KR102403925B1 - 가설교량 및 이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 거더가 제공된다. 가설교량용 거더에 있어서, 상기 거더는 상부 플랜지, 하부 플랜지, 및 이들을 연결하는 웹을 포함하고, 상기 거더는 프리플렉션이 도입되며, 상기 거더에, 상기 상부 플랜지와 상기 하부 플랜지를 높이방향으로 연결하며, 상기 거더의 길이방향을 따라 서로 이격되어 설치되는 세 개 이상의 수직보강재; 및 상기 거더에 도입된 프리플렉션을 유지하기 위해 상기 상부 플랜지 및 상기 하부 플랜지에 각각 설치되되, 서로 인접하는 한 쌍의 상기 수직보강재 사이를 길이방향으로 연결하는 복수 개의 수평보강재; 가 설치되며, 상기 수평보강재는 상기 거더의 길이의 10% 내지 35%의 길이를 갖는 L형강으로 형성되고, 상기 거더와 상기 수평보강재 사이에 폐합공간이 형성되도록 상기 수평보강재의 일측 모서리는 상기 상부 플랜지 또는 상기 하부 플랜지에 연결되며, 타측 모서리는 상기 웹에 연결되고, 상기 거더는 상기 수직보강재가 설치된 상태에서 상기 프리플렉션이 도입되고, 상기 프리플렉션이 도입된 상기 거더와 동일한 곡률을 갖도록 형성된 상기 수평보강재가 상기 프리플렉션이 도입된 상기 거더에 설치되고, 상기 수평보강재의 길이방향 양단부가 상기 상부 플랜지 또는 상기 하부 플랜지로부터 이격되는 것을 방지하도록 상기 수평보강재의 길이방향 양단부에 배치되는 한 쌍의 상기 수직보강재는 상기 수평보강재의 길이방향 양단부와 각각 연결될 수 있다.

Description

가설교량 및 이의 시공방법{A TEMPORARY BRIDGE AND CONSTRUCTION METHOD FOR THE TEMPORARY BRIDGE}

본 발명은 가설교량 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프리플렉션이 도입된 거더를 사용하는 가설교량 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

가설교량은 일시적인 차량통행 등을 위한 목적으로 설치되는 임시구조물로써, 그 목적의 특성상 빠른 시공성과 함께 안전성을 요구하고 있다. 이를 위해 통상의 가설교량은 하부구조물인 교각의 상부에 상부구조물을 설치하는 방법으로 시공되고 있다.

즉, 가설교량은 기초파일을 항타한 후 벤트(Bent)를 조립하여 하부구조물인 교각을 설치하고, 교각의 상부에 상부구조물인 거더(Girder), 복공판 및 난간을 설치하는 방법으로 시공하여 준공하고 있다.

한편, 가설교량에 있어서 강재보(Steel beam)를 거더로 이용하는 경우, 거더에는 그 자중과 함께 상부구조물의 고정하중과 차량 및 군하중 등의 통행에 따른 활하중 등이 더해져 처짐과 파단 현상이 빈번하게 발생하고 있다.

이를 해결하기 위해, 종래에 프리플렉션을 도입하는 방법들이 고안되었다. 그러나, 종래의 프리플렉션을 도입하는 방법은 공정이 복잡하거나, 콘크리트 빔과 같은 별도의 장비의 사용으로 제조비용이 상승하거나, 프리플렉션 도입 효과를 유지하기 위한 적절한 방법이 마련되지 않았다.

예를 들어, 종래 거더에 프리플렉션을 도입하고 이를 유지하기 위해 보강재를 부착하는 경우, 거더에 도입된 곡률에 따라 보강재의 적어도 일 단이 거더의 플랜지 부분에서 상당 부분 이격되었고, 그 결과 프리플렉션 도입 효과를 기대하기 어렵다는 문제가 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 프리플렉션이 도입된 후 이를 효과적으로 유지할 수 있는 거더, 이를 이용한 가설교량 및 이의 시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 프리플렉션이 도입되는 거더에 있어서, 상기 거더는 상부 플랜지, 하부 플랜지, 및 이들을 연결하는 웹을 포함하고, 상기 거더에, 상기 상부 플랜지와 상기 하부 플랜지를 높이방향으로 연결하는 적어도 두 개의 수직보강재; 및 상기 상부 플랜지 및 상기 하부 플랜지 중 적어도 어느 하나에 설치되되, 상기 수직보강재 사이를 길이방향으로 연결하는 수평보강재;가 설치되는, 거더를 제공한다.

또한 본 발명은, 교각; 및 상기 교각의 상부에 설치되는 상기 거더;를 포함하는, 가설교량을 제공한다.

또한 본 발명은, (a) 적어도 하나의 거더를 준비하고; (b) 상기 거더에 상부 플랜지와 하부 플랜지를 높이방향으로 연결하는 적어도 두 개의 수직보강재를 설치하고; (c) 상기 거더의 하부에서 상부방향으로 압력을 가해 프리스트레스를 도입하고; (d) 상기 프리스트레스가 도입된 상기 거더에서, 상기 수직보강재 사이를 길이방향으로 연결하는 수평보강재를 상기 상부 플랜지 및 상기 하부 플랜지 중 적어도 어느 하나에 설치하고; (e) 상기 거더를 교각의 상부에 설치하는 것;을 포함하는, 가설교량 시공방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 프리플렉션이 도입된 거더에 소정의 곡률이 형성되어도, 보강재에 의한 프리플렉션 유지 효과가 우수하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도입된 프리플렉션의 유지를 위해 보강재를 거더에 용접하거나 볼트로 결합하는 등의 공정을 생략함으로써, 공정 효율이 향상되고 가설교량의 무게를 줄이고 균형이 유지되도록 하여 설치된 가설교량의 안전성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 보강재의 길이가 종래에 비해 현저하게 짧아도 거더에 도입된 프리스트레스 유지 효과를 크게 향상시킴으로써, 부모멘트와 정모멘트의 프리스트레싱에 의한 모멘트 상쇄 효과를 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 거더의 하부에서 상부 방향으로 프리플렉션을 도입함으로써, 복잡하지 않은 방법으로 프리플렉션 도입이 가능하고, 거더의 자중을 이용하여 더욱 적은 힘으로 프리플렉션 도입이 가능하며, 수평보강재의 용접 시 하방용접이 가능하도록 함으로써 수평보강재의 용접 공정 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 1은 I형강에 프리플렉션이 도입된 후 응력의 변화를 나타낸 것이다.
도 2는 종래 기술에 따른 프리플렉션이 도입된 I형강에 수평보강재가 설치된 상태를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가설교량의 준공 상태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 I형강을 나타낸 것이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축보강재가 마련된 I형강을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 I형강에 프리플렉션을 도입하는 방법을 나타낸 것다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 가설교량을 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명이 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 내용을 더 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

본 명세서에서 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 본 명세서에서, '상부' 또는 '하부' 라는 용어는 관찰자의 시점에서 설정된 상대적인 개념으로, 관찰자의 시점이 달라지면, '상부' 가 '하부'를 의미할 수도 있고, '하부'가 '상부'를 의미할 수도 있다.

복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다. 또한, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명에서 지칭하는 “I형강”은 “거더”를 지칭하거나, “거더”에 설치되는 강재 플레이트를 지칭할 수 있다. 또한, “I형강”은 특별히 “거더 중앙부” 또는 “거더 지점부”로 한정하여 지칭하지 않는 한, 거더 지점부 또는 거더 중앙부에 설치되는 것을 지칭할 수 있고, 거더 지점부와 거더 중앙부 모두를 지칭할 수도 있다.

또한, 본 발명에서 지칭하는 “플랜지”는 특별히 “상부 플랜지” 또는 “하부 플랜지”로 한정하여 지칭하지 않는 한, 상부 플랜지 또는 하부 플랜지를 지칭할 수 있고, 상부 플랜지와 하부 플랜지 모두를 지칭할 수 있다.

또한, 본 발명에서 지칭하는 “길이방향”은 양 교각을 연결하는 방향을, “높이방향”은 상기 길이방향과 수직인 방향을 지칭한다.

본 발명의 일 실시예는, 프리플렉션이 도입되는 거더에 있어서, 상기 거더는 상부 플랜지, 하부 플랜지, 및 이들을 연결하는 웹을 포함하고, 상기 거더에, 상기 상부 플랜지와 상기 하부 플랜지를 높이방향으로 연결하는 적어도 두 개의 수직보강재; 및 상기 상부 플랜지 및 상기 하부 플랜지 중 적어도 어느 하나에 설치되되, 상기 수직보강재 사이를 길이방향으로 연결하는 수평보강재;가 설치되는, 거더를 제공한다.

이때, 상기 수평보강재와 상기 거더에 의해 형성되는 공간에 압축보강재가 마련될 수 있다.

예를 들어, 상기 압축보강재는 충전재가 주입된 것일 수 있다.

*한편, 상기 압축보강재는 강봉이 상기 수직보강재 사이를 연결하는 것일 수 있다.

일 예로, 상기 수평보강재는 소정의 곡률을 갖되, 상기 곡률은 프리플렉션에 의해 형성된 상기 거더의 곡률과 동일할 수 있다.

또한, 상기 수평보강재의 길이는 상기 거더의 길이의 10% 내지 35% 일 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예는, 교각; 및 상기 교각의 상부에 설치되는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 따른 적어도 하나의 거더;를 포함하는, 가설교량을 제공한다.

또한 본 발명은, (a) 적어도 하나의 거더를 준비하고; (b) 상기 거더에 상부 플랜지와 하부 플랜지를 높이방향으로 연결하는 적어도 두 개의 수직보강재를 설치하고; (c) 상기 거더의 하부에서 상부방향으로 압력을 가해 프리스트레스를 도입하고; 및 (d) 상기 프리스트레스가 도입된 상기 거더에서, 상기 수직보강재 사이를 길이방향으로 연결하는 수평보강재를 상기 상부 플랜지 및 상기 하부 플랜지 중 적어도 어느 하나에 설치하는 것;을 포함하는, 가설교량 시공방법을 제공한다.

이때, 상기 수평보강재는 상기 거더의 길이의 10% 내지 35% 일 수 있다.

예를 들어, 상기 수평보강재를 상기 거더에 설치하기 전, 프리플렉션에 의해 형성된 상기 거더의 곡률과 동일한 곡률을 상기 수평보강재에 형성할 수 있다.

그리고, 상기 수평보강재와 상기 거더에 의해 형성되는 공간에 압축보강재를 더 설치할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 I형강에 프리플렉션이 도입된 후 응력의 변화를 나타낸 것이고, 도 2는 종래 기술에 따른 프리플렉션이 도입된 I형강에 수평보강재가 설치된 상태를 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 프리플렉션이 도입된 I형강(10)은 도 1(a)에 나타낸 바와 같이 한 편에는 압축응력이 발생하고, 다른 한 편에는 인장응력이 발생하게 된다. 그 결과 도 1(b)에 나타낸 바와 같이 인장응력이 발생하는 B'D' 부분은 압축응력이 발생하는 A'C' 부분에 비해 길이가 길어지게 된다.

도 2를 참조하면, 프리플렉션이 도입된 종래 기술에 따른 I형강(10)은 압축응력이 발생하는 부분에 수평보강재(20)가 설치되는 경우 I형강(10)이 소정의 곡률을 갖게 되어, 이에 부착되는 수평보강재(20)의 일 단이 I형강(10)의 플랜지로부터 소정 간격(d) 이격 되었다.

이처럼, 종래 기술에 따른 I형강에 도입된 프리플렉션을 유지하기 위해 수평보강재(20)를 I형강(10)에 용접 또는 볼트로 결합해야 했으며, 그러한 방법에 의하더라도 수평보강재(20)가 I형강(10)에 불안정하게 부착되거나 또는 수평보강재(20)를 I형강(10)에 부착시키기 위해 불필요하게 많은 장비들이 필요했다.

이에 본 발명의 발명자는, 공정을 단축시키면서도 I형강(10)에 도입된 프리플렉션을 효과적으로 유지하고자 관련된 실험과 많은 시행착오 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가설교량의 준공 상태를 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 가설교량(1)은 교각(2) 및 교각(2) 상부에 설치되는 거더(3)를 포함한다.

거더(3)는 교각(2)의 상부에 설치되는 거더 지점부(3b) 및 거더 지점부(3b) 사이에 마련되는 거더 중앙부(3a)를 포함한다. 거더 지점부(3b) 및 거더 중앙부(3a)는 후술하는 I형강을 포함한다.

거더(3)는 프리플렉션이 도입된 것으로, 거더 중앙부(3a)에만 프리플렉션이 도입된 것일 수 있고, 또는 거더 지점부(3b) 및 거더 중앙부(3a) 각각에 프리플렉션이 도입된 것일 수 있다. 이후, I형강에 도입된 프리플렉션을 유지하기 위한 수평보강재(20)가 설치될 수 있는데, 수평보강재(20)는 거더 중앙부(3a)에만 설치될 수 있고, 또는 거더 지점부(3b) 및 거더 중앙부(3a) 각각에 설치될 수도 있다. 이처럼 프리플렉션이 도입 및 유지되는 I형강이 포함된 거더(3)가 미리 조립된 후 교각(2) 상부에 설치될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 I형강을 나타낸 것이다.

I형강(10)은 프리플렉션이 도입되는 것으로, 강재 플레이트로 제작될 수 있다. I형강(10)은 상부 플랜지(11), 하부 플랜지(12), 및 이들을 연결하는 웹(13)을 포함한다.

I형강(10)에는 상부 플랜지(11)와 하부 플랜지(12)를 높이방향으로 연결하는 적어도 두 개의 수직보강재(30)가 설치될 수 있다.

수직보강재(30)는 판 형상으로, I형강(10)의 횡 방향 국부 좌굴을 방지하기 위해 마련되며, 공지의 방법에 의해 I형강(10)에 고정 설치될 수 있다.

수평보강재(20)는 I형강(10)의 상부 플랜지(11) 및 하부 플랜지(12) 중 적어도 어느 하나에 설치될 수 있으며, 수직보강재(30) 사이를 길이방향으로 연결하도록 설치된다. 수평보강재(20)는 ㄷ형강, L형강, H형강 등 다양한 형강의 사용이 가능하며, 예를 들어, I형강(10)과 폐합공간을 형성하기 용이하다는 점에서 L형강을 사용할 수 있다.

예를 들어, 수평보강재(20)로 L형강을 사용하여 수평보강재(20)의 한 모서리는 웹(13)에 부착되고, 다른 모서리는 하부 플랜지(12) 및/또는 상부 플랜지(11)에 부착되며, 웹(13)을 사이로 한 쌍의 L형강이 대칭이 되도록 부착될 수 있다. 즉, 수평보강재(20)가 I형강(10)에 견고하게 부착됨으로써, I형강(10)에 도입된 프리스트레스를 견고하게 유지시킬 수 있다.

종래 프리플렉션이 도입된 I형강과 달리, 본 발명에 따른 I형강(10)에서 수평보강재(20)가 한 쌍의 수직보강재(30)를 연결하도록 설치되어 프리플렉션의 유지 효과를 크게 향상시킬 수 있다. 즉, 도 1을 들어 언급한 바와 같이 종래 기술에 따르면, 수평보강재(20)가 I형강(10)의 플랜지에 부착되어 수평보강재(20)의 말단이 플랜지로부터 이격됨으로써 수평보강재(20)에 의한 프리플렉션 유지 효과가 크지 않았다. 그러나, 본 발명에 따른 프리플렉션이 도입된 I형강(10)은, 수평보강재(20)가 수직보강재(30) 사이에 연결하도록 설치되어 수평보강재(20)가 설치된 I형강(10)의 플랜지 부분뿐 아니라 수평보강재(20)가 연결된 수직보강재(30)에 의해서도 프리플렉션 유지 효과가 전달됨으로써, 프리플렉션 유지 효과를 크게 향상시킬 수 있다.

이에 더하여, 수평보강재(20)는 소정의 곡률을 가질 수 있다.

도 1을 들어 전술한 바와 같이, 프리플렉션이 도입된 I형강(10)은 소정의 곡률을 갖게 되며, 이러한 I형강(10)의 프리플렉션을 유지하기 위해 플랜지 상에 수평보강재(20)를 설치하는 경우 수평보강재(20)의 일 단이 상기 곡률에 대응하여 플랜지로부터 이격되는 문제가 있다. 따라서, 시공자는 I형강(10)에 적용된 곡률과 동일한 곡률을 수평보강재(20)에 도입할 수 있다. 이때, 상기 곡률 측정 방법은 공지된 이론 및 기술을 적용할 수 있다. 즉, 시공자는 I형강(10)에 도입된 곡률에 의한 시공오차 형성을 방지할 수 있다.

이처럼, 수평보강재(20)는 한 쌍의 수직보강재(30)를 연결하도록 설치되되, 프리플렉션이 도입된 I형강(10)에 도입된 곡률과 동일한 곡률이 적용되어, I형강(10)의 프리플렉션 유지 효과를 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 수평보강재(20)의 길이가 조절될 수 있다.

즉, 수평보강재(20)는 I형강(10)의 길이의 10% 내지 35%로, 종래 수평보강재 길이에 비해 훨씬 짧게 형성될 수 있다. 하나의 I형강(10)에 수직보강재(30)가 2개 내지 8개가 설치될 수 있고, 수평보강재(20)가 한 쌍의 수직보강재(30)를 연결하도록 설치될 수 있다.

예를 들어, 도 4에 나타낸 바와 같이 하나의 I형강(10)에 수직보강재(30) 4개가 소정 간격으로 설치되되, 수평보강재(20)가 한 쌍의 수직보강재(30)를 연결하도록 설치될 수 있으며, 중앙에 위치한 수평보강재(20)의 중심은 I형강(10)의 중심과 일치할 수 있다. 한편, 가설교량 설치 공정의 효율성 및 프리플렉션 유지 효과를 향상시키기 위해 수직보강재(30)가 균일한 간격으로 설치될 수 있다.

예를 들어, 하나의 I형강(10)에 수직보강재(30) 5개가 소정 간격으로 설치될 수 있고, 수평보강재(20)가 한 쌍의 수직보강재(30)를 연결하도록 설치될 수 있으며, 중앙에 위치한 수직보강재(30)는 I형강(10)의 중심에 위치할 수 있다. 한편, 가설교량 설치 공정의 효율성 및 프리플렉션 유지 효과를 향상시키기 위해 수직보강재(30)가 균일한 간격으로 설치될 수 있다.

이처럼, 수평보강재(20)는 한 쌍의 수직보강재(30)를 연결하도록 설치되되, 프리플렉션이 도입된 I형강(10)의 길이의 10% 내지 35%로 형성되어, I형강(10)의 프리플렉션 유지 효과를 크게 향상시킬 수 있다.

도 5 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축보강재가 마련된 I형강을 나타낸 것이다.

도 5 내지 도 6을 참조하면, 프리플렉션이 도입된 I형강(10)과 수평보강재(20)에 의해 형성되는 공간에 압축보강재(40a, 40b)가 더 설치될 수 있다.

도 5를 참조하면, 프리플렉션이 도입된 I형강(10)에 충전재가 주입될 수 있다. 충전재는 예를 들어, 에폭시(40a), 콘크리트 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프리플렉션이 도입된 I형강(10)과 수평보강재(20) 사이에 콘크리트가 충진되어 I형강(10)에 작용하는 압축응력을 상쇄시킬 수 있다. 즉, 프리플렉션이 도입된 I형강(10)에 압축보강재(40a, 40b)가 더 포함되어 I형강(10)에 작용하는 압축응력 상쇄 효과를 증대시킬 수 있다.

도 6을 참조하면, 프리플렉션이 도입된 I형강(10)에 강봉(40b)이 설치될 수 있다. 강봉(40b)은 수직거더 사이를 연결하도록 설치될 수 있고, 예를 들어, 강봉(40b)은 한 쌍의 수직보강재(30) 사이에서 공지의 체결수단에 의해 고정될 수 있고, 또는, 수직보강재(30)의 적어도 일 면에 형성된 구멍을 관통한 후 너트 등 체결수단에 의해 고정될 수 있다. 즉, 프리플렉션이 도입된 I형강(10)에 압축보강재(40a, 40b)가 더 포함되어 I형강(10)에 작용하는 압축응력 상쇄 효과를 증대시킴으로써, I형강(10)의 프리플렉션 유지 효과를 향상시키면서도 수평보강재(20)의 사용량을 감소시켜 가설교량의 무게를 크게 감소시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 I형강에 프리플렉션을 도입하는 방법을 나타낸 것이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 가설교량을 나타낸 것이다.

도 7(a)를 참조하면, I형강(10)을 준비한다. 가설교량이 복수의 I형강(10)을 포함하는 경우, I형강(10)은 중앙부용 거더와 지점부용 거더에 포함될 수 있고, 가설교량의 길이에 따라 프리플렉션이 도입된 I형강(10)의 개수를 조절할 수 있다.

이후, 도 7(b)에 나타낸 바와 같이, I형강(10)에 상부 플랜지(11)와 하부 플랜지(12)를 높이방향으로 연결하는 적어도 두 개의 수직보강재(30)를 설치할 수 있다. 수직보강재(30)는 판 형상으로, 공지의 방법에 의해 I형강(10)에 고정 설치될 수 있다.

그리고, 도 7 (c)에 나타낸 바와 같이, I형강(10)의 하부에서 상부방향으로 압력을 가해 프리플렉션을 도입한다. 예를 들어, I형강(10)의 하부에 하나 또는 복수 개의 유압장치(50)를 위치시키고, 목적하는 곡률을 달성하도록 하기 위해 복수 개의 유압장치(50)에서 I형강(10)에 가하는 압력은 동일 또는 상이하게 조절될 수 있다. 또는 점 하중이 아닌 면 하중을 가하여 프리플렉션을 도입할 수도 있다.

이처럼, 프리플렉션 도입 공정에서 I형강(10)의 하부에서 상부방향으로 압력을 가함으로써, 복잡하지 않은 방법으로 프리플렉션 도입이 가능하고, I형강(10)의 자중을 이용하여 더욱 적은 힘으로 프리플렉션 도입이 가능하며, 수평보강재(20)의 용접 시 하방용접이 가능하도록 함으로써 수평보강재(20)의 용접 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 7(d)에 나타낸 바와 같이, 수평보강재(20)가 I형강(10)의 상부 플랜지(11) 및 하부 플랜지(12) 중 적어도 어느 하나에 설치될 수 있으며, 수직보강재(30) 사이를 길이방향으로 연결하도록 설치된다. 수평보강재(20)는 ㄷ형강, L형강, H형강 등 다양한 형강의 사용이 가능하며, 예를 들어, I형강(10)과 폐합공간을 형성하기 용이하다는 점에서 L형강을 사용할 수 있다. 수평보강재(20)와 I형강(10)의 구체적인 설치 형태는 도 4를 들어 전술한 바를 적용할 수 있다. 한편, 수평보강재(20)가 갖는 소정의 길이 또는 곡률도 도 4를 들어 전술한 바가 적용될 수 있다.

한편, 수평보강재(20)를 I형강(10)에 설치하는 공정에서, 수평보강재(20)와 I형강(10)에 의해 형성되는 공간에 압축보강재(40a, 40b)를 더 설치할 수 있다. 압축보강재(40a, 40b)는 도 5 내지 도 6을 들어 전술한 바를 적용할 수 있다. 예를 들어, 수평보강재(20)의 일부 또는 수직보강재(30)의 일부에 구멍을 뚫고, 수평보강재(20)와 I형강(10)에 의해 형성되는 공간에 콘크리트, 에폭시(40a) 등의 충전재를 주입할 수 있다. 예를 들어, 강봉(40b)을 수직보강재(30)에 고정시키고, 이를 커버하는 형태로 수평보강재(20)를 I형강(10)에 설치할 수 있다.

도 7(e)에 나타낸 바와 같이, 유압장치(50)를 제거한 후, 수직보강재(30) 사이에 설치된 수평보강재(20) 및/또는 압축보강재(40a, 40b)에 의해 프리플렉션이 견고하게 유지될 수 있다.

단면이 보강되지 않은 통상의 중앙부용 I형강은 정모멘트 작용에 의해 상부에 압축응력이 집중되고, 통상의 지점부용 I형강은 부모멘트의 작용에 의해 하부에 압축응력이 집중된다. 이때, 차량 등의 이동으로 하중이 발생하는 경우 응력의 불균형으로 인해 응력이 집중된 부분에 처짐이나 파단 등이 발생할 수 있다.

따라서, I형강(10)에 프리플렉션을 도입하고 수평보강재(20), 또는 수평보강재(20) 및 압축보강재(40a, 40b)를 설치하면, I형강(10)이 원형으로 복귀하려는 힘을 수평보강재(20) 또는 수평보강재(20) 및 압축보강재(40a, 40b)가 원형을 유지하려는 힘을 이용하여 억제할 수 있고, 이와 동시에 단면보강으로 형성된 비대칭 단면에 의해 상, 하 응력의 균형을 이루도록 함으로써, 하중의 작용에 의한 처짐이나 파단 등을 방지할 수 있다.

중앙부용 I형강에만 프리플렉션이 도입되는 경우, 중앙부용 I형강을 교각(2)의 상부에 설치된 지점부용 I형강에 연결시켜 도 8에 나타낸 바와 같이 가설교량을 시공할 수 있다.

또는, I형강(10)에 작용하는 압축응력뿐 아니라 인장응력에도 대응되도록 중앙부용 I형강의 상부 플랜지(11) 및 하부 플랜지(12) 모두에 수평보강재(20)가 설치될 수도 있다.

또는, 지점부용 I형강에도 프리플렉션이 도입되는 경우, 도 7을 들어 전술한 방법에 의해 제조된 I형강(10) 중 지점부용 I형강을 뒤집은 후 교각(2)의 상부에 설치하고, 여기에 도 7에 따라 제조된 중앙부용 I형강을 연결시켜 가설교량을 시공할 수 있다.

즉, I형강(10)의 하중에 의해 정모멘트가 발생하는 구간에 중앙부용 I형강이 위치하고, 부모멘트가 발생하는 구간에 지점부용 I형강이 위치하게 되므로, 지점부용 I형강을 뒤집음으로써, 이후 거더(3)에 설치된 지점부용 I형강에는 정모멘트가 발생하고, 중앙부용 I형강에는 부모멘트가 발생하도록 하여, I형강(10)의 하중에 의해 발생하는 정,부모멘트를 상쇄시킬 수 있다.

1: 가설교량
2: 교각
3: 거더
3a: 거더 중앙부
3b: 거더 지점부
10: I형강
11: 상부 플랜지
12: 하부 플랜지
13: 웹
20: 수평보강재
30: 수직보강재
40: 압축보강재
40a: 에폭시
40b: 강봉
50: 유압장치
d: 간격

Claims (3)

1. 가설교량용 거더에 있어서,
   상기 거더는 상부 플랜지, 하부 플랜지, 및 이들을 연결하는 웹을 포함하고,
   상기 거더는 프리플렉션이 도입되며,
   상기 거더에,
   상기 상부 플랜지와 상기 하부 플랜지를 높이방향으로 연결하며, 상기 거더의 길이방향을 따라 서로 이격되어 설치되는 세 개 이상의 수직보강재; 및
   상기 거더에 도입된 프리플렉션을 유지하기 위해 상기 상부 플랜지 및 상기 하부 플랜지에 각각 설치되되, 서로 인접하는 한 쌍의 상기 수직보강재 사이를 길이방향으로 연결하는 복수 개의 수평보강재;
   가 설치되며,
   상기 수평보강재는 상기 거더의 길이의 10% 내지 35%의 길이를 갖는 L형강으로 형성되고,
   상기 거더와 상기 수평보강재 사이에 폐합공간이 형성되도록 상기 수평보강재의 일측 모서리는 상기 상부 플랜지 또는 상기 하부 플랜지에 연결되며, 타측 모서리는 상기 웹에 연결되고,
   상기 수직보강재는 상기 거더의 길이방향을 따라 최소 3개 내지 최대 8개가 설치되며,
   상기 수직보강재는 상기 거더에 상기 프리플렉션이 도입되기 전에 상기 거더에 설치되고,
   상기 수평보강재는 상기 거더와 분리된 상태에서, 상기 프리플렉션에 의해 상기 거더에 대하여 상기 높이방향으로 형성된 곡률과 동일한 곡률을 갖도록 형성된 후, 상기 프리플렉션이 도입된 상기 거더에 설치되고,
   상기 복수 개의 수평보강재는 상기 웹을 기준으로 한 쌍의 L형강이 서로 대칭이 되도록 상기 거더에 설치되고,
   상기 수평보강재의 길이방향 양단부가 상기 상부 플랜지 또는 상기 하부 플랜지로부터 이격되는 것을 방지하도록 상기 수평보강재의 길이방향 양단부에 배치되는 한 쌍의 상기 수직보강재는 상기 수평보강재의 길이방향 양단부와 각각 연결되는, 프리플렉션이 도입된 가설교량용 거더.
2. 교각; 및
   상기 교각의 상부에 설치되는 청구항 1에 따른 가설교량용 거더;
   를 포함하는, 가설교량.
3. 청구항 1에 따른 프리플렉션이 도입된 가설교량용 거더를 이용한 가설교량 시공방법으로서,
   (a) 적어도 하나의 상기 거더를 준비하는 단계;
   (b) 상기 거더에 상기 상부 플랜지와 상기 하부 플랜지를 높이방향으로 연결하는 적어도 두 개의 상기 수직보강재를 설치하는 단계;
   (c) 상기 거더의 하부에서 상부방향으로 압력을 가해 프리플렉션을 도입하는 단계;
   (d) 상기 거더에 도입된 상기 프리플렉션을 유지하기 위해, 상기 수직보강재 사이를 길이방향으로 연결하는 상기 수평보강재를 상기 상부 플랜지 및 상기 하부 플랜지에 설치하는 단계; 및
   (e) 상기 폐합공간에 충전재를 주입하는 단계를 포함하는, 프리플렉션이 도입된 거더를 이용한 가설교량 시공방법.

Images