KR20200110892A - 프리캐스트 교량 및 이를 이용한 교량의 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 강관 기초(100); 상기 강관 기초(100) 상부에 거치된 하부 프리캐스트 거더(200); 및 상기 하부 프리캐스트 거더(200) 상부에 거치된 상부 프리캐스트 거더(300);를 포함하되, 상기 강관 기초(100)와 상기 하부 프리캐스트 거더(200)를 결합시키는 하부 긴장재(410); 및 상기 하부 프리캐스트 거더(200)와 상기 상부 프리캐스트 거더(300)를 결합시키는 상부 긴장재(420);를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량이 제공된다.
본 발명에 따르면, 현장시공을 최소화하여 프리캐스트 교량을 간이하고 단기간에 시공할 수 있는 효과가 있다.

Description

프리캐스트 교량 및 이를 이용한 교량의 시공방법{Precaste Bridge}
본 발명은 토목, 건축분야에 관한 것으로서 프리캐스트 교량에 관한 것이다. 보다 상세하게는 강관 기초 및 프리캐스트 거더를 이용하여 교량을 쉽게 시공할 수 있도록 한 것으로서, 현장 시공의 난이도를 낮추면서도 교량의 구조적 안전성을 확보할 수 있도록 한 프리캐스트 교량 및 이를 이용한 교량의 시공방법에 관한 것이다.
산이나 하천 상의 상부에 시공되는 산책로 등의 소규모 교량의 시공을 위해 프리캐스트 방식으로 제조된 거더를 기초 상부에 축조하는 방식이 사용되고 있다.
다만, 종래에 제시되었던 프리캐스트 콘크리트 거더 교량은 장경간 교량의 시공을 위한 기술 발명이 주를 이루었고, 큰 사용 하중을 고려하지 않고 단기간에 시공을 완료할 수 있는 소규모 교량을 위한 기술은 전무한 실정이다.
종래의 프리캐스트 교량의 시공방법에 관한 선행기술의 목록은 이하와 같다.
-대한민국 등록특허 10-1283535
-대한민국 등록특허 10-1546951
-대한민국 등록특허 10-0500382
본 발명의 목적은 상술된 바와 같이 종래 기술에서는 고려되지 않았던 소규모 교량의 시공을 위한 프리캐스트 공법으로 도출된 것으로서 본 발명의 목적은 시공이 간이하고 단기간에 시공을 완료할 수 있는 프리캐스트 교량 및 이를 이용한 교량의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 긴장재를 이용한 각 부재의 결합을 통해 시공의 간이성 및 구조적 안전성을 확보할 수 있는 프리캐스트 교량 및 이를 이용한 교량의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 강관 기초(100); 상기 강관 기초(100) 상부에 거치된 하부 프리캐스트 거더(200); 및 상기 하부 프리캐스트 거더(200) 상부에 거치된 상부 프리캐스트 거더(300);를 포함하되, 상기 강관 기초(100)와 상기 하부 프리캐스트 거더(200)를 결합시키는 하부 긴장재(410); 및 상기 하부 프리캐스트 거더(200)와 상기 상부 프리캐스트 거더(300)를 결합시키는 상부 긴장재(420);를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량이 제공된다.
이 경우 상기 하부 프리캐스트 거더(200)의 하면에는 상기 강관 기초(100)의 두부가 인입되는 거치홈(210)이 형성되며, 상기 하부 프리캐스트 거더(200)에는 상기 하부 긴장재(410)가 인입되는 제1 관통홀(220)이 형성되고, 상기 하부 프리캐스트 거더(200)의 상면에는 상기 제1 관통홀(220)을 통해 인입된 상기 하부 긴장재(410)의 두부가 정착되는 제1 정착홈(230)이 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량일 수 있다.
또한, 상기 상부 프리캐스트 거더(300)에는 상기 상부 긴장재(420)가 인입되는 제2 관통홀(310)이 형성되며, 상기 상부 프래캐스트 거더(300)의 상면에는 상기 제2 관통홀(310)을 통해 인입된 상기 상부 긴장재(420)의 두부가 정착되는 제2 정착홈(320)이 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량일 수 있다.
또한, 상기 상부 프리캐스트 거더(300)의 하면에는 상부를 향해 함몰된 작업홈(330)이 형성되되,상기 작업홈(330)은 상기 제1 정착홈(230)에 대응되는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상기 강관 기초(100)를 형성하는 제1 단계(S100); 상기 강관 기초(100)의 중공(110)에 콘크리트 타설용 플레이트(500)를 설치하는 제2 단계(S200); 상기 중공(110)에 콘크리트를 타설함과 아울러, 상기 하부 긴장재(410)의 하단을 상기 중공(110)에 타설되는 콘크리트에 매설하는 제3 단계(S300); 및 상기 하부 프리캐스트 거더(200)를 상기 강관 기초(100) 상부에 거치시킴과 아울러, 상기 하부 긴장재(410)의 두부를 상기 제1 정착홈(230)에 정착시키는 제4 단계(S400);를 포함하되, 상기 하부 프리캐스트 거더(200)에는 상기 상부 긴장재(420)의 하단이 매설된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량을 시공하는 방법이 제공된다.
이 경우 상기 콘크리트 타설용 플레이트(500)는, 상기 중공(110)에 타설되는 콘크리트의 하부 거푸집으로 사용되는 플레이트 부재(510); 및 상기 플레이트 부재(510)를 상기 중공(110)의 소정의 위치에 고정시키는 고정부재(520);를 포함하되, 상기 고정부재(520)는 일단은 상기 플레이트 부재(510)와 결합되며, 타단은 상기 강관 기초(100)의 상단에 결합되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량을 시공하는 방법일 수 있다.
또한 ,상기 고정부재(520)의 타단은 상기 강관 기초(100)의 상단에 거치되는 갈고리인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량을 시공하는 방법일 수 있다.
또한, 상기 제3 단계(S300)는, 상기 하부 긴장재(410)의 상단의 위치를 고정하는 위치 고정 캡(600)을 상기 강관 기초(100) 상부에 설치하는 위치 고정 캡 설치 단계(S310); 및 상기 중공(110)에 타설된 콘크리트의 양생이 완료된 이후 상기 위치 고정 캡(600)을 제거하는 위치 고정 캡 제거 단계(S320);를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량을 시공하는 방법일 수 있다.
또한, 상기 위치 고정 캡(600)은 상기 강관 기초(100) 상부에 고정되는 본체(610); 및 상기 하부 긴장재(410)의 상단의 위치를 고정하는 위치고정부(620);를 포함하되, 상기 위치고정부(620)는 상기 본체(610) 상면에 형성된 격자형 플레이트(621); 및 상기 격자형 플레이트(621)를 관통한 상기 하부 긴장재(410)의 상단을 구속하는 구속부재(622);를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량을 시공하는 방법일 수 있다.
또한, 상기 상부 프리캐스트 거더(300)를 상기 하부 프리캐스트 거더(200)의 상부에 거치시킴과 아울러, 상기 상부 긴장재(420)의 두부를 상기 제2 정착홈(320)에 정착시키는 제5 단계(S500);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량을 시공하는 방법일 수 있다.
본 발명에 따르면, 현장시공을 최소화하여 프리캐스트 교량을 간이하고 단기간에 시공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 긴장재를 이용한 각 부재의 결합을 통해 프리캐스트 교량 시공의 간이성 및 구조적 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 교량의 횡단면도.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 다른 프리캐스트 교량의 횡단면도.
도 3 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 교량의 시공방법을 나타낸 도면.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 교량의 시공방법에 있어 하부 긴장재의 콘크리트 양생시 위치 고정 방법을 나타낸 도면.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 다른 위치 고정 캡의 구조를 나타낸 도면.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 타설용 플레이트의 설치 방법을 나타낸 도면.
본 발명에 따른 프리캐스트 교량 및 이를 이용한 교량의 시공방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
본 발명은 프리캐스트 교량 및 이를 이용한 교량의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 교량은 강관 기초(100), 강관 기초(100) 상부에 거치된 하부 프리캐스트 거더(200) 및 하부 프리캐스트 거더(200) 상부에 거치된 상부 프리캐스트 거더(300)를 포함한다(도 1).
강관 기초(100)는 중공관 형태의 강재 기둥으로 형성된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 교량은 강관 기초(100)와 상기 하부 프리캐스트 거더(200)를 결합시키는 하부 긴장재(410) 및 하부 프리캐스트 거더(200)와 상부 프리캐스트 거더(300)를 결합시키는 상부 긴장재(420)를 더 포함할 수 있다.
상부 긴장재(420) 및 하부 긴장재(410)는 복수의 강선 또는 강봉으로 이루어지며, 프리캐스트 거더와 강관 기초(100)에 결합력을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 교량의 하부 프리캐스트 거더(200)의 하면에는 강관 기초(100)의 두부가 인입되는 거치홈(210)이 형성된다(도 1).
이에 따라 프리캐스트 교량의 시공에 있어 강관 기초(100) 상부에 하부 프리캐스트 거더(200)의 거치 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 하부 프리캐스트 거더(200)에는 하부 긴장재(410)가 인입되는 제1 관통홀(220)이 형성되고, 하부 프리캐스트 거더(200)의 상면에는 제1 관통홀(220)을 통해 인입된 하부 긴장재(410)의 두부가 정착되는 제1 정착홈(230)이 형성될 수 있다(도 1).
이에 더하여, 상부 프리캐스트 거더(300)에는 상부 긴장재(420)가 인입되는 제2 관통홀(310)이 형성되며, 상부 프래캐스트 거더(300)의 상면에는 제2 관통홀(310)을 통해 인입된 상부 긴장재(420)의 두부가 정착되는 제2 정착홈(320)이 형성될 수 있다(도 1).
이에 따라 선 제작된 하부 프리캐스트 거더(200) 및 상부 프리캐스트 거더(300)를 적층하고 하부 긴장재(410) 및 상부 긴장재(420)를 긴장하여 정착시키는 것 만으로 교량의 시공을 완료할 수 있다.
정착 작업이 완료된 이후 제1 정착홈(230) 및 제2 정착홈(320)은 마감 콘크리트에 의해 충전된다.
마감 콘크리트는 무수축 콘크리트를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 교량의 상부 프리캐스트 거더(300)의 하면에는 상부를 향해 함몰된 작업홈(330)이 형성되되, 작업홈(330)은 제1 정착홈(230)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다(도 1).
이에 따라 시공 후 교량의 유지 보수 작업을 파괴 작업 없이 원활하게 수행할 수 있다.
관리자는 작업홈(330)에 의해 형성된 공간을 이용하여 하부 긴장재(410)의 긴장 상태 및 하부 긴장재(410)가 정착된 제1 정착홈(230)을 채우는 마감 콘크리트의 마감 상황을 용이하게 체크하여 교량 관리에 필요한 유지 보수 계획을 수립할 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 교량을 시공하는 방법에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 프리캐스트 교량을 시공하는 방법은 강관 기초(100)를 형성하는 제1 단계(S100), 강관 기초(100)의 중공(110)에 콘크리트 타설용 플레이트(500)를 설치하는 제2 단계(S200), 중공(110)에 콘크리트를 타설함과 아울러 하부 긴장재(410)의 하단을 중공(110)에 타설되는 콘크리트에 매설하는 제3 단계(S300), 하부 프리캐스트 거더(200)를 강관 기초(100) 상부에 거치시킴과 아울러 하부 긴장재(410)의 두부를 제1 정착홈(230)에 정착시키는 제4 단계(S400) 및 상부 프리캐스트 거더(300)를 하부 프리캐스트 거더(200)의 상부에 거치시킴과 아울러 상부 긴장재(420)의 두부를 제2 정착홈(320)에 정착시키는 제5 단계(S500)를 포함한다(도 3 내지 도 11).
이 경우 하부 프리캐스트 거더(200)는 상부 긴장재(420)의 하단이 매설된 상태로 제작된다.
제2 단계(S200)의 콘크리트 타설용 플레이트(500)는 강관 기초(100)의 중공(110) 상부 공간에만 콘크리트를 타설시키기 위한 부재로서, 중공(110)에 타설되는 콘크리트의 하부 거푸집으로 사용되는 플레이트 부재(510) 및 플레이트 부재(510)를 중공(110)의 소정의 위치에 고정시키는 고정부재(520)를 포함한다(도 4).
이 경우 고정부재(520)는 일단은 플레이트 부재(510)와 결합되며, 타단은 상기 강관 기초(100)의 상단에 결합된다. 고정부재(520)의 타단은 강관 기초(100)의 상단에 거치되는 갈고리 형상으로 형성될 수 있다.
이에 따라 중공(110) 상부의 일정공간에만 콘크리트를 타설시키는 것이 가능하다.
제3 단계(S300)는 하부 긴장재(410)의 상단의 위치를 고정하는 위치 고정 캡(600)을 강관 기초(100) 상부에 설치하는 위치 고정 캡 설치 단계(S310) 및 중공(110)에 타설된 콘크리트의 양생이 완료된 이후 상기 위치 고정 캡(600)을 제거하는 위치 고정 캡 제거 단계(S320)를 포함할 수 있다.
중공(110)에 충전된 콘크리트의 양생이 완료되기 전까지는 하부 긴장재(410)가 기립된 상태를 유지할 수 있는 지지력이 제공되지 아니하므로, 위치 고정 캡(600)을 이용하여 하부 긴장재(410)의 기립 상태를 유지할 수 있는 지지력을 제공한다(도 13).
위치 고정 캡(600)은 강관 기초(100) 상부에 고정되는 본체(610) 및 하부 긴장재(410)의 상단의 위치를 고정하는 위치고정부(620)를 포함할 수 있다(도 13, 도 14).
본체(610)는 강관 기초(100)의 외주면을 둘러쌀 수 있는 원통형으로 형성될 수 있다. 본체(610)는 소정의 결합부재를 이용하여 강관 기초(100)에 직접 결합될 수 있으며, 다른 방식으로는 강관 기초(100)의 외면에 형성된 지지부(120) 상부에 거치되어 강관 기초(100)와 결합되는 것도 가능하다.
위치고정부(620)는 본체(610) 상면에 형성된 격자형 플레이트(621) 및 격자형 플레이트(621)를 관통한 하부 긴장재(410)의 상단을 구속하는 구속부재(622)를 포함할 수 있다(도 14).
더하여 위치 고정 캡(600)은 콘크리트 타설 호스가 인입되는 인입홀(630)을 포함할 수 있다. 인입홀(630)은 본체(610) 측부 또는
격자형 플레이트(621)를 이용하여 다양한 위치에 형성되는 하부 긴장재(410)의 상단을 고정시키는 것이 가능하다. 즉, 실시예 1 및 실시예 2와 같이 하부 긴장재(410)의 형성 위치를 임의적으로 조절하여 시공되는 교량의 크기에 맞추어 최적의 구조적 안전성을 확보하는 것이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 교량을 시공하는 방법은 제5 단계(S500) 이후에 상부 프리캐스트 거더(300) 상부에 난간(700)을 설치하는 제6 단계(S600)를 더 포함할 수 있다(도 12).
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: 강관 기초
200 : 하부 프리캐스트 거더
300 : 상부 프리캐스트 거더
400 : 긴장재
500 : 콘크리트 타설용 플레이트
600 : 위치 고정 캡
700 : 난간

Claims (10)

  1. 강관 기초(100);
    상기 강관 기초(100) 상부에 거치된 하부 프리캐스트 거더(200); 및
    상기 하부 프리캐스트 거더(200) 상부에 거치된 상부 프리캐스트 거더(300);를 포함하되,
    상기 강관 기초(100)와 상기 하부 프리캐스트 거더(200)를 결합시키는 하부 긴장재(410); 및
    상기 하부 프리캐스트 거더(200)와 상기 상부 프리캐스트 거더(300)를 결합시키는 상부 긴장재(420);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부 프리캐스트 거더(200)의 하면에는 상기 강관 기초(100)의 두부가 인입되는 거치홈(210)이 형성되며,
    상기 하부 프리캐스트 거더(200)에는 상기 하부 긴장재(410)가 인입되는 제1 관통홀(220)이 형성되고,
    상기 하부 프리캐스트 거더(200)의 상면에는 상기 제1 관통홀(220)을 통해 인입된 상기 하부 긴장재(410)의 두부가 정착되는 제1 정착홈(230)이 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부 프리캐스트 거더(300)에는 상기 상부 긴장재(420)가 인입되는 제2 관통홀(310)이 형성되며,
    상기 상부 프래캐스트 거더(300)의 상면에는 상기 제2 관통홀(310)을 통해 인입된 상기 상부 긴장재(420)의 두부가 정착되는 제2 정착홈(320)이 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상부 프리캐스트 거더(300)의 하면에는 상부를 향해 함몰된 작업홈(330)이 형성되되,
    상기 작업홈(330)은 상기 제1 정착홈(230)에 대응되는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량.
  5. 제3항의 프리캐스트 교량을 시공하는 방법에 있어서,
    상기 강관 기초(100)를 형성하는 제1 단계(S100);
    상기 강관 기초(100)의 중공(110)에 콘크리트 타설용 플레이트(500)를 설치하는 제2 단계(S200);
    상기 중공(110)에 콘크리트를 타설함과 아울러, 상기 하부 긴장재(410)의 하단을 상기 중공(110)에 타설되는 콘크리트에 매설하는 제3 단계(S300); 및
    상기 하부 프리캐스트 거더(200)를 상기 강관 기초(100) 상부에 거치시킴과 아울러, 상기 하부 긴장재(410)의 두부를 상기 제1 정착홈(230)에 정착시키는 제4 단계(S400);를 포함하되,
    상기 하부 프리캐스트 거더(200)에는 상기 상부 긴장재(420)의 하단이 매설된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량을 시공하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 콘크리트 타설용 플레이트(500)는,
    상기 중공(110)에 타설되는 콘크리트의 하부 거푸집으로 사용되는 플레이트 부재(510); 및
    상기 플레이트 부재(510)를 상기 중공(110)의 소정의 위치에 고정시키는 고정부재(520);를 포함하되,
    상기 고정부재(520)는 일단은 상기 플레이트 부재(510)와 결합되며, 타단은 상기 강관 기초(100)의 상단에 결합되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량을 시공하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고정부재(520)의 타단은 상기 강관 기초(100)의 상단에 거치되는 갈고리인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량을 시공하는 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제3 단계(S300)는,
    상기 하부 긴장재(410)의 상단의 위치를 고정하는 위치 고정 캡(600)을 상기 강관 기초(100) 상부에 설치하는 위치 고정 캡 설치 단계(S310); 및
    상기 중공(110)에 타설된 콘크리트의 양생이 완료된 이후 상기 위치 고정 캡(600)을 제거하는 위치 고정 캡 제거 단계(S320);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량을 시공하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 위치 고정 캡(600)은
    상기 강관 기초(100) 상부에 고정되는 본체(610); 및
    상기 하부 긴장재(410)의 상단의 위치를 고정하는 위치고정부(620);를 포함하되,
    상기 위치고정부(620)는
    상기 본체(610) 상면에 형성된 격자형 플레이트(621); 및
    상기 격자형 플레이트(621)를 관통한 상기 하부 긴장재(410)의 상단을 구속하는 구속부재(622);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량을 시공하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상부 프리캐스트 거더(300)를 상기 하부 프리캐스트 거더(200)의 상부에 거치시킴과 아울러, 상기 상부 긴장재(420)의 두부를 상기 제2 정착홈(320)에 정착시키는 제5 단계(S500);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 교량을 시공하는 방법.


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