KR20110078345A - 조립형 교량 및 이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립형 교량 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 이를 더욱 상세히 설명하면 유닛화 한 프래캐스트 부재에 의해 현장에서 조립함으로서 교량의 시공이 용이하고 공기가 단축될 수 있으며, 부재의 경량화로 가설비 면에서 경제적인 장점이 있고, 유닛화 한 블록을 가이드빔 및 가로보에 의해 구획된 구간에 설치할 수 있어 그 조립시공이 정밀한 장점이 있는 조립형 교량 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

U형 리브, 상판 플레이트, 지지빔

Description

조립형 교량 및 이의 시공방법{A Knockdown Bridge And Constructing Method of The Same}

본 발명은 조립형 교량 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 이를 더욱 상세히 설명하면 유닛화 한 프래캐스트 부재에 의해 현장에서 조립함으로서 교량의 시공이 용이하고 공기가 단축될 수 있으며, 부재의 경량화로 가설비 면에서 경제적인 장점이 있고, 유닛화 한 블록을 가이드빔 및 가로보에 의해 구획된 구간에 설치할 수 있어 그 조립시공이 정밀한 장점이 있는 조립형 교량 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

교량 바닥판은 교면에 작용하는 각종 하중을 직접 또는 포장을 매개로 마루조직을 통해 주구조의 소정의 위치로 그 하중을 분배 및 전달하는 부재로써, 포장재가 타설되어 이루어진 평면상에 차량, 사람 등의 통행을 확보하는 부재라고 할 수 있다. 그러나 바닥판은 차량하중을 직접 지지하기 때문에 빠른 산업화의 과정에서 교량을 통과하는 상재하중의 증가와 함께 전체적인 통행량의 급증으로 주구조부 재보다도 가혹한 사용 환경 하에 있다.

교량의 바닥판은 그 사용재료에 따라 콘크리트바닥판, 강재 바닥판, 합성바닥판 등이 있는 바, 콘크리트바닥판은 경제적인 이점이 있어 많이 상용되고 있지만 중량 대비 강도비가 작아서 장대교량과 같이 교량구조의 자중을 줄이는 것이 중요한 구조물에서는 사용이 되기 어렵다. 합성바닥판은 건설재료의 효율적 사용을 도모하기 위해 최근 많은 연구가 이루어지고 사용되고 있지만 자중과 처짐량 측면에서 장대교량의 목적으로 만족스럽지 못하다.

강재 바닥판은 세계 2차 대전 후 독일 공학자들에 의해 본격적으로 개발되었으며, 여타 바닥판에 비해 상대적으로 낮은 자중과 처짐량의 장점으로 인해 중·장경간 교량에 이용되어 왔으며, 국내에서도 원효대교뿐만 아니라, 최근 신설된 남해대교, 제2 진도대교 등의 장대교량에도 적용되는 등 강재 바닥판의 사용에 대한 요구가 증가되고 있다.

이러한 교량의 바닥판은 주로 대형 거더를 제작하여 현장에서 교각 상부에 거더를 설치하고 이렇게 설치된 거더 상부에 바닥판을 시공하는데, 대형 거더의 경우 현장에서 이를 시공하고자 하는 경우 상당한 공기가 소요되고 운반 및 가설에 고비용이 소요되는 문제가 있다.

또한, 거더 상부의 바닥판의 경우도 현장에서 타설 시공을 하여야 하는 바, 이 경우도 상당한 공기가 소요되고, 그 시공이 번거로운 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 교량의 시공 시 교량의 바닥판을 형성하는 복수의 프리캐스트 유닛을 구성하여 현장에서 조립하여 시공할 수 있으므로 그 시공이 용이하고 공기가 단축되는 조립형 교량 및 이의 시공방법을 제공하고자 함이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 조립형 교량은 교각 간에 가이드빔이 구성되고, 상기 가이드빔 간에 유닛화 된 복수의 블록이 조립되되, 상기 블록은 상기 가이드빔 간에 구성되는 U형 리브와, 상기 U형 리브의 상부에서 상기 U형 리브 외측으로 돌출단이 형성되도록 하는 상판 플레이트로 구성됨을 특징으로 한다.

여기서 상기 가이드빔은 역 "T"자형, "T"자형, "I"자형, "ㅁ"자형 중 하나 인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드빔과 상기 블록 간의 조립은 볼트결합 또는 용접에 의한 부착에 의함이 타당하다.

또한, 상기 상판 플레이트는 콘크리트 슬래브 또는 강상판으로 구성될 수 있다.

한편 상기 지지빔과 직교하는 방향으로 복수의 가로보가 더 구성되어 상판 플레이트로부터의 하중을 균일하게 분산되도록 하며 가이드빔과 가로보에 의해 격자형 구획을 형성하도록 함으로서 블록의 조립이 용이하도록 하는 것이다.

한편 본 발명의 조립형 교량의 시공방법은 교대 및 교각을 설치하는 단계와, 가이드빔을 설치하는 단계와, 블록을 거치하는 단계와, 가이드빔과 블록을 부착하는 단계와, 마무리시공을 하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

마무리시공을 하는 단계에는 블록에 있어 상판 플레이트를 콘크리트 슬래브로 사용하는 경우 바닥판 철근을 배근하고 바닥판 콘크리트를 타설하는 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 조립형 교량 및 이의 시공방법은 유닛화 한 프래캐스트 부재에 의해 현장에서 조립함에 의해 교량을 시공함으로서 시공이 용이하고 공기가 단축될 수 있으며, 부재의 경량화로 가설비 면에서 경제적인 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 조립형 교량 및 이의 시공방법은 유닛화 한 블록을 가이드빔 및 가로보에 의해 구획된 구간에 설치할 수 있는 바, 그 조립시공이 정밀한 장점이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조립형 교량 및 이의 시공방법을 상세히 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 조립형 교량의 일 구성인 블록을 나타내는 사시도이고, 도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 조립형 교량에 있어 가이드빔과 블록의 조 립된 상태를 나타내는 정면도이고, 도 3은 본 발명의 조립형 교량에 있어 가이드빔과 가로보가 설치된 상태에서 블록이 거치되는 상태를 나타내는 평면도이고, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 조립형 교량의 시공방법을 나타내는 흐름도이다.

본 발명의 조립형 교량은 교각(1) 상부의 복수의 교대(2)에 구성된 가이드빔(200)과 상기 가이드빔(200)에 조립되며 U형 리브(110)와 상판 플레이트(120)를 포함하는 복수의 블록(100)으로 구성되어 현장에서 조립에 의해 교량을 시공할 수 있어 그 시공이 용이한 조립형 교량에 관한 것이다.

상기 블록(100)은 도 1a 및 도 1b에서 보는 바와 같이 2가지 실시 예가 제시된다.

우선 기본 형의 블록(100)은 양 측면 및 하면이 폐단면으로 구성된 U형 리브(110)와 상기 U형 리브(110) 상단에 상판 플레이트(120)로서 콘크리트 슬래브(120a)가 제시된다. 상기 콘크리트 슬래브(120a)는 상기 U형 리브(110)의 외측으로 돌출단(121)이 구성되는 바, 이러한 돌출단(121)이 각 블록(100) 간에 접하도록 구성되는 것이다.

또 다른 실시 예로서 블록(100)은 U형 리브(110)와 상기 U형 리브(110) 상단에 상판 플레이트(120)로서 강상판(120b)이 제시된다. 이 경우도 상기 강상판(120b)에 의해 U형 리브(110) 외측으로 돌출단(121)이 구성되는 것이다. 상기 강상판(120b)은 SS 400부터 SM 570 등 다양한 철판이 사용되며, 두께의 경우도 상재하중 등을 고려하여 다양하게 구성할 수 있으나, 두께가 너무 작으면 상재하중을 지지할 수 없게 되며, 두께가 너무 큰 경우 강도 대비 자중이 너무 커져서 비효율 적인 단면이 될 수 있는 바, 설계하중 등을 고려하여 선택적으로 구성함이 바람직하다.

상기 블록(100)이 교대(2) 상부에서 조립되는 수단으로서 가이드빔(200)이 제시된다. 상기 가이드빔(200)은 도 3에서 보는 바와 같이 마주 보는 교각(1)에 있어 상호 대향하는 교대(2) 간에 평행하게 설치되는 구성으로 도면에 도시된 바는 없으나 교대(2)에 볼트결합에 의해 체결될 수 있다.

한편 본 발명에서는 상기 가이드빔(200)의 실시 예로서 4가지를 제시한다.

우선 도 2a에서 보는 바와 같이 역 "T"자형 가이드빔(210)이 제시되는 바, 상기 역 "T"자형 가이드빔(210)에 있어 플랜지(211)를 교대(2)에 볼트결합에 의해 체결하고, 측방향으로 인접하는 교대(2) 간에 설치된 "T"자형 가이드빔(210)의 플랜지(211) 부분에 상기 블록(100)을 거치하고 체결하도록 하는 것이다. 플랜지(211) 부분에 상기 블록(100)을 체결함에 있어 공지의 수단으로 용접 등에 의해 부착을 할 수 있으나, 시공 및 해체가 용이하도록 볼트결합(212)에 기해 체결을 할 수 있다. 이렇게 볼트결합(212)을 하기 위해서는 상기 U형 리브(110)에 복수의 체결공(도면에 도시되지 않음)이 형성되어야 한다.

또한 다른 실시 예로서 도 2b에서 보는 바와 같이 "T"자형 가이드빔(220)이 제시되는 바, 상기 "T"자형 가이드빔(220)에 있어 웨브(222) 부분을 교대(2) 형성 시 일부분이 삽입되도록 하고, 플랜지(221)의 양단에 각각 블록(100)의 U형 리브(110)가 용접 등에 의해 부착이 되도록 하는 것이다.

또한 다른 실시 예로서 도 2c에서 보는 바와 같이 "I"자형 가이드빔(230)이 제시되는 바, 상기 "I"자형 가이드빔(230)에 있어 하부 플랜지(231)를 교대(2)에 볼트결합에 의해 체결하고, 측방향으로 인접하는 교대(2) 간에 설치된 "I"자형 가이드빔(230)의 하부 플랜지(231) 부분에 상기 블록(100)을 거치하고 체결하도록 하는 것이다. 이 경우도 플랜지(231) 부분에 상기 블록(100)을 체결함에 있어 공지의 수단으로 용접 등에 의해 부착을 할 수 있으나, 시공 및 해체가 용이하도록 볼트결합(233)에 기해 체결을 할 수 있다. 이렇게 볼트결합(233)을 하기 위해서는 상기 U형 리브(110)에 복수의 체결공(도면에 도시되지 않음)이 형성되어야 한다. 또한, 상부 플랜지(232)의 양단에 각각 블록(100)의 U형 리브(110)가 용접 등에 의해 부착이 되도록 하는 것이다.

또한 다른 실시 예로서 도 2d에서 보는 바와 같이 "ㅁ"자형 가이드빔(240)이 제시되는 바, 상기 "ㅁ"자형 가이드빔(240)은 중공의 4각관 형상으로 그 하면(241)을 교대(2)에 볼트결합에 의해 체결하고, 그 양측면(242)에 각각 블록(100)을 거치하고 체결하도록 하는 것이다. 이 경우도 양측면(242)과 상기 블록(100)을 체결함에 있어 공지의 수단으로 용접 등에 의해 부착을 할 수 있으나, 시공 및 해체가 용이하도록 볼트결합(243)에 기해 체결을 할 수 있다. 이렇게 볼트결합(243)을 하기 위해서는 상기 U형 리브(110)에 복수의 체결공(도면에 도시되지 않음)이 형성되어야 한다.

또한 본 발명에서는 도 3에서 보는 바와 같이 상기 지지빔(200)과 직교하는 방향으로 복수의 가로보(300)가 일정 간격으로 더 구성될 수 있는 바, 상기 가로보(300)의 경우도 상기 지지빔(200)과 도면에 도시된 바는 없으나 볼트결합에 의해 체결될 수 있으며, 용접에 의해 부착될 수 있음은 당연하다. 상기 가로보(300)의 구성에 기해 상재하중에 대해 지지빔(200)과 더불어 하중분산 효과가 기대되는 것이며, 지지빔(200)과 같이 격자형이 되도록 구성됨에 의해 블록(100)의 설치 가이드가 되는 것이다. 상기 가로보(300)는 상기 지지빔(200)의 상부에 부착되어 상기 가로보(300)의 상면이 상기 돌출단(121)의 하면과 접하게 됨으로서 상기 가로보(300)가 상기 블록(100)을 견고하게 지지하는 구조가 형성되는 것이다. 따라서 지지빔(200) 및 가로보(300)에 의해 형성되는 격자는 상기 블록(100)이 안치되어 체결될 수 있도록 그 크기가 선택되어야 한다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 가진 조립형 교량의 시공방법을 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 설명한다. 도 4a 내지 도 4d는 도 2a에 도시된 지지빔(210)에 기초하여 그 시공방법을 도시하고 있으나, 도 2b 내지 도 2d에 도시된 지지빔(220,230,240)의 경우도 그 시공방법은 동일하다.

우선 도 4a에서 보는 바와 같이 교각(1) 및 교대(2)를 설치하는 단계(S10)를 갖는다.

그 다음으로 도 4b에서 보는 바와 같이 마주 보는 교각(1)에 있어 대향하는 교대(2)간에 지지빔(200)을 설치하는 단계(S20)를 갖는다. 이 경우 설치된 지지빔(200)의 상부에는 상기 지지빔(200)과 직교하는 방향으로 복수의 가로보(300)를 일정 유격이 형성되도록 설치하는 단계가 포함된다.

상기 단계에서 지지빔(200)과 가로보(300)에 기해 형성되는 격자에 블록(100)을 거치하는 단계(S30)를 갖는다.

그 다음으로 가이드빔(200) 및 가로보(300)와 거치된 블록(100)을 부착하는 단계(S40)를 갖는다. 가이드빔(200) 및 가로보(300)와 거치된 블록(100)을 부착하는 수단은 상기에서 언급한 바와 같이 볼트결합에 의해 체결하는 것이 그 시공의 용이성 측면에서 바람직하다.

그 다음으로 마무리시공을 하는 단계(S50)를 갖는다. 즉 마무리 시공에 기해 교량을 완성하는 단계를 갖는다. 블록(100)에 있어 상판 플레이트(120)를 콘크리트 슬래브(120a)로 사용하는 경우 도 4c에서 보는 바와 같이 바닥판 철근(도면에 도시된 바 없음)을 배근하고 콘크리트를 타설하여 바닥판(3)을 시공하는 것을 포함한다. 이렇게 시공된 바닥판(3)의 상부 또는 도면에 도시된 바는 없으나 상판 플레이트(120)를 강상판(120b)으로 사용하는 경우는 강상판(120b) 상부에 아스콘(4)을 도포하고, 양 측에 방호벽(5)을 설치하는 것에 의해 교량을 완성하는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 조립형 교량의 일 구성인 블록을 나타내는 사시도.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 조립형 교량에 있어 가이드빔과 블록의 조립된 상태를 나타내는 정면도.

도 3은 본 발명의 조립형 교량에 있어 가이드빔과 가로보가 설치된 상태에서 블록이 거치되는 상태를 나타내는 평면도.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 조립형 교량의 시공방법을 나타내는 흐름도.

Claims (7)

1. 교각 간에 가이드빔이 구성되고,

   상기 가이드빔 간에 유닛화 된 복수의 블록이 조립되되,

   상기 블록은 상기 가이드빔 간에 구성되는 U형 리브와, 상기 U형 리브의 상부에서 상기 U형 리브 외측으로 돌출단이 형성되도록 하는 상판 플레이트로 구성됨을 특징으로 하는 조립형 교량.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 가이드빔은 역 "T"자형, "T"자형, "I"자형, "ㅁ"자형 중 하나 인 것을 특징으로 하는 조립형 교량.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 가이드빔과 상기 블록 간의 부착은 볼트결합 또는 용접인 것을 특징으로 하는 조립형 교량.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 상판 플레이트는 콘크리트 슬래브 또는 강상판으로 구성됨을 특징으로 하는 조립형 교량.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 지지빔과 직교하는 방향으로 복수의 가로보가 더 구성됨을 특징으로 하는 조립형 교량.
6. 교대 및 교각을 설치하는 단계와, 가이드빔을 설치하는 단계와, 블록을 거치하는 단계와, 가이드빔과 블록을 부착하는 단계와, 마무리시공을 하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 조립형 교량의 시공방법.
7. 제 6항에 있어서,

   마무리시공을 하는 단계에는 블록에 있어 상판 플레이트를 콘크리트 슬래브로 사용하는 경우 바닥판 철근을 배근하고 바닥판 콘크리트를 타설하는 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 조립형 교량의 시공방법.

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