KR20050081796A - 충전재를 이용한 피.에스 거더교 구조 및 그 공법 - Google Patents

충전재를 이용한 피.에스 거더교 구조 및 그 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주형의 높이를 최소화하여 제한지형에 적합하고 공사비가 저렴하며 시공성 및 유지관리가 극히 우수한 충전재를 이용한 P.S Girder교 구조 및 그 공법에 관한 것으로, 통형상의 강관으로 제작되되 그 내측에 격자 구조의 철근배근 및 피.에스 강선이 설치되고 그 내측에 충전재가 타설된 주형이 구비됨을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 통형상의 강관으로 제작되되 그 내측에 격자 구조의 철근배근 및 피.에스 강선을 설치하는 강교제작공정과, 강교 내에 충전재를 타설하는 충전재타설공정과, 충전재의 양생완료 후 피.에스 강선을 긴장하여 주형을 완성하는 주형완성공정과, 완성된 주형을 교대 또는 교각 상에서 교량길이 방향으로 설치하고 통상의 가로보를 조립하여 거치하는 거치공정과, 주형 및 가로보 상단에 바닥판 슬래브를 설치하는 완성공정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 주형의 높이를 최소화하여 제한지형에 적합하고, 주형제작을 위한 거푸집이 필요없어 공사비가 저렴하다. 또한, 강재로 피복된 주형을 사용함으로써 균열발생의 염려가 없고, 주형간 플랜지이음 연결방식으로 부모멘트의 발생에 대한 스트레스를 해소할 수 있다는 효과가 있다.

Description

충전재를 이용한 피.에스 거더교 구조 및 그 공법{CONSTRUCTION OF P.S GIRDER BRIDGE USING FILLER AND METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 충전재를 이용한 피.에스 거더교 구조 및 그 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주형의 높이를 최소화하여 제한지형에 적합하고 공사비가 저렴하며 시공성 및 유지관리가 극히 우수한 충전재를 이용한 P.S Girder교 구조 및 그 공법에 관한 것이다.
일반적으로 입체교차로나 하천교량은 교량의 주형 높이에 제한을 받는다.
주형의 높이가 높아지면 교량과 접속되는 도로의 접속길이가 길어져야 하므로 주형의 높이를 가능한 최소화 하는 것이 입체교차로와 하천교량의 구조적 요구사항이다.
이러한 구조적 요구로 현재 개발 사용되고 있는 공법으로 Preflex Beam 공법, I.P.C Girder 공법, P.S.C Beam Up-Down 공법 등이 있다.
상기의 공법 중 Preflex Beam 공법은 I자형 강재를 제작하고 프리스트레스를 도입하기 위해 사전하중을 재하시킨 후 하부 플랜지에 콘크리트를 타설하고 양생이 완료되면 릴리즈 시킨 후 바닥판 슬래브를 타설하는 것으로, 현 공법 중 제한지형에 가장 적합하나 공사비가 매우 고가이고, 균열발생시 근본적인 보수보강이 곤란하고, 단면 2차 모멘트(강성)가 적어 처짐발생과 진동발생이 크며, 고강도 콘크리트의 사용으로 품질관리가 불편하다는 문제점이 있었다.
또, I.P.C Girder 공법은 I형상을 벌브티(Bulb-Tee)형상으로 개량하여 단면 2차 모멘트를 증대시키고 지점부에 2차 강선을 사용하여 연속교량의 부모멘트 저항능력을 개선한 것으로, 공사비가 다소 저렴하나 균열발생에 대한 유지관리가 필요하고, 강성이 적어 처짐발생과 진동발생의 소지가 있고, 고강도 콘크리드 사용으로 철저한 품질관리가 요구되며, 미관이 불량하다는 문제점이 있었다.
또한, P.S.C Beam Up-Down 공법은 콘크리트 I형 빔을 단순구조로 제작한 후 지상에서 빔 내부에 강선을 긴장시켜 구조부재를 완성시킨 후 연속 지점부에 발생되는 바닥판 슬래브 응력을 감소시키기 위해 빔의 위치를 계획고보다 다소 높게 거치한 다음 바닥판 슬래브를 시공한 후 지점부를 원래 계획고로 내려놓아 교량을 연속화하는 것으로, 형의 높이가 낮고 공사비가 저렴하나 균열발생에 대한 유지관리가 필요하고, 강성이 적어 처짐발생과 진동발생의 소지가 있고, 미관이 불량하며, 고강도 콘크리트 사용으로 품질관리가 필요하다는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 주형의 높이를 최소화하여 제한지형에 적합하고, 주형제작을 위한 거푸집이 필요없어 공사비가 저렴하며, 강재로 피복된 주형을 사용함으로써 균열발생의 염려가 없고, 주형간 플랜지이음 연결방식으로 부모멘트의 발생에 대한 스트레스를 해소하며, 그 결과 단순미가 뛰어나고 시공성 및 유지관리가 극히 우수한 충전재를 이용한 피.에스 거더교 구조 및 그 공법을 제공하는데 있다.
본 발명은 전술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 주형은 통형상의 강관으로 제작되되 그 내측에 격자 구조의 철근배근 및 피.에스 강선이 설치되고, 그 내측에 충전재가 타설된 것을 특징으로 한다.
또, 주형은 그 상면에 충전재를 타설하기 위한 충전재 투입구가 구비되며, 충전재 타설시 그 내측의 공기를 용이하게 배출시킬 수 있도록 소정위치에 공기 배출구가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 주형은 연속교량 가설시 부모멘트의 발생에 대한 스트레스를 해소할 수 있도록 그 양단에 플랜지가 구비되고, 플랜지 이음 연결방식에 의해 연속적으로 조립되는 것을 특징으로 하는 한다.
또한, 주형은 현장에서의 시공이 용이하도록 그 일측 또는 양측 외주면상에 일체로 형성된 가로보가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
그리고 통형상의 강관으로 제작되되 그 내측에 격자 구조의 철근배근 및 피.에스 강선을 설치하는 강교제작공정과, 강교 내에 충전재를 타설하는 충전재타설공정과, 충전재의 양생완료 후 피.에스 강선을 긴장하여 주형을 완성하는 주형완성공정과, 완성된 상기 주형을 교대 또는 교각 상에서 종방향으로 설치하고 통상의 가로보를 조립하여 거치하는 거치공정과, 주형 및 가로보 상단에 바닥판 슬래브를 설치하는 완성공정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
더불어 주형의 연속가설시 부모멘트의 발생에 대한 스트레스를 해소할 수 있도록 주형 양단에 플랜지를 구비시켜, 플랜지이음 연결방식에 의해 연속적으로 조립하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 충전재를 이용한 피.에스 거더교 구조의 바람직한 실시예 및 그 공법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 피.에스 거더교 구조를 보인 교량 횡단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 피.에스 거더교의 골조구조를 일부 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 피.에스 거더교의 주형 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 피.에스 거더교 연속교량 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 피.에스 거더교 구조를 보인 주형 이음 상세도이다.
도 6은 본 발명에 따른 피.에스 거더교 공법의 공정도이다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 충전재를 이용한 피(P).에스(S) 거더(Girder)교는 크게 교대 또는 교각 상에 거치되는 주형(10)과, 주형(10)간 조립되는 가로보(20) 및 주형(10)과 가로보(20) 상에 설치되는 바닥판 슬래브(30)로 구성된다. 미설명부호 1은 주형(10)에 용접된 후 바닥판 슬래브(30)에 매입되어 주형(10)과 바닥판 슬래브(30)간의 결속력을 유지하기 위한 전단연결재(Stud Bolt)이다.
상기의 구성 중 주형(10)은 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 통형상의 강관으로 제작되되 그 내측에 격자 구조의 철근배근(11) 및 피.에스 강선(12)이 설치되고, 그 내측에 충전재(16;일례로 콘트리트)가 타설된다.
또한, 주형(10)은 그 내측에 충전재(16)를 타설하기 위한 충전재 투입구(14)가 그 상면에 구비되고, 충전재(16) 타설시 그 내측의 공기가 용이하게 배출되도록 소정위치(바람직하게는 주형 상면)에 공기 배출공(15)이 천공된다.
상기의 구성에 의하면, 충전재 투입구(14)를 통하여 그 내측에 충전재(16)를 타설함으로써 주형(10)을 용이하게 제작할 수 있고, 그에 따라 주형(10)을 제작하기 위한 별도의 거푸집이 불필요하여 공사비를 절감할 수 있다. 뿐만 아니라 주형(10) 외관이 강재로 피복되어 있어 균열발생을 방지할 수 있고, 그 만큼 유지보수가 용이하다는 이점이 있다.
더욱이 주형(10)은 그 외측부에 강재를 사용하고 그 내측부에 충전재(16)의 타설과 피.에스 강선(12)의 긴장으로 응력전달을 할 수 있는 구조이므로, 응력분산이 가능하게된다.
다음, 전술한 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 주형의 설치구조를 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 주형(10)간에는 가로보(20)가 설치되고, 현장에서의 시공이 용이하도록 주형(10) 일측 또는 양측 외주면상에 단품 가로보(20a)가 일체로 형성된다. 즉, 단품 가로보(20a)의 일측단을 미리 주형(10) 외주면상에 용접설치하여, 현장에서는 단품 가로보(20a)와 중간재 가로보(20b) 사이의 이음부(21)를 볼팅함으로써 주형(10)간에 가로보(20)를 용이하게 설치할 수 있게된다.
또한, 주형(10)은 통형상의 강관으로 동도에 도시된 바와 같이 원통형상이라 가정하면, 교대(2) 또는 교각(3)에 고정설치된 베어링(18;Bearing)상에 주형(10)을 용이하게 안착시킨 채 고정시킬 수 있도록 그 상면이 오목한 지지대(17)가 구비된다. 미설명부호 13은 주형(10) 내부에 설치된 피.에스 강관을 긴장 후 고정시키기 위한 조임부재이다.
다음, 도 4 및 도 5를 참조하여 연속교량 가설시 본 발명에 따른 주형 구조를 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 교대1,2 사이에 교각1 및 교각2가 설치된 경우, 주형 및 가로보를 포함한 단순교량(50)의 구조를 기제작하여 피.에스 강선(12)을 긴장하고 단순교량(50)의 연결부(51)에 가설 벤트(60)를 세워 교량길이 방향으로 접합함으로써 연속교량 구조를 만들어 간다.
주형을 포함한 단순교량(50)의 연결은 교량의 응력이 최소화되는 변곡점 부근에서 실시하되 응력반복에 의한 피로응력발생이 최소화되도록 고정하중상태에서 정모멘트구역 또는 부모멘트구역에서 실시한다.
이를 위하여, 도 5에 도시한 바와 같이 주형(10)은 그 측단에 플랜지(19)가 구비되고, 플랜지(19) 상호간 볼트(19a)에 의해 체결됨으로써 연속교량 구조를 만들어 간다.
상기의 플랜지이음 연결방식에 의하면, 시공성이 우수하고 내충격성이 뛰어나는 등 지점부 부모멘트 발생에 대한 구조적 문제점을 개선할 수 있게된다.
이하에는 전술한 기술적 구성 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 충전재를 이용한 피(P).에스(S) 거더(Girder)교 공법에 대하여 설명한다.
먼저, 통형상의 강관으로 제작되되 그 내측에 격자 구조의 철근배근(11) 및 피.에스 강선(12)을 설치하여 강교를 제작한다(S1).
그 다음, 충전재 투입구(13)를 통하여 강교 내에 충전재(16;일례로 콘크리트)를 타설한다(S2).
그 다음, 충전재(16)의 양생이 완료되면 피.에스 강선(12)을 긴장하여 주형(10)을 완성시킨다(S3).
그 다음, 완성된 주형(10)을 교대(2) 또는 교각(3) 상에 교량길이 방향(종방향)으로 설치하고 통상의 가로보(20)를 조립하여 거치한다(S4).
그리고 주형(10) 및 가로보(20) 상단에 바닥판 슬래브(30)를 설치(S5)하여 완성한다.
상기의 공정에서 주형(10)과 바닥판 슬래브(30)간의 견고성을 유지하기 위한 전단연결재(1), 주형(10)과 교대(2) 또는 교각(3) 사이에 고정 설치되는 베어링(18)에 대한 설치공정 등은 통상의 기술이므로 그 상세한 설명은 생략하였다.
한편, 연속교량 가설시 주형(10) 및 가로보(20)를 포함한 단순교량(50)의 구조를 기제작하여 피.에스 강선(12)을 긴장하고 단순교량(50)의 연결부(51)에 가설 벤트(60)를 세워 교량길이 방향으로 타 단순교량을 접합시켜 나간다.
즉, 부모멘트의 발생에 대한 스트레스를 해소할 수 있도록 주형(10) 측단에 플랜지(19)를 구비시켜, 플랜지이음 연결방식에 의해 연속적으로 접합시켜 나간다(S6).
이때, 주형(10)을 포함한 단순교량(50)의 연결은 교량의 응력이 최소화되는 변곡점 부근에서 실시하되 응력반복에 의한 피로응력발생이 최소화되도록 고정하중상태에서 정모멘트구역 또는 부모멘트구역에서 실시함이 바람직하다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 주형의 높이를 최소화하여 제한지형에 적합하고, 주형제작을 위한 거푸집이 필요없어 공사비가 저렴하다.
또한, 강재로 피복된 주형을 사용함으로써 균열발생의 염려가 없고, 주형간 플랜지이음 연결방식으로 부모멘트의 발생에 대한 스트레스를 해소할 수 있다.
그 결과, 주형 높이의 최소화로 단순미가 뛰어나고 시공성 및 유지관리가 극히 우수하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 피.에스 거더교 구조를 보인 교량 횡단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 피.에스 거더교의 골조구조를 일부 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 피.에스 거더교의 주형 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 피.에스 거더교 연속교량 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 피.에스 거더교 구조를 보인 주형 이음 상세도이다.
도 6은 본 발명에 따른 피.에스 거더교 공법의 공정도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 전단연결재 10 : 주형
11 : 철근배근 12 : 피.에스 강선
13 : 조임부재 14 : 충전재 투입구
15 : 공기 배출공 16 : 충전재
17 : 지지대 18 : 베어링
19 : 플랜지 20 : 가로보
30 : 바닥판 슬래브 50 : 단순교량
60 : 가설 벤트

Claims (6)

  1. 교대 또는 교각 상에 주형이 가설된 피.에스 거더교에 있어서,
    상기 주형은 통형상의 강관으로 제작되되 그 내측에 격자 구조의 철근배근 및 피.에스 강선이 설치되고, 그 내측에 충전재가 타설된 것을 특징으로 하는 충전재를 이용한 피.에스 거더교 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주형은 그 상면에 충전재를 타설하기 위한 충전재 투입구가 구비되며, 상기 충전재 타설시 그 내측의 공기를 용이하게 배출시킬 수 있도록 소정위치에 공기 배출구가 더 구비된 것을 특징으로 하는 충전재를 이용한 피.에스 거더교 구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 주형은 연속교량 가설시 부모멘트의 발생에 대한 스트레스를 해소할 수 있도록 그 양단에 플랜지가 구비되고, 플랜지 이음 연결방식에 의해 연속적으로 조립되는 것을 특징으로 하는 충전재를 이용한 피.에스 거더교 구조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 주형은 현장에서의 시공이 용이하도록 그 일측 또는 양측 외주면상에 일체로 형성된 가로보가 더 구비된 것을 특징으로 하는 충전재를 이용한 피.에스 거더교 구조.
  5. 통형상의 강관으로 제작되되 그 내측에 격자 구조의 철근배근 및 피.에스 강선을 설치하는 강교제작공정과,
    상기 강교 내에 충전재를 타설하는 충전재타설공정과,
    상기 충전재의 양생완료 후 상기 피.에스 강선을 긴장하여 주형을 완성하는 주형완성공정과,
    완성된 상기 주형을 교대 또는 교각 상에서 교량길이 방향으로 설치하고 통상의 가로보를 조립하여 거치하는 거치공정과,
    상기 주형 및 가로보 상단에 바닥판 슬래브를 설치하는 완성공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 충전재를 이용한 피.에스 거더교 공법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 주형의 연속가설시 부모멘트의 발생에 대한 스트레스를 해소할 수 있도록 상기 주형 측단에 플랜지를 구비시켜, 플랜지이음 연결방식에 의해 연속적으로 접합시켜 나가는 것을 특징으로 하는 충전재를 이용한 피.에스 거더교 공법.
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