KR20220163688A

KR20220163688A - 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법

Info

Publication number: KR20220163688A
Application number: KR1020210072142A
Authority: KR
Inventors: 심영표; 한형관
Original assignee: (주)한맥기술; 주식회사 장헌산업
Priority date: 2021-06-03
Filing date: 2021-06-03
Publication date: 2022-12-12
Anticipated expiration: 2041-06-03
Also published as: KR102493228B1

Abstract

일 실시예에 따른 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법은, 상부플랜지와 복부를 포함하는 거더를 횡방향으로 다수 이격시켜 교량의 하부구조물에 거치하는 단계, 일정한 간격으로 양 측면에 횡방향으로 돌출되어 있는 복수 개의 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크(Half-deck)를 상기 거더 사이에 거치시키는 단계, 캠버 측량을 실시하여 상기 프리캐스트 반단면데크와 상기 거더 사이에 필요한 연직 거리를 계산하는 단계, 높이 조절 장치에 상기 봉강을 결합시킨 후, 상기 높이 조절 장치를 이용하여 상기 프리캐스트 반단면데크와 상기 거더와의 거리를 상기 계산된 연직 거리만큼 조절하는 단계 및 상기 거더와 상기 프리캐스트 반단면데크 사이의 연직 거리로 인해 발생한 이격 공간에 거푸집을 설치하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법{Bridge construction method using precast half-section deck including bar protruding to the outside}

본 발명은 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 사용하여 교량을 시공할 때, 외부로 돌출된 봉강을 높이 조절 장치에 결합시킨 후, 높이 조절 장치를 이용하여 외부에서 반단면데크와 거더 사이의 연직 거리를 용이하게 조절할 수 있는 기술에 관한 발명이다.

교량의 콘크리트 바닥판은 일반적으로 현장에서 거푸집 및 동바리 설치, 철근 배근, 콘크리트 타설, 양생을 통해 완성한다. 그러나, 이와 같은 방식의 바닥판 시공법은 거푸집 및 동바리 설치 및 해체에 따른 공사기간의 증가 및 낙하물 등으로 인한 안전사고 발생 우려가 있으며, 공사 지역의 특성에 따른 여건 및 기상 조건 등 통제 불가한 요인들 탓에 균등한 품질의 콘크리트 바닥판을 시공하기 어렵고, 이로 인한 간접적인 손실이 발생하는 등 여러 문제점이 발생할 우려가 있다.

이러한 현장 시공에 따른 문제점을 개선하기 위하여 제시된 공법이 프리캐스트 콘크리트 바닥판을 이용한 시공 방법으로서, 프리캐스트 바닥판을 이용한 시공방법은 기존의 현장타설 바닥판 시공법을 개선하여 시공성과 안전성을 향상시킨 공법이다.

프리캐스트 바닥판은 교량의 제원에 맞추어 교폭 및 거더 사이의 간격 등을 고려하여 공장에서 분할 제작하여 현장시공하는 방법으로, 기존의 시공법이 가진 문제점으로 지적되던 공사 기간의 증가, 공사 품질의 저하, 작업간 안전확보 미비 측면에서 각각, 콘크리트 타설과 양생 시간 절감, 균일한 품질의 바닥판 제작, 작업자의 충분한 작업공간 및 안전 확보, 공사간 낙하물 발생 방지를 통해 기존의 문제점들을 해결한다.

그런데, 프리캐스트 콘크리트 바닥판은 그 크기가 제한되어, 분할 제작되고, 현장에서 조립되는 방식이므로 필연적으로 바닥판과 바닥판 사이에 이음부가 발생하게 되며, 특히 PSC 거더를 사용한 교량의 경우, 콘크리트의 재령 차이와 프리스트레스로 인해 전체 거더의 솟음이 일정하지 않게 되어 바닥판 이음부의 단차에 해당하는 연직 간격이 더욱 심해지므로 이에 대한 보정이 필수적으로 이루어져야 한다.

그러나, 종래 기술에 의해 단차에 대해 보정을 하는 경우, 볼트와 인서트의 충분한 연단거리를 확보하기 인해 반단면데크를 지지 거더의 내측으로 깊숙하게 안착시키다 보니, 반단면데크의 길이가 증가하게 되어 제작 비용 및 운반 비용 등이 증가하는 문제가 있었으며, 반단면데크와 지지 거더 사이의 겹치는 구간의 길이가 긴 반면, 연직 간격이 충분하지가 않아 콘크리트 타설시 콘크리트가 밀도 있게 채워지지 않는 문제점이 존재하였다.

또한, 종곡선 형태로 구현된 교량에 있어서, 종곡선 형태를 고려하지 않고 종래 기술처럼 반단면데크를 수평한 거더의 상면에 단순 설치하는 경우, 콘크리트 타설에 의한 바닥판의 두께가 과도하게 증가하기 때문에, 거더에 미치는 하중이 증가하는 문제점 또한 존재하였다.

한국등록특허 제 10-2000-0055678호(2002.03.28 공개) - 프리캐스트 상판과 지지보와의 연결방법

따라서, 일 실시예에 따른 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법은 상기 설명한 문제점을 해결하기 위해 고안된 발명으로서, 종래 기술에 비해 보다 용이하고 안전하게 반단면데크를 지지할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

보다 구체적으로, 프리캐스트 반단면데크의 외부로 노출되어 있는 봉강을 높이 조절 장치로 받친 후, 외부에서 거더와 반단면데크 사이의 연직 거리를 조절할 수 있도록 하여, 종래 기술보다 보다 안전하고 경제적으로 교량을 시공할 수 있는 방법을 제공해주는데 그 목적이 있다.

일 실시예에 따른 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법은, 상부플랜지와 복부를 포함하는 거더를 횡방향으로 다수 이격시켜 교량의 하부구조물에 거치하는 단계, 일정한 간격으로 양 측면에 횡방향으로 돌출되어 있는 복수 개의 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크(Half-deck)를 상기 거더 사이에 거치시키는 단계, 캠버 측량을 실시하여 상기 프리캐스트 반단면데크와 상기 거더 사이에 필요한 연직 거리를 계산하는 단계, 높이 조절 장치에 상기 봉강을 결합시킨 후, 상기 높이 조절 장치를 이용하여 상기 프리캐스트 반단면데크와 상기 거더와의 거리를 상기 연직 거리만큼 조절하는 단계 및 상기 거더와 상기 프리캐스트 반단면데크 사이의 연직 간격으로 인한 이격 공간에 거푸집을 설치하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 높이 조절 장치는, 아이너트, 전산볼트, 육각너트 및 프리캐스트 콘크리트 블록을 포함할 수 있다.

상기 (d) 단계는, 상기 봉강을 상기 아이너트에 관통시켜 상기 봉강과 상기 높이 조절 장치를 결합시킨 후, 상기 전산볼트의 높이를 조절하여 상기 프리캐스트 반단면데크와 상기 거더와의 거리를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 (e) 단계는, 고무 패드, 백업재 및 제2콘크리트 블록 중 적어도 하나를 이용하여 상기 거푸집을 설치하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 (e) 단계는, 상기 연직 거리가 제1거리에 포함되는 경우, 상기 고무 패드를 이용하여 상기 거푸집을 설치하는 단계를 포함하고, 상기 제1거리는, 10mm 이하의 거리를 포함할 수 있다.

상기 (e) 단계는, 상기 연직 거리가 제2거리에 포함되는 경우, 상기 백업재를 이용하여 거푸집을 설치하는 단계를 포함하고, 상기 제2거리는, 10mm 초과 50mm 이하의 거리를 포함할 수 있다.

상기 (e) 단계는, 상기 연직 거리가 제3거리에 포함되는 경우, 상기 백업재와 상기 프리캐스트 콘크리트 블록을 이용하여 거푸집을 설치하는 단계를 포함하고, 상기 제3거리는, 50mm 초과의 거리를 포함할 수 있다.

상기 봉강은, 상기 프리캐스트 반단면데크의 내부에서 횡방향으로 돌출되게 형성되어, 횡방향으로 프리캐스트 반단면데크에 프리스트레스를 도입할 수 있는 봉강일 수 있다.

상기 봉강은, 상기 봉강이 상기 프리캐스트 반단면데크의 일측면에서 상기 프리캐스트 반단면데크의 타측면으로 관통할 수 있도록, 상기 프리캐스트 반단면데크의 횡방향의 길이보다 더 큰 길이를 가질 수 있다.

상기 봉강은,강봉, 철근 또는 스터드 볼트(stud bolt)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법은, 반단면데크를 지지하는 높이 조절 장치가 반단면데크를 외부에서 지지하는 구조를 가지고 있어, 반단면데크와 지지 거더의 겹침 길이를 종래 기술보다 짧게 제작할 수 있다. 따라서, 겹침 길이가 길어 반단면데크 하부에서 단차로 생긴 공간에 대해 거푸집을 설치해야 하는 종래 기술과 달리, 거더 상부에서 시공자가 단차로 생긴 공간에 대해 거푸집을 설치할 수 있어 종래 기술 보다 용이하게 거푸집을 설치할 수 있다. 따라서, 이에 따라 공사 기간이 단축되고 비용이 절감되는 효과가 발생한다.

또한, 외부에서 높이 조절 장치를 이용하여 거더와 반단면데크 사이의 연직 거리를 조절할 수 있으므로, 작업자가 안전이 확보된 상태에서 작업을 수행할 수 있어, 시공시 안정성을 확보할 수 있고, 공사 기간 또한 단축할 수 있는 효과가 존재하며, 동시에 거더와 반단면데크 사이의 이격 거리를 미세하게 조정할 수 있는 장점이 존재한다.

또한, 종래 기술에 의할 경우 프리캐스트 반단면데크 제작시, 슬리브를 매입하는 방법으로 받침의 위치를 결정하기 때문에, 현장 조건에 의해 많은 제약을 받는 단점이 존재하는데, 본 발명의 경우, 돌출되어 있는 강봉을 통해 높이 조절 장치를 조율하여 받침의 위치를 결정하기 때문에, 종래 기술과 달리 반단면데크의 받침 위치를 자유롭게 선택할 수 있는 장점이 존재한다.

또한, 일 실시예에 따른 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법은, 높이 조절 장치를 통해 반단면데크의 높이를 효율적으로 조절할 수 있어, 콘크리트 타설에 의한 바닥판의 두께를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 종곡선 형태의 교량을 시공하는 경우 발생하는 바닥판의 두께가 증가하는 것을 방지할 수 있어, 콘크리트 타설에 의한 바닥판이 거더에 미치는 전체 하중을 감소시킬 수 있는 장점이 존재한다.

도 1은 교량 시공시 발생하는 불특정 거더의 과솟음 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 교량 시공시 발생하는 거더와 반단면데크의 연직 간격을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 반단면데크의 외관을 도시한 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 여러 실시예에 따른 봉강을 측면에서 바라본 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 교량 시공 방법의 순서를 도시한 순서도이다.
도 7내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 반단면데크가 거더에 거치되어 있는 다양한 모습을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 높이 조절 장치의 구성 요소들 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 높이 조절 장치의 높이가 변경된 다양한 모습을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 봉강을 포함하는 반단면데크가 높이 조절 장치와 결합된 실제 모습을 촬영한 사진이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 블록의 다양한 형상을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A,B,C 로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐 만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐 만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.

도 1은 교량 시공시 발생하는 불특정 거더의 과솟음 현상을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 교량 시공시 발생하는 거더와 반단면데크의 단차를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면 PSC 거더를 이용하여 교량을 시공하는 경우, 프리스트레스를 도입하는 과정에서 특정 거더(2)에서 과솟음 또는 과처짐 현상이 발생하게 된다. 일 예로 도 1에 도시된 바와 같이 복수 개의 거더(1, 2, 3, 4)에서 한 개의 거더(2)에만 과솟음이 발생하여도 과솟음이 발생하지 않은 거더와 반단면데크 사이의 연직 거리 차이에 따른 단차가 발생하게 된다.

이러한 단차는 교량 바닥판이 일정한 경사를 가지고 있는 교량의 시공 과정에서도 발생한다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 교량 바닥판이 배수나 평면곡선반경을 만족하는 편경사(S=-3.0%)로 설치되는 경우, 교량 바닥판의 최소 두께를 만족하고 고정하중 증가를 최소로 하기 위해 반단면데크(11, 12, 13)를 교량 바닥판 상면의 편경사와 동일하게 설치하는 것이 유리하다. 따라서, 이러한 방법으로 반단면데크(11, 12, 13)를 거더(2, 3, 4)에 설치하는 경우 도 2에 도시된 바와 같이 반단면데크(11, 12, 13)의 한쪽 면은 단차가 발생하게 되는데, 이러한 단차를 고려하지 않고 시공을 진행하는 경우 고정 하중의 증가로 인해 교량의 구조적 성능이 감소되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 일 실시예에 따른 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법은, 교량 시공시 거더와 반단면데크 사이에 발생하는 단차에 대해 반단면데크의 높이를 효율적으로 조절하고 이를 지지할 수 있는 방법을 제안함으로써, 교량 시공 방법의 효율성 및 안정성을 높이는데 목적이 있다. 이하 도면을 통해 본 발명의 특징에 대해 자세히 알아본다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 반단면데크의 외관을 도시한 사시도이고, 도 4와 도 5는 본 발명의 여러 실시예에 따른 봉강을 측면에서 바라본 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 반단면데크(100)는, 내부에 강봉으로 이루어진 봉강(101)이 횡방향 (교폭방향)으로 연장되도록 배치되어 프리스트레스가 도입되도록 제작된 반단면데크를 의미한다. 일 실시예에 따른 봉강(101)은 철근, 강봉, 스터드 볼트(stud bolt) 중 어느 하나로 구현될 수 있으며, 강봉으로 구현되는 경우 이형 강봉 또는 원형 강봉 등이 사용될 수 있다.

도 3에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 프리캐스트 반단면데크(100)는 콘크리트에 의해 교량의 바닥판 두께보다 작은 두께를 가지는 슬래브 형태로 제작될 수 있는데, 프리캐스트 반단면데크(100)의 횡방향 측면 외부에는 봉강(101)이 돌출되어 있고, 외부로 돌출되어 노출된 봉강(101)의 단부에는 연결재의 지름보다 더 큰 지름을 가지도록 단면 직경이 확장되어 있는 구근(102)이 형성될 수 있다. 따라서, 시공자는 이러한 구조를 이용하여 프리캐스트 반단면데크(100)에 횡방향으로 긴장력을 도입할 수 있다. 구근(102)은 강봉 단부를 가열하여 무르게 만든 후, 무른 부분을 가압함으로써 만들 수 있다.

도 1에서 외부로 돌출된 봉강 부분은 후술할 높이 조절 장치(200)에 결합되어 프리캐스트 반단면데크(100)와 거더(10) 사이의 연직 간격 거리를 조정할 수 있는 역할을 할 수 있다는 점에서, 연결재로 호칭될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.

본 발명에서 사용되는 봉강(101)은 도 4에 도시된 것과 같이, 표면에 나선형의 오목한 홈 즉, 나선형 홈(103)이 형성되어 있는 강봉(이형 강봉)으로 구현될 수 있다. 이와 같이 봉강(101)이 강봉으로 이루어진 경우, 봉강(101)이 반단면 콘크리트 패널의 콘크리트 내에 매립되었을 때, 나선형 홈(103)에 의해 콘크리트와의 결합력이 증가하게 되고, 이와 같이 콘크리트와 견고한 결합을 이룸으로써 봉강(101)에 도입된 인장력에 의한 프리스트레스를 효율적으로 콘크리트에 전달할 수 있는 장점이 존재한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 반단면데크(100)는, 위와 같이 단부에 구근(102)이 형성되어 있는 봉강(101)에 인장력이 가해진 상태에서 콘크리트가 타설되어 양생된 후, 인장력이 가해져 있던 봉강(101)이 릴리스 되면서 콘크리트 내에 배치되어 있던 봉강(101)에 의하여 콘크리트에 프리스트레스가 가해지는 프리텐션 도입 방식으로 제작될 수 있다.

단부에 구근(102)이 형성되어 있는 봉강(101)에 의해 프리스트레스가 도입된 프리캐스트 반단면데크(100)는, 제작시에 길이가 최소화되어 있는 봉강(101)을 사용할 수 있으므로, 불필요한 재료의 손실을 최소화할 수 있는 장점이 있으며, 또한 구근을 가지는 연결재를 이용하여 프리스트레스를 도입하므로, 프레스트레스 도입을 위한 정작 장치의 크기를 최소화할 수 있는 장점이 존재한다.

한편, 도 3과 도 4에서는 본 발명에 따른 봉강(101)을 양 단에 구근(102)이 형성되어 있는 형태를 전제로 설명하였지만, 본 발명에 따른 봉강(101)은 도 5에 도시된 바와 같이 다양한 형태로 구현되어, 프리캐스트 반단면데크(100)와 결합될 수 있다.

일 예로 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 구근이 형성되어 있지 않은 봉강(101)이 프리캐스트 반단면데크(100)를 관통하는 방법으로 프리캐스트 반단면데크(100)와 결합될 수 있다. 도 5의 (a)와 같은 봉강(101)이 사용되는 경우 봉강(101)은 철근의 역할을 하면서 동시에 높이 조절 장치(200)와 결합하는 역할을 동시에 수행할 수 있다.

도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 봉강(101) 구현되는 경우, 프리캐스트 반단면데크(100)와 내부적으로 접촉하여 결합되는 구간은 긴장재로의 역할을 하며, 프리캐스트 반단면데크(100)의 외부로 돌출되어 있는 구간은 높이 조절 장치와 결합되는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 프리캐스트 반단면데크(100)의 외부로 돌출되어 있는 봉강(101)은, 봉강(101)에 형성되어 있는 나사선(106)을 통해 프리캐스트 반단면데크(100)와 결합되어 있는 커플러(107)와 결합을 하는 방법으로 봉강(101)을 프리캐스트 반단면데크(100)와 결합시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 교량 시공 방법의 순서를 도시한 순서도이고, 도 7 내지 도9는 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 반단면데크가 거더에 거치되어 있는 다양한 모습을 도시한 도면이다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 높이 조절 장치의 구성 요소들을 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 높이 조절 장치의 높이가 변경된 다양한 모습을 도시한 도면이며, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 블록의 다양한 형상을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 교량을 시공함에 있어서, 첫번째로 거더(10)를 횡방향으로 다수 이격시켜 교량의 하부구조물에 거치시킨후, 복수 개의 프리캐스트 반단면데크를 각각 거더 사이에 거치시킨다. (S20)

본 발명에 따른 프리캐스트 반단면데크(100)는 앞선 도면을 통해 설명되었던 봉강이 횡방향 외부로 노출되어 있는 프리캐스트 반단면데크(100)가 사용될 수 있으며, 봉강은 일정한 간격으로 횡방향으로 복수 개가 배치될 수 있다.

거더와 거더 사이에 프리캐스트 반단면데크(100)가 거치되면, 캠버 측량을 실시하여 프리캐스트 반단면데크(100)와 거더(10) 사이에 필요한 연직 거리(도 6에서의 d1)를 계산한다.(S30)

연직 거리가 계산되면 높이 조절 장치에 봉강을 결합시킨 후, 높이 조절 장치를 이용하여 프리캐스트 반단면데크와 거더와의 거리를 상기 계산된 연직 거리만큼 조절한다.(S40) 도 7 내지 도9를 통해 S40 과정에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 도 7 내지 도9는 지면의 한계상 한 개의 거더(10)를 중심으로 거더의 양 단에 거치되는 2개의 프리캐스트 반단면데크(100,110)만 도시한 것일 뿐, 본 발명에 따라 시공되는 교량은 더 많은 개수의 거더와 프리캐스트 반단면데크를 포함할 수 있으며, 이하 설명의 편의를 위해 도면의 왼쪽에 있는 프리캐스트 반단면데크(100)를 중심으로 설명하도록 하나, 이러한 원리는 도면의 오른쪽에 있는 반단면데크(110)에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 프리캐스트 반단면데크(100)는 외부로 노출되어 있는 봉강(101)을 포함하고 있기 때문에, 외부로 노출된 봉강(101)은 높이 조절 장치(200)의 아이너트(201)를 관통하는 방식으로 높이 조절 장치(200)와 결합될 수 있다. 따라서, 높이 조절 장치(200)의 높이가 변경되는 경우 높이 조절 장치(200)와 결합되어 있는 봉강(101)의 높이도 같이 변경되며, 이에 따라 봉강(101)을 포함하고 있는 프리캐스트 반단면데크(100)의 높이 또한 같이 변경될 수 있다.

이를 자세히 살펴보면 높이 조절 장치(200)는 도 10에 도시된 바와 같이, 아이너트(201), 전산볼트(202), 육각너트(203) 및 콘크리트 블록(204)을 포함할 수 있으며, 상기 4개의 구성요소는 도 10의 왼쪽에 도시된 바와 같은 형태로 결합될 수 있다.

아이너트(201)의 경우 도 10에 도시된 바와 같이 가운데 부분이 뚫려있는 원형의 형상을 하고 있기 때문에, 봉강(101)이 상기 아이너트(201)를 관통할 수 있다. 봉강(101)이 아이너트(201)를 관통하는 경우 봉강(101)은 도 10에 도시된 바와 같이 아이너트(201)의 원형의 바닥면에 안착될 수 있으므로, 봉강(101)은 높이 조절 장치(200)에 의해 지지될 수 있다.

한편, 본 발명에서 적용되는 아이너트(201)는 봉강이 관통할 수 있는 구조이면 특정 형상으로 실시예가 한정되는 것은 아니나, 대표적으로 M12, M16 및 M20의 규격에 해당하는 아이너트가 사용될 수 있다.

전산볼트(202)의 경우 실질적으로 프리캐스트 반단면데크(100)의 높이를 조절할 수 있는 구성 요소로서, 도 10의 왼쪽에 도시된 바와 같이 전산볼트(202)의 표면은 나사선 형태로 구성되어 있기 때문에, 상부는 아이너트(201)와 회전 결합될 수 있으며, 하부는 육각너트(203)와 회전 결합될 수 있다. 따라서, 전산볼트(202)가 아이너트(201) 및 육각너트(203)와 회전 결합되어 있는 정도에 따라 높이 조절 장치(200)의 전체 높이는 도 11에 도시된 바와 같이 다양하게 변경될 수 있다.

일 실시예로서, 높이 조절 장치(200)의 아이너트(201)와 콘크리트 블록(204)이 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이 연직 거리 없이 결합될 수 있으며, 이 경우 높이 조절 장치(200)의 전체 높이(Y1)는 가장 작아진다.

아이너트(201)를 전산볼트(202)의 상부쪽으로 이동시키는 경우 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 아이너트(201)와 콘크리트 블록(204) 사이의 연직 거리가 발생하게 되며, 높이 조절 장치(200)의 전체 높이 길이(Y2)는 도 11의 (a)보다 증가하게 된다. 다만, 도 11의 (a)의 경우 봉강(101)이 아이너트(201)의 상부와 접촉하고 있기 때문에, 도 11의 (a)와 (b)에서 바닥면과 봉강(101) 사이의 거리(X1, X2)는 동일하다.

전산볼트(202)가 아이너트(201)와의 회전 결합되는 길이가 줄어드는 경우 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이 아이너트(201)와 콘크리트 블록(204) 사이의 연직 거리는 더 넓어질 수 있으며, 이러한 경우 바닥면과 봉강(101) 사이의 거리(X3) 및 높이 조절 장치(200)의 높이(Y3)는 도 11의 (a) 및 (b)의 경우보다 더 높아질 수 있다.

육각너트(203)는 전산볼트(202)가 콘크리트 블록(204)에서 용이하게 분리될 수 있게 하는 구성요소로서, 콘크리트 블록(204) 안에 매립될 수 있다. 도면에서는 육각너트(203)가 두 개 결합되어 있는 것으로 도시하였는데, 이로 한정되는 것은 아니고 한 개, 또는 세 개 이상의 육각너트(203)가 사용될 수 있으며, 2개 이상의 육각너트(203)가 결합되어 있는 롱연결너트가 사용될 수 도 있다.

콘크리트 블록(204)은 아이너트(201) 및 전산볼트(202)를 지지하는 구성 요소로서, 콘크리트 블록(204)의 높이를 길게 할수록 전산볼트(202)의 높이의 변화폭은 더 증가할 수 있다.

다시 도 6으로 돌아와, 교량 시공 방법에 대해 설명하면, 높이 조절 장치(200)에 의해 프리캐스트 반단면데크(100)와 거더(10)와의 거리가 계산된 연직 거리만큼 조절되는 경우, 높이 조절로 인해 프리캐스트 반단면데크(100)와 거더(10) 사이에는 이격 공간이 발생한다. 따라서, 이 공간은 거푸집을 통해 보강이 이루어 질 수 있다.(S50)

본 발명에서 거푸집의 역할은 현장에서 콘크리트를 타설하는 경우에 모르타르가 거더의 상부플랜지를 따라 유출되는 것을 막고, 거더와 반단면데크의 제작 및 가설 오차를 흡수하고, 반단면데크의 회전 변위를 가능하게 하여 설치가 용이하게 만들 수 있다.

또한, 거푸집은 프리캐스트 반단면데크(100)와 거더(10)와의 연직 거리에 따라 서로 다른 재료가 사용될 수 있다.

구체적으로, 연직 거리가 제1거리에 해당하는 10mm 이하의 거리인 경우, 프리캐스트 반단면데크(100)와 거더(10)와의 연직 거리는 매우 좁은 간격이므로 도 8에 도시된 바와 같이 고무 패드(301)를 이용하여 거푸집을 설치할 수 있다. 고무 패드는 고무 발포제(elastrometric pad)가 사용될 수 있다.

프리캐스트 반단면데크(100)와 거더(10)와의 연직 거리가 제2거리에 해당하는 10mm 초과 50mm 이하의 거리인 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 백업재(302)를 이용하여 거푸집을 설치할 수 있다. 백업재(302)는 일 예로 발포 폴리에틸렌 제품이 사용될 수 있다.

프리캐스트 반단면데크(100)와 거더(10)와의 연직 거리가 제3거리에 해당하는 50mm를 초과하는 거리인 경우, 프리캐스트 반단면데크(100)와 거더(10)와의 연직 거리는 상대적으로 크기 때문에 백업재(302)만으로 커버할 수가 없기 때문에 도 9에 도시된 바와 같이 프리캐스트 콘크리트 블록(303)과 백업재(302)를 동시에 사용하여 거푸집을 설치할 수 있다.

S50과정에 의해 거푸집이 설치된 경우, 바닥판의 철근을 배근하고 현장 콘크리트를 타설하고 양생함으로서 교량 바닥판 작업을 마무리 한다.(S60)

구체적으로, 프리캐스트 콘크리트 블록(303)은 도 12에 도시된 바와 같이 시공 환경에 따라 직각 블록 형상(a), 물결 형상(b) 및 디긋(ㄷ)형상 등 다양한 형상으로 구현되어, 전도나 파손에 대해 안정성을 확보할 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따라 봉강을 포함하는 반단면데크가 높이 조절 장치와 결합된 실제 모습을 촬영한 사진이다.

도 13의 사진에 있어서 봉강(101)은 도 5의 (b)에 도시된 봉강을 이용한 것이며, 도면에 도시된 바와 같이 외부로 돌출된 봉강(101)은 높이 조절 장치(200)의 아이너트(201)를 관통하는 방법으로 높이 조절 장치(200)와 결합할 수 있으며, 바닥면으로부터 봉강(101)까지의 수직 거리는, 높이 조절 장치(200)의 전산볼트(202)의 위치에 따라 조절 될 수 있다.

지금까지 도면을 통해 일 실시예 따른 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법에 대해 자세히 알아보았다.

일 실시예에 따른 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법은, 반단면데크를 지지하는 높이 조절 장치가 반단면데크를 외부에서 지지하는 구조를 가지고 있어, 반단면데크와 지지 거더의 겹침 길이를 종래 기술보다 짧게 제작할 수 있다. 따라서, 겹침 길이가 길어 반단면데크 하부에서 연직 간격으로 생긴 공간에 대해 거푸집을 설치해야 하는 종래 기술과 달리, 거더 상부에서 시공자가 거푸집을 설치할 수 있어 종래 기술 보다 용이하게 거푸집을 설치할 수 있어, 이에 따라 공정 기간이 단축되고 비용이 절감되는 효과가 발생한다.

또한, 외부에서 높이 조절 장치를 이용하여 연직 거리를 조절하므로, 작업자의 안전이 확보된 상태에서 작업을 수행할 수 있어, 시공시 안정성을 확보할 수 있고, 공사 기간 또한 단축할 수 있는 효과가 존재한다.

또한, 종래 기술의 경우 프리캐스트 반단면데크 제작시, 슬리브를 매입하는 방법으로 받침의 위치를 결정하기 때문에, 현장 조건에 의해 많은 제약을 받는 단점이 존재하는데, 본 발명의 경우, 돌출되어 있는 강봉을 통해 높이 조절 장치를 이용하여 받침의 위치를 결정하기 때문에, 종래 기술과 달리 반단면데크의 받침 위치를 자유롭게 선택할 수 있는 장점이 존재한다.

또한, 일 실시예에 따른 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법은, 종래 기술과 다르게 높이 조절 장치를 통해 미세한 높이 조절이 가능하기 때문에 이음부의 연직 간격을 최소화할 수 있으며, 거더와 독립된 구조를 통해 설치 비용을 감소시킬 수 있는 장점이 존재한다.

또한, 일 실시예에 따른 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법은, 높이 조절 장치를 통해 콘크리트 타설에 의한 바닥판의 두께를 일정하게 유지할 수 있어, 종곡선 형태의 교량을 시공하는 경우 발생하는 바닥판의 두께가 증가하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 콘크리트 타설에 의한 바닥판이 거더에 미치는 전체 하중을 감소시킬 수 있는 장점이 존재한다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적인 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 프리캐스트 반단면데크
101: 봉강
200: 높이 조절 장치
201: 아이너트
202: 전산볼트
203: 육각너트
204: 콘크리트 블록
301: 고무 패드
302: 백업재
303: 프리캐스트 콘크리트 블록

Claims

(a) 상부플랜지와 복부를 포함하는 거더를 횡방향으로 다수 이격시켜 교량의 하부구조물에 거치하는 단계;
(b) 일정한 간격으로 양 측면에 횡방향으로 돌출되어 있는 복수 개의 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크(Half-deck)를 상기 거더 사이에 거치시키는 단계;
(c) 캠버 측량을 실시하여 상기 프리캐스트 반단면데크와 상기 거더 사이에 필요한 연직 거리를 계산하는 단계;
(d) 높이 조절 장치에 상기 봉강을 결합시킨 후, 상기 높이 조절 장치를 이용하여 상기 프리캐스트 반단면데크와 상기 거더와의 거리를 상기 계산된 연직 거리만큼 조절하는 단계; 및
(e) 상기 거더와 상기 프리캐스트 반단면데크 사이의 연직 거리로 발생한 이격 공간에 거푸집을 설치하는 단계;를 포함하는 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 높이 조절 장치는,
아이너트, 전산볼트, 육각너트 및 프리캐스트 콘크리트 블록을 포함하는, 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법.
제2항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
상기 봉강을 상기 아이너트에 관통시켜 상기 봉강과 상기 높이 조절 장치를 결합시킨 후, 상기 전산볼트의 높이를 조절하여 상기 프리캐스트 반단면데크와 상기 거더와의 거리를 조절하는 단계를 포함하는, 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 (e) 단계는,
고무 패드, 백업재 및 제2콘크리트 블록 중 적어도 하나를 이용하여 상기 거푸집을 설치하는 단계를 포함하는, 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법.
제4항에 있어서,
상기 (e) 단계는,
상기 연직 거리가 제1거리에 포함되는 경우, 상기 고무 패드를 이용하여 상기 거푸집을 설치하는 단계를 포함하고,
상기 제1거리는, 10mm 이하의 거리를 포함하는, 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법.
제4항에 있어서,
상기 (e) 단계는,
상기 연직 거리가 제2거리에 포함되는 경우, 상기 백업재를 이용하여 거푸집을 설치하는 단계를 포함하고,
상기 제2거리는, 10mm 초과 50mm 이하의 거리를 포함하는, 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법.
제4항에 있어서,
상기 (e) 단계는,
상기 연직 거리가 제3거리에 포함되는 경우, 상기 백업재와 상기 제2콘크리트 블록을 이용하여 거푸집을 설치하는 단계를 포함하고,
상기 제3거리는, 50mm 초과의 거리를 포함하는, 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 봉강은,
상기 프리캐스트 반단면데크의 내부에서 횡방향으로 돌출되게 형성되어, 횡방향으로 프리캐스트 반단면데크에 프리스트레스를 도입할 수 있는 봉강인, 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 봉강은,
상기 봉강이 상기 프리캐스트 반단면데크의 일측면에서 상기 프리캐스트 반단면데크의 타측면으로 관통할 수 있도록, 상기 프리캐스트 반단면데크의 횡방향의 길이보다 더 큰 길이를 가지는, 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 봉강은,
강봉, 철근 또는 스터드 볼트(stud bolt)를 포함하는, 외부로 돌출된 봉강을 포함하는 프리캐스트 반단면데크를 이용한 교량 시공 방법.