KR102416758B1 - 교량용 캔틸레버 구조체 및 교량용 캔틸레버 구조체 시공 방법 - Google Patents

교량용 캔틸레버 구조체 및 교량용 캔틸레버 구조체 시공 방법 Download PDF

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(주)한맥기술
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Abstract

일 실시예에 따른 교량용 캔틸레버 구조체는, 거더의 측면에 배치되며 캔틸레버를 지지하는 받침부재, 상기 거더의 상면에 배치되어 상기 거더와 결합하는 거더 연결 플레이트 및 상기 받침부재의 상면과 평행하게 결합되는 제1플레이트, 상기 거더와 상기 받침부재 사이에 배치되는 제2플레이트 및 상기 거더 연결 플레이트의 상면과 평행하게 결합하는 제3플레이트를 포함하는 받침부재 연결 플레이트를 포함할 수 있다.

Description

교량용 캔틸레버 구조체 및 교량용 캔틸레버 구조체 시공 방법{Cantilever structure for bridge and construction method of cantilever structure for bridge}
본 발명은 교량용 캔틸레버 구조체에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로는 처짐 방지를 위해 충분한 강성을 확보할 수 있고, 휨모멘트에 저항할 수 있는 구조적 안정성이 우수하며, 설치가 용이하여 작업자의 안전사고를 방지할 수 있는 교량 캔틸레버 구조체 및 이를 시공하는 기술에 관한 발명이다.
거더교는 교대나 교각을 세우고 그 위에 거더를 거치한 다음, 거더의 상부면에 콘크리트를 타설함으로써 사람 또는 차량 등을 지지하는 바닥판을 형성하게 된다. 콘크리트를 타설하는 과정에서, 거더에는 거푸집 및 동바리가 설치 또는 해체되는데, 이 과정에서 작업자의 추락사고 등 안전사고의 위험이 있다. 또한 거푸집 및 동바리의 설치 및 해체 과정에서 많은 시간과 비용이 소요되어 경제성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한 거푸집 및 동바리의 해체 작업은 고공인 교량의 바닥판 하부서 작업이 이루어지므로 작업자의 안전사고 위험이 현저하게 된다.
따라서, 이를 해결하기 위해서는 거푸집과 동바리를 생략할 수 있는 프리캐스트로 제작된 Half-Deck 과, Half-Deck을 안정적으로 지지할 수 있는 받침대의 연결구조가 필요한데, 구체적으로 교량 내 캔틸레버는 한끝이 고정되고 다른 끝이 자유로운 형태이나, 한끝 단부만이 고정되어 있는 상태로 많은 휨모멘트를 받기 때문에 변형되기 쉬우므로 이러한 점을 고려하여 정밀하게 설계할 필요가 존재한다.
그러나 종래기술에 따른 공법의 경우, 연결부재의 형상이 돌출된 형상이기 때문에, 시공시 바닥판 철근과 간섭이 발생할 가능성이 존재하고, 시공오차로 인해 변형이 발생한 경우 이를 용이하고 쉽게 조절할 수 있는 방법이 없어, 시공이 안정성 및 효율성을 확보할 수 없는 문제점이 존재하였다.
대한민국등록특허 제 10-2212482호 - 교량용 브라켓을 이용한 반단면데크 및 그 시공방법
일 실시예에 따른 교량용 캔틸레버 구조체 및 교량용 캔틸레버 구조체 시공 방법은 상기 설명한 문제점을 개선하기 위해 고안된 발명으로서, 캔틸레버 구조체를 시공함에 있어서 발생하는 처짐이 방지되도록 충분한 강성을 확보할 수 있는 캔틸레버 구조체를 제공하는데 목적이 있다.
보다 구체적으로, 평철(Flat Plate)를 이용하여 휨모멘트에 저항할 수 있는 구조적 안정성이 우수하며, 설치가 용이하여 작업자의 안전사고를 방지할 수 있는 캔틸레버 구조체 시공 기술을 제공해주는데 그 목적이 있다.
일 실시예에 따른 교량용 캔틸레버 구조체는, 거더의 측면에 배치되며 캔틸레버를 지지하는 받침부재, 상기 거더의 상면에 배치되어 상기 거더와 결합하는 거더 연결 플레이트 및 상기 받침부재의 상면과 평행하게 결합되는 제1플레이트, 상기 거더와 상기 받침부재 사이에 배치되는 제2플레이트 및 상기 거더 연결 플레이트의 상면과 평행하게 결합하는 제3플레이트를 포함하는 받침부재 연결 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 제1플레이트와 상기 제3플레이트는 동일한 평면상에 위치하고, 상기 제2플레이트는 상기 제1플레이트와 상기 제3플레이트가 결합되는 위치에서, 하부 방향으로 상기 제1플레이트 및 상기 제3플레이트와 수직하게 배치될 수 있다.
상기 거더 연결 플레이트는 적어도 하나의 제1홀을 포함하며, 상기 제3플레이트는 적어도 하나의 제1슬롯을 포함하고, 상기 거더 연결 플레이트와 상기 제3플레이트는 상기 제1홀 및 상기 제1슬롯을 관통하는 볼트를 통해 서로 결합될 수 있다.
상기 볼트는, 고장력 볼트를 포함하고, 상기 받침부재 연결 플레이트의 상면에는, 상기 고장력 볼트의 고정을 위한 고정 플레이트가 배치되고, 상기 고장력 볼트는, 상기 고정 플레이트, 상기 받침부재 연결 플레이트 및 상기 거더 연결 플레이트를 순차적으로 관통하고 상기 거더의 거더 홀의 내부까지 삽입될 수 있다.
상기 제1플레이트의 하부에는, 적어도 하나 이상의 관통 플레이트가 결합될 수 있다.
상기 교량용 캔틸레버 구조체는 상기 거더의 상면에 매립되어, 돌출된 형상을 가지는 적어도 하나 이상의 지지 부재를 더 포함하고, 상기 받침부재와 상기 지지 부재는 인장재를 통해 연결되며, 상기 받침부재의 측면에는 연결고리 앵커가 배치되고, 상기 연결고리 앵커에는 상기 인장재와 연결되어 있는 턴버클이 결합되어 있어, 상기 턴버클을 통해 상기 인장재의 인장력을 도입할 수 있다.
일 실시예에 따른 교량용 캔틸레버 구조체 시공 방법은, 받침부재에 제1플레이트, 제2플레이트 및 제3플레이트를 포함하고 있는 받침부재 플레이트를 결합시키는 단계, 거더 연결 플레이트를 거더의 상면과 결합시키는 단계. 상기 받침부재 플레이트를 상기 거더 연결 플레이트에 결합시키는 단계, 인장재와 턴버클을 상기 지지부재와 상기 받침부재에 연결하는 단계, 상기 턴버클을 이용하여 계획고를 맞추는 단계. 상기 받침부재의 상면에 반단면 프리캐스트 바닥판을 거치하는 단계 및 상기 반단면 프리캐스트 바닥판의 상면에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 교량용 캔틸레버 구조체는 연결부재를 통한 거더와 받침부의 조립으로, 캔틸레버를 거더에 신속하고 용이하게 설치할 수 있으며, 별도의 해체 공정이 불필요하게 되므로, 공정이 단순화되고, 작업자의 안전사고를 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 거더가 제작된 이후에 현장에서 연결 플레이트를 설치할 수 있기 때문에, 거더 제작시 설치되어 있는 각종 부재로 인해 시공 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한 턴버클로 인장력을 도입하여 받침재의 높이를 조절할 수 있어, 시공 과정에서 발생될 수 있는 처짐 문제등을 해결함과 동시에, 거더에 안정적으로 하중을 전달할 수 있는 구조를 제공하게 되므로, 구조적 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 연결 플레이트로서, 평철(Flat plate)를 사용하기 때문에, 타설시 콘크리트에 배근되는 교축방향의 철근과 간섭이 발생되지 않아, 시공 오차를 줄일 수 있으며, 연결 플레이트에는 슬롯이 형성되어 있어, 제작시·설치시 발생할 수 있는 오차를 흡수하고 시공성을 향상시킬 수 있다.
또한, 고장력 볼트 및 고정 플레이트를 이용하여 거더 연결 플레이트와 받침부재 연결 플레이트를 결합하므로, 강판들 사이에 마찰력이 발생하기 때문에 강판과 받침부재의 처짐 발생을 제어하여 부재를 견고하게 고정할 수 있는 효과가 존재한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라, 거더에 결합되는 거더 연결 플레이트를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 받침부재 연결 플레이트를 측면에서 바라보았을 때의 도면이다.
도 3은 도 2에 따른 받침부재 연결 플레이트를 받침부재에 결합하는 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 받침부재 연결 플레이트를 측면에서 바라보았을 때의 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 거더 연결 플레이트와 받침부재 연결 플레이트가 결합되는 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 거더에 본 발명에 따른 거더 연결 플레이트 및 받침부재 연결 플레이트가 결합된 최종 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 고장력 볼트와 고정 플레이트를 이용하여 받침부재 연결 플레이트와 거더 연결 플레이트를 결합한 모습을 도시한 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라 캔틸레버 구조체를 시공하는 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 턴버클의 다양한 실시예를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들 사이 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A,B,C 로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐 만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐 만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라, 거더에 결합되는 거더 연결 플레이트를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 받침부재 연결 플레이트를 측면에서 바라보았을 때의 도면이다. 도 3은 도 2에 따른 받침부재 연결 플레이트를 받침부재에 결합하는 방법을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 받침부재 연결 플레이트를 측면에서 바라보았을 때의 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 거더 연결 플레이트와 받침부재 연결 플레이트가 결합되는 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 거더에 본 발명에 따른 거더 연결 플레이트 및 받침부재 연결 플레이트가 결합된 최종 모습을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 교량용 캔틸레버 구조체는, 거더(10), 받침부재(20), 거더 연결 플레이트(100) 및 받침부재 연결 플레이트(200)를 포함할 수 있다.
거더(10)는 교대나 교각 상에 배치될 수 있다. 거더(10)는 복수로 구비되어 상호 이격되게 배치될 수 있다. 거더(10)는 콘크리트 재질의 I 형 거더일 수 있다. 거더(10)는 상부 플랜지(13), 복부 및 하부 플랜지 등으로 구성될 수 있으며, 상부 플랜지(13)에는 적어도 하나 이상의 거더 홀(11)이 구비되어 있을 수 있다.
거더 홀(11)은 거더(10)를 제작하는 과정에서 형성되거나, 거더(10)의 제작이 완료된 후 천공하는 방법으로 형성될 수 있다. 또한, 거더 홀(11)은 캔틸레버 시공시 처음부터 형성되어 있을 수 있고, 캔틸레버 시공을 할 때 천공하여 생성될 수 도 있다. 따라서, 거더 홀(11)에 삽입되는 볼트(130) 또한 거더 제작시 매립되거나, 캔틸레버 시공시 처음부터 거더 홀(11)에 매립되어 있을 수 있다.
거더 연결 플레이트(100)는 상부 플랜지(13)의 상면에 거더(10)와 결합되면서 배치되는 평평한 플레이트로서, 거더(10)와의 결합을 위한 적어도 하나 이상의 제1홀(hole,101)을 포함할 수 있다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 볼트(130)는 거더 연결 플레이트(100)의 제1홀(101)을 관통할 수 있다.
볼트(130)는 거더 연결 플레이트(100)와 거더(10)의 결합력을 강화시킬 수 있는 볼트이면 이에 해당할 수 있는데, 일 실시예로 고장력 볼트가 이용될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 7을 통해 하도록 한다.
거더(10)와 거더 연결 플레이트(100)의 결합 방법에 대해 구체적으로 알아보면, 거더(10)의 상부 플랜지(13)의 상면에는 볼트(130)가 삽입될 수 있는 적어도 하나 이상의 거더 홀(11)이 마련되어 있을 수 있다. 따라서, 상기 볼트(130)는 거더 연결 플레이트(100)의 제1홀(101)을 관통하면서 동시에 거더 홀(11)에 삽입되는 형상으로 거더 연결 플레이트(100)와 거더(10)를 강하게 결합시킬 수 있다.
한편 도 1에서는, 제1홀(101)이 거더 연결 플레이트(100)에 2행으로 배치되는 것으로 도시하였으나, 본 발명의 실시예가 이로 한정되는 것은 아니고 제1홀(101)은 시공 방법 및 목적에 따라 1개의 행 또는 3개 이상의 행으로 배치될 수 있으며, 제1홀(101)들 사이의 간격은 시공 목적에 따라 규칙적이거나 또는 불규칙한 간격으로 배치될 수 도 있다.
본 발명과 같은 방법으로 거더 연결 플레이트(100)를 제작한 후, 상기 설명한 방법으로 거더 연결 플레이트(100)와 거더(10)를 결합시키는 경우, 캔틸레버 시공을 함에 있어서 거더에 배치되어 있는 철근 등과의 간섭이 발생하지 않아 종래 기술에 비해 시공을 매우 용이하게 진행할 수 있으며, 안정성 또한 향상될 수 있는 장점이 존재한다.
받침부재(20)는 거더(10)의 측면 및 받침부재 연결 플레이트(200)와 결합되는 부재로서, 도 4내지 도 6에 도시된 바와 같이 받침부재(20)는 거더(10)의 오른쪽 측면, 구체적으로 상부 플랜지(13)의 우측에 결합될 수 있다. 다만, 이는 일 실시예에 불과하고, 받침부재(20)는 거더(10)의 왼쪽 측면에도 결합될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 받침부재(20)는 거더(10)의 길이 방향을 따라 복수로 구비되어, 상호 이격되게 배치될 수 있다.
받침부재(20)는 단독으로 프리캐스트(precast) 제작되거나, 받침부재 연결 플레이트(200)가 받침부재(20)에 결합된 형태로 프리캐스트(precast) 제작되어, 거더 연결 플레이트(100)를 통해 거더(10)와 결합될 수 있다. 받침부재(20)는 캔틸레버(50, 도 11 참조)를 거더(10)에 결합시키기 위한 부재로서, 캔틸레버(50)를 아래에서 지지하는 역할을 수행할 수 있다.
받침부재(20)는 도 6에 도시된 바와 같이 바닥부(28)와 펜스부(29)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 바닥부(28)는 상부 플랜지(13)의 측면에 결합될 수 있으며, 도 6에서 도시한 바와 같이 바닥부(28)는 상부 플랜지(13)와 평행하게 배치될 수 있다. 펜스부(29)는 바닥부(28)의 단부로부터 상방으로 연장되게 형성되며, 바닥부(28)와 수직하게 배치될 수 있다. 펜스부(29)는 바닥부(28)의 상면으로부터 상방으로 돌출되는 형상을 가질 수 있다. 한편, 받침부재(20)는 그 특징상 콘크리드 받침부재로 지칭될 수 도 있다.
받침부재 연결 플레이트(200)는 받침부재(20)의 상면과 결합함과 동시에 거더(10)와 결합되어 있는 거더 연결 플레이트(100)의 상면과 결합할 수 있다. 즉, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 받침부재 연결 플레이트(200)의 일측의 하면은 받침부재(20)의 상면과 결합되고, 받침부재 연결 플레이트(200)의 타측의 하면은 거더(10)와 결합되어 있는 거더 연결 플레이트(100)의 상면과 결합될 수 있다.
구조적으로, 받침부재 연결 플레이트(200)는 제1플레이트(210), 제2플레이트(220) 및 제3플레이트(230)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 받침부재 연결 플레이트(200)는 받침부재(20)의 상면과 평행하게 결합되는 제1플레이트(210), 거더(10)와 받침부재(20) 사이에 배치되는 제2플레이트(220) 및 거더 연결 플레이트(100)의 상면과 평행하게 결합하는 제3플레이트(230)를 포함할 수 있으며, 도면에 도시된 바와 같이 제1플레이트(210)와 제3플레이트(230)는 동일한 평면상에 위치하고, 제2플레이트(220)는 제1플레이트(210)와 제3플레이트(230)가 결합되는 위치에서, 하부 방향으로 제1플레이트(210) 및 제3플레이트(230)와 수직하게 배치될 수 있다.
제1플레이트(210)의 하면은, 받침부재(20)의 바닥부의 상면과 평행하게 밀착되는 방법으로 결합될 수 있으며, 제1플레이트(210)의 면적은 받침부재(20)의 바닥부의 상면의 넓이와 동일하게 제작되거나, 또는 더 작은 넓이로 제작 될 수 있다.
한편, 제1플레이트(210)의 하부에는 도 4에 도시된 바와 같이 받침부재(20)와 결합력을 증가시킬 수 있는 적어도 하나 이상의 관통 플레이트(240)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 관통 플레이트(240)는 시공과정에서 받침부재(30)에 삽입되는 방식으로 받침부재(20)와 결합되기 때문에 비교적 강하게 받침부재(20)와 받침부재 연결 플레이트(200)가 상호 결합될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 관통 플레이트(240)에는 철근(22)이 통과할 수 있는 관통 홀을 포함하고 있을 수 있다. 따라서, 받침부재(20) 내부에 삽입되어 있는 철근(22)이 상기 관통 홀을 관통할 수 있는 구조로 제작될 수 있다. 즉, 받침부재(20) 내부의 철근이 받침부재 연결 플레이트(200)와 연결되어 있는 관통 플레이트(240)의 관통 홀을 관통하면서 받침부재 연결 플레이트(200)를 고정시키기 때문에, 상대적으로 강하게 받침부재(20)와 받침부재 연결 플레이트(200)가 결합될 수 있으며, 일 실시예로 관통 홀은 관통 플레이트(240)마다 적어도 하나 이상씩 구비될 수 있다.
제2플레이트(220)는 거더(10)와 받침부재(20) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 도면에 도시된 바와 같이 제2플레이트(220)의 일 측면은 받침부재(20)의 바닥면의 타면과 결합하고, 제2플레이트(220)의 타 측면은 거더(10)의 상부 플랜지(13)의 일 측면과 결합될 수 있다. 제2플레이트(220)의 거더 하부 방향으로 수직 길이는 받침부재(20)의 측면의 수직 길이와 동일하거나, 거더 상부 플랜지(13)의 측면의 수직 길이와 동일할 수 있다.
제3플레이트(230)는 거더 연결 플레이트(100)와 결합되면서 동시에, 거더(10)와 받침부재(20) 사이에 배치될 수 있다.
구체적으로, 제3플레이트(230)의 하면은 거더 연결 플레이트(100)의 상면과 평행하게 결합할 수 있으며, 제3플레이트(230)는 복수 개의 제1슬롯(231)을 포함하고 있어, 상기 복수 개의 제1슬롯(231)을 관통하는 복수 개의 볼트(130)를 통해 거더 연결 플레이트(100) 및 거더(10)와 강하게 결합될 수 있다.
받침부재 연결 플레이트(200)의 제3플레이트(230)의 하면은 거더 연결 플레이트(100)의 상면과 결합할 수 있는데, 구체적으로 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 볼트(130)가 거더 연결 플레이트(100) 및 제3플레이트(230)를 관통하는 방법으로 받침부재 연결 플레이트(200)와 거더 연결 플레이트(100)를 결합시킬 수 있다. 한편, 볼트(130)의 고정력을 향상시키기 위해 너트(132)가 다시 제3플레이트(230)의 상면에서 볼트(130)와 결합될 수 있다.
또한, 이렇게 결합된 볼트(130)는 거더 홀(11)에도 삽입되기 때문에, 거더 연결 플레이트(100)와 받침부재 연결 플레이트(200)가 거더(10)와 보다 강하게 결합될 수 있다.
한편, 거더 연결 플레이트(100)와 받침부재 연결 플레이트(200) 사이에 결합력을 증가시키기 위해 고정 플레이트(140)와 고장력 볼트(130)가 사용될 수 있는데, 이하 도 7을 통해 알아본다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 고장력 볼트와 고정 플레이트를 이용하여 받침부재 연결 플레이트와 거더 연결 플레이트를 결합한 모습을 도시한 도면이다.
앞선 도면에서 설명은 볼트의 경우 본 발명의 일 실시예로 고장력 볼트가 사용될 수 있는데, 고장력 볼트란 보통 볼트에 비하여 훨씬 높은 인장강도를 지닌 볼트로, 철골 구조 부재의 마찰 접합에 주로 사용되는 볼트를 의미한다. 고장력 볼트는 리베팅에 비해 소음이 적고, 용접에 의한 화재의 위험성도 없으며, 불량 부분을 쉽게 고칠 수 있는 장점이 존재한다.
본 발명에 따른 고정 플레이트(140)는 받침부재 연결 플레이트(200)의 상면과 결합될 수 있다. 따라서, 고장력 볼트(130)는 도 7에서 도시된 바와 같이 거더 연결 플레이트(100)의 제1홀(101)과 받침부재 연결 플레이트(200)의 제1슬롯(231) 및 고정 플레이트(140)의 제2홀(141)을 관통하기 때문에, 거더 연결 플레이트(100), 받침부재 연결 플레이트(200) 및 고정 플레이트(140)는 서로 강하게 결합될 수 있다.
구체적으로, 거더(10)와 받침부재(20)를 최대한 밀착시킨 후 거더 연결 플레이트(100)와 받침부재 연결 플레이트(200)를 고장력 볼트(130)와 너트(132)로 압력을 가하여 고정시킬 수 있으며, 고장력 볼트(130)를 이용한 마찰이음은 일반 전단 볼트의 전단 이음에 비해 저항력이 크기 때문에 큰 인장력이 작용하는 철판의 연결에 효율적인 장점을 가져올 수 있다.
한편, 도면에 도시된 바와 같이 고장력 볼트(130)의 고정력을 강화시키기 위해 고정 플레이트(140)의 상면에서는 너트(132)가 고장력 볼트(130)와 결합될 수 있으며, 고장력 볼트(130)의 삽입 및 구조 안정을 위해 고장력 볼트(130)의 헤드 주변으로 거더부 블록 아웃(133)이 형성될 수 있다.
본 발명과 같이 고장력 볼트(130)를 이용하여 받침부재 연결 플레이트(200)와 거더 연결 플레이트(100)를 결합시키는 경우, 상대적으로 크기가 큰 하중에 저항하여 구조의 처짐을 방지하면서 동시에 구조적 안정성을 향상시킬 수 있는 장점이 존재한다.
또한, 받침부재 연결 플레이트(100)는 제1슬롯(231)이 형성되어 있기 때문에, 시공시 제1슬롯(231)을 이용하여 거더 연결 플레이트(100)와 결합에서 발생할 수 있는 시공 오차 등을 면밀하게 조정할 수 있어 유격에 의해 발생할 수 있는 추가적인 처짐을 예방할 수 있다.
또한, 종래 기술에 따라 볼트이음 방식인 지압전단 방식으로는 슬롯의 유격에 의해 발생하는 슬립을 제어할 수 없는 단점이 존재하는데, 본 발명과 같이 고장력 볼트에 의한 마찰이음 방식을 이용하여 플레이트들 사이에 큰 마찰저항을 도입하는 경우 유격에 의해 발생하는 슬립을 효율적으로 제어할 수 있다. 따라서, 거더와 받침부재 연결부의 위치를 견고하게 고정할 수 있는 장점이 존재한다.
또한, 후술할 턴버클을 이용하여 인장력을 도입하는 경우, 받침부재(20)를 거더(10)와 상대적으로 더 밀착시킬 수 있어 구조의 처짐을 방지하고 구조의 효율성을 향상시킬 수 있는 장점이 존재한다.
또한, 연결 플레이트로서, 평철(Flat plate)을 사용하기 때문에, 타설시 콘크리트에 배근되는 교축방향의 철근과 간섭이 발생되지 않아, 시공 오차를 줄일 수 있는 장점이 존재한다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라 캔틸레버 구조체를 시공하는 방법을 순차적으로 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 턴버클의 다양한 실시예를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 거더 연결 플레이트(100)가 거더(10)와 결합되는 기본적인 형태 및 구조는 동일하나, 도 8 내지 도 10에 따른 실시예의 경우 거더(10)에 지지 부재(12)가 적어도 하나 이상 매립되어 있으며, 상기 지지 부재(12)는 거더 연결 플레이트(100)들 사이 사이에 서로 이격되어 매립되어 있을 수 있다. 일 실시예로 도면에 도시된 바와 같이 거더(10)의 상부 플랜지(13)에는 제1지지 부재(12)와 제2지지 부재(14)가 이격된 상태로 매립되어 있을 수 있다.
도 8 내지 도 10에서의 받침부재 연결 플레이트(200)의 구조와 받침부재 연결 플레이트(200)가 받침부재(20)와 결합되는 형태는 앞서 설명하였던 내용과 동일하나, 도면에 도시된 바와 같이 받침부재(20)의 측면 상부에는 연결고리 앵커(21)가 내측으로 돌출된 형상으로 구비되어 있을 수 있으며 연결고리 앵커(21)는 턴버클(22)과 결합될 수 있다.
이를 구체적으로 살펴보면, 도 8에 따라 거더 연결 플레이트(100)가 거더(10)와 결합되고 도 9에 따라 받침부재 연결 플레이트(200)가 거더 연결 플레이트(100)와 결합된 후에는, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 연결고리 앵커(21)를 이용하여 턴버클(22)을 연결고리 앵커(21)와 연결하고, 턴버클(22)에는 제1지지 부재(12)와 연결되어 있는 인장재(23)를 연결할 수 있다.
턴버클(22)은 지지막대나 지지 와이어 로프 등의 길이를 조절하기 위한 기구로서, 철골 구조나 목조의 현장 조립 등에서 다시 세우기나 철근 가세 등에 사용할 수 있는 장비를 의미한다. 따라서, 턴버클(22)을 이용하면 시공 목적에 맞춰 인장재에 적절하게 인장력을 도입할 수 있다.
턴버클(22)이 연결되었으면, 그 후 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 반단면 프리캐스트 바닥판(50)을 설치한다. 이 때, 반단면 프리캐스트 바닥판(50)의 높이가 계획된 높이와 오차가 발생한 경우 턴버클(22)을 이용하여 위치를 조정한다. 그 후, 거더(10)와 반단면 프리캐스트 바닥판(50) 상면에 철근을 배근하고 콘크리트(60)를 타설하여 바닥판을 완성한다.
즉, 켄틸레버 구조체가 도 10에서와 같은 구조를 가지를 가지는 경우 받침부재(20)를 거더(10)에 결합시킨 후, 턴버클(22)을 조정하여 인장력을 도입할 수 있기 때문에 거더(10)와 받침부재(20)를 더욱더 밀착시켜 구조의 안정성을 높일 수 있고, 더 나아가 각도 조절을 통해 단차 등 시공 오차를 매우 정밀하게 조정할 수 있는 장점이 존재한다.
한편, 본 발명에서는 턴버클은 2개 이상이 사용되어, 미세 공정 등을 실시할 수 있는데, 구체적으로 도 11에 도시되어 있는 여러 형태의 턴버클이 이에 사용될 수 있다.
지금까지 도면을 통해 본 발명에 따른 캔틸레버 구조체에 대해 자세히 알아보았다.
종래기술에 따른 공법의 경우, 연결부재의 형상이 돌출된 형상이기 때문에, 시공시 바닥판 철근과 간섭이 발생할 가능성이 존재하고, 시공오차로 인해 변형이 발생한 경우 이를 용이하고 쉽게 조절할 수 있는 방법이 없어, 시공이 안정성 및 효율성을 확보할 수 없는 문제점이 존재하였다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 교량용 캔틸레버 구조체는 연결부재를 통한 거더와 받침부의 조립으로, 캔틸레버를 거더에 신속하고 용이하게 설치할 수 있으며, 별도의 해체 공정이 불필요하게 되므로, 공정이 단순화되고, 작업자의 안전사고를 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 거더가 제작된 이후에 현장에서 연결 플레이트를 설치할 수 있기 때문에, 거더 제작시 설치되어 있는 각종 부재로 인해 시공 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있으다.
또한, 턴버클을 이용하여 받침부의 높이와 인장력 등을 같이 조정할 수 있어, 시공 과정에서 발생될 수 있는 처짐 문제등을 해결함과 동시에, 거더에 안정적으로 하중을 전달할 수 있는 구조를 제공하게 되므로, 구조적 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 연결 플레이트로서, 평철(Flat plate)를 사용하기 때문에, 타설시 콘크리트에 배근되는 교축방향의 철근과 간섭이 발생되지 않아, 시공 오차를 줄일 수 있는 장점이 존재한다.
또한, 고장력 볼트 및 고정 플레이트를 이용하여 거더 연결 플레이트와 받침부재 연결 플레이트를 결합하므로, 강판들 사이에 마찰력이 발생하기 때문에 강판과 받침부재의 처짐 발생을 제어하여 부재를 견고하게 고정할 수 있는 효과가 존재한다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적인 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 거더
11: 거더 홀
100: 거더 연결 플레이트
130: 볼트
140: 고정 플레이트
200: 받침부재 연결 플레이트
210: 제1플레이트
220: 제2플레이트
230: 제3플레이트

Claims (7)

  1. 연결고리 앵커를 포함하고, 거더의 상면에 매립되어 있는 지지부재와 인장재를 통해 연결되며, 캔틸레버를 지지하는 프리캐스트로 제작된 받침부재;
    상기 거더의 상면에 배치되어 상기 거더와 결합하는 거더 연결 플레이트;
    상기 받침부재의 상면과 평행하게 결합되는 제1플레이트, 상기 거더와 상기 받침부재 사이에 배치되는 제2플레이트 및 상기 거더 연결 플레이트의 상면과 평행하게 결합하는 제3플레이트를 포함하는 받침부재 연결 플레이트;
    상기 연결고리 앵커에는 상기 인장재와 연결되어 있는 턴버클이 결합되어 있어, 상기 턴버클을 통해 상기 인장재의 인장력을 도입할 수 있으며,
    상기 받침부재 연결 플레이트의 상면에는, 고정 플레이트가 배치되고,
    상기 거더 연결 플레이트는 적어도 하나의 제1홀을 포함하고, 상기 제3플레이트는 적어도 하나의 제1슬롯을 포함하며, 상기 고정 플레이트는 적어도 하나의 제2홀을 포함하며,
    상기 고정 플레이트, 상기 받침부재 연결 플레이트 및 상기 거더 연결 플레이트는 상기 제1홀, 상기 제1슬롯 및 상기 제2홀을 관통하는 고장력 볼트를 통해 서로 결합되며, 상기 제1슬롯은 시공시 발생하는 유격을 조절할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는,
    교량용 캔틸레버 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1플레이트와 상기 제3플레이트는 동일한 평면상에 위치하고,
    상기 제2플레이트는 상기 제1플레이트와 상기 제3플레이트가 결합되는 위치에서, 하부 방향으로 상기 제1플레이트 및 상기 제3플레이트와 수직하게 배치되는 것을 특징으로 하는,
    교량용 캔틸레버 구조체.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1플레이트의 하부에는,
    철근이 통과할 수 있는 관통 홀을 포함하는 적어도 하나의 관통 플레이트가 상기 제1플레이트와 결합되는 것을 특징으로 하는,
    교량용 캔틸레버 구조체.
  6. 삭제
  7. 받침부재에 적어도 하나의 제1슬롯을 포함하는 제1플레이트, 제2플레이트 및 제3플레이트를 포함하는 받침부재 연결 플레이트를 결합시키는 단계;
    적어도 하나의 제1홀을 포함하는 거더 연결 플레이트를 거더의 상면과 결합시키는 단계;
    상기 받침부재 연결 플레이트를 상기 거더 연결 플레이트에 결합시키는 단계;
    상기 받침부재 연결 플레이트의 상면에 적어도 하나의 제2홀을 포함하는 고정 플레이트를 결합시키는 단계,
    인장재와 턴버클을 상기 거더의 지지부재와 상기 받침부재에 연결하는 단계;
    상기 턴버클을 이용하여 계획고를 맞추고 상기 받침부재와 상기 거더에 유격이 생기지 않도록 밀착시키는 단계;
    상기 제1홀, 상기 제1슬롯 및 상기 제2홀을 관통하는 고장력 볼트를 이용하여 상기 받침부재 연결 플레이트와 상기 거더 연결 플레이트를 고정시키는 단계;
    상기 받침부재의 상면에 반단면 프리캐스트 바닥판을 거치하는 단계; 및
    상기 반단면 프리캐스트 바닥판의 상면에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    교량용 캔틸레버 구조체 시공방법.
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