KR20090068690A - 교량 구조물의 시공 방법 및 이를 이용한 강합성거더 교량 - Google Patents

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예는, (a) 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 복부로 이루어진 적어도 하나의 강거더를 준비하는 단계와, (b) 상기 상부 플랜지가 아래를 향하고, 상기 하부 플랜지가 위를 향하도록 상기 강거더를 거꾸로 하여 이의 양단부를 단순 지지시키는 단계와, (c) 상기 강거더의 하단에 위치하는 상기 상부 플랜지에 바닥판으로서 이루어지는 철근콘크리트부를 합성하는 단계와, (d) 상기 철근콘크리트부가 위를 향하도록 상기 강거더를 원위치시키는 단계를 포함하여, 상기 강거더 및 상기 철근콘크리트부의 자중으로서 교량의 캠버를 도입하는 교량 구조물의 시공 방법 및 이를 이용한 강합성거더 교량을 제공한다.

교량, 솟음(camber), 강합성거더

Description

교량 구조물의 시공 방법 및 이를 이용한 강합성거더 교량 {CONSTRUCTION METHOD OF BRIDGE STRUCTURE AND STEEL COMPOSITE GIRDER USING THE SAME}

본 발명의 예시적인 실시예는 교량 구조물의 시공 방법 및 이를 이용한 강합성거더 교량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강거더 및 철근콘크리트부의 자중으로서 교량의 솟음을 부여할 수 있도록 하는 교량 구조물의 시공 방법 및 이를 이용한 강합성거더 교량에 관한 것이다.

일반적으로, 강합성거더는 강재의 특성과 콘크리트의 장점을 혼용하여 제작한 것으로서, 솟음(camber) 상태로 제작된 강거더의 하부 플랜지에 콘크리트를 합성하는 방식으로서 제작된다.

이와 같이 강합성거더를 적용한 교량의 솟음(camber)을 부여하기 위해 종래에서는 강거더를 제작할 때 솟음의 크기를 고려하여 강거더를 제작하거나 강거더의 제작중 그 강거더에 열을 가하여 강거더를 열변형시키는 등의 방법을 사용해 오고 있다. 즉, 종래에서는 강거더 자체의 제작이나 열가공을 통하여 솟음을 부여하게 된다.

그런데, 종래에서는 상기에서와 같이 솟음의 크기를 고려하여 강거더를 제작 하거나 강거더의 열변형을 통해 솟음을 부여하기 때문에, 열가공에 따른 제작 비용이 상승하게 되며, 시공 시간이 증가하게 된다는 문제점을 내포하고 있다. 특히, 형강 교량의 경우에는 강거더를 제작할 시점에 솟음을 감안하여 제작하기가 어렵다는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 강합성거더를 적용한 교량의 솟음(camber)을 부여함에 있어서 교량 자체의 자중을 활용하여 효과적이고 경제적으로 달성할 수 있도록 하는 교량 구조물의 시공 방법 및 이를 이용한 강합성거더 교량을 제공하는데 그 목적이 있다.

즉, 본 실시예에서는 강거더의 열가공 비용 등을 저감시킴과 동시에 시공시간을 단축할 수 있고, 강거더를 제작할 시점에 솟음을 감안하여 제작하기 어려운 형강 교량 등의 경우 비교적 용이하게 솟음을 부여할 수 있으며, 제작 완료 후에 솟음을 부여해야 하는 경우 별도의 열가공 과정을 생략함으로써 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 급속 시공을 달성할 수 있도록 하는 교량 구조물의 시공 방법 및 이를 이용한 강합성거더 교량을 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 교량 구조물의 시공 방법은, (a) 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 복부로 이루어진 적어도 하나의 강거더를 준비하는 단계와, (b) 상기 상부 플랜지가 아래를 향하고, 상기 하부 플랜지가 위를 향하도록 상기 강거더를 거꾸로 하여 이의 양단부를 단순 지지시키는 단계와, (c) 상기 강거더의 하단에 위치하는 상기 상부 플랜지에 바닥판으로서 이루어지는 철근콘크리트부를 합성하는 단계와, (d) 상기 철근콘크리트부가 위를 향하도록 상기 강거더를 원위치시키는 단계를 포함하여, 상기 강거더 및 상기 철근콘크리트부의 자중으로서 교량의 캠버를 도입한다.

상기 교량 구조물의 시공 방법에 있어서, 상기 (b) 단계는 상기 강거더의 양단부를 지점을 통해 단순 지지 상태로 거치하여 상기 강거더에 자중에 의한 처짐을 부여할 수 있다.

상기 교량 구조물의 시공 방법에 있어서, 상기 (b) 단계는 상기 강거더의 양단부를 매단 상태로 거치하여 상기 강거더에 자중에 의한 처짐을 부여할 수도 있다.

상기 교량 구조물의 시공 방법은, 상기 (b) 단계에서 상기 강거더에 외부 하중을 재하하여 상기 강거더에 자중 및 외부 하중에 의한 처짐을 부여할 수도 있다.

상기 교량 구조물의 시공 방법은, 상기 강거더가 다수 개로서 이루어지는 것일 수도 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 강합성 거더 교량은, 상기 (a)~(d) 단계의 시공 방법으로서 모듈화된 강합성 거더를 전단키를 통해 연결하여 구성된다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 강합성 거더 교량은, 상기 다수 개로서 이루어지는 강거더를 이용한 상기 (a)~(d) 단계의 시공 방법으로서 제공된 다수 개의 강합성 거더를 통해 모듈화 된 구조로 이루어진다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 의하면, 강거더 제작의 시간이 절약되면서 별도의 열가공 과정이 필요없기 때문에 공사 기간과 경제성이 개선 되며, 강거더 제작 단계에서 솟음을 부여할 수 없는 형강 교량 등에 적용할 수 있는 잇점이 있다.

또한, 본 실시예에서는 강합성 단면이 저항할 수 없는 크기의 처짐은 미리 강거더 거치 단계에서 미리 하중을 재하하여 소요의 솟음을 확보할 수 있으며, 이렇게 제작한 강합성거더를 통해 교량의 전체 시공기간을 단축하고 공사비를 절감할 수 있으며, 콘크리트 바닥판의 타설이 다소 불안정하거나 바닥판 거푸집 작업이 강거더가 거꾸로 되어 있을 때 보다 수월한 강합성교량 형식의 경우에 보다 안정적으로 타설할 수 있는 잇점이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 교량 구조물의 시공 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 교량 구조물의 시공 방법은 강거더(10) 및 그 강거더(10)에 합성된 철근콘크리트부(50)의 자중으로서 교량의 캠버(camber)를 도입하기 위한 것이다.

이러한 교량 구조물의 시공 방법을 구체적으로 설명하면, 우선 도 1에서와 같이, 상부 플랜지(11), 하부 플랜지(13) 및 이들 플랜지(11, 13)를 연결하는 복 부(web)(15)로 구성되는 강거더(10)를 준비한다.

이어서, 도 2에서와 같이, 상부 플랜지(11)가 아래를 향하고, 하부 플랜지(13)가 위를 향하도록 상기 강거더(10)를 거꾸로 위치시키고, 그 강거더(10)의 양단부를 단순 지지시킨다. 그러면, 상기 강거더(10)는 자중에 의한 처짐이 발생하게 된다.

이 단계에서는 상기 강거더(10)의 양단부를 지점(20)을 통해 단순 지지 상태로 거치하여 그 강거더(10)에 자중에 의한 처짐을 부여하게 된다.

대안으로서, 상기 강거더(10)에 대하여 그 강거더(10)의 자중 외에 보다 더 큰 초기 처짐을 부여코자 하는 경우에는 도 3에서와 같이, 강거더(10)에 외부 하중을 재하(가력)할 수도 있다.

다음은, 도 4에서와 같이, 상기 강거더(10)의 하단에 위치하는 상부 플랜지(11: 도 3 참조)에 바닥판으로서 이루어지는 철근콘크리트부(50)를 합성하는 단계로, 강거더(10)의 양단부가 지점(20)을 통해 단순 지지된 상태에서, 상부 플랜지(11)에 철근 배근 및 거푸집이 지지되도록 설치하고, 상기 거푸집으로 콘크리트를 타설한다.

이 경우, 상기 강거더(10)의 상부 플랜지(11)에 철근 배근 및 거푸집이 지지된 상태로 그 거푸집에 콘크리트가 타설되기 때문에, 상기 강거더(10)는 철근, 거푸집 및 콘크리트의 자중을 지탱하게 되므로 보다 더 큰 처짐이 유발된다.

이 후, 상기 콘크리트가 경화된 상태에서 거푸집을 제거하면, 강거더(10)의 상부 플랜지(11: 도 3 참조)에 철근콘크리트부(50)가 합성된 강합성 거더(70)를 형 성하게 되는 바, 이 강합성 거더(70)는 강거더(10) 및 철근콘크리트부(50)의 전체 하중을 부담하게 된다.

이어서, 도 5에서와 같이 상기 철근콘크리트부(50)가 위를 향하도록 강거더(10)를 원위치시킨다.

그러면, 본 실시예에서는 강합성 단면이 자중에 의한 처짐을 다시 부담하게 되므로, 도 6에서와 같이, 강거더(10)의 상부 플랜지(11: 도 1 참조)에 철근콘크리트부(50)가 합성되고, 고정 하중이 도입된 강합성 거더(70)를 제작할 수 있게 된다.

따라서 이렇게 고정 하중에 저항하는 강합성 거더(70)는 곧바로 현장에 가설함으로써 모듈화를 달성할 수 있게 된다.

즉, 상기에서와 같은 과정을 통하여 모듈화 된 강합성 거더(70)를 전단키(80)를 통해 거더별로 연결하여 철근콘크리트부(50)의 종방향으로 횡방향 프리스트레싱을 부여함으로써 도 7에서와 같은 강합성거더 교량(100)을 완성할 수 있게 된다.

대안으로서, 본 실시예에서는 다수 개의 거더를 한꺼번에 상기와 같은 과정을 수행하게 되면, 하나의 강합성거더 교량(100)을 한꺼번에 제작할 수도 있다.

한편, 본 실시예에 의한 교량 구조물의 시공 방법은 상부 플랜지(11)가 아래를 향하고, 하부 플랜지(13)가 위를 향하도록 상기 강거더(10)를 거꾸로 위치시키고, 그 강거더(10)의 양단부를 지점(20)을 통해 단순 지지 상태로 거치하는 것에 한정되지 않고, 도 8에서와 같이 상부 플랜지(11)가 아래를 향하고, 하부 플랜 지(13)가 위를 향하도록 상기 강거더(10)를 거꾸로 위치시키고, 소정의 거치수단(90)을 통해 강거더(10)의 양단부를 매단 상태로 거치하여 상기 강거더(10)에 자중에 의한 처짐을 부여할 수도 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 교량 구조물의 시공 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 교량 구조물의 시공 방법을 적용하여 제작된 강합성거더 교량을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 8은 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 교량 구조물의 시공 방법을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (7)

1. (a) 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 복부로 이루어진 적어도 하나의 강거더를 준비하는 단계;

   (b) 상기 상부 플랜지가 아래를 향하고, 상기 하부 플랜지가 위를 향하도록 상기 강거더를 거꾸로 하여 이의 양단부를 단순 지지시키는 단계;

   (c) 상기 강거더의 하단에 위치하는 상기 상부 플랜지에 바닥판으로서 이루어지는 철근콘크리트부를 합성하는 단계; 및

   (d) 상기 철근콘크리트부가 위를 향하도록 상기 강거더를 원위치시키는 단계

   를 포함하여,

   상기 강거더 및 상기 철근콘크리트부의 자중으로서 교량의 캠버를 도입하는 교량 구조물의 시공 방법.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 (b) 단계는,

   상기 강거더의 양단부를 지점을 통해 단순 지지 상태로 거치하여 상기 강거더에 자중에 의한 처짐을 부여하는 교량 구조물의 시공 방법.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 (b) 단계는,

   상기 강거더의 양단부를 매단 상태로 거치하여 상기 강거더에 자중에 의한 처짐을 부여하는 교량 구조물의 시공 방법.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 (b) 단계에서,

   상기 강거더에 외부 하중을 재하하여 상기 강거더에 자중 및 외부 하중에 의한 처짐을 부여하는 교량 구조물의 시공 방법.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 강거더가 다수 개로서 이루어지는 교량 구조물의 시공 방법.
6. 청구항 1의 시공 방법으로서 모듈화된 강합성 거더를 전단키를 통해 연결하여 구성되는 강합성거더 교량.
7. 청구항 5의 시공 방법으로서 제공된 다수 개의 강합성 거더를 통해 모듈화 된 강합성거더 교량.

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