KR101415908B1 - 복합트러스 거더교 가설을 위한 압출공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압출공법을 이용해 복합트러스 거더교를 시공하기 위한 것으로, 보다 상세히는 복합트러스 거더를 구성하는 강트러스 부재의 격점단위로 밀어낼 수 있는 압출공법과, 이를 위해 압출중 교각에 설치되는 임시 지지구조 개발에 관한 것이다.
이를 위해 교각의 전면과 후면에 임시지지구조(21)를 각각 부착하여 복합트러스 거더의 하부격점이 교각의 전면에 도달하면, 콘크리트 하현재(9)와 임시지지구조(21) 사이에 슬라이딩패드(11)를 삽입하여 임시 지점을 형성하고, 삽입된 슬라이딩패드가 교각(6)중심에 설치된 영구받침(7)을 지나 후면에 부착된 임시지지구조를 완전히 벗어나기 전에 전면측 임시지지구조에 도달되는 콘크리트 하현재의 하부격점에 다른 슬라이딩패드를 삽입한다.

Description

복합트러스 거더교 가설을 위한 압출공법{Incremental Launching Method for the Prestressed Composite Truss Girder}

본 발명은 압출공법을 이용해 복합트러스 거더교를 시공하기 위한 것으로, 보다 상세히는 복합트러스 거더를 구성하는 강트러스 부재의 하현격점단위로 밀어낼 수 있는 압출공법과, 이를 위해 압출중에 교각에 설치되는 임시 지지구조에 관한 것이다.

먼저 본 발명의 배경이 되는 복합트러스 거더교의 압출공법을 도 1을 참조로 하여 설명하기로 한다. 도 1에 나타낸 것처럼, 복합트러스 거더교의 압출공법은 제작장(4)에서 표준경간장(L)의 약 1/2에 해당하는 세그멘트(2)로 제작한 다음, 압출교대(5)에 설치된 LIFTING과 PUSHING기능을 겸비한 유압잭(3)을 이용하여 미리 시공된 교각(6)위에 설치된 교량받침(7) 위를 복합트러스 거더(1)가 미끄러져 나가도록 하는 시공법이다.

복합트러스 거더교의 경우, 복부재와 하현재가 만나는 하부 트러스 격점(8)이 도 1(a)에 나타낸 것처럼, 영구받침의 중심상에 놓이도록 하는 것이 바람직하지만, 먼저 교량받침을 영구적으로 설치한 다음 압출을 할 때에는 도 1(b)에 나타낸 것처럼 시공 중에 하현격점과 교량받침의 위치가 서로 어긋나게 될 수 있다.

본 발명에서 다루는 복합트러스 거더교의 가장 큰 구조특징은 강재로 된 복부재를 이용하여 트러스 구조를 형성하는 것을 통해 기존의 콘크리트 박스거더교에 비교해 거더자중을 경감시키도록 한다는 것이다. 즉, 복부재의 전단저항을 통해 연직력이 전달되는 충복의 거더교와는 달리, 트러스 구조는 대부분의 연직력이 경사진 복부재의 축방향 저항력을 통해 전달되는 구조적 특징을 가지며, 복부재로부터 전달되는 축력의 수평성분은 격점구간에서 현재로 전달되며, 연직성분은 인접한 복부재에 전달된다. 그러므로, 이러한 트러스 구조형식에서는 연직력을 교각에 안전하게 전달시키기 위해 지점과 트러스의 하현격점의 위치를 항상 일치되도록 하는것 이 가장 바람직하다.

만약, 교축방향으로의 교량받침의 폭이 복합트러스 거더교의 격점간격보다 크다면 별도의 시설없이도 교량받침을 이용해 제작된 복합트러스 거더교를 격점에 지지된 상태로 밀어내는 것이 가능하지만, 통상적으로 트러스의 격점간격은 교량받침의 폭보다는 훨씬 더 넓고, 표준경간장 70m이상의 교량에서는 교각폭 보다도 넓어지는 경우도 빈번히 발생한다.

도 2에 나타낸 것과 같이, 복합트러스 거더교의 격점간격이 교량받침(7) 및 교각(6)의 폭보다도 넓은 경우의 대응방법으로는 교량 전구간에 걸쳐 복부트러스 거더의 콘크리트 하현재(9)의 두께를 대폭 증가시키는 방안이 있다. 하지만 하현재의 두께를 증가시키면 거더의 자중도 따라서 늘어나, 복합트러스 거더가 지니는 주요장점인 경량성을 잃게 되므로 이것은 합리적인 방안이 될 수가 없다.

다른 방안으로는, 도 3에 나타낸 것과 같이 압출과정동안에 격점단위로의 임시 지점형성이 가능하도록 별도의 임시 지지구조(10)를 교각에 설치한 다음, 콘크리트 하현재(9)의 임시 지지구조에 도달된 격점(8) 바로 밑에 임시 지점 역할을 하는 슬라이딩패드(11)를 삽입하여, 이 슬라이딩패드가 임시 지지구조(10) 위를 미끄러져 가도록 하는 것이다.

본 발명에서는 복합트러스 거더의 하현재 두께를 별도로 증가시키지 않고도 압출공법을 이용해 시공할 수 있는 방법과 이를 위한 교각부 임시지지구조를 제공하는 것을 주요 해결과제로 한다.

전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 각 교각에 가설하고자 하는 복합트러스 거더교의 격점간격 보다도 길이가 더 긴 종방향 임시 지지구조가 형성될 수 있도록 브라켓 형상의 받침대를 교각상단에 매입된 수평강봉과 교각에 형성된 홈(22) 및 받침대의 돌기(22a)를 이용해 고정시킨 다음, 이 위에 교각에 설치된 영구받침의 상단과 동일 높이가 되는 슬라이딩 레일을 설치한다. 그런 다음, 슬라이딩 레일과 영구받침 상단에 소정두께의 강판을 교축방향으로 임시 지지구조 전길이에 걸쳐 용착시키고, 이 강판 위에 얇은 스테인레스 강판을 추가로 용착시켜 압출시 발생되는 거더와 임시 지지구조 사이의 마찰을 최소화 하도록 한다.

상기의 임시 지지구조는 브라켓 형상의 받침대를 교각에 설치하기 위하여 일정크기의 홈을 교각에 미리 형성한 경우에 적합한 형식이며, 설치와 해체가 용이하다는 것을 주요 장점으로 들 수 있다.

또한, 설치된 교각형상의 제약으로 인해 교각에 홈(22)을 형성하는 것이 어려울 경우에는 브라켓 형상의 받침대와 슬라이딩 레일의 기능을 하나로 합친 일체형 임시 지지구조를 교각 위에 걸친 다음, 교각에 미리 설치된 수평 및 수직강봉을 이용해 고정시킨 다음, 임시 지지구조 상면과 교량받침 상단에 소정 두께의 강판을 교축방향으로 임시 지지구조 전길이에 걸쳐 용착시키고, 이 강판 위에 얇은 스테인레스 강판을 추가로 용착시켜 압출시 발생되는 거더와 임시 지지구조 사이의 마찰을 최소화 하도록 한다.

한편, 교각 위에 설치된 영구받침은 거더를 압출하는 도중에 수평방향으로의 이동이나 회전변형이 발생되지 않도록 시공중에는 모든 방향으로의 변형을 구속하는 장치가 필요하다. 하지만, 전체 교량의 길이가 길고, 경간장이 긴 경우에는 계절별 온도차와 콘크리트의 크리프 및 건조수축 등으로 인한 거더 길이의 변화에 대응하기 위해서 매우 큰 규모의 받침을 사용하는 것이 필요하고, 이럴 경우 받침을 가고정시키는데 상대적으로 많은 비용이 소요되고, 압출이 완료된 후에 영구받침을 설치하는 것이 오히려 경제성과 시공성 측면에서 유리할 때도 있다. 이러한 이유로 영구받침을 압출완료 후에 설치하고자 할 때에는 교각에 설치되는 임시 지지구조의 상단높이를 영구받침의 상단높이와 반드시 일치시키지 않아도 되므로 단순한 보형상의 임시 지지구조를 사용하는 것이 가능해진다.

이때, 보형상의 임시 지지구조는 교각 상단에 교축방향으로 전방 및 후방에 각각 미리 매입해 둔 수직강봉을 이용해 교각에 고정시키며, 임시 지지구조 상면에는 얇은 스테인레스 강판을 용착시켜 압출시 발생되는 거더와 임시 지지구조 사이의 마찰이 최소화 되도록 한다.

본 발명에 따른 교각부 임시지지구조를 사용하면, 트러스 구조특성을 갖는 복합거더교를 격점단위로 압출하는 것이 가능하므로 콘크리트 하현재의 두께를 증대시키지 않아도 되므로, 복합트러스 거더교의 주요 장점인 경량성을 유지할 수가 있어 70m이상의 장경간을 갖는 복합트러스 거더교를 압출공법으로 시공하는 것이 가능하다.

제 1도는 복합트러스 거더교의 압출공법 개요도
제 2도는 영구받침 이용시의 압출공법 개요도
제 3도는 격점단위로 압출하기 위한 임시지지구조 개요도
제 4도는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 교각부 임시지지구조 개요도
제 5도는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 교각부 임시지지구조 설치순서도
제 6도는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 교각부 임시지지구조 개요도
제 7도는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 교각부 임시지지구조 설치순서도
제 8도는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 교각부 임시지지구조 개요도

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 나타낸 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 교각부 임시 지지구조의 상세를 나타낸 것으로, 복합트러스 거더의 하부격점을 통해 전달되는 자중으로 인한 연직반력(V)을 교각상단에 매입된 수평강봉을 통해 도입되는 수평력(H)으로 인한 마찰력(F)과 교각에 설치된 홈(22)에서의 콘크리트 지압력(R)을 통해 각각 저항하며, 연직력(V)으로 인한 회전력은 임시 지지구조 하부와 교각전면의 지압력(C)과 수평력(H)로 인해 생기는 우력모멘트로 저항하는 것을 주요 특징으로 한다.

도 4에 나타낸 것과 같이, 전방에 위치한 임시 지지구조(10)의 선단에 복합트러스 거더(1)의 하부격점이 도달하게 되면, 콘크리트 하현재(9)와 임시 지지구조(10) 사이에 슬라이딩 패드(11)를 삽입하여 임시지점을 형성하고, 삽입된 슬라이딩 패드가 영구받침(7)을 통과하여 후방측 임시 지지구조(10)를 완전히 벗어나기 전에 전방측 임시 지지구조(10)에 또 다른 슬라이딩 패드를 삽입하도록 함으로써, 압출중에 하부격점이 항상 지지되도록 한다.

도 5(a)는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 교각부 임시지지구조를 설치하는 순서를 나타낸 것이다. 브라켓 형식의 받침대(21)에는 돌기(22a)가 형성되고, 교각(6)에는 홈(22)이 형성되는데, 돌기(22a)는 홈(22)에 삽입될 수 있다.
돌기(22a)를 홈(22)에 삽입한 다음, 교각상단에 미리 매입한 쉬스관(23) 속으로 강봉(24)을 삽입하고, 그런 다음 긴장잭(27)을 이용하여 강봉(24)에 소정의 긴장력을 도입한 후에 정착너트(26)를 단단히 조여 브라켓 형식의 받침대(21)를 교각(6)에 견고히 밀착시킨다. 이때 교각과 받침대가 접하는 곳의 콘크리트가 파손되는 것을 방지하기 위하여 받침대 상단과 하단에 각각 소정크기의 탄성고무패드(25)를 삽입한다.

도 5(b)에 나타낸 것과 같이, 일단 브라켓 형식의 받침대가 교각에 견고히 밀착되고 나면 보형식의 슬라이딩 레일(30)을 받침대(21)의 상면에 고장력볼트(31)를 이용해 고정시키고, 슬라이딩 레일(30)의 나머지 구간은 교각 상단에 미리 매입된 앵커(28)와 지압패드(29) 위에 거치한 너트(32)를 이용해 결합시킨다. 그런 다음 슬라이딩 레일과 영구받침 위에 긴 수평강판(33)을 용착하고, 수평강판위에 얇은 스테인레스 강판을 추가로 용착하여 슬라이딩 패드 이동시의 마찰이 최소가 되도록 한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 교각부 임시지지구조의 구성도를 나타낸 것으로, 복합트러스 거더의 하부격점을 통해 전달되는 자중으로 인한 연직반력(V)을 교각상단에 매입된 수평강봉을 이용해 도입되는 수평력(H)으로 인한 마찰력(F)과 교각상면에서의 콘크리트 지압력(R)을 통해 저항하며, 연직력(V)으로 인한 회전력은 임시 지지구조 하부와 교각전면의 지압력(C)과 수평력(H)로 작용으로 인한 우력모멘트와 교각상면에 생기는 지압력(R)과 인장력(T) 작용으로 인한 우력모멘트의 합으로 각각 저항하는 것을 주요 특징으로 한다.

도 7(a)는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 교각부 임시지지구조를 설치하는 순서를 나타낸 것으로써, 먼저 교각에 영구받침(7)을 설치한 다음, 영구받침의 전후에 수직강봉(42)을 매입용 고정정착판(43)과 쉬스관(44)을 이용해 교각과 비부착상태로 매입하고, 임시 지지구조와 닿는 부분의 교각 콘크리트를 보호하기 위한 지압패드(29)를 설치한다.

다음으로, 도 7(b)에 나타낸 것처럼 본 발명에 따른 일체형 임시 지지구조(41)를 교각(6) 상단에 돌출된 수직강봉(42)을 통과하여 걸쳐지도록 한 다음, 교각상단에 미리 매입한 수평쉬스관(45) 속으로 강봉(24)을 삽입하고, 그런 다음 긴장잭(27)을 이용하여 강봉(24)에 소정의 긴장력을 도입한 후에 수평강봉과 수직강봉의 정착너트(26)를 각각 단단히 조임으로써 교각(6)에 견고히 밀착시킨다. 이때 교각과 임시 지지구조가 접하는 면의 콘크리트 파손을 방지하기 위하여 상부 및 하부 접합면에 소정크기의 탄성고무패드(25)를 삽입한다. 그런 다음 슬라이딩 레일과 영구받침 위에 긴 수평강판(33)을 용착하고, 수평강판위에 얇은 스테인레스 강판을 추가로 용착하여 슬라이딩 패드 이동시의 마찰이 최소가 되도록 한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 교각부 임시지지구조의 구성도를 나타낸 것으로, 복합트러스 거더의 하부격점을 통해 전달되는 자중으로 인한 연직반력(V)을 교각상단에 매입된 수직강봉에 이용해 형성되는 지점반력(R,T)으로 저항하는 것을 주요 특징으로 한다.

도 8에 나타낸 것과 같이, 복합트러스 거더의 한 격점보다 긴 보형상의 임시 지지구조(51)를 교각상단에 미리 매입해 둔 수직강봉(42)을 이용해 2개의 지지점을 갖는 양단 내민보 구조를 형성시킨다. 이때, 지지점이 형성되는 위치에는 임시 지지구조(51)와 교각상면 사이에 소정크기의 탄성고무패드(29)를 삽입하며, 임시 지지구조 상면에는 전 길이에 걸쳐 수평강판(33)을 용착하고, 수평강판 위에 얇은 스테인레스 강판을 추가로 용착하여 슬라이딩 패드 이동시의 마찰이 최소가 되도록 한다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 사용한 용어들은 본 발명을 설명하기 위해 사용된 것이지 의미의 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것은 아니다.

1 : 복합트러스 거더
2 : 복합트러스 거더 세그먼트
3 : LIFTING & PUSHING 잭
4 : 세그먼트 제작장
5 : 압출교대
6 : 교각
7 : 영구받침
8 : 복합트러스 거더의 하부격점
9 : 복합트러스 거더의 콘크리트 하현재
10 : 교각부 임시지지구조
11 : 슬라이딩 패드
21 : 브라켓 형식의 받침대
24,42 : 고강도 강봉
30 : 슬라이딩 레일
31 : 고장력 볼트
41 : 일체형 교각부 임시 지지구조
51 : 내민보 구조형식 임시 지지구조

Claims (7)

1. 제작장에서 소정길이로 제작되는 거더세그먼트를 유압잭을 이용하여 기시공된 교각을 통과하면서 순차적으로 밀어내는 과정을 통해 복합트러스 거더교를 건설하는 공법에 있어서,
   교축진행방향을 기준으로 교각의 전면과 후면에 임시 지지구조를 각각 부착하여 복합트러스 거더의 하부격점이 교각의 전면에 도달하면, 콘크리트 하현재와 임시 지지구조 사이에 슬라이딩패드를 삽입하여 임시 지점을 형성하고, 임시 지점이 형성된 후 슬라이딩 패드와 하부격점이 함께 슬라이딩되어 이동되며, 삽입된 슬라이딩패드가 교각중심에 설치된 영구받침을 지나 후면에 부착된 임시 지지구조를 완전히 벗어나기 전에 전면측 임시 지지구조에 도달되는 콘크리트 하현재의 하부격점에 다른 슬라이딩패드를 삽입함으로써 압출 중 복합트러스 거더의 하부격점이 교각 위에서 항상 지지되도록 하고,
   상기 전,후면의 임시 지지구조와 교각에 의해서 지지되는 구간의 길이가 하부격점 사이의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 복합트러스 거더교의 가설공법.
2. 제1항에 있어서,
   교각에는 홈(22)이 형성되고,
   상기 임시 지지구조는,
   브라켓 형식이고, 홈(22)에 삽입되는 돌기(22a)를 갖는 받침대; 및,
   보 형상의 슬라이딩 레일;을 포함하고,
   돌기(22a)가 홈(22)에 삽입된 상태에서 교각을 관통하는 수평강봉을 이용해 받침대를 교각에 밀착시키고, 슬라이딩 레일은 받침대의 상면과 교각 상단에 고정되며, 그런 다음 슬라이딩 레일과 영구받침을 가로지르는 수평강판을 용착하고, 수평강판 위에 얇은 스테인레스 강판을 추가로 용착하여 슬라이딩 패드 이동시의 마찰이 최소가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 복합트러스 거더교의 가설공법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 임시 지지구조는,
   슬라이딩 레일; 및
   슬라이딩 레일과 일체로 된 브라켓 형식의 받침대;를 포함하고,
   임시 지지구조는 교축 방향으로 영구받침의 전방과 후방에 각각 매입된 수직강봉에 의해 교각상단에 고정되고,
   교각을 관통하는 수평강봉을 이용해 받침대를 수평방향으로 교각에 견고히 밀착시키고, 그런 다음 슬라이딩 레일과 영구받침을 가로지르는 수평강판을 용착하고, 수평강판 위에 얇은 스테인레스 강판을 추가로 용착하여 슬라이딩 패드 이동시의 마찰이 최소가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 복합트러스 거더교의 가설공법.
4. 제작장에서 소정길이로 제작되는 거더세그먼트를 유압잭을 이용하여 기시공된 교각을 통과하면서 순차적으로 밀어내는 과정을 통해 복합트러스 거더교를 건설하는 공법에 있어서,
   교축 방향으로 교각 상단에 복합트러스 거더의 한 격점 길이보다 긴 보 형상의 임시 지지구조를 설치하되, 상기 보 형상의 임시 지지구조는 교각 상단에 미리 매입해 둔 수직강봉을 이용해 2개의 지지점을 갖는 양단 내민보 구조를 형성하고,
   보 형상의 임시 지지구조의 상면에 얇은 스테인레스 강판을 용착하여 슬라이딩 패드 이동시의 마찰이 최소가 되도록 하며,
   상기 밀어내는 과정에 의해 복합트러스 거더의 하부격점이 임시 지지구조에 도달하면, 콘크리트 하현재와 임시 지지구조 사이에 상기 슬라이딩 패드를 삽입하여 임시 지점을 형성하고, 임시 지점이 형성된 후 슬라이딩 패드와 하부격점이 함께 슬라이딩되어 이동되며, 삽입된 슬라이딩 패드가 임시 지지구조를 완전히 벗어나기 전에 임시 지지구조에 새로 도달되는 콘크리트 하현재의 하부 격점에 다른 슬라이딩 패드를 삽입함으로써 압출 중 복합트러스 거더의 하부격점이 교각 위에서 항상 지지되도록 하는 것을 특징으로 하는 복합트러스 거더교의 가설공법.
   
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