KR20140031583A - 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립 부재인 상판, 하판, 기둥으로 구성되며, 서로 이격되어 수평방향으로 상, 하에 위치하는 상판, 하판 및 상기 상판과 하판 사이에 수직방향으로 배치되는 기둥을 포함하는 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량으로서, 장방형 판상의 본체와 상기 본체의 폭 방향 양 상단부에 기둥의 하면이 안착되도록 형성된 홈인 수납부를 구비하고, 상기 기둥 수납부에는 상면으로 개구가 노출된 인서트가 삽입 설치된 프리캐스트 콘크리트 하판; 하단부가 내측으로 경사진 확장부를 구비하는 수직 벽체로서, 상면에는 홈부가 형성되고, 상기 벽체의 수직 길이 방향을 관통하여 형성된 홀인 관통구에 연결봉이 체결되는 프리캐스트 콘크리트 기둥; 장방형 판상의 본체와 상기 본체의 폭 방향 양 하단부가 상기 기둥의 상면 홈부에 안착되도록 대응되는 형상의 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부의 외곽으로 상기 본체를 관통하는 체결홈이 형성되어, 상기 기둥의 관통구와 연통되는 공간에 연결봉이 체결되는 프리캐스트 콘크리트 상판; 상기 상판의 체결홈, 상기 기둥의 관통구와 상기 하판의 인서트 내부를 연통하여 배치되되, 하단부 외면에 형성된 나사산은 상기 인서트 내부에 형성된 나사산과 서로 결합되고, 상단부 외면에 형성된 나사산은 상기 체결홈에서 너트에 결합되는 연결봉;을 포함하며, 상기 너트와 상기 연결봉의 상단이 결합된 체결홈에는 모르타르가 채워져 상기 상판과 기둥, 하판, 연결봉을 일체로 연결하는 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량에 관한 것이다.

Description

조립식 프리캐스트 콘크리트 교량 {Prefabricated Precast Bridge}

본 발명은 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량에 관한 것으로, 상판과 하판, 기둥을 수직, 수평 방향으로 연결하여 일체형 교량을 가설하기 위하여, 수직 방향으로 상판, 하판, 기둥을 연통하는 연결봉을 삽입체결하고, 수평 방향으로 강선을 연통시켜 긴장함으로써 견고한 일체형 구조를 갖는 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량에 관한 것이다.

프리캐스트 콘크리트 구조물이란 현장 타설의 번거로움과 공사 기간의 단축, 균일한 양품의 콘크리트를 사용하기 위하여 미리 제작된 콘크리트 구조물을 말한다. 이와 같은 프리캐스트 콘크리트 구조물은 현장에서 별도의 거푸집 제작과 양생 과정을 거칠 필요 없이, 빠르게 시공이 가능한 장점이 있으나, 설치될 구조물 일체를 프리캐스트 콘크리트로 만들어 이동하는데 어려움이 있어, 일반적으로는 조립식 구조물의 각 부분들로 제작된 후, 현장에서 서로 연결되어 구조물을 형성한다.

이처럼, 프리캐스트 콘크리트 구조물을 형성하는 각 부분들은 이에 연결되는 다른 부분들과 서로 분리된 상태이므로, 현장에서 일체의 구조물을 형성하도록 연결하는 작업이 중요하다.

프리캐스트 콘크리트 제품을 이용하여 상판과 하판, 기둥으로 구성된 구조물을 시공함에 있어서, 종래에는 서로 인접하는 프리캐스트 제품 사이의 형상 즉, 전단키와 전단키홈을 이용한 결합, 서로 연통된 공간에 배치되는 긴장재를 이용한 결합 등이 사용되었으나, 중장비를 이용한 프리캐스트 제품의 인양시, 위에서 아래로 제품을 안착시키므로 전단키와 전단키홈의 형상에 따라서는 결합이 쉽지 않은 경우가 있다.

또한, 종래에는 먼저 설치된 프리캐스트 부재과 이에 연결되어 설치되는 프리캐스트 부재의 거치 과정에서, 각 부재가 접하는 위치에 연통되도록 조립용홀 또는 조립용홈을 형성하여, 연통된 공간 사이에 조립용바를 끼워넣음으로써, 조립 시에 양 부재의 위치를 쉽게 파악하여 정열하는 방법이 사용되었다. 그러나, 이처럼 조립용홀 또는 조립용홈, 조립용바를 이용할 때는 거치하는 중에 조립용바를 작업 공간의 하단에서 끼워넣는 작업이 용이하지 않은 경우가 많고, 하판에 먼저 조립용바를 끼운 상태로 상부 부재를 거치하다가 상부 부재의 하단 일부가 돌출된 조립용바의 상단에 의해 파쇄될 우려가 있다.

한편, 도 1에서 보듯이, 종래의 교량에는 상판과 측벽인 기둥 사이에 헌치가 형성되는데, 헌치란 콘크리트 구조물에서 부재의 두께나 높이가 급격하게 변화되는 부분에서 응력의 집중 등에 의하여 구조물이 국부적인 손상을 입는 것을 방지하기 위하여 단면을 서서히 증감시키는 것을 말하며, 특히 수평 부재(상판)와 수직 부재(기둥)가 접하는 부위에 연결부를 보강할 목적으로 단면을 크게 하고 철근으로 보강한 부위로서 슬래브와 보, 기둥과 보, 박스거더(Box Girder), 라멘 구조 등에 설치한다. 도 1에서 상판과 기둥 사이에 설치된 헌치는 상기 교량 내부의 공간을 차지하여, 암거나 교량 내부를 통과하는 유량을 감소시키는 원인이 되는데, 근래에 잦은 집중 호우로 인하여 순간 유량이 증가하는 경우가 빈번하여, 헌치 없이도 연결부 보강이 가능한 구조의 개발이 필요하다.

이처럼, 프리캐스트 제품, 특히 3개 이상의 제품을 일체로 연결함에 있어서, 시공이 용이하고 일체 연결성을 확보하면서, 국부적인 압력 집중 없이 내부 공간을 확보할 수 있는 방법의 연구가 요구되고 있다.

본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량의 상판과 하판, 기둥을 용이하게 연결하도록 하는데 목적이 있다.

또한, 서로 분리된 교량의 상판과 하판, 기둥을 연통한 상태로 체결하여, 교량의 수직방향 전 구조를 통해 일체성을 확보하도록 하는데 목적이 있다.

또한, 구조물 체결 구조를 통해 내부 공간을 확보하는데 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 조립 부재인 상판, 하판, 기둥으로 구성되며, 서로 이격되어 수평방향으로 상, 하에 위치하는 상판, 하판 및 상기 상판과 하판 사이에 수직방향으로 배치되는 기둥을 포함하는 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량으로서, 장방형 판상의 본체와 상기 본체의 폭 방향 양 상단부에 기둥의 하면이 안착되도록 형성된 홈인 수납부를 구비하고, 상기 기둥 수납부에는 상면으로 개구가 노출된 인서트가 삽입 설치된 프리캐스트 콘크리트 하판; 하단부가 내측으로 경사진 확장부를 구비하는 수직 벽체로서, 상면에는 홈부가 형성되고, 상기 벽체의 수직 길이 방향을 관통하여 형성된 홀인 관통구에 연결봉이 체결되는 프리캐스트 콘크리트 기둥; 장방형 판상의 본체와 상기 본체의 폭 방향 양 하단부가 상기 기둥의 상면 홈부에 안착되도록 대응되는 형상의 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부의 외곽으로 상기 본체를 관통하는 체결홈이 형성되어, 상기 기둥의 관통구와 연통되는 공간에 연결봉이 체결되는 프리캐스트 콘크리트 상판; 상기 상판의 체결홈, 상기 기둥의 관통구와 상기 하판의 인서트 내부를 연통하여 배치되되, 하단부 외면에 형성된 나사산은 상기 인서트 내부에 형성된 나사산과 서로 결합되고, 상단부 외면에 형성된 나사산은 상기 체결홈에서 너트에 결합되는 연결봉;을 포함하며, 상기 너트와 상기 연결봉의 상단이 결합된 체결홈에는 모르타르가 채워져 상기 상판과 기둥, 하판, 연결봉을 일체로 연결하는 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량을 제공한다.

또한, 상기 조립 부재인 상판, 하판, 기둥 중 어느 하나 이상의 측면에는 전단키를 형성하기 위한 복수개의 전단키홈이 형성되고, 상기 전단키홈의 일부에는 수평 강선 삽입공이 상기 조립 부재의 횡방향으로 관통 형성되어, 이웃하는 같은 종류의 조립 부재들 사이에 연통된 상기 수평 강선 삽입공 내부에 수평 연결 강선이 삽입되는 것을 특징으로 하는 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량을 제공한다.

또한, 상기 수평 강선 삽입공이 형성된 영역의 일부 전면에는 개방된 수평 강선 고정홈이 형성되어, 수평 강선 고정홈을 통해 전면으로 노출된 강선에 앵커부재를 설치하여 고정하는 것을 특징으로 하는 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량을 제공한다.

또한, 상기 전단키홈에는 반원형의 주입구가 상기 전단키홈에서 상기 조립 부재의 전면까지 형성되어, 이웃하는 조립 부재 사이에서 원형의 주입구를 형성하여 무수축 모르타르 주입이 가능한 것을 특징으로 하는 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량을 제공한다.

이때, 상기 체결홈은 상부로 확장되는 원뿔대 또는 각뿔대 형상일 수 있고, 상기 인서트의 원형관 외면에는 상기 하판 내부에 매설되도록 연결 철근이 돌출되도록 할 수 있다.

또한, 상기 상판의 길이 방향과 나란한 측면에는 강선 삽입공이 상기 상판을 관통하도록 형성되고, 상기 강선 삽입공의 단부가 확장된 체결홈을 구비하여, 상기 강선 삽입공 내부에 강선을 삽입하여, 긴장할 수 있다.

본 발명의 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량은 교량의 상부에서 연결 및 체결 작업이 가능하므로, 인부들의 이동과 작업 공간 확보가 용이하다.

또한, 본 발명은 교량의 하판과 기둥 하면, 기둥 상면과 상판이 접촉하는 부분에 국한된 체결 구조가 아니라, 교량의 하판, 기둥의 전 길이, 상판까지를 관통하는 수직 방향의 체결 구조를 가지므로, 조립 구조의 견고함과 일체성을 향상시킬 수 있다.

또한, 절점부의 헌치를 없애고, 구조물 내부의 공간을 확보함으로써, 구조물 내부에 수납 가능 공간을 늘릴 수 있다.

도 1은 종래 일체형 프리캐스트 콘크리트 교량의 개략적인 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프리캐스트 교량용 구조물을 사용하여 제작된 교량의 개략적인 구성을 보여주는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프리캐스트 교량용 기둥의 구성을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프리캐스트 교량용 상판의 구성을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프리캐스트 교량용 하판의 구성을 보여주는 개략적인 사시도 및 일부 저면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 교량 시공을 위한 바닥 다지기와 하단 구조를 보여주는 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 프리캐스트 교량용 하판을 교량의 길이방향으로 조립한 예를 보여주는 평면도 및 일부 확대도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 프리캐스트 교량용 상판, 하판 및 기둥을 상호 조립한 예를 보여주는 사시도이다.
도 9a는 도 8의 A-A'에 따른 측단면도와 연결 상세도이고, 도 9b는 상판, 하판, 기둥의 조립 방향 및 조립 방법을 보여주는 개략적인 분해 단면도이다.
도 10은 도 8의 B-B'에 따른 측단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 교량용 상판, 하판 및 기둥을 조립한 개략적인 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프리캐스트 교량이 도시되어 있는데, 구체적으로 분리된 상판(100)과 하판(200), 기둥(300)의 단부를 서로 체결하여 일체화한 구조이다. 본 발명에 따른 교량용 상판(100), 하판(200) 및 기둥(300)은 철근과 콘크리트를 주재료로 사용하여 공장에서 프리캐스트된 후에 현장으로 운반되어 조립 시공된다.

도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프리캐스트 교량용 기둥(300)의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 상기 교량용 기둥(300)은 실제로 차량 등이 통행하게 될 상판(100)을 지탱하는 내력 구조물로서 후술하는 바와 같이 하판(200)의 상부에 설치된다. 상기 기둥(300)은 교량의 하부를 지탱하는 수직 구조물로서 수직판 형상의 벽체(310)이고, 상기 벽체(310)의 상단부에는 후술하는 바와 같이 상기 상판(100)을 안착시키기 위해 홈부(120)가 형성된다. 또한, 상기 기둥(300)은 수직 구조물로서 직립 안정성과 상기 하판(200)으로의 하중 전달을 위하여 하단부의 단면이 내측으로 경사진 확장부(330)를 갖는다.

또한, 상기 벽체(310)의 외부에는 브라켓(340)이 돌출 형성되어, 콘크리트 구조물을 상면에 안착시키거나 도로 접속용으로 사용될 수 있다. 또한, 상기 브라켓(340)은 상기 상판(100)의 인양 및 설치 작업시 건설중장비와의 연결부를 제공하는데 사용될 수도 있다.

상기 기둥(300)에는 벽체(310)의 수직 길이 방향을 관통하는 홀이 형성되는데, 이러한 관통구(331)는 상기 상판(100)의 체결홈(111), 하판(200)의 인서트(221)와 연통되는 공간을 형성하고, 상기 공간에 연결봉(500)이 체결됨으로써 상기 기둥(300), 상판(100) 및 하판(200)을 수직방향으로 연결한다.

한편, 상기 기둥(300)의 측면에는 전단키를 형성하기 위한 복수개의 전단키홈(340)이 형성될 수 있다. 상기 기둥(300)을 수평 방향으로 연결할 때, 서로 이웃하는 기둥(300)의 측면에 형성된 전단키홈(340)에는 무수축 모르타르가 주입되는데, 상기 기둥(300)의 전면에서 무수축 모르타르를 주입할 수 있도록 반원형의 주입구(342)가 상기 전단키홈(340)에서 기둥(300)의 전면까지 형성될 수 있다. 이때, 반원형의 주입구(342)가 서로 결합되어 원형의 주입구를 형성할 수 있으며, 주입구의 단면은 원형 이외의 다른 형상이 되도록 변형할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 전단키홈(340)의 일부에는 수평 연결용 강선(600)을 삽입하기 위한 수평 강선 삽입공(341)이 상기 기둥(300)의 횡방향으로 관통 형성될 수 있다. 상기 수평 강선 삽입공(341)은 인접하는 기둥(300) 상호 간을 하나의 강선(600)으로 고정하기 위한 것으로서, 기둥(300)의 상부와 하부에 있는 전단키홈(340)에 각각 형성되도록 할 수 있다. 이처럼 전단키홈(340)을 통과하도록 수평 강선(600)을 배치할 경우, 상기 전단키홈(340)에 주입되는 무수축 모르타르 내부에 상기 수평 강선(600)이 매립되므로, 강선(600)의 부식을 방지하고, 강선(600)과 기둥(300)을 일체화하여 지지력을 높일 수 있다.

또한, 도 3에는 도시되지 않았으나, 후술하는 상판(100), 하판(200)과 같이, 상기 수평 강선 삽입공(341)이 형성된 영역의 일부 전면에는 개방된 수평 강선 고정홈(미도시)이 형성되는데, 상기 수평 강선 고정홈을 통해 전면으로 노출된 강선(600)에 앵커부재를 설치하여 고정할 수 있다.

도 4에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프리캐스트 교량용 상판(100)의 구성을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 본 발명의 프리캐스트 교량용 상판(100)은 기둥(300)의 상면에 배치되는 장방형 판상의 본체(110)와 상기 본체(110)의 양 하단부에 상기 기둥(300)에 안착되도록 형성된 돌출부(120)를 구비한다. 종래의 프리캐스트 교량용 상판은 기둥과의 결합을 위하여 기둥과 결합하는 부분의 두께가 상대적으로 얇게 형성되어서 상대적으로 기둥과 상판의 결합부분이 파손되는 경우가 많았는데, 본 발명에서의 상판(100)은 그 두께를 일정하게 제작하여 이러한 문제를 해결하였으며, 아울러 기둥과의 결합을 위해서 돌출부(120)를 형성시켰다. 상기 돌출부(120)는 상기 기둥(300)의 상단면에 형성된 홈부(120)와 서로 대응되는 형상이며, 상기 상판(100)의 돌출부(120) 하면에는 위치 정렬 리브(미도시)가 형성되고, 상기 기둥(300)의 홈부(120) 상단면에는 상기 정렬 리브에 대응되는 형상의 결합 리세스(미도시)가 형성되어 있어, 상기 상판(100)을 기둥(300)의 상면에 배치할 때, 안착 위치를 용이하게 파악할 수 있다.

상기 프리캐스트 교량용 상판(100)의 길이는 교량의 길이와 동일할 수도 있으나 반드시 이것에 한정되지는 않고, 길이가 긴 교량의 경우에는 중간 기둥(300)과 기둥(300) 사이에 상응하는 정도의 길이로 형성될 수 있을 것이다.

또한, 상기 상판(100)의 폭 방향 단부 중, 돌출부(120)가 형성된 외곽 부분에도 두께 방향을 관통하는 체결홈(111)이 형성되는데, 상기 체결홈(111)은 상기 기둥(300)의 관통구(331)의 위치에 대응되어 상기 관통구(331)와 연통되며, 후술하는 바와 같이 상기 관통구(331)와 상기 체결홈(111)의 연통된 공간에 연결봉(500)이 삽입된다. 이때, 상기 체결홈(111)은 상부로 확장되는 원뿔대나 각뿔대(4각, 5각 등) 형상으로, 후술하는 바와 같이, 상기 체결홈(111)에 삽입된 연결봉(500)의 상단 나사산(520)에 너트(530) 체결 작업 시에, 작업 공간 확보가 용이하다.

한편, 상기 상판(100) 역시 상술한 기둥(300)의 수평 연결 방법과 같이, 이웃하는 상판(100)이 서로 접하는 면에는 전단키홈(130)을 형성하고, 또한, 상기 전단키홈(130)의 일부에는 수평 연결용 강선(600)을 삽입하기 위한 수평 강선 삽입공(131)이 상기 상판(100)의 길이방향으로 관통 형성될 수 있다. 상기 수평 강선 삽입공(131)은 인접하는 상판(100) 상호 간을 하나의 강선(600)을 통과시켜 상판(100) 상호 간을 고정하기 위한 것으로, 상기 상판(100)의 하면에 수평 강선 고정홈(113)을 형성하여, 상기 수평 강선(600) 고정홈(113)을 통해 전면으로 노출된 강선(600)에 앵커부재를 설치하여 고정할 수 있고, 상술한 기둥(300)의 경우와 마찬가지로 상기 전단키홈(130)에 주입구(132)를 형성하여 무수축 모르타르를 주입할 수 있다.

도 5에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프리캐스트 교량용 하판(200)의 구성을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 6에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 교량 시공을 위한 바닥 다지기와 하단 구조를 보여주는 측단면도가 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 프리캐스트 교량용 하판(200)을 교량의 길이방향으로 조립한 예를 보여주는 평면도 및 일부 확대도가 도시되어 있다.

상기 하판(200)은 상기 상판(100)과 같이 기둥(300)의 하면에 배치되는 장방형 판상의 본체(210)와 상기 본체(210)의 폭 방향 양 상단부에 상기 기둥(300)의 하면이 안착되도록 형성된 홈인 수납부(220)를 구비한다. 상기 수납부(220)는 상기 기둥(300)의 하단면에 대응되는 형상으로, 상기 하판(200)의 상면에서 기둥(300)이 설치될 위치의 가이드 역할을 하며, 기둥(300) 설치 후의 측방향 이동을 제한한다.

상기 프리캐스트 교량용 하판(200)의 길이는 교량의 길이와 동일할 수도 있으나 반드시 이것에 한정되지는 않고, 길이가 긴 교량의 경우에는 중간 기둥(300)과 기둥(300) 사이에 상응하는 정도의 길이로 형성될 수 있을 것이다.

한편, 상기 상판(100), 기둥(300)과 같이, 상기 하판(200)도 수평 연결용 강선(600)을 이용하여 수평 방향 연결이 가능하다. (도 7 참조) 구체적으로 이웃하는 하판(200)이 서로 접하는 면에는 전단키홈(240)을 형성하고, 또한, 상기 전단키홈(240)의 일부에는 수평 연결용 강선(600)을 삽입하기 위한 수평 강선 삽입공(241)이 상기 하판(200)의 길이방향으로 관통 형성될 수 있다. 상기 수평 강선 삽입공(241)은 인접하는 하판(200) 상호 간을 하나의 강선(600)을 통과시켜 상판(100) 상호 간을 고정하기 위한 것으로, 상기 하판(200)의 상면에 수평 강선 고정홈(230)을 형성하여, 상기 수평 강선 고정홈(230)을 통해 전면으로 노출된 강선(600)에 앵커부재를 설치하여 고정할 수 있고, 상술한 상판(100), 기둥(300)의 경우와 마찬가지로 상기 전단키홈(240)에 주입구(242)를 형성하여 무수축 모르타르를 주입할 수 있다.

또한, 상기 기둥(300)의 관통구(331) 위치에 대응되는 위치의 하판(200)에는 상면으로 개구가 노출된 인서트(221)가 삽입 설치된다. 상기 인서트(221)는 도 5에 도시된 바와 같이, 내부에 나사산(221a)이 형성된 원형관 형상으로 상단부가 상기 하판(200)의 상면과 같은 높이가 되도록 매설된다. 상기 원형관의 외면에는 상기 하판(200) 내부에 매설되도록 연결 철근(221b)이 돌출되어 있어, 상기 인서트(221)가 상기 하판(200)과 일체로 연결되도록 한다. 상기 하판(200)의 인서트(221)와 기둥(300)의 관통구(331), 상기 상판(100)의 체결홈(111)은 상판(100), 하판(200), 기둥(300)을 조립한 후에 서로 연통되는 공간을 형성하는데, 이 공간에 연결봉(500)을 삽입하여 단부를 체결하게 되면 상기 상판(100), 기둥(300), 하판(200)이 더욱 견고하게 연결된다. 구체적으로, 상기 연결봉(500)은 막대 형상의 본체(510) 상단과 하단에 나사산(520)이 형성되고, 하단의 나사산(520)은 상기 인서트(221) 내부의 나사산(221a)과 서로 결합되며, 상단의 나사산(520)은 체결홈(111) 내부에서 너트(530)에 연결되어 고정된다.

상기 연결봉(500)의 삽입 및 단부 체결 작업 과정을 더욱 상세하게 설명하면, 상기 돌출부(120)와 단차(320), 기둥 하단의 확장부(320)와 기둥 수납부(220)가 서로 접하도록 상기 상판(100)과 기둥(300), 상기 기둥(300)과 하판(200)의 위치를 각각 고정시킨 후에, 상기 상판(100)의 체결홈(111), 기둥(300)의 관통구(331), 하판(200)의 인서트(221)를 통해 연통된 공간에 상부에서 하부로 연결봉(500)을 삽입하고, 상기 나사 체결을 위해 상기 연결봉(500)의 상부를 회전시키면 연결봉(500)의 하단이 인서트(221)와 나사결합하여 고정된다. 이후, 상기 연결봉(500)의 상단을 고정하기 위하여 상기 체결홈(111) 안으로 노출된 연결봉(500)의 상단을 너트(530)와 결합시키는데, 이러한 작업이 상기 상판(100)의 상면에서 진행되므로 작업 공간의 확보가 용이하고 작업이 수월해진다. 이때, 상기 기둥(300)의 관통구(331) 단면은 상기 연결봉(500)이 회전하는데 방해가 되지 않을 정도로 상기 연결봉(500)의 단면보다 큰 것이 바람직하며, 회전 작업의 특성상 연결봉(500)과 관통구(331), 인서트(221), 체결홈(111)의 단면은 원형인 것이 바람직하다.

상기 연결봉(500)은 상기 상판(100)의 두께 내에 상단부가 위치하도록 하고, 상기 상판(100)의 상면보다 돌출되지 않는 길이가 바람직하다. 상기 연결봉(500)의 상단에 너트를 체결한 후에는 상기 체결홈(111)에 모르타르를 채워 연결봉(500)의 상단, 너트(530), 상판(100)을 일체로 고정시킨다. 이때, 상기 체결홈(111)은 상기 연결봉(500)의 단면보다 큰 다른 형상도 가능하지만, 상술한 바와 같이 원뿔대나 각뿔대 형상과 같이 상부로 갈수록 확장되는 형상이 작업 공간 확보가 용이하다.

상기 연결봉(500)은 상기 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량의 상판(100)과 하판(200), 기둥(300)에 연통 삽입되어 세 부재를 연결하는 기능 이외에도, 철근이나 철재의 봉을 사용함으로써 구조재로서의 기능을 수행하도록 할 수 있다. 필요할 경우, 상기 연결봉의 상단에서 프리스트레스력을 도입하여 긴장재로서 기능하도록 하는 것도 가능하다.

상기 관통구(331) 내부에도 모르타르를 채울 경우, 상판(100)과 기둥(300)의 견고한 체결이 가능하고, 관통구(331) 내부에 모르타르를 채우지 않을 경우에는 차후 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량을 해체할 때, 상판(100)과 기둥(300)의 분리가 용이해진다. 상기 관통구(331) 내부에 모르타르를 채우지 않을 때는, 상기 연결봉과 너트가 결합한 부위를 통해 모르타르가 하향으로 새지 않도록, 상기 관통구(331) 상면이나 체결홈(111) 하면 틈새에 고무 마개 등을 끼운 후 모르타르를 주입하는 것이 바람직하다.

한편, 도시되지는 않았으나, 상기 하판(200)과 기둥(300), 기둥(300)과 상판(100)의 연결부는 다른 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 하판(200)과 기둥(300)의 경우를 설명하면, 상기 인서트(221)가 상기 하판(200)의 상면으로 돌출 형성되고, 상기 기둥(300)의 관통구(331) 하단이 상기 인서트(221)에 대응되는 형상을 갖거나, 반대로 상기 관통구(331)의 하단이 상기 기둥(300)의 하면으로 돌출되고, 상기 인서트(221)가 이에 대응되는 형상으로 상기 하판(200)의 내부에 매설될 수 있다. 이런 경우에는 상기 하판(200)의 설치 후, 상기 기둥(300)을 상기 하판(200)에 대응되는 위치에 거치할 때, 상기 기둥(300)의 안착 위치를 쉽게 결정할 수 있다. 또한, 거치 후에 연결봉을 삽입 했을 때, 인서트(221)와 관통구(331)가 연통된 상태가 되도록 하여 연결봉 삽입 작업이 용이한 장점이 있다.

도 8에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 프리캐스트 교량용 상판, 하판 및 기둥을 상호 조립한 예를 보여주는 사시도가 도시되어 있고, 도 9a에는 도 8의 A-A'에 따른 측단면도와 연결 상세도, 도 9b에는 상판, 하판, 기둥의 조립 방향 및 조립 방법을 보여주는 개략적인 분해 단면도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 상판(100), 하판(200), 기둥(300)이 연결되는데, 도 9a와 같이 세 부재를 수직 방향으로 연결봉(500)을 이용하여 연결할 수 있다. 도 9b에서 보듯이, 하판(200)을 설치한 후, 하판(200)의 기둥 수납부(220)에 상기 기둥(300)의 확장부가 안착되도록 기둥(300)을 거치하고, 상기 기둥(300) 상단의 홈부(320)에 상기 상판(100)의 하면 돌출부(120)가 맞물리도록 상기 상판(100)을 거치한다. 이처럼 세 부재가 모두 거치된 후에, 상기 상판(100)의 체결홈(111), 상기 기둥(300)의 관통구(331), 상기 하판(200)에 매립된 인서트(221)를 관통하도록 연결봉(500)을 체결한다. 이때, 도 9b에서 보듯이, 상기 연경봉(500)의 하단부는 쐐기 형상으로 인서트(221)에 삽입 위치를 결정하기 용이하다.

도 10에는 도 8의 B-B'에 따른 측단면도가 도시되어 있다. 도면에서 보듯이, 상기 상판(100)은 수평 연결을 위하여 상기 교량의 길이 방향과 나란하게 설치된 강선(600) 이외에도, 상기 교량의 횡방향, 즉 교량의 길이와 수직 방향으로 강선(610)이 배치될 수 있다. 상기 강선(610)의 체결을 위하여 상기 상판(100)의 길이방향 측면에도 체결홈(140)이 형성될 수 있으며, 상기 체결홈(140) 내부에서 상기 강선(610)의 단부가 긴장되어 고정되도록 할 수 있다. 이때, 강선(610) 긴장 후에는 상기 체결홈(140)에 모르타르를 주입하여 단부를 고정시키는 것이 바람직하다. 이러한 과정을 거치면서 상판(100)은 긴장을 하게 되고 이로 인하여 종래의 교량에서 필요하던 상판과 기둥 사이의 헌치를 없앨 수 있고, 이로 인하여 통수면적을 넓힐 수 있게 된다.

도 11에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 교량용 상판, 하판 및 기둥을 조립한 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도면에서 보듯이, 본 발명에서는 상기 상판(100), 기둥(300), 하판(200)의 견고한 일체 연결을 위하여 체결홈(111), 관통구(331), 인서트(221)를 관통하여 체결되는 연결봉(500)이 2개 이상 배치될 수 있으며, 이 경우에도 모두 작업은 상부에서 이루어진다.

이처럼, 프리캐스트 콘크리트 조립체를 사용함으로써, 빠른 시공이 요망되는 현장에서 콘크리트 타설 및 양생 과정의 번거로움을 줄일 수 있고, 공사 기간의 증가를 방지할 수 있다. 또한, 연결 작업 및 체결 작업이 모두 상판(100)의 상부에서 이루어 질 수 있으므로, 작업 공간의 확보가 용이하다.

100 상판 110 본체 111 체결홈 113 수평 강선 고정홈
120 돌출부 130 전단키홈 131 수평 강선 삽입공 140 홈
200 하판 210 본체 220 수납부 221 인서트 221a 나사산 221b 연결 철근
230 수평 강선 고정홈 240 전단키홈 241 수평 강선 삽입공
300 기둥 310 벽체 320 홈부 330 확장부 331 관통구
340 전단키홈 341 수평 강선 삽입공
500 연결봉 510 본체 520 나사산 530 너트
600 수평 연결 강선 610 수평 강선

Claims (7)

1. 조립 부재인 상판(100), 하판(200), 기둥(300)으로 구성되며, 서로 이격되어 수평방향으로 상, 하에 위치하는 상판(100), 하판(200) 및 상기 상판(100)과 하판(200) 사이에 수직방향으로 배치되는 기둥(300)을 포함하는 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량으로서,
   장방형 판상의 본체(210)와 상기 본체(210)의 폭 방향 양 상단부에 기둥(300)의 하면이 안착되도록 형성된 홈인 수납부(220)를 구비하고, 상기 기둥(300) 수납부(220)에는 상면으로 개구가 노출된 인서트(221)가 삽입 설치된 프리캐스트 콘크리트 하판(200);
   하단부가 내측으로 경사진 확장부(330)를 구비하는 수직 벽체(310)로서, 상면에는 홈부(320)가 형성되고, 상기 벽체(310)의 수직 길이 방향을 관통하여 형성된 홀인 관통구(331)에 연결봉(500)이 체결되는 프리캐스트 콘크리트 기둥(300);
   장방형 판상의 본체(110)와 상기 본체(110)의 폭 방향 양 하단부가 상기 기둥(300)의 상면 홈부(320)에 안착되도록 대응되는 형상의 돌출부(120)를 구비하고, 상기 돌출부(120)의 외곽으로 상기 본체(110)를 관통하는 체결홈(111)이 형성되어, 상기 기둥(300)의 관통구(331)와 연통되는 공간에 연결봉(500)이 체결되는 프리캐스트 콘크리트 상판(100);
   상기 상판(100)의 체결홈(111), 상기 기둥(300)의 관통구(331)와 상기 하판(200)의 인서트(221) 내부를 연통하여 배치되되, 하단부 외면에 형성된 나사산(520)은 상기 인서트(221) 내부에 형성된 나사산(221a)과 서로 결합되고, 상단부 외면에 형성된 나사산(520)은 상기 체결홈(111)에서 너트(530)에 결합되는 연결봉(500);
   을 포함하며, 상기 너트(530)와 상기 연결봉(500)의 상단이 결합된 체결홈(111)에는 모르타르가 채워져 상기 상판(100)과 기둥(300), 하판(200), 연결봉(500)을 일체로 연결하는 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량.
2. 제1항에 있어서,
   상기 조립 부재의 측면에는 전단키를 형성하기 위한 복수개의 전단키홈(130, 240, 340)이 형성되고, 상기 전단키홈(130, 240, 340)의 일부에는 수평 강선 삽입공(131, 241, 341)이 상기 조립 부재의 횡방향으로 관통 형성되어, 이웃하는 같은 종류의 조립 부재들 사이에 연통된 상기 수평 강선 삽입공(131, 241, 341) 내부에 수평 연결 강선(600)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량.
3. 제2항에 있어서,
   상기 수평 강선 삽입공(131, 241, 341)이 형성된 영역의 일부 전면에는 개방된 수평 강선 고정홈(113, 230, 미도시)이 형성되어, 수평 강선 고정홈(113, 230, 미도시)을 통해 전면으로 노출된 강선(600)에 앵커부재를 설치하여 고정하는 것을 특징으로 하는 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량.
4. 제2항에 있어서,
   상기 전단키홈(130, 240, 340)에는 반원형의 주입구(132, 242, 342)가 상기 전단키홈(130, 240, 340)에서 상기 조립 부재의 전면까지 형성되어, 이웃하는 조립 부재 사이에서 원형의 주입구를 형성하여 무수축 모르타르 주입이 가능한 것을 특징으로 하는 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량.
5. 제1항에 있어서,
   상기 체결홈(111)은 상부로 확장되는 원뿔대 또는 각뿔대 형상인 것을 특징으로 하는 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량.
6. 제1항에 있어서,
   상기 인서트(221)의 원형관 외면에는 상기 하판(200) 내부에 매설되도록 연결 철근(221b)이 돌출된 것을 특징으로 하는 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량.
7. 제1항에 있어서,
   상기 상판(100)의 길이 방향과 나란한 측면에는 강선 삽입공이 상기 상판(100)을 관통하도록 형성되고, 상기 강선 삽입공의 단부가 확장된 체결홈(140)을 구비하여,
   상기 강선 삽입공 내부에 강선(610)을 삽입하여, 긴장시키는 것을 특징으로 하는 조립식 프리캐스트 콘크리트 교량.
   

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