KR20010070632A - 콘크리트 거더교에서 콘크리트 주 거더와 강재 가로보의시공법 및 그 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량의 교각위에 설치되는 철근콘크리트 거더, 프리스트레스 콘크리트 거더 및 프리플렉스 거더 등과 같이 주 거더가 콘크리트 재질인 경우, 교량의 횡방향 강성(剛性)을 증가시키고 하중의 횡방향 분포를 돕기 위하여 인접하는 주 거더간을 연결하기 위해 가로보를 설치하는 바,

이 가로보를 강재로 제작하여 볼트 및 용접 등 간편한 방법으로 콘크리트 주 거더와 강재 가로보를 일체화 하는 것을 특징으로 하는 것으로,

철근 콘크리트 구조의 가로빔을 현장 타설에 의해 주 거더와 연결하는 기존의 공법에 비하여 시공성과 경제성을 월등히 개선한 콘크리트 주 거더와 강재 가로보의 시공법 및 구조에 관한 것이다.

Description

콘크리트 거더교에서 콘크리트 주 거더와 강재 가로보의 시공법 및 그 구조{omitted}

본 발명은 콘크리트 거더교에 있어서 콘크리트 주 거더와 강재 가로보의 시공법 및 구조에 관한 것으로, 기존의 철근 콘크리트 구조의 가로보보다 교량의 횡방향 강성(剛性)과 시공성을 크게 향상시킨 강재 가로보에 관한 것이다.

일반적으로 가로보는 교량의 횡방향 강성을 증가시키고 윤하중 재하시 거더에 작용하는 단면력을 인접한 거더로 분배하며 비틀림의 영향에 따른 바닥판 또는 지점부의 유해한 영향을 최소화하기 위하여 설치하는 것으로, 주 거더에 직각방향 또는 교좌장치와 나란한 방향으로 설치하고 있다.

기존의 교량 주 거더로는 강재 상자형 거더(STEEL BOX GIRDER) 및 플레이트 거더(STEEL PLATE GIRDER)와 같은 강재 거더와 철근콘크리트 거더, 프리스트레스 콘크리트 거더 및 프리플렉스 거더와 같은 콘크리트 거더로 대별할 수 있다. 이 중 기존 공법에 있어서 콘크리트 주 거더에 설치되는 가로보는 철근 콘크리트 구조로 주 거더와 연결 설치는 다음과 같은 과정을 거쳐 현장에서 시공되어지고 있다.

단계 1 : 주 거더를 가로보가 설치될 위치에 미리 철근을 약간 노출시킨 상태에서 제작한 뒤,

단계 2 : 주 거더를 교각 상부에 거치시킨 후 가로보를 철근 콘크리트 구조로 현장 타설하되 주 거더에 노출시킨 철근을 이용 가로보의 철근 배근하여 거푸집을 설치한 후,

단계 3 : 콘크리트를 타설하고 타설된 콘크리트가 충분히 양생되면 거푸집을 제거한다.

즉, 기 제작된 거더가 교각 상단의 교좌장치에 거치된 후 공중에 매달린 상태에서 시공되므로 시공성, 품질관리에 있어서 많은 어려움이 발생하고 있으며 안전사고에 각별한 주의가 필요하다. 또한 현장에서 타설되므로 상부 슬래브의 시공과 관련한 후속공정의 진행 중 주형의 횡비틀림좌굴(Lateral Torsional Buckling)을 방지하기 위해서는 콘크리트가 소정의 압축강도를 발현할 수 있을 정도의 충분한 양생시간이 필요하고, 또한 가로보의 콘크리트 타설 시 기후의 영향을 받기 쉬운 점 등 작업과정에서 많은 어려움이 발생하고 있을 뿐만 아니라 경제성에도 큰 문제점을 지니고 있는 실정이다.

이와 같은 기존의 결점을 해소시키기 위한 본 발명의 강재 가로보 역시 가로보에 발생되는 전단력 및 휨모멘트 등 구조적인 측면과 사용성 측면을 종합적으로 감안하여 부재의 크기를 결정한다는 점에 있어서 기존의 철근콘크리트 가로보 구조의 설계 방법과 큰 차이점은 없다 하겠으나, 본 발명은 철근 콘크리트 거더, PS 콘크리트 거더 또는 프리플렉스 거더교에서 현장 타설되는 철근 콘크리트 가로보 구조가 갖는 시공 및 품질관리상의 문제점을 크게 개선할 수 있는 강재 가로보 개발에 목적을 두고 수행한 것으로 엄격한 품질관리와 시공의 용이성 및 시공의 안전성을 확보하여 기존의 공법에서 나타난 문제점을 크게 개선하고자 하였다.

일반적으로 콘크리트 거더교에 있어서 가로보는 15m이하 간격으로 설치함을원칙으로 하되, 지간이 20m이하일 경우 지점부 2개소 중간부 1개소 총 3개소, 지간이 20m에서 30m 이하일 경우 지점부 2개소 중간부 2개소 총 4개소, 지간이 30m에서 40m이하일 경우 지점부 2개소 중간부 3개소 총 5개소, 지간이 40m에서 50m이하일 경우 지점부 2개소 중간부 4개소 총 6개소를 설치토록 규정하고 있다. 또한 가로보의 설치 방향은, 프리스트레스 콘크리트 거더교에서는 사각이 45°를 기준하여 45°이상일 경우 주 거더의 직각 방향으로 45°이하일 경우에는 사각과 같은 방향으로 배치하며, 프리플렉스 거더교에서는 사각이 70°를 기준하여 70°이상일 경우 주 거더의 직각방향으로 70°이하일 경우에는 사각과 같은 방향으로 배치하도록 규정하고 있다.

최근에 건설되는 교량은 광폭화, 장지간화 되는 것을 감안할 때 예를 들어 지간 50m 주 거더가 10열인 콘크리트 거더교에 있어서 1지간에 50여개 이상의 가로보가 설치되어야 하고, 특히 주 거더가 사각으로 설치될 경우 기존 공법으로 콘크리트 가로보를 시공하는 데는 여러 가지 문제점을 지니고 있는 실정이다.

따라서 본 발명은 미리 제작한 강재 가로보를 콘크리트 주 거더와 현장에서 볼트등을 이용하여 간편한 방법으로 조립 완성하게됨으로서 공기, 시공성 및 경제성을 개선하고자 하는데 그 목적이 있다.

도1은 기존 공법에서의 콘크리트 주 거더와 철근 콘크리트 가로보의 실시 예를 나타낸 사시도 및 단면도들

도2는 본 발명의 콘크리트 주 거더와 강재 가로보 기본 구성을 나타낸 사시도 및 단면도들

도3, 도4 및 도5는 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 단면도들.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 콘크리트 주 거더 2 : 콘크리트 가로보

3 : 교각 4 : 강재 가로보

11 : 임베디드 슬리브(EMBEDED SLEEVE)

12 : 앙카 볼트(ANCHOR BOLT)

13 : 타이 볼트용 슬리브(SLEEVE FOR TIE-BOLT)

14 : 스틸 브라켓트(STEEL BRACKET)

15 : 스플라이스 플레이트(SPLICE PLATE)

16 : 볼트

17 : 타이 볼트 (TIE-BOLT)

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 구성을 살펴보기로 한다.

교량의 교각 위에 설치되는 주 거더의 재질이 콘크리트로 된 거더교에 있어서, 인접하는 주 거더끼리 가로보를 이용해서 연결하기 위하여, 강재로 가로보를제작하고, 콘크리트 주 거더를 제작할 때 강재 가로보를 연결할 수 있도록 슬리브를 내설하여, 주 거더에 강재 가로보를 볼트나 용접으로 간편하게 연결 고정하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 실시 예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1의 (가)는 기존 공법에서의 콘크리트 주 거더와 철근 콘크리트 가로보가 설치된 예를 나타낸 사시도이며, (나)는 A-A면 단면도, (다)는 B-B면 단면도 즉, 가로보가 설치된 부분의 단면도이다. 기존 공법에서는 교각(3)위에 콘크리트 주 거더(1)을 거치한 뒤 철근 콘크리트 가로보(2)가 설치되어야 할 부분에 철근 배근과 거푸집을 설치하고 콘크리트를 현장 타설하게 된다. 이러한 기존 공법은 지상으로부터 높은 곳에서 작업해야 하는데 따르는 작업의 어려움과 안전사고등의 위험이 따르며 콘크리트 주 거더를 제작할 때 가로보가 설치될 부분에 철근을 뽑아 놓아야 하므로 작업이 번거로울 뿐만 아니라, 콘크리트 주 거더의 모양이형으로 유지하다가 가로보가 설치되는 부분마다형으로 되어 (도1의 5) 콘크리트 주 거더 제작시 작업이 매우 복잡한 실정이다.

도2는 본 발명의 콘크리트 주 거더와 강재 가로보의 실시예를 나타낸 도면들이다. 도2의 (가)에서 보듯이 임베디드 슬리브(EMBEDED SLEEVE,11)를 콘크리트 주 거더(1)을 제작시 가로보가 설치될 부분에 매설한다.(도2의 (나) 참조) 콘크리트 주 거더(1)를 교각(3)위에 설치할 때 미리 제작한 강재 가로보(4)를 볼트(16)를 이용하여 매설된 임베디드 슬리브(11)에 체결하면 구조가 완성된다.

도2의 (다)는 강재 가로보(4)를 매설된 임베디드 슬리브(11)에 체결하는 것을 나타낸 사시도이며

도2의 (라)는 콘크리트 주 거더(1)가 3열로 된 거더교에서 강재 가로보(4)로 연결된 모습을 나타낸 단면도이다.

본 발명은 앞에서 언급한 기존 공법에서와 달리 콘크리트 주 거더(1)의 모양이형으로 일정하게 되므로 콘크리트 주 거더(1)의 제작 또한 용이하다.

도3, 도4 및 도5는 본 발명의 콘크리트 주 거더(1)와 강재 가로보(4)의 다른 실시예를 나타낸 도면들로서,

도3은 도2에서 콘크리트 주 거더(1) 제작시 임베디드 슬리브(11)를 매설하는 대신 앙카볼트(12)를 매설 하는 것을 나타낸 사시도와 단면도이며,

도4는 콘크리트 주 거더(1) 제작시 거더 복부를 관통하는 타이 볼트용 슬리브(SLEEVE FOR TIE-BOLT,13)을 매설하고 강재 가로보(4)를 타이 볼트(TIE-BOLT,17)을 이용하여 연결 고정하는 것을 나타낸 도면들이다.

도5는 콘크리트 주 거더(1) 제작시 스틸 브라켓트(STEEL BRAKET,14)를 매설하여 제작된 강재 가로보(4)를 스플라이스 플레이트(SPLICE PLATE,15)와 볼트(16)을 이용하여 연결 고정토록 하는 것을 나타낸 도면들이다.

본 발명에서의 강재 가로보(4)의 구조는 그 기능을 충분히 담당할 수 있도록 구조 계산을 통하여 설계하여 제작토록하며 강재인 점을 감안할 때 다양한 모양으로 자유롭게, 경제적으로 제작할 수 있으며 콘크리트 주 거더와 연결부 엔드 플레이트(END PLATE)등도 여건에 따라 자유롭게 제작 설치할 수 있다는 점 또한 본 발명의 장점이라 하겠다.

상기와 같은 본 발명에 의하면 콘크리트 주 거더교에 있어서 콘크리트 주 거더와 강재 가로보를 현장에서 볼트 및 용접을 이용하여 간편한 방법으로 조립 설치할 수 있게 됨에 따라 기존의 콘크리트 주 거더와 철근 콘크리트 가로보의 현장 타설 연결 구조보다 작업이 간단하고 기후의 영향을 받지 않는 등 공사기간이 단축될 뿐만 아니라, 기존의 철근 콘크리트 형식의 가로보 구조는 대부분의 공정이 현장에서 이루어지나 본 발명의 공법은 현장에서 이루어지는 공정이 최소화된 상태이므로 품질관리가 용이하며, 특히 작업원의 추락 등과 관련된 안전사고의 발생을 현저히 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

또한 기존의 철근 콘크리트 형식의 가로보 구조는 거더 설치 후 상부 슬래브 시공시 주 거더의 추락 및 횡비틀림 좌굴을 방지하기 위한 별도의 보강이 필요하나 본 발명의 공법에서는 빠른 시간에 기 제작된 강재 가로보에 의해 거더가 연결되는 구조이므로 시공 중 이러한 구조적인 문제점은 발생하지 않을 것으로 판단된다.

따라서 교량을 안전하고 경제적으로 설계 및 시공할 수 있는 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 교량의 교각 위에 설치되는 주 거더의 재질이 콘크리트로 된 거더교에 있어서 ,

   인접하는 주 거더끼리 연결하기 위해 설치하는 가로보를 강재로 제작하고,

   이 강제 가로보와 콘크리트 주 거더를 일체화 시킬 수 있도록 강재 가로보에 볼트 체결용 연결판을 부착하고,

   콘크리트 주 거더에 볼트 체결용 슬리브를 내설하여

   콘크리트 주 거더와 강재 가로보를 볼트를 이용하여 연결 고정하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 주 거더와 강재 가로보의 시공 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   강재 가로보에 용접 체결용 연결판을 부착하고,

   콘크리트 주 거더에 용접 체결용 슬리브를 내설하여

   콘크리트 주 거더와 강재 가로보를 용접에 의해 연결 고정하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 주 거더와 강재 가로보의 시공 방법.
3. 교량의 교각 위에 설치되는 주 거더의 재질이 콘크리트로 된 거더교에 있어서,

   인접하는 주 거더끼리 연결하기 위해 설치하는 가로보를 강재로 제작하고,이 강재 가로보와 콘크리트 주 거더를 일체화 시킬 수 있도록 강재 가로보에 볼트 체결용 연결판을 부착하고, 콘크리트 주 거더에 볼트 체결용 슬리브를 내설하여 콘크리트 주 거더와 강재 가로보를 볼트를 이용하여 연결 고정하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 주 거더와 강재 가로보의 구조.
4. 제 3 항에 있어서,

   강재 가로보에 용접 체결용 연결판을 부착하고,

   콘크리트 주 거더에 용접 체결용 슬리브를 내설하여

   콘크리트 주 거더와 강재 가로보를 용접에 의해 연결 고정하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 주 거더와 강재 가로보의 구조.