KR20060096810A - 접속슬래브 연결 및 말뚝과 거더가 강결일체화되고 하중상쇄 및 캠버를 자동관리하는 씽크로라이즈 동바리시스템을설치한 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량및 이의 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철근 콘크리트 구조로 설치되는 슬래브교량을 무받침, 무신축이음 및 무교대교량으로 설치함에 있어서, 접속슬래브를 포함하여 연속다가구 슬래브를 형성하기 위하여 연결하는 접속슬래브의 길이가 지간과 지간 사이의 내부경간길이에 일정비율인 0.55 ~ 0.6을 적용하여 접속슬래브의 길이가 그 비율보다 짧은 경우에 발생하는 접속슬래브의 상하변형을 방지하기 위하여 슬래브에서 발생되는 일정한 양의 모멘트를 회전시키고 전단력을 전달하여 변형을 방지하기 위하여 접속슬래브 일정위치 이음부에 게르버 메나지 힌지나 반강절 이음를 설치하도록 하며,

제방부의 교량시종점부에 기존의 역T형 교대대신 설치되는 거더와 상기 거더를 지지하기 위하여 일렬로 설치되는 말뚝과 일체화시켜 무받침 및 무교대로 이루어진 교량을 설치함에 있어서, 거더와 말뚝은 서로 강결연결하여야 하므로 말뚝상부와 거더의 하부를 휨강성철근이 부착된 강성보강철근과 전단연결 스터드가 매입된 속채움콘크리트를 이용하여 상호 연결하여 축방향이나 휨에 대한 강성을 유지하여 내측 경간부의 정모멘트를 축소하고, 처짐량을 줄이도록 하는 축방향 강성과 휨강성이 크도록 하면서 수평변위에 대해서는 다소 유연하게 거동하는 세미리지드 말뚝구조가 되도록 하는 무받침, 무신축이음 및 무교대 슬래브 교량에 관한 것이다.

상기 슬래브 교량을 설치하기 위한 시공방법은 일렬로 설치된 세미리지드 단주파일을 설치하고 그 내부에 마주보도록 기초위에 스크류잭을 각각 설치하고 그 위에 가설벤트를, 그 위에는 변위연동잭을 부착하여 외부하중을 내부반력을 일으켜 상쇄하고 캠버관리가 가능한 씽크로라이즈 동바리시스템을 설치하고, 종거더를 일정한 간격으로 가로 지르는 횡빔을 설치한 후에 그 위에 슬래브를 설치할 수 있는 거푸집을 설치하고, 거더와 말뚝을 상호연결할 수 있도록 말뚝과 거더강결 연결부를 형성하고, 접속슬래브와 접속슬래브 사이를 상호 연결할 수 있는 접속슬래브 게르버메나지 이음부를 형성하도록 한 후에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설양생한 다음 나머지 접속슬래브를 철근배근, 콘크리트 타설양생한 다음, 그 이음부 상면에 무수축 콘크리트를 타설하여 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량을 설치하는 것이다.

Description

접속슬래브 연결 및 말뚝과 거더가 강결일체화되고 하중상쇄 및 캠버를 자동관리하는 씽크로라이즈 동바리시스템을 설치한 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량 및 이의 설치방법{Non-support, non-expension joint and non-abutment slab bridge having synchronized supporting post system, and installing method thereof}

도 1은 본 발명의 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량을 보여주는 도면.

도 2는 도 1의 접속슬래브 게르버메나지 힌지이음부를 상세히 보여주는 도면.

도 3은 도 1의 접속슬래브 반강절이음부를 상세히 보여주는 도면.

도 4는 본 발명의 말뚝과 거더연결부를 상세히 보여주는 도면.

도 5는 본 발명의 무받침, 무신축이음 및 무교대 슬래브 교량을 씽크로 라이즈 동바리시스템을 이용하여 설치하는 방법을 보여주는 도면.

도 6은 본 발명의 씽크로 라이즈 동바리시스템을 이용하여 슬래브의 캠버 및 하중관리를 하면서 슬래브를 설치하는 과정을 보여주는 도면.

도 7은 수직재의 하부와 케이블 사이에 설치되는 변위 연동장치를 보여주 는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 무받침, 무신축이음 및 무교대 슬래브 교량

11 : 슬래브

12 : 거더 13 : 말뚝

14 : 접속슬래브 15 : 내부경간

20 : 접속슬래브 이음부 21 : 무수축 콘크리트

22 : 죠인트 필러 23 : 죠인트 실런트

24 : 압축철근 25 : 전단연결키

26 : 겹이음부 27 : 교각

30 : 메나지 힌지 31 : 다월철근

32 : 전단연결철근 33 : 링

40 : 말뚝과 슬래브 연결부 41 : 띠철근

42 : 보강절곡철근 43 : 강성보강갈매기철근

44 : 확대기초철근 45 : 미끄럼방지판

46 : 너트 및 와샤 47 : 고강도 콘크리트

48 : 강관말뚝 49 : 저강도 콘크리트

50 : 전단연결용 스터드볼트

51 : 양질토사 다짐 또는 콘크리트 채움

52 : 말뚝내 보강철근 길이 53 : 모래채움

60 : 씽크로 라이즈 동바리시스템 61 : 거푸집

62 : 수직재 63 : 횡빔

64 : 종거더 65 : 케이블

66 : 연동유압잭 67 : 가설벤트

68 : 인장력 69 : 변위계

70 : 하중계 71 : 스크류잭

72 : 상하변위

80 : 유압실린더부 81 : 콘트롤부

82 : 게이지연결전선

90 : 변위연동장치 91 : 하부 덮개판

92 : 케이블가이드판 93 : 고장력볼트

94 : 와샤 및 너트 95 : 상부덮개판

본 발명은 철근콘크리트 구조로 설치되는 라멘 및 슬래브교량을 무받침, 무신축이음 및 무교대교량으로 설치함에 있어서, 내부경간슬래브와 접속슬래브를 연결하는 접속슬래브의 길이가 지간과 지간 사이의 내부경간길이에 일정비율인 0.55 ~0.6을 적용하여 그 비율보다 짧은 경우, 접속슬래브의 상향변형을 방지하기 위하여 접속슬래브 일정위치에 게르버메나지 힌지 또는 반강절 이음을 설치하도록 하며,

제방부의 교량시종점부에 기존의 역T형 교대대신 설치되는 거더와 상기 거더를 지지하기 위하여 일렬로 설치되는 말뚝과 일체화시켜 무받침 및 무교대로 이루어진 교량을 설치함에 있어서,

거더와 말뚝은 서로 강결연결하여야 하므로 말뚝 상부와 거더의 하부를 휨강성철근이 부착된 강성보강철근과 전단연결 스터드가 매입된 숙채움콘크리트를 이용하여 상호 강결연결한 말뚝과 거더 연결부를 설치하여 축방향이나 휨에 대한 강성을 유지하여 내부경간의 정모멘트를 축소하고 처짐량을 줄이도록 하는 축방향 강성과 휨강성이 크면서 수평변위에 대해서는 다소 유연하게 거동하는 세미리지드 말뚝구조가 되도록 하는 무받침, 무신축이음 및 무교대 슬래브교량에 관한 것이다.

상기 슬래브교량을 설치하기 위한 시공방법은 일렬로 된 세미리지드 단주파일을 설치하고 그 내부에 마주보도록 기초위에 스크류잭을 각각 설치하고 그 위에 가설벤트를 설치하고, 그 위에는 변위연동잭을 부착하여 내부반력을 발생시켜 외부하중에 의하여 발생되는 작용하중을 상쇄하고 캠버관리가 가능한 씽크로라이즈시스템을 설치하고, 종거더 위에 일정한 간격으로 가로 지르는 횡빔을 설치한 후에 그 위에 슬래브를 설치할 수 있는 거푸집을 설치하고, 거더와 말뚝을 상호연결할 수 있도록 말뚝과 거더 강결연결부를 형성하고, 슬래브와 접속슬래브를 상호 연결할 수 있는 접속슬래브 게르버메나지 이음부를 형성하도록 한 후에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설양생한 다음 나머지 접속슬래브를 철근 배근, 콘크리트 타설양생한 다음, 상기 이음부 상면에 무수축 콘크리트를 타설하여 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브교량을 설치하는 것이다.

본 발명의 목적은 교량구체 슬래브와 접속슬래브를 강결연결한 무받침, 무신축이음, 무교대 슬래브교량에 있어서, 접속슬래브 길이가 내부경간길이의 0.55~ 0.6 이하인 경우에 내부경간 슬래브에 작용하는 하중에 의해 접속슬래브의 단부에서 발생하는 상향으로의 변형 방지 및 접속길이와 무관하게 현장적용성을 높이는 무받침 및 무교대 교량을 설치하기 위하여는 축방향과 휨 강성이 커서 내부경간의 정모멘트와 처짐량을 감소하도록 하면서 온도등의 영향에 의하여 수평변위에 따른 수평력에는 다소 유연하게 대응할 수 있는 세미리지드말뚝구조를 갖는 교량을 설치하여 경제성과 사용성을 향상시키며, 교량의 보수 및 사후관리가 용이한 교량의 설치를 가능하도록 하기 위함이며, 상기와 같은 다가구 슬래브교량을 민원야기나 수리학적 통수문제없이 어느 현장에도 적용할 수 있도록 설치되고, 슬래브의 처짐에 의하여 발생되는 캠버량을 종거더에 설치된 변위계와 하중계를 이용하여 종거더의 각각의 위치에서 발생되는 캠버량에 따라 종거더의 수직재상에 부착된 변위연동잭을 상하로 연동시켜, 케이블이 잭받침대 반력벽역할을 하여 내부반력을 발생시켜 외부하중과 상쇄하고, 변위를 복귀하는 캠버량 만큼 상승시켜 유지하도록 하면서 슬래브를 타설양생하도록 하는 씽크로라이즈 동바리를 이용하여 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량을 설치하는 방법을 제공하는데 있다.

종래에는 앉은뱅이 교대 및 무신축이음의 교량을 설치하는 경우에는 거더합 성형교에 국한하여 적용하여 적용범위가 한정되어 있으며, 순수한 슬래브교량에 무받침, 무신축이음, 무교대 다가구 슬래브교량을 적용할 경우에는 내부경간 슬래브와 접속슬래브를 상호 강결연결함에따른 접속길이가 짧을 경우 접속슬래브에서 상향의 변형이 발생되어 균열이 발생됨에따라 지속적인 교량 유지보수관리가 요구되거나 지형에따른 현장적용성 한계가 있어왔으며, 말뚝과 거더를 상호 연결하는 경우에도 그 연결부가 휨강성이 저하되어 상부 구조 하중이 말뚝에 전달될 시 응력집중원인이 되거나, 축방향 강성이 적어 내부경간 정모멘트가 증가되고 처짐이 증가되어 사용성이 제한되어 왔으며, 온도에 의한 수평변위에 의한 수평력에 유연하게 대응할 수가 없어 거더와 말뚝의 이음부에 또한 교량의 하자를 발생할 수 있는 문제점이 발생하여 왔다,

또한, 본 발명에서는 철근콘크리트의 슬래브교량에도 무받침, 무신축이음 및 무교대의 교량설치에 있어서 현장적용성을 높이고, 수리학적 문제 및 하부공간 이용등의 문제점등을 최소화할 수 있도록 씽크로라이즈 동바리시스템을 개발하여 슬래브 콘크리트 타설시 적용하여 슬래브의 외부하중과 처짐을 상기 동바리 시스템의 종거더상에 수직재에 부착된 변위연동잭을 상하로 연동시켜 케이블이 잭받침대 반력벽역할을 하여 내부반력을 발생시키므로서 외부하중을 상쇄하고 처짐을 복귀시켜 캠버관리가 가능하도록 하며, 상기 동바리시스템에 설치된 변위계와 하중계의 게이지를 통해 콘트롤부에서 피드백하면서 잭의 변위량을 관찰하면서 철근콘크리트 타설 및 양생하면서 무받침, 무신축이음 및 무교대 교량설치가 가능하도록 하였으나, 종래에는 단편적으로 슬래브를 설치하고자 하는 하부에 거푸집을 설치하고 이 를 지지할 수 있는 동바리를 전체강관지주지지방식으로 거치하여 설치한 후에 콘크리트를 타설하여 슬래브를 설치하므로서 동바리가 슬래브의 하중을 견디지 못하여 붕괴되거나 또는 슬래브 하중에 의한 처짐관리가 않되어 교량의 내구연한 및 주행성에 치명적인 영향을 주는등 효과적으로 교량건설을 하지 못하였으며, 또한, 작업시 하부공간을 이용하지 못하므로서 통과도로의 우회등에 의해 경제적손실 및 민원야기, 통수시 통수단면 부족에 따른 공기연장과 소요되는 인력 및 비용이 과다하게 소요되는 문제점이 상존하여 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 무받침, 무신축이음, 무교대 다가구 슬래브교량의 현장적용성을 높이고, 수리학적 및 민원야기를 최소화하며, 처짐등의 사용성을 높이면서 슬래브에 작용되는 휨모멘트에도 보다 안전하게 저항할 수 있으며 온도에 의하여 신축력이 작용되는 슬래브의 수평력에도 유연하게 작용할 수 있도록 하는 교량을 제공하도록 하면서, 상기와 같은 교량을 효과적으로 설치할 수 있도록 슬래브를 지지하기 위하여 슬래브하부에 설치된 동바리용 종거더에 변위계와 하중계를 설치하여 상기 슬래브 처짐량과 변위계를 상호 연결시켜주는 콘트롤부에 연결하여 종거더의 하부에 설치된 수직재의 변위연동 잭과 접하여 설치된 케이블이 인장력으로 지지하면서 잭의 받침대 반력벽역할을 하여 변위연동잭이 콘트롤부와 상호피드백하고, 변위를 상하로 연동시켜 내부반력을 발생하여 외부하중과 상쇄하면서 변위를 복귀시켜 캠버관리가 가능토록하고, 종래의 기술인 케이블의 압축력에 의한 프리스트레스 힘의 편심모멘트를 응력으로 외력응력을 상쇄하는 힘전달, 응력상쇄, 변위복귀 기구가 근본적으로 차이가 있게 한 동바리시스템을 설치하여 슬래브가 타설되어 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브교량을 설치할 수 있도록 하는 설치방법을 제공하고자 한다,

본 발명은 교량구체슬래브(11)와 접속슬래브(14)를 서로강결연결하는 접속슬래브(14)의 길이가 지간과 지간 사이의 내부경간(15)보다 일정비율이하로 짧은 경우 또는 그 길이 상호비율에 따라 접속슬래브(14)의 상하변형을 방지하기 위하여 접속슬래브 일정위치 이음부(20)에 게르버 메나지 힌지(30)를 설치하도록 하고,

교량구체 슬래브와 접속슬래브를 강결연결 하는 위치에 설치되는 거더와 상기 거더를 지지하기 위하여 하부에 일렬로 설치되는 말뚝(13)과 상호 강결 연결하여 일체화시키기 위하여 말뚝 상부와 거더의 하부를 보강절곡철근(42)과 강성보강갈매기철근(43)을 상호 연결한 말뚝과 거더 연결부(40)를 설치하고, 상기 보강절곡철근(42)을 말뚝내부에 매입은 말뚝특성치의 역수인 말뚝내보강철근길이 만큼 연장시키면서 구체콘크리트 강도와 동일한 콘크리트를 하여 축방향이나 휨에 대한 강성을 유지하여 내측 경간(15)부의 정모멘트를 축소하고, 처짐량을 줄이도록 하는 축방향 강성과 휨강성이 크면서 수평변위에 대해서는 다소 유연한 세미리지드 말뚝구조가 되도록 하는 무받침, 무신축이음 및 무교대 슬래브 교량(10)에 관한 것이다.

상기 슬래브 교량을 설치하기 위한 시공방법은 일렬로 된 세미리지드 단주 파일을 설치하고 그 내부에 마주보도록 기초위에 스크류잭(71)을 각각 설치하고 그 위에 가설벤트(67)를 설치하되, 그 위에는 변위연동잭을 부착하여 외부하중을 내부반력을 일으켜 상쇄하고, 캠버관리가 가능한 씽크로라이즈 동바리시스템의 종거더(64)를 설치하고 종거더를 일정한 간격으로 가로 지르는 횡빔(63)을 설치한 후에 그 위에 슬래브(11)를 설치할 수 있는 거푸집(61)을 설치하고, 거더와 말뚝을 상호강결연결할 수 있도록 말뚝과 슬래브 연결부(40)를 형성하고, 교량구체 슬래브와 접속슬래브를 상호 연결할 수 있는 슬래브 이음부(20)를 형성하도록 한 후에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설양생한 다음 나머지 접속슬래브를 철근배근 및 콘크리트 타설양생한 다음 그 이음부 상면에 무수축콘크리트를 타설하여 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량(10)을 설치하는 것에 특징이 있다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량을 보여주는 도면으로서, 슬래브와 슬래브를 연결하는 접속슬래브(14)의 길이가 지간과 지간 사이의 내부경간(15)보다 0.55 ~0.6이하인 경우 연결된 접속슬래브의 상향변형을 방지하기 위하여 접속슬래브 일정위치이음부(20)에 게르버 메나지 힌지(30)를 설치하도록 하고,

교량구체 슬래브와 접속슬래브를 강결연결하는 교량시종점 위치에 설치되는 거더와 그 거더를 지지하기 위하여 하부에 일렬로 설치되는 말뚝(13)과 상호 강결연결하여 일체화시키기 위하여 말뚝 상부와 거더의 하부를 보강절곡철근(42)과 강성보강갈매기철근(43)을 이용하여 상호 연결한 말뚝과 거더 연결부(40)를 설치하고 상기 보강절곡철근(42)의 말뚝내부에 매입은 말뚝특성치치의 역수인 말뚝내보강철근길이만큼 연장시켜 설치하고 구체콘크리트 강도와 동일한 강도를 타설하여 축방향이나 휨에 대한 강성을 유지하여 내측 경간부(15)의 정모멘트를 축소하고, 처짐량을 줄이도록 하는 축방향 강성과 휨강성이 크면서 수평변위에 대해서는 다소 유연한 세미리지드 말뚝(13)구조가 되도록 하는 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량(10)이다.

도 2는 도 1의 접속슬래브 게르버메나지힌지 이음부를 상세히 보여주는 도면으로서, 슬래브와 슬래브를 연결하는 접속슬래브(14)의 길이가 내부경간(15) 길이의 0.55 ~ 0.6보다 작은 길이의 접속슬래브(14)인 경우에 설치하는 것으로서, 이음을 하기 위한 양측의 접속슬래브(14) 이음단부에 각각의 전단연결키(25)를 설치하고, 양쪽에 설치된 접속슬래브(14)내에는 머리핀을 십자형으로 서로 교차시켜 한쌍의 갈매기 형태로 설치하되 서로 교차된 꼭지점이 서로 만나는 부분은 상기 전단연결키(25)내의 중심부내에 설치되도록 하면서 상기 꼭지점을 제외한 좌우에 설치된 머리핀 형태의 다월철근(31)을 전단연결바(32)로 상호 연결하도록 한 메나지 힌지(30)의 꼭지점이 서로 만나는 부분에는 링(33)을 설치하여 모멘트를 회전하도록 하고, 슬래브(11) 상부에 형성된 무수축콘크리트 공간부(21)내에 압축철근(24)을 상기 전단연결키(25)를 사이에 두고 각각 분리 설치한 후에 그 공간부내에 무수축 콘크리트(21)를 타설하면서, 상기 전단연결키(25)가 서로 마주보고 있는 사이에는 죠인트 필러(22)를 설치하고 그 하부에는 실런트(23)로 밀봉하여 누수가 되지 않도록 한 접속슬래브 게르버메나지 힌지이음부(20)를 설치한다.

상기와 같이 접속슬래브(14)의 길이가 내부 경간(15)의 길이의비가 0.55 ~ 0.6보다 적을 경우이면서 강절접합으로 할 경우에는 접속슬래브(14)의 단부에 상향 변위가 발생할 수가 있는바, 발생되는 상향변위를 방지하기 위하여 접속슬래브(14)의 일정 구간에 게르버 힌지를 구성하는 메나지 힌지(30)를 설치하여 모멘트를 자유롭게하고 반력은 전달하여 연속구조계가 되도록 하여 무받침, 무신축이음, 무교대교량의 다가구 구조특성을 이루어 경제적이고, 연성적인 구조계로 하는 것이다.

상기 메나지 힌지(30)는 헤어핀을 십자모양으로 설치하여 그 꼭지점이 접하는 부분이 전단 연결키(25)가 서로 만나서 형성되는 중앙부에 위치되도록 하고, 꼭지점이 접하는 부분에는 링(33)을 설치하여 전단연결키(25)를 중심으로 설치된 접속슬래브(14)에 모멘트가 작용할때 철근콘크리트 전단키와 함께 상기 메나지 힌지(30) 중심에서 모멘트가 회전을 하도록 하고 반력을 상호전달 할 수 있도록 하기 위함이다.

도 3은 도 1의 접속슬래브 이음부의 또 다른 실시예를 상세히 보여주는 도면으로서, 슬래브와 접속슬래브를 연결하는 접속슬래브(14)의 길이가 지간과 지간 사이의 내부경간(15)길이의 0.55 ~ 0.6 사이에 있는 경우에 접속슬래브(14) 인장변형 가능성을 배제할 수 없는 지간(11)일 때에는 접속슬래브(14) 일정위치 이음부(20)에 상기 도 2에서 설명한 방법과 같이 메나지 힌지(30)를 설치하고, 그 꼭지점이 전단연결키(25)를 중심부에 두고 접속슬래브(14) 상부에 형성된 공간부(21)내에 압축철근(24)을 전단연결키(25)를 지나 일정한 길이까지 상호 설치하고 상호 설치된 압축철근을 연결한 겹이음부(26)를 형성하도록 한 후에 무수축 콘크리트(21)를 타설한 것이다.

상기와 같이 슬래브와 접속슬래브를 연결하는 접속슬래브(14)의 길이가 지간과 지간 사이의 내부경간(15) 길이의 0.55 ~ 0.6 사이인 경우에는 접속슬래브(14) 구간에 설치하는 접속슬래브 일정위치 이음부(20)는 슬래브 교량에서 발생되는 반력은 서로 전달하게하되, 발생되는 모멘트에 대해서는 일부만 슬래브에 전달하는 반강절 구조적인 특성을 갖도록 하기 위함이다.

도 4는 본 발명의 말뚝과 거더 연결부를 상세히 보여주는 도면으로서, 보강절곡철근(42)을 강관말뚝(48)의 상부는 강관말뚝(48)의 외경에 접하여 배근하고, 강관말뚝의 내부에는 강관말뚝 내부에 삽입설치될 수 있도록 절곡하여 말뚝특성치 역수인 강관말뚝내 일정길이까지 강관말뚝내에 설치되도록 하면서 상기 보강절곡철근(42)에 일정한 간격을 두고 띠철근(41)을 설치하고, 상기 강관말뚝(48) 상부에서 거더의 주철근이 배근되는 구간은 강성이 취약하므로 이를 보강하기 위하여 갈매기 형태의 강성보강갈매기철근(43)을 보강절곡철근(42)에 부착하여 설치하고, 상기 강관말뚝(48) 두부까지에 상부하중 전달을 지압에 의해 전달되도록 상기 강관말뚝내측에 미끄럼방지판(45)을 설치하고 전단연결용 스터드볼트(50)로 강관말뚝과 일체로 연결하도록 하면서 강관말뚝 내측에 일정길이의 스터드볼트가 돌출형성하여 속채움 콘크리트와 일체화하도록 하여 강성을 높이도록 하고, 상기 말뚝의 상단에서 강관말뚝(48)내에 보강절곡철근(42)이 설치된 말뚝내 보강철근 길이(52)까지 즉 말뚝특성치의 역수에 해당하는 길이만큼 거더와 동일한 강도의 콘크리트(47)를 타설하여 축방향 강성과 휨강성을 높이고, 그 아래부터는 저강도 콘크리트(49)를 타설하고, 말뚝상단에서 말뚝특성치의 역수에 해당하는 길이 즉 말뚝내 보강철근길이(52) 만큼 상기 강관말뚝내에 보강철근이 설치되는 깊이까지 강관말뚝 외부에는 일정한 두께로 모래채움(53)을 실시하여 수평변위 거동에 대해 유연하게 대응토록 하고, 그 아래에는 양질토사 다짐 또는 콘크리트 채움(51)을 하여 휨과 수평거동에 강성거동하도록 한 거더연결부(40)와 세미리지드 강관말뚝구조를 형성한다.

상기 보강철근(42)을 강관말뚝(48)내에 삽입하도록 하는 일정거리, 즉 말뚝내 보강철근길이(52)는 말뚝의 곡률이 반복하므로 즉 다시말해 모멘트가 변하는 변곡점까지의 길이를 말하는 것으로서 이렇게 말뚝내 보강철근길이(52)까지 보강철근(42)을 삽입하도록 하는 것은 거더(12)와 말뚝(13)을 일체화하여 휨강성이 증강되도록 균등하게 분포되도록 하면서, 축방향 강성이 크게하는 것이 필요하다.

또한 상기 말뚝이 모멘트의 크기가 변하는 변곡점까지의 길이에 걸쳐 보강하도록 하는 것은 철근보강과 구체 콘크리트 강도와 동일한 강도로 보강하고, 그 이후 구간에서는 저강도 콘크리트(49)로 보강하여 축방향 강성을 증가시키고, 보강철근(42)도 이 구간까지 보강하고, 그의 상단은 거더(12)와의 가상철근 콘크리트 기둥으로 한 축방향력과 휨모멘트에 대해서 안전하도록 철근을 보강하는 것이다.

상기 슬래브 교량에 있어서, 슬래브의 거더와 일체화되게 설치하는 강관말 뚝(48)은 축방향이나 휨에 대하여 강성이 어느정도 확보되어야만 내부경간(15)의 정모멘트를 축소할 수 있고, 처짐량도 줄일 수 있으며, 상부 구조에서 전달되는 모멘트를 파일에 전달이 원활하게 할 수가 있고, 수평방향에서 발생하는 온도변화나 건조수측에 의한 변위를 적절하게 수용하면서 제어하기 위해서는 축방향 강성과 휨강성이 크면서 수평변위에 대해서 다소 유연한 세미리지드한 말뚝구조가 요구된다.

따라서, 보강철근(42)의 말뚝(13) 상단에서 거더주철근(44)까지의 약 5.0㎝정도되는 구간에서는 강성저하에 의한 응력집중 원인이 될 수 있으므로 갈매기형의 강성보강철근(43)으로 보강철근(42)에 부착하여 휨에 저항하도록 보강하고, 상기 보강철근의 위치확보에도 용이하도록 갈매기형으로 공간을 형성하도록 한다.

또한, 말뚝(13)상단과 거더(12) 사이에는 가상 철근 콘크리트 기둥이 구성되어 축방향력과 휨모멘트에 대해서는 안전하도록 보강철근(42)을 설치하고, 하중전달이 원활하도록 미끄럼방지판(45)을 설치하고, 상기 미끄럼방지판(45)을 강관말뚝(48)과 일체가 되도록 고장력인 전단연결용 스터드볼트(50)로 체결하여 지압과 부착에 의해 전달되도록 하면서, 속채움 콘크리트인 고강도 콘크리트(47)와 일체가되도록 볼트 끝에 스터드를 부착하도록 한다.

상기 강관 말뚝(48)과 슬래브 거더(12)가 일체화로 연결되는 구조로서 강관말뚝(48)과 거더(12)가 연결되는 연결부에서 온도변화와 건조수축에 의하여 발생되는 변위 발생치는 4 ~ 7mm정도로서 이러한 미소수평변위에 대해서도 휨강성과 축방향 강성저하 없이 유연하게 거동하도록 하기 위하여 말뚝의 모멘트 크기가 변하는 변곡점까지의 길이인 말뚝내 보강철근 길이(52)까지 모래채움(53)을 하고, 그 이하 구간에는 양질토사 다짐 또는 콘크리트 채움(51)하여 연결부에 작용하는 수평력에 의한 변형에 유연하게 대응할 수 있도록 한다.

도 5와 6은 본 발명의 무받침, 무신축이음 및 무교대 슬래브 교량을 씽크로 라이즈 동바리시스템를 이용하여 설치하는 방법을 보여주는 것과 씽크로 라이즈 동바리시스템을 이용하여 슬래브의 하중상쇄와 캠버관리를 하면서 슬래브를 설치하는 과정을 보여주는 도면으로서, 일렬로 된 단주 말뚝(13)이나 교각(27)을 설치하고, 그 내측의 기초위에 스크류잭(71)을 설치하고 그 위에 가설벤트(67)를 설치한 다음 그 위에 종거더(64)를 설치하고, 그 위에 횡으로 일정한 간격을 두고 횡빔(63)을 설치하고, 그 위에 슬래브(11)를 형성하기 위한 거푸집(61)을 설치하고, 거더(12)와 말뚝(13)을 상호연결할 수 있도록 말뚝과 슬래브 연결부(40)를 형성하고, 슬래브와 슬래브를 상호 연결할 수 있는 접속슬래브 일정위치 이음부(20)를 형성하도록 한 후에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설양생하여 무받침, 무신축이음 및 무교대 슬래브 교량(10)을 설치하는 것이다.

상기 종거더(64)의 하부에 일정한 간격을 두고 휨모멘트 형상과 유사하게 높이를 조정한 수직재(62)를 설치하고 수직재의 하부에 변위연동 잭(66)을 설치한 다음 잭에 연하여 케이블(65)을 팽팽하게 직선선형을 유지하도록 설치하면서 케이블의 고정양단부가 상기 종거더(64)의 양단부에 설치되도록 하면서 상기 종거더(64)의 변위계(69)와 상기 각각의 수직재(62)에 변위연동잭의 하중계를 설치하고, 상기 변위계 및 하중계에 연결된 유압실린더(80)와 콘트롤부(81)를 서로 피드백하도록 하여 상기 콘트롤부(81)에서 사전에 입력된 프로그램에따라 상기 타설 되는 슬래브(11)의 하중거동에따라 종거더(64)에 발생되는 변위량을 변위계(69)와 하중계(90)에서 감지하여 이를 콘트롤부에 전달하면 전달된 변위량에따라 상기 수직재의 변위연동잭에 연결된 유압실린더(80)에 전달되어 일정한 양의 변위량(72)을 변위연동잭(66)을 연동시켜 수직재에 변위를 작용시키면, 수직재에 연하여 설치된 인장케이블(65)이 받침의 반력벽역할을 하면서 수직재에 압축내부반력이 발생하여 외부하중(슬래브하중 및 거푸집자중)에 대해 상쇄하도록 조절하면서 처짐량에 해당하는 캠버가 유지되도록 콘트롤하는 씽크로라이즈 동바리시스템(60)을 이용하여 설치하는 시공방법인 것이다.

상기 씽크로라이즈 동바리시스템(60)은 종래의 프리스트레싱에 의해서 상쇄하는 방법은 케이블에 긴장력만큼 힘을 긴장정착하여 압축의 프리스트레싱 힘을 도입하여 그의 편심모멘트에 의해 상쇄하는 이론이 아니라 수직재(62)의 변위연동잭(66)을 상하로 연동시켜 케이블이 하중버팀대 반력벽역할을 하면서 내부반력을 발생하여 외력과 상쇄하거나 변위를 복귀 또는 캠버시키는 것에 특징이 있으며, 일반적으로 프리스트레싱 방법에 의할 경우 케이블에는 압축력이 작용하고, 그 편심모멘트에 의해 상쇄되나, 본 발명의 케이블에는 변위연동잭의 상하연동에 의해 케이블에 인장력이 발생하여 케이블이 인장력에 대해 지지하도록 하고, 상하변위연동에 의해 내부반력이 발생하여 외부하중과 직접상쇄하면서 처짐을 복귀시킬 수 있는 캠버관리가 가능한 것에서 근본적인 차이가 있는 것이다.

도 7은 수직재의 하부와 케이블 사이에 설치되는 변위 연동장치를 보여주는 도면으로서, 수직재(62)의 하부에 상부 덮개판(95)을 부착하고, 상부 덮개판의 하 부에 고장력 볼트와 너트를 이용하여 일정한 공간부를 형성할 수 있도록 하부에 하부 덮개판과 일체화시키고, 상기 공간부내에 유압잭(66)과 하중계(70)를 삽입하고, 상기 하부 덮개판의 하부에 케이블과 접하도록 하기 위하여 케이블가이드판(92)을 부착하여 팽팽하게 설치된 케이블이 접하여 설치되도록 한 것이다.

본 발명에서 사용하고 있는 말뚝과 강관말뚝은 동일한 의미로 사용하고 있는 것으로서 명칭을 일관되게 한가지로 사용하지 않고 말뚝과 강관말뚝으로 분리하여 사용하도록 한 것은 말뚝과 거더를 연결하는 구조를 설명할 때 강관말뚝내에 설치되는 다양한 구성을 효과적으로 설명하기 위하여 구분하여 기재하고 있으나 실제적으로는 같은 의미로 사용한 것이며 통칭하여 말뚝으로 사용할 수도 있다.

본 발명의 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량은 종래 라멘교량, 슬래브교량등에 비하여 15 ~ 20%정도의 공사비를 절감할 수 있으며, 유지관리비가 거의 소요되지 않는 우수한 구조이다.

접속슬래브와 교량 구체슬래브를 상호 강결시켜 다가구 구조로 함에 있어, 접속슬래브 길이가 내부경간보다 일정비율이 적을 경우 접속슬래브에 업리프트(Up-Lift)변형의 우려가 있는바, 상기 길이비가 적을 경우 현장적용성에 한계가 있다. 따라서 접속슬래브 일정 위치에 게르버메나지힌지나 반강절접합이음부를 도입하여 모멘트가 회전하고 반력을 전달하는 시스템을 설치하므로서 상기 길이비가 적을 경우도 업리프트 변형도 방지하고 다가구 슬래브 교량의 특성도 유지 하면서 어떠한 지형에도 적용설치가 가능한 현장적용성이 뛰어난 공법을 갖추도록 하였다.

교량시종점부의 거더상에 거치되는 말뚝을 축방향 강성과 휨강성이 크면서, 수평변위에 유연거동하는 세미리지드 말뚝구조를 개발설치하므로서 강성의 균등분포로 모멘트를 말뚝전길이와 연결부에 균등하게 전달 할 수 있고, 내부경간의 정모멘트도 약 10%정도 축소하여 경제적인 공법을 추구할 수 있으면서, 온도변화나 건조수축등 수평변위 거동에 유연하게 거동을 할 수 있는 경제적이고 내구성을 향상시킨 공법이다.

교량구체 슬래브를 타설하는데 있어 이를 지지하는 공법으로 씽크로라이즈동바리시스템을 설치하여 축조하므로서, 이의 하부공간을 이용할 수 있어 통수영향을 최소화하여 수리학적인 문제를 해소할 수 있고, 통과도로를 확보할 수 있어 민원야기등을 방지할 수 있으며, 전체 강관지지동바리식 공법에 비해 공사비 저렴과 경제적이고, 현장적용성이 뛰어나고, 민원 빛 환경피해를 최소화할 수 있는 공법이다.

Claims (8)

1. 교량구체 슬래브와 접속슬래브를 강결연결할 때 접속슬래브에 발생되는 업리프트(Up-Lift)변형을 억제하기 위하여 접속슬래브 일정위치에 설치하는 이음부와 교량 구체슬래브와 접속슬래브를 연결하는 경계위치에 설치되는 거더와 거더의 하부에 일렬로 설치되는 말뚝을 상호 연결하여 일체화시키기 위하여 말뚝 상부와 거더의 하부를 강성보강갈매기 철근을 부착한 보강절곡철근을 말뚝특성치 역수인 강관말뚝내 철근길이만큼 연장하고 고강도 콘크리트로 보강하고, 말뚝 외부에는 모래 및 토사로 하여 축방향 강성과 휨강성이 크면서 수평변위에 대해서는 다소 유연한 세미리지드 말뚝구조인 것에 특징이 있는 접속슬래브 연결 및 말뚝과 거더가 강결일체화되고 하중상쇄 및 캠버를 자동관리하는 씽크로라이즈 동바리시스템을 설치한 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 접속슬래브 일정위치 이음부는 교량구체슬래브와 접속슬래브를 강결연결하는 접속슬래브의 길이가 내부경간 길이에서 일정비율을 적용한 길이보다 작은 길이의 접속슬래브에 설치하는 것으로서, 이음을 하기 위한 양측의 슬래브 단부에 각각의 전단연결키를 설치하면서, 양쪽에 설치된 슬래브내에는 다월철근으로 머리핀을 십자형으로 서로 교차시켜 한쌍의 갈매기형태로 설치한 메나지 힌지를 설치하 되, 교차점이 전단연결키의 중앙부내에 설치되도록 하고, 상기 꼭지점을 제외한 상하에 설치된 머리핀형태의 다월철근이 일체거동토록 서로 연결하도록 하는 전단연결바와, 상기 꼭지점이 서로 만나는 부분에는 링을 설치하여 모멘트를 회전하도록 하고 반력을 전달한 후에 슬래브 상부에 형성된 공간부내에 압축철근을 상기 전단연결키를 사이에 두고 분리하여 각각 설치한 후에 공간부내에 무수축 콘크리트를 타설하면서, 상기 전단연결키의 공간부내에는 죠인트 필러를, 그 하부에는 실런트로 밀봉하여 누수가 되지 않도록 설치하는 게르버메나지 힌지인 것에 특징이 있는 접속슬래브 연결 및 말뚝과 거더가 강결일체화되고 하중상쇄 및 캠버를 자동관리하는 씽크로라이즈 동바리시스템을 설치한 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 접속슬래브 일정위치 이음부는 접속슬래브와 교량구체슬래브를 연결하는 접속슬래브의 길이가 지간과 지간 사이의 내부경간길이에서 일정비율을 적용하여 산출된 길이인 경우에 접속슬래브에 설치하는 것으로서, 이음을 하기 위한 양측의 슬래브 단부에 각각의 전단연결키를 설치하면서, 양쪽에 설치된 슬래브내에는 철근으로 머리핀을 십자형으로 서로 교차시켜 한쌍의 갈매기 형태로 설치한 메나지 힌지를 설치하되 교차점이 전단연결키의 중앙부내에 설치되도록 하고, 상기 꼭지점을 제외한 상하에 설치된 머리핀형태의 다월철근을 서로 연결하도록 하는 전단연결 바와, 슬래브 상부에 형성된 공간부내에 압축철근을 상기 전단연결키를 건너서 상호 겹쳐지도록 설치한 후에 상기 압축철근을 겹이음하여 모멘트를 부분적으로 전달하면서 반력도 전달하도록 하고, 상기 공간부내에 무수축 콘크리트를 타설하면서, 상기 전단연결키의 공간부내에는 죠인트 필러를, 그 하부에는 실런트로 밀봉하여 누수가 되지 않도록 설치하는 철근 콘크리트 반강절 이음인 것에 특징이 있는 접속슬래브 연결 및 말뚝과 거더가 강결일체화되고 하중상쇄 및 캠버를 자동관리하는 씽크로라이즈 동바리시스템을 설치한 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 일정비율을 적용하여 산출된 길이는 일정비율인 0.55 ~ 0.6을 적용하여 보다 적은 길이인 것에 특징이 있는 접속슬래브 연결 및 말뚝과 거더가 강결일체화되고 하중상쇄 및 캠버를 자동관리하는 씽크로라이즈 동바리시스템을 설치한 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 일정비율을 적용하여 산출된 길이인 것은 일정비율인 0.55 ~ 0.6을 적용하여 산출된 길이인 것에 특징이 있는 접속슬래브 연결 및 말뚝과 거더가 강결일 체화되고 하중상쇄 및 캠버를 자동관리하는 씽크로라이즈 동바리시스템을 설치한 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 말뚝과 거더 연결부는 보강절곡철근을 강관말뚝의 상부까지는 강관말뚝의 외경에 접하여 배근하고, 강관말뚝의 내부에는 강관말뚝 내부에 삽입 설치될 수 있도록 절곡하여 일정길이까지 강관말뚝내에 설치되도록 하면서 상기 보강절곡철근에 일정한 간격을 두고 띠철근을 설치하고, 상기 강관말뚝 상부에서 거더 주철근의 위쪽으로 일정거리 떨어진 강성이 약한부분까지 갈매기형태의 강성보강철근을 보강절곡철근에 부착하여 설치하고, 상기 강관말뚝 두부의 하부에 지압으로 전달할 수 있도록 상기 강관말뚝내측에 미끄럼방지판을 설치하고 고장력 볼트로 강관말뚝과 일체로 연결하도록 하면서 강관말뚝 내측에 일정길이로 돌출형성되도록 하고, 상기 강관말뚝 두부에서 강관말뚝내에 보강철근이 설치된 말뚝특성치의 역수인 말뚝내 보강철근길이까지 고강도 콘크리트를 타설하면서, 그 아래부터는 저강도 콘크리트를 타설하고, 상기 말뚝두부에서 상기 강관말뚝내에 보강철근이 설치되는 깊이까지 강관말뚝 외부에는 일정한 두께로 모래채움을, 그 아래에는 양질토사 다짐 또는 콘크리트 채움을 하도록 한 것에 특징이 있는 접속슬래브 연결 및 말뚝과 거더가 강결일체화되고 하중상쇄 및 캠버를 자동관리하는 씽크로라이즈 동바리시스템을 설치한 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량.
7. 교량구체슬래브와 접속슬래브를 강결연결하는 접속슬래브 일정위치이음부와 상기 접속슬래브의 접속경계부의 슬래브의 하부에 일정한 간격으로 설치되는 거더와 거더의 하부에 일렬로 설치되는 말뚝을 상호 연결하여 일체화시키기 위하여 말뚝 상부와 거더의 하부를 상호 연결한 말뚝과 슬래브 연결부를 설치하여 축방향 강성과 휨강성이 크면서 수평변위에 대해서는 다소 유연한 구조를 갖도록 설치하는 무받침, 무신축이음 및 무교대 슬래브 교량의 설치방법에 있어서,

   일렬로 된 단주 말뚝과 교각을 설치하고, 그 내측의 기초위에 스크류잭을 설치하고 그 위에 가설벤트를 설치하고,

   상기 가설벤트 위에 동바리용 종거더를, 그 위에 횡으로 일정한 간격을 두고 횡빔을 설치하고, 그 위에 슬래브를 형성하기 위한 거푸집을 설치하고,

   거더와 말뚝을 상호연결할 수 있도록 말뚝과 슬래브 연결부를 형성하고, 슬래브와 슬래브를 상호 연결할 수 있는 접속슬래브 이음부를 형성하도록 하고,

   상기 동바리용 종거더의 하부에 일정한 간격을 두고 하부에 변위연동잭이 설치된 수직재를 설치하고,

   상기 잭에 연하여 케이블을 설치하면서 케이블의 양단부가 상기 종거더의 양단부에 설치되도록 한 씽크로라이즈 동바리시스템을 설치하고,

   상기 종거더에 설치된 변위계와 상기 각각의 수직재에 설치된 변위연동잭과 하중계를 유압실린더와 콘트롤부에 연결시키고 상호연동시켜 상기 콘트롤부에서 사전에 입력된 프로그램에따라 상기 타설되는 슬래브의 하중거동에따라 종거더에 발 생되는 하중과 변위량을 하중계와 변위계에서 감지하여 이를 콘트롤부에 전달하면 전달된 변위량과 하중에 따라 상호 연결된 유압실린더에 전달되어 일정한 양의 변위스트로크를 잭에 작용하여 케이블이 잭의 받침대 반력벽 역할을 하여, 상기 작용된 잭의 변위가 내부반력으로 전달되어 외부하중과 상쇄하고, 하중을 복귀시켜 캠버가 서로 피드백하여 조절하도록 하면서 슬래브를 타설하는 시공방법에 특징이 있는 접속슬래브 연결 및 말뚝과 거더가 강결일체화되고 하중상쇄 및 캠버를 자동관리하는 씽크로라이즈 동바리시스템을 설치한 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량의 설치방법.
8. 제 7항에 있어서,

   변위연동장치는 수직재의 하부와 케이블 사이에 설치되는 것으로서, 수직재의 하부에 상부 덮개판을 부착하고, 상부 덮개판의 하부에 고장력 볼트와 너트를 이용하여 일정한 공간부를 형성할 수 있도록 하부에 하부 덮개판과 일체화시키고, 상기 공간부내에 유압잭과 하중계를 삽입하고, 상기 하부 덮개판의 하부에 케이블과 접하도록 하기 위하여 케이블가이드판을 부착한 것에 특징이 있는 접속슬래브 연결 및 말뚝과 거더가 강결일체화되고 하중상쇄 및 캠버를 자동관리하는 씽크로라이즈 동바리시스템을 설치한 무받침, 무신축이음 및 무교대 다가구 슬래브 교량의 설치방법.

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