KR20020010175A

KR20020010175A - 강제 연결장치를 이용한 피에스씨 빔 연속화공법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20020010175A
Application number: KR1020000043405A
Authority: KR
Inventors: 김진수
Original assignee: 김진수
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2002-02-04
Also published as: KR100403988B1

Abstract

본 발명은 강제 연결장치를 이용한 피에스씨 빔 연속화공법 및 그 장치에 관한 것으로, 종래의 교각과 교각 사이에 거치되는 단순빔 방식의 피에스씨 빔과는 다른 연속 피에스씨 빔 공법 및 장치로서, 먼저 단부에 강재 연결장치가 설치된 피에스씨 빔을 단부빔과 중간빔으로 구분하여 제작한 후, 각각의 피에스씨 빔을 미리 설치된 가벤트와 교각 위에 크레인으로 들어올리고, 가벤트 상에서 강재 연결장치를 접속시킴과 아울러 연속 긴장용 강선으로 긴장시키는 공법이며, 또한 각 빔에 연속된 연속 긴장용 강선을 설치하고 설계 목적에 따라 양단과 연결부 정착구에서 각각의 다단계 긴장이 가능하도록 한 공법이므로 형고를 줄일 수 있어 빔의 경량화 및 장대화가 가능하게 된다. 그리고, 빔의 자중 감소는 크레인 거치 등의 작업성을 개선시킬 뿐 아니라 하부 구조에 작용되는 하중을 경감시키게 되어 하부 구조의 규모가 축소되고, 또 빔이 연속화되므로 기존의 단순교 형태에서 요구되는 신축 이음장치가 없어지게 되어 공사비 절감 효과 및 신축 장치부의 충격, 누수 등의 문제점이 해결되어 교량의 유지 관리가 수월해지며 운행 차량의 주행성이 개선된다.

Description

강제 연결장치를 이용한 피에스씨 빔 연속화공법 및 그 장치{THE CONTINUOUS METHOD IN P.S.C BEAM WITH STEEL PLATE GIRDER SPLICE AND THERE OF APPARATUS}

본 발명은 강제 연결장치를 이용한 피에스씨 빔 연속화공법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 교량의 각 빔을 강재 연결장치에 의해 연결하여 연속화시키고 각 빔에 파형으로 설치되는 연속 긴장용 강선을 이용하여 연속적으로 긴장시킴으로써 신축 이음장치를 사용하지 않고, 빔의 경량화, 장대화가 가능하도록 한 강제 연결장치를 이용한 피에스씨 빔 연속화공법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 교량 구조물에 있어서 빔의 역할은 건축에서의 대들보에 해당된다. 이러한 빔은 교각과 교각 사이에 걸쳐지게 되는데 교각부에서 빔이 연속되는냐 불연속되느냐에 따라 연속빔과 단순빔으로 구분되며, 단순빔 보다는 연속빔이 형고가 낮아지게 되어 경제성 및 유지 관리 측면에서 유리해져 통상 우위로 보며 기능이 개선된 형식으로 간주된다.

이제까지 피에스씨 빔(P.S.C beam)은 단순빔의 형태로 제작되어 교각과 교각 사이에 걸쳐 되는 방식 뿐이었으며, 또 교각부에서 상판은 분리되고 그 부위에 차량의 주행성과 누수등 방지를 위하여 신축 이음장치가 설치되었다. 이러한 신축 이음장치는 차량의 하중의 충격에 의한 파손시 누수로 인해 하부 구조의 콘크리트가 부식되어 교량의 수명을 단축시키게 되고 통행 차량의 주행감을 떨어뜨리고 교통사고의 요인이 되므로 주기적으로 교체가 되는 상황이다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점 및 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 교량의 각 빔을 강재 연결장치에 의해 연결하여 연속화시키고 각 빔에 파형으로 설치되는 연속 긴장용 강선을 이용하여 연속적으로 긴장시킴으로써 신축 이음장치를 사용하지 않고, 빔의 경량화, 장대화가 가능하게 되는 강제 연결장치를 이용한 피에스씨 빔 연속화공법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.

도 1 내지 도 8은 본 발명에 관한 도면으로서,

도 1, 도2 및 도 3은 본 발명에 의해 시공된 교량을 보인 부분 사시도, 평면도 및 측면도.

도 4는 복수의 피에스씨 빔이 연속으로 연결된 형태를 보인 부분 절결 사시도.

도 5는 강재 연결장치에 의해 연결된 빔의 연결부를 보인 측면도.

도 6은 도 5의 A-A선 단면도.

도 7a, 7b는 단부빔과 중간빔을 각각 보인 측면도.

도 8a 내지 8d는 연속화 공정 설명도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 교대 2 : 교각

3 : 가벤트 11 : 단부 연결빔

12;12a,12b : 중간 연결빔 20 : 가로보

30 : 슬라브 40 : 강재 연결장치

41 : 앵커 42 : 연결강재

43 : 보강덧판 44 : 고장력 볼트

100 : 연속 긴장용 강선 110 : 정착구

200 : 개별 긴장용 강선

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 공법은 신설 교량의 교대와 교각과 가벤트 시공과정과, 각 빔을 성형하면서 양단부에 강재 연결장치를 매설하여 고정하는 과정과, 각 빔을 크레인을 이용하여 상기 교각과 가벤트 위에 거치하는 과정과, 각 빔의 양단부에 설치된 상기 강재 연결장치를 서로 연결하여 연속화하는 과정과, 각 빔을 형성하면서 쉬스관을 개재하여 연속 긴장용 강선을 파형으로 설치하고 단부연결빔의 양외측 단부에 고정되는 정착구에 양단부를 정착시킨 후 인장기로 긴장시키는 과정과, 각 빔의 위에 가로보와 슬라브를 타설하여 양생시키는 과정과, 상기 연속 긴장용 강선으로 긴장시키는 과정을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 각 빔을 성형하는 단계에서 각 빔에 필요에 따라 쉬스관을 개재하여 개별 긴장용 강선을 설치하는 과정과, 각 빔을 양생시킨 후 각 빔을 인장기를 이용하여 긴장하는 과정과, 슬라브를 타설한 후 개별 긴장용 강선을 긴장하는 과정을 더 포함하여 구성된다.

한편, 본 발명에 의한 장치는 교량의 양쪽 교대에 단부연결빔의 일단부가 걸쳐짐과 아울러, 중간연결빔의 양쪽 제2 중간빔은 교각에 중간부가 걸쳐지고, 상기단부연결빔과 중간연결빔은 강재 연결장치에 의해 일연체로 연결되어 연속화되며, 상기 각 빔은 일단부에서 타단부 사이에 파형으로 걸쳐지도록 설치된 연속 긴장용 강선에 의해 연속으로 긴장되어 구성된다.

또, 상기 각 빔에는 개별 긴장용 강선이 상기 파형으로 설치되는 연속 긴장용 강선을 따라 활형으로 설치되어 각각 개별적으로도 긴장시킬 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 강재 연결장치는 상기 각 빔의 양단부에 앵커를 고정하고 상기 앵커에 연결강재를 용접한 형태로 제작하고, 각 빔의 서로 인접한 연결강재에 보강덧판을 대고 다수개의 고장력 볼트로 고정하여 구성된다.

그리고, 상기 각 빔들은 연결점이 지간장의 3/4지점에 형성되도록 연결되어 구성된다.

이러한 본 발명에 의한 강제 연결장치를 이용한 피에스씨 빔 연속화공법을 시행함에 있어서는 먼저 빔을 거치할 수 있는 교각과 가벤트 공사와 병행하여 빔 제작에 들어가며, 빔은 교각부와 중앙부를 구분해서 강선과 미리 제작된 강재 연결장치를 설치한다.

빔은 양단부에 앙카를 철근을 보강하여 견고하게 고정하고, 강재 연결장치를 앙카를 이용하여 빔의 양단부에 고정하며, 레미콘을 타설하여 충분한 양생과정을 거친 후 인장기를 이용하여 1차로 긴장시킨다.

이어서 미리 설치된 가벤트와 교각 사이에 교각부와 중앙부의 피에스씨 빔을 크레인을 이용하여 거치하고 고장력 볼트를 이용하여 빔과 빔을 연결한 후, 연속강선을 설치하고 각각 2차로 긴장시킨다.

이어서 빔 위에 바닥판 타설용 거푸집을 설치하고 레미콘을 타설하여 상판과 크로스빔을 형성한다.

이어서 충분히 양생한 후 3차로 강선을 긴장시킨 다음 요지 관리에 필요한 강선을 제외한 나머지에 그라우팅을 하고 최종적으로 미관을 해치지 않도록 강재 연결장치부에 덮개를 씌운다.

이러한 본 발명은 미리 제작된 빔을 거치한 상태에서 강재 연결장치로 단순빔에서 발생되는 제 문제를 해소하고, 또 설치된 연속 강재 연결장치에서 내하력 보강이 요구될 경우 추가 강선의 설치가 가능하게 되므로 내하력 측면의 유지 관리가 가능하게 된다. 또한 연속부 및 단부에서 효과적인 단계별 긴장 작업이 가능하게 되므로 빔의 높이를 줄여 경제적이고 유지 관리가 뛰어나다.

이하, 이와 같은 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 8은 본 발명에 관한 도면으로서, 도 1, 도2 및 도 3에는 본 발명에 의해 시공된 교량을 보인 부분 사시도, 평면도 및 측면도가 각각 도시되고, 도 4에는 복수의 피에스씨 빔이 연속으로 연결된 형태를 보인 부분 절결 사시도가 도시되어 있다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하면 양단의 교대(1)와 중간부의 교각(2) 위에는 복수열(도면에는 5열)로 연속화된 피에스씨 빔(10)이 길이방향으로 배치되어 고정되고, 각 열의 피에스씨 빔(10) 사이에는 다수열의 가로보(20)가 폭방향으로 배치되어 고정되어 있으며, 복수열의 피에스씨 빔(10) 위에는 슬라브(30)가 설치된 형태가 도시되어 있다.

상기 각열의 연속화된 피에스씨 빔(10)은 예컨데 양쪽 교대(1)에 일단부가 걸쳐지는 2개의 단부연결빔(11)과, 중간부에 배치되는 3개의 중간 연결빔(12)으로 이루어지고, 상기 중간 연결빔(12)은 중앙부에 배치되는 제1 중간빔(12a)과 그 양단부와 상기 양쪽 단부연결빔(11)의 단부 사이에 배치되는 제2 중간빔(12b)으로 이루어진다. 도 7a, 7b는 단부연결빔(11)과 중간 연결빔(12;12a,12b)의 측면 형태를 각각 보이고 있다.

도 4는 복수의 피에스씨 빔이 연속으로 연결된 형태를 보인 부분 절결 사시도이고, 도 5는 강재 연결장치에 의해 연결된 빔의 연결부를 보인 측면도이며, 도 6은 도 5의 A-A선 단면도를 보인 것으로, 이하 도 4 내지 도 6을 함께 참조하면, 상기 단부연결빔(11),(11)은 양쪽 교대(1)에 일단부가 걸쳐짐과 아울러, 중간 연결빔(12;12a,12b)의 양쪽 제2 중간빔(12b),(12b)은 교각(2)에 중간부가 걸쳐지고, 상기 단부연결빔(11),(11)과 중간 연결빔(12;12a,12b)은 연결점이 지간장의 3/4지점에 형성되도록 연결되어 있으며, 각 단부연결빔(11),(11)과 중간 연결빔(12;12a,12b)은 강재 연결장치(40)에 의해 일연체로 연결되고 연속 긴장용 강선(100)에 의해 연속으로 긴장되어 연속화된 피에스씨 빔(10)을 이루고 있다.

상기 강재 연결장치(40)는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 각 빔(11),(12;12a,12b)의 양단부에 앵커(41)를 매설하여 견고하게 고정하고 이 앵커(41)에 연결강재(42)를 용접하여 고정한 형태로 제작하고, 각빔(11),(12;12a,12b)의 연결부에서는 서로 인접한 연결강재(42)에 보강덧판(43)을 대고 다수개의 고장력 볼트(44)로 체결하여 연결하게 된다.

상기 단부연결빔(11),(11)과 중간 연결빔(12;12a,12b)을 연속으로 긴장시키기 위한 연속 긴장용 강선(100)은 각 빔(11),(12;12a,12b)의 보강부에 형성한 구멍을 통과시키고 각 빔(11),(12;12a,12b)의 연결부 사이에 고정된 쉬스관(13)을 통하여 연속화된 피에스씨 빔(10)의 일단부에서 타단부 사이에 걸쳐지고, 연속 긴장용 강선(100)은 각 빔(11),(12;12a,12b)에 끼워져 양측 단부연결빔(11),(11)과 제1 중간빔(12a)에서는 아래로 볼록하고 양쪽의 제2 중간빔(12b)에서는 위로 볼록하게 파형으로 걸쳐지고, 그 양단부는 양측 단부연결빔(11),(11)의 양외측 단부에 정착구(110)로 정착되며, 정착구(110)에 고정된 양단부가 통상의 인장장치에 의해 연속으로 당겨져 긴장되도록 되어있다.

그리고, 상기 각 단부연결빔(11),(11)과 중간 연결빔(12;12a,12b)에는 각각 독립적으로 긴장시키기 위한 개별 긴장용 강선(200)이 끼워져 상기 연속 긴장용 강선(100)의 파형으로 따라 양측 단부연결빔(11),(11)과 제1 중간빔(12a)에서는 아래로 볼록하고 양쪽의 제2 중간빔(12b)에서는 위로 볼록하게 활형으로 걸쳐지고, 그 양단부는 각 빔(11),(12;12a,12b)의 양단부에 정착구(110)로 정착되며, 정착구(110)에 고정된 양단부가 통상의 인장장치에 의해 개별적으로 긴장되도록 되어 있다.

도 8a 내지 8d는 연속화 공정 설명도를 보인 것으로, 이하 도 8a 내지 도 8d를 함께 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 강제 연결장치를 이용한 피에스씨 빔 연속화공법은 신설 교량의 교대(1)와 교각(2) 및 가벤트(3)를 시공하는 과정과, 각 빔(11),(12;12a,12b)을 성형하면서 양단부에 강재 연결장치(40)를 매설하여 고정하고 각 빔(11),(12;12a,12b)에 개별 긴장용 강선(200)을 활형으로 설치하는 과정과, 각 빔(11),(12;12a,12b)을 인장기를 이용하여 1차로 긴장하는 과정과, 각 빔(11),(12;12a,12b)을 크레인을 이용하여 상기 교각(2)과 가벤트(3) 위에 거치하는 과정과, 각 빔(11),(12;12a,12b)의 양단부에 설치된 상기 강재 연결장치(40)를 서로 연결하여 연속화하는 과정과, 각 빔(11),(12;12a,12b)에 연속 긴장용 강선(100)을 파형으로 설치하고 단부연결빔(11),(11)의 양외측 단부에 고정되는 정착구(110)에 양단부를 정착시킨 후 인장기로 2차로 긴장시키는 과정과, 각 빔(11),(12;12a,12b)의 위에 가로보(20)와 슬라브(30)를 타설하여 양생시키는 과정과, 상기 연속 긴장용 강선(100)과 개별 긴장용 강선(200)을 최종적으로 3차로 긴장시키는 과정과, 유지관리를 위해 필요한 강선을 제외한 나머지에 그라우팅을 하는 과정과, 강재 연결장치(40)에 미장을 위한 덮개를 씌우는 과정으로 구성된다.

이하, 본 발명의 강제 연결장치를 이용한 피에스씨 빔 연속화공법을 시공예를 설명하면 다음과 같다.

1단계로 도 8a와 같이, 신설 교량의 교대(1) 및 교각(2)을 시공한 후 교대(1)와 교각(2) 사이에 각 빔(11),(12;12a,12b)을 임시로 지지하기 위한 가벤트(3)를 설치한다. 그리고, 교대(1) 시공시 긴장 작업의 편의를 위하여 파라펫은 다음의 4단계 이후에 시공한다.

강재 연결장치(40)가 양단부에 설치된 단부연결빔(11),(11)과 중간 연결빔(12;12a,12b)을 도 7a와 도 7b와 같이 제작하고 각 빔(11),(12;12a,12b)에 개별 긴장용 강선(200)을 설치하여 1차로 긴장시킨다.

이후 제작된 각 빔(11),(12;12a,12b)을 크레인을 이용하여 도 8a 내지 도 8c와 같이 설치된 교대(1), 교각(2) 및 가벤트(3) 위에 거치한다.

2단계로 도 8c와 같이 가벤트(3) 상에서 각 빔(11),(12;12a,12b)의 양단부에 설치된 강재 연결장치(40)를 연결하여 연속화시킨다.

3단계로 연속된 각 빔(11),(12;12a,12b)에 연속 긴장용 강선(100)을 설치한 후 각각의 정착구(110),(110)에서 인장기를 이용하여 2차로 긴장시킨다.

4단계로 상부 슬라브 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 슬라브(30)를 시공한 후, 연속 긴장용 강선(100)을 이용하여 3차로 긴장시킨다.

이어서 파라펫 및 날개벽을 시공한 후 상부 슬라브 포장을 하여 공사를 마친다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 피에스씨 빔 연속화공법은 양단부에 강재 연결장치가 설치된 피에스씨 빔을 연속부와 중앙부를 구분 제작하고, 각각의 피에스씨 빔을 미리 설치된 가벤트와 교각 위에 크레인으로 들어 올린 다음, 가벤트 상에서 강재 연결장치를 접속시키는 공법으로서 종래의 교각과 교각 사이에 거치되는 단순 빔 방식의 피에스씨 빔과는 다른 연속 피에스씨 빔 공법이며, 또한 빔 거치후 강재 연결장치를 통하여 연속된 강선을 설치하여 설계 목적에 따라 양단및 중앙 정착구에서 다단계 긴장이 가능하게 되므로 형고를 줄일 수 있으며, 이에 따라 빔의 경량화와 장대화가 가능하게 된다.

또, 빔의 자중 감소는 크레인 거치 등의 작업성을 개선시킬 뿐 아니라 하부 구조에 작용되는 하중을 경감시키게 되어 하부 구조의 규모가 축소된다.

또한, 빔이 연속화되므로 기존의 단순교 형태에서 요구되는 신축 이음장치가 없어지게 되어 공사비 절감 효과 및 신축 이음장치부의 충격, 누수 등의 문제점이 해결되어 교량의 유지 관리가 수월해지며 운행 차량의 주행성이 개선된다.

지금까지 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니며, 명세서에 기재되고 청구된 원리의 진정한 정신 및 범위 안에서 수정 및 변경할 수 있는 여러가지 실시형태는 본 고안의 보호 범위에 속하는 것임을 이해하여야 할 것이다.

Claims

신설 교량의 교대(1)와 교각(2)과 가벤트(3) 시공과정과, 각 빔(11),(12;12a,12b)을 성형하면서 양단부에 강재 연결장치(40)를 매설하여 고정하고 각 빔(11),(12;12a,12b)에 개별 긴장용 강선(200)을 설치하는 과정과, 각 빔(11),(12;12a,12b)을 인장기를 이용하여 1차로 긴장하는 과정과, 각 빔(11),(12;12a,12b)을 크레인을 이용하여 상기 교각(2)과 가벤트(3) 위에 거치하는 과정과, 각 빔(11),(12;12a,12b)의 양단부에 설치된 상기 강재 연결장치(40)를 서로 연결하여 연속화하는 과정과, 각 빔(11),(12;12a,12b)에 연속 긴장용 강선(100)을 파형으로 설치하고 단부연결빔(11),(11)의 양외측 단부에 고정되는 정착구(110)에 양단부를 정착시킨 후 인장기로 2차로 긴장시키는 과정과, 각 빔(11),(12;12a,12b)의 위에 가로보(20)와 슬라브(30)를 타설하여 양생시키는 과정과, 상기 연속 긴장용 강선(100)과 개별 긴장용 강선(200)을 최종적으로 3차로 긴장시키는 과정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 강제 연결장치를 이용한 피에스씨 빔 연속화공법.
교량의 양쪽 교대(1)에 단부연결빔(11),(11)의 일단부가 걸쳐짐과 아울러, 중간 연결빔(12;12a,12b)의 양쪽 제2 중간빔(12b),(12b)은 교각(2)에 중간부가 걸쳐지고, 상기 단부연결빔(11),(11)과 중간 연결빔(12;12a,12b)은 강재 연결장치(40)에 의해 일연체로 연결되어 연속화되며, 상기 각 빔(11),(12;12a,12b)은 일단부에서 타단부 사이에 파형으로 걸쳐지도록 설치된 연속 긴장용 강선(100)에 의해 연속으로 긴장되어 구성된 것을 특징으로 하는 강제 연결장치를 이용한 피에스씨 빔 연속화장치.
제 2 항에 있어서, 상기 각 빔(11),(12;12a,12b)에는 개별 긴장용 강선(200)이 상기 파형으로 설치되는 연속 긴장용 강선(100)을 따라 활형으로 설치되어 각각 개별적으로도 긴장시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 강제 연결장치를 이용한 피에스씨 빔 연속화장치.
제 2 항에 있어서, 상기 강재 연결장치(40)는 상기 각 빔(11),(12;12a,12b)의 양단부에 앵커(41)를 고정하고 상기 앵커(41)에 연결강재(42)를 용접한 형태로 제작하고, 각 빔(11),(12;12a,12b)의 서로 인접한 연결강재(42)에 보강덧판(43)을 대고 다수개의 고장력 볼트(44)로 고정하여 구성된 것을 특징으로 하는 강제 연결장치를 이용한 피에스씨 빔 연속화장치.
제 2 항에 있어서, 상기 각 빔(11),(12;12a,12b)은 연결점이 지간장의 3/4지점에 형성되도록 서로 연결되어 구성된 것 임을 특징으로 하는 강제 연결장치를 이용한 피에스씨 빔 연속화장치.