KR20090001261A - 강봉을 이용한 지점부 연결구조를 가지는 프리스트레스트콘크리트 거더를 이용한 다경간 연속교 및 그 시공방법 - Google Patents

강봉을 이용한 지점부 연결구조를 가지는 프리스트레스트콘크리트 거더를 이용한 다경간 연속교 및 그 시공방법 Download PDF

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KR20090001261A
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Abstract

본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 거더(PSC거더)를 이용한 다경간 연속교를 시공함에 있어서, 연속지점부에서 양측 PSC거더의 마주보는 단부를 강봉에 의하여 연결하고, PSC거더의 외측 단부에 프리캐스트 가로보를 임시로 설치하기 위하여 PSC 거더의 외측 단부에 형성해두었던 설치구멍, PSC거더의 인양을 위해 경간 중간에 형성해두었던 인양구멍 및 PSC거더의 연속 단부에 형성된 추가 긴장재 정착홀을 이용하여 추가적인 긴장재를 설치하여 추가 긴장력을 부여함으로써 교량의 내하력을 향상시킨 신규한 구조의 프리스트레스트 콘크리트 거더를 이용한 다경간 연속교 및 그 시공방법에 관한 것이다.
프리스트레스트, 콘크리트, 거더, 긴장재, 가로보, 정착

Description

강봉을 이용한 지점부 연결구조를 가지는 프리스트레스트 콘크리트 거더를 이용한 다경간 연속교 및 그 시공방법{Prestressed Concrete Girder Bridge having Connecting Structure using Steel Bar, and Constructing Method thereof}
도 1은 본 발명에 따른 연속교의 측경간부에 해당하는 PSC거더에 대해 1차 긴장 작업을 수행하는 것을 보여주는 개념적인 측면도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 측경간부 PSC거더의 개략적인 사시도이며, 도 2b는 3경간 이상의 연속교에 사용되는 중앙경간부를 이루는 중앙경간부 PSC거더의 개략적인 사시도이다.
도 3a는 2경간 연속 배치되고 교축 직각방향으로 이웃하게 배치된 측경간부 PSC거더 사이에 가로보가 설치된 상태를 보여주는 PSC거더 하부에서 바라본 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 선A-A에 따른 측단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 PSC거더의 내측 단부를 강봉 긴장에 의하여 연결하는 상태를 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 5a는 본 발명에 따른PSC거더의 상부에 반단면 슬래브를 설치하고 2차 긴장력을 도입하는 것을 보여주는 개략적인 측면도이고, 도 5b는 도 5a의 선B-B에 따른 단면도이며, 도 5c는 측경간부 PSC거더의 외측 단부 상단에서 긴장장치를 이용 하여 2차 긴장력 도입 작업을 수행하는 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 PSC거더의 외측 단부에 단부 가로보를 설치하고 상부에 바닥판을 형성한 것을 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 7은 본 발명의 PSC거더에서 임시 가로보를 제거하고 교량 설치물을 시공하여 2차 고정하중이 교량에 재하되는 상태를 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 8은 본 발명의 연속교에 대하여 추가 긴장재를 배치하여 추가 긴장력을 도입한 상태를 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 9a는 도 8의 선C-C에 따른 단면도이고, 도 9b 및 도 9c는 각각 도 8의 선D-D 및 선E-E에 따른 단면도이며, 도 9d는 PSC거더의 단부에 형성된 관통공을 이용하여 PSC거더를 인양하는 형상을 보여주는 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 프리스트레스트 콘크리트 거더
3 가로보
4 임시 가로보
본 발명은 강봉을 이용한 연속지점부 연결구조를 가지는 프리스트레스트 콘 크리트 거더를 이용한 다경간 연속교 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 프리스트레스트 콘크리트 거더(Prestressed Concrete Girder/ 이하 "PSC거더"라고 약칭함)를 이용한 다경간 연속교를 시공함에 있어서, 연속지점부에서 양측 PSC거더의 마주보는 단부를 강봉에 의하여 연결하고, PSC거더의 외측 단부에 프리캐스트 가로보를 임시로 설치하기 위하여 PSC 거더의 외측 단부에 형성해두었던 설치구멍, PSC거더의 인양을 위해 경간 중간에 형성해두었던 인양구멍 및 PSC거더의 연속 단부에 형성된 추가 긴장재 정착홀을 이용하여 추가적인 긴장재를 설치하여 추가 긴장력을 부여함으로써 교량의 내하력을 향상시킨 신규한 구조의 프리스트레스트 콘크리트 거더를 이용한 다경간 연속교 및 그 시공방법에 관한 것이다.
프리캐스트 방식으로 제작된 프리스트레스트 콘크리트 거더(PSC거더)를 이용하여 다경간 교량을 시공하는 종래의 방법에서는, PSC거더를 교대와 교각 사이 또는 교각과 교각 사이에 거치한 후, 가로보와 바닥판을 일체로 타설하여 교량의 연속지점부에 발생하는 모멘트를 최소화함으로써 바닥판에 발생하는 인장응력을 최소화시키고자 하였다. 그런데 이와 같은 방법의 경우, 단면적이 작은 지간 중앙부에 큰 모멘트가 발생하게 되므로, 긴장재를 이용하여 충분히 거더를 보강하기 위해서는 거더의 단면이 커져야 하며 그에 따라 교량이 높은 형고를 갖게 되는 단점이 있다.
이를 개선하는 방법으로는 가로보를 먼저 시공한 후 바닥판을 타설하는 방법이 있는데, 이 경우 지간 중앙부의 모멘트는 줄어들게 되지만, 연속지점부의 모멘트가 커지게 된다. 따라서 이 경우에는 연속지점부의 증가된 모멘트에 대해 충분 한 내력을 갖기 위해서 연속지점부의 단면이 더 커져야 하며, 만일 연속지점부의 거더 단면을 크게 하지 않으려면 더 많은 긴장재 보강을 통해 내력을 키워야 한다.
그러나, 위와 같이 연속지점부의 단면을 키우거나 또는 더 많은 긴장재를 보강하는 방법의 경우에도 단점이 있는데, 연속된 거더에 긴장재를 연속적으로 배치하여 긴장할 때, 바닥판, 포장 등의 2차 고정하중과 활하중 등에 의하여 발생하게 되는 부모멘트가 적어지게 되어, 긴장재를 긴장하는 순간에 연속지점부의 하면에 큰 인장응력이 발생하게 된다. 또한 위와 같은 종래의 방법에서는 거푸집 및 동바리의 설치 및 해체를 위한 시간이 증가하기 때문에 공사기간이 길어지게 되는 단점도 있다.
본 발명은 위와 같은 종래의 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 지간 중앙부에 크게 발생하는 휨모멘트를 연속지점부로 유도함으로써 지간중앙부 및 연속지점부 간의 모멘트 균형을 맞춤과 동시에 연속지점부 단면이 확대되는 구조적 효율성을 이용하여 형고를 축소하여 콘크리트 철근 등 사용재료의 물량을 절감하여 경제성을 향상함과 동시에 상부구조가 경량화되어 하부구조 규모 축소를 도모할 수 있는 새로운 구조의 프리스트레스트 콘크리트 거더를 이용한 연속교 및 그 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 복수개의 경간에 대해 복수개의 프리스트레스트 콘크리트 거더(PSC거더)가 연속되어 있는 구조의 다경간 연속교로서, 상기 PSC거더는, 연속지점부에 위치하게 되는 단부가 웨브의 폭보다 더 큰 폭을 가지는 단면판으로 이루어져 있고, 상기 단면판에는 교축방향으로 이웃하는 PSC거더의 단부가 마주하였을 때, 서로 관통하게 되는 관통공이 형성되어 있으며; 지점 사이에 상기 PSC거더가 거치되어 있는 상태에서 경간 중간과 연속지점부에는 교축 직각방향으로 PSC거더 사이에는 가로보가 설치되어 있고; 연속지점부에서 이웃하는 PSC거더의 단부에 형성된 관통공에 강봉이 관통 삽입되어 긴장 정착됨으로써 이웃하는 PSC거더의 단부가 서로 연결되어 있으며; 교축 직각방향으로 이웃하는 PSC거더의 외측 단부에는 영구적으로 설치되는 단부 가로보가 설치되며, 상기 단부 가로보가 매립되도록 콘크리트가 타설되어 바닥판이 형성되어 있는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 거더를 이용한 다경간 연속교가 제공된다.
위와 같은 본 발명의 다경간 연속교에서, 교축 직각방향으로 이웃하는 PSC거더의 상부 플랜지 사이에 반단면 슬래브가 설치되고, 상기 반단면 슬래브의 상면에 콘크리트가 타설되고 상기 단부 가로보가 상기 콘크리트에 매립되어 일체로 바닥판이 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 다경간 연속교에서, 측경간부에 위치하게 되는 PSC거더의 외측 단부 상단에는 계단식의 절취부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다경간 연속교에서, 임시 가로보를 설치하기 위하여 상기 PSC거더의 외측 단부에는 관통공이 형성되어 있으며, 상기 연속지점부에 형성되는 가로보의 상부에는 긴장재 관통공이 형성되어 있고, 관통하는 구멍이 형성된 판부재를 구비한 추가 긴장재 고정부재를 설치할 수 있는 인양용 구멍이 상기 PSC거더의 경간 중간에 형성되어 있어; 임시 가로보를 제거한 후에 남아 있게 되는 상기 관통공에 체결부재의 단부에는 정착판이 일체로 부착되고; 상기 인양용 구멍에는 상기 추가 긴장재 고정부재가 설치되고; 상기 가로보에 형성된 긴장재 관통공 및 상기 추가 긴장재 고정부재에 형성된 구멍을 관통하도록 추가 긴장재가 배치되며; 상기 추가 긴장재가 긴장되어 그 단부가 상기 정착판에서 정착됨으로써 PSC거더에 추가 긴장력이 더 도입된 구조를 가질 수도 있다.
본 발명에서는 위와 같은 구조를 가지는 프리스트레스트 콘크리트 거더(PSC거더)를 복수개의 경간으로 배치하여 이루어진 연속교의 시공방법이 제공되는데, 상기 시공방법은, 프리캐스트 방식으로 제작된 위와 같은 PSC거더에 대해 거더의 자중을 견딜 수 있을 정도의 긴장력을 부여하기 위하여 1차 긴장재를 긴장하는 1차 긴장 작업을 수행하는 단계(단계 1); 교량의 지점 사이에 상기 PSC거더를 거치한 후, 경간 중간과 연속지점부에서 교축 직각방향으로 PSC거더 사이에는 가로보를 설치하고, 측경간부에서도 교축 직각방향으로 이웃한 측경간부 PSC거더의 외측 단부 사이에 임시 가로보를 설치하는 단계(단계 2); 연속지점부에서 이웃하는 PSC거더의 단부에 형성된 관통공에 강봉을 관통 삽입하여 긴장함으로써 이웃하는 PSC거더의 단부를 서로 연결하는 단계(단계 3); 각각의 PSC거더 내에 배치된 연속화 강선(2차 긴장재)을 긴장하여 정착함으로써 PSC거더에 2차 긴장력을 도입하는 단계(단계 4); PSC거더의 외측 단부에 영구적으로 설치되는 단부 가로보를 설치하고, 상기 단부 가로보가 매립되도록 PSC거더의 상부에 콘크리트를 타설하여 바닥판을 형성하는 단계(단계 5); 및 상기 PSC거더의 외측 단부에 설치되어 있던 임시 가로보를 제거하고, 바닥판(30)의 상면에 교량 설치물을 시공하는 단계(단계 6)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 시공방법에 있어서, 상기 연속지점부에서의 PSC거더의 단부 연결 단계(단계 3)에 후속하여, 교축 직각방향으로 이웃하는 PSC거더의 상부 플랜지 사이에 반단면 슬래브를 설치하는 단계를 더 수행한 후에, 상기 PSC거더에 2차 긴장력 도입 단계(단계 4)를 수행하고, 상기 바닥판 형성 단계(단계 5)에서는, 상기 반단면 슬래브 위로 콘크리트를 타설하여 상기 단부 가로보가 콘크리트에 매립되는 형태로 바닥판을 형성하도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기한 본 발명의 시공방법에 있어서, 측경간부에 위치하게 되는 PSC거더의 외측 단부 상단에는 2차 긴장재가 정착되는 위치에서 계단식의 절취부가 형성되어 있도록 할 수도 있다.
또한, 상기한 본 발명의 시공방법에 있어서, 임시 가로보를 설치하기 위하여 상기 PSC거더의 외측 단부에는 관통공이 형성되어 있으며, 상기 연속지점부에 형성되는 가로보의 상부에는 긴장재 관통공이 형성되어 있고, 관통하는 구멍이 형성된 판부재를 구비한 추가 긴장재 고정부재를 설치할 수 있는 인양용 구멍이 상기 PSC거더의 경간 중간에 형성되어 있어; 상기 바닥판 형성 단계(단계 5) 이후에, 임시 가로보를 제거한 후에 남아 있게 되는 상기 관통공에 체결부재의 단부에 정착판을 일체로 부착하고; 상기 인양용 구멍에 상기 추가 긴장재 고정부재를 설치하고; 추가 긴장재를 상기 가로보에 형성된 긴장재 관통공 및 상기 추가 긴장재 고정부재에 형성된 구멍을 관통하도록 배치한 상태에서 추가 긴장하여 그 단부를 상기 정착판에서 정착시킴으로써, PSC거더에 추가 긴장력을 도입하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 PSC거더 다경간 연속구조와, 이를 이용한 연속교의 구성 및 효과, 그리고 그 시공방법에 대하여 설명하는데, 우선 다경간 연속교의 일예로서 2개의 PSC거더로 이루어진 2경간 연속교를 예시하여 본 발명을 설명한다. 그러나 본 발명은 도면에 예시한 2경간 연속교에 한정되는 것이 아니며, 후술하는 중앙경간부 PSC거더를 활용하여 3경간 이상의 연속교도 본 발명에 포함된다.
다경간 연속교를 시공하기 위한 제1단계로서는 프리캐스트 방식으로 제작된 PSC거더에 대해 거더의 자중을 견딜 수 있을 정도의 긴장력을 부여하기 위하여 1차 긴장재를 긴장하는 1차 긴장 작업을 수행한다(단계 1).
도 1에는 본 발명에 따른 연속교의 측경간부에 해당하는 PSC거더(1)에 대해 1차 긴장 작업을 수행하는 것을 보여주는 개념적인 측면도가 도시되어 있고, 도 2a에는 측경간부 PSC거더(1)의 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 2b에는 3경간 이상의 연속교에 사용되는 중앙경간부를 이루는 중앙경간부 PSC거더의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 3a는 2경간 연속 배치되고 교축 직각방향으로 이웃하게 배치된 측경간부 PSC거더(1) 사이에 가로보(3, 4)가 설치된 상태를 보여주는 PSC거더 하부에서 바라본 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 선A-A에 따른 측단면도이다.
단계 1을 통하여 PSC거더(1)에 1차 긴장력을 부여한 후에는, 교대와 교각 사이 또는 교각과 교각 사이 즉, 지점 사이에 PSC거더(1)를 거치한 후, 경간 중간과 연속지점부에서 교축 직각방향으로 PSC거더(1) 사이에는 거더의 측면으로 각각 가로보(3)를 설치하고, 측경간부에서도 교축 직각방향으로 이웃한 측경간부 PSC거더(1)의 외측 단부 사이에 거더의 측면으로 임시 가로보(4)를 설치한다(단계 2). 가로보(3)와 임시 가로보(4)는 어느 것을 먼저 설치하여도 무방하다.
상기 임시 가로보(4)를 설치하게 되면, 후술하는 것처럼 2차 긴장재를 긴장하여 PSC거더에 긴장력을 도입하는 작업을 수행할 때 안정성을 확보하기가 용이하게 된다. 그 뿐만 아니라 상기 임시 가로보(4)는 거더의 전도를 방지하는 기능도 가진다. 상기 임시 가로보(4)는 일시적으로 설치하였다가 추후 제거하게 된다. 따라서 일반적으로 임시 가로보(4)는 강재로 이루어지며 다음과 같은 구조로 측경간부 PSC거더(1)의 외측 단부 사이에 설치되는 것이 바람직하다.
도 2a에 도시된 것처럼, 측경간부 PSC거더(1)의 외측 단부 측면에는 강재로 이루어진 임시 가로보(4) 설치를 위한 결합판(5)이 부착된다. 이 때, 측경간부 PSC거더(1)의 외측 단부 측면에 관통공을 형성하고, 상기 관통공에 볼트 등의 체결부재(6)를 관통하여 상기 결합판(5)을 상기 체결부재(6)에 체결함으로써 결합판(5)을 측경간부 PSC거더(1)의 외측 단부 측면에 고정시킬 수 있다. 상기 결합판(5)이 설치된 상태에서 임시 가로보(4)와 결합판(5)은 용접 등의 기타 여러 가지 방법을 통하여 연결할 수 있다. 상기 체결부재(6)의 관통 설치를 위한 관통공은 후술하는 것처럼 PSC거더의 이송시 인양장치를 설치하거나 또는 추가 긴장력 도입을 위한 추가 긴장재 정착장치를 부착하는데 유용하게 활용될 수 있다.
한편, 연속지점부에 설치되는 가로보(3)는 현장 타설 콘크리트에 의하여 시공될 수 있으며, 경간 중간에 설치되는 가로보(3)는 프리캐스트로 제작된 가로보로 이루어질 수 있다. 연속지점부에 설치되는 받침은 어떠한 형식의 것을 사용해도 무방하지만, 도 3b에 도시된 것처럼 양측 PSC거더(1)의 양 단부를 지지하는 2개의 가받침(7)을 설치한 상태에서 가로보(3)를 시공한 후에, 중앙을 지지하는 중앙받침(8)을 설치한 후 상기 가받침(7)을 제거하는 것이 바람직하다. 하나의 중앙받침(8)을 사용하게 되면, 받침의 사용 개수를 줄여 경제성을 도모할 수 있는 장점이 있을 뿐만 아니라, 활하중 등에 의해 발생하는 시소현상을 없앨 수 있으며, 연속지점부에 더 큰 모멘트를 유도할 수 있어, 후술하는 것처럼 PSC거더의 단부에서 강봉 등을 이용하여 국부적인 긴장력을 도입하여 내하력을 증가시키는 구조에 의한 효과를 더욱 배가시킬 수 있는 장점이 있다.
위와 같이, PSC거더를 거치하고 가로보를 시공하는 단계 2를 마친 후, 연속지점부에서 이웃하는 PSC거더의 내측 단부를 강봉 긴장에 의하여 연결한다(단계 3). 도 4에는 PSC거더의 내측 단부를 강봉 긴장에 의하여 연결하는 상태를 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 특허청구범위를 포함하는 본 명세서 전반에서 상기 강봉은 긴장재의 일예로서, 실질적으로 PSC거더의 내측 단부를 긴장 연결하는 긴장재로서 해석되어야 한다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 것처럼, 측경간부 PSC거더(1)의 내측 단부와 중앙경간부 PSC거더(2)의 양단부는 거더의 웨브(11) 보다 더 폭이 큰 단면판(12)으로 이루어져 있고, 상기 단면판(12)에는 교축방향으로 관통공(13)이 형성되어 있다(도 2a 및 도 2b 참조). 따라서, 도 4에 도시된 것처럼, 양측의 PSC거더의 단부가 마주접한 상태에서 상기 관통공(13)에 강봉(14)을 관통 삽입하고, 상기 강봉(14)을 긴장하여 상기 단면판(12)에 강봉(14)의 단부를 정착한다. 이와 같은 강봉(14)의 관통 및 긴장 정착으로 양측 PSC거더(1)의 양단부가 매우 견고하게 연결된다. 도 2a 및 도 2b에서 부재번호 18의 구멍은 1차 및 2차 긴장재를 배치하기 위한 긴장재 배치공(18)이다. 본 발명에서는 위와 같은 구조로 연속지점부에서 PSC거더의 양 단부만을 강봉과 같은 긴장재를 이용하여 국부적으로 긴장력을 도입할 수 있으므로, 연속지점부에 작용하는 모멘트에 대한 내하력을 경제적으로 증진시킬 수 있다. 특히 위와 같은 PSC거더의 양 단부에 대한 긴장재의 국부 긴장에 의해 연속지점부에서 거더의 하면에 작용하는 인장응력을 줄일 수 있게 된다.
후속하여 교축 직각방향으로 이웃하는 PSC거더의 상부 플랜지 사이에 반단면 슬래브(20)를 설치하고, 각각의 PSC거더 내에 배치된 연속화 강선(2차 긴장재)을 긴장하여 정착함으로써 PSC거더에 2차 긴장력을 도입한다(단계 4). 도 5a에는 PSC거더의 상부에 반단면 슬래브(20)를 설치하고 2차 긴장력을 도입하는 것을 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있고, 도 5b에는 도 5a의 선B-B에 따른 단면도가 도시되어 있다. 이와 같이 2차 긴장력을 도입할 당시 PSC거더의 상부에는 단순히 반단면 슬래브(20)만이 설치되어 있을 뿐, 바닥판이 합성되기 전의 상태 즉, 비합 성 단면 상태이므로, 적은 강선량(적은 2차 긴장력 도입)으로도 높은 보강 효과를 거둘 수 있는 장점이 있다. 2차 긴장력 도입과 반단면 슬래브(20) 설치는 어느 것을 먼저 수행하여도 상관없으며 동시에 진행되어도 무방하다. 또한, 반단면 슬래브(20)를 사용하지 아니하여도 무방하다. 즉, 2차 긴장력만 도입하고, 반단면 슬래브(20)를 설치하지 아니한 상태에서, 후술하는 것처럼 단부 가로보(41)를 설치한 후에, 상기 단부 가로보(41)가 매립되도록 콘크리트를 타설하여 바닥판(30) 전체를 시공할 수도 있다.
이와 같이 본 발명에서는, 연속화 강선(2차 긴장재)의 긴장, 정착 작업이, PSC거더만 거치된 상태 또는 PSC거더 위에 반단면 슬래브만이 설치된 상태에서 이루어지므로, 적은 단면에 프리스트레스가 도입되며 그에 따라 적은 량의 긴장재만으로도 효율적으로 긴장력을 도입할 수 있어, 긴장재 사용 물량 절감을 통한 경제성 향상 효과를 발휘할 수 있게 된다.
한편, 도면에 도시된 것처럼, 측경간부 PSC거더(1)의 외측 단부 상단에는 2차 긴장재가 정착되는 위치에서 계단식의 절취부(50)가 형성되어 있다. 도 5c에는 측경간부 PSC거더(1)의 외측 단부 상단에서 긴장장치(51)를 이용하여 2차 긴장력 도입 작업을 수행하는 개략도가 도시되어 있는데, 도면에 도시된 것처럼 절취부(50)가 형성되어 있으므로 반단면 슬래브(20) 위에 긴장장치(51)를 상부에 위치시키고, 상기 절취부(50)에서 2차 긴장재를 긴장, 정착하는 작업을 수행할 수 있으므로, 긴장장치(51)의 배치 및 작동 등 장비의 운용이 매우 쉽고, 고소에서의 작업임에도 불구하고 안정하게 작업을 수행할 수 있으므로, 2차 긴장작업을 수행하는 것이 매우 용이하게 그리고 효율적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.
또한, 위와 같이 절취부(50)를 형성하게 되면, 임시 가로보(4)의 설치 및 해체를 위한 작업공간의 확보가 용이하여 이러한 임시 가로보(4) 설치, 해체 작업을 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 후술하는 것처럼 임시 가로보(4)를 제거한 후 영구적인 단부 가로보(41)의 설치를 위한 공간 및 그 시공작업을 위한 공간을 용이하게 확보할 수 있게 되는 장점이 있다.
후속하여 측경간부 PSC거더(1)의 외측 단부에는 영구적으로 설치되는 단부 가로보(41)를 설치하고, 상기 단부 가로보(41)가 매립되도록 PSC거더의 상부에 현장 타설 콘크리트로 바닥판(30)을 형성한다(단계 5). 도 6에는 PSC거더의 외측 단부에 단부 가로보(41)를 설치하고 상부에 바닥판(30)을 형성한 것을 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 상기 단부 가로보(41)는 프리캐스트 부재로 제작되는 경우, 우수한 품질을 확보할 수 있고 공기의 단축 및 시공간소화의 효과를 누릴 수 있다. 그러나 상기 단부 가로보(41)는 프리캐스트 부재가 아니라, 상기 바닥판(30)과 함께 현장 타설 콘크리트에 의하여 현장에서 제작될 수도 있다.
바닥판(30)의 시공이 완료되면 PSC거더의 외측 단부에 설치되어 있던 임시 가로보(4)를 제거하고, 바닥판(30)의 상면에 포장, 방호벽 설치 등의 교량 설치물을 시공한다(단계 6). 도 7에는 임시 가로보(4)를 제거하고 교량 설치물을 시공하여 2차 고정하중이 교량에 재하되는 상태를 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있다.
위와 같은 시공방법에 의하여 시공된 본 발명에 따른 연속교는 교량의 사용 중에 다음과 같은 방법으로 추가적인 긴장력을 도입함으로써 교량의 내하력을 더 보강할 수 있다.
도 8에는 완성된 본 발명의 연속교에 대하여 추가 긴장재(40)를 배치하여 추가 긴장력을 도입한 상태를 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있으며, 도 9a에는 도 8의 선C-C에 따른 단면도가 도시되어 있고, 도 9b 및 도 9c에는 각각 도 8의 선D-D 및 선E-E에 따른 단면도가 도시되어 있다.
도 9a에 도시된 것처럼, 임시 가로보(4)를 설치할 때 측경간부 PSC거더(1)의 외측 단부 측면에 관통공을 형성한 경우, 임시 가로보(4)를 제거한 후 관통공에 남아 있게 되는 체결부재(6)의 단부에 정착판(42)을 일체로 부착하여 추가 긴장재(40)의 단부를 정착하는데 활용할 수 있다. 즉, 상기 측경간부 PSC거더(1)의 외측 단부 측면에 형성된 관통공은 임시 가로보(4) 제거 후 추가 긴장재(40)를 정착하기 위한 정착부재를 설치하기 위한 구멍으로서 활용할 수 있는 것이다.
상기 임시 가로보(4) 설치시에 상기 측경간부 PSC거더(1)의 외측 단부 측면에 형성하였던 관통공은 PSC거더의 인양에도 활용할 수 있다. 도 9d에는 상기 관통공에 볼트 등과 같은 체결부재(6)를 관통삽입하고, 상기 체결부재(6)의 단부에 인양홀이 형성된 판부재를 부착하여, PSC거더를 인양하는 형상을 보여주는 개략도가 도시되어 있다.
한편, 상기 추가 긴장재(40)가 경간 중앙부에서 PSC거더(1)의 하면에 배치되어야 하는데, PSC거더(1)의 인양을 위하여 PSC거더(1)의 하부 플랜지에 수직한 인양용 구멍을 형성한 경우, 도 9b에 도시된 것처럼, 추가 긴장재 고정부재(43)를 상 기 인양용 구멍을 이용하여 고정할 수 있다. 즉, 도 9b에 도시된 것처럼, 하부 플랜지의 인양용 구멍에 바 부재를 삽입하고, 상기 바 부재의 상단에, 추가 긴장재(40)가 관통하는 구멍이 형성된 판부재를 부착한 형태로 추가 긴장재 고정부재(43)를 설치할 수 있다. 상기 추가 긴장재 고정부재(43)는 도면에 도시된 실시예에 한정되지 아니한다.
연속지점부에서 교축 직각방향으로 이웃하는 PSC거더 단부 사이에 형성되는 가로보(3)에는 도 9c에 도시된 것처럼 미리 관부재 등을 매립하여 긴장재 관통홀(44)을 형성해두면, 도 8에 도시된 것처럼 연속지점부에서는 PSC거더의 상부에 배치되고 경간 중앙부에서는 PSC거더의 하부에 배치되도록 추가 긴장재(40)를 배치할 수 있게 된다.
따라서 본 발명에 따른 연속교의 공용 중에 필요한 경우에는 위에서 설명한 방식으로 추가 긴장재(40)를 배치하고 3차 긴장을 통해 3차 긴장력을 도입함으로써 교량의 내하력을 향상시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명한 것처럼, 본 발명에 의하면, 가로보를 시공한 다음에 거더 상부에 반단면 슬래브 및 바닥판 설치 등에 의한 하중이 작용하게 되므로, 교량의 지간 중앙부에 발생하는 모멘트는 줄어들게 된다. 즉, 본 발명에 의하면, 지간 중앙부에 크게 발생하는 휨모멘트를 연속지점부로 유도하게 되어, 지간 중앙부 및 연속지점부 간의 모멘트 균형을 맞춤과 동시에 연속지점부 단면이 확대되는 구조적 효율성을 이용하여 형고를 축소하여 콘크리트 철근 등의 사용재료의 물량을 절감하여 경제성을 향상함과 동시에 경량구조로 하부구조 규모 축소를 도모할 수 있게 된다.
특히, 본 발명에서는 연속지점부에서 PSC거더의 내측 단부를 강봉 긴장에 의하여 견고하게 연결하게 되므로, 지간 중앙부의 모멘트 감소에 따라 연속지점부의 모멘트가 증가하더라도 거더의 형고를 높이지 않고서도 증가된 모멘트에 대해 충분한 내력을 발휘할 수 있게 되는 장점이 있다.
본 발명에서는, 연속화 강선(2차 긴장재)의 긴장, 정착 작업이, PSC거더만 거치된 상태 또는 PSC거더 위에 반단면 슬래브만이 설치된 상태에서 이루어지므로, 적은 단면에 프리스트레스가 도입되며 그에 따라 적은 량의 긴장재만으로도 효율적으로 긴장력을 도입할 수 있어, 긴장재 사용 물량 절감을 통한 경제성 향상 효과를 발휘할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 측경간부 PSC거더의 외측 단부 상부에 절취부가 형성되어 있으므로, 긴장작업이 용이하게 되며, 긴장을 위한 장비 등의 운용이 용이하고 고공작업의 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다. 특히, PSC 거더의 단부 상면의 일부 절개된 단면을 이용하여 프리캐스트 단부 가로보를 설치하면 작업공간이 좁아 설치 및 해체가 어려운 거푸집작업이 줄어 시공이 빠르고 용이한 장점이 있을 뿐만 아니라 미리 공장에서 제작함으로서 확실한 품질을 확보할 수 있다.
한편, 연속화 강선(긴장재) 긴장시 PSC 거더의 안전성 확보를 위해 임시강재 가로보를 설치하면 거더 긴장시의 안전성 확보와 더불어 기존 PSC 거더의 전도를 방지하기 위한 전도방지공의 역할을 동시에 수행할 수 있는 장점이 있다. 또한 임시 가로보 설치를 위한 관통공은 PSC 거더 인양시 인양장치를 정착하는 장소로 활용이 가능하고, 유지관리시에는 추가 긴장재를 정착하기 위한 정착장치를 용이하게 설치하는 데 사용할 수 있어 다기능으로 활용이 가능하다.
교량의 내하력이 저하되었을 경우 정착장치를 손쉽게 설치할 수 있도록 지간 중앙부에 인양용 구멍을 형성하여, PSC 거더의 인양을 위한 용도 뿐만 아니라, 추가 긴장재의 고정에도 활용할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상에 따라 자유로운 변형이 가능하다.

Claims (8)

  1. 복수개의 경간에 대해 복수개의 프리스트레스트 콘크리트 거더(PSC거더)가 연속되어 있는 구조의 다경간 연속교로서,
    상기 PSC거더는, 연속지점부에 위치하게 되는 단부가 웨브(11)의 폭보다 더 큰 폭을 가지는 단면판(12)으로 이루어져 있고, 상기 단면판(12)에는 교축방향으로 이웃하는 PSC거더의 단부가 마주하였을 때, 서로 관통하게 되는 관통공(13)이 형성되어 있으며;
    지점 사이에 상기 PSC거더가 거치되어 있는 상태에서 경간 중간과 연속지점부에는 교축 직각방향으로 PSC거더 사이에는 가로보(3)가 설치되어 있고;
    연속지점부에서 이웃하는 PSC거더의 단부에 형성된 관통공(13)에 강봉이 관통 삽입되어 긴장 정착됨으로써 이웃하는 PSC거더의 단부가 서로 연결되어 있으며;
    교축 직각방향으로 이웃하는 PSC거더의 외측 단부에는 영구적으로 설치되는 단부 가로보(41)가 설치되며, 상기 단부 가로보(41)가 매립되도록 콘크리트가 타설되어 바닥판(30)이 형성되어 있는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 거더를 이용한 다경간 연속교.
  2. 제1항에 있어서,
    교축 직각방향으로 이웃하는 PSC거더의 상부 플랜지 사이에 반단면 슬래 브(20)가 설치되고,
    상기 반단면 슬래브(20)의 상면에 콘크리트가 타설되고 상기 단부 가로보(41)가 상기 콘크리트에 매립되어 일체로 바닥판(30)이 형성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 거더를 이용한 다경간 연속교.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    측경간부에 위치하게 되는 PSC거더의 외측 단부 상단에는 계단식의 절취부(50)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 거더를 이용한 다경간 연속교.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    임시 가로보를 설치하기 위하여 상기 PSC거더의 외측 단부에는 관통공이 형성되어 있으며, 상기 연속지점부에 형성되는 가로보(3)의 상부에는 긴장재 관통공(44)이 형성되어 있고, 관통하는 구멍이 형성된 판부재를 구비한 추가 긴장재 고정부재(43)를 설치할 수 있는 인양용 구멍이 상기 PSC거더의 경간 중간에 형성되어 있어;
    임시 가로보를 제거한 후에 남아 있게 되는 상기 관통공에 체결부재(6)의 단부에는 정착판(42)이 일체로 부착되고;
    상기 인양용 구멍에는 상기 추가 긴장재 고정부재(43)가 설치되고;
    상기 가로보(3)에 형성된 긴장재 관통공(44) 및 상기 추가 긴장재 고정부재(43)에 형성된 구멍을 관통하도록 추가 긴장재(40)가 배치되며;
    상기 추가 긴장재(40)가 긴장되어 그 단부가 상기 정착판(42)에서 정착됨으로써 PSC거더에 추가 긴장력이 더 도입된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 거더를 이용한 다경간 연속교.
  5. 복수개의 경간으로 이루어진 프리스트레스트 콘크리트 거더(PSC거더)를 이용한 연속교의 시공방법으로서,
    상기 PSC거더는, 연속지점부에 위치하게 되는 단부가 웨브(11)의 폭보다 더 큰 폭을 가지는 단면판(12)으로 이루어져 있고, 상기 단면판(12)에는 이웃하는 PSC거더의 단부가 마주하였을 때, 서로 관통하게 되는 관통공(13)이 형성되어 있는 구조를 가지며;
    프리캐스트 방식으로 제작된 위와 같은 PSC거더에 대해 거더의 자중을 견딜 수 있을 정도의 긴장력을 부여하기 위하여 1차 긴장재를 긴장하는 1차 긴장 작업을 수행하는 단계(단계 1);
    교량의 지점 사이에 상기 PSC거더를 거치한 후, 경간 중간과 연속지점부에서 교축 직각방향으로 PSC거더 사이에는 가로보(3)를 설치하고, 측경간부에서도 교축 직각방향으로 이웃한 측경간부 PSC거더의 외측 단부 사이에 임시 가로보(4)를 설치 하는 단계(단계 2);
    연속지점부에서 이웃하는 PSC거더의 단부에 형성된 관통공(13)에 강봉을 관통 삽입하여 긴장함으로써 이웃하는 PSC거더의 단부를 서로 연결하는 단계(단계 3);
    각각의 PSC거더 내에 배치된 연속화 강선(2차 긴장재)을 긴장하여 정착함으로써 PSC거더에 2차 긴장력을 도입하는 단계(단계 4);
    PSC거더의 외측 단부에 영구적으로 설치되는 단부 가로보(41)를 설치하고, 상기 단부 가로보(41)가 매립되도록 PSC거더의 상부에 콘크리트를 타설하여 바닥판(30)을 형성하는 단계(단계 5); 및
    상기 PSC거더의 외측 단부에 설치되어 있던 임시 가로보(4)를 제거하고, 바닥판(30)의 상면에 교량 설치물을 시공하는 단계(단계 6)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 거더를 이용한 다경간 연속교의 시공방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연속지점부에서의 PSC거더의 단부 연결 단계(단계 3)에 후속하여, 교축 직각방향으로 이웃하는 PSC거더의 상부 플랜지 사이에 반단면 슬래브(20)를 설치하는 단계를 더 수행한 후에, 상기 PSC거더에 2차 긴장력 도입 단계(단계 4)를 수행하고,
    상기 바닥판 형성 단계(단계 5)에서는, 상기 반단면 슬래브(20) 위로 콘크리트를 타설하여 상기 단부 가로보(41)가 콘크리트에 매립되는 형태로 바닥판(30)을 형성하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 거더를 이용한 다경간 연속교의 시공방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    측경간부에 위치하게 되는 PSC거더의 외측 단부 상단에는 2차 긴장재가 정착되는 위치에서 계단식의 절취부(50)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 거더를 이용한 다경간 연속교의 시공방법.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    임시 가로보(4)를 설치하기 위하여 상기 PSC거더의 외측 단부에는 관통공이 형성되어 있으며, 상기 연속지점부에 형성되는 가로보(3)의 상부에는 긴장재 관통공(44)이 형성되어 있고, 관통하는 구멍이 형성된 판부재를 구비한 추가 긴장재 고정부재(43)를 설치할 수 있는 인양용 구멍이 상기 PSC거더의 경간 중간에 형성되어 있어;
    상기 바닥판 형성 단계(단계 5) 이후에, 임시 가로보(4)를 제거한 후에 남아 있게 되는 상기 관통공에 체결부재(6)의 단부에 정착판(42)을 일체로 부착하고;
    상기 인양용 구멍에 상기 추가 긴장재 고정부재(43)를 설치하고;
    추가 긴장재(40)를 상기 가로보(3)에 형성된 긴장재 관통공(44) 및 상기 추가 긴장재 고정부재(43)에 형성된 구멍을 관통하도록 배치한 상태에서 추가 긴장하여 그 단부를 상기 정착판(42)에서 정착시킴으로써, PSC거더에 추가 긴장력을 도입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 거더를 이용한 다경간 연속교의 시공방법.
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