KR20150043913A - 편토압 보강 라멘교 및 이의 시공 방법 - Google Patents
편토압 보강 라멘교 및 이의 시공 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 편토압에 저항하고 보강토의 변위를 최대한 흡수하며 수압이 미치지 않도록 하여 안전성과 시공성이 우수한 편토압 보강 라멘교의 시공 방법을 제공한다. 본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 편토압 보강 라멘교의 시공 방법은, 절토된 사면측과 이로부터 교폭만큼 떨어진 부분에 각기 터파기 한 후 터파기가 이루어진 지반에 기초파일을 일정 간격으로 근입하는 단계와; 양쪽 기초파일의 상부에 철근 콘크리트를 타설하여 확대기초를 시공하고, 확대기초의 상면에 힌지형 라멘 구조가 되도록 각기 레벨유지용 패드를 설치하는 단계와; 상기 레벨유지용 패드에 사면측 벽체교대와 개방측 벽체교대를 각기 거치 입설하여 임시 고정 후 이음부에 몰탈을 타설하는 단계와; 상부거더를 상기 사면측 및 개방측 벽체교대의 상면에 거치시켜 놓는 단계와; 상부거더와 상기 사면측 및 개방측 벽체교대가 만나는 우각부에 철근을 조립하고 콘크리트를 타설하는 단계와; 사면측 및 개방측 벽체교대의 연결브라켓을 제거한 후 사면측 벽체교대의 하부 내측으로 길이 방향을 따라 배수구를 시공하고 기초 되메우기를 실시하는 단계와; 사면측에서 사면측 벽체교대측으로 유입된 유입수의 배수를 위해 드레인보드를 사면측 벽체교대에 합성시키고, 사면과 벽체교대의 사이에 보강재 설치와 되메우기 다짐을 순차적으로 수회 반복하는 단계; 및 상부거더에 상부슬래브를 시공한 후 사면과 사면측 벽체교대의 사이에 상부로 접속슬래브를 시공하는 단계를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 라멘교의 시공 방법에 관한 것으로, 특히 편토압에 저항하고 보강토의 변위를 최대한 흡수하며 수압이 미치지 않도록 하여 안전성과 시공성이 우수한 편토압 보강 라멘교의 시공 방법에 관한 것이다.
라멘교(rigid-frame bridge)는 교량의 상부구조와 하부구조를 강철로 연결함으로써 전체 구조의 강성을 높임과 동시에 지간 내에 발생하는 휨모멘트의 크기를 줄이는 대신 이를 교대나 교각이 부담하게 하는 교량을 의미한다. 라멘교는 교각의 높이가 그리 높지 않고 주로 단경간의 교량에서 사용하는 것이 경제적이다. 이는, 단경간의 교량에서 신축이음(Expansion Joint)이나 교량받침이 없이 가설이 가능하고, 유지관리 측면에서 같은 지간의 단순교(조인트)에 비해 유리하고, 주형의 두께가 상대적으로 작게 설계될 수 있고 중앙부로부터 지간의 양단으로 헌치 형태를 이룬 경우 날렵한 모양을 이루어 교량의 미관이 수려한 장점을 갖는다.
이러한 장점을 살려서 절토된 사면의 일측에 라멘교를 시공할 경우 편토압과 배수성 및 시야성 등을 고려하여 시공되어야 한다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-0770574호(프리스트레스된 철골철근 콘크리트 합성형 라멘교 및 그 시공방법)로서, 경간 및 솟음에 맞게 분절된 형태로 강형을 제작하는 단계와; 분절된 각 강형의 하부플랜지에 콘크리트를 타설·양생하여 합성형을 제작하는 단계와; 합성형들을 용접 또는 고장력볼트로 연결하는 단계와; 쉬스관을 연결한 후 합성형들 사이의 연결홈을 그라우팅하는 단계와; 전경간에 걸쳐 긴장재를 삽입하고 프리스트레싱을 도입하는 단계와; 쉬스관을 그라우팅하는 단계와; 지반위에 설치된 벽체 위에 받침강형을 설치하는 단계와; 긴장력이 도입된 합성형을 상기 받침강형 위에 설치하는 단계와; 바닥판 콘크리트 및 잔여 벽체 콘크리트를 타설하는 단계와; 방호벽·포장등을 시공하는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 프리스트레스된 철골철근 콘크리트 합성형 라멘교 제조방법이 제시되어 있다. 따라서 장경간 실현이 가능함과 아울러 형하공간을 충분히 확보함으로써 차량 및 유수의 원활한 소통을 얻을 수 있다.
그러나 상기 배경기술은 한쪽의 절토면에 의해 편토압을 받는 곳에서의 저항 방법, 되메우기된 보강토 변위에서 발생된 측압의 제거 그리고 배수 시설에 대한 방안이 제시되어 있지 않다.
본 발명은 편토압에 저항하고 보강토의 변위를 최대한 흡수하며 수압이 미치지 않도록 하여 안전성과 시공성이 우수한 편토압 보강 라멘교의 시공 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 편토압 보강 라멘교의 시공 방법은,
절토된 사면측과 이로부터 교폭만큼 떨어진 부분에 각기 터파기 한 후 터파기가 이루어진 지반에 기초파일을 일정 간격으로 근입하는 단계와;
양쪽 기초파일의 상부에 철근 콘크리트를 타설하여 확대기초를 시공하고, 확대기초의 상면에 힌지형 라멘 구조가 되도록 각기 레벨유지용 패드를 설치하는 단계와;
상기 레벨유지용 패드에 사면측 벽체교대와 개방측 벽체교대를 각기 거치 입설하여 임시 고정 후 이음부에 몰탈을 타설하는 단계와;
상부거더를 상기 사면측 및 개방측 벽체교대의 상면에 거치시켜 놓는 단계와;
상부거더와 상기 사면측 및 개방측 벽체교대가 만나는 우각부에 철근을 조립하고 콘크리트를 타설하는 단계와;
사면측 및 개방측 벽체교대의 하부에 연결브라켓을 제거한 후 사면측 벽체교대의 하부 내측으로 길이 방향을 따라 배수구를 시공하고 기초 되메우기를 실시하는 단계와;
사면측에서 사면측 벽체교대측으로 유입된 유입수의 배수를 위해 드레인보드를 사면측 벽체교대에 합성시키고, 사면과 벽체교대의 사이에 보강재 설치와 되메우기 다짐을 순차적으로 수회 반복하는 단계; 및
상부거더에 상부슬래브를 시공한 후 사면과 사면측 벽체교대의 사이에 상부로 접속슬래브를 시공하는 단계를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.
또한, 사면측 벽체교대 외측면에 초기 보강토의 지반 안정화시까지 보강재의 변형에 따른 토압이 사면측 벽체교대에 미치지 않도록 토압흡수부재를 설치하고, 상기 드레인보드는 보강재가 연결되는 철망을 사이에 두고 토압흡수부재에 접합되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 개방측 벽체교대는 중앙에 시야 차폐를 제거하기 위해 두께 방향으로 개방된 교대 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 사면측 벽체교대는 자중을 감소시키고 되메우기 작업시 굵은 골재를 채울 수 있도록 외면에 일정 깊이로 함몰되어 있는 함몰홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 사면에 천공하여 강봉을 삽입시킨 후 그라우팅을 실시하는 네일링 작업 또는 사면에 천공하여 어스 앵커를 설치한 후 강봉 또는 어스 앵커의 긴장재를 접속슬래브에 연결하는 단계가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 사면측 벽체교대에 강봉 또는 어스앵커의 긴장재를 연결하여 사면에 고정시켜 놓는 네일링 또는 앵커 시공으로 토압에 대해 추가 보강이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 편토압 보강 라멘교의 시공 방법은, 편토압을 받는 피암구조물이나 라멘 구조에 적용이 가능하며, 편토압을 보강재 보강토를 이용하여 저항할 수 있다. 또한 보강토의 변위를 토압흡수부재를 이용하여 최대한 흡수함으로써 라멘 벽체에 편토압에 의한 측압이 미치지 않으며, 드레인보드를 이용하여 배수함으로써 수압의 영향을 받지 않는 이점을 갖는다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 편토압 보강 라멘교의 시공 방법을 공정별로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 적용되는 레벨유지용 패드가 확대기초에 설치되는 상태를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 적용되는 상부거더의 사시도.
도 4a는 본 발명에 적용되는 사면측 벽체교대의 사시도.
도 4b는 본 발명에 적용되는 개방측 벽체교대의 사시도.
도 5는 본 발명에 적용되는 거더와 개방측 벽체교대의 접합부 사시도.
도 6a는 본 발명에 적용되는 드레인보드 및 보강재의 설치상태도.
도 6b는 본 발명에 적용되는 보강재와 철망의 연결상태도.
도 7은 본 발명의 시공 방법에 따른 편토압 보강 라멘교를 나타낸 사시도.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 편토압 보강 라멘교의 시공 방법을 공정별로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 적용되는 레벨유지용 패드가 확대기초에 설치되는 상태를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 적용되는 상부거더의 사시도.
도 4a는 본 발명에 적용되는 사면측 벽체교대의 사시도.
도 4b는 본 발명에 적용되는 개방측 벽체교대의 사시도.
도 5는 본 발명에 적용되는 거더와 개방측 벽체교대의 접합부 사시도.
도 6a는 본 발명에 적용되는 드레인보드 및 보강재의 설치상태도.
도 6b는 본 발명에 적용되는 보강재와 철망의 연결상태도.
도 7은 본 발명의 시공 방법에 따른 편토압 보강 라멘교를 나타낸 사시도.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
터파기 및 기초파일
근입
먼저, 도 1(가)와 같이 절토된 사면(10)측과 이로부터 교폭(L) 만큼 떨어진 부분에 각기 터파기 한 후 터파기가 이루어진 지반에 기초파일(12,13)을 일정 간격으로 근입한다. 기초파일(12,13)은 특정되지 않으며 예로, 기성콘크리트 말뚝, 강재 말뚝, PC 말뚝 등등이 될 수 있다. 본 실시 예에서는 터파기 부분에 2열로 기초파일(12,13)이 각기 근입되어 있으나 이러한 배열에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
확대기초 및 레벨유지용 패드 설치
다음, 도 1a(나) 및 도 2와 같이 양쪽 기초파일(12,13)의 상부에 철근 콘크리트를 타설하여 확대기초(14)(15)를 시공한 후, 확대기초(14)(15)의 상면에 힌지형 라멘 구조를 갖기 위해 각기 레벨유지용 패드(16)(16)를 설치한다. 이때 확대기초(14)(15)는 기초파일(12,13)의 두부에 주지의 두부보강장치를 통하여 연결될 수 있다. 레벨유지용 패드(16)(16)는 각기 확대기초(14,15)에 2열로 일정 간격을 두고 배치되어 있다. 레벨유지용 패드(16)(16)는 고강성 고무나 목판 그리고 케미칼 플라스틱 등의 합성수지 등등 다양한 재질로 제작된 것이 될 수 있다. 레벨유지용 패드(16)(16)는 앵커볼트로 확대기초(14,15)에 고정 설치된다.
벽체교대 거치 및 이음 고정
그 다음, 도1a(다)와 같이 레벨유지용 패드(16)(16)에 사면측 벽체교대(18)와 개방측 벽체교대(19)를 각기 거치 입설하여 임시 고정 후 이음부에 몰탈을 타설한다.
사면측 벽체교대(18)는 도 4a와 같이 자중을 감소시키기 위해 되메우기 작업시 가벼운 재질 예로 EPS 블록을 채울 수 있도록 외면에 일정 깊이로 함몰되어 있는 함몰홈(181)이 형성됨이 바람직하다. 또한 사면측 벽체교대(18)는 하부에 기울기를 갖는 배수통로(182)가 일정 간격마다 형성되어 있다. 개방측 벽체교대(19)는 도 4b와 같이 중앙에 측방으로의 시야 차폐를 해소하기 위해 두께 방향으로 개방된 교대 개구부(191)가 형성된 것이 바람직하다.
이음 고정은 도 1a(다)와 같이 연결브라켓(17)을 사용하여 볼트로 사면측 벽체교대(18)와 개방측 벽체교대(19)를 각기 확대기초(14,15)에 연결시켜서 이루어질 수 있다.
상부거더
거치
그 다음, 도 1b(가)와 같이 상부거더(20)를 상기 사면측 및 개방측 벽체교대(18)(19)의 상면에 거치시켜 놓는다. 상부거더(20)는 예로 PSC 거더로 제작된 것이 될 수 있다. 상부거더(20)는 도 5와 같이 일정 간격을 두고 배치되어 일단이 사면측 벽체교대(18)의 상단에 타단이 개방측 벽체교대(19)의 상면에 지지되어 거치된다.
우각부
철근 조립 및 콘크리트 타설
그 다음, 도 1b(나) 및 도 5와 같이 상부거더(20)와 사면측 및 개방측 벽체교대(18)(19)가 만나는 우각부에 철근을 조립하고 콘크리트를 타설한다. 따라서 상부거더(20)의 양단부는 각기 철근과 콘크리트를 통해 사면측 및 개방측 벽체교대(18)(19)에 합성된다.
배수구 시공 및 기초 되메우기
그 다음, 도 1b(다)와 같이 임시 고정된 상기의 연결브라켓(17)을 제거한 후 사면측에서 사면측 벽체교대(18)로 유입되는 유입수의 배수 흐름을 만들어주기 위해 배수구(22)를 시공하고 기초 되메우기를 실시한다.
배수구(22)는 사면측 벽체교대(18)의 하부측 안쪽에 라멘교의 길이 방향으로 설치된다. 따라서 사면측 벽체교대(18)의 하부측에 형성된 배수통로(182)와 배수구(22)가 연결된다. 배수구(22)는 개수로 형태이나 이러한 수로 형태에 한정되는 것은 아니다. 기초되메우기는 사면측 확대기초(14)의 배면측에서 이루어진다.
드레인보드
합성 및 보강재 설치 후 되메우기 반복
그 다음, 도 1c(가) 및 도 6a와 같이 드레인보드(24)를 사면측 벽체교대(18)에 결합시키고 보강재(26) 설치와 되메우기 다짐을 순차적으로 수회 반복하여 보강토를 형성한다.
이때 초기 보강토의 지반 안정화시까지 보강재(26)의 변형에 따른 토압이 사면측 벽체교대(18)에 미치지 않도록 토압흡수부재(25)가 설치됨이 바람직하다. 토압흡수부재(25)는 예로, EPS(Expandable PolyStrene) 블록(압축스티로폼), 우레탄폼 등이 될 수 있다.
토압흡수부재(25)는 사면측 벽체교대(18) 외측면에 접합되어 설치되고, 드레인보드(24)는 보강재(26)가 연결되는 철망(27)을 사이에 두고 토압흡수부재(25)에 접합되게 시공된다. 보강재(26)는 도 6b와 같이 철망(27)에 연결핀(27a)을 매개로 연결된다. 보강재(26)는 시트형 보강재, 띠형 보강재, 그리드형 보강재 등이 적용될 수 있다.
네일링
또는 앵커 시공
그 다음, 도 1c(나)와 같이 사면(10)에 천공하여 강봉(28)을 삽입시킨 후 그라우팅을 실시하는 네일링 작업이 이루어질 수 있다. 이때 강봉(28)은 후술할 접속슬래브(32)와 연결되도록 설치됨이 바람직하다.
네일링 시공에 대체하여 사면(10)에 천공하여 주지의 어스 앵커를 설치하여 긴장재가 접속슬래브(30)와 연결되도록 시공이 이루어질 수도 있다.
또한, 필요시 네일링 또는 앵커를 사면측 벽체교대(18)에 연결 설치하여 토압에 추가 보강을 할 수 있다. 즉, 사면측 벽체교대(18)에 강봉(28) 또는 어스앵커의 긴장재를 연결하여 사면(10)에 고정시켜 놓는 네일링 또는 앵커 시공으로 토압에 대해 추가 보강이 이루어질 수 있다.
접속슬래브 시공 및 포장
그 다음, 도 1c(다)와 같이 상부거더(20)에 상부슬래브(30)를 시공하고, 사면(10)과 사면측 벽체교대(18)의 사이에 상부로 접속슬래브(32)를 시공한 후 포장이 이루어져 편토압 보강 라멘교의 시공이 이루어진다.
이와 같은 편토압 보강 라멘교의 시공 방법은, 사면측의 되메우기층이 보강재(26)에 의해 저항력을 발휘하고, 보강토의 변위가 토압흡수부재(25)에 최대한 흡수됨으로써 라멘 벽체에 편토압에 의한 측압이 미치지 않토록 한다. 따라서 본 발명의 편토압 보강 라멘교는 편토압의 영향을 받지 않으므로 편토압을 받는 피암구조물이나 라멘 구조에 적용이 가능하다. 또한 드레인보드를 이용하여 배수함으로써 편토압 고강 라멘교는 수압의 영향을 받지 않는 안전한 교량 구조물이 된다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
12,13: 기초파일
14,15: 확대기초
16: 레벨유지용 패드
18: 사면측 벽체교대
181: 함몰홈
19: 개방측 벽체교대
191: 교대개구부
20: 상부거더
24: 드레인보드
25: 토압흡수부재
26: 보강재
14,15: 확대기초
16: 레벨유지용 패드
18: 사면측 벽체교대
181: 함몰홈
19: 개방측 벽체교대
191: 교대개구부
20: 상부거더
24: 드레인보드
25: 토압흡수부재
26: 보강재
Claims (7)
- 절토된 사면(10)측과 이로부터 교폭(L)만큼 떨어진 부분에 각기 터파기 한 후 터파기가 이루어진 지반에 기초파일(12,13)을 일정 간격으로 근입하는 단계와;
양쪽 기초파일(12,13)의 상부에 철근 콘크리트를 타설하여 확대기초(14)(15)를 시공하고, 확대기초(14)(15)의 상면에 힌지형 라멘 구조가 되도록 각기 레벨유지용 패드(16)(16)를 설치하는 단계와;
상기 레벨유지용 패드(16)(16)에 사면측 벽체교대(18)와 개방측 벽체교대(19)를 각기 거치 입설하여 임시 고정 후 이음부에 몰탈을 타설하는 단계와;
상부거더(20)를 상기 사면측 및 개방측 벽체교대(18)(19)의 상면에 거치시켜 놓는 단계와;
상부거더(20)와 상기 사면측 및 개방측 벽체교대(18)(19)가 만나는 우각부에 철근을 조립하고 콘크리트를 타설하는 단계와;
사면측 및 개방측 벽체교대(18)(19)의 하부에 연결브라켓(17)을 제거한 후 사면측 벽체교대(18)의 하부 내측으로 길이 방향을 따라 배수구(22)를 시공하고 기초 되메우기를 실시하는 단계와;
사면측에서 사면측 벽체교대(18)측으로 유입된 유입수의 배수를 위해 드레인보드(24)를 사면측 벽체교대(18)에 합성시키고, 사면(10)과 벽체교대(18)의 사이에 보강재(26) 설치와 되메우기 다짐을 순차적으로 수회 반복하는 단계; 및
상부거더(20)에 상부슬래브(30)를 시공한 후 사면(10)과 사면측 벽체교대(18)의 사이에 상부로 접속슬래브(32)를 시공하는 단계를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 하는 편토압 보강 라멘교의 시공 방법. - 제 1항에 있어서,
사면측 벽체교대(18) 외측면에 초기 보강토의 지반 안정화시까지 보강재(26)의 변형에 따른 토압이 사면측 벽체교대(18)에 미치지 않도록 토압흡수부재(25)를 설치하고, 상기 드레인보드(24)는 보강재(26)가 연결되는 철망(27)을 사이에 두고 토압흡수부재(25)에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 편토압 보강 라멘교의 시공 방법. - 제 1항에 있어서,
개방측 벽체교대(19)는 중앙에 시야 차폐를 제거하기 위해 두께 방향으로 개방된 교대 개구부(191)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 편토압 보강 라멘교의 시공 방법. - 제 1항에 있어서,
사면측 벽체교대(18)는 자중을 감소시키고 되메우기 작업시 굵은 골재를 채울 수 있도록 외면에 일정 깊이로 함몰되어 있는 함몰홈(181)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 편토압 보강 라멘교의 시공 방법. - 제 1항에 있어서,
사면(10)에 천공하여 강봉(28)을 삽입시킨 후 그라우팅을 실시하는 네일링 작업 또는 사면(10)에 천공하여 어스 앵커를 설치한 후 강봉(28) 또는 어스 앵커의 긴장재를 접속슬래브(30)에 연결하는 단계가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 편토압 보강 라멘교의 시공 방법. - 제 5항에 있어서,
사면측 벽체교대(18)에 강봉(28) 또는 어스앵커의 긴장재를 연결하여 사면(10)에 고정시켜 놓는 네일링 또는 앵커 시공으로 토압에 대해 추가 보강이 이루어지는 것을 특징으로 하는 편토압 보강 라멘교의 시공 방법. - 청구항 제 1항 내지 제 6항 중 어느 하나의 시공 방법으로 시공된 것을 특징으로 하는 편토압 보강 라멘교.
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