KR20100069840A - 프리캐스트 패널과 강박스 거더를 이용한 연속교의 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속 지점부에서 프리캐스트 패널과 바닥판 콘크리트가 작용 하중에 저항할 수 있도록 구성한 연속교의 시공 방법을 제공한다. 본 발명에 의한 연속교의 시공 방법은, ⅰ) 전단 포켓, 길이 방향을 따라 내부에 설치되는 긴장재, 및 긴장재의 양 단부를 노출 및 정착시키는 정착구를 구비하는 프리캐스트 패널을 제작하는 단계와, ⅱ) 긴장재를 1차로 긴장하여 프리캐스트 패널에 압축 응력을 도입하는 단계와, ⅲ) 프리캐스트 패널과 개단면 강박스 거더를 합성하여 연속 지점부 거더를 제작하는 단계와, ⅳ) 연속 지점부 거더를 교각 위에 가설하고 정모멘트 거더와 연결하며, 프리캐스트 패널의 단부가 노출되도록 연속 지점부 거더와 정모멘트 거더 위에 바닥판 콘크리트를 타설하는 단계와, ⅴ) 긴장재를 2차로 긴장 후 정착시켜 바닥판 콘크리트에 압축 응력을 도입하는 단계를 포함한다.

연속교, 강박스 거더, 프리캐스트 패널, 바닥판 콘크리트, 긴장재, 전단포켓

Description

프리캐스트 패널과 강박스 거더를 이용한 연속교의 시공 방법 {CONSTRUCTION METHOD OF CONTINUOUS BRIDGE USING PRECAST PANEL AND STEEL BOX GIRDER}

본 발명은 프리캐스트 패널과 박스 거더를 이용한 연속교의 시공 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속 지점부에서 프리캐스트 패널과 바닥판 콘크리트가 작용 하중에 저항할 수 있도록 구성한 연속교의 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 연속교의 시공 과정에서 교각 위에 강주형을 설치한 후 바닥판 콘크리트를 타설하면 연속 지점부에 부모멘트가 집중된다.

도 2는 연속교에 작용하는 하중에 의한 모멘트 분포를 나타낸 개략도로서, 교각 위에 강주형(50)을 설치하면 강주형(50)의 자중이 작용하고, 강주형(50) 위에 바닥판 콘크리트(52)를 타설하면 바닥판 콘크리트(52)의 자중과 활하중이 작용한다. 그 결과 연속교에는 정모멘트와 부모멘트가 복합적으로 발생하며, 특히 연속 지점부(P)에 부모멘트가 집중된다.

그런데 강주형에 합성되는 바닥판 콘크리트에는 인장 응력이 발생하게 되므로, 연속 지점부의 세그먼트는 정모멘트부의 세그먼트보다 높은 형고를 가지는 변단면의 형태를 취하게 된다. 따라서, 연속교의 전체 형고가 연속 지점부의 세그먼 트 형고와 같아지게 되므로 저형고 구현이 불가능하고, 강재량이 증가하는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 연속 지점부에서 바닥판 콘크리트가 인장 응력에 저항하도록 함으로써 구조 효율을 높이고 강재량을 절감할 수 있는 연속교의 시공 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 연속교의 시공 방법은, ⅰ) 전단 포켓, 길이 방향을 따라 내부에 설치되는 긴장재, 및 긴장재의 양 단부를 노출 및 정착시키는 정착구를 구비하는 프리캐스트 패널을 제작하는 단계와, ⅱ) 긴장재를 1차로 긴장하여 프리캐스트 패널에 압축 응력을 도입하는 단계와, ⅲ) 프리캐스트 패널을 개단면 강박스 거더 위에 설치하고, 프리캐스트 패널과 개단면 강박스 거더를 합성하여 연속 지점부 거더를 제작하는 단계와, ⅳ) 연속 지점부 거더를 교각 위에 가설하고 정모멘트 거더와 연결하며, 프리캐스트 패널의 단부가 노출되도록 연속 지점부 거더와 정모멘트 거더 위에 바닥판 콘크리트를 타설하는 단계와, ⅴ) 긴장재를 2차로 긴장 후 정착시켜 바닥판 콘크리트에 압축 응력을 도입하는 단계를 포함한다.

정착구는 프리캐스트 패널의 상면 위로 돌출되어 긴장재의 양 단부가 긴장재의 중앙부보다 높게 위치할 수 있다. 개단면 강박스 거더는 전단 연결재가 고정된 한 쌍의 상부 플랜지 패널을 포함할 수 있으며, 프리캐스트 패널은 전단 포켓이 전단 연결재를 둘러싸도록 개단면 강박스 거더 위에 설치될 수 있다.

프리캐스트 패널과 개단면 강박스 거더의 합성은 전단 포켓에 무수축 모르타 르를 채운 후 건조시키는 과정으로 이루어질 수 있다. 연속교의 시공 방법은, 긴장재를 2차로 긴장 및 정착시킨 다음 프리캐스트 패널의 정착구 부분을 무수축 모르타르로 마감하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.

본 발명에서는 긴장재의 1차 긴장을 통해 프리캐스트 패널에 미리 압축 응력을 도입하고, 긴장재의 2차 긴장을 통해 바닥판 콘크리트에도 압축 응력을 도입할 수 있다. 따라서 연속 지점부에서 프리캐스트 패널과 바닥판 콘크리트 모두 작용 하중에 저항할 수 있다. 그 결과 본 발명에 의해 시공된 연속교는 구조 효율이 높아지고, 강재량을 절감하여 경제성을 높일 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속교의 시공 방법을 설명하기 위해 도시한 각 시공 단계에서의 개략도이다.

도 1a를 참고하면, 전단 포켓(12)과 긴장재(14)를 구비하는 프리캐스트 패널(10)을 제작한다. 프리캐스트 패널(10)은 소정의 폭과 길이를 가지는 직사각형으로 이루어지며, 긴장재(14)는 프리캐스트 패널(10)의 길이 방향(A 화살표 방향)을 따라 프리캐스트 패널(10)의 내부를 관통하도록 설치된다.

프리캐스트 패널(10)의 길이 방향에 따른 양 단부에는 긴장재(14)의 단부를 노출 및 정착시키는 정착구(16)가 구비된다. 정착구(16)는 프리캐스트 패널(10)의 상면 위로 돌출되어 긴장재(14)의 양 단부가 긴장재(14)의 중앙부보다 높게 위치하도록 한다.

긴장재(14)는 프리캐스트 패널(10) 내부에서 소정의 원호를 그리도록 배치될 수 있으며, 복수의 긴장재(14)가 프리캐스트 패널(10)의 폭 방향(B 화살표 방향)을 따라 등간격으로 위치한다.

전단 포켓(12)은 프리캐스트 패널(10)에 형성된 개구 영역으로서, 긴장재(14)와 간섭이 일어나지 않도록 긴장재(14)의 외측으로 프리캐스트 패널(10)의 가장자리에 위치할 수 있다. 전단 포켓(12)은 프리캐스트 패널(10)의 폭 방향을 따라 서로 마주하도록 한 쌍으로 구비되며, 프리캐스트 패널(10)의 길이 방향을 따라서도 복수개로 구비된다.

전술한 구성의 프리캐스트 패널(10)을 제작한 다음, 긴장재(14)를 1차로 긴장하여 프리캐스트 패널(10)에 압축 응력을 도입한다. 따라서 프리캐스트 패널(10)은 자중에 대한 인장 응력에 저항할 수 있다.

도 1b와 도 1c를 참고하면, 긴장재(14)의 1차 긴장으로 압축 응력이 도입된 프리캐스트 패널(10)을 개단면 강박스 거더(20) 위에 설치하고, 프리캐스트 패널(10)과 개단면 강박스 거더(20)를 합성한다.

개단면 강박스 거더(20)는 상면에 전단 연결재(22)가 고정된 한 쌍의 상부 플랜지 패널(24)과, 상부 플랜지 패널(24)을 지지하는 한 쌍의 복부 패널(26)과, 한 쌍의 복부 패널(26)을 연결하는 하부 플랜지 패널(28)을 포함한다. 전단 연결재(22)는 스터드 볼트로 이루어질 수 있다.

압축 응력이 도입된 프리캐스트 패널(10)은 전단 포켓(12)이 전단 연결재(22)를 둘러싸도록 개단면 강박스 거더(20) 위에 배치된다. 이후 전단 포켓(22)에 채움재(30)를 넣고 건조시켜 프리캐스트 패널(10)과 개단면 강박스 거더(20)의 합성 단면을 형성함으로써 프리캐스트 패널(10)과 개단면 강박스 거더(20)를 합성한다. 채움재(30)로는 무수축 모르타르가 사용될 수 있다.

압축 응력이 도입된 프리캐스트 패널(10)과 개단면 강박스 거더(20)를 합성하여 연속 지점부 거더(40)를 제작한다.

도 1d와 도 1e를 참고하면, 연속 지점부 거더(40)를 교각 위에 가설하고, 정모멘트 거더(42)와 연결한다. 그리고 프리캐스트 패널(10)의 정착구(16)가 노출되도록 연속 지점부 거더(40)와 정모멘트 거더(42) 위에 바닥판 콘크리트(44)를 타설 후 양생한다. 이때, 프리캐스트 패널(10)은 미리 압축 응력이 도입되어 있으므로, 자중에 대한 인장 응력에 저항할 수 있다.

이어서 프리캐스트 패널(10)에 설치된 긴장재(14)를 2차로 긴장 후 정착시키고, 도 1f에 도시한 바와 같이 정착구(16)가 형성된 프리캐스트 패널(10)의 단부를 채움재(30)로 마감하여 연속교 시공을 완료한다. 이때의 채움재(30)로도 무수축 모르타르가 사용될 수 있다.

이와 같이 바닥판 콘크리트(44)를 타설한 다음 프리캐스트 패널(10)의 긴장재(14)를 2차로 긴장시킴에 따라, 연속 지점부에서 바닥판 콘크리트(44)에 압축 응 력을 도입할 수 있다. 따라서 프리캐스트 패널(10)과 더불어 바닥판 콘크리트(44) 또한 작용 하중, 즉 인장 응력에 저항할 수 있다.

그 결과, 본 실시예에 따라 제작된 연속교는 구조 효율이 높아지고, 사용되는 강재량을 절감하여 경제성을 높일 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속교의 시공 방법을 설명하기 위해 도시한 각 시공 단계에서의 개략도이다.

도 2는 연속교에 작용하는 하중에 의한 모멘트 분포를 나타낸 개략도이다.

Claims (5)

1. 전단 포켓, 길이 방향을 따라 내부에 설치되는 긴장재, 및 상기 긴장재의 양 단부를 노출 및 정착시키는 정착구를 구비하는 프리캐스트 패널을 제작하는 단계;

   상기 긴장재를 1차로 긴장하여 상기 프리캐스트 패널에 압축 응력을 도입하는 단계;

   상기 프리캐스트 패널을 개단면 강박스 거더 위에 설치하고, 상기 프리캐스트 패널과 상기 개단면 강박스 거더를 합성하여 연속 지점부 거더를 제작하는 단계;

   상기 연속 지점부 거더를 교각 위에 가설하고 정모멘트 거더와 연결하며, 상기 프리캐스트 패널의 단부가 노출되도록 상기 연속 지점부 거더와 상기 정모멘트 거더 위에 바닥판 콘크리트를 타설하는 단계; 및

   상기 긴장재를 2차로 긴장 후 정착시켜 상기 바닥판 콘크리트에 압축 응력을 도입하는 단계;

   를 포함하는 연속교의 시공 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 정착구는 상기 프리캐스트 패널의 상면 위로 돌출되어 상기 긴장재의 양 단부가 상기 긴장재의 중앙부보다 높게 위치하는 연속교의 시공 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 개단면 강박스 거더는 전단 연결재가 고정된 한 쌍의 상부 플랜지 패널을 포함하고, 상기 프리캐스트 패널은 상기 전단 포켓이 상기 전단 연결재를 둘러싸도록 상기 개단면 강박스 거더 위에 설치되는 연속교의 시공 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 프리캐스트 패널과 상기 개단면 강박스 거더의 합성은 상기 전단 포켓에 무수축 모르타르를 채운 후 건조시키는 과정으로 이루어지는 연속교의 시공 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 긴장재를 2차로 긴장 및 정착시킨 다음, 상기 프리캐스트 패널의 정착구 부분을 무수축 모르타르로 마감하는 단계를 더욱 포함하는 연속교의 시공 방법.

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