KR20120108073A

KR20120108073A - 상자형 강합성 거더의 제작 방법 및 이를 이용한 상자형 교량의 시공 방법

Info

Publication number: KR20120108073A
Application number: KR1020110025598A
Authority: KR
Inventors: 김충언; 김성태
Original assignee: (주)삼현피에프; (주)대흥이엔지
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2012-10-05

Abstract

본 발명은 상자형 강합성 거더의 제작 공법 및 이를 이용한 교량의 시공 방법에 관한 것으로, 상부 플랜지와 하부 플랜지 및 한 쌍의 복부로 이루어지고, 길이 방향으로의 중앙부는 상측이 개방되어 단면이 U자형이고 단부는 상측이 폐합되어 단면이 'ㅁ'자형인 강상자형 분절강재거더를 제작하는 거더제작단계와; 상부가 개방된 상기 분절강재거더의 중앙부에 상기 개구부를 폐합시키는 부분바닥판 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집을 동바리에 지지되도록 설치하는 거푸집 설치단계와; 현장에서 타설되는 바닥판 콘크리트보다 높은 압축 강도를 갖는 굳지 않은 콘크리트를 상기 거푸집에 타설하여 부분바닥판을 상기 분절강재거더에 합성하여 상기 U자형 단면의 상측 개구부를 폐합하는 부분바닥판 합성단계와; 상기 거푸집과 상기 동바리를 제거하는 단계를; 포함하여 구성되어, U자형 분절강재거더에 부분바닥판을 합성하는 데 있어서, 분절강재거더의 중앙부에 상기 개구를 폐합시키는 거푸집이 동바리에 지지되게 설치됨으로써, U자형 분절강재거더의 개구부를 폐합하는 부분바닥판이 그 자중에 의한 압축 응력이 부분 바닥판에 작용하게 되지만, 종래와 달리 시간이 오래 소요되는 U자형 분절거더의 상호 가연결 공정을 배제할 수 있고, 동시에, U자형 분절거더의 가연결 공정에 사용된 수백개의 볼트를 폐기해야 하는 비용과 자원의 낭비를 해소할 수 있는 상자형 강합성 거더의 제작 방법 및 이를 이용한 상자형 교량의 시공 방법을 제공한다.

Description

상자형 강합성 거더의 제작 방법 및 이를 이용한 상자형 교량의 시공 방법 {MANUFACTURING METHOD OF BOX TYPE STEEL-CONCRETE COMPOSITE GIRDER AND CONSTRUCTION METHOD OF THEREOF}

본 발명은 상자형 강합성 거더의 제작 방법 및 이를 이용한 상자형 교량의 시공 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 브레이싱재를 사용하지 않고서도 비틀림 변형이 적어 안정된 교량 시공이 가능하며, 강재의 사용 효율을 극대화하여 경제성이 향상된 상자형 강합성 거더의 제작 방법 및 이를 이용한 상자형 교량의 시공 방법에 관한 것이다.

강합성 거더는 강재 거더와 콘크리트가 합성된 구조로서 교량을 제작하는 데 널리 사용되고 있다. 특히, 폐단면으로 이루어지는 상자형 강합성 거더는 단면계수가 커서 높은 저항 능력을 갖기 때문에, 활하중이 큰 철도교나 장경간 교량에 널리 적용되고 있다. 그러나, 폐단면의 강재거더는 폐단면 내부에 다수의 보강재를 용접하는 데 어려움이 수반되어 시공성이 저하되는 문제가 있을 뿐만 아니라, 바닥판이 합성된 이후에는 중립축의 상측에는 응력 여유가 많은 상태가 되어 불필요하게 강재의 사용량이 많아져 구조 효율성과 경제성이 저하되는 문제가 야기되었다.

더욱이 최근에는 강재의 가격이 높아짐에 따라 강재의 사용량을 줄이고자 하는 시도가 행해졌다. 즉, 통상적으로 사용되던 'ㅁ'자 형상의 폐단면을 갖는 강재거더 대신에 상부가 개방된 U자형 개단면의 강재거더를 사용하는 것인데, 이를 통해, 강재의 효율성과 경제성이 향상되며 보강재의 용접 연결 등과 관련된 작업 공정의 안전성이 증대되는 'ㅁ'자 형상의 폐단면 강재거더에서는 얻을 수 없는 장점이 얻어진다.

그러나, U자형 개단면의 강재거더를 사용하여 현장에서 콘크리트를 일괄 타설하여 바닥판을 강재거더에 합성하는 경우, 강재 거더에는 자중 및 바닥판의 자중에 의한 합성 전 응력뿐만 아니라 추가로 타설되는 도로 포장 등의 2차 고정하중 및 활하중에 의한 합성 후 응력이 추가되므로, 강재 거더의 상부 플랜지에 큰 압축응력이 발생되고, 이에 따라 U자형 강재거더의 복부 상측에 고정된 상부 플랜지의 단면을 비대하게 형성해야 하므로 비경제적인 문제점이 야기된다. 또한, U자형 개단면을 현장으로 이동하거나 바닥판 콘크리트를 타설하는 공정에서 개단면 거더의 비틀림 변형을 방지하기 위하여 다수의 브레이싱재 설치가 필요하여 제작 비용이 증가되는 문제가 있다. 그리고, 바닥판 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집을 설치한 후, 거푸집과 이를 지지하는 동바리를 제거하는 것도 좁고 컴컴한 거더 내부에서 행해야 하므로 매우 복잡하고 시간이 오래 소요되는 공정을 거쳐야 하는 문제가 야기되었다.

이와 같은 문제를 해소하기 위하여, U자형 강재거더의 상측에 바닥판의 일부 두께를 갖는 부분 바닥판을 미리 합성시켜 U자형 개단면의 비틀림 변형을 부분 바닥판으로 구속하는 방법이 대두되었다.

이 가운데 하나는 최병호가 2005. 11. 28에 출원하여 특허등록된 대한민국 등록특허 제10-727683호의 "강거더 및 콘크리트 바닥판을 갖는 조기합성 거더시스템"이다. 그러나, 최병호의 거더 시스템은 부분 바닥판을 보강 철근과 함께 프리캐스트 형태로 미리 제작한 후에 U자형 강재거더의 상측에 연결시키는 것인데, 강재 거더가 길이 방향을 따라 굽어진 형상을 갖는 경우에는 프리캐스트 부분 바닥판이 곡선의 형태로 제작되어야 하기 때문에, 경제성과 시공성이 저하되며, 부분바닥판의 종방향 연결부에서 철근이 연결되지 않는 치명적인 구조상의 문제점을 갖는 한계가 있었다. 또한, 이 방법에 의한다면 프리캐스트 부분 바닥판을 제작할 때 U자형 강재거더의 복부 끝단에 고정된 짧은 상부 플랜지에 돌출된 스터드에 부합하도록 관통공을 형성하는데 있어 매우 어려운 한계가 있다.

한편, 위 등록특허의 발명자였던 최병호 등은 대한민국 공개특허공보 제2009-55935호의 "분절형 복합박스거더 제작방법"을 고안하였다. 이 방법은 부분 바닥판을 U자형 강재거더에 합성하는 데 있어서 U자형 분절거더를 연결시킨 상태로 U자형 강재거더의 상측 개구부를 메우는 부분 바닥판을 합성함으로써, 부분 바닥판의 자중이 U자형 분절거더에 지지되어 부분 바닥판의 자중에 의한 압축 응력의 발생을 방지하는 구성을 개시하고 있다.

그러나, 상기 방법은 부분 바닥판에 자중에 의한 압축 응력이 발생하지 않도록 하기 위하여, 분절 거더를 상호 연결하는 데, 일단 분절거더를 상호 연결하는 데 사용된 수백개의 볼트는 자중에 의한 응력을 받기 때문에 재사용이 불가능하고, 분절거더가 상호 연결된 상태에서는 분절 거더의 자중에 의한 처짐이 발생되어, 분리 후 분절거더를 현장으로 운반한 후에 다시 분절거더를 새로운 볼트로 다시 연결하고자 할 때에 분절거더의 처짐에 의해 연결 플레이트의 구멍을 통해 볼트 연결하는 것이 곤란해지는 문제점이 있었다. 무엇보다도, 상기 방법은 부분 바닥판의 합성을 위하여 수백개의 볼트로 분절 거더를 연결한 후 수백개의 볼트를 다시 해체시켜 수백개의 볼트를 폐기시켜야 하고, 현장에서 다시 수백개의 볼트를 다시 한번 체결하여 분절 거더를 연결하는 공정이 오랜 시간이 소요되어 시공성과 경제성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 부분 바닥판을 활용한 U자형 거더를 이용하여 교량을 시공함에 있어서 경제성이 우수할 뿐만 아니라 시공성이 향상된 방법의 필요성이 높게 대두되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 브레이싱재를 사용하지 않고서도 비틀림 변형이 적어 안정된 교량 시공이 가능하며, 강재의 사용 효율을 극대화하여 경제성이 향상된 상자형 강합성 거더의 제작 방법 및 이를 이용한 상자형 교량의 시공 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 U자형 분절 강재거더의 개구부에 미리 합성하는 부분 바닥판에 자중에 의한 압축응력이 작용하도록 함으로써, 부분 바닥판으로 합성하는 콘크리트를 자중에 저항하는 부재로 활용할 수 있도록 하여 추가 바닥판 콘크리트 타설 시 필요하였던 다수의 브레이싱재의 사용을 생략할 수 있을 뿐만 아니라, 부분 바닥판이 자중에 의한 압축응력을 받지 않도록 합성하는 방법에 비하여 분절거더의 가연결 공정에서 수백개의 볼트를 폐기해야 하는 비용과 자원의 낭비를 해소할 수 있도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.

이를 통해, 본 발명은 종래에 비하여 월등히 짧은 시간에 간단한 공정에 의하여 교량을 제작할 수 있는 상자형 강합성 거더를 제작하고, 이를 이용하여 강상자형 교량을 시공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 달성하기 위하여, 상부 플랜지와 하부 플랜지 및 한 쌍의 복부로 이루어지고, 길이 방향으로의 중앙부는 상측이 개방되어 단면이 U자형이고 단부는 상측이 폐합되어 단면이 'ㅁ'자형인 강상자형 분절강재거더를 제작하는 거더제작단계와; 상부가 개방된 상기 분절강재거더의 중앙부에 상기 개구부를 폐합시키는 부분바닥판 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집을 동바리에 지지되도록 설치하는 거푸집 설치단계와; 굳지 않은 콘크리트를 상기 거푸집에 타설하여 부분바닥판을 상기 분절강재거더에 합성하여 상기 U자형 단면의 상측 개구부를 폐합하는 부분바닥판 합성단계와; 상기 거푸집과 상기 동바리를 제거하는 단계를; 포함하여, 상기 부분바닥판 콘크리트가 상기 상자형 강합성 거더의 자중을 부담하는 것을 특징으로 하는 상자형 강합성 거더의 제작 공법을 제공한다. 여기서, 상기 부분 바닥판은 현장에서 타설되는 바닥판 콘크리트보다 높은 압축 강도를 갖는 콘크리트로 타설되어 합성될 수 있다.

이는, U자형 분절강재거더에 부분바닥판을 합성하는 데 있어서, 분절강재거더의 중앙부에 상기 개구를 폐합시키는 거푸집이 동바리에 지지되게 설치됨으로써, U자형 분절강재거더의 개구부를 폐합하는 부분바닥판이 U자형 분절강재거더가 모두 조립되었을 때, 그 자중에 의한 압축 응력이 부분 바닥판에 작용하게 되지만, 종래와 달리 시간이 오래 소요되는 U자형 분절거더의 상호 가연결 공정에서의 작업의 편의를 도모하고, 동시에, U자형 분절거더의 가연결 공정에 사용된 수백개의 볼트를 폐기해야 하는 비용과 자원의 낭비를 해소할 수 있도록 하기 위함이다.

그리고, U자형 분절강재거더의 폐합부를 형성하는 부분 바닥판은 자중에 의한 압축응력에 견디기 위하여 바닥판 콘크리트보다는 높은 압축 강도를 갖는 고강도 콘크리트로 형성함으로써, 시공성과 경제성을 만족하면서 충분한 저항 능력을 갖는 부분 바닥판을 구비할 수 있게 된다. 이와 같이, 고강도 콘크리트로 합성된 부분 바닥판에는 현장에서 시공되는 바닥판 콘크리트의 하중과, 도포 포장 등의 2차 고정 하중 및 활하중에 의해 압축 응력이 크게 작용하는 데, 이와 같은 압축 응력을 보다 효과적으로 견딜 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 사용되는 분절강재거더는 전체가 U자형 단면으로 형성되지 않고, 각 분절거더의 양단부는 'ㅁ'자로 폐합됨에 따라, 분절강재거더를 제작한 이후에 부분바닥판을 합성하는 사이에, 분절강재거더를 취급하거나 부분 바닥판을 합성하는 데 필요한 거푸집을 설치하는 과정에서 쉽게 비틀리는 변형이 억제되어, 비틀림 변형을 방지하기 위한 브레이싱재나 보강재를 보다 많이 설치해야 하는 문제점을 해소할 수 있을 뿐만 아니라 연결부재간의 연결성도 제고할 수 있다.

이 때, 상기 거더제작단계에서는, 상기 분절강재거더의 종방향으로의 양단부에 상기 부분 바닥판을 합성하기 위한 상기 거푸집의 일부를 철 재질로 상기 분절강재거더에 미리 고정해두는 단계를 포함하여, 상기 분절강재거더에 부분 바닥판을 합성하기 위한 거푸집의 설치 공정을 줄일 수 있다. 이 뿐만 아니라, 분절강재거더에 고정된 거푸집의 일부를 상기 부분 바닥판이 합성된 이후에도 그대로 유지시킴으로써, 제작된 상자형 강합성 거더에 자중이나 외력이 작용하여 휨 변형이 발생되는 경우에 얇은 두께로 합성되는 부분 바닥판의 양단부를 미리 분절강재거더에 고정된 철재의 거푸집이 견고하게 지지하므로, 얇은 두께로 합성된 부분 바닥판이 강거더의 수평전단력을 전달할 때 균열이나 손상되는 것을 방지할 수 있다.

이 때, 분절강재거더에 미리 설치되는 철 재질의 양단부 거푸집은 상기 부분 바닥판의 바깥쪽을 향해 종방향으로 뻗은, 예를 들어 철근과 같은, 돌출부를 구비하여, 수개의 분절강재거더가 종방향으로 연결된 이후에 교량 시공을 위해 교각이나 교대에 거치된 후에 완전한 두께의 바닥판을 타설하더라도, 나중에 합성되는 바닥판과 미리 합성된 부분 바닥판의 종방향으로의 연결 상태를 양호하게 유지시킬 수 있다.

이와 유사한 작용을 얻기 위하여, 분절강재거더에 미리 설치되는 철 재질의 양단부 거푸집은 부분 바닥판을 보강하는 철근이 양단부 거푸집을 관통할 수 있는 구멍을 구비하고, 이 구멍을 중심으로 상하로 분리 가능하게 형성될 수도 있다. 이를 통해, 양단부 거푸집의 하측 거푸집은 미리 분절강재거더에 고정된 상태로 두고, 부분 바닥판을 보강하는 철근 중 일부가 양단부 거푸집의 구멍을 통과하도록 배근한 후, 양단부 거푸집의 상측 거푸집을 하측 거푸집에 결합시키는 것에 의해, 부분 바닥판의 철근이 양단부 거푸집을 관통한 상태로 설치되면서 합성되는 부분 바닥판이 양단부 거푸집에 의해 견고히 지지될 수 있다.

한편, 본 발명은, 상부 플랜지와 하부 플랜지 및 한 쌍의 복부로 이루어지고, 길이 방향으로의 중앙부는 상측이 개방되어 단면이 U자형이고 단부는 상측이 폐합되어 단면이 'ㅁ'자형인 강상자형 분절강재거더를 제작하는 거더제작단계와; 상부가 개방된 상기 분절강재거더의 중앙부에 상기 개구부를 폐합시키는 부분바닥판 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집으로서, 타설되는 부분바닥판 콘크리트와 함께 교량에 영구적으로 설치되는 상기 거푸집을 상기 분절강재거더에 설치하는 거푸집 설치단계와; 굳지 않은 콘크리트를 상기 거푸집에 타설하여 부분바닥판 콘크리트를 상기 분절강재거더에 합성하여 상기 U자형 단면의 상측 개구부를 폐합하는 부분바닥판 합성단계를; 포함하여, 부분바닥판 콘크리트가 상기 상자형 강합성 거더의 자중을 부담하는 것을 특징으로 하는 상자형 강합성 거더의 제작 공법을 제공한다. 여기서, 상기 부분 바닥판은 현장에서 타설되는 바닥판 콘크리트보다 높은 압축 강도를 갖는 콘크리트로 타설되어 합성될 수 있다.

즉, 부분 바닥판을 U자형 분절강재거더에 합성하는 데 사용되는 거푸집은 해체 가능한 것을 사용할 수도 있지만, 데크플레이트와 같이 타설되는 부분바닥판 콘크리트와 함께 교량에 영구적으로 설치되는 영구 거푸집으로 사용될 수도 있다. 이를 통해, 부분 바닥판을 U자형 분절강재거더에 합성한 이후에 거푸집과 동바리를 제거하는 공정을 없앨 수 있으므로 시공성이 보다 향상된다.

이 때, 상기 거푸집은 동바리에 의해 지지되지 않으므로 상기 상부 플랜지 상에 거치되어 설치된다.

그리고, 상기 상자형 강합성 거더는 현장에서 분절강재거더와 부분바닥판이 합성될 수도 있지만, 분절강재거더의 취급이나 운반 중에 비틀림 변형이 발생하는 것을 보다 효율적으로 억제하기 위하여 현장으로 운반되기 이전에 공장에서 제작되는 것이 좋다.

한편, 상기와 같이 U자형 분절강재거더에 미리 부분바닥판을 합성하여 제작되는 상자형 강합성 거더를 이용하여 교량을 시공하는 방법으로서, 본 발명은, 상기와 같이 상자형 강합성 거더를 제작하는 단계와; 상기 부분바닥판이 합성된 상기 강합성거더를 현장으로 운반하는 단계와; 상기 강합성거더를 교량의 시공 현장에서 종방향으로 연결하여 일체화된 거더를 제작하는 거더일체화단계와; 상기 일체화된 거더를 교량 하부 구조의 교좌 장치 위에 적어도 하나 이상 횡방향으로 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 거치시키는 거더거치단계와; 상기 일체화된 거더의 상측에 바닥판 콘크리트를 타설하기 위한 제2거푸집을 상기 일체화된 거더에 설치하는 제2거푸집 설치단계와; 상기 바닥판 콘크리트에 매설되는 철근을 배근하는 단계와; 상기 제2거푸집과 상기 부분바닥판 위에 미리 정해진 두께의 바닥판 콘크리트를 합성하는 바닥판 합성단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 강상자형 교량의 시공 방법을 제공한다. 상기 강합성거더를 제작하는 단계에서, 부분 바닥판은 현장에서 타설되는 바닥판 콘크리트보다 높은 압축 강도를 갖는 콘크리트로 타설되어 합성된 강합성 거더로 제작될 수 있다.

이 때, 상기 강상자형 교량은 2경간 이상의 연속 교량으로 제작될 수 있는데, 2경간 이상의 연속 교량으로 제작되는 경우에는 상기 일체화된 거더와 종방향으로 연결되어 상기 연속 교량의 연속부의 교각 상부에 거치되고, 전 길이에 걸쳐 'ㅁ'자 형상의 폐단면을 이루는 부모멘트 강재거더를 제작하는 단계를 추가적으로 포함하여; 상기 연속 교량의 연속부인 교각 상부에서는 상기 강재거더의 사이에 상기 부모멘트 강재거더가 개재되도록 배열된다.

이를 통해, 거더의 상부에 인장 응력이 크게 작용하는 연속부 교각 상측에서는 'ㅁ'자 형상의 폐단면을 이루는 부모멘트 강재거더에 의하여, 연속부에서 크게 작용하는 부모멘트를 효과적으로 상쇄시킬 수 있다.

그리고, 상기 부모멘트 강재거더의 하부 플랜지에는 단면보강용 콘크리트가 추가로 합성되어 연속부 교각 상측에서 거더의 하부에 크게 작용하는 압축 응력에 대하여 보다 효율적으로 저항할 수도 있다.

이상에서 기재된 바와 같이, 본 발명은, U자형 분절강재거더에 부분바닥판을 합성하는 데 있어서, 분절강재거더의 중앙부에 상기 개구부를 폐합시키는 거푸집이 동바리에 지지되게 설치됨으로써, U자형 분절강재거더가 모두 조립되어 하부구조 상에 가설되었을 때, U자형 분절강재거더의 개구부를 폐합하는 부분바닥판에는 그 자중에 의한 압축 응력이 부분 바닥판에 작용하게 되어 강재사용량을 저감할 수 있을 뿐만 아니라, 종래와 달리 시간이 오래 소요되는 U자형 분절거더의 상호 가연결 공정작업에 편의를 도모 할 수 있고, 동시에, U자형 분절거더의 가연결 공정에 사용된 수백개의 볼트를 폐기해야 하는 비용과 자원의 낭비를 해소할 수 있는 상자형 강합성 거더의 제작 방법 및 이를 이용한 상자형 교량의 시공 방법을 제공한다.

즉, 본 발명에서는 U자형 분절강재거더의 폐합부를 형성하도록 미리 시공되는 부분 바닥판이 자중에 의한 압축응력을 보다 효율적으로 저항하기 위하여 바닥판 콘크리트보다는 높은 압축 강도를 갖는 고강도 콘크리트로 형성함으로써, 시공성과 경제성을 만족하면서 충분한 저항 능력을 갖는 부분 바닥판을 구비한 상자형 강합성 거더를 제작할 수 있는 유리한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 이와 같이 고강도 콘크리트로 합성된 부분 바닥판을 구비한 상자형 강합성 거더를 이용하여 교량을 시공함에 따라, 현장에서 시공되는 바닥판 콘크리트의 하중과, 포장 등의 2차 고정 하중 및 활하중에 의해 크게 작용하는 압축 응력을 부분바닥판에 의해 보다 효과적으로 저항할 수 있는 장점이 얻어진다.

이와 더불어, 본 발명은 U자형 개단면 강재거더에 부분 바닥판을 공장에서 미리 합성한 후 교량의 시공 현장에서 바닥판 콘크리트를 타설하더라도, 종래와 같이 바닥판 콘크리트의 타설 중량을 견디기 위하여 상부 플랜지를 비대하게 형성하지 않더라도, 부분 바닥판에 의해 폐합 단면이 이미 형성되어 있고 중립축이 충분히 높은 위치로 이동된 상태이어서 바닥판의 중량 및 활하중 등을 효과적으로 지지할 수 있게 되므로 강재거더의 사용 효율을 극대화할 수 있는 잇점이 얻어진다.

그리고, 본 발명은 U자형 분절강재거더의 폐합부를 형성하는 부분 바닥판을 합성하는 데 있어서, 부분 바닥판 콘크리트와 함께 매립되는 영구 거푸집을 사용함에 따라, 부분 바닥판을 분절강재거더에 합성한 이후에 거푸집과 동바리를 제거할 필요가 없게 되어 공기단축 및 시공성이 향상되는 유리한 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명은 분절강재거더의 중앙부가 U자형 단면이지만 양 끝단이 'ㅁ'자형 폐단면을 이룸에 따라, 현장에서 바닥판을 시공할 때 뿐만 아니라, 공장에서 부분 바닥판을 시공하는 때에도 브레이싱재를 사용하지 않고서도 비틀림 변형이 적어 상자형 강합성 거더를 짧은 시간에 낮은 비용으로 간편하게 제작할 수 있는 장점도 얻어진다.

이를 통해, 본 발명은 종래에 비하여 월등히 짧은 시간과 간단한 공정에 의하여 강재의 사용량을 최소화하면서 우수한 저항 능력을 갖는 교량을 시공할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 상자형 강합성 거더의 구성을 도시한 사시도
도2는 도1의 상자형 강합성 거더를 제작하기 위한 강재 거더를 도시한 사시도
도3a는 도2의 절단선 A-A에 따른 횡단면도
도3b는 도2의 절단선 B-B에 따른 횡단면도
도4는 도2의 강재 거더의 개구부에 제1거푸집이 설치된 구성의 횡단면도
도5는 도4의 제1거푸집 상부에 보강철근이 설치된 구성의 횡단면도
도6은 강재 거더의 개구부에 부분 바닥판이 합성된 구성의 횡단면도
도7은 도1의 상자형 강합성 거더를 운반하는 단계를 도시한 개략도
도8은 도1의 상자형 강합성 거더를 연결한 일체화된 거더를 도시한 사시도
도9a는 도8의 일체화된 거더를 하부 구조 상에 거치시켜 단순교를 구성한 상태를 도시한 개략도
도9b는 도8의 일체화된 거더를 하부 구조 상에 거치시켜 연속교를 구성한 상태를 도시한 개략도
도10은 거치된 일체화된 거더에 보강 철근이 배근되고 제2거푸집이 설치된 상태를 도시한 절단선 C-C 및 D-D에 따른 횡단면도
도11a는 제2거푸집을 이용하여 바닥판이 합성된 구성을 도시한 횡단면도
도11b는 도11a의 종단면도
도12는 도9b의 절단선 E-E에 따른 횡단면도
도13은 본 발명의 제1실시예에 따른 상자형 교량의 시공 방법을 순차적으로 도시한 순서도
도14는 본 발명의 제2실시예에 따른 상자형 강합성 거더의 제작 방법의 한 공정으로서, 영구거푸집 타입의 제1거푸집이 강재 거더의 개구부에 설치된 상태의 도2의 절단선 B-B에 따른 횡단면도
도15는 본 발명의 제3실시예에 따른 상자형 강합성 거더의 제작 방법에 의해 제작된 상자형 강합성 거더의 사시도
도16은 도15의 강재 거더의 형상을 도시한 사시도
도17은 도15의 'X'부분의 확대도
도18은 또 다른 실시 형태에 따른 도15의 'X'부분의 확대도

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 상자형 강합성 거더의 제작 방법을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명의 제1실시예에 따라 제작되는 상자형 강합성 거더(100)는 도1에 도시된 바와 같이 분절강재거더(110)의 상측에 철근(130)이 배근된 후 분절강재거더(110)의 개구부(C)를 덮는 부분 바닥판(140)이 합성되어, 종방향으로 다수 연결된 상태로 교량에 거치되는데 사용된다. 이와 같은 상자형 강합성 거더(100)는 이하의 공정을 거쳐 제작된다.

단계 1: 먼저 도2에 도시된 바와 같이 중앙부(110m)가 개방된 U자형 단면의 분절강재거더(110)를 제작한다(S110). 여기서, 분절강재거더(110)는 분절강재거더(110)의 밑면을 형성하는 하부 플랜지(111)와, 하부 플랜지(111)의 양측 끝단으로부터 약간 이격된 위치로부터 상방으로 뻗은 한 쌍의 복부(112)와, 중앙부(110m)에 개구(C)가 형성되어 복부(112)의 상면에 결합된 상부 플랜지(113)와, 분절강재거더(110)의 상측에 바닥판이 타설되면 바닥판과 분절강재거더(110)가 보다 견고하게 합성되도록 상부 플랜지(113)의 양측변에 상방 돌출 고정된 다수의 스터드(114)와, 하부 플랜지(111)와 복부(112)와 상부 플랜지(113)를 상호 견고하게 연결하는 다수의 보강재(115)로 구성된다.

이에 따라, 도2 내지 도3b에 도시된 바와 같이, 분절강재거더(110)의 양끝단(110e)부는 'ㅁ'자 현상으로 폐단면을 이루도록 형성하고, 그 사이의 중앙부(110m)에는 상부가 개방되도록 U자형 개단면을 형성하여, 분절강재거더(110)에서 강재의 사용량을 최소화하면서도, 양 끝단(110e)는 'ㅁ'자 형상의 폐단면을 구비함에 따라, 분절강재거더를 취급하거나 부분 바닥판을 합성하는 과정에서 비틀리는 변형이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 분절강재거더(110)는 교량을 시공하는 데 있어서 교좌 장치 상에 거치될 수 있도록 종방향으로 길게 상호 연결되는데, 따라서 상기 분절강재거더(110)의 양단부에는 인접한 분절강재거더(110)와의 종방향 볼트연결을 위한 다수의 볼트공(111a, 112a, 113a)이 미리 형성된다.

단계 2: 그리고 나서, 도4에 도시된 바와 같이, 분절강재거더(110)의 중앙부(110m)에 위치한 개구부(C)를 폐합시키는 부분 바닥판(140)을 타설하기 위한 거푸집(120)을 설치한다. 이 때, 부분 바닥판(140)은 자중에 의한 거푸집의 변형을 방지하기 위하여 동바리(121)에 의해 지지되도록 설치되며, 거푸집(120)과 분절강재거더(110)의 상부플랜지(113) 사이에 틈새가 발생하지 않도록 동바리(121)에는 높이 조절용 턴버클(121a)이 구비된다. 이를 통해, 거푸집(120)은 분절강재거더(110)의 상부플랜지(113)의 하면에 밀착되게 설치된다.

그 다음, 도5에 도시된 바와 같이, 바닥 거푸집(120)과 측면 거푸집(122)의 사이에 타설되는 콘크리트의 강도를 보강하는 보강 철근(130)이 배근된다(S120). 보강 철근(130)은 부분 바닥판(140)에 매립되는 매립 철근(131)과, 교량의 시공 현장에서 타설되는 바닥판 콘크리트(150)에 매립되도록 부분 바닥판(140) 및 바닥판을 상하 방향 및 종방향으로 연결하는 노출 철근(132, 133)으로 이루어진다.

단계 3: 그리고 나서, 도6에 도시된 바와 같이, 교량의 시공 현장에서 타설되는 바닥판 콘크리트(150)보다 높은 압축 강도를 갖는 고강도 콘크리트를 거푸집(120, 122)에 타설하여, U자형 분절강재거더(110)에 부분 바닥판(140)을 합성시킨다(S130). 이에 따라, 분절강재거더(110)에 부분 바닥판(140)이 합성된 상자형 강합성 거더(100)는 분절강재거더(110)의 개구부(C)가 폐단면으로 폐합되어, 운반이나 취급 과정에서 뿐만 아니라 교량의 시공 현장에서 바닥판을 시공하는 공정에서도 바닥판 콘크리트(150)의 무게에 의해 분절강재거더(110)의 비틀림 변형을 억제하는 높은 저항 능력을 갖게 된다.

상기와 같은 공정에 의해 제작되는 본 발명의 제1실시예에 따른 상자형 강합성 거더(100)의 제작 방법은 U자형 분절강재거더(110)에 부분바닥판(140)을 합성하는 데 있어서, 분절강재거더(110)의 중앙부(110m)에 상기 개구(C)를 폐합시키는 거푸집(120)이 동바리(121)에 지지되게 설치하고 동시에 부분 바닥판을 고강도의 콘크리트로 합성함으로써, 종래에 분절강재거더에 합성되는 부분 바닥판을 합성하는 데 있어서 부분 바닥판의 자중에 의한 압축 응력이 작용하지 않도록 하기 위하여 U자형 분절거더를 가연결하는 오랜 시간이 소요되는 공정과 가연결 공정에서 사용된 수백개의 볼트를 폐기해야 하는 비용과 자원의 낭비의 문제점을 일거에 해소하고, 부분 바닥판의 합성 공정에 사용되는 브레이싱재 등의 설치 및 해체의 번거로움을 해소할 수 있는 장점이 얻어진다.

즉, 본 발명의 제1실시예에 따른 상자형 강합성 거더의 제작 방법은 최소한의 강재의 사용으로 최종적으로 교량에 시공된 상태에서 응력이 작게 작용하는 부분에 과도한 양의 강재가 사용되는 것을 방지하고, 상자형 강합성 거더의 제작 효율을 극대화하는 시공성과 경제성이 모두 충족되는 유리한 효과가 얻어진다.

이하, 상기와 같이 제작된 상자형 강합성 거더(100)를 이용하여 교량을 시공하는 방법(S100)을 상술한다. 다만, 본 발명의 제1실시예에 따른 상자형 교량의 시공 방법(S100)을 설명하는 데 있어서, 전술한 상자형 강합성 거더(100)의 제작 방법에서 설명한 단계 1 내지 단계 3은 생략하기로 한다.

단계 4: 상자형 강합성 거더(100)의 제작이 완성되면, 도7에 도시된 바와 같이, 공장에서 제작된 상자형 강합성 거더(100)는 운반 수단(88)에 의해 현장으로 운반된다(S140).

한편, 도로교통법에 의하면 트럭 등의 운반수단(88)에 의해 교량의 시공 현장으로 운반할 수 있는 거더의 길이가 제한되므로, 최근 장경간 교량에 사용되는 거더는 현장에서 긴 거더 형태로 시공되거나 공장에서 제작된 분절거더를 운반하여 연결하는 형태로 시공될 수밖에 없는 데, 현장의 작업 여건 상 강재 거더를 현장에서 제작하는 것이 곤란할 수도 있고 현장에서 거더의 제작부터 행하는 것은 작업 효율이 저하되는 문제가 야기되므로, 공장에서 분절 거더를 미리 제작하고 이를 현장으로 운반하여, 운반된 분절거더를 현장에서 연결하여 교량을 시공하는 것이 보다 효율적이다.

단계 5: 그 다음, 도8에 도시된 바와 같이, 교량의 시공 현장으로 운반된 다수의 분절 강합성 거더(100)를 연결 플레이트(160)로 종방향으로 연결하여, 교량의 경간에 부합하는 길이의 일체화된 거더(100')를 제작한다(S150). 이 때, 도면에 도시된 바와 같이, 분절 강합성 거더(100)를 종방향으로 상호 연결하는 데에는, 통상 연결플레이트(160)의 구멍과 분절강재거더(110)의 구멍(111a,112a,113a)을 수많은 볼트가 동시에 관통한 상태로 체결되는 것에 의해 행해진다. 즉, 본 발명에 따른 상자형 교량의 시공 방법은 단 1회의 볼트 연결에 의해 분절 강합성 거더(100)를 종방향으로 연결하므로, 사용한 볼트를 폐기하는 등의 문제가 발생되지 않는다.

단계 6: 상기와 같이 제작된 일체화된 거더(100')를 크레인으로 인상하여 도9a에 도시된 단순교 또는 도9b에 도시된 연속교 형태로 교량의 하부 구조인 교좌 장치(10a, 20a) 상에 거치시킨다(S160). 이 때, 시공하고자 하는 교량의 폭에 따라 일체화된 거더(100')는 교축 횡방향을 따라 1개만 거치될 수도 있지만 2 이상의 복수의 열로 거치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 일체화된 거더(100')가 횡방향을 따라 3열로 배열된 교량을 예로 들어 설명하기로 한다.

한편, 도9b에 도시된 바와 같이, 연속부인 교각(20)의 상부에 부모멘트 거더(190)를 거치하여 연속화된 교량을 시공하는 경우에는, 일체화된 거더(100')와 부모멘트 거더(190)를 상호 연결하기 위하여 가설용 교각(미도시)이 사용될 수 있다.

여기서, 부모멘트 거더(190)는 도12에 도시된 바와 같이 하부 플랜지(191)와 한 쌍의 복부(192)와 이들을 폐합시키는 상부 플랜지(193)로 이루어진 'ㅁ'자 강재 거더로 형성되어, 교량 연속부의 교각(20)에 위치한 거더에 작용하는 큰 부모멘트로 인하여 거더 상측에 작용하는 인장 응력을 효과적으로 저항할 수 있게 된다.

그리고 부모멘트 거더(190)의 중립측 하연에는 부모멘트에 따른 압축응력이 작용하는 데, 부모멘트에 따른 거더 중립축 하연의 압축 응력을 효과적으로 견디기 위하여 부모멘트 거더의 하부 플랜지에는 단면보강용 콘크리트(195)가 더 합성될 수 있다.

도9b의 절단선 C-C 및 절단선 D-D에 따른 단면은 도9a의 절단선 C-C 및 절단선 D-D에 따른 단면과 동일하거나 유사하게 형성된다.

단계 7: 그리고 나서, 도10에 도시된 바와 같이, 횡방향으로 이격되게 배열된 일체화된 거더(100')의 상측에 차량 등의 통행을 위한 바닥판을 합성하기 위한 제2거푸집(170)을 설치한다(S170). 제2거푸집(170)은 일체화된 거더(100')의 사이에 바닥판 콘크리트(150)를 타설하기 위한 사이 거푸집(171)과, 횡방향으로의 최외각 거더의 바깥쪽으로 뻗은 단부 거푸집(173)과, 단부 거푸집(173)의 양끝단에 위치하여 바닥판 콘크리트(150)의 양끝단을 한정하는 측면 거푸집(172)을 포함하여 구성된다.

여기서, 거더(100')의 복부(112)로부터 돌출된 하부 플랜지(111)의 끝단에는 버팀보(174)가 양단 지지되도록 설치되고, 사이 거푸집(171)은 버팀보(174) 상에 위치한 동바리(175)에 지지되도록 설치된다. 이 때, 동바리(175)는 턴버클(175a)에 의해 길이 조절이 가능하여, 사이 거푸집(171)과 강합성 거더(100)의 상부 플랜지(113)의 사이에 틈새가 발생되지 않도록 사이 거푸집(171)을 설치할 수 있게 된다. 그리고, 단부 거푸집(173)은 횡방향으로의 최외곽 거더(100')의 측면에 지지되도록 통상 삼각형 형상의 지지대(173a)에 의해 하방 지지된다.

단계 8:　바닥판을 합성하기 위한 제2거푸집(170)의 설치가 완료되면, 도10에 도시된 바와 같이, 바닥판 콘크리트(150)의 강도를 보강하는 보강 철근(180)을 바닥판 전체에 대하여 배근한 후, 도11a 및 도11b에 도시된 바와 같이, 제2거푸집(170)에 굳지 않은 콘크리트를 타설하여 바닥판을 일체화된 강합성 거더(100')에 합성한다(S180).

단계 9: 바닥판 콘크리트(150)가 양생되어 바닥판이 일체화된 거더(100')에 합성되면, 도11a에 도시된 바와 같이, 아스팔트 등으로 도로 포장면(151)을 시공하고, 방호벽(152)을 설치하여 교량의 시공을 완성한다.

상기와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 상자형 교량의 시공 방법은 단계 1 내지 단계 3을 통해 살펴본 상자형 강합성 거더(100)의 제작 방법에서 얻어지는 장점을 모두 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 강재의 사용량을 줄이면서 부분 바닥판(140)을 시공할 수 있고, 분절 거더를 상호 연결하는 수백개의 볼트를 폐기하지 않아도 되므로, 종래에 비하여 월등히 짧은 시간과 간단한 공정에 의하여 강재의 사용량을 최소화하면서 우수한 저항 능력을 갖는 교량을 시공할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명의 제2실시예에 따르면, 상자형 강합성 거더를 제작하는 데 있어서, 부분 바닥판(140)을 합성하는 거푸집은 동바리에 의해 지지되어 부분 바닥판(140)이 합성된 이후에 강합성 거더(100)로부터 해체되는 대신에, 부분 바닥판과 함께 영구적으로 강합성 거더(100)에 합성되는 거푸집(220)을 이용한 상자형 강합성 거더의 제작 방법을 제공한다.

즉, 도14에 도시된 바와 같이, 분절강재거더(110)의 상측 개구부(C)를 메우는 바닥 거푸집(221)과 타설되는 부분 바닥판(140)의 측면을 한정하는 측면 거푸집(222)으로 이루어진 거푸집(220)을 분절강재거더(110)의 상부 플랜지(113)에 설치한 후, 부분 바닥판(140)의 강도를 보강하는 보강 철근(130)을 바닥 거푸집(221)의 상측에 배근하고, 거푸집(221)에 굳지 않은 고강도 콘크리트를 타설하여 거푸집(221)과 함께 부분 바닥판(140)을 형성하여 상자형 강합성 분절거더를 제작할 수도 있다. 이 때, 합성되는 부분 바닥판(140)과 분절강재거더(110)의 견고한 합성을 위하여 바닥 거푸집(221)과 측면 거푸집(222)의 사이에는 전단 연결재(114)가 위치하도록 배열된다. 그리고, 측면 거푸집(222)은 부분 바닥판(140)의 합성 이후에 제거되며, 바닥 거푸집(220)은 분절강재거더(110)에 일체로 영구 합성된다.

이를 통해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 상자형 강합성 거더(200)의 제작 방법은 U자형 분절강재거더(110)의 폐합부를 형성하는 부분 바닥판(140)을 합성하는 데 있어서, 바닥 거푸집(221)이 부분 바닥판 콘크리트와 함께 매립되어 영구적인 거푸집으로 활용됨에 따라, 부분 바닥판(140)이 분절강재거더(110)에 합성된 이후에 거푸집(120)과 동바리(121)를 제거할 필요가 없게 되어 시공성이 향상되는 유리한 효과가 얻어진다.

이와 같이 제작된 상자형 강합성 거더(200)를 이용하여, 전술한 실시예의 단계 4 내지 단계 9를 거쳐 단순 교량이나 연속화된 교량 또는 도9b에 도시된 바와 같이 부모멘트 거더를 이용한 연속화된 교량을 시공할 수 있다.

한편, 본 발명의 제3실시예에 따르면, 상자형 강합성 거더를 제작하는 데 있어서, 분절강재거더(110)에 합성되는 얇은 두께의 부분 바닥판(140)은 분절강재거더(110)의 종방향으로의 양단부에 철 재질로 미리 고정되어 있는 양단부 거푸집(310)을 이용하여 행해진다는 점에서 전술한 제1실시예의 구성과 차이가 있다.

즉, 양단부 거푸집(310)은 부분 바닥판(140)을 합성하는 데 필요한 거푸집의 일부를 구성하는 것으로, 부분 바닥판(140)의 측면 및 바닥면을 한정하는 거푸집은 도4에 도시된 제1실시예와 마찬가지로 형성된다.

도15 내지 도17에 도시된 바와 같이, 양단부 거푸집(310)은 분절강재거더(110)의 양단부에 미리 고정되어 있는 하측 거푸집(311)과, 하측 거푸집(311)에 탈착 가능한 상측 거푸집으로 이루어지고, 하측 거푸집(311)과 상측 거푸집(312)의 경계에는 부분 바닥판(140)의 강도를 보강하는 철근(130) 중 종방향으로의 노출 철근(133)이 관통하는 구멍(311a, 312a)가 각각 형성된다.

이에 따라, 분절강재거더(110)를 제작하는 단계(S110)에서 하측 거푸집(311)을 용접에 의해 미리 분절강재거더(110)의 양단부의 상부 플랜지(113)에 고정시키고, 바닥 거푸집(120)과 측면 거푸집(122)을 설치한 후, 철근(130)을 배근하되 부분 바닥판(140)으로부터 종방향으로 노출되는 철근(133)이 하측 거푸집(131)의 구멍(311a)에 놓여지도록 한다. 다만, 도면에는 하측 거푸집(131)과 상측 거푸집(132)이 맞닿아 형성되는 구멍(311a, 312a)이 노출 철근(133)이 하나씩 통과하는 것처럼 도시되어 있지만, 종방향으로의 노출 철근(133)이 수개씩 또는 한꺼번에 통과하는 구멍으로 형성될 수도 있다.

그리고 나서, 하측 거푸집(311)과 상측 거푸집(312)의 사이에 형성되는 구멍(311a, 312a)에 철근(133)이 관통하도록 한 상태로, 상측 거푸집(312)을 하측 거푸집(311)에 미리 형성된 볼트공(313a, 313b)에 볼트(313)로 체결 고정한다. 그 다음, 노출 철근(133)이 관통하는 하측 거푸집(311)과 상측 거푸집(312)의 사이의 구멍(311a, 312a)을 충전재(133a)로 메워, 거푸집(310, 210, 212)에 굳지 않은 콘크리트를 타설하더라도 새지 않도록 한다.

이와 같은 공정에 의해 설치된 양단부 거푸집(310)은 도15에 도시된 바와 같이 부분 바닥판(140)이 합성된 이후에도 제거하지 않고 그대로 놔둔다. 이를 통해, 얇은 두께의 부분 바닥판(140)이 합성된 상자형 강합성 거더(300)를 운반하거나 취급, 거치 등의 공정 중에 자중이나 외력에 의해 양단부에서 수평전단력이 발생되더라도, 부분 바닥판의 양단부를 철 재질의 양단부 거푸집이 견고하게 지지하므로, 부분 바닥판에 균열이나 손상이 발생되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 부분 바닥판(140)을 보강하는 철근이 양단부 거푸집(310)을 관통하여 부분 바닥판(140)의 바깥쪽으로 뻗은 종방향으로의 연결 철근(133)에 의하여, 수개의 분절강재거더(110)가 종방향으로 연결된 이후에 교량 시공을 위해 교각이나 교대에 거치된 후에 완전한 두께의 바닥판을 타설할 때에, 나중에 합성되는 바닥판과 미리 합성된 부분 바닥판(140)을 견고하게 종방향으로도 연결하여 부분 바닥판(140)과 바닥판 콘트리트(150)의 일체 거동을 보다 확고히 할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 분절강재거더(110)에 미리 설치해두는 양단부 거푸집은 보강 철근(133)의 노출을 위하여 상하로 분리되는 형태로 구성될 수도 있지만, 도18에 도시된 바와 같이, 양단부 거푸집(410)이 하나의 몸체로 서 부분 바닥판(140)의 종방향의 단부를 한정하고, 양단부 거푸집(410)에 종방향으로 돌출된 돌출부(411)가 구비되어, 나중에 합성되는 바닥판 콘크리트(150)와 미리 합성된 부분 바닥판(140)을 종방향으로 연결할 수도 있다.

이와 같이 제작된 상자형 강합성 거더(300)를 이용하여, 전술한 실시예의 단계 4 내지 단계 9를 거쳐 도9a의 단순 교량 또는 연속화된 교량 또는 도9b에 도시된 바와 같이 부모멘트 거더를 이용한 연속화된 교량을 시공할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

100: 상자형 교량 110: 상자형 강합성 거더
111: 하부 플랜지 112: 복부
113: 상부 플랜지 120: 제1거푸집
121: 동바리 130: 개구부 보강철근
140: 부분바닥판 150: 바닥판
160: 연결플레이트 170: 제2거푸집
180: 바닥판 보강철근 190: 부모멘트 거더
195: 콘크리트 220: 영구 거푸집
310: 양단부 거푸집

Claims

상부 플랜지와 하부 플랜지 및 한 쌍의 복부로 이루어지고, 길이 방향으로의 중앙부는 상측이 개방된 개구부가 형성되어 단면이 'U'자형이고 단부는 상측이 폐합되어 단면이 'ㅁ'자형인 강상자형 분절강재거더를 제작하는 거더제작단계와;
상부가 개방된 상기 분절강재거더의 중앙부에 상기 개구부를 폐합시키는 부분바닥판 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집을 동바리에 지지되도록 설치하는 거푸집 설치단계와;
상기 부분바닥판에 매설되고 일부가 상기 부분바닥판의 외부에 노출되도록 철근을 배근하는 단계와;
굳지 않은 콘크리트를 상기 거푸집에 타설하여 부분바닥판을 상기 분절강재거더에 합성하여 상기 'U'자형 단면의 상측 개구부를 폐합하는 부분바닥판 합성단계와;
상기 거푸집과 상기 동바리를 제거하는 단계를;
포함하여, 상기 분절강재거더에 합성되는 상기 부분바닥판 콘크리트가 상기 상자형 강합성 거더의 자중을 부담하는 것을 특징으로 하는 상자형 강합성 거더의 제작 공법.
제 1항에 있어서,
상기 상자형 강합성 거더는 현장에 운반되기 이전에 미리 제작되는 것을 특징으로 하는 상자형 강합성 거더의 제작 공법.
제 1항에 있어서,
상기 거더제작단계는 상기 분절강재거더의 종방향으로의 양단부에는 상기 부분 바닥판을 합성하기 위한 상기 거푸집의 일부를 철 재질로 상기 분절강재거더에 미리 고정해두는 단계를 포함하고;
상기 분절강재거더에 미리 고정된 상기 거푸집의 일부는 상기 부분 바닥판이 합성된 이후에도 상기 분절강재거더에 고정한 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 상자형 강합성 거더의 제작 공법.
제 3항에 있어서,
상기 분절강재거더에 미리 고정된 상기 거푸집의 일부는 상기 부분 바닥판의 바깥쪽을 향해 종방향으로 뻗은 돌출부를 구비한 것을 특징으로 하는 상자형 강합성 거더의 제작 공법.
제 3항에 있어서,
상기 분절강재거더에 미리 고정된 상기 거푸집의 일부를, 상기 개구부로부터 종방향을 따라 상기 부분 바닥판의 외부로 노출되는 철근이 관통하는 구멍을 중심으로 상하로 분리 가능하게 형성하는 것을 특징으로 하는 상자형 강합성 거더의 제작 공법.
상부 플랜지와 하부 플랜지 및 한 쌍의 복부로 이루어지고, 길이 방향으로의 중앙부는 상측이 개방된 개구부가 형성되어 단면이 'U'자형이고 단부는 상측이 폐합되어 단면이 'ㅁ'자형인 강상자형 분절강재거더를 제작하는 거더제작단계와;
상부가 개방된 상기 분절강재거더의 중앙부에 상기 개구부를 폐합시키는 부분바닥판 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집으로서, 타설되는 부분바닥판 콘크리트와 함께 교량에 영구적으로 설치되는 상기 거푸집을 상기 분절강재거더의 상기 상부 플랜지에 지지되도록 설치하는 거푸집 설치단계와;
상기 부분바닥판에 매설되고 일부가 상기 부분바닥판의 외부에 노출되도록 철근을 배근하는 단계와;
굳지 않은 콘크리트를 상기 거푸집에 타설하여 부분바닥판 콘크리트를 상기 분절강재거더에 합성하여 상기 'U'자형 단면의 상측 개구부를 폐합하는 부분바닥판 합성단계를;
포함하여, 상기 분절강재거더에 합성되는 상기 부분바닥판 콘크리트가 상기 상자형 강합성 거더의 자중을 부담하는 것을 특징으로 하는 상자형 강합성 거더의 제작 공법.
제 6항에 있어서,
상기 상자형 강합성 거더는 현장에 운반되기 이전에 미리 제작되는 것을 특징으로 하는 상자형 강합성 거더의 제작 공법.
제 6항에 있어서,
상기 거더제작단계는 상기 분절강재거더의 종방향으로의 양단부에는 상기 부분 바닥판을 합성하기 위한 상기 거푸집의 일부를 철 재질로 상기 분절강재거더에 미리 고정해두는 단계를 포함하고;
상기 분절강재거더에 미리 고정된 상기 거푸집의 일부는 상기 부분 바닥판이 합성된 이후에도 상기 분절강재거더에 고정한 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 상자형 강합성 거더의 제작 공법.
제 8항에 있어서,
상기 분절강재거더에 미리 고정된 상기 거푸집의 일부는 상기 부분 바닥판의 바깥쪽을 향해 종방향으로 뻗은 돌출부를 구비한 것을 특징으로 하는 상자형 강합성 거더의 제작 공법.
제 8항에 있어서,
상기 분절강재거더에 미리 고정된 상기 거푸집의 일부를, 상기 개구부로부터 종방향을 따라 상기 부분 바닥판의 외부로 노출되는 철근이 관통하는 구멍을 중심으로 상하로 분리 가능하게 형성하는 것을 특징으로 하는 상자형 강합성 거더의 제작 공법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따라 상기 강합성 거더를 제작하는 단계와;
상기 부분바닥판이 합성된 상기 강합성거더를 현장으로 운반하는 단계와;
상기 강합성거더를 교량의 시공 현장에서 종방향으로 연결하여 일체화된 거더를 제작하는 거더일체화단계와;
상기 일체화된 거더를 교량 하부 구조의 교좌 장치 위에 적어도 하나 이상 횡방향으로 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 거치시키는 거더거치단계와;
상기 일체화된 거더의 상측에 바닥판 콘크리트를 타설하기 위한 제2거푸집을 상기 일체화된 거더에 설치하는 제2거푸집 설치단계와;
상기 바닥판 콘크리트에 매설되는 철근을 배근하는 단계와;
상기 제2거푸집과 상기 부분바닥판 위에 미리 정해진 두께의 바닥판 콘크리트를 합성하는 바닥판 합성단계를;
포함하는 것을 특징으로 하는 강상자형 교량의 시공 방법.
제11항에 있어서, 상기 부분바닥판 합성단계는,
상기 바닥판 콘크리트보다 높은 압축 강도를 갖는 콘크리트로 상기 분절강재거더에 합성되는 것을 특징으로 하는 강상자형 교량의 시공 방법.
제 12항에 있어서,
상기 강상자형 교량은 2경간 이상의 연속 교량이고;
상기 일체화된 거더와 종방향으로 연결되어 상기 연속 교량의 연속부의 교각 상부에 거치되고, 전 길이에 걸쳐 'ㅁ'자 형상의 폐단면을 이루는 부모멘트 강재거더를 제작하는 단계를 추가적으로 포함하여;
상기 연속 교량의 연속부인 교각 상부에서는 상기 강재거더의 사이에 상기 부모멘트 강재거더가 개재되는 것을 특징으로 하는 강상자형 교량의 시공 방법.
제 13항에 있어서,
상기 부모멘트 강재거더의 하부 플랜지에 단면보강용 콘크리트를 합성하는 단계를 추가적으로 더 포함하는 강상자형 교량의 시공 방법.
제 12항에 따른 강상자형 교량의 시공 방법에 사용되는 상자형 강합성 거더.
제 1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제작된 상자형 강합성 거더.