KR20080081594A

KR20080081594A - 자켓 받침형 정착장치 및 그 정착장치를 이용한 교량용 빔설치방법

Info

Publication number: KR20080081594A
Application number: KR1020070021842A
Authority: KR
Inventors: 박선규; 홍성남; 김수보
Original assignee: 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2008-09-10

Abstract

본 발명은 교량용 빔 및 구조물의 균열 및 손상을 방지할 수 있고, 빔의 설치가 용이하고 안정적인 자켓 받침형 정착장치와, 그 자켓 받침형 정착장치를 이용한 교량용 빔 설치방법을 제공한다. 그 자켓 받침형 정착장치는 빔의 일측단 하부를 지지하기 위한 베이스와, 그 베이스의 후단에 일체적으로 수직 형성되며 빔의 일측단의 단부면을 지지하기 위한 제1지지부재와, 베이스의 양측부 및 상기 제1지지부재에 일체로 연결되고 빔의 일측단의 양측면을 지지하며 빔에 고정되는 제2지지부재와, 베이스의 하부에 일체로 수직형성되며 빔에 프리스트레스트를 부여하기 위한 강연선의 단부가 고정되는 정착보드로 구성된다.

교량용 빔, 정착장치, 프리스트레스트, 강연선

Description

자켓 받침형 정착장치 및 그 정착장치를 이용한 교량용 빔 설치방법{A jacket-supporting type anchoring-device and method for constructing beams for bridge using the anchoring-device}

도 1은 종래의 구조물 보강용 정착장치를 보여주는 사시도.

도 2는 도 1의 정착장치의 시공상태를 보여주는 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 자켓 받침형 정착장치의 사시도.

도 4는 도 3의 정착장치를 이용한 교량용 빔의 설치상태를 보여주는 사시도.

도 5는 도 4의 측면도.

도 6은 본 발명에 따른 자켓 받침형 정착장치를 이용한 교량용 빔의 설치방법을 보여주는 순서도.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 베이스 20: 제1지지부재

30: 제2지지부재 40: 정착보드

본 발명은 자켓 받침형 정착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교량용 빔 및 구조물의 균열 및 손상을 방지할 수 있고, 빔의 설치가 용이하고 안정적인 자켓 받침형 정착장치에 관한 것이며, 또한 그 자켓 받침형 정착장치를 이용한 교량용 빔 설치방법에 관한 것이다.

일반적으로 하나의 지점과 다른 하나의 지점간의 교통 또는 다른 다양한 목적을 위해 교량이 건설되어 이용되고 있으며, 이 같은 영구적인 교량 이외에도 그 교량을 설치하거나 공사차량 및 작업자나 일반인들의 통행을 위해 또는 신속한 교량의 설치를 위해 임시적으로 또는 반영구적으로 가설교량이 설치되고 있다.

이 같은 교량은 먼저 빔을 상호 연결하거나 콘크리트를 이용하여 가설벤트 또는 교각을 지면에 설치하고, 그 가설벤트 또는 교각 상단에 여러 개의 보 또는 빔을 상호 연결하여 일체화 시킨 후 그 빔 위에 복공판 또는 프리캐스트 바닥판을 설치하는 방식이 있다. 그리고 고강도의 강봉을 이용하여 프리캐스트를 도입하는 방식과 트러스를 연속, 반복적으로 조립하여 건설하는 방식 등이 있다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 가설교량에 사용되는 정착장치(1)에는 빔(2)의 양단이 정착되도록 구성된다. 여기서, 정착장치(1)는 빔(2)의 양단의 하부가 볼트(3)에 의해 고정되도록 복수의 볼트공(4a)이 천공되는 정착판(4)과, 그 정착판(4)의 대체로 중앙부에 수직하게 구비되는 앵커키(5)와, 그 앵커키(5)를 보강하기 위한 복수의 리브(6)와, 정착판(4)의 하부면의 대체로 중앙부에 수직하게 일체로 용접되며 강연선(7)의 단부가 삽입되어 고정되는 강연선공(8a)이 천공된 정착대(8)와, 그 정착대(8)를 보강하기 위한 보강재(9)를 이체로 구비하여 이루어진다.

이와 같은 구성에 따라, 각각의 교각의 상단에 설치되는 정착장치(1)에는 빔(2)의 단부가 볼트(3) 및 앵커키(5)에 의해 고정됨과 동시에 강연선(7)의 단부가 연결 고정되어 기본적인 가설교량을 이루게 된다. 이 상태에서, 강연선(7)에 프리캐스트를 부여하면, 빔(2)에 예비 응력이 가해져 그 빔(2)의 처짐으로 인한 불안전성을 예방할 수 있는 것이다. 물론, 빔의 상부에는 도시되지 않은 바닥판, 포장재 또는 복공판 등이 설치되어 보행자 또는 차량이 안정적으로 보행하거나 주행할 수 있는 것이다.

그러나 이와 같은 종래의 가설교량에서는 다소의 문제점이 초래되는 것으로 나타났다. 즉, 빔의 양단이 복수의 볼트 및 앵커키에 의해 정착장치에 고정됨으로 인해 과도한 응력이 집중되어 시간이 경과함에 따라 해당 부분이 균열 및 손상되는 문제점이 있다.

그리고 종래의 정착판은 빔의 단부의 하부만을 지지함으로 인해 그 지지력 및 보강력이 약해 빔의 전체적인 정착력이 약하며, 강연선에 의한 프리스트레싱시 빔의 하단부 및 볼트에만 응력이 집중되어 빔이 불안정한 정착상태로 유지되는 문제점이 있다.

또한 종래의 정착판은 빔을 정착시키거나 교량을 시공하는데 있어 복수 또는 다수의 볼트 및 앵커키가 필수적으로 소요되어야 하므로, 작업이 복잡하고 공정이 증가하는 문제점이 있다.

부가적으로, 상술된 종래의 정착장치 이외의 정착장치들은, 그 정착장치와 거더 단부를 연결시키는 단부판과의 용접이 명확하지 않아 단부판과 정착판사이의 모서리 부분에 응력이 집중되는 현상이 발생하여 안전상의 문제를 초래하고 있다.

이에 본 발명은 상술된 문제점들을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 주목적은 빔의 양단의 응력집중, 균열 및 손상을 방지할 수 있는 자켓 받침형 정착장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 빔을 안정적으로 지지 및 정착할 수 있고 빔에 의한 하중 또는 응력을 분산시킬 수 있는 자켓 받침형 정착장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 하나의 주 목적은 빔을 간단하고 안정적으로 정착시키거나 교량을 시공할 수 있는 자켓 받침형 정착장치를 이용한 교량용 빔 설치방법을 제공하는데 있다.

이 같은 목적들은, 2개 이상의 교각으로 이루어지는 교량에서 프리스트레싱이 부여되는 빔의 양단을 각각 정착시키기 위한 자켓 받침형 정착장치에 있어서, 빔의 일측단 하부를 지지하기 위한 베이스; 그 베이스의 후단에 일체적으로 수직 형성되며, 빔의 일측단의 단부면을 지지하기 위한 제1지지부재; 그 베이스의 양측부 및 상기 제1지지부재에 일체로 연결되고, 빔의 일측단의 양측면을 지지하며, 빔에 고정되는 제2지지부재; 및 베이스의 하부에 일체로 수직형성되며, 빔에 프리스트레스트를 부여하기 위한 강연선의 단부가 고정되는 정착보드를 일체로 포함하는 것을 특징으로 하는 자켓 받침형 정착장치에 의해 달성될 수 있다.

또한 이 같은 목적들은, 자켓 받침형 정착장치를 이용한 교량용 빔 설치방법 에 있어서, 각각의 교각의 상단의 적정위치에 정착장치를 배치하는 단계; 빔을 인양하여 그 빔의 양단에 형성된 인양공이 정착장치의 제2지지부재의 고정공에 연통하도록, 빔을 정착장치에 예비적으로 정착시키는 단계; 정착장치의 제2고정부재의 고정공과 빔의 양단의 인양공의 연통공에 고정볼트를 삽입한 후 너트로 체결하여 빔을 완전히 정착시키는 단계; 빔과, 정착장치의 베이스, 제1지지부 및 제2지지부간의 틈새를 실링부재로 실링하는 단계; 및 정착장치의 베이스의 하부에 구비된 정착보드의 각각의 정착공에 강연선의 양단을 삽입 고정한 후 각각의 강연선을 인장시켜 상기 빔에 프리스트레싱을 부여하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자켓 받침형 정착장치를 이용한 교량용 빔 설치방법에 의해 달성될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 자켓 받침형 정착장치의 사시도이고, 도 4는 도 3의 정착장치를 이용한 교량용 빔의 설치상태를 보여주는 사시도이며, 도 5는 도 4의 측면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 자켓 받침형 정착장치를 이용한 교량용 빔의 설치방법을 보여주는 순서도이다.

도 3 내지 도 5에 있어서, 본 발명에 따른 자켓 받침형 정착장치는 기본적으로 양단부에 인양을 위한 인양공(P)이 천공된 빔(B)의 일측단 하부를 지지하기 위한 베이스(10)를 구비한다. 그 베이스(10)는 예정되거나 설정된 사이즈의 빔(B)의 일측단의 하부면의 폭에 상응하거나 그 보다 다소 크게 설정되는 폭(w)을 지니는 것이 바람직하다.

또한, 베이스(10)의 길이(l)는 폭(w)의 2 내지 2.5배로 설정되는 것이 바람직한 바, 이는 길이(l)가 폭(w)에 비해 2배 이하이면 빔(B)의 단부의 하부면과 베이스(10)간의 접촉 면적이 작아 빔의 안정적인 지지를 수행할 수 없는 반면, 길이(l)가 폭(w)에 비해 2.5배 이상이면 빔(B)의 단부의 하부면과 베이스(10)간의 접촉 면적은 상승하지만 재료 및 중량의 증가로 인해 교각에 가해지는 하중이 증대됨은 물론 베이스의 변형이 초래될 수 있기 때문이다. 가장 안정적이고 바람직한 베이스(10)의 폭(w)에 대한 길이(l)의 비는 1:2.25이다.

베이스(10)의 후단에는 빔(B)의 일측단의 단부면을 지지하기 위한 제1지지부재(20)가 일체로 형성된다. 제1지지부재(20)는 플레이트형으로 형성되며, 상기 베이스(10)의 종단면에 용접되거나 또는 일체로 절곡되어 형성되는 것이 바람직하다.

그 제1지지부재(20)의 높이(h)는 정착장치에 정착될 빔(B)의 일측단의 높이(h1)의 1/2로 설정되는 것이 바람직하다. 1/2이하인 경우에는 빔(B)의 일측단면과의 접촉면적이 작아 안정적인 지지를 유지할 수 없는 반면, 1/2이상인 경우에는 빔(B)의 일측단면과의 접촉 면적은 상승하지만 재료 및 중량의 증가로 인해 교각에 가해지는 하중이 증대되는 문제점이 제기될 수 있다.

베이스(10)의 양측부에는 제1지지부재(20)에 일체로 연결되는 제2지지부재(30)가 일체로 구비된다. 각각의 제2지지부재(30)는 상호 대향하거나 대칭적으로 형성되어, 베이스(10) 및 제1지지부재(20)에 용접되거나 절곡되어 일체로 형성된다.

각각의 제2지지부재(30)는 단부가 베이스(10)의 대체로 중앙 전방부에 일체 로 용접되거나 절곡 형성되며 제1지지부재(20)를 향해 상방으로 경사지는 경사부(32)와, 그 경사부(32)에 일체로 형성되며 그 경사부로부터 제1지지부재(20)를 향해 수평으로 연장되어 그 제1지지부재(20)의 측방상부에 일체로 용접되거나 절곡 형성되는 수평부(34)로 이루어진다. 이 같은 구성에 따라, 정착장치의 측부에는 베이스(10), 제1지지부재(20), 제1제2지지부재(30)의 경사부(32) 및 수평부(34)에 의해 개구부(36)가 형성되는 바, 이 개구부(36)는 정착장치의 전체적인 중량을 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, 정착장치에 정착되는 빔(B)의 양측단 하부의 상태를 관찰할 수 있게 하는 역할을 한다.

또한, 제2지지부재(30)의 경사부(32)와 수평부(34)의 경계부에는, 그 빔(B)을 제2지지부재(30) 및 정착장치에 고정시키기 위해, 빔(B)의 인양공(P)에 연통하는 고정공(38)이 천공된다. 선택적으로, 고정공(38)은 후술되는 빔(B)의 정착시 빔을 인양하는 인양선의 출입이 용이할 수 있도록 상방으로 개방된 관통구(382)가 형성될 수 있다. 물론, 그 고정공(38)에는 빔(B)의 인양공(P)과 연통한 상태에서 빔(B)을 정착장치에 고정시키기 위한 고정볼트(BT)가 삽입되어 너트(N)에 의해 고정된다.

한편, 베이스(10)의 하부에는 정착장치에 고정되거나 정착될 빔(B)에 프리스트레스트를 부여하기 위한 강연선(L)의 단부가 고정되는 정착보드(40)가 일체로 형성된다. 그 정착보드(40)는 베이스(10)의 하부면의 대체로 중앙으로부터 전방부에 수직하게 용접되는 것이 바람직하다.

그 정착보드(40)에는 물론 하나 또는 2개의 강연선(L)의 단부가 조이거나 해 제 가능하게 고정될 수 있는 정착공(42)이 천공된다. 또한, 정착보드(40)는 강연선(L)의 인장을 견딜 수 있음은 물론 정착장치의 전체적인 강성을 유지할 수 있도록 복수의 보강재(44)가 일체로 구비되는 것이 바람직하다. 각각의 보강재(44) 보강효과는 극대화하는 반면 정착장치 전체의 중량은 최소화할 수 있도록 사다리꼴로 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 전술된 바와 같이 구성되는 자켓 받침형 정착장치를 이용한 교량용 빔 설치방법의 제1실시예를 도 6과 도 3 내지 5를 참조로 하여 상세히 설명한다.

작업자는 먼저 교량을 구성하는 교각을 일정간격으로 설치한 후, 각각의 교각의 상단의 적정위치에 정착장치를 배치한다(S100).

각각의 교각 상단에 정착장치를 설치한 상태에서, 빔(B)의 인양공(P)과 제2지지부재(30)의 고정공(38)이 일치하도록, 기존에 설치된 빔 또는 새로운 빔(B)을 크레인 또는 중기로 인양하여 그 빔의 양단을 정착장치에 예비적으로 정착시킨다(S110). 여기서, 빔(B)의 양단의 하부면은 정착장치의 베이스(10)에 지지되고, 단부면은 제1지지부재(20)에 면하거나 접촉하며, 양 측면은 제2지지부재(30)에 접촉되거나 면하게 된다. 또한, 빔(B)의 양단에 형성된 인양공(P)은 제2지지부재(30)에 천공된 고정공(38)과 연통하게 된다.

이와 같이 정착장치에 빔(B)의 양단이 예비적으로 정착된 상태에서, 작업자는 고정볼트(BT)를 빔(B)의 인양공(P)과 제2지지부재(30)의 고정공(36)이 연통하는 연통공에 삽입한 후 너트(N)로 고정하여 빔(B)을 정착장치에 완전 정착시킨다(S120).

정착장치에 대한 빔(B)의 정착이 완료되면, 그 정착장치의 베이스(10), 제1지지부재(20) 및 제2지지부재(30)간의 틈새를 몰탈 또는 에폭시와 같은 실링부재(S)를 이용하여 틈새 없이 실링한다(S130). 이와 같이 실링 처리하는 이유는, 빔(B)과 정착장치간에 틈새가 형성되면, 긴장력 작용시 그 틈새에서 빔(B)이 변형되어 균열이 초래될 수 있기 때문이다.

이후, 최종적으로, 작업자는 정착장치의 베이스(10)의 하부에 구비된 정착보드(40)의 각각의 정착공(42)에 강연선(L)의 양단을 삽입고정한 상태에서, 공지된 프리스트레싱 공정으로 각각의 강연선(L)을 인장시켜 빔(B)에 프리스트레싱을 부여한다(S140). 여기서, 정착보드(40)에는 복수의 보강재(44)가 일체로 구비되어 있으므로 강연선(L)의 인장시 정착보드(40)의 변형이 방지됨은 물론 정착장치 전체의 변형이 방지되어, 빔의 안정적인 정착상태를 유지할 수 있는 것이다.

따라서, 정착장치에 의해 빔의 양단이 안정적으로 정착상태를 유지하게 됨으로써, 안전성이 유지됨은 물론, 빔을 안전하고 용이하게 설치할 수 있는 것이다.

결과적으로, 본 발명에 따른 자켓 받침형 정착장치 및 이를 이용한 교량용 빔 설치방법에 의하면, 빔의 양단이 정착장치에 충분한 접촉면적을 이루며 접촉 지지되어 응력집중, 균열 및 손상을 방지할 수 있으므로 안정성 및 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

또한 빔을 간단하고 안정적으로 정착시키거나 교량을 시공할 수 있어 작업성 및 경제성이 향상되는 효과가 있다.

Claims

2개 이상의 교각으로 이루어지는 교량에서 프리스트레싱이 부여되는 빔의 양단을 각각 정착시키기 위한 자켓 받침형 정착장치에 있어서,

상기 빔의 일측단 하부를 지지하기 위한 베이스;

상기 베이스의 후단에 일체적으로 수직 형성되며, 상기 빔의 일측단의 단부면을 지지하기 위한 제1지지부재;

상기 베이스의 양측부 및 상기 제1지지부재에 일체로 연결되고, 상기 빔의 일측단의 양측면을 지지하며, 상기 빔에 고정되는 제2지지부재; 및

상기 베이스의 하부에 일체로 수직 형성되며, 상기 빔에 프리스트레스트를 부여하기 위한 강연선의 단부가 고정되는 정착보드를 일체로 포함하는 것을 특징으로 하는 자켓 받침형 정착장치.
제1항에 있어서, 상기 베이스의 길이는 폭의 2 내지 2.5배로 설정되는 것을 특징으로 하는 자켓 받침형 정착장치.
제1항에 있어서, 상기 제1지지부재의 높이는 정착장치에 정착될 빔의 일측단의 높이의 1/2로 설정되는 것을 특징으로 하는 자켓 받침형 정착장치.
제1항에 있어서, 상기 제2지지부재는 상호 대향하게 형성되며, 상기 베이스 의 중앙 전방부에 일체로 용접되며 상기 제1지지부재를 향해 상방으로 경사지는 경사부와, 상기 경사부에 일체로 형성되며 상기 경사부로부터 제1지지부재를 향해 수평으로 연장되어 상기 제1지지부재의 측방상부에 일체로 용접되는 수평부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자켓 받침형 정착장치.
제4항에 있어서, 상기 베이스, 상기 제1지지부재, 상기 제2지지부재의 경사부 및 수평부에 의해 상기 빔의 측방 하부가 노출되는 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자켓 받침형 정착장치.
제5항에 있어서, 상기 빔의 양단에는 인양공이 천공되며, 상기 제2지지부재의 경사부와 수평부의 경계부에는 상기 빔의 인양공에 연통하는 고정공이 천공되는 것을 특징으로 하는 자켓 받침형 정착장치.
제6항에 있어서, 상기 제2지지부재의 고정공에는 상기 빔의 인양시 인양로프의 출입을 위해 상방으로 개방된 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자켓 받침형 정착장치.
제1항에 있어서, 정착보드에는 하나 또는 2개의 강연선의 단부가 조이거나 해제 가능하게 고정될 수 있는 정착공이 천공되며, 사다리꼴의 복수의 보강부재가 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 자켓 받침형 정착장치.
제1항 내지 8항 중 어느 한 항에 따른 자켓 받침형 정착장치를 이용한 교량용 빔 설치방법에 있어서,

각각의 교각의 상단의 적정위치에 정착장치를 배치하는 단계(S100);

빔을 인양하여 상기 빔의 양단에 형성된 인양공이 상기 정착장치의 제2지지부재의 고정공에 연통하도록, 상기 빔을 상기 정착장치에 예비적으로 정착시키는 단계(S110);

상기 정착장치의 제2고정부재의 고정공과 상기 빔의 양단의 인양공의 연통공에 고정볼트를 삽입한 후 너트로 체결하여 빔을 완전히 정착시키는 단계(S120);

상기 빔과, 상기 정착장치의 베이스, 제1지지부 및 제2지지부간의 틈새를 실링부재로 실링하는 단계(S130); 및

상기 정착장치의 베이스의 하부에 구비된 정착보드의 각각의 정착공에 강연선의 양단을 삽입 고정한 후 각각의 강연선을 인장시켜 상기 빔에 프리스트레싱을 부여하는 단계(S140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자켓 받침형 정착장치를 이용한 교량용 빔 설치방법.