KR20100071413A - 프리캐스트 코핑부를 포함하는 교각 및 이의 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코핑부를 세그먼트화하여 시공성을 개선한 교각 및 이의 시공 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 교각은 지상에서 일정 높이로 형성되는 기둥부와, 기둥부의 상부에서 기둥부보다 큰 면적으로 형성되는 프리캐스트 코핑부를 포함한다. 프리캐스트 코핑부는 폭 방향을 따라 분할된 복수의 세그먼트와, 복수의 세그먼트를 일체로 결합시키는 제1 결합부를 포함한다.

교각, 기둥부, 코핑부, 세그먼트, 프리캐스트, 전단포켓, 전단연결재

Description

프리캐스트 코핑부를 포함하는 교각 및 이의 시공 방법 {PIER WITH PRECAST COPING AND CONSTRUCTION METHOD OF THE SAME}

본 발명은 프리캐스트 코핑부를 포함하는 교각 및 이의 시공 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코핑부를 세그먼트화하여 시공성을 개선한 교각 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 교량의 교각은 기초와 연결되는 풋팅(footing)부와, 일정 높이로 형성되는 기둥부와, 여러개의 거더를 적은 수의 기둥부가 지지하도록 기둥부의 상부에서 기둥부보다 큰 면적으로 형성되는 코핑(coping)부를 포함한다. 코핑부는 바닥판의 하중과 거더의 자중 및 활하중 등을 기둥부로 전달해야 하므로 매우 큰 구조 성능이 요구된다. 따라서 코핑부는 교각에서 가장 육중한 단면을 형성하며, 매우 촘촘한 철근 배근이 요구된다.

최근에는 지면에서 코핑부의 철근망을 조립하고, 철근망을 기둥부 상부로 운반한 다음 거푸집을 설치하고, 콘크리트를 타설하여 코핑부를 제작하고 있다. 그런데 이러한 시공 방식에서는 고공에서의 거푸집 설치 작업이 용이하지 않으며, 코핑부의 두께 및 깊이가 매우 크기 때문에, 콘크리트를 타설할 때 촘촘한 철근망 사이 로 콘크리트가 골고루 퍼질 수 있도록 철저한 다짐 작업을 해야 하는 어려움이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 코핑부 제작을 위한 철근망 조립 작업과 거푸집 설치 작업을 생략할 수 있으며, 구조 성능의 저하 없이 대형 코핑부를 용이하게 제작할 수 있는 교각 및 이의 시공 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 교각은, 지상에서 일정 높이로 형성되는 기둥부와, 기둥부의 상부에서 기둥부보다 큰 면적으로 형성되는 프리캐스트 코핑부를 포함한다. 프리캐스트 코핑부는 폭 방향을 따라 분할된 복수의 세그먼트와, 복수의 세그먼트를 일체로 결합시키는 제1 결합부를 포함한다.

제1 결합부는 폭 방향을 따라 복수의 세그먼트를 관통하며 양 단부가 최외곽 세그먼트에 정착되는 긴장재를 포함할 수 있다. 제1 결합부는 세그먼트의 측면에 형성되는 제1 포켓과, 세그먼트의 측면으로부터 제1 포켓을 향해 돌출되는 전단 연결재와, 제1 포켓에 채워지는 채움재를 더욱 포함할 수 있다.

교각은, 프리캐스트 코핑부와 기둥부의 내부에 걸쳐 설치되는 연결 보강재와, 기둥부와 연결 보강재를 일체로 결합시키는 제2 결합부를 더욱 포함할 수 있다.

제2 결합부는 기둥부의 상부에서 제1 포켓과 이어지도록 형성되며 연결 보강재를 둘러싸는 제2 포켓과, 제2 포켓에 채워지는 채움재를 포함할 수 있다. 연결 보강재는 강재와 철근 구조물 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 교각의 시공 방법은, ⅰ) 폭 방향을 따라 분할되며, 측면에 제1 포켓 및 제1 포켓을 향해 돌출된 전단 연결재를 구비한 복수의 세그먼트를 제작하는 단계와, ⅱ) 기둥부의 상면에 복수의 세그먼트를 차례로 배치하고, 폭 방향을 따라 복수의 세그먼트를 관통하는 긴장재를 이용하여 복수의 세그먼트를 구속하는 단계와, ⅲ) 제1 포켓에 채움재를 타설 후 양생하여 복수의 세그먼트를 결합시키는 단계를 포함한다.

교각의 시공 방법은, 기둥부의 상면에 제1 포켓과 이어지는 제2 포켓을 형성하고, 제2 포켓과 복수의 세그먼트 사이로 연결 보강재를 배치하며, 제1 포켓을 통해 제2 포켓에 채움재를 타설 후 양생하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 교각은 코핑부를 복수의 세그먼트로 분할하여 프리캐스트화함에 따라, 운반과 시공시 중량을 줄일 수 있어 대형 코핑부를 용이하게 제작할 수 있다. 그리고 현장에서 복잡한 철근 작업 및 고공 거푸집 작업을 생략할 수 있으므로 시공성을 높일 수 있다. 또한, 프리캐스트 코핑부의 세그먼트들은 하중 저항 방향과 무관한 방향으로 분할되므로 교각의 구조 성능 저하를 최소화할 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 설명하 는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교각의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 프리캐스트 코핑부의 평면도이다.

도 1과 도 2를 참고하면, 본 실시예의 교각(100)은 도시하지 않은 풋팅부와 연결되며 지상에서 일정 높이로 형성되는 기둥부(12)와, 기둥부(12)의 상부에서 기둥부(12)보다 큰 면적으로 형성되는 프리캐스트 코핑부(14)를 포함한다.

프리캐스트 코핑부(14)의 상면은 소정의 폭과 길이를 가지는 직사각 형상일 수 있다. 도 1에서 프리캐스트 코핑부(14)의 폭 방향을 A 화살표로 도시하였고, 프리캐스트 코핑부(14)의 길이 방향을 B 화살표로 도시하였다.

본 실시예에서 프리캐스트 코핑부(14)는 폭 방향을 따라 분할된 복수의 세그먼트(16)와, 복수의 세그먼트(16)를 일체로 결합시키는 제1 결합부로 이루어진다. 복수의 세그먼트(16)는 모두 동일한 폭으로 형성되며, 프리캐스트 코핑부(14)의 길이 방향을 따라 일정한 폭으로 형성된다.

프리캐스트 코핑부(14)의 세그먼트(16)는 하중이 작용하는 방향, 즉 기둥부(12)의 높이 방향을 따라 분할되지 않고 하중 저항 방향과 무관한 방향을 따라 분할된다. 즉, 프리캐스트 코핑부(14)의 세그먼트(16)는 기둥부(12)의 높이 방향과 수직한 프리캐스트 코핑부(14)의 폭 방향을 따라 분할되므로, 프리캐스트 코핑부(14)의 세그먼트화에 따른 구조 성능 저하를 유발하지 않는다.

제1 결합부는 폭 방향을 따라 복수의 세그먼트(16)를 관통하여 복수의 세그먼트(16)를 구속하는 긴장재(18)와, 각 세그먼트(16)의 측면에 형성되는 제1 포 켓(20)과, 세그먼트(16)의 측면으로부터 제1 포켓(20)을 향해 돌출되는 전단 연결재(22)와, 제1 포켓(20)에 채워져 복수의 세그먼트(16)를 합성시키는 채움재(24)를 포함한다.

긴장재(18)는 고강도 강봉 또는 강연선으로 이루어지며, 최외곽 세그먼트(16)에 양 단부가 정착된다. 제1 포켓(20)은 프리캐스트 코핑부(14) 내부에서 높이 방향을 따라 소정의 깊이를 가지며, 프리캐스트 코핑부(14)의 폭 방향 및 길이 방향을 따라 서로간 일정한 거리를 두고 복수개로 구비된다.

이때, 긴장재(18)는 제1 포켓들(20) 사이로 배치되어 제1 포켓(20)과 간섭이 일어나지 않도록 한다. 전단 연결재(22)는 철근 또는 스터드 볼트로 이루어질 수 있으며, 채움재(24)는 콘크리트로 이루어질 수 있다.

프리캐스트 코핑부(14)는 다음에 설명하는 연결 보강재에 의해 기둥부(12)에 견고하게 합성될 수 있다. 도 3은 도 1에 도시한 교각의 부분 단면도이다. 도 3을 참고하면, 교각(100)은 프리캐스트 코핑부(14)와 기둥부(12)의 내부에 걸쳐 설치되는 연결 보강재(26)와, 기둥부(12)와 연결 보강재(26)를 일체로 결합시키는 제2 결합부를 포함한다.

연결 보강재(26)는 에이치(H)형강과 같은 강재로 이루어질 수 있으며, 프리캐스트 코핑부(14)의 길이 방향을 따라 형성되는 수평부(261)와, 기둥부(12)의 높이 방향을 따라 형성되는 수직부(262)를 포함할 수 있다. 제2 결합부는 기둥부(12)의 상부에서 제1 포켓(20)과 이어지도록 형성되며 수직부(262)의 하부를 둘러싸는 제2 포켓(28)과, 제2 포켓(28)에 채워져 수직부(262)와 기둥부(12)를 합성시키는 채움재(24)를 포함한다.

제2 포켓(28)이 높이 방향을 따라 제1 포켓(20)과 연결되어 있으므로, 제1 포켓(20)에 채움재(24)를 타설하면 제2 포켓(28)에도 채움재(24)가 타설된다. 따라서 프리캐스트 코핑부(14)의 세그먼트(16) 합성과 동시에 연결 보강재(26)와 기둥부(12)의 합성을 수행할 수 있다. 기둥부(12)와 프리캐스트 코핑부(14)는 연결 보강재(26)에 의해 견고하게 결합된다.

도 4는 연결 보강재의 다른 실시예를 설명하기 위해 나타낸 교각의 부분 단면도이다. 도 4를 참고하면, 연결 보강재는 다수의 루프 철근(30)으로 이루어지며, 루프 철근(30)의 형상과 개수는 요구되는 강성에 맞추어 자유롭게 변형될 수 있다. 연결 보강재를 제외한 교각의 나머지 구조는 전술한 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

전술한 교각의 시공 방법은, ⓛ 폭 방향을 따라 분할되며 측면에 제1 포켓(20) 및 전단 연결재(24)를 구비한 복수의 세그먼트(16)를 제작하는 단계와, ② 기둥부(12) 상면에 복수의 세그먼트(16)를 차례로 배치하고, 폭 방향을 따라 복수의 세그먼트(16)를 관통하는 긴장재(18)를 이용하여 복수의 세그먼트(16)를 구속하는 단계와, ③ 제1 포켓(20)에 채움재(24)를 타설 후 양생하여 복수의 세그먼트(16)를 합성시키는 단계를 포함한다.

또한, 기둥부(12)와 프리캐스트 코핑부(14)의 견고한 결합을 위해, 기둥부(12) 상면에 제1 포켓(20)과 이어지는 제2 포켓(28)을 형성하고, 제2 포켓(28)과 복수의 세그먼트(16) 사이로 연결 보강재(26)를 배치하며, 제1 포켓(20)을 통해 제 2 포켓(28)에 채움재(24)를 타설 및 양생하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이와 같이 본 실시예의 교각(100)은 코핑부(14)를 복수의 세그먼트(16)로 분할하여 프리캐스트화함에 따라, 운반과 시공시 중량을 줄일 수 있어 대형 코핑부를 용이하게 제작할 수 있다. 그리고 현장에서 복잡한 철근 작업 및 고공 거푸집 작업을 생략할 수 있으므로 시공성을 높일 수 있다. 또한, 프리캐스트 코핑부(14)의 세그먼트들(16)은 하중 저항 방향과 무관한 방향으로 분할되므로 교각(100)의 구조 성능 저하를 최소화할 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교각의 개략적인 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시한 프리캐스트 코핑부의 평면도이다.

도 3은 도 1에 도시한 교각의 부분 단면도이다.

도 4는 연결 보강재의 다른 실시예를 설명하기 위해 나타낸 교각의 부분 단면도이다.

Claims (8)

1. 지상에서 일정 높이로 형성되는 기둥부; 및

   상기 기둥부의 상부에서 상기 기둥부보다 큰 면적으로 형성되는 프리캐스트 코핑부를 포함하며,

   상기 프리캐스트 코핑부는,

   폭 방향을 따라 분할된 복수의 세그먼트; 및

   상기 복수의 세그먼트를 일체로 결합시키는 제1 결합부

   를 포함하는 교각.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 결합부는 폭 방향을 따라 상기 복수의 세그먼트를 관통하며 양 단부가 최외곽 세그먼트에 정착되는 긴장재를 포함하는 교각.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1 결합부는 상기 세그먼트의 측면에 형성되는 제1 포켓과, 상기 세그먼트의 측면으로부터 상기 제1 포켓을 향해 돌출되는 전단 연결재와, 상기 제1 포켓에 채워지는 채움재를 더욱 포함하는 교각.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 프리캐스트 코핑부와 상기 기둥부의 내부에 걸쳐 설치되는 연결 보강재와, 상기 기둥부와 상기 연결 보강재를 일체로 결합시키는 제2 결합부를 더욱 포함하는 교각.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제2 결합부는 상기 기둥부의 상부에서 상기 제1 포켓과 이어지도록 형성되며 상기 연결 보강재를 둘러싸는 제2 포켓과, 상기 제2 포켓에 채워지는 채움재를 포함하는 교각.
6. 제5항에 있어서,

   상기 연결 보강재는 강재와 철근 구조물 중 어느 하나로 이루어지는 교각.
7. 폭 방향을 따라 분할되며, 측면에 제1 포켓 및 제1 포켓을 향해 돌출된 전단 연결재를 구비한 복수의 세그먼트를 제작하는 단계;

   기둥부의 상면에 상기 복수의 세그먼트를 차례로 배치하고, 폭 방향을 따라 상기 복수의 세그먼트를 관통하는 긴장재를 이용하여 상기 복수의 세그먼트를 구속하는 단계; 및

   상기 제1 포켓에 채움재를 타설 후 양생하여 상기 복수의 세그먼트를 결합시키는 단계

   를 포함하는 교각의 시공 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 기둥부의 상면에 상기 제1 포켓과 이어지는 제2 포켓을 형성하고, 상기 제2 포켓과 상기 복수의 세그먼트 사이로 연결 보강재를 배치하며, 상기 제1 포켓을 통해 상기 제2 포켓에 채움재를 타설 후 양생하는 단계를 더욱 포함하는 교각의 시공 방법.

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