KR20050009807A - 교량 상부구조물의 순차적 교체 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량 상부구조물 교체방법에 관한 것으로, (a) 거더 하부면과 교각의 상부면 사이의 형하공간을 고려하여 선택적으로 교각의 상부 양측벽에 브라켓을 설치하거나 교각 양측의 지면으로부터 가설받침대를 설치하거나 교각의 상면에 교량 상부구조물 인상을 위한 조립식 브라켓을 설치한 후, 인상용 잭을 설치하는 교량 상부구조물 인상 준비단계; (b) 교각 상부의 일측 거더를 교체하고, 신설된 신규 거더를 상기 인상용 잭으로 지지하는 단계; (c) 교각의 상부에서 일측의 신규 거더와 타측의 기존 거더의 양측 단부를 연결 블럭으로 연결하는 거더 연결 단계; (d) 상기 (b)단계에서 신설된 신규 거더를 받치는 신규 교좌장치를 설치하는 단계; (e) 상기 (c)단계에서 거더를 연결하기 위해 사용된 연결 블럭을 제거하고 상기 타측 거더를 교체한 후 인상용 잭으로 신설된 신규 거더를 지지하는 단계; (f) 상기 (e)단계에서 신설된 신규 거더의 양측 단부를 그 양측에 있는 거더와 연결 블럭으로 연결하는 단계; (g) 상기 (e)단계에서 신설된 신규 거더를 받치는 신규 교좌장치를 설치하는 단계; 및 (h) 양측 거더의 교체 작업이 완료된 거더에 설치된 인상용 잭을 철거하고 교각 상부 코핑부 단면을 확대하는 단계로 이루어지며, 교체할 거더의 수에 대응하여 상기 (b) 내지 (h) 단계를 소정의 횟수로 반복하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

교량 상부구조물의 순차적 교체 방법{SUCCESSIVELY REPLACEMENT METHOD OF THE UPPER STRUCTURE OF A BRIDGE}

본 발명은 교량의 보수, 보강방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 통행을 허용하는 상태에서 경간별로 순차적으로 거더를 교체하기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로 교량 구조물은 교량의 특성상 과중한 대형 차량이나 열차의 빈번한 통행과 장시간 진행에 따른 노후화 등으로 불가피하게 손상이 발생한다. 특히 교각·교대에 설치하는 교좌장치는 교량 상부의 하중을 적절하게 흡수하고 하부구조에 전달하는 구조적으로 중요한 부재로서 과다한 충격 등으로 손상과 파손이 자주 발생한다. 또한, 교량이 하천에 위치할 경우에 토사의 퇴적이나 환경의 변화로 통수위가 부족하게 되어 교량 상부구조물(상판, 거더)을 상승시켜야 하는 경우도 발생한다.

일반적으로 노후화된 교좌장치 및 거더를 교체하는 경우, 기존의 상부구조물을 인상용 잭을 이용하여 인상한 후 교좌장치 교체, 거더 교체 등 해당작업을 수행하게 되는데, 이때 인상용 잭으로 교량을 지지하는 경우 지지점이 이동하게 됨으로써 지지점 내측의 거더는 일종의 캔틸레버와 같은 거동을 하여 구조적으로 대단히 취약하게 되고 또한 상부구조물에 가해지는 하중이 교각으로 확실하게 전달되지 못해 붕괴될 수 있는 문제점도 있다.

또한, 인상용 잭으로 지지된 상태에서도 열차의 통행을 허용하여야 하므로,그에 따라 열차의 주행에 따른 차량 횡하중 및/또는 곡선 구간을 주행할 때 발생하는 원심력으로 인하여 인상된 교량이 횡방향으로 이동하여 교각으로부터 이탈될 염려가 있다.

특히, 철도 교량의 경우 열차가 운행하지 않는 짧은 시간을 이용하여 공사를 진행하여야 하는 제약이 있기 때문에 그 시간에 맞게 적절히 공사의 진행을 조절할 수 있는 방법이 요구된다.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 차량의 통행을 허용하는 상태에서 경간별로 순차적으로 안전하고 신속하게 거더를 교체하기 위한 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은 (a) 거더 하부면과 교각의 상부면 사이의 형하공간을 고려하여 선택적으로 교각의 상부 양측벽에 브라켓을 설치하거나 교각 양측의 지면으로부터 가설받침대를 설치하거나 교각의 상면에 교량 상부구조물 인상을 위한 조립식 브라켓을 설치한 후, 인상용 잭을 설치하는 교량 상부구조물 인상 준비단계; (b) 교각 상부의 일측 거더를 교체하고, 신설된 신규 거더를 상기 인상용 잭으로 지지하는 단계; (c) 교각의 상부에서 일측의 신규 거더와 타측의 기존 거더의 양측 단부를 연결 블럭으로 연결하는 거더 연결 단계; (d) 상기 (b)단계에서 신설된 신규 거더를 받치는 신규 교좌장치를 설치하는 단계; (e) 상기 (c)단계에서 거더를 연결하기 위해 사용된 연결 블럭을 제거하고 상기 타측 거더를 교체한 후 인상용 잭으로 신설된 신규 거더를 지지하는 단계; (f) 상기 (e)단계에서 신설된 신규 거더의 양측 단부를 그 양측에 있는 거더와 연결 블럭으로 연결하는 단계; (g) 상기 (e)단계에서 신설된 신규 거더를 받치는 신규 교좌장치를 설치하는 단계; 및 (h) 양측 거더의 교체 작업이 완료된 거더에 설치된 인상용 잭을 철거하고 교각 상부 코핑부 단면을 확대하는 단계로 이루어지며, 교체할 거더의 수에 대응하여 상기 (b) 내지 (h) 단계를 소정의 횟수로 반복하는 것을 특징으로 하는 교량 상부구조물의 순차적 교체방법에 의해 달성된다.

이때, 상기 (b), (e)단계에서 철거된 구 교좌장치의 설치 위치에 상기 (d), (g)단계에서 신규 교좌장치가 설치될 때까지 교체된 신규 거더를 받치는 받침 블럭을 임시로 설치하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 (c), (f)단계는 거더의 횡방향 이동을 방지하기 위한 고정블럭을 설치하는 단계를 더 포함하는 것이 좋다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

도 1a 내지 도 1h는 본 발명에 따른 교량 상부구조물의 순차적 교체방법을 철도교에 적용한 예를 나타내는 개략도.

도 2는 본 발명에 적용된 연결 블럭의 사시도.

도 3a은 본 발명에 고정 블럭을 적용한 예를 보여주는 측면도.

도 3b는 도 3a의 정면도.

도 4는 본 발명에 적용된 고정 블럭의 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호설명 >

100 : 교각

120 : 교좌장치

250 : 인상용 잭

300 : 교량 상부구조물

310, 320, 330 : 구 거더

360 : 연결블럭

390 : 보강재

410, 420, 430 : 신규 거더

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시례를 상세히 설명한다.

도 1a 내지 도 1h는 본 발명에 따른 교량 상부구조물의 순차적 교체방법을 강거더 형식의 철도교에 적용한 예를 순서대로 도시한 것이다.

먼저, 거더 하부면과 교각의 상부면 사이의 형하공간을 고려하여 선택적으로교각의 상부 양측벽에 브라켓을 설치하거나 교각 양측의 지면으로부터 가설받침대를 설치하거나 교각의 상면에 교량 상부구조물 인상을 위한 조립식 브라켓을 설치한 후, 인상용 잭을 설치하여 교량 상부구조물을 인상하기 위한 준비단계를 수행한다.

도 1a에는 본 발명자에 의해 선등록된 특허 제214387호를 적용한 예를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 교각(100)의 상부에 위치한 교좌장치(120)들을 중심으로 일측(210) 및 타측 베이스판(220)을 거치시키고 연결 조립하여서 상부구조물(300) 각각의 거더(310)(320)(330) 직하부에 위치되도록 받침장치(230)(240)들을 설치하고, 상기 받침장치(230)(240) 상에 인상용 잭(250)을 대향되게 안치시켜 상부구조물을 인상하기 위한 준비작업을 실시한다. 미설명부호 '510'은 침목, '520'은 철도 레일이다.

다음으로, 도 1b에 도시된 바와 같이, 교각(100) 상부의 일측 거더(310)를 철거하고, 신규 거더(410)를 설치한 후 상기 인상용 잭(250)으로 지지하는 한다. 거더를 교체하는 이유는 거더의 노후화 또는 교량이 설치된 곳의 수위 변화 등으로 인한 통수 여유고 확보를 위한 기면 상승 작업을 위해서이다. 본 실시례는 통수 여유고를 확보하기 위한 것으로, 기존 거더에 비해 형고가 낮은 신규 거더로 교체하는 작업을 예시한 것이다.

다음으로, 도 1c에 도시된 바와 같이, 교각(100)의 상부에서 일측의 신설된 신규 거더(410)와 타측의 기존 거더(320)의 양측 단부를 연결 블럭(360)으로 연결하는 거더 연결작업을 수행한다. 이렇게 거더(410)(320)를 연결 블럭(360)으로 연결하는 이유는 신설된 거더(410)의 지지점이 교각의 외측으로 이동하게 됨에 따라 지지점 내측의 거더 부분이 캔틸레버와 같은 거동을 하게 됨으로써 구조적으로 취약해져 열차의 통행시 문제가 발생할 수 있으므로 이를 해소하기 위한 것이다.

연결 블럭(360)과 더불어 철거된 구 교좌장치의 설치 위치에 신규 교좌장치가 설치될 때까지 교체된 신규 거더를 받치는 받침 블럭을 임시로 설치하는 것이 더 바람직하다. 받침블럭으로는 'H-형강' 또는 'I-형강'의 상하면에 플레이트를 용접한 것을 사용한다.

도 2는 본 발명에 적용된 연결블럭(360)을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 연결블럭(360)은 사각형의 플레이트(364)에 일정 간격으로 스티프너(362)를 용접한 것으로서, 스티프너(362) 사이의 플레이트(364)에는 거더와 볼트 체결하기 위한 볼트공(368)이 다수개 형성되어 있다. 그리고 플레이트(364)는 탄성패드(366)를 매개로 하여 거더(310)(320)에 볼트 체결된다.

다음으로, 도 1d에 도시된 바와 같이, 신설된 신규 거더(410)를 받치는 신규 교좌장치(122)를 설치한다.

다음으로, 도 1e에 도시된 바와 같이, 거더를 연결하기 위해 사용된 연결 블럭(360)을 제거하고 상기 타측 거더(320)를 철거한 후 신규 거더(420)를 설치하고 인상용 잭(250)으로 교체된 신규 거더를 지지한다.

다음으로, 도 1f에 도시된 바와 같이, 신설된 신규 거더(420)의 양측 단부를 그 양측에 있는 거더(410)(330)와 연결 블럭(360)으로 연결한다.

다음으로, 도 1g에 도시된 바와 같이, 신설된 신규 거더(420)를 받치는 신규교좌장치(120)를 설치한다.

다음으로, 도 1h에 도시된 바와 같이, 양측 거더(410)(420)의 교체 작업이 완료된 교각(100), 도 1h에서 좌측 교각에 설치된 인상용 잭을 철거하고 상부 코핑부 단면을 확대한다.

상술한 바와 같은 방법으로 교체할 거더의 수에 대응하여 상기 도 1b 내지 도 1h에 도시된 단계를 소정의 횟수로 반복함으로서 교량 상부구조물의 교체작업을 완료하게 된다.

도 3a, 3b는 상술한 거더 연결작업에서 열차의 주행에 따라 그 진동으로 교량에 가해지는 차량 횡하중 및/또는 열차가 곡선구간을 주행할 때 발생하는 원심력으로 인하여 인상된 교량이 횡방향으로 이동하여 교각으로부터 이탈할 염려가 있으므로, 이를 예방하기 위해 거더(410)(420)의 양측면 외측에 고정블럭(390)을 설치한다.

고정블럭(390)은 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(392) 상에 일정한 간격으로 대략 삼각형 형상의 스티프터(396)를 용접하고 상기 스티프너(396)의 수직면에는 사이드 플레이트(394)를 용접한 것이다. 그리고 스티프너(396) 사이의 베이스 플레이트(392) 면에는 상기 고정블럭(390)을 교각에 볼트 체결하기 위한 볼트 체결공(398)이 다수개 형성되어 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 열차의 통행을 허용하는 상태에서 거더의 붕괴 또는 이탈을 방지하면서 안전하게 거더를 교체할 수 있는 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 어떠한 수정이나 변형도 포함할 것이다.

Claims (3)

1. (a) 거더 하부면과 교각의 상부면 사이의 형하공간을 고려하여 선택적으로 교각의 상부 양측벽에 브라켓을 설치하거나 교각 양측의 지면으로부터 가설받침대를 설치하거나 교각의 상면에 교량 상부구조물 인상을 위한 조립식 브라켓을 설치한 후, 인상용 잭을 설치하는 교량 상부구조물 인상 준비단계;

   (b) 교각 상부의 일측 거더를 교체하고, 신설된 신규 거더를 상기 인상용 잭으로 지지하는 단계;

   (c) 교각의 상부에서 일측의 신규 거더와 타측의 기존 거더의 양측 단부를 연결 블럭으로 연결하는 거더 연결 단계;

   (d) 상기 (b)단계에서 신설된 신규 거더를 받치는 신규 교좌장치를 설치하는 단계;

   (e) 상기 (c)단계에서 거더를 연결하기 위해 사용된 연결 블럭을 제거하고 상기 타측 거더를 교체한 후 인상용 잭으로 신설된 신규 거더를 지지하는 단계;

   (f) 상기 (e)단계에서 신설된 신규 거더의 양측 단부를 그 양측에 있는 거더와 연결 블럭으로 연결하는 단계;

   (g) 상기 (e)단계에서 신설된 신규 거더를 받치는 신규 교좌장치를 설치하는 단계; 및

   (h) 양측 거더의 교체 작업이 완료된 거더에 설치된 인상용 잭을 철거하고 교각 상부 코핑부 단면을 확대하는 단계로 이루어지며,

   교체할 거더의 수에 대응하여 상기 (b) 내지 (h) 단계를 소정의 횟수로 반복하는 것을 특징으로 하는 교량 상부구조물의 순차적 교체방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 (b), (e)단계에서 철거된 구 교좌장치의 설치 위치에 상기 (d), (g)단계에서 신규 교좌장치가 설치될 때까지 교체된 신규 거더를 받치는 받침 블럭을 임시로 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 상부구조물의 순차적 교체방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 (c), (f)단계는 거더의 횡방향 이동을 방지하기 위한 고정블럭을 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 상부구조물의 순차적 교체방법.