KR101434837B1 - 시공오차 보정이 가능한 강재절감형 자전거 및 보행 교량의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거 및 보행 교량을 시공하는 방법에 관한 것으로서, a) 지점부에 주기둥을 설치하고, 상기 주기둥의 상단 내부에 서로 대칭이 되도록 다수 개의 높이조정받침을 설치하는 단계; b) 상부캡 연결판과, 주기둥의 외면을 감싸는 외통부와, 높이 및 회전각도 조절수단으로 이루어지는 기둥상부캡으로 주기둥의 상단부를 씌움으로써, 기둥상부캡을 주기둥에 설치하는 단계; c) 상기 높이 및 회전각도 조절수단을 이용하여 상부캡 연결판의 높이 및 수평상태를 조정함으로써 주기둥에 대한 수직방향의 시공오차를 보정하는 단계; d) 가로보와, 상기 가로보의 양 단부에서 상향으로 설치되는 행거기둥로 이루어지고, 상기 가로보의 양 단부와 하면 중앙에는 브레이싱 브라켓과 가로보 연결판이 각각 구비되며, 상기 행거기둥의 상부에 지점부 행거판이 구비되는 지점부 구조체를 공장에서 제작한 후; 상기 지점부 구조체를 주기둥의 상부에 설치하는 단계; e) 양 단부에 추가지점부 행거판이 구비된 행거빔과, 상기 추가지점부 행거판에 일단부가 고정된 행거긴장재로 이루어지는 추가지점부 구조체를 공장에서 제작한 후, 상기 추가지점부 구조체를 설계 높이만큼 인양하면서 행거긴장재의 타단을 행거기둥의 지점부 행거판에 고정시켜 추가지점부를 형성시키는 단계; f) 인접한 가로보와의 사이에서 X자 형상을 가지도록 상기 브레이싱 브라켓에 브레이스를 대각선으로 설치하는 브레이스 설치 단계; g) 브레이스의 각 길이를 조정하고, 높이 및 회전각도 조절수단을 이용하여 주기둥 및 가로보에 대한 수평방향의 시공오차를 보정하는 단계; h) 바닥판 거더와 바닥판 보강빔을 포함하여 구성되는 바닥판 틀을 공장에서 조립한 후, 상기 바닥판 틀을 인양하여 가로보와 행거빔의 상면에 설치하는, 바닥판 틀 설치단계; i) 바닥판틀 위에 바닥재를 시공하는 마감작업 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

시공오차 보정이 가능한 강재절감형 자전거 및 보행 교량의 시공방법{Construction method for the walking bridge with the correction device of construction errors}

본 발명은 자전거 및 보행 교량을 시공하는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 지점부를 추가하여 거더의 단면을 최소화하면서도 장스팬 구조를 가지는 교량을 신속하면서 정밀하게 시공할 수 있는 방법에 관한 것이다.

인간의 활동이 다양한 만큼 야외에서 일어날 수 있는 인간의 활동도 다양하고, 특히 현대에 들어서는 건강에 대한 관심이 높아져, 과거 이동목적의 보행 위주였던 야외에서의 활동이 조깅, 자전거 타기 등의 레저 목적으로 보다 다양해지고 있다.

이에 따라 자전거 이용자 및 보행자들이 안전하고 쾌적하게 이용할 수 있는 도로들이 하천변을 중심으로 지속적으로 시공되고 있고 있으나, 하천을 횡단하는 기존의 교량들은 대체적으로 자동차 통행용으로 시공된 것이어서, 자전거 이용자나 보행자들이 하천을 안전하게 횡단할 수 없어 하천변의 도로를 충분히 활용할 수 없다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 기존 교량 구조물의 측면을 이용하여 보도용 도로를 확장시키는 방법들이 다수 제안된 바 있다.

상기한 도로 확장 방법에서는, 도 16에 도시된 바와 같이 기존 교량 구조물의 연석에 브라켓을 설치하고, 상기 브라켓을 이용하여 캔틸러버보를 설치함으로써, 보도용 부분을 형성시키고 있다.

그러나 이러한 종래방법은 반드시 기존 교량 구조물이 있다는 전제하에서만 가능한 것이고, 또한 기존 교량 구조물의 일부를 파쇄시켜야 하고 새로운 구조물의 하중이 부가되기 때문에 기존 교량 구조물의 내구성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도 17과 같이 독립된 자전거 및 보도용 교량의 시공방법에 제안된 바 있다. 상기의 도 17은 2012년 9월 10일 등록특허공보 10-1181232호로 등록공고된 '케이블을 이용한 자전거 및 보도 전용 교량의 상부 구조 및 그 시공방법'이라는 명칭의 발명에 관한 것으로서, a) 케이블(110)을 크레인으로 인상하여 교각의 상측을 연결하도록 설치하는 단계, b) 교각의 상측에 현장타설 콘크리트를 타설하여 교각과 일체로 고정 콘크리트(130)를 형성하는 단계, c) 공장에서 제작된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(120)를 고정 콘크리트(130)로부터 일정간격 이격시켜 종방향으로 연속 배열시키는 단계, d) 상기 이격공간에 유압잭을 설치하고 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(120)를 밀착시키고, 상기 이격공간에 현장타설콘크리트를 타설하는 단계로 이루어진다.

상기 등록특허공보 10-1181232호의 시공방법은 기존 교량 구조물의 존재 여부와 관계없이 시공이 가능하다는 점에서 앞선 종래기술에 비해 범용성이 증가되나, 케이블(110)이 바닥판의 모든 하중을 지지해야 하고, 상기 바닥판 구조재가 세그먼트로 이루어져 있어, 처짐이 크게 발생할 수 밖에 없으므로 장스팬에서는 적용이 곤란하다는 문제점이 있을 뿐 아니라, 케이블에 대한 안전관리도 그리 용이하지 않다는 문제점이 있다. 이와 함께 교량의 시공과정중에서 빈번하게 발생되는 시공오차를 쉽게 보정할 수 있는 수단이 없어 품질에 대한 우려와 함께 공기가 지연되는 문제점이 발생할 여지가 있다.

본 발명은 상기한 종래기술들이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기존 교량 구조물과 무관하게 시공할 수 있는 범용성을 가지고, 거더의 규격을 최소화시켜 강재 등의 자재사용량을 줄이면서도 장스팬 구조가 가능하고, 보정수단을 구비함으로써 시공의 정밀성을 도모할 수 있어 고품질을 추구할 수 있으면서도, 시공성이 좋아 공기가 단축될 수 있는 경제적인 구조의 시공오차 보정이 가능한 강재절감형 자전거 및 보행 교량의 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, a) 지점부에 주기둥을 설치하고, 상기 주기둥의 상단 내부에 서로 대칭이 되도록 다수 개의 높이조정받침을 설치하는 단계; b) 상부캡 연결판(21)과, 주기둥(10)의 외면을 감싸는 것으로서 적어도 일부분에 길이방향으로 가압틈(△)이 형성된 외통부(22)와, 상기 높이조정받침(11)의 상면에 의해 지지되면서 단부가 지점회전하는 높이조정볼트(24)를 구비한 높이 및 회전각도 조절수단으로 이루어지는 기둥상부캡(20)으로 주기둥(10)의 상단부를 씌움으로써, 기둥상부캡(20)을 주기둥(10)에 설치하는 단계; c) 상기 높이 및 회전각도 조절수단을 이용하여 상부캡 연결판의 높이 및 수평상태를 조정함으로써 주기둥에 대한 수직방향의 시공오차를 보정하는 단계; d) 가로보와, 상기 가로보의 양 단부에서 상향으로 설치되는 행거기둥로 이루어지고, 상기 가로보의 양 단부와 하면 중앙에는 브레이싱 브라켓과 가로보 연결판이 각각 구비되며, 상기 행거기둥의 상부에 지점부 행거판이 구비되는 지점부 구조체를 지상에서 제작한 후; 상기 지점부 구조체를 주기둥의 상부에 설치하는 단계; e) 양 단부에 추가지점부 행거판이 구비된 행거빔과, 상기 추가지점부 행거판에 일단부가 고정된 행거긴장재로 이루어지는 추가지점부 구조체를 지상에서 제작한 후, 상기 추가지점부 구조체를 설계 높이만큼 인양하면서 행거긴장재의 타단을 행거기둥의 지점부 행거판에 고정시켜 추가지점부를 형성시키는 단계; f) 인접한 가로보와의 사이에서 X자 형상을 가지도록 상기 브레이싱 브라켓에 브레이스를 대각선으로 설치하는 브레이스 설치 단계; g) 브레이스의 각 길이를 조정하고, 높이 및 회전각도 조절수단을 이용하여 주기둥 및 가로보에 대한 수평방향의 시공오차를 보정하는 단계; h) 바닥판 거더와 바닥판 보강빔을 포함하여 구성되는 바닥판 틀을 지상에서 조립한 후, 상기 바닥판 틀을 인양하여 가로보와 행거빔의 상면에 설치하는, 바닥판 틀 설치단계; i) 바닥판틀 위에 바닥재를 시공하는 마감작업 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 시공오차 보정이 가능한 강재절감형 자전거 및 보행 교량의 시공방법이 제공된다.

본 발명에 의한 자전거 및 보행 교량은 기존의 교량구조물의 유무에 관계없을 뿐 아니라, 기존 교량구조물을 전혀 손상시키지 않아 내구성을 떨어뜨리지 않으면서 시공할 수 있는 범용성이 있다.

본 발명은 추가적인 지점부를 형성시킴으로써 거더의 단면을 대폭 줄여 사용 강재량을 줄이면서도 장스팬의 구조를 가질 수 있어 경제적인 교량의 시공을 가능하게 한다.

본 발명은 공중지지방식을 이용하고 있어 중간기둥이나 가설벤트 등의 가시설물을 설치할 필요가 없기 때문에 가설비가 절감되고, 하부공간을 통행이나 작업공간 등으로 활용할 수 있다.

본 발명은 공사의 진행중에 발생될 수 있는 상하좌우 및 회전 등 3차원 공간의 모든 방향의 시공오차에 대한 보정이 가능하므로, 작업이 중단되지 않아 공사진행의 효율성을 도모할 수 있을 뿐 아니라, 구조체들을 지상에서 일체형으로 미리 제작한 후 인양하여 단순 조립하기 때문에, 공기가 단축되고, 공중에서의 위험한 작업이 감소되며 정밀시공이 가능하여 고품질의 교량시공을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명에 의해 시공된 일 실시예의 교량을 전체적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 상기 교량의 전면에서 바라본 정면도이다.
도 3은 상기 교량의 진행방향에서 바라본 측면도이다.
도 4 내지 10은는 본 발명에 의한 교량의 시공방법을 단계적으로 도시한 것이다.
도 11은 기둥상부캡의 일 실시예에 관한 사시도, 평면도, 정면도 및 측면도이다.
도 12는 높이 및 회전각도 조절수단을 이용하여 주기둥에 대한 수직방향의 시공오차를 2단계에 걸쳐 보정하는 각각의 과정을 나타내는 설명도이다.
도 13은 지점부 구조체의 구조에 관한 사시도, 분해사시도 및 단면도이다.
도 14는 가로보의 다양한 실시예 및 보강구조를 나타낸 단면도이다.
도 15는 기둥 및 가로보에 발생한 수평방향의 행태별 시공오차를 보정하는 각각의 방법을 설명하는 설명도이다.
도 16는 종래기술에 의한 교량형 확장인도의 구조이다.
도 17은 또 다른 종래기술에 의한 자전거 및 보행전용 교량이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관하여는 그 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 자전거 및 보행을 위한 교량의 시공방법에 관한 것으로서, 도 1은 본 발명에 의해 시공된 일 실시예의 교량을 전체적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 상기 교량의 전면에서 바라본 정면도이며, 도 3은 상기 교량의 진행방향에서 바라본 측면도이다.

상기한 본 발명에 의한 교량은 주기둥(10)이 설치되어 교량의 하중을 지중에 전달하는 지점부(A)와, 상기의 지점부(A)들 사이에 형성되는 추가지점부(B)로 이루지는 것을 중요한 기술적 특징의 하나로 한다.

일반적으로 거더의 중앙부에 최대휨모멘트 및 최대처짐이 발생하게 되는 바, 이러한 최대휨모멘트를 기준으로 거더의 규격을 설계함으로써 거더의 규격을 전체적으로 크게 할 수밖에 없었던 것과는 달리, 본 발명에서는 상기한 추가지점부(B)를 이용하여 교량의 상부하중에 대한 반력을 분산시키고 거더에 작용하는 휨모멘트 및 처짐변형을 감소시킴으로써 거더의 규격을 감소시킬 수 있게 되며, 교량의 대부분을 차지하는 상기 거더 규격의 감소는 강재사용량을 대폭 줄임으로써 매우 경제적인 교량을 설계할 수 있게 한다.

또한 본 발명에 의한 교량은 공사진행 과정 중에 빈번하게 발생되는 시공오차에 대한 보정수단을 가짐으로써 보다 정밀한 시공을 가능하게 하는 것을 또 다른 중요 기술적 특징의 하나로 한다.

상기와 같은 기술적 특징을 가지는 본 발명에 의한 교량의 시공방법은 도 4 내지 도 10에 도시된 바와 같이, a) 주기둥(10)을 설치하는 단계, b) 기둥상부캡(20)을 주기둥(10)에 설치하는 단계, c) 주기둥(10)에 대하여 수직방향 시공오차를 보정하는 단계, d) 주기둥(10)에 지점부 구조체(300)를 설치하는 단계, e) 추가지점부(B)를 형성시키는 단계, f) 브레이스(33)를 설치하는 단계, g) 주기둥(10) 및 가로보(30)에 대한 수평방향 시공오차를 보정하는 단계, h) 바닥판 틀(60)을 설치하는 단계 및, i) 바닥재(80) 설치 등의 마감작업 단계를 포함하여 이루어진다.

상기한 각 단계에 따라 시공되는 본 발명에 의한 교량의 구조에 관하여 각 시공단계를 설명하면서 보다 구체적으로 살펴본다.

a) 주기둥(10)을 설치하는 단계;

도 4는 교량의 하중을 지지하는 각 지점부(A)에 주기둥(10)을 설치하는 단계에 관한 것으로서 (a) 내지 (c)는 각각 평면도, 입면도 및 측면도이고, (d)는 주기둥(10)의 상부에 관한 세부 상세도이다.

본 단계는, 지점부(A)가 위치하는 지반을 소정의 깊이까지 천공하여 천공홀을 형성시키고, 상기 천공홀에 강관파일을 삽입한 후 이를 항타하여 교량의 상부하중을 충분한 지지할 수 있는 주기둥(10)을 지중에 설치하는 단계이다.

항타 등의 작업을 통해 강관파일의 설치가 완료되면 소정의 높이에서 두부를 절단하여 요구되는 높이의 주기둥(10)을 형성하고, 도 4의 (d)에서와 같이 주기둥(10)의 상단 내부에 서로 대칭이 되도록 용접수단을 이용하여 다수 개의 높이조정받침(11)을 설치한다. 상기 높이조정받침(11)의 하부에는 보강리브(12)를 더 설치할 수 있다.

상기 높이조정받침(11)은 후술하는 높이조정볼트(24)를 지지함으로써 주기둥(10)에 대한 시공오차를 세밀하게 보정할 수 있게 한다. 이에 대하여는 뒤에서 구체적으로 설명한다.

b) 기둥상부캡(20) 을 주기둥(10) 에 설치하는 단계;

주기둥(10)의 설치가 완료되면, 주기둥(10)의 상부에 기둥상부캡(20)을 설치한다.

도 5는 기둥상부캡(20)의 설치단계에 관한 것으로서, (a) 내지 (c)는 각각 평면도, 입면도 및 측면도이고, 도 11은 기둥상부캡(20)의 일 실시예에 관한 것으로서, (a)는 그 사시도이고, (b)는 그 평면도이며, (c)와 (d)는 각각 정면도 및 측면도이다.

상기 기둥상부캡(20)은 상부캡 연결판(21)과, 주기둥(10)의 외면을 감싸는 외통부(22) 및, 높이 및 회전각도 조절수단으로 이루어진다.

상부캡 연결판(21)은 가로보(30)를 직접 지지하여 상부하중을 주기둥(10)에 전달하는 역할을 함과 더불어, 후술하는 가로보 연결판(31)과의 결합과정 중에 가로보(30)를 좌우 이동할 수 있게 하여 교량의 폭방향에 대하여 발생되는 가로보(30) 양 단부의 위치에 관한 시공오차를 보정할 수 있게 한다. 이를 위해 상부캡 연결판(21)에는 가로보 연결판(31)과의 결합을 위한 제1체결공(21a)이 다수 개 구비된다.

상부캡 연결판(21)의 하면에 일체로 부착되면서 주기둥(10)의 외면을 감싸는 외통부(22)는 내부에 주기둥(10)의 상부를 삽입할 수 있도록 공간을 형성한다. 따라서 기둥상부캡(20)은 주기둥(10)의 상단부를 씌움으로써 주기둥(10)과 일체가 됨과 함께 가로보(30)를 결합시키는 브라켓의 기능을 하게 된다.

또한 기둥상부캡(20)은 주기둥(10)의 외면에서 상하 및 회전 슬라이딩되면서 상기 주기둥(10)을 포함한 전체적인 기둥의 높이 및 가로보의 방향을 조절할 수 있게 한다.

높이 및 회전각도 조절수단은, 상기한 기둥의 전체적인 높이를 조절하여 가로보(30)가 설계된 위치의 높이에 위치하도록 하면서 가로보(30)의 설치각도를 조절할 수 있도록 하는 거시적 조절수단과, 가로보(30)가 놓여져야 하는 높이를 보다 정밀하게 조정하면서 상부캡 연결판(21)의 상면이 수평상태를 가지도록 미세하게 조정하는 미세 조절수단으로 이루어진다.

상기한 거시적 조절수단은 외통부(22)에 형성되는 것으로서, 외통부(22)의 적어도 일부분이 길이방향으로 가압틈(△)이 형성되도록 서로 분리되고 수직으로 돌출된 캡고정편(23)과, 상기 캡고정편(23)에 구비된 캡고정공(23a) 및 상기 캡고정공(23a)에 체결되는 캡고정볼트(23b)로 이루어진다.

상기 가압틈(Δ)은 외통부(22)의 전체 길이에 대하여 형성시킬 수도 있으나, 바람직하게는 외통부(22)의 하단부로부터 길이방향으로 일부분에 대하여만 가압틈(△)을 형성시키고, 이와 같이 일부분에 대하여만 형성된 가압틈(Δ)의 상단에 수평방향으로 슬릿(s)을 형성시킨다. 상기한 슬릿(s)은 외통부(22)의 내경을 축소시킴으로써 주기둥(10)에 대하여 기둥상부캡(20)의 압착고정시키는 캡고정편(23)의 체결작업을 보다 용이하게 한다.

가압틈(Δ)과, 상기 가압틈(Δ)을 사이에 둔 한 쌍의 캡고정편(23)의 각 구성은 외통부(22)의 어느 한 곳에만 구성시킬 수도 있으나, 바람직하게는 대칭이 되도록 2곳에 구성시키는 것이 바람직하다. 이러한 대칭적 구성은 캡고정볼트(23b)에 의한 체결고정시 가압하는 힘을 대칭적으로 균등 분포시켜 외통부(22)에 불균일한 변형이 생기는 것을 방지한다.

상기한 미세 조절수단은 상부캡 연결판(21)에 서로 대칭이 되도록 구비되는 다수 개의 높이조정공(21b)과, 상기 높이조정공(21b)에 삽입되는 다수 개의 높이조정볼트(24)로 이루어진다. 이때 높이조정공(21b)은 주기둥(10)의 상단 내부에 설치되어 있는 높이조정받침(11)의 직상방에 위치하도록 형성되어야 한다. 높이조정볼트(24)는 높이조정공(21b)에 삽입되어 높이조정받침(11)의 상면에서 단부가 지점회전됨에 따라 상하로 이동되면서 상부캡 연결판(21)과 높이조정받침(11) 사이의 거리를 조정하게 된다.

c) 주기둥(10)에 대하여 수직방향의 시공오차를 보정하는 단계;

앞서 설명한 바와 같이 주기둥(10)의 설치단계에서 항타 등을 통한 강관파일의 설치가 완료되면 소정의 높이에서 강관파일의 두부를 절단, 정리하게 되는데 이때 절단높이의 오류는 향후 포장 계획고에 대한 오차의 발생시키게 한다.

본 발명에서는 이러한 문제점이 발생되지 않도록 주기둥(10)에 대한 기둥상부캡(20)의 설치가 완료되면, 높이 및 회전각도 조절수단을 이용하여 상부캡 연결판(21)의 높이 및 수평상태를 조정하여 주기둥(10)에 대한 수직방향의 시공오차를 보정한다.

도 12는 높이 및 회전각도 조절수단을 이용하여 주기둥(10)에 대한 수직방향의 시공오차를 보정하는 과정을 나타내는 설명도로서, (a)는 전체적인 기둥의 높이를 거시적으로 조절하는 과정을 나타내는 것이고, (b)는 상기 거시적인 조절과정 후에 이루어지는 미세 조절 과정을 나타낸 것이다.

상기한 시공오차 보정은, 먼저 도 12의 (a)에서와 같이, 캡고정편(23)에 대한 캡고정볼트(23b)의 느슨한 조임상태에서 기둥상부캡(20)을 상하 이동시켜 요구되는 곳에 위치시킨 후, 캡고정볼트(23b)를 가조임하여 기둥상부캡(20)의 위치를 거시적으로 조절한다.

상기한 거시적 조절작업이 완료되면, 도 12의 (b)에서와 같이, 높이조정공(21b)에 삽입된 높이조정볼트(24)를 회전시켜 상부캡 연결판(21)의 상면이 수평상태를 가지면서 기둥상부캡(20)의 정확한 높이를 가지도록 미세 조절한다. 이때 캡고정볼트(23b)는 가조임상태이기 때문에 높이조정볼트(24)의 회전에 의해 기둥상부캡(20)은 주기둥(10)으로 부터 상하로 미세하게 움직일 수 있게 된다.

상기와 같이 높이 및 회전각도 조절수단을 이용하여 전체적인 기둥의 높이에 대한 보정이 완료되면, 기둥상부캡(20)이 하부로 미끄러져 이동되지 않고 정위치를 유지할 수 있도록 기둥상부캡(20)의 하부에 접하는 캡지지대(25)를 주기둥(10)에 설치한다.

상기 캡지지대(25)는 기둥상부캡(20)을 직접 지지하는 지지밴드(26)와, 상기 지지밴드(26)를 주기둥(10)에 압착 고정시키기 위한 밴드고정편(27) 및 밴드 체결볼트(28)로 이루어지는 것으로서, 추후 가로보(30)의 회전각도를 보정하기 위하여 캡고정볼트(23b)를 풀더라도 기둥상부캡(20)이 보정된 정위치의 높이를 그대로 유지할 수 있게 한다.

캡지지대(25)의 설치가 완료되면, 상부캡 연결판(21)에서 높이조정볼트(24)를 제거하여 가로보(30)의 설치작업을 가능하게 한다.

d) 주기둥(10)에 지점부 구조체(300)를 설치하는 단계;

주기둥(10)에 대한 수직방향의 보정작업이 완료되면, 도 6에서와 같이 주기둥(10)의 상부에 지점부 구조체(300)를 설치한다.

지점부 구조체(300)는 교량의 상부하중을 주기둥(10)에 전달하기 위한 구조체로서의 역할을 하면서, 추가지점부(B)에 발생된 하중을 지지하는 것으로서, 도 13에 도시된 바와 같이, 교량의 폭방향으로 설치되는 가로보(30)와, 상기 가로보(30)의 양 단부에 수직으로 설치되는 행거기둥(40)으로 이루어진다. 도 13의 (a)는 기둥상부캡(20)을 매개로 하여 주기둥(10)에 지점부 구조체(300)를 결합시킨 사시도이고, (b)는 이들의 결합과정을 설명하기 위한 분해사시도이며, (c)는 상기 지저점부 구조체(300)에 대한 종단면도이다.

도 14는 가로보(30)의 여러 실시예를 나타낸 것으로서, (a)는 가로보(30)의 단면에 관한 각 실시예이고, (b) 내지 (d)는 가로보(30)의 보강구조에 관한 각 실시예이다.

상기 가로보(30)는 교량의 진행방향에 대하여 직각방향으로 설치되어 바닥판틀의 바닥판 거더를 직접 지지하는 구조재로서, 도 14의 (a)에서와 같이 H형강으로 구성할 수도 있고, H형상에 덧판을 부착시키거나 사각관의 박스형상으로 구성할 수도 있다. 박스형상의 단면은 단면효율이 높고 비틀림에 대한 저항성이 높아 강재사용량을 줄이면서도 안정된 구조의 가로보(30)를 제공한다.

또 본 발명의 가로보(30)는 주기둥(10)을 지지점으로 하여 좌우가 캔틸레버식의 구조를 가지게 되어 주기둥(10)과의 접합부에서는 큰 휨모멘트가 발생되고 양 단부에서는 휨모멘트가 발생하지 않게 되는 바, 이에 대응하는 보강수단이 더 구비될 수 있다.

상기 보강수단은 다양하게 실시될 수 있는데, 도 14의 (b)에서와 같이 가로보(30)의 양 단부에 정착되도록 긴장재(34)를 설치할 수도 있고, 도 14의 (c)에서와 같이 중앙에서 양 단부를 향해 점차 높이가 감소하는 변단면의 보강브라켓(35)을 가로보(30)의 하부에 설치할 수도 있으며, 도 14의 (d)에서와 같이 가로보(30)의 단면 자체를 중앙에서 양 단부를 향해 점차 높이가 감소하는 변단면의 형상을 가지게 할 수도 있다.

이러한 가로보(30)의 양 단부에는 브레이싱 브라켓(32)이 구비되고, 하면 중앙에는 가로보 연결판(31)이 구비된다. 가로보 연결판(31)은 그 일부가 가로보(30)의 측면으로부터 돌출되도록 설치되는데, 상기 돌출된 면에는 보강리브(12)가 더 부착될 수 있다.

브레이싱 브라켓(32)에는 향후 시공오차 보정수단의 하나인 브레이스(33)의 일단부가 고정설치된다.

가로보 연결판(31)의 돌출된 면에는 앞서 설명한 상부캡 연결판(21)의 제1체결공(21a)에 대응되도록 다수 개의 제2체결공(31a)이 형성되며, 상기 제1체결공(21a)과 제2체결공(31a)중 적어도 어느 하나는 가로보(30)의 길이방향으로 길게 형성되는 장공으로 이루어진다.

제1체결공(21a)과 제2체결공(31a)을 모두 장공으로 구성하는 경우에는 가로보(30)를 이동시킬 수 있는 범위가 커지나 작업성이 다소 떨어지게 되고, 어느 하나만을 장공으로 구성하는 경우, 예컨대 도 13의 (b) 및 도 15의 (c)에 각각 도시된 바와 같이 제1체결공(21a)은 연결판 체결볼트(36)의 외경과 일치하는 원형의 체결공을 형성시키고 제2체결공(31a)에 대하여만 장공으로 형성시키는 경우에는 연결판 체결볼트(36)를 상부캡 연결판(21)에 고정시킨 상태에서 가로보(30)를 조정할 수 있게 되므로 작업성이 한층 좋아진다.

가로보(30)의 양 단부에 수직으로 설치되는 행거기둥(40)의 상단에는 지점부 행거판(41)이 더 설치된다. 상기 지점부 행거판(41)은 향후 설치되는 추가지점부 구조체(500)의 행거긴장재(51) 단부를 행거기둥(40)에 고정시키는 것을 용이하게 한다.

상기 지점부 행거판(41)에는 행거긴장재(51)의 장력을 조절하기 위한 수단이 더 구비될 수 있다. 행거긴장재(51)의 장력을 조절하는 수단(미도시)은 턴버클이나 조정볼트 등의 다양한 수단이 이용될 수 있다.

가로보(30)의 단부에 수직으로 설치되는 행거기둥(40) 역시 행거긴장재(51)에 의해 수평분력을 받기 때문에 가로보(30)에 대한 캔틸레버 구조를 가지게 된다. 따라서 행거기둥(40)에 대하여도 상기한 가로보(30)의 보강방법과 동일한 보강수단을 적용할 수 있다.

예컨대 도 13의 (c)에 도시된 바와 같이 행거기둥(40)에 긴장재(34)를 설치하되, 상기 긴장재(34)의 일단은 행거기둥(40)의 상단에 정착되고 타단은 상기 행거기둥(40)이 설치되는 가로보(30)에 정착되도록 함으로써 수평하중에 대한 행거기둥(40)의 휨강성을 증가시킬 수 있다.

가로보(30) 및 행거기둥(40)으로 구성되는 지점부 구조체(300)는 공장에서 미리 제작한 후, 크레인 등의 양중장비로 인양하여 주기둥(10)의 상부에 설치한다. 이와 같이 현장 외의 장소에서 제작될 수 있는 본 발명의 상기 지점부 구조체(300)는 품질관리가 용이하고 현장에서의 작업을 간이화시키므로 공기 단축과 함께 고품질의 교량시공을 도모할 수 있게 한다.

e) 추가지점부(B)를 형성시키는 단계;

추가지점부는 기둥이 있는 지점부들 사이에 형성되는 기둥없는 지점부로서, 일반적으로 발생되는 거더 중앙부의 최대 휨모멘트를 감소시켜 거더의 규격을 줄일 수 있게 한다.

이러한 추가지점부에 구축되는 추가지점부 구조체(500) 역시 지점부 구조체(300)와 마찬가지로 공장에서 제작한 후, 이를 인양하여 도 7에 도시된 바와 같이, 주기둥(10)과 주기둥(10) 사이, 즉 지점부(A)와 지점부(A) 사이의 중앙부에 위치하도록 지점부 구조체(300)와 연결시킨다.

상기 추가지점부 구조체(500)는, 바닥판 틀(60)의 중앙부를 지지하는 행거빔(50)과, 상기 행거빔(50)에 작용하는 하중을 지점부 구조체(300)를 통해 지중에 전달시키기 위한 행거긴장재(51)로 이루어진다.

행거빔(50)의 양 단에는 추가지점부 행거판(52)이 각각 설치되고, 지점부 행거판(41)과 추가지점부 행거판(52)을 행거긴장재(51)로 연결함으로써 추가지점부(B)의 형성이 완료된다.

이러한 추가지점부(B)는 그 상부에 설치되는 바닥판 틀(60) 등의 상부하중을 지지하면서 지점부(A)간 거리를 절반으로 줄여주고 바닥판 거더(61)의 처짐변형을 감소시켜 주기 때문에, 상기 바닥판 거더(61)는 그 규격을 대폭 줄일 수 있게 된다.

이와 더불어 바닥판 거더(61)를 설치하기에 앞서 추가지점부(B)를 형성시키기 때문에, 바닥판 거더(61)의 중앙부에 보조기둥이나 가설벤트를 설치할 필요가 없게 되어 가설자재비가 절감될 뿐 아니라 통행 등 하부공간을 아무런 장애없이 활용할 수 있다는 또 다른 효과를 기대할 수 있게 한다.

f) 브레이스(33)를 설치하는 단계;

주기둥(10)의 상부에 대한 지점부 구조체(300)와 추가지점부(500)의 설치가 완료되면, 가로보(30)에 시공오차 보정을 위한 브레이스(33)의 일단을 고정 설치한다.

브레이스(33)는 가로보(30)의 양 단부에 구비되어 있는 브레이싱 브라켓(32)을 통해 설치되며, 도 8에서와 같이 인접한 가로보(30)와의 사이에서 X자 형상을 가지도록 대각선으로 설치된다.

상기 브레이스(33)는 주기둥(10) 중심 간의 거리 또는 가로보(30) 양단에서의 대각선 거리에 오차가 발생한 경우 이를 효과적으로 보정할 수 있는 수단으로서 기능을 한다. 이러한 브레이스(33)는 다양한 길이부재를 이용할 수 있으나, 바람직하게는 원형강, 강봉, 강연선, 와이어 로프 또는 케이블 중 어느 하나를 이용한다.

브레이스(33)의 단부측에는 브레이스(33)의 길이를 조절할 수 있는 긴장수단이 더 구비되며, 상기 긴장수단으로는 브레이스(33)의 종류에 따라 볼트 또는 너트를 이용한 나사체결수단, 턴버클 수단, 웨지수단 등이 선택적으로 이용될 수 있다. 도 15의 (a)는 상기의 긴장수단으로 턴버틀 수단(33a)을 이용한 예를 도시하고 있다.

g) 주기둥 (10) 및 가로보(30)에 대한 수평방향의 시공오차를 보정하는 단계;

가로보(30)에 대한 X자 형상의 브레이스(33) 설치가 완료되면, 상기 긴장수단을 이용하여 주기둥(10) 중심간 거리 내지는 가로보(30)의 수평방향에 대한 시공오차의 보정작업을 실시한다. 도 15의 (a) 내지 (c)는 상황에 따른 여러가지 보정작업방법에 관하여 각각 설명하고 있다.

수평방향의 시공오차는 앞서 설명한 바와 같이, 주기둥(10) 설치를 위한 천공 또는 강관파일의 항타작업의 정밀성 부족, 측량오차 등 다양한 작업과정 중에 발생할 수 있는데, 이러한 시공오차는 주기둥(10)의 상부 중심간 거리에 오차가 발생하거나, 가로보(30)의 단부들이 일직선을 유지하지 못하거나, 또는 회전되는 형태로 나타난다.

상기한 시공오차들은 긴장수단으로 X자 형상을 이루는 각 브레이스(33)의 각 길이를 서로 일치시킴으로써 보정될 수 있다. 이는 인접한 두 가로보(30)의 각 양 단부를 모서리로 하는 두 대각선은 그 길이가 일치하는 경우에 한하여, 상기 두 가로보(30)의 각 단부의 네모서리에 의해 형성되는 사각형이 직사각형을 이루게 되는 것이고, 이러한 직사각형의 형상은 가로보(30)가 교량의 진행방향에 대하여 직각으로 설치되었음을 나타내기 때문이다. 이때 두 브레이스(33) 모두에 대하여 그 길이를 함께 변화시켜 주기둥(10)의 상부 중심간 간격도 조정할 수 있게 된다.

브레이스(33)의 길이 조절은 도 15의 (a)에서와 같이 턴버클 수단(33a) 등의 긴장수단을 이용한다.

그러나 가로보(30)의 설치각도에 대한 시공오차가 비교적 큰 경우에는 단순히 브레이스(33)의 길이만을 조정하여 상기 시공오차를 보정할 수 없는 경우가 발생하게 된다. 이와 같이 브레이스(33)만으로 보정이 불가능할 때에는 기둥상부캡(20)이 2차 보정수단으로 작용을 하게 된다.

기둥상부캡(20)은 캡지지대(25)에 의해 지지되어 있기 때문에 캡고정볼트(23b)를 풀더라도 그 높이에 대한 위치가 변하지 않고 고정되어 있다. 따라서 캡고정편(23)에 체결된 캡고정볼트(23b)를 풀어 기둥상부캡(20)을 필요한 만큼 회전시킨 후 상기 캡고정볼트(23b)를 다시 조임함으로써 전체적인 기둥의 높이를 변화시키지 않으면서 큰 각도의 시공오차에 대하여도 쉽게 보정할 수 있게 된다. 도 15의 (b)는 이러한 회전각도에 대한 보정방법을 설명하고 있다.

회전각도에 대한 보정이 완료되면 지금까지 가조임하였던 캡고정볼트(23b)를 완전조임하여 기둥상부캡(20)이 주기둥(10)에 완전 고정되도록 한다.

또 다른 한편으로, 가로보(30)가 주기둥(10)을 중심으로 하여 돌출된 길이가 서로 다른 경우, 즉 가로보(30)의 단부들이 일직선을 유지하고 있지 아니한 경우에는 브레이스(33)의 길이만을 변화시키거나, 기둥상부캡(20)을 회전시킨다고 하더라도 상기한 오차는 보정되지 않는다.

이러한 주기둥(10)에 대한 가로보(30)의 좌우 길이 보정은, 기둥상부캡(20)의 상부캡 연결판(21)과 가로보(30)의 중앙부 하면에 구비된 가로보 연결판(31) 간의 결합관계를 조정함으로써 이루어진다. 즉 상부캡 연결판(21)과 가로보 연결판(31)에 각각 구비된 제1체결공(21a)과 제2체결공(31a)중 적어도 어느 하나가 형성시키고 있는 장공의 길이만큼 가로보(30)의 좌우 이동을 가능하게 한다. 도 15의 (c)는 이러한 보정작업의 과정을 도식적으로 설명하고 있다.

가로보(30)에 대한 좌우 길이에 대한 조정이 완료되면 제1, 2체결공(21a, 31a)에 대한 연결판 체결볼트(36)를 완전체결하여 고정시킴으로써 상기 보정작업을 완료한다.

h) 바닥판 틀(60)을 설치하는 단계;

가로보(30)와 행거빔(50)의 상부에는 바닥판 틀(60)이 놓여지는데, 상기 바닥판 틀(60)은 교량의 규모에 따라 다양한 구조로 이루어질 수 있으며, 기본적으로 바닥판 거더(61)와 바닥판 보강빔(62)을 포함한다.

도 9는 바닥판 틀(60)에 관한 일 실시예로 데크플레이트(63)가 더 부가된 경우를 도시하고 있다. 이러한 데크플레이트(63)는 바닥판 보강빔(62)의 상면에 거치되며, 상기 바닥판 보강빔에 거치된 데크플레이트(63)의 상면은 바닥판 거더(61)의 웨브에 위치하게 함으로써, 다음단계에서 시공되는 바닥재(80)의 상면이 바닥판 거더(61)의 상면과 일치시키는 것이 바람직하다.

상기 바닥판 틀(60)은 공장에서 제작된 후 인양되어 가로보(30) 및 행거빔(50)의 상면에 설치된다. 바닥판 틀(60) 내지 양중장비의 규모에 따라 바닥판 틀(60)의 조립시 바닥판 거더(61)에 난간(70)까지도 미리 설치할 수도 있다.

바닥판 틀(60)은 바닥판 틀(60)이 높여지는 가로보(30) 및 행거빔(50)과 볼트로 조립됨으로써 흔들림이 없는 강성을 유지하게 되며, 바닥판 틀(60)의 중간부 처짐은 행거긴장재(51)를 턴버클 조임하는 등의 장력조절수단을 이용하여 정해진 높이에 위치하도록 조정할 수 있다.

i) 바닥재(80) 설치 등의 마감작업 단계

가로보(30) 및 행거빔(50)의 상부에 대한 바닥판 틀(60)의 거치가 완료되면 바닥재(80)를 시공하고, 필요한 경우 난간(70) 설치를 완료하여 교량의 설치를 완료시킨다.

도 10에서와 같이, 상기 바닥판 틀(60)에 데크플레이트(63)가 포함된 경우, 상기 바닥재(80)는 데크플레이트(63)의 상면에 타설되는 콘크리트 또는 아스콘 등의 포장재로 이루어지며, 앞서 설명한 바와 같이 상기 포장재의 상면은 바닥판 거더(61)의 상면과 일치되게 함으로써 측면 거푸집 설치를 생략하고 난간(70)의 설치를 용이하게 하는 것이 바람직하다.

상기 바닥판 틀(60)을 바닥판 거더(61)와 바닥판 보강빔(62)만으로 구성시키고, 상기 바닥판 보강빔(62)의 상면에 목재 또는 합성목재로 이루어지는 데크(미도시)를 직접 설치할 수도 있다.

이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

10: 주기둥 11: 높이조정받침
12: 보강리브 20: 기둥상부캡
21: 상부캡 연결판 21a: 제1체결공
21b: 높이조정공 22: 외통부
23: 캡고정편 23a: 캡고정공
23b: 캡고정볼트 24: 높이조정볼트
25: 캡지지대 26: 지지밴드
27: 밴드 고정편 28: 체결볼트
30: 가로보 31: 가로보 연결판
31a: 제2체결공 32: 브레이싱 브라켓
33: 브레이스 33a: 턴버클 수단
34: 긴장재 35: 보강 브라켓
36: 연결판 체결볼트 40: 행거기둥
41: 지점부 행거판 50: 행거빔
51: 행거긴장재
52: 추가지점부 행거판 60: 바닥판 틀
61: 바닥판 거더 62: 바닥판 보강빔
63: 데크플레이트 70: 난간
80: 바닥재 300: 지점부 구조체
500: 추가지점부 구조체 A: 지점부
B: 추가지점부

Claims (9)

1. 자전거 및 보행을 위한 교량의 시공방법에 있어서,
   a) 지점부(A)에 주기둥(10)을 설치하고, 상기 주기둥(10)의 상단 내부에 서로 대칭이 되도록 다수 개의 높이조정받침(11)을 설치하는 단계;
   b) 상부캡 연결판(21)과, 주기둥(10)의 외면을 감싸는 것으로서 적어도 일부분에 길이방향으로 가압틈(△)이 형성된 외통부(22)와, 상기 높이조정받침(11)의 상면에 의해 지지되면서 단부가 지점회전하는 높이조정볼트(24)를 구비한 높이 및 회전각도 조절수단으로 이루어지는 기둥상부캡(20)으로 주기둥(10)의 상단부를 씌움으로써, 기둥상부캡(20)을 주기둥(10)에 설치하는 단계;
   c) 상기 높이 및 회전각도 조절수단을 이용하여 상부캡 연결판(21)의 높이 및 수평상태를 조정함으로써 주기둥(10)에 대한 수직방향의 시공오차를 보정하는 단계;
   d) 가로보(30)와, 상기 가로보(30)의 양 단부에서 상향으로 설치되는 행거기둥(40)로 이루어지고, 상기 가로보(30)의 양 단부와 하면 중앙에는 브레이싱 브라켓(32)과 가로보 연결판(31)이 각각 구비되며, 상기 행거기둥(40)의 상부에 지점부 행거판(41)이 구비되는 지점부 구조체(300)를 공장에서 제작한 후; 상기 지점부 구조체(300)를 주기둥(10)의 상부에 설치하는 단계;
   e) 양 단부에 추가지점부 행거판(52)이 구비된 행거빔(50)과, 상기 추가지점부 행거판(52)에 일단부가 고정된 행거긴장재(51)로 이루어지는 추가지점부 구조체(500)를 공장에서 제작한 후, 상기 추가지점부 구조체(500)를 설계 높이만큼 인양하면서 행거긴장재(51)의 타단을 행거기둥(40)의 지점부 행거판(41)에 고정시켜 추가지점부(B)를 형성시키는 단계;
   f) 인접한 가로보(30)와의 사이에서 X자 형상을 가지도록 상기 브레이싱 브라켓(32)에 브레이스(33)를 대각선으로 설치하는 브레이스(33) 설치 단계;
   g) 브레이스(33)의 각 길이를 조정하고, 높이 및 회전각도 조절수단을 이용하여 주기둥(10) 및 가로보(30)에 대한 수평방향의 시공오차를 보정하는 단계;
   h) 바닥판 거더(61)와 바닥판 보강빔(62)을 포함하여 구성되는 바닥판 틀(60)을 공장에서 조립한 후, 상기 바닥판 틀(60)을 인양하여 가로보(30)와 행거빔(50)의 상면에 설치하는, 바닥판 틀(60) 설치단계;
   i) 바닥판틀 위에 바닥재(80)를 시공하는 마감작업 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 시공오차 보정이 가능한 강재절감형 자전거 및 보행 교량의 시공방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 기둥상부캡(20)에 구비되는 높이 및 회전각도 조절수단은, 상기 높이조정볼트(24)를 삽입하여 회전시킴에 따라 상부캡 연결판(21)이 상하 이동하도록 상기 상부캡 연결판(21)에 구비된 높이조정공(21b)과, 외통부(22)의 상기 가압틈(△)에 의해 서로 분리되고 수직으로 돌출된 캡고정편(23)과, 상기 캡고정편(23)에 구비된 캡고정공(23a) 및, 상기 캡고정공(23a)에 체결되는 캡고정볼트(23b)가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 시공오차 보정이 가능한 강재절감형 자전거 및 보행 교량의 시공방법.
3. 제2항에 있어서, 가압틈(Δ)은 외통부(22)의 하단부로부터 길이방향으로 일부분만 형성되고, 상기 가압틈(Δ)의 상단에는 수평방향으로 슬릿(s)이 형성되는 것을 특징으로 하는, 시공오차 보정이 가능한 강재절감형 자전거 및 보행 교량의 시공방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, c) 단계에서 주기둥(10)에 대한 수직방향의 시공오차 보정은, ⅰ) 캡고정편(23)에 대한 캡고정볼트(23b)의 느슨한 조임상태에서 기둥상부캡(20)을 상하 이동시켜 요구되는 곳에 위치시킨 후, 캡고정볼트(23b)를 가조임하여 기둥상부캡(20)을 주기둥(10)에 고정시키는 단계, ⅱ) 높이조정공(21b)에 삽입된 높이조정볼트(24)를 회전시켜 상부캡 연결판(21)의 상면이 수평상태를 가지면서 기둥상부캡(20)이 정확한 높이를 가지도록 미세조정하는 단계; ⅲ) 상기 기둥상부캡(20)을 지지하는 캡지지대(25)를 기둥상부캡(20)의 하부에 접하도록 주기둥(10)에 고정설치하는 단계; ⅳ) 상부캡 연결판(21)에서 높이조정볼트(24)를 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 시공오차 보정이 가능한 강재절감형 자전거 및 보행 교량의 시공방법.
5. 제1항에 있어서, d) 단계에서 주기둥(10)에 대한 지점부 구조체(300)의 설치는 상부캡 연결판(21)과 가로보 연결판(31)에 각각 구비된 제1, 2체결공(21a, 31a)에 연결판 체결볼트(36)를 삽입하여 체결시킴으로써 이루어지되, 상기 제1, 2체결공(21a, 31a) 중 적어도 어느 하나는 가로보(30)의 길이방향으로 형성되는 장공인 것을 특징으로 하는, 시공오차 보정이 가능한 강재절감형 자전거 및 보행 교량의 시공방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 가로보(30)에는 길이방향으로 긴장재(34) 또는 보강브라켓(35)이 더 설치되는 것을 특징으로 하는, 시공오차 보정이 가능한 강재절감형 자전거 및 보행 교량의 시공방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 행거기둥(40)에는 길이방향으로 긴장재(34)가 더 설치되되, 상기 긴장재(34)의 일단은 가로보(30)에 정착되는 것을 특징으로 하는, 시공오차 보정이 가능한 강재절감형 자전거 및 보행 교량의 시공방법.
8. 제1항에 있어서, h) 단계의 바닥판틀에는 바닥판 보강빔(62)의 상면에 거치되는 데크플레이트(63)가 더 포함되고, i) 단계에서 시공되는 바닥재(80)는 상기 데크플레이트(63)의 상면에 타설되는 포장재로 이루어지되, 상기 포장재의 상면은 바닥판 거더(61)의 상면과 일치하는 것을 특징으로 하는, 시공오차 보정이 가능한 강재절감형 자전거 및 보행 교량의 시공방법.
9. 제1항에 있어서, i) 단계에서 시공되는 바닥재(80)는 목재 또는 합성목재로 이루어지는 데크이고, 상기 데크는 바닥판 보강빔(62)의 상면에 직접 설치되는 것을 특징으로 하는 시공오차 보정이 가능한 강재절감형 자전거 및 보행 교량의 시공방법.
   
   

Images