KR20080083374A - 휨 하중이 미리 도입된 프리스트레스트 가설 교량 및 그제작 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휨 하중이 미리 도입된 프리스트레스트 가설 교량에 관한 것으로, 지면에 고정 설치되는 가설(假設) 교각과; 상기 가설 교각 상에 거치되는 강재 거더와; 차량이나 사람의 통행이 가능하도록 상기 강재 거더에 설치되는 복공판과; 일단이 상기 가설 교각으로부터 이격된 위치의 강재 거더에 고정되고 타단이 상기 강재 거더로부터 이격된 위치의 인접한 가설 교각에 고정됨으로써 경사지게 연결 설치되어 긴장되는 제1긴장재와; 상기 강재 거더의 중립축 하부에 양단이 설치되어 긴장됨으로써 상기 강재 거더의 교축 방향의 중앙부를 상방(上方)으로 휘도록 하는 프리스트레스를 미리 도입하는 제2긴장재를 포함하여 구성되어, 가설교량의 내하력을 높여 단면을 줄이거나 동일 단면에서 지간을 크게 할 수 있을 뿐 아니라, 동시에, 가설 교량에서 발생되는 처짐량 및 소음, 진동을 크게 저감시킨 프리스트레스트 가설 교량 및 그 제작 공법을 제공한다.

가설 교량, 케이블 타이, 강재 거더, 휨 하중, 휨 모멘트

Description

휨 하중이 미리 도입된 프리스트레스트 가설 교량 및 그 제작 공법 {PRESTRESSED TEMPORARY BRIDGE PRELOADED BY CABLE-TIE AND METHOD THEREOF}

도1은 종래의 가설 교량의 형상을 도시한 사시도

도2는 도1의 측면도

도3은 또 다른 종래의 프리스트레스트 가설 교량의 형상을 도시한 사시도

도4는 도3의 측면도

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리스트레스트 가설 교량의 형상을 도시한 사시도

도6은 도5의 측면도

도7은 도5의 평면도

도8a 내지 도8e는 도5의 제작 공정별 구성을 도시한 도면

도9는 도5의 제작 공정을 도시한 순서도

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100: 프리스트레스트 가설교량 110: 가설 교각

120: 강재 거더 130: 복공판

140: 핸드 레일 150: PS강재

160: 케이블 타이

본 발명은 프리스트레스트 가설 교량 및 그 제작 공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공사용 또는 공사 중에 교통 소통을 위한 가설 교량의 내하력을 높여 단면을 줄이거나 동일 단면에서 지간을 크게 할 수 있을 뿐 아니라, 가설 교량의 소음과 진동 정도를 처짐량과 함께 크게 저감시킨 프리스트레스트 가설 교량 및 그 제작 공법에 관한 것이다.

일반적으로, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 가설 교각(11) 상에 거치되는 가설 교량(1)의 상부 구조는 기성품인 I-형강으로 형성되는 강재 거더(12)와 그 위에 얹혀져 바닥판(deck)의 역할을 하는 복공판(13)으로 이루어진다. 이 때, 가설 교량(1)이 지지하는 외력은 강재 거더(12)의 자중과, 복공판(13) 및 핸드 레일(14) 등에 의한 고정하중과, 교량의 완성 후 교량을 통행하는 차량에 의한 활하중으로 나뉘어진다.

콘크리트가 주거더 등 상부 구조의 주요 부재로 형성되는 교량 구조물에서는 고정하중이 활하중에 비해 상대적으로 크지만, 일반적으로 강재가 상부 구조의 주요 부재로 사용되는 가설 교량(1, 10)에서는 활하중의 크기가 고정 하중의 크기와 비슷하거나 크다. 더욱이, 가설 교량은 영구 구조물이 아니므로 시공의 신속성과 주요 부재의 재사용성 등을 감안하여 통상 강재로 구성되며, 이 경우 강재의 허용응력은 할증되어 설계된다. 이와 같은 가설 교량에서 주요 부재로 사용되는 강재 거더(12)는 압축과 인장에 대해 재료성질이 동일할 뿐 아니라 국부 좌굴이 일어나지 않는 조밀 단면(compact section)의 재료 특성을 갖고, 중립축에 대해서 상하 대칭구조인 형상 특성을 갖는다.

따라서, 강재 거더(12)에 외력에 의한 휨변형이 발생되면, 강재 거더의 재료 특성과 형상 특성에 의하여 상부 플랜지에는 압축응력이 하부플랜지에는 인장응력이 발생되는데, 이러한 응력은 그 방향이 반대이지만 그 크기가 서로 같게 되어, 외력이 점차 증가함에 따라 동시에 허용응력, 항복응력, 극한응력에 도달하게 된다. 따라서 강재 거더의 재료 및 구조적인 특징을 보완하기 위한 별도의 보강장치를 구비하지 않은 도1에 도시된 가설 교량(1)은 강재 거더(12)의 형고와 지간장 구성에 제한을 받는 등 구조안전성 측면 및 경제성 측면에서 문제점을 가지고 있었다.

도1에 도시된 가설 교량(1)이 갖는 문제점을 개선하기 위한 것으로, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 강재 거더(12)에 긴장재(15)를 이용하여 프리스트레스를 도입하는 개선된 가설 교량(10)이 사용되고 있다. 즉, 가설 교량의 내하력을 높이기 위해 고강도 긴장재인 프리스트레싱용 텐던 또는 강봉을 강재 거더(12) 양단의 하부 또는 돌출된 정착부(15a)에 관통시킨 상태에서, 긴장재(15)를 긴장, 정착하여 공용 중 인장응력이 발생하는 강형의 하부플랜지에 미리 압축응력을 가하는 방법을 통하여 지간에 비하여 휨강성이 낮게 설계하는 것이 가능해진다.

이 때 강재 거더에 도입되는 프리스트레스는 외력에 의해 발생되는 휨모멘트와 반대 방향으로 작용되도록 도입되며, 동시에 강재 거더에는 축방향력에 의하여 압축 응력이 도입된다. 따라서 이와 같은 프리스트레스는 주로 강재 거더 하연에 발생되는 인장응력을 제어하는데 효과적이며, 보다 구체적으로는 긴장재의 긴장/정착으로 강재 거더에는 축방향 압축력(전단면 압축응력 도입) 및 긴장재의 편심배치에 따른 휨모멘트(강재 거더 하연에는 압축응력, 상연에는 인장응력 도입)가 동시에 작용된다. 그러나, 형고가 특히 낮은 경우 프리스트레스를 너무 크게 도입한다면 외력에 의하여 인장응력이 발생하는 하부플랜지에는 유리하지만, 상부플랜지에는 오히려 외력에 의해 발생되는 응력과 동일한 방향의 압축응력이 크게 도입되는 문제점을 내포하게 된다.

한편, 도1의 가설 교량(1)에 비하여 도3의 가설 교량(10)은 프리스트레스를 도입함에 따라 단면 휨강성이 작은 거더를 사용할 수 있는 장점을 갖는다. 그러나, 도3의 가설 교량(10)은 동일한 외력(활하중)에 대하여 단면 휨강성이 작은 거더로 제작하므로, 활하중이 재하된 경우에 거더에 발생하는 응력과 활하중이 재하되지 않은 경우에 거더에 발생하는 응력의 차이는 도1의 가설 교량(1)에 비하여 더욱 커지게 된다. 따라서, 도3의 가설 교량(10)은 휨강성이 작은 거더로 제작된 상태에서, 활하중이 재하된 경우의 응력 분포와 재하되지 않은 경우의 응력분포를 동시에 모두 만족해야 하므로 효율적인 단면을 구성하는 데 제한적일 수 밖에 없다. 무엇보다도, 도3의 가설 교량(10)은 도1의 가설 교량(1)에 비하여 거더의 휨강성이 작으므로 동일한 크기의 활하중이 이동하는 경우에 보다 큰 진동(처짐)이 야기될 뿐 만 아니라, 이에 수반되어 소음이 과다해지는 사용상의 문제점이 크게 대두되고 있다.

즉, 종래의 방법으로 제작된 가설 교량은 고정하중 및 활하중에 대응하는 프리스트레스를 미리 강재 거더에 도입함에 따라 휨강성이 매우 낮은 강재 거더로 제작될 수 있지만, 교량의 제작이 완성된 상태에서 재하되는 활하중에 의한 처짐, 진동 및 소음 등에 대해서는 어떠한 보완 방안이 없으므로, 강재 거더의 휨강성을 작게하여 강재의 사용량을 줄이는데 한계가 있었고, 상부 구조물의 활하중에 의한 처짐, 진동 및 소음의 정도가 심하여 이와 같이 제작된 가설 교량은 이용자 또는 교량 인근주민들에게 불편을 초래하였던 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 기존의 가설교량(1, 10)이 갖는 문제점을 해결하기 위하여, 공사용 또는 공사 중에 교통 소통을 위한 가설 교량(또는 임시 교량)의 내하력을 높여 단면을 줄이거나 동일 단면에서 지간을 크게 할 수 있을 뿐 아니라, 동시에, 가설 교량에서 발생되는 처짐량 및 소음, 진동을 크게 저감시킨 프리스트레스트 가설 교량 및 그 제작 공법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

즉, 본 발명은, 가설 교량의 상부구조인 강재 거더에 케이블타이를 이용하여 강재 거더를 하방으로 휘도록 하는 선(先)하중을 도입하여, 가설 교량의 상부 구조에 차량 등이 통행하더라도 이에 따라 발생되는 상부 구조의 진동 및 순간 처짐량이 최소화되어 가설 교량에 작용하는 진동 및 소음량을 극소화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 이와 같은 방식으로 선하중을 가설 교량에 재하함으로써, 활하중이 재하되는 경우와 활하중이 재하되지 않는 경우에 가설 교량에 작용하는 응력, 처짐 등의 변화량이 최소가 되도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 지면에 고정 설치되는 교각과; 통행이 가능하도록 상기 교각 상에 거치되어 설치되는 상부 구조와; 상기 교각 사이의 상기 상부구조를 하방(下方)으로 볼록하게 휘도록 하는 프리스트레스가 미리 도입되도록 상기 상부구조와 연결되어 긴장되는 제1긴장재를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 교량 및 그 제작 공법을 제공한다.

즉, 본 발명에서는, 교각 상에 설치되는 상부 구조에 미리 하방으로 볼록하게 휘도록 하는 프리스트레스를 미리 도입함으로써, 교량을 지나는 차량 등에 의하여 상부구조에 하중이 작용하는 경우에, 미리 도입한 프리스트레스가 상부구조에 작용하는 하중과 상쇄되어 그 영향을 완충시키는 역할을 함으로써, 교량의 휨변형이 억제됨에 따라, 활하중이 교량에 인가된 경우와 활하중이 교량에 인가되지 않았을 경우의 휨변형의 차이가 최소화되어 교량의 처짐, 진동 및 소음 특성이 개선되도록 하였다.

더욱 상세하게는, 본 발명에 따른 교량에는 고정하중에 대한 프리스트레스 뿐 아니라 활하중에 대응하는 프리스트레스도 미리 도입된다. 따라서, 통상 상부 구조와 교각에 경사진 상태로 연결되어 긴장, 정착되는 제1긴장재를 이용하여 상부 구조에 미리 도입하는 선하중은, 활하중이 재하되지 않은 경우에는 제1긴장재의 인장력이 그대로 유지되는 반면에, 활하중이 재하되는 경우에는 활하중에 의한 제1긴장재의 수축변형에 의하여 미리 도입된 인장력이 소실되면서 활하중을 상쇄시키는 역할을 하게 되어, 활하중의 재하 여부에 따른 상부 구조의 응력변화 및 처짐의 변화가 종래기술에 의해 제작된 교량에 비하여 현저히 줄어들게 되는 것이다.

더욱 구체적으로는, 활하중 재하 시 상기한 상부 구조의 주부재인 강재 거더에는 하향의 휨모멘트가 발생되지만, 이에 대응하는 프리스트레스가 이미 제1긴장재에 의하여 상기한 강재 거더에 도입된 상태이므로, 제1긴장재에 도입된 인장력이 소실되기 이전에는 강재 거더에는 제1긴장재의 인장력 변화에 대응하는 응력의 변화만 발생될 뿐 처짐변형은 거의 발생되지 않게 되는 것이다. 또한, 강재 거더의 중립축 하부에 설치된 긴장재를 긴장하여 상향의 프리스트레스를 도입함에 있어서 불필요하게 도입되는 축방향 압축력에 의한 프리스트레스 역시 제1긴장재의 경사각에 따른 하향의 프리스트레스의 크기로 보정하는 것이 가능하므로, 강재 거더에 도입되는 프리스트레스의 효율을 극대화할 수 있게 된다.

이와 같은 작용을 감안한다면, 본 발명에 따른 교량은 종래기술에 의하여 제작된 교량과 달리 고정하중 뿐만 아니라 활하중에 대한 응력에 대해서도 프리스트레스의 도입이 가능하고, 불필요한 축방향력에 의한 프리스트레스 역시 일정부분 보정할 수 있어 교량의 구조안전성과 처짐 및 진동 등의 사용성을 크게 향상시킬 수 있다.

이와 같은 원리는 고정 하중에 비하여 활하중이 상대적으로 큰 강 교량(예를 들어, 가설 교량)에 보다 큰 효과를 얻을 수 있지만, 강 교량에만 국한되지 않고 일반 교량에도 적용하는 것이 가능하다. 이 때, 상기 제1긴장재는 상기 상부구조와 상기 교각에 경사진 상태로 연결되어 긴장, 정착됨으로써, 제1긴장재에 긴장력을 도입하는 것이 용이해진다. 또한, 상기 상부구조에 양단이 설치되어 긴장되는 제2긴장재를 추가적으로 포함하여, 상기 강재거더의 교축 방향의 중앙부를 상방(上方)으로 휘도록 하는 프리스트레스를 미리 도입할 수 있다. 이를 통하여, 동일한 외력을 견디기 위하여 상부구조(예컨대, 강재 거더)를 보다 작게 설계하는 것이 가능해진다.

한편, 본 발명은, 지면에 고정 설치되는 가설(假設) 교각과; 상기 가설 교각 상에 거치되는 강재 거더와; 차량이나 사람의 통행이 가능하도록 상기 강재 거더에 설치되는 복공판과; 일단이 상기 가설 교각으로부터 이격된 위치의 강재 거더에 고정되고 타단이 상기 강재 거더로부터 이격된 위치의 인접한 가설 교각에 고정됨으로써 경사지게 연결 설치되어 긴장되는 제1긴장재를; 포함하여, 상기 제1긴장재의 긴장에 의하여 상기 강재 거더를 하방(下方)으로 휘도록 하는 프리스트레스가 미리 도입되는 것을 특징으로 하는 가설(假設) 교량을 제공한다.

즉, 본 발명의 가설 교량의 경우에는 가설 교각 상에 거치되는 강재 거더에 제1긴장재를 연결 설치하고 제1긴장재를 긴장, 정착하여 외력과 동일한 방향의 선하중을 미리 강재 거더에 도입함으로써 전술한 효과를 얻을 수 있다. 이 때, 제1긴 장재에 미리 도입되는 인장력은 활하중이 작용하였을 경우에 제1긴장재의 위치에서 발생하는 처짐을 고려하여 결정하여야 하는데, 선(先)하중 재하에 따라 인장응력을 받는 케이블타이가 활하중 재하에 따라 발생하는 처짐에 의해 케이블의 내력이 상쇄되도록 하는 것이 합당하다.

마찬가지로, 상기 강재 거더의 중립축 하부에 양단이 설치되어 긴장되는 제2긴장재를 추가적으로 포함하여, 상기 강재 거더의 교축 방향의 중앙부를 상방(上方)으로 휘도록 하는 프리스트레스를 미리 도입함으로써, 보다 낮은 형고를 가지면서 장지간의 교량을 구현할 수 있도록 한다.

이 때, 강재 거더는 상기 가설 교각 상에 교축방향으로 평행하게 다수 거치되고 가로보 및 브레이싱 재로 교축직각 방향으로 서로 연결되어 보강되도록 구성된다. 그리고, 교축방향으로 다수 배열된 강재 거더의 상측에 다수의 복공판이 거치 고정되어 차량이나 사람의 통행이 가능하도록 한다. 여기서, 상기 제1긴장재는 인장력만을 도입할 수 있고 압축력에 대하여는 거의 저항할 수 없는 강봉, 강연선, PS강재 등의 케이블 타이 및 텐던용 정착 장치를 구비하여 적용할 수 있다.

그리고, 상기 제2긴장재는 강재 거더가 상방으로 휘도록 하는 프리스트레스를 도입하기 위하여 강재 거더의 중립축의 하부 또는 돌출된 정착부에 고정 설치된 상태로 긴장, 정착된다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 가설 교량의 가설 교각을 지면에 고정 설치하는 단계와; 상기 가설 교각 상에 강재 거더를 평행하게 거치시킨 후 프리스트 레스 도입 전에 인접한 강재 거더를 하나 이상의 가로보 및 브래이싱재로 연결하는 강재 거더 거치단계와; 일단이 상기 가설 교각으로부터 이격된 위치의 강재 거더에 고정되고 타단이 상기 강재 거더로부터 이격된 위치의 인접한 가설 교각에 고정됨으로써 경사지게 연결 설치된 제1긴장재를 긴장, 정착하여 상기 강재 거더가 하방(下方)으로 휘도록 하는 프리스트레스를 도입하는 단계와; 상기 강재 거더의 양단부에서 소정거리만큼 이격된 위치의 상기 강재 거더 중립축 하부에 미리 설치된 제2긴장재를 긴장, 정착하여 상기 강재 거더가 상방으로 휘도록 하는 프리스트레스를 도입하는 단계와; 상기 강재 거더의 상부에 복공판을 설치하는 단계를; 포함하여 구성된 프리스트레스트 가설 교량의 제작 공법을 제공한다.

이상에서 살펴본 일반적인 프리스트레스트 교량 및 가설 교량의 제작에 있어서, 현장 여건 및 하중조건에 따라 상기 제2긴장재에 의한 상향의 프리스트레스 도입과 케이블타이에 의한 하향의 프리스트레스 도입은 적절하게 반복 혹은 순서의 재배열이 모두 가능하다. 예를 들어, 강재 거더를 거치하고 강재 거더에 설치된 제2긴장재를 긴장한 후, 제1긴장재에 긴장력을 도입한 다음, 강재 거더에 설치된 긴장재를 추가로 긴장할 수도 있고, 강재 거더를 거치하고 제1긴장재에 긴장력을 도입한 후, 강재 거더에 설치된 제2긴장재를 긴장할 수도 있다. 이 뿐만 아니라, 강재 거더에 설치된 제2긴장재를 긴장한 후, 추가 고정하중을 재하하고, 긴장재를 재긴장하고, 제1긴장재에 긴장력을 도입한 후, 다시 강재 거더에 설치된 제2긴장재를 추가 긴장할 수도 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리스트레스트 가설 교량의 형상을 도시한 사시도, 도6은 도5의 측면도, 도7은 도5의 평면도, 도8a 내지 도8e는 도5의 제작 공정별 구성을 도시한 도면, 도9는 도5의 제작 공정을 도시한 순서도이다.

도5 내지 도9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리스트레스트 가설 교량(100)은, 지면에 고정 설치되는 가설 교각(110)과, 가설 교각(110) 상에 교축 방향으로 평행하게 다수 거치된 강재 거더(120)와, 차량이나 사람의 통행이 가능하도록 강재 거더(120)상에 설치된 다수의 복공판(130)과, 통행하는 차량이나 사람이 교량(100)으로부터 떨어지지 않도록 교축 방향을 따라 설치된 가드 난간(140)과, 강재 거더(120)의 중립축 하부에 양단이 고정되어 강재 거더(120)가 휘어 상방으로 볼록해지는 프리스트레스를 도입하는 PS강재(150)와, 강재 거더(120)를 하방으로 볼록해지도록 프리스트레스를 도입하는 케이블 타이(160)로 구성된다.

상기 가설 교각(110)은 다수의 형강을 볼트 또는 용접으로 결합하여 지면에 고정 설치되며, 교량(100)의 상부 구조를 지지하기 위하여 다수의 보강재(111)가 엇갈리게 배열 고정되며, 선단면에는 강재 거더(120)가 거치되도록 평행한 다수의 형강(110a)이 배열 고정된다.

상기 강재 거더(120)는 단면이 I 또는 H형상의 형강으로 형성되며, 가설 교 각(110) 상에 교축 방향으로 평행하게 다수 거치되도록 배열되고, 좌굴 등을 방지하고 보다 견고한 지지를 위하여 교축 직각 방향으로 인접한 강재 거더(120)가 가로보(112) 및 브레이싱재(113)로 서로 연결되어 보강된다.

상기 PS강재(150)는 강재 거더(120)의 중립축 하부에 정착구(151)로 양단이 고정 설치된 상태로 긴장되어, 공용 중에 강재 거더(120)를 상방으로 휘도록 하는 프리스트레스를 도입하여, 교량의 상부 구조에 가해지는 활하중에 대하여 효과적으로 지지하도록 한다.

상기 케이블 타이(160)는 일단이 가설 교각(110)으로부터 이격된 위치의 강재거더(120)에 고정되고 타단이 강재 거더(120)로부터 이격된 위치의 인접한 가설 교각(110)에 고정됨으로써 경사지게 설치된 상태로 긴장되어, 강재 거더(120)를 하방으로 볼록하게 휘도록 하는 프리스트레스를 미리 도입한다.

이를 통해, 교량(100)의 상부 구조(120, 130)에 차량이 통과하는 경우에 강재 거더(120)에 가해지는 외력은 케이블 타이(160)의 인장 변위가 수축되면서 상쇄됨으로써, 강재 거더(120)에 발생되는 휨 변위가 훨씬 작아진다. 더욱이, 케이블 타이(160)는 강재 거더(120)를 가설 교각(110)과 연결시키려는 방향의 하중으로 작용하므로, 차량이 상부구조(120,130)에 재하되는 순간에도 강재 거더(120)가 되튀는 것을 방지함으로써, 이를 이용하는 사용자들에게 안정감을 심어줄 뿐만 아니라 진동 및 소음의 정도도 크게 완화된다.

아울러, PS 강재(150)와 케이블 타이(160)로 동시에 프리스트레스를 강재 거더(120)에 도입함으로써, 가설 교량의 내하력을 높여 단면을 줄이거나 동일 단면에 서 지간을 크게 할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에, 활하중에 대하여 교량의 상부 구조의 휨 변위를 최소화하고 진동 및 소음 특성을 크게 개선할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리스트레스트 가설 교량(100)의 제작 공법을 상술한다.

단계 1 : 도8a에 도시된 바와 같이, 가설 교량(100)을 설치하고자 하는 위치에 소정 거리 이격되도록 가설 교각(110)을 세운다(S110).

단계 2 : 도8b에 도시된 바와 같이, 가설 교각(20)의 선단면에 강재 거더(120)를 평행하게 교축 방향으로 배치시킨 후, 프리스트레스 도입 이전에 안정성 확보를 위하여 교축 방향으로 인접한 강재 거더(120)를 하나 이상의 가로보(112) 및 브레이싱재(113)로 연결한다. (S120)

단계 3 : 도8c에 도시된 바와 같이, 일단이 가설 교각(110)으로부터 소정거리 이격된 위치에 설치되고 타단이 강재 거더(120)로부터 소정거리 이격된 인접 가설 교각(110)에 설치된 케이블 타이의 정착구에 PS강재를 배치하여 이를 긴장, 정착함으로써 강재 거더(120)를 하방으로 볼록하게 휘는 프리스트레스를 도입한다.(S130)

단계 4 : 그리고 나서, 도8d에 도시된 바와 같이, 가설 교각(110)으로부터 내측으로 소정 거리 이격된 위치의 강재 거더 하부 플랜지에 미리 설치된 정착구(151)에 PS강재(150)를 배치하고 이를 긴장, 정착하여 상향 프리스트레스를 도입한다.(S140)

단계 5 : 도8e에 도시된 바와 같이, 강재 거더(120)의 상부에 복공판(130)을 거치시키고, 교축 방향의 양측면에 가드 난간(140)을 설치하여 완성한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 PS 강재(150)를 이용하여 강재 거더(120)에 1회의 프리스트레스를 도입하는 것을 예시로 설명하였으나, 필요에 따라 추가 고정 하중을 재하한 이후나, 케이블 타이(160)에 긴장력을 도입한 이후 등 여러 차례에 걸쳐 이루어질 수 있다. 또한, PS강재(150)와 케이블 타이(160)에 의하여 강재 거더(120)에 프리스트레스를 도입하는 공정 순서는 서로 뒤바뀌어도 무방하다.

아울러, 본 발명의 실시예에서는 2경간 연속화된 교량을 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 단경간 교량 뿐만 아니라 3경간 이상의 연속화된 교량에 대해서도 동일하게 적용가능한 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은, 지면에 고정 설치되는 가설(假設) 교각과; 상기 가설 교각 상에 거치되는 강재 거더와; 차량이나 사람의 통행이 가능하도록 상기 강재 거더에 설치되는 복공판과; 일단이 상기 가설 교각으로부터 이격된 위치의 강재 거더에 고정되고 타단이 상기 강재 거더로부터 이격된 위치의 인접 한 가설 교각에 고정됨으로써 경사지게 연결 설치되어 긴장되는 제1긴장재와; 상기 강재 거더의 중립축 하부에 양단이 설치되어 긴장되어 상기 강재 거더의 교축 방향의 중앙부를 상방(上方)으로 휘도록 하는 프리스트레스를 미리 도입하는 제2긴장재를 포함하여 구성되어, 내하력을 높여 단면을 줄이거나 동일 단면에서 지간을 크게 할 수 있을 뿐 아니라, 동시에, 가설 교량에서 발생되는 소음과 진동을 크게 저감시킨 프리스트레스트 가설 교량 및 그 제작 공법을 제공한다.

이를 통해, 본 발명에 따른 가설 교량은 효율적인 프리스트레스의 도입에 의해 교량에 사용되는 전체 강재량을 줄이거나 보다 장지간화를 구현할 수 있으므로 공사비가 절감할 수 있는 장점을 얻을 수 있으며, 동시에, 보다 작은 형고를 가지면서 보다 장지간화된 교량 가설이 가능해진다.

또한, 본 발명은, 활하중이 재하되는 경우와 활하중이 재하되지 않은 경우 사이의 응력변화와 처짐의 변화량을 크게 감소시킬 수 있게 되어, 사용성 평가의 주요한 인자인 처짐량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 가설 교량의 진동과 소음을 크게 감소시킬 수 있다.

더욱이, 강재로 구성된 구조에서 가장 중요한 문제 중의 하나인 피로문제에 있어서도, 교량의 응력 변동폭을 크게 감소시키므로, 가설 교량에 반복 하중이 가해지더라도 장시간 동안 파손될 가능성을 크게 줄일 수 있는 유리한 구조를 구현한다.

Claims (9)

1. 지면에 고정 설치되는 교각과;

   통행이 가능하도록 상기 교각 상에 거치되어 설치되는 교량 상부구조와;

   상기 교각 사이의 상기 교량 상부구조를 하방(下方)으로 볼록하게 휘도록 하는 프리스트레스가 미리 도입되도록 상기 교량 상부구조와 연결되어 긴장되는 제1긴장재를;

   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 교량.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제1긴장재는 상기 교량 상부구조와 상기 교각에 경사진 상태로 연결된 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 교량.
3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 교량 상부구조에 양단이 설치되어 긴장되는 제2긴장재를;

   추가적으로 포함하여, 상기 교량 상부구조의 교축 방향의 중앙부를 상방(上方)으로 휘도록 하는 프리스트레스가 미리 도입되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 교량.
4. 지면에 고정 설치되는 가설(假設) 교각과;

   상기 가설 교각 상에 거치되어 가로보 및 브레이싱재로 보강된 다수의 강재 거더와;

   차량이나 사람의 통행이 가능하도록 상기 강재 거더에 설치되는 복공판과;

   일단이 상기 가설 교각으로부터 이격된 위치의 강재 거더에 고정되고 타단이 상기 강재 거더로부터 이격된 위치의 인접한 가설 교각에 고정됨으로써 경사지게 연결 설치되어 긴장되는 제1긴장재를;

   포함하여, 상기 제1긴장재의 긴장에 의하여 상기 강재 거더를 하방(下方)으로 휘도록 하는 프리스트레스가 미리 도입되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 가설(假設) 교량.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 강재 거더의 중립축 하부에 양단이 설치되어 긴장되는 제2긴장재를;

   추가적으로 포함하여, 상기 강재 거더의 교축 방향의 중앙부를 상방(上方)으로 휘도록 하는 프리스트레스가 미리 도입되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 가설 교량.
6. 가설 교각을 지면에 설치하는 단계와;

   상기 가설 교각 상에 가로보 및 브레이싱재로 보강된 다수의 강재 거더를 거치시키는 단계와;

   상기 가설 교각과 상기 강재 거더에 경사지게 연결된 제1긴장재를 긴장시켜 상기 강재 거더가 하방(下方)으로 휘도록 하는 프리스트레스를 도입하는 단계와;

   상기 강재 거더에 복공판을 설치하는 단계를;

   포함하여 구성된 프리스트레스트 가설 교량의 제작 공법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 강재 거더의 중립축 하부에 양단이 고정 설치된 제2긴장재를 긴장, 정착하여 상기 강재 거더가 상방으로 휘도록 하는 프리스트레스를 도입하는 단계를;

   추가적으로 포함하여 구성된 프리스트레스트 가설 교량의 제작 공법.
8. 가설 교각을 지면에 고정 설치하는 가설교각 설치단계와;

   상기 가설 교각 상에 강재 거더를 평행하게 거치시킨 후 프리스트레스 도입 전에 인접한 강재 거더를 가로보 및 브레이싱재로 연결하는 강재 거더 거치단계와;

   상기 강재 거더의 상부에 복공판과 같은 고정 하중으로 재하되는 설치물을 설치하는 고정하중 설치단계와;

   일단이 상기 가설 교각으로부터 이격된 위치의 강재 거더의 하부 플랜지에 고정되고 타단이 상기 강재 거더로부터 이격된 위치의 인접한 가설 교각에 고정됨으로써 경사지게 연결 설치된 케이블 타이를 긴장, 정착하여 상기 강재 거더가 하방(下方)으로 휘도록 하는 프리스트레스를 도입하는 단계를;

   순차적으로 포함하여 구성되되, 상기 강재 거더의 양단부에서 소정거리만큼 이격된 위치의 상기 강재 거더의 중립축 하부에 미리 설치된 제2긴장재를 긴장, 정 착하여 상기 강재 거더가 상방으로 휘도록 하는 프리스트레스를 도입하는 단계가, 상기 강재 거더 거치단계와 고정하중 설치단계의 사이, 상기 고정하중 설치단계와 상기 하방 프리스트레스 도입단계의 사이, 상기 하방 프리스트레스 도입단계 이후 중 한번 이상 도입되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 가설 교량의 제작 공법.
9. 가설 교각을 지면에 고정 설치하는 가설교각 설치단계와;

   상기 가설 교각 상에 강재 거더를 평행하게 거치시킨 후 프리스트레스 도입 전에 인접한 강재 거더를 가로보 및 브레이싱재로 연결하는 강재 거더 거치단계와;

   일단이 상기 가설 교각으로부터 이격된 위치의 강재 거더의 하부 플랜지에 고정되고 타단이 상기 강재 거더로부터 이격된 위치의 인접한 가설 교각에 고정됨으로써 경사지게 연결 설치된 케이블 타이를 긴장, 정착하여 상기 강재 거더가 하방(下方)으로 휘도록 하는 프리스트레스를 도입하는 단계와;

   상기 강재 거더의 상부에 복공판과 같은 고정 하중으로 재하되는 설치물을 설치하는 고정하중 설치단계를;

   순차적으로 포함하여 구성되되, 상기 강재 거더의 양단부에서 소정거리만큼 이격된 위치의 상기 강재 거더의 중립축 하부에 미리 설치된 제2긴장재를 긴장, 정착하여 상기 강재 거더가 상방으로 휘도록 하는 프리스트레스를 도입하는 단계는, 상기 강재 거더 거치단계와 상기 하방 프리스트레스 도입단계의 사이, 상기 하방 프리스트레스 도입단계와 상기 고정하중 설치단계의 사이, 상기 고정하중 설치단계 이후 중 한번 이상 도입되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 가설 교량의 제작 공법.

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