KR102202618B1 - 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더 및 이를 이용한 무조인트교량 시공방법 - Google Patents

단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더 및 이를 이용한 무조인트교량 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강거더의 길이방향 양단부에서 일정길이 돌출되도록 단부확장 돌출플랜지를 구성하고 상부에 받침 콘크리트 블럭을 형성되도록 하여 교대구조체에 거더 거치시에 거더를 거치하는 교량받침을 기점으로 거더 길이방향에 대해 교량받침의 외측으로 받침 콘크리트 블럭이 더 돌출되도록 함으로써 신축이음장치의 설치가 필요 없을 뿐만 아니라 돌출확장부의 자중과 차량 바퀴 하중이 흉벽에 작용되지 않도록 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더 및 이를 이용한 무조인트교량 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더의 바람직한 일 실시예는 상부 플랜지와 하부 플랜지 및 상부 플랜지와 하부 플랜지의 폭방향 중앙부를 연결하는 웨브로 이루어져 H형 단면을 형성하는 H형 본체와; 상부 플랜지의 폭보다 일정 폭 크게 형성되는 수평판 형상의 받침부와 받침부에서 상부로 형성되는 측면부로 이루어져 H형 본체의 길이방향 양단부에서 각각 외측으로 일정 길이 돌출되도록 접합되는 단부확장 돌출플랜지와; 단부확장 돌출플랜지의 상부면의 전체 폭 또는 일부 폭에만 일정 두께로 형성되는 받침 콘크리트 블럭;을 포함하여 이루어진다.

Description

단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더 및 이를 이용한 무조인트교량 시공방법{Pseudo jointless bridge construction made of steel plate girder with overhanged end widen and extended flange composed of concrete block}
본 발명은 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더 및 이를 이용한 무조인트교량 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강거더의 길이방향 양단부에서 일정길이 돌출되도록 단부확장 돌출플랜지를 구성하고 상부에 받침 콘크리트 블럭을 형성되도록 하여 교대구조체에 거더 거치시에 거더를 거치하는 교량받침을 기점으로 거더 길이방향에 대해 교량받침의 외측으로 받침 콘크리트 블럭이 더 돌출되도록 함으로써 신축이음장치의 설치가 필요 없을 뿐만 아니라 돌출확장부의 자중과 차량 바퀴 하중이 흉벽에 작용되지 않도록 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더 및 이를 이용한 무조인트교량 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 신축이음장치를 이용한 교량은 도 9에서와 같이, 교량을 구성하는 시점과 종점에 있는 교대구조체(92)와 이들 사이에 거치하는 강재나 콘크리트로 된 거더(91)를 교량받침(93)의 상부에 거치하고 콘크리트를 타설하여 바닥판(911)을 형성하여 교량구간이 완성되는 단경간 교량과, 추가적으로 양측 교대구조체 간 1개 이상의 교각구조체를 두어 길이방향으로 거더들이 반복 배치 설치되는 연속경간 교량이 있다.
이때 교량구간의 시점과 종점에는 외기환경에 의한 신축변화를 수용하고자 교대구조체(92)와 나란한 횡방향으로 교량구간을 단절시키는 신축이음장치(94)가 설치되며, 이러한 신축이음장치(94)는 온도변화, 크리프, 등에 의한 상부구조의 수평변위를 수용하도록 하고 토공구간에 형성되는 도로와 교량구간에 형성되는 도로 구간을 연속적으로 형성시켜 통과 차량의 주행성 확보, 교대구조체와 거더 및 바닥판 간의 이격으로 온도 변화에 문제가 발생하지 않도록 하는 교량구간에 필수적인 부속장치이다.
그러나 교량구간의 시점과 종점부에 설치하는 신축이음장치(94)는 도시된 바와 같이, 외기 환경에 따른 장비의 노후화(파손, 부식), 오염물질 침투로 인한 기능상실, 제설용 염화칼슘에 의한 열화 등으로 주기적 교체작업이나 보수 및 보강이 정기적으로 발생하는 문제점을 갖는다. 만약, 단경간 교량에서 차량이 토공구간의 도로에서 교량구간의 도로를 통과한다면, 다음과 같은 과정으로 통과한다.
토공구간 (교량의 접속부) --> 교대구조체(92)의 흉벽(921) 상단 --> 신축이음장치(94) --> 거더(91), 바닥판(911) --> 신축이음장치(94) --> 교대구조체(92)의 흉벽(921) 상단 --> 토공구간(교량의 접속부)
이러한 신축이음장치(94)는 토공구간을 지나 교대구조체(92)의 흉벽(921)과 교량구간의 분리되는 부속장치이지만 토공부의 장기침하로 인한 교대구조체인 흉벽(921)의 상단과 바닥판 (911)간의 단차가 발생되고, 공용 중 통과 차량의 과적 부하로 인한 거더의 처짐은 단부 지점에서 회전변위로 벌어짐과 단차 발생은 흉벽(921)의 상단과 바닥판(911), 거더(91), 교량받침(93)에 커다란 충격하중을 유발하여 구조체의 성능 저하 및 피로 성능이 저하되고, 특히 차량통과시 소음이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제0894542호 "무조인트 교량"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 '교량의 상부 구조를 이루는 주형과 바닥 슬래브는 일교차 및/또는 연교차 등에 의한 온도 변화에 따라 신장 및 수축변형이 반복적으로 일어나게 되며, 이 경우 바닥슬래브의 신축변형을 강제적으로 구속하게 되면 교대의 상부 구조에 무리한 전단변형을 초래하게 되므로, 상기와 같은 전단변형을 방지하기 위해 온도 변화에 따른 주형과 바닥 슬래브의 신축변형시 바닥 슬래브에 일체로 연결된 연장 슬래브에 전달되는 상대 변위를 강제로 구속하지 않고 미끄럼 이동으로 전환시키는 슬라이딩 수단을 도입하여, 교량의 상부 구조의 수평방향 전단응력에 효과적으로 대처하여 교량의 내구성 및 안전성을 향상시키고, 교량 상부 구조의 포장 연속화를 구현할 수 있는 무조인트 교량'을 제안한다.
그러나 상기 배경기술은 탄성 조인트와 슬라이딩 수단을 별도로 시공해야 하는 등 시공이 어려울 뿐만 아니라, 상부에 걸림부가 노출되어 단차를 해결하지 못하고 차량 이동시 충격이 그대로 걸림부로 전해지는 등의 문제점이 있었다.
특허등록 제0894542호 "무조인트 교량"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강거더의 길이방향 양단부에서 일정길이 돌출되도록 단부확장 돌출플랜지를 구성하고 상부에 받침 콘크리트 블럭을 형성되도록 하여 교대구조체에 거더 거치시에 거더를 거치하는 교량받침을 기점으로 거더 길이방향에 대해 교량받침의 외측으로 받침 콘크리트 블럭이 더 돌출되도록 하여 신축이음장치의 설치가 필요 없을 뿐만 아니라 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭의 자중과 차량 바퀴 하중이 흉벽에 작용되지 않도록 하고, 신축이음장치의 설치가 불필요하여 신축이음장치로 유입되는 누수에 의한 콘크리트 교대구조체에서 피해도가 높은 흉벽, 교량받침장치, 바닥판 등에 열화를 억제하여 교량의 내구수명을 증대시킬 수 있으며, 토공구간에서 교량구간에서 진입하는 차량의 주행성이 향상될 뿐만 아니라 신축이음장치가 없어서 충격과 진동에 의한 교량의 거더나 바닥판의 피로 내구연한이 증대되도록 하고, 최초 교량시공시 신축이음장치를 위한 시공 공정이 생략되어 쉽고 빠른 교량 건설로 초기 투입비의 절감뿐만 아니라 신축이음장치가 없는 관계로 유지관리 시 교체비용이 필요없는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더 및 이를 이용한 무조인트교량 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상부 플랜지와 하부 플랜지 및 상부 플랜지와 하부 플랜지의 폭방향 중앙부를 연결하는 웨브로 이루어져 H형 단면을 형성하는 H형 본체와; 상부 플랜지의 폭보다 일정 폭 크게 형성되는 수평판 형상의 받침부와 받침부에서 상부로 형성되는 측면부로 이루어져 H형 본체의 길이방향 양단부에서 각각 외측으로 일정 길이 돌출되도록 접합되는 단부확장 돌출플랜지와; 단부확장 돌출플랜지의 상부면의 전체 폭 또는 일부 폭에만 일정 두께로 형성되는 받침 콘크리트 블럭;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 제공하고자 한다.
또한, 단부확장 돌출플랜지는 내측 단부측의 폭방향 중앙부에서 길이방향 외측 일정길이까지 절개된 슬릿부가 형성되어, H형 본체의 단부가 슬릿부에 끼워지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 제공하고자 한다.
또한, H형 본체는 길이방향 양단부의 상부가 일부절개되도록 상부 플랜지의 일부와 웨브의 일부가 절삭되어 턱부가 형성되고, 단부확장 돌출플랜지 받침부의 외측 단부가 웨브의 외측단부보다 일정 길이 돌출되도록 턱부에 접합되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 제공하고자 한다.
또한, 단부확장 돌출플랜지의 받침부의 상부면에서는 복수의 전단연결재가 형성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 제공하고자 한다.
또한, 받침 콘크리트 블럭은 전단연결재에 대응하는 관통공이 형성되는 프리캐스트 부재로 이루어지며, 전단연결재가 단부확장 돌출플랜지의 상부로 돌출하도록 전단연결재에 받침 콘크리트 블럭의 관통공을 끼워 구성하는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 제공하고자 한다.
또한, 단부확장 돌출플랜지는 측면부가 사선방향으로 형성되며, 턱부는 이에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 제공하고자 한다.
또한, 단부확장 돌출플랜지의 폭방향 중앙부에는 수직방향으로 수직보강판이 형성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 제공하고자 한다.
또한, 수직보강판에는 복수의 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 제공하고자 한다.
또한, 수직보강판은 상부 플랜지 보다 일정 높이 더 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 제공하고자 한다.
또한, 수직보강판의 상부면에는 수평방향으로 수평보강판이 형성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 제공하고자 한다.
또한, 단부받침 돌출부재는 받침부가 상부 또는 하부로 1단 이상의 단차를 갖는 다단형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 제공하고자 한다.
또한, (a) 지반 정리 후 지반 바닥부에 일렬로 말뚝을 시공하고 교대구조체를 시공하는 단계; (b) 강거더를 하부 플랜지의 하부면이 교대구조체의 상부에 거치하고, 단부확장 돌출플랜지가 흉벽의 상부를 가로질러 흉벽에서 더 돌출되도록 거치하는 단계; (c) 철근 조립과 거푸집의 설치 후 단부확장 돌출플랜지 및 받침 콘크리트 블럭을 포함한 강거더의 상부에 콘크리트를 타설하여 교량 슬래브를 시공하는 단계와; (d) 교대구조체의 배면에 뒷채움을 실시하여 뒷채움부를 형성하는 단계와; (e) 뒷채움부의 상부에 접속 슬래브를 시공하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 이용한 무조인트교량 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, (b) 단계에서, 강거더의 단부확장 돌출플랜지의 받침부의 하부면이 흉벽의 상단부에서 일정거리 이격되도록 거치되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 이용한 무조인트교량 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, (b) 단계에서, 교대구조체의 상부에 횡방향으로 거치되는 강거더와 강거더는 단부확장 돌출플랜지가 접하도록 연속하여 위치시키는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 이용한 무조인트교량 시공방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더 및 이를 이용한 무조인트교량 시공방법은 강거더의 길이방향 양단부에서 일정길이 돌출되도록 단부확장 돌출플랜지를 구성하고 상부에 받침 콘크리트 블럭을 형성되도록 하여 교대구조체에 거더 거치시에 거더를 거치하는 교량받침을 기점으로 거더 길이방향에 대해 교량받침의 외측으로 받침 콘크리트 블럭이 더 돌출되도록 하여 신축이음장치의 설치가 필요 없을 뿐만 아니라 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭의 자중과 차량 바퀴 하중이 흉벽에 작용되지 않도록 하고, 신축이음장치의 설치가 불필요하여 신축이음장치로 유입되는 누수에 의한 콘크리트 교대구조체에서 피해도가 높은 흉벽, 교량받침장치, 바닥판 등에 열화를 억제하여 교량의 내구수명을 증대시킬 수 있으며, 토공구간에서 교량구간에서 진입하는 차량의 주행성이 향상될 뿐만 아니라 신축이음장치가 없어서 충격과 진동에 의한 교량의 거더나 바닥판의 피로 내구연한이 증대되도록 하고, 최초 교량시공시 신축이음장치를 위한 시공 공정이 생략되어 쉽고 빠른 교량 건설로 초기 투입비의 절감뿐만 아니라 신축이음장치가 없는 관계로 유지관리 시 교체비용이 필요없는 매우 유용한 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더의 다른 실시예의 사시도 및 측면도이다.
도 2는 본 발명의 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더의 다른 실시예의 사시도 및 측면도이다.
도 3은 상기 도 2의 다른 실시예의 분해사시도 및 측면도이다.
도 4는 본 발명의 받침 콘크리트 블럭의 다른 실시예의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더의 다양한 실시예의 사시도 및 측면도이다.
도 6은 본 발명의 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 이용한 무조인트교량 시공방법을 시공 순서대로 도시한 도이다.
도 7은 상기 도 6b 단계에서의 강거더의 횡방향 연속배치의 일실시예를 도시한 일부 확대 사시도이다.
도 8은 상기 도 6d의 일부 확대도이다.
도 9는 종래의 신축이음장치가 시공된 교량의 구조를 도시한 도이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더의 다른 실시예의 사시도 및 측면도이고, 도 2는 본 발명의 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더의 다른 실시예의 사시도 및 측면도이며, 도 3은 상기 도 2의 다른 실시예의 분해사시도 및 측면도이다.
본 발명의 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더(1)는 도 1에서와 같이, H형 본체(10)의 길이방향 양단부에 단부확장 돌출플랜지(20)가 H형 본체(10)의 외측으로 일정길이 더 돌출되도록 구성되고, 단부확장 돌출플랜지(20)의 상부에 받침 콘크리트 블럭(30)이 형성된다.
H형 본체(10)는 상부 플랜지(11)와 하부 플랜지(12) 및 상부 플랜지(11)와 하부 플랜지(12)의 폭방향 중앙부를 연결하는 웨브(13)로 이루어져 H형 단면으로 이루어진다. 이와 같은 H형 본체(10)는 상부 플랜지(11), 하부 플랜지(12) 및 웨브(13)의 두께는 동일하게 이루어질 수도 있고 다양하게 형성될 수 있다.
도 1b에서와 같이, H형 본체(10)의 길이방향 양단부에는 단부확장 돌출플랜지(20)가 H형 본체(10)의 외측단부보다 일정 길이 더 돌출하도록 접합되는데, 돌출되는 길이는 다양하게 형성될 수 있으며, H형 본체(10)의 단면에서 접합되는 높이 역시 다양하게 형성될 수 있다.
단부확장 돌출플랜지(20)는 수평판 형상의 받침부(21)와 받침부(21)에서 상부로 형성되는 측면부(22)로 이루어지는데, H형 본체(10)에 접합하기 위하여 폭방향 중앙부가 절개되어 H형 본체(10)의 양측에서 접합되도록 할 수도 있으며(미도시), 도 1에서와 같이, 내측 단부측의 폭방향 중앙부에서 길이방향 외측 일정길이까지 절개된 슬릿부(21a)가 형성되도록 하고, H형 본체(10)의 단부의 웨브(13)가 슬릿부(21a)에 끼워지도록 구성되도록 할 수도 있다.
또한, 도 2에서와 같이, 본 발명에서는 H형 본체(10)의 길이방향 양단부에서 상부 일부가 절삭되어 턱부(14)가 형성되도록 하고, 단부확장 돌출플랜지(20)가 턱부(14)에 안착되어 접합되도록 하여 용이하고 안정적으로 안착되어 접합되도록 할 수도 있다.
턱부(14)는 도 2b에서와 같이, H형 본체(10)의 길이방향 양단부의 상부가 일부절개되도록 상부 플랜지(11)의 일부와 웨브(13)의 일부가 절삭되도록 형성되어, 단부확장 돌출플랜지(20)가 턱부(14)에 안착되어 접합되도록 한다.
단부확장 돌출플랜지(20)는 받침부(21)의 경우에는 H형 본체(10)에서 턱부(14)가 형성되는 길이보다 일정길이 길게 형성되도록 하고 폭은 상부 플랜지(11)의 폭보다 크게 형성되도록 함으로써, 단부확장 돌출플랜지(20)가 턱부(14)에 접합시에 단부확장 돌출플랜지(20)의 받침부(21)의 외측단부의 일부가 H형 본체(10)의 하부 플랜지(12)의 단부보다 일정길이 더 돌출되도록 하고 그 폭 역시 상부 플랜지(11) 폭의 양측으로 일정길이 더 돌출되도록 한다.
또한, 도 3에서와 같이, 턱부(14)가 형성되고, 단부확장 돌출플랜지(20)에도 슬릿부(21a)가 형성되도록 하여, 단부확장 돌출플랜지(20)의 슬릿부(21a)에 H형 본체(10)의 단부가 끼워지도록 함과 동시에 바닥부(21)가 턱부(14)에 안착되도록 할 수도 있는데, 턱부(14)보다 측면부(22)가 더 깊게 내삽되도록 할 수 있다.
이와 같이 단부확장 돌출플랜지(20)가 H형 본체(10)의 단부보다 외측으로 일정길이 돌출되도록 구성함으로써, 교대구조체의 상부에 본 발명의 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더(1)의 거치시에 하부 플랜지(12)의 단부가 교대구조체에 거치되고 단부확장 돌출플랜지(20)가 흉벽의 상부를 지나도록 구성되고 단부확장 돌출플랜지(20)의 상부에 받침 콘크리트 블럭(30)이 형성시키기 때문에 별도의 신축이음장치를 설치할 필요가 없을 뿐만 아니라, 차량 바퀴의 통과시 발생하는 충격이 흉벽 구체에 직접 전달되지 않도록 할 수 있는 것이다.
단부확장 돌출플랜지(20)는 받침부(21)의 폭방향 중앙부가 턱부(14)가 형성된 웨브(13)의 상부면에 안착되어 접합되고, 측면부(22)는 턱부(14)가 형성된 웨브(13) 및 상부 플랜지(11)에 밀착되어 접합되도록 한다.
도 5는 본 발명의 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더의 다양한 실시예의 사시도 및 측면도이다.
단부확장 돌출플랜지(20)는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 받침부(21)가 수평방향으로 형성되고, 측면부(22)는 수직방향으로 형성되도록 하여 ㄴ 단면을 이루도록 형성될 수 있으며, 도 5a 내지 도 5d에서와 같이, 단부확장 돌출플랜지(20)는 측면부(22)가 사선방향으로 형성되도록 할 수도 있는데, 이때에는 턱부(14)가 사선의 측면부(22)에 대응하여 형성되도록 한다.
또한, 단부확장 돌출플랜지(20)의 폭방향 중앙부에는 도 5a 내지 도 5d에서와 같이, 수직방향으로 수직보강판(212)이 형성되도록 하여 보강기능 및 전단연결재의 기등을 하도록 할 수 있으며, 수직보강판(212)에는 복수의 관통공(213)이 형성되도록 할 수도 있다.
이때, 수직보강판(212)은 측면부(22)와 동일한 높이로 형성되도록 할 수도 있으며, 도 5c 및 도 5d에서와 같이, 측면부(22) 보다 높게 형성되어 상부 플랜지(11)의 상부면보다 일정 높이 높게 형성되도록 할 수도 있다.
또한, 단부확장 돌출플랜지(20)는 교대구조체의 흉벽의 상부를 지나 돌출되도록 하여 차량 바퀴의 하중이 흉벽에 작용되지 않도록 하기 때문에, 도 5d에서와 같이, 수직보강판(212)의 상부면에는 수평방향으로 수평보강판(215)이 추가로 형성되도록 하여 수직보강판(212)과 더불어 보강의 역할을 하도록 한다.
단부확장 돌출플랜지(20)는 도 2a 내지 도 2c에서와 같이, 단부확장 돌출플랜지(20)의 받침부(21)의 상부면에서는 스터드 볼트 등 복수의 전단연결재(211)가 형성되도록 하여, 상부에 콘크리트 타설시에 상부 콘크리트 사이의 합성 및 수평 전단력에 저항하도록 할 수 있다.
받침 콘크리트 블럭(30)은 강거더(1) 제작시에 단부확장 돌출플랜지(20)의 상부에 콘크리트를 1차 타설하여 형성되도록 하며, 이때, 콘크리트를 단부확장 돌출플랜지(20)의 상부에 타설하여 형성하는 경우에는 별도의 스터드볼트와 같은 전단연결재를 구성한 후 콘크리트를 타설하여 받침 콘크리트 블럭(30)을 형성하도록 할 수 있다.
이와 같은 받침 콘크리트 블럭(30)은 단부확장 돌출플랜지(20)의 전체 면적에 형성되도록 할 수도 있으며, 받침부(21)의 일부 폭에만 해당하는 범위에만 구성되도록 할 수 있다. 이때, 받침 콘크리트 블럭(30)의 높이는 측면부(22)의 높이와 동일하게 형성될 수도 있으며, 필요에 따라서는 측면부(22) 보다 낮게 형성될 수도 있고 더 높게 형성될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 받침 콘크리트 블럭의 다른 실시예의 사시도이다.
받침 콘크리트 블럭(30)은 상술한 바와 같이 단부확장 돌출플랜지(20)에 직접 콘크리트를 타설하여 형성시킬 수도 있으며, 특히, 도 4a에서와 같이, 별도의 프리캐스트 콘크리트 부재로 제작하여 단부확장 돌출플랜지(20)에 구성되도록 할 수도 있다.
이와 같이 받침 콘크리트 블럭(30)을 프리캐스트 부재로 제작할 때에는 단부확장 돌출플랜지(20)와의 결합성을 높이기 위하여, 단부확장 돌출플랜지(20)의 받침부(21)의 상부면에서는 복수의 전단연결재(211)가 형성되는 실시예에서, 받침 콘크리트 블럭(30)은 전단연결재(211)에 대응하는 관통공(31)이 형성되는 프리캐스트 부재로 이루어지도록 하여, 전단연결재(211)가 단부확장 돌출플랜지(30)의 상부로 돌출하도록 전단연결재(211)에 받침 콘크리트 블럭(30)의 관통공(31)을 끼워 구성하도록 할 수 있다.
또한, 도 4b에서와 같이, 받침 콘크리트 블럭(30)은 받침부(21)의 외측으로 더 돌출하여 형성되도록 할 수 있으며, 이때 돌출된 부분이 하부로 연장되도록 하여 확장턱부(32)가 형성되도록 하여, 흉벽의 상부에 거치시에 확장턱부(32)가 흉벽에 걸려 용이하게 거치되도록 할 수도 있다.
특히, 단부확장 돌출플랜지(20)는 받침부(21)가 도 5f(a)에서와 같이, 하나의 수평판형상으로 이루어질 수도 있으며, 도 5f(b) 및 도 5f(c)에서와 같이 상부 또는 하부로 1단 이상의 단차를 갖는 다단형상으로 형성되도록 할 수 있다.
즉, 도 5f(b)에서와 같이 하부로 단차를 갖는 단차면이 형성되도록 하거나 도 5f(c)에서와 같이 상부로 단차를 갖는 단차면이 형성되도록 하여, 접속 슬래브 등과의 단차를 해소하도록 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 이용한 무조인트교량 시공방법을 시공 순서대로 도시한 도이고, 도 7은 상기 도 6b 단계에서의 강거더의 횡방향 연속배치의 일실시예를 도시한 일부 확대 사시도이며, 도 8은 상기 도 6d의 일부 확대도이다.
본 발명의 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 이용한 무조인트교량 시공방법을 시공순서대로 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 이용한 무조인트교량 시공방법에서 사용되는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더(1)는 상기에서 상세히 설명하였으므로 상세한 구성설명은 생략하기로 한다.
먼저, 도 6a에서와 같이, 지반을 정리 후 지반 바닥부(G)에 일렬로 말뚝(27)을 시공하고 교대구조체(2)를 시공하도록 한다(a).
교대구조체(2)는 일반적인 교대구조체와 동일하게 이루어진다.
교대구조체(2)를 설치할 위치에 성토작업을 실시하고, 말뚝(27)을 시공한 다음, 교대구조체(2)를 시공하고, 교대구조체(2)의 상면에 교량 받침(3)을 설치한다.
이후, 도 6b에서와 같이, 강거더(1)를 하부 플랜지(12)의 하부면이 교대구조체(2)의 교량 받침(3)의 상부에 거치하도록 한다(b).
이때, 본 발명의 강거더(1)는 하부 플랜지(12)의 길이방향 양단부의 하부 교량 받침(3)의 상부에 안착되도록 거치하고, 단부확장 돌출플랜지(20)는 흉벽(7)의 상부를 가로질러 흉벽(7)에서 일정길이 더 돌출되도록 한다.
이와 같이 흉벽(7)의 상부를 단부확장 돌출플랜지(20) 및 받침 콘크리트 블럭(30)이 지나가도록 하여 신축이음장치의 시공이 불필요할 뿐만 아니라 흉벽의 상단부와 바닥판 간의 단차가 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 신축이음 장치를 이용한 교량에서의 공용 중 통과 차량의 과적 부하로 인한 거더의 처짐은 단부 지점에서 회전으로 벌어짐과 단차 발생으로 흉벽의 상단과 바닥판, 거더, 교량받침에 커다란 충격하중으로 구조체의 성능 저하, 피로 성능 저하 및 통과 소음 발생 등의 문제점을 해결할 수 있는 것이다.
특히, 강거더(1)의 단부확장 돌출플랜지(20) 및 받침 콘크리트 블럭(30)이 흉벽(7)의 상부에 위치하는데, 이때, 단부확장 돌출플랜지(20)의 받침부(21)의 하부면이 흉벽(7)의 상단부에서 일정거리 이격되어 거치되도록 함으로써, 단부확장 돌출플랜지(20), 받침 콘크리트 블럭(30) 및 차량 바퀴 하중이 흉벽(7)에 작용되지 않도록 하는 것이다.
즉, 본 발명에서는 단부확장 돌출플랜지(20) 및 받침 콘크리트 블럭(30)은 강거더(1) 단부 보다 더 돌출되도록 형성하되 이들 강거더(1) 양쪽에 설치된 교량 받침(3)을 기점으로 강거더(1) 길이방향에 대해 교량 받침(3)의 바깥쪽 방향으로 단부확장 돌출플랜지(20) 및 받침 콘크리트 블럭(30)이 더 돌출되게 형성하고 그 끝 위치는 교대구조체(2)의 흉벽(7)의 상부를 지나 최소 100mm를 벗어나 더 돌출되도록 형성시키고 돌출된 단부확장 돌출플랜지(20)은 흉벽(7)의 상부에서 상부로 일정거리 이격하여 위치시키도록 하여 단부확장 돌출플랜지(20), 받침 콘크리트 블럭(30) 및 차량 바퀴 하중이 흉벽(7)에 작용되지 않도록 일정한 간격을 두고 형성하여 교량접속부를 포함한 토공구간의 도로포장이 바로 형성되도록 하는 방식이다.
강거더(1)를 거치시에는 도시된 바와 같이, 교대구조체(2)의 상부에 횡방향으로 연속하여 거치하는데, 이때, 강거더(1)와 인접한 강거더(1)는 단부확장 돌출플랜지(20)가 접하도록 연속하여 위치시키도록 하고, 단부확장 돌출플랜지(20) 들은 교량 폭방향으로 볼트, 용접 등을 이용한 단순이음을 하도록 함으로써, 거푸집의 역할을 하도록 할 수 있다.
이후, 철근 조립과 거푸집의 설치 후 단부확장 돌출플랜지(20) 및 받침 콘크리트 블럭(30)의 상부를 포함한 강거더(1)에 상부에 콘크리트를 타설하여 교량 슬래브(4)를 시공하도록 한다(c).
일반적으로 상부구조를 구성하는 교량 슬래브는 거더와 동일한 길이를 갖는데 이는 교량받침과 교량받침 사이에 거더 상부 플랜지 면에 소정의 두께로 슬래브 바닥판을 시공되고 있어서, 통상적으로 바닥판은 거더 길이를 초과되게 제작(형성)되지 않는데, 이는 신축이음장치를 갖는 기존 조인트 교량 공법의 교대구조체의 흉벽과 간섭이 발생하기 때문에 돌출 자체가 불가능한 것이다.
그러나 본 발명에서의 교량 슬래브(4)는 도시된 바와 같이, 단부확장 돌출플랜지(20) 및 받침 콘크리트 블럭(30)의 상부를 포함한 강거더(1)에 상부에 콘크리트를 타설하여 형성되며, 교량 슬래브(4)는 흉벽(7)의 상부를 지나 단부확장 돌출플랜지(20)가 구성된 지점까지 형성되도록 하는 것이다.
이후, 교대구조체(2)의 배면에 뒷채움을 실시하여 뒷채움부(5)를 형성한다(d).
마지막으로, 뒷채움부(5)의 상부에 접속 슬래브(6)를 시공하도록 한다(e).
접속 슬래브(6)의 시공 후에는 접속 슬래브(6)의 상부에 콘크리트 또는 아스콘 포장층(91)을 형성하도록 하여 교량 슬래브(4)와 연속되도록 한다.
상기와 같은 본 발명의 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더 및 이를 이용한 무조인트교량 시공방법은 강거더의 길이방향 양단부에서 일정길이 돌출되도록 단부확장 돌출플랜지를 구성하고 상부에 받침 콘크리트 블럭을 형성되도록 하여 교대구조체에 거더 거치시에 거더를 거치하는 교량받침을 기점으로 거더 길이방향에 대해 교량받침의 외측으로 받침 콘크리트 블럭이 더 돌출되도록 하여 신축이음장치의 설치가 필요 없을 뿐만 아니라 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭의 자중과 차량 바퀴 하중이 흉벽에 작용되지 않도록 하고, 신축이음장치의 설치가 불필요하여 신축이음장치로 유입되는 누수에 의한 콘크리트 교대구조체에서 피해도가 높은 흉벽, 교량받침장치, 바닥판 등에 열화를 억제하여 교량의 내구수명을 증대시킬 수 있으며, 토공구간에서 교량구간에서 진입하는 차량의 주행성이 향상될 뿐만 아니라 신축이음장치가 없어서 충격과 진동에 의한 교량의 거더나 바닥판의 피로 내구연한이 증대되도록 하고, 최초 교량시공시 신축이음장치를 위한 시공 공정이 생략되어 쉽고 빠른 교량 건설로 초기 투입비의 절감뿐만 아니라 신축이음장치가 없는 관계로 유지관리 시 교체비용이 필요없는 매우 유용한 효과가 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
1 : 강거더
10 : H형 본체
11 : 상부 플랜지
12 : 하부 플랜지
13 : 웨브
14 : 턱부
20 : 단부확장 돌출플랜지
21 : 받침부
22 : 측면부
30 : 받침 콘크리트 블럭
2 : 교대구조체
3 : 교량받침
4 : 교량 슬래브
5 : 뒷채움부
6 : 접속 슬래브
7 : 흉벽

Claims (15)

  1. 상부 플랜지(11)와 하부 플랜지(12) 및 상부 플랜지(11)와 하부 플랜지(12)의 폭방향 중앙부를 연결하는 웨브(13)로 이루어져 H형 단면을 형성하는 H형 본체(10)와;
    상부 플랜지(11)의 폭보다 일정 폭 크게 형성되는 수평판 형상의 받침부(21)와 받침부(21)에서 상부로 형성되는 측면부(22)로 이루어져 H형 본체(10)의 길이방향 양단부에서 각각 외측으로 일정 길이 돌출되도록 접합되는 단부확장 돌출플랜지(20)와;
    단부확장 돌출플랜지(20)의 상부면의 전체 폭 또는 일부 폭에만 일정 두께로 형성되는 받침 콘크리트 블럭(30);을 포함하며,
    H형 본체(10)의 하부 플랜지(12)가 교량 받침(3)의 상부에 거치되어 단부확장 돌출플랜지(20)가 흉벽(7)의 상부를 가로질러 흉벽(7)에서 더 돌출되고, 단부확장 돌출플랜지(20)의 받침부(21)의 하부면이 흉벽(7)의 상단부에서 일정거리 이격되도록 거치되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    단부확장 돌출플랜지(20)는 내측 단부측의 폭방향 중앙부에서 길이방향 외측 일정길이까지 절개된 슬릿부(21a)가 형성되어,
    H형 본체(10)의 단부가 슬릿부(21a)에 끼워지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더.
  3. 청구항 1에 있어서,
    H형 본체(10)는 길이방향 양단부의 상부가 일부절개되도록 상부 플랜지(11)의 일부와 웨브(13)의 일부가 절삭되어 턱부(14)가 형성되고,
    단부확장 돌출플랜지(20) 받침부(21)의 외측 단부가 웨브(13)의 외측단부보다 일정 길이 돌출되도록 턱부(14)에 접합되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더.
  4. 청구항 1에 있어서,
    단부확장 돌출플랜지(20)의 받침부(21)의 상부면에서는 복수의 전단연결재(211)가 형성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더.
  5. 청구항 4에 있어서,
    받침 콘크리트 블럭(30)은 전단연결재(211)에 대응하는 관통공(31)이 형성되는 프리캐스트 부재로 이루어지며,
    전단연결재(211)가 단부확장 돌출플랜지(30)의 상부로 돌출하도록 전단연결재(211)에 받침 콘크리트 블럭(30)의 관통공(31)을 끼워 구성하는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더.
  6. 청구항 1에 있어서,
    받침 콘크리트 블럭(30)은 받침부(21)의 외측으로 더 돌출하여 하부로 연장되는 확장턱부(32)가 형성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더.
  7. 청구항 1에 있어서,
    단부확장 돌출플랜지(20)는 측면부(22)가 사선방향으로 형성되며,
    턱부(14)는 이에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더.
  8. 청구항 1에 있어서,
    단부확장 돌출플랜지(20)의 폭방향 중앙부에는 수직방향으로 수직보강판(212)이 형성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더.
  9. 청구항 8에 있어서,
    수직보강판(212)에는 복수의 관통공(213)이 형성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더.
  10. 청구항 8에 있어서,
    수직보강판(212)은 상부 플랜지(11) 보다 일정 높이 더 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더.
  11. 청구항 8에 있어서,
    수직보강판(212)의 상부면에는 수평방향으로 수평보강판(215)이 형성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더.
  12. 청구항 1에 있어서,
    단부받침 돌출부재(20)는 받침부(21)가 상부 또는 하부로 1단 이상의 단차를 갖는 다단형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항의 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 이용한 무조인트교량 시공방법에 있어서,
    (a) 지반 정리 후 지반 바닥부(G)에 일렬로 말뚝(27)을 시공하고 교대구조체(2)를 시공하는 단계;
    (b) 강거더(1)를 하부 플랜지(12)의 하부면이 교대구조체(2)의 상부에 거치하고, 단부확장 돌출플랜지(20)가 흉벽(7)의 상부를 가로질러 흉벽(7)에서 더 돌출되고, 강거더(1)의 단부확장 돌출플랜지(20)의 받침부(21)의 하부면이 흉벽(7)의 상단부에서 일정거리 이격되도록 거치하는 단계;
    (c) 철근 조립과 거푸집의 설치 후 단부확장 돌출플랜지(20) 및 받침 콘크리트 블럭(30)의 상부를 포함한 강거더(1)에 상부에 콘크리트를 타설하여 교량 슬래브(4)를 시공하는 단계와;
    (d) 교대구조체(2)의 배면에 뒷채움을 실시하여 뒷채움부(5)를 형성하는 단계와;
    (e) 뒷채움부(5)의 상부에 접속 슬래브(6)를 시공하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 이용한 무조인트교량 시공방법.
  14. 삭제
  15. 청구항 13에 있어서,
    (b) 단계에서,
    교대구조체(2)의 상부에 횡방향으로 거치되는 강거더(1)와 강거더(1)는 단부확장 돌출플랜지(20)가 접하도록 연속하여 위치시키는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더를 이용한 무조인트교량 시공방법.
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KR20220163008A (ko) 2021-06-02 2022-12-09 (주)지승씨앤아이 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더 및 이를 이용한 교량 급속시공방법
KR102479370B1 (ko) * 2021-06-02 2022-12-20 (주)지승씨앤아이 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더 및 이를 이용한 교량 급속시공방법

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