KR20090126957A

KR20090126957A - 교량 상부 구조물 유닛의 프리 로딩 장치 및 이를 이용한상부 구조물 유닛의 휨 변형 부가 방법

Info

Publication number: KR20090126957A
Application number: KR1020080053342A
Authority: KR
Inventors: 장용석
Original assignee: 주식회사 후레씨네코리아
Priority date: 2008-06-05
Filing date: 2008-06-05
Publication date: 2009-12-09

Abstract

본 발명은 교량 특히, 강합성 사장교의 가설 공법 중 하나인 FCM공법을 이용하여 교량을 가설함에 있어서, 시공된 교량의 상부 구조물이 슬래브의 자중 및 가설 장비로 인한 하중에 의해 변형되더라도 후속으로 조립되는 상부 구조물 유닛이 그 변형에 맞추어져 조립될 수 있도록 한 교량 상부 구조물 유닛의 프리 로딩 장치 및 이를 이용하여 상부 구조물 유닛에 휨 변형을 부가하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에서는, 주형(16)과 가로보(18)로 이루어진 교량의 상부 구조물 유닛(30)에 대해, 기설치된 상부 구조물의 단면 변형 형상에 대응되도록 프리 로딩을 가하여 상기 교량 상부 구조물 유닛(30)의 휨 변형을 부가하는 방법으로서, 상기 가로보(18)에 대해 수직 하향으로 가압력을 주는 지지고정구조체(40)상기 가로보(18) 상부에 설치하고; 연결부재(38)의 일측은 상기 지지고정구조체(40)에 연결하고, 타측은 상기 가로보(18)의 양측에 연결하여; 상기 지지고정구조체(40)에 의하여 수직 하향으로 가압력을 가함으로써 상기 가로보(18)를 휨 변형시키는 것을 특징으로 하는 교량 상부 구조물 유닛의 휨 변형 부가 방법 및 이를 위한 장치가 제공된다.

사장교, 강합성, 휨 변형, 가로보, 거더, 교량

Description

교량 상부 구조물 유닛의 프리 로딩 장치 및 이를 이용한 상부 구조물 유닛의 휨 변형 부가 방법{Pre-Loading Apparatus for Upper Structure Unit of a Bridge and Bending Method of Upper Structure Unit using thereof}

도 1a 및 도 1b에는 각각 일반적인 FCM공법(Fee Cantilevering Method)을 이용하여 교량(도면에 도시된 구체적인 예로는 강합성 사장교)(10)을 시공하는 단계를 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있고, 도 2에는 FCM공법에 따라 시공되는 상부 구조물 유닛(12)이 슬래브(22)의 자중 및 가설 장비로 인한 하중에 의해 변형된 모습을 보여주는 교축 방향의 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

일반적으로 위와 같이 강합성 사장교와 같은 교량을 시공하기 위한 FCM공법에서는 이미 시공된 교각(14) 위에서 교량(10)의 시, 종점 방향으로 상부 구조물 유닛(12)과 케이블(13)을 연속적으로 순차 추진, 조립하여 교량을 완성하게 된다.

이러한 FCM공법을 이용하여 교량(10)을 시공하기 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이 우선, 현장 부지에서 강재로 이루어진 주형(거더)(16)과 가로보(18)가 조립된 상부 구조물 유닛(12)을 블럭 단위별로 사전 제작하고, 교각(14) 위에서 교량(10)의 시, 종점 방향으로 상기 상부 구조물 유닛(12)을 연속적으로 순차 추진하여 서로 조립한 후, 케이블을 가설하는 작업과, 조립된 상부 구조물의 상면에 슬래브(22)를 시공하는 작업을 수행하게 된다.

그런데, 위와 같이 추진되어 조립된 상부 구조물 유닛에 슬래브(22)가 시공될 경우, 슬래브(22)의 자중 및 가설 장비로 인한 하중 때문에 생기는 휨하중에 의해 도 2에 도시된 바와 같이 중앙부가 처지는 변형이 발생하게 된다.

추가적인 상부 구조물 유닛을 인양하여 이미 설치된 상부 구조물 유닛에 조립할 때에, 도 2에 도시된 것처럼 이미 설치된 상부 구조물 유닛(12)은 중앙부에 처짐 변형이 발생되어 있는데 반하여 새로 인양되는 상부 구조물 유닛은 이러한 중앙부의 처짐 변형이 없으므로, 새로 인양한 상부 구조물 유닛과 이미 설치된 상부 구조물 유닛(12) 사이에 위치 및 형상 차이가 발생하게 되어 서로 완전하게 일치시켜 조립 연결하는 것이 사실상 불가능하게 되거나, 또는 조립 연결 작업이 어렵거나 많은 시간이 소요되어 교량 시공 기간의 지연 등의 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 예를 들면 강합성 사장교와 같은 교량을 FCM 시공함에 있어서, 슬래브가 시공된 상부 구조물이 자중에 의해 변형되어 있는 상태에서, 후속으로 제작되어 인양되는 상부 구조물 유닛을, 기존의 변형된 상부 구조물의 변형에 맞추어지도록 함으로써, 용이하게 상부 구조물 유닛을 기존의 상부 구조물에 조립할 수 있도록 하는 교량 상부 구조물 유닛의 프리 로딩 설비장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 주형과 가로보로 이루어진 교량의 상부 구조물 유닛에 설치되는 프로 로딩 장치로서, 상기 가로보 상부에 설치되어 상기 가로보에 대해 수직 하향으로 가압력을 주는 지지고정구조체와; 일측은 상기 지지고정구조체에 연결되고 타측은 상기 가로보의 양측에 연결되어 있는 연결부재를 포함하여 구성되어; 상기 지지고정구조체의 가압력에 의하여 상기 가로보가 휨 변형되도록 하는 것을 특징으로 하는 프리 로딩 장치가 제공된다.

또한, 본 발명에서는 주형과 가로보로 이루어진 교량의 상부 구조물 유닛에 대해, 기설치된 교량의 상부 구조물의 단면 변형 형상에 대응되도록 프리 로딩을 가하여 상기 교량 상부 구조물 유닛의 휨 변형을 부가하는 방법으로서, 상기 가로보에 대해 수직 하향으로 가압력을 주는 지지고정구조체를 상기 가로보 상부에 설 치하고; 연결부재의 일측은 상기 지지고정구조체에 연결하고, 타측은 상기 가로보의 양측에 연결하여; 상기 지지고정구조체에 의하여 수직 하향으로 가압력을 가함으로써 상기 가로보를 휨 변형시키는 것을 특징으로 하는 교량 상부 구조물 유닛의 휨 변형 부가 방법이 제공된다.

상기한 본 발명에 있어서, 상기 지지고정구조체의 하부에는 신장 가능한 가압수단을 설치하여, 상기 가압수단을 신장시킴으로써 가압력을 가할 수도 있다.

또한, 상기 연결부재를 긴장이 가능한 긴장재로 제작하여, 상기 연결부재를 긴장시킴으로써 상기 지지고정구조체가 가로보에 하향으로 가압력을 가하게 될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 시공된 교량의 상부 구조물이 슬래브의 자중 및 가설장비의 하중으로 인하여 변형된 경우라도, 후속으로 조립 연결되는 상부 구조물 유닛에 대해 이미 시공된 상부 구조물의 변형된 형상에 맞추어 프리 로딩을 수행하여 상구 구조물 유닛도 대응되게 변형시킨 상태로 만들어서 조립 연결하게 된다. 따라서, 시공된 상부 구조물과 새로 인양되어 조립 연결되는 상부 구조물 유닛 간의 정밀한 조립 연결 작업을 수행할 수 있으며, 이러한 조립 과정이 종전 보다 훨씬 용이하게 되므로, 조립 작업의 간소화와 그에 따른 비용 절감 및 공기 등의 효과를 발휘하게 된다.

다음에서는 본 발명의 실시예를 도시한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 구성을 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 상부 구조물의 프리 로딩 장치(30)를 이용하여 새로 인양될 상부 구조물 유닛(34)의 가로보(18)에 프리 로딩을 수행한 상태를 보여주는 교축 방향에서 바라본 개략적인 단면도이다. 본 명세서에서는 I자 단면 강재 거더를 이용한 강합성 사장교를 예시하여 본 발명의 구성을 설명하고 있으나, 본 발명이 적용되는 교량은 이에 한정되지 아니하며 다른 형태의 교량 및 다른 형태의 단면을 가지는 거더를 구비한 교량에도 적용할 수 있다.

도면에 도시된 것처럼 새로 인양될 상부 구조물 유닛(34)은 가로보(18)와, 상기 가로보(18)의 양측에 교축방향으로 설치된 주형(16)으로 이루어져 있다. 본 발명에서는, 상기 가로보(18) 상부에 프리 로딩 장치(30)가 설치되고, 상기 프리 로딩 장치(30)의 작동에 의해, 새로 인양될 상부 구조물 유닛(34)에 대해 기존에 이미 설치되어 있는 상부 구조물의 변형 상태와 대응되도록 탄성 변형을 가하게 된다.

상기 프리 로딩 장치(30)의 구성을 구체적으로 살펴보면, 본 발명에 따른 프리 로딩 장치(30)는, 가로보(18) 상부에 설치되어 있어 상기 가로보(18)에 대해 수직 하향으로 하중을 가하는 지지고정구조체(40)를 구비하고 있다. 도 3에 도시된 실시예에서는, 상기 지지고정구조체(40)의 하단에 가로보(18) 방향으로 압력을 가하는 가압수단(42)이 설치되어 있다. 상기 가압수단(42)은 일예로서 신장 가능한 잭 장치로 이루어질 수 있다.

상기 지지고정구조체(40)의 양측으로는 연결부재(38)가 연결되어 있고, 상기 연결부재(38)의 타단부는 상기 가로보(18)의 양측에 연결된다. 도면에 도시된 실시예에서는 가로보(18)의 길이 방향 즉, 교축 직각 방향으로 가로보(18)의 양측에는 가로보(18)에 조립 해체될 수 있는 고정체(36)가 설치되어 있고, 상기 연결부재(38)의 타단부가 상기 고정체(36)에 연결되어 있는 구성을 가지고 있다. 상기 연결부재(38)는 강봉 등으로 이루어질 수 있는데, 도 3에 도시된 실시예에서 상기 연결부재(38)는 신축성이 없거나 매우 작은 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.

위와 같이 지지고정구조체(40)와 연결부재(38)를 구비한 프리 로딩 장치(30)가 가로보(18)의 상부에 설치된 상태에서 가로보(18)에 가압력을 주는 단계가 진행된다. 구체적으로 도 3에 도시된 실시예에서는 상기 가압수단(42) 즉, 잭 장치가 신장하게 되는데, 그에 따라 상기 지지고정구조체(40)로부터 상기 가로보(18)의 상부에 가압력이 가해지게 되고, 이때 가로보(18)의 양측은 지지연결부재(38) 및 지지고정구조체(40)에 지지 및 고정되어 있으므로, 상기 가압력에 의하여 도 3의 아래 부분에 도시된 것처럼, 상부 구조물 유닛(34)의 가로보(18)가 휨 변형된다. 즉, 주형(16)을 포함한 상부 구조물 유닛(34)의 교축 직각 방향에서의 단면 형상이, 도 3에 도시된 것처럼, 이미 설치되어 휨변형이 일어난 상부 구조물의 단면 형상과 유사하게 변형되는 것이다. 참고로 도 3의 아래 부분에 도시된 변형된 단면 형상에서는 편의상 프리 로딩 장치(30)의 도시를 생략하였다.

이와 같이 프리 로딩 장치(30)를 이용하여 상부 구조물 유닛(34)에 대해 휨 변형을 발생시켜, 이미 설치되어 휨 변형이 일어난 상부 구조물의 교축 직각 방향의 단면 형상에 대응되도록 단면 형상을 만들어 놓은 상태에서, 상기 상부 구조물 유닛(34)을 인양하여 이미 설치된 상부 구조물과 조립하게 된다.

따라서, 종래의 경우처럼, 새로 인양된 상부 구조물 유닛과 이미 설치된 상부 구조물 간의 교축 직각 방향으로의 단면 형상 불일치에 따른 조립 과정상의 문제점을 해결할 수 있다. 즉, 새로 인양된 상부 구조물 유닛과, 이미 설치된 상부 구조물 간의 조립 작업을 매우 용이하게 수행할 수 있게 되는 효과가 발휘되는 것이다.

새로 인양된 상부 구조물 유닛과 이미 설치된 상부 구조물 간의 조립이 완료되면, 상기 지지고정구조체(40)의 상기 가압수단(42)에 의한 가압력을 해제하고, 상기 프리 로딩 장치(30)를 가로보(18)로부터 분리하여 제거하면 된다.

도 3의 실시예에서 고정체(36)는 가로보(18)와 분리될 수 있는데, 도 3에 표시된 부재번호 44는 상기 고정체(36)를 가로보(18)와 분리 가능하게 조립할 수 있도록 하기 위하여 고정체(36)에 구비된 결합부(44)이고, 부재번호 46은 상기 고정체(36)가 결합되는 상부 플랜지(46)이며, 부재번호 48은 하부의 고정브라켓(48)이고, 부재번호 50은 상기 결합부(44)와 상부 플랜지(46), 그리고 고정브라켓(48)을 관통하여 체결되는 고정핀(50)이다.

한편, 가로보(18)에 가압력을 가하는 프리 로딩 장치(30)의 구성은 다음과 같이 변형될 수 있다.

도 4는 도 3에 대응되는 도면으로서, 본 발명의 또다른 실시예에 대한 교축 직각 방향에서 바라본 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 본 발명의 또다른 실시예에서는, 상기 연결부재(38)가 당겨져서 긴장력을 가할 수 있는 강선 등의 긴장재로 구성된다. 따라서, 연결부재(38)가 당겨져서 긴장력이 가해지게 되면, 상기 지지고정구조체(40) 하단에 가압장치가 없거나 또는 가압장치가 신장하지 않더라도 상기 지지고정구조체(40)가 가로보(18)의 상단을 누르게 되어 가로보(18)에 가압력을 작용하게 된다.

따라서 도 3에 도시된 것과 마찬가지로, 새로 인양되어 조립될 상부 구조물 유닛(34)에 대해 휨 변형을 발생시켜, 이미 설치되어 휨 변형이 일어난 상부 구조물의 교축 직각 방향의 단면 형상에 대응되도록 단면 형상을 만들어 놓은 상태에서, 상기 상부 구조물 유닛(34)을 인양시켜 이미 설치된 상부 구조물과 조립할 수 있게 된다.

상기 지지연결부재(38)에 의해 긴장력이 발휘되도록 상기 연결부재(38)를 당기는 구성으로는 도 4에 예시된 것처럼, 상기 지지고정구조체(40)에 연결된 상기 연결부재(38)의 일단에 상기 연결부재(38)의 길이를 조절할 수 있는 공지의 구성(예를 들면 나사 구성 등)을 설치하거나 또는 고정체(36)에 이와 같이 상기 연결부재(38)의 길이를 조절할 수 있는 공지의 구성을 설치할 수도 있다. 물론 연결부재(38)와 고정체(36) 모두에 위와 같은 상기 연결부재(38)의 길이를 조절할 수 있는 공지의 구성을 설치할 수도 있다. 상기 연결부재(38)는 스트랜드와 같은 강선으로 이루어질 수 있고, 이 경우에는 일반적인 강선 긴장 방식을 이용하여 연결부재(38)를 긴장할 수도 있다.

도 4에 도시된 실시예의 기타 구성 및 설명은 도 3에 도시된 실시예와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.

본 발명에 기재된 설명과 도면의 구성은, 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐, 이것이 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것을 의미하는 것이 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등 물과 변형 구조의 예가 더 있을 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 각각 강합성 사장교를 예로 들어 일반적인 FCM공법(Fee Cantilevering Method)을 이용하여 교량을 시공하는 단계를 보여주는 개략적인 측면도이다.

도 2는 FCM공법에 따라 강합성 사장교와 같은 교량을 시공함에 있어서, 시공되는 상부 구조물 유닛이 슬래브의 자중에 의해 변형된 모습을 보여주는 교축 방향의 개략적인 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 상부 구조물의 프리 로딩 장치를 이용하여 새로 인양될 상부 구조물 유닛의 가로보에 프리 로딩을 가한 상태 즉, 휨 변형을 가한 상태를 보여주는 교축 직각 방향에서 바라본 개략적인 단면도이다.

도 4는 도 3에 대응되는 도면으로서 본 발명의 또다른 실시예에 따른 교량 상부 구조물의 프리 로딩 장치를 이용하여 새로 인양될 상부 구조물 유닛의 가로보에 프리 로딩을 가한 상태 즉, 휨 변형을 가한 상태를 보여주는 교축 직각 방향에서 바라본 개략적인 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 교량

14 : 교각 16 : 주형

18 : 가로보 22 : 슬래브

30 : 프리 로딩 장치 38 : 연결부재

42 : 가압수단

Claims

주형(16)과 가로보(18)로 이루어진 교량의 상부 구조물 유닛(30)에 설치되는 프로 로딩 장치(40)로서,

상기 가로보(18) 상부에 설치되어 상기 가로보(18)에 대해 수직 하향으로 가압력을 주는 지지고정구조체(40)와;

일측은 상기 지지고정구조체(40)에 연결되고 타측은 상기 가로보(18)의 양측에 연결되어 있는 연결부재(38)를 포함하여 구성되어;

상기 지지고정구조체(40)의 가압력에 의하여 상기 가로보(18)가 휨 변형되도록 하는 것을 특징으로 하는 프리 로딩 장치.
제1항에 있어서,

상기 지지고정구조체(40)의 하부에는 신축 가능하여 상기 가로보(18)에 가압력을 가하는 가압수단(42)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 프리 로딩 장치.
제1항에 있어서,

상기 연결부재(38)는 긴장이 가능한 긴장재로 이루어지고,

상기 연결부재(38)의 긴장에 의하여 상기 지지고정구조체(40)가 가로보(18) 에 하향으로 가압력을 가하는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 프리 로딩 장치.
주형(16)과 가로보(18)로 이루어진 교량의 상부 구조물 유닛(30)에 대해, 기설치된 상부 구조물의 단면 변형 형상에 대응되도록 프리 로딩을 가하여 상기 교량 상부 구조물 유닛(30)의 휨 변형을 부가하는 방법으로서,

상기 가로보(18)에 대해 수직 하향으로 가압력을 주는 지지고정구조체(40)를 상기 가로보(18) 상부에 설치하고;

연결부재(38)의 일측은 상기 지지고정구조체(40)에 연결하고, 타측은 상기 가로보(18)의 양측에 연결하여;

상기 지지고정구조체(40)에 의하여 수직 하향으로 가압력을 가함으로써 상기 가로보(18)를 휨 변형시키는 것을 특징으로 하는 교량 상부 구조물 유닛의 휨 변형 부가 방법.
제4항에 있어서,

상기 지지고정구조체(40)에 의하여 가압력을 가하는 단계에서는,

상기 지지고정구조체(40)의 하부에는 신장 가능한 가압수단(42)을 설치하여, 상기 가압수단(42)을 신장시킴으로써 가압력을 가하게 되는 것을 특징으로 하는 교량 상부 구조물 유닛의 휨 변형 부가 방법.
제4항에 있어서,

상기 연결부재(38)를 긴장이 가능한 긴장재로 제작하여,

상기 지지고정구조체(40)에 의하여 가압력을 가하는 단계에서는, 상기 연결부재(38)를 긴장시킴으로써 상기 지지고정구조체(40)가 가로보(18)에 하향으로 가압력을 가하게 되는 것을 특징으로 하는 교량 상부 구조물 유닛의 휨 변형 부가 방법.