KR102160179B1 - 조립식 강교량구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

조립식 강교량구조물 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 조립식 강교량구조물은 측방향을 따라 상호 간격을 두고 설치되되, 전후방향을 기준으로 상호 간격을 두고 한 쌍으로 설치되는 복수의 강관파일(100); 강관파일(100)의 상부에 끼워지는 프리캐스트 파일캡(200); 파일캡(200)의 일측 또는 타측 중 적어도 어느 한 측방으로 결합되는 강재거더(300);를 포함하되, 파일캡(200)은 강관파일(100)에 끼워지는 캡본체(210); 캡본체(210)의 일측과 타측으로 각각 결합되는 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230); 캡본체(210)를 관통하여 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230)에 양 단부가 각각 정착되도록 설치되는 인장부재(240);를 포함한다.
일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230)는 I형 강재거더이고, 인장부재(240)는 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230) 복부 전방과 후방에 각각 설치된 것이 바람직하다.

Description

조립식 강교량구조물 및 그 시공방법{MODULAR STEEL BRIDGE AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 건설분야에 관한 것으로서, 상세하게는 조립식 강교량구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.
강교량은 자중이 가볍고, 형고가 낮아 보도육교, 가설교량, 도로교, 철도교 등에 많이 사용된다. 특히 강교량은 낮은 형고를 필요로 하는 도로(철도) 횡단교량과 다리밑 공간 확보가 필요한 하천용으로 많이 사용된다.
강교량은 I형 강재거더 또는 박스거더를 사용하여 거더의 강성만으로 사하중과 활하중에 저항한다.
그러나 연속교로 교량이 설계되면 지점부에 부모멘트가 커지기 때문에 지점부 거더의 형고를 높아지는 문제가 있다.
상술하는 종래의 기술구성, 명칭, 도면번호는 그 종래기술의 설명에 한정되어 사용한다.
대한민국등록특허 10-0722401호 '조립식 강교량'은 적어도 둘 이상의 강재거더 세그먼트를 연결하여 구성되는 것으로서, 상기 각 강재거더 세그먼트의 연결 단부에 설치되는 지압블록과, 상기 각 연결 단부에 설치되는 힌지유닛과, 상기 각 연결 단부에 연결되게 설치되어 상기 힌지유닛에 작용하는 인장력을 분산시키기 위한 보강유닛을 포함하는 특허이다.
대한민국등록특허 10-1542192호 '강재교량 시공 시스템 및 이를 이용한 교량 시공방법'은 하부구조는 강재파일(200)을 사용하고, 상부구조는 강재빔을 사용하여 구성되는 강재교량을 하천의 일측에서 타측으로 순차적으로 설치하기 위한 강재교량 시공 시스템 구조(100)에 있어서, 하천 바닥에 하천의 흐름방향으로 나란히 설치되는 한 쌍의 가이드파일(110); 상기 한 쌍의 가이드파일(110) 각각에 설치되는 한 쌍의 작업통로 겸용 연결거더(120); 및 상기 한 쌍의 작업통로 겸용 연결거더(120)에 설치되어 하천 바닥에 항타되어 설치되는 강재파일(200)을 가이드하기 위한 가이드판넬(130)을 포함하는 강재교량 시공 시스템 구조 및 이를 이용한 교량 시공 방법에 관한 것이다.
대한민국등록특허 10-1542197호 '강재교량상부구조물 및 이를 이용한 강재교량 시공방법'은 강재파일 하부구조와 강재거더 상부구조로 구성되는 강재교량에 사용되는 강재교량상부구조물에 있어서, 상기 강재교량상부구조물은 병렬로 배치되는 다수의 I형거더; 상기 I형거더의 사이사이에 배치되고 상기 강재파일의 상부에 끼워져 설치되는 파일캡; 및 상기 I형거더와 상기 파일캡을 연결하는 가로보;를 포함하는 강재 교량상부구조물 및 이를 이용한 강재교량 시공방법에 관한 것이다.
대한민국등록특허 10-0722401호 대한민국등록특허 10-1542192호 대한민국등록특허 10-1542197호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 고안된 것으로서, 지점부에 외력을 도입하여 지점부 거더의 단면향상 없이 부모멘트에 저항할 수 있는 조립식 강교량구조물 및 그 시공방법을 제시한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명의 조립식 강교량구조물은 측방향을 따라 상호 간격을 두고 설치되되, 전후방향을 기준으로 상호 간격을 두고 한 쌍으로 설치되는 복수의 강관파일(100); 상기 강관파일(100)의 상부에 끼워지는 프리캐스트 파일캡(200); 상기 파일캡(200)의 일측 또는 타측 중 적어도 어느 한 측방으로 결합되는 강재거더(300);를 포함하되, 상기 파일캡(200)은 상기 강관파일(100)에 끼워지는 캡본체(210); 상기 캡본체(210)의 일측과 타측으로 각각 결합되는 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230); 상기 캡본체(210)를 관통하여 상기 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230)에 양 단부가 각각 정착되도록 설치되는 인장부재(240);를 포함한다.
상기 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230)는 I형 강재거더이고, 상기 인장부재(240)는 상기 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230) 복부 전방과 후방에 각각 설치된 것이 바람직하다.
상기 캡본체(210)는 상기 강관파일(100)이 끼움결합되도록 하면에서 상측으로 형성된 결합홈(211); 상기 캡본체(210)의 내측에 형성된 격자구조의 보강플래이트(212);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 인장부재(240)는 강봉(241)이고, 상기 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230)의 복부 상측에는 상기 강봉(241)의 단부가 정착되는 정착부재(400)가 설치된 것이 바람직하다.
상기 정착부재(400)는 상기 강관파일(100)의 상부플랜지 하면과 복부 상측에 접촉되도록 설치됨과 아울러, 상기 강봉(241)의 지름보다 큰 지름의 홀이 형성된 고정부(410); 상기 고정부(410)의 외측에 설치되되, 상기 강봉(241)이 관통되도록 전후방향을 따라 장공이 형성된 제1플레이트(420); 상기 제1플레이트(420)의 외측에 설치되되, 상기 강봉(241)이 관통되도록 상하방향을 따라 장공이 형성된 제2플레이트(430); 상기 제2플레이트(430)의 외측에 설치되어 상기 강봉(241)을 고정시키는 너트(440)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 강관파일(100)은 전후방향을 따라 상호 간격을 두고 한 쌍으로 설치되고, 전후방향을 따라 이격된 한 쌍의 상기 강관파일(100)은 강 재질의 I형 가로보(500)에 의해 상호 결합된 것이 바람직하다.
상기 가로보(500)는 전후방향을 따라 이격되어 설치된 한 쌍의 상기 강재거더(300), 한 쌍의 상기 캡본체(210), 한 쌍의 상기 일측단부거더(220), 한 쌍의 상기 타측단부거더(230)에 결합되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 조립식 강교량구조물 시공방법은 상기 캡본체(210), 상기 일측단부거더(220), 상기 타측단부거더(230), 상기 인장부재(240)를 조립하여 상기 파일캡(200)을 제작하는 파일캡제작단계; 상기 강관파일(100)을 설치하는 강관파일 설치단계; 상기 강관파일(100)에 미리 제작된 상기 파일캡(200)을 끼움결합하는 파일캡설치단계; 측방향을 따라 설치된 한 쌍의 파일캡(200) 사이 구간에 상기 강재거더(300)를 연결하는 강재거더연결단계; 상기 가로보(500)를 설치하는 가로보설치단계; 상기 인장부재(240)를 긴장하는 긴장단계;를 포함한다.
상기 파일캡제작단계는 상기 인장부재(240)로 상기 강봉(241)을 설치하되, 상기 제1플레이트(420)를 전후방향으로 이동시키고, 상기 제2플레이트(430)를 상하방향으로 이동시켜, 상기 고정부(410) 설치시 발생한 시공오차를 조절하는 것이 바람직하다.
상기 캡본체(210)의 내부에 몰탈, 콘크리트, 그라우트재 중 어느 하나를 충전하는 것이 바람직하다.
본 발명은 우각부에 설치되는 강재거더가 공장에서 미리 제작되기 때문에 교량시공시간을 단축할 수 있다.
아울러, 공장에서 제작되는 우각부 강재거더에 인장부재를 설치하여 긴장하기 때문에 우각부에 발생하는 부모멘트에 거더 형고 증가 없이도 저항할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 대한민국등록특허 10-0722401호 대표도면
도 2는 대한민국등록특허 10-1542192호 대표도면
도 3은 대한민국등록특허 10-1542197호 대표도면
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조립식 강교량 구조물 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조립식 강교량 구조물 측면도
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡본체 사시도
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡본체 내부에 보강플래이트가 격자구조로 보강된 것을 나타내는 사시도
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 한 쌍의 캡본체가 가로보에 의해 결합된 것을 나타내는 사시도
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정착부재와 강봉의 결합 분해도
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 너트고정위치까지 너트가 결합된 것을 나타내는 도면
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인장부재가 캡본체를 관통하여 설치된 것을 나타내는 사시도
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스플라이스 구조와 용접에 의해 강재거더와 파일캡이 결합된 것을 나타내는 도면
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강관파일설치단계 공정도
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파일캡설치단계 공정도
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 강재거더연결단계 공정도
도 16는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가보로설치단계 공정도
도 17는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인장부재 긴장단계 공정도
본 발명에 의한 조립식 강교량구조물 및 그 시공방법의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
이하, 첨부표 및 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 조립식 강교량구조물 및 그 시공방법에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 조립식 강교량구조물은 측방향을 따라 상호 간격을 두고 설치되되, 전후방향을 기준으로 상호 간격을 두고 한 쌍으로 설치되는 복수의 강관파일(100); 강관파일(100)의 상부에 끼워지는 프리캐스트 파일캡(200); 파일캡(200)의 일측 또는 타측 중 적어도 어느 한 측방으로 결합되는 강재거더(300);를 포함하되, 파일캡(200)은 강관파일(100)에 끼워지는 캡본체(210); 캡본체(210)의 일측과 타측으로 각각 결합되는 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230); 캡본체(210)를 관통하여 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230)에 양 단부가 각각 정착되도록 설치되는 인장부재(240);를 포함한다.
일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230)는 I형 강재거더이고, 인장부재(240)는 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230) 복부 전방과 후방에 각각 설치된 것이 바람직하다.
캡본체(210)는 강관파일(100)이 끼움결합되도록 하면에서 상측으로 형성된 결합홈(211); 캡본체(210)의 내측에 형성된 격자구조의 보강플래이트(212);를 포함하는 것이 바람직하다.
인장부재(240)는 강봉(241)이고, 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230)의 복부 상측에는 강봉(241)의 단부가 정착되는 정착부재(400)가 설치된 것이 바람직하다.
도 6과 같이 본원발명의 파일캡(200)은 공장 또는 별도의 제작장에서 제작되어 설치된다.
파일캡(200)은 캡본체(210), 일측단부거더(220), 타측단부거더(230), 인장부재(240)가 결합된 구조로 미리 제작되는데, 인장부재(240)는 완전 긴장되지 않은 상태로 현장으로 운반되고, 강재거더(300)와 가로보(500)가 결합된 이후에 완전 긴장된다.
인장부재(240)의 긴장력은 인장부재(240)의 단부에 표시된 너트고정위치에 너트(400) 외측단부가 위치되도록 너트를 결합하여 도입한다.
정착부재(400)는 강관파일(100)의 상부플랜지 하면과 복부 상측에 접촉되도록 설치됨과 아울러, 강봉(241)의 지름보다 큰 지름의 홀이 형성된 고정부(410); 고정부(410)의 외측에 설치되되, 강봉(241)이 관통되도록 전후방향을 따라 장공이 형성된 제1플레이트(420); 제1플레이트(420)의 외측에 설치되되, 강봉(241)이 관통되도록 상하방향을 따라 장공이 형성된 제2플레이트(430); 제2플레이트(430)의 외측에 설치되어 강봉(241)을 고정시키는 너트(440)를 포함하는 것이 바람직하다.
인장부재(240)는 도 10과 같이 정착부재(400)에 의해 설치된다.
인장부재(240)는 캡본체(210), 일측단부거더(220), 타측단부거더(230)의 결합으로 발생하는 시공오차에 휨변형이 발생하지 않도록 결합되어야 한다.
이를 위해, 제1플레이트(420), 제2플레이트(430)를 조절하여 인장부재(240)의 직진성을 확보한다.
강관파일(100)은 전후방향을 따라 상호 간격을 두고 한 쌍으로 설치되고, 전후방향을 따라 이격된 한 쌍의 강관파일(100)은 강 재질의 I형 가로보(500)에 의해 상호 결합된 것이 바람직하다.
가로보(500)는 전후방향을 따라 이격되어 설치된 한 쌍의 강재거더(300), 한 쌍의 캡본체(210), 한 쌍의 일측단부거더(220), 한 쌍의 타측단부거더(230)에 결합되는 것이 바람직하다.
가로보(500)의 결합은 도 16과 같이 결합되는데, 도 12의 결합상세와 같이 복부와 하부플랜지는 볼트에 의해 스플라이스 구조로 결합되고, 상부플랜지는 용접에 의해 결합된다.
강재거더(300), 파일캡(200), 가로보(500)의 보든 결합이 상기와 같은 구조로 결합되는데, 이는 스플라이스 결합으로 발생하는 상면 단차부를 없애기 위함이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 조립식 강교량구조물 시공방법은 캡본체(210), 일측단부거더(220), 타측단부거더(230), 인장부재(240)를 조립하여 파일캡(200)을 제작하는 파일캡제작단계; 강관파일(100)을 설치하는 강관파일 설치단계; 강관파일(100)에 미리 제작된 파일캡(200)을 끼움결합하는 파일캡설치단계; 측방향을 따라 설치된 한 쌍의 파일캡(200) 사이 구간에 강재거더(300)를 연결하는 강재거더연결단계; 가로보(500)를 설치하는 가로보설치단계; 상기 인장부재(240)를 긴장하는 긴장단계; 를 포함한다.
파일캡제작단계는 인장부재(240)로 강봉(241)을 설치하되, 제1플레이트(420)를 전후방향으로 이동시키고, 제2플레이트(430)를 상하방향으로 이동시켜, 고정부(410) 설치시 발생한 시공오차를 조절하는 것이 바람직하다.
캡본체(210)의 내부에 몰탈, 콘크리트, 그라우트재 중 어느 하나를 충전하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조립식 강교량구조물은 파일캡(200)이 미리 제작되어 현장에서 시공되기 때문에 시공시간을 단축할 수 있다.
아울러, 우각부에 발생하는 부모멘트를 파일캡(200)에 설치된 인장부재(240)로 제어할 수 있기 때문에 지점부의 거더 단면을 키우지 않고도 안정적인 교량구조물을 확보할 수 있다.
100 : 강관파일 200 : 파일캡
210 : 캡본체 211 : 결합홈
212 : 보강플래이트 220 : 일측단부거더
230 : 타측단부거더 240 : 인장부재
241 : 강봉 300 : 강재거더
400 : 정착부재 410 : 고정부
420 : 제1플레이트 430 : 제2플레이트
440 : 너트 500 : 가로보

Claims (10)

  1. 측방향을 따라 상호 간격을 두고 설치되되, 전후방향을 기준으로 상호 간격을 두고 한 쌍으로 설치되는 복수의 강관파일(100);
    상기 강관파일(100)의 상부에 끼워지는 프리캐스트 파일캡(200);
    상기 파일캡(200)의 일측 또는 타측 중 적어도 어느 한 측방으로 결합되는 강재거더(300);를 포함하되,
    상기 파일캡(200)은
    상기 강관파일(100)에 끼워지는 캡본체(210);
    상기 캡본체(210)의 일측과 타측으로 각각 결합되는 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230);
    상기 캡본체(210)를 관통하여 상기 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230)에 양 단부가 각각 정착되도록 설치되는 인장부재(240);를 포함하고,
    상기 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230)는 I형 강재거더이며,
    상기 인장부재(240)는 상기 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230) 복부 전방과 후방에 각각 설치되고,
    상기 캡본체(210)는
    상기 강관파일(100)이 끼움결합되도록 하면에서 상측으로 형성된 결합홈(211);
    상기 캡본체(210)의 내측에 형성된 격자구조의 보강플래이트(212);를 포함하고,
    상기 인장부재(240)는 강봉(241)이며,
    상기 일측단부거더(220) 및 타측단부거더(230)의 복부 상측에는 상기 강봉(241)의 단부가 정착되는 정착부재(400)가 설치되고,
    상기 정착부재(400)는
    상기 강관파일(100)의 상부플랜지 하면과 복부 상측에 접촉되도록 설치됨과 아울러, 상기 강봉(241)의 지름보다 큰 지름의 홀이 형성된 고정부(410);
    상기 고정부(410)의 외측에 설치되되, 상기 강봉(241)이 관통되도록 전후방향을 따라 장공이 형성된 제1플레이트(420);
    상기 제1플레이트(420)의 외측에 설치되되, 상기 강봉(241)이 관통되도록 상하방향을 따라 장공이 형성된 제2플레이트(430);
    상기 제2플레이트(430)의 외측에 설치되어 상기 강봉(241)을 고정시키는 너트(440)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 강교량구조물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 강관파일(100)은
    전후방향을 따라 상호 간격을 두고 한 쌍으로 설치되고,
    전후방향을 따라 이격된 한 쌍의 상기 강관파일(100)은 강 재질의 I형 가로보(500)에 의해 상호 결합된 것을 특징으로 하는 조립식 강교량구조물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가로보(500)는
    전후방향을 따라 이격되어 설치된 한 쌍의 상기 강재거더(300), 한 쌍의 상기 캡본체(210), 한 쌍의 상기 일측단부거더(220), 한 쌍의 상기 타측단부거더(230)에 결합되는 것을 특징으로 하는 조립식 강교량구조물.
  8. 제7항의 조립식 강교량구조물 시공방법으로서,
    상기 캡본체(210), 상기 일측단부거더(220), 상기 타측단부거더(230), 상기 인장부재(240)를 조립하여 상기 파일캡(200)을 제작하는 파일캡제작단계;
    상기 강관파일(100)을 설치하는 강관파일 설치단계;
    상기 강관파일(100)에 미리 제작된 상기 파일캡(200)을 끼움결합하는 파일캡설치단계;
    측방향을 따라 설치된 한 쌍의 파일캡(200) 사이 구간에 상기 강재거더(300)를 연결하는 강재거더연결단계;
    상기 가로보(500)를 설치하는 가로보설치단계;
    상기 인장부재(240)를 긴장하는 긴장단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 강교량구조물 시공방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 파일캡제작단계는
    상기 인장부재(240)로 상기 강봉(241)을 설치하되, 상기 제1플레이트(420)를 전후방향으로 이동시키고, 상기 제2플레이트(430)를 상하방향으로 이동시켜, 상기 고정부(410) 설치시 발생한 시공오차를 조절하는 것을 특징으로 하는 강교량구조물 시공방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 캡본체(210)의 내부에
    몰탈, 콘크리트, 그라우트재 중 어느 하나를 충전하는 것을 특징으로 하는 강교량구조물 시공방법.
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