KR200344087Y1 - 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각 - Google Patents

Abstract

본 고안은 강널말뚝과 강관말뚝 또는 H말뚝을 합성하여 제작한 합성말뚝과 강널말뚝을 대상지반에 소정의 깊이로 항타, 기초말뚝 및 영구구조체를 형성하여 교량의 교대 및 교각을 시공하는 방법으로서 합성말뚝은 수직하중과 수평하중을 동시에 지지하며, 강널말뚝은 토압을 지지하는 형식으로 강널말뚝 벽체는 기존의 흙막이 벽체를 대체하고 강널말뚝의 취약한 수직 지지력은 합성 제작된 합성말뚝이 지지하여 구조체의 역할 및 지지말뚝의 역할을 하여 교대 또는 교각을 구성하여, 공사기간을 대폭 단축하고 불필요한 공정을 생략하여 공사비를 절감할 수 있도록 한 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안은 대상지반에 수직으로 항타된 합성말뚝과 강널말뚝으로 이루어지는 수직부재와; 상기 합성말뚝 및 강널말뚝의 상단에 철근 및 콘크리트로 형성된 캡핑콘크리트와; 상기 캡핑콘크리트상에 철근 및 콘크리트를 타설 양생된 상부구조물과; 상기 캡핑콘크리트의 소정의 위치와 상부구조물간에 설치되는 교좌장치로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각{abutment and pier using composite pile and sheet pile of a bridge}

본 고안은 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각에 관한 것으로, 특히 강널말뚝과 강관말뚝 또는 H말뚝을 합성하여 제작한 합성말뚝과 강널말뚝을 대상지반에 소정의 깊이로 항타, 기초말뚝 및 영구구조체를 형성하여 교량의 교대 및 교각을 시공할 수 있도록 한 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각에 관한 것이다.

도 1 및 도 2는 종래 교량의 교대 및 교각을 시공하는 상태를 도시한 예시도로서, 교대(A) 및 교각(P)을 시공할 공간을 확보하기 위하여 가설토류벽(1)을 시공하고, 굴착공정을 거쳐 기초말뚝(2)을 시공하고, 하부기초를 철근과 거푸집 및 콘크리트로 시공한 뒤 벽체와 코핑부를 철근과 거푸집 및 콘크리트로 시공하고, 되메우기공정을 거친 후 상부구조를 시공하는 시공시스템을 도시한 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 건설공사에 있어서 대부분의 교량의 교대(A) 및 교각(P)을 형성하기 위해서는 가설토류벽(1) 공정, 구조물의 지지력 확보를 위한 기초말뚝(2) 공정, 교대(A)와 교각(P)을 형성하기 위한 철근조립 및 거푸집 조립공정, 콘크리트 타설 및 양생공정, 거푸집 제거공정, 되메우기 공정 등을 통하여 시공되어 왔다.

따라서, 상기한 바와 같은 종래의 교량의 교대 및 교량 시공은 일련의 작업공정이 복잡하고, 각 작업공정의 품질관리가 까다롭고, 공사기간이 매우 길며, 공사비면에서도 경제적이지 못한 문제점이 있다.

이에, 본 고안은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 강널말뚝과 강관말뚝 또는 H말뚝을 합성하여 제작한 합성말뚝과 강널말뚝을 대상지반에 소정의 깊이로 항타, 기초말뚝 및 영구구조체를 형성하여 교량의 교대 및 교각을 시공하는 방법으로서 합성말뚝은 수직하중과 수평하중을 동시에 지지하며, 강널말뚝은 토압을 지지하는 형식으로 강널말뚝 벽체는 기존의 흙막이 벽체를 대체하고 강널말뚝의 취약한 수직 지지력은 합성 제작된 합성말뚝이 지지하여 구조체의 역할 및 지지말뚝의 역할을 하여 교대 또는 교각을 구성하여, 공사기간을 대폭 단축하고 불필요한 공정을 생략하여 공사비를 절감할 수 있도록 한 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 교량의 교각을 시공하는 상태를 도시한 예시도,

도 2는 종래 교량의 교대를 시공하는 상태를 도시한 예시도,

도 3은 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용하여 교량의 교각을 시공

하는 상태를 도시한 예시도,

도 4a, 4b는 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용하여 캔틸레버식

교량의 교대와 타이로드식 교량의 교대를 시공하는 상태를 도시한 예시도,

도 5a, 5b, 5c, 5d는 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝의 형태를 도시한

예시도,

도 6a, 6b는 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝이 벽체형으로 연결 항타된

상태를 도시한 예시도,

도 7a, 7b는 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝이 폐합형으로 연결 항타된

상태를 도시한 예시도.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 : 가설토류벽 2 : 기초말뚝

10 : 합성말뚝 12 : 강널말뚝

14 : 강관말뚝 16 : H말뚝

20 : 캡핑콘크리트 A : 교대

G : 대상지반 P : 교각

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한교량의 교대, 교각은 대상지반에 수직으로 항타된 합성말뚝과 강널말뚝으로 이루어지는 수직부재와; 상기 합성말뚝 및 강널말뚝의 상단에 철근 및 콘크리트로 형성된 캡핑콘크리트와; 상기 캡핑콘크리트상에 철근 및 콘크리트로 형성된 상부구조물과; 상기 캡핑콘크리트의 소정의 위치와 상부구조물간에 설치되는 교좌장치로 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 고안을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용하여 교량의 교각을 시공하는 상태를 도시한 예시도이며, 도 4a, 4b는 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용하여 캔틸레버식 교량의 교대, 타이로드식 교량의 교대를 시공하는 상태를 도시한 예시도이며, 도 5a, 5b, 5c, 5d는 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝의 형태를 도시한 예시도이며, 도 6a, 6b는 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝이 벽체형으로 연결 항타된 상태를 도시한 예시도이며, 도 7a, 7b는 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝이 폐합형으로 연결 항타된 상태를 도시한 예시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각은 대상지반(G)에 수직으로 항타된 합성말뚝(10)과 강널말뚝(12)으로 이루어지는 수직부재와; 상기 합성말뚝(10) 및 강널말뚝(12)의 상단에 철근 및 콘크리트로 형성된 캡핑콘크리트(20)와; 상기 캡핑콘크리트상에 철근 및 콘크리트로 형성된 상부구조물과; 상기 캡핑콘크리트(20)의 소정의 위치와 상부구조물간에 설치되는 교좌장치로 구성된다.

여기서, 상기 합성말뚝(10)은 강관말뚝(14)의 양단에 강널말뚝(12)을 용접연결시켜 구성되거나 H말뚝(16)의 플랜지에 강널말뚝(12)을 용접 연결시켜 구성된다.

이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 고안에 따른 합성말뚝 및 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각의 시공에 대해 설명한다.

본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각 시공방법은 대상지반(G)에 합성말뚝(10)과 강널말뚝(12)을 연결, 항타하는 단계; 상기 합성말뚝(10) 및 강널말뚝(12)의 상단에 철근을 보강하고 캡핑콘크리트(20)를 타설 양생하는 단계; 상기 캡핑콘크리트(20)상의 소정의 위치에 교좌장치를 설치하는 단계; 상기 캡핑콘크리트(20)상에 철근 및 콘크리트를 타설 양생시켜 상부구조물을 시공하는 단계; 상기 상부구조물 시공후 합성말뚝(10) 및 강널말뚝(12)의 노출면을 청소함과 동시에 소정의 방식공정을 실시하는 단계를 거쳐 시설물을 시공한다.

여기서, 상기 합성말뚝(10)과 강널말뚝(12)은 시설물의 규모에 따라 직선형 또는 폐합형으로 연결하여 항타 시공하되, 상기 폐합형은 원형, 사각형, 타원형, 다각형 중 어느 하나의 형상으로 시공한다.

또한, 상기 합성말뚝(10)은 강관말뚝(14)의 양단에 강널말뚝(12)을 용접하여 접합시킨 것을 사용하거나, H말뚝(16)의 플랜지에 강널말뚝(12)을 용접하여 접합시킨 것을 사용한다.

한편, 상기 합성말뚝(10)은 그 상부에 가해지는 하중에 따라 1매 건너, 2매 건너 또는 3매 건너서 대상지반(G)에 배치한다.

이하, 상기한 바와 같은 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각 시공방법을 좀 더 상세히 설명한다.

도 3 및 도 4a, 4b는 합성말뚝(10) 및 강널말뚝(12)을 이용하여 교량의 교각(P)을 시공하는 시스템을 도시한 도면으로 먼저 합성말뚝(10)과 강널말뚝(12)을 시설물의 규모에 따라 직선형 또는 폐합형으로 연결 항타한 후, 각각의 합성말뚝(10)과 강널말뚝(12)을 소정의 용접작업을 통하여 일체화시킨다.

이어서, 상기 합성말뚝(10)과 강널말뚝(12)의 상부는 교량의 상부구조 형식에 따라 철근보강 및 캡핑콘크리트(20)를 타설하고 양생시킨 후, 교좌장치를 설치 후 상부구조물을 시공한 후 합성말뚝(10)과 강널말뚝(12)의 노출면을 청소 및 소정의 방식공정을 거쳐 시설물을 완성하는 시스템을 나타낸 도면이다.

도 5a, 5b, 5c, 5d는 합성말뚝(10)의 제작형태를 나타낸 도면으로 합성말뚝(10)은 강관말뚝(14)과 강널말뚝(12)의 조합, 또는 H말뚝(16)과 강널말뚝(12)의 조합으로 제작하며 조건에 따라 적절하게 선택적으로 조합하여 활용할 수 있다.

도 6a, 6b, 7a, 7b는 합성말뚝(10)과 강널말뚝(12)이 연결 항타된 형태를 나타낸 도면으로 하중조건에 따라 합성말뚝(10)을 1매 건너, 2매 건너, 3매 건너 등으로 배치하여 최적의 조건으로 시공이 가능하게 한다.

상기한 바와 같은 구성 및 시공으로 이루어진 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각은 공장 제작된 합성말뚝(10)과 강널말뚝(12)을 지반에 소정의 깊이로 연결 항타하여 합성말뚝(10)은 기초말뚝 및 수평하중 저항 구조체의 역할을 병행하고, 이와 연결 항타된 강널말뚝(12)은 토류벽체의 역할과교대 및 교각에서 벽체의 역할을 병행하여 시공되므로 가설 토류벽공정, 기초말뚝공정, 벽체의 철근 및 거푸집공정 등을 생략 및 복합시공이 가능하며, 이에 따라 시공기간이 매우 단축되고, 공사비 절감이 가능하고, 공장제품의 자재를 사용하여 품질관리의 어려움을 최소화시킬 수 있는 방법으로 합성말뚝 및 강널말뚝(12)을 항타 후 즉시 하중을 재하할 수 있는 작용효과가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각은 항타 즉시 하중을 재하할 수 있어 공기단축이 가능하다.

둘째, 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각은 공장제품이므로 제품의 질이 균질하고, 품질관리가 쉽다.

셋째, 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각은 합성말뚝과 강널말뚝으로 형성된 구조체는 말뚝의 역할 및 벽체역할을 병행하므로 철근조립, 거푸집조립, 콘크리트 타설, 양생 등의 공정을 생략 또는 최소화할 수 있어 공기단축 및 경제성 면에서 유리하다.

넷째, 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각은 수직지지력은 합성말뚝이 지지하므로, 강널말뚝은 특별한 경우를 제외하고는 암반까지 항타할 필요가 없다.

다섯째, 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각은 합성말뚝은 대상지반에 따라 그 배치간격을 조절하여 최적의 설계 및 시공이 가능하다.

여섯째, 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각은 불필요한 공정을 생략 또는 복합시공이 가능하여 공기단축 및 공사비 절감이 가능하다.

일곱째, 본 고안에 따른 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각은 굴착면적의 최소화 또는 생략으로 토공량을 최소화시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 대상지반에 수직으로 항타된 합성말뚝과 강널말뚝으로 이루어지는 수직부재와; 상기 합성말뚝 및 강널말뚝의 상단에 철근 및 콘크리트로 형성된 캡핑콘크리트와; 상기 캡핑콘크리트상에 철근 및 콘크리트를 타설 양생된 상부구조물과; 상기 캡핑콘크리트의 소정의 위치와 상부구조물간에 설치되는 교좌장치로 구성됨을 특징으로 하는 합성말뚝과 강널말뚝을 이용한 교량의 교대, 교각.