KR20090041189A

KR20090041189A - 교각 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR20090041189A
Application number: KR1020070106772A
Authority: KR
Inventors: 김영준
Original assignee: 삼성물산 주식회사
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2009-04-28
Also published as: KR100966083B1

Abstract

본 발명은 교량의 거더나 트러스를 지지하는 교각 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 기둥 철근과 콘크리트로 이루어진 적어도 하나의 기둥과; 상기 기둥이 정착되는 기둥정착공간이 구비되고, 콘크리트가 타설됨과 아울러 상기 기둥정착공간 이외의 부분에 코핑 철근이 배근되어 이루어진 코핑을 포함하는 교각을 개시함으로써, 코핑철근조립체를 지상에서 배근 작업할 수 있도록 한다.

교량, 교각, 기둥, 코핑, 철근, 콘크리트

Description

교각 및 그 시공방법{PIER AND THE CONSTRUCTION METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 건설, 토목 분야에 관한 것으로서, 특히 교량의 거더나 트러스를 지지하는 교각 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 대부분의 교각은, 철근으로 뼈대를 구축하고 콘크리트를 타설, 양생하는 공법으로 시공된다. 이와 같이 시공되는 교각은 구조적으로 크게, 기둥과, 기둥 상측에 설치되는 코핑으로 이루어진다.

이하, 종래 기술에 따른 교각의 시공 방법에 대하여 설명한다.

종래의 교각 시공 방법은, 먼저 철근과 콘크리트를 이용하여 기둥을 설치한 후, 상기 기둥 위로 코핑 거푸집 자재를 인양하여, 고소에서 코핑 거푸집을 조립한다.

다음, 인양장비를 이용하여 코핑 시공을 위한 철근을 코핑 거푸집 안으로 인양하고, 코핑 거푸집 내에서 코핑 거푸집 내로 인양된 철근을 배근하여 코핑의 철근 뼈대를 구축함과 아울러 코핑의 뼈대인 철근과 기둥의 뼈대인 철근을 조합한다.

그리고, 코핑의 철근 배근 작업이 완료되고 나면, 코핑 거푸집 내에 콘크리트를 타설하여 양생한다.

코핑 거푸집 내 콘크리트가 양생된 후, 코핑 거푸집을 제거하면, 교각의 시공이 완료된다.

그러나, 이와 같이 시공되는 교각은 다음과 같은 문제점이 있다.

코핑 거푸집 설치 및 제거 작업, 그리고 코핑의 배근 작업이 고소, 즉 높은 곳에서 진행되기 때문에, 작업자나 자재의 추락, 낙하 등의 안전 사고가 상존한다.

또한, 코핑의 배근 작업시, 코핑 거푸집 옆에 철근을 적재해 놓기 때문에 적재된 철근의 자중으로 인해 작업장의 변형이나 붕괴사고가 자주 발생한다. 따라서, 시공 작업의 위험성이 매우 크다.

또한, 코핑의 배근 작업이 코핑 거푸집 내에서 진행되다보니, 작업 공간이 너무 협소하여 시공성 및 작업능률이 낮고, 품질 저하 및 공기 지연의 원인이 된다.

또한, 코핑의 배근 작업시 철근을 인양하기 위해 크레인과 같은 장비가 계속 대기해야하므로 장비비 손실이 크고, 공기 지연이 불가피하다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고소 작업으로 인한 위험성을 크게 낮출 수 있고, 코핑의 배근 작업 환경이 보다 개선될 수 있고, 장비비 손실 및 공기 지연을 방지할 수 있는 교각 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 기둥 철근과 콘크리트로 이루어진 적어도 하나의 기둥과; 상기 기둥이 정착되는 기둥정착공간이 구비되고, 콘크리트가 타설됨과 아울러 상기 기둥정착공간 이외의 부분에 코핑 철근이 배근되어 이루어진 코핑을 포함하는 교각을 개시한다.

상기 코핑 철근 중 적어도 일부는, 상기 코핑에 정착된 기둥 앞에서 절곡된 구조일 수 있다.

상기 코핑 철근 중 적어도 일부는, 상기 코핑에 정착된 기둥 앞에서 상측을 향해 절곡된 구조일 수 있다.

상기 코핑 철근 중 적어도 일부는, 상기 코핑에 정착된 기둥 앞에서 상측을 향해 수직하게 절곡된 구조일 수 있다.

상기 코핑 철근은, 인장력에 저항하는 인장철근과; 상기 인장철근의 하부에 배근되어 압축력에 저항하는 압축철근으로 이루어지고; 상기 압축철근 중 적어도 일부는, 상기 코핑에 정착된 기둥 앞에서 상기 인장철근이 배근된 부분까지 상측을 향해 절곡될 수 있다.

상기 기둥의 코핑에 정착되는 기둥 철근의 정착 길이(ldb)는 다음과 같은 식에 의해 결정되는 교각

여기서, db는 기둥 철근의 직경이고, fy는 기둥 철근의 항복 강도이고, fck는 기둥의 콘크리트 압축강도이다.

상기 코핑의 상기 기둥정착공간과 대응되는 부분의 두께는, 기둥 철근의 정착 길이보다 클 수 있다.

또한 상기한 목적을 달성하기 본 발명은 상술한 교각의 시공 방법으로서, 기둥을 시공하는 단계와; 상기 기둥의 상부에 코핑 거푸집을 설치하는 단계와; 상기 기둥이 정착되는 기둥정착공간을 갖도록 코핑철근조립체를 배근하여, 상기 코핑철근조립체를 상기 코핑 거푸집 내부에 설치하는 단계와; 상기 코핑 거푸집 내에 콘크리트를 타설하여 양생하는 단계와; 상기 콘크리트의 양생 후, 상기 코핑 거푸집을 제거하는 단계를 포함하는 교각의 시공방법을 개시한다.

상기 기둥은, 기둥철근조립체가 기둥 철근의 정착 길이만큼 연장 배근되어 상기 기둥정착공간에 정착될 수 있도록, 시공될 수 있다.

상기 기둥 철근의 정착 길이(ldb)는 다음과 같은 식에 의해 결정되어 시공되는 교각의 시공방법;

상기 코핑 거푸집을 지지하는 코핑 거푸집 지지물을 설치하는 단계가 더 포함될 수 있다.

상기 코핑 거푸집 지지물은 기둥에 고정된 받침턱부를 포함할 수 있다.

상기 코핑 거푸집 지지물은 상기 받침턱부 상측에 설치되어 상기 코핑 거푸집을 지지하는 지지부를 더 포함할 수 있다.

상기 지지부는, 높이조절수단을 구비함과 아울러, 상기 받침턱부 상측에 설치되는 안착부와; 상기 코핑 거푸집의 하측에 연장 형성된 연장 지지부를 포함하고; 상기 코핑 거푸집을 설치하는 단계는, 상기 연장 지지부를 상기 안착부에 조합함으로써 이루어질 수 있다.

상기 코핑 거푸집 지지물 주위에 작업대를 설치하는 단계가 더 포함될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 교각 및 그 시공방법은, 코핑철근조립체가 지상에서 조립된 후 인양되기 때문에, 종전의 고소 작업 대비 안정성이 확보될 수 있고, 코핑철근조립체의 배근 작업 능률 및 품질, 시공성이 향상될 수 있고, 기둥 과 코핑이 동시에 시공됨과 아울러 장비가 대기하고 있을 필요가 없어서 공기 단축 및 공사비 절감 효과를 가질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 교각의 요부 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 교각의 요부 정단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.

본 발명에 따른 교각은 적어도 하나의 기둥(10)과, 기둥(10)의 상부에 설치되고 기둥(10)이 정착되는 기둥정착공간(20')이 구비된 코핑(20)으로 구성된다.

기둥(10)은 다수의 철근(이하, 설명의 편의를 위해 '기둥철근'이라 함)(12')이 배근되어 이루어진 기둥철근조립체(12)와, 기둥철근조립체(12) 주위에 양생된 기둥 콘크리트체(14)로 이루어진다.

특히, 이러한 기둥(10)은 기둥철근조립체(12)가 기둥철근의 정착길이(ldb)만큼 기둥(10)의 상측으로 노출되어 기둥정착공간(20')에 정착될 수 있도록, 시공된다. 즉, 기둥철근조립체(12)가 기둥 콘크리트체(14)보다 기둥철근의 정착길이(ldb)만큼 기둥(10)의 상측으로 더 길도록 시공된다. 따라서, 기둥 콘크리트체(14)까지 기둥정착공간(20')에 정착되는 것보다, 기둥(10)과 코핑(20)이 보다 안정적으로 상호 조합될 수 있다.

이때, 충분한 구조적 안정성 확보를 위해, 기둥철근의 정착길이(ldb)는, 다음과 같은 식에 의해 결정됨이 바람직하다.

여기서, db는 기둥 철근(12')의 직경이고, fy는 기둥 철근(12')의 항복 강도이고, fck는 기둥(10)의 콘크리트 압축강도이다.

다음으로 코핑(20)은 다수의 철근(이하, 설명의 편의를 위해 '코핑철근'이라 함)(22')이 배근되어 이루어진 코핑철근조립체(22)와, 코핑철근조립체(22) 주위에 양생되는 코핑 콘크리트체(24)로 이루어진다.

특히, 코핑철근조립체(22)는 기둥정착공간(20') 확보를 위해, 코핑철근(22')이 기둥정착공간(20') 이외의 공간에만 배근됨으로써, 이루어진다.

코핑철근(22')은, 인장력에 저항하는 인장철근(22A)과, 압축력에 저항하는 압축철근(22B)으로 이루어진다. 인장철근(22A)은 주로 코핑(20)의 상부에 배근되고, 압축철근(22B)은 주로 인장철근(22A)의 하부에 배근된다.

이러한 코핑철근조립체(22)는 다음과 같이 배근 작업되는 것이 보다 바람직하다.

코핑철근(22')은 기둥정착공간(20') 때문에 중간에 절단될 수밖에 없는데, 이러한 코핑철근(22') 중 적어도 일부는 코핑(20)에 정착되는 기둥(10) 앞에서 절단되지 않고, 절곡될 수 있다. 여기서, 인장철근(22A)과 압축철근(22B) 중 주로 코핑(20)의 하부에 배근되는 압축철근(22B)이 기둥정착공간(20')에 의해 가로 막히는바, 압축철근(22B)이 절곡되는 것이 바람직하다.

하여, 기둥정착공간(20') 때문에 코핑(20)의 철근 배근 작업이 복잡해질 염 려가 없고, 코핑철근(22')들이 보다 견실하게 연결될 수 있고, 코핑철근(22')의 절곡된 부분으로 인해 전단 저항에 보다 효과적으로 대응할 수 있어, 구조적 안정성이 향상될 수 있다.

나아가서, 이와 같이 절곡되는 압축철근(22B)은 상측을 향해 절곡되어 인장철근(22A)의 배근 부분까지 배근되는 것이, 코핑철근(22') 간 유착 관계를 보다 견실하게 하여 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다는 점에서, 바람직하다.

이와 아울러, 코핑(20)은 기둥정착공간(20')과 대응되는 부분의 두께(20T)가, 기둥철근의 정착길이(ldb)보다 크도록 시공됨으로써, 기둥(10)이 코핑(20)에 충분히 정착될 수 있게 하는 것이 바람직하다.

따라서, 기둥정착공간(20')에 의해, 코핑철근조립체(22)를 지상에서 배근 작업한 후, 기둥(10)과 결합하더라도 코핑철근조립체(22)와 기둥철근조립체(12)가 서로 간섭되지 않는다. 따라서, 코핑철근조립체(22)를 고소에서 배근 작업하지 않아도 되기 때문에 작업자나 자재의 추락, 낙하, 붕괴 사고 등의 안전 사고 위험성을 현격하게 낮출 수 있다. 또한, 코핑철근조립체(22)의 배근 작업과 기둥철근조립체(12) 배근 작업이 동시에 진행될 수 있기 때문에 공기가 현격하게 단축될 수 있다. 또한, 코핑철근조립체(22)의 배근 작업이 넓은 공간에서 진행될 수 있기 때문에 시공성 및 작업능률, 품질이 현격하게 향상될 수 있고, 공기가 단축될 수 있다. 또한, 코핑 철근(22')을 인양하기 위해 장비가 계속 대기할 필요가 없기 때문에 시공 공사비 및 공기가 현격하게 줄어들 수 있다.

이와 같이 구성되는 교각을 시공하기 위한 본 발명에 따른 교각의 시공방법을 도 2 및 도 4 내지 도 7을 참조하여 살펴보면, 다음과 같다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 기둥철근조립체(12)을 배근 작업하고, 기둥철근조립체(12) 주위에 기둥 콘크리트체(14)를 양생하여, 기둥(10)을 시공한다. 이때, 상술한 바와 같이 기둥철근조립체(12)는 기둥철근의 정착길이(ldb)만큼 노출되는 것이 바람직하다.

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 기둥(10)의 상부에 코핑 거푸집(30)을 설치한다. 코핑 거푸집(30)은 지상에서 기 조립된 후, 크레인(4) 등의 장비를 이용하여 기둥(10)의 상부로 인양되어 설치될 수 있다. 이와 같이 코핑 거푸집(30)이 지상에서 조립되면, 코핑 거푸집(30)의 조립 및 설치 공사가 용이해질 수 있고, 공사가 신속히 진행될 수 있고, 크레인(4) 등의 장비가 대기하고 있을 필요가 없어 장비비 손실이 방지될 수 있다.

다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 상술한 바와 같은 코핑철근조립체(22)를 지상에서 배근 작업한 후, 크레인(4) 등의 장비에 의해 코핑 거푸집(30) 내부로 인양하여 설치한다. 그러면, 기둥철근조립체(12)가 기둥정착공간(20')에 정착됨으로써, 기둥철근조립체(12)와 코핑철근조립체(22)가 상호 견실하게 조합된다.

다음으로, 코핑 거푸집(30) 내부에 콘크리트를 타설함으로써, 코핑철근조립체(22) 주위에 코핑 콘크리트체(미도시)를 양생한다.

이와 같이 코핑 콘크리트체 양생 공사까지 완료된 후, 코핑 거푸집(30)을 해체하면, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 교각의 시공 공사가 완료된다.

한편, 상기와 아울러, 교각의 시공 공사를 보다 용이하고, 안정적으로 진행하기 위해서, 다음과 같은 단계가 더 추가될 수 있다.

즉, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 코핑 거푸집(30)이 용이하고 안정적으로 설치될 수 있도록, 코핑 거푸집(30)을 설치하기 전에 코핑 거푸집(30)을 견고하게 지지할 수 있는 코핑 거푸집 지지물(40)이 설치되는 공사가 작업될 수 있다.

코핑 거푸집 지지물(40)은 지상으로부터 상측으로 연장형성된 구조를 취할 수도 있고, 본 실시 예와 같이 기둥(10)의 소정 위치에 고정된 받침턱부(42) 등에 의해 지지되는 구조를 취할 수도 있다.

더불어, 코핑 거푸집 지지물(40)은 코핑 거푸집(30)이 받침턱부(42)에 바로 얹혀지는 구조가 채택될 수도 있고, 본 실시 예와 같이 받침턱부(42)의 상측에 설치되는 별도의 지지부(44)에 의해 지지되는 구조를 채택될 수도 있다.

나아가, 지지부(44)는 높이 조절이 불가능한 일체형 구조로 구비될 수도 있고, 본 실시 예와 같이 높이 조절될 수 있는 구조로 구비될 수도 있다. 즉, 지지부(44)는 높이 조절이 가능토록, 높이조절수단을 구비함과 아울러 받침턱부(42)의 상측에 설치되는 안착부(44A)와, 코핑 거푸집(30)의 하측에 연장 형성되어 안착부(44A)와 조합되는 연장지지부(44B)로 구성될 수 있다. 이와 같이 지지부(44)가 높이 조절 가능한 구조를 취하는 경우, 코핑 거푸집(30)을 크레인(4) 등에 의해 인양하여 상측으로부터 설치하는 코핑 거푸집 설치작업시, 연장지지부(44B)를 안착부(44A)에 안착시킨 후, 높이조절수단에 의해 코핑 거푸집(30)의 수평 작업을 용이 하게 할 수 있다.

다음으로, 코핑 거푸집(30) 및 코핑철근조립체(22)의 인양 작업 등을 작업자가 안전하고 용이하게 수행할 수 있도록 하기 위해서, 코핑 거푸집 지지물(40) 주위에 작업대(50)가 설치되는 것이 바람직하다.

작업대(50)는 받침턱부(42)에 의해 지지되는 구조를 취할 수도 있고, 보조 받침턱부와 같은 별도의 구조에 의해 기둥(10)에 설치되는 구조를 취할 수도 있다.

이상, 본 발명에 따른 교각 및 그 시공방법의 실시 예를 설명하였는데, 이는 본 발명에 따른 교각 및 그 시공방법의 여러 실시 예들 중 일부 예일 뿐으로서, 본 발명에 따른 교각 및 그 시공방법은 상술한 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 교각의 요부 정면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 교각의 요부 정단면도이다.

도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 교각의 시공방법을 설명하기 위한 도면으로서,

도 4는 기둥이 시공된 상태의 도면이다.

도 5a는 작업대와 지지물이 설치된 상태의 정면도이다.

도 5b는 작업대와 지지물이 설치된 상태의 측면도이다.

도 6은 코핑 거푸집을 설치하는 상태의 정면도이다.

도 7은 코핑철근조립체를 설치하는 상태의 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2; 콘크리트 10; 기둥

12; 기둥철근조립체 20; 코핑

22; 코핑철근조립체 22A; 인장철근

22B; 압축철근 30; 코핑 거푸집

40; 코핑 거푸집 지지물 42; 받침턱부

44; 지지부 50; 작업대

Claims

기둥철근과 콘크리트로 이루어진 적어도 하나의 기둥과;

상기 기둥이 정착되는 기둥정착공간이 구비되고, 콘크리트가 타설됨과 아울러 상기 기둥정착공간 이외의 부분에 코핑철근이 배근되어 이루어진 코핑을 포함하는 교각.
청구항 1에 있어서,

상기 코핑철근 중 적어도 일부는, 상기 코핑에 정착된 기둥 앞에서 절곡된 구조인 교각.
청구항 2에 있어서,

상기 코핑철근 중 적어도 일부는, 상기 코핑에 정착된 기둥 앞에서 상측을 향해 절곡된 구조인 교각.
청구항 3에 있어서,

상기 코핑철근 중 적어도 일부는, 상기 코핑에 정착된 기둥 앞에서 상측을 향해 수직하게 절곡된 구조인 교각.
청구항 1에 있어서,

상기 코핑 철근은,

인장력에 저항하는 인장철근과;

상기 인장철근의 하부에 배근되어 압축력에 저항하는 압축철근으로 이루어지고;

상기 압축철근 중 적어도 일부는, 상기 코핑에 정착된 기둥 앞에서 상기 인장철근이 배근된 부분까지 상측을 향해 절곡된 교각.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기둥의 코핑에 정착되는 기둥철근의 정착길이(ldb)는 다음과 같은 식에 의해 결정되는 교각

여기서, db는 기둥철근의 직경이고, fy는 기둥철근의 항복 강도이고, fck는 기둥의 콘크리트 압축강도이다.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

상기 코핑의 상기 기둥정착공간과 대응되는 부분의 두께는, 기둥철근의 정착길이보다 큰 교각.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 교각의 시공 방법으로서,

기둥을 시공하는 단계와;

상기 기둥의 상부에 코핑 거푸집을 설치하는 단계와;

상기 기둥이 정착되는 기둥정착공간을 갖도록 코핑철근조립체를 배근하여, 상기 코핑철근조립체를 상기 코핑 거푸집 내부에 설치하는 단계와;

상기 코핑 거푸집 내에 콘크리트를 타설하여 양생하는 단계와;

상기 콘크리트의 양생 후, 상기 코핑 거푸집을 제거하는 단계를 포함하는 교각의 시공방법.
청구항 8에 있어서,

상기 기둥은, 기둥철근조립체가 기둥철근의 정착 길이만큼 노출되어 상기 기둥정착공간에 정착될 수 있도록, 시공된 교각의 시공방법.
청구항 9에 있어서,

상기 기둥철근의 정착길이(ldb)는 다음과 같은 식에 의해 결정되어 시공되는 교각의 시공방법;

여기서, db는 기둥철근의 직경이고, fy는 기둥철근의 항복 강도이고, fck는 기둥의 콘크리트 압축강도이다.
청구항 8에 있어서,

상기 코핑 거푸집을 지지하는 코핑 거푸집 지지물을 설치하는 단계가 더 포함되는 교각의 시공방법.
청구항 11에 있어서,

상기 코핑 거푸집 지지물은 기둥에 고정된 받침턱부를 포함하는 교각의 시공방법.
청구항 12에 있어서,

상기 코핑 거푸집 지지물은 상기 받침턱부 상측에 설치되어 상기 코핑 거푸집을 지지하는 지지부를 더 포함하는 교각의 시공방법.
청구항 13에 있어서,

상기 지지부는,

높이조절수단을 구비함과 아울러, 상기 받침턱부 상측에 설치되는 안착부와;

상기 코핑 거푸집의 하측에 연장 형성된 연장 지지부를 포함하고;

상기 코핑 거푸집을 설치하는 단계는,

상기 연장 지지부를 상기 안착부에 조합함으로써 이루어지는 교각의 시공방법.
청구항 11에 있어서,

상기 코핑 거푸집 지지물 주위에 작업대를 설치하는 단계가 더 포함되는 교각의 시공방법.