KR20160150155A - 고강도 경량콘크리트의 분할타설에 의한 fcm 교량시공방법 - Google Patents

고강도 경량콘크리트의 분할타설에 의한 fcm 교량시공방법 Download PDF

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KR20160150155A
KR20160150155A KR1020150086547A KR20150086547A KR20160150155A KR 20160150155 A KR20160150155 A KR 20160150155A KR 1020150086547 A KR1020150086547 A KR 1020150086547A KR 20150086547 A KR20150086547 A KR 20150086547A KR 20160150155 A KR20160150155 A KR 20160150155A
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fcm
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노정휘
김건석
홍영준
김창수
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지에스건설 주식회사
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Abstract

FCM(Free Cantilever Method) 교량시공방법에 있어서, 시공 시 세그먼트 거더의 자중을 감소시키도록 세그먼트 거더를 제작하여, 제작된 세그먼트 거더를 서로 종방향으로 임시로 연결하기 위한 1차 텐던의 사용량을 줄일 수 있어 보다 경제적으로 장경간의 주경간 확보가 가능한 고강도 경량콘크리트의 분할타설에 의한 FCM 교량시공방법에 대한 것으로서, 상기 시공방법은 (a) 교각을 기준으로 좌,우 대칭으로 세그먼트 거더를 폼트레블러를 이용하여 설계단면적(A)보다 작은 분할단면적(A1)을 가지도록 현장타설 고강도 경량콘크리트를 분할타설하여 제작하는 단계; (b) 상기 분할타설에 의하여 제작된 세그먼트 거더와 종방향으로 일체화되도록 세그먼트 거더들을 폼트레블러를 이용하여 다시 고강도 경량콘크리트를 분할 타설하여 제작하되 1차 덴던으로 일체화된 세그먼트 거더들에 1차 프리스트레스를 도입시키는 단계;를 포함한다.

Description

고강도 경량콘크리트의 분할타설에 의한 FCM 교량시공방법{FCM CONSTRUCTION METHOD USING DIVIDED POURING LIGHT WEIGHT CONCRETE FOR SEGMENT}
본 발명은 고강도 경량콘크리트의 분할타설에 의한 FCM 교량시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 FCM(Free Cantilever Method) 교량시공방법에 있어서, 시공 시 고강도 경량콘크리트 및 분할타설 방법을 이용하여 세그먼트 거더의 자중이 감소되도록 세그먼트 거더를 제작하여, 제작된 세그먼트 거더를 서로 종방향으로 임시로 연결하기 위한 1차 텐던의 사용량을 줄일 수 있어, 보다 경제적으로 장경간의 주경간 확보가 가능한 고강도 경량콘크리트의 분할타설에 의한 FCM(Free Cantilever Method) 교량시공방법에 관한 것이다.
FCM 교량시공방법(FCM 공법)은 교각을 기준으로 종방향으로 PSC 박스거더와 같은 거더 세그먼트를 연속하여 연결 시공하는 방법인데, 상기 거더 세그먼트가 교각을 기준으로 캔틸레버 형태의 구조물로 연결 설치된다는 의미에서 특히 프리 캔틸레버 교량시공방법이라 지칭된다.
이러한 FCM 교량시공방법은 예컨대 교각(5)을 기준으로 도 1a와 같이 상부구조를 지보공 없이 이동식 작업차(Form Traveler) 혹은 이동식 크레인 등(1)을 이용하여 주두부(Pier Table, 대 블록,2)로부터 좌우평형을 유지하면서 3-5m의 분절 거더(Segment, 세그먼트, 소 블록,3)를 순차적으로 시공하는 공법으로, 동바리 설치가 어려운 깊은 계곡, 해상, 하천 등에 건설되는 장 경간의 교량 시공에 적합한 공법이며,
이러한 FCM 공법은, 세그먼트 시공을 현장에서 실시하는 현장 타설 FCM 공법과 세그먼트를 별도의 제작장에서 제작하여 운반/가설하는 프리캐스트 FCM 공법으로 나눌 수 있다.
이러한 현장타설 FCM 공법과 프리캐스트 FCM 공법은 모두 각각의 교각과 교각 사이에서 시공되어 오는 제1, 제2 캔틸레버를 서로 연결하는 연결 단계를 필요로 하며,
특히 현장타설 FCM 공법은 예컨대 도 1b와 같이 가설장비(7)를 이용하여 일반적으로 모두 제1 캔틸레버와 제2 캔틸레버 사이에 직접거푸집(M)을 설치하고, 철근(8)을 배근한 후, 콘크리트를 타설하는 현장타설 키 세그먼트 시공 방법을 적용하게 된다(도 1a에서 도면부호 4).
이는 결국 세그먼트를 서로 종방향으로 확실하게 일체화시켜 연결하기 위한 방법이라 할 수 있다.
하지만 이러한 방법은 거더 상면에 많은 연결용 가시설(1,7) 등이 요구하게 되므로 시공성이 떨어지고 이러한 가시설을 운용하다보면 무엇보다도 공기가 길어질 수밖에 없다는 문제점이 있었다. 그럼에도 불구하고 이러한 가시설, 키 세그먼트를 이용하는 이유는 FCM 공법의 특성상 이를 이용하지 않으면 시공품질을 기대하기가 어렵기 때문이다.
이에 이러한 현장타설 키 세그먼트 시공 방법의 개선 예가 도 1c에 도시되어있다.
즉, 먼저 교각(5) 시공 후, 교각(5, 지점부)의 상단부에 교량 상부구조물 구축을 위한 교각 테이블부(2, 도 1a에서는 대블록(2))를 시공하게 된다. 다음으로는 상기 교각 테이블부(2)의 양측면부에 교량 상부구조물 구축을 위한 소정 폭의 제1현장타설 세그먼트(소블록, 3a,3b)를 각각 시공하게 된다.
이에 상기 제1 현장타설 세그먼트(3a,3b)의 시공이 완료되면, 시공된 제1 현장타설 세그먼트(3a,3b)의 각 외측면에 프리캐스트 방식에 의해 미리 제작된 제1 프리캐스트형 정착부 세그먼트(4a,4b)를 각각 접합한다.
여기서, 이 프리캐스트형 정착부 세그먼트(4a,4b)는 대략 그 두께(종방향)가 50㎝ 정도로 제작되며, 그 상단부에는 프리스트레스용 PC 강재(강연선,8)의 정착을 위한 매립형 정착구(미도시)가 마련된다.
이에 상기 제1 프리캐스트형 정착부 세그먼트(4a,4b)의 접합 후, 소정 기간 동안의 양생기간을 거친 후, 프리스트레스를 1차로 도입한다. 여기서, 제1 프리캐스트형 정착부 세그먼트(4a,4b)의 접합 후, 2일간의 양생기간을 거치게 된다.
이는 종래에는 정착부가 포함된 세그먼트를 현장타설에 의해 시공하여 최소 3일간의 양생 기간이 필요하지만, 정착부가 포함된 부분의 세그먼트 일부를 미리 프리캐스트 방식에 의해 제작하여 접합하는 방식을 취하므로, 2일간의 양생기간이면 충분하도록 한 것이다.
이렇게 하여 상기 1차 프리스트레스의 도입이 완료되면, 상기 제1 프리캐스트형 정착부 세그먼트(4a,4b)의 각 외측면에 소정 폭의 제2 현장타설 세그먼트(5a,5b)를 각각 시공한다.
다음으로 시공된 제2 현장타설 세그먼트(5a,5b)의 각 외측면에 프리캐스트 방식에 의해 미리 제작된 제2 프리캐스트형 정착부 세그먼트(6a,6b)를 각각 접합한다. 그리고, 그 제2 프리캐스트형 정착부 세그먼트(6a,6b)의 접합 후, 상기 제1 프리캐스트형 정착부 세그먼트(4a,4b)의 접합때의 경우와 마찬가지로 2일 동안의 양생기간을 거친 후 긴장재(8)를 이용하여 프리스트레스를 2차로 도입한다.
이후, 상기와 같은 현장타설 세그먼트 시공, 프리캐스트형 정착부 세그먼트 접합, 프리스트레스 도입 과정을 복수 회 반복 수행하여 교량 시공을 효율적으로 완성시킬 수 있음을 알 수 있다.
하지만 FCM 공법에 있어서 교각(5, 지점부)과 교각 사이 특히 주경간이 장경간화 될 때는 프리캐스트형 정착부 세그먼트 사용량도 많아지게 되고, 이에 따라 PC 강재(강연선,8)의 사용량도 많아질 수밖에 없으며, 이에 따라 현장타설 세그먼트의 단면도 커져야 하고, 이에 따라 폼트레블러(F/T)의 크기도 커져야 하기 때문에, 사실상 FCM 공법에 있어 주경간을 장경간화 시키는 데에는 한계가 있을 수밖에 없음을 알 수 있다.
나아가 FCM 교량에 있어 현장타설 세그먼트에 경량골재 콘크리트를 사용하는 예도 있는데, 이는 장경간 교량시공 및 기후적인 여건등에 의하여 결정된다. 이러한 경량골재는 도 1d와 같이 해외 및 국내에서 충분히 개발된 바 가 있어 이를 이용하는데는 달리 문제가 없다.
나아가 주경간이 장경간화되는 FCM 교량의 경우 이러한 경량골재 콘크리트를 사용하는 예가 있는데 주로 주경간에만 경량콘크리트가 적용된 바 있다. 도 1e는 이러한 경량콘크리트를 사용하여 시공된 FCM교량이 소개되어 있는데 매우 슬림한 미관을 가진 교량시공이 가능하게 됨을 알 수 있으며, 이때 주경간은 300M 정도가 최대였다.
이에 본 발명은 FCM 공법에 의하여 현장타설에 의한 세그먼트 거더를 제작하여 교량을 시공함에 있어 고강도 경량콘크리트를 사용하여 세그먼트 거더를 제작하여 주경간을 장경화시킴에 있어 한계를 극복할 수 있도록 하게 된다.
나아가 고강도 경량콘크리트를 이용하더라도 교량의 주경간을 장경간화시켜 시공할 때 가장 큰 걸림돌이라고 할 수 있는 세그먼트 거더의 자중을 보다 최소화하여 제작하여, 종방향으로 제작된 세그먼트 거더 종방향 구속을 위한 1차 프리스트레스 도입용 1차 텐던 사용량을 감소시킬 수 있는 분할타설에 의한 FCM 교량시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
이에 본 발명은
첫째, FCM 교량 시공방법으로 세그먼트 거더를 현장 타설에 의한 현장타설 고강도 경량콘크리트로 제작함에 있어서, 고강도 경량콘크리트를 사용하여 세그먼트 거더를 제작하여 주경간을 장경화시킴에 있어 한계를 극복할 수 있도록 하게 된다.
이때, 제1 세그먼트 거더(예컨대 PSC 박스거더)를 제작하기 위한 고강도 경량콘크리트를 예컨대, 하부플랜지와 상부플랜지의 전체 높이에 있어 예컨대 절반정도만 먼저 분할타설하여 제작하고, 연속하여 연결되는 제2 세그먼트 거더도 역시 고강도 경량콘크리트를 이용하여 분할타설에 의하여 제작함으로서 제 1,2 세그먼트 거더의 자중을 보다 최소화 시켜 제작하여 임시로 연결하기 위한 1차 텐던량(1차 프리스트레스 도입)도 감소시킬 수 있어 세그먼트 거더의 단면 최소화에 따른 1차 텐던 설치 공간의 감소에 따른 문제점을 해결 할 수 있도록 하게 된다.
이에 최종 교각 사이에 세그먼트 거더들을 키 세그먼트에 의하여 연속화 시킨 상태가 되면 분할타설에 의한 세그먼트 거더들이 종방향으로 연속화되어 있어 추가 고강도 경량콘크리트 타설에 의하여 세그먼트 거더의 자중이 증가하더라도 종방향으로 연속화된 세그먼트 거더들에 의하여 충분히 지지할 수 있게 되어 1차 텐던량을 줄일 수 있어 보다 경제적인 FCM 공법에 의한 교량이 가능하도록 하게 된다.
둘째, 이에 최종 완성된 세그먼트 거더들에는 활하중과 같은 하중 저항을 위한 2차 텐던을 이용하여 2차 프리스트레스를 도입할 수 있으므로 주경간을 장경간화시킴에 따라 필연적인 2차 프리스트레스도 세그먼트 거더의 단면을 최적화 시킨 상태에서 도입 시킬 수 있도록 하게 된다.
이를 위해 본 발명은
설계단면적(A)을 가지는 세그먼트 거더를 측경간 및 주경간에 종방향으로 일체화시켜 시공하는 FCM 교량시공방법에 있어서,
(a) 교각을 기준으로 좌,우 대칭으로 세그먼트 거더를 폼트레블러를 이용하여 설계단면적(A)보다 작은 분할단면적(A1)을 가지도록 현장타설 고강도 경량콘크리트를 이용하여 분할타설하여 제작하는 단계; (b) 상기 분할타설에 의하여 제작된 세그먼트 거더와 종방향으로 일체화되도록 세그먼트 거더들을 폼트레블러를 이용하여 다시 고강도 경량콘크리트를 이용하여 분할타설하여 제작하되 1차 덴던으로 일체화된 세그먼트 거더들에 1차 프리스트레스를 도입시키는 단계; (c) 상기 주경간에서 1차 프리스트레스가 도입된 세그먼트 거더들을 키 세그먼트를 이용하여 종방향으로 연속화시키는 단계; 및 (d) 상기 종방향으로 연속화된 분할 타설에 의한 세그먼트 거더들에 현장타설 고강도 경량콘크리트를 추가로 타설 및 양생시켜 설계단면적(A)을 가지지도록 세그먼트 거더들을 제작하는 단계;를 포함하는 고강도 경량콘크리트의 분할타설에 의한 FCM 교량시공방법을 제공하게 된다.
본 발명에 의한 FCM 공법으로 교량을 시공하게 되면, 동일한 단면으로 제작되는 세그먼트 거더를 기준으로 주경간을 장경화시킬 수 있게 되며, 시공 시 임시로 세그먼트 거더들을 연결하기 위한 1차 텐던량은 줄일 수 있어 보다 경제적인 교량시공이 가능하고, 세그먼트 거더들이 키 세그먼트에 의하여 서로 연속화 된 상태에서 활하중등에 의한 2차 텐던에 의한 2차 프리스트레 도입이 가능하여 구조적으로도 안전한 교량 시공이 가능하게 된다.
또한, 세그먼트 거더들을 현장타설 현장타설 고강도 경량콘크리트에 의하여 제작함에 따른 폼트레블러도 주경간을 장경화시키기 위해서는 보다 많은 강재량을 사용하에 제작해야 하지만 본 발명에 의하면 세그먼트 거더 단면을 최적화시킬 수 있어 폼트레블러의 보다 효율적이고 경제적인 운용이 가능하게 된다.
도 1a는 종래 FCM 교량시공 사시도,
도 1b는 종래 FCM 교량시공에 있어 키 세그먼트 시공 단면도,
도 1c는 종래 FCM 교량시공의 연결부 시공도,
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 종래 세그먼트 거더 제작도 및 본 발명의 세그먼트 거더의 분할타설의 개념도이다.
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명에 의한 분할타설에 의한 FCM 교량시공방법을 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 세그먼트 거더의 분할타설 ]
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 세그먼트 거더의 분할타설의 개념도를 종래 세그먼트 거더 제작과 대비하여 도시한 것이다.
먼저 본 발명은 FCM 공법에 있어서도 폼트레블러(F/T)를 이용한 현장타설 현장타설 고강도 경량콘크리트로 세그먼트 거더(100)를 교각(지점부)를 기준으로 양 측방(종방향)으로 서로 세그먼트 거더를 좌,우 대칭으로 시공하는 것을 기준으로 하게 된다.
또한, 교각과 교각 사이에서 세그먼트 거더가 키 세그먼트(200)에 의하여 서로 종방향으로 연결되어 연속화시키는 방법을 사용하게 된다. 이러한 키 세그먼트(200)는 프리캐스트 키 세그먼트를 이용하면 된다.
또한 세그먼트 거더로서 PSC박스 세그먼트 거더를 이용하는 경우를 기준으로 살펴보기로 한다.
이에 종래 세그먼트 거더의 경우 도 2a 및 도 2b와 같이 교각(30)을 기준으로 일정한 단면높이를 가지도록 폼트레블러(미도시)를 이용하여 먼저 제 1세그먼트(10)를 제작하게 되는데, 하부플랜지(11), 양 측벽(12) 및 상부플랜지(13)를 일체로 타설하여 먼저 완성시키게 된다.
통상은 1개의 세그먼트 거더를 제작하기 위한 폼트레블러(미도시)의 세팅 및 콘크리트 양생에 따른 공기는 개략 2-4일 정도 소요될 수 있다.
이에 제 1세그먼트(10a)를 교각을 기준으로 좌,우 대칭으로 완성되면 폼트레블러(미도시)를 종방향으로 이동시켜 제 2세그먼트(10b)를 제작하기 위한 세팅을 하고 다시 콘크리트를 타설하여 제 1세그먼트(10)와 종방향으로 연결 제작하게 된다.
이때 통상 양 교각(30) 사이의 주경간(L1)은 측경간(L2)보다 경간장이 길어지게 되므로 사실상 교각을 기준으로 초기에는 좌,우 대칭이 가능하지만 세그먼트 거더들을 연결시공하다 보면 주경간에 설치되어야 할 세그먼트 거더들이 더 많아지게 되고 이에 따라 교각을 기준으로 세그먼트 거더들이 좌,우 대칭 시공될 수 없게 된다.
이에 측경간 및 주경간에 연결시공되는 세그먼트 거더들은 1차 텐던(PC 강봉등,14)을 이용하여 서로 종방향으로 구속되도록 1차 프리스트레스를 도입시켜 제작하게 된다.
이때 상기 1차 텐던(14)은 주경간에 연결시공되는 세그먼트 거더들의 자중에 의하여 그 사용량이 결정되는데 주경간을 장경간화 시킬 경우 세그먼트 거더의 단면이 커질 수밖에 없어 1차 텐던 사용량을 증가시킬 수밖에 없고, 이에 1차 텐던을 설치하기 위한 정착공간을 확보하기 위하여 역시 세그먼트 거더의 단면을 일정 수준 이상으로 확보해야 한다.
이에 종래 FCM 공법에 있어 주경간에 연결시공되는 세그먼트 거더들의 구조적 안전성을 확보한 상태에서 자중을 감소시킬 수 있다면 세그먼트 거더들의 연속화를 위 사용되는 1차 텐던 사용량을 절감시킬 수 있고, 주경간의 장경간화에 따른 FCM 공법의 한계를 극복할 수 있게 된다.
이에 본 발명은 상기 구조적 안전성 확보를 위해 최종 완성단계에서의 세그먼트 거더 단면을 그대로 확보할 수 있도록 하되, 1차 텐던 사용량을 줄일 수 있도록 세그먼트 거더 시공 시, 분할타설 방법을 이용하게 된다.
즉, 도 2c 및 도 2d와 같이 세그먼트 거더(100)의 양 측벽은 내부거푸집을 활용해야 하고, 경사지게 형성될 수 있어 작업성 및 시공성을 고려하여 종전과 같은 그대로 제작하되 제1 세그먼트 거더(100)의 하부플랜지(110)의 높이와 상부플랜지(130)의 높이를 예컨대 개략 절반정도(h1/2,h2/2)로 먼저 현장타설 고강도 경량콘크리트 타설에 의하여 제1 세그먼트 거더(100)를 제작(감소된 부재 단면높이로 제작)한 다음,
폼트레블러를 이동시켜 역시 현장타설 고강도 경량콘크리트 분할타설에 의하여 제2 세그먼트 거더(100b)를 제1 세그먼트 거더(100a)와 연결시공하게 된다.
이에 본 발명은 당초 설계단면적(A)을 가지는 세그먼트 거더를 측경간 및 주경간에 종방향으로 일체화시켜 시공하기는 하지만 교각(300)을 기준으로 좌,우 대칭으로 세그먼트 거더를 폼트레블러를 이용하여 당초 설계단면적(A)보다 작은 분할단면적(A1)을 가지도록 현장타설 현장타설 고강도 경량콘크리트를 분할타설하여 제작하게 됨을 알 수 있다.
이에 세그먼트 거더 제작을 위한 현장타설 고강도 경량콘크리트 사용량이 감소하는 만큼 세그먼트 거더들의 자중을 감소시킬 수 있게 되고 이에 주경간에 시공되는 세그먼트 거더들을 종방향으로 구속하기 위해 설치되는 1차 텐던 사용량을 감소시킬 수 있게 된다.
이때, 분할타설에 의한 세그먼트 거더의 양 측벽은 달리 단면높이 및 두께에 변함이 없으므로 1차 텐던 사용량 자체도 감소되었지만 설치하기 위한 정착공간 확보에도 달리 문제가 없게 된다.
이에 양 교각 사이의 주경간에 있어 세그먼트 거더들을 계속 연결시공하여 주경간 개략 중간에서 키 세그먼트(200)에 의하여 현장타설 고강도 경량콘크리트 분할타설에 의한 세그먼트 거더들을 연속화 시키게 되면 세그먼트 연속화에 따라 단면 강성을 충분히 확보한 상태에서 최종 세그먼트 거더의 단면 완성을 위한 현장타설 고강도 경량콘크리트를 타설하여 세그먼트 거더 제작을 완성시키게 된다.
즉, 세그먼트 거더의 단면 완성을 위한 현장타설 고강도 경량콘크리트 타설 및 양생에 따라 증가된 자중은 종방향으로 서로 연속화된 세그먼트 거더들에 의하여 충분히 지지될 수 있도록 하여 구조적으로 문제될 것이 없으며,
분할타설에 의하여 제작된 세그먼트 거더들의 하부플랜지 상면 및 상부플랜 상면에 추가 현장타설 고강도 경량콘크리트를 타설하게 되므로 달리 폼트레블러를 이용하지 않고서도 마감 거푸집을 이용할 수 있어 신속하고 경제적으로 세그먼트 거더의 단면을 완성시킬 수 있게 된다.
이에 분할타설에 의한 세그먼트 거더를 주경간에 있어 완성시킨 후, 교량 완성 후 차량운행에 의한 활하중등에 저항할 수 있도록 설치한 2차 덴던을 이용하여 2차 프리스트레스를 도입하게 되고,
이는 완성된 세그먼트 단면을 대상으로 하기 때문에 추가 현장타설 고강도 경량콘크리트 타설에 의한 2차 텐던의 배치 및 정착에 달리 어려움이 없으며, 구조적으로도 필요한 만큼 2차 프리스트레스를 충분히 도입할 수 있어 주경간을 장경간화시킴에 따른 프리스트레스 도입에 효율성을 충분히 확보할 수 있게 된다.
[ 본 발명의 분할타설에 의한 FCM 교량시공방법]
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명에 의한 분할타설에 의한 FCM 교량시공방법을 순서대로 도시한 것이다.
먼저, FCM 교량은 측경간과 주경간으로 구분하여 먼저 교각(지점부,300)을 먼저 시공하게 된다. 예컨대 측경간의 연장길이를 L1이라 한다면 주경간의 연장길이는 2*L1이 되도록 설계(세그먼트 거더의 좌,우 대칭 시공을 위하여)하는 것이 구조적으로 가장 안전(측경간:주경간:측경간=1:2:1)하다고 할 수 있으나, 현장에 따라 주경간이 2*L1보다 크게 형성시킬 수밖에 없는 경우가 발생할 수 있다.
이에 본 발명은 세그먼트 거더들을 좌,우 대칭으로 시공하기 어려운 경우에 보다 효과적이므로 이를 기준으로 살펴보기로 한다.
이에 먼저 도 3a와 같이 전체 교량 연장길이(L)를 기준으로 측경간은 각각 L1이 되도록 하고, 주경간은 2*L1 보다 큰 경우에 있어 교각(300)을 먼저 시공하게 된다.
이러한 교각은 최 상단에 주두부(310)로 제1 세그먼트 거더(100a)를 시공하기 위한 일종의 작업공간을 확보할 수 있도록 하게 된다.
이에 상기 주두부(310)에 폼트레블러(미도시)를 설치하고, 주두부(210) 양 측방(종방향)으로 제1 세그먼트(100a)를 현장타설 고강도 경량콘크리트 분할타설에 의하여 제작하게 된다.
분할타설에 의한 제 1세그먼트(100a)를 제작한 이후에는 제2 세그먼트 거더(100b)가 일체화되도록 폼트레블러(미도시)를 종방향으로 이동시킨 다음, 역시 분할타설에 의하여 현장타설 고강도 경량콘크리트를 타설하게 된다.
이에 제 1,2 세그먼트 거더(100a,100b)가 서로 일체화되면 교각(300)을 기준으로 좌,우대칭으로 분할타설에 의한 세그먼트 거더의 제작이 일단 완료된다.
이에 상기 제 1,2 세그먼트 거더(100a,100b)를 종방향으로 구속시키기 위한 1차 덴던(140)을 제 1,2 세그먼트 거더(100a,100b)를 관통하도록 설치하여 1차 프리스트레스를 도입하여 보다 안적적인 교량 시공 및 폼트레블러의 운용이 가능하도록 하게 된다.
이에 제 3 세그먼트(100c)까지는 교각(300)을 기준으로 좌,우 대칭으로 세그먼트 거더들을 시공할 수 있지만, 측경간은 추가로 세그먼트 거더들을 시공할 필요가 없으므로, 주경간에만 추가적인 제 4 세그먼트 거더(100d)를 더 제작하게 된다.
특히 이러한 추가적인 제 4 세그먼트 거더(100d)를 더 제작함에 따라 교각에는 불균등 모멘트가 발생할 수 있는데 본 발명은 세그먼트 거더의 현장타설 고강도 경량콘크리트 분할타설에 의한 자중 감소가 가능하므로 불균등 모멘트 발생을 최소화시킬 수 있게 되고, 1차 텐던(140)에 의한 1차 프리스트레스 도입을 통해 상기 불균등 모멘트 발생을 억제할 수 있게 된다.
이에 도 3b와 같이 주경간에 있어 제 4 세그먼트 거더(100d) 제작이 완료되면 키 세그먼트(200)를 이용하여 주경간에 제작된 제 1 내지 4 세그먼트 거더들을 서로 종방향으로 연속화시키게 된다.
이에 연속화된 세그먼트 거더들은 구조적으로 단면 강성이 증가하게 되는 효과를 가질 수 있게 된다.
이에 도 3c와 같이 연속화된 세그먼트 거더들에 완성 단면의 세그먼트 거더들을 제작하기 위하여 미도시된 마감거푸집 등을 이용하여 하부플랜지, 상부플랜지에현장타설 고강도 경량콘크리트를 타설하여 설계 단면적(A)을 가진 세그먼트 거더들의 제작을 완성시키게 된다.
이때, 하부플랜지, 상부플랜지에 추가 현장타설 고강도 경량콘크리트(150) 타설은 이미 개략 절반정도 완성된 단면에 시공하는 것이므로 달리 폼트레블러를 이용할 필요도 없고 마감거푸집을 이용하게 되면 신속하게 완료시킬 수 있게 된다.
이에 도 3d와 같이 완성된 단면으로 제작된 세그먼트 거더들에 설치된 2차 덴턴 (160)을 주경간에 걸쳐 연속적으로 긴장하여 정착시켜 활하중등에 저항하기 위한 2차 프리스트레스를 도입시켜 최종 FCM 공법에 의한 세그먼트 거더를 완성시키게 된다.
이로서 측경간, 주경간에 걸쳐 세그먼트 거더들이 서로 연속화 된 상태에서 포장층등을 시공할 수 있게 된다.
결국, 본 발명은 분할된 세그먼트 거더들은 현장타설 고강도 경량콘크리트에 의하여 그 자중을 보다 최소화시킬 수 있어 주경간이 장경간화 됨에 따른 1차 텐던 사용량 증가 문제, 이에 따른 세그먼트 거더의 단면을 증가시켜야 하고, 나아가 이러한 세그먼트 거더들을 안전하게 제작하기 위한 폼트레블러 제작을 위한 강재사용량 증가에 따른 비용 및 작업하중의 증가 요인을 간단하게 해결 할 수 있으며, 최종 완성된 세그먼트 거더들은 설계에 의한 단면을 충분히 확보할 수 있게 되어 보다 경제적인 FCM 공법에 의한 교량 시공이 가능하게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 세그먼트 거더
110: 하부플랜지 120: 양 측벽
130: 상부플랜지 140: 1차 텐던
150: 추가 현장타설 현장타설 고강도 경량콘크리트
160: 2차 텐던
100a,100b,100c,100d,100e,100f: 제 1,2,3,4,5,6 세그먼트 거더
200: 키 세그먼트 300: 교각

Claims (5)

  1. 설계단면적(A)을 가지는 세그먼트 거더를 측경간 및 주경간에 종방향으로 일체화시켜 시공하는 FCM 교량시공방법에 있어서,
    (a) 교각(300)을 기준으로 좌,우 대칭으로 세그먼트 거더를 폼트레블러를 이용하여 설계단면적(A)보다 작은 분할단면적(A1)을 가지도록 현장타설 현장타설 고강도 경량콘크리트를 분할타설하여 제작하는 단계;
    (b) 상기 분할타설에 의하여 제작된 세그먼트 거더와 종방향으로 일체화되도록 세그먼트 거더(100)들을 폼트레블러를 이용하여 다시 현장타설 고강도 경량콘크리트를 분할 타설하여 제작하되 1차 덴던(140)으로 일체화된 세그먼트 거더들에 1차 프리스트레스를 도입시키는 단계; 및
    (c) 상기 주경간에서 1차 프리스트레스가 도입된 세그먼트 거더(100)들을 키 세그먼트(200)를 이용하여 종방향으로 연속화시키는 단계;를 포함하는 고강도 경량콘크리트의 분할타설에 의한 FCM 교량시공방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (c)단계 이후, 상기 종방향으로 연속화된 분할 타설에 의한 세그먼트 거더들에 현장타설 현장타설 고강도 경량콘크리트(150)를 추가로 타설 및 양생시켜 설계단면적(A)을 가지지도록 세그먼트 거더들을 제작하는 (d) 단계를 더 포함하며,
    상기 (d) 단계이후, 설계단면적(A)을 가지지도록 세그먼트 거더들에 2차 덴던으로 2차 프리스트레스를 도입하여 세그먼트 거더들을 완성시키는 (e) 단계를 더 포함하는 고강도 경량콘크리트의 분할타설에 의한 FCM 교량시공방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (b)단계의 세그먼트 거더(100)들은 PSC 박스거더를 포함하는 거더로서,
    감소된 부재 단면높이를 가지도록 현장타설 경량 콘크리트에 의하여 세그먼트 거더를 분할타설하여 제작한 후, 폼트레블러를 이동시켜 분할타설에 의하여 세그먼트 거더를 상기 제작된 세그먼트 거더와 연결시공하여 일체화되도록 하는 고강도 경량콘크리트의 분할타설에 의한 FCM 교량시공방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 (c)단계의 키 세그먼트(200)는 프리캐스트 키 세그먼트를 이용하여 세그먼트 거더(100)들을 서로 종방향으로 연속화시키는 고강도 경량콘크리트의 분할타설에 의한 FCM 교량시공방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 (d)단계의 현장타설 콘크리트의 추가 타설은 경량 콘크리트 분할타설에 의하여 연속화된 세그먼트 거더들에 마감거푸집을 이용하여 이루어지도록 하는 고강도 경량콘크리트의 분할타설에 의한 FCM 교량시공방법.
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