KR101011969B1 - 슬라이딩 수단을 이용한 프리캐스트 박스 구조물 시공방법 - Google Patents

슬라이딩 수단을 이용한 프리캐스트 박스 구조물 시공방법 Download PDF

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Abstract

박스 구조물을 현장 타설 콘크리트와 거푸집에 의한 시공을 하지 않고, 프리캐스트 박스 구조물을 이용하여 신속하게 설치하게 되는데 이를 위해 길이방향으로 다수의 세그먼트 박스 구조물을 슬라이딩 시키면서 연속적으로 프리캐스트 박스 구조물이 시공될 수 있도록 하게 된다. 이에 박스 구조물을 보다 용이하게 시공할 수 있으며 저판부에 양 벽체부와 상판부를 용이하게 연결하면서 시공할 수 있고, 특히 프리캐스트 상부 세그먼트는 우각부 철근, 연결철근과 함께 우각부에서 양 벽체부 세그먼트와 서로 합성되어 우각부 발생하는 하중에 대하여 효과적으로 저항할 수 있도록 하게 된다.

Description

슬라이딩 수단을 이용한 프리캐스트 박스 구조물 시공방법{PRECAST BOX STRUCTURE CONSTRUCTION METHOD USING SLIDING APPARATUS}
본 발명은 슬라이딩 수단을 이용한 프리캐스트 박스 구조물 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 터파기된 지반 내측에 박스 구조물을 길이방향으로 연속하여 시공함에 있어서 보다 신속하고 경제적으로 박스구조물을 시공할 수 있도록 한 슬라이딩 수단을 이용한 프리캐스트 박스 구조물 시공방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 지중에 설치된 박스 구조물 시공단면도이다.
이러한 박스 구조물(10)은 길이방향으로 연장되도록 설치되는데 예컨대 지하차도를 시공하는 경우를 살펴볼 수 있다.
이에 상기 박스 구조물(10)은 도로 등의 지하에 설치되어야 하므로 도로를 무한정 통제 할 수 없으므로 먼저 상기 박스 구조물(10)을 설치할 공간을 확보한 후 상부에 복공판(20)을 설치하여 교통흐름에 방해가 되지 않도록 하게 된다.
이를 위해 박스 구조물(10)이 설치되어야 내측공간을 확보하기 위하여 지중에 파일(31)을 횡방향으로 이격시켜 다수가 길이방향으로 이격되도록 설치하게 된다.
이때 길이방향으로 이격 설치된 파일(31) 사이사이에 미도시된 토류판이 설치되도록 하여 일종의 토류벽이 형성되도록 함으로써 추후 터파기에 의한 내측공간으로 주위 지반(G1)이 붕괴되어 유입되지 않도록 하게 된다.
또한 상기 토류벽에는 토압에 효과적으로 저항하도록 하방경사지게 어스앵커(40)를 주위지반쪽으로 다수 연장 설치하게 된다.
이에 양 토류벽 사이를 터파기 하게 된다. 지표면으로부터 하방으로 계속 터파기 하면서 내측공간부(S1)를 확보하게 되는데 터파기가 어느 정도 진행되면 내측공간부 상부에 복공판(20)이 얹어질 수 있도록 상부 스트럿(51)을 설치하게 된다. 이러한 상부 스트럿(51)은 길이방향으로 다수 이격되어 설치된 H형강을 주로 이용하게 된다.
이때, 상기 상부 스트럿(51)의 횡방향 연장길이가 길어지게 되면 복공판(20)으로부터 전달되는 하중을 모두 저항할 수 없기 때문에 터파기 이전에 미리 중간파일(32)과 상기 중간파일(32,33)에 설치된 중간 스트럿(52)을 더 설치하게 된다.
이에 상기 중간파일(32)에 의하여 상부 스트럿(51)과 중간 스트럿(52)의 횡방향 연장길이가 커지더라도 안전하게 복공판(20)을 지지할 수 있도록 하게 된다.
이에 하방으로 계속 터파기 하여 박스 구조물(10)을 설치할 공간을 확보할 있게 됨을 알 수 있다.
하지만 상기 박스 구조물(10, 점선)을 설치할 내측공간은 상기 중간파일(32,33)이 차지하는 공간에 의하여 방해가 될 수 밖에 없음을 알 수 있으며, 이에 통상 상기 중간파일(32)들은 박스 구조물(10)의 상판부(13)와 저판부(11)에 아예 매립되도록 현장타설 콘크리트를 이용하여 박스 구조물(10)을 시공하게 된다.
그러다 보니, 박스 구조물(10)을 설치하기 위하여 미도시된 거푸집을 설치해야 할 뿐만 아니라, 상기 거푸집 내부에는 다량의 철근조립체가 배치되어야 하는데 이러한 철근조립체와 거푸집 설치 시 중간파일(32)이 역시 방해가 되기 때문에 실제 거푸집 설치, 철근조립체의 설치 및 콘크리트 타설 작업의 시공성 및 효율성은 현저하게 낮아질 수 밖에 없고 시공품질 확보가 매우 어렵게 될 수 밖에 없었다.
나아가 최종 박스 구조물(10, 점선으로 표시됨)을 어렵게 시공한 이후에는 상기 박스 구조물10)을 관통하여 상판부(13) 상방으로 중간파일(32)이 돌출되어 있고, 박스 구조물(10)의 내측공간에도 연장되어 있으므로 중간 스트럿(52)과 상부 스트럿(51)과 함께 제거함에 있어, 상기 중간파일(32)의 상단 및 중간부위를 각각 별도로 제거해야 하는 공종이 필연적이므로 그 제거에 있어 시공성이 현저하게 떨어질 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.
결국, 종래 현장에서 거푸집을 이용하여 콘크리트를 타설하는 방식으로 박스 구조물을 지중에 터파기된 내측공간에 설치하기 위해서 너무 많은 노력과 시간이 소요되고 있어 이를 개선할 필요가 있게 됨을 알 수 있다.
이에 본 발명은 지반을 터파기 하여 형성시킨 내측공간부를 형성시키고 상기 내측공간부에 박스 구조물을 길이방향으로 연장형성 시킴에 있어서 박스 구조물을 보다 용이하면서도 신속하에 설치할 수 있도록 하여 시공성을 획기적으로 증진시키면서 공기를 단축하여 경제적으로 박스 구조물을 시공할 수 있는 박스 구조물 시공방법 제공을 그 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
이에 본 발명은
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여,
첫째, 상기 박스 구조물을 현장 타설 콘크리트와 거푸집에 의한 시공을 하지 않고, 프리캐스트 박스 구조물을 이용하여 신속하게 설치하게 되는데 이를 위해 길이방향으로 다수의 세그먼트 박스 구조물을 슬라이딩 시키면서 연속적으로 프리캐스트 박스 구조물이 시공될 수 있도록 하게 된다.
이에 본 발명은
터파기된 지반에 저판부; 상기 저판부 상방으로 연장 형성된 프리캐스트 벽체부; 및 상기 프리캐스트 벽체부 상부 사이에 형성된 상판부를 포함하는 박스구조물을 길이방향으로 연속 형성시키는 시공 방법에 있어서, 상기 저판부는 터파기에 의한 내측공간부(S1) 저면에 현장타설 콘크리트에 의하여 먼저 길이방향으로 연장 형성시키고,
상기 저판부 상면에 우각부 철근이 상면에 형성된 프리캐스트 벽체부 세그먼트를 세팅하고 상기 저판부 길이방향으로 슬라이딩시켜 이동시킨후 설치된 다수의 프리캐스트 벽체부 세그먼트를 길이방향으로 연결시켜 프리캐스트 벽체부를 형성시키고,
양 단부면에 연결철근이 돌출되도록 제작된 프리캐스트 상판부 세그먼트의 양 단부저면을 프리캐스트 벽체부 세그먼트 상면 내측에 세팅하고 상기 저판부 길이방향으로 슬라이딩시켜 이동시킨 후, 설치된 다수의 프리캐스트 상판부 세그먼트를 길이방향으로 연결시켜 상기 프리캐스트 상판부 세그먼트 양 측면과 프리캐스트 벽체부의 상부에 우각부 형성공간(S2)이 형성되도록 하고,
상기 우각부 철근를 우각부 형성공간(S2)으로 연장시켜 프리캐스트 상판부 세그먼트의 상부로 절곡되도록 연장시킨 후 상기 프리캐스트 상판부 세그먼트의 연결철근과 서로 연결시키고, 상기 연결철근과 우각부 철근이 매립되도록 우각부 형성공간(S2)과 프리캐스트 상판부 세그먼트 상부공간에 콘크리트를 타설하여 형성시킨 우각부 콘크리트와 상부 콘크리트에 의하여 프리캐스트 벽체부 세그먼트와 프리캐스트 상판부 세그먼트가 서로 합성되도록 강결시켜 상판부를 형성시키는 단계를 포함하는 슬라이딩 수단을 이용한 프리캐스트 박스 구조물 시공방법을 제공하게 된다.
둘째, 상기 박스 구조물을 구성하는 프리캐스트 벽체부 세그먼트와 연결되는 프리캐스트 상부 세그먼트를 빔 형태로 제작하여 길이방향으로 서로 접하도록 설치하고, 이를 거푸집 삼아 우각부 콘크리트와 상부 콘크리트를 타설 및 양생시켜 최종 박스 구조물의 상판부가 형성될 수 있도록 하였다.
즉, 프리캐스트 상부 세그먼트를 상판부로 구성하도록 할 경우 그 단면크기가 커질 수밖에 없기 때문에 제작, 운반 및 설치에 매우 불리하므로 본 발명은 이러한 빔을 일종의 빔 세그먼트 형태로 제작할 수 있도록 하여 박스 구조물의 상부 콘크리트 거푸집 역할을 하면서도 그 자체로서 양 벽체부 세그먼트 사이에서 충분한 횡방향 연장 길이를 가지도록 하고, 우각부에 있어 세그먼트들의 합성에 의한 강결효과를 가질 수 있도록 연결철근과 우각부 철근을 이용하여 우각부 및 상부 콘크리트를 현장 타설시켜 형성되도록 한 것이다.
셋째, 상기 저판부 상방으로 연장 형성된 프리캐스트 벽체부;는 서로 전단키와 전단홈에 의한 기계적 물림작용으로 서로 수평력에 효과적으로 저항하도록 하였다. 이에 상기 전단홈은 벽체부 저면에 파여진 홈 형태로 형성시키고, 상기 전단키는 저판부 상면에 상방돌출된 키 형태로 형성되도록 하게 된다.
본 발명에 의하여 박스 구조물에 있어 횡방향 연장길이를 충분히 확보할 수 있으면서도 시공성을 확보할 수 있고, 프리캐스트 상부 세그먼트의 크기에 따른 중량이 커지지 않도록 단면을 최적화 시켜 박스구조물의 시공성 및 경제성을 충분히 확보할 수 있는 조립식 박스구조물 시공이 가능하게 된다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
도 1은 종래 지중에 설치되는 박스 구조물의 시공단면도,
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명에 의한 박스 구조물 시공순서도,
도 3a, 도 3b, 도 c 및 도 3d는 본 발명에 의한 저판부와 벽체부의 결합사시도, 벽체부와 상판부의 결합사시도 및 우각부 연결도,
도 4는 본 발명에 의한 박스 구조물의 횡단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.
먼저 본 발명에 의한 박스 구조물(A)은 지중에 설치하고, 이러한 박스 구조물을 시공함에 있어 그 상부에 가설재(400)를 이용하여 복공판(440, 상부구조물)을 설치하고 상기 복공판 위로 차량이 통행될 수 있도록 하여 교통이 방해받지 않도록 하게 된다.
이를 위해 가설재(400)는 예컨대 도 2a와 같이 양 외측파일(410)을 이용한 토류벽(420), 스트럿(430) 및 복공판(440)으로 구성하여 설치할 수 있다.
이에 토류벽(420) 설치를 의한 양 외측파일(410)을 먼저 횡방향으로 이격시켜 설치하되, 길이방향(종방향)으로 다수를 이격시켜 설치하게 된다. 이러한 양 외측파일(410)은 박스 구조물의 연장길이에 따라 그 설치 개수가 정해지게 될 것이다.
이에 양 외측파일(410))을 설치한 이후에는 박스 구조물을 설치하기 위한 내측공간부(S1)를 형성시키기 위하여 파일들 사이사이 지반 표면으로부터 하방으로 터파기 하게 된다.
이때 상기 양 외측파일(410)에 있어 길이방향 사이사이에는 토표판을 설치하여 양 외측파일(410) 주위 지반이 터파기된 내측공간으로 유입되지 않도록 하게 된다.
이에 상기 양 외측파일(410)과 토표판에 의한 벽체를 본 발명에서는 토류벽(420)이라고 지칭하기로 한다.
이에 상기 토류벽(420)에는 주위 지반에 의한 토압이 작용하게 되는에 토압이 커질 경우 토류벽(420)의 붕괴가 우려되므로 상기 토류벽(420)에는 어스앵커(450)을 시공할 수 있다.
이에 상기 어스앵커(450)는 일종의 앵커체로써 토류벽(420)을 주위 지반(G1)에 고정시키는 역할을 하게 된다.
이러한 토류벽(420)에 의한 주위 지반(G1)의 붕괴 등을 방지하면서 터파기를 계속하게 되며, 이에 설치된 양 외측파일이 노출되도록 함을 알 수 있다. 이러한 노출과정 중에 양 외측파일의 상부에는 예컨대 상부 스트럿(431)과 중간 스트럿(미도시)에 의한 스트럿(430)을 설치할 수 있다.
이러한 스트럿(430)은 양 외측파일(410)을 서로 횡방향으로 구속시켜 주어 양 외측파일의 위치를 고정시키고, 서로 일체화된 양 외측파일이 작용하중을 용이하게 저항할 수 있도록 하게 되는데, 상기 상부 스트럿(431) 상면에는 복공판(440)을 설치하여 터파기 시공에 의한 교통 방해를 해소할 수 있도록 하게 된다.
이에 복공판(440)을 최대한 신속하게 설치하면서 지속적인 터파기 작업을 계속하여 최종 박스 구조물 시공을 위한 내측공간부(S1)를 확보할 수 있도록 함이 바람직하다.
이에 박스 구조물 일부를 내측공간부에 설치하게 되며, 이는 프리캐스트 박스 구조물을 이용하게 된다.
또한 상기 프리캐스트 박스 구조물을 구성하는 부재를 다수의 세그먼트로 분할 제작하여 내측공간부(S1)에 조립식으로 설치하게 되며, 이러한 조립식 설치는 길이방향으로 상기 세그먼트들을 슬라이딩시켜 이동시켜 가면서 설치하는 방식을 따르게 된다.
이를 위해 도 2b와 같이 저판부(100)를 먼저 설치하게 되는데 이러한 저판부(100)는 결국 상기 세그먼트들을 길이방향으로 슬라이딩시켜 이동시켜 가면서 설치하기 위한 일종의 바닥판의 역할을 하게 된다.
이를 위해 상기 저판부(100)는 거푸집을 이용하여 현장타설 콘크리트를 이용하여 시공하게 된다.
이러한 방식을 이용하는 이유는 저판부(100)의 경우 거푸집 설치면적이 크지않아 거푸집 설치에 의한 어려움이 크지 않기 때문에 시공에 그다지 어려움이 없으며 오히려 프리캐스트 세그먼트 저판부를 이용할 경우 오히려 그 반입 및 설치에 더 많은 노력이 요구될 수 있기 때문이다.
이에 최종 저판부(100)는 내측공간부(S1) 저면에 현장타설 콘크리트에 의하여 먼저 길이방향으로 연장 형성시키게 됨을 알 수 있으며, 이러한 저판부(100)가 먼저 시공되면 후술되는 벽체부(200)와 상판부(300)를 설치하기 위한 안정적인 바닥판 설치가 완성될 수 있게 된다.
다음으로 도 2b와 같이 상기 저판부(100)의 양 측단 및 중앙 상면에는 벽체부(200)가 상방으로 연장되도록 설치해야 되는데, 이러한 벽체부(200)는 상하방향으로 설치되어야 하기 때문에 거푸집 설치면적도 크게 되고, 그 내부에 철근 조립체를 추가 설치한 후 콘크리트를 타설하는 경우 거푸집 내부로의 충진도 용이하지 않기 때문에 시공성이 매우 떨어지게 되고 통상 시공공기도 지연될 수 밖에 없다.
이에 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)를 이용하여 설치함에 있어서 그 반입은 그 크기를 최소화해야 하는데 문제는 이러한 최소화된 크기로 제작된 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)의 설치에 많은 노력이 요구된다는 점이다.
본 발명은 이러한 노력을 줄이기 위하여 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)를 바닥판의 역할을 하는 저판부(100) 상면에 세팅하여 놓은 다음에 슬라이딩시켜 길이방향으로 다수를 연속설치한 후, 연속 설치된 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)를 서로 연결시켜 일체화 시키게 된다.
도 3a는 상기 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)의 일예가 도시되어 있는데 다양한 형태로 제작될 수 있으나 가장 간단하게는 예컨대 I형 단면 형태의 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)가 이용되고 있음을 알 수 있으며 후술되는 상판부(300)의 연결철근(311)과 연결시킬 우각부철근(211)이 상면으로부터 연장되도록 형성시키고 있음을 알 수 있다.
다음으로 상기 완성된 저판부(100) 상면 중 벽체부(200)가 설치되어야 상면에 슬라이딩수단(500)을 설치하게 된다.
예컨대, 이러한 슬라이딩수단(500) 중에 가장 간편하게 이용할 수 있는 것이 레일(510)과 롤러수단(520)이다.
먼저 상기 레일(510)은 예컨대 저판부(100) 상면에 고정된 수평판재(511)와 상기 수평판재(511) 상면 중앙에 돌출 형성된 돌출지지부(512)로 형성시킬 수 있다.
이에 상기 돌출지지부(512)을 따라 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)가 슬라이딩 될 수 있도록 탈착이 가능한 슬라이딩수단을 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210) 저면에 설치하게 된다.
즉, 상기 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210) 저면에 탈착이 가능하도록 설치된 수평판재(521)와 상기 수평판재(521) 중앙 저면에 설치된 롤러(522)를 설치할 수 있다.
이에 상기 돌출지지부(512)에 지지되면서 슬라이딩되는 롤러(522)를 통해 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)는 저판부(100)를 따라 길이방향으로 다수를 연속하여 설치할 수 있음을 알 수 있다.
이러한 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)는 도 3b와 같이 최종 강봉 등을 포함하는 연결재(530)를 이용하여 최종 일체화시키게 되며, 연결재에 의한 일체화 방법은 프리캐스트 구조물의 일체화 방법으로써 통상적인 수단에 의할 수 있을 것이다.
즉, 상기 강봉을 이용하여 압착시켜 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)의 일체성을 확보할 수 있도록 하고, 각각의 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)는 지수재를 사용하여 연결부위의 누수등이 방지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이에 이러한 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)의 연속 설치는 시공성 및 신속성을 충분히 확보할 수 있게 됨을 알 수 있다.
나아가 상기 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)의 길이방향으로의 연속 설치가 완료되면, 임시로 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)가 저판부(100) 상면 위에 받침클램프 등과 같은 임시지지장치를 설치하고, 상기 슬라이딩 수단(500)을 제거하고, 상기 임시지지장치를 제거하면서 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)가 저판부(100) 상면에 안착될 수 있도록 할 수 있다.
또한 상기 저판부(100) 상방으로 연장 형성된 프리캐스트 벽체부(210)는 서로 전단키와 전단홈에 의한 기계적 물림작용으로 서로 수평력에 효과적으로 저항하도록 하기 위하여 상기 전단홈은 벽체부 저면에 파여진 홈 형태로 형성시키고, 상기 전단키는 저판부 상면에 상방 돌출된 키 형태로 형성되도록 하게 된다.
따라서 본 발명의 벽체부(200)는 양 측 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)로써 신속하게 설치될 수 있음을 알 수 있다.
다음으로는 서로 길이방향으로 일체화되어 연속설치된 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210) 상면에 도 2c 및 도 3c와 같이 상판부(300)를 설치하게 된다.
먼저 상기 상판부(300)도 기본적으로 프리캐스트 상판부 세그먼트(310) 다수를 길이방향으로 연속 설치하기 위하여 슬라이딩수단(500)을 이용하게 된다.
이러한 슬라이딩수단(500) 중에 가장 간편하게 이용할 수 있는 것도 앞서 살펴본 레일(510)과 롤러수단(520)이 이용된다.
먼저 상기 레일(510)은 예컨대 양 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210) 상면에 고정된 수평판재(511)와 상기 수평판재(511) 상면 중앙에 돌출 형성된 돌출지지부(512)로 형성시킬 수 있다.
이에 상기 돌출지지부(512)를 따라 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)가 슬라이딩 될 수 있도록 탈착이 가능한 슬라이딩수단을 프리캐스트 상판부 세그먼트(310) 저면에 설치하게 된다.
즉, 상기 프리캐스트 상판부 세그먼트(310) 저면에 탈착이 가능하도록 설치된 수평판재(521)와 상기 수평판재(521) 중앙 저면에 설치된 롤러(522)를 설치할 수 있다.
이에 상기 돌출지지부(512)에 지지되면서 슬라이딩되는 롤러(522)를 통해 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)는 벽체부(200)를 따라 길이방향으로 다수를 연속하여 설치할 수 있음을 알 수 있다.
이러한 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)도 최종 강봉 등을 포함하는 연결재를 이용하여 최종 일체화시킬 수 있으며 이러한 연결재에 의한 일체화 방법은 프리캐스트 구조물의 일체화 방법으로써 통상적인 수단에 의할 수 있을 것이다.
역시 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)는 지수재를 사용하여 연결부위의 누수등이 방지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
단지, 도 3c에는 상기 연결재가 도시되어 있지 않았는데 이는 추후 우각부콘크리트와 상부콘크리트 및 연결철근(311), 우각부 철근(211)에 의하여 상판부(300)가 벽체부(200)가 일체화될 수 있으므로 달리 필요하지 않을 수 있어 이를 생략한 것이다.
나아가 상기 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)의 길이방향으로의 연속 설치가 완료되면, 임시로 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)가 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210) 상면 위에 받침클램프 등과 같은 임시지지장치를 설치하고, 상기 슬라이딩 수단(500)을 제거하고, 상기 임시지지장치를 제거하면서 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)가 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210) 상면에 안착될 수 있도록 할 수 있다.
이러한 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)는 양 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210) 상면 사이에 설치되도록 연장길이를 가지며 상면에 전단철근(314)이 형성된 상부 슬래브판(312); 상기 상부 슬래브판(312) 저면에 하부로 연장되며 상부 슬래브판(312)의 연장길이를 가지도록 형성된 직육면체 구체 형태의 양 단부(313)로 구성된 T형 단면부재로 형성된 빔 형태로 제작된 것을 이용하도록 할 수 있다.
이때, 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)의 양 단부는 헌치부의 역할을 할 수 있도록 확장단면부로 형성되도록 하고, 중간에는 구체를 가로지러는 종방향보강구체가 더 형성되도록 한다.
이는 그 중량을 최소화 시킬 수 있으면서도 구조적으로도 충분한 강성을 확보하기 위함이며, 이로서 본 발명은 횡방향 길이가 긴 박스 구조물과 같은 구조물을 시공함에 있어 휨 부재로서 가장 큰 하중을 분담하는 상부 슬래브판(312)을 최적화 단면으로 설계 할 수 있고 이에 따라 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)를 운반, 시공함에 있어 시공성 및 경제성을 보다 향상 시킬 수 있게 된다.
이러한 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)는 도 3d와 같이 양 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)사이의 내측면에 양 단부 저면이 단순 지지되도록 설치하게 된다.
이는 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)의 횡방향 연장길이를 최소화 할 수 있도록 하면서 우각부 형성공간(S2)을 충분히 확보할 수 있도록 하기 위함이다.
즉, 상기 우각부는 후술되는 바와 같이 별도 우각부 콘크리트(320)를 통해 확보하므로 이러한 우각부 콘크리트(320)의 형성공간을 방해하지 않도록 하기 위하여 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)를 양 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210) 사이의 내측면에 단순 지지되도록 하는 것이다.
이에 이러한 우각부 형성공간(S2)에서 양 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)를 포함하는 벽체부(200), 프리캐스트 상판부 세그먼트(310) 및 후술되는 우각부 콘크리트(320)와 상부 콘크리트(330)가 서로 연결되어 합성되도록 하여 이들이 서로 강결되도록 하게 된다.
이에 이러한 우각부 형성공간(S2)에는 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)의 연결철근(311)이 연장되도록 한다.
이에 상기 연결철근(311)은 적어도 1개 이상이 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)의 내부로부터 양 단부면으로 돌출되어 우각부 형성공간(S2)으로 연장시키게 된다.
이러한 연결철근(311)은 후술되는 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)의 우각부 철근(211)과 서로 연결되어 벽체부(200)와 상판부(300)가 서로 구조적으로 일체화되도록 하게 된다.
상기 우각부 철근(211)은 도 3d와 같이 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210) 상면으로부터 상기 우각부 형성공간(S2)으로 돌출되어 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)의 상부로 절곡되어 연장되도록 배치된다.
이때 상기 우각부 형성공간(S2)에서 연결철근(311)과 우각부 철근(211)이 서로 연결되게 된다.
결국 우각부 형성공간(S)을 경유하여 우각부 철근(211)은 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)의 상부로 절곡되어 추후 타설되는 상부 콘크리트(330)에 매립되면서 결국, 상부 콘크리트(330)가 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)와 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)에 서로 합성되어 강결되도록 함을 알 수 있다.
이때, 상기 프리캐스트 상판부 세그먼트(310) 상면에는 상부 콘크리트(330)의 부착 성능 확보를 위하여 역 ㄷ 자 형태의 전단철근(314)을 형성되도록 함이 바람직하다.
이로써 도 2c와 같이 프리캐스트 상판부 세그먼트(310) 상부에는 일정 두께에 의한 상부 콘크리트(330)가 형성되며 우각부 콘크리트(320)에 의하여 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)와 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)가 강결되어 합성된 박스 구조물 시공이 이루어지게 됨을 알 수 있다.
도 4는 최종 완성된 상태의 다른 박스형 구조물의 정면도를 도시한 것인데, 상판부(300)의 횡방향 길이에 따라서는 안전성을 위하여 차도 구분 등을 위하여 상기 저판부(100) 중앙 상면과 상판부(300)의 중앙 저면 사이에는 중간 기둥세그먼트(500)의 상단 및 하단이 고정 설치되도록 할 수 있다.
이러한 중간 기둥세그먼트(500)도 프리캐스트 방식으로 제작된 것을 이용하는 것이 바람직 하지만 이에 한정되는 것은 아니고, 거푸집 및 콘크리트를 이용하여 현장에서 직접 제작해도 상관은 없으며,
상기 도 4의 경우에는 프리캐스트 방식의 중간 기둥부(600)가 설치되도록 함을 알 수 있다.
시공순서로는 먼저 저판부(100)의 개락 중앙부 상면에 중간 기둥 세그먼트(610)를 세팅하고 나서 역시 슬라이딩 수단(500)을 이용하여 길이방향으로 슬라이딩시켜 가면서 설치하면 된다.
물론 먼저 설치된 가설재(400)는 모두 제거되도록 하게 되며, 최종 저판부(100), 벽체부(200), 상판부(300) 및 중간기둥부(600) 설치에 있어 가설재의 존재에 의하여 시공이 방해되지 않음을 알 수 있게 된다.
100: 저판부
200: 벽체부
210: 프리캐스트 벽체 세그먼트
300: 상판부
310: 프리캐스트 상판 세그먼트
400: 가설재
500: 슬라이딩수단
510: 레일 520: 롤러수단
600: 중간 기둥부

Claims (5)

  1. 터파기된 지반에 저판부(100); 상기 저판부(100) 상방으로 연장 형성된 프리캐스트 벽체부(200); 및 상기 프리캐스트 벽체부(200) 상부 사이에 형성된 상판부(300)를 포함하는 박스구조물을 길이방향으로 연속 형성시키는 시공 방법에 있어서, 상기 저판부(100)는 터파기에 의한 내측공간부(S1) 저면에 현장타설 콘크리트에 의하여 먼저 길이방향으로 연장 형성시키고,
    상기 저판부(100) 상면에 우각부 철근(211)이 상면에 형성된 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)를 세팅하고 상기 저판부 길이방향으로 슬라이딩시켜 이동시킨후 설치된 다수의 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)를 길이방향으로 연결시켜 프리캐스트 벽체부(200)를 형성시키고,
    양 단부면에 연결철근(311)이 돌출되도록 제작된 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)의 양 단부저면을 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210) 상면 내측에 세팅하고 상기 저판부 길이방향으로 슬라이딩시켜 이동시킨 후, 설치된 다수의 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)를 길이방향으로 연결시켜 상기 프리캐스트 상판부 세그먼트(310) 양 측면과 프리캐스트 벽체부(200)의 상부에 우각부 형성공간(S2)이 형성되도록 하고,
    상기 우각부 철근(211)를 우각부 형성공간(S2)으로 연장시켜 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)의 상부로 절곡되도록 연장시킨 후 상기 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)의 연결철근(311)과 서로 연결시킨 후, 상기 연결철근(311)과 우각부 철근(211)이 매립되도록 우각부 형성공간(S2)과 프리캐스트 상판부 세그먼트(310) 상부공간에 콘크리트를 타설하여 형성시킨 우각부 콘크리트(320)와 상부 콘크리트(330)에 의하여 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)와 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)가 서로 합성되도록 강결시켜 상판부(300)를 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 수단을 이용한 프리캐스트 박스 구조물 시공방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)는 상부 슬래브판(312)과 상기 상부 슬래브판 저면에 하부로 연장되며 길이방향으로 연장된 직육면체 구체 형태의 양 단부(313)로 구성된 빔 형태로 제작된 것을 이용하도록 하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 수단을 이용한 프리캐스트 박스 구조물 시공방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 저판부(100)는 양 저판부(100) 사이에 현장타설 콘크리트로 형성될 수 있도록 하되, 상기 현장타설 콘크리트에 의한 저판부 중앙 상면과 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)의 중앙 저면 사이에는 중간 기둥 세그먼트(600)의 상단 및 하단이 고정 설치되도록 하고,
    상기 저판부(100) 상방으로 연장 형성된 프리캐스트 벽체부(210)는 서로 전단키와 전단홈에 의한 기계적 물림작용으로 서로 수평력에 효과적으로 저항하도록 하기 위하여 상기 전단홈은 벽체부 저면에 파여진 홈 형태로 형성시키고, 상기 전단키는 저판부 상면에 상방 돌출된 키 형태로 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 수단을 이용한 프리캐스트 박스 구조물 시공방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)의 슬라이딩 이동은
    레일(510)과 롤러수단(520)을 이용하되,
    상기 레일(510)은 저판부(100) 상면에 고정된 수평판재(511)와 상기 수평판재(511) 상면 중앙에 돌출 형성된 돌출지지부(512)로 형성시키고,
    상기 돌출지지부(512)를 따라 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)가 슬라이딩 될 수 있도록 상기 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210) 저면에 탈착이 가능하도록 설치된 수평판재(521)와 상기 수평판재(521) 중앙 저면에 설치된 롤러(522)를 설치하여 상기 돌출지지부(512)에 지지되면서 슬라이딩되는 롤러(522)를 통해 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210)가 저판부(100)를 따라 길이방향으로 다수를 연속하여 설치할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 수단을 이용한 프리캐스트 박스 구조물 시공방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)의 슬라이딩 이동은
    레일(510)과 롤러수단(520)을 이용하되,
    먼저 상기 레일(510)은 양 프리캐스트 벽체부 세그먼트(210) 상면에 고정된 수평판재(511)와 상기 수평판재(511) 상면 중앙에 돌출 형성된 돌출지지부(512)로 형성시키고,
    이에 상기 돌출지지부(512)를 따라 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)가 슬라이딩 될 수 있도록 탈착이 가능하도록 프리캐스트 상판부 세그먼트(310) 저면에 탈착이 가능하도록 설치된 수평판재(521)와 상기 수평판재(521) 중앙 저면에 설치된 롤러(522)를 설치하여 상기 돌출지지부(512)에 지지되면서 슬라이딩되는 롤러(522)를 통해 프리캐스트 상판부 세그먼트(310)가 벽체부(200)를 따라 길이방향으로 다수를 연속하여 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 수단을 이용한 프리캐스트 박스 구조물 시공방법.
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