KR100588446B1 - 교량의 연속교화 구조 및 그 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교량을 신속하게 시공하도록 함과 더불어 거더의 연결을 통해 연속교화시킬 수 있도록 한 교량의 연속교화 구조 및 그 시공방법에 관한 것으로, SRC교각내의 H형강이 해당 SRC교각내에서 일체로 수직 상향되게 돌출연장되어 연속화 연결부재로 되고, 상기 연속화 연결부재의 좌우측 단면부에는 체결구멍이 형성되며, 체결구멍이 형성된 연결판이 일측 단부에 용접된 거더 및 변단면 플레이트가 상호 결합된 채로 상기 연속화 연결부재의 좌우측 단면부에 각각 결합되고, 인접한 상기 거더의 타측 단부는 소정의 시공이음부재에 의해 상호 결합된 것이다.
교량, 시공, 연속교, SRC교각, 연속화 연결부재

Description

교량의 연속교화 구조 및 그 시공방법{continuity bridge conversion structure of bridge and construction method thereof}
도 1은 일반적인 교량의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 교량의 연속교화 구조를 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 2에서 거더와 SRC교각과의 결합을 설명하기 위한 분해사시도,
도 4는 도 2의 "A"부분의 확대도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 교량의 연속교화 시공방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30 : 거더 31, 33, 38 : 연결판
32 : 변단면 플레이트 34 : SRC교각
36 : 연속화 연결부재 40 : 수평 단부보강재
42, 44, 46 : 수직 단부보강재 48 : 전단연결재
50 : 볼트 52, 66 : 너트
60, 62 : 이음판 64, 70 : 볼트
68 : 수직재
본 발명은 교량의 연속교화 구조 및 그 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교량의 신속한 시공이 가능하도록 한 교량의 연속교화 구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 교량은 하천, 호소(湖沼), 해협, 만(灣), 운하, 저지 또는 다른 교통로나 구축물 위를 건너갈 수 있도록 만든 고가구조물로서, 도 1에 도시된 바와 같이 크게 상부구조(10)와 하부구조(20)로 나뉘어진다.
상부구조(10)는 교대(22) 또는 교각(24) 위에 있는 구조를 말하며, 일반적으로 거더(Girder; 주형)(12), 슬래브(14)로 구성된다. 교량의 형식을 결정짓는 것은 주부재의 모양에 따라 결정되는데, 통상적으로 주부재란 힘을 가장 많이 받는 부재를 말한다. 주부재가 거더(12)인 경우를 거더교라 하고, 아치인 경우를 아치교라 하며, 트러스인 경우를 트러스교라 하며, 케이블로 지지되는 경우를 케이블교(사장교, 현수교)라고 한다. 슬래브(14)는 상부에 차량 등이 다닐 수 있도록 하는 바닥판을 말한다.
하부구조(20)는 상부구조(10)에서 작용하는 하중을 지반에 안전하게 전달하는 역할을 하는 교대(22)와 교각(24)을 의미한다. 교대(22)는 교량의 시종점부의 받침을 의미하고, 교각(24)은 시종점부 이외의 중간 받침을 의미한다. 교각(24) 밑 의 지반상태에 따라 직접 기초, 말뚝기초, 우물통기초 등의 형식이 결정된다. 그 교각(24) 하부에는 기초슬래브(26)가 위치한다.
그런데, 이와 같은 교량을 설치함에 따른 공사기간은 대부분 짧은 시간이 소요되는 것이 아니라 장시간을 요하게 된다. 그에 따라, 교량이 설치되는 동안에는 공사가 완료될 때까지 교통이 통제되고 우회로를 이용해야 되기 때문에 교통의 흐름에 적지 않은 방해를 준다.
특히, 교량의 교체시에도 교체작업이 완료될 때까지는 교량의 통행이 불가능하여 교량 이용자에게 장시간 불편을 주게 된다.
따라서, 현재에는 교량을 신속하게 설치 및 교체할 수 있는 방법이 많이 모색되고 있고, 다양한 형태로 교량이 설치 및 교체되고 있다.
본 발명은 상기한 종래의 사정을 감안하여 제안된 것으로, 교량을 신속하게 시공하도록 함과 더불어 거더의 연결을 통해 연속교화시킬 수 있도록 한 교량의 연속교화 구조 및 그 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교량의 연속교화 구조는, SRC교각내의 H형강이 해당 SRC교각내에서 일체로 수직 상향되게 돌출연장되어 연속화 연결부재로 되고, 상기 연속화 연결부재의 좌우측 단면부에는 체결구멍이 형성되며, 체결구멍이 형성된 연결판이 일측 단부에 용접된 거더 및 변단면 플레이트가 상호 결합된 채로 상기 연속화 연결부재의 좌우측 단면부 에 각각 결합되고, 인접한 상기 거더의 타측 단부는 소정의 시공이음부재에 의해 상호 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 돌출연장된 연속화 연결부재의 웨브에는 수직 단부보강재 및 수평 단부보강재가 추가로 설치되고, 상기 거더 및 변단면 플레이트의 웨브에는 수직 단부보강재가 추가로 설치된다.
그리고, 상기 연속화 연결부재에 대하여 상기 거더 및 변단면 플레이트는 볼트 및 너트에 의해 체결된다.
또한, 상기 소정의 시공이음부재는, 상호 인접된 거더들의 상단 플랜지 부분에 상하로 덧대어져서 체결구에 의해 서로 체결되는 제 1이음판, 상기 상호 인접된 거더들의 하단 플랜지 부분에 상하로 덧대어져서 체결구에 의해 서로 체결되는 제 2이음판, 및 상기 상호 인접된 거더들의 상단 플랜지와 하단 플랜지 사이에 체결구에 의해 수직으로 설치되는 수직재로 구성된다.
그리고, 본 발명에 따른 교량의 연속교화 시공방법은, SRC교각을 제작하되, 상기 SRC교각내의 H형강을 연속화 연결부재로 하기 위해 해당 SRC교각내에서 일체로 수직 상향되게 돌출연장시키면서 돌출연장된 좌우측 단면부에 체결구멍을 형성시키는 제 1과정; 체결구멍이 형성된 연결판이 일측 단부에 결합된 거더 및 변단면 플레이트를 상호 결합되게 제작하는 제 2과정; 공사현장으로 이동되어 제위치에 설치된 상기 SRC교각상의 연속화 연결부재의 좌우측 단면부에 상기 제작된 거더 및 변단면 플레이트의 일측 단부를 결합시키는 제 3과정; 및 상기 거더간의 인접하는 부위를 소정의 시공이음부재에 의해 상호 결합시키는 제 4과정을 구비한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 교량의 연속교화 구조 및 그 시공방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 교량의 연속교화 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2에서 거더와 SRC교각과의 결합을 설명하기 위한 분해사시도이며, 도 4는 도 2의 "A"부분의 확대도이다.
본 발명의 교량의 연속교화 구조는, SRC(Steel Reinforcde Concrete)교각(34)내의 H형강(36)이 해당 SRC교각(34)내에서 일체로 수직 상향되게 돌출연장되어 연속화 연결부재로 되고, 상기 연속화 연결부재(36)의 좌우측 단면부에는 체결구멍(36a)이 2개 1조의 형태로 다수개 형성되며, 2개 1조로 된 다수의 체결구멍(30a, 32a)이 형성된 연결판(31, 33)이 일측 단부에 용접된 거더(30) 및 변단면 플레이트(32)가 상호 결합된 채로 상기 연속화 연결부재(36)의 좌우측 단면부에 각각 결합되고, 인접하는 상기 거더(30)의 타측 단부는 소정의 시공이음부재에 의해 상호 결합된다.
여기서, 상기 돌출연장된 연속화 연결부재(36)의 웨브(web)에는 수직 단부보강재(42) 및 수평 단부보강재(40)가 추가적으로 상호 수직하게 용접설치된다. 그리고, 상기 연속화 연결부재(36)의 최상단부에는 상부의 구조물과의 연결을 위한 전단연결재(48)가 설치된 연결판(38)이 수평되게 용접설치된다.
그리고, 상기 거더(30)의 웨브(web)에는 수직 단부보강재(44)가 추가로 용접설치되고, 상기 변단면 플레이트(32)의 웨브(web)에는 수직 단부보강재(46)가 추가로 용접설치된다. 상기 수직 단부보강재(44)와 수직 단부보강재(46)는 상호 동일선상으로 일직선으로 설치된다. 상기 거더(30)의 상단 플랜지상에는 다수의 전단연결재(48)가 설치된다.
상기 거더(30)와 변단면 플레이트(32)는 용접에 의해 일체화된다. 상기 변단면 플레이트(32)는 일정길이의 강재(예컨대, H형강)를 대각선으로 절단하여 만든 것으로서, 일정 길이의 H형강 빔을 대각선으로 그어진 절단선을 따라 절단한 후에 양측 끝단의 작은 삼각형 형태의 H형강은 버리고, 남은 두개의 큰 H형강(변단면(테이퍼드) 플레이트임)만을 사용한다.
따라서, 본 발명에서는 연속화 연결부재(36)의 최상단부의 연결판(38)에서부터 하부의 수평 단부보강재(40)까지의 길이와 상기 연결판(31, 33)의 전체 길이는 상호 동일하다.
통상적으로 SRC교각상에 위치하는 거더(30)부분이 부모멘트 구간으로서 이 부분에서의 휨강성이 제일 취약하다고 볼 수 있으므로, 본 발명에서는 그 부분에서의 휨강성을 증대시키기 위해 상기와 같은 변단면 플레이트(32)를 설치하였다.
그리고, 상기 연속화 연결부재(36)에 대하여 상기 거더(30) 및 변단면 플레이트(32)는 고장력 볼트(50) 및 너트(52)에 의해 체결된다.
상기 소정의 시공이음부재는, 상호 인접된 거더들(30)의 타측 부위 즉, 상기 연속화 연결부재(36)에 접하는 부위와는 반대방향에서 인접된 거더들의 상단 플랜 지 부분에 상하로 덧대어져서 체결구(64, 66)에 의해 서로 체결되는 제 1이음판(60, 62), 상기 상호 인접된 거더들(30)의 하단 플랜지 부분에 상하로 덧대어져서 체결구(64, 66)에 의해 서로 체결되는 제 2이음판(60, 62), 및 상기 상호 인접된 거더들(30)의 상단 플랜지와 하단 플랜지 사이에 체결구(70)에 의해 수직으로 설치되는 수직재(68)로 구성된다. 상기 체결구(64, 70)는 고장력 볼트이고, 상기 체결구(66)는 너트이다.
한편, 도 3에서는 연결판(31) 및 연결판(33)이 각각 설치되어 있는데, 예를 들어 거더(30) 하부에 변단면 플레이트(32)를 용접하여 일체화시킨 후에 상기 연결판(31)과 연결판(33)의 전체 길이만큼의 연결판 하나를 그 일체화된 거더(30)와 변단면 플레이트(32)의 일측부에 용접해도 된다.
이어, 본 발명의 실시예에 따른 교량의 연속교화 시공방법에 대하여 도 5의 플로우차트를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
일단, SRC교각(34)을 공장에서 제작하되, 그 SRC교각(34)내의 H형강(36)이 해당 SRC교각(34)내에서부터 해당 SRC교각(34)의 최상단부(지점부)에서 수직 상향되게 돌출되도록 일체화로 제작한다(단계 S10). 여기서, 그 SRC교각(34)의 최상단부(지점부)에서 수직 상향돌출된 H형강(36)을 연속화 연결부재라고 한다.
그리고, 그 돌출연장된 연속화 연결부재(36)의 좌우측 단면부에 다수의 체결구멍(36a)을 2개 1조의 형태로 다수개 형성시키고, 그 연속화 연결부재(36)의 최상 단부에는 전단연결재(48)가 설치된 연결판(38)을 수평으로 용접결합시키며, 그 연속화 연결부재(36)의 웨브(web)에는 수직 단부보강재(42)와 수평 단부보강재(40)를 용접결합시킨다(단계 S12). 여기서, 그 수직 단부보강재(42)와 수평 단부보강재(40)는 상호 수직되게 결합된다.
이어, 변단면 플레이트(32)의 상부면과 상단 플랜지상에 다수의 전단연결재(48)가 설치된 거더(30)의 하부면을 용접에 의해 일체화시킨다(단계 S14).
그리고, 그 거더(30)의 일측부에 2개 1조로 된 다수의 체결구멍(30a)이 형성된 연결판(31)을 용접하여 일체화시키고, 그 변단면 플레이트(32)의 일측부에 2개 1조로 된 다수의 체결구멍(32a)이 형성된 연결판(33)을 용접하여 일체화시킨다. 물론, 상기 거더(30) 하부에 변단면 플레이트(32)를 용접하여 일체화시킨 후에 상기 연결판(31)과 연결판(33)의 전체 길이만큼의 연결판 하나를 그 일체화된 거더(30)와 변단면 플레이트(32)의 일측부에 용접해도 된다.
그리고, 상기 거더(30)의 웨브(web)의 소정 위치에 수직 단부보강재(44)를 추가로 용접설치시키고, 상기 변단면 플레이트(32)의 웨브(web)의 소정 위치에 수직 단부보강재(46)를 추가로 용접설치시킨다(단계 S16). 여기서, 상기 수직 단부보강재(44)와 수직 단부보강재(46)는 상호 동일선상으로 일직선으로 설치된다.
이와 같이 상기 일체화된 SRC교각(34) 및 연속화 연결부재(36)를 공장에서 제작하고, 일체화된 거더(30) 및 변단면 플레이트(32)를 공장에서 제작한 후에는, 각각을 트레일러에 싣고서 공사현장으로 이동한다.
이후, 공사현장에 도착하면 먼저 상기 일체화된 SRC교각(34) 및 연속화 연결부재(36)를 제위치에 위치시킨 후에, 크레인으로 상기 일체화된 거더(30) 및 변단면 플레이트(32)를 지지하면서 그 연속화 연결부재(36)의 양측부(즉, 좌측부 및 우측부)에 각각의 거더(30) 및 변단면 플레이트(32)를 볼트결합시킨다(단계 S18).
그리고 나서, 인접한 거더(30)와 거더(30)간을 시공이음부재(60, 62, 64, 66, 68, 70)로 상호 연결시킨다(단계 S20).
상술한 바와 같은 본 발명의 교량의 연속교화 구조 및 그 시공방법은 지간이 짧은 교량에 유효하게 적용된다. 즉, 지간이 짧은 교량의 상판을 연속적으로 연결하여 연속교의 형태로 만드는데 유효하게 적용된다.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, SRC교각에서 교량의 연속화 연결부재로 사용하기 위해 H형강을 수직으로 확장하고 그 수직확장된 H형강(연속화 연결부재)의 좌측 및 우측에 거더를 크레인으로 지지한 후에 볼트로 연결시킴으로써, 신속한 시공이 가능하게 되고 그로 인해 교통 흐름에 크게 지장을 주지 않게 된다.
특히, 교좌장치를 생략할 수 있고 볼트 이음으로 인해 교량의 구조를 간편하게 할 뿐만 아니라 시공비를 절감할 수 있게 된다.
그리고, 낙교 방지가 가능하여 내진성능 향상을 기대할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (12)

  1. SRC교각내의 H형강이 해당 SRC교각내에서 일체로 수직 상향되게 돌출연장되어 연속화 연결부재로 되고, 상기 연속화 연결부재의 좌우측 단면부에는 체결구멍이 형성되며, 체결구멍이 형성된 연결판이 일측 단부에 용접된 거더 및 변단면 플레이트가 상호 결합된 채로 상기 연속화 연결부재의 좌우측 단면부에 각각 결합되고, 인접한 상기 거더의 타측 단부는 소정의 시공이음부재에 의해 상호 결합된 것을 특징으로 하는 교량의 연속교화 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 돌출연장된 연속화 연결부재의 웨브에는 수직 단부보강재 및 수평 단부보강재가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 교량의 연속교화 구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 거더 및 변단면 플레이트의 웨브에는 수직 단부보강재가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 교량의 연속교화 구조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 연속화 연결부재에 대하여 상기 거더 및 변단면 플레이트는 볼트 및 너트에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 교량의 연속교화 구조.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 소정의 시공이음부재는, 상호 인접된 거더들의 상단 플랜지 부분에 상하로 덧대어져서 체결구에 의해 서로 체결되는 제 1이음판, 상기 상호 인접된 거더들의 하단 플랜지 부분에 상하로 덧대어져서 체결구에 의해 서로 체결되는 제 2이음판, 및 상기 상호 인접된 거더들의 상단 플랜지와 하단 플랜지 사이에 체결구에 의해 수직으로 설치되는 수직재로 구성되는 것을 특징으로 하는 교량의 연속교화 구조.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 체결구는 볼트 및 너트로 이루어진 것을 특징으로 하는 교량의 연속교화 구조.
  7. SRC교각을 제작하되, 상기 SRC교각내의 H형강을 연속화 연결부재로 하기 위해 해당 SRC교각내에서 일체로 수직 상향되게 돌출연장시키면서 돌출연장된 좌우측 단면부에 체결구멍을 형성시키는 제 1과정;
    체결구멍이 형성된 연결판이 일측 단부에 결합된 거더 및 변단면 플레이트를 상호 결합되게 제작하는 제 2과정;
    공사현장으로 이동되어 제위치에 설치된 상기 SRC교각상의 연속화 연결부재의 좌우측 단면부에 상기 제작된 거더 및 변단면 플레이트의 일측 단부를 결합시키 는 제 3과정; 및
    상기 거더간의 인접하는 부위를 소정의 시공이음부재에 의해 상호 결합시키는 제 4과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 교량의 연속교화 시공방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 돌출연장된 연속화 연결부재의 웨브에 수직 단부보강재 및 수평 단부보강재를 추가로 설치시키는 것을 특징으로 하는 교량의 연속교화 시공방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 거더 및 변단면 플레이트의 웨브에 수직 단부보강재를 추가로 설치시키는 것을 특징으로 하는 교량의 연속교화 시공방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제 3과정에서의 결합은 볼트 및 너트에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 교량의 연속교화 시공방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 소정의 시공이음부재로는, 상호 인접된 거더들의 상단 플랜지 부분에 상하로 덧대어져서 체결구에 의해 서로 체결되는 제 1이음판, 상기 상호 인접된 거더들의 하단 플랜지 부분에 상하로 덧대어져서 체결구에 의해 서로 체결되는 제 2 이음판, 및 상기 상호 인접된 거더들의 상단 플랜지와 하단 플랜지 사이에 체결구에 의해 수직으로 설치되는 수직재를 사용하는 것을 특징으로 하는 교량의 연속교화 시공방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 체결구는 볼트 및 너트로 이루어진 것을 특징으로 하는 교량의 연속교화 시공방법.
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