KR20100066856A - 급속시공이 가능한 조립식 합성형 프리캐스트 교각 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량의 교각을 제작함에 있어서, 기초부와, 교각부, 그리고 코핑부를 각각 프리캐스트 방식으로 사전 제작한 후, 현장에서 견고한 조립구조를 통하여 일체화시킴으로써, 도심지 등과 같이 신속한 교량의 시공이 필요한 장소에서 짧은 기간 내에 교각을 경제적인 비용으로 시공할 수 있도록 한 급속시공이 가능한 조립식 합성형 프리캐스트 교각 및 그 시공방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 코핑부를 교각기둥부와 연결함에 있어서 교각기둥부와 코핑부가 견고하게 일체화될 수 있으면서도 코핑부 내부에 철근을 용이하게 배근할 수 있게 되므로, 코핑부의 시공성과 시공속도를 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 발휘된다.

조립식, 교각, 코핑, 합성, 프리캐스트, 기둥

Description

급속시공이 가능한 조립식 합성형 프리캐스트 교각 및 그 시공방법{Fabricated Precast Bridge Pier and Constructing Method thereof}

본 발명은 급속시공이 가능한 조립식 합성형 프리캐스트 교각 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 교량의 교각을 제작함에 있어서, 기초부와, 교각부, 그리고 코핑부를 각각 프리캐스트 방식으로 사전 제작한 후, 현장에서 견고한 조립구조를 통하여 일체화시킴으로써, 도심지 등과 같이 신속한 교량의 시공이 필요한 장소에서 짧은 기간 내에 교각을 경제적인 비용으로 시공할 수 있도록 한 새로운 방식의 급속시공이 가능한 조립식 합성형 프리캐스트 교각 및 그 시공방법에 관한 것이다.

도심지 등과 같이 신속한 시공이 필요한 장소에서 교량을 시공하기 위하여, 교각을 몇 개의 세그먼트로 분할하여 이를 현장에서 조립하는 방식이 관심을 끌고 있다.

기존의 조립식 교각은 기둥부를 여러 개의 작은 세그먼트로 제작하고 코핑부와 함께 이들을 강봉, 강연선 등을 이용하여 프리스트레싱을 도입하여 교각을 완성 하는 방식으로 되어 있다. 그런데, 이와 같이 프리스트레싱을 도입하여 교각의 각 세그먼트를 조립하는 종래 기술에서는 현장에서 모든 세그먼트를 정확히 정렬하여야하므로 시공성이 불량하다는 단점이 있다. 또한 종래 기술의 경우, 각 세그먼트들 간의 결합을 확실히 보장하기 위해서는 매우 큰 프리스트레싱력을 가해야 하므로 그에 따라 시공성이 저하되고, 각 세그먼트의 단면을 효율적으로 사용할 수 없다는 단점이 있다.

그 뿐만이 아니라 종래 기술에 의하면, 각 세그먼트들을 접합하는데 소요되는 시간이 일체로 교각을 시공하는 경우에 비하여 더 오래 걸리므로 도심지에서의 급속시공에 사용하기에 적합하지 않다.

본 발명은 위와 같은 종래의 기술이 가지는 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 교각 기둥부를 작은 세그먼트 여러 개로 개별 제작하고 이를 코핑부와 함께 기초부에 프리스트레싱을 이용하여 접합하는 종래 기술보다 시공속도 및 시공성이 더 우수한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로 본 발명에서는 프리스트레싱에 의해 세그먼트를 조립하지 않고 간단한 볼트 접합 등의 방식을 통하여 각 세그먼트를 조립함으로써 시공이 용이하게 하며 시공속도를 향상시켜 도심지 등에서의 급속시공에 적합할 뿐만 아니라 세그먼트의 단면을 효율적으로 사용할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명에서는 코핑부를 교각기둥부와 연결함에 있어서 교각기둥부와 코핑부가 견고하게 일체화될 수 있으면서도 코핑부 내부에 철근을 용이하게 배근할 수 있도록 하여 코핑부의 시공성과 시공속도를 향상시킬 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 교각기초부와, 상기 교각기초부 위에 연결되는 교각기둥부와, 최상부의 교각기둥부 위에 연결되는 코핑부로 이루어진 조립식 합성형 프리캐스트 교각으로서, 상기 교각기둥부는 중공의 강관부재와, 그 외부를 감싸는 콘크리트부로 이루어진 합성 부재이며, 상기 교각기둥부의 상단부에는 위쪽으로 기둥 결합봉이 돌출된 상태로 구비되어 있고; 상기 코핑부에는, 그 하면으로부터 교각기둥부의 상부가 삽입될 수 있는 삽입공이 형성되어 있고, 상기 코핑부의 삽입공 내면에는 결합판이 내장되어 있으며, 상기 결합판에는 상기 교각기둥부로부터 돌출된 기둥 결합봉이 관통 삽입되도록 관통공이 형성되어 있고, 상기 관통공에 대응되는 위치에 상면으로부터 상기 관통공까지 관통되어 있는 진입공이 상기 코핑부 내에 형성되어 있으며; 상기 교각기둥부 위로 상기 코핑부를 조립 결합함에 있어서 상기 교각기둥부의 상부는 상기 코핑부의 삽입공으로 삽입되고, 기둥 결합봉의 상부는 상기 결합판의 관통공을 관통하여 상기 진입공 내에 위치하며, 상기 진입공을 통해서 체결수단이 삽입되어 상기 진입공 내에서 상기 기둥 결합봉의 상부와 체결됨으로써 상기 교각기둥부와 상기 코핑부가 일체로 조립 되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 조립식 합성형 프리캐스트 교각이 제공된다.

위와 같은 본 발명에 있어서, 상기 교각기초부 내에는, 교각기초부의 상면으로 돌출되는 결합봉을 구비한 기둥연결 조립체가 매립 설치되어 있으며; 상기 교각기둥부의 하단부에는 관통공이 형성되어 있는 하부 플랜지가 일체로 구비되어 있고; 상기 교각기초부 위로 상기 교각기둥부를 조립하여 결합함에 있어서, 상기 교각기초부의 결합봉이 상기 교각기둥부의 하부 플랜지의 관통공을 관통한 상태에서 체결수단을 체결함으로 상기 교각기초부 위로 상기 교각기둥부가 일체로 조립될 수 있으며, 이 경우, 상기 교각기둥부는 복수개의 기둥세그먼트가 서로 조립되어 형성되는데, 각각의 기둥세그먼트의 상,하 단부에는 플랜지가 형성되어 있어, 상기 플랜지가 서로 마주 접하여 일체 결합됨으로써 상기 기둥세그먼트가 조립되어 교각기둥부가 형성될 수도 있다.

본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위한 구체적인 실시예로서, 위와 같은 본 발명의 구성에서, 상기 기둥연결 조립체에는 결합판이 구비되어 있고, 상기 결합봉은 상기 결합판의 상면으로 돌출되며, 상기 결합판의 하부로는 교각기초부의 콘크리트에 매립되는 매립철근이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 조립식 합성형 프리캐스트 교각이 제공된다.

본 발명에 따른 교각에서, 상기 교각기초부에는 오목부가 형성되어 있고 상기 결합봉은 상기 오목부의 상면으로부터 돌출될 수 있으며, 상기 교각기둥부의 강관부재 내에는 소성 힌지 구간 이상부터 전체 교각기둥부 높이 이내로 채움재가 채 워질 수도 있다.

본 발명에서는 위와 같은 발명의 목적을 달성하기 위하여, 교각기초부와, 상기 교각기초부 위에 연결되는 교각기둥부와, 최상부의 교각기둥부 위에 연결되는 코핑부로 이루어진 조립식 합성형 프리캐스트 교각의 시공방법으로서, 중공의 강관부재와, 그 외부를 감싸는 콘크리트부로 이루어진 합성 부재이며, 상단부에는 위쪽으로 기둥 결합봉이 돌출된 상태로 구비되어 있는 교각기둥부를 제작하여, 상기 교각기초부 위에 상기 교각기둥부를 일체로 조립하는 단계; 및 상기 코핑부에는, 그 하면으로부터 교각기둥부의 상부가 삽입될 수 있는 삽입공이 형성되어 있고, 상기 코핑부의 삽입공 내면에는 결합판이 내장되어 있으며, 상기 결합판에는 상기 교각기둥부의 돌출된 기둥 결합봉이 관통 삽입되도록 관통공이 형성되어 있고, 상기 관통공에 대응되는 위치에 상면으로부터 상기 관통공까지 진입공이 상기 코핑부 내에 형성되어 있는데, 상기 교각기둥부의 상부가 상기 코핑부의 삽입공으로 삽입되도록 거치하여 상기 기둥 결합봉의 상부가 상기 결합판의 관통공을 관통하여 상기 진입공 내에 위치하도록 한 상태에서, 상기 진입공을 통해서 체결수단을 삽입하여 상기 진입공 내에서 상기 기둥 결합봉의 상부와 체결시킴으로써 상기 교각기둥부와 상기 코핑부를 일체로 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 합성형 프리캐스트 교각의 시공방법이 제공된다.

위와 같은 본 발명의 시공방법에 있어서, 교각기초부 위로 교각기둥부를 조립하기 전에 상기 교각기초부를 제작할 때, 상기 교각기초부의 상면으로 돌출되는 결합봉을 구비한 기둥연결 조립체가 매립 설치되도록 제작하며; 상기 교각기둥 부(2)를 제작할 때, 관통공이 형성되어 있는 하부 플랜지가 교각기둥부의 하단부에 일체로 구비되도록 제작하여, 상기 교각기둥부를 상기 교각기초부의 상면에 거치하여 상기 교각기초부의 결합봉이 상기 교각기둥부의 하부 플랜지의 관통공을 관통한 상태에서 체결수단을 체결함으로 상기 교각기초부 위로 상기 교각기둥부를 일체로 조립할 수 있으며, 상기 교각기둥부는 복수개의 기둥세그먼트가 서로 조립되어 형성되고, 상기 교각기둥부의 상부에 코핑부를 조립하는 단계에 앞서, 상기 기둥세그먼트를 차례로 적층하면서 각 기둥세그먼트의 상,하단부에 구비된 플랜지를 서로 마주접하여 일체화시켜 기둥세그먼트를 결합함으로써 교각기둥부를 조립시공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 시공방법에서는, 체결수단을 삽입하여 상기 진입공 내에서 상기 기둥 결합봉의 상부와 체결한 후에, 상기 진입공 내에는 채움재를 충진할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 간단한 구조의 볼트결합을 이용하여 교각기둥부의 세그먼트 결합 및 교각기둥부 세그먼트와 교각기초부의 결합을 이루게 되므로, 프리스트레싱을 이용하여 접합하는 종래 기술보다 시공속도 및 시공성이 현저히 개선되는 효과가 발휘되며, 각 세그먼트의 접합에 프리스트레싱을 이용하지 아니하므로 세그먼트의 단면을 효율적으로 사용할 수 있게 되는 효과가 발휘된다. 따라서, 본 발명은 급속시공이 요구되는 도심지 등에서의 시공에 활용도가 높아진다.

특히, 본 발명에 의하면, 코핑부를 교각기둥부와 연결함에 있어서 교각기둥부와 코핑부가 견고하게 일체화될 수 있으면서도 코핑부 내부에 철근을 용이하게 배근할 수 있게 되므로, 코핑부의 시공성과 시공속도를 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 발휘된다.

다음에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 교각의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1a에는 본 발명에 따른 교각의 최하부에 형성되는 교각기초부(1)가 개략적인 사시도로 도시되어 있고, 도 1b에는 도 1a에서 후술하는 기둥연결 조립체(11)가 보이도록 콘크리트 부분은 점선으로 도시한 사시도가 도시되어 있다. 콘크리트로 제작되는 교각기초부(1)에는 기둥연결 조립체(11)가 내장되어 있다. 상기 기둥연결 조립체(11)는 결합판(12)과, 상기 결합판(12)의 상면으로 돌출되어 있는 결합봉(13)을 구비한 구성을 가지고 있는데, 기둥연결 조립체(11)가 상기 교각기초부(1) 내에 매립 설치되었을 때 상기 결합봉(13)이 상기 교각기초부(1)의 상면으로 노출된다. 기둥연결 조립체(11)의 하부로는 매립철근(14)이 구비되어 있으며, 상기 매립철근(14)은 교각기초부(1)의 콘크리트에 매립되어 상기 기둥연결 조립체(11)가 교각기초부(1)와 일체가 되도록 한다. 도면에 도시된 실시예에서는 상기 매립철근(14)의 상단부가 상기 결합판(12)을 관통하여 돌출되도록 함으로써, 그 돌출된 부분이 상기 결합봉(13)이 되도록 구성되어 있다. 그러나 상기 결합봉(13)과 매립철근(14)은 각각 별도의 부재로 이루어질 수도 있다.

도면에 도시된 실시예에서는 교각기초부(1)에는 오목부(15)가 형성되어 있고 상기 결합봉(13)이 상기 오목부(15)의 상면으로부터 돌출되어 있는데, 반드시 오목부(15)를 형성하여야 하는 것은 아니지만, 후술하는 것처럼 결합판(12) 위로 교각기둥부(2)의 하부 플랜지(22)가 놓여 결합된 상태에서 상기 오목부(15)에 무수축 모르타르 등의 채움재를 채워서 기둥연결 조립체(11)와 교각기둥부(2)의 하부 사이의 연결부분을 채움재로 덮어 보호할 수 있으므로 오목부(15)를 형성하는 것이 바람직하다.

도 2a에는 기둥연결 조립체(11)가 매립 설치되어 있는 교각기초부(1) 위로 교각기둥부(2)가 연결되는 상태를 보여주는 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 2b에는 연결이 완료된 상태를 보여주는 조립 사시도가 도시되어 있으며, 도 2c에는 교각기둥부(2) 위로 코핑부(3)가 조립되는 상태를 보여주는 분해 사시도가 도시되어 있다.

상기 교각기둥부(2)는 교각기초부(1)와 코핑부(3) 사이에 구비되어 교각의 직선 기둥 부분을 이루게 된다. 상기 교각기둥부(2)는 중공의 강관부재(21)와, 그 외부를 감싸는 콘크리트부(23)로 이루어진 합성 부재인데, 상기 강관부재(21)의 단면 형상이나 표면 형상에는 어떠한 제한도 없다.

도 2a에 도시된 것처럼 상기 교각기둥부(2)의 최하부에는 교각기초부(1)와의 볼트 결합을 위한 하부 플랜지(22)가 구비되어 있다. 도면에 도시된 실시예의 경우에는 교각기둥부(2)의 하부에서 콘크리트가 둘러싸이지 않은 강관부재의 노출부 가 존재하고, 상기 노출부의 단부에 하부 플랜지(22)가 일체로 구비되어 있는 구조를 가지고 있으나, 이에 한정되지 아니하며, 단부에 하부 플랜지를 가진 수직부재가 콘크리트부(23)에 매립됨으로써 교각기둥부(2)의 최하부에 하부 플랜지(22)가 구비될 수도 있다. 상기 교각기둥부(2)의 최상부에는 후술하는 것처럼 코핑부(3)와의 결합을 위한 기둥 결합봉(26)이 돌출된 상태로 구비되어 있다. 상기 기둥 결합봉(26)은 봉 형상의 부재를 강관부재(21)에 일체 부착하여 구비될 수도 있고, 강관부재(21) 외부의 콘크리트부(23)에 봉 형상 부재의 단부를 매립하여 구비될 수도 있다.

도 2a에 도시된 것처럼, 교각기둥부(2)의 최하부에 구비된 하부 플랜지(22)에는 기둥연결 조립체(11)의 결합봉(13) 위치에 맞추어 관통공(24)이 형성되어 있으며, 상기 하부 플랜지(22)에 형성된 관통공(24)으로 상기 결합봉(13)이 관통된 후 너트 등의 체결수단에 의해 결합봉(13)이 체결된다. 이와 같이 교각기둥부(2)의 최하부에 구비된 하부 플랜지(22)와 기둥연결 조립체(11)의 결합봉(13)이 서로 결합함으로써 교각기둥부(2)와 교각기초부(1)가 일체를 이루게 된다. 도면에서 부재번호 25는 하부 플랜지(22)를 보강하기 위한 보강리브(25)이다.

교각 기초부(1)와 교각기둥부(2)의 연결이 이루어지면 도 2c에 도시된 것처럼 교각기둥부(2)의 상부로는 코핑부(3)가 결합된다. 본 발명에 있어서 상기 코핑부(3) 역시 프리캐스트 방식으로 사전에 제작되어 조립되는데, 상기 최상부 교각기둥부(2)와 코핑부(3)는 구체적으로 다음과 같은 결합구조를 가진다.

도 3a에는 도 2c의 선 A-A에 따른 단면도로서 교각기둥부(2)의 상부로 코핑 부(3)가 삽입되는 상태에서의 코핑부(3) 단면 구조를 보여주는 단면도가 도시되어 있으며, 도 3b에는 코핑부(3)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 3c에는 최상층의 교각기둥부(2) 위로 코핑부(3)가 연결된 상태를 보여주는 조립 사시도가 도시되어 있고, 도 3d에는 이와 같이 연결된 상태에서 코핑부(3)의 단면 구조를 보여주는 선 B-B에 따른 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 3a 및 도 3d에서는 편의상 교각기둥부(2)는 단면도로 도시하지 않았으며, 코핑부(3)의 콘크리트 내부에 배근되는 보강철근 역시 도시를 생략하였다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 있어서, 코핑부(3)에는 그 하면으로부터 최상층의 교각기둥부(2)가 삽입될 수 있는 삽입공(31)이 형성되어 있다. 상기 코핑부(3)의 삽입공(31) 내면에는 결합판(32)이 내장되어 있는데, 상기 결합판(32)에는 교각기둥부(2)의 돌출된 기둥 결합봉(26)이 관통 삽입되도록 관통공(34)이 형성되어 있다. 또한 상기 코핑부(3)에는 상기 관통공(34)에 대응되는 위치에, 상면으로부터 상기 관통공(34)까지 진입공(33)이 형성되어 있다.

도 3c 및 도 3d에 도시된 것처럼, 최상층의 교각기둥부(2) 위로 코핑부(3)가 설치되면 교각기둥부(2)의 상부는 상기 코핑부(3)의 삽입공(31)으로 삽입되고, 기둥 결합봉(26)은 상기 결합판(32)의 관통공(34)을 관통하여 상기 진입공(33) 내에 위치하게 된다. 이와 같은 상태에서 상기 진입공(33)을 통해서 너트 등과 같은 체결수단으로 삽입하여 상기 진입공(33) 내에서 상기 기둥 결합봉(26)을 체결수단으로 체결하게 된다. 체결이 완료되면 각각의 부재 보호를 위하여 상기 진입공(33)으로 무수축 모르타르 등의 채움재를 주입하여 진입공(33)을 채우게 된다. 교각기 둥부(2)가 삽입공(31)에 용이하게 삽입되도록 하기 위해서 실무적으로 상기 삽입공(31)이 교각기둥부(2)의 콘크리트부(23) 외경보다 클 수 있는데, 이 경우에는 도 3d에 도시된 것처럼 추후 교각기둥부(2)의 콘크리트부(23) 외측과 삽입공(31) 내면 사이의 간격에도 무수축 모르타르 등의 채움재(35)를 채우게 된다.

조립식으로 교각을 시공함에 있어서는 교각기둥부(2)와 코핑부(3)의 견고한 일체 결합이 매우 중요하다. 본 발명에서는 이러한 일체 결합을 위해서 우선 일정 깊이로 교각기둥부(2)의 상부가 코핑부(3)의 내부로 진입하도록 구성하고 있다. 또한 코핑부(3)에 진입공을 형성하여, 코핑부(3)의 내부로 진입한 교각기둥부(2)의 기둥 결합봉(26)을 코핑부(3)와 견고하게 체결하도록 구성하고 있다.

비록 도면에는 도시되지 않았지만 코핑부(3)에는 그 상부에 횡방향으로 많은 보강철근이 수평하게 배치되는데, 이러한 보강철근의 배치에 영향을 주거나, 불연속화 등의 손상을 주는 것은 방지할 필요가 있다. 본 발명에서는 진입공(33)을 형성하여 교각기둥부(2)와의 체결을 도모하고 있는데, 이러한 진입공(33)은 합성수지 파이프 등을 보강철근 사이로 매립해둠으로써 쉽게 형성할 수 있다. 코핑부(3)와 교각기둥부(2)의 결합작업을 위하여 코핑부(3)의 상부를 완전히 블록아웃하여 관통시키는 경우에는, 그로 인하여 코핑부(3) 내에 수평하게 배치된 보강철근을 절단하여 불연속화시키거나 또는 보강철근의 배치를 직선이 아닌 곡선으로 변경하는 등의 보강철근에 대한 손상이나 악영향을 주게 된다. 그러나 본 발명에서는 진입공(33)을 형성하여 코핑부(3)와 교각기둥부(2)을 체결하기 때문에, 코핑부(3)의 상면을 완전히 관통시키지 않아도 되며, 그에 따라 코핑부(3)에 배근되는 보강철근에 손상 을 주거나 그 배치에 악영향을 주는 것이 방지되는 장점이 있다. 즉, 코핑부(3) 내에서의 보강철근의 배근이 용이하여 시공성이 향상됨은 물론이고 시공속도도 좋아지는 효과가 발휘되는 것이다.

도면에서 부재번호 27은, 교각 기초부(1)에 교각기둥부(2)를 설치한 후에 교각기둥부(2)의 하부 플랜지(22)와 기둥연결 조립체(11) 간의 결합부위를 보호하기 위하여 오목부(15)에 채워지는 무수축 모르타르, 콘크리트 등의 채움재(27)이다.

한편, 본 발명에 있어서 상기 교각기둥부(2)는 앞서 예시한 것처럼 하나의 일체로된 세그먼트로 이루어질 수도 있지만, 후술하는 것처럼 상기 교각기둥부(2)가 복수개의 기둥세그먼트(2a, 2b, 2c)의 조립으로 이루어질 수도 있다.

도 4a 내지 도 4c에는 일예로서 교각기둥부(2)가 3개의 기둥세그먼트(2a, 2b, 2c)의 조립으로 구성되는 실시예를 보여주는 사시도가 각각 도시되어 있다. 그러나 기둥세그먼트의 개수는 이에 한정되지 아니한다.

구체적으로 도 4a에는 교각기둥부(2)의 최하층 기둥세그먼트(2a)가 교각기초부(1)에 결합된 상태에서 그 위쪽으로 중간층 기둥세그먼트(2b)가 결합되는 상태를 보여주는 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 4b에는 최하층 기둥세그먼트(2a)와 중간층 기둥세그먼트(2b)의 연결이 완료된 상태를 보여주는 조립 사시도가 도시되어 있으며, 도 4c에는 3개의 기둥세그먼트(2a, 2b, 2c)의 조립이 완료되고 기둥세그먼트 사이의 결합부 및 교각기초부(1)의 오목부에 무수축 모르타르, 콘크리트 등의 채움재를 채운 상태를 보여주는 사시도가 도시되어 있다.

최하층 기둥세그먼트(2a)와 교각기초부(1)의 결합구조 및 최상층 기둥세그먼 트(2c)와 코핑부(3)의 결합구조에 대해서는 앞서 교각기둥부(2)와 교각기초부(1)의 결합구조 및 교각기둥부(2)와 코핑부(3)의 결합구조와 관련하여 설명하였으므로 반복 설명은 생략하고, 아래에서는 기둥세그먼트 간의 결합구조에 대해 설명한다.

도면에 도시된 것처럼, 기둥세그먼트(2a, 2b, 2c)는 서로 플랜지에 의한 결합구조를 가진다. 즉, 최하층 기둥세그먼트(2a)의 상단부에는 상부 플랜지(22a)가 형성되어 있고, 중간 기둥세그먼트(2b)의 하단부에는 하부 플랜지(22b)가 형성되어 있다. 도면에 도시된 것처럼 기둥세그먼트(2a, 2b)의 단부에서 콘크리트가 둘러싸이지 않도록 강관부재가 노출된 노출부의 단부에 상기한 상부 플랜지(22a) 및 하부 플랜지(22b)가 일체로 구비될 수 있다. 그러나 상기한 상부 플랜지(22a) 및 하부 플랜지(22b) 역시 플랜지를 가진 수직부재가 콘크리트부(23)에 매립됨으로써 구비될 수도 있다.

최하층 세그먼트(2a) 위로 중간 기둥세그먼트(2b)가 놓여질 때 상부 플랜지(22a)와 하부 플랜지(22b)는 마주 접하게 되고, 관통공(24)에 볼트와 같은 체결부재가 삽입되어 체결됨으로써 기둥세그먼트(2a, 2b)간의 결합이 이루어진다. 중간 기둥세그먼트(2b)의 상단부에도 상부 플랜지(22a)가 구비되고 최상층 기둥세그먼트(2c)의 하단부에도 하부 플랜지(22b)가 구비되어 위와 같은 방식으로 플랜지 결합함으로써 세그먼트가 서로 결합된다. 중간 기둥세그먼트가 복수개인 경우에도 위와 같은 플랜지 결합에 의하여 세그먼트가 서로 일체로 결합된다. 물론 볼트와 같은 체결부재에 의해 상,하부 플랜지를 결합하는 것 이외에 용접에 의하여 상,하부 플랜지를 결합할 수도 있다.

이와 같이 기둥세그먼트(2a, 2b, 2c)를 서로 서로 연결하기 전에 최하층 기둥세그먼트(2a)의 강관부재(21)의 중공에 콘크리트 등의 채움재를 채우는 것이 바람직하다. 최하층 기둥세그먼트(2a)뿐만 아니라, 중간의 기둥세그먼트(2b)를 연결함에 있어서도 위쪽의 기둥세그먼트를 설치하기 전에 강관부재(21)의 중공에 콘크리트 등의 채움재를 채우는 것이 바람직하다. 물론 전체 교각의 높이로 기둥세그먼트들을 모두 연결한 후 최상부에서 전체 높이에 대해 중공에 무수축 모르타르, 콘크리트 등의 채움재를 채울 수도 있다. 물론 교각기둥부(2)의 소성 힌지 구간까지만 강관부재(21)의 중공 내부를 채울 수도 있다.

한편, 기둥세그먼트(2a, 2b, 2c) 간의 결합부위에는 외측으로 거푸집을 설치하여 하부 플랜지와 강관부재(21)의 노출부분을 무수축 모르타르 등의 채움재(27)로 피복한다.

도 1a는 본 발명에 따른 교각의 최하부에 형성되는 교각기초부를 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 1b는 도 1a에서 기둥연결 조립체가 보이도록 콘크리트 부분은 점선으로 도시한 사시도이다.

도 2a는 본 발명에서 기둥연결 조립체가 매립 설치되어 있는 교각기초부 위로 교각기둥부가 연결되는 상태를 보여주는 분해 사시도이다.

도 2b는 도 2a에서 교각기초부 위로 교각기둥부가 연결된 상태를 보여주는 조립 사시도이다.

도 2c는 교각기둥부 위에 코핑부가 결합되는 상태를 보여주는 분해 사시도이다.

도 3a는 도 2c의 선 A-A에 따른 단면도로서 코핑부의 단면 구조를 보여주는 단면도로서, 코핑부의 삽입공에 교각기둥부의 상단부가 삽입되는 과정을 보여주는 단면도이다.

도 3b는 코핑부의 개략적인 사시도이다.

도 3c는 교각기둥부 위로 코핑부가 연결된 상태를 보여주는 조립 사시도이다.

도 3d는 도 3c에 도시된 것과 같이 연결된 상태에서의 코핑부의 단면 구조를 보여주는 선 B-B에 따른 개략적인 사시도이다.

도 4a는 본 발명에서 교각기둥부의 최하층 기둥세그먼트가 교각기초부에 결 합된 상태에서 그 위쪽으로 중간 기둥세그먼트가 결합되는 상태를 보여주는 분해 사시도이다.

도 4b는 도 4a에서 상,하 기둥세그먼트의 연결이 완료된 상태를 보여주는 조립 사시도이다.

도 4c는 중간 기둥세그먼트 위로 최상층 기둥세그먼트가 결합되는 상태를 보여주는 분해사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 교각기초부

2 : 교각기둥부

3 : 코핑부

Claims (10)

1. 교각기초부(1)와, 상기 교각기초부(1) 위에 연결되는 교각기둥부(2)와, 최상부의 교각기둥부(2) 위에 연결되는 코핑부(3)로 이루어진 조립식 합성형 프리캐스트 교각으로서,

   상기 교각기둥부(2)는 중공의 강관부재(21)와, 그 외부를 감싸는 콘크리트부(23)로 이루어진 합성 부재이며, 상기 교각기둥부(2)의 상단부에는 위쪽으로 기둥 결합봉(26)이 돌출된 상태로 구비되어 있고;

   상기 코핑부(3)에는, 그 하면으로부터 교각기둥부(2)의 상부가 삽입될 수 있는 삽입공(31)이 형성되어 있고, 상기 코핑부(3)의 삽입공(31) 내면에는 결합판(32)이 내장되어 있으며, 상기 결합판(32)에는 상기 교각기둥부(2)로부터 돌출된 기둥 결합봉(26)이 관통 삽입되도록 관통공(34)이 형성되어 있고, 상기 관통공(34)에 대응되는 위치에 상면으로부터 상기 관통공(34)까지 관통되어 있는 진입공(33)이 상기 코핑부(3) 내에 형성되어 있으며;

   상기 교각기둥부(2) 위로 상기 코핑부(3)를 조립 결합함에 있어서 상기 교각기둥부(2)의 상부는 상기 코핑부(3)의 삽입공(31)으로 삽입되고, 기둥 결합봉(26)의 상부는 상기 결합판(32)의 관통공(34)을 관통하여 상기 진입공(33) 내에 위치하며, 상기 진입공(33)을 통해서 체결수단이 삽입되어 상기 진입공(33) 내에서 상기 기둥 결합봉(26)의 상부와 체결됨으로써 상기 교각기둥부(2)와 상기 코핑부(3)가 일체로 조립되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 조립식 합성형 프리캐스트 교 각.
2. 제1항에 있어서,

   상기 교각기초부(1) 내에는, 교각기초부(1)의 상면으로 돌출되는 결합봉(13)을 구비한 기둥연결 조립체(11)가 매립 설치되어 있으며;

   상기 교각기둥부(2)의 하단부에는 관통공(24)이 형성되어 있는 하부 플랜지(22)가 일체로 구비되어 있고;

   상기 교각기초부(1) 위로 상기 교각기둥부(2)를 조립하여 결합함에 있어서, 상기 교각기초부(1)의 결합봉(13)이 상기 교각기둥부(2)의 하부 플랜지(22)의 관통공(24)을 관통한 상태에서 체결수단을 체결함으로 상기 교각기초부(1) 위로 상기 교각기둥부(2)가 일체로 조립되는 것을 특징으로 하는 조립식 합성형 프리캐스트 교각.
3. 제2항에 있어서,

   상기 교각기둥부(2)는 복수개의 기둥세그먼트가 서로 조립되어 형성되는데,

   각각의 기둥세그먼트의 상,하 단부에는 플랜지가 형성되어 있어, 상기 플랜지가 서로 마주 접하여 일체 결합됨으로써 상기 기둥세그먼트가 조립되어 교각기둥부(2)가 형성되는 것을 특징으로 하는 조립식 합성형 프리캐스트 교각.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 기둥연결 조립체(11)에는 결합판(12)이 구비되어 있고, 상기 결합봉(13)은 상기 결합판(12)의 상면으로 돌출되며, 상기 결합판(12)의 하부로는 교각기초부(1)의 콘크리트에 매립되는 매립철근(14)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 조립식 합성형 프리캐스트 교각.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 교각기초부(1)에는 오목부(15)가 형성되어 있고 상기 결합봉(13)은 상기 오목부(15)의 상면으로부터 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 조립식 합성형 프리캐스트 교각.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 교각기둥부(2)의 강관부재(21) 내에는 소성 힌지 구간 이상부터 전체 교각기둥부(2) 높이 이내로 채움재가 채워지는 것을 특징으로 하는 조립식 합성형 프리캐스트 교각.
7. 교각기초부(1)와, 상기 교각기초부(1) 위에 연결되는 교각기둥부(2)와, 최상부의 교각기둥부(2) 위에 연결되는 코핑부(3)로 이루어진 조립식 합성형 프리캐스트 교각의 시공방법으로서,

   중공의 강관부재(21)와, 그 외부를 감싸는 콘크리트부(23)로 이루어진 합성 부재이며, 상단부에는 위쪽으로 기둥 결합봉(26)이 돌출된 상태로 구비되어 있는 교각기둥부(2)를 제작하여, 상기 교각기초부(1) 위에 상기 교각기둥부(2)를 일체로 조립하는 단계; 및

   상기 코핑부(3)에는, 그 하면으로부터 교각기둥부(2)의 상부가 삽입될 수 있는 삽입공(31)이 형성되어 있고, 상기 코핑부(3)의 삽입공(31) 내면에는 결합판(32)이 내장되어 있으며, 상기 결합판(32)에는 상기 교각기둥부(2)의 돌출된 기둥 결합봉(26)이 관통 삽입되도록 관통공(34)이 형성되어 있고, 상기 관통공(34)에 대응되는 위치에 상면으로부터 상기 관통공(34)까지 진입공(33)이 상기 코핑부(3) 내에 형성되어 있는데, 상기 교각기둥부(2)의 상부가 상기 코핑부(3)의 삽입공(31)으로 삽입되도록 거치하여 상기 기둥 결합봉(26)의 상부가 상기 결합판(32)의 관통공(34)을 관통하여 상기 진입공(33) 내에 위치하도록 한 상태에서, 상기 진입공(33)을 통해서 체결수단을 삽입하여 상기 진입공(33) 내에서 상기 기둥 결합봉(26)의 상부와 체결시킴으로써 상기 교각기둥부(2)와 상기 코핑부(3)를 일체로 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 합성형 프리캐스트 교각의 시공방법.
8. 제7항에 있어서,

   교각기초부(1) 위로 교각기둥부(2)를 조립하기 전에 상기 교각기초부(1)를 제작함에 있어서, 상기 교각기초부(1)의 상면으로 돌출되는 결합봉(13)을 구비한 기둥연결 조립체(11)가 매립 설치되도록 제작하며;

   상기 교각기둥부(2)를 제작할 때, 관통공(24)이 형성되어 있는 하부 플랜지(22)가 교각기둥부(2)의 하단부에 일체로 구비되도록 제작하여, 상기 교각기둥부(2)를 상기 교각기초부(1)의 상면에 거치하여 상기 교각기초부(1)의 결합봉(13)이 상기 교각기둥부(2)의 하부 플랜지(22)의 관통공(24)을 관통한 상태에서 체결수단을 체결함으로 상기 교각기초부(1) 위로 상기 교각기둥부(2)를 일체로 조립하는 것을 특징으로 하는 조립식 합성형 프리캐스트 교각의 시공방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 교각기둥부(2)는 복수개의 기둥세그먼트가 서로 조립되어 형성되고,

   상기 교각기둥부(2)의 상부에 코핑부(3)를 조립하는 단계에 앞서,

   상기 기둥세그먼트를 차례로 적층하면서 각 기둥세그먼트의 상,하단부에 구비된 플랜지를 서로 마주접하여 일체화시켜 기둥세그먼트를 결합함으로써 교각기둥부(2)를 조립시공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 합성형 프리 캐스트 교각의 시공방법.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    체결수단을 삽입하여 상기 진입공(33) 내에서 상기 기둥 결합봉(26)의 상부와 체결한 후에, 상기 진입공(33) 내에는 채움재를 충진하는 것을 특징으로 하는 조립식 합성형 프리캐스트 교각의 시공방법.

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