KR20090050508A - 다수의 교량 지지빔 상에 바닥판이 형성되는 교량, 그 시공방법 및 그 제작에 사용되는 바닥판 제작용 프리캐스트부분바닥판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량 제작용 프리캐스트 부분바닥판 및 이를 사용하여 제작된 교량 및 그 시공 방법에 관한 것으로, 교각, 교대 중 어느 하나 이상에 교축방향으로 배열되어 거치된 제1교량 지지빔과 제2교량 지지빔을 포함하는 다수의 교량 지지빔과, 상기 교량 지지빔의 상측에 형성되는 교량의 바닥판 제작에 사용되는 콘크리트 프리캐스트 부분바닥판으로서, 상기 제1교량 지지빔과 상기 제2교량 지지빔의 상측에 양측단이 지지되어 거치되도록 상기 바닥판보다 작은 두께의 판 형상으로 형성된 제1분절 콘크리트 부분바닥판과; 상기 제1교량 지지빔의 상측에 일단이 지지되어 거치되고 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판의 교축직각방향으로 이격되어 형성되고 상기 바닥판보다 작은 두께의 판 형상으로 형성된 제2분절 콘크리트 부분바닥판과; 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판과 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판을 보강하고, 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판과 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판 사이의 상기 제1교량 지지빔의 상측 사잇 공간을 가로질러 형성되어 상기 교량 지지빔과 일체화될 수 있도록 형성된 보강 철근과; 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판과 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판을 연결하는 콘크리트 연결부를 포함하여 구성되어, 교량의 다수의 교량 지지빔 상에 거치되는 분절 부분바닥판의 형태와 위치가 그대로 유지되도록 콘크리트 연결부로 견고하게 연결 형성됨에 따라, 교량의 측면 끝단 모서리 영역(캔틸레버 부)에 동바리를 사용하지 않고서도 분절 부분바닥판이 인접한 분절 부분바닥판에 의하여 그 위치가 견고하게 설치 고정됨으로써 바 닥판의 시공을 위한 지지빔 사이의 동바리의 설치가 필요 없으며, 또한 바닥판 콘크리트 타설시 프리캐스트 부분바닥판 자체가 거푸집 역할을 하므로 거푸집의 제작 설치가 불필요하고, 또한 교량의 용도나 구성에 따라 교축방향뿐만 아니라 교축직각방향으로의 긴장재를 긴장하여 압축응력을 바닥판 콘크리트에 미리 도입하는 것이 용이하며, 하나의 프리캐스트 부분바닥판을 이용하여 완성하고자 하는 바닥판의 두께보다 작은 두께의 부분바닥판을 교량 지지빔 상에 보다 신속하게 거치시켜 바닥판 시공을 보다 간단하고 신속하게 행할 수 있는 교량 제작용 프리캐스트 부분바닥판, 이를 사용하여 제작된 교량 및 그 제작 방법을 제공한다.

부분바닥판, 분절 부분바닥판, 가로보, 콘크리트 돌출부, 긴장재

Description

다수의 교량 지지빔 상에 바닥판이 형성되는 교량, 그 시공 방법 및 그 제작에 사용되는 바닥판 제작용 프리캐스트 부분바닥판 {BRIDGE HAVING DECK SLAB CONCRETE STRUCTURE ON PLURAL BEAMS, CONSTRUCTING METHOD THEREOF AND PRECAST PARTIAL-DEPTH DECK SLAB CONCRETE STRUCTURE USED IN CONSTRUCTING SAME}

본 발명은 교량 제작용 프리캐스트 부분바닥판 및 이를 사용하여 제작된 교량 및 그 시공 방법에 관한 것으로, 다수의 교량 지지빔 상에 바닥판이 시공되는 교량을 보다 신속하고 간편하게 경제적으로 시공할 수 있으며, 특히 곡률이나 경사도가 불규칙적인 교량도 보다 쉽게 제작 할 수 있도록 하는 교량 제작용 프리캐스트 부분바닥판 및 이를 사용하여 제작된 교량에 관한 것이다.

종래의 교량은 교량의 주형 위에 바닥판을 설치하기 위하여, 현장에서 지지빔과 지지빔 사이의 공간에 동바리를 설치한 후 그 위에 거푸집을 제작 설치한다. 이 거푸집에 철근을 배근한 후 콘크리트를 타설하고 장시간 동안 콘크리트를 양생하여 바닥판을 완성하였다. 이를 구체적으로 살펴보면, 도1에 도시된 바와 같이, 종래의 교량(1)은 교각이나 교대(11) 상에 베어링(12)을 설치하고, 베어링(12)의 상면에 다수의 교량 지지빔(13)이 제작되어 거치되고, 다수의 교량 지지빔(13)으로 이루어진 강형의 상측에 동바리(14)로 지지되도록 거푸집을 설치한 상태에서 콘크리트를 타설 양생하여 바닥판(15)을 시공하였다.

그러나 이와 같은 종래의 교량 시공 방법은 현장에서 바닥판의 전체를 타설하여 양생함에 따라 품질관리에 어려움이 있었으며, 동바리 및 거푸집을 제작, 설치하고 콘크리트를 양생하는 중에 많은 시간이 소요되어 공사기간이 장기화되는 문제점이 있었다. 또한, 현장에서 철근을 배근함에 따라 많은 공사 인력이 필요할 뿐만 아니라 도심지에서 교량을 건설하는 경우에는 현장 작업이 많으므로 넓은 작업 공간이 소요되고 교통 소통의 장애가 유발될 수밖에 없는 문제점이 발생되었다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 주식회사 효성 엘비데크에서 창안하여 2006.10.10 자로 특허된 대한민국 등록특허공보 제635137호의 "교량 슬래브 시공방법 및 그에 적용되는 래티스바아데크형 피씨프레이트"에는, 도1에 도시된 바와 같이, 교각이나 교대(11) 상에 베어링(12)을 설치하고, 베어링(12)의 상면에 다수의 교량 지지빔(13)이 제작되어 거치된 상태에서, 다수의 교량 지지빔(13) 상측에 완성된 바닥판(26)의 두께보다 얇게 형성된 철근콘크리트 부분바닥판(24)을 양측단부가 지지되도록 설치하고, 동시에 교량의 측면 끝단 모서리(캔틸레버 부) 영역에는 교량 지지빔(13)에 일측 단부가 지지되고 그 밖의 영역에는 동바리(25)에 의해 지지되도록 부분바닥판(24)을 설치한 상태에서 콘크리트를 타설 양생하여 바닥판(15)을 시공하는 구성을 개시하고 있다.

이와 같은 주식회사 효성 엘비데크에서 발명한 프리캐스트 부분바닥판(24)을 교량 시공에 적용함에 따라 운반이 용이하며 현장에서의 시공성이 종래에 비하여 향상되는 효과를 얻을 수 있지만, 교량의 측면 끝단 모서리 영역에는 여전히 동바리(25)를 설치함에 따라 시공성이 저하될 뿐만 아니라, 이들 프리캐스트 부분바닥판(24)을 거치시킨 상태로 바닥판 콘크리트 타설 하는 경우 교축방향으로 다수의 프리캐스트 부분바닥판(24)과 부분바닥판(24) 사이의 틈새로 타설되는 콘크리트가 누설될 가능성이 있는 문제점을 갖고 있다. 또한, 지지빔(13)과 지지빔(13") 사이가 멀어지는 경우 콘크리트 바닥판(26) 자체의 강성이 부족하여 긴장재를 긴장하여 압축 프리스트레스가 필요한 경우, 즉 지지빔(13)과 지지빔(13") 중간 부위의 바닥판에서의 정 모멘트 구간의 하단텐던 배치와 지지빔(13) 상측의 바닥판에서의 부 모멘트 구간의 상단텐던 배치가 바닥판(15) 도심을 기준으로 서로 반대의 위치에 있어야 함으로써 부분바닥판(24)의 콘크리트 두께가 바닥판(26) 두께의 절반 이상이어야 하므로 부분바닥판(24)으로써의 그 목적과 사용성이 떨어지고, 교축직각방향으로의 지지빔(13) 상측의 분절된 부분바닥판(24)과 부분바닥판(24) 사이를 연결하는 긴장재의 설치가 어려우며 완성 바닥판 콘크리트(26) 타설 이전에 긴장재를 긴장하여 압축 프리스트레스를 도입하는 기능 자체가 불가능 하다는 큰 문제점을 갖고 있다.

특히, 최근 강재 지지빔 교량설계에 있어서, 강재의 강성이 크고 높이가 높은 소수주형 교량 지지빔(13")이 사용되어 동일한 하중을 지지하는 교량 지지빔(13")의 수가 적은 교량이 제작되는 추세에 따라, 지지빔(13)과 지지빔(13") 사이의 바닥판 하부에 발생할 수 있는 정 모멘트에 의한 인장응력과 지지빔(13") 상 측의 바닥판 상부에 발생하는 부 모멘트에 의한 인장응력 등을 상쇄시키기 위하여 바닥판을 시공하는 단계에서 교축직각방향으로의 긴장재(215)를 설치하고 이를 긴장하여 압축응력을 미리 도입하는 방안이 모색되고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 다수의 교량 지지빔 상에 바닥판을 시공하는 공정을 보다 효율적이고 신속하게 시공할 수 있도록 하는 교량 바닥판 제작용 프리캐스트 부분바닥판 및 이를 사용한 교량을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 교량의 측면 끝단 모서리 영역(캔틸레버 부)의 바닥판 및 지지빔과 지지빔 사이의 바닥판 시공을 위한 동바리 및 거푸집의 제작 설치가 불필요하며 프리캐스트 부분바닥판 자체가 거푸집 역할을 함으로써 시공의 편의를 도모하며 보다 신속히 바닥판을 완성할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 교량이 좌우로 굴곡 형성됨에 따라 바닥판의 형상도 이에 부합되도록 설치되어야 하는 경우에도, 간편하게 미리 제작된 프리캐스트 부분바닥판을 곡면형상에 부합하고 용이하게 설치할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 본 발명은 최종 바닥판 상면의 설계 높이(Final Design Elevation)에 따른 교량 지지빔 상에 다수 거치되는 프리캐스트 부분바닥판과 지지빔 상측과의 일정한 높이를 측정하여 유지시킨 후 지지빔 상측과 프리캐스트 부분바닥판 사이의 누수방지 탄성재를 삽입 설치하여 타설되는 콘크리트가 누수 되는 것을 근본적으로 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 교량의 용도나 구성에 따라 교축방향뿐만 아니라 교축직각방향으로의 긴장재를 긴장하여 압축응력을 바닥판 콘크리트에 미리 도입하기 용이하도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 교각, 교대 중 어느 하나 이상에 교축방향으로 배열되어 거치된 제1교량 지지빔과 제2교량 지지빔을 포함하는 다수의 교량 지지빔과, 상기 교량 지지빔의 상측에 형성되는 교량의 바닥판 제작에 사용되는 콘크리트 프리캐스트 부분바닥판으로서, 상기 제1교량 지지빔과 상기 제2교량 지지빔의 상측에 양측단이 지지되어 거치되도록 상기 바닥판보다 작은 두께의 판 형상으로 형성된 제1분절 콘크리트 부분바닥판과; 상기 제1교량 지지빔의 상측에 일단이 지지되어 거치되고 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판의 교축직각방향으로 이격되어 형성되고 상기 바닥판보다 작은 두께의 판 형상으로 형성된 제2분절 콘크리트 부분바닥판과; 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판과 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판을 보강하고, 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판과 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판 사이의 상기 제1교량 지지빔의 상측 사잇 공간을 가로질러 형성되어 상기 교량 지지빔과 일체화될 수 있도록 형성된 보강 철근과; 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판과 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판을 연결하는 콘크리트 연결부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량 제작용 프리캐스트 부 분바닥판을 제공한다.

이는, 교량의 다수의 교량 지지빔 상에 거치되는 부분바닥판이 제1분절 부분바닥판 및 제2분절 부분바닥판(이하, 이들을 통칭하여 간단히 "분절 부분바닥판"이라 함)의 형태와 위치가 그대로 유지되도록 콘크리트 연결부로 견고하게 연결 형성됨에 따라, 하나의 프리캐스트 부분바닥판을 이용하여 완성하고자 하는 바닥판의 두께보다 작은 두께의 부분바닥판을 교량 지지빔 상에 보다 신속하게 거치시켜 바닥판 시공을 보다 간단하고 신속하게 행할 수 있을 뿐만 아니라, 교량의 측면 끝단 모서리 영역(캔틸레버 부)에 동바리를 사용하지 않고서도 분절 부분바닥판이 인접한 분절 부분바닥판에 의하여 그 위치가 견고하게 고정됨으로써 완성된 바닥판의 시공을 위한 동바리 및 거푸집의 제작 설치가 불필요하며 프리캐스트 부분바닥판 자체가 거푸집 역할을 함으로써 시공의 편의를 도모하며 보다 신속히 바닥판을 완성할 수 있는 장점을 갖는다.

여기서, 상기 교량 지지빔은 강재빔이나 강재상자 형태로 형성될 수도 있고, 프리스트레스트 콘크리트빔으로 형성될 수 있는 것으로 그 형태에 의하여 본 발명의 범주가 제한되지 않는다.

이 때, 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판, 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판 중 어느 하나 이상의 상면으로부터 돌출 형성되되 상기 바닥판의 두께보다 작은 두께로 형성되고 교축방향 및 교축직각방향 중 어느 하나 이상의 방향으로 관통공이 형성된 콘크리트 돌출부가 상기 프리캐스트 부분바닥판에 일체로 형성된다. 상기 콘크리트 돌출부가 상기 분절 부분바닥판의 상면으로 돌출 형성됨에 따라, 상기 콘크리트 돌출부에 형성되는 관통공에 밀착용 긴장재를 삽입 설치한 후 이 밀착용 긴장재를 긴장시키는 것에 의하여 인접한 프리캐스트 부분바닥판을 상호 밀착시키는 것이 가능해지며, 교축방향으로의 교각을 중심으로 바닥판 상부에 작용하는 부 모멘트에 의한 인장응력을 상쇄하기 위하여 일정한 거리에 위치한 돌출부와 돌출부 사이에 쉬스관을 배치하고 이 쉬즈관 속에 프리스트레스용 긴장재를 삽입 설치한 후 바닥판 콘크리트를 타설 양생하고 나서 바닥판에 긴장재를 긴장함으로써 압축응력을 도입하는 것이 가능해진다.

한편, 본 발명은, 교각, 교대 중 어느 하나 이상에 교축방향으로 배열되어 거치된 제1교량 지지빔과 제2교량 지지빔을 포함하는 다수의 교량 지지빔과; 상기 제1교량 지지빔과 상기 제2교량 지지빔의 상측에 양측단이 지지되어 거치되도록 상기 바닥판보다 작은 두께의 판 형상으로 형성된 제1분절 콘크리트 부분바닥판과, 상기 제1교량 지지빔의 상측에 일단이 지지되어 거치되고 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판의 교축직각방향으로 이격되어 형성되고 상기 바닥판보다 작은 두께의 판 형상으로 형성된 제2분절 콘크리트 부분바닥판과, 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판과 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판을 보강하고 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판과 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판 사이의 상기 제1교량 지지빔의 상측 사잇 공간을 가로질러 형성되어 상기 교량 지지빔과 일체화될 수 있도록 형성된 보강 철근과, 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판, 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판 중 어느 하나 이상의 상면으로부터 돌출 형성되되 상기 바닥판의 두께보다 작은 두께로 형성되고 교축방향으로 관통공이 형성된 콘크리트 돌출부를 구비하되, 상기 다수의 교량 지지빔 상에 다수 배열되는 프리캐스트 부분바닥판과; 상기 다수의 분절 부분바닥판의 상면에 콘크리트를 타설하여 상기 부분바닥판과 함께 일체로 원하는 높이로 형성되는 바닥판과; 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판과 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판을 일체로 연결하는 콘크리트 연결부와; 상기 프리캐스트 부분바닥판과 상기 교량 지지빔과의 일정한 높이를 유지시키기 위하여 콘크리트 연결부에 매입된 높이조절용 볼트와; 상기 프리캐스트 부분바닥판과 상기 교량 지지빔과 접촉하는 면에는 타설되는 콘크리트의 누수를 방지하는 누수방지 탄성재를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량을 제공한다.

즉, 전술한 프리캐스트 부분바닥판을 활용하여 교량의 바닥판을 시공함으로써 교량의 제작공종이 보다 단순하고 신속해지며 작업의 효율을 극대화시킬 수 있으며, 교량이 상하나 좌우로 굴곡 형성되는 경우에도 미리 제작된 프리캐스트 부분바닥판을 교량의 곡률에 부합하게 설치하는 것이 매우 용이해진다.

이 때, 상기 프리캐스트 부분바닥판 상에 바닥판을 형성하기 위한 콘크리트가 현장 타설되기 이전에, 교축방향으로 상호 인접한 프리캐스트 부분바닥판을 서로 밀착시키도록 상기 콘크리트 돌출부 사이에 개재되어 긴장 가능하게 배열된 밀착용 긴장재를 추가적으로 포함하여 구성된다. 이를 통해, 다수의 교량 지지빔 상에 거치된 다수의 프리캐스트 부분바닥판과 부분바닥판 사이의 틈새에서 완성된 바닥판 시공을 위하여 타설되는 콘크리트가 누설되는 경우가 발생할 수 있으므로 프리캐스트 부분바닥판과 부분바닥판 사이에 탄성재질의 봉을 삽입 설치하고 밀착용 긴장재를 긴장하여 상기 탄성재질의 봉을 압축함으로써 타설하는 콘크리트의 누수 를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

그리고, 서로 다른 프리캐스트 부분바닥판의 상기 콘크리트 돌출부를 교각을 중심으로 교축방향으로 서로 연결하는 쉬스관을 설치하여 현장 타설되는 상기 바닥판 내에 매설하고, 상기 바닥판을 콘크리트 타설하여 양생한 이후에 교축방향으로의 압축 프리스트레스를 도입하도록 상기 쉬스관 내부에 삽입 설치된 프리스트레스 도입용 긴장재를 추가적으로 구비하여, 최종 두께의 바닥판 콘크리트가 타설 양생된 이후에 쉬스관 내부의 프리스트레스 도입용 긴장재를 긴장시키는 것에 의하여 교축방향으로의 압축 프리스트레스를 미리 도입할 수 있다. 이는, 기존의 프리캐스트 바닥판을 사용하여 시공하는 교량의 경우 제작장에서 프리캐스트 바닥판을 제작 시 바닥판 내부에 쉬스관이 매설되므로 프리캐스트 바닥판 설치 시 쉬즈관의 배열이 서로 일치 하여야 하며 바닥판 설치 이후에 긴장재를 삽입하여야 하는 번거로운 종래의 시공방법과 달리, 프리캐스트 부분바닥판을 다수의 교량 지지빔 상에 거치시킨 후에 이미 형성된 관통공을 연결하여 쉬스관을 설치하고 프리스트레스 도입용 긴장재를 삽입 한 후에 바닥판 콘크리트를 타설 양생하는 공정을 진행할 수 있으므로 작업의 편의와 효율성이 보다 증대 된다. 이 때, 쉬스관 내부에 설치되는 프리스트레스 도입용 긴장재를 긴장시키기 위하여 프리스트레스 도입용 긴장재의 긴장 정착구에는 유압잭이 삽입 설치될 수 있는 공간에 대해서는 1차적인 바닥판 콘크리트의 타설 공종에서는 타설되지 않으며, 콘크리트 양생 후 프리스트레스 긴장재의 긴장력 도입 이후에 2차적으로 유압잭 설치 공간을 추가 콘크리트 타설하여 매우게 된다.

한편, 상기 콘크리트 돌출부와 상기 콘크리트 연결부는 상기 프리캐스트 부분바닥판의 일측 단면으로부터 타측 단면까지 연장되는 가로보 형태로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 프리캐스트 부분바닥판을 제작장에서 제작시 철근을 배근한 상태에서 강연선을 긴장하여 콘크리트구조나 강구조 지지대에 일시 정착시킨 후 콘크리트를 타설 양생한 후에 강연선을 절단함으로써 프리캐스트 부분바닥판의 교축직각방향으로 압축 프리스트레스가 도입되도록 하는, 즉 상기 프리캐스트 부분바닥판을 교축직각방향으로 관통하여 상기 콘크리트 돌출부 내부에 미리 긴장된 상태로 매입된 프리텐션용 긴장재가 추가적으로 포함되어, 프리캐스트 부분바닥판의 교축직각방향으로 미리 압축 프리스트레스가 도입될 수 있다.

최근 교량을 지지하는 교량 지지빔은 강재의 강성이 크고 높이가 높은 소수주형 교량 지지빔이 사용됨에 따라 교량에 사용되는 교량 지지빔의 수가 점차 줄어드는 추세에 있으므로, 이때에는 교량 지지빔 상측의 바닥판 상부에 교축직각방향으로의 부 모멘트에 의한 인장응력이 작용하게 되므로 이를 상쇄시키기 위하여 교축직각방향으로의 압축응력이 미리 도입될 필요가 있다. 그리고, 교량의 폭(B)이 충분히 큰 경우에는 교축직각방향으로 2개 이상의 프리캐스트 부분바닥판이 상기 다수의 교량 지지빔 상에 거치되어 배열 설치될 수 있다. 이 경우에는, 상기 프리캐스트 부분바닥판의 교축직각방향으로의 사잇 공간과 마주하는 상기 콘크리트 돌출부는 그 단면이 보다 커지는 확대단면 영역을 구비하며; 상기 프리캐스트 부분바닥판의 사잇 공간에 채워지는 프리캐스트 콘크리트 블럭을 관통하여 상기 프리캐스트 부분바닥판의 확대단면 영역에 포스트텐션 도입용 긴장재가 설치되어 이를 긴장 함으로써 교축직각방향으로의 압축 프리스트레스를 도입 할 수 있도록 구성된다.

또한, 모든 지지빔 상의 교축직각방향으로 콘크리트 바닥판 상부에 압축 프리스트레스를 도입하기 위하여 프리캐스트 부분바닥판의 교축직각방향으로 확대단면영역이 형성되고, 이와 같이 형성된 확대단면 영역의 관통공에 포스트텐션 도입용 긴장재를 쉬스관 내에 설치하여 긴장시키는 것에 의하여 프리캐스트 부분바닥판의 교축직각방향으로 압축 프리스트레스를 도입하는 것이 가능하다.

상기 프리캐스트 부분바닥판의 지지빔 상측 사잇 공간에는 바닥판 콘크리트를 타설 양생할 수도 있지만, 지지빔 상측의 부 모멘트에 의한 인장응력을 상쇄하기 위한 긴장재의 긴장이 필요한 경우 이 긴장재의 설치를 위하여 그 사잇 공간에 삽입되는 프리캐스트 콘크리트 블록을 삽입하고 프리캐스트 콘크리트 블록과 프리캐스트 부분바닥판 사이의 틈새를 몰탈과 같은 충진재로 충진한 후 완성 바닥판의 도심보다 위에 설치된 포스트텐션 도입용 긴장재를 긴장시켜 압축 프리스트레스를 도입한다. 이를 통해, 포스트텐션 긴장재의 설치 위치는 완성 바닥판의 도심 위에 배치되어야 하므로 프리캐스트 부분바닥판의 확대단면 영역의 돌출부나 프리캐스트 콘크리트 블록의 높이는 완성 바닥판의 도심 보다는 크고 바닥판의 높이 보다는 작아야 하고, 교축직각방향으로의 압축 프리스트레스를 도입하는 공종은 바닥판 콘크리트를 타설하기 이전에 모두 완료시킬 수 있다.

한편, 이와 같은 교축직각방향으로 도입되는 포스트텐션은 프리캐스트 부분바닥판이 교축직각방향으로 2개 이상 거치되어 배열되지 않는 경우에도 도입될 수 있다. 다시 말하면, 교축직각방향으로 배열되는 교량 지지빔의 수가 적은 경우에 는, 사용하중 작용시 지지빔과 지지빔 사이의 바닥판 하단에 발생할 수 있는 과다한 정 모멘트에 의한 인장응력과 지지빔 상측의 바닥판 상단에 발생하는 과다한 부 모멘트에 의한 인장응력 등을 상쇄시킬 필요성이 높아진다. 이를 위하여, 과다한 부 모멘트에 의한 인장응력이 작용하는 상기 교량 지지빔의 상측 부위의 상기 프리캐스트 부분 바닥판의 상기 가로보 주변에는 포스트텐션 도입용 긴장재가 바닥판의 중심선(Yo)보다 상측에 위치하도록, 현장 타설되는 콘크리트 내부의 쉬스관이나 미리 형성된 확대단면 영역내의 쉬스관에 포스트텐션 도입용 긴장재가 설치되어 교축직각방향으로 포스트텐션이 도입될 수도 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 교각, 교대 중 어느 하나 이상에 교축방향으로 제1교량 지지빔과 제2교량 지지빔을 포함하는 다수의 교량 지지빔을 거치시키는 단계와; 제1항에 따라 구성되고 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판과 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판을 연결하는 콘크리트 연결부를 구비한 프리캐스트 부분바닥판을 상기 다수의 교량 지지빔 상에 다수 배열하여 거치시키는 단계와; 상기 교량 지지빔과 프리캐스트 부분바닥판 사이에 일정한 높이를 유지시키기 위하여 콘크리트 연결부에 매입된 볼트를 사용하여 프리캐스트 부분바닥판의 높이를 조절하는 단계와; 상기 교량 지지빔 상에 타설되는 콘크리트의 누수를 방지하는 누수방지 탄성재를 설치하는 단계와; 상기 다수의 프리캐스트 부분바닥판의 상기 콘크리트 돌출부의 관통공에 밀착용 긴장재를 연결 설치하여 인접한 상기 프리캐스트 부분바닥판을 밀착시키는 단계와; 교각을 중심으로 교축방향으로 상기 2 개 이상의 콘크리트 돌출부의 상기 관통공을 연결하도록 쉬스관을 설치하고 프리스트레스 도입용 긴장재를 삽입 설치하는 단계와; 상기 프리캐스트 부분바닥판 위에 콘크리트를 타설 양생하여 바닥판을 형성하는 단계와; 상기 교축방향으로 쉬스관 내에 삽입된 프리스트레스 도입용 긴장재를 긴장시키는 것에 의하여 압축 프리스트레스를 도입하는 단계와; 긴장잭용 공간을 2차 콘크리트 타설하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 시공 방법을 제공한다.

본 발명은 교각, 교대 중 어느 하나 이상에 교축방향으로 배열되어 거치된 제1교량 지지빔과 제2교량 지지빔을 포함하는 다수의 교량 지지빔과, 상기 교량 지지빔의 상측에 형성되는 교량의 바닥판 제작에 사용되는 콘크리트 프리캐스트 부분바닥판으로서, 상기 제1교량 지지빔과 상기 제2교량 지지빔의 상측에 양측단이 지지되어 거치되도록 상기 바닥판보다 작은 두께의 판 형상으로 형성된 제1분절 콘크리트 부분바닥판과; 상기 제1교량 지지빔의 상측에 일단이 지지되어 거치되고 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판의 교축직각방향으로 이격되어 형성되고 상기 바닥판보다 작은 두께의 판 형상으로 형성된 제2분절 콘크리트 부분바닥판과; 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판과 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판을 보강하고, 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판과 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판 사이의 상기 제1교량 지지빔의 상측 사잇 공간을 가로질러 형성되어 상기 교량 지지빔과 일체화될 수 있도록 형성된 보강 철근과; 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판과 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판을 연결하는 콘크리트 연결부를 포함하여 구성되어, 교량의 다수의 교량 지지빔 상에 거치되는 분절 부분바닥판의 형태와 위치가 그대로 유지되도록 콘크리트 연결부로 견고하게 연결 형성됨에 따라, 교량의 측면 끝단 모서리 영역(캔틸레버 부)에 동바리를 사용하지 않고서도 분절 부분바닥판이 인접한 분절 부분바닥판에 의하여 그 위치가 견고하게 고정됨으로써 완성된 바닥판의 시공을 위한 동바리 및 거푸집의 제작 설치가 불필요하며 프리캐스트 부분바닥판 자체가 거푸집 역할을 함으로써 시공이 보다 용이해지고, 하나의 프리캐스트 부분바닥판을 이용하여 완성하고자 하는 바닥판의 두께보다 작은 두께의 부분바닥판을 교량 지지빔 상에 보다 신속하게 거치시켜 바닥판 시공을 보다 간단하고 신속하게 경제적으로 수행할 수 있는 교량 제작용 프리캐스트 부분바닥판을 제공한다.

또한, 본 발명은, 교량이 상하나 좌우로 굴곡 형성되는 경우에 부분바닥판을 교량 지지빔 상에 설치하는 경우에, 콘크리트 연결부에 의하여 수개의 분절 부분바닥판을 일체로 연결 형성한 프리캐스트 부분바닥판을 사용하여 교량의 바닥판을 시공함에 따라, 교량의 좌우의 곡률에 부합하는 부분바닥판의 설치가 매우 간단하고 신속하게 이루어지고 완성된 바닥판의 시공을 위한 동바리 및 거푸집의 제작 설치가 불필요하며 프리캐스트 부분바닥판 자체가 거푸집 역할을 함으로써 시공이 보다 용이해지고 경제적으로 수행할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명은 교축방향으로 서로 인접한 각각의 프리캐스트 분절 부분바닥판 상면에 돌출 형성된 콘크리트 돌출부에 설치된 관통공에 긴장재를 삽입하여 이를 긴장시켜 인접한 프리캐스트 부분바닥판 사이의 간극을 제거함으로써, 타설되 는 바닥판 콘크리트가 다수 배열되어 거치되는 프리캐스트 부분바닥판 사이의 간극으로 누수되는 것을 방지할 수 있도록 하여 보다 우수한 시공성을 구현한다.

그리고, 본 발명은 콘크리트 돌출부와 콘크리트 연결부를 일체로 형성하도록 프리캐스트 부분바닥판의 교축직각방향으로의 가로보 형태로 형성되도록 함으로써 완성된 프리캐스트 부분바닥판의 제작을 용이하게 할 뿐만 아니라, 제작장에서 프리캐스트 부분바닥판을 제작시 콘크리트 타설 전에 미리 긴장재를 긴장한 상태에서 콘크리트를 타설 양생한 후 긴장재를 절단하여 콘크리트 구조물에 압축 프리스트레스를 도입함으로써 사용하중 작용 시 지지보와 지지보 사이의 바닥판 하부에 발생하는 정 모멘트에 의한 인장응력을 상쇄시키는 프리텐션 시스템을 적용할 수 있다. 즉, 프리캐스트 부분바닥판의 교축직각방향으로 설치되는 돌출부(가로보)의 높이는 완성 바닥판의 도심보다는 크고 바닥판 상면보다는 작게 제작하여 프리텐션 긴장재를 설치할 수 있는 공간을 확보함으로써 완성 바닥판에 작용하는 인장응력을 상쇄시키는 압축 프리스트레스 도입이 가능해 짐으로써 지지빔과 지지빔 사이의 거리가 멀어짐으로써 발생하는 바닥판에서의 과다한 인장응력을 상쇄시킴으로써 필요에 의해 지지빔의 수량을 조절할 수 있어 경제적인 교량 설계가 가능해 질수 있다.

아울러, 본 발명은 프리캐스트 부분바닥판의 사잇 공간과 마주하는 가로보에는 교축직각방향으로의 관통공이 형성됨과 동시에 그 단면이 보다 커지는 확대단면 영역을 구비하고 상기 프리캐스트 부분바닥판의 사잇 공간에 채워지는 프리캐스트 콘크리트 블록을 설치하고 확대단면 영역과 프리캐스트 콘크리트 블록을 동시에 관통하는 관통공 내에 포스트텐션 도입용 긴장재를 설치하고 이를 긴장시키는 것에 의하여 상기 프리캐스트 부분바닥판의 확대단면 영역에 교축직각방향으로의 포스트텐션이 도입되도록 함으로써 교량 지지빔의 바닥판 상면에 작용하는 부 모멘트에 의한 인장응력을 효과적으로 상쇄시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명은 교축방향으로 교각을 중심으로 바닥판 상부에 작용하는 부 모멘트에 의한 인장응력을 상쇄하기 위하여 프리캐스트 부분바닥판의 교축직각방향으로 형성된 돌출부의 직각방향으로 관통공을 설치하고 부 모멘트가 작용하는 일정 길이의 돌출부와 돌출부 사이의 관통공에 쉬스관을 연결하고 이 쉬즈관 내에 프리스트레스용 긴장재를 삽입 설치한 후 바닥판 콘크리트를 타설 양생하고 나서 바닥판에 긴장재를 긴장함으로써 바닥판 콘크리트에 압축응력을 도입하여 바닥판 상면에 작용하는 인장응력을 상쇄 시키는 역할을 행할 수 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.

도2 내지 도9는 본 발명의 제1실시예에 따른 교량에 관한 것으로, 도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 프리캐스트 부분바닥판을 이용하여 바닥판을 시공한 교량의 구성을 도시한 사시도, 도3은 도2의 일부분을 도시한 평면도, 도4는 도2의 절단선 A-A에 따른 단면도, 도5는 도4의 'T'부위의 상세도, 도6은 도2의 절단선 B-B에 따른 단면도, 도7은 도2의 절단선 C-C에 따른 단면도, 도8은 도3의 절단선 D-D에 따른 단면도, 도9는 도2의 프리캐스트 부분바닥판의 형상을 도시한 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 교량(100)은, 교대나 교각(11)에 양단이 지지되도록 교축방향으로 다수 배열된 교량 지지빔(13,13')과, 교량 지지빔(13,13') 상에 배열되는 미리 제작된 프리캐스트 부분바닥판(110)과, 교량 지지빔(13,13') 상측과 프리캐스트 부분바닥판(110)과의 일정한 높이를 조절하여 고정시키는 높이 조절용 볼트(124)와, 인접한 프리캐스트 부분바닥판(110)이 상호 밀착하도록 연결 긴장하는 밀착용 긴장재(120)와, 교각을 중심으로 교축방향으로 압축 프리스트레스를 도입하도록 프리캐스트 부분바닥판(110)을 교축방향으로 연결하는 프리스트레스 도입용 긴장재(130)와, 프리캐스트 부분바닥판(110)의 상측에 콘크리트가 타설되어 양생된 바닥판(150)과, 완성된 바닥판(150)의 양측 단부에 형성되는 난간(160)으로 구성된다.

상기 교량 지지빔(13,13')은 교대나 교각(11)의 상부에 위치한 베어링(12) 상에 교축방향으로 다수 거치되어 배열된다. 이 때, 교량 지지빔(13,13')은 강재 아이(I)거더로 형성된 것을 일례로 도면에 도시되어 있으나 이에 한정되지 않고 강재빔, 강합성빔 및 프리스트레스 콘크리트 빔 등과 같은 어떠한 형태의 교량 지지빔 사용이 가능하다.

상기 프리캐스트 부분바닥판(110)은 도4, 도5 및 도9에 도시된 바와 같이 교량 지지빔(13,13')의 상측에 위치하여 프리캐스트 부분바닥판(110)내의 콘크리트 연결부에 매입된 일정한 높이를 조절하여 고정시키는 높이 조절용 볼트(124)로 고정시킨 후 교량 지지빔(13,13')과 바닥판(150)을 합성시키기 위해 타설되는 콘크리 트의 누수를 방지하기 위하여 탄성재질의 누수방지 탄성재(13a,13a") 를 교량 지지빔(13,13') 상측과 프리캐스트 부분바닥판(110)사이에 삽입 설치하며, 양측단이 교량 지지빔(13,13')에 지지되어 거치되고 완성된 바닥판(150)의 두께보다 얇은 두께의 판형상으로 콘크리트를 포함하여 형성되는 제1분절 콘크리트 부분바닥판(111a), 제2분절 콘크리트 부분바닥판(111b), 제3분절 콘크리트 부분바닥판(111c)으로 이루어진 분절 부분바닥판(111)과, 분절 부분바닥판(111)을 교축직각방향으로 연결함과 동시에 분절 부분바닥판(111)보다 두껍고 완성된 바닥판(150)보다 얇은 두께의 가로보(112)와, 분절 부분바닥판(111) 내부의 일측 단부로부터 타측 단부에까지 내장되어 분절 부분바닥판(111)을 보강함과 동시에 교량 지지빔(13,13')으로부터 돌출된 전단보강 스터드(13b)와 상호 결합되거나 간섭되어 전단키 역할을 할 수 있도록 분절 부분바닥판(111)을 상호 연결하는 연결 철근(113)으로 구성된다.

여기서, 상기 분절 부분바닥판(111a,111b,111c)은 설치되는 교량(100)의 위치에 따라 그 측면이 곡면으로 형성될 수도 있다. 그리고, 가로보(112)는 분절 부분바닥판(111)의 상면에 돌출되고 교축직각방향으로 다수의 관통공이 형성된 콘크리트 돌출부(112a)와, 분절 부분바닥판(111) 사이를 일체로 연결하는 콘크리트 연결부(112b)로 나뉘어진다. 즉, 가로보(112)의 콘크리트 돌출부(112a)는 프리캐스트 부분바닥판(110)을 상호 밀착시키거나 바닥판(150)에 압축 프리스트레스를 교축방향이나 교축직각방향으로 도입하는 공종을 보다 간편하고 신속하게 할 수 있도록 하는 역할을 하며, 가로보(112)의 콘크리트 연결부(112b)는 교량 지지빔 상에 거치되는 분절 부분바닥판(111)의 형태와 이들 사이의 상대 위치를 그대로 유지시킴에 따라 교량의 측면 끝단 모서리 영역(캔틸레버 부)에 동바리를 설치하지 않고서도 최외곽 측면 끝단 모서리 영역의 분절 부분바닥판(111b)의 설치가 가능하며 바닥판 콘크리트 타설시 프리캐스트 부분바닥판 자체가 거푸집 역할을 하므로 거푸집의 제작 설치가 불필요하다. 또한, 보강 철근(113)은 지지빔 상에서 분절 부분바닥판(111)과 분절 부분바닥판(111)을 서로 연결하도록 구성되며, 분절 부분바닥판(111)의 강도를 보강하는 역할과 연결 부위에서 교량 지지빔(13,13')상의 전단보강용 스터드와 고정 결합되어 합성빔에서 지지빔과 바닥판 사이에서 발생하는 전단에 저항하는 역할도 수행할 수 있게 된다.

이와 같이 제작 공장에서 일체로 미리 제작된 프리캐스트 부분바닥판(110)은 그 두께가 바닥판(150)의 두께보다 얇아 가벼우므로, 여러개의 분절 부분바닥판(111)이 상호 연결되어 있더라도 가로보(112) 상에 설치된 인상 고리(88a)에 인상 로프(88)를 연결한 후 인상하여 교량 지지빔(13,13')상에 거치시키는 것이 용이하다.

상기 밀착용 긴장재(120)는 도2, 도3 및 도8에 도시된 바와 같이 인접한 프리캐스트 부분바닥판(110)의 인접측 콘크리트 돌출부(112a')에 형성된 관통공(123)을 관통하여 강봉(121)이 설치되어 그 양단 정착구 중 긴장정착구(122)에서 유압잭으로 긴장시키는 것에 의하여, 인접한 프리캐스트 부분바닥판(110)을 상호 밀착시킨다. 도8에 도시된 바와 같이, 인접한 프리캐스트 부분바닥판(110) 사이의 간극을 통해 타설되는 콘크리트가 누설되는 것을 효과적으로 방지하기 위하여 밀착용 긴장재(120)가 설치되는 프리캐스트 부분바닥판(110) 사이에는 탄성봉(77)이 삽입 설치 된다. 여기서, 도7에는 그 단면이 개략적으로 원형인 탄성봉(77)이 개재된 것으로 도시되어 있으나, 탄성봉(77)은 그 단면이 프리캐스트 부분바닥판(110) 사이의 형상인 Y자로 형성되어 보다 용이한 설치를 구현할 수도 있다.

상기 교각을 중심으로 교축방향으로 프리스트레스를 도입하는 긴장재(130)는 도2, 도3 및 도7에 도시된 바와 같이 2개 이상의 프리캐스트 부분바닥판(110)의 콘크리트 돌출부(112a)에 형성된 관통공에 연결되어 설치된 쉬스관(132) 내부에 강봉이나 강연선(131)을 설치하여, 프리캐스트 부분바닥판(110)의 상측에 바닥판 콘크리트가 타설되어 양생된 이후에 타설되지 아니한 공간(150')의 긴장정착구 측의 단부(133)에 유압잭을 설치하여 긴장재(131)를 도면부호 130a 방향으로 긴장시키는 것에 의하여 타설 양생된 바닥판(150)에 교축방향의 압축 프리스트레스를 도입한다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 제1실시예에 따른 교량(100)의 시공 방법을 상술한다.

단계 1 : 교대나 교각(11)의 상부에 베어링(12)을 거치시킨 후, 교량 지지빔(13,13')을 교축방향으로 다수 배열하여 베어링(12) 상에 거치시킨다.

단계 2 : 교량 지지빔(13,13') 상에 프리캐스트 부분바닥판(110)을 거치하고 프리캐스트 부분바닥판(110)내의 콘크리트 연결부에 매입된 높이 조절용 볼트(124)로 프리캐스트 부분바닥판(110)을 일정한 높이를 조절하여 고정시킨다.

단계 3 : 교량 지지빔(13,13')의 상면에 타설되는 바닥판 콘크리트의 누수를 방지하도록 교축방향을 따라 길게 형성된 누수방지 탄성재(13a)를 설치한다.

단계 4 : 누수방지 탄성재(13a) 위에 제1분절 부분바닥판(111a), 제2분절 부분바닥판(111b), 제3분절 부분바닥판(111c)의 양단이 접촉하도록 프리캐스트 부분바닥판(110)을 교량 지지빔(13,13')상에 다수 배열 거치시킨다. 그리고, 교축방향으로의 프리캐스트 부분 바닥판(110) 사이의 접촉부에는 탄성봉(77)을 삽입 설치한다.

단계 5 : 인접한 프리캐스트 부분바닥판(110)의 가로보(112)에 관통하도록 밀착용 긴장재(120)를 설치하여, 밀착용 긴장재(120)를 긴장시키는 것에 의하여 인접한 프리캐스트 부분바닥판(110) 사이의 간극을 제거한다. 이 때, 탄성봉(77)의 탄성 변형에 의하여 타설되는 콘크리트의 누수 가능성을 보다 낮출 수 있게 된다.

단계 6 : 프리캐스트 부분바닥판(110)은 다수의 분절 부분바닥판(111a,111b,111c)이 가로보(112)에 의하여 일체로 형성되어 교량의 최외곽 모서리 영역에까지 지지되므로, 별도의 동바리나 거푸집을 제작 설치 않고도 바닥판 시공이 가능하다.

단계 7 : 교각을 중심으로 프리캐스트 부분바닥판(110) 가로보(112)의 콘크리트 돌출부(112a)에 형성된 관통공을 관통하여 2개 이상의 프리캐스트 부분바닥판(110)이 연결되도록 쉬스관(132)을 배치하고 긴장재를 삽입 설치한다.

단계 8 : 그리고 나서, 거푸집역할을 하는 프리캐스트 부분바닥판(110)에 바닥판 콘크리트를 타설하여 양생시켜 바닥판(150)을 형성한다. 이 때, 바닥판(150)에 압축 프리스트레스를 도입하기 위하여 유압잭이 설치되어야 하는 공간(150')은 타설되지 않도록 한다.

단계 9 : 쉬스관(132) 내부에 삽입 설치된 프리스트레스 도입용 긴장재(강봉,강연선)(131)을 유압잭으로 그 일단(133)을 잡아당겨 바닥판(150)에 압축 프리스트레스를 도입한 후, 바닥판 콘크리트가 타설되지 않은 공간(150')에 콘크리트를 타설 양생한다. 그리고 나서, 바닥판(150)의 외곽 측면을 따라 난간(160)을 설치한다.

이하, 도10 내지 도17을 참조하여 본 발명의 제2실시예를 상술한다. 다만, 본 발명의 제2실시예를 설명함에 있어서, 전술한 제1실시예와 중복되는 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호로 표시하고, 이에 대한 구체적인 설명은 본 실시예의 요지를 흩뜨리지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다.

도10은 본 발명의 제2실시예에 따른 프리캐스트 부분바닥판을 이용하여 바닥판을 시공한 교량의 구성을 도시한 사시도, 도11은 도10의 일부분을 도시한 평면도, 도12는 도11의 절단선 E-E에 따른 단면도, 도13은 도12의 'X'부위의 상세도, 도14는 도10의 프리캐스트 부분바닥판의 구성을 도시한 사시도, 도15는 도11의 절단선 F-F에 따른 단면도, 도16은 도11의 절단선 G-G에 따른 단면도, 도17은 도11의 절단선 H-H에 따른 단면도이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 교량은, 최근 강재 교량 지지빔 제작의 경우 강재의 강성이 크고 높이가 높은 소수주형 교량 지지빔이 사용됨에 따라 동일한 하중을 지지하는 교량 지지빔의 수가 적은 교량이 제작됨으로써 사용하중 작용시 지지 빔과 지지빔 사이의 바닥판 하단에 발생할 수 있는 과다한 정 모멘트에 의한 인장응력과 지지빔 상측의 바닥판 상단에 발생하는 과다한 부 모멘트에 의한 인장응력 등을 상쇄시키기 위하여 바닥판을 시공하는 단계에서 교축직각방향으로의 긴장재를 설치하고 이를 긴장하여 압축응력을 미리 도입하는 과제를 효과적으로 해결하기 위한 발명이라는 점에서 전술한 제1실시예와 차이가 있다.

이를 구체적으로 살펴보면, 도10 내지 도17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 교량(200)은 교대나 교각(11)에 양단이 지지되도록 교축방향으로 다수 배열된 교량 지지빔(13,13')과, 교량 지지빔(13,13') 상에 배열되는 미리 제작된 프리캐스트 부분바닥판(210)과, 교량 지지빔(13,13') 상측과 프리캐스트 부분바닥판(210)과의 일정한 높이를 조절하여 고정시키는 높이 조절용 볼트(214)와, 인접한 프리캐스트 부분바닥판(210)이 상호 밀착하도록 연결 긴장하는 밀착용 긴장재(220)와, 교각을 중심으로 교축방향으로 압축 프리스트레스를 도입하도록 프리캐스트 부분바닥판(210)을 교축방향으로 연결하는 프리스트레스 도입용 긴장재(230)와, 교축직각방향으로의 프리캐스트 부분바닥판(210)의 사잇 공간에 삽입되는 사잇 공간 충진용 프리캐스트 콘크리트 블록(240)을 포함하는 사잇 공간 매움부와, 프리캐스트 부분바닥판(210)의 상측에 콘크리트가 타설되어 양생된 바닥판(250)과, 완성된 바닥판(250)의 양측 단부에 형성되는 난간(260)으로 구성된다.

상기 교량 지지빔(13,13")은 교대나 교각(11)의 상부에 위치한 베어링(12) 상에 교축방향으로 다수 거치되어 배열되지만, 전술한 제1실시예의 구성(100)과 달리 동일한 교량의 폭(B)에 대하여 3개의 빔(13,13")만 설치된다.

상기 프리캐스트 부분바닥판(210)은 도13에 도시된 바와 같이 교량 지지빔(13,13")의 상측에 위치하여 프리캐스트 부분바닥판(110)내의 콘크리트 연결부에 매입된 일정한 높이를 조절하여 고정시키는 높이 조절용 볼트(214)로 고정시킨 후 교량 지지빔(13,13")과 바닥판(250)을 합성시키기 위해 타설되는 콘크리트의 누수를 방지하기 위하여 탄성재질의 누수방지 탄성재(13a,13a") 를 교량 지지빔(13,13") 상측과 프리캐스트 부분바닥판(110)사이에 삽입 설치하며, 양측단이 교량 지지빔(13,13")에 지지되어 거치되고 완성된 바닥판(150)의 두께보다 얇은 두께의 판형상으로 콘크리트를 포함하여 형성되는 제1분절 콘크리트 부분바닥판(211a), 제2분절 콘크리트 부분바닥판(211b)으로 이루어진 분절 부분바닥판(211)과, 분절 부분바닥판(211)을 교축직각방향으로 연결함과 동시에 분절 부분바닥판(211)보다 두껍고 완성된 바닥판(250)보다 얇은 두께의 가로보(212)와, 분절 부분바닥판(211) 내부의 일측 단부로부터 타측 단부에까지 내장되어 분절 부분바닥판(211)을 보강함과 동시에 교량 지지빔(13,13")으로부터 돌출된 전단보강용 스터드(13b")와 상호 결합되거나 간섭되어 전단키 역할을 할 수 있도록 분절 부분바닥판(211)을 상호 연결하는 연결 철근(213)과, 제작장에서 가로보(212)의 제작시에 콘크리트 타설 전에 가로보(212)의 길이방향(교축직각방향)으로 긴장된 상태로 설치되고 콘크리트 타설 양생 후에 이 긴장재를 절단하여 가로보(212)에 압축 프리스트레스를 작용시키는 프리텐션 도입용 긴장재(214)와, 지지빔(13) 상측에 위치한 프리캐스트 부분바닥판(210)의 가로보(212)에 필요에 따라 그 단면이 보다 크게 형성된 확대단면 영역의 관통공에 삽입되어 긴장되거나(미도시), 교축직각방향으로 인접한 프리캐스트 부분바닥판(210)과의 사잇 공간에 끼워지는 프리캐스트 콘크리트 블록(240)을 관통하고 가로보(212)의 확대단면 영역(212c)에 형성된 관통공에 삽입되어 긴장됨으로써 지지빔(13,13")의 주변에 교축직각방향으로 압축 프리스트레스를 작용시키는 포스트텐션 도입용 긴장재(215)로 구성된다.

여기서, 분절 부분바닥판(211a,211b)은 전술한 제1실시예(100)와 마찬가지로 설치되는 교량(100)의 위치에 따라 그 측면이 곡면으로 형성될 수도 있다. 그리고, 가로보(212)도 마찬가지로 분절 부분바닥판(211)의 상면에 돌출되고 교축직각방향으로 다수의 관통공이 형성된 콘크리트 돌출부(212a)와, 분절 부분바닥판(211) 사이를 일체로 연결하는 콘크리트 연결부(212b)로 나뉘어져, 가로보(212)의 콘크리트 돌출부(212a)는 프리캐스트 부분바닥판(210)을 상호 밀착시키거나 바닥판(250)에 압축 프리스트레스를 교축방향이나 교축직각방향으로 도입하는 공종을 보다 간편하고 신속하게 할 수 있도록 하는 역할을 하며, 가로보(212)의 콘크리트 연결부(212b)는 교량 지지빔 상에 거치되는 분절 부분바닥판(211)의 형태와 이들 사이의 상대 위치를 그대로 유지시킴에 따라 교량의 측면 끝단 모서리 영역(캔틸레버 부)의 분절 부분바닥판(211b)의 설치가 가능하며 바닥판 콘크리트 타설시 프리캐스트 부분바닥판 자체가 거푸집 역할을 하므로 거푸집의 제작 설치가 불필요하다. 다만, 측 방향으로의 콘크리트 타설을 위하여 측면을 한정하는 거푸집이 설치될 수도 있다. 선택적으로, 부분바닥판의 끝단 모서리 면이‘ㄴ’자 형상으로 절곡 형성되는 경우에는 측면을 한정하는 거푸집도 필요하지 않게 된다. 또한, 보강 철근(213)도 마찬가지로 분절 부분바닥판(211)의 내부와 이들(211)을 연결하도록 구성되므 로, 분절 부분바닥판(211)의 강도를 보강하는 역할과 연결 부위에서 교량 지지빔(13,13")의 전단보강 스터드(13b")와 결합되거나 간섭되어 전단키의 역할도 수행할 수 있게 된다.

상기 밀착용 긴장재(220)는 전술한 제1실시예와 마찬가지로 도11에 도시된 바와 같이 인접한 프리캐스트 부분바닥판(210)의 인접측 콘크리트 돌출부(212a')에 형성된 관통공을 관통하여 설치되어 긴장됨으로써 인접한 프리캐스트 부분바닥판(210)를 상호 밀착시킨다. 도15에 도시된 바와 같이, 인접한 프리캐스트 부분바닥판(210) 사이의 간극을 통해 타설되는 콘크리트가 누설되는 것을 효과적으로 방지하기 위하여 밀착용 긴장재(220)가 설치되는 프리캐스트 부분바닥판(210) 사이에는 탄성봉(77)이 삽입 설치된다.

상기 프리스트레스 도입용 긴장재(230)는 전술한 제1실시예와 마찬가지로 구성되며 동일한 작용 효과를 구현한다.

상기 사잇 공간 매움부에 설치되는 프리캐스트 콘크리트 블록(240)은 지지빔(13")의 상측에 교축직각방향으로 설치된 프리캐스트 부분바닥판(210)과 프리캐스트 부분바닥판(210)의 사잇 공간을 채워 두개의 프리캐스트 부분바닥판(210)을 상호 연결하는 역할을 하며 제작장에서 미리 제작된다. 도12에 도시된 바와 같이, 프리캐스트 콘크리트 블록(240)에는 포스트텐션 도입용 긴장재(215)가 관통할 수 있도록 수평으로 매설된 쉬즈관(215b)과 교량 지지빔(13") 상부 플랜지 상면과 프리캐스트 부분바닥판(210) 측면에 연결 고정된 받침용 철판(216) 위에 설치된 프리캐스트 콘크리트 블록(240) 하단과의 공간을 채우는 콘크리트 타설용 구멍(240a)이 형성된다. 프리캐스트 콘크리트 블록(240)이 사잇 공간의 재 위치에 안착되기 위하여 프리캐스트 부분바닥판(210)의 측면에는 단면이 'ㄴ'형 형강(216)이 일체로 형성되고, 이를 콘크리트에 고정시키는 형강 고정용 철근(216a)도 배근된다. 그리고, 프리캐스트 콘크리트 블록(240)과 프리캐스트 부분바닥판(210) 사이의 틈새는 충진재(241)로 충진하여 두 구조물을 연결 접합 시키고, 사용하중 작용시 지지빔(13,13") 상의 바닥판 상부에 발생하는 부 모멘트에 의한 인장응력을 포스트텐션 도입용 긴장재(215)를 긴장함으로써 압축 프리스트레스를 도입하여 이를 상쇄 시킨다.

즉, 본 발명의 제2실시예는, 교량의 바닥판(250)이 적은 수의 교량 지지빔(13,13")에 의하여 지지되는 경우에는 상대적으로 교량 지지빔(13)과 교량 지지빔(13") 사이가 멀어짐에 따라 사용하중 작용 시 두 지지빔(13,13") 중간에서의 바닥판 하부에 작용하는 정 모멘트에 인장응력과 지지빔(13,13") 상에서의 바닥판 상부에 작용하는 부 모멘트에 의한 인장응력을 효과적으로 상쇄시키기 위한 구성으로서, 도16에 도시된 바와 같이 교축직각방향의 가로보(212)에 각각 프리텐션 도입용 긴장재(214)가 매설될 뿐만 아니라 도17에 도시된 바와 같이 교축직각방향으로 인접한 프리캐스트 부분바닥판(210)의 사잇 공간에 미리 제작된 프리캐스트 콘크리트 블록(240)을 사이에 개재시키고 가로보(212)의 확대단면 영역(212c)의 관통공인 쉬즈관(215b)에 포스트텐션 도입용 긴장재(215a)를 설치하여 긴장시키는 것에 의하여 압축응력을 교축직각방향으로 도입될 수 있게 된다.

이 때, 교축직각방향으로의 교량 지지빔(13)과 지지빔(13") 사이의 바닥판 하단에 발생할 수 있는 과다한 정 모멘트에 의한 인장응력을 효과적으로 상쇄시키기 위하여 프리텐션 긴장재(214)가 바닥판(250)의 중심(Yo)의 하측에 설치되어 압축 프리스트레스가 도입되고, 지지빔(13,13") 상측의 바닥판 상단에 발생하는 과다한 부 모멘트에 의한 인장응력 등을 효과적으로 상쇄시키기 위하여, 포스트텐션 도입용 긴장재(215a)가 바닥판(250)의 중심(Yo)의 상측에 설치되어 교축직각 방향으로의 포스트텐션이 도입된다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 교량(200)의 시공 방법을 상술한다.

단계 1 : 교대나 교각(11)의 상부에 베어링(12)을 거치시킨 후, 교량 지지빔(13,13")을 교축방향으로 다수 배열하여 베어링(12) 상에 거치시킨다.

단계 2 : 교량 지지빔(13,13") 상에 프리캐스트 부분바닥판(210)을 거치하고 프리캐스트 부분바닥판(210)내의 콘크리트 연결부(가로보)에 매입된 높이 조절용 볼트(214)로 일정한 높이를 조절하여 고정시킨다.

단계 3 : 교량 지지빔(13,13")의 상면에 타설되는 바닥판 콘크리트의 누수를 방지하도록 교축방향을 따라 길게 형성된 누수방지 탄성재(13a")를 설치한다.

단계 4 : 누수방지 탄성재(13a") 위에 제1분절 부분바닥판(211a), 제2분절 부분바닥판(211b)의 양단이 접촉하도록 프리캐스트 부분바닥판(210)을 교량 지지빔(13,13")상에 다수 배열 거치시킨다. 그리고, 교축방향으로 프리캐스트 부분 바닥판(210) 사이의 접촉부에는 탄성봉(77)을 삽입 설치한다. 이때, 프리캐스트 부분바닥판(210)은 제작장에서 가로보(212)를 따라 미리 압축응력이 프리텐션 도입용 긴장재(214)에 의해 도입되어 있으므로 콘크리트 부재는 큰 강성을 갖게 된다.

단계 5 : 인접한 프리캐스트 부분바닥판(210)의 가로보(212)에 직각으로 관통하도록 밀착용 긴장재(220)를 설치하여, 밀착용 긴장재(220)를 긴장시키는 것에 의하여 교축방향으로 인접한 프리캐스트 부분바닥판(210) 사이의 간극을 제거한다. 이 때, 탄성봉(77)의 탄성 변형에 의하여 타설되는 콘크리트의 누수 가능성을 보다 낮출 수 있게 된다.

단계 6 : 프리캐스트 부분바닥판(210)은 다수의 분절 부분바닥판(211a,211b)이 가로보(212)에 의하여 일체로 형성되어 교량의 최외곽 모서리 영역에까지 지지되므로, 별도의 동바리나 거푸집을 제작 설치 않고도 바닥판 시공이 가능하다.

단계 7 : 교축직각방향으로 배열된 프리캐스트 부분바닥판(210)의 사잇 공간에 프리캐스트 콘크리트 블록(240)을 삽입시키고 프리캐스트 부분바닥판(210)과 프리캐스트 콘크리트 블록(240) 사이의 틈새는 충진재(241)로 충진하여 두 구조물을 연결 접합 시키고, 가로보(212)의 확대단면 영역(212c)과 콘크리트 블록(240)의 교축직각방향의 관통공을 관통하도록 쉬스관(215b)을 설치하고, 그 내부에 포스트텐션 도입용 긴장재(215a)를 설치한 후 긴장시켜 교축직각방향으로의 압축응력을 도입한다.

단계 8 : 교각을 중심으로 프리캐스트 부분바닥판(210) 가로보(212)의 콘크리트 돌출부(212a)에 형성된 관통공을 관통하여 2개 이상의 프리캐스트 부분바닥판(210)이 연결되도록 쉬스관(232)을 배치하고 긴장재를 삽입 설치한다.

단계 9 : 그리고 나서, 거푸집 역할을 하는 프리캐스트 부분바닥판(210) 상 측에 바닥판 콘크리트를 타설 양생하여 바닥판(250)을 형성한다. 이 때, 바닥판(250)에 압축 프리스트레스를 도입하기 위하여 유압잭이 설치되어야 하는 공간(250')은 타설되지 않도록 한다.

단계 10 : 쉬스관(232) 내부에 삽입 설치된 프리스트레스 도입용 긴장재(강봉,강연선)(131)을 유압잭으로 그 일단(233)을 잡아당겨 바닥판(250)에 압축 프리스트레스를 도입한 후, 바닥판 콘크리트가 타설되지 않은 공간(250')에 콘크리트를 타설 양생한다. 그리고 나서, 바닥판(250)의 외곽 측면을 따라 난간(260)을 설치한다.

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.

도1은 종래의 교량의 바닥판 시공을 위한 구성을 도시한 단면도

도2 내지 도9는 본 발명의 제1실시예에 따른 교량에 관한 것으로,

도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 프리캐스트 부분바닥판을 이용하여 바닥판을 시공한 교량의 구성을 도시한 사시도

도3은 도2의 일부분을 도시한 평면도

도4는 도2의 절단선 A-A에 따른 단면도

도5는 도4의 'T'부위의 상세도

도6는 도2의 절단선 B-B에 따른 단면도

도7은 도2의 절단선 C-C에 따른 단면도

도8은 도3의 절단선 D-D에 따른 단면도

도9은 도2의 프리캐스트 부분바닥판의 형상을 도시한 사시도

도10은 본 발명의 제2실시예에 따른 프리캐스트 부분바닥판을 이용하여 바닥판을 시공한 교량의 구성을 도시한 사시도

도11은 도10의 일부분을 도시한 평면도

도12은 도11의 절단선 E-E에 따른 단면도

도13는 도12의 'X'부위의 상세도

도14는 도11의 프리캐스트 부분바닥판의 구성을 도시한 사시도

도15는 도11의 절단선 F-F에 따른 단면도

도16은 도11의 절단선 G-G에 따른 단면도

도17은 도11의 절단선 H-H에 따른 단면도

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

11: 교각, 교대 12: 베어링

13,13'13": 교량 지지빔 13a,13a": 누수방지 탄성재

13b,13b": 전단보강용 스터드 88: 인상 로프

100: 교량 110,210: 프리캐스트 부분바닥판

110c: 사이공간 111,211: 분절 부분바닥판

111a,211a: 제1분절 콘크리트 부분바닥판

111b,211b: 제2분절 콘크리트 부분바닥판

111c: 제3분절 콘크리트 부분바닥판

112a: 콘크리트 돌출보 77: 탄성봉

112b: 콘크리트 연결보 112,212: 가로보

113,213: 보강철근 120,220: 밀착용 긴장재

121,221: 강봉 122,222: 정착구

123,223: 쉬즈관 124,224: 높이조절용 볼트

125: 높이조절용 너트 130,230: 포스트텐션용 긴장재

131: 강봉 132: 쉬스관

150,250: 바닥판 150': 2차 콘크리트 타설

160, 260: 난간 212c: 확대 단면 영역

214: 프리텐션용 긴장재 215: 포스트텐션용 긴장재

215a: 강봉 215b: 쉬스관

215c: 정착구 216: 받침용 철판

216a: 철판 고정용 철근 240: 프리캐스트 콘크리트 블록 240a: 콘크리트 타설용 구멍 241: 충진재

Claims (10)

1. 교각, 교대 중 어느 하나 이상에 교축방향으로 배열되어 거치된 제1교량 지지빔과 제2교량 지지빔을 포함하는 다수의 교량 지지빔과, 상기 교량 지지빔의 상측에 형성되는 교량의 바닥판 제작에 사용되는 콘크리트 프리캐스트 부분바닥판으로서,

   상기 제1교량 지지빔과 상기 제2교량 지지빔의 상측에 양측단이 지지되어 거치되도록 상기 바닥판보다 작은 두께의 판 형상으로 형성된 제1분절 콘크리트 부분바닥판과;

   상기 제1교량 지지빔의 상측에 일단이 지지되어 거치되고 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판의 교축직각방향으로 이격되어 형성되고 상기 바닥판보다 작은 두께의 판 형상으로 형성된 제2분절 콘크리트 부분바닥판과;

   상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판과 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판을 보강하고, 상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판과 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판 사이의 상기 제1교량 지지빔의 상측 사잇 공간을 가로질러 형성되어 상기 교량 지지빔과 일체화될 수 있도록 형성된 보강 철근과;

   상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판과 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판을 연결하는 콘크리트 연결부를;

   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량 제작용 프리캐스트 부분바닥판.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제1분절 콘크리트 부분바닥판, 상기 제2분절 콘크리트 부분바닥판 중 어느 하나 이상의 상면으로부터 돌출 형성되되 상기 바닥판의 두께보다 작은 두께로 형성되고, 교축방향 및 교축직각방향 중 어느 하나 이상의 방향으로 관통공이 형성된 콘크리트 돌출부를;

   추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 제작용 프리캐스트 부분바닥판.
3. 교각, 교대 중 어느 하나 이상에 교축방향으로 배열되어 거치된 제1교량 지지빔과 제2교량 지지빔을 포함하는 다수의 교량 지지빔과;

   상기 다수의 교량 지지빔 상에 배열되는 제1항 또는 제2항에 따른 다수의 상기 프리캐스트 부분바닥판과;

   상기 다수의 분절 부분바닥판의 상면에 콘크리트를 타설하여 상기 부분바닥판과 함께 일체로 원하는 높이로 형성되는 바닥판과;

   상기 프리캐스트 부분바닥판과 상기 교량 지지빔과 접촉하는 면에는 타설되는 콘크리트의 누수를 방지하는 누수방지 탄성재를;

   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 프리캐스트 부분바닥판과 상기 교량 지지빔과의 일정한 높이를 유지시키기도록 상기 콘크리트 연결부에 매입된 높이조절용 볼트를;

   추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 교량.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 프리캐스트 부분바닥판 상에 바닥판을 형성하기 위한 콘크리트가 현장 타설되기 이전에, 교축방향으로 상호 인접한 프리캐스트 부분바닥판을 서로 밀착시키도록 상기 콘크리트 돌출부 사이에 개재되어 긴장 가능하게 배열된 밀착용 긴장재를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 교량.
6. 제 4항에 있어서,

   교각을 중심으로 서로 다른 프리캐스트 부분바닥판의 상기 콘크리트 돌출부를 교축방향으로 연결하는 쉬스관이 현장 타설되는 상기 바닥판 내에 매설되고, 상기 바닥판을 타설하여 양생한 이후에 교축방향으로의 압축 프리스트레스를 도입하도록 상기 쉬스관 내부에 설치된 프리스트레스 도입용 긴장재를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 교량.
7. 제 4항에 있어서,

   상기 콘크리트 돌출부는 상기 프리캐스트 부분바닥판의 일측 단면으로부터 타측 단면까지 연장되는 가로보로 형성되고;

   상기 프리캐스트 부분바닥판의 교축직각방향으로 프리텐션이 도입되도록 상기 프리캐스트 부분바닥판을 교축직각방향으로 관통하여 상기 콘크리트 돌출부 내부에 미리 긴장된 상태로 매입된 프리텐션용 긴장재를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 교량.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 교량 지지빔의 상측에 위치한 프리캐스트 부분 바닥판의 상기 가로보 주변에는 교축직각방향으로의 프리스트레스가 도입되도록 상기 바닥판의 중심보다 상측에 포스트텐션 도입용 긴장재가 설치된 것을 특징으로 하는 교량.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 프리캐스트 부분바닥판은 상기 교량의 교축직각방향으로 2개 이상 상기 다수의 교량 지지빔 상에 거치되어 배열되고;

   상기 프리캐스트 부분바닥판의 교축직각방향으로의 사잇 공간과 마주하는 상기 콘크리트 돌출부는 그 단면이 보다 커지고 교축직각방향으로 관통공이 형성된 확대단면 영역을 구비하며;

   상기 프리캐스트 부분바닥판의 사잇 공간에 채워지는 프리캐스트 콘크리트 블록을 관통하여 상기 프리캐스트 부분바닥판의 확대단면 영역에 교축직각방향으로의 프리스트레스가 도입되도록 상기 바닥판의 중심보다 상측에 설치된 포스트텐션 도입용 긴장재를 추가적으로 구성된 것을 특징으로 하는 교량.
10. 교각, 교대 중 어느 하나 이상에 교축 방향으로 제1교량 지지빔과 제2교량 지지빔을 포함하는 다수의 교량 지지빔을 거치시키는 단계와;

    제1항 또는 제2항에 따른 프리캐스트 부분바닥판을 상기 다수의 교량 지지빔 상에 다수 배열하여 거치시키는 단계와;

    상기 프리캐스트 부분바닥판의 콘크리트 연결부(가로보)에 매입된 높이조절용 볼트로 프리캐스트 부분바닥판과 지지빔 사이의 일정한 높이를 조절하여 고정시키는 단계와;

    상기 교량 지지빔 상에 타설되는 콘크리트의 누수를 방지하는 누수방지 탄성재를 설치하는 단계와;

    상기 다수의 프리캐스트 부분바닥판의 상기 콘크리트 돌출부의 관통공에 밀착용 긴장재를 연결 설치하여 인접한 상기 프리캐스트 부분바닥판을 밀착시키는 단 계와;

    상기 교각을 중심으로 콘크리트 돌출부의 상기 교축방향으로 관통공을 관통하도록 쉬스관을 설치하고 프리스트레스 도입용 긴장재를 삽입 설치하는 단계와;

    상기 프리캐스트 부분바닥판 상측에 긴장용 잭 설치 공간을 제외하고 콘크리트를 타설 양생하여 바닥판을 형성하는 단계와;

    상기 쉬스관 내에 삽입 설치된 프리스트레스 도입용 긴장재를 긴장시키는 것에 의하여 프리스트레스를 도입하는 단계와;

    상기 긴장용 잭 공간을 콘크리트 타설하여 최종 바닥판을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 바닥판 시공 방법.

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