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KR101127130B1 - 교량의 프리케스트 합성형 프리스트레스트 박스 거더교시공방법 - Google Patents

교량의 프리케스트 합성형 프리스트레스트 박스 거더교시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 교량의 프리케스트 거더교 시공방법에 관한 것으로서, 크레인 가설을 위해 박스형 거더를 2개로 분할된 빔형태의 거더로 미리 제작한 후 가설할 수 있도록 함으로서 공사기간 및 시공비용을 절감시키기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 수직부(11)와, 상기 수직부(11)의 하단에서 일측으로 돌출 구비된 형태를 이루는 하부플랜지부(12)와, 상기 수직부(11)의 상단에서 증가된 폭을 이루는 상부지지부(13) 구조를 이룸과 함께 양생 후 1차 긴장을 실시하여 개별적인 거더(10)를 제작하는 거더 제작단계;(ST 1) 상기 제작된 각각의 거더(10)를 크레인을 이용하여 교각(20) 사이에 안착 설치하되, 2개의 거더(10)가 쌍을 이루며 상호 대향되는 형태를 이루도록 설치하는 거더운반단계;(ST 2) 상기 쌍을 이루는 거더간 하부 플랜지부 상호간의 연결을 위해 거푸집을 이용하여 콘크리트를 타설하는 하부플랜지 이음부 타설단계;(ST 3) 상기 쌍을 이루는 거더의 상부지지부 사이를 연결시키기 위한 바닥판 슬래브(41) 콘크리트를 타설함으로서 양측 거더(10)가 하나의 일체형 박스 구조를 이루도록 하는 바닥판 슬래브 타설단계;(ST 4) 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
교량, 프리스트레스트, PSC, 박스, 거더, 고속철도

Description

교량의 프리케스트 합성형 프리스트레스트 박스 거더교 시공방법{A PRECAST TYPE PRE-STRESS BOX GIRDER BRIDGE EXCUTION METHOD}
본 발명은 교량의 박스 거더교 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 박스형 거더교의 구조물의 시공 및 설치작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 함으로서 시공기간 및 소요비용을 절감시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.
일반적으로 교량이란 하천, 호수, 해협, 만(灣), 운하, 저지 또는 다른 교통로나 구축물(構築物)위를 건너갈 수 있도록 건설되는 고가구조물이다. 이러한 교량은 재질이나 구조 또는 제조공법 등에 따라 다양한 종류로 구분되는데, 특히 근래에 들어 교량을 통한 소통량이 많아지고, 상부 슬라브 콘크리트의 면적이 넓어짐에 따라 그 시공 및 보수 유지에 유리한 장점과 함께 강도 등의 여러 가지 우수한 특징을 가지고 있는 다양한 공법이 개발되었는데, 이중 하나의 방법으로 거더(girder)교가 있다.
통상 빔(beam)이라 불리기도 하는 거더(Girder)는, 교량이나 고가도로의 교각과 교각사이에 걸쳐 놓여져, 교량 상판 슬라브를 지지하는 구조물을 일컫는 말로써, 통상 프리스트레스트 콘크리트(Pre-Stressed Concrete : 이하 PSC 라 한다.) 재질이 사용된다.
한편, 고속철도 운행 구간의 경우에는 열차운행의 안정성을 위해 거더 단면의 도심을 기준으로 강체회전거동이 가능한 박스 구조물 형태의 PSC 박스 거더교가 시공되어지게 된다.
그러나, 종래에는 PSC 박스 구조물의 가설을 위해서는 시공위치가 대부분 높은 위치이기 때문에 거푸집을 받쳐주기 위한 구조물로 특수장비를 필요로 하기 때문에 시공이 어려움과 함께 시공 비용이 상승되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 박스 거더교의 시공과정에서 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 박스 구조물을 이루기 위한 기초거더를 미리 지상에서 양생시킨 후 크래인 장비를 이용하여 운반 및 설치하고 현장에서 이음부 타설이 이루어질 수 있는 시공방법을 제공함으로서 고속철도 교량의 시공이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 시공방법은, 수직부와, 상기 수직부의 하단에서 일측으로 돌출 구비된 형태를 이루는 하부플랜지부와, 상기 수직부의 상단에서 증가된 폭을 이루는 상부지지부 구조를 이루는 개별적인 거더를 제작하는 거더 제작단계; 상기 제작된 각각의 거더를 크레인을 이용하여 교각 상단부에 안착 설치하되, 2개의 거더가 쌍을 이루어 상호 대향되는 형태를 이루도록 설치하는 거더운반단계; 상기 쌍을 이루는 거더간 하부 플랜지부 상호간의 연결을 위해 거푸집을 이용하여 콘크리트를 타설하는 하부플랜지 이음부 타설단계; 상기 쌍을 이루는 거더의 상부지지부 사이를 연결시키기 위한 바닥판 슬래브 콘크리트를 타설하는 바닥판 슬래브 타설단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은, 박스 거더교를 시공함에 있어 미리 지상에서 제작되어진 빔 형태의 2개의 개별 거더를 크레인 등의 장비를 이용하여 교각 상부로 이동시킨 후 현장에서 개별 거더간의 연결을 위한 이음부 현장타설을 실시함으로서 가설 구조물이 필요 없어 공사기간 및 시공비용을 크게 절감할 수 있는 효과를 나타낼 수 있게 된다.
특히, 현장타설 작업시 양측 거더간의 임시적인 연결상태를 이룰 수 있도록 함으로서 작업과정에서 보다 안정적인 지지상태가 유지되어질 수 있는 이점을 나타내게 된다.
이와 같이 시공이 이루어진 거더교는 비틀림 강성이 극대화 되어지는 박스형태를 이룸으로서 고속철도의 운행 안전성을 극대화 할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
먼저, 본 실시 예에 따른 고속철도 교량용 PSC 박스 거더교 시공과정을 살펴보면 다음과 같다.
<제1단계(ST 1): 거더제작 및 1차긴장>
먼저, 도 1에서와 같이 박스 구조물을 이루기 위한 개별적인 거더(10)를 제작하는 거더 제작단계가 실시된다.
즉 이때에는, 거푸집 형틀 내에 콘크리트를 타설함으로서 도 1의 A-A단면에서와 같은 단면구조를 이루는 거더(10)를 제작하게 되는데, 제작된 거더(10)는 단면으로 도시된 바와 같이 수직부(11)를 기준으로 하부 일측에는 하부 플랜지부(12)가 형성되며 상부에는 상부지지부(13)가 더욱 증가된 폭을 형성하는 일체형 구조를 이루고 있음을 확인할 수 있다.
한편, 상기에서 콘크리트 타설전에 형틀 내에는 거더(10)의 수직부(11) 및 하부플랜지부(12)에서 철근(2)이 노출되어지도록 배근시킨 상태에서 콘크리트 타설을 수행함으로서, 완성된 거더(10)에는 철근(2)이 노출되어지도록 함이 바람직하다.
또한, 거더(10)의 하부 모서리측에는 일정 간격으로 긴장 정착구(15; 1도에는 미도시)를 형성시킴으로서 후 공정에서 2차긴장 작업이 수행되어지도록 함이 바람직하다.
미설명 부호 14는 긴장재(1)가 삽입되어지는 통공을 나타낸다.
이와 같이 제작이 이루어진 본 발명의 거더(10)는 양생 후 긴장재(1)를 이용하여 1차 긴장을 실시하게 된다.
<제2단계(ST 2): 거더운반 및 설치>
이후, 상기 과정에서 제작되어진 거더(10)는 도 2에서와 같이 크레인을 이용하여 교각(20) 사이에 올려놓는 운반 및 설치작업을 실시하게 된다.
이때에는 B-B 단면도에 나타내어진 바와 같이 2개의 거더(10)가 상호 대칭 형태를 이루어 양측 하부 플랜지부(12)가 일정 간격 이격되도록 설치하게 되며, 이때 각 교각(20) 상부에는 각각의 거더(10)를 받쳐주기 위한 교좌장치(50)가 별도의 가설받침대(51)와 함께 안착되어짐으로서 거더(10)를 안정적인 수평상태로 지지할 수 있게 된다.
상기 가설받침대(51)는 교좌장치(50)와 동일한 높이를 이루는 것으로서, 본 과정에서 임시 설치가 이루어진 후, 후공정에서 바닥판 슬래브 타설작업 및 양생 후에는 제거되어지게 된다.
특히, 이와 함께 양측 하부 플랜지부(12)에서 노출되어진 철근(2)을 상호간을 용접하여 연결되어지도록 하거나 또는 후크형태로 변형시켜 상호간에 연결시킴으로서 양측 거더(10) 하단부가 연결된 상태를 이루도록 한다.
또한, 거더(10)의 상부에는 L형강 등과 같은 별도의 연결대(40) 다수개를 가설 브레이징 하여 양측에 임시 고정시킨다.
즉, 연결대(40)에 의해 양측 거더(10)의 상부지지부(13)가 상호간에 임시적으로 일정간격으로 하여 연결된 상태를 이루도록 함으로서 거더(10)의 안정적인 지지상태가 이루어질 수 있도록 함이 바람직 하다.
<제3단계(ST 3): 하부플랜지 이음부 현장타설>
그리고, 제3단계에서는 거더(10)의 양측 하부 플랜지부(12) 저면 이음부에 거푸집(30)을 대고 콘크리트 타설을 실시함으로서 플랜지 연결부(31)가 형성되어지도록 하게 된다.
이와 같이 형성된 플랜지 연결부(31)로 인해 양측의 거더(10)는 하부 플랜지부(12)가 연결되어진 일체형 구조물을 이루게 되는 것이다.
<제4단계(ST 4): 바닥판 슬래브 타설>
이후, 양측 거더(10)의 상부를 일체로 연결하기 위한 바닥판 슬래브 타설작업을 실시하게 된다.
이를 위해서는 양측 상부지지부(13)에 임시적으로 연결되어져 있던 연결 대(40)를 제거한 후, 거푸집(미도시)을 설치하게 되며, 이후 바닥판 슬래브 콘크리트를 타설함으로서 일정 두께의 바닥판 슬래브(41)가 형성되어지게 된다.
이와 같이 형성되어진 바닥판 슬래브(41)로 인하여 양측 거더(10)의 상부가 연결된 형태를 이룸으로서 전체적으로 일체형 구조를 이루는 박스타입의 거더 구조물이 완성되어지게 되는 것이다.
<제5단계(ST 5): 2차긴장>
이와 같이 박스 거더가 완성되어지면 다시한번 거더(10) 하부 모서리측에 형성되어져 있는 긴장 정착구(15)를 통한 2차긴장을 실시하며, 긴장작업 후에는 블럭아웃 부위에 몰탈을 채워서 긴장 정착구(15)를 보호하도록 함이 바람직하다.
<제6단계(ST 6): 궤도부설>
그리고, 최종적으로 도 6의 단면도에서와 같이 고속철도용 궤도(52)를 부설함과 함께 각종 부대시설물을 설치함으로서 고속철도 교량의 시공이 완성되어지게 되는 것이다.
상기와 같은 시공과정을 통해 시공되어진 본 발명의 PSC 박스 거더교는 미리 제작되어진 거더를 교각위로 운반한 상태에서 박스형 구조물을 이루기 위한 현장타설이 이루어지게 됨으로 공사기간 및 시공비용을 크게 절감시킬 수 있게 됨을 알 수 있다.
그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 거더교 시공방법이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.
예를 들면, 상기 실시 예에서는 고속철도용 교량 시공에 적용된 상태로 설명 및 도시되었으나, 일반 도로 교량의 시공에도 적용되어질 수 있게 된다.
따라서, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 시공1단계에서 제작된 거더의 구조도.
도 2는 본 발명 시공2단계에 의한 거더 운반 및 설치상태도.
도 3은 본 발명 시공3단계에 의한 하부플랜지 이음부 현장타설 상태도.
도 4는 본 발명 시공4단계에 의한 바닥판 슬래브 타설 상태도.
도 5는 본 발명 시공5단계에 의한 2차긴장 상태도.
도 6은 본 발명 시공6단계에 의한 궤도부설시 상태도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 긴장재 2 : 철근
10 : 거더 11 : 수직부
12 : 하부 플랜지부 13 : 상부지지부
15 : 긴장 정착구 20 : 교각
30 : 거푸집 31 : 플랜지 연결부
40 : 연결대 41 : 바닥판 슬래브
50 : 교좌장치 51 : 가설받침대
52 : 궤도

Claims (6)

  1. 수직부(11)와, 상기 수직부(11)의 하단에서 일측으로 돌출 구비된 형태를 이루는 하부플랜지부(12)와, 상기 수직부(11)의 상단에서 증가된 폭을 이루는 상부지지부(13) 구조를 이룸과 함께 양생 후 1차 긴장을 실시한 개별적인 거더(10)를 제작하되, 내부에 배근되어진 철근(2)이 거더(10)의 하부플랜지부(12)에서 외부로 노출되어지도록 제작이 이루어지는 거더 제작단계;(ST 1)
    상기 제작된 각각의 거더(10)를 크레인을 이용하여 교각(20) 사이에 안착 설치하되, 2개의 거더(10)가 쌍을 이루며 상호 대향되는 형태를 이루도록 설치하며, 운반되어 상호 대향되는 형태로 설치되어진 2개의 거더 하부플랜지부(12)에 각각 노출되어져 있는 철근(2) 상호간을 용접하여 연결시킴으로서 양측 거더(10)가 연결된 상태를 이루도록 하고, 양측 거더(10)의 전도 방지를 위하여 교좌장치(50)와 쌍을 이루는 별도의 가설받침대(51)를 교각(20) 상면에 상호 일정거리 이격된 위치에 안착 구비시킴과 함께 양측의 상부지지부(13) 사이를 임시로 연결하는 연결대(40)를 설치하는 거더운반단계;(ST 2)
    상기 쌍을 이루는 거더간 하부 플랜지부 상호간의 연결을 위해 거푸집을 이용하여 콘크리트를 타설하는 하부플랜지 이음부 타설단계;(ST 3)
    상기 쌍을 이루는 거더의 상부지지부 사이를 연결시키기 위한 바닥판 슬래브(41) 콘크리트를 타설함으로서 양측 거더(10)가 하나의 일체형 박스 구조를 이루도록 하는 바닥판 슬래브 타설단계;(ST 4)
    이후 슬래브 경화 후 양측 거더(10)의 2차 긴장 정착구를 통해 2차적인 긴장을 실시하는 2차긴장단계;(ST 5)
    바닥판 슬래브(41) 위에 철로용 궤도(52)를 부설하는 궤도부설단계;(ST 6)
    가 순차적으로 실시되어짐 특징으로 하는 교량의 프리케스트 합성형 프리스트레스트 박스 거더교 시공방법.
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