KR200397213Y1 - 콘크리트 다주형 교량의 강재가로보 설치 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 피에스씨(P.S.C; Prestressed concrete) 빔 등의 콘크리트 다주형 교량에 강재 가로보를 사용하여 시공이 용이하고 안전성을 높일 수 있는 콘크리트 다주형 교량의 강재가로보 설치 구조 및 그것의 시공 방법에 관한 것으로서, 강재 가로보 설치를 위한 앵커를 피에스씨 빔 제작시에 빔에 매입하여 제작하고 빔의 제작이 끝나면 연결부재를 매입 앵커에 고장력 볼트를 이용하여 연결한 후, 크레인을 이용하여 교각 위에 피에스씨 빔을 설치하고 2개의 빔이 설치되면 강재가로보를 빔사이로 인양하여 고장력 볼트로 연결하는데, 이때 시공오차가 발생하면 연결부재의 슬롯을 이용하여 오차를 보정하여 시공토록 함으로써, 고공에서 거푸집 및 동바리 작업, 철근 용접 작업이 불필요하고, 빔의 전도 방지공 등이 불필요하여 시공성 및 안전성이 향상되고, 공기 단축은 물론 경제성도 향상될 수 있는 효과를 갖게 된다.

Description

콘크리트 다주형 교량의 강재가로보 설치 구조{Mounting structure of Steel Cross-beam in Multi-girder concrete bridge and its construction method}

본 고안은 피에스씨(P.S.C; Prestressed concrete) 빔 등이 사용되는 콘크리트 다주형 교량에 관한 것으로서, 특히 피에스씨 빔 사이를 연결하는 가로보를 강재로 구성하여 시공성 및 안전성을 향상시킬 수 있도록 한 콘크리트 다주형 교량의 강재가로보 설치 구조 및 그것의 시공 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 콘크리트 다주형 교량의 횡단면도이고, 도 2는 종래 콘크리트 다주형 교량에서 콘크리트 가로보의 설치 상태가 도시된 상세도이다.

이에 도시된 바와 같이 일반적으로 콘크리트 다주형 교량은 교각(10) 또는 교대(미도시) 위에 교량의 길이 방향으로 복수의 피에스씨 빔(20)이 나란히 설치되고, 이 피에스씨 빔(20)의 상부에 슬래브(30)를 형성한 다음, 상기 슬래브(30) 위에 아스팔트 등으로 포장하는 구조로 이루어진다.

특히, 상기 피에스씨 빔(20)의 사이에는 교량의 횡방향으로 콘크리트 가로보(25)가 설치되는 바, 그 구조는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 슬래브(30)의 하부 공간에서 피에스씨 빔(20)과 피에스씨 빔(20) 사이에 철근 콘크리트 구조물로 가로보(25)를 형성하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 콘크리트 가로보를 갖는 콘크리트 다주형 교량은, 상기 콘크리트 가로보(25)를 시공하기 위해 상당히 높은 고공에서 거푸집 및 동바리를 설치하여야 하므로, 안전 사고의 위험이 있고, 교량 하면으로 차량 혹은 통행인이 있을 경우 낙하물 사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

또한 양쪽 피에스씨 빔(20) 사이에 상기 콘크리트 가로보(25)를 연결하기 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이 빔 철근(21)과 가로보 철근(26)을 용접(W)하여 연결하게 되는 바, 상기 피에스씨 빔(20)의 양측면에 빔 철근(21)을 미리 빼어 놓아야 하므로, 거푸집 제작이 복잡하고 시공이 어려운 문제점이 있다.

또한, 상기 피에스씨 빔(20)에 콘크리트 가로보(25)가 연결되기 전까지는 교각 위에 설치된 피에스씨 빔(20)이 진동 및 횡하중 등에 의하여 전도할 우려가 있으므로, 도 3에 도시된 바와 같이 전도방지철근(23)과 PC 강연선(24) 등으로 피에스씨 빔(20)의 전도방지공사를 하여야 하는 번거로운 문제점이 있다.

한편, 피에스씨 빔(20)과 피에스씨 빔(20) 사이에 강재 가로보를 설치하는 경우에는, 빔(20)이 매우 무거운 중량물이므로 빔(20)의 설치시 오차가 발생할 가능성이 매우 높다. 따라서 강재 가로보에 적절한 시공오차를 조절할 수 있는 기능이 없을 경우에는 피에스씨 빔(20)을 연결하기 어려운 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 피에스씨 빔과 피에스씨 빔 사이에 콘크리트 가로보 대신 강재 가로보를 연결하여 설치함으로써 시공성 및 안전성을 향상시킬 수 있고, 앵커 마운터를 피에스씨 빔의 제작시에 매입하여 제작함으로서 복잡한 거푸집을 간단한 구조로 변경하여 시공성 및 경제성을 향상시킬 수 있고, 짧은 시간에 가로보의 시공이 이루어짐으로서 별도의 전도방지공이 불필요함은 물론 안전사고의 위험을 획기적으로 축소시킬 수 있는 콘크리트 다주형 교량의 강재가로보 설치 구조 및 그것의 시공 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 고안은 피에스씨 빔이 중량물이고 고공에서 설치되므로 시공오차의 발생은 필연적이며 이를 연결하는 가로보는 이러한 시공오차를 극복할 수 있도록 시공오차의 조절이 용이하고 시공성 및 안전성을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 콘크리트 다주형 교량의 강재가로보 설치 구조 및 그것의 시공 방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 고안에 따른 콘크리트 다주형 교량의 강재가로보 설치 구조는, 종방향으로 나란히 설치되어 슬래브를 지지하는 빔의 복부에 매입되게 설치되는 앵커 마운터와; 상기 앵커 마운터에 설치되어 상기 빔과 빔 사이에서 시공오차가 발생할 경우 이를 보정할 수 있도록 이루어진 연결부재와; 상기 연결 부재에 양단부가 결합되는 강재 가로보를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 앵커 마운터는 상기 빔의 복부 양측에 고정되는 앵커 플레이트와, 상기 양측 앵커 플레이트를 연결하고 빔의 콘크리트가 양생된 이후에 강재 가로보 연결을 위한 고장력 볼트가 통과할 수 있도록 관통 홀을 갖는 앵커 관으로 이루어진다.

상기 연결 부재는 상기 강재 가로보의 시공 오차보정이 가능하도록 복수의 슬롯이 형성된다.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 고안에 따른 콘크리트 다주형 교량의 강재가로보 시공 방법은, 양측면에 앵커 플레이트가 노출되도록 복수의 빔을 제작하는 단계와; 상기 복수의 빔에 오차보정이 가능한 슬롯을 가진 연결부재를 상기 앵커 플레이트에 연결하는 단계와; 상기 앵커플레이트와 연결부재가 부착된 빔들을 인양하여, 교각의 상부에 나란히 배치하는 단계와; 상기 빔을 설치 후에 발생한 오차를 보정하면서 빔과 빔 사이에 강재 가로보를 연결하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 고안에 따른 강재 가로보를 갖는 콘크리트 다주형 교량이 도시된 횡단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 콘크리트 다주형 교량은 수직으로 세워진 교각(50) 또는 교대(미도시) 위에 복수의 피에스씨 빔(60)들이 교량의 종방향으로 나란히 설치된다. 그리고 상기 피에스씨 빔(60)들의 상부에는 슬래브(80)가 설치되고, 상기 슬래브(80) 위에 아스팔트 등으로 포장층(85)을 형성하게 된다.

특히, 상기 피에스씨 빔(60)과 피에스씨 빔(60) 사이에는 교량의 횡방향으로 강재 가로보(70)가 설치되는 바, 이하 강재 가로보(70)를 중심으로 교량 구조를 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 고안에 따른 강재 가로보의 설치 상태가 도시된 상세도이다.

이에 도시된 바와 같이 상기 피에스씨 빔(60)은 대략 'I' 빔 구조로 형성되며, 하부와 상부에 확장된 모양의 하부 플랜지(61)와 상부 플랜지(62)가 형성되고, 상기 두 플랜지부(61,62) 사이에 상대적으로 폭이 작은 복부(63)가 형성된다.

여기서 상기 복부(63)에는 상기 강재 가로보(70)가 설치될 수 있도록 앵커 마운터(65)가 구비되는 바, 상기 앵커 마운터(65)는 도 6을 참고하면, 상기 복부(63)의 양측면에 위치되는 앵커 플레이트(66)와, 상기 복부(63)의 내부에서 양쪽 앵커 플레이트(66)를 연결하는 동시에 내부에 강재가로보 연결을 위한 고장력 볼트(68)가 통과할 수 있도록 관통 홀을 갖는 앵커 관(67)으로 구성된다.

이와 같은 앵커 마운터(65)는 상기 피에스씨 빔(60)을 제작할 때 인서트 방식으로 삽입되어 설치되는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 앵커 마운터(65)와 연결되는 연결부재(75)는 형강 혹은 강재로 제작되며 교축 및 교축 직각 방향으로 시공오차가 발생할 경우 이를 조절할 수 있는 슬롯(76a)(76b)이 구비된다. 상기 슬롯(76a)(76b)은 수직 및 수평 방향으로 길게 형성된다.

상기 강재 가로보(70)는 형강 혹은 강재로 제작되며, 그 양단부에 상기 연결부재(75)와 결합할 수 있도록 복부에 볼트 구멍이 형성된다.

상기 강재 가로보(70)는 상기 피에스씨 빔(60)의 앵커 마운터(65)에 설치되는 고장력 볼트(68)와 결합된 연결부재(75)에 고장력 볼트(77)에 의해 고정되는 바, 상기 고장력 볼트(77)는 연결부재(75)와 강재가로보(70)를 관통하는 구조로 설치된다.

즉, 상기 피에스씨 빔(60)에 강재 가로보(70)를 조립하기 전에 상기 앵커 마운터(65)의 앵커 관(67)에 고장력 볼트(68)를 삽입하고 너트(69)를 체결하여 연결부재(75)를 결합한 상태에서, 피에스씨 빔을 인양하여 설치한다. 설치된 빔의 시공오차를 고려하여 연결부재(75)의 위치를 조정하고, 상기 강재 가로보(70)를 연결부재(75)와 연결한 후 고장력 볼트를(77) 체결하여 조립하게 된다.

이와 같은 상기 강재 가로보(70)는 상기 슬래브(80)와 이격되게 위치되어 슬래브(80)와 비합성 구조로 설치된다.

상기와 같은 강재 가로보(70)를 갖는 교량의 시공 순서를 도 6 내지 도 9를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도 6에 도시된 바와 같이 피에스씨 빔(60)은 프리캐스트 방식으로 공장 등에서 미리 제작하게 되는데, 피에스씨 빔(60) 성형시에 앵커 마운터(65)가 인서트 방식으로 고정될 수 있도록 앵커 플레이트(66)와 앵커 관(67)이 하나의 세트로 제작하여 앵커 마운터(65)를 구성한 다음, 피에스씨 빔(60)을 성형하는 거푸집에 넣은 상태에서 콘크리트 등을 타설하여 피에스씨 빔(60)을 제작한다.

이후, 도 7에서와 같이 피에스씨 빔(60)에 연결부재(75)를 연결하여 결합한 후에, 크레인 등으로 인양하여 교각(50)의 상부에 나란히 배치하고. 빔의 위치를 검측한 후, 고장력 볼트(68)에 체결된 너트(69)를 풀고 교축 방향의 슬롯(76a)을 이용하여 연결 부재(75)의 최종 위치를 결정한 후 너트(69)를 체결하여 고장력 볼트(68)를 긴장한다.

이후, 상기 강재 가로보(70)를 연결부재(75)에 고장력 볼트(77)를 이용하여 연결함으로써 강재 가로보(70)가 양쪽 피에스씨 빔(60) 사이에 연결된다. 이때도 빔 간의 거리가 시공오차에 의하여 않을 경우 연결부재(75)의 슬롯(75b)을 이용하여 오차를 보정하여 시공토록 한다.

다음, 도 9에서와 같이 피에스씨 빔(60)들 사이에 강재 가로보(70)가 완전히 설치되면, 교각 위의 지점부 등에 콘크리트 가로보(78)를 형성한다. 이후, 상기 피에스씨 빔(60) 위에 바닥판(79)을 타설하여 설치하고, 이 슬래브 위에 아스콘 등으로 포장층을 형성하게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 고안에 따른 콘크리트 다주형 교량의 강재가로보 설치 구조 및 그것의 시공 방법은, 교각 위에 피에스씨 빔을 설치하기 전에 피에스씨 빔에 앵커 마운터와 연결부재를 조립한 상태에서 교각 위로 인양하여 강재 가로보를 다른 피에스씨 빔과 조립하게 되므로, 피에스씨 빔과 강재 가로보의 설치 작업이 용이하여 시공성이 향상되고, 또한 종래와 같은 고공에서 가로보를 형성하기 위해 사용되는 거푸집 및 동바리 작업이 불필요하여 안전성이 향상되는 이점이 있다.

또한 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 종래에는 빔 철근과 가로보 철근을 각각 구비하였고, 가로보 설치를 위해 철근 용접 작업을 시행하였으나, 본 고안에서는 피에스씨 빔의 구비된 앵커 볼트에 강재 가로보를 결합한 후 너트 체결하여 조립하면 되므로, 시공이 용이하고, 고공 작업이 줄어들어 안전성도 향상될 수 있는 이점이 있다.

또한 종래에서 콘크리트 가로보를 시공하기 전에 도 3에서와 같이 피에스씨 빔의 전도 방지를 위한 전도방지공을 설치하여 시공하였으나, 본 고안에서는 피에스씨 빔이 교각 위에 가설된 직후에 강재 가로보가 격자 구조로 연결되므로, 종래와 같은 전도 방지공이 불필요하여 역시 시공성이 향상될 수 있는 이점이 있다.

또한 본 고안에서 강재 가로보는 피에스씨 빔의 중간 부분에서 연결되어 슬래브와 비합성 구조로 이루어지므로, 종래와 같이 가로보 상단의 슬래브 등에 보강 철근을 추가로 설치할 필요가 없는 이점도 있다.

이와 같은 본 고안의 강재 가로보를 갖는 콘크리트 다주형 교량은, 피에스씨 빔을 공장 제작한 다음, 시공 현장에서 강재 가로보를 조립하여 설치하게 되므로, 공정 단순화로 공기가 단축될 수 있고, 가로보 설치를 위한 추가 구조물 등이 필요치 않게 되어 안전사고를 예방할 수 있음은 물론 공사비를 절감하여 경제성 측면에서도 크게 유리한 이점이 있다.

또한 프리캐스트 제품인 피에스씨 빔과 기성 제품인 강재가로보 사이에 발생할 수 있는 시공오차를 손쉽게 보정할 수 있도록 구성되므로 보다 품질 좋은 교량 구조물을 손쉽고 경제적으로 시공할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 다주형 교량의 횡단면도,

도 2는 종래 다주형 교량에서 콘크리트 가로보의 설치 상태가 도시된 상세도,

도 3은 종래 다주형 교량에서 피에스씨 빔의 지지상태를 나타낸 개략적인 사시도,

도 4는 본 고안에 따른 강재 가로보를 갖는 다주형 교량이 도시된 횡단면도,

도 5는 본 고안에 따른 강재 가로보의 설치 상태가 도시된 상세도,

도 6 내지 도 9는 본 고안에 따른 강재 가로보를 갖는 교량 시공 순서가 도시된 사시도들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 교각 60 : 피에스씨 빔

61, 62 : 플랜지부 63 : 수직 지지부

65 : 앵커 마운터 66 : 앵커 플레이트

67 : 앵커 관 68 : 고장력 볼트

69 : 너트 70 : 강재 가로보

75 : 연결 부재 76a, 76b : 슬롯

77 : 고장력 볼트 80 : 슬래브

85 : 포장층

Claims (3)

1. 종방향으로 나란히 설치되어 슬래브를 지지하는 빔의 복부에 매입되게 설치되는 앵커 마운터와;

   상기 앵커 마운터에 설치되어 상기 빔과 빔 사이에서 시공오차가 발생할 경우 이를 보정할 수 있도록 이루어진 연결부재와;

   상기 연결 부재에 양단부가 결합되는 강재 가로보를 포함한 것을 특징으로 하는 콘크리트 다주형 교량의 강재가로보 설치 구조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 앵커 마운터는 상기 빔의 복부 양측에 고정되는 앵커 플레이트와, 상기 양측 앵커 플레이트를 연결하고 빔의 콘크리트가 양생된 이후에 강재 가로보 연결을 위한 고장력 볼트가 통과할 수 있도록 관통 홀을 갖는 앵커 관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 다주형 교량의 강재가로보 설치 구조.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 연결 부재는 상기 강재 가로보의 시공 오차보정이 가능하도록 복수의 슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 다주형 교량의 강재가로보 설치 구조.