KR20180019322A - 일체식 교량구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 상부구조물인 거더와, 상기 거더의 양측 단부의 하면에 일체로 결합되는 하부구조물인 한 쌍의 교대를 포함하는 일체식 교량구조물에 있어서, 상기 거더의 양측 단부에 수평방향으로 결합되는 한 쌍의 브라켓; 및 상기 브라켓의 하측이면서 상기 교대의 배면에 구비되고, 상기 브라켓의 단부에서 교축방향으로 멀어질수록 높이가 점차 낮아지는 사다리꼴형상인 한 쌍의 고강성어프로치블록;을 포함하고, 상기 거더, 상기 교대 및 상기 브라켓의 자중과 이들에 작용하는 하중은 상기 브라켓과 상기 고강성어프로치블록을 통해 기초지반에 전달됨으로써 확대기초나 기초파일이 필요하지 아니한 일체식 교량구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.
본 발명을 통해, 거더와 교대가 일체로 결합되는 일체식 교량구조물에 한 쌍의 브라켓 및 고강성어프로치블록을 포함함으로써, 거더, 교대, 및 브라켓의 자중과 이들에 작용하는 하중을 충분히 지지하고, 상기 하중을 기초지반에 분산 전달하며, 이에 따라 확대기초나 기초파일이 필요하지 아니하고, 안정성이 우수하며, 경제성 및 시공성이 향상된 효과를 제공할 수 있다.

Description

일체식 교량구조물 및 그 시공방법{Integral bridge structure and construction method thereof}

본 실시예는 일체식 교량구조물 및 그 시공방법 즉, 교대와 교각이 일체로 결합된 일체식 교량구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 교량은 교량기초를 먼저 설치하고, 교량구조물을 시공한 후에 교대의 배면에 뒷채움을 하여 시공한다(도 1a 참조).

이 경우, 접속슬래브 하부의 뒷채움재의 느슨함과 다짐 불량, 불충분한 다짐과 뒷채움재의 침식에 의한 접속슬래브 하부의 공극 발생, 기초지반 또는 노반의 침하, 흙 입자에 의한 배수재의 막힘이나 손상으로 인한 배수의 불량 등이 발생한다.

또한, 과다짐, 뒷채움재의 수평토압, 뒷채움재의 편재하중, 측방유동 등으로 인해 교대의 측방이동이 발생하며, 이 경우 교대 배면 지반의 활동 파괴, 포장구조물의 균열 및 침하, 상부구조물의 변형 및 탈락, 신축이음부의 파손 및 기능의 저하, 교좌의 탈락 및 파손, 교각의 변형 및 균열, 교대의 전도 및 균열, 교량기초의 변형 및 절단, 평탄성 불량으로 인한 승차감의 저하 등이 발생한다.

특히, 교대는 상부구조물의 자중과 차량 등에 의한 하중뿐만 아니라 교대 배면의 뒷채움재에 의한 수평토압이 교대에 작용하여 모멘트가 발생하므로 내측으로 기울게 된다(도 1b 참조). 이에 따라 교대의 강성을 크게 하여야 하므로 교대의 규모가 커지고, 교량의 하중의 증가 또는 교대의 전도와 슬라이딩을 방지하기 위하여 교량기초를 여러 열 설치해야 하며, 시간의 경과에 따라 교대 배면의 토압에 의해 교대에 변형이 발생하는 문제는 지속적으로 발생하여 왔다.

상기 종래기술의 문제점들을 해결하기 위해 교대 배면에 어프로치블록을 구비하여 교대에 수평토압이 작용하지 아니하도록 하는 방법이 사용된다.

예컨데, 일본 공개특허 제2014-20168호는 "연속 보강토 일체 교량"을 개시하고 있다(도 2a 내지 2e 참조). 이 종래기술은 지지 지반상에 배치되는 복수의 교대와 거더를 일체화한 일체 교량과, 이 일체 교량의 배면에 배치되는 보강재로서의 흙부대와, 인접하는 상기 일체 교량간의 중앙부에 배치되는 흙 또는 시멘트 개량토로 이루어지는 어프로치블록과, 양단의 상기 일체 교량의 배면에 상기 흙부대를 통해 구축되는 보강성토를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

즉, 상기 종래기술은 어프로치블록을 먼저 시공하여 지반의 침하가 이루어진 후 교량구조물을 시공함으로써, 어프로치블록에 의해 교대 배면의 수평토압을 방지하고, 교대에는 상부구조물의 자중과 차량 등에 의한 연직하중만 작용하도록 하고 있다.

그러나 상기 종래기술은 교대가 교량의 자중과 외부하중을 지지함에 따라, 기초지반이 연약한 경우에는 기초파일이 설치하여야 하는 문제점이 있다.

또한, 기초지반이 연약하지 않다 하더라도 지간장이 20m이상으로 길어지는 경우 기초파일을 설치하여야 하거나, 복수의 교량으로 분할하여야 하는 문제점이 있다.

또한, 교량구조물과 상기 교대 배면과의 침하의 차이를 완전히 해소할 수 없어 평탄성불량 등의 문제가 여전히 존재한다.

특허 1 : 일본 공개특허 2014-20168

상기한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 거더와 교대가 일체로 결합되는 일체식 교량구조물에 브라켓 및 고강성어프로치블록을 포함하고, 고강성어프로치블록과 교대를 보강재로 결합함으로써, 일체식 교량구조물의 자중과 이들에 작용하는 하중을 브라켓과 고강성어프로치블록을 통해 지반이 충분히 지지토록 하여 확대기초나 기초파일이 필요하지 아니하고, 교좌장치 또는 익스팬션 조인트가 불필요하며, 교대 배면의 부등침하가 방지되어 시공성과 경제성이 증대되며, 내진성과 안정성이 우수하고, 내구성과 유지관리성 등이 양호한 일체식 교량구조물 및 그 시공방법을 제공하고자 한다.

또한, 주보강재의 교축방향의 외측 종단부를 둥글게 말아서 형성하고, 그 내부에 자갈을 채움으로써, 고강성어프로치블록의 형태를 잘 유지하고, 주보강재의 이탈 또는 탈락을 방지하며, 침투수를 잘 배수하는 일체식 교량구조물 및 그 시공방법을 제공하고자 한다.

또한, 주보강재들의 사이사이 각각에 복수개의 보조보강재를 구비하고, 상기 보조보강재를 거더에 결합함으로써, 많은 하중이 작용하는 교대 배면 위치의 고강성어프로치블록을 더 보강하고, 고강성어프로치블록과 교대의 결합력을 더 증대하는 일체식 교량구조물 및 그 시공방법을 제공하고자 한다.

또한, 교대와 고강성어프로치블록의 사이에 자갈층을 형성하고, 상기 자갈층의 하부에서 교대의 내면쪽으로 배수관로를 구비함으로써, 교대의 배면으로 유입된 침투수를 잘 배수하는 일체식 교량구조물 및 그 시공방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일례에 따른 일체식 교량구조물은, 상부구조물인 거더와, 상기 거더의 양측 단부의 하면에 일체로 결합되는 하부구조물인 한 쌍의 교대를 포함하는 일체식 교량구조물에 있어서, 상기 거더의 양측 단부에 수평방향으로 결합되는 한 쌍의 브라켓; 및 상기 브라켓의 하측이면서 상기 교대의 배면에 구비되고, 상기 브라켓의 단부에서 교축방향으로 멀어질수록 높이가 점차 낮아지는 사다리꼴형상인 한 쌍의 고강성어프로치블록;을 포함하고, 상기 거더, 상기 교대 및 상기 브라켓의 자중과 이들에 작용하는 하중은 상기 브라켓과 상기 고강성어프로치블록을 통해 기초지반에 전달됨으로써 확대기초나 기초파일이 필요하지 아니할 수 있다.

또한, 상기 고강성어프로치블록은 시멘트와 자갈의 혼합물로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 고강성어프로치블록의 내부에 전체 면적에 걸쳐 수평방향으로 설치되고, 상하로 서로 이격 배치되는 복수개의 주보강재;를 더 포함하고, 상기 복수개의 주보강재는 상기 교대에 결합되고, 이에 따라 상기 고강성어프로치블록이 상기 교대에 결합됨으로써, 상기 고강성어프로치블록의 하면 전체가 균등하게 상기 기초지반에 지지되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 주보강재의 교축방향의 종단부는 둥글게 말아지고, 상기 둥글게 말아진 내부에는 자갈이 채워짐으로써, 상기 고강성어프로치블록의 형태를 잘 유지하고, 상기 주보강재의 빠짐을 방지하며, 침투수를 잘 배수하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 거더의 배면에 결합되고 상기 고강성어프로치블록의 양 측면을 감싸는 한 쌍의 날개벽을 더 포함하고, 상기 주보강재는 상기 한 쌍의 날개벽에 결합됨으로써, 상기 날개벽과 상기 고강성어프로치블록이 함께 거동하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 주보강재들의 사이사이 각각에 상하로 이격 배치되는 복수개의 보조보강재를 더 포함하고, 상기 보조보강재는 상기 한 쌍의 날개벽과 상기 교대에 연하여 띠형상으로 배치되며, 상기 보조보강재는 상기 거더와 상기 한 쌍의 날개벽에 결합됨으로써, 상기 고강성어프로치블록과 상기 교대 및 상기 날개벽이 함께 거동하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 주보강재는 고인성지오그리드이고, 상기 보조보강재는 지오그리드인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 교대와 상기 고강성어프로치블록의 사이에는 자갈층이 형성되고, 상기 자갈층의 하부에서 상기 교대의 내면쪽으로 배수관로가 구비됨으로써, 상기 교대의 배면으로 유입된 침투수를 잘 배수할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일례에 따른 일체식 교량구조물 시공방법은, 상기 한 쌍의 고강성어프로치블록을 시공하는 1단계; 상기 고강성어프로치블록의 배면에 성토층을 형성하는 2단계; 상기 고강성어프로치블록의 사이에 상기 교대, 상기 거더 및 상기 브라켓을 시공하는 3단계; 및 상기 성토층의 상면에 포장층을 형성하는 4단계;를 포함할 수 있다.

본 발명을 통해, 거더와 교대가 일체로 결합되는 일체식 교량구조물에 브라켓 및 고강성어프로치블록을 포함하고, 고강성어프로치블록과 교대를 보강재로 결합함으로써, 일체식 교량구조물의 자중과 이들에 작용하는 하중을 브라켓과 고강성어프로치블록을 통해 지반이 충분히 지지토록 하여 확대기초나 기초파일이 필요하지 아니하고, 교좌장치 또는 익스팬션 조인트가 불필요하며, 교대 배면의 부등침하가 방지되어 시공성과 경제성이 증대되며, 내진성과 안정성이 우수하고, 내구성과 유지관리성 등이 양호한 효과를 제공할 수 있다.

또한, 주보강재의 교축방향의 외측 종단부를 둥글게 말아서 형성하고, 그 내부에 자갈을 채움으로써, 고강성어프로치블록의 형태를 잘 유지하고, 주보강재의 이탈 또는 탈락을 방지하며, 침투수를 잘 배수하는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 주보강재들의 사이사이 각각에 복수개의 보조보강재를 구비하고, 상기 보조보강재를 거더에 결합함으로써, 많은 하중이 작용하는 교대 배면 위치의 고강성어프로치블록을 더 보강하고, 고강성어프로치블록과 교대의 결합력을 더 증대하는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 교대와 고강성어프로치블록의 사이에 자갈층을 형성하고, 상기 자갈층의 하부에서 교대의 내면쪽으로 배수관로를 구비함으로써, 교대의 배면으로 유입된 침투수를 잘 배수하는 효과를 제공할 수 있다.

도 1a는, 종래기술에 따라 시공한 비일체식 교량구조물을 도시하는 단면도이다.
도 1b는, 도 1a의 교량구조물의 하중 작용을 도시하는 도면이다.
도 2a 내지 2e는, 다른 종래기술인 일본 공개특허 제2014-20168호의 도면들이다.
도 3은, 본 발명의 일례에 따른 일체식 교량구조물을 도시하는 단면도이다.
도 4는, 도 3의 일체식 교량구조물을 도시하는 측면도이다.
도 5는, 도 3의 일체식 교량구조물을 도시하는 평면도이다.
도 6은, 도 3의 일체식 교량구조물을 도시하는 상세도이다.
도 7은, 도 3의 일체식 교량구조물의 하중 작용을 도시하는 도면이다.
도 8a 내지 도 8e는, 본 발명의 일례에 따른 일체식 교량구조물 시공방법을 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 일례에 따른 일체식 교량구조물의 구성을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일례에 따른 일체식 교량구조물은, 상부구조물인 거더(10)와, 상기 거더(10)의 양측 단부의 하면에 일체로 결합되는 하부구조물인 한 쌍의 교대(20)를 포함하는 일체식 교량구조물에 한 쌍의 브라켓(30) 및 한 쌍의 고강성어프로치블록(40)을 포함할 수 있다.

브라켓(30)은 상기 거더(10)의 양측 단부에 각각 수평방향으로 거더(10)에 일체로 결합되며, 일체식 교량구조물의 자중과 이에 작용하는 외부 하중을 고강성어프로치블록(40)에 전달한다. 따라서 통상의 접속슬래브와 구성은 유사하나 그 기능이 전혀 상이한 구성이다.

또한, 브라켓(30)의 길이는 일체식 교량구조물의 자중과 외부 하중, 교량의 경간과 폭, 고강성어프로치블록(40)의 강도와 크기 등에 영향을 받는다. 통상 교량의 경간이 45m, 폭이 24m인 경우 브라켓(30)의 길이는 3m 전후로 형성하면 적절하다.

또한, 브라켓(30)은 일체식 교량구조물의 자중과 상부 하중을 고강성어프로치블록(40)에 전달하는 캔틸레버보의 역할을 하므로 응력집중을 고려하여 보강을 충분히 하는 것이 바람직하다. 예컨데 브라켓(30)의 두께를 두껍게하고 철근을 충분히 배치하거나, 브라켓(30)과 교대(20) 사이에 헌치부를 설치하거나, 또는 브라켓(30)과 교대(20) 사이에 강선을 설치할 수 있다.

본 실시예의 교대(20)는 통상의 교대와는 그 기능이 상이하다. 즉, 본 실시예의 일체식 교량구조물은 그 자중과 외부 하중을 브라켓(30)과 고강성어프로치블록(40)을 통해 지반으로 전달하는 구조이므로, 교대(20)는 교량의 자중과 외부하중을 지반에 전달하는 구성이 아니라, 교대(20) 배면의 고강성어프로치블록(40)을 지지 및 보호하고, 고강성어프로치블록(40)과 후술하는 보강재로 결합되는 구성이다.

상기 보강재는 교대(20)와 고강성어프로치블록(40)을 결합함으로써, 고강성어프로치블록(40)이 회전하는 것을 억제한다. 즉, 브라켓(30)으로부터 고강성어프로치블록(40)의 상면에 작용하는 하중에 의해 고강성어프로치블록(40)의 상측은 교대(20)쪽으로 기울어지게 되고 하측은 교대(20)에서 멀어지게 되는데, 보강재 특히, 하측에 배치되는 보강재가 이를 방지한다. 따라서 고강성어프로치블록(40)은 수평을 유지하게 되며, 이에 따라 지반으로부터 균등한 반력이 고강성어프로치블록(40)에 작용하게 된다. 이는 일체식 교량구조물의 자중과 외부 하중을 고강성어프로치블록(40)의 넓은 하면을 통해 기초지반에 전달하는 역할을 하게 한다.

본 실시예에서 일체식 교량구조의 자중과 외부하중은 고강성어프로치블록(40) 하측의 지반이 지지함으로써, 교대(20)는 확대기초나 파일기초가 전혀 필요하지 아니하며, 따라서 확대기초나 파일기초의 시공을 위한 시공기간, 시공비용이 소요되지 아니하고, 확대기초나 파일기초로 인한 구조적인 모든 문제점들이 해소된다.

고강성어프로치블록(40)은 상기 브라켓(30)의 하측이면서 교대(20)의 배면에 구비되고, 하나의 일체구조체로 작용하며 브라켓(30)으로부터 가해지는 하중을 기초지반에 전달하는 구성이다.

고강성어프로치블록(40)은 본 실시예의 일체식 교량구조물에서 가장 먼저 시공되는 구성이며, 그 규모가 매우 크게 형성된다. 따라서 고강성어프로치블록(40)의 시공과 그 배면의 성토가 완성될 시점에 기초지반의 침하가 거의 끝나게 되며, 따라서 일체식 교량구조물이 시공되고 그 상부에 차량 등의 외부하중이 작용하더라도 기초지반의 추가적인 침하는 거의 발생하지 아니한다.

또한, 고강성어프로치블록(40)은 규모가 큰 하나의 일체구조체로 작용함으로써, 종래기술에서 교대 배면으로부터 교대에 작용하는 토압과 같은 외력의 작용이 발생하지 아니한다. 따라서 배면 토압을 가정하여 시공하는 종래의 교대에 비해 교대의 규모가 현저히 줄어든다. 아울러 배면 토압 등에 의해 발생할 수 있는 지진하중 역시 현저히 감소한다. 따라서 본 실시예는 배면 토압이 작용하지 아니하여 시공이 경제적이고, 내진성능이 우수하여 안정성 및 내구성이 현저히 증대된다.

또한, 고강성어프로치블록(40)의 상측에 일체식 교량구조물이 브라켓(30)을 통해 얹혀져 있는 구조이므로, 일체식 교량구조물과 고강성어프로치블록(40)의 부등침하는 전혀 발생하지 아니한다. 따라서 종래기술에서 교대 배면의 부등침하로 인하여 발생하는 포장 균열, 편탄성 불량으로 인한 승차감 저하 등의 문제점들은 본 실시예에서는 전혀 발생하지 아니한다.

상기 고강성어프로치블록(40)은 브라켓(30)의 단부에서 멀어질수록 높이가 점차 낮아지는 사다리꼴형상으로 형성되며, 고강성어프로치블록(40)의 넓은 하면이 기초지반에 지지된다. 상기 고강성어프로치블록(40)의 하면의 길이는 일체식 교량구조물의 자중, 길이, 높이 등에 따라 달라지나, 통상 20m 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.

고강성어프로치블록(40)은 시멘트와 자갈의 혼합물로 구성될 수 있는데, 고강성어프로치블록(40)의 탄성계수는 120MPa 이상으로, 상기 자갈은 골재 최대입경 D_max=63mm을 3% 이상 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 고강성어프로치블록(40)의 양 측면에는 양 측면을 감싸는 한 쌍의 날개벽(50)이 구비될 수 있다. 이 날개벽(50)은 교대(20)의 배면에 결합될 수 있다.

고강성어프로치블록(40)은 내부에는 주보강재(42)와 보조보강재(44)를 포함하는 보강재가 구비될 수 있다. 상기 주보강재(42)는 고강성어프로치블록(40)의 내부에 전체 면적에 걸쳐 수평방향으로 설치되고, 상하로 복수개가 서로 이격 배치된다. 이에 따라 고강성어프로치블록(40)은 더욱 견고한 단일체로 작용하게 된다. 이와 같이 단일체의 고강성어프로치블록(40)은 브라켓(30)으로부터 전달되는 하중을 기초지반에 고르게 분산되게 한다.

또한, 상기 고강성어프로치블록(40)의 내부에 구비된 복수개의 주보강재(42)는 교대(20)에 삽입 결합될 수 있다. 이에 따라 브라켓(30)으로부터 고강성어프로치블록(40)에 하중이 작용하는 경우 고강성어프로치블록(40)의 회전이 방지 즉, 고강성어프로치블록(40)의 하부가 교대(20)로부터 이격되는 현상이 방지됨에 따라 고강성어프로치블록(40)의 하면 전체가 기초지반에 균등하게 잘 지지되게 된다.(도 7 참조).

상기 주보강재(42)는 고강성어프로치블록(40) 자체를 일체화하고 또한 고강성어프로치블록(40)을 교대(20)와 견고히 결합될 수 있도록 큰 응력에 견딜 수 있는 고인성지오그리드, 예컨데 강도가 3GPa 이상인 탄소섬유 그리드(그리드의 격자 간격 40mm 정도)등으로 형성하는 것이 좋다. 또한, 주보강재(42)의 상하 간격은 1.5m 정도로 이격 설치하는 것이 좋으며, 고강성어프로치블록(40)의 최하부와 최상부에는 주보강재(42)가 배치되도록 하여 고강성어프로치블록(40)의 형태가 잘 유지되고, 고강성어프로치블록(40)이 보호되도록 하는 것이 좋다.

주보강재(42)의 일단은 교각에 결합되고, 타단은 고강성어프로치블록(40)의 외측 단부에 매립된다. 즉 타단의 경우 주보강재(42)를 일정 길이 구부려 설치하고, 0.5m 정도 매립되게 하는 것이 바람직하다. 따라서 고강성어프로치블록(40)의 외측 단부에 주보강재(42)가 노출되지 않도록 미리 맞추어 제작하거나, 또는 고강성어프로치블록(40)에 주보강재(42)가 노출되도록 하고, 고강성어프로치블록(40)을 시공한 후에 노출된 주보강재(42)를 덮을 수 있도록 추가로 고강성어프로치블록(40)의 덮개층을 시공할 수 있다.

또한, 주보강재(42)의 외측 단부를 둥글게 말아서 형성함으로써, 고강성어프로치블록(40)의 형태를 잘 유지하고, 주보강재(42)의 이탈 또는 탈락을 방지할 수 있다. 또한, 상기 둥글게 말아진 부분의 내부에 자갈을 채우고, 배수관을 설치하여 침투수를 신속하고, 용이하고, 잘 배수하도록 할 수 있다. 이때, 상기 배수관은 직경 200mm 이상의 유공관으로 형성하는 것이 좋다.

또한, 고강성어프로치블록(40)의 양 측면에 날개벽(50)이 구비되는 경우, 상기 주보강재(42)를 날개벽(50)에 결합하여 날개벽(50)이 고강성어프로치블록(40)을 보호하면서 고강성어프로치블록(40)과 함께 거동하도록 할 수 있다.

상기 주보강재(42)들의 사이사이 각각에는 복수개의 보조보강재(42)를 상하로 이격 배치할 수 있다. 보조보강재(42)는 많은 하중이 작용하는 교대(20) 배면 위치의 고강성어프로치블록(40)을 더 보강한다.

상기 보조보강재(42)는 HDPE(High-Density-Polyethylene) 등의 지오그리드일 수 있으며, 한 쌍의 날개벽(50)과 교대(20)에 연하여 띠형상으로 배치된다. 보조보강재(42)는 폭을 약 3m 정도(그리드의 격자 간격은 약 40mm)로 형성하는 것이 좋고, 상하 간격은 0.3m 정도로 설치하는 것이 좋다.

또한, 보조보강재(42)를 한 쌍의 날개벽(50)에 결합하여 날개벽(50)과 고강성어프로치블록(40)이 함께 거동하도록 결합력을 더 증대시킬 수 있다.

한편, 교대(20)의 배면으로 유입된 침투수를 잘 배수할 수 있도록 상기 교대(20)와 고강성어프로치블록(40)의 사이에는 자갈층을 형성할 수 있으며, 또한 상기 자갈층의 하부에서 교대(20)의 내면쪽으로 배수관로를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 일체식 교량구조물은 경간이 긴 경우보다는 짧은 경우에 적용하는 것이 적합하다. 또한, 전술한 효과들 외에도 거더(10)와 교대(20)가 일체로 결합되므로 교좌장치, 이음부 등이 구비되지 아니하여 설계 및 시공이 간편하고, 안정성이 증대되는 등의 효과를 갖는다.

이하에서는 본 발명의 일례에 따른 일체식 교량구조물 시공방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 8a 내지 도 8e를 참조하면, 본 발명의 일례에 따른 일체식 교량구조물 시공방법은, 고강성어프로치블록(40)을 시공하는 1단계와, 성토층(60)을 형성하는 2단계와, 교대(20), 거더(10), 및 브라켓(30)을 시공하는 3단계와, 포장층을 형성하는 4단계를 포함할 수 있다. 한편, 일체식 교량구조물의 구성은 전술한 설명을 참조한다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 고강성어프로치블록(40)을 시공하는 1단계는 일체식 교량구조물을 시공하고자 하는 지반에 한 쌍의 고강성어프로치블록(40)을 시공하는 단계이다. 고강성어프로치블록(40)은 하측에서 상측으로 여러 단계로 분할하여 시공한다. 예컨데 주보강재(42) 배치, 시멘트 처리된 자갈 살포와 보조보강재(42) 배치를 번갈아 복수회 시공, 다시 주보강재(42) 배치, 시멘트 처리된 자갈 살포와 보조보강재(42) 배치를 번갈아 복수회 시공 등을 반복한다. 이 경우 주보강재(42)와 보조보강재(42)는 교대(20) 및 날개벽(50)과 결합할 수 있도록 일정 부분 노출시켜 둔다. 또한 고강성어프로치블록(40)의 외측 단부에는 덮개층을 형성하여 주보강재(42)가 일정부분 덮히도록 한다.

도 8c를 참조하면, 성토층(60)을 형성하는 2단계는 상기 고강성어프로치블록(40)의 배면에 성토층(60)을 형성하는 단계이다. 즉 고강성어프로치블록(40)의 시공 후 그 배면에 성토층(60)을 형성한다. 상기 고강성어프로치블록(40)과 성토층(60)의 시공이 완료되면 기초지반의 침하가 거의 완료된다.

도 8d를 참조하면, 교대(20), 거더(10), 및 브라켓(30)을 시공하는 3단계는 상기 고강성어프로치블록(40)의 사이에 교대(20), 거더(10), 및 브라켓(30)을 시공하는 단계이다. 교대(20)의 시공시 고강성어프로치블록(40)에서 노출되어 있는 주보강재(42)와 보조보강재(42)를 교대(20)에 매설 결합되게 한다. 또한, 교대(20)의 시공시에 교대(20)의 배면에 자갈층을 형성하고, 자갈층의 하단부에서 교대(20)의 내면쪽으로 연결되는 배수관을 설치할 수도 있다. 이 단계에서 고강성어프로치블록(40)의 양 측면에 날개벽(50)을 형성할 수 있다. 날개벽(50)도 주보강재(42)와 보조보강재(42)를 매설 결합되게 할 수 있다

도 8e를 참조하면, 포장층을 형성하는 4단계는 상기 성토층(60)의 상면에 포장층을 형성하는 단계이다. 또한, 일체식 교량구조물에 추가로 필요한 구성을 더 설치하는 것은 자명한 사항이다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 구성되거나 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 거더
20 : 교대
30 : 브라켓
40 : 고강성어프로치블록
42 : 주보강재
44 : 보조보강재
50 : 날개벽
60 : 성토층

Claims (9)

1. 상부구조물인 거더와, 상기 거더의 양측 단부의 하면에 일체로 결합되는 하부구조물인 한 쌍의 교대를 포함하는 일체식 교량구조물에 있어서,
   상기 거더의 양측 단부에 수평방향으로 결합되는 한 쌍의 브라켓; 및
   상기 브라켓의 하측이면서 상기 교대의 배면에 구비되고, 상기 브라켓의 단부에서 교축방향으로 멀어질수록 높이가 점차 낮아지는 사다리꼴형상인 한 쌍의 고강성어프로치블록;을 포함하고,
   상기 거더, 상기 교대 및 상기 브라켓의 자중과 이들에 작용하는 하중은 상기 브라켓과 상기 고강성어프로치블록을 통해 기초지반에 전달됨으로써 확대기초나 기초파일이 필요하지 아니한 일체식 교량구조물.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 고강성어프로치블록은 시멘트와 자갈의 혼합물로 구성되는 것을 특징으로 하는 일체식 교량구조물.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 고강성어프로치블록의 내부에 전체 면적에 걸쳐 수평방향으로 설치되고, 상하로 서로 이격 배치되는 복수개의 주보강재;를 더 포함하고,
   상기 복수개의 주보강재는 상기 교대에 결합되고, 이에 따라 상기 고강성어프로치블록이 상기 교대에 결합됨으로써, 상기 고강성어프로치블록의 하면 전체가 균등하게 상기 기초지반에 지지되는 것을 특징으로 하는 일체식 교량구조물.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 주보강재의 교축방향의 종단부는 둥글게 말아지고, 상기 둥글게 말아진 내부에는 자갈이 채워짐으로써, 상기 고강성어프로치블록의 형태를 잘 유지하고, 상기 주보강재의 빠짐을 방지하며, 침투수를 잘 배수하는 것을 특징으로 하는 일체식 교량구조물.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 거더의 배면에 결합되고 상기 고강성어프로치블록의 양 측면을 감싸는 한 쌍의 날개벽을 더 포함하고,
   상기 주보강재는 상기 한 쌍의 날개벽에 결합됨으로써, 상기 날개벽과 상기 고강성어프로치블록이 함께 거동하는 것을 특징으로 하는 일체식 교량구조물.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 주보강재들의 사이사이 각각에 상하로 이격 배치되는 복수개의 보조보강재를 더 포함하고,
   상기 보조보강재는 상기 한 쌍의 날개벽과 상기 교대에 연하여 띠형상으로 배치되며,
   상기 보조보강재는 상기 거더와 상기 한 쌍의 날개벽에 결합됨으로써, 상기 고강성어프로치블록과 상기 교대 및 상기 날개벽이 함께 거동하는 것을 특징으로 하는 일체식 교량구조물.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 주보강재는 고인성지오그리드이고, 상기 보조보강재는 지오그리드인 것을 특징으로 하는 일체식 교량구조물.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 교대와 상기 고강성어프로치블록의 사이에는 자갈층이 형성되고, 상기 자갈층의 하부에서 상기 교대의 내면쪽으로 배수관로가 구비됨으로써, 상기 교대의 배면으로 유입된 침투수를 잘 배수할 수 있는 것을 특징으로 하는 일체식 교량구조물.
   
9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항의 일체식 교량구조물 시공방법에 있어서,
   상기 한 쌍의 고강성어프로치블록을 시공하는 1단계;
   상기 고강성어프로치블록의 배면에 성토층을 형성하는 2단계;
   상기 고강성어프로치블록의 사이에 상기 교대, 상기 거더 및 상기 브라켓을 시공하는 3단계; 및
   상기 성토층의 상면에 포장층을 형성하는 4단계;를 포함하는 일체식 교량구조물의 시공방법.

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