KR20220011251A - 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

뒷채움과 완충부를 선시공하고, 교대부와 거더를 후시공하는 교량의 교대접속부 시공에 있어, 교대부 상면에 거더를 힌지방식으로 거치시킴으로서 수평변형을 1차적으로 흡수시키고, 완충부가 거더와 슬래브로부터 전달되는 수평변형을 2차적으로 흡수하여 교대부 슬림화시공이 가능한 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 및 그 시공방법이 개시된다.

Description

모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 및 그 시공방법{HINGE-TYPE ABUTMENT EMBANKMENT TRANSITION FOR MONENT REDUCTION AND AND CONSTRUCTING METHOD THEREOF}

본 발명은 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 및 그 시공방법에 관한 것이다, 더욱 구체적으로 뒷채움과 완충부를 선시공하고, 교대부와 거더를 후시공하는 교량의 교대접속부 시공에 있어, 교대부 상면에 거더를 힌지방식으로 거치시킴으로서 수평변형을 1차적으로 흡수시키고, 완충부가 거더와 슬래브로부터 전달되는 수평변형을 2차적으로 흡수하여 교대부 슬림화 시공이 가능한 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 및 그 시공방법에 관한 것이다.

도 1a는 종래 교량구조물의 교량접속부 시공도이다.

즉, 철도가 통행하는 교량구조물에 있어 교량받침과 신축이음장치를 설치한 상태의 시공도를 도시한 것이다.

이때 상기 교량받침은 거더와 교량하부 사이에 설치되고, 신축이음장치는 교대부와 거더 단부 사이에 각각 별도 시공된다.

이에 신축이음장치 및 교량받침에 의한 초기 건설비와 유지관리비의 과다 소요될 수밖에 없고,

콘크리트교 등 교량구조물의 경간장 증가 시 온도 및 열차 종방향 시제동 하중 증가에 따른 교량접속부 응력이 증가할 수밖에 없으며, 나아가, 교량받침에서의 과도한 응력 발생하기 때문에 교대기초에 시공되는 말뚝기초 등 교대 기초에 과도한 하중 전달로 기초 건설비용 증대할 수 밖에 없음을 알 수 있다.

도 1b는 종래 라멘구조물에서의 교량접속부 시공도이다.

이와같이, 상판과 측벽부가 서로 일체화 시공되는 라멘구조물(50)은 교량접속부(20)와 토공부(10)에서 측벽부(41)으로 가해지는 수평력에는 측벽부과 상판이 서로 일체화되어 있어 수평변형에 효과적으로 저항할 수 있지만, 상판으로부터의 온도 및 교통하중에 의하여 사용 중 다양한 변형모드를 경험하게 되어 상기 라멘구조물 (50)의 측벽부(51) 역시 역시 비대하게 설계할 수 밖에 없는 문제점이 있게 됨을 알 수 있다.

또한, 종래 측벽부(41)를 선시공하고 뒷채움(10)을 후시공하는 교량접속부 시공 순서로는 측벽부(41)은 강성체인 철근콘크리트, 뒷채움(10)은 시멘트 처리된 자갈등을 사용하기 때문에 사용재료의 압축성의 큰 차이로 인하여 침하 문제를 원천적으로 해결하는 것은 한계가 있게 된다.

도 1c 및 도 1d는 종래 강성 구조체인 교량구조물의 측벽부과 토공부 사이의 교량접속부 침하를 방지하기 위한 보강시공도를 예시한 것이다.

즉, 강성 구조체인 교량의 측벽부(30)가 시공될 위치의 후방에서 토공부(10)의 선침하를 유도하기 위하여 토공부(10)를 먼저 형성하고;

상기 토공부(10)의 경사면(좌측)에는 상기 교량의 측벽부(21) 배면에 접하게 될 수직부와 지면에 나란한 수평부로 구성된 보강재(22)를 설치하고,

상기 보강재(22)의 수평부 상면으로는 토목섬유(23)를 포설하고, 상기 토목섬유(23)의 상면은 채움재(24)로 채워 접속부층(21)를 형성하며;

상기 접속부층(21)은 보강재(22) 설치, 토목섬유(23)의 포설 및 채움재(24)의 충진 작업을 반복하여 측벽부(30) 높이가 되도록 적층하여 교량 접속부(20)를 형성하고 있음을 알 수 있다.

이때, 도 1c 및 도 1d와 같이, 보강재(22)의 수직부 전면으로 돌출되도록 노출철근(25)을 상기 보강재(22)에 연결 설치하며,

상기 노출철근(25)이 상기 측벽부(30)에 매립되도록 측벽부(30)의 형성을 위한 거푸집(미도시)을 설치하고 콘크리트를 타설하여, 상기 측벽부(30)가 상기 교량 접속부(20)와 일체가 되도록 한 것이다.

이에 교량 접속부(20)와 토공부(10)를 먼저 시공하여 잔류침하를 수렴시킨 후 측벽부(30)를 연결 시공하여 부등침하를 최소화 함으로서 이동하중이나 기타 작용하중에 대한 강성 구조체 접속부의 안정성을 최대한 확보할 수 있도록 하고 있음을 알 수 있다.

이에 교량 접속부(20)와 토공부(10)를 먼저 시공하는 공법으로 교량 접속부의 침하를 방지할 수 있기는 하지만, 교량 접속부(20)에서 측벽부(30)으로 가해지는 수평토압, 지진하중등에 의한 신축(수평변형, 변위)가 고려되지 않아 실제 측벽부(30) 단면은 단면이 커질 수 밖에 없고, 이에 효율성과 경제성이 저하될 수 밖에 없다는 한계가 있었다.

도 1e는 종래 종래 강성 구조체인 교량구조물의 측벽부(교대부)와 토공부 사이의 교량접속부 침하를 방지하기 위한 보강시공도를 예시한 것이다.

종래 교량 접속부(20)는 교대부(30, 교대부) 뒷채움에 완충구조를 적용한 완전일체형 교량 및 부분 일체형 교량을 들 수 있다.

이때 완전 일체형 교량(도 1e의 위쪽 기준, 교량받침 없이 교대부와 상판이 서로 일체화되는 라멘구조)의 경우 상판(60)에서 온도 및 열차 하중에 의한 수평변형이 발생할경우 교대벽이 하중을 지지해야 하므로 교대벽이 비대해질 가능성이 있음을 알 수 있고,

상기 부분 일체형 교량(도 1e의 아래쪽 기준, 교량받침에 의하여 교대부와 상판이 서로 분리)의 경우 수평변형을 완전 허용하는 교량받침(70)에 의해 역시 상판과 교대부에 과도한 상대 변위가 발생하여 구조적 안정성을 저하할 수 있게 됨을 알 수 있다.

대한민국 특허 제10-1006900호(발명의 명칭: 강성 구조체의 뒷채움 보강구조의 시공방법, 공개일자: 2009년12월24일) 대한민국 특허 제10-1175098호(발명의 명칭: 중간 보조지지대를 이용하여 수직도를 유지하는 강성 구조체와 뒷채움부의 결속구조 및 결속시공방법, 공개일자: 2012년08월21일) 대한민국 특허 제10-1896403호(발명의 명칭: 일체식 교량구조물 및 그 시공방법, 공개일자: 2018년02월26일) 대한민국 특허 제10-0971004호(발명의 명칭: 벽체를 이루는 패널과 강성 벽체구조를 이용한 보강토 옹벽, 공개일자: 2009년09월02일)

이에 본 발명은 교량구조물의 상판, 거더, 교대부로터 전달되는 수평변형을 1차적으로는 교대부와 거더의 힌지부에 의하여 흡수할 수 있도록 하고, 최소화된 수평변형은 교대접속부의 완충부가 2차적으로 흡수할 수 있도록 함으로서, 교대부에 작용하는 모멘트 저감에 의하여 교대부를 슬림화시켜 보다 신속하고 경제적인 교대접속부 시공이 가능한 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 및 그 시공방법은, 교량접속부의 교대부 상면과 거더의 단부 저면에 수평변형을 1차적으로 흡수하도록 형성된 힌지부; 및 상기 거더와 일체화된 상판의 수평변형을 2차적으로 흡수하도록 교대부와 상판의 배면에 형성시킨 완충부;를 포함하여, 상기 교대부에 작용하는 모멘트를 저감시켜 시공할 수 있도록 하게 된다.

본 발명의 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 및 그 시공방법에 의하면 1차적으로는 교대부와 거더의 힌지부, 2차적으로는 완충부에 의하여 교량구조물에 작용하는 하중, 내진에 의한 수평변형을 최소화시킬 수 있어 교대부 슬림화에 의한 시공의 효율성과 경제성을 확보할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 및 그 시공방법에 의하면 교대부 상면에 거더를 거치시킴에 있어 교량받침 기능을 가진 힌지부를 이용하기 때문에 교량받침 설치가 필요없어 및 관련 유지관리비용을 절감할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 및 그 시공방법에 의하면 힌지부로서 충격흡수재와 연결보강재를 이용하여 교대부와 거더의 일체성 확보에 의한 지진 등에 의한 수평변형 흡수에 의한 내진성능도 확보할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 및 그 시공방법에 의하면 교량구조물의 상판, 교대부, 거더를 일체화 하여 교량구조물과 교량접속부 침하저감 및 구조적 안정성이 향상된다.

도 1a는 종래 교량구조물의 교량접속부 시공도,
도 1b는 종래 라멘구조물에서의 교량접속부 시공도,
도 1c 및 도 1d는 종래 강성 구조체인 교량구조물의 측벽부과 토공부 사이의 교량접속부 침하를 방지하기 위한 보강시공도,
도 1e는 종래 종래 강성 구조체인 교량구조물의 측벽부(교대부)와 토공부 사이의 교량접속부 침하를 방지하기 위한 보강시공도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부의 구성도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 본 발명의 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 시공방법의 시공도를 도시한 것이다.

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.

[ 본 발명의 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부(100) ]

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부(100)의 구성도를 도시한 것이다.

도 2a 및 도 2b에 의한 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부(100)는 각각 힌지부(160)를 구성하는 구성에 있어 차이가 있지만 기본적으로는 교대부(110) 상면와 거더(120)의 단부 저면에 형성시킨 힌지부(160)와 교대부(110)와 거더와 일체화된 상판(130)의 배면에 형성된 완충부(150)에 의하여 교량구조물에 작용하는 수평변형을 최대한 흡수하도록 하는 것은 동일하다.

상기 교대접속부(100)는 예컨대, 도로, 철도를 횡단하는 교량구조물을 시공하는 과정에서 교량구조물의 교대부(110)와 접속되는 뒷채움(140), 완충부(150)에 의한 경계구간을 의미한다.

이에 교대접속부(100)에서 도 2a 및 도 2b와 같이, 교량구조물의 교대부(110)와 뒷채움(140) 사이에는 완충부(150)가 시공되며, 상기 완충부(150)와 뒷채움(140)은 일체화 되어 교대부(110) 보다 먼저 시공하게 된다.

또한, 상기 완충부(150)는 교대부(110) 상면 및 거더(120)의 단부 저면의 힌지부(160)로부터 1차적으로 교량구조물의 수평변형이 흡수된 상태에서, 교대부(110)와 거더와 일체화된 상판(130)의 배면과 접하여 최소화된 수평변형을 2차적으로 흡수하는 역할을 하게 된다.

이때 교량구조물은 도 2a 및 도 2b와 같이, 양 교대부(110), 거더(120)와 일체화된 상판(130)을 포함하여 구성되며, 거더(120)는 상판(220)과 일체화 시공되고, 상판(220)은 교량의 슬래브로서 상면에 포장층이 시공될 수 있다.

이러한 교량구조물의 거더(120)와 상판(130)은 콘크리트로 시공하기 때문에 온도에 의하여 수평방향으로 변형이 발생하게 되며, 이러한 수평변형은 종래 교량구조물의 신축이음장치와 교량받침에 의하여 상쇄시키게 된다.

하지만 이러한 신축이음장치와 교량받침은 유지관리 비용이 많이 소요되기 때문에 본 발명은 신축이음장치와 교량받침을 설치하지 않고, 교대부(110), 거더(120)와 일체화된 상판(130)의 온도등에 의한 수평변형을 1차적으로는 힌지부(160), 2차적으로 완충부(150)에 의하여 흡수할 수 있도록 한 것이다.

이로서 본 발명은 교량구조물(200)의 교량받침을 설치하지 않기 때문에 유지관리 비용을 절감할 수 있게 되며, 교량구조물의 교대부(110) 단면을 슬림화시킬 수 있어 효율적이고 경제적인 교량구조물(200) 시공이 가능하게 된다.

이에 상기 교대접속부(100)는 도 2a 및 도 2b와 같이, 교대부(110), 거더(120), 상판(130), 뒷채움(140), 완충부(150), 힌지부(160)을 포함한다.

먼저, 상기 교대부(110)는 도 2a 및 도 2b와 같이, 교량구조물의 하부구조로서 콘크리트로 시공되는 벽체구조물로 시공하게 된다. 교량구조물의 경간장에 따라 서로 종방향으로 대향되도록 시공되는 것이 통상적이며, 특히 상면에는 후술되는 힌지부(160)로서 전단홈(161)이 형성되어 있다.

교대부(110)는 횡방향으로도 연장되어 형성되므로 상기 전단홈(161)도 상면에 횡방향으로 연속 또는 이격되어 형성되도록 하게 된다.

이러한 교대부(110) 사이에 다경간 교량구조물의 경우 교각이 더 형성될 수 있는데 본 발명은 교대부(110)를 상기 교각을 포함하는 의미로 지칭하기로 한다.

다음으로 거더(120)는 도 2a 및 도 2b와 같이, 교량구조물의 상부구조로서 역시 콘크리트로 시공된 것을 이용할 수 있으며, 양 교대부(110) 상면에 양 단부가 지지되도록 거치시켜 시공되며, 수평으로 연장된 휨 부재로서 작용하게 된다.

이에 교량구조물에 작용하는 교통하중등에 의한 외력에 의한 휨 모멘트를 주로 저항하게 되는데, 온도등에 의하여 신축이 발생하게 되기 때문에 수평변형(종방향 및/또는 횡방향)이 발생하게 된다.

이에 교대부(110) 상면에는 종래에는 이러한 수평변형을 흡수하기 위한 교량받침을 교대부 상면에 설치하고, 교량받침 상면에 거더(120)의 양 단부가 지지되도록 거치하게 되는데, 이러한 교량받침은 유지관리에 비용과 시간이 소요되므로, 본 발명은 이러한 교량받침의 수평변형 흡수 기능을 후술하는 힌지부(160)로 대체하여 교량받침을 설치하지 않도록 하여 유지관리비용을 절감할 수 있도록 있게 된다.

이에 도 2a 및 도 2b에 의하면 거더(120)의 양 단부 저면에는 하방으로 돌출된 전단키(162)가 일체로 형성되도록 하고, 앞서 살펴본 교대부(110) 상면의 전단홈(161)에 상기 전단키(162)가 하방으로 삽입되어 맞물려지면서 탄성패드를 포함하는 충격흡수재(163)를 이용하여 수평방향 수평변형의 제어 및 흡수가 가능하도록 하게 된다.

다음으로 상판(130)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 교량구조물의 상부구조로서 교량구조물의 슬래브를 포함하게 된다. 거더(120)와 상판(130)은 서로 일체화시켜 시공하게 되는데 역시 콘크리트로 시공하기 때문에 거더(120)의 수평변형은 1차적으로 힌지부(160)에 의하여 흡수되도록 하고, 거더(120)와 일체화된 상판(130)의 수평변형은 배면과 접하도록 시공된 완충부(150)에 의하여 2차적으로 흡수되도록 하게 된다.

이로서 수평변형을 고려하여 교대부(110)를 시공하는 경우와 대비하여 1,2차적으로 흡수된 최소화된 수평변형을 기준으로 교대부 시공이 할 수 있으므로 상기 거더(120)와 상판(130)을 지지하는 교대부(110)의 단면을 최적화(슬림화)시킬 수 있어 교량구조물의 공사비 절감이 가능하도록 할 수 있게 된다.

이러한 상판(130)은 거더(120) 상면과 단부에 일정한 두께로 교대부(110) 상면에 일체로 시공되도록 하게 되면, 상판(130)의 상면은 포장층을 더 형성시킬 수 있다.

다음으로, 뒷채움(140)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 교량접속부의 일부분으로서 토공부이다.

즉, 상기 뒷채움(140)은 교량구조물(200)의 완충부(150)의 배면(A)쪽으로 연직방향으로 자립성토 되도록 시공된 것으로서, 교대부(210)의 배면(B)으로부터 이격되어 완충부(150)가 교대부(110) 배면과 뒷채움(140) 사이에 형성될 수 있도록 시공되는 토공체이다.

이러한 뒷채움(140)은 일정한 높이를 가진 토공체이기 때문에 하방으로 갈수록 커지는 토압에 저항하면서 연직 자립을 위해 지오그리드(격자형 보강재)와 같은 보강재를 이용하여 교대부(210)의 배면(A)과 이격되어 연직 자립되도록 시공하는 것이 바람직하다.

이때 상기 뒷채움(140)이 완충부(150)와 함께 연직으로 자립성토되도록 시공하는 이유는 뒷채움(140)을 교대부(110)보다 먼저 시공하기 때문에 시공 시 자립이 가능하도록 하기 위한 것이다.

이러한 뒷채움(140)은 시멘트 처리된 토사 또는 자갈을 일정높이 포설, 다짐하여 적층시켜 가면서 일정한 높이(H)로 시공하게 되는데 1회 적층 시 마다 상면에 보강재(지반보강용 지오그리드등)를 포설하여 다수 적층된 뒷채움(140)이 상,하로 일체화되도록 할 수 있다.

이에 상기 뒷채움(140)은 완충부(150)의 배면(A) 쪽으로 연직으로 자립성토 되도록 하되, 교대부(110)의 저면을 기준으로 상판(130)까지 연직으로 자립된 저면폭이 상면폭 보다 큰 사다리꼴 단면 형태로 시공하도록 하되, 보강재도 다층으로 시공되며, 작용 토압에 대응하여 상부로 갈수록 수평 연장길이가 짧아지도록 시공되고 있음을 알 수 있다. 이러한 뒷채움(140)와 후술되는 완충부(150)는 일체로 먼저 시공하게 된다.

다음으로 상기 완충부(150)는 도 2a 및 도 2b와 같이, 뒷채움(140)과 교량구조물의 교대부(110), 거더(120)와 일체화된 상판(130) 배면 사이에 연직으로 형성된 공간(S)에 형성되도록 하되, 뒷채움(140)의 전면부에 함께 연직으로 일체로 형성될 수 있도록 미도시한 기준틀을 이용하여 상기 공간(S)에 위치하도록 형성시키면 된다.

이러한 완충부(150)는 앞서 살펴본 거더(120)와 교대부(110)의 힌지부(160)에 의하여 1차적으로 흡수된 수평변형을 2차적으로 흡수하는 역할을 하게 된다.

즉, 교량구조물의 교대부(110)와 거더(120)와 일체화된 상판(130)으로부터 전달되는 열차를 포함하는 차량의 제어하중, 온도하중등에 의한 수평변형을 힌지부(160)와 함께 분단하게 된다.

이로서 교량구조물의 교대부(110)와 거더(120)와 일체화된 상판(220)이 부담하는 토압, 하중을 감소시켜 교대부(110) 단면 슬림화가 가능하도록 하는 역할을 하게 된다.

이러한 완충부(150)는 수평력 및 하중에 의하여 변형이 가능하도록 시멘트를 사용하지 않는 토사 또는 자갈을 이용함으로서, 구성 입자들이 서로 결속되어 강성체로 작용하지 않고, 교량구조물의 신축을 흡수하도록 하게 된다.

이때 교량구조물 시공비용과 품질관리를 위하여 완충부(150)를 뒷채움(140)과 함께 시공하게 된다.

이에 뒷채움(140)에 이용되는 보강재는 뒷채움(140)의 적층 상면과 완충부(150)의 저면에 포설되도록 하면서 교량구조물의 교대부(110)와 거더(120)와 일체화된 상판(220)의 배면을 따라 상방으로 연장되면서 뒷채움(140)과 완충부(150)의 측면을 감싸도록 ㄷ자 형태로 배치시키는 것이 바람직하며, 상기 뒷채움(140), 완충부(150)와 보강재)의 배치 위치를 사전에 표시하여 작업성을 높이기 위하여 기준틀을 사용하는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 힌지부(160)는 도 2a 및 도 2b와 같이, 교대부(110) 상면과 거더(120)의 저면에 형성시켜 거더(120)에 작용하는 하중에 의한 수평변형을 1차적으로 흡수하여 종래 교량받침을 대체하는 역할을 하게 된다.

이러한 힌지부(160)는 도 2a 및 도 2b와 같이, 전단홈(161), 전단키(162), 충격흡수재(163), 스플라이스슬리브(164)를 포함하며 도 2a의 힌지부(160)를 기준으로 도 2b에서는 지진등에 의한 수평하중이 크게 작용하여 스플라이스슬리브(164)가 더 설치된다.

먼저 상기 전단홈(161)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 교대부(110) 상면에 일정 깊이로 횡방향으로 연속 또는 이격되어 형성시킨 오목홈으로서 거더(120)의 전단키(162)가 하강하여 삽입되도록 형성시킨 것이다.

이에 전단키(162)는 전단홈(161) 내부에 수용되어 기준 이상의 수평변형을 제어하는 역할을 하게 된다. 즉, 거더(120), 거더(120)와 일체화된 상판(130)의 수평변형을 1차적으로 흡수하게 된다.

이러한 전단홈(161)으로서 사다리꼴 단면의 홈 형태로 개시되어 있지만 단면 형태는 다양하게 형성시킬 수 있음은 당연하고, 상기 수평변형을 1차??으로 흡수하기 위한 크기로 형성시키면 된다.

다음으로 상기 전단키(162)는 도 2a 및 도 2b와 같이, 전단홈(161)에 삽입되는 돌출키로서 거더(120)의 양 단부 저면에 일체화시켜 형성시키게 된다.

이에 거더(120)를 인양하거나, 교대부(110) 상면에서 제작할 때 전단키(162)가 전단홈(161)에 수용되어 거더(120)와 거더와 일체화된 상판(130)에 작용하는 하중등에 의한 수평변형이 제어되어 전단키(162)와 함께 상기 수평변형을 1차적으로 흡수되도록 하는 역할을 하게 된다.

이러한 전단키(162)는 전단홈(161)으 형태에 대응하여 사다리꼴 단면의 홈 형태로 개시되어 있지만 역시 단면 형태는 다양하게 형성시킬 수 있음은 당연하고, 상기 수평변형을 1차적으로 흡수하기 위한 크기로 형성시키는 것은 전단키와 동일하다.

다음으로 상기 충격흡수재(163)는 도 2a 및 도 2b와 같이, 전단홈(161)에 끼워져 설치하여, 전단키(162)가 접하도록 설치되는 탄성재질의 부재로서 탄성패드등을 이용하게 된다.

이러한 충격흡수재(163)는 거더(120)와 거더와 일체화된 상판(130)에 작용하는 하중에 대한 충격에 의한 전단홈 및 전단키의 파손을 방지하면서, 달리 유지관리가 필요하지 않다는 장점이 있게 된다. 또한 전단홈(161)에 수용된 전단키(162)의 수평변형에 대한 흡수성능을 보완하는 역할도 함께 하게 된다.

상기 스플라이스슬리브(164)는 도 2b와 같이, 힌지부(160)의 역할을 보강하는 것으로서 특히 지진등에 의한 과도한 수평하중이 작용하여 수평변형이 발생할 경우 전단키, 전단홈에 의한 수평변형 흡수가 부족할 때 이를 보강하는 역할을 하게 된다.

이를 위해 먼저 전단홈(161) 저면에 수직으로 상방 연장된 철근등의 스플라이트를 와 상기 스플라이스(일종의 수직철근)의 두부가 삽입되는 슬리브를 전단키(162)의 저면에 매입시키고, 상기 슬리브에 스플라이스가 삽입되어 수평변형에 저항하도록 하고 역시 전단홈(161), 전단키(162), 충격흡수재(163)는 함께 설치할 수 도 있고, 단독으로 사용해도 상관은 없다. 이때 상기 슬리브 내부는 충진시켜도 되고 충진시키지 않아도 힌지부(160)의 기능을 가지도록 하면 된다.

[ 본 발명의 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 시공방법 ]

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 시공방법의 시공순서도를 도시한 것이다.

상기 교대접속부(100) 시공은 뒷채움(140)과 완충부(150)을 선시공하여 발생된 침하를 수용하면서, 교대부(110), 거더(120)와 일체화된 상판(130)을 기준틀등을 이용하여 완충부(150)에 연결시키는 후시공 하는 방식으로 시공하게 된다.

이에 도 3a와 같이, 먼저 기준틀(미도시)을 이용하여 보강재를 적층하면서, 뒷채움(140)과 완충부(150)와 함께 적층 형성시키게 된다.

다음으로는 상기 완충부(150) 전면에 교대부(110)를 시공하게 되며, 이때 교대부(110)와 완충부(150)는 서로 기준틀에 교대부(110)로부터 수평으로 연장시킨 연결철근을 이용하여 서로 접하여 일체화되도록 시공하면 된다.

이에 교대부(110) 상면은 완충부(150)의 상면 보다 높이가 적게 형성되도록 하고 있으며, 교대부(110) 상면에는 힌지부(160)의 전단홈(161)이 형성되어 있음을 알 수 있다.

이러한 전단홈(161)에는 충격흡수재(163)를 설치하고, 필요에 따라서 도 2b와 같이, 스플라이스슬리브(164)를 함께 설치하면 된다. 본 발명은 스플라이스슬리브(164)를 제외한 경우를 기준으로 살펴보기로 한다.

다음으로는 거더(120)를 별도 제작하여 현장에서 인양후, 거더(120)의 단부 저면에 일체로 형성된 전단키(162)가 전단홈(161)에 설치된 충격흡수재(163)와 접하도록 거치시켜 거더와 일체화된 상판(130)에 의한 수평변형을 1차적으로 흡수할 수 있도록 하게 된다.

이때 거더(120)의 단부면(D)은 완충부(150)와 접하지 않도록 시공되고 있음을 알 수 있다.

다음으로는 도 3b와 같이, 거더(120) 상면, 교대부(110) 상면에 콘크리트를 타설하는 방식으로 상판(130)을 시공하되, 상판(130)과 거더(120)가 일체화되도록 하여 일체 거동하도록 시공하게 된다.

이에 상판(130)과 교대부(110)의 배면은 완충부(150)와 접하면서 2차적인 수평변형 흡수가 완충부(150)이 발생할 수 있도록 하게 된다.

다음으로는 완충부(150) 상면과 상판(130)의 상면과 일치하도록 어프로치 슬래브를 시공하여 완성시키게 된다.

이로서, 교량구조물에 작용하는 수평변형은 1차적으로는 힌지부(160)에 의하여 흡수되도록 하고, 지진등에 의한 과도한 수평변형은 2차적으로 완충부(150)에 의하여 흡수되도록 함으로서, 교대부(110)의 슬림화를 통하 최적화 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: 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부
110: 교대부 120: 거더
130: 상판 140: 뒷채움
150: 완충부 160: 힌지부
161: 전단홈 162: 전단키
163: 충격흡수재 164: 스플라이스슬리브
A: 완충부의 배면
B: 교대부의 배면 D: 거더의 단부면

Claims (10)

1. 교량접속부의 교대부(110) 상면과 거더(120)의 단부 저면에 수평변형을 1차적으로 흡수하도록 형성된 힌지부(160); 및
   상기 거더(120)와 일체화된 상판(130)의 수평변형을 2차적으로 흡수하도록 교대부(110)와 상판(130)의 배면에 형성시킨 완충부(150);를 포함하여,
   상기 교대부(110)에 작용하는 모멘트를 저감시켜 시공할 수 있도록 하는 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 힌지부(160)는,
   교대부(110) 상면의 전단홈(161); 및
   거더(120)의 단부 저면에 형성된 전단키(162)를 포함하는 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 교대부(110) 상면의 전단홈(161)에 전단키(162)가 하방으로 삽입되어 맞물려지면서 탄성패드를 포함하는 충격흡수재(163)를 더 설치하여 수평변형의 제어 및 흡수가 가능하도록 하도록 하는 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
   교대부 상면의 전단홈(161) 저면에 수직으로 상방 연장된 철근등의 스플라이스의 두부가 삽입되는 슬리브를 거더 단부의 전단키(162) 저면에 매입시키고,
   상기 슬리브에 스플라이스가 삽입되도록 하는 스플라이스슬리브(164)가 더 형성되는 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 거더(120)는 교대부(110)의 상면에 형성된 전단홈(161)에 단부의 전단키(162)가 하강 삽입되어 설치됨으로서, 수평변형이 상기 전단홈(161)과 전단키(162)에 의하여 흡수되어 교량받침을 대체할 수 있도록 하는 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부.
6. 제 1항에 있어서,
   완충부(150)의 배면(A) 쪽으로 연직으로 보강재를 이용하여 자립성토 되도록 하되,완충부(150)와 일체로 먼저 시공되는 뒷채움(140)을 더 포함하는 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 완충부(150)는,
   거더(120)와 일체화된 상판(130)과 교대부(110)의 기준틀을 이용하여 배면과 연결 시공되도록 하되, 거더(120)의 단부 저면에 형성된 전단키는 교대부 상면의 전단홈에 하강 삽입 되도록 하는 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부.
8. (a) 거더(120)와 일체화된 상판(130)의 수평변형을 2차적으로 흡수하도록 교대부(110)와 상판(130)의 배면에 완충부(150)를 먼저 시공하는 단계;
   (b) 교량접속부의 교대부(110)를 시공하는 단계;
   (c) 상기 교대부(110)의 상면과 거더(120)의 단부 저면에 수평변형을 1차적으로 흡수하도록 형성된 힌지부(160)를 설치하는 단계; 및
   (d) 상기 힌지부(160)가 설치된 거더(120)와 일체화되도록 상판(130)을 시공하는 단계;를 포함하며,
   상기 먼저 시공된 완충부(150)와 교대부(110) 및 상판(130)의 배면을 서로 연결시키는 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 시공방법.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 (c) 단계의 힌지부(160)는,
   교대부(110) 상면의 전단홈(161);
   거더(120)의 단부 저면에 형성된 전단키(162); 및
   교대부(110) 상면의 전단홈(161)에 전단키(162)가 하방으로 삽입되어 맞물려지면서 탄성패드를 포함하는 충격흡수재(163);를 포함하는 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 시공방법.
10. 제 8항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 힌지부(160)는,
    교대부(110) 상면의 전단홈(161);
    거더(120)의 단부 저면에 형성된 전단키(162);
    교대부(110) 상면의 전단홈(161)에 전단키(162)가 하방으로 삽입되어 맞물려지면서 탄성패드를 포함하는 충격흡수재(163); 및
    교대부 상면의 전단홈(161) 저면에 수직으로 상방 연장된 철근등의 스플라이스의 두부가 삽입되는 슬리브를 거더 단부의 전단키(162) 저면에 매입시키고, 상기 슬리브에 스플라이스가 삽입되도록 하는 스플라이스슬리브(164);를 포함하는 모멘트 저감을 위한 힌지형 교대접속부 시공방법.
    
    
    

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