KR20130020497A

KR20130020497A - 합성교량의 연속화 공법

Info

Publication number: KR20130020497A
Application number: KR1020110083157A
Authority: KR
Inventors: 김현수; 정영수; 진승영; 권용식
Original assignee: 삼표건설 주식회사
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2013-02-27

Abstract

본 발명은 강재 빔(102)의 상부에 대한 콘크리트의 타설에 의해 상부 플랜지부(101)를 형성하여 합성거더(100)를 제조하는 합성거더 제조단계; 강재에 의해 형성된 복수의 강재거더(200)와 복수의 합성거더(100)를 번갈아 결합하여 교대(30) 또는 복수의 교각(40)에 설치하되, 강재거더(200)가 교각(40)의 지점부에 위치하도록 하는 거더 설치단계; 복수의 합성거더(100) 및 복수의 강재거더(200)의 상부에 콘크리트를 타설하여 상판(300)을 형성하는 상판 설치단계;를 포함하는 합성교량의 연속화 공법을 제시함으로써, 연속교의 장점을 모두 가지면서도, 교각 지점부의 부모멘트에 대하여 효율적으로 저항할 수 있도록 한다.

Description

합성교량의 연속화 공법{CONSTURUCTION METHOD FOR COMPOSITE GIRDER}

본 발명은 토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 교량의 공법에 관한 것이다.

전장(全長)이 긴 교량을 시공하는 방식에는, 각 지간마다 거더(10)를 설치하는 단순교 방식(도 1)과 모든 지간에 걸쳐 연속된 하나의 거더(20)를 설치하는 연속교 방식(도 2)의 2가지를 들 수 있다.

전자는 정정구조로서 각 거더(10)마다 큰 정모멘트(+)가 발생함에 비해, 후자는 부정정구조로서 정모멘트(+)와 부모멘트(-)가 반복하여 발생하는데, 설계모멘트는 후자가 작으므로 유리한 구조라 할 수 있다.

따라서 단면의 크기를 축소할 수 있으므로, 경제적으로도 유리하다.

이외에도, 전자는 교각의 상부(코핑)에 양측 거더가 지지되어야 하므로 그 단면이 커야 하지만, 후자는 하나의 거더의 중앙부만 지지하면 되므로 그 단면이 클 필요가 없다는 장점도 있다.

이와 같이, 후자인 연속교 방식은 전자인 단순교 방식에 비해 대부분의 측면에서 장점이 있지만, 교각의 지점부에 부모멘트(-)가 발생하므로, 이에 효율적으로 저항할 수 있는 구조에 대한 연구가 시급한 실정이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 연속교의 장점을 모두 가지면서도, 교각 지점부의 부모멘트에 대하여 효율적으로 저항할 수 있도록 합성교량의 연속화 공법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 강재 빔(102)의 상부에 대한 콘크리트의 타설에 의해 상부 플랜지부(101)를 형성하여 합성거더(100)를 제조하는 합성거더 제조단계; 강재에 의해 형성된 복수의 강재거더(200)와 복수의 상기 합성거더(100)를 번갈아 결합하여 교대(30) 또는 복수의 교각(40)에 설치하되, 상기 강재거더(200)가 상기 교각(40)의 지점부에 위치하도록 하는 거더 설치단계; 상기 복수의 합성거더(100) 및 복수의 강재거더(200)의 상부에 콘크리트를 타설하여 상판(300)을 형성하는 상판 설치단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성교량의 연속화 공법을 제시한다.

상기 상판 설치단계는 상기 합성거더(100)의 상부 플랜지부(101)를 영구 거푸집으로 활용하는 것이 바람직하다.

상기 상판 설치단계는 상기 강재거더(200)의 상부플랜지(201)가 상기 상판(300)에 매설되도록 하고, 상기 상판(300)의 저면과 상기 상부 플랜지부(101)의 저면이 동일 평면상에 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 거더 설치단계는 상기 복수의 합성거더(100) 중 1번 합성거더(110)와 상기 복수의 강재거더(200) 중 1번 강재거더(210)를 상호 결합하여 1번 조합거더(A)를 형성하는 단계; 상기 1번 조합거더(A)의 양단을 상기 교대(30) 또는 상기 복수의 교각(40) 중 1번 교각(41)에 설치하되, 상기 1번 합성거더(110)의 단부가 상기 교대(30)에 위치하도록 하고, 상기 1번 강재거더(210)가 상기 1번 교각(41)에 위치하도록 하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 거더 설치단계는 상기 복수의 합성거더(100) 중 2번 합성거더(120)와 상기 복수의 강재거더(200) 중 2번 강재거더(220)를 상호 결합하여 2번 조합거더(B)를 형성하는 단계; 상기 2번 합성거더(120)의 단부를 상기 1번 강재거더(210)에 결합하는 단계; 상기 2번 조합거더(B)를 상기 복수의 교각(40) 중 2번 교각(42)에 설치하되, 상기 2번 강재거더(220)가 상기 2번 교각(42)에 위치하도록 하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 거더 설치단계 이전, 상기 강재거더(200)에 대하여 영구하중(PS)을 재하하여, 상기 강재거더(200)의 상부에는 압축응력을 발생시키고, 상기 강재거더(200)의 하부에는 인장응력을 발생시키는 영구하중 재하단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 영구하중 재하단계는 상기 강재거더(200)의 상면 양단에 한 쌍의 정착구(202)를 설치하는 단계; 긴장재(203)를 긴장하여 그 양단을 상기 한 쌍의 정착구(202)에 정착하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 상판 설치단계는 상기 한 쌍의 정착구(202) 및 긴장재(203)가 상기 상판(300)에 매설되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 연속교의 장점을 모두 가지면서도, 교각 지점부의 부모멘트에 대하여 효율적으로 저항할 수 있도록 합성교량의 연속화 공법을 제시한다.

도 1은 종래의 단순교의 구성도.
도 2는 종래의 연속교의 구성도.
도 3 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 3은 합성거더의 단면도.
도 4는 강재거더의 단면도.
도 5,6은 제1 실시예의 공정도.
도 7은 제2 실시예의 공정도.
도 8 내지 10은 제3 실시예의 공정도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 3 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 합성교량의 연속화 공법은 기본적으로 다음과 같은 공정에 의해 이루어진다.

강재 빔(102)의 상부에 대한 콘크리트의 타설에 의해 상부 플랜지부(101)를 형성하여 합성거더(100)를 제조한다(도 1).

여기서, 구체적으로 합성거더(100)를 제조하는 방식은 종래의 Pre-Flex 방식, Pre-Com 방식, Turn-Over 방식 기타 어떠한 방식을 사용하더라도 무방하다.

강재에 의해 형성된 복수의 강재거더(200)와 복수의 합성거더(100)를 번갈아 결합하여 교대(30) 또는 복수의 교각(40)에 설치하는데, 강재거더(200)가 교각(40)의 지점부에 위치하도록 한다(도 4,5).

구체적으로는, 강재거더(200)의 저면 중앙부가 교각(40) 상단의 슈에 위치하면 된다.

이후, 복수의 합성거더(100) 및 복수의 강재거더(200)의 상부에 콘크리트를 타설하여 상판(300)을 형성한다.

일반적으로 사용하중 하에서, 거더의 상부에는 압축응력을 발생하고, 하부에는 인장응력을 발생하는데, 합성거더(100)란 강재 빔(102)의 상부에 콘크리트를 타설함으로써, 압축력에 대하여는 콘크리트가 저항하고, 인장력에 대하여는 강재 빔(102)의 하부 플랜지가 저항하도록 한 구조를 말한다.

상술한 바와 같이 단순교는 각 거더마다 정모멘트(+)가 발생하는 것이므로(도 1), 합성거더(100)가 단순교 방식에 적용되는 경우에는 이상적인 구조를 이룰 수 있다.

그러나, 연속교는 정모멘트(+)와 부모멘트(-)가 반복하여 발생하는 것이므로, 부모멘트(-)가 발생하는 지점부의 경우에는 위와 반대로 거더의 상부에 인장응력이 발생하고, 하부에 압축응력이 발생한다(도 2).

이러한 연속교에 대하여 모든 지점부를 합성거더로 시공하는 경우, 부모멘트(-)가 발생하는 지점부에서, 인장력에 저항해야 할 부분에 압축보강이 이루어지고, 압축력에 저항해야 할 부분에 인장보강이 이루어진다는 문제가 발생하는데, 이는 구조적 및 경제적으로 효율적이지 못하다.

본 발명에 의한 공법에서는, 복수의 강재거더(200)와 복수의 합성거더(100)를 번갈아 결합하여 교대(30) 또는 복수의 교각(40)에 설치하되, 정모멘트(+)가 발생하는 교각 사이의 영역은 합성거더(100)가 위치하도록 하고, 부모멘트(-)가 발생하는 교각 지점부의 영역은 콘크리트가 합성되지 않은 강재거더(200)가 위치되도록 한 것이다.

따라서 합성거더를 제조함에 따른 수고와 비용을 줄이면서도, 전체적으로 구조적 안정성 및 경제성이 우수한 연속화 교량을 얻을 수 있다는 효과가 있다.

구체적으로, 상판(300)은 합성거더(100)의 상부 플랜지부(101)와 강재거더(200)의 상부플랜지(201)를 모두 포함하여(매설되도록 하여), 편평한 판 구조를 취하도록 하는 것이 구조적 안정성을 위하여 바람직하다(도 6).

이를 위해서는, 상판(300)의 형성을 위한 거푸집 작업 시, 합성거더(100)의 상부 플랜지부(101)를 영구 거푸집으로 활용하고, 나머지 부분에만 거푸집을 설치하여, 콘크리트의 타설에 의해 상술한 구조가 이루어지도록 하는 것이 좋다.

이때, 강재거더(200)의 상부플랜지(201)는 상판(300)에 매설되도록 하고, 콘크리트의 타설에 의해 형성된 상판(300)의 저면과 합성거더(100)의 상부 플랜지부(101)의 저면이 동일 평면상에 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

거더 설치단계는 다음과 같은 공정에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

복수의 합성거더(100) 중 1번 합성거더(110)와 복수의 강재거더(200) 중 1번 강재거더(210)를 상호 결합하여 1번 조합거더(A)를 형성한다(도 7).

여기서 1번 합성거더(110)와 1번 강재거더(210)의 결합은 양 거더의 웹의 양측면에 공통으로 결합판(50)을 대고, 볼트(51)를 결합하는 방식 등에 의해 이루어질 수 있다.

이러한 1번 조합거더(A)의 양단을 교대(30) 또는 복수의 교각(40) 중 1번 교각(41)에 설치하되, 1번 합성거더(110)의 단부가 교대(30)에 위치하도록 하고, 1번 강재거더(210)의 저면 중앙부가 1번 교각(41)의 상단 지점부에 위치하도록 한다(도 7).

복수의 합성거더(100) 중 2번 합성거더(120)와 복수의 강재거더(200) 중 2번 강재거더(220)를 상호 결합하여 2번 조합거더(B)를 형성한다(도 5).

2번 합성거더(120)의 단부를 1번 강재거더(210)에 결합하고, 2번 조합거더(B)를 복수의 교각(40) 중 2번 교각(42)에 설치하되, 2번 강재거더(220)의 저면 중앙부가 2번 교각(42)의 상단 지점부에 위치하도록 한다(도 5).

이러한 공정의 반복에 의해 교량의 효율적인 연속화를 이룰 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 연속교의 지점부에서는 거더의 상부에 인장응력이 발생하고, 하부에 압축응력이 발생하는데, 이러한 지점부에 설치되는 강재거더(200)가 효율적으로 외력에 저항하도록 하기 위해서는 미리 강재거더(200)에 대하여 영구하중(PS)을 재하하여, 강재거더(200)의 상부에는 압축응력을 발생시키고, 강재거더(200)의 하부에는 인장응력을 발생시키는 것이 바람직하다(도 8,9).

이러한 영구하중 재하공정은, 강재거더(200)의 상면 양단에 한 쌍의 정착구(202)를 설치하고, 긴장재(203)를 긴장하여 그 양단을 한 쌍의 정착구(202)에 정착하는 방식에 의해 이루어질 수 있다(도 8).

강재거더(200)는 이와 같은 영구하중(프리스트레싱) 재하공정이 완료된 상태에서, 상술한 합성거더(100)와의 결합작업 및 교각(20)에 대한 설치작업이 이루어지도록 하는 것이 구조적 안정성을 위하여 바람직하다.

이후, 이러한 한 쌍의 정착구(202) 및 긴장재(203)는 상판(300)의 콘크리트 타설 시 이에 매설되도록 하는 것이 구조적 안정성 및 내구성을 위하여 바람직하다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

100,110,120 : 합성거더 101 : 상부 플랜지부
102 : 강재 빔 200,210,220 : 강재거더
201 : 상부플랜지 202 : 정착구
203 : 긴장재 300 : 상판

Claims

강재 빔(102)의 상부에 대한 콘크리트의 타설에 의해 상부 플랜지부(101)를 형성하여 합성거더(100)를 제조하는 합성거더 제조단계;
강재에 의해 형성된 복수의 강재거더(200)와 복수의 상기 합성거더(100)를 번갈아 결합하여 교대(30) 또는 복수의 교각(40)에 설치하되, 상기 강재거더(200)가 상기 교각(40)의 지점부에 위치하도록 하는 거더 설치단계;
상기 복수의 합성거더(100) 및 복수의 강재거더(200)의 상부에 콘크리트를 타설하여 상판(300)을 형성하는 상판 설치단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 합성교량의 연속화 공법.
제1항에 있어서,
상기 상판 설치단계는
상기 합성거더(100)의 상부 플랜지부(101)를 영구 거푸집으로 활용하는 것을 특징으로 하는 합성교량의 연속화 공법.
제2항에 있어서,
상기 상판 설치단계는
상기 강재거더(200)의 상부플랜지(201)가 상기 상판(300)에 매설되도록 하고, 상기 상판(300)의 저면과 상기 상부 플랜지부(101)의 저면이 동일 평면상에 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 합성교량의 연속화 공법.
제1항에 있어서,
상기 거더 설치단계는
상기 복수의 합성거더(100) 중 1번 합성거더(110)와 상기 복수의 강재거더(200) 중 1번 강재거더(210)를 상호 결합하여 1번 조합거더(A)를 형성하는 단계;
상기 1번 조합거더(A)의 양단을 상기 교대(30) 또는 상기 복수의 교각(40) 중 1번 교각(41)에 설치하되, 상기 1번 합성거더(110)의 단부가 상기 교대(30)에 위치하도록 하고, 상기 1번 강재거더(210)가 상기 1번 교각(41)에 위치하도록 하는 단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 합성교량의 연속화 공법.
제4항에 있어서,
상기 거더 설치단계는
상기 복수의 합성거더(100) 중 2번 합성거더(120)와 상기 복수의 강재거더(200) 중 2번 강재거더(220)를 상호 결합하여 2번 조합거더(B)를 형성하는 단계;
상기 2번 합성거더(120)의 단부를 상기 1번 강재거더(210)에 결합하는 단계;
상기 2번 조합거더(B)를 상기 복수의 교각(40) 중 2번 교각(42)에 설치하되, 상기 2번 강재거더(220)가 상기 2번 교각(42)에 위치하도록 하는 단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 합성교량의 연속화 공법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 거더 설치단계 이전,
상기 강재거더(200)에 대하여 영구하중(PS)을 재하하여, 상기 강재거더(200)의 상부에는 압축응력을 발생시키고, 상기 강재거더(200)의 하부에는 인장응력을 발생시키는 영구하중 재하단계;를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성교량의 연속화 공법.
제6항에 있어서,
상기 영구하중 재하단계는
상기 강재거더(200)의 상면 양단에 한 쌍의 정착구(202)를 설치하는 단계;
긴장재(203)를 긴장하여 그 양단을 상기 한 쌍의 정착구(202)에 정착하는 단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 합성교량의 연속화 공법.
제7항에 있어서,
상기 상판 설치단계는
상기 한 쌍의 정착구(202) 및 긴장재(203)가 상기 상판(300)에 매설되도록 하는 것을 특징으로 하는 합성교량의 연속화 공법.