KR102294896B1 - 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리, 그 박스 거더 어셈블리를 적용한 구조물 및 그 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리, 그 박스 거더 어셈블리를 적용한 구조물 및 그 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공장에서 제작되어 현장에서 조립하는 콘크리트 구조물을 시공하기 위한 박스 거더 어셈블리에 있어서, 조립 후 박스 형태의 폐합단면을 가지며, 분할면을 통해 상부와 하부로 분할되는 상부거더와, 하부거더; 상기 상부거더의 최상단면에서 상기 하부거더의 최하단면까지 관통된 관통홀에 삽입, 정착되어 상기 상부거더와 상기 하부거더를 연결시키는 연결부재; 및 상기 연결부재에 의한 연결 전 상기 상부거더와 상기 하부거더를 1차적으로 가연결시키는 1차 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리에 관한 것이다.
Description
본 발명은 공장 제작 현장 조립 방식(DfMA(Design for Manufacturing and Assembly)) 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리, 그 박스 거더 어셈블리를 적용한 구조물 및 그 시공방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 DfMA 방식 기반의 저곡률반경 곡선교량용 초경량 PSC(prestressed concrete) 박스 거더 어셈블리, 그 PSC 박스 거더 어셈블리를 적용한 곡선교량 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 한국은 도심화 중심의 사회이며 도심권역의 교량은 제한된 공간으로 인해 급경사, 급곡선 등의 저곡률반경 곡선구간이 많이 발생하게 된다.
이러한 저곡률 반경 곡선구간에서는 시공성이 좋은 강박스 거더의 형태가 약 70% 차지하고 있다. 하지만 강(steel)은 기하학적 형상 구현이 쉬운 반면, 초기 공사비가 크고 지속적인 유지관리가 필요하다는 문제점을 내포하고 있다. 프리캐스트 콘크리트를 활용한 노듈라 공법이 이미 존재하지만 이 역시 현장 타설이라는 한계점이 존재하고 있는 실정이다.
도 1은 어셈블리로 조합되는 복합 터널 방식 교량을 도시하였는데, 구간별로 다양한 모양의 어셈블리를 가지며 좌우로 갈수록 내면적이 증가하고 있다. 도 2는 노듈라 공법을 도시하였는데 바닥판과 프리캐스트 부재 조립 후 현장 타설에 들어가는 방법이다.
도 1에서는 복합 터널 방식으로 모듈이 조립되는 교량으로 강구조를 기반으로 하고 있다. 이에 따라서 비용이 막대하여 경제성이 저하되고 내구성이 떨어져 유지관리의 문제점이 있다.
또한, 노듈라공법은 모듈을 이용한 시공법으로써 현장 타설이 필요하다. 현장 타설을 할 경우, 시공현장 주변의 교통 정체, 미세먼지, 소음이 발생하고 이 공법은 장스팬교량에 주로 적용되며 저곡률교량에 시공이 어려운 문제점이 있다.
이러한 저곡률반경 곡선교량에 초경량 PSC 박스거더 어셈블리를 적용한다면 현장 타설 없이 공장에서 DfMA기반의 제작이 가능해지고 시공성과 경제성을 확보할 수 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 직선교량 뿐만 아니라 곡선에도 적용 가능하며 현장 타설이 아닌 공장에서 제작하여 운반 후 현장 조립하는 DfMA 기반의 시공이 가능한,
본 발명의 실시예에 따르면, 공기단축과 안정성을 증대시킬 수 있고 종래 강박스거더를 활용한 곡선교량에서 발생하는 높은 초기 건설비용, 유지관리의 어려움을 초경량 PSC 박스거더를 통해 해결할 수 있는 저곡률반경 곡선교량용 초경량 PSC 박스거더의 어셈블리을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 교량을 도심 시공이 가능한 성능 맞춤형 어셈블리로 분할함으로써 공장제작을 통한 공기단축 및 안정성을 증대시킴과 동시에 도심권에서도 시공이 원활하게 진행되도록 하는, DfMA 방식 기반의 저곡률반경 곡선교량용 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리, 그 PSC 박스 거더 어셈블리를 적용한 곡선교량 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 교량 시공 시 강박스거더가 아닌 PSC 박스거더를 사용함으로써 그동안 강박스거더 교량의 문제점이었던 높은 초기 건설 비용, 유지관리 문제에 효과적으로 대응할 수 있는, DfMA 방식 기반의 저곡률반경 곡선교량용 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리, 그 PSC 박스 거더 어셈블리를 적용한 곡선교량 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1목적은, 공장에서 제작되어 현장에서 조립하는 콘크리트 구조물을 시공하기 위한 박스 거더 어셈블리에 있어서, 조립 후 박스 형태의 폐합단면을 가지며, 분할면을 통해 상부와 하부로 분할되는 상부거더와, 하부거더; 상기 상부거더의 최상단면에서 상기 하부거더의 최하단면까지 관통된 관통홀에 삽입, 정착되어 상기 상부거더와 상기 하부거더를 연결시키는 연결부재; 및 상기 연결부재에 의한 연결 전 상기 상부거더와 상기 하부거더를 1차적으로 가연결시키는 1차 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리로서 달성될 수 있다.
그리고 상기 상부거더는, 상판과, 상기 상판 양단 각각에 하부측으로 연결되는 측판과, 상기 상판에 평면방향으로 양측으로 연장된 플랜지부를 포함하고, 상기 하부거더는, 하판과, 상기 하판 양단 각각에 상부측으로 연결되는 측판을 포함하며, 상기 분할면은 상기 상부거더의 측판 하단면과, 상기 하부거더의 측판 상단면의 접합면인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 관통홀은, 상기 상부거더의 상판에서 상기 상부거더의 측판 하단면까지 관통되는 복수의 제1관통홀과, 상기 제1관통홀 상단에 구비되는 제1정착단과, 상부거더와 하부거더 연결시 복수의 상기 제1관통홀 각각과 연장되며 상기 하부거더의 측판 상단면에서 상기 하부거더의 하판까지 관통되는 복수의 제2관통홀과, 상기 제2관통홀 하단에 구비되는 제2정착단을 갖고, 상기 연결부재는 상기 제1관통홀에 이어 상기 제2관통홀에 삽입되어 긴장 후, 상기 제1정착단과 상기 제2정착단에서 정착되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 1차 연결수단은, 상기 상부거더의 측판 내면 하부 일측에 형성되는 제1삽입홈과, 상기 하부거더의 측판 내면 상부 일측에 형성되는 제2삽입홈과, 체결부재가 제1삽입홈과 상기 제2삽입홈에 삽입되어 상기 상부거더와 상기 하부거더를 1차적으로 연결시키기 위한 1차 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 제1삽입홈과 상기 제2삽입홈 각각에 결합되며 내면에 나사산이 형성된 소켓을 더 포함하고, 상기 1차 연결부재는 체결홀이 형성된 강판으로 구성되어, 상기 체결홀이 상기 소켓에 대응된 위치에 상기 강판을 위치시키고 상기 체결부재를 상기 소켓에 체결하여 상기 상부거더와 상기 하부거더를 1차적으로 연결시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 상부거더와 상기 하부거더는 PSC(Prestressed Concrete) 재료로 제조되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 박스 거더 어셈블리는, 종방향으로 특정곡률을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 박스 거더 어셈블리에는 종방향으로 관통 형성되는 복수의 종방향 연결홀이 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은, 현장 조립 기반 콘크리트 구조물에 있어서, 종방향을 따라 연결되는, 제 1목적에 따른 복수의 콘크리트 박스 거더 어셈블리; 상기 박스 거더 어셈블리에는 종방향으로 관통 형성되는 복수의 종방향 연결홀; 및 상기 종방향 연결홀 각각에 삽입, 긴장 후 정착되어 상기 복수의 박스 거더 어셈블리 간을 종방향으로 연결, 체결하는 프리스트레스 조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리를 적용한 구조물로서 달성될 수 있다.
그리고 구조물은 곡선교량인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제3목적은, 제1목적에 따른 복수의 콘크리트 박스 거더 어셈블리를 적용한 구조물의 시공방법에 있어서, 상판과 상기 상판 양단 각각에 하부측으로 연결되는 측판과 상기 상판에 평면방향으로 양측으로 연장된 플랜지부를 포함하는 상부거더와, 하판과 상기 하판 양단 각각에 상부측으로 연결되는 측판을 포함하는 하부거더 각각을 공장에서 제작하는 단계; 상기 상부거더와 상기 하부거더를 현장으로 운반하는 단계; 분할면인 상기 상부거더의 측판 하단면과, 상기 하부거더의 측판 상단면을 접촉시키는 단계; 1차 연결수단을 통해 상기 상부거더와 상기 하부거더를 1차적으로 가연결시키는 단계; 상기 상부거더의 최상단면에서 상기 하부거더의 최하단면까지 관통된 관통홀각각에 연결부재를 삽입, 긴장, 정착하여 상기 상부거더와 상기 하부거더를 연결시켜 박스 거더 어셈블리를 조립하는 단계; 및 조립된 복수의 박스 거더 어셈블리를 종방향으로 접촉시키고, 박스 거더 어셈블리에 종방향으로 관통 형성된 복수의 종방향 연결홀 각각에 프리스트레스 조인트를 삽입, 긴장 후 정착하여, 상기 복수의 박스 거더 어셈블리 간을 종방향으로 연결, 체결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리를 적용한 구조물의 시공방법으로서 달성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 저곡률반경 곡선교량용 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리, 그 PSC 박스 거더 어셈블리를 적용한 곡선교량 및 그 시공방법에 따르면, 직선교량 뿐만 아니라 곡선에도 적용 가능하며 현장 타설이 아닌 공장에서 제작하여 운반 후 현장 조립하는 DfMA 기반의 시공이 가능한 효과를 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 DfMA 방식 기반의 저곡률반경 곡선교량용 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리, 그 PSC 박스 거더 어셈블리를 적용한 곡선교량 및 그 시공방법에 따르면, 공기단축과 안정성을 증대시킬 수 있고 종래 강박스거더를 활용한 곡선교량에서 발생하는 높은 초기 건설비용, 유지관리의 어려움을 초경량 PSC 박스거더를 통해 해결할 수 있는 효과를 갖는다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 DfMA 방식 기반의 저곡률반경 곡선교량용 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리, 그 PSC 박스 거더 어셈블리를 적용한 곡선교량 및 그 시공방법에 따르면, 교량을 도심 시공이 가능한 성능 맞춤형 어셈블리로 분할함으로써 공장제작을 통한 공기단축 및 안정성을 증대시킴과 동시에 도심권에서도 시공이 원활하게 진행될 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 DfMA 방식 기반의 저곡률반경 곡선교량용 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리, 그 PSC 박스 거더 어셈블리를 적용한 곡선교량 및 그 시공방법에 따르면, 교량 시공 시 강박스거더가 아닌 PSC 박스거더를 사용함으로써 그동안 강박스거더 교량의 문제점이었던 높은 초기 건설 비용, 유지관리 문제에 효과적으로 대응할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 복합 터널 방식 교량에 적용되는 어셈블리 사시도,
도 2는 어셈블리를 활용한 시공법 종류 중 하나인 노듈라공법 대한 사시도,
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리가 연결된 직선교량의 부분 사시도,
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리가 연결된 곡선교량의 부분 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리를 이용한 시공방법의 흐름도,
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 상부거더의 정면 단면도,
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 하부거더의 정면 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PSC 박스 거더 어셈블리의 분해 정면 단면도,
도 7a는 본 발명의 실시예에 따라 상부거더와 하부거더를 1차 연결수단에 의해 간접연결한 상태의 정면 단면도,
도 7b는 도 7a의 A의 부분 확대도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 상부거더와 하부거더를 강봉을 통해 직접연결한 상태의 정면 단면도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 프리스트레스 조인트를 통해 박스거더 어셈블리 간을 연결하여 시공된 교량의 부분 사시도를 도시한 것이다.
도 1은 종래 복합 터널 방식 교량에 적용되는 어셈블리 사시도,
도 2는 어셈블리를 활용한 시공법 종류 중 하나인 노듈라공법 대한 사시도,
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리가 연결된 직선교량의 부분 사시도,
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리가 연결된 곡선교량의 부분 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리를 이용한 시공방법의 흐름도,
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 상부거더의 정면 단면도,
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 하부거더의 정면 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PSC 박스 거더 어셈블리의 분해 정면 단면도,
도 7a는 본 발명의 실시예에 따라 상부거더와 하부거더를 1차 연결수단에 의해 간접연결한 상태의 정면 단면도,
도 7b는 도 7a의 A의 부분 확대도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 상부거더와 하부거더를 강봉을 통해 직접연결한 상태의 정면 단면도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 프리스트레스 조인트를 통해 박스거더 어셈블리 간을 연결하여 시공된 교량의 부분 사시도를 도시한 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리(100)의 구성, 기능, 그리고 그 PSC 박스 거더 어셈블리를 이용한 직선, 곡선교량 및 그 시공방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저 도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리(100)가 연결된 직선교량(1)의 부분 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리(100)가 연결된 곡선교량(2)의 부분 사시도를 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 현장에서 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리(100)를 조립하고 어셈블리(100) 간을 종방향으로 연결하여 직선 및/또는 저곡률반경 곡선 교량을 시공할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 박스 거더 어셈블리(100)는 PSC((prestressed concrete) 재질로 제조될 수 있으며, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 전체적으로 박스 형태의 폐단면 형상을 가지며, 분할면(20)을 가지고 상부거더(10)와 하부거더(30)로 분할되어 구성됨을 알 수 있다.
이러한 분할면(20)은 모든 부위 중에 모멘트를 가장 적게 받는 부분으로 설정된다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 현장 조립 기반 PSC 박스 거더 어셈블리(100)의 구체적인 구성과, 이들의 연결방법 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 시공방법에 대해 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리(100)를 이용한 시공방법의 흐름도를 도시한 것이다.
그리고 도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 상부거더(10)의 정면 단면도를 도시한 것이고, 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 하부거더(30)의 정면 단면도를 도시한 것이다. 또한, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PSC 박스 거더 어셈블리(100)의 분해 정면 단면도를 도시한 것이다.
그리고 도 7a는 본 발명의 실시예에 따라 상부거더와 하부거더를 1차 연결수단에 의해 간접연결한 상태의 정면 단면도를 도시한 것이고, 도 7b는 도 7a의 A의 부분 확대도를 도시한 것이다. 또한, 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 상부거더(10)와 하부거더(30)를 강봉(40)을 통해 직접연결한 상태의 정면 단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 9는 본 발명의 실시예에 따라 프리스트레스 조인트(61)를 통해 박스거더 어셈블리(100) 간을 연결하여 시공된 교량의 부분 사시도를 도시한 것이다.
먼저, 공장에서 상부거더(10)와 하부거더(30)를 제작하게 된다(S1). 상부거더(10)와 하부거더(30)는 PSC로 구성된다. 상부거더(10)와 하부거더(30)에 대한 프리스트레스 도입방법에 대해 특별한 제한은 없다.
본 발명의 실시예에 따른 박스 거더 어셈블리(100)는, 분할면(20)을 통해 상부거더(10)와, 하부거더(30)로 분할된다. 이러한 상부거더(10)와 하부거더(30) 각각은 공장에서 제작된 후, 현장에서 조립되어 박스 형태의 폐합단면을 가지게 된다.
보다 구체적으로 도 4a 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상부거더(10)는 상판(11)과, 상판(11) 양단 각각에 하부측으로 연결되는 측판(13)과, 상판(11)에 평면방향으로 양측으로 연장된 플랜지부(12)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 이러한 상판(11)과 플랜지부(12)가 교량의 슬래브에 해당하며, 조립 후 현장타설이 필요없다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 상부거더(10)의 상판(11)에서 상부거더의 측판(13)의 하단면(14)까지 관통되는 복수의 제1관통홀(15)이 형성되며, 이러한 제1관통홀(15) 상단에는 제1정착단(16)이 구비된다.
또한, 도 4a 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 상부거더(10)의 측판(13) 내면 하부 일측에 복수의 제1삽입홈(17)이 형성되며, 이러한 제1삽입홈(17)에 나사산이 형성된 소켓이 설치됨을 알 수 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 상부거더(10)에는, 종방향으로 관통 형성되는 적어도 하나의 종방향 연결홀(60)이 구비된다.
그리고 하부거더(30)는 도 4b에 도시된 바와 같이, 하판(31)과, 하판(31) 양단 각각에 상부측으로 연결되는 측판(32)을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 따라서 도 5에 도시된 바와 같이, 분할면(20)은 상부거더(10)의 측판 하단면(14)과, 하부거더(30)의 측판 상단면(33)의 접합면임을 알 수 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 하부거더(30)에는, 도 4b 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상부거더(10)와 하부거더(30) 연결시 복수의 제1관통홀(15) 각각과 연장되며 하부거더(30)의 측판 상단면(33)에서 하부거더(30)의 하판(31)까지 관통되는 복수의 제2관통홀(34)과, 이러한 제2관통홀(34) 하단에 구비되는 제2정착단(35)을 포함하여 구성된다.
또한, 하부거더(30)의 측판(32) 내면 상부 일측에 형성되는 복수의 제2삽입홈(36)이 구비된다. 그리고 이러한 제2삽입홈(36)에 나사산이 형성된 소켓이 설치되게 된다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 하부거더(30)에는, 종방향으로 관통 형성되는 적어도 하나의 종방향 연결홀(60)이 구비된다.
이렇게 공장에서 제작된 상부거더(10)와 하부거더(30)를 현장으로 운반한 후(S2), 현장에서 조립하게 된다.
먼저, 분할면(20)인 상부거더(10)의 측판 하단면(14)과, 하부거더(30)의 측판 상단면(33)을 서로 접촉시킨다(S3).
그리고 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 1차 연결부재를 통해 상부거더(10)와 하부거더(30)를 1차적으로 가연결하게 된다(S4).
보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 1차 연결부재는 도 7에 도시된 바와 같이, 체결홀이 형성된 강판(51)으로 구성되며, 체결홀이 제1삽입홀(17)과 제2삽입홀(16) 각각에 설치된 소켓에 대응되도록 강판(51)을 위치시키고, 볼트(52)를 소켓에 체결하여 상부거더(10)와 하부거더(30)를 1차적으로 가연결시키게 된다.
그리고 도 8에 도시된 바와 같이, 상부거더(10)의 상판(11)에서 상부거더(10)의 측판 하단면(14)에 관통형성된 제1관통홀(15)과, 이어서 하부거더(30)의 측판 상단면(33)에서 하판(31)까지 관통된 제2관통홀(34)에 강봉(40)으로 구성된 연결부재를 삽입, 긴장, 정착하여 상부거더(10)와 하부거더(30)를 직접적으로 연결하여 박스 거더 어셈블리(100)를 조립하게 된다(S5).
즉, 제1관통홀(15)과 제2관통홀(34)에 이어서 강봉(40)을 삽입한 후, 프리스트레스를 도입한 후, 강봉(40)의 양끝단을 제1정착단(16)과 제2정착단(35) 각각에 정착시켜 상부거더(10)와 하부거더(30)를 연결, 조립하게 된다.
그리고 조립된 박스 거더 어셈블리(100)를 종방향으로 서로 접촉시킨 후, 프리스트레스 조인트(61)를 통해 박스 거더 어셈블리(100) 간을 연결하게 된다(S6).
상기 어셈블리(100)간 연결은 프리스트레스 조인트(61)를 어셈블리간 연결면(62)을 통과하도록 상하부에 위치시키되, 하중 재하 후 발생하는 모멘트를 통해 안전한 정착길이를 계산해야하며, 단면의 폭에 따라 알맞은 직경을 가지도록 제조된다.
즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 조립된 복수의 박스 거더 어셈블리(100)를 종방향으로 접촉시키고, 박스 거더 어셈블리(100)에 종방향으로 관통 형성된 복수의 종방향 연결홀(60) 각각에 프리스트레스 조인트(60)를 삽입, 긴장 후 정착하여, 복수의 박스 거더 어셈블리 간을 종방향으로 연결, 체결하게 된다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 저곡률반경 곡선교량용 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리, 그 PSC 박스 거더 어셈블리를 적용한 곡선교량 및 그 시공방법에 따르면, 직선교량 뿐만 아니라 곡선에도 적용 가능하며 현장 타설이 아닌 공장에서 제작하여 운반 후 현장 조립하는 DfMA 기반의 시공이 가능하게 된다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 DfMA 방식 기반의 저곡률반경 곡선교량용 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리, 그 PSC 박스 거더 어셈블리를 적용한 곡선교량 및 그 시공방법에 따르면, 공기단축과 안정성을 증대시킬 수 있고 종래 강박스거더를 활용한 곡선교량에서 발생하는 높은 초기 건설비용, 유지관리의 어려움을 초경량 PSC 박스거더를 통해 해결할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 DfMA 방식 기반의 저곡률반경 곡선교량용 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리, 그 PSC 박스 거더 어셈블리를 적용한 곡선교량 및 그 시공방법에 따르면, 교량을 도심 시공이 가능한 성능 맞춤형 어셈블리로 분할함으로써 공장제작을 통한 공기단축 및 안정성을 증대시킴과 동시에 도심권에서도 시공이 원활하게 진행될 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 DfMA 방식 기반의 저곡률반경 곡선교량용 초경량 PSC 박스 거더 어셈블리, 그 PSC 박스 거더 어셈블리를 적용한 곡선교량 및 그 시공방법에 따르면, 교량 시공 시 강박스거더가 아닌 PSC 박스거더를 사용함으로써 그동안 강박스거더 교량의 문제점이었던 높은 초기 건설 비용, 유지관리 문제에 효과적으로 대응할 수 있게 된다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1:직선구간 교량
2:곡선구간 교량
10:상부거더
11:상판
12:플랜지부
13:측판
14:하단면
15:제1관통홀
16:제1정착단
17:제1삽입홈
20:접합면
30:하부거더
31:하판
32:측판
33:상단면
34:제2관통홀
35:제2정착단
36:제2삽입홈
40:강봉
50:1차 연결수단
51:강판
52:볼트
60:종방향 연결홀
61:프리스트레스 조인트
62:어셈블리간 연결면
100:PSC 박스 거더 어셈블리
2:곡선구간 교량
10:상부거더
11:상판
12:플랜지부
13:측판
14:하단면
15:제1관통홀
16:제1정착단
17:제1삽입홈
20:접합면
30:하부거더
31:하판
32:측판
33:상단면
34:제2관통홀
35:제2정착단
36:제2삽입홈
40:강봉
50:1차 연결수단
51:강판
52:볼트
60:종방향 연결홀
61:프리스트레스 조인트
62:어셈블리간 연결면
100:PSC 박스 거더 어셈블리
Claims (11)
- 공장에서 제작되어 현장에서 조립하는 콘크리트 구조물을 시공하기 위한 박스 거더 어셈블리에 있어서,
조립 후 박스 형태의 폐합단면을 가지며, 분할면을 통해 상부와 하부로 분할되는 상부거더와, 하부거더;
상기 상부거더의 최상단면에서 상기 하부거더의 최하단면까지 관통된 관통홀에 삽입, 정착되어 상기 상부거더와 상기 하부거더를 연결시키는 연결부재; 및
상기 연결부재에 의한 연결 전 상기 상부거더와 상기 하부거더를 1차적으로 가연결시키는 1차 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리.
- 제 1항에 있어서,
상기 상부거더는, 상판과, 상기 상판 양단 각각에 하부측으로 연결되는 측판과, 상기 상판에 평면방향으로 양측으로 연장된 플랜지부를 포함하고,
상기 하부거더는, 하판과, 상기 하판 양단 각각에 상부측으로 연결되는 측판을 포함하며,
상기 분할면은 상기 상부거더의 측판 하단면과, 상기 하부거더의 측판 상단면의 접합면인 것을 특징으로 하는 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리.
- 제 2항에 있어서,
상기 관통홀은, 상기 상부거더의 상판에서 상기 상부거더의 측판 하단면까지 관통되는 복수의 제1관통홀과, 상기 제1관통홀 상단에 구비되는 제1정착단과, 상부거더와 하부거더 연결시 복수의 상기 제1관통홀 각각과 연장되며 상기 하부거더의 측판 상단면에서 상기 하부거더의 하판까지 관통되는 복수의 제2관통홀과, 상기 제2관통홀 하단에 구비되는 제2정착단을 갖고,
상기 연결부재는 상기 제1관통홀에 이어 상기 제2관통홀에 삽입되어 긴장 후, 상기 제1정착단과 상기 제2정착단에서 정착되는 것을 특징으로 하는 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리.
- 제 3항에 있어서,
상기 1차 연결수단은,
상기 상부거더의 측판 내면 하부 일측에 형성되는 제1삽입홈과, 상기 하부거더의 측판 내면 상부 일측에 형성되는 제2삽입홈과, 체결부재가 제1삽입홈과 상기 제2삽입홈에 삽입되어 상기 상부거더와 상기 하부거더를 1차적으로 연결시키기 위한 1차 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리.
- 제 4항에 있어서,
상기 제1삽입홈과 상기 제2삽입홈 각각에 결합되며 내면에 나사산이 형성된 소켓을 더 포함하고,
상기 1차 연결부재는 체결홀이 형성된 강판으로 구성되어, 상기 체결홀이 상기 소켓에 대응된 위치에 상기 강판을 위치시키고 상기 체결부재를 상기 소켓에 체결하여 상기 상부거더와 상기 하부거더를 1차적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리.
- 제 1항에 있어서,
상기 상부거더와 상기 하부거더는 PSC(Prestressed Concrete) 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리.
- 제 1항에 있어서,
상기 박스 거더 어셈블리는, 종방향으로 특정곡률을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리.
- 제 1항에 있어서,
상기 박스 거더 어셈블리에는 종방향으로 관통 형성되는 복수의 종방향 연결홀이 구비되는 것을 특징으로 하는 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리.
- 현장 조립 기반 콘크리트 구조물에 있어서,
종방향을 따라 연결되는, 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 복수의 콘크리트 박스 거더 어셈블리;
상기 박스 거더 어셈블리에는 종방향으로 관통 형성되는 복수의 종방향 연결홀;
상기 종방향 연결홀 각각에 삽입, 긴장 후 정착되어 상기 복수의 박스 거더 어셈블리 간을 종방향으로 연결, 체결하는 프리스트레스 조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리를 적용한 구조물.
- 제 9항에 있어서,
상기 구조물은 곡선교량인 것을 특징으로 하는 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리를 적용한 구조물.
- 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 복수의 콘크리트 박스 거더 어셈블리를 적용한 구조물의 시공방법에 있어서,
상판과 상기 상판 양단 각각에 하부측으로 연결되는 측판과 상기 상판에 평면방향으로 양측으로 연장된 플랜지부를 포함하는 상부거더와, 하판과 상기 하판 양단 각각에 상부측으로 연결되는 측판을 포함하는 하부거더 각각을 공장에서 제작하는 단계;
상기 상부거더와 상기 하부거더를 현장으로 운반하는 단계;
분할면인 상기 상부거더의 측판 하단면과, 상기 하부거더의 측판 상단면을 접촉시키는 단계;
1차 연결수단을 통해 상기 상부거더와 상기 하부거더를 1차적으로 가연결시키는 단계;
상기 상부거더의 최상단면에서 상기 하부거더의 최하단면까지 관통된 관통홀각각에 연결부재를 삽입, 긴장, 정착하여 상기 상부거더와 상기 하부거더를 연결시켜 박스 거더 어셈블리를 조립하는 단계; 및
조립된 복수의 박스 거더 어셈블리를 종방향으로 접촉시키고, 박스 거더 어셈블리에 종방향으로 관통 형성된 복수의 종방향 연결홀 각각에 프리스트레스 조인트를 삽입, 긴장 후 정착하여, 상기 복수의 박스 거더 어셈블리 간을 종방향으로 연결, 체결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리를 적용한 구조물의 시공방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020200005460A KR102294896B1 (ko) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리, 그 박스 거더 어셈블리를 적용한 구조물 및 그 시공방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200005460A KR102294896B1 (ko) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리, 그 박스 거더 어셈블리를 적용한 구조물 및 그 시공방법 |
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| KR20210092369A KR20210092369A (ko) | 2021-07-26 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200005460A KR102294896B1 (ko) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | 현장 조립 기반 콘크리트 박스 거더 어셈블리, 그 박스 거더 어셈블리를 적용한 구조물 및 그 시공방법 |
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| KR (1) | KR102294896B1 (ko) |
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| JP2010236260A (ja) | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Taisei Corp | 跨座式モノレール用軌道桁、箱桁および箱桁の構築方法 |
| KR101358830B1 (ko) | 2013-07-02 | 2014-02-11 | 주식회사 지구코퍼레이션 | 조립식 암거박스의 접합구조 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6018182U (ja) * | 1983-07-11 | 1985-02-07 | 住建コンクリ−ト工業株式会社 | 二分割ボツクスカルバ−ト |
| KR100540374B1 (ko) | 2003-05-01 | 2006-01-10 | 이형훈 | 직선 및 곡선교용 프리캐스트 프리스트레스 콘크리트 빔제작방법을 이용한 교량시공방법 |
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- 2020-01-15 KR KR1020200005460A patent/KR102294896B1/ko active IP Right Grant
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| KR20210092369A (ko) | 2021-07-26 |
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