KR20080093263A

KR20080093263A - 강합성 형강 교량의 연속화 시공방법

Info

Publication number: KR20080093263A
Application number: KR1020070036965A
Authority: KR
Inventors: 이선호; 윤기용; 김상섭; 박정웅; 박종섭; 조윤재
Original assignee: (주)석탑엔지니어링; 조선대학교산학협력단
Priority date: 2007-04-16
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2008-10-21

Abstract

본 발명은 모듈화된 종방향 거더를 지점부에 설치한 횡방향 강재거더에 먼저 단순보 지지방식으로 설치한 후, 바닥판 콘크리트를 타설하고, 그 이후에 종방향 거더를 연속화 시켜, 보다 저렴한 형강제품을 그대로 이용하여 강합성 교량을 경제적으로 시공할 수 있으면서도 지점부에 있어 설치되는 교량받침 개수를 줄일 수 있어 유지관리에도 효과적이며, 장지간화 또는 낮은 형고로 강합성 교량을 시공할 수 있는 강합성 교량의 연속화 시공방법에 관한 것이다.

연속화, 종방향 거더, 강합성교량, 형강

Description

강합성 형강 교량의 연속화 시공방법{CONTINUOUS COMPOSITE BRIDGE CONSTRUCTION METHOD}

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 종래 연속교 시공방법의 예를 도시한 것이며,

도 1d 및 도 1e는 종래 강재 거더(플레이트 거더 또는 형강 거더)의 예를 도시한 것이다.

도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 2d, 도 2e, 도 2f, 도 2g 및 도 2h는 본 발명의 강합성 교량 시공방법을 도시한 것이다.

도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 3d, 도 3e 및 도 3f는 본 발명의 강합성교량의 작용을 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:종방향 거더 110:강재 거더

120:강 바닥판 패널 121:바닥판용 강판

122:횡방향 강재 124:종방향 배력철근

130:체결구 140:걸림판

200:횡방향 강재거더 210:상부플랜지(횡방향 강재거더)

220:복부(횡방향 강재거더) 230:하부플랜지(횡방향 강재거더)

240:수직스티프너 250:수평스티프너

260:연결판 300:연결패널

310:연결부용 강판 320:횡방향 연결강재

400:교량하부구조물(교대,교각)

500:바닥판 콘크리트

본 발명은 강합성 형강 교량의 연속화 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 특히 형강제품을 이용하여 강합성 교량을 연속교 방식으로 시공하기 위한 강합성 교량의 시공 방법에 관한 것이다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 종래 강재 거더를 이용한 교량의 연속화 시공방법을 개략적으로 순서대로 도시한 것이다.

즉, 도 1a와 같이, 먼저 세그먼트화되어 결합된 강재 거더(10)의 양 단부를 지지하도록 가설벤트(21)에는 미리 임시 교량받침(23)을 설치하고, 교대(22)에는 영구 교량받침(24)을 미리 설치하게 된다.

이러한 교량받침들은 미도시 되었지만 횡방향으로 거더 설치개수에 따라 각각의 거더에 대하여 다수 설치된다.

다음으로는 강합성 거더(10)를 교량받침(23,24) 상부면에 거치함으로서 강합 성 거더(10)가 단순지지 방식으로 설치되도록 한다.

이에 도 1b와 같이, 강재 거더(10)를 서로 연결시켜 줌으로서 거더를 연속화 시키게 되는데, 이러한 연속화 수단의 경우 거더 연결부에 지점부 콘크리트를 타설하는 경우도 있을 수 있지만 도 1b에 의하면 강재 거더의 경우로서 통상의 연결판, 연결볼트 및 너트를 이용하여 거더를 서로 연결시켜 연속화 시키게 된다.

이에 강재 거더(10)가 연속화 되면 중앙의 영구 교각(25)에 설치된 영구 교량받침(24)을 설치하여 지지되도록 한다.

다음으로는 도 1c와 같이 강재 거더(10) 상부면에 바닥판 콘크리트를 타설, 양생시킴으로서 바닥판(40)을 형성시켜 강재 거더를 이용하여 교량을 연속교 방식으로 완성될 수 있도록 하게 된다.

위와 같은 종래 연속교 시공 방법은 결국 강재 거더를 먼저 단순교 형태로 설치하고 나서, 강재 거더를 연속화시키고, 바닥판을 강재 거더 상부에 형성시키는 방식이라 할 수 있다.

이러한 방식에 의하면 강재 거더의 단면크기는 적어도 거더의 자중 및 바닥판 자중에 의하여 지점부(교각)에 발생하는 휨 부모멘트에 저항할 수 있도록 정해지게 되는데,

이는 강재 거더의 압축플랜지(하부플랜지)에 발생되는 압축응력을 기준으로 강재 거더의 단면크기를 정해야 함을 의미한다.

이에 특히 강재 거더(40)를 사용하는 강합성 교량의 경우에는 위와 같은 압축응력에 대응할 수 있도록 도 1d와 같이 강판을 가공하여 I형 단면을 가지도록 상 부플랜지(41), 복부(42) 및 하부플랜지(43)를 용접하여 제작하는 것이 일반적이다.

하지만, 이러한 강재 거더 제작방법은 그 제작을 위하여 강판을 가공하고, 가공된 강판을 용접하는 작업이 수반되므로 그 제작비용이 고가일 수밖에 없다는 문제점이 있어, 도 1e와 같이 강재 거더와 동일한 단면크기를 가진 I형 또는 H형 단면의 형강(50)제품을 그대로 이용할 수만 있다면 보다 경제적인 교량시공이 가능할 수 있을 것이다.

하지만, 구입 가능한 형강제품의 단면크기는 제한적이기 때문에 통상 최대 단면크기로 공급될 수 있는 형강제품의 경우 개략 지간 20m 이하의 교량에 적용될 뿐이어서, 통상 구입 가능한 형강제품을 강재 거더로 이용할 수 있으면서도 보다 장지간 또는 보다 작은 형고를 가질 수 있는 연속교 방식의 강합성 교량을 시공할 수 있는 기술개발의 필요성이 요구되었다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 강합성 교량을 시공하기 위한 강재 거더로서 형강을 이용할 수 있도록 하여 보다 경제적인 교량시공이 가능하도록 하면서도, 교각과 같은 지점부에 발생하는 휨 부모멘트가 최소화 될 수 있도록 함으로서, 강재거더에 있어 동일한 단면크기라면 보다 장지간 시공할 수 있으며, 동일한 지간이라면 보다 작은 형고를 가질 수 있는 강합성 형강 교량의 연속화 시공방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

첫째, 강합성 교량을 시공하기 위한 종방향 거더(100)를 구성하는 강재 거더(110)의 경우 형강제품을 그대로 이용할 수 있도록 하기 위하여 먼저 지점부(교각)에 발생하는 휨 부모멘트의 크기를 보다 효과적으로 제어될 수 있도록 하였다.

이를 위해 본 발명은 강재 거더(110)를 교대/교각(400)에 설치하고, 바닥판 콘크리트(500)를 타설하기까지는 강재 거더(110)가 단순지지 방식으로 설치될 수 있도록 하여 지점부에 있어 강재 거더가 휨 부모멘트(-M)의 영향을 받지 않도록 하였다.

즉, 강재 거더(110)를 교대/교각(400)에 단순지지방식으로 거치되도록 한 상태에서 바닥판 자중까지 부담하도록 함으로서 지점부에 발생하는 휨 부모멘트로부터 자유롭게 하고,

그 다음에 강재 거더(110)를 서로 연속화시킴으로서 결국 강재 거더(110)는 활하중 및 2차 고정하중(중분대, 포장층에 의한 자중)에 대해서 연속화된 거더로 거동되도록 하여 강재 거더(110)가 부담해야 하는 지점부의 휨 부모멘트의 크기를 감소시킬 수 있어 결국 강재 거더를 형강제품으로 대체 이용할 수 있도록 한 것이다.

둘째, 지점부에 있어서는 교각 상부면에 횡방향으로 본 발명의 횡방향 강재거더(200)를 설치하고, 상기 횡방향 강재거더(200) 사이에 종방향 거더(100)가 고정 설치될 수 있도록 하였다.

이로서, 지점부에 있어 종방향 거더(100) 각각에 설치되어야 하는 교량받침의 개수와 비교하여 횡방향 강재거더(200)를 지지할 수 있는 교량받침만을 설치할 수 있으므로 설치해야할 교량받침의 개수를 줄일 수 있게 된다.

또한, 횡방향 강재거더(200)는 종방향 거더의(100)의 연속화 시점을 분리하여 지점부에 발생하는 휨 부모멘트를 분할하여 보다 효율적인 종방향 거더(100)의 단면 크기를 확보할 수 있게 된다.

셋째, 종방향 거더의 경우 미리 제작장에서 강재 거더(110)와 바닥판 형성을 위한 강 바닥판 패널(120)을 미리 모듈화하여 일체화 제작하고, 이를 현장에 그대로 반입하여, 교대 및 교각(400)과 같은 교량하부구조물에 거치하는 방식으로 설치하고, 현장에서는 바닥판 콘크리트(500)를 타설하는 간단한 공종만으로도 강합성 교량 시공이 완성될 수 있도록 하였다.

본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 횡방향 강재거더(200)의 설치예를 도시한 것이고,

도 2c는 모듈화된 종방향 거더(100)의 예를 도시한 것이고,

도 2d 및 도 2e는 본 발명의 횡방향 강재거더(200)의 상부에 먼저 모듈화된 종방향 거더(100)를 설치하는 공종을 도시한 것이고,

도 2f는 종방향 거더(100)를 연결패널(300)을 이용하여 횡방향으로 연결 설치하는 공종을 도시한 것이고,

도 2g는 종방향 거더(100) 상부에 바닥판 콘크리트(500)를 형성시키는 공종을 도시한 것이고,

도 2h는 본 발명의 횡방향 강재거더(200)의 하부에 종방향 거더(100)를 연결시켜 종방향 거더를 연속화시키는 공종을 도시한 것이다.

도 3a 내지 도 3f는 특히 3경간에 걸쳐 본 발명의 강합성교량을 시공함에 있어 지점부 및 각 경간에 발생하는 휨 모멘트를 개략적으로 도시한 것이다.

먼저, 도 2a 및 도 2b와 같이, 교대 및 교각과 같은 교량하부구조물이 먼저 시공되며, 이러한 교량하부구조물인 교각(400)에 횡방향 강재거더(200)를 지지하도록 교량받침(410)을 설치하고 나서, 교량받침(410) 상면에 횡방향 강재거더(200)를 설치하게 된다.

통상, 교량받침(410)은 교각의 폭에 따라 다수 설치되는 각 거더의 단부마다 설치되지만 본 발명과 같이 횡방향 강재거더(200)를 설치하고 종방향 거더(100)를 횡방향 강재거더(200)에 고정 설치하는 경우, 종방향 거더(100) 마다 교량받침을 설치할 필요가 없게 되어 설치되어야 할 교량받침의 개수를 줄일 수 있어 그 만큼 하자보수 비용이 적게 소요되어 장기적인 코스트관리측면에서 훨씬 유리한 장점이 있게 된다.

이러한 횡방향 강재거더(200)는 교각 폭에 따라 H형 단면의 강재 거더를 제작하여 설치하되, 도 2a와 같이 상부플랜지(210), 복부(220) 및 하부플랜지(230)와 단면 강성을 증진시키기 위하여 복부에 수직스티프너(240)가 형성되도록 할 수 있다.

또한 후술되는 종방향 거더(100)를 연결시키기 위하여 상기 상부플랜지, 복부에는 다수의 관통홀이 미리 형성되도록 하게 된다.

도 2b의 경우에는 수직스티프너(240)에 더하여 수평스티프너(250)가 더 설치된 경우의 횡방향 강재거더(200)가 도시되어 있으며, 나아가 미도시하였지만, 횡방향 강재 거더(200)는 H형 단면이 아닌 박스체 형태로 제작, 설치될 수 있다. 본 발명에서는 상기 도 2b의 횡방향 강재거더(200)를 기준으로 살펴본다.

이러한 횡방향 강재 거더(200)는 종방향 거더(100)가 양 측에 고정 설치됨으로서 종방향 거더마다 설치되어야 하는 교량받침의 개수를 줄일 수 있도록 하는 기능을 가질 뿐만 아니라,

교각과 같은 지점부에 설치되기 때문에 지점부에 발생하는 휨 부모멘트를 분담 저항할 수 있어, 종방향 거더의 단면 크기를 최적화시킬 수 있는 부가적인 기능을 가지게 된다.

본 발명의 종방향 거더(100)는 도 2c와 같이, 강재 거더(110)와 강 바닥판 패널(120)로 구성되어 미리 공장에서 모듈화 하여 제작하게 되며, 상기 모듈화된 강재 거더와 강 바닥판 패널(120)은 미리 현장에 설치된 교각 및 교대(400,교량하부구조물)가 설치된 현장에 운반되어 설치되게 된다.

이에 강재 거더(110)의 경우 I형 또는 H형 단면으로서 상부플랜지, 복부 및 하부플랜지가 일체로 압연 주조되어 제작된 형강제품을 사용하게 된다. 이러한 형강제품을 사용하는 경우 별도로 상부플랜지, 복부 및 하부플랜지를 용접하여 제작하는 경우와 비교하여 그 제작비용을 절감할 수 있다는 장점이 있기 때문이다.

강 바닥판 패널(120)은 강재 거더(110)의 상부플랜지 상면에 체결구(130)에 의하여 설치되며, 강판을 가공하여 제작하게 된다.

구체적으로 살펴보면, 먼저 2개의 강재 거더(110)를 서로 이격시켜 배치시킨 상태에서, 각 강재 거더(110)의 상부면에 강 바닥판 패널(120)을 연결볼트 및 너트로 구성된 체결구(130)로 서로 일체화시키게 된다.

이에 강재 거더(110) 상부플랜지에는 체결구가 체결될 수 있도록 관통홀이 종방향으로 다수 이격되어 형성되도록 하게 되며, 이에 대응하여 바닥판용 강판(121)에도 관통홀이 다수 형성되도록 하게 된다.

체결구(130)로서 연결볼트 및 너트를 이용하는 경우 그 체결작업이 용이하며, 이러한 체결구에 의하여 강재 거더(110)는 강 바닥판 패널(120)에 의하여 그 위치가 구속되므로 운반 또는 시공 시 발생할 수 있는 강재 거더의 횡-비틀림 좌굴현상을 방지할 수 있게 된다.

기본적으로 강재 거더(110)는 교량에 있어 종방향(교축방향)에 있어 주형으로 기능하게 되며, 강 바닥판 패널(120)은 바닥판 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집 역할을 하게 된다.

또한 강 바닥판 패널(120)은 바닥판 콘크리트(500)와 합성되어 바닥판에 발생하는 인장응력에 저항할 수 있게 되어 바닥판의 두께 감소 및 그 강성을 증가시키는 역할을 할 수 있게 된다.

이러한 강 바닥판 패널(120)은 바닥판용 강판(121)과 바닥판용 강판(121) 상부면에 횡방향(교축방향과 직각방향으로서 교량의 폭방향)으로 연장되며, 종방향으 로 다수 이격된 횡방향 강재(122)가 용접에 의하여 설치된다.

이러한 횡방향 강재(122)는 강 바닥판 패널(120)에 있어 횡-비틀림 좌굴에 저항할 수 있는 강성(STIFFNESS)을 제공하게 되며, 바닥판에 있어 횡방향으로 발생하는 인장응력에 저항하는 인장철근의 역할을 하게 되며, 이는 I형 또는 H형 단면의 형강제품을 이용한다.

또한, 횡방향 강재(122)의 복부에는 유공(123)이 형성되도록 하여 추후 타설되는 바닥판 콘크리트(500)가 연통되도록 하여 바닥판 콘크리트와 종방향 거더(100)의 합성을 증진시킬 수 있도록 하되,

도 2f와 같이 종방향 배력철근(124)을 횡방향 강재 상면에 설치함으로서 바닥판의 종방향 강성도 충분히 확보할 수 있도록 한다.

도 2c에서는 강재 거더(110) 2개가 1개의 강 바닥판 패널(120)과 체결구(130)에 의하여 일체화됨으로서 1개의 모듈화된 제품이 제작되도록 하고 있음을 알 수 있는데, 상기 모듈화 방법은 그 제작, 운반 및 설치의 편의성 등을 고려하여 다양한 크기, 개수 등을 변경시킬 수 있을 것이다.

나아가, 강재 거더(110)의 상부플랜지 양 상면에는 걸림판(140)이 더 설치된다.

이러한 걸림판(140)은 종방향 거더(100)가 횡방향 강재거더(200)의 상부에 걸려져 설치될 수 있도록 하는 기능을 가지도록 강재 거더(110)의 상부플랜지 상면에 일측이 고정되고 타측이 횡방향 강재거더(200)의 상부에 걸려지도록 돌출되어 배치시키게 된다.

도 2d에 의하면, 상기 모듈화되어 미리 공장에서 제작된 종방향 거더(100)는 교각(400)에 설치된 횡방향 강재거더(200)에 설치되고 있음을 알 수 있는데,

먼저, 종방향 거더(100)의 걸림판(140)을 종방향 거더의 상부플랜지에 걸려지도록 하여 임시적으로 종방향 거더(100)를 횡방향 강재거더(200)에 설치하게 되며, 종방향 거더(100)를 구성하는 강재 거더(110)의 복부 및 하부플랜지에 형성된 관통홀이 횡방향 강재거더(200)의 수직스티프너(240) 및 수평스티프너(250)의 관통공에 대응하여 배치되도록 하게 된다.

다음으로는 도 2e와 같이, 횡방향 강재거더(200) 상부에 먼저 종방향 거더(100)를 고정시키게 된다.

이러한 고정작업은 연결판(260)을 연결볼트 및 너트를 이용하게 되는데 도 2e에 의하면 4개의 사다리꼴 형태의 연결판(260)이 걸림판(140)의 양 측면인 강재거더 상부플랜지와 횡방향 강재거더의 상부플랜지 상면을 커버하도록 연장되어 연결볼트 및 너트에 의하여 고정됨으로서 결국, 종방향 거더(100)가 횡방향 강재거더(200)의 상부에 기계적으로 체결되어 고정되도록 하고 있음을 알 수 있다.

즉, 종방향 거더(100)의 상부만이 횡방향 강재거더(200)에 고정됨으로서 종방향 거더(100)는 양단이 단순 지지되는 단순지지 방식에 의하여 1차적으로 설치되고 있음을 알 수 있다.

이는 결국 종방향 거더(100)는 그 자중 및 후술되는 바와 같이 바닥판 콘크리트가 타설되기까지는, 전체 단면크기를 결정하는 요인이 되는 지점부의 휨 부모멘트로부터 자유롭기 때문에 단면크기를 최적화할 수 있고, 이는 결국 종방향 거 더(100)를 구성하는 강재 거더(110)를 도 1e와 같이 형강제품으로 대체하여 사용할 수 있게 하는 요인이 될 수 있어 본 발명의 가장 핵심적인 기술적 구성이 된다.

이때, 도 2e의 경우 종방향 거더(100) 2개가 횡방향 강재거더(200)를 기준으로 양 측에 각각 설치되고 있음을 알 수 있으며, 횡방향으로 이격된 다른 2개의 종방향 거더(100)가 설치되고 있음을 알 수 있다.

도 2f는 도 2e와 같이 횡방향으로 서로 이격 설치된 종방향 거더(100)를 서로 횡방향으로 연결시키는 공종이 도시되어 있으며, 이는 연결패널(300)을 이용하고 있음을 알 수 있다.

즉, 상기 연결패널(300)은 모듈화된 강재 거더(110)와 강 바닥판 패널(120)의 횡방향 연결을 위한 것이라 할 수 있다.

이러한 연결패널(300)은 횡방향 연결강재(320)가 상면에 종방향으로 다수 이격되어 설치된 연결부용 강판(310)로 구성된다.

상기 연결부용 강판(310)의 경우 역시 소정의 두께를 가진 강판을 이용하여 제작하게 되며, 그 상면에는 종방향으로 다수가 이격되어 양 단부가 강재 패널의 폭을 지나 돌출되도록 횡방향 연결강재(320)가 용접에 의하여 설치된다.

이에 상기 횡방향 연결강재(320)도 I형 형강 제품을 이용하게 되며, 그 복부에 유공(321)이 형성되도록 한다.

그 설치과정을 살펴보면, 모듈화된 종방향 거더(100)의 제작이 완료되면, 연결패널(300)과 같이 현장에 반입시키게 되며, 크레인과 같은 양중장치를 이용하여 미리 시공된 교대, 교각(400)에 거치시키게 전에 먼저 종방향으로 상기 강재 거 더(110)와 강 바닥판 패널(120)을 연결시키게 된다.

즉, 1개의 모듈화된 종방향 거더(100)로 교대, 교각들과의 사이에 설치할 수 있다면 달리 1개의 모듈화된 종방향 거더(100)와 강 바닥판 패널(120)을 종방향으로 서로 연결시킬 필요가 없지만,

만약 교대, 교각들과의 사이의 거리가 1개의 모듈화된 종방향 거더(100)의 길이보다 크다면, 적어도 2개의 모듈화된 종방향 거더(100)를 종방향으로 연결시킬 필요가 있다.

이러한 종방향 연결은 예컨대 먼저 강재 거더(110)를 연결시킴과 더불어 강 바닥판 패널(120)을 연결시키게 되며, 강재 거더(110)의 연결은 연결단부에 연결판과 연결볼트 및 너트를 이용한 기계적 연결이음을 이용함으로서 보다 용이한 종방향 연결이 가능하도록 한다.

나아가 강 바닥판 패널(120)의 연결은 먼저 강 바닥판 패널의 연결단부를 각각 상방으로 절곡시키고, 절곡된 양 연결단부는 역시 연결볼트 및 너트를 이용하여 서로 연결시킬 수 있을 것이다.

이렇게 강재 거더(110)와 강 바닥판 패널(120)들은 연결패널(300)을 이용하여 서로 횡방향으로 연결시키게 된다.

즉, 모듈화된 강재 거더(110)와 강 바닥판 패널(120) 사이에 도 2f와 같이 연결패널(300)을 배치시켜 놓고서, 강 바닥판 패널과 연결패널을 용접 등의 방법으로 서로 일체화시키게 되며, 특히 상기 연결패널(300)의 횡방향 연결강재(320)는 강 바닥판 패널의 횡방향 강재(122) 들 사이에 상, 하로 엇갈려 설치되도록 하고 있음을 알 수 있다.

이는 강재거더의 상면에서 발생할 수 있는 휨 부모멘트에 충분한 강성을 제공하기 위한 것이라 할 수 있다.

이로서 도 2f와 같이 모듈화된 강재 거더(110)와 강 바닥판 패널(120)들은 종방향 또는/및 횡방향으로 서로 연결됨으로서 교대, 교각에는 4개의 강재 거더(110)가 설치되며,

이러한 강재 거더(110) 상부에는 바닥판 콘크리트를 타설할 수 있는 강 바닥판 패널(120)이 연결패널에 의하여 일체로 형성될 수 있음을 알 수 있다.

나아가, 강 바닥판 패널(120) 및 연결패널(300)을 구성하는 횡방향 강재와 횡방향 연결강재의 유공에는 종방향으로 종방향 배력철근(124)이 삽입되어 연장되도록 할 수도 있으나 종방향 배력철근(222)이 횡방향 강재(220) 상면에 고정 설치되도록 함으로서 바닥판의 종방향 인장철근의 역할을 하게 함을 알 수 있다.

또한, 체결구(130)는 강 바닥판 패널(200)의 상면으로부터 각각 상방으로 돌출되어 타설되는 바닥판 콘크리트와의 합성이 증진되도록 할 수 있음도 역시 확인할 수 있다.

다음으로는 도 2g와 같이 강 바닥판 패널(120) 상부로부터 바닥판 콘크리트(500)를 타설하게 된다. 이로서 강 바닥판 패널(120)에 형성된 횡방향 강재(122), 연결패널(300)에 형성된 횡방향 연결강재(320), 종방향 배력철근(124), 체결구(130)는 바닥판 콘크리트(500)에 매립되어 양생되어 서로 합성되도록 하고 있음을 알 수 있다.

이에 종방향 거더(100)에는 그 자중 및 바닥판 자중이 작용하게 되는데, 아직 종방향 거더(100)는 단순보 방식의 설치상태를 유지하고 있으므로 달리 지점부의 휨 부모멘트에 대하여 자유로울 수 있게 됨을 알 수 있으며, 바닥판 콘크리트 타설 까지 아직 연속화 되고 있지 않음을 알 수 있다.

도 2h는 단순지지 방식으로 설치된 종방향 거더(100)를 연속화시키는 공종을 도시한 것이다.

즉, 횡방향 강재거더(200) 상부에 고정된 종방향 거더(100)를 바닥판 콘크리트(150) 타설 이후에 연속화시킴으로서 최종 종방향 거더(100)가 연속화되고 이로서 강합성 교량을 연속교 방식으로 설치되도록 하고 있음을 알 수 있다.

이러한 연속화 수단은 종방향 거더(100)와 횡방향 강재거더(200)를 연결판(270) 및 연결볼트와 너트를 이용하여 서로 기계적으로 체결시킴으로서 가능하게 되며, 바닥판 콘크리트(500) 타설 시 그 하중에 의하여 종방향 거더의 강재거더 복부 및 하부플랜지는 횡방향 강재거더로 접근하여 메탈터치되므로 이때 상기 연결볼트 및 너트와 연결판을 서로 결속시키게 된다.

도 3a 내지 도 3f는 3경강 강합성 교량의 시공상태를 각 지점부(교각)와 경강 중앙에 발생하는 휨 모멘트도를 개략적으로 도시함으로서 본 발명에 의한 강합성교량의 작용상태도를 도시한 것인데,

먼저, 도 3a에 의하면, 양 측에 각각 1개가 설치된 교대(A,B) 및 교대 사이에 이격되어 2개가 설치된 교각(C,D)에는 교량받침에 지지된 횡방향 강재거더(200)가 각각 설치되고 있음을 알 수 있으며,

좌측 교대(A)와 인접한 교각(C) 사이를 의미하는 제 1경간 구간의 횡방향 강재거더(200) 상부에 먼저 종방향 거더(100)가 단순보 지지형태로 설치되고 있음을 알 수 있다.

다음으로는 도 3b와 같이 제 경간 구간에 미리 바닥판 콘크리트(500)를 타설하고 있음을 알 수 있다.

이때, 위에서 살펴본 것과 같이 종방향 거더(100)의 양 단부에 해당하는 지점부(A,C)는 휨 부모멘트에 자유로운 단순보 지지형태이므로 달리 휨 모멘트가 발생하지 않고 있음을 알 수 있다.

다음으로는 도 3c 및 도 3d와 같이 제 2경간 구간에 종방향 거더(100)를 단순보 지지형태로 추가 설치하고, 제 1경간 구간과 연속하여 바닥판 콘크리트를 타설하고 있음을 알 수 있으며, 지점부(C,D)에 역시 달리 휨 모멘트가 발생하지 않고 있음을 알 수 있다.

다음으로는 도 3e 및 도 3f와 같이 제 3경간 구간에 종방향 거더(100)를 단순보 지지형태로 역시 추가 설치하고, 제 2경간 구간과 연속하여 바닥판 콘크리트를 타설하고 있음을 알 수 있으며, 지점부(D,B)에 역시 달리 휨 모멘트가 발생하지 않고 있음을 알 수 있다.

결국, 본 발명의 강합성 교량은 횡방향 강재거더(200), 종방향 거더(100)와 바닥판 콘크리트(500) 형성 까지는 교량에 있어 휨 부모멘트가 발생하지 않도록 하

고 있음을 알 수 있어 보다 최적화된 단면크기를 가진 종방향 거더(100)로서 형강을 이용할 수 있도록 이용할 수 있도록 하고 있음을 알 수 있게 된다.

다음으로는 도 2f와 같이 각 지점부에 있어 횡방향 강재거더와 종방향거더의 하부를 연결시켜 연속화시키는 경우, 연속화된 종방향 거더가 활하중 등에 의한 휨 모멘트를 부담할 수 있게 되어 전체적으로 보다 효율적인 강합성 교량 시공이 가능하게 된다.

본 발명에 따른 강합성 교량 연속화 시공방법에 의하면, 형강제품을 사용하여 종방향 거더를 설계, 제작할 수 있어 보다 경제적인 강합성 교량 시공이 가능하게 되며, 구조적으로도 동일 지간이라면 종방향 거더의 형고를 낮출 수 있고, 동일 형고라면 장지간으로 종방향 거더를 설치할 수 있게 된다.

또한, 지점부에 횡방향 강재 거더를 설치함으로서 지점부에 설치해야 하는 교량받침 개수를 줄일 수 있어 장기간 사용 시 발생하는 하자발생 여지를 줄일 수 있어 보다 효과적인 품질관리가 가능하게 되며,

종방향 거더를 공장에서 모듈화하여 제작함으로서 현장에서의 작업을 최소화시킬 수 있음을 알 수 있고, 현장에서의 연결 작업도 비교적 작업성이 좋은 연결볼트 및 너트를 이용한 기계적 체결이음을 이용함으로서 그 시공성이 뛰어남을 알 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

Claims

교각을 포함하는 교량 지점부에 횡방향으로 연장되도록 H형강, 판형거더 또는 박스형거더 중 어느 하나인 횡방향 강재거더를 설치하고,

H형강 또는 비대칭 H형강으로 제작된 적어도 2개의 강재 거더 상부에, 형강 복부에 유공이 형성된 횡방향 강재가 상면에 종방향으로 다수 이격되어 설치된 바닥판용 강판을 미리 일체화시킨 강바닥판 패널을 설치하되, 상기 강재 거더와 강바닥판 패널은 강재 거더의 상부플랜지로부터 강 바닥판 패널을 관통하여 상방 돌출된 연결볼트에 체결된 너트를 포함하는 체결구에 의하여 서로 일체화되어, 강재거더와 강바닥판 패널이 모듈화된 종방향거더를 먼저 상기 횡방향거더 상부에만 얹어져 고정되도록 하고,

상기 종방향거더 상부에 바닥판을 형성시키고,

상기 종방향거더의 하부를 지점부 횡방향거더에 고정시켜 종방향거더를 연속화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강합성 형강 교량 연속화 시공방법.
제 1항에 있어서, 상기 모듈화된 종방향 거더는 서로 횡 방향 연결시키되, 상기 횡방향 연결은 횡방향 연결강재가 상면에 종방향으로 다수 이격되어 설치된 연결부용 강판인 연결 패널에 의하여 이격되어 서로 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 강합성 형강 교량 연속화 시공방법.
제 2항에 있어, 상기 모듈화된 종방향 거더는 서로 종 방향 연결시키되, 상기 종방향 연결은 강재 거더를 서로 연결볼트 및 너트를 포함하는 체결구와 연결판을 이용하여 연결시킴과 더불어 강 바닥판 패널의 연결단부를 절곡하여 서로 접하여 놓고 연결볼트 및 너트를 포함하는 체결구로 연결시키는 것을 특징으로 하는 강합성 형강 교량 연속화 시공방법.
제 2항에 있어서, 상기 바닥판을 형성시키기 위하여 강 바닥판 패널의 외곽단부는 상부로 절곡되도록 함으로서 소정의 깊이를 가지도록 형성시키는 것을 특징으로 하는 강합성 형강 교량 연속화 시공방법.
제 3항에 있어서, 상기 횡방향 강재와 횡방향 연결강재의 상면에 종방향 배력철근이 추가로 배치시키되 바닥판 콘크리트에 매립되도록 하는 것을 특징으로 하는 강합성 형강 교량 연속화 시공방법.