KR102160062B1 - 기설 교량용 방음터널 및 그 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기설(旣設) 교량의 상부를 폐합하여 교통 소음의 전파 및 확산을 방지하는 방음터널에 관한 것으로, 교각(10) 상단 코핑(11)의 양측 단부에 돌출대(50)가 형성되어, 구조벽체(40)와 횡골(45)에 다수의 방음판(30)이 결합되는 방음터널을 돌출대(50)가 지지하는 것이다.
본 발명을 통하여, 기설 교량 주변 또는 하부에 대한 대대적인 개조 내지 구조물 신설 없이도 방음터널의 설치가 가능할 뿐 아니라, 방음터널 설치에도 불구하고 기설 교량의 교통처리능력을 유지할 수 있다.

Description

기설 교량용 방음터널 및 그 시공 방법{SOUNDPROOF TUNNEL FOR EXISTING BRIDGE AND ITS CONSTRUCTION METHOD}

본 발명은 기설(旣設) 교량의 상부를 폐합하여 교통 소음의 전파 및 확산을 방지하는 방음터널에 관한 것으로, 교각(10) 상단 코핑(11)의 양측 단부에 돌출대(50)가 형성되어, 구조벽체(40)와 횡골(45)에 다수의 방음판(30)이 결합되는 방음터널을 돌출대(50)가 지지하는 것이다.

도로 또는 철도 등 소음원 상부를 완전 폐합하는 방음시설인 방음터널은 교통 소음의 전파를 전방향에 대하여 차단할 수 있는 바, 반사음 또는 회절음으로 인하여 방음벽으로는 충분한 방음 효과를 기대하기 어려운 고층건물 밀집 도심지 또는 주거지 등에서 유용하게 활용될 수 있다.

특히, 고가도로 및 수변도로 등 교량 형식의 도로에 있어서 방음터널의 수요가 급증하고 있는데, 이는 도심의 과밀화에 따른 교통 수요 증가 및 도로 입체화로 인하여 고가도로의 자체에 대한 확충이 요구됨은 물론, 도심 및 수변 주거 지역 등에 있어서 소음 환경에 대한 개선 필요성이 대두됨에서 기인하는 것으로, 주거지 및 도심 통과 교량형 도로에서는 사실상 방음터널이 필수 시설이라 할 수 있다.

방음터널은 역(逆) U자형 단면의 벽체 내지 판체 구조물로서, 양측 하단을 지지할 수 있는 지반 내지 구조물이 확보될 경우, 구축 자체에 있어서의 애로점은 크지 않으나, 교량의 경우 구조물의 특성상 교량 상판의 양측 공간 일부를 잠식할 수 밖에 없는 문제점이 있다.

즉, 방음터널을 구성하는 양측 벽체 또는 지주가 교량의 상판 양측 단부에 고정되어 지지될 수 밖에 없는 바, 동일한 조건에서 방음터널이 구축되지 않는 경우에 대비하여 교량 상판의 가용 면적이 축소될 수 밖에 없는 것이다.

이에, 교량의 상판을 지지하는 교각의 코핑(coping) 규모를 확대하여 방음터널을 교각이 직접 지지하도록 구성할 수도 있으나, 이는 신설 교량에만 적용이 가능한 것으로, 기설 교량에는 적용이 근본적으로 불가능한 것이다.

결국, 교량에 대한 방음터널의 구축은 해당 교량의 신규 건설시 사전에 방음터널 설치를 계획하였는지 여부에 따라 그 시공성 및 건설비는 물론, 완공후 해당 교량의 교통처리능력이 좌우된다 할 수 있다.

즉, 교량의 신설시 방음터널을 계획할 경우, 방음터널로 인한 공간 잠식을 사전에 고려하여 상판의 규모를 충분히 확보하거나, 방음터널의 지지가 가능하도록 코핑 등 교각 구성을 충분히 확대할 수 있으므로, 방음터널의 설치가 용이할 뿐 아니라, 방음터널의 구축에도 불구하고 해당 교량의 교통처리능력을 충분히 확보할 수 있는 반면, 최초 건설시 방음터널에 대한 계획이 전혀 반영되지 않은 기설 교량에서는 방음터널의 설치로 인한 교량 상판 가용 공간의 잠식이 불가피하며, 이로 인하여 당해 교량의 교통처리능력이 심각하게 훼손되는 문제가 초래될 수 밖에 없는 것이다.

이에, 방음터널의 설치로 인하여 야기되는 기설 교량 상부 가용 공간의 잠식을 최소화할 수 있도록 방음터널이 기설 교량의 상판에 의하여 지지되도록 설치하는 것이 아니라, 기설 교량의 상판 이외의 구조물에 의하여 지지되도록 하는 다양한 시도가 있었으며, 이를 설명하면 다음과 같다.

우선, 기설 교량의 양측에 별도의 소형 교각을 추가로 설치하고, 이 추가 교각으로 방음터널을 지지하는 방식을 들 수 있으며, 관련 종래기술로서 특허 제1169460호 등을 들 수 있다.

특허 제1169460호를 비롯한 교각 추가 설치형 기설 교량용 방음터널은 기설 교량의 횡단면상 양측 외측에 별도의 소형 교각을 추가로 설치하고, 추가 설치된 교각 상단에 방음터널의 양측 하단부가 각각 지지될 수 있도록 시공되는 것으로, 기설 교량의 구조에 일체의 부담을 가중하지 않을 뿐 아니라, 기설 교량 상판의 가용 공간 역시 전혀 잠식하지 않는 장점을 가진다.

그러나, 기설 교량 양측에 별도의 교각을 신설하여야 하는 바, 막대한 공사비가 소요될 뿐 아니라, 기존 교량 부지 이외에 추가의 부지를 확보하여야 하는 문제점을 가진다.

특히, 교각 신설에 필요한 신규 부지 확보는 도심지에서는 막대한 수용 비용을 초래하며, 하부 도로의 교통을 방해할 수 밖에 없을 뿐 아니라, 수변 교량 등 지형 조건에 따라 교각의 신설이 근본적으로 불가능할 수도 있다.

이에, 기설 교량의 교각에 대한 대대적인 개조 내지 보강을 실시한 후, 기설 교량의 교각에 대규모 철골 구조물을 부착하여 방음터널의 지지 구조물로써 활용하는 방식이 개발되었으며, 관련 종래기술로는 특허 제876679호 등을 들 수 있다.

특허 제876679호를 비롯한 교각 개조형 기설 교량용 방음터널은 기설 교량의 교각에 대형 철골 구조물을 부착 내지 병설하는 것으로, 교량 측방으로의 구조물 구축을 배제하였을 뿐, 지지 구조물을 신설한다는 점에서 전술한 교각 추가 설치형 기설 교량용 방음터널과 실질적으로 동일한 것이라 할 수 있다.

즉, 전술한 교각 추가 설치형 기설 교량용 방음터널이 추가 교각을 교량 양측에 설치하는 것이라면, 교각 개조형 기설 교량용 방음터널은 추가 교각을 교량의 형하 공간에 설치할 뿐, 방음터널에 대한 구조적 지지 방식 및 공간 잠식 측면에서는 동일한 것이다.

특허 제876679호를 비롯한 교각 개조형 기설 교량용 방음터널에서는 방음터널을 지지하는 구조물로서, 기설 교량의 교각 지주부 및 코핑에 부착되는 대형 철골 구조물이 적용되는 것으로, 사실상 철골조 교각을 기존 교각에 인접하여 추가 설치하는 것과 동일하거나 이를 상회하는 공간 및 공사비가 소요되며, 기설 교량의 형하 공간에 대한 심각한 잠식 역시 초래될 수 밖에 없다.

특히, 도심지 고가도로용 교량 또는 입체 교차로 교량의 경우 형하 공간에 도로, 각종 시설물 또는 건물이 위치하고 있는 경우가 대부분인 바, 형하 공간의 심각한 잠식이 불가피한 교각 개조형 기설 교량용 방음터널의 적용이 사실상 불가능한 문제점이 있다.

한편, 전술한 교각 추가 설치형 기설 교량용 방음터널 및 교각 개조형 기설 교량용 방음터널 공히, 방음터널의 시공과정에서 기설 교량 하부 및 주변에 대한 장기간의 통제가 불가피한 심각한 문제점을 가진다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여, 방음터널로 인한 기설 교량의 교통처리능력의 훼손이 일체 발생되지 않으며, 기설 교량의 주변 공간 및 형하 공간에 대한 일체의 잠식 역시 초래되지 않을 뿐 아니라, 방음터널의 시공 과정에서 수반되는 기설 교량 하부 및 주변 교통에 대한 통제를 최소화할 수 있도록 창안된 것으로, 기설 교량에 설치되는 방음터널에 있어서, 기설 교량의 교각(10) 상단 코핑(11)의 양측 단부의 외측 표면에는 돌출대(50)가 부착되고, 기설 교량의 상판(22) 상부에는 교량의 횡단상 역 U자형 횡단면을 가지는 방음터널이 설치되되, 방음터널은 교량 상판(22) 양측에 각각 기립상태로 설치되는 구조벽체(40)와, 구조벽체(40) 상단부를 연결하는 횡골(45)로 구성되는 골조에, 다수의 방음판(30)이 결합되어 구성되며, 교량 횡단상 교각(10)의 코핑(11) 양측에 각각 부착된 돌출대(50)에 방음터널의 횡단상 양측 구조벽체(40)의 하단부가 각각 결속되어 지지되고, 교량의 종단상 다수의 교각(10) 코핑(11)에 각각 부착된 돌출대(50) 중 연속된 한쌍의 돌출대(50)에 방음터널의 종단상 구조벽체(40)의 양단이 각각 결속되어 지지됨을 특징으로 하는 기설 교량용 방음터널이다.

또한, 상기 돌출대(50)는 콘크리트로 구성되되, 돌출대(50)가 부착되는 코핑(11)의 외측 단부에는 삽입공(15)이 형성되고, 삽입공(15)에는 봉상의 지보체(51)가 삽입되되, 지보체(51)와 삽입공(15) 공벽 사이에는 경화성 주입재(52)가 주입 및 경화되며, 코핑(11) 외측으로 돌출된 지보체(51)가 돌출대(50)에 매입됨을 특징으로 하는 기설 교량용 방음터널이다.

또한, 상기 기설 교량의 횡단상 교각(10)의 코핑(11) 양측 단부에 각각 부착되는 돌출대(50)에는 정착부(55)가 형성되고, 양측 돌출대(50)의 정착부(55)를 연결하는 긴장재(60)가 설치되며, 긴장재(60)에는 긴장력이 부여되어, 돌출대(50)가 코핑(11)에 압착됨을 특징으로 하는 기설 교량용 방음터널이다.

또한, 상기 기설 교량용 방음터널의 시공 방법에 있어서, 기설 교량 교각(10)의 코핑(11) 외측 단부에 삽입공(15)을 천공하는 단계와, 삽입공(15)에 봉상의 지보체(51) 일측 단부를 삽입하고 지보체(51)와 삽입공(15) 공벽 사이에 경화성 주입재(52)를 주입한 후 경화시키는 단계와, 상기 지보체(51) 외측에 거푸집(59)을 구축하고 거푸집(59)에 콘크리트를 타설 및 양생하며 콘크리트의 양생이 완료되면 거푸집(59)을 해체하여, 지보체(51)가 매입된 돌출대(50)를 형성하는 단계와, 돌출대(50) 상부에 구조벽체(40) 및 횡골(45)을 설치하고, 구조벽체(40) 및 횡골(45)에 방음판(30)을 결합하여 방음터널을 완성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 기설 교량용 방음터널의 시공 방법이다.

또한, 상기 기설 교량용 방음터널의 시공 방법에 있어서, 정착부(55)가 형성된 돌출대(50)를 기설 교량 교각(10)의 코핑(11) 외측 단부에 거치한 상태에서, 코핑(11)과 돌출대(50) 사이에 무수축시멘트를 주입하여 안착층(57)을 형성하는 단계와, 안착층(57)의 양생이 완료되면, 코핑(11) 양측에 각각 부착된 돌출대(50)의 정착부(55)에 긴장재(60)를 결합하고, 긴장재(60)를 인장한 후 긴장재(60)의 단부를 돌출대(50)의 정착부(55)에 결속 및 정착하는 단계와, 돌출대(50) 상부에 구조벽체(40) 및 횡골(45)을 설치하고, 구조벽체(40) 및 횡골(45)에 방음판(30)을 결합하여 방음터널을 완성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 기설 교량용 방음터널의 시공 방법이다.

본 발명을 통하여, 기설 교량 주변 또는 하부에 대한 대대적인 개조 내지 구조물 신설 없이도 방음터널의 설치가 가능할 뿐 아니라, 방음터널 설치에도 불구하고 기설 교량의 교통처리능력을 유지할 수 있다.

또한, 방음터널 설치로 인하여 초래되는 기설 교량 주변 또는 형하 공간에 대한 잠식을 효과적으로 억제할 수 있을 뿐 아니라, 방음터널의 시공과정에서도 기설 교량 하부 및 주변 교통에 대한 통제를 최소화할 수 있다.

특히, 방음터널 설치로 인하여 초래되는 추가 부지 수용 및 형하 공간 침범으로 인한 보상 필요가 전무할 뿐 아니라, 교각(10) 등 기설 교량 구조물에 대한 대대적인 보강 내지 개조 역시 불필요한 바, 종래기술 대비 공사비를 획기적으로 절감할 수 있을 뿐 아니라, 가시설 및 추가 구조물의 규모 및 구조 역시 종래기술 대비 대폭 간소화할 수 있는 바 공사비 절감과 동시에 공사기간의 단축도 가능하다.

한편, 기설 교량의 주변은 물론 형하 공간에 대한 구조물 신설이 불필요하므로, 수변 교량 또는 급경사 절개지 교량 등 종래기술의 적용이 불가능하였던 지형 조건에서도 용이한 적용이 가능하다.

도 1은 본 발명 적용 교량의 사시도
도 2는 본 발명 적용 교량의 확대 사시도
도 3은 본 발명 적용 교량의 시공시 단계별 상태 설명도
도 4는 본 발명 방음터널의 골조 발췌 사시도
도 5는 본 발명 적용 교량의 대표 횡단면도
도 6은 본 발명 적용 교량의 요부 발췌 단면도
도 7은 본 발명의 돌출대 시공과정 설명도
도 8은 긴장형 돌출대가 적용된 본 발명 방음터널의 일 실시예 요부 사시도
도 9는 도 8 실시예 적용 교량의 대표 횡단면도
도 10은 도 8 실시예의 돌출대 고정 방식 설명도
도 11은 도 8 실시예의 돌출대 시공과정 설명도

본 발명의 상세한 구성 및 수행 과정을 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 방음터널은 교량의 신설시 방음터널의 설치를 전제하고 그에 따라 상판(22)의 횡단상 폭을 충분히 확보하거나, 교각(10) 상단 코핑(11)의 횡단상 폭을 충분히 확보하는 사전 조치를 취한 상태에서, 교량의 완공 후 후속 공정으로서 방음터널을 설치하는 것이 아니라, 방음터널의 설치가 전혀 계획되지 않는 일반 교량에 대한 방음터널 설치에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 교량의 설계 또는 시공 단계에서 추후 방음터널의 설치를 염두에 두고 교각(10) 코핑(11) 등에 여유부를 조성하는 것이 아니라, 방음터널에 대한 고려 없이 장기간 운용중이었던 기설(旣設) 교량에 방음터널을 설치하는 상황에서 적용되는 것이다.

이러한 본 발명의 기설 교량용 방음터널은 도 1 및 도 2에서와 같이, 외형상 여타의 방음터널과 큰 차이가 없는 역(逆) U자형 횡단면의 도로 상부 폐합형 구조를 가지나, 역학적 지지 구조에 있어서는 종래의 교량용 방음터널과 상당한 차이점을 가진다.

종래의 교량용 방음터널에서는 방음터널의 양측 벽체 하단부가 교량 상판(22)의 양측 말단부에 의하여 지지되는 반면, 본 발명에서는 도 1 및 도 2에서와 같이, 방음터널의 구성하는 구조벽체(40)가 기설 교량의 상판(22)은 물론 기설 교량 교각(10)의 코핑(11)에 의하여도 직접 지지되지 않고, 코핑(11)의 양 측단에 형성되는 돌출대(50)에 의하여 지지되는 구조를 가진다.

즉, 본 발명의 기설 교량 설치용 방음터널에서는 도 2 및 도 3에서와 같이, 기설 교량의 교각(10) 상단 코핑(11)의 양측 단부의 외측 표면에 돌출대(50)가 사후(事後) 부착 형성되고, 기설 교량의 상판(22) 상부에는 교량의 횡단상 역(逆) U자형 횡단면을 가지는 방음터널이 설치되되, 방음터널은 교량 상판(22) 양측에 각각 기립상태로 설치되는 구조벽체(40)와, 구조벽체(40) 상단부를 연결하는 횡골(45)로 구성되는 골조에, 다수의 방음판(30)이 결합되어 구성되는 것이다.

도 3은 본 발명의 시공상 각 구성의 설치 상태를 도시하고 있는데, 도 3의 상부 도면은 기설 교량의 교각(10) 코핑(11)에 돌출대(50)를 형성한 상태를 도시하고 있고, 동 도면의 하부 도면은 돌출대(50)를 지지대로 활용하여 방음터널의 골조를 구축한 상태를 도시하고 있다.

즉, 본 발명의 방음터널은 기설 교각(10)의 코핑(11) 양측 단부에 소형 돌출대(50)를 형성하고, 이를 지지 구조물로 활용하여 방음터널의 골조를 조립 및 구축하게 되는 바, 기존 교각(10) 측방에 교각(10)을 신설하거나 기존 교각(10)에 대한 대대적인 개조가 요구되는 종래기술에 비하여 시공이 간편할 뿐 아니라, 소요되는 가시설 역시 극히 간소화할 수 있으며, 그에 따라 교량 상, 하부 교통에 대한 통제 역시 최소화할 수 있다.

특히, 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 기설 교량의 주변 지역에 대한 추가 부지 확보가 전혀 필요하지 않을 뿐 아니라, 기설 교량의 형하 공간에 대한 잠식 또한 전무하므로, 추가 부지 매입 및 그로 인한 공사비 증액이 발생되지 않으며, 완공후는 물론 시공중에도 형하 공간 잠식으로 인한 민원 발생을 방지할 수 있다.

이렇듯, 본 발명의 방음터널은 도 2 및 도 3에서와 같이, 교량 횡단상 교각(10)의 코핑(11) 양측에 각각 부착된 돌출대(50)에 방음터널의 횡단상 양측 구조벽체(40)의 하단부가 각각 결속되어 지지되고, 교량의 종단상 다수의 교각(10) 코핑(11)에 각각 부착된 돌출대(50) 중 연속된 한쌍의 돌출대(50)에 방음터널의 종단상 구조벽체(40)의 양단이 각각 결속되어 지지되는데, 본 발명의 방음터널 골조는 단순히 횡단상 역 U자형 단면의 철골 구조를 형성함에 그 역학적 의의가 국한되는 것이 아니라, 종단상 내지 측면상 방음터널의 벽체가 방음벽인 동시에 구조체로서 거동할 수 있도록 구성된다.

즉, 본 발명 방음터널의 구조벽체(40)는 구조벽체(40)의 사전적 의미에서와 같이, 그 자체가 방음터널의 방음용 벽체이자 양단이 각각 돌출대(50)에 의하여 지지되는 거더(girder)로서 거동하는 것으로, 이로써 전체 방음터널 골조를 경량화하면서도 충분한 구조적 안정성을 확보할 수 있으며, 전체 방음터널의 경량화를 통하여 돌출대(50)의 구조적 부담 역시 경감할 수 있게 된다.

이러한 본 발명 방음터널의 구조적 특징은 기설 교량의 1경간에 구축되는 방음터널의 단위구간 골조를 발췌한 도 4를 통하여도 확인할 수 있는 것으로, 본 발명의 방음터널 골조는 한쌍의 구조벽체(40)의 상단이 횡골(45)로 연결되되, 각각의 구조벽체(40)는 그 자체가 구조적으로 벽체이자 거더로서 거동하는 것으로, 아치리브(arch rib)(41)의 양측 하단에 수평재인 빔(43)의 양단이 접합되어 폐합된 아치 구조를 형성하고, 아치리브(41)와 빔(43) 사이에는 수직재인 다수의 컬럼(42)이 접합되어 아치 구조를 보강함으로써, 견고한 단일 벽체이자 거더인 본 발명의 구조벽체(40)가 형성된다.

이렇듯 형성된 본 발명의 구조벽체(40)는 도 3에서와 같이, 교량의 종단상 내지 측면상 구조벽체(40)의 양단이 각각 돌출대(50)에 의하여 지지되어 구조적으로 양단 지지 보 형식을 이루게 된다.

또한, 교량의 횡단상에서는 도 5에서와 같이, 상호 이격된 한쌍의 구조벽체(40)가 그 하단은 돌출대(50)에 결속되고 상단은 횡골(45)에 의하여 결속되어, 결과적으로 횡골(45)과 양측 구조벽체(40) 및 기설 교량의 교각(10) 코핑(11)이 횡단상 완전 폐합된 강결 구조를 구축하게 되는 바, 간소하고 경량화된 구성만으로도 구조적인 안정성을 극대화할 수 있다.

한편, 본 발명에 있어서 방음터널을 지지하는 돌출대(50)는 기설 교량의 코핑(11)에 사후 부착 형성되는 구조물인 바, 돌출대(50) 자체의 강성은 물론 돌출대(50)와 코핑(11)간 견고한 결착 역시 요구된다 할 수 있다.

우선, 도 5 내지 도 7은 돌출대(50)의 소재로서 콘크리트가 적용된 실시예를 도시한 것으로, 이때 콘크리트제 돌출대(50)와 기설 코핑(11) 사이에는 지보체(51)를 설치함으로써, 지보체(51)가 앵커, 전단키 및 돌출대(50)의 보강재로서의 기능을 겸비하도록 하였다.

즉, 도 6에서와 같이, 돌출대(50)는 콘크리트로 구성되되, 돌출대(50)가 부착되는 코핑(11)의 외측 단부에는 삽입공(15)이 형성되고, 삽입공(15)에는 봉상(棒狀)의 지보체(51)가 삽입되되, 지보체(51)와 삽입공(15) 공벽(孔壁) 사이에는 경화성 주입재(52)가 주입 및 경화되며, 코핑(11) 외측으로 돌출된 지보체(51)가 돌출대(50)에 매입(埋入)되는 것이다.

여기서 지보체(51)는 일단은 코핑(11)에 정착되고 타단은 돌출대(50)에 매입되는 봉상 부재로서, 지보체(51)의 코핑(11) 정착부(55)는 돌출대(50)와 코핑(11)간의 분리를 억제하는 앵커로서 작용함과 동시에, 돌출대(50)와 코핑(11)간 경계부의 지보체(51)는 돌출대(50)와 코핑(11)간 부착력과 더불어 돌출대(50)의 상재하중에 저항하는 전단키로서 작용하게 되며, 나아가 코핑(11) 외측으로 상당 거리 돌출되는 지보체(51)는 콘크리트제 돌출대(50)에 매입되어 보강재의 역할 또한 수행하게 된다.

지보체(51)가 콘크리트 돌출대(50)의 매입 보강재로서 작용함과 관련하여, 도 6에서와 같이, 돌출대(50) 단독 구조에 있어서는 일단이 코핑(11)에 지지되는 캔틸레버라 할 수 있으므로, 돌출대(50)의 상부에 지보체(51)가 매입되는 것이 바람직하다.

도 7은 이러한 콘크리트제 돌출대(50)가 적용되는 본 발명 방음터널의 시공 과정을 도시한 것으로, 동 도면을 통하여 본 발명의 시공 방법을 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 7의 상단부에서와 같이, 기설 교량 교각(10)의 코핑(11) 외측 단부에 삽입공(15)을 천공하는 단계가 수행되며, 이후 삽입공(15)에 봉상(棒狀)의 지보체(51) 일측 단부를 삽입하고 지보체(51)와 삽입공(15) 공벽(孔壁) 사이에 경화성 주입재(52)를 주입한 후 경화시키는 단계가 수행된다.

도시된 실시예에서는 절곡된 금속제 봉체가 지보체(51)로서 활용되었는데, 이 밖에도 직선형 봉체 등이 적용될 수도 있으며, 삽입공(15)에 주입되는 주입재(52)로는 케미컬앵커가 적용될 수 있다.

주입재(52)가 경화되어 지보체(51)가 코핑(11)에 고정되면, 도 7의 중간부에서와 같이, 상기 지보체(51) 외측에 거푸집(59)을 구축하게 되며, 거푸집(59) 구축이 완료되면 거푸집(59)에 콘크리트를 타설 및 양생하게 된다.

콘크리트의 양생이 완료되면 거푸집(59)을 해체하여, 지보체(51)가 매입(埋入)된 돌출대(50)를 형성하는 단계가 수행되며, 이로써 도 7의 하단부에 도시된 바와 같이, 돌출대(50)가 완성된다.

돌출대(50)가 완성되면 도 7에 도시되지는 않았으나, 돌출대(50) 상부에 구조벽체(40) 및 횡골(45)을 설치하고, 구조벽체(40) 및 횡골(45)에 방음판(30)을 결합하여 방음터널을 완성하는 단계가 수행됨으로써, 도 5에서와 같은 구조의 본 발명 기설 교량용 방음터널이 완공된다.

도 8 내지 도 11은 돌출대(50)를 구성함에 있어서, 현장타설 콘크리트로 돌출대(50)를 제작하는 것이 아니라, 강철, 프리캐스트 콘트리트 또는 고강도 복합재료 등으로 돌출대(50)를 사전 제작한 후, 이를 코핑(11)에 부착 및 정착하는 실시예를 도시한 것으로, 동 실시예에서는 돌출대(50)와 코핑(11)간 견고한 결착을 도모하기 위하여, 코핑(11) 양측에 각각 설치되는 돌출대(50)를 강연선(鋼撚線) 등의 긴장재(60)로 연결하고 긴장재(60)에 긴장력을 부여하였다.

즉, 도 8 내지 도 10에서와 같이, 기설 교량의 횡단상 교각(10)의 코핑(11) 양측 단부에 각각 부착되는 돌출대(50)에 정착부(55)를 형성하고, 이들 양측 돌출대(50)의 정착부(55)를 연결하는 긴장재(60)를 설치하며, 긴장재(60)에는 긴장력을 부여하여, 돌출대(50)가 코핑(11)에 강력하게 압착될 수 있도록 한 것이다.

이러한 코핑(11) 양측 돌출대(50) 사이의 긴장력 도입을 통하여, 코핑(11)과 코핑(11) 양측에 압착되는 돌출대(50)가 사실상 포스트텐션이 도입된 단일 구조체로서 거동할 수 있으며, 이로써 돌출대(50)의 견고한 결착은 물론 강력한 지지력을 확보할 수 있다.

코핑(11) 양측 돌출대(50)에 긴장재(60)를 결속 및 인장함에 있어서는 도 10에서와 같이, 돌출대(50)의 양측에 정착부(55)를 평면상 대칭으로 구성하고, 긴장재(60) 역시 양측 정착부(55)에 평면상 대칭으로 결속하며, 양측 정착부(55)에 결속되는 긴장재(60)의 본수 및 긴장력을 동일하게 설정함으로써 구조적 균형을 확보한다.

도 11은 이러한 긴장형 돌출대(50)가 적용되는 본 발명 방음터널의 시공 과정을 도시한 것으로, 동 도면을 통하여 긴장형 돌출대(50) 적용 실시예의 시공 방법을 설명하면 다음과 같다.

우선, 정착부(55)가 형성된 돌출대(50)를 기설 교량 교각(10)의 코핑(11) 외측 단부에 거치한 상태에서, 코핑(11)과 돌출대(50) 사이에 무수축시멘트를 주입하여 안착층(57)을 형성하는 단계가 수행된다.

여기서 안착층(57)이란 기성품인 돌출대(50) 배면과 역시 기설 구조물인 코핑(11) 표면 사이에 형성되는 연결층으로서, 긴장재(60)에 의하여 형성되는 돌출대(50)의 압착력을 코핑(11) 단부 표면에 균일하게 분포시키는 역할을 수행하게 된다.

즉, 후술할 과정에서 돌출대(50)의 정착부(55)에 결속되는 긴장재(60)에 긴장력이 도입되면 돌출대(50)가 코핑(11)을 강력하게 압착하게 되는데, 이때 압착력이 코핑(11)의 특정 부위에 편중될 경우 해당 부위에 대한 파손 또는 불필요한 응력 불균형이 야기될 수 있으므로, 돌출대(50)의 압착력을 고르게 분포시키고 나아가 돌출대(50)와 코핑(11)이 구조적 단일체로서 거동할 수 있도록 안착층(57)을 형성하는 것이다.

이러한 안착층(57)으로는 무수축시멘트를 적용하는 것이 바람직한데, 이는 돌출대(50)와 코핑(11) 사이의 협소한 공간에 용이하게 주입할 수 있을 뿐 아니라, 양생과정에서 수축이 발생되지 않는 바, 돌출대(50)와 코핑(11)간 공간에 밀실하게 충전되는 형태로 안착층(57)이 형성될 수 있기 때문이다.

도 11의 좌단부에서와 같이, 안착층(57)의 주입시 돌출대(50)의 하부에는 돌출대(50)를 임시 거치할 수 있는 가시설이 설치될 수 있으며, 이러한 가시설과 돌출대(50) 배면이 거푸집(59) 역할을 수행하면서 안착층(57)이 주입될 수 있다.

안착층(57)의 양생이 완료되면, 코핑(11) 양측에 각각 부착된 돌출대(50)의 정착부(55)에 긴장재(60)를 결합하고, 긴장재(60)를 인장한 후 긴장재(60)의 단부를 돌출대(50)의 정착부(55)에 결속 및 정착하는 단계가 수행되며, 이로써 돌출대(50)와 코핑(11)이 구조적 단일체로서 견고하게 상호 결착된다.

이렇듯, 돌출대(50)와 코핑(11)간 긴장 결착이 완료되면, 도 11에 도시되지는 않았으나, 돌출대(50) 상부에 구조벽체(40) 및 횡골(45)을 설치하고, 구조벽체(40) 및 횡골(45)에 방음판(30)을 결합하여 방음터널을 완성하는 단계가 수행됨으로써, 도 9에서와 같은 구조의 본 발명 기설 교량용 방음터널이 완공된다.

10 : 교각
11 : 코핑
15 : 삽입공
22 : 상판
30 : 방음판
40 : 구조벽체
41 : 아치리브
42 : 컬럼
43 : 빔
45 : 횡골
50 : 돌출대
51 : 지보체
52 : 주입재
55 : 정착부
57 : 안착층
59 : 거푸집
60 : 긴장재

Claims (5)

1. 기설 교량에 설치되는 방음터널으로서, 기설 교량의 교각(10) 상단 코핑(11)의 양측 단부의 외측 표면에는 돌출대(50)가 부착되고, 기설 교량의 상판(22) 상부에는 교량의 횡단상 역 U자형 횡단면을 가지는 방음터널이 설치되되, 방음터널은 교량 상판(22) 양측에 각각 기립상태로 설치되는 구조벽체(40)와, 구조벽체(40) 상단부를 연결하는 횡골(45)로 구성되는 골조에, 다수의 방음판(30)이 결합되어 구성되며, 교량 횡단상 교각(10)의 코핑(11) 양측에 각각 부착된 돌출대(50)에 방음터널의 횡단상 양측 구조벽체(40)의 하단부가 각각 결속되어 지지되고, 교량의 종단상 다수의 교각(10) 코핑(11)에 각각 부착된 돌출대(50) 중 연속된 한쌍의 돌출대(50)에 방음터널의 종단상 구조벽체(40)의 양단이 각각 결속되어 지지되는 기설 교량용 방음터널에 있어서,
   기설 교량의 횡단상 교각(10)의 코핑(11) 양측 단부에 각각 부착되는 돌출대(50)에는 정착부(55)가 형성되되, 돌출대(50) 양측의 정착부(55)는 평면상 대칭으로 구성되며, 코핑(11)과 돌출대(50) 사이에는 무수축시멘트 안착층(57)이 형성되고;
   양측 돌출대(50)의 정착부(55)를 연결하는 긴장재(60)가 설치되며, 긴장재(60)에는 긴장력이 부여되되, 긴장재(60)에 의하여 형성되는 돌출대(50)의 압착력이 상기 안착층(57)에 의하여 코핑(11) 단부 표면에 균일하게 분포되고,
   긴장재(60)는 코핑(11) 양측 단부에 각각 설치된 돌출대(50)의 양측 정착부(55)에 평면상 대칭으로 결속되며, 돌출대(50)의 양측 정착부(55)에 결속되는 긴장재(60)의 긴장력이 동일하게 설정되어 구조적 균형이 확보됨으로써 돌출대(50)가 코핑(11)에 압착됨을 특징으로 하는 기설 교량용 방음터널.
   
2. 청구항 1의 기설 교량용 방음터널의 시공 방법에 있어서,
   정착부(55)가 형성된 돌출대(50)를 기설 교량 교각(10)의 코핑(11) 외측 단부에 거치한 상태에서, 코핑(11)과 돌출대(50) 사이에 무수축시멘트를 주입하여 안착층(57)을 형성하는 단계와;
   안착층(57)의 양생이 완료되면, 코핑(11) 양측에 각각 부착된 돌출대(50)의 양측 정착부(55)에 긴장재(60)를 결합하고, 긴장재(60)를 인장한 후 긴장재(60)의 단부를 돌출대(50)의 정착부(55)에 결속 및 정착하되, 돌출대(50)의 양측 정착부(55)에 결속되는 긴장재(60)의 본수 및 긴장력을 동일하게 설정하는 단계와;
   돌출대(50) 상부에 구조벽체(40) 및 횡골(45)을 설치하고, 구조벽체(40) 및 횡골(45)에 방음판(30)을 결합하여 방음터널을 완성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 기설 교량용 방음터널의 시공 방법.
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