KR930003436B1 - 조립식 교량구조물 및 그 조립방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

조립식 교량구조물 및 그 조립방법

제1도는 본 발명의 일 실시예에 의한 교량구조물의 조립 시공 상태를 보인 단면도.

제2도는 제1도의 부분 확대도.

제3도는 본 발명에 의한 교량구조물 및 조립상태를 보인 사시도.

제4도는 본 발명에 의한 교량구조물의 배치상태를 보인 평면도.

제5도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 교량구조물의 조립 상태를 보인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 빔 11 : 돌출부

12 : 걸림턱 13 : 키홈

20 : 상판 21 : 지지돌조

22 : 키홈

본 발명은 교량의 교각 상면에 걸쳐 배치되는 빔과 그 빔의 상부에 연속 배치되는 규격상판을 이루어지는 조립식 교량구조물 및 그 조립방법에 관한 것으로, 특히 외부로부터 가해지는 각종 변형 요인으로부터 상판과 빔간의 체결 조립 상태를 안정되고 견고하게 유지함과 아울러 그 조립상판과 빔의 휨강성을 월등히 증대시킬 수있게한 조립식 교량구조물 및 그 조립방법에 관한 것이다.

일반적으로 시공되고 있는 교량은 교대와 교각 그리고 이들의 상부에 걸쳐 설치되는 빔과 교량의 상판을 이루는 슬라브 및 그 슬라부 상판에 포장되는 아스콘등의 구조물로 구성되고, 이와같이 구성되는 교량상판과 빔은 팽창 또는 신축이 가능하도록 빔의 양측단부와 그 상부에 위치하는 상판의 접속부 상에 신축이음장치가 부설된다.

그러나, 상기와 같은 구성으로 건설되는 종래의 교량은 슬라브 상판을 시공하기 위한 거푸집의 설치와 콘크리트의 현장 타설 및 양생 공정을 필요로 하므로 많은 인력과 장비의 동원 및 장기간의 공기가 소요될뿐만 아니라, 교량 건설에 따른 장기간의 교통 통제 또는 우회도로의 설치를 수반하게 되는 등의 문제점이 있었다. 또한 다수의 단경간을 갖는 장대교의 경우에는 많은 신축이음부가 설치되므로 급격히 증대되고 있는 교통량과 교통차량의 대형화로 인하여 각 경간 사이에 설치된 신축이음부가 쉽게 파손되고 이에따라 발생되는 누수 현상으로 하부구조물의 부식을 촉진시키게 되는 등의 또 다른 문제점이 있었다.

한편, 상기와 같은 문제점들을 감안하여 교량상판을 형성하는 웨브와 빔의 기능을 갖는 양측 플랜지부로 구성된 이른바 프리캐스트 채널빔을 채용한 조립식 채널빔 교량이 알려진 바 있다.

그러나, 이러한 종래이 방식에 의한 조립식 교량의 채널빔 구조물은 웨브와 플랜지 즉, 교량의 상부구조를 이루는 상판과 빔이 일체로 형성되는 대형중량 구조물로서 이와같은 중량구조물이 각 경간의 전폭에 걸쳐 병렬로 연속 조립되는 것이므로, 단위 채널빔의 제작 및 운반 취급 상의 난점으로 인하여 15m내외의 단경간 교량의 건설에는 무난히 적용될 수 있으나 그 이상의 경간폭을 갖는 중경간 교량의 건설에는 적합하지 않는 문제점이 있었다.

더욱이 상기와 같은 대형, 중량채널빔은 그 제작시 발생되는 오차로 인하여 단위경간에 걸쳐 설치된 각 채널빔의 변형율 즉, 단위채널빔에 대한 수직방향으로의 처짐량이 일정하지 않게 됨으로써, 병렬로 접속 배열되는 각 채널빔간의 접속면이 균일하게 일치되지 않고 상호 어긋나게 됨에 따라 병렬로 배치된 각 체널빔간의 연결부에는 고장력 볼트나 앵커볼트 및 철판들을 이용한 복잡한 구조의 체결장치를 설치하여 채널빔의 자중이나 교량의 상면에서 가해지는 각종 하중에 의해 채널빔간의 면밀림이나 이완 이탈현상이 발생되지 않도록 해야만 하는 등의 문제점이 있다.

또한, 이와같은 단순보형구조를 갖는 채널빔에 있어서는, 종방향으로 연속되는 채널빔간에 종래와 같은 신축이음부를 필수적으로 구비해야만 하므로 상기한 바와같은 신축이음부가 가지는 문제점의 개선이 불가능하다.

따라서 본 고안의 주목적은 상기한 바와같은 제반단점 및 문제점들을 갖지 않는 조립식 교량 구조물 및 그 조립 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 몸체의 상면에 연장 형성된 돌출부의 양측에 걸림턱을 가지는 빔과 그 빔의 걸림턱에 얹혀지는 걸합돌조를 저면에 구비하고 상호 엇갈리게 배치되는 일정규격의 프리케스트(Precast) 상판으로 교량의 상부 구조물을 구성함으로써, 규격 상판의 정밀제작과 운반취급 및 시공이 용이하고 단경간 교량은 물론 중경간 교량의 건설에 적합하게 채용되어 빔의 유효단면 및 상판의 휨강성을 증대시키고 상판간의 수평도를 균일하게 유지시킬 수 있는 조립식 교량 구조물 및 그 조립방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 빔의 돌출부 상면과 상판의 상면을 일치시켜 이들빔과 상판의 상면이 동일평면을 유지하게 함으로서 그 빔 돌출부가 가지는 폭만큼 상판의 전체폭을 축소시킴과 아울러 그 빔 돌출부가 가지는 높이에 해당하는 만큼 빔의 관성 2차 모우멘트 즉, 휨강성을 배가시킬 수 있는 조립식 교량구조물 및 그 조립방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 횡방향으로 조립되는 빔과 상판의 연결부에 일정간격으로 설치되는 쉬어 키(shear key)를 이용하여 빔과 상판에 작용되는 수직방향으로의 변위가 일치되게 함과 아울러 차량의 급제동등에 의해 상판이 수평방향으로 밀리는 현상을 방지함으로써, 고장력 볼트나 앵커볼트 및 체결판등에 의한 복잡한 체결구조는 갖는 별도 체결장치의 사용을 배제할 수 있는 조립식 교량 구조물 및 그 조립방법을 제공함에 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조립식 교량구조물을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도 내지 제3도는 본 발명의 일 실시예에 의한 교량 구조물의 조립시공 상태를 보인 단면도 및 사시도이고, 제4도는 그 상판의 배치상태를 보인 평면도로서 이에 도시한 바와같이, 본 발명에 의한 교량구조물은 I형 단면을 가지는 몸체의 상면 중간부에 소정폭과 높이를 가지는 돌출부(11)가 그 몸체의 길이방향을 따라 수직방향으로 연장형성되고 그 돌출부(11)의 양측에는 일정폭의 걸림턱(12)(12)을 상효 대향되는 위치에 보유하고 교량의 단위경간 즉, 교각(1)과 교각(1)의 상면사이에 걸쳐 병렬로 배치되는 경간빔(10)과, 그 빔(10)의 걸림턱(12)(12)에 안착되는 보강겸 지지돌조(21)를 구형(矩形) 몸체의 저면 주연에 구비하고 병렬로 배치된 양측 빔(10)(10)의 돌출부(11)(11) 사이에 걸쳐 연속 조립되는 프리캐스트 상판(20)으로 구성된다.

상기 빔(10)은 또는 프리캐스트 제품으로 프리텐셔닝(pretensioning)에 의해 요구되는 지지강도를 충분히 유지하도록 되어 있고 그 돌출부(12)의 양측벽에는 일정폭과 깊이 및 길이를 갖는 복수개의 키홈(13)(13)이 그 돌출부(12)의 길이방향을 따라 일정간격으로 형성되어 있다.

상기 프리캐스트 상판(20)은 그 저면 주연에 돌출 형성된 지지돌조(21)의 두께가 상기 빔(10)의 단턱부(12)(12)의 폭과 동일한 두께를 가지며, 그 지지돌조(21)의 좌우양측벽 외면에는 상기 빔(10)의 키홈(13)(13)에 대응하는 형태의 키홈(22)(22)이 등간격으로 형성되어 있고, 그 지지돌조(21)의 전후벽체 외며에는 일정표과 깊이를 갖는 직선형 키홈(23)이 횡방향으로 형성되어 있으며, 이와같이 된 상판(20)의 저면 중간부에는 상기 지지돌조(21)와 같은 형태의 보강돌조(24)가 횡방향으로 형성되어 있다.

도면중 미설명 부호 30은 상기 빔(10)과 상판(20)의 키홈(13)(22) 사이에 시멘트 몰탈등을 충전하여서된 쉬어키를 보인 것이고, 31은 종방향으로 배치되는 빔(10)의 연결부 사이에 충전한 몰탈충전부를 보인 것이며, 32는 교량의 폭바향 양단부에 설치되는 보도용 상판, 33은 상판(20)의 상면에 포설된 아스콘등의 포장층을 각각 보인것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 교량구조물에 의한 교량의 조립 시공방법은 다음과같다.

먼저, 교량의 길이방향을 따라 등간격으로 배치된 교각(1)의 상면에 복수개의 빔(10)을 병렬로 배치하고 이를 공지의 체결수단 및 교좌장치(도면에 도시되지 않음)등을 이용하여 체결 고정한 다음, 인접 배치되는 양측빔(10)(10)의 마주보는 걸림턱(12)(12)상단에 걸쳐 단위상판(20)의 양측 지지돌조(21)가 얹혀지도록 다수개의 상판(20)을 빔(10)의 길이방향을 따라 배치하되, 제4도에 도시된 바와같이 각 빔(10)의 사이에 걸쳐 병렬로 배치되는 각 열(列)의 상판(20)이 인접 열의 상판(20)과 서로 엇갈리도록 배치하는 방법으로 상판(20)을 종횡으로 연결 조립하여 그 각 상판(20)의 키홈(22)(22)과 빔 돌출부(11)의 키홈(13)(13)을 서로 일치시킨다.

이와같이 일치되는 빔(10)의 돌출부(11) 및 상판(20)측 지지돌조(21)의 키홈(13)(22)과, 연속 조립되는 전후상판(20)(20)의 접촉부에 형성된 키홈(23)(23)에는 시멘트 몰탈등과 같은 충전재를 타설하여 쉬어키(30)를 형성함으로써, 연속 조립되는 단위상판(20)과 빔돌출부(11)가 시어키(30)에 의해 일체화되게 하고, 종방향으로 배치되는 빔(10)과 빔(10) 사이의 간격부에는 몰탈을 채움으로써 마감한다.

상기와 같은 방법으로 조립 시공되는 본 발명의 교량 구조물은 상면에 연장돌출부(11)와 걸림턱(12)(12)을 갖는 빔(10)과, 그 빔(10)의 걸림턱(12)(12)에 걸려 지지되는 지지돌조(21)를 가지고 상호 마주보는 양측빔(10)(10)의 걸림턱(12)(12) 사이에 걸쳐 연속적으로 배치되는 싱판(20)으로 구성되는 것이므로, 단위상판(20)의 정밀제작이 가능하고 각 상판(20)의 운반취급 및 시공설치가 용이할 뿐만아니라, 15m내외의 단경간 교량은 물론 40m정도의 중경간 교량의 건설에도 적합하게 채용되어 고장력 볼트나 앵커볼트와 같은 별도의 체결장치를 사용하지 않고도 연속 조립되는 단위상판(20)이 서로 이완되거나 어긋나게 되는등의 문제점은 전혀 발생되지 않는다.

더욱이, 상호 조립된 상판(20)의 폭방향 사이에는 빔(10)의 돌출부(11)가 노출되어 그 돌출부(11)와 상판(20)의 상면이 동일평면을 유지하게 되므로, 상판(20)에 작용되는 수직 하중에 대해 각 상판(20)과 빔(10)이 개별적으로 변형되지 않고 균일하게 대응할 수 있게 되고 각 빔(10)의 돌출부(11)가 차지하는 폭만큼 상판(20)의 전체폭을 축소할 수 있게 되므로 보다 유리하고 경제적인 상판(20)의 설계가 가능해질 뿐만아니라, 그 돌출부(11)가 가지는 높이만큼 관성 2차 모우멘트(I)를 증대시킴에 의해 프리텐셔닝 효과를 증가시킬 수 있다.

예로서, 구형(矩形) 단면을 갖는 빔의 경우 ;즉, I는 빔 높이의 3승에 비례하므로, 본 발명에 다른 돌출부(11)에 의해 빔(10)의 전체 높이가 약 10%증가되는 경우 I의 값은 약 33%의 증가효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기한 바와같이 빔 돌출부(11)와 상판(20)의 양측벽에 등간격으로 설치된 쉬어키(30)에 의하여 차량의 급제동시 상판(20)의 설치방향 즉, 종방향으로 작용되는 수평력에 의해 상판(20)이 전방으로 밀리게 되는 현상을 완벽하게 방지할 수가 있으며, 전후상판(20)의 연결부에 설치된 쉬어키에 의해 연속 배치된 상판(20)간의 체결이 완벽하게 이루어질 수 있다.

또한, 병렬로 배치된 빔(10) 사이에 걸쳐 연속적으로 배치되는 각열의 상판(21)을 상호 엇갈리게 배치함으로써 종방향으로 휨강성을 월등히 높일 수가 있으며, 단위 경간의 신축이음부에 별도의 신축이음장치를 설치하지 않고 장경간 형태의 상판(20)을 이루게 되므로 신축이음부의 설치 및 유지보수에 따른 제반문제점을 배제할 수가 있다.

즉, 본 발명에 의한 조립식 교량에 있어서는 빔(10)과 상판(20)의 온도 변화에 의한 종방향으로의 신축 및 팽창은 빔(10)의 한지점을 제외하고는 모두 가동지점을 설치함으로써 단위경간별 신축이음부의 제거에 따른 문제점은 발생되지 않는다.

이상의 실시예에서는 본 발명에 따른 교량구조물의 빔이 I빔에 적용된 것을 일예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명을 실시함에 있어서 빔의 형태에는 제한을 받지 않는다.

제5도는 본 발명이 박스형 거더(box-girder)에 적용된 실시예를 보인 종단면도이다. 이 경우에는 거더몸체의 상단 양측에 상판(20)의 지지돌조(21)가 얹히는 걸림턱(12A)(12A)이 형성되고 그 걸림턱(12A)(12A)사이에 돌출부(11A)가 형성되며 그 돌출부(11A)의 양측벽에 키홈(13A)(13A)이 각각 형성된 것으로, 이와같은 거더(10A)와 상판(20)의 조립방법 및 그에따른 작용효과는 상기한 I빔의 경우와 유사하다.

또한, 본 발명에 의한 빔과 상판의 조립방법은 교량의 건설에만 한정되지 않고 예를들어 고층 건물등의 건축시에도 동일하게 적용될 수가 있다.

이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 몸체의 상측에 돌출부와 걸림턱을 갖는 빔과 그 빔의 걸림턱에 얹혀지는 지지돌조를 저면에 가진 일정 규격의 프리캐스트 상판을 상호 엇갈리게 배치하여 교량의 상부구조물을 구성하고 상호 조립된 빔의 돌출부와 상판으 상면이 동일 평면을 유지하게 함과 아울러 각 상판과 빔의 돌출부가 이들 사이에 일정간격을 두고 설치된 쉬어키에 의해 연결되게 구성한 것이므로, 단위 규격 상판의 정밀제작과 운반 및 취급이 용이하고 단경간 교량의 건설에는 물론 40m이상의 중경간 교량의 건설에도 적합하게 채용되어 별도의 볼트나 철판등을 사용하지 않고 빔과 상판의 조립 시공을 용이하게 행할 수 있게될 뿐만아니라, 외부로부터 가해지는 각종 변형 요인으로부터 빔과 상판의 체결 조립 상태를 안정되고 확실하게 유지시킬 수 있으며, 빔 및 상판에 작용되는 수직 및 수평방향의 변위에 대한 휨강성을 월등히 증대시키고 특히 차량의 급제동등에 의한 상판의 밀림 현상을 방지할 수 있게 되는 등의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 몸체의 상면 중간부에 수직방향으로 돌출 형성된 돌출부(11)의 양측에 상호 대향되는 걸림턱(12)(12)을 보유하고 교량의 교각(1) 사이에 걸쳐 병렬로 배치되는 빔(1)과, 그 빔(10)의 걸림턱(12)(12)에 안착되는 보강겸 지지돌조(21)를 구형(矩形)몸체의 저면 주연에 구비하고 병렬로 배치된 양측빔(10)(10)의 돌출부(11)(11)사이에 걸쳐 연결조립되는 프리케스트 상판(20)으로 구성됨을 특징으로 하는 조립식 교량구조물.
2. 제1항에 있어서, 상기 빔(10)과 상판(20)은 상호 연결되는 빔돌출부(11)와 상판 지지돌조(21)의 양측벽에 연소조립된 상판(20)의 밀림 현상을 방지하기 위한 복수개의 쉬어키용 키홈(13), (22)이 소정 간격을 두고 대향되게 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 교량구조물.
3. 제1항에 있어서, 상기 빔(10)은 그 돌출부(11)의 높이가 지지돌조(21)를 포함하는 상판(20)의 전체두께와 동일한 높이를 가짐을 특징으로 하는 조립식 교량구조물.
4. 교량의 길이방향을 따라 설치된 교각(1)의 상면에 복수열의 빔(10)을 병렬로 배치하고, 인접 배치된 양측 빔(10)(10)의 마주보는 걸림턱(12)(12) 상단에 걸쳐 단위 상판(20)의 양측 지지돌조(21)가 얹혀지도록 각 상판(20)을 양측빔(10)(10)의 돌출부(11)사이에 배치하여 그 빔(10)의 돌출부(11)와 상판(20)의 상면이 동일 평면을 유지하게 하되, 각 열의 빔(10) 사이에 걸쳐 종방향으로 배치되는 단위상판(20)이 인접 열의 단위상판(20)과 상호 엇갈리게 배치되도록 각 상판(20)을 연속 조립하여 각 상판(20)과 빔돌출부(11)의 측벽에 각기 형성된 키홈(22)(13)을 상호 일치시킨 다음, 이들 각 키홈(22)(13)에 충전 형성되는 쉬어키(30)에 의해 연속 조립된 상판(20)의 밀림현상을 방지할 수 있게 함을 특징으로 하는 조립식 교량구조물의 조립방법.