KR20090027052A - 스틸 플레이트를 이용한 프리캐스트 교량 바닥판과 그 시공방법 및 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리캐스트 교량 바닥판과 그 시공방법 및 구조에 관한 것으로서, 특히 프리캐스트 교량 바닥판의 시공시 교량 바닥판의 하중에 의한 거더의 편심 모멘트 발생을 억제하여 구조적으로 보다 안정적인 시공구조를 구현할 수 있고, 교량 바닥판의 시공 과정에서 예기치 않은 원인에 의하여 교량 바닥판이 낙교되는 것을 미연에 방지할 수 있는 스틸 플레이트를 이용한 프리캐스트 교량 바닥판과 그 시공방법 및 구조에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은 교각 상부에 설치되는 거더와; 프리캐스트 교량 바닥판 본체와 상기 본체의 좌,우측에 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 설치되는 다수의 스틸 플레이트를 포함하여 이루어지되 상기 스틸 플레이트의 일부는 상기 본체 외측으로 노출되도록 설치되며, 상기 거더의 상부에 가로 및 세로방향으로 서로 인접되도록 배치되는 다수의 프리캐스트 교량 바닥판과; 상기 스틸 플레이트의 노출된 부분이 지지될 수 있도록 상기 거더의 상부 중앙에 설치되는 지지블록을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

스틸 플레이트를 이용한 프리캐스트 교량 바닥판과 그 시공 방법 및 구조 {Precast concrete panel, construction method and structure of precast concrete panel using steel plate}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 교량 바닥판 구조를 도시한 사시도.

도 2는 도 1의 프리캐스트 교량 바닥판이 교각 상부에 시공된 모습을 보여주는 시공도.

도 3은 도 2의 종단면도.

도 4는 도 2의 평면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

100 : 프리캐스트 교량 바닥판 102 : 본체

110 : 스틸 플레이트 112 : 리프팅홀

120 : 거더(Girder) 130 : 지지블록

140 : 스터드(stud)

본 발명은 교량의 프리캐스트 교량 바닥판과 그 시공방법 및 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프리캐스트 교량 바닥판의 시공시 교량 바닥판의 하중에 의한 거더의 편심 모멘트 발생을 억제하여 구조적으로 보다 안정적인 시공구조를 구현할 수 있고, 교량 바닥판의 시공 과정에서 예기치 않은 원인에 의하여 교량 바닥판이 낙교되는 것을 미연에 방지할 수 있는 스틸 플레이트를 이용한 프리캐스트 교량 바닥판과 그 시공방법 및 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 강합성 교량의 구조는 지면상으로 일정 간격을 두고 입설되는 다수의 교각과, 상기 각 인접된 교각의 상면 간에 일정간격을 두고 수평방향으로 병렬 배치되는 거더(Girder)와 상기 거더의 처짐 보강을 위해 각 인접된 거더 간에 일정 간격을 두고 직교방향으로 형성되는 크로스빔과, 상기 거더의 상부에 배치되는 슬래브로 이루어진다.

한편, 교량 상부의 슬래브를 시공하고자 할 때 거푸집 및 작업발판을 설치하여 슬래브 콘크리트를 양생한 후, 이에 사용된 거푸집 등을 제거해야 하는 공정상의 번거로움과 공기 단축에 의한 작업의 효율성을 향상시키기 위하여, 공장에 구비된 시설을 이용하여 철근을 배근한 후 콘크리트를 타설/양생함으로써 패널을 기성 제작하는 프리캐스트(precast) 콘크리트 바닥판(패널)이 이용된다.

이와 같은 프리캐스트 콘크리트 바닥판을 이용한 시공구조의 일 예는 한국 등록특허공보 제10-0602152호, 등록실용신안 제20-0345787호 등에도 기재되어 있는바, 종래의 프리캐스트 콘크리트 바닥판은 프리캐스트 방식으로 제작되는 콘크리트 본체와, 소정간격을 두고 직교하도록 배근되는 주철근 및 배력철근으로 이루어지며, 교각의 상부에 인접 배치된 거더 및 크로스빔에 의해 형성된 상측 개방부에 필요한 수량만큼 상기 프리캐스트 콘크리트 바닥판이 설치된 후 프리캐스트 콘크리트 바닥판의 상부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 양생함으로써 프리캐스트 콘크리트 바닥판과 일체로 슬래브가 형성된다. 이와 같은 종래의 강합성 교량의 프리캐스트 콘크리트 바닥판을 철재 빔으로 이루어진 강주형 거더의 상부에 상기 거더와 일체로 합성되어 교량을 구성하게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 프리캐스트 교량 바닥판 시공방법은 강합성 교량에서 프리캐스트 교량 바닥판을 이용한 바닥판 시공시 프리캐스트 교량 바닥판이 강주형 거더의 좌,우측 단부에 거치되어 시공되기 때문에 프리캐스트 교량 바닥판의 하중작용점의 편심되어 거더에 추가적인 휨 모멘트가 발생하여 거더의 변형으로 인한 구조적으로 안정성이 저하되고, 거더의 좌,우측 단부에 지지되는 프리캐스트 교량 바닥판의 지지 면적이 작아서 예기치 않은 요인에 의해 프리캐스트 교량 바닥판이 낙하할 우려가 있었던 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 프리캐스트 교량 바닥판의 좌우에 다수의 스틸 플레이트(Steel Plate)를 설치하고 교각의 거더 상부 중앙에 지지블록을 설치하여 상기 스틸 플레이트의 단부가 상기 지지블록 위에 거치되도록 시공함으로써, 프리캐스트 교량 바닥판의 시공 과정에서 편심 모멘트 발생으로 인한 구조적인 문제를 해소할 수 있 고, 아울러 예기치 않은 요인에 의한 프리캐스트 교량 바닥판의 낙하 위험을 미연에 방지할 수 있도록 하는 스틸 플레이트를 이용한 프리캐스트 교량 바닥판과 그 시공방법 및 구조를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프리캐스트 교량 바닥판은, 프리캐스트 교량 바닥판 본체와; 상기 본체의 좌,우측에 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 설치되는 다수의 스틸 플레이트를 포함하여 이루어지되, 상기 스틸 플레이트의 일부는 상기 본체 외측으로 노출되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 스틸 플레이트의 노출된 부분에는 리프팅홀이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 프리캐스트 교량 바닥판은 상기 스틸 플레이트를 상기 본체에 고정하는 스터드(stud)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프리캐스트 교량 바닥판 시공구조는, 교각 상부에 설치되는 거더와; 프리캐스트 교량 바닥판 본체와 상기 본체의 좌,우측에 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 설치되는 다수의 스틸 플레이트를 포함하여 이루어지되 상기 스틸 플레이트의 일부는 상기 본체 외측으로 노출되도록 설치되며, 상기 거더의 상부에 가로 및 세로방향으로 서로 인접되도록 배치되는 다수의 프리캐스트 교량 바닥판과; 상기 스틸 플레이트의 노출된 부분이 지지될 수 있도록 상기 거더의 상부 중앙에 설치되는 지지블록을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 서로 인접되는 프리캐스트 교량 바닥판의 스틸 플레이트는 간 섭되지 않도록 서로 엇갈리게 배치되도록 구성할 수 있다.

그리고, 상기 스틸 플레이트의 노출된 부분에는 리프팅홀이 형성될 수 있다.

이때, 상기 리프팅홀은 상기 지지블록의 수직한 중심선 상에 놓이도록 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 스틸 플레이트를 상기 본체에 고정하는 스터드를 더 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프리캐스트 교량 바닥판 시공방법은, 프리캐스트 교량 바닥판 본체의 좌우 측면부에 다수의 스틸 플레이트를 설치하되, 상기 스틸 플레이트의 일부가 상기 본체의 외측으로 노출되도록 프리캐스트 교량 바닥판을 제작하는 단계와; 교각의 거더의 상부 중앙에 지지블록을 올려놓은 상태에서 상기 제작된 프리캐스트 교량 바닥판의 스틸 플레이트를 상기 지지블록 위에 거치하여 프리캐스트 교량 바닥판을 가로 및 세로방향으로 서로 인접되도록 배치하는 단계와; 상기 서로 인접된 프리캐스트 교량 바닥판 사이를 연결한 후 그 사이의 공극을 콘크리트로 타설하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 교량 바닥판의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 프리캐스트 교량 바닥판이 교각 상부에 시공된 모습을 보여주는 시공도이다. 또한, 도 3은 도 2의 종단면이고, 도 4는 도 2의 평면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 프리캐스트 교량 바닥판(100)은 프리캐스트 교량 바닥판 본체(102)와, 상기 본체(102)의 좌,우측면에 그의 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 설치되는 다수의 스틸 플레이트(steel plate;110)를 포함하여 구성된다.

상기 프리캐스트 교량 바닥판의 본체(102)는 직사각형의 외형을 이루고 있으며, 그 내부에는 본체(102)의 단변 및 장변 방향과 각각 평행한 주철근(104) 및 배력철근(103)이 배근되어 있다. 이때, 상기 주철근(104) 및 배력철근(103)의 일부는 본체(102)의 측면부 외측으로 노출되도록 배근된다.

상기 스틸 플레이트(110)는 상기 주철근(104)과 같이 본체(102)의 단변 방향과 평행을 이루도록 배치되는데, 이때, 상기 스틸 플레이트(110)의 일부분이 상기 본체(102) 외측으로 노출되도록 설치된다.

여기서, 상기 스틸 플레이트(110)는 본체(102) 내부에서 배력철근(103)과 서로 간섭되지 않도록 설치하는 것이 바람직하지만, 상기 배력철근(103)과 간섭하거나 혹은 상기 배력철근(103)이 스틸 플레이트(110)를 관통하도록 설치될 수도 있다.

이때, 상기 배력철근(103)이 스틸 플레이트(110)와 간섭 혹은 관통하도록 설치되는 경우, 상기 스틸 플레이트(110)와 배력철근(103)이 접촉되는 부위를 용접하여 고정시킬 수 있다.

상기 본체(102) 내에 매설된 상기 스틸 플레이트(110)의 단부에는 스터드(stud;140)가 수직으로 용접 결합되는데, 상기 스터드(140)는 본체(102) 내에서 스틸 플레이트(110)의 고정력을 향상시키는 동시에 스틸 플레이트(110)의 모멘트 발생을 억제하여 본체(102) 내에서 회동되지 않도록 하는 기능을 담당한다.

한편, 상기 프리캐스트 교량 바닥판 본체(102)의 외측으로 노출된 스틸 플레이트(110) 단부에는 프리캐스트 교량 바닥판(100)의 시공시 크레인 등의 인양장비를 통해 들어올릴 수 있도록 하기 위하여 크레인의 후크를 끼워 걸 수 있도록 형성된 리프팅홀(112)이 구비되어 있다.

이와 같은 형태의 프리캐스트 교량 바닥판(100)은 도 2에서 보는 바와 같이 교각의 강주형 철재 빔으로 된 거더(120)의 상부에 거치하여 가로 및 세로방향으로 서로 인접되도록 배치하여 시공하게 된다.

상기 거더(120)의 상부 중앙에는 스틸 플레이트(110)의 노출된 부분이 거치될 수 있도록 콘크리트 블록 형태의 지지블록(130)이 거더(120)의 길이방향으로 따라 다수 개 설치된다.(도 2에서 우측 프리캐스트 교량 바닥판의 스틸 플레이트와 주철근 및 배력근 등의 구성은 편의상 도시하지 않았음)

이때, 프리캐스트 교량 바닥판(100)의 시공시 좌우에 서로 인접하게 되는 스틸 플레이트(110)는 엇갈리게 배치함으로써 상기 스틸 플레이트(110) 사이에 간섭이 유발되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 프리캐스트 교량 바닥판(100)을 교각 상부에 설치할 경우에는 스틸 플레이트(110)에 형성된 리프팅홀(112)이 지지블록(130)의 수직한 중심선 상에 놓이도록 배치하는 것이 바람직하다.

이렇게 되면, 프리캐스트 교량 바닥판(100)의 시공시 교량 바닥판이 정확한 시공위치에 시공될 수 있고, 서로 인접하는 리프팅홀(112) 내에 소정의 연결부재를 끼워 상호 연결시킬 수 있기 때문에 프리캐스트 교량 바닥판(100) 사이를 견고하게 결합시킬 수 있다.

상기 거더(120)의 상면 좌,우측에는 고무패드(122)가 설치되어 있으며, 서로 인접하는 프리캐스트 교량 바닥판(100) 사이의 공간(H)에 콘크리트로 타설하게 될 경우에 상기 고무패드(122)를 통해 본체(102)의 양 측면 하단부와 거더(120)의 상부면 사이에 실링이 이루어지도록 되어 있다.

참고로, 미설명 부호 (105)는 거더(120)의 상부에 형성된 스터드(stud)이다.

상술한 구성을 갖는 본 발명의 프리캐스트 교량 바닥판(100)을 이용한 시공방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 프리캐스트 교량 바닥판(100)의 시공에 앞서서 프리캐스트 교량 바닥판 본체(102)의 좌,우측에 다수의 스틸 플레이트(110)를 설치하여 전술된 도 1의 형태와 같은 프리캐스트 교량 바닥판(100)을 제작한다.

그리고, 상기 기 제작된 프리캐스트 교량 바닥판(100)을 운반장비를 통해 시공하고자 하는 교량 현장까지 운반한 후 크레인과 같은 인양장비를 통해 들어올려 교각의 상부에 가로 및 세로방향으로 서로 인접하게 배치되도록 시공하게 되는데, 이때, 교각의 거더(120) 상부 중앙에 지지블록(130)을 먼저 설치한 다음에 프리캐스트 교량 바닥판(100)의 좌,우측 스틸 플레이트(110)를 상기 지지블록(130) 상부에 거치하여 설치하게 된다.

이 후, 서로 인접된 프리캐스트 교량 바닥판(100) 사이의 공간(H)은 외부로 노출된 배력철근(103) 및 주철근(104)을 묶어 연결한 후 무수축 콘크리트를 타설하여 좌,우측 프리캐스트 교량 바닥판(100)과 거더(120)를 합성시킴으로써 프리캐스트 교량 바닥판(100)의 시공을 완료하게 된다.

상기한 구성을 갖는 본 발명은 프리캐스트 교량 바닥판의 좌우에 다수의 스틸 플레이트를 설치하고 교각의 거더 상부 중앙에 지지블록을 설치하여 상기 스틸 플레이트의 단부를 상기 지지블록 위에 거치하여 시공되도록 구성함으로써, 프리캐스트 교량 바닥판의 시공시 교량 바닥판의 하중에 의한 편심 모멘트 발생을 억제할 수 있기 때문에 거더가 변형되는 것을 방지할 수 있고 구조적으로 보다 안정적인 시공구조를 구현할 수 있다. 아울러, 교량 바닥판의 시공 과정에서 예기치 않은 원인에 의하여 교량 바닥판이 낙교되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 스틸 플레이트의 노출된 부분에 리프팅홀을 형성함으로써, 크레인을 이용한 프리캐스트 교량 바닥판의 리프팅 작업시 상기 리프팅홀에 크레인의 후크를 걸어 리프팅 작업을 수행할 수 있기 때문에 프리캐스트 교량 바닥판의 리프팅 작업이 용이해지고, 아울러, 종래에 프리캐스트 교량 바닥판 리프팅 작업을 위해 별도로 설치했었던 갈고리가 필요 없어서 프리캐스트 교량 바닥판의 시공 후 갈고리의 제거작업을 하지 않아도 되는 장점이 있다.

또한, 상기 리프팅홀을 지지블록의 수직한 중심선 상에 놓이도록 배치함으로써, 프리캐스트 교량 바닥판의 정확한 시공이 가능해지고 아울러 서로 인접하는 리 프팅홀에 소정의 연결부재를 끼워 연결할 수 있어서 프리캐스트 교량 바닥판 사이를 견고하게 연결 결합시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 스틸 플레이트의 단부에 스터드를 결합하여 본체 내부에 고정시킴으로써, 상기 스틸 플레이트를 본체 내부에 견고하게 고정시킬 수 있고 본체 내에서 모멘트에 의한 스틸 플레이트의 회동을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상호 인접되는 프리캐스트 교량 바닥판의 스틸 플레이트를 서로 엇갈리게 배치함으로써, 프리캐스트 교량 바닥판의 시공시 서로 인접된 스틸 플레이트의 간섭을 방지할 수 있기 때문에 시공성이 향상되고 구조적으로 안정된 시공을 구현할 수 있다.

Claims (9)

1. 프리캐스트 교량 바닥판 본체와;

   상기 본체의 좌,우측에 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 설치되는 다수의 스틸 플레이트를 포함하여 이루어지되,

   상기 스틸 플레이트의 일부는 상기 본체 외측으로 노출되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 스틸 플레이트를 이용한 프리캐스트 교량 바닥판.
2. 제1항에 있어서, 상기 스틸 플레이트의 노출된 부분에는 리프팅홀이 형성된 것을 특징으로 하는 스틸 플레이트를 이용한 프리캐스트 교량 바닥판.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스틸 플레이트를 상기 본체에 고정하는 스터드(stud)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸 플레이트를 이용한 프리캐스트 교량 바닥판.
4. 교각 상부에 설치되는 거더와;

   프리캐스트 교량 바닥판 본체와 상기 본체의 좌,우측에 길이방향을 따라 일 정 간격을 두고 설치되는 다수의 스틸 플레이트를 포함하여 이루어지되 상기 스틸 플레이트의 일부는 상기 본체 외측으로 노출되도록 설치되며, 상기 거더의 상부에 가로 및 세로방향으로 서로 인접되도록 배치되는 다수의 프리캐스트 교량 바닥판과;

   상기 스틸 플레이트의 노출된 부분이 지지될 수 있도록 상기 거더의 상부 중앙에 설치되는 지지블록을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스틸 플레이트를 이용한 프리캐스트 교량 바닥판 시공구조.
5. 제4항에 있어서, 상기 서로 인접되는 프리캐스트 교량 바닥판의 스틸 플레이트는 간섭되지 않도록 서로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 스틸 플레이트를 이용한 프리캐스트 교량 바닥판 시공구조.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 스틸 플레이트의 노출된 부분에는 리프팅홀이 형성된 것을 특징으로 하는 스틸 플레이트를 이용한 프리캐스트 교량 바닥판 시공구조.
7. 제6항에 있어서, 상기 리프팅홀은 상기 지지블록의 수직한 중심선 상에 놓이 도록 배치되는 것을 특징으로 하는 스틸 플레이트를 이용한 프리캐스트 교량 바닥판 시공구조.
8. 제7항에 있어서, 상기 스틸 플레이트를 상기 본체에 고정하는 스터드(stud)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸 플레이트를 이용한 프리캐스트 교량 바닥판 시공구조.
9. 프리캐스트 교량 바닥판 본체의 좌우 측면부에 다수의 스틸 플레이트를 설치하되, 상기 스틸 플레이트의 일부가 상기 본체의 외측으로 노출되도록 프리캐스트 교량 바닥판을 제작하는 단계와;

   교각의 거더의 상부 중앙에 지지블록을 올려놓은 상태에서 상기 제작된 프리캐스트 교량 바닥판의 스틸 플레이트를 상기 지지블록 위에 거치하여 프리캐스트 교량 바닥판을 가로 및 세로방향으로 서로 인접되도록 배치하는 단계와;

   상기 서로 인접된 프리캐스트 교량 바닥판 사이를 연결한 후 그 사이의 공극을 콘크리트로 타설하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸 플레이트를 이용한 프리캐스트 교량 바닥판 시공방법.

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