KR20110067942A - 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법 - Google Patents

연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부 콘크리트가 부분 충전된 아치형상의 복합거더를 1차 긴장하여 교량 가설위치에 설치하고, 연속지점부에서 강판을 연속시켜 일체화하며, 상부에서 연결부 긴장재를 이용하여 추가적인 긴장력을 도입함으로써 지점부에서 거더를 연속화시키도록 된 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법에 관한 것이다. 본 발명은 지점부에서 거더를 연속화함으로써, 연결 이후의 하중, 예를 들면 바닥판 타설하중, 포장 및 방호벽의 자중인 2차 고정하중, 활하중 등에 대하여 연속교로 작용함으로써 경간중앙부의 모멘트가 크게 경감되어 경간 중앙부 거더 콘크리트 하부에 작용하는 인장응력의 크기를 감소시킨다. 뿐만 아니라 이와 같이 거더의 연속화에 의하여 경간 중앙부의 거더 콘크리트 하부에 작용하는 인장응력의 크기를 감소시켜, 복합거더 단면을 크게 감소시킬 수 있음으로써 재료절감을 통하여 연속화 교량의 제작 비용절감을 얻을 수 있는 우수한 효과가 얻어진다.
복합거더, 복합거더 교량, 연속화 교량, RC 거더, PC 거더

Description

연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법{BRIDGE HAVING CONTINUOUS ARCH HYBRID GIRDERS AND THE BRIDGE CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 콘크리트, 강재, 긴장재를 포함하는 아치형상의 교량용 복합거더를 이용한 교량 건설에 관한 것으로, 보다 상세히는 내부 콘크리트가 부분 충전된 아치형상의 복합거더를 1차 긴장하여 교량 가설위치에 설치하고, 연속지점부에서 강판을 연속시켜 일체화하며, 상부에서 연결부 긴장재를 이용하여 추가적인 긴장력을 도입함으로써 지점부에서 거더를 연속화시키도록 된 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법에 관한 것이다.
종래의 연속교 설치방법은 강박스 거더를 이용하는 방식이거나, RC 거더(Reinforced Concrete Girder), PSC 거더(Prestressed Concrete Girder) 또는 내부에 RC 거더가 형성되고, 그 외부에 거푸집 겸용 보강재가 둘러싸인 합성거더를 이용하는 방식이다.
그러나 이와 같은 종래의 거더들은 고비용, 구성재료의 비효율성, 유지관리의 어려움등을 개선하기 위하여 특허등록 제10-0511216호의 "아치형상의 콘크리트 충전강재 합성거더와 긴장재로 이루어진 복합거더"가 제안되어 있다.
이와 같은 종래의 복합거더(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 양 단부면이 폐합되며, 전체 길이에 걸쳐 상단부는 같은 높이를 이루되, 그 하단부는 양 단부로부터 중앙부로 갈수록 높이가 낮아진 박스형태로서 아치형상으로 제작된 외부강재(10)와, 상기 외부강재(10)의 내부에 있어서 외부강재(10) 전체 길이에 걸쳐 단부블록부 및 상기 단부블록부 하부를 서로 연결시켜주는 아치부로 형성되도록 격자판 또는 블록체로 외부강재 내부에 설치된 중공부(20) 및, 상기 단부블록부 및 아치부에 충전되어 기둥부콘크리트와 아치리브콘크리트로서 외부강재(10)와 합성된 거더콘크리트(32)를 포함하는 합성거더(30) 및, 상기 합성거더(30) 외부에서 양 단부의 하부 사이에 설치되어 시공단계별로 긴장 후, 정착된 긴장재(40)를 포함하는 구성으로 이루어진 것이다.
이와 같은 종래의 복합거더(1)는 지점부(50)에서 그 응력제어를 위해 짧은 거리에 강선(60)을 절곡하여 설치하는 구조를 제안하고 있으나, 현실적으로는 이와 같은 구조는 제작상의 어려움이 수반되어 현장 구현이 어려운 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 지점부의 상부에 추가적인 긴장재를 설치하여 압축력을 도입하고, 연속지점부에서 강판을 연속시켜 일체화함으로써, 아치형상의 콘크리트 충전 강재 합성거더와 긴장재로 이루어진 복합거더를 이용하여 지점부에서 연속화 시공이 가능하도록 된 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법을 제공함에 있다.
그리고 본 발명의 다른 목적은 지점부에서 복합거더를 연속화함으로써, 경간중앙부의 모멘트가 크게 경감되어 경간 중앙부 거더 콘크리트 하부에 작용하는 인장응력의 크기를 감소시켜, 결과적으로 복합거더 단면을 크게 감소시킬 수 있음으로써 재료절감을 통하여 제작비용의 절감을 얻을 수 있도록 된 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시예는, 거더 외부강재를 현장 제작하고, 상기 외부강재의 내부에 지점부 상부에 긴장재 설치용 쉬스관을 설치하며, 외부강재 내부에 콘크리트를 부분 충전하고, 콘크리트 양생후에 거더에 긴장재를 장착하여 1차 긴장시켜서 아치형상의 복합거더를 제작하고, 교량 가설위치로 이동시켜 교대 또는 교각에 서로 인접하도록 설치하는 단계; 서로 인접한 복합거더의 연속부 강판을 볼트이음 또는 용접이음으로 연결하고, 상기 쉬스관에 연속부 긴장재를 설치하는 단계; 상기 연결부에 콘크리트를 타설하는 단계; 상기 연결부의 콘크리트 양생후 연속부 긴장재를 긴장시키고, 그라우팅하는 단계; 및 상기 서로 연결된 복합거더 상에 바닥판 거푸집을 설치하고, 철근을 배근한 다음, 바닥판 콘크리트 타설 시, 외부강재의 부분 충전된 콘크리트 위에 일체로 함께 타설 및 양생시켜 연속화 교량을 완성하는 단계;를 포함하는 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법을 제공한다.
이와 같은 제1 실시예를 통하여 본 발명은 지점부의 상부에 추가적인 긴장재를 설치하여 압축력을 도입하고, 강판을 연속시켜 일체화함으로써 아치형상의 콘크리트 충전 강재 합성복합거더와 외부 긴장재로 이루어진 복합거더를 이용하여 연속화 교량의 구축이 가능하게 된다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제2 실시예는, 거더 외부강재를 현장 제작하고, 상기 외부강재의 내부에 지점부 상부에 긴장재 설치용 쉬스관을 설치하며, 외부강재 내부에 콘크리트를 부분 충전하고, 콘크리트 양생후에 거더에 긴장재를 장착하여 1차 긴장시켜서 아치형상의 복합거더를 제작하고, 교량 가설위치로 이동시켜 교대 또는 교각에 설치하는 단계; 서로 인접한 복합거더의 연속부 강판 사이에 긴장력 도입을 위하여 간격재를 설치하는 단계; 상기 연결부의 쉬스관과 간격재에 연속부 긴장재를 설치하고, 상기 연속부 긴장재를 긴장시키며, 서로 인접한 복합거더의 연속부 강판을 연결하고, 그라우팅하는 단계; 및 상기 서로 연결된 복합거더 상에 바닥판 거푸집을 설치하고, 철근을 배근한 다음, 바닥판 콘크리트 타설 시, 상기 연결부의 콘크리트와, 외부강재의 부분 충전된 콘크리트 위에 일체로 함께 타설 및 양생시켜 연속화 교량을 완성하는 단계;를 포함하는 연속경간 의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법을 제공한다.
따라서 이와 같은 제2 실시예를 통하여 본 발명은 아치형상의 콘크리트 충전 강재 합성복합거더와 외부 긴장재로 이루어진 복합거더를 이용하여 연속화 시공이 가능할 뿐만 아니라, 바닥판 콘크리트의 타설시, 연결부 콘크리트와 부분 충전된 복합거더 상부의 빈 공간의 콘크리트를 일괄 타설하는 방법으로 이루어짐으로써 연결부 콘크리트의 타설후, 양생기간의 소요에 따른 공기(工期)를 효과적으로 단축할 수 있게 된다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 아치형상의 복합거더는 외부 강재의 연결을 위하여 연결부에 연속부 강판을 돌출시켜 형성하고, 연결부 상부의 긴장재 긴장작업을 위하여 연결부측의 단부 블록과 인접하여 긴장 작업용 홀을 미리 형성한 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법을 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 간격재는 소요의 긴장력에 견딜 수 있도록 강판을 조합하여 격자 모양으로 제작하며, 내부에 긴장재가 지나갈 수 있는 공간을 형성한 것으로, 긴장재 강선마다 각기 제작되거나, 긴장재 전체가 내부에 삽입되는 하나의 부재로 이루어진 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법을 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 연속부 긴장재는 소요의 긴장력을 도입하고 연속지점부의 강성을 확보할 수 있도록 다발의 긴장재로 이루어지거나, 한 가닥씩 설치되는 모노 스트렌드로 설치된 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법을 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 연속부 강판은 연결부 콘크리트와의 합성을 위하여 강판의 측면에 전단연결재를 구비한 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법에 의하면 아치형상의 콘크리트 충전 강재 합성거더와 긴장재로 이루어진 복합거더를 이용하여 연속화 교량의 구축이 가능하다.
또한 이와 같이 지점부에서 거더를 연속화함으로써, 연결 이후의 하중, 예를 들면 바닥판 타설하중, 포장 및 방호벽의 자중인 2차 고정하중, 활하중 등에 대하여 연속교로 작용함으로써 경간중앙부의 모멘트가 크게 경감되어 경간 중앙부 거더 콘크리트 하부에 작용하는 인장응력의 크기를 감소시킨다.
뿐만 아니라 이와 같이 거더의 연속화에 의한 모멘트의 감소와 함께 거더에 작용하는 압축력도 같이 감소하지만, 압축력의 감소에 비해 모멘트의 감소에 의한 응력 감소효과가 크기 때문에 결과적으로는 경간 중앙부의 거더 콘크리트 하부에 작용하는 인장응력의 크기를 감소시켜, 복합거더 단면을 크게 감소시킬 수 있음으로써 재료절감을 통하여 연속화 교량의 제작 비용절감을 얻을 수 있는 우수한 효과가 얻어진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법(100)은 도 2에 전체적으로 도시된 바와 같이, 거더 외부강재(112)를 현장 제작하고, 상기 외부강재(112)의 내부에 지점부 상부에 긴장재 설치용 쉬스관(122)을 설치하며, 외부강재(112) 내부에 콘크리트를 부분 충전하고, 콘크리트 양생후에 복합거더(110)에 외부긴장재(160)를 장착하여 1차 긴장시켜서 아치형상의 복합거더(110)를 제작하고, 이를 현장 작업장에서 교량 가설위치로 이동시킨 다음, 교대(170) 또는 교각(172)에 서로 인접하도록 설치하는 단계(S1)가 이루어진다.
이와 같이 아치형상의 복합거더(110)를 제작하는 과정은, 공장에서 강재를 절단 및 가공하여 거더 외부강재(112)를 제작한 다음, 이를 현장 작업장에 반입하고 아치형 복합거더(110)로 조립하여 이루어질 수 있다.
그리고 이와 같이 아치형 복합거더(110)의 재작이 이루어지는 과정에서 아치형 복합거더(110)의 연결부(120)에는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 복합거더(110)의 내부 지점부 상부에 긴장재 설치용 쉬스관(122)을 미리 삽입하여 설치하고, 서로 인접한 아치형 복합거더(110)의 연결부(120)에서 외부강재와의 연결을 위하여 연결부(120)에 강판을 돌출시켜 연속부 강판(130)을 형성한다.
또한 이후에 설명되는 바와 같이, 연결부(120) 상부의 긴장재 긴장작업을 위하여, 연결부(120)측의 단부 블록(142)과 인접하여 긴장 작업용 홀(140)을 양측에 각각 사전에 형성한다. 그리고 이와 같이 외부강재(112)를 복합거더(110)로 제작한 다음에는 작업장으로 이동시키고, 이를 임시 지지하게 된다.
다음으로는 상기 복합거더(110)의 내부에 콘크리트를 부분적으로 타설하여 양생시키게 되며, 이때에는 외부긴장재(160)의 긴장력 도입으로 복합거더(110) 중앙부의 상단 충전 콘크리트에 인장응력이 발생하지 않도록 하기 위해서 복합거더(110) 상단쪽의 콘크리트를 완전 충전하지 않는다.
즉 복합거더(110)의 양측면 하부에만 콘크리트를 1차 부분적으로 타설하게 되며, 복합거더(110)의 내측면 상부에는 콘크리트를 타설하지 않는다.
그리고 이와 같이 상기 복합거더(110)의 내부에 콘크리트를 부분적으로 타설하여 양생시킨 다음에는, 외부긴장재(160)를 장착하고 긴장력을 도입하게 되며, 이와 같이 외부긴장재(160)에 의한 1회 긴장이 완료된 상태에서 현장작업장으로부터 교량가설위치, 즉 교대(170) 또는 교각(172) 위로 복합거더(110)를 이동시키게 된다.
이때에는 본 발명의 복합거더(110)가 그 내부에 부분적으로 콘크리트가 충전되어 있기 때문에 현장작업장에서 교량가설위치로 이동시에 콘크리트의 양(量)이 크게 줄어 크레인 등에 의한 이동 작업이 용이하다.
또한 이와 같이 복합거더(110)를 현장 작업장에서 교량 가설위치로 이동시킨 다음에는 교대(170) 또는 교각(172) 상에 서로 인접하도록 설치하게 된다.
그리고 다음으로는 서로 인접한 복합거더(110)의 연속부 강판(130)들을 볼트이음 또는 용접이음으로 서로 연결하고, 연속부 강판(130)의 내부에 설치된 쉬스관(122)에 연속부 긴장재(180)를 설치하는 단계(S2)가 이루어진다.
이와 같은 단계(S2)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 미리 돌출 시켜 놓은 연결부(120)의 연속부 강판(130)을 볼트 이음 또는 용접이음으로 연결하고, 그 내부의 쉬스관(122)에 연속부 긴장재(180)를 삽입하여 설치하게 되며, 이때 설치되는 연속부 긴장재(180)는 소요의 긴장력을 도입하고, 연속지점부의 강성을 확보할 수 있도록 다발의 긴장재로 이루어지거나, 한 가닥씩 설치되는 모노 스트렌드(Mono Strand)의 구조로 설치될 수 있다.
또한 이와 같이 쉬스관(122)내에 연속부 긴장재(180)를 설치한 다음에는, 상기 연결부(120)에 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 연결부 콘크리트(190)를 타설하는 단계(S3)가 이루어진다.
이때 상기 연결부(120)의 단부는 탈형이 가능한 거푸집(미 도시)을 설치하고, 거푸집내에 연결부 콘크리트(190)를 타설하여 양생시킨다. 또한 상기 복합거더(110)의 연결부(120)에 돌출되어 서로 결합하는 연속부 강판(130)은 연결부 콘크리트(190)와의 합성을 위하여 강판의 측면에 전단연결재(미 도시)를 구비하게 되면 보다 견고한 콘크리트와의 합성이 이루어질 수 있다.
그리고 연결부(120)에는 이후에 설명되는 바와 같이 양쪽 복합거더(110)의 바닥판 콘크리트(200)와 연결부 콘크리트(190)의 합성을 위한 철근(미 도시)을 미리 설치할 수도 있다.
이와 같이 상기 연결부 콘크리트(190)의 양생 후에는, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 연속부 긴장재(180)를 긴장시켜 정착시키며, 긴장 작업용 홀(140)을 무수축 몰탈을 이용하여 그라우팅하는 단계(S4)가 이루어진다.
즉 이와 같이 연결부 콘크리트(190)의 타설 및 양생이 완료되면, 연속부 긴장재(180)를 긴장시키고, 긴장 작업용 홀(140)을 그라우팅한 다음, 서로 연결된 복 합거더(110) 상에 바닥판 거푸집(미 도시)을 설치하고, 철근을 배근하며, 도 6c에 도시된 바와 같이, 바닥판 콘크리트(200)를 일체로 타설하는 단계(S5)가 이루어진다.
이와 같은 바닥판 콘크리트(200)의 타설 시, 본 발명은 외부강재(112)의 부분 충전된 콘크리트 위에 바닥판 콘크리트(200)를 일체로 함께 타설 및 양생시켜 연속화 교량(300)을 완성하게 된다.
즉 상기 복합거더(110)의 상부에서는 바닥판 콘크리트(200)용 거푸집 설치및 철근 배근(미 도시)이 이루어진 상태에서, 복합거더(110)에 바닥판 콘크리트(200)를 타설하는데, 이때 바닥판 콘크리트(200)는 복합거더(110)의 내측에 부분적으로 타설된 콘크리트층 위에 먼저 타설되고, 점차 상부측으로 채워지며, 최종적으로 복합거더(110)의 상부에 바닥판 콘크리트(200)를 타설하고 양생시켜 교량을 완성하게 되는 것이다.
이와 같이 복합거더(110)의 내부에 충전 콘크리트를 분할하여 타설할 경우, 즉 복합거더(110)의 제작시에 일부를 타설하고, 나머지를 바닥판 콘크리트(200)와 함께 타설하는 방식으로 분할 타설하게 되어도 콘크리트간의 연결은 콘크리트 재료가 강재로 둘러싸여 구속되어 있으므로, 강도(强度) 상의 문제는 없게 된다.
이와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법(100)에 의하면, 교량 가설위치에서 외부긴장재(160)의 추가적인 긴장작업이 불필요하고, 제작장에서의 1회 긴장을 통해 복합거더(110)를 완성시킨 다음, 이를 교대(170) 및 교각(172) 상에 설치함으로써 교량건설을 위한 시간을 단축 하고, 작업성 및 시공성을 향상시키며, 경제적인 건설이 가능하게 된다.
또한 지점부의 상부에서 복합거더(110)를 이어주도록 추가적인 연속부 긴장재(180)를 설치하고 압축력을 도입함으로써 아치형상의 콘크리트 충전 강재 합성복합거더(110)와 외부긴장재(160)로 이루어진 복합거더(110)를 이용하여 연속화 교량(300)의 시공이 가능한 것이다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법(100)은 상기와 같이 먼저 연결부 콘크리트(190)의 타설 이후에, 연속지점부 상부에서 연속부 긴장재(180)를 긴장시킨 다음, 바닥판 콘크리트(200)를 부분 충전된 복합거더(110) 상부의 빈 공간의 콘크리트와 함께 타설하도록 된 것이다.
그렇지만 본 발명은 상기와는 다르게, 먼저 연결부 콘크리트(190)를 타설하지 않고, 연속지점부의 상부에서 연속부 긴장재(180)의 긴장력을 도입한 후에, 바닥판 콘크리트(200)의 타설시, 연결부 콘크리트(190)와, 부분 충전된 복합거더(110) 상부의 빈 공간의 콘크리트를 일괄 타설하는 방법으로 이루어질 수 있다.
이와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따른 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법(100')은 도 7에 도시된 바와 같이, 거더 외부강재(112)를 현장 제작하고, 상기 외부강재(112)의 내부에 지점부 상부에 긴장재 설치용 쉬스관(122)을 설치하며, 외부강재(112)의 내부에 콘크리트를 부분 충전하고, 콘크리트 양생후에 복합거더(110)에 외부긴장재(160)를 장착하여 1차 긴장시켜서 아치형상의 복합거더(110)를 제작하고, 교량 가설위치로 이동시켜 교대(170) 또는 교각(172)에 설치하는 단계(S1')가 이루어진다.
이와 같이 아치형 복합거더(110)의 조립이 이루어지는 과정에서 아치형 복합거더(110)의 연결부(120)에는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 복합거더(110)의 내부 지점부 상부에 긴장재 설치용 쉬스관(122)을 미리 삽입하여 설치하고, 서로 인접한 아치형 복합거더(110)의 연결부(120)에서 외부강재(112)와의 연결을 위하여 연결부(120)에 강판을 돌출시켜 연속부 강판(130)을 형성한다.
또한 연결부(120)의 상부에서 연속부 긴장재(180)의 긴장작업을 위하여, 연결부측의 단부 블록(142)과 인접하여 긴장 작업용 홀(140)을 사전에 형성한 구조이다.
이와 같이 거더 외부강재(112)를 복합거더(110)로 제작하는 과정은 제1 실시예의 도 3a 및 도 3b에 관련하여 설명한 바와 같은 동일한 공정으로 이루어질 수 있다.
그리고 이와 같이 아치형 복합거더(110)를 제작한 다음에는 작업장으로 이동시키고, 이를 임시 지지하게 된다.
다음으로는 상기 복합거더(110)의 내부에 콘크리트를 부분적으로 타설하게 된다. 이때에도 외부긴장재(160)의 긴장력 도입으로 복합거더(110) 중앙부의 상단 충전 콘크리트에 인장응력이 발생하지 않도록 복합거더(110) 중앙부 상단쪽의 콘크리트를 완전 충전하지 않는다. 즉, 복합거더(110)의 양측면 하부에만 콘크리트를 1차 부분적으로 타설하고, 복합거더(110)의 내측면 상부에는 콘크리트를 타설하지 않는다.
이와 같이 상기 복합거더(110)의 내부에 콘크리트를 부분적으로 타설하여 양 생시킨 다음에는, 외부긴장재(160)를 장착하고 긴장력을 도입하게 되며, 이와 같이 외부긴장재(160)에 의한 1회 긴장이 완료된 상태에서 현장작업장으로부터 교량 가설위치, 즉 교대(170) 또는 교각(172) 위로 복합거더(110)를 이동시키게 된다.
또한 이와 같이 복합거더(110)를 현장 작업장에서 교량 가설위치로 이동시킨 다음에는 교대(170) 또는 교각(172)에 서로 인접하도록 설치하게 된다.
이와 같이 복수의 복합 복합거더(110)를 교대(170) 또는 교각(172)에 서로 인접하여 설치한 다음에는 서로 인접한 복합거더(110)의 연속부 강판(130) 사이에 긴장력 도입을 위하여 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 간격재(210)를 설치하는 단계(S2')가 이루어진다.
이와 같은 간격재(210)는 연속부 긴장재(180)를 통한 소요의 긴장력에 견딜 수 있도록 강판을 조합하여 격자 모양으로 제작하며, 그 내부에 연속부 긴장재(180)가 지나갈 수 있는 공간(210a)을 형성한 것으로, 이와 같은 간격재(210)는 연속부 긴장재(180) 강선마다 각기 제작되거나, 연속부 긴장재(180) 전체가 내부에 삽입되는 하나로 된 구조로 이루어질 수 있다.
그리고 이와 같이 서로 인접한 복합거더(110)의 연속부 강판(130) 사이에 간격재(210)를 설치한 다음에는, 서로 인접한 복합거더(110)의 연속부 강판(130)을 연결하고, 상기 쉬스관(122)과 간격재(210)에 연속부 긴장재(180)를 설치하며, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 쉬즈관(122)에 설치된 연속부 긴장재(180)를 긴장시키고, 긴장 작업용 홀(140)을 그라우팅하는 단계(S3')가 이루어진다.
이와 같은 단계(S3')에서 서로 인접한 복합거더(110)의 연속부 강판(130)들은 볼트이음 또는 용접이음으로 서로 연결하고, 상기 연속부 긴장재(180)에 소요의 긴장력을 도입하며, 이와 같은 연속부 긴장재(180)는 연속지점부의 강성을 확보할 수 있도록 다발의 긴장재로 이루어지거나, 한 가닥씩 설치되는 모노 스트렌드(Mono Strand)의 구조로 설치될 수 있다.
그리고 이와 같이 연속부 긴장재(180)의 긴장 및 그라우팅이 완료되면, 서로 연결된 복합거더(110) 상에 바닥판 거푸집(미 도시)을 설치하고, 철근을 배근한 다음, 바닥판 콘크리트(200)의 타설 시, 상기 연결부(120)의 콘크리트와, 외부강재(112)의 부분 충전된 콘크리트 위에 일체로 함께 타설 및 양생시켜, 도 10c에 도시된 바와 같이, 연속화 교량(300)을 완성하는 단계(S4')가 이루어진다.
이와 같이 바닥판 콘크리트(200)를 타설 및 양생하여 연속화 교량(300)을 완성하는 단계(S4')는 바닥판 콘크리트(200)를 상기 연결부(120)의 콘크리트와, 부분 충전된 복합거더(110) 상부의 빈 공간 콘크리트를 일괄하여 함께 타설하게 된다.
상기와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법(100')에 의하면 바닥판 콘크리트(200)의 타설시, 연결부 콘크리트(190)와 부분 충전된 복합거더(110) 상부의 빈 공간의 콘크리트를 일괄 타설하는 방법으로 이루어짐으로써 연결부 콘크리트(190)의 타설후, 양생기간의 소요에 따른 공기(工期)를 효과적으로 단축할 수 있게 된다.
상기와 같이 본 발명에 의해서 구축된 연속화 교량(300)은 연속 지점부에 있던 각 복합거더(110)의 교좌장치(D)를 그대로 존치시키거나, 각 복합거더(110)의 교좌장치(D)를 스크류 형태의 임시 교좌장치(미 도시)로 가설(假設)하여 최종적으로 내부 지점부에 단일 교좌장치(D')를 설치할 수도 있다.
이 경우, 바닥판 콘크리트(200)의 양생 완료 후, 임시지점을 제거하면서 지점이 하강하게 되므로, 연속 지점부 바닥판 콘크리트(200)에 압축력이 도입되는 이점이 얻어진다.
또한 본 발명에 의해서 구축된 연속화 교량(300)은 연결지점부의 교축방향으로는 연속부 긴장재(180)의 긴장력의 도입과 외력에 의한 부모멘트에 의하여 전 단면에서 압축상태에 있으므로 교축 방향으로의 연결을 필요하지 않는다.
그리고 복합거더(110)의 연결지점부 교축방향 면에 대하여 연직방향의 전단연결은 스터드와 같은 전단연결재(미 도시)를 설치하여 전단연결이 이루어지도록 할 수 있으며, 여러 가닥의 모노 스트렌트를 이용하여 긴장하는 경우, 모노 스트렌드에 의하여 전단연결이 가능하므로 생략할 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 의해서 구축된 연속화 교량(300)은 연속화에 따른 잇점이 아래와 같이 얻어질 수 있다.
본 발명에 의해서 구축된 연속화 교량(300)은 복합거더(110)를 연속화함으로써, 연결 이후의 하중, 즉 바닥판 타설하중, 포장 및 방호벽의 자중인 2차 고정하중, 활하중 등에 대하여 연속교로 작용함으로써, 도 11a에 도시된 바와 같이, 경간중앙부의 모멘트가 크게 경감되어 경간 중앙부 복합거더 콘크리트 하부에 작용하는 인장응력의 크기를 감소시켜, 결과적으로 복합거더(110)의 단면을 감소시킬 수 있다.
이때, 복합거더(110)의 연속화에 의한 모멘트의 감소와 함께, 도 11b에 도시된 바와 같이, 복합거더(110)에 작용하는 압축력도 같이 감소하지만, 압축력의 감소에 비해 모멘트의 감소에 의한 응력 감소효과가, 도 11c에 도시된 바와 같이, 크기 때문에, 결과적으로는 경간 중앙부 복합거더(110)의 콘크리트 하부에 작용하는 인장응력의 크기를 감소시켜서 안정된 교량 구조물을 구축하게 되는 것이다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
도 1은 종래의 기술에 따른 아치형상의 콘크리트 충전강재 합성거더와 긴장재로 이루어진 복합거더를 이용하여 구축된 연속화 교량을 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법을 단계적으로 도시한 플로우 챠트이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따라서 아치형상의 복합거더를 제작하고, 교량 가설위치로 이동시켜 교대 또는 교각에 설치하는 단계를 도시한 측면도 및 연결부 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따라서 서로 인접한 복합거더의 연결부를 서로 결합하고, 긴장재를 설치하는 단계를 도시한 측면도 및 연결부 확대도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따라서 서로 인접한 복합거더의 연결부를 서로 결합하고, 연결부 콘크리트를 타설하며, 긴장재를 긴장시키는 단계를 도시한 측면도 및 연결부 확대도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제1 실시예에 따라서 서로 인접한 복합거더의 연결부를 서로 결합하고, 긴장재를 긴장시킨 다음, 그라우팅하는 단계를 도시한 측면도 및 연결부 확대도이다.
도 6c는 본 발명의 제1 실시예에 따라서 구축된 연속화 교량을 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법을 단계적으로 도시한 플로우 챠트이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제2 실시예에 따라서 아치형상의 복합거더를 제작하고, 교량 가설위치로 이동시켜 교대 또는 교각에 설치하는 단계를 도시한 측면도 및 연결부 사시도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제2 실시예에 따라서 서로 인접한 복합거더의 연결부를 서로 결합하고, 간격재 및 긴장재를 설치하는 단계를 도시한 측면도 및 연결부 확대도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제2 실시예에 따라서 서로 인접한 복합거더의 연결부를 서로 결합하고, 간격재를 통해 긴장재를 긴장시킨 다음, 그라우팅하는 단계를 도시한 측면도 및 연결부 확대도이다.
도 10c는 본 발명의 제2 실시예에 따라서 구축된 연속화 교량을 도시한 측면도이다.
도 11a는 본 발명에 의해서 구축된 연속화 교량의 모멘트선도이다.
도 11b는 본 발명에 의해서 구축된 연속화 교량에서 연속화에 따른 압축력의 감소를 도시한 그래프도이다.
도 11c는 본 발명에 의해서 구축된 연속화 교량에서 연속화에 따른 응력의 변화를 도시한 그래프도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1...... 종래의 복합거더 10...... 외부강재
20..... 중공부 30..... 합성거더
32..... 거더콘크리트 40...... 긴장재
50..... 지점부 60..... 강선
100,100'.... 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법
110..... 복합거더 112..... 외부강재
120..... 연결부 122...... 쉬스관
130..... 연속부 강판 140...... 긴장 작업용 홀
142..... 단부 블록 160..... 외부긴장재
170..... 교대 172...... 교각
180..... 연속부 긴장재 190...... 연결부 콘크리트
200..... 바닥판 콘크리트 210..... 간격재
210a..... 공간 300..... 연속화 교량
S1,S1'..... 복합거더를 제작하고, 교대 또는 교각에 설치하는 단계
S2..... 연속부 강판을 연결하고, 연속부 긴장재를 설치하는 단계
S2'..... 연속부 강판을 연결하고, 간격재와 연속부 긴장재를 설치하는 단계
S3..... 연결부 콘크리트를 타설하는 단계
S3'.... 간격재를 통해 연속부 긴장재를 긴장시키고, 그라우팅하는 단계
S4..... 연속부 긴장재를 긴장시키고, 그라우팅하는 단계
S4'.... 바닥판 콘크리트를 타설 및 양생시켜 연속화 교량을 완성하는 단계
S5..... 바닥판 콘크리트를 타설 및 양생시켜 연속화 교량을 완성하는 단계

Claims (8)

  1. 거더 외부강재(112)를 현장 제작하고, 상기 외부강재(112)의 내부에 지점부 상부에 긴장재 설치용 쉬스관(122)을 설치하며, 외부강재(112) 내부에 콘크리트를 부분 충전하고, 콘크리트 양생후에 복합거더(110)에 외부긴장재(160)를 장착하여 1차 긴장시켜서 아치형상의 복합거더(110)를 제작하고, 교량 가설위치로 이동시켜 교대(170) 또는 교각(172)에 서로 인접하도록 설치하는 단계(S1);
    서로 인접한 복합거더(110)의 연속부 강판(130)을 볼트이음 또는 용접이음으로 연결하고, 상기 쉬스관(122)에 연속부 긴장재(180)를 설치하는 단계(S2);
    상기 연결부(120)에 연결부 콘크리트(190)를 타설하는 단계(S3);
    상기 연결부(120)의 연결부 콘크리트(190) 양생후, 연속부 긴장재(180)를 긴장시키고, 그라우팅하는 단계(S4); 및
    상기 서로 연결된 복합거더(110) 상에 바닥판 거푸집(미 도시)을 설치하고, 철근을 배근한 다음, 바닥판 콘크리트(200) 타설 시, 외부강재(112)의 부분 충전된 콘크리트 위에 일체로 함께 타설 및 양생시켜 연속화 교량(300)을 완성하는 단계(S5);를 포함하는 것임을 특징으로 하는 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아치형상의 복합거더(110)는 외부강재(112)의 연결을 위하여 연결부(120)에 연속부 강판(130)을 돌출시켜 형성하고, 연결부(120) 상부의 연속부 긴장재(180) 긴장작업을 위하여 연결부(120)측의 단부 블록(142)과 인접하여 긴장 작업용 홀(140)을 미리 형성한 것임을 특징으로 하는 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 연속부 긴장재(180)는 소요의 긴장력을 도입하고 연속지점부의 강성을 확보할 수 있도록 다발의 긴장재로 이루어지거나, 한 가닥씩 설치되는 모노 스트렌드로 설치된 것임을 특징으로 하는 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법.
  4. 거더 외부강재(112)를 현장 제작하고, 상기 외부강재(112)의 내부에 지점부 상부에 긴장재 설치용 쉬스관(122)을 설치하며, 외부강재(112) 내부에 콘크리트를 부분 충전하고, 콘크리트 양생후에 복합거더(110)에 외부긴장재(160)를 장착하여 1차 긴장시켜서 아치형상의 복합거더(110)를 제작하고, 교량 가설위치로 이동시켜 교대(170) 또는 교각(172)에 설치하는 단계(S1');
    서로 인접한 복합거더(110)의 연속부 강판(130) 사이에 긴장력 도입을 위하여 간격재(210)를 설치하는 단계(S2');
    상기 연결부(120)의 쉬스관(122)과 간격재(210)에 연속부 긴장재(180)를 설치하고, 상기 연속부 긴장재(180)를 긴장시키며, 서로 인접한 복합거더(110)의 연속부 강판(130)을 연결하고, 그라우팅하는 단계(S3'); 및
    상기 서로 연결된 복합거더(110) 상에 바닥판 거푸집(미 도시)을 설치하고, 철근을 배근한 다음, 바닥판 콘크리트(200) 타설 시, 상기 연결부(120)의 콘크리트와, 외부강재(112)의 부분 충전된 콘크리트 위에 일체로 함께 타설 및 양생시켜 연속화 교량(300)을 완성하는 단계(S4');를 포함하는 것임을 특징으로 하는 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 아치형상의 복합거더(110)는 외부강재(112)의 연결을 위하여 연결부(120)에 연속부 강판(130)을 돌출시켜 형성하고, 연결부(120) 상부의 연속부 긴장재(180) 긴장작업을 위하여 연결부(120)측의 단부 블록(142)과 인접하여 긴장 작업용 홀(140)을 미리 형성한 것임을 특징으로 하는 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 간격재(210)는 소요의 긴장력에 견딜 수 있도록 강판을 조합하여 격자 모양으로 제작하며, 내부에 긴장재가 지나갈 수 있는 공간을 형성한 것으로, 연속부 긴장재(180) 강선마다 각기 제작되거나, 연속부 긴장재(180) 전체가 내부에 삽입되는 하나로 부재로 이루어진 것임을 특징으로 하는 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 연속부 긴장재(180)는 소요의 긴장력을 도입하고 연속지점부의 강성을 확보할 수 있도록 다발의 긴장재로 이루어지거나, 한 가닥씩 설치되는 모노 스트렌드로 설치된 것임을 특징으로 하는 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법.
  8. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 연속부 강판(130)은 연결부 콘크리트(190)와의 합성을 위하여 강판의 측면에 전단연결재를 구비한 것임을 특징으로 하는 연속경간의 아치형상 복합거더 교량의 시공방법.
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