KR19980067313A - 에폭시를 연결부에 사용한 조립식 교량 상판 및 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립식 교량 상판 및 이를 이용한 교량 보수 공법에 관한 것으로, 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 판상으로 형성한 상판 본체의 전후, 좌우 벽면에 철근으로부터 연장 돌출되어 다수개의 연결고리를 형성한 상판을 이용하여 대부분의 차선에 차량을 통행시키면서 부분적으로 기존 상판을 철거하여 노출된 메인거더에 상판 본체를 올려놓고 서로 결속 연결한 다음 상판 본체 사이의 간극과 상판 본체와 메인 거더사이의 간극에 에폭시 몰탈을 주입하여 결합하고, 그 위에 아스콘을 시공하는 것에 의하여 부분적인 상판 보수를 완료하고, 이 보수 완료된 상판에 대응하는 차선에 차량을 통행시키면서 이와 인접한 기존 상판의 일부에 대하여 상술한 방법으로 순차 시공하는 것에 의하여 접합강도가 높으면서도 공사비 및 공기를 줄일 수 있으며, 대부분의 차선에서 차량의 통행을 허용하면서도 간편하게 시공할 수 있게 되는 것이다. 또한 상판 본체 자체가 철판으로 된 보강테를 사용하지 않고 철근과 콘트리트로 된 프리캐스트형으로 함으로써 중량을 줄여 취급이 간편하게 되는 것이다.

Description

에폭시를 연결부에 사용한 조립식 교량 상판 및 공법

본 발명은 조립식 교량 상판 및 이를 이용한 교량 보수 공법에 관한 것으로, 특히 접합강도가 높고 공사비 및 공기를 줄일 수 있으며 차선에서 차량의 통행을 허용하면서도 간편하게 시공할 수 있음과 아울러 중량을 줄여 취급이 간편하게 되며, 프리캐스트형으로 구성되면서도 각 상판 접합부간의 체결력이 강고하여 차량의 통과에 따른 진동이나 충격하중에 의해 상판간의 접합상태가 쉽게 이완, 분리되는 일이 없으며 교량 상판 전체의 수평도가 균일하게 되고 각 상판의 주연부가 쉽게 손상되는 일이 없어 결과적으로 전체 교량의 사용수명을 연장시킬 수 있는 조립식 교량 상판 및 이를 이용한 교량 보수 공법에 관한 것이다.

국내의 교량과 고가 차도 등의 대부분은 그 상판 슬라브가 노후되어 크고 작은 붕괴 및 파손이 빈번하게 발생되고 있는 바, 이에 대한 근본적인 보수 대책이 시급한 실정이다.

이러한 교량 상판의 파손에 대한 보수 방법으로서는 그 일례로서 파손된 부분에 국한된 응급 복구공사 즉, 초속경화 시멘트를 사용하는 긴급 보수공사 위주로 시행되고 있다.

한편, 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 메인 거더(main girder)의 상부에 일정 규격을 가지는 프리캐스트(precast) 상판을 조립식으로 설치하는 교량 상부 구조물의 시공방법이 알려진 바 있다.

또한 본 출원인은 대한민국 실용신안등록 제96,795호와 같이 다수개의 접합돌부와 접합홈부가 교호로 형성된 콘크리트제 상판 본체와, 이 상판의 가장자리를 둘러싸는 보강테로 구성하여 보강테를 용접으로 접합하는 교량 보수용 상판을 개발한 바 있다.

그러나 상술한 긴급 보수공사법에서는 초속경화 시멘트에 의해 시공된 보수부위가 불과 수년(2∼3년)내에 파손됨에 따라 상판의 보수작업을 주기적으로 반복 재시행하여야 하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 상기와 같은 보수작업에는 많은 공사비 및 공비가 소요되고 그 보수기간 동안 차량의 통행을 전면적으로 제한하지 않으면 안되는 등의 문제점이 있었다.

또한 상술한 조립 상판을 이용하는 공법에서는 그 조립 상판이 철근과 같은 인장재가 내부에 배근된 장방형 판체상 프리캐스트 콘크리트 구조물로 제작되고, 이들 상판의 연결시에는 상호 접촉되는 각 상판의 길이방향 양단면벽 및 양측의 평면접합부 사이에 콘크리트 몰탈을 채움으로써 각 상판들을 종횡으로 연결 접합하게 되는 것으로, 각 상판 접합부간의 체결력이 취약하여 차량의 통과에 따른 진동이나 충격하중에 의해 상판간의 접합상태가 쉽게 이완, 분리되어 교량 상판 전체의 수평도가 불균일하게 되고 각 상판의 주연부가 쉽게 손상되어 결과적으로 전체 교량의 사용수명을 현저히 단축시키게 되는 문제점이 있었다.

또한 상술한 교량 보수용 상판을 사용하는 경우에는 접합강도가 높고 공사비를 줄일 수 있으며 어느 정도 공기를 단축할 수 있고 차량의 통행을 전면적으로 통제하지 않고 대부분의 차선의 차량통행을 허용하면서 시공할 수 있다는 장점은 있으나 보강테를 일일이 용접으로 접합하여야 하므로 그 작업이 번거롭고 그에 소요되는 보강테를 일일이 접합하여야 하므로 그작업이 번거롭고 그에 소요되는 시간만큼 공기가 지연되며, 보강테를 구성하는 철판의 사용량만큼 중량이 무거워지므로 시공을 위한 취급이 어렵게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 접합강도가 높고 공사비 및 공기를 줄일 수 있으며 대부분의 차선에서 차량의 통행을 허용하면서도 간편하게 시공할 수 있도록 한 조립식 교량 상판 및 이를 이용한 교량 보수 공법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 철근과 콘크리트로 된 프리캐스트형으로 하여 중량을 줄여 취급이 간편하게 되도록 하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 프리캐스트형으로 구성되면서도 각 상판 접합부간의 체결력이 강고하여 차량의 통과에 따른 진동이나 충격하중에 의해 상판간의 접합상태가 쉽게 이완, 분리되는 일이 없으며 교량 상판 전체의 수평도가 균일하게 되고 각 상판의 주연부가 쉽게 손상되는 일이 없어 결과적으로 전체 교량의 사용수명을 연장시킬 수 있도록 하려는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 조립식 상판의 부분 절개 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 상판을 메인 거더 상이 얹어놓은 상태 사시도.

도 3은 기존 상판의 일부를 철거하여 한쌍의 거더가 노출된 상태 평면도

도 4a는 한쌍의 거더 사이에 본 발명의 상판 얹고 거더와 상판을 결합한 상태 평면도.

도 4b는 프리캐스트 거더의 경우를 보인 도 4a의 A-A선 단면도

도 4c는 플랫 거더의 경우를 보인 도4a의 A-A선 단면도.

도 5a는 상판을 연결철근으로 결속한 상태를 보인 사시도.

도 5b는 도 5a의 B부 확대도로서, 결속과정을 보인 사시도.

도 6a는 상판 본체 사이에 에폭시 몰탈을 주입한 상태 평면도.

도 6b는 도 6a의 C-C선 단면도.

도 7은 다음 번 거더에 대응하는 기존 상판을 철거하여 한쌍의 거더가 노출된 상태를 보인 평면도.

도 8a는 노출된 거더 사이에 본 발명의 상판 얹어 거더와 상판을 결합하고, 상판을 결속하여 수지를 주입한 상태 평면도.

도 8b는 상판의 연결 구조를 보인 도 8a의 D부 확대평면도.

도 8c는 프리캐스트 거더의 경우를 보인 도 8a의 E-E선 단면도.

도 8d는 플랫 거더의 경우를 보인 도 8a의 E-E선 단면도.

도 9는 상판 배열 상태를 보인 평면도.

도 10은 도 9의 F-F선 단면도.

도 11은 교량 전체에 대한 상판 배열 상태를 보인 종단면도.

도 12는 난간부의 시공상태를 보인 종단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 상판 본체11 : 측벽

12 : 난간부21, 22 : 철근

23, 24 : 연결고리25 : 지지고리

26 : 연결철근31 : 앵커 철근

32 : 앵커 볼트

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 판상으로 형성한 상판 본체의 전후, 좌우 벽면에 상기 철근으로부터 연장 돌출되어 다수개의 연결고리를 형성하여서 됨을 특징으로 하는 조립식 교량 상판과, 철근을 배근하고 콘크리트로 타설하여 판상으로 형성되는 상판 본체의 내측 벽면에 상기 철근으로부터 연장 돌출되어 다수개의 연결고리가 형성되며, 외측에는 난간부가 연장 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 교량 상판 및, 기존 교량의 상판 일부를 철거하여 적어도 2개의 메인 거더의 전부 또는 일부가 노출되게 하는 기존 상판 철거단계와 ; 노출된 메인 거더상에 다수개의 상판 본체를 올려놓는 상판 배열 단계와 ; 상판 본체의 전후, 좌우벽에 돌출 형성된 연결고리를 연결 철근에 의하여 결속 연결하는 연결 단계와 ; 상판 본체 사이의 간극과 상판 본체와 메인 거더 사이의 간극에 에폭시 몰탈을 주입하여 인접하는 상판 본체들과 상판 본체의 메인 거더를 접합하는 접합 단계와 ; 에폭시 몰탈이 응고된 후 상판 상에 아스콘을 시공하는 아스콘 시공 단계와 ; 먼저 번 시공된 상판과 인접하는 상판에 대하여 기존 상판 철거단계와 상판 배열 단계와 연결상태가 접합 단계와 아스콘 시공 단계를 순차 수행함을 특징으로 하는 교량 보수 공법이 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 조립식 교량 상판 및 이를 이용한 교량 보수 공법을 첨부도면에 도시한 실시례에 따라서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 조립식 교량 상판과 메인 거더의 결합상태를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 조립식 교량 상판의 부분 절개 사시도로서, 이에 도시한 바와 같이, 상판 본체(10)의 내부에 배근되는 철근(21, 22)을 상판 본체(10)의 전후, 좌우 벽면(11)에서 돌출시켜 대략 ㄷ자형으로 절곡된 연결고리(23, 24)를 형성하도록 한 것이다.

상기 철근(21, 22)을 배근함에 있어서는 철근을 지그재그로 꺽어서 배근하면서 상판 본체(10)의 전후, 좌우 벽면(11)측에서는 ㄷ자형으로 돌출되도록 함으로써 상기 연결고리(23, 24)가 형성되도록 하는 것이다.

또한 상기 철근(21, 22)들은 도 4b 및 도 4c에 도시한 바와 같이 상판 본체(10)의 저면에서도 돌출되어 메인 거더와의 결합시 결합 강도를 보강하기 위한 지지고리(25)를 형성한다.

이하, 본 발명에 의한 조립식 교량 상판을 이용하여 교량을 보수하는 과정을 설명한다.

기존 상판 철거 단계

도 3에 도시한 바와 같이, 보수하고자 하는 상판의 일부, 즉 교량의 일측의 메인 거더(G1)과 (G2)사이에 설치된 상판을 철거하여 그 부분의 메인 거더(G1)는 완전히 노출되게 하고 메인 거더(G2)는 절반 정도만 노출되게 한다.

이때, 철거할 상판과 인접하는 메인 거더(G2)의 중앙선을 따라 아스콘과 상판 전체를 절취하여 메인 거더(G2)가 대락 절반만 노출되게 하는 것이다.

도 3 및 도 11에서 40은 교각이다.

상판 배열 단계

기존 상판 철거 단계에서 노출된 메인 거더(G1, G2)상에 도 4a에 도시한 바와 같이 상기 상판 본체(10)를 올려놓고 상판 본체(10)의 저면에서 돌출된 지지고리(25)를 메인 거더(G1, G2)에 타입되어 돌출된 앵커 철근(31)이나 앵커볼트(32)상에 걸리도록 한다.

여기서, 메인 거더(G1, G2)가 프리캐스트 거더(precast girder)인 경우에는 도 4b에 도시한 바와 같이 앵커 철근(31)을 타입 돌출되게 하여, 플랙 거더(flat girder)인 경우에는 도 4c에 도시한 바와 같이 앵커 볼트(32)를 타입 돌출되게 하는 것이 바람직하다.

상판 연결 단계

상판 본체(10)가 메인 거더(G1, G2)에 얹혀지면, 도 5a에 도시한 바와 같이 인접한 상판 본체(10)간의 연결고리(23, 24)들을 연결 철근(26)으로 결속 연결한다.

연결고리(23, 24)들을 연결 철근(26)으로 결속 연결함에 있어서는 도 5b에 도시한 바와 같이 한쌍의 암부(26a)가 연결부(26b)로 연결되어 대략 ㄷ자형으로 절곡형성된 연결 철근(26)을 그 연결부(26b)가 인접하는 상판 본체(10)의 연결고리(23, 24)에 걸쳐지도록 한 다음 그 양측 암부(26a)를 180°절곡하는 것에 의하여 양측 연결고리(23, 24)가 연결 철근(26)에 의하여 결속 연결되는 것이다.

접합 단계

상판 본체(10)들의 연결고리(23, 24)가 연결 완료되면, 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이 인접하는 상판 본체(10)사이에 형성된 간극(C1)부분에 에폭시 몰탈(E)을 주입하여 인접하는 상판 본체(10)사이의 간극(C1) 및 상기 메인 거더(G1, G2)와 상판 본체(10)사이에 간극(C2)에 에폭시 몰탈(E)이 채워지면서 상판 본체(10)와 상판 본체(10) 및 메인 거더(G1, G2)와 상판 본체(10)들이 에폭시 몰탈(E)에 의하여 결합되도록 한다.

아스콘 시공 단계

에폭시 몰탈(E)이 응고되어 상판과 상판, 상판과 메인 거더간의 결합이 완료되면, 상판 본체(10) 상면에 통상적인 방법으로 아스콘을 시공한다.

반복 시공 단계

이와 같이 먼저 번의 상판 보수가 완료되면, 도 7에 도시한 바와 같이 보수된 상판에 대응하는 차선에 차량을 통행시키면서 보수된 상판과 인접한 상판을 철거하여 메인 거더(G2, G2)의 일부(거더의 중앙선을 기준으로 절반 정도)가 노출되도록 한다.

노출된 메인 거더(G2, G3)사이에 상판 본체(10)를 올려놓는다. 이때, 도 8a와 같이 먼저 번 시공된 상판 본체(10)들과 이번 시공되는 상판 본체(10)들은 마치 별돌 쌓기와 같이 절반씩 중첩되게 교호로 배치되도록 한다.

다음 상술한 바와 같이 상판 본체(10)들을 메인 거더(G2, G3)에 타입된 앵커철근(31)이나 앵커볼트(32)에 얹혀지게 하고, 도 8b와 같이 상판 본체(10)들을 연결 철근(26)에 의하여 결속하고, 상판 본체(10)들 사이의 간극(C1)과 상판 본체(10)과 메인 거더(G2, G3)사이의 간극(C2)에 에폭시 몰탈(E)을 주입하여 상판 본체(10)들이 메인 거더(G2, G3)에 고정됨과 아울러 서로 결합되도록 한다.

도 8c는 메인 거더가 프리캐스트 거더인 경우 메인 거더(G2, G3)에 앵커 철근(31)을 타입하고 그 위에 상판 본체(10)의 저면에 돌출된 지지고리(25)를 얹혀지게 한 상태를 보인 것이고, 도 8d는 메인 거더가 플랫 거더인 경우 메인 거더(G2, G3)에 앵커 볼트(32)를 타입하고 그 위에 상판 본체(10)의 저면에 돌출된 지지고리(25)를 얹혀지게 한 상태를 보인 것이다. 도 8c 및 도 8d에서 A는 아스콘이다.

상판 본체(10)들을 결속함에 있어서는 도 8b와 같이 상기 상판 본체(10)들의 연결고리(23, 24)를 연결철근(26)에 의하여 결속함과 아울러 먼저 번 시공된 상판의 연결고리(23, 24)들과도 연결철근(26)으로 결속한다.

이와 같은 방법으로 메인 거더(G4, G5, G6) 등에 대응하는 상판에 대하여 순차적으로 시공하여 교량 상판 전체를 보수하게 되는 것이다.

도 9는 교량 상판 전체에 대한 상판 본체(10) 배열의 일례를 보인 것으로, 하나의 경간에 대한 상판 본체(10)의 갯수와 길이는 교량의 경간 길이에 따라 설정된다.

도시례에서는 경간의 길이가 30m인 경우 15m짜리 상판 본체와 7.5m짜리 상판 본체를 교호로 배열하여 별돌 쌓기식으로 배열되게 하는 것이다.

도 10은 시공 완료된 상태에서 상판 본체(10)에 작용하는 응력을 보인 것으로, 상판 본체(10)간의 연결부위에서 상측으로 인장응력이, 하측에는 압축응력이 작용하며, 상판 본체(10)에서는 상측에는 압축응력이, 하측에는 인장응력이 작용함을 알 수 있다.

도 11은 본 발명에 의하여 보수 완료된 상태를 보인 종단면도로서, 교각과 교각사이에 모든 상판이 보수된 결과를 알 수 있다. 단, 상판 본체(10)위에 시공되는 아스콘은 생략되어 있다.

한편, 교량의 난간부분을 보수함에 있어서는 도 12에 도시한 바와 같이 상술한 상판 본체(10)의 일측에 난간부(12)를 일체로 형성한 난간 상판 본체(10)를 사용하여 상술한 방법으로 시공하면 된다.

즉, 상판 본체(10)의 내측에는 상술한 바와 같이 철근(21, 22)로부터 연장 돌출된 연결고리(23, 24)를 형성하고, 외측에는 상기 난간부(12)를 일체로 형성한 것을 사용하는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 철근과 콘크리트로 된 프리캐스트형으로 된 상판을 연결철근으로 결속, 연결하고, 그 사이의 간극에 에폭시 몰탈을 주입하는 것에 의하여 시공이 완료되는 것으로서 접합강도가 높으면서도 공사비 및 공기를 줄일 수 있으며, 대부분의 차선에서 차량의 통행을 허용하면서도 간편하게 시공할 수 있게 되는 것이다. 또한 상판 본체 자체가 철판으로 된 보강테를 사용하지 않고 철근과 콘크리트로 된 프리캐스트형으로 함으로써 중량을 줄여 취급이 간편하게 되는 것이다.

Claims (8)

1. 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 판상을 형성한 상판 본체의 전후, 좌우 벽면에 상기 철근으로부터 연장 돌출되어 다수개의 연결고리를 형성하여서 됨을 특징으로 하는 조립식 교량 상판.
2. 제1항에 있어서, 상기 상판 본체의 저면에는 상기 철근으로부터 연장 돌출되어 메인 거더에 얹혀져 지지되는 지지고리가 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 교량 상판.
3. 철근을 배근하고 콘크리트로 타설하여 판상으로 형성되는 상판 본체의 내측벽면에 상기 철근으로부터 연장 돌출되어 다수개의 연결고리가 형성되며, 외측에는 난간부가 연장 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 교량 상판.
4. 제3항에 있어서, 상기 상판 본체의 저면에는 상기 철근으로부터 연장 돌출되어 메인 거더에 얹혀져 지지되는 지지고리가 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 교량 상판.
5. 기존 교량의 상판 일부를 철거하여 적어도 2개의 메인 거더의 전부 또는 일부가 노출되게 하는 기존 상판 철거단계와 ; 노출된 메인 거더상에 다수개의 상판 본체를 올려놓는 상판 배열 단계와 ; 상판 본체의 전후, 좌우벽에 돌출 형성된 연결고리를 연결 철근에 의하여 결속 연결하는 연결 단계와 ; 상판 본체 사이의 간극과 상판 본체와 메인 거더 사이의 간극에 에폭시 몰탈을 주입하여 인접하는 상판 본체들과 상판 본체와 메인 거더를 접합하는 접합 단계와 ; 에폭시 몰탈이 응고된 후 상판 상에 아스콘을 시공하는 아스콘 시공 단계와 ; 먼저 번 시공된 상판과 인접하는 상판에 대하여 기존 상판 철거단계와 상판 배열 단계와 연결상태가 접합 단계와 아스콘 시공 단계를 순차 수행함을 특징으로 하는 교량 보수 공법.
6. 제5항에 있어서, 상기 상판 배열 단계에서는 벽돌 쌓기식으로 교로로 배열되도록 함을 특징으로 하는 교량 보수 공법.
7. 제5항에 있어서, 상기 상판 배열 단계에서는 메인 거더에 앵커 철근을 타입하고, 상판 본체의 저면에 돌출 형성된 지지고리를 상기 앵커 철근에 지지되도록 하는 것을 특징으로 하는 교량 보수 공법.
8. 제5항에 있어서, 상기 상판 배열 단계에서는 메인 거더에 앵커 볼트를 타입하고, 상판 본체의 저면에 돌출 형성된 지지고리를 상기 앵커 볼트에 지지되도록 하는 것을 특징으로 하는 교량 보수 공법.