KR930007155B1 - U자형 p.c빔의 연속가설 연결공법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

U자형 P.C빔의 연속가설 연결공법

제1도는 단순보와 연속보와의 휨모우멘트 곡선의 비교도.

제2도 내지 제4도는 종래 빔가설시 상판의 연결방법을 나타낸 참고도.

제5도는 본 발명에 의한 U자형 P.C빔의 단부 발췌도.

제6도의 (a~e)는 빔의 연결시공공정도.

제7도의 (a,b)는 상판 콘크리트를 타설하기 전의 빔의 연결상태를 나타낸 평면 및 종단면도.

제8도의 (a~e)는 제6도의 연결부의 상세도.

제9도는 콘크리트가 타설된 상태의 빔의 종단측면도.

제10도의 (a~f)는 연결용 강재로써 강봉을 이용한 연결상태를 나타낸 본 발명의 다른 시공방법을 나타낸 공정도.

제11도는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 빔의 단부의 사시도.

제12도는 동 연결상태의 평면도.

제13도는 제12도의 종단측면도.

본 발명은 P.C빔을 응용한 교량공사에 있어서의 새로운 빔 연결방법에 관한 것이며, 특히 U자형 P.C빔을 단일 연속보 형태가 되도록 연결시공함으로써 영구밑받침의 수량감축과 이에따른 건설비용 및 사후 유지보수비용의 절감을 꾀하고, 또 상판끼리 이어주는 신축이음장치의 사용을 배제하므로서 연결부위의 표출현상을 막아 깔끔한 교량으로 차량의 주행감을 상쾌하게 시공하기 위한 U자형 P.C빔의 연속가설연결공법에 관한 것이다.

교량 건설에 있어서 콘크리트 인장강도의 취약성을 보강하기 위한 방법의 일환책으로 시공하는 빔은 그 단면의 형상에 따라 I자형, U자형 등으로 구분한다. 또, 일반적으로 빔의 양단부에는 영구받침을 설치하여 단순보 교량으로서의 제기능을 발휘하도록 설계 및 시공되며, 지형 및 설계조건에 따라서는 상판만을 연속적으로 연결하는 방법도 있다.

그런데, 단순보형태의 빔 교량은 정해진 곳에서 빔을 제작하고, 이를 교량건설장소로 수송하여 시공하므로 빔의 제작이 편리하고 품질관리에 만전을 기할 수 있는 장점을 가진 반면에 연속보형 교량에 비해서는 대체로 다음과 같은 몇가지 상대적 취약점을 안고 있다.

첫째, 제1도에 표시한 바와 같이 빔의 모멘트는 단순보(A)에 작용하는 하중이 연속보(B)에 비해 비효율적으로 작용하기 때문에 주형(Main girder)의 단면이 커져서 교량의 가설비용이 많이 소요된다.

둘째, 빔과 다른 빔과의 단부 사이에 틈이 벌어져서 교량건설에 있어서 중시사항중 하나인 상판의 시공미관이 매끄럽지 않아 보이기 마련이다. 교량의 미적 아름다움은 주로 교량의 옆모습이 주고려 대상인데, 주형이 연속적으로 연결되지 못하고 각 경간마다 틈이 생겨 벌어진 모양새로 인해 나타나는 시공미란 겉보기에 결코 좋지못한 인상을 주게된다. 이러한 종래의 빔 교량건설방식이 수많은 각종 교량중에서 차지하는 비율이 극히 낮은데는 바로 위와같은 제반 문제들 때문이다.

셋째, 단순보로 가설된 빔 교량은 그 보의 연결부 증가에 비례하여 특히 상판의 연결시공면의 평활도가 저하될 것은 자명하므로 그 교량위를 차량이 지나갈때에 승차감과 주행감도 좋지 못할 것은 당연한 일이다. 또, 교량의 연결부는 빈번히 오가는 차량때문에 교량의 여러 부위중에서도 손상될 우려가 가장 높은 지점이기도 해서 수시로 보수공사가 필요하고, 이때 드는 비용도 자연히 증가할 수 밖에 없었다.

넷째, 빔 교량은 1개의 교각위에 적어도 2개의 영구받침(30,40)을 설치하므로서 이들 영구받침의 제작과 설치에 많은 비용이 투입되는 것은 물론 2개의 영구받침을 설치함에 있어서도 그 설치오차 등을 수정하려고 수평이동시켜 조정할때 이에 대한 마찰저항이 크기때문에 상판만의 연속보로는 여러 경간에 걸쳐 시공하기가 결코 쉽지 않은 일이기도 했다.

다섯째, 제2도 내지 제4도와 같이 빔(1)의 상호간을 직접 연결하지 않고 상판(22)만 직접 연결하는 방법으로 2개의 영구받침(30,40)을 사용하는 방법으로 시공하는 경우가 있는데, 이런 방법으로 상판(22)만 연속적으로 연결시공할 경우에는 각 연결부에서 인장응력이 발생하여 상판 및 연결부에 균열이 생기는 문제점도 드러나기 쉽다. 더욱이, I자형 빔은 내부공간이 없으므로 연속적인 연결이 곤란하며, 부득이한 경우에도 횡보(50)와 탄성연결체(60) 그리고 P.C강선(70)을 이용해야 하는 만큼 시공후의 외관도 보기에 흉하다.

또, 경사접합면을 가진 강봉 등으로 결합하는 강보 및 콘크리트 보를 결합하는 기술(일본국 실개소 60-96410호)과, 필요한 철근 콘크리트 구조물을 적정수의 크기로 대구분부와 서로 인접하는 대구분부 사이에 존재하는 소구분부로 분할하고, 현장밖에서 대구분부를 제작하여 시공현장으로 옮겨 설치한 다음에 서로 인접하는 대구분부 사이에 위치하는 소구분부에 대한 배근 및 콘크리트를 타설하여 양생하는 기술(일본국 특공소 42-14368호 ; 철근 콘크리트 구조물의 시공방법)도 예외가 아니다.

본 발명자는 이같이 문제점을 갖는 종래 빔의 시공방법을 개선하려고 노력한 결과, 마침내 그 결실을 보고 비로소 본 발명을 창안하게 된 것이다.

본 발명이 추구하는 목적은, 빔을 사용하여 교량을 건설함에 있어서 교각위에 탄위체상으로 얹혀진 U자형 빔의 양단부에 막음벽을 설치하여 단위체 빔을 서로 연결시공함으로써 간편하게 연속보형태로 전환시킴과 동시에 이로인해 부(負)모멘트를 처리함으로써 경제적인 설계도 가능하며, 나아가 상판의 균열을 방지할 수 있고, 또한 각 빔의 연결부를 표출되지 않도록 연결시공하여 평활도를 높임으로써 교량위를 주행할 때의 승차감과 주행감이 상쾌하며, 외관상으로 깔끔한 교량으로 시공할 수 있으며, 또한 교각에 대한 영구받침의 수를 절반으로 감축하면서도 양쪽 빔의 단부를 동시에 떠받치게 하더라도 구조역학상 아무런 하자가 없도록 보강함으로써 소요자재의 절감효과와 함께 시공편의를 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은 교각 위에 P.C빔을 설치하고 그 위에 상판을 시공하여 교량을 시공하는 방법에 있어서, 빔의 양단부에 단부 콘크리트 타설홈을 남길 수 있는 위치에다 막음벽을 세운 U자형 P.C빔으로 하고, 이 빔을 교각 위에 각기 한쪽을 얹어 임시받침으로 떠받쳐주는 제1공정과, 길이방향으로 서로 이웃하는 빔의 단부 저면에 고정철판이 영구받침과 일체상으로 구성된 연결용 철판으로 일체화하는 제2공정과, 제2공정의 종료후에 길이방향으로 인접한 각 빔의 단부 콘크리트 타설홈에 콘크리트를 타설하여 연결부를 양생하는 제3공정과, 제3공정 종료후 길이방향으로 인접한 빔의 상단 중간부에서 각 빔의 단부를 향해 슬래브 콘크리트를 타설하되 상판의 단부에 상판연결용 철근을 매립시켜 양생하는 제4공정과, 상판 양생후에 임시받침을 제거하고 그 자리에 1개의 영구받침을 설치하여 빔을 떠받치게 하는 제5공정의 순으로 시공하는 것을 주된 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 제5도 이하의 첨부도면에 따라 구체적으로 설명한다.

제5도 내지 제9도는 본 발명의 제1실시예에 관한 단위체 빔(1)의 단부구조 및 시공방법을 나타낸 것이다. 먼저 제5도에 있어서, 빔(1)은 길이방향을 따라 윗쪽이 열려있는 U자형 단면을 갖고, 또한 빔(1)의 양단에서 안쪽으로 약간 들어간 곳에는 옆벽과 같은 높이로 막음벽(3)을 세워서 이 막음벽 밖으로 드러나는 바닥면과 옆벽과의 공간이 길이방향의 끝과 위쪽이 터진 단부 콘크리트 타설홈(4)을 이루도록 한다.

옆벽과 막음벽(3)의 단부에는 상기 단부 콘크리트 타설홈(40을 벗어날 정도로 적당한 길이를 가진 철근단(5)의 끝부분을 갈고리 모양으로 꼬부려뜨린다. 이들 철근단(5)은 교각위에 빔(1)을 정위치시켰을 때 길이 방향으로 인접한 다른 빔(1)과의 사이에 남게 될 틈새로 삐져나온 양측 단부의 철근단(5)끼리 얽어매는 방법으로 서로 연결하기 위한 것이다. 이와같은 형상의 철근단(5)을 사용하는 이유는 길이방향으로 놓인 다른 빔(1)과의 연결작업이 간편하고 자재비도 다른 공법에 비해 저렴해진다. 또, 활하중 및 충격하중의 모멘트에 대하여 연속성을 유지하며, 지점의 부휨모멘트에 기인되는 인장력의 일부를 이것이 담당하도록 보강하는 것도 주된 채택 이유중 하나이다.

그리고, 제7도 (b) 및 제8도의 각 그림에서 보듯이, 상면에 갈고리 모양으로 절곡된 앵커용 철근(6)을 여러개 부착한 붙박이 철판(7)은 상기 빔(1)의 양쪽단부 저면에 그 앵커용 철근(6)을 단부측 콘크리트속에 매설하여 굳힘으로써 이 부분을 떠받친 영구받침(14)과의 접촉으로부터 빔(1)의 양단부 저면을 보호하게 된다.

본 발명의 다른 실시예로서는 제10도에 나타난 바와 같이 연결부를 포스트텐션 방법으로 실시하기에 적합하도록 하기 위하여, 빔(1)의 막음벽(3)에 꼬부라진 철근단(5)을 매설하지 않는 대신에 막음벽(3)에 횡관통공(8)을 다수 천공하고, 각 관통공(8)에 강재를 꿰어 타설 콘크리트를 굳혔을 때 이들 강재가 철근단(5)의 대역기능을 도맡도록 하는 것이다. 여기서의 강재는 P.C강선(19)을 가리킨다.

본 발명의 또 다른 실시예로서는 제11도와 같이 빔(1)의 측면과 막음벽(3)의 윗쪽에 강봉(16)용 관통공(9,10)을 빔(1)의 내부 공간(2)과 서로 통하게 뚫고 제2실시예와 같은 요령에 의거 다른 빔(1)과의 접속을 시도하는 것이다.

다음으로, 상술한 각 실시예와 관련된 빔(1)을 연속적으로 가설하여 상판을 매끄럽게 이어나가는 시공방법을 공정별로 나누어 상세히 설명한다.

제1공정

제6도 내지 제13도에 도시한 바와 같이, 개개의 교각(11)위에 길이방향으로 인접하게 빔(1)을 올려서 그 양단을 각기 한쪽씩 교각(11)위에 임시로 설치한 임시받침(12,13)에 올려 놓는다.

제2공정

먼저, 철근단(5)을 가진 빔(1)의 연속가설 연결공법은 제6도 (b) 및 제8도 (b)와 같이, 길이방향으로 이웃하는 빔(1)의 단부 저면에 매설된 고정철판(7)을 영구받침(14)에 일체로 된 철판(15)으로 떠받친 상태에서 이들끼리 서로 용접해 붙인다. 즉, 임시받침(12,13)과 영구받침(14)에 의해 길이방향으로 이웃하는 빔(1)끼리 그 단부를 떠받쳐 지지한다. 이어서 각 빔(1)의 철근단(5)끼리 철사 따위로 얽어맨다. 각 철근단(5)은 상대측 빔(1)의 단부 콘크리트 타설홈(4) 속에 들어가게 해서 콘크리트를 타설해 굳혔을 때 그 콘크리트에 대하여 앵커구실을 하게 된다.

그리고, 포스트텐션 방법으로 가설할 때에는, 제8도와 같은 방법으로 빔(1)을 가설하되 제10도 (b)와 같이 길이방향으로 이웃하는 빔(1)의 막음벽(3)간의 강봉용 관통공(8)에 양측단부에 나선을 부여한 강봉안내관(16')을 끼우고, 이들 강봉 안내관(16')으로 강봉(16)을 꿴 다음에 강봉안내관(16')의 끝에서 공간(2)으로 삐죽나온 강봉(16)의 끝부분에 너트(17)을 체결하여 긴밀히 하는 것으로 강봉(16)과 강봉안내관(16')을 동시에 고정시킨다.

또는, 빔(1)내의 강선(19)을 이용하여 가설할 경우에는 제11도 내지 제13도에 나타난 바와 같이, 길이방향으로 이웃하는 빔(1)의 각 관통공(9,10)과 동수의 강선안내관(20)을 매설하되 각 강선안내관(20)의 단부가 상대측 빔(1)의 관통공(10,9)으로 엇갈리듯 끼어들게 하고, 각 강선안내관(20)에는 강선(19)을 끼워서 공간(2)로 튀어 들어온 강선(19) 부분을 정착용 콘(21)으로 고정시키는 방법으로 인접한 두 빔(1)간을 연결하는 것이다.

제3공정

철근을 이용한 연결시공방법은 제6도 (b) 및 제8도 (b)와 같이, 길이방향으로 서로 인접한 빔(1) 사이에 형성되는 단부 콘크리트 타설홈(4)에 1차로 빔(1)의 상면과 일치되도록 타설하여 연결부(1')를 양생한다. 제3공정에서 연결부(1')가 양생된 다음에 제10도의 포스트텐션 방법과 제11도 내지 제13도의 강선연결방법을 이용함에 있어서, 포스트텐션 방법의 경우에는 강봉안내관(16')에 강봉(16)을 끼워 긴장시키고 공간(2)으로 들어온 강봉(16)의 양단에는 너트(17)를 체결하여 막음벽(3)에 고정시킨다. 이때, 막음벽(3)의 공간(2)쪽 내면에 강봉지지용 다공철판(18)을 설치하고 이 다공철판(18)의 구멍마다 강봉(16)을 끼운 다음에 공간(2)쪽으로 튀어 들어온 강봉(16) 부분에 너트(17)를 체결해 고정한 후 강봉안내관(16') 단부를 그라우팅한다.

또, 강선(19)을 이용하는 시공방법의 경우에는 각 빔(1)의 공간(2)을 지나서 자기쪽 막음벽(3)을 통해 단부 콘크리트 타설홈(4) 밖으로 튀어나온 강선안내관(20)을 상대측 빔(1)의 측벽쪽 관통공(9)에 끼워넣은 다음에 이들 강선안내관(20)에다 강선(19)을 꿴다. 그리고 각 강선(19)의 양단은 길이방향으로 이웃하는 상대측 빔(1)의 관통공(10)으로 끼워서 공간(2)으로 인출한 후 긴장시키고, 이어서 그 강선(19)의 끝부분에 정착용 콘(21)을 꿰어 고정시킨 다음에 강선안내관(20) 단부를 그라우팅 처리한다. 이때, 강선(19)은 상기와 같이 교차된 강선 안내관(20)속으로 관통시킴에 따라 연결부(1')내에서 서로 교차된 상태로 연결되므로 길이방향으로 이웃한 두 빔(1)간을 수평방향으로 배치한 강선으로 접속하는 것보다도 더욱 견고하게 고정할 수가 있다.

제4공정

제3공정이 완료된 후에 제8도 (c), 제10도 (c), 제11도 내지 제13도와 같이 각 빔(1)의 상단 중간부에서 부터 단부쪽을 향하여 종래의 일반 상판가설공법과 같은 요령으로 슬래브 콘크리트를 타설한다. 이때, 연결부(1')의 상단을 연결하기 위해 연결매립용 철근(23)을 가설하여 인접한 빔(1)간의 상판(22)도 일체가 되도록 연속적으로 연결한다.

제5공정

상기와 같이 하여 상판(22)을 양생한 다음에 임시받침(12,13)을 제거하고 그 자리에 1개의 영구받침(14)을 끼워 떠받치게 하는 것으로 길이방향으로 이웃하는 두 빔(1)끼리 서로 마주보는 단부를 완벽하게 지탱하며, 이로써 빔 교량의 연속가설 및 연결시공이 마무리 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 빔을 사용하여 교량을 건설함에 있어서 교각위에 단위체상으로 얹혀진 U자형 빔의 양단부에 막음벽을 설치하여 단위체 빔을 서로 연결시공함으로써 간편하게 연속보형태로 전환시킴과 동시에 이로인해 부모멘트를 처리함으로써 경제적인 설계도 가능하며, 상판까지도 일체감을 갖고 부모멘트에 충분히 견딜 수 있게 철근 또는 강재(강봉이나 강선)를 매설하여 시공하므로써 교량 상판의 변형, 균열을 철저히 예방할 수 있으며, 또한 각 빔의 연결부가 표출되지 않도록 연결시공하므로 평활도가 높아 교량위를 주행할 때의 승차감과 주행감이 상쾌해지며, 외관상으로도 깔끔한 교량으로 시공할 수 있고, 또한 교각에 대한 영구받침의 수가 절반으로 감축되면서도 양쪽 빔의 단부를 동시에 떠받치게 하더라도 구조역학상 아무런 하자가 발생하지 않게 보강되므로 소요자재의 절감효과와 함께 시공편의도 제공되는 등의 실시효과를 가져오는 것이다.

Claims (4)

1. 교각 위에 P.C빔을 설치하고 그 위에 상판을 시공하여 교량을 시공하는 방법에 있어서, 양단부에 막음벽을 설치하여 단부 콘크리트 타설홈이 형성된 P.C빔을 단위체로 하고, 이 단위체 빔을 교각 위에 각기 한쪽을 얹어 임시받침으로 떠받쳐주는 제1공정과, 길이방향으로 서로 이웃하는 빔의 단부 저면에 고정철판이 영구받침과 일체상으로 구성된 연결용 철판으로 일체화하는 제2공정과, 제2공정의 종료후에 길이방향으로 인접한 각 빔의 단부 콘크리트 타설홈에 콘크리트를 타설하여 연결부를 양생하는 제3공정과, 제3공정 종료후 길이방향으로 인접한 빔의 상단 중간부에서 각 빔의 단부를 향해 슬래브 콘크리트를 타설하되 상판의 단부에 상판연결용 철근을 매립시켜 양생하는 제4공정과, 상판 양생후에 임시받침을 제거하고 그 자리에 1개의 영구받침을 설치하여 빔을 떠받치게 하는 제5공정의 순으로 시공하는 것을 특징으로 한 U자형 P.C빔 교량의 연속가설 연결공법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2공정은 빔의 단부에 꼬부라진 철근단을 매설하고 길이방향으로 이웃하는 빔과 빔 사이를 상기 철근단으로 연결하여 시공하는 것을 특징으로 한 U자형 P.C빔 교량의 연속가설 연결공법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2공정은 길이방향으로 이웃하는 빔과 빔의 각 막음벽끼리 강봉안내관으로 연결함과 동시에 각 강봉안내관에는 강봉을 끼워서 긴장시키고, 상대측 막음벽을 거쳐 해당 빔의 공간으로 들어온 강재의 양단을 너트로 고정시킨후 강봉안내관의 단부를 그라우팅하는 것을 특징으로 한 U자형 P.C빔 교량의 연속가설 연결공법.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2공정에서 길이방향으로 이웃하는 빔끼리는 서로 교차하는 강선안내관으로 연결하고, 후속공정에서 빔의 공간을 거쳐온 상대측 강선의 양단을 강선안내관을 통해 길이방향으로 이웃하는 빔의 막음벽을 통해 인출, 긴장시키고 공간으로 들어온 강선의 단부를 정착용 콘으로 고정시킨 다음에 강선안내관의 단부를 그라우팅하는 것을 특징으로 한 U자형 P.C빔 교량의 연속가설 연결공법.

Images