KR102457766B1 - 교량의 오차 보정을 위한 연결장치 및 이를 이용한 교량시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 교량 하부구조물(3)과 상부구조물 사이에 설치되는 연결장치(10)에 있어서, 상기 연결장치(10)는, 상기 상부구조물과 연결되는 상부부재(100); 상기 하부구조물(3)과 연결되는 하부부재(200)를 포함하되, 상기 상부부재(100)의 내부 아래에서 상기 하부부재(200)가 위로 삽입되는 것을 특징으로 하는 교량의 오차 보정을 위한 연결장치 및 이를 이용한 교량시공방법에 관한 것이다.

Description

교량의 오차 보정을 위한 연결장치 및 이를 이용한 교량시공방법{Connection device for error correction of bridges and bridge construction method using the device}

본 발명은, 교량의 상부구조물과 하부구조물을 현장에서 연결 시공할 때 발생할 수 있는 오차를 보정하면서 상부구조물과 하부구조물의 연결시공을 보다 쉽게 할 수 있도록 하는 교량의 오차 보정을 위한 연결장치에 관한 것이다. 상세하게는, 교량의 상부구조물과 하부구조물 사이에 연결되는 연결장치에 있어, 하부부재와 하부부재의 상부에서 끼워지는 상부부재를 구비함으로써 교량의 현장 시공작업을 효율적으로 할 수 있도록 하면서, 교량 시공 시 발생할 수 있는 기울기 오차, 레벨(높이) 오차, 수평위치 오차 등 각종 오차를 쉽게 보정할 수 있도록 하는 연결장치에 관한 것이다.

교량은 공간과 공간을 연결하고, 사람, 차량, 열차, 수자원, 화물 등이 이동하는 통로를 제공하는 토목구조물이다. 교량은 교대, 교각 등 하부구조물 위에 상부구조물(거더, 바닥판, 슬래브 등)을 설치하여 완성하게 된다. 최근에는 교량 시공의 생산성과 품질향상을 위해 부재들을 공장에서 제작한 후, 시공현장에서 조립하는 교량가설공법을 많이 사용하고 있다.

도 1에 도시된 것과 같이, 하부구조물(3) 위에 별도 제작된 거더(1), 코핑부(2) 등을 연결 시공하게 되는데, 이러한 조립, 연결 작업에서, 이들 교량 부속 구조물 제작을 아무리 정교하게 하고, 시공관리를 철저하게 한다 하더라도 부재 간의 이음부 오차는 필연적으로 발생할 수 밖에 없다.

즉, 오차의 발생 정도에 차이가 있을 수는 있으나, 하부구조물(강관파일, H파일, 콘크리트파일, PHC파일 등)의 시공과정에서 기울기 및 높이 오차가 발생하게 되고, 하부구조물의 미세한 기울기 및/또는 높이 오차에 의해 부재들의 연결부에는 그 오차가 증폭되어 나타나게 된다. 또한, 거더나 코핑부의 제작 오차도 미세하게 발생할 수 있다.

이음부 오차를 해결하기 위하여 부재들에 강재변위를 발생시킨 후 연결할 수 있는데, 이렇게 할 경우, 구조 부재에 2차 응력이 발생하여 교량구조 전체의 내하력과 내구성 등에 문제가 발생할 수 있다.

따라서 교량 이음부의 각종 오차를 해소할 수 있고, 교량의 내구성에 영향을 주지 않으면서, 교량 상부구조물의 연결 시공을 보다 쉽고 간편하게 할 수 있는 연결장치를 개발할 필요가 있었다.

등록특허공보 10-1403266호

위와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위해, 본 발명에서는, 교량의 시공과정에서 발생하는 각종 오차를 쉽게 보정할 수 있는 교량의 오차 보정을 위한 연결장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 효율적인 구조에 의해 간단한 조작만으로도 수평위치 오차 뿐만 아니라 높낮이 오차 및 기울기 오차를 보정할 수 있는 교량의 오차 보정을 위한 연결장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 하부구조물 위에 상부구조물을 시공할 때, 조립 및 연결작업을 쉽게 할 수 있는 연결장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 다양한 교량구조에 맞춰 범용적으로 사용할 수 있는 교량의 오차 보정을 위한 연결장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는, 교량 하부구조물(3)과 상부구조물 사이에 설치되는 연결장치(10)에 있어서, 상기 연결장치(10)는, 상기 상부구조물과 연결되는 상부부재(100); 상기 하부구조물(3)과 연결되는 하부부재(200)를 포함하되, 상기 상부부재(100)의 내부 아래에서 상기 하부부재(200)가 삽입되도록, 상기 상부부재(100)가 상기 하부부재(200)를 덮는 것을 특징으로 하는 교량의 오차 보정을 위한 연결장치를 제공한다.

상기 하부부재(200)는, 하부본체부(210); 상기 하부본체부(210)의 상부에 구비되는 내부지지부(230)를 포함하고, 상기 상부부재(100)는, 상부본체부(110)를 포함하며, 상기 상부본체부(110)의 내부로 상기 하부본체부(210)가 삽입되어 지지되고, 상기 상부본체부(110)와 하부본체부(210)는 상협하광의 형상인 것을 특징으로 한다.

상기 하부본체부(210)의 하부에는 수평방향으로 위치조절공(240)이 구비되고, 상기 위치조절공(240)에 위치조절볼트(241)가 삽입 및 고정됨으로써, 상기 상부부재(100) 및 하부부재(200)의 수평위치가 조절되는 것을 특징으로 한다.

상기 연결장치(10)는, 파일선단지지부재(300)를 더 포함하고, 상기 파일선단지지부재(300)는, 상기 하부구조물(3)의 상단과 상기 내부지지부(230) 사이에 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 내부지지부(230)에는 상하방향으로 높이조절공(250)이 구비되고, 상기 높이조절공(250)에 높이조절볼트(251)가 체결됨으로써, 상기 상부부재(100) 및 하부부재(200)의 기울기 및/또는 높이가 조절되는 것을 특징으로 한다.

상기 연결장치(10)는, 파일선단지지부재(300); 철근조립체(400); 거푸집부재(600); 상기 하부부재(200)의 내부 공간에 충전되는 콘크리트를 더 포함한다.

상기 파일선단지지부재(300)는, 상기 하부구조물(3)의 상단 위에 위치하는 지지부(321); 상기 지지부(321)의 아래에 구비되되, 상기 하부구조물(3)의 내면에 접하도록 구비되는 걸림부(322); 상기 지지부(321)와 걸림부(322)를 일체로 연결하는 연결부(323)를 포함하고, 상기 철근조립체(400)는, 상기 지지부(321)의 상부에 구비되는 지지부(410); 상기 지지부(410)의 아래에 일체로 구비되는 철근부(420)를 포함하며, 상기 거푸집부재(600)는, 상기 하부부재(200)의 하단과 하부구조물(3) 사이를 차단하고, 상기 내부지지부(230)는 상기 지지부(410)의 상부에 위치하며, 상기 걸림부(322)의 상부 공간 및/또는 상기 하부구조물(3)과 하부본체부(210) 사이 공간에 콘크리트를 충전하는 것을 특징으로 한다.

상기 상부본체부(110)의 내부로 상기 하부본체부(210)가 삽입되어 지지되는 방식은, 상기 하부부재(200)가, 상기 하부본체부(210)의 하부 외측에 구비되는 외부지지부(220)를 더 포함하고, 상기 상부부재(100)가, 상기 상부본체부(110)의 하단에 구비되는 안착부(120)를 더 포함하여, 상기 외부지지부(220) 위에 상기 안착부(120)가 놓여지는 방식; 상기 상부부재(100)가, 상기 상부본체부(110)의 상부 내측에 구비되는 내부지지부(130)를 더 포함하여, 상기 하부부재(200)의 상단 위에 상기 내부지지부(130)가 놓여지는 방식 중 적어도 어느 하나의 방식인 것을 특징으로 한다.

상기 연결장치(10)는, 상기 파일선단지지부재(300)의 상부에 구비되는 높이조절부재(500)를 더 포함한다.

상기 연결장치(10)는, 상기 하부부재(200)의 하단과 하부구조물(3) 사이를 차단하는 거푸집부재(600)를 더 포함하고, 상기 하부구조물(3)과 하부본체부(210) 사이 공간에 콘크리트를 충전하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서는 교량시공방법에 있어서, 가) 교량 하부구조물(3)을 설치하는 단계; 나) 상기 하부구조물(3) 상부에, 상기 연결장치를 임시 거치하는 단계; 다) 상기 연결장치를 이용하여 오차를 보정하는 단계; 라) 교량 상부구조물을 설치하는 단계를 포함하는 교량의 오차 보정을 위한 연결장치를 이용한 교량시공방법을 제공한다.

본 발명의 교량의 오차 보정을 위한 연결장치 및 이를 이용한 교량시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 연결장치는, 오차를 손쉽게 보정할 수 있는 효과를 부여하는 효율적인 구조, 조립을 쉽게 할 수 있도록 하는 구조 및 형상, 모듈화가 가능한 구조가 유기적으로 결합됨으로써, 시공 정밀도 및 시공품질을 높일 수 있고, 공사비용 절감, 공기 단축, 교량의 내구성, 안전성 증대 등의 상승효과를 얻을 수 있다.

둘째, 거더 및/또는 코핑부와 연결되는 상부부재, 하부부재를 공장에서 제작하고, 교량 시공 현장에서는 상부구조물, 하부구조물 및 본 발명의 연결장치를 조립 및 일체화하는 작업만 진행하면, 오차가 보정되고, 교량 시공이 완성될 수 있으므로 공기가 줄어들고, 시공이 쉬워진다.

셋째, 통상 상부구조물을 고정하기 전에 상부구조물을 임시 지지하기 위해 별도의 지지구조가 필요하나, 본 발명에서는, 상부부재를 하부부재 위에 덮는 것만으로도 1차적인 부재 연결이 완성될 수 있으므로, 시공성이 대폭 향상된다.

넷째, 상부부재와 하부부재가 서로 접한 상태에서 두 부재의 마찰력에 의해 가설단계에서 필요한 구조적 안전성(축력, 전단력, 휨모멘트에 저항하는 연결부로서 충분한 안전성)을 충분히 확보할 수 있다.

다섯째, 위치조절볼트를 조절함으로써 연결장치의 수평위치를 정교하게 조절할 수 있고, 높이조절부재와 높이조절볼트를 활용함으로써 높이와 기울기를 미세하게 보정할 수 있다. 특히, 일정 두께를 가지는 높이조절부재를 사용하여 대략적인 높이를 조절하고, 추가적으로 높이조절볼트에 의해 미세한 조절이 가능하다. 또한, 본 발명의 상부부재와 하부부재는 상협하광의 형상이므로, 기울기 조절이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.

여섯째, 상부구조물과 연결하기 위한 다양한 수단을 본 발명의 상부부재에 적용함으로써, 기존의 교량 형식에의 활용성을 높일 수 있고, 다양한 교량구조에 맞춰 사용할 수 있는 범용성을 확보할 수 있다..

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 교량을 설명하는 것이다.
도 2는 연결장치가 하부구조물 상부에 설치되어 있는 일실시예이다.
도 3은 도 2의 일실시예의 측면도와 단면도이다.
도 4는 도 3 단면도의 확대도이다.
도 5는 도 2의 일실시예의 분리된 측면도와 사시도이다.
도 6은 연결장치가 하부구조물 상부에 설치되어 있는 다른 실시예이다.
도 7은 도 6의 다른 실시예의 측면도와 단면도이다.
도 8은 도 7 단면도의 확대도이다.
도 9는 도 6의 다른 실시예의 분리된 측면도와 사시도이다.
도 10은 높이조절부재의 사시도이다.
도 11은 높이조절볼트가 구비된 실시예이다.
도 12는 도 11 단면도의 확대도이다.
도 13은 상부부재에 용접공이 형성된 실시예이다.
도 14는 상부부재와 하부부재가 다각형 형상인 실시예이다.
도 15는 직선형 코핑부(2)의 아래에 연결장치가 사용된 실시예이다.
도 16은 경사진 형태의 코핑부(2) 하단이 상부부재에 각각 연결된 실시예이다.
도 17은 다주식 교량에서 거더(1)에 연결장치가 연결된 실시예이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 교량 하부구조물(3)과 상부구조물 사이에 설치되는 연결장치(10)에 관한 것으로, 특히 교량 시공시의 오차를 쉽게 보정할 수 있도록 하고, 더불어 교량 시공작업을 보다 쉽게 하기 위한 것이다. 본 발명의 연결장치에 포함되는 구성들은 강재로 제작할 수 있고, 용접 등을 통한 강결에 의해 각 구성들을 고정할 수 있다.

본 발명의 연결장치(10)는, 기본적으로 상부부재(100)와 하부부재(200)를 포함하고, 실시예에 따라 파일선단지지부재(300); 철근조립체(400); 높이조절부재(500); 거푸집부재(600)를 더 포함할 수 있다. 이하에서는 각 구성들과 이들의 결합구조 및 형상에 대해 자세히 설명한다.

상기 상부부재(100)는 교량 상부구조물과 연결된다. 여기서 교량의 상부구조물은 거더(1)를 포함할 수 있고 경우에 따라 코핑부(2)도 포함할 수 있다. 따라서 상기 상부부재(100)는 교량 형식에 따라 거더(1)와 일체로 연결될 수도 있고, 코핑부(2)와 일체로 연결될 수도 있다.

상기 하부부재(200)는 교량의 하부구조물(3)의 상부에 연결된다.

그리고 상기 상부부재(100)와 하부부재(200)는, 상기 하부부재(200)의 위로 상기 상부부재(100)가 끼워지는 형태로 삽입되어, 서로 연결되고 지지된다.

상기 상부부재(100)는, 상부본체부(110)를 포함하고, 상기 하부부재(200)는, 하부본체부(210)와 상기 하부본체부(210)의 상부에 구비되는 내부지지부(230)를 포함한다. 상기 상부본체부(110)의 내부로 상기 하부본체부(210)가 삽입되어 지지된다. 삽입된 상태에서 서로 마주하고 있는 상부본체부(110)의 내면과 하부본체부(210)의 외면은 서로 밀착할 수 있도록 구비하는 것이 바람직하고, 삽입된 상태에서 상부부재(100)의 상단이 하부부재(200)의 상단보다 높은 위치에 있거나 같은 높이에 있도록 하는 것이 바람직하다. 상부부재(100)의 상단보다 하부부재(200)의 상단이 높은 위치에 있게 되면, 상부부재(100)를 거더나 코핑부에 연결할 때, 위로 돌출된 하부부재(200)의 상단이 지장물이 될 수 있기 때문이다.

상기 상부부재(100)를 코핑부(2)와 연결할 때에는, 코핑부에 강결할 수 있는 충분한 높이와 면적이 상부부재에 확보될 수 있도록 구비하는 것이 바람직하고, 상부부재를 거더에 연결할 때에도 강결을 위한 충분한 면적을 확보하는 것이 필요하다.

상기 상부본체부(110)와 하부본체부(210)는 상협하광의 형상으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 상부부재의 내부에 하부부재가 꽉 끼게 됨으로써 안정적인 구조가 될 수 있고, 형상만으로도 하부부재가 상부부재를 지지하는 구조가 완성될 수 있으며, 상기 상부부재를 하부부재 위에 덮을 때, 삽입작업이 쉽게 이루어질 수 있고, 기울기의 보정범위가 커질 수 있는 특별한 효과를 얻을 수 있다.

상기 상부본체부(110)와 하부본체부(210)의 단면 형상은 원형 또는 다각형으로 할 수 있는데, 원형인 경우에는 아래에서 위로 갈수록 내경 및 외경이 작아지도록 구비되는 것이고, 다각형(도 8의 실시예는 정8각형 단면임)인 경우에는 아래에서 위로 갈수록 각 변의 길이가 작아지도록 구비되는 것이다.

상기 내부지지부(230)가 하부구조물의 상단에 지지되도록 함으로써 상기 상부부재와 하부부재가 함께 하부구조물에 지지될 수 있다. 그리고 하부구조물의 상단에서 내부지지부(230)가 보다 견고하게 고정되도록 하고, 용접작업을 쉽게 하기 위해, 파일선단지지부재(300)를 더 포함할 수 있다.

상기 파일선단지지부재(300)는 하부구조물의 상단에서 일체화되고, 상기 하부구조물(3)의 상단과 상기 내부지지부(230) 사이에 구비된다. 상기 파일선단지지부재(300)는, 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 중앙이 비어있는 원판 링 형태의 지지부(311)와 상기 지지부(311)의 아래에 일체로 구비되는 걸림부(312)를 포함한다.

상기 지지부(311)의 외경은 하부구조물의 외경과 일치하도록 구비하여(이때 지지부(311)의 외경이 하부구조물의 외경보다 크게 되면, 수평위치 오차를 보정할 수 있는 범위가 줄어들게 되므로, 일치하도록 구비하는 것이 바람직하다), 상기 지지부(311)가 하부구조물의 상단에서 걸쳐져서 지지되도록 하고, 상기 걸림부(312)는 상기 지지부(311)의 외측테두리보다 안쪽에서 아래를 향해 구비되어, 상기 걸림부(312)가 하부구조물의 내면에 접하여 위치가 고정될 수 있도록 한다. 상기 파일선단지지부재(300)의 고정은 용접 등을 통해 강결할 수 있다.

그리고, 상기 내부지지부(230)를 상기 파일선단지지부재(300)에 용접 등을 함으로써 상기 하부부재를 강결하게 된다. 상기 내부지지부(230)를 상기 파일선단지지부재(300)에 쉽게 강결하기 위해, 상기 내부지지부(230)의 내측보다 상기 파일선단지지부재(300)의 지지부(311)의 내측이 안쪽으로 더 돌출되어 있는 것이 바람직하다.

상기 내부지지부(230)의 강결 작업 이전에는, 상부부재 및 하부부재의 수평위치와 높이, 기울기를 조절해야 하는데, 이하에서는 오차를 보정하기 위한 구성과 보정하는 방법에 대해 설명한다.

수평위치 조절을 위해, 상기 하부본체부(210)의 하부에는 위치조절공(240)이 수평방향으로 복수 개 구비되고, 상기 위치조절공(240)에 위치조절볼트(241)를 삽입 및 고정함으로써, 상기 상부부재(100) 및 하부부재(200)의 수평위치를 조절하게 된다(도 3 내지 5, 7 내지 9 참조).

위치조절볼트(241)의 고정은, 상기 위치조절공(240)의 내면에 나사산을 형성하여 상기 위치조절볼트(241)를 직접 나사결합하는 방식, 상기 위치조절공(240)과 연통되도록 고정너트를 하부본체부(210)의 내측 및/또는 외측에 부착 고정하여 고정너트에 상기 위치조절볼트(241)를 나사결합하는 방식, 상기 위치조절공(240)의 내측 및 외측에서 고정너트를 위치조절볼트(241)와 나사결합하는 방식(고정너트를 부착하지 않음) 등에 의해 진행될 수 있다.

그리고, 높이 및 기울기 조절을 위해, 상기 내부지지부(230)에는 나사산이 형성된 높이조절공(250)이 상하방향으로 복수 개 구비될 수 있고, 상기 높이조절공(250)에 높이조절볼트(251)가 체결됨으로써, 상기 상부부재(100) 및 하부부재(200)의 기울기 및/또는 높이를 조절할 수 있게 된다(도 11, 12 참조). 이때 높이조절공(250)을 복수 개로 구비하되, 복수 개의 높이조절공(250) 위치는 수평위치 오차를 보정하였을 때, 상기 높이조절볼트(251)의 하단이 파일선단지지부재(300) 또는 높이조절부재(500)의 상면에 안정적으로 지지될 수 있는 위치로 구비하는 것이 바람직하다.

아울러, 상부부재 및 하부부재의 높이를 조절하기 위한 수단으로, 높이조절부재(500)를 더 포함할 수 있다(도 10 참조).

상기 높이조절부재(500)는 중앙이 비어있는 원판 링 형태가 될 수 있고, 상기 파일선단지지부재(300)의 상부, 즉, 상기 파일선단지지부재(300)와 상기 내부지지부(230)의 사이에 구비되어 높이를 조절할 수 있다. 조절되는 높이는 높이조절부재(500)의 상하 두께에 따라 결정되는데, 그 상하 두께는 교량의 제원에 따라 결정할 수 있다.

높이조절부재(500)의 고정은 용접 등 강결에 의해 이루어질 수 있고, 위에서 설명한 높이조절볼트(251)와 함께, 또는 별도로 사용할 수 있다.

즉, 보정해야 할 높이와 높이조절부재(500)의 상하 두께가 같을 경우에는 높이조절부재(500)만을 파일선단지지부재(300)와 내부지지부(230)의 사이에 고정하면 되고, 높이조절부재(500)를 적용하고도 미세한 높이차가 있을 경우에는 그 미세한 높이차를 높이조절볼트(251)를 통해 보정할 수 있으며, 당초부터 보정할 높이차가 미세할 경우에는 높이조절부재(500)를 사용하지 않고, 높이조절볼트(251)만을 사용할 수도 있다.

높이조절부재(500) 없이 높이조절볼트(251)만으로 높이오차를 보정할 수도 있으나, 실제 발생한 높이 오차가 클 경우에는 높이조절볼트(251)만으로는 보정하기 어려운 경우가 발생할 수 있는데(볼트의 길이가 한정되어 있고, 볼트를 너무 길게 하면 하부부재의 안정성이 떨어질 수 있기 때문이다), 이러한 경우에는 둘을 모두 사용하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 보정해야 하는 높이오차가 7mm인 경우, 5mm 두께의 높이조절부재(500)를 고정하여 1차 보정한 후, 나머지 2mm는 높이조절볼트(251)에 의해 보정하는 방법을 사용할 수 있다. 그리고, 보정해야 하는 높이오차가 1~2mm인 경우, 높이조절부재(500)를 사용하지 않고, 높이조절볼트(251)에 의해 1~2mm를 보정하는 방법을 사용할 수 있으며, 보정해야 하는 높이오차가 10mm인 경우, 5mm 두께의 높이조절부재(500) 2개 또는 10mm 두께의 높이조절부재(500) 1개에 의해 보정할 수도 있다.

상기 5mm 두께의 높이조절부재(500) 및 오차보정한 수치들은 예시에 불과하고, 다른 두께의 높이조절부재(500) 및 수치보정을 적용할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 높이조절부재(500)를 1mm 두께로 할 경우, 높이조절부재(500)만으로도 미세 높이조절이 가능하다. 다만, 이렇게 할 경우, 제작비용과 시공효율이 떨어질 수 있으므로, 높이조절부재(500)의 두께를 어떻게 할 것인지는 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 교량의 제원에 맞도록 적용하여야 할 것이다.

이처럼 본 발명의 높이조절볼트(251)는 기울기 오차 보정 뿐만 아니라, 미세한 높이조절까지 가능하다는 특별한 효과를 발휘한다.

그리고, 상기 내부지지부(230)에 높이조절공(250)이 구비되어 있다 하더라도 실제 높이오차에 따라 높이조절볼트(251)를 체결하지 않는 경우가 있을 수 있는데, 이 경우에는 상기 높이조절공(250)을 용접공으로 사용할 수도 있다.

위에서는 하부구조물의 상부에 콘크리트를 충전하지 않는 방식을 설명하였는데, 하부구조물의 상부 및/또는 하부구조물과 하부부재의 사이 공간에 콘크리트를 충전할 수도 있는바, 아래에서는 콘크리트를 충전하는 실시예에 대해 설명한다.

본 발명에서 사용하는 콘크리트는 위 공간에 충전할 수 있는 형태의 콘크리트를 말하는 것으로, 굵은골재가 없는 모르타르, 굵은골재가 있는 콘크리트를 모두 포함하는 것이고, 공지의 혼화재, 혼화제를 배합할 수 있음은 물론이다. 콘크리트를 충전하는 경우, 수밀성, 내구성, 구조적 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

콘크리트를 충전하는 실시예에서의 연결장치(10)는, 파일선단지지부재(300); 철근조립체(400); 거푸집부재(600); 콘크리트를 포함한다.

콘크리트를 충전하는 실시예에서의 파일선단지지부재(300)는 콘크리트를 충전하지 않는 실시예에서의 구성과 차이가 있다.

즉, 콘크리트를 충전하는 실시예에서의 파일선단지지부재(300)는, 지지부(321); 걸림부(322); 연결부(323)를 포함한다.

상기 지지부(321)는 도 9에 도시되어 있는 것과 같이, 중앙이 빈 원판 링 형태로 이루어진다.

상기 지지부(321)의 외경은 하부구조물의 외경과 일치하도록 구비하여, 상기 지지부(321)가 하부구조물의 상단에서 걸쳐져서 지지되도록 한다.

상기 걸림부(322)는 하부구조물의 상단에서 일정거리 떨어진 아래 위치에 구비될 수 있도록 하고, 상기 걸림부(322)의 외측 테두리가 하부구조물의 내면에 접하도록 구비하며, 하부구조물 내부에 콘크리트를 충전하기 위한 거푸집 역할을 하여, 하부구조물의 상단에 충전되는 콘크리트를 수용할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 연결부(323)는 상기 지지부(321)와 걸림부(322)를 일체로 연결한다.

상기 철근조립체(400)는, 상기 지지부(321)의 상부에 구비되는 지지부(410); 상기 지지부(410)의 아래에 일체로 구비되는 철근부(420)를 포함한다.

상기 거푸집부재(600)는, 상기 하부부재(200)의 하단과 하부구조물(3) 사이를 차단하는 차단부(610)와 상기 차단부(610)를 지지하는 지지부(620)를 포함한다.

상기 차단부(610)는 링 형태의 판 부재로 구비하는 것이 바람직하고, 상기 지지부(620)는 상기 차단부(610)와 일체로 구비되어, 하부구조물에 용접 등 강결될 수 있다.

콘크리트를 충전하는 실시예에서, 상기 내부지지부(230)는 상기 철근조립체(400)의 지지부(410)의 상부에 위치할 수 있고, 위에서 설명한 높이조절부재(500)는 상기 지지부(321)과 지지부(410)의 사이 또는 상기 지지부(410)와 내부지지부(230)의 사이에 구비될 수 있다.

콘크리트는 하부구조물 상부의 내부 및/또는 외부에 충전될 수 있다. 즉, 하부구조물의 내부에서 상기 걸림부(322)의 상부 공간 및/또는 상기 하부구조물(3)과 하부본체부(210) 사이 공간에 빙 둘러 콘크리트를 충전할 수 있다.

하부구조물의 내부를 충전할 때에는, 상기 걸림부(322)에서 채우기 시작하여 상기 지지부(410)와 같은 높이까지 충전할 수도 있고, 상기 지지부(410)를 덮도록 충전할 수도 있으며, 경우에 따라 상부부재의 상단 높이까지 충전할 수도 있다.

그리고, 상기 하부구조물(3)과 하부본체부(210) 사이 공간에 콘크리트를 충전하기 위해, 철근조립체(400)의 지지부(410)의 외측테두리 및 내부지지부(230)에 하나 이상의 콘크리트충전공(330)을 형성하는 것이 바람직하다(도 6 참조).

또한 앞서 설명한 콘크리트를 충전하지 않는 실시예(도 4)를 변형한 것으로, 하부구조물의 외측에만 콘크리트를 충전하는 것도 가능하다. 이 경우, 도 2 내지 도 5에 도시된 실시예에서, 하부부재의 하단에 거푸집부재(600)를 구비하고, 내부지지부(230)의 외측 테두리에 콘크리트충전공을 구비하여, 하부구조물(3)과 하부본체부(210) 사이 공간에 콘크리트를 충전하는 것도 가능하다.

본 발명의 상부본체부(110)와 하부본체부(210)는 상협하광의 형상으로 하고, 상부본체부(110)의 내면과 하부본체부(210)의 외면이 서로 면접하고 있기 때문에, 다른 지지수단이 없이도, 상부부재와 하부부재는 서로 꽉 낀 상태이므로 상호간의 마찰저항에 의해 상부부재는 하부부재의 위에서 안정적으로 지지될 수 있다.

다만, 본 발명에서는 보다 안정적인 지지를 위해 아래와 같은 2가지의 지지수단을 더 구비할 수 있다.

첫 번째 지지수단으로, 도 2 내지 도 5에 도시된 것과 같이, 하부부재(200)가, 하부본체부(210)의 하부 외측에 구비되는 외부지지부(220)를 더 포함하고(외부지지부(220)의 두께가 하부본체부(210)의 두께보다 두껍게 구비된다), 상기 상부부재(100)가, 상기 상부본체부(110)의 하단에 구비되는 안착부(120)를 더 포함하여(도 4, 8, 12에는 안착부(120)의 두께가 상부본체부(110)의 두께보다 두껍게 도시되어 있으나, 본 발명의 안착부(120)는 외부지지부(220)의 상부에 안착되기만 하면 되므로, 특별히 안착부(120)의 두께가 상부본체부(110)의 두께보다 두꺼운 것으로 제한하지는 않는다), 상기 외부지지부(220) 위에 상기 안착부(120)가 놓여져 지지되는 방식이다.

하부본체부(210)의 두께보다 두껍게 구비되는 외부지지부(220)는 하부부재의 국부좌굴을 방지하는 효과도 발휘한다.

두 번째 지지수단으로는, 도 6 내지 도 9에 도시된 것과 같이, 상기 상부부재(100)가, 상기 상부본체부(110)의 상부 내측에 구비되는 내부지지부(130)를 더 포함하여, 상기 하부부재(200)의 상단 위에 상기 내부지지부(130)가 놓여져 지지되는 방식이다.

본 발명에서는, 위 두 가지의 지지수단 중 어느 하나를 사용할 수 있고, 두 가지 지지수단 모두를 사용할 수도 있으며, 교량의 제원에 따라 위 두 가지의 지지수단 모두 사용하지 않고, 상부부재와 하부부재의 상협하광의 형상 및 마찰저항에 의해 지지할 수도 있다.

아울러, 하부본체부(210)의 하부 외측에 외부지지부(220)를 구비한 경우에는, 상기 위치조절공(240)은 상기 외부지지부(220)를 수평으로 관통하도록 형성하는 것이 바람직하다. 상기 하부본체부(210)보다 외부지지부(220)의 두께가 두껍기 때문에, 위치조절공(240)을 외부지지부(220)에 구비하면 위치조절볼트와의 나사결합면적이 커질 수 있으므로(위치조절공(240)의 내면에 나사산을 형성하여 위치조절볼트(241)를 나사결합하는 경우에 해당), 볼트의 체결력이 상승하여 수평위치고정이 보다 견고하게 될 수 있는 효과가 있다.

그리고, 도 13에는 슬릿 형태의 용접공(111)이 도시되어 있는데, 상부부재와 하부부재의 체결력을 높이고자 하는 경우 사용할 수 있다.

상부부재와 거더 또는 코핑부와의 원활한 결합을 위해, 상부부재의 상부에는 연결브라켓(140)을 더 구비할 수 있다. 도면에는 연결브라켓(140)의 두께가 상부본체부보다 두꺼운 형태만 도시되어 있으나, 본 발명의 연결브라켓은 두께를 상부본체부보다 두껍게 하여 용접을 쉽게 하는 것, 별도의 볼트체결홀을 구비하여 볼트결합을 쉽게 하는 것, 특정 거더 또는 코핑부의 형상에 맞도록 구비되는 브라켓 형태를 모두 포함하는 것이고, 연결브라켓은 상부부재의 상부가 아닌 상부부재의 중앙부근이나 하부에도 구비될 수 있다.

도 15 내지 도 17에는 본 발명의 연결장치가 적용된 예시가 도시되어 있다. 도 15는 직선형 코핑부(2)의 아래에 연결장치가 사용된 예시이고, 도 16은 경사진 형태의 코핑부(2) 하단이 상부부재에 각각 연결된 예시이며, 도 17은 다주식 교량에서 거더(1)에 연결장치가 연결된 예시를 보여준다. 본 발명의 연결장치는 모듈화되어 이외에도 다양한 형식의 교량에 적용될 수 있다.

본 발명의 하부구조물은 강관파일, 콘크리트 파일, PHC 파일, 복합 파일 등이 될 수 있다. 강관파일을 사용하는 경우, 연결장치에 포함되는 구성들과 하부구조물의 고정은 용접이 바람직하고, 하부구조물이 콘크리트일 경우에는 접착제, 철근과의 용접, 앵커 등의 방법을 통해 고정할 수 있다.

본 발명의 첨부된 도면에 도시된 실시예들은 하부구조물이 속이 비어 있는 관 형태의 파일인 것을 예시한 것인데, 본 발명의 하부구조물이 관 형태가 아닌 중실형 파일인 경우에는, 앞선 실시예들에서 하부구조물의 내부에 걸쳐지는 구성들은 생략하는 형태로 실시할 수 있고, 콘크리트는 하부구조물의 외면과 하부부재 사이의 공간에만 채워질 수 있다.

즉, 파일선단지지부재(300)를 사용하지 않거나, 사용하더라도 걸림부(312)가 없는 지지부(311) 또는 걸림부(322)와 연결부(323)가 없는 지지부(321)를 사용할 수 있고, 철근조립체(400)는 사용하지 않는다. 경우에 따라, 걸림부(312)가 있는 것을 사용하고, 중실형 파일의 상단에 홈을 형성하여 걸림부(312)를 삽입하는 방법을 사용할 수도 있다.

본 발명의 오차 보정을 위한 연결장치를 이용한 교량시공방법은 아래와 같다.

먼저, 교량이 건설될 위치에 맞도록 교량 하부구조물(3)을 설치한다.

하부구조물(3) 설치가 완료되면, 하부구조물의 상부에 본 발명의 교량의 오차보정을 위한 연결장치를 임시 거치하고, 앞서 설명한 오차보정을 위한 구성들을 이용하여 수평위치 오차, 높이 오차, 기울기 오차 등을 보정한다.

교량의 오차보정을 위한 연결장치를 임시 거치할 때, 하부부재를 먼저 하부구조물의 위에 임시 거치한 상태에서 상부부재를 덮는 방식으로 진행할 수 있다. 이때 상부부재에는 코핑부 및/또는 거더가 미리 강결되어 있을 수도 있고, 상부부재만 임시 거치한 후 추후에 코핑부 및/또는 거더와 강결하는 방식을 사용할 수도 있다.

오차 보정이 완료되면, 하부구조물, 연결장치, 코핑부 및/또는 거더를 강결하고, 교량 상부구조물 설치를 마무리하게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 즉, 콘크리트를 충전하는 실시예와 충전하지 않는 실시예, 첫 번째 지지수단과 두 번째 지지수단, 파일선단지지부재(300)를 구비하는 실시예와 구비하지 않는 실시예, 높이조절볼트 및 위치조절볼트 등을 서로 교차 적용하여 다양한 형태로 변형 실시가 가능하다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1. 거더 2. 코핑부
3. 하부구조물
10. 연결장치
100. 상부부재
110. 상부본체부 120. 안착부
130. 내부지지부 140. 연결브라켓
111. 용접공
200. 하부부재
210. 하부본체부 220. 외부지지부
230. 내부지지부
240. 위치조절공 241. 위치조절볼트
250. 높이조절공 251. 높이조절볼트
300. 파일선단지지부재
311. 지지부 312. 걸림부
321. 지지부 322. 걸림부
323. 연결부
330. 콘크리트충전공
400. 철근조립체
410. 지지부 420. 철근부
500. 높이조절부재
600. 거푸집부재
610. 차단부 620. 지지부

Claims (12)

1. 교량 하부구조물(3)과 상부구조물 사이에 설치되는 연결장치(10)에 있어서,
   상기 연결장치(10)는, 상기 상부구조물과 연결되는 상부부재(100);
   상기 하부구조물(3)과 연결되는 하부부재(200)를 포함하되,
   상기 상부부재(100)의 내부 아래에서 상기 하부부재(200)가 삽입되도록, 상기 상부부재(100)가 상기 하부부재(200)를 덮고,
   상기 하부부재(200)는, 하부본체부(210); 상기 하부본체부(210)의 상부에 구비되는 내부지지부(230)를 포함하고,
   상기 상부부재(100)는, 상부본체부(110)를 포함하며,
   상기 상부본체부(110)의 내부로 상기 하부본체부(210)가 삽입되어 지지되되, 상기 상부본체부(110)와 하부본체부(210)는 상협하광의 형상이고, 상기 상부본체부(110)의 내면과 하부본체부(210)의 외면이 서로 면접한 상태에서, 상기 상부본체부(110)와 하부본체부(210)의 상협하광 형상에 의해 지지되며,
   상기 하부본체부(210)의 하부에는 수평방향으로 위치조절공(240)이 구비되고, 상기 위치조절공(240)에 위치조절볼트(241)가 삽입 및 고정됨으로써, 상기 상부부재(100) 및 하부부재(200)의 수평위치가 조절되고,
   상기 내부지지부(230)에는 상하방향으로 높이조절공(250)이 구비되고, 상기 높이조절공(250)에 높이조절볼트(251)가 체결됨으로써, 상기 상부부재(100) 및 하부부재(200)의 기울기 및/또는 높이가 조절되는 것을 특징으로 하는
   교량의 오차 보정을 위한 연결장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 연결장치(10)는, 파일선단지지부재(300)를 더 포함하고,
   상기 파일선단지지부재(300)는, 상기 하부구조물(3)의 상단과 상기 내부지지부(230) 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는
   교량의 오차 보정을 위한 연결장치.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 연결장치(10)는, 파일선단지지부재(300); 철근조립체(400); 거푸집부재(600); 상기 하부부재(200)의 내부 공간에 충전되는 콘크리트를 더 포함하는
   교량의 오차 보정을 위한 연결장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 파일선단지지부재(300)는, 상기 하부구조물(3)의 상단 위에 위치하는 지지부(321); 상기 지지부(321)의 아래에 구비되되, 상기 하부구조물(3)의 내면에 접하도록 구비되는 걸림부(322); 상기 지지부(321)와 걸림부(322)를 일체로 연결하는 연결부(323)를 포함하고,
   상기 철근조립체(400)는, 상기 지지부(321)의 상부에 구비되는 지지부(410); 상기 지지부(410)의 아래에 일체로 구비되는 철근부(420)를 포함하며,
   상기 거푸집부재(600)는, 상기 하부부재(200)의 하단과 하부구조물(3) 사이를 차단하고,
   상기 내부지지부(230)는 상기 지지부(410)의 상부에 위치하며,
   상기 걸림부(322)의 상부 공간 및/또는 상기 하부구조물(3)과 하부본체부(210) 사이 공간에 콘크리트를 충전하는 것을 특징으로 하는
   교량의 오차 보정을 위한 연결장치.
8. 제1항, 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상부본체부(110)의 내부로 상기 하부본체부(210)가 삽입되어 지지되는 방식은,
   상기 하부부재(200)가, 상기 하부본체부(210)의 하부 외측에 구비되는 외부지지부(220)를 더 포함하고, 상기 상부부재(100)가, 상기 상부본체부(110)의 하단에 구비되는 안착부(120)를 더 포함하여, 상기 외부지지부(220) 위에 상기 안착부(120)가 놓여지는 방식;
   상기 상부부재(100)가, 상기 상부본체부(110)의 상부 내측에 구비되는 내부지지부(130)를 더 포함하여, 상기 하부부재(200)의 상단 위에 상기 내부지지부(130)가 놓여지는 방식 중 적어도 어느 하나의 방식을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   교량의 오차 보정을 위한 연결장치.
9. 제1항, 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 연결장치(10)는, 중앙이 비어있는 원판 링 형태의 높이조절부재(500)를 더 포함하는
   교량의 오차 보정을 위한 연결장치.
10. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 연결장치(10)는, 상기 하부부재(200)의 하단과 하부구조물(3) 사이를 차단하는 거푸집부재(600)를 더 포함하고,
    상기 하부구조물(3)과 하부본체부(210) 사이 공간에 콘크리트를 충전하는 것을 특징으로 하는
    교량의 오차 보정을 위한 연결장치.
11. 교량시공방법에 있어서,
    가) 교량 하부구조물(3)을 설치하는 단계;
    나) 상기 하부구조물(3) 상부에, 제1항, 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항의 연결장치를 임시 거치하는 단계;
    다) 제1항, 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항의 연결장치를 이용하여 오차를 보정하는 단계;
    라) 교량 상부구조물을 설치하는 단계를 포함하는
    교량의 오차 보정을 위한 연결장치를 이용한 교량시공방법.
12. 교량시공방법에 있어서,
    a) 교량 하부구조물(3)을 설치하는 단계;
    b) 상기 하부구조물(3) 상부에, 제9항의 연결장치를 임시 거치하는 단계;
    c) 제9항의 연결장치를 이용하여 오차를 보정하는 단계;
    d) 교량 상부구조물을 설치하는 단계를 포함하는
    교량의 오차 보정을 위한 연결장치를 이용한 교량시공방법.
    
    
    

Images