KR20110037078A - 피씨빔을 이용한 저형고 라멘형 교량 시공구조 - Google Patents

피씨빔을 이용한 저형고 라멘형 교량 시공구조 Download PDF

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KR20110037078A
KR20110037078A KR1020090094346A KR20090094346A KR20110037078A KR 20110037078 A KR20110037078 A KR 20110037078A KR 1020090094346 A KR1020090094346 A KR 1020090094346A KR 20090094346 A KR20090094346 A KR 20090094346A KR 20110037078 A KR20110037078 A KR 20110037078A
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Abstract

본 발명은 피씨(PC)빔을 이용한 저형고 교량 시공 구조에 관한 것으로, 교량 및 도로 지하 횡단을 위한 시공시 복수개의 강체 케이블이 내삽되고 그 강체 케이블을 연결 고정함과 수직벽체에 정착구를 설치한 피씨(Prestressed Concreate: PC) 빔을 이용하여 저형고를 낮출 수 있도록 교량을 시공하고, 나아가서는 터널 굴착을 위한 시공시 터널을 굴착 한 후 박스 형태로 되는 콘크리트 타설체인 구조체의 터널 구조체를 시공할 수 있는 피씨(PC)빔을 이용한 저형고 교량 시공 구조에 관한 것이다.
본 발명은, 각종 지하차도, 터널 및 교량의 시공 및 그 구조에 있어서,
양측부가 수직벽체로 이루어지고, 내측부에 종방향으로 길게 연장되는 벽체 철근(10)이 설치되고 상기 벽체 철근(10)과 접하여 고정되는 디귿자(ㄷ) 형상의 철근(12)을 구비하는 벽체(100)와;
상기 벽체(100)의 상부에 위치하도록 사이에 설치되고, 피씨(PC) 빔(108)과 내측부에 상부 슬래브 철근(16)이 내삽 설치되는 상부 슬래브(106)로 이루어지며 횡방향으로 길게 설치되는 거더(104)를 구비한 지간부(102)와;
상기 지간부(102)의 양단부와 상기 벽체(100)의 상단부가 만나는 지점에 상기 지간부(102)의 휨 모멘트를 최소화하여 저형고 교량을 시공할 수 있도록 정착구(122)가 설치되는 벽체 우각부(18)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 피씨(PC)빔을 이용한 저형고 교량 시공 구조에 의하면, 교량의 저 형고가 낮아져서 교량의 휨모멘트가 최소화되어 교량이 견고해지는 효과가 있고, 교량의 교각과 교량의 바닥판 사이에 설치되는 정착구의 시공이 간편하여 시공 작업이 빨라지므로서 공사기간이 단축되어 생산성이 우수하게향상되는 효과가 있으며, 공사비용을 절감하고 교량의 내구성을 향상시킴으로서 교량의 수명을 증가시켜서 과긴장 상태를 예방하고 교량의 효율성과 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
Figure P1020090094346
저형고, 교량, 라멘식, 피씨 빔, 거더, 슬래브, 정착구, 부의 모멘트, 거치대,보강구

Description

피씨빔을 이용한 저형고 라멘형 교량 시공구조{PC BEAM TYPE LOW-HIGHT RAHMEN BRIDGE CONSTRUCTION WORK}
본 발명은 피씨(PC)빔을 이용한 저형고 라멘형 교량 시공 구조에 관한 것으로, 교량 및 도로 지하 횡단을 위한 시공시 복수개의 강체 케이블이 내삽되고 그 강체 케이블을 연결 고정함과 수직벽체에 정착구를 설치한 피씨(Prestressed Concreate: PC) 빔을 이용하여 형고를 낮출 수 있도록 교량을 시공하고, 나아가서는 터널 굴착을 위한 시공시 강관을 압입 한 후 박스 형태로 되는 콘크리트 타설체인 터널 구조체를 시공할 수 있는 피씨(PC)빔을 이용한 저형고 라멘형 교량 시공 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 교량은 도로, 철로, 수로, 파이프 라인 등이 하천, 호수, 해협, 요지나 다른 교통로 위를 건널 수 있게 하기 위하여 건설된 각종 구조물의 총칭을 일컫는 말이다.
교량은 그 기능을 다할 수 있도록 환경상황에따라서 여러 형태의 것이 고안되었다.
용도에 따라서는 도로교, 철로교, 수로교 등으로 구분되어지고, 넘는것에 따 라서는 하천교, 육교, 고가교 등으로 구분되며, 구조형식에 따라 형교, 트러스교, 아치교, 라멘교, 조교, 사장교, 복합형식 등으로 구분되어져서 사용되고 있다.
그 중 상기 라멘교는 강을 건너기 위해 사용하는 교량중의 하나로서 거더와 교각을 하나로 연결한 것이고, 가도교에 많이 사용되고 있다.
그리고, 재료와 형식에 있어서는 석재, 콘크리트와, 목재, 강 등이 사용되어지고 있으며, 석재, 콘크리트는 압축에는 강하지만 인장에는 약하므로 아치 모양의 구조에 적당하고, 목재는 압축,인장, 휨, 전단 등에 잘 견디고 경량이라는 이점으로 자유롭게 사용되나 강도가 높지 않고 부패하므로 내구성이 낮으며, 강은 무게, 강도에서는 대단히 우수하여 가공성되 좋고 접합이 쉬우므로 얇은 부재를 사용하는데 적합하다.
강교는 많은 재료조각을 접합하고 부재를 조립하여 구성되므로 접합성이 매우 중요하다.
한편, 콘크리트를 사용하는 경우에도 콘크리트의 약점을 보완하기 위해 강봉으로 보강하는 철근 콘크리트구조, 고장력 강인 선재봉을 써서 구조 내에 적극적으로 압축력을 도입한 프리스트레스트콘크리트(Prestressed Concreate)가 보급됨에 따라 콘크리트교가 대단히 발전하였다.
콘크리트를 이용하는 교량으로서는 라멘교를 주로 들 수 있는데 라멘교는 상부구조와 하부구조를 일체로 만든 것으로 교각이 연직이며 평행한 문형 라멘교, 사다리꼴로 아래쪽이 열린 버팀 라멘교, 몇개의 경간이 연속되는 연속 라멘교 등이 있고, 깊은 골짜기를 건너는 다리나 육교, 입체교차, 강이나 하천등을 건널 수 있 도록 다리에 적용하여 사용되고 있다.
일반적으로 프리스트레스콘크리트 교량은 자중이 무겁고 양생하는데 오랜 시간이 걸리며 시공단계에 따라 발생하는 단면력의 변화가 심하다. 그러나 시공단계에 따른 단면력 변화는 강선을 이용하여 효율적으로 관리할 수 있는 장점이 있다.
이에 따라 국내외에서는 시공 여건에 따라 FCM공법(Free Cantilevering Method), ILM공법(Incremental Launching Method), MSS공법(Movable Scaffolding System), PSM공법(Precast Segment Method) 등이 적용되고 있으며, 각각의 공법은 시공단계에 따라 발생하는 단면력을 적절한 강선 배치 및 단계별로 강선량을 조절하여 시공하게 된다.
프리스트레스콘크리트 공법의 경우 시공의 편의성 때문에 거더에 작용하는 하중에 대한 강선량을 거더의 제작시 일괄 도입하여 가설하는 공법이 일반적이었다.
그러던 중 1990년대에 이르러 해외에서도 효율적인 단면의 개발과 더불어 장경간에 피에스씨 거더를 가설하기 위하여 스플라이스 거더(Spliced Girder)공법 등이 적용되면서 피에스씨 거더 교량에서도 시공단계를 고려한 구조 해석 및 단계별 강선 긴장을 시행하였다.
이론적으로는 바닥판 콘크리트가 경화되기 전에 연속화 강선을 긴장하여 강선 효율성을 증진시켜 경제성을 추구하는 것을 표방하였으나 현실적으로는 바닥판 콘크리트가 경화되기 이전에 연속화 강선의 긴장이 불가능하므로 콘크리트가 경화된 후에 강선을 긴장하고 있다. 따라서 많은 긴장력이 필요할 뿐 아니라 빔의 과긴 장으로 인한 구조적 불안정 및 경제성 악화의 원인이 되고 있다.
또한, 공개특허 제2001-36486호에서는 단계별 긴장의 개념으로 형고를 축소할 수 있다고 하였으나 피에스씨 거더의 바닥판 교체시에는 재하 하중(바닥판 자중+2차 고정하중+활하중)이 없어지는 상태가 되므로 오히려 빔의 중앙부에 긴장력에 의한 과긴장이 발생하여 빔의 콘크리트 허용 압축응력을 초과하는 문제점이 발생하였다.
그러므로 실제 시공되고 있는 상태는 빔의 형고를 충분히 크게하여 안정성을 확보한 상태에서 바닥판을 교체하게 되므로 과거 적용되던 일반적인 피에스씨 거더의 가설 방법에 따른 응력 상태와 다를 바 없게 되고, 결국 단계별 긴장에 의한 형고 축소라는 효과는 발휘되지 않는 문제가 있었고, 피에스씨 거더를 이용한 공법시 강이나 하천의 수면이 차오르게 되는 경우 바닥판과 교각 사이에 설치된 저형고 기계장치가 수면과 맞닿아 부식되거나 파손되어 수명이 짧아지는 문제점이 있었다.
상기 바닥판과 교각 사이에 설치된 저형고 기계장치는 고가이므로 설치가 어려워서 시공이 복잡하고 어려워 공기가 길어지고 비용이 과다하고 지출되는 문제점도 발생하였다.
따라서, 본 출원인은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 피씨 빔을 이용하여 저형고를 이루도록 함과 동시에 강선의 긴장력을 조절하여 콘크리트 바닥판과 교각을 연결 고정함으로서 시공이 간단하고 비용을 줄일 수 있는 시공 방법 및 시공구조를 고안하기에 이르렀다.
따라서 본 발명은 상술한 여러 문제점을 해결하기 위해 안출 한 것으로서, 교량의 형고가 높아져서 하중이 크게 발생함에 따라서 작용되는 휨모멘트를 최소화시키고, 강이나 하천의 수면이 상승함에 따라서 교각과 교량의 바닥판이 수면에 잠기더라도 연결 부위의 정착구가 쉽게 손상되거나 파손되지 않고 수명이 오래 갈 수 있도록 내구성이 우수한 피씨(PC)빔을 이용한 저형고 라멘형 교량 시공 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 종래의 기술에 비하여 한 층 더 견고하면서도 시공 방법이 간단하여 시공작업을 빠르게 진행할 수 있고, 비용을 절감할 수 있는 피씨(PC)빔을 이용한 저형고 라멘형 교량 시공 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
각종 지하차도, 터널 및 교량의 시공 및 그 구조에 있어서,
양측부가 수직벽체로 이루어지고, 내측부에 종방향으로 길게 연장되는 벽체 철근(10)이 설치되고 상기 벽체 철근(10)과 접하여 고정되는 디귿자(ㄷ) 형상의 철근(12)을 구비하는 벽체(100)와;
상기 벽체(100)의 상부에 위치하도록 설치되고, 피씨(PC) 빔(108)과 내측부에 상부 슬래브 철근(16)이 내삽 설치되는 상부 슬래브(106)로 이루어지며 횡방향으로 짧게 설치되는 거더(104)를 구비한 지간부(102)와;
좁은 간격으로 설치된 상기 지간부(102)의 양단부와 상기 벽체(100)의 상단부가 만나는 지점에 상기 지간부(102)의 부(-)의 휨 모멘트를 최소화하며 피씨(PC) 빔(108) 끝단의 들뜸 등의 변위를 억제할 수 있도록 정착구(122)가 설치되는 벽체 우각부(18)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 벽체 우각부(18)는 상기 벽체(100)의 내측에 설치되는 벽체 철근(10)과 상기 상부 슬래브(106)에 설치되는 상부 슬래브 철근(16)을 연결하도록 커플러(14)를 구비하는 우각부 연결 철근(20)과;
이에 연결된 철근을 가로방향으로 보강하는 배력철근(28)과;
상기 벽체 철근(10)이 상방향으로 뻗어서 상기 상부 슬래브 철근(16)과 연결 고정되고 이탈되지 않도록 하는 끼워지는 이탈 방지관(24) 및 이에 내삽된 철근(21)으로 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 정착구(122)는 상기 피씨(PC) 빔(108)의 하부에 설치되고 마주보도록 설치되는 한 쌍의 강판 플레이트(30)를 구비하는 것을 특징으로 하며, 상기 강판 플레이트(30)는 상하로 겹쳐지도록 맞대고 맞대어진 부분에 복수개의 고정볼트(34)를 체결 고정하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 피씨(PC)빔을 이용한 저형고 라멘형 교량 시공 구조에 의하면,피씨(PC) 빔을 좁은 간격으로 설치하므로서 교량의 형고가 낮아져서 교량의 휨모멘트가 최소화되어 교량이 견고해지는 효과가 있고, 교량의 교각과 교량의 바닥판 사이에 설치되는 정착구의 시공이 간편하여 시공 작업이 빨라지므로서 공사기간이 단축 되어 생산성이 우수하게 향상되는 효과가 있으며, 기계, 장치등을 설치하지 않으므로 공사비용을 절감하고 교량의 유지관리가 필요하지 않으며, 내구성을 향상시킴으로서 교량의 수명을 증가시켜서 과긴장 상태를 예방하고 교량의 효율성과 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명은, 각종 지하차도, 터널 및 교량의 시공 및 그 구조에 있어서,
양측부가 수직벽체로 이루어지고, 내측부에 종방향으로 길게 연장되는 벽체 철근(10)이 설치되고 상기 벽체 철근(10)과 접하여 고정되는 디귿자(ㄷ) 형상의 철근(12)을 구비하는 벽체(100)와;
상기 벽체(100)의 상부에 위치하도록 사이에 설치되고, 피씨(PC) 빔(108)과 내측부에 상부 슬래브 철근(16)이 내삽 설치되는 상부 슬래브(106)로 이루어지며 횡방향으로 짧게 설치되는 횡 거더(104)를 구비한 지간부(102)와;
좁은 간격으로 설치된 상기 지간부(102)의 양단부와 상기 벽체(100)의 상단부가 만나는 지점에 상기 지간부(102) 부(-)의 휨 모멘트를 최소화하며 피씨(PC) 빔(108) 끝단의 들뜸 등 변위를 억제할 수 있도록 정착구(122)가 설치되는 벽체 우각부(18)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 벽체 우각부(18)는 상기 벽체(100)의 내측에 설치되는 벽체 철근(10)과 상기 상부 슬래브(106)에 설치되는 상부 슬래브 철근(16)을 연결하도록 커플러(14)를 구비하는 우각부 연결 철근(20)과;
이에 연결된 철근을 가로방향으로 보강하는 배력철근(28)과;
상기 벽체 철근(10)이 상방향으로 뻗어서 상기 상부 슬래브 철근(16)과 연결 고정되고 이탈되지 않도록 하는 끼워지는 이탈 방지관(24) 및 이에 내삽된 철근(21)과;
상기 벽체(100)의 상부와 상기 피씨(PC) 빔(108)의 하부 사이에 고정되어 피씨(PC) 빔(108) 끝단의 들뜸 등 변위를 억제하기 위해 설치되는 정착구(122)로 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 정착구(122)는 상기 피씨(PC) 빔(108)의 하부에 설치되고 마주보도록 설치되는 한 쌍의 강판 플레이트(30)로 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 강판 플레이트(30)는 상하로 겹쳐지도록 맞대고 맞대어진 부분에 복수개의 고정볼트(34)를 체결 고정하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 피씨(PC) 빔(108)의 내부에는 우각부에서 발생하는 부의 휨 모멘트를 최소화시키기 위한 엘형상 또는 기역자 형상의 보강구(42)가 내삽되어 있고, 상기 보강구(42)의 좌우측면부에는 고정강선(119)이 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 벽체 우각부(18)의 내부에 설치되는 상기 피씨(PC) 빔(108)의 연단에는 상기 피씨(PC) 빔(108)을 관통하는 PVC 관(25)을 끼워서 고정 설치하고 상기 PVC 관(25) 내부를 관통하도록 끼워서 고정하는 수평철근(26)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 각종 지하차도, 터널 및 교량의 시공 및 그 구조에 있어서,
양측부가 수직벽체로 이루어지고, 내측부에 종방향으로 길게 연장되는 벽체 철근(10)이 설치되고 상기 벽체 철근(10)과 접하여 고정되는 디귿자(ㄷ) 형상의 철 근(12)을 구비하는 벽체(100)와;
상기 벽체(100)의 상부에 위치하도록 사이에 설치되고, 피씨(PC) 빔(108)과 내측부에 상부 슬래브 철근(16)이 내삽 설치되는 상부 슬래브(106)로 이루어지며 횡방향으로 짧게 설치되는 횡거더(104)를 구비한 지간부(102)와;
상기 지간부(102)의 중간 부분의 하부에서 상방향으로 받쳐주도록 고정 설치되는 벽체(101)와;
상기 벽체(101)가 받치는 힘에 의해 상기 지점부(111)에 상방향으로 발생되는 부(-)의 휨 모멘트를 제어할 수 있도록 상기 피씨(PC) 빔(108)에 엘 또는 기역자 형상의 보강구(42)가 내삽되고 상기 보강구(42)의 좌우측부에는 고정강선(119)을 구비하며 양측부에서 연장된 수평철근(26)을 용접 또는 이음으로 연결하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부하는 도면을 참조하며 상세히 설명한다.
본 발명은 첨부하는 도면에서와 같이, 도 1은 본 발명의 피씨 빔을 이용한 저형고 단순교의 시공상태를 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 피씨 빔을 이용한 저형고 연속교의 다른 일실시예의 시공상태를 보여주는 도면이며, 도 3은 본 발명의 저형고 교량의 시공방법을 구조 역학적으로 보여주는 도면이다.
그리고, 도 4는 도 3의 A부의 구조를 보여주는 확대도이고, 도 5는 도 4의 A-A선을 절단했을 때의 단면도이고, 도 6은 도 3의 C-C선을 절단했을 때의 내측빔과 외측빔의 구조를 보여주는 단면도이며, 도 7은 도 3의 D-D선을 절단했을 때의 내측빔과 외측빔의 구조를 보여주는 단면도이고, 도 8은 도 3의 E-E선을 절단했을 때의 내측빔과 외측빔의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 9는 도 3의 B부의 구조를 보여주는 확대도이고, 도 10은 도 9의 측단면도이다.
또한, 본 발명은 지하차도의 시공에도 적용할 수 있는 바, 도 11은 본 발명의 저형고 교량의 시공방법을 지하차도 공사에 적용시킨 상태를 보여주는 평면도이고, 도 12는 도 11의 정면도이며, 도 13은 도 11의 A-A선을 절단했을 때의 단면도이고, 도 14는 도 11의 전면 또는 후면을 강재와 피씨(PC) 스트랜드(Strand)가 결합하는 것을 도시한 단면도이다.
계속해서, 본 발명의 저형고 고량의 시공방법 및 구조를 도 1내지 도 13을 참고하여 설명하여 보면, 우선 도 1 내지 도 5를 설명하여 보면, 본 발명의 저형고 라멘형 교량(200)은 일측의 좌측부에 세로 방향으로 수직벽체 형상으로 세워진 벽체(100)와 그 반대방향에 평행하게 세워진 벽체(100)의 한 쌍으로 이루어지고, 상기 벽체(100)의 상부에는 가로방향으로 평행하게 지간부(102)가 설치되고 상기 벽체(100)에 의해 지지된다.
상기와 같이 상기 벽체(100)에 의해 지지되는 지간부(102)의 양끝 연결부에는 지점부(A,B)가 형성되어 있다.
이때, 상기 지간부(102)는 양단의 하부에서 지지하는 벽체(100)에 지지되므로서 구조 역학상 단순보가 되어 양지점부(110)가 상기 지간부(102)에 비하여 강도가 더 큰 휨모멘트가 발생하게 된다.
즉, 양단의 지점부(110)에서는 위로 작용하는 부의 휨 모멘트가 발생하고, 상기 지간부(102)에서는 아래 방향으로 작용하는 정의 휨 모멘트가 발생하게 된다.
상기와 같이 양단의 지점부(110)와 지간부(102)에서 발생하는 휨 모멘트를 상쇄시키고 저형고 교량을 시공할 수 있도록 벽체 우각부(18)를 타설하여 시공한다.
상기 지간부(102)는 상기 교각(102)의 상부에 가로방향으로 짧게 놓여지는 횡 거더(104)로 이루어지는바, 상기 횡거더(104)는 외측부에 콘크리트로 타설되어 바닥판이 되는 상부 슬래브(106)와, 상기 횡거더(104)의 내측부에 내삽 설치된 강재의 피씨(PC) 빔(108)으로 구성되어 있다.
이때, 상기 벽체(100)와 상기 지간부(102)의 양측단부와 접해지는 지점부(A,B)의 거리가 길면 길어질수록 상기 지점부(A,B)에 작용되는 휨 모멘트의 크기는 더욱 커진다.
즉, 횡거더(104)의 전지간에 걸쳐서 자중 등에 의한 등분포 하중이 작용하게 되면 양 지점부(110)를 제외한 중앙부분에는 아래 방향으로 처지면서 정의 휨모멘트인 처짐이 발생하게 되는 것이다.
상기와 같은 이유로 본 발명은 상기 지간부(102)가 길어짐과 동시에 라멘교의 장점을 이용하여 저형고를 유지하면서도 벽체(100)사이의 경간이 더 길어 질 수 있도록 상기 벽체(100)와 상기 피씨(PC) 빔(108)이 접하는 부분에 정착구(122)를 설치하여 시공함으로서 상기 피씨(PC) 빔(108,109)을 이용한 저형고 교량을 시공할 수 있다.
그리고, 도 2는 본 발명의 다른 일실시예로서 상기 벽체(100) 사이에 교각(100)을 추가로 설치 시공한 상태의 저형고 교량을 보여주고 있다.
상기 교각(100)을 상기 지간부(102)의 중간 부분에 설치 시공함으로서 상기 교각(100)에서는 부의 휨 모멘트(P)가 발생한다.
한편, 상기 피씨(PC) 빔(108)에는 복수 개의 강선(120)이 가로 방향으로 길게 설치되어 있다.
상기 복수 개의 강선(120)은 각각 강선(112,114,116,118)들로 이루어지고 그 중, 상기 제 1 강선(112)을 먼저 긴장하여 일측단부를 고정하고, 제 2 강선(114), 제 3 강선(116) 및 제 4 강선(118)을 순차적으로 긴장하여 고정시킨다.
도 4는 본 발명의 지점부를 확대한 확대도로서, 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하여 보면, 우선, 콘크리트가 타설되어 수직 벽체로 세워진 벽체(100)의 상부에 상기 피씨(PC)빔(108)이 얹혀져서 고정되는 정착구(122)가 설치되어 있고, 상기 벽체(100)의 내측부에는 수직한 방향으로 상방향으로 길게 연장 형성되는 복수개의 벽체 철근(10)이 평행하게 형성되어 있고, 상기 벽체(100)의 상단부, 다시 말하면 벽체 철근(10)의 상부 위치에 단면이 디귿자(ㄷ)형상의 철근(12)이 고정되고 상기 벽체 철근(10)의 상단에는 커플러(14)가 체결 고정되어 있다.
상기 커플러(14)에는 후술되는 우각부 연결철근(20)이 연결 고정된다.
상기 벽체(100)의 상부에는 정착구(122)가 얹혀져서 설치되고 상기 정착구(122)의 상부에는 1차 긴장된 제 1,2 및 제3강선(112,114,116)들이 설치된 상기 피씨(PC)빔(108)이 얹혀져서 횡거더(104)가 설치된다.
상기 강선(120)들을 긴장시켜서 설치하는 순서는 우선, PC빔(108)을 1차로 타설하고, 이후 상기 제 1, 2 및 제 3강선(112,114,116)을 차례로 당겨서 1차 긴장을 하고, 상기와 같이 피씨(PC)빔(108)의 상부 및 외측부에 상부 슬래브(106)를 2차로 타설함과 동시에 제 4강선(118)을 당겨서 2차 긴장을 한다.
상기 상부 슬래브(106)의 내측부에는 상부 슬래브 철근(16)이 가로 방향으로 길게 설치되어 있고, 상기 상부 슬래브 철근(16)의 끝단에는 커플러(20)가 연결 고정되어 있다.
그리고 상기 벽체(100)와 상기 피씨(PC) 빔(108)이 서로 만나는 모서리 지점에 벽체 우각부(18)가 타설되어 형성되어 있다.
이때, 상기 벽체 우각부(18)에는 우각부 연결철근(20) 및 우각부 연결철근(21)이 각각 내재되어 설치되어 있다.
그리고, 보강부(42)의 일측면(좌측부,우측부)에 우각부(18) 부(-)의 휨모멘트 저항강선(119)을 당겨서 3차 긴장을 한다.
도 4를 도시된 바를 참조하여 상기 벽체 우각부(18)를 좀 더 설명하여 보면, 상기 상부 슬래브 철근(16)과 상기 벽체 철근(10)은 우각부 연결철근(20,21)을 게재하여 연결 고정되어 있다.
다시 말하면 상기 벽체 철근(10)의 상단 끝부분에 형성된 커플러(14)에 상기 우각부 연결철근(20)의 하단 끝이 상기 커플러(14)에 의해 연결 고정되고 상기 우각부 연결철근(20)의 상단 끝이 상기 상부 슬래브 철근(16)에 연결된 상기 커플러(22)에 연결 고정되어 있다.
그리고, 상기 벽체 우각부(18)의 내측 우측부에는 피브이씨(PVC) 재질로 형성된 이탈 방지관(24)을 세로 방향으로 설치하고 상기 이탈 방지관(24)에는 상기 우각부 연결철근(21)이 끼워져서 설치되며 하단 끝은 상기 벽체 철근(10)과 연결되어 상기 커플러(14)에 의해 연결 고정되고 상단 끝은 상부 슬래브 철근(16)에 고정되어 있다.
상기 강선(120)과 상기 이탈 방지관(24)의 교차 부분에는 상기 피씨(PC) 빔 간을 연결하기 위한 수평철근(26)이 PVC관(25) 내에 고정 설치되어 있고, 상기 강선(120)의 각각의 좌측 끝단부는 피씨(PC) 빔(108)의 끝에 정착되어 고정되어 있다.
상기 피씨(PC) 빔(108)의 연단 끝에는 배력철근(28)이 고정되어 있고, 상기 배력철근(28)은 상기 피씨(PC) 빔(108)과 우각부 연결철근(20)을 묶음철근(27)을 이용하여 묶어 고정함으로서 벽체 우각부(18)를 내구성이 증가되도록 견고하게 보강한다.
상기와 같이 설치된 이탈 방지관(24)은 상기 수직벽체인 벽체(100)와 상기 피씨(PC) 빔(108)을 수직으로 묶어주기 위해 설치되는 것으로, 상기 피씨(PC) 빔(108)을 거치한 후, 상기 이탈 방지관(24)의 관내로 상기 벽체 철근(10)을 삽입하여 상기 벽체 철근(10)과 상기 커플러(14)로 연결한다.
그리고, 상기 PVC 관(25)내로 끼어 넣는 수평철근(26)은 상기 피씨(PC) 빔(108)과 피씨(PC) 빔(108)간을 수평으로 묶어주고 상기 이탈 방지관(24)에 고정하기 위해 설치된 것으로서 피씨(PC) 빔(108)들을 벽체(100)에 거치한 후 한쪽에서 수평철근(26)을 PVC 관(25)내로 끼어 놓고 용접 및 이음으로 고정 설치하게 된다.
이때, 상기 제 1, 제 2, 제3 및 제 4강선(112,114,116,118)으로 이루어지는 복수개의 강선(120)들은 상기 피씨(PC) 빔(108)의 연단에 묶음철근(27)을 이용하여 묶어 고정시킨다.
상기와 같이 설치된 저형고 교량(200)은 상기 피씨(PC) 빔(108)의 부의 모멘트가 발생하는 경우, 상기 피씨(PC) 빔(108)이 위로 상승하여 뽑힐려는 반작용의 힘이 작용하므로 상기 반작용의 힘을 방지하기 위해 상기 강판 플레이트(30)를 상기 강판 플레이트 고정 철근(32)으로 고정시킨다.
이어서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 좌우측부에 설치된 각각의 상기 피씨(PC) 빔(108)의 하부에는 정착구(122)가 설치되어 있는바, 상기 정착구(122)는 세로 방향으로 세워져서 마주보도록 고정되는 강판 플레이트(30)와, 상기 마주보는 강판 플레이트(30) 사이에 게재되고 상기 강판 플레이트(30)의 이탈을 방지하도록 가로 방향으로 끼워져서 고정되는 강판 이탈 방지 철근(32)으로 구성되어 있다.
그리고, 상기 강판 플레이트(30)는 상기 피씨(PC) 빔(108) 하부에 위치하도록 복수개가 각각 설치되고 각각의 강판 플레이트(30)는 서로 마주보는 한 쌍으로 이루어지며 상기 마주보는 강판 플레이트(30)는 평판형의 플레이트가 서로 겹쳐지도록 맞대어지고 서로 맞대어져서 겹쳐진 부분에 고정볼트(34)를 끼워서 체결함으로서 상기 강판 플레이트(30)가 고정되도록 설치되어 있다.
상기와 같이 구성된 정착구(122)는 우선, 정착장(G) 사이에 위치되어 있고, 상기 피씨(PC) 빔(108)을 좌우로 관통하는 복수개의 피씨(PC)빔 수평 철근(26)들이 평행하게 설치되어 있고, 상기 강판 플레이트(30)는 상기 벽체(100)와 상기 피씨(PC) 빔(108)을 연결하도록 고정되어 있고, 상기 강판 플레이트(30)의 상부에는 상기 피씨 빔(108)과 고정되도록 복수개의 강판 플레이트 고정철근(32)이 연결 고정되어 상기 강판 플레이트(30)의 이탈을 방지하고, 상기 강판 플레이트(30)의 중간부분에는 복수개의 고정볼트(34)가 상기 피씨 빔 거치대(36)에 고정되어 있으며, 상기 강파 플레이트(32)의 아래 부분은 상기 교각(10)과 연결되는 부분에 보수개의 강판 플레이트 고정철근(31)이 연결 고정되어서 타설되어 있다.
도 6내지 도 10을 참조하여 본 발명의 피씨 빔(108)과 상기 강선(120)들의 구성을 설명하여 보면, 상기 피씨(PC) 빔(108)의 하부에는 하부 플랜지부(38)가 형성되어 있고, 상부에는 상부 플랜지부(40)가 형성되어 있다.
중앙부에는 제 1강선(112), 제 2강선(114), 제 3강선(116) 및 제 4강선(118)로 이루어진 복수개의 강선(120)들이 상하로 순서대로 배열되어 있다.
그리고, 상기 제 4강선(118)의 좌우측부에는 엘 또는 기역자(ㄱ)형상의 보강구(42)가 고정되어 있고, 상기 보강구(42)의 일측면에는 우각부 부(-) 모멘트 저항강선(119)이 연결 고정되어 있다.
상기 저항강선(119)은 우각부에서 발생하는 부(-)의 휨 모멘트(P)에 대항하여 응력을 상쇄시키기 위해 설치되는 것으로서 상기 보강구(42)의 좌측부 또는 우측부에 각각 연결 고정시킴으로서 상기 보강구(42)와 함께 휨 모멘트를 최소화시킨다.
상기 보강구(42)는 상기 피씨(PC) 빔(108)의 길이가 형고에 비하여 길어지는 경우, 정의 모멘트부와 부의 모멘트부에 시설함으로서 상기 피씨(PC) 빔(108)에 발생하는 응력을 최소로 저항하도록 하기 위해 설치되어 있다.
상기 도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 피씨(PC) 빔(108)에 설치되는 강선(120)들은 그 위치의 배열을 단면 위치에 따라 지그재그, 하부 밀집형 등으로 다양하게 구성하여 설치할 수 있음을 보여주고 있다.
즉, 도 7에서는 하부에서 상부로 올라가면서 제 1강선(112), 제 2강선(114), 제 3강선(116) 및 제 4강선(118)이 지그재그로 위치되고 상기 제 4강선(118)의 좌우측부에 엘자 또는 ㄱ역자 형상의 보강구(42)가 서로 맞대도록 위치하고 있으나, 도 8에서는 피씨(PC) 빔(108)의 하부 플랜지부(38)에 위치하는 부분에 밀집해서 설치되어 있다.
좀 더 구체적으로 설명하여 보면, 엘자 또는 기역자 형상의 보강구(42)가 피씨(PC) 빔(108)의 하단부 내측에 설치되어 있고, 상기 제 1강선(112)이 상기 보강구(42)의 가운데 부분에 위치하도록 배열되고, 상기 제 2강선(114)은 상기 보강구(42)의 좌측부에 상기 제 3강선(116)은 상기 보강구(42)의 우측부에 위치되고, 상기 보강구(42)의 상단부에는 보강구 연결철근(43)이 평행하게 연결 고정되어 있으면, 상기 보강구 연결철근(43)의 상부에 제 4강선(118)이 위치되어 있다.
도 9는 본 발명의 도 3의 B부를 일부 절단하여 확대한 도면으로서 수직벽체인 벽체(101)가 상기 피씨(PC) 빔(108)을 받쳐주고 이때, 아래방향에서 위로 상승하는 부(-)의 모멘트(P)가 작용된다.
상기 벽체(101)의 상부에는 좌우측부에서 연장된 수평 철근(26,27)이 커플 러(14)에 의해 연결되어 좌우방향으로 길게 연장되어서 설치되어 있고, 보강구(42)가 설치됨과 아울러 콘크리트가 타설되어 있다.
상기 보강구(42)의 좌우측부에는 고정강선(119)가 각각 고정 설치되어 상기 보강구(42)와 함께 상기 지점부(111)에서 발생하는 부의 모멘트를 최소화시켜준다.
도 10은 도 9의 단면도로서 하단부에 하부 플랜지부(38)가 형성되어 있고 그 내측부에 복수개의 강선(120)들이 일자형으로 위치되고 상기 피씨(PC) 빔(108)의 내측부에는 복수개의 상기 보강구(42)가 서로 대칭으로 위치하여 상부에 두개 하부에 두개가 설치되어 있다.
그리고, 상기 보강구(42)의 사이에 상기 강선(120)이 위치되어 있다.
도 11은 본 발명의 저형고 교량의 시공방법을 지하차도 공사에 적용시킨 상태를 보여주는 평면도이고, 도 12는 도 11의 정면도이고, 도 13은 도 11의 A-A선을 절단했을 때의 단면도이며, 도 14는 도 11의 전면 또는 후면을 강재와 피씨(PC) 스트랜드(Strand)가 결합하는 것을 도시한 단면도이다.
도 11 및 도 12에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예는 단순교 방식의 라멘형 벽체(100)와 PC빔(108)이 설치되어 있고, 상기 굴착 되어질 지하차도의 일정 높이에서 PC 빔(108)이 설치된 상부에는 가로 폭 방향으로 복수개의 대구경 강관(124)들이 배열 설치되어 있고, 상기 대구경 강관(124)의 좌,우측과 하부방향으로는 중구경 강관(126)을 가로 방향으로 복수개를 배열 설치하고, 상기 중구경 강관(126)의 하부 사이 사이에는 소구경 강관(128)을 끼워서 배열 설치한다.
상기 중구경 강관(126)은 벽체(100)와 PC빔(108)에 사용하는 구경이 차이가 있으나 이는 시공 설계에 의해 변경될 수 있는 정도의 1000-1800 정도의 구경을 다양하게 채택하여 사용할 수 있다.
그리고, 상기 피씨(PC) 빔(108)의 외곽에는 제 1강재틀(130)과 제 2강재틀(132)가 각각 설치되어 있고, 상기 제 1강재틀(130)은 피씨(PC) 빔(108)의 슬래브가 매설된 강관을 밀어낼 때 상기 피씨(PC) 빔(108)에 횡방향력이 작용하는 경우, 상기 피씨(PC) 빔(108)의 선단부에 횡방향력이 직접 작용하는 것을 방지한다.
또한, 상기 제 2강재틀(132)은 상기 피씨(PC) 빔(108)의 슬래브가 복수 개의 케이블 등에 의하여 견인될 경우, 다른 강관밀기에서 유압잭이 직접 상기 피씨(PC) 빔(108)에 작용하는 것을 방지하기 위한 것이다.
이때, 상기 양측부의 벽체(100)에는 복수개의 중구경 강관(126)과 소구경 강관(128)들이 상하로 일자형이 되도록 배열 설치되어 있다.
그리고, 상기와 같이 설치된 벽체(100)의 하단부에는 본 라멘 구조체가 이동할 이동장치(133)가 설치되어 있다.
상기와 같이 설치된 피씨(PC) 빔(108)과 상기 이동장치(133)를 설치하므로서 저형고 라멘형 교량 뿐만 아니라 지하차도, 터널 등의 시공에도 매우 우수하게 적용하여 시공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 피씨 빔을 이용한 저형고 단순교의 시공상태를 보여주는 도면
도 2는 본 발명의 피씨 빔을 이용한 저형고 연속교의 다른 일실시예의 시공상태를 보여주는 도면
도 3은 본 발명의 저형고 교량의 시공방법을 구조 역학적으로 보여주는 도면
도 4는 도 3의 A부의 구조를 보여주는 확대도
도 5는 도 4의 A-A선을 절단했을 때의 단면도
도 6은 도 3의 C-C선을 절단했을 때의 내측빔과 외측빔의 구조를 보여주는 단면도
도 7은 도 3의 D-D선을 절단했을 때의 내측빔과 외측빔의 구조를 보여주는 단면도
도 8은 도 3의 E-E선을 절단했을 때의 내측빔과 외측빔의 구조를 보여주는 단면도
도 9는 도 3의 B부의 구조를 보여주는 확대도
도 10은 도 9의 측단면도
도 11은 본 발명의 저형고 교량의 시공방법을 지하차도 공사에 적용시킨 상태를 보여주는 평면도
도 12는 도 11의 정면도
도 13은 도 11의 A-A선을 절단했을 때의 단면도
도 14는 도 11의 전면 또는 후면을 강재와 피씨(PC) 스트랜드(Strand)가 결합하는 것을 도시한 단면도
※ 도면 중 주요부호에 대한 간단한 설명
10 : 벽체 철근 12 : 철근
14 : 커플러 16 : 상부 슬래브 철근
18 : 벽체 우각부 20 : 벽체 우각부 연결철근
22 : 커플러 24 : 이탈방지관
26 : 수평철근 27 : 묶음철근
28 : 배력철근 30 : 강판 플레이트
32 : 강판 플레이트 고정철근 34 : 고정볼트
38 : 하부 플랜지부 40 : 상부 플랜지부
42 : 보강구
100,101 : 벽체 102 : 지간부
104 : 횡거더 106 : 상부 슬래브
108 : 피씨(PC)빔 110,111 : 지점부
120 : 강선 122 : 정착구
200 : 저형고 교량

Claims (6)

  1. 각종 지하차도, 터널 및 교량의 시공 및 그 구조에 있어서,
    양측부가 수직벽체로 이루어지고, 내측부에 종방향으로 길게 연장되는 벽체 철근(10)이 설치되고 상기 벽체 철근(10)과 접하여 고정되는 디귿자(ㄷ) 형상의 철근(12)을 구비하는 벽체(100)와;
    상기 벽체(100)의 상부에 위치하도록 사이에 설치되고, 피씨(PC) 빔(108)과 내측부에 상부 슬래브 철근(16)이 내삽 설치되는 상부 슬래브(106)로 이루어지며 횡방향으로 짧게 설치되는 횡거더(104)를 구비한 지간부(102)와;
    좁은 간격으로 설치된 상기 지간부(102)의 양단부와 상기 벽체(100)의 상단부가 만나는 지점에 상기 지간부(102)의 부(-)의 휨 모멘트를 최소화하여 저형고 라멘형 교량을 시공할 수 있도록 정착구(122)가 설치되는 벽체 우각부(18)로 구성되는 것을 특징으로 하는 피씨빔을 이용한 저형고 라멘형 교량 시공구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 벽체 우각부(18)는 상기 벽체(100)의 내측에 설치되는 벽체 철근(10)과 상기 상부 슬래브(106)에 설치되는 상부 슬래브 철근(16)을 연결하도록 커플러(14)를 구비하는 우각부 연결 철근(20)과;
    이에 연결된 철근을 가로방향으로 보강하는 배력철근(28)과;
    상기 벽체 철근(10)이 상방향으로 뻗어서 상기 상부 슬래브 철근(16)과 연결 고정되고 이탈되지 않도록 하는 끼워지는 이탈 방지관(24) 및 이에 내삽된 철근(21)과;
    상기 벽체(100)의 상부와 상기 피씨(PC) 빔(108)의 하부 사이에 고정되어 피씨(PC) 빔(108) 끝단의 들뜸 등 변위를 억제하기 위해 설치되는 정착구(122)로 구성되는 것을 특징으로 하는 피씨빔을 이용한 저형고 라멘형 교량 시공구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정착구(122)는 상기 피씨(PC) 빔(108)의 하부에 설치되고 마주보도록 설치되는 상하로 겹쳐지도록 맞대고 맞대어진 부분에 복수개의 고정볼트(34)를 체결 고정하여 이루어지는 한 쌍의 강판 플레이트(30)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 피씨빔을 이용한 저형고 라멘형 교량 시공구조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 피씨(PC) 빔(108)의 내부에는 우각부에서 발생하는 부의 휨 모멘트를 최소화시키기 위한 엘형상 또는 기역자 형상의 보강구(42)가 내삽되어 상기 보강구(42)의 전면을 가로지르는 플레이트(P)가 고정볼트(B)에 의해 고정되고, 상기 보강구(42)의 좌우측면부에는 고정강선(119)이 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 피씨빔을 이용한 저형고 라멘형 교량 시공구조.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 벽체 우각부(18)의 내부에 설치되는 상기 피씨(PC) 빔(108)의 연단에는 상기 피씨(PC) 빔(108)을 관통하는 PVC 관(25)을 끼워서 고정 설치하고 상기 PVC 관(25) 내부를 관통하도록 끼워서 고정하는 수평철근(26)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피씨빔을 이용한 저형고 라멘형 교량 시공구조.
  6. 각종 지하차도, 터널 및 교량의 시공 및 그 구조에 있어서,
    양측부가 수직벽체로 이루어지고, 내측부에 종방향으로 길게 연장되는 벽체 철근(10)이 설치되고 상기 벽체 철근(10)과 접하여 고정되는 디귿자(ㄷ) 형상의 철근(12)을 구비하는 벽체(100)와;
    상기 벽체(100)의 상부에 위치하도록 사이에 설치되고, 피씨(PC) 빔(108)과 내측부에 상부 슬래브 철근(16)이 내삽 설치되는 상부 슬래브(106)로 이루어지며 횡방향으로 짧게 설치되는 횡거더(104)를 구비한 지간부(102)와;
    상기 지간부(102)의 중간 부분의 하부에서 상방향으로 받쳐주도록 고정 설치되는 벽체(101)와;
    상기 벽체(101)가 받치는 힘에 의해 상기 지점부(111)에 상방향으로 발생되는 부(-)의 휨 모멘트를 제어할 수 있도록 상기 피씨(PC) 빔(108)에 엘 또는 기역자 형상의 보강구(42)가 내삽되어 상기 보강구(42)의 전면을 가로지르는 플레이트(P)가 고정볼트(B)에 의해 고정되고, 상기 보강구(42)의 좌우측부에는 고정강선(119)을 구비하며 양측부에서 종방향으로 연장된 수평철근(26)과 횡방향으로 연장된 묶음철근(27)을 용접 또는 이음으로 연결하는 것을 특징으로 하는 피씨빔을 이용한 저형고 라멘형 교량 시공구조.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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