KR101761477B1 - 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법 - Google Patents

적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교량 상부구조물의 하중이 스프레드 토대판을 통하여 토목섬유로 보강된 보강토 지반벽체로 전달되어 교대의 시공 단계를 생략할 수 있는 무조인트교량 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 적절한 실시형태에 따른 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법은 (a) 교량의 양단에 대응하는 지반을 굴착하고 기초대(B)를 시공하는 단계; (b) 기초대(B)의 상면에 전면 블럭을 교축직각방향으로 수평 배열하고 전면 블럭의 배면에 보강토체를 전면 블럭 높이만큼 성토하고 그 상부에 토목섬유를 적층하여 보강토층을 형성하는 단계; (c) 보강토층을 형성하는 (b)단계를 하방에서 상방으로 반복하며, 최상단 3개 이상의 보강토층에는 토목섬유 사이에 1열 이상의 추가 토목섬유를 더 설치하여 전면벽체와 토목섬유로 보강되는 보강토체 벽체를 시공하는 단계; (d) 추가 토목섬유가 설치된 보강토체 벽체 상단에 전면 벽체의 배면으로 이격하여 스프레드 토대판을 거치하는 단계; 및 (e) 단부확장거더의 단부를 스프레드 토대판 상부에 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법{Construction method of jointless bridge with reinforced earth retaining wall and spread bearing block}
본 발명은 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교량 상부구조물의 하중이 스프레드 토대판을 통하여 토목섬유로 보강된 보강토 지반벽체로 전달되어 교대의 시공 단계를 생략할 수 있는 무조인트교량 시공방법에 관한 것이다.
하천이나 계곡 또는 하부 도로를 건너기 위해 설치되는 교량은 거더 및 슬래브를 포함하는 상부구조물과 교대 및 교각으로 이루어지는 하부구조물로 이루어져 상부구조물의 하중이 하부구조물을 통해 지반으로 전달된다. 또한, 대부분 교대의 후방에는 옹벽 형태의 뒷채움 구간을 통해 교대를 지지하는 구조로 되는 것이 일반적이다.
교량 공사에서 교대를 건설하기 위해서는 역T형 철근콘크리트 구조물을 시공하기 위해 공간이 확보가 필요하므로 터파기나 일반 흙막이 가시설 또는 차수용 가시설의 설치 등 대단위의 토목공사가 필요하다. 이는 교대를 건설하기 위해 준비작업을 위한 공기가 필요하고 철근콘크리트 구조의 교대 자체를 구축하기 위해 거푸집공사, 철근조립, 콘크리트 타설,양생 등의 기간이 수요되기 때문에 공정 진행에 기간 소요가 많으며 이는 비용 상승의 요인이 된다.
교대 후방의 뒷채움 구간은 토사를 사용하여 다짐토공을 실시하는 것이 일반적인데 다짐토공을 실시하여도 토사에 함유된 공기와 수분이 시간이 경과한 후 일탈하게 되면 잔류 침하의 요인이 된다. 즉, 토립자 사이에는 공기와 수분이 존재하는데, 이 수분과 공기는 다짐에 의해 어느 정도까지는 배출시킬 수 있으나 완전하게 없애는 것은 불가능하며, 특히 뒷채움부는 시공의 특성상 장소가 협소하기 때문에 적절한 다짐장비의 진입이 어려워 양호한 다짐을 기대할 수 없어 잔류 침하요인이 많이 남게 된다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 등록특허 10-1341147‘도로-교량간 포장 일체화 구조체 및 그 시공방법'(특허문헌 1)이 있다. 이 특허는 교량부와 교량부 양측의 도로부로 구성되어지는 도로-교량간 구조체에 있어서, 교량부는 양측 교대부의 사이에 복수 개의 교각부가 배치되어지고, 교대부 및 교각부의 상부에 거더가 마련되어지되, 거더의 상부에 형성되어지는 교량 포장부를 포함하고, 도로부는 토공부의 상부에 형성되어지는 도로 포장부를 포함하며, 교량 포장부와 도로 포장부가 연속 철근 콘크리트로 일체로 형성되어 콘크리트 포장부를 형성하는 도로-교량간 포장 일체화 구조체를 제안한다. 이 특허가 제안하는 도로-교량간 포장 일체화 구조체는 접속부가 없이 교량 포장부와 도로 포장부를 연속 철근 콘크리트로 일체로 형성하여 콘크리트 포장부를 형성함으로써, 조인트에서 발생되는 파손과 하부 기층 침하로 인한 파손을 근본적으로 방지할 수 있는 장점이 있으나, 교대의 구축과 교대 시공을 위한 대단위의 토목공사가 수반되어 비경제적이고 공기가 늘어난다는 단점이 있다.
특허등록 제10-1341147호‘도로-교량간 포장 일체화 구조체 및 그 시공방법'
본 발명은 상술한 종래기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 교대 시공을 위한 대단위의 토목공사 및 교대 구축을 위한 공기 및 공사비가 절감할 수 있도록 교대 시공 단계를 생략할 수 있어 경제적이고 급속 시공이 가능한 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 교대의 부속시설인 교좌장치(shoe)와, 신축이음장치(expansion joint) 또한 생략되므로 유지관리 비용을 절감할 수 있는 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 다짐토공이 아닌 보강토 공법을 도입하여 보강토 내부에 수평방향으로 토목섬유를 매설함으로써, 토목섬유와 보강토 사이의 마찰력으로 인한 인장력을 유발시킴으로써 연직 하중 및 잔류침하에 의한 보강토의 수평방향의 변형을 효과적으로 방지하여 안정된 지지력을 확보하는 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 적절한 실시형태에 따른 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법은 (a) 교량의 양단에 대응하는 지반을 굴착하고 기초대(B)를 시공하는 단계; (b) 기초대의 상면에 전면 블럭을 교축직각방향으로 수평 배열하고 전면 블럭의 배면에 보강토체를 전면 블럭 높이만큼 성토하고 그 상부에 토목섬유를 적층하여 보강토층을 형성하는 단계; (c) 보강토층을 형성하는 (b)단계를 하방에서 상방으로 반복하며, 최상단 3개 이상의 보강토층에는 토목섬유 사이에 1열 이상의 추가 토목섬유를 더 설치하여 전면벽체와 토목섬유로 보강되는 보강토체 벽체를 시공하는 단계; (d) 추가 토목섬유가 설치된 보강토체 벽체 상단에 전면 벽체의 배면으로 이격하여 스프레드 토대판을 거치하는 단계; 및 (e) 단부확장거더의 단부를 스프레드 토대판 상부에 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, (e)단계에서, 단부확장거더의 중공부에 스프레드 토대판의 힌지바를 삽입하고, 단부확장거더의 돌기걸림 홈에 스프레드 토대판의 돌기부를 삽입하여, 힌지바가 삽입된 중공부에는 충진재를 충진하여 단부확장거더의 단부를 스프레드 토대판 상부에 설치할 수 있다.
한편, (e)단계 이후에, (f) 스프레드 토대판과 단부확장거더의 배면에 보강토체를 성토 및 다짐하고, 보강토체 상면에 토목섬유를 적층하는 과정을 단부확장거더 상면 높이까지 층층이 반복하여 도로측 뒷채움을 완성하는 단계; 및 (g) 단부확장거더 상면과 도로측 뒷채움 상면에 포장을 완성하여 마무리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또는, (e)단계 이후에, (f) 스프레드 토대판의 배면에 보강토체를 성토 및 다짐하고, 보강토체 상면에 토목섬유를 적층하는 과정을 스프레드 토대판의 걸침턱 상면 높이까지 층층이 반복하여 뒷채움하고 토대판의 걸침턱 상면과 보강토체 상면에 접속슬래브를 거치하는 단계; 및 (g) 단부확장거더 상면과 접속슬래브 상면에 포장을 완성하여 마무리하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 단부확장거더는 단부가 스프레드 토대판 길이방향으로 2개 이상이 인접하게 스프레드 토대판 상부에 결합될 수 있다.
한편, 전면벽체 상단 배면에 완충패드를 스프레드 토대판의 교량측 하단을 받치도록 설치할 수 있다.
이때, 전면 블록은 중심에 중공부를 갖도록 프리캐스트 콘크리트로 제작되어 서로 상하가 어긋나도록 적층하며, 전면벽체의 최상단을 구성하는 3개층 이상의 전면 블럭의 중공부에 연결철근을 삽입하고 중공부의 내부에 콘크리트를 타설할 수 있다.
여기서, 단부확장거더는 길이방향 중앙부는 H형강 또는 I형강으로 구성되고 단부는 폭방향 확장된 PC의 단부블럭으로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법은, 교대 시공 단계를 생략하기 때문에 교대 시공을 위한 대단위의 토목공사가 불필요하고 교대 구축을 위한 공기 및 공사비가 절감되어 경제적이며 급속 시공이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 교대가 생략됨에 따라 부속시설인 교좌장치(shoe)와, 신축이음장치(expansion joint) 또한 생략되므로 유지관리 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다짐토공이 아닌 보강토 공법을 도입하여 보강토 내부에 수평방향으로 토목섬유를 매설함으로써, 토목섬유와 보강토 사이의 마찰력으로 인한 인장력을 유발시킴으로써 연직 하중 및 잔류침하에 의한 보강토의 수평방향의 변형을 효과적으로 방지하여 안정된 지지력을 확보하는 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법을 설명하는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전면 벽체의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스프레드 토대판과 단부확장거더의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법을 순차적으로 설명하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스프레드 토대판의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 단부확장거더의 다양한 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 7a는 도 1f의 부분확대도이고, 도 7b는 도 4f의 부분확대도이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법을 설명하는 단면도이다.
본 발명에 따른 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법은 먼저 도 1a에 도시된 바와 같이 교량의 시점과 종점에 대응하는 지반에 터파기 및 다짐, 기초대(B)를 시공한다(S100 단계).
여기서 모든 공정은 이 분야에 공지된 임의의 방법을 따르면 되는 것으로 예를 들면 기초대(B)의 시공은 도시된 바와 같이 잡석다짐으로 실행될 수 있으며 이외에도 콘크리트 구조물을 설치하는 등의 다양한 방법을 따를 수 있다.
기초대(B)는 후술하는 전면 블럭(11)을 적층하여 전면 벽체(10)가 형성하는 기초로 구성되는 것으로 교량의 양단 가장자리 하부에 주변을 따라 시공한다.
이어서, 도 1b에 도시된 바와 같이 기초대(B)의 상면에 전면 블럭(11)을 교축직각방향으로 수평 배열하고 전면 블럭(11)의 배면에 보강토체(20)를 전면 블럭(11) 높이만큼 다짐하고 그 상부에 토목섬유(30)를 적층하는 공정을 하방에서 상방으로 층층이 반복하여 보강토지반벽체를 시공한다(S200 단계).
이 공정은 일반적인 보강토 공법을 따르는 것으로, 보강토 공법은 이 분야에 널리 공지되어 있으므로 전면 블럭(11)이나 보강토체(20), 토목섬유(30) 및 적층방법은 특정한 것에 제한되는 것은 아니므로 아래에서는 일실시예에 대하여 간략히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 전면 벽체의 사시도이다.
전면 벽체(10)는 복수의 전면 블록(11)을 적층하여 형성하며, 전면 블록(11)은 프리캐스트 콘크리트(PC)로 제작되는 것으로 도 2에 도시된 바와 같이 중심에 중공부(111)를 갖도록 제작되며, 바람직하게는 중심에 형성된 중공부(111)와 그 양쪽으로 각기 중공부(111)가 반쪽으로 절단된 형태로 포함되어 있는 것이 선택된다. 전면 블록(11)의 형태나 중공부(111)의 개수는 예시된 것에 제한되는 것은 아니다. 중공부(111)의 형상 또한 사각형, 타원형, 원형, 및 다각형 등의 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 전면 블록(11)을 적층하여 전면 벽체(10)를 형성할 때에는 도 2에 도시된 바와 같이 서로 상하가 어긋나도록 적층하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전면 벽체(10)는 종래의 콘크리트 타설을 이용하여 옹벽의 전면 벽체를 형성하는 대신, PC로 제작되는 전면 블록(11)을 적층하여 전면 벽체(10)를 형성함으로써, 시공의 편의성을 증대시키고, 공사 기간을 단축할 수 있다는 장점이 있다.
보강토체(20)는 전면 블록(11), 즉 전면 벽체(10)의 후방에 채워져 다짐 토공되는 부분으로서, 프리캐스트 블록(11)이 수평방향으로 하나의 층으로 형성되면, 이 하나의 층의 높이에 맞추어 전면 벽체(10)의 후방에 성토하여 다짐한다. 그리고, 보강토체(20)는 전면 블록(11)이 순차적으로 층이 형성될 때마다, 그 높이에 맞추어 전면 벽체(10)의 후방에 채워진다. 보강토체(20)는 잔류 침하량을 최소화하기 위하여 잘 혼합된 쇄석재료를 사용하는 것이 바람직하다.
토목섬유(30)는 전면 블록(11)이 하나의 층으로 형성된 후, 전면 벽체(10)의 후방에 보강토체(20)가 채워지고 그 상부에 토목섬유(30)를 적층하는데 이때 일단이 전면 블록(11)의 상부에 놓이도록 적층하는 것이 바람직하다. 즉, 토목섬유(30)의 일단은 상,하층 전면 블록(11,11) 사이에 맞물려 고정되도록 한다. 또는 전면 블록(11) 배면에 연결 결합하여 적층할 수도 있다.
토목섬유(30)는 보강토체(20)의 수평변위를 줄이고 통행에 따른 교량의 반복하중에 따른 변위를 방지하기 위하여 신장성이 적은 통상의 토목섬유를 사용할 수 있는 것으로 예를 들면 일방향 지오텍스타일, 양방향 지오텍스타일, 지오그리드, 띠형섬유와 같은 토목섬유를 사용하거나 스트립, 그리드 등의 금속보강재를 사용하여 인장 저항력과 마찰 저항력을 보강할 수 있다.
토목섬유(30)는 수평방향으로 보강토체(20)의 내부에 설치되어 보강토체(20)가 연직하중이나 잔류침하에 의해 수평방향으로 변형되는 것을 방지하는 역할을 한다.
전면 블록(11)의 일층 적층, 전면 블록(11) 배면에 보강토체(20) 성토 및 다짐, 보강토체(20) 상면에 토목섬유(30) 적층의 과정을 설계 높이까지 층층이 반복하여 완성한다. 이때 최상층 3층 이상을 구성할 때에는 전면 블록(11)의 1개층에 해당하는 보강토체(20) 내부에 2열(layers) 이상의 토목섬유(30,31)를 구성하도록 한다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 전면 벽체(10)의 최상단을 구성하는 전면 블록(11) 최상 3개층 이상(도면에서는 5개층으로 도시)을 구성할 때에는 전면 블록(11) 1개층 당 1열(layer)로 수평방향 설치되는 토목섬유(30) 사이에 추가 토목섬유(31)를 더 설치한다. 보강토체(20)를 전면 블록(11) 1개층 전체 높이가 아니라 일정 높이 만큼 부분 성토 및 다짐하고 그 상부 및 전면 벽체 배면에 추가 토목섬유(31)를 수평하게 배열하고 보강토체(20)를 다시 그 상부에 성토 및 다짐하여 완성하도록 한다.
이는 본 발명이 교량 상부구조물의 하중이 교대가 아닌 토목섬유로 보강된 보강토 지반벽체로 전달되도록 고안된 바 하중이 보강토 지반벽체로 고르게 전달되기 위하여 보강토체(20)를 조금 더 촘촘히 보강하는 것으로 특히 후술되는 스프레드 토대판(40)이 거치될 위치의 보강토체(20)를 중복 보강하는 것이다. 추가 토목섬유(31)는 토목섬유(30)와 같은 재질의 것을 사용하면 되고 다만 도시된 바와 같이 토목섬유(30) 보다 짧은 길이로 구성될 수 있으며 바람직하게는 후술되는 스프레드 토대판(40)의 폭을 수용할 수 있는 길이를 갖는다.
이외에도 보강토지반벽체의 상단에는 연결철근(70)과 완충패드(80)가 더 구성될 수 있는데 이는 이후에 상세도를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
이어서, 도 1c에 도시된 바와 같이 스프레드 토대판(40)을 전면 벽체(10)의 배면으로 일정 간격을 두고 보강토체(20) 상부에 거치한다(S300 단계).
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스프레드 토대판과 단부확장거더의 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 스프레드 토대판(40)은 프리캐스트 콘크리트(PC) 블럭으로 제작되는 것으로, 폭과 높이에 비해 긴 길이를 갖는 블럭 본체(41), 블럭 본체(41)의 상면 중앙부에서 블럭 본체(41) 전체 길이에 대하여 상향 돌출되는 돌기부(42), 돌기부(42) 상면에 길이방향으로 일정 간격으로 상향 돌출되는 힌지바(43)로 구성된다. (도 3에 도시된 단부확장거더(50)는 다음 단계에서 설명하기로 한다)
이상과 같이 구성되는 스프레드 토대판(40)은 도 1c에 도시된 바와 같이 전면벽체(10)의 배면으로 이격하여 거치하는데, 이는 차량 및 구조체의 자중 등 교량에서 발생하는 하중이 전면벽체(10)로 전달되는 것을 방지하여 전면블록(11)에 균열이 발생하지 않도록 하기 위한 것이다. 즉, 교량 상부구조물의 하중은 스프레드 토대판(40)을 통하여 토목섬유(30,31)로 보강된 보강토체(20) 지반벽체로 전달되는 것으로 전면벽체(10)에는 하중이 전달되지 않는다.
이어서, 도 1d에 도시된 바와 같이 단부확장거더(50)의 단부를 스프레드 토대판(40) 상부에 설치한다(S400 단계).
다시 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 단부확장거더(50)는 프리캐스트 콘크리트(PC)로 제작되는 것으로, 폭방향으로 확장된 단부블럭(51), 단부블럭(51) 단부측 하면에 전체 폭에 대하여 홈을 이루는 돌기걸림 홈(52), 단부블럭(51) 단부에 2개 이상 형성되는 중공부(53)로 구성된다.
단부확장거더(50)의 돌기걸림 홈(52)은 스프레드 토대판(40)의 돌기부(42)에 상응하도록 구성되며, 단부확장거더(50)의 중공부(53)는 스프레드 토대판(40)의 힌지바(43)를 수용하도록 구성된다.
단부확장거더(50)는 단부가 확장된 형태로 구성되는데 본 실시예에서는 전 길이에 걸쳐 광폭을 갖는 와이드 PC 빔으로 구성되는 것으로 도시하고 있으나 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며 다른 예들에 대해서는 후술하기로 한다.
이상과 같이 구성된 단부확장거더(50)는 도 1d에 도시된 바와 같이 단부에 형성된 중공부(53)에 스프레드 토대판(40)의 힌지바(43)를 삽입하여, 돌기걸림 홈(52)에 스프레드 토대판(40)의 돌기부(42)가 삽입하여 스프레드 토대판(40) 상부에 설치한다. 힌지바(43)가 삽입된 중공부(53)에는 충진재를 충진하여 스프레드 토대판(40)과 단부확장거더(50)의 일체화를 도모하는 것이 바람직하다.
다시 도 3을 참고하여 살펴보면, 단부확장거더(50)는 확장된 단부가 스프레드 토대판(40) 길이방향으로 2개 이상이 인접 배치되도록 스프레드 토대판(40) 상부에 결합되는 것으로, 스프레드 토대판(40)은 단부확장거더(50)로부터의 하중을 보강토 지반벽체로 전달하는 수단임과 동시에 복수의 단부확장거더(50) 교축직각방향 경사를 잡아주는 수단이다. 복수의 거더로 교량을 구축함에 있어서 복수의 거더의 단부는 수평하게 또는 일정한 각도를 갖도록 일직선 상에 위치해야하는데 본 발명의 스프레드 토대판(40)은 복수의 단부확장거더(50)의 단부를 직각 방향으로 일정한 경사를 갖도록(대부분의 경우에는 수평하도록) 결합한다.
이어서, 도 1e에 도시된 바와 같이 스프레드 토대판(40)과 단부확장거더(50)의 배면에 보강토체(20)를 성토 및 다짐하고, 보강토체(20) 상면에 토목섬유(30)를 적층하는 과정을 단부확장거더(50) 상면 높이까지 층층이 반복하여 도로측 뒷채움을 완성한다(S500 단계).
마지막으로, 도 1f에 도시된 바와 같이 단부확장거더(50) 상면과 도로측 상면에 포장(60)을 완성하여 마무리한다(S600 단계).
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법을 순차적으로 설명하는 단면도이다.
본 실시예는 앞선 실시예와 비교하여 스프레드 토대판(40a)의 구성이 상이할 뿐 다른 구성과 시공 절차는 동일하므로 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스프레드 토대판의 사시도이다.
본 실시예에서 스프레드 토대판(40a)은 앞선 실시예의 스프레드 토대판(40)의 구성에 블럭 본체(41)의 돌기부42)와 평행하도록 블럭본체(41) 상면 단부에 돌기부(42) 보다 높게 돌출되는 걸침턱(44)이 더 형성된다. 걸침턱(44)은 후술되는 접속슬래브(90)의 거치를 위한 수단이다.
도 4a 내지 도 4f를 살펴보면 알 수 있듯이, 본 실시예는 앞선 실시예와 비교하여 (S500 단계) 만이 상이할 뿐 다른 단계는 동일하므로 (S500 단계)에 대해서만 설명하기로 한다.
도 4e에 도시된 바와 같이 본 실시예의 (S500 단계)에서는 스프레드 토대판(40)의 배면에 보강토체(20)를 성토 및 다짐하고, 보강토체(20) 상면에 토목섬유(30)를 적층하는 과정을 스프레드 토대판(40)의 걸침턱(44) 상면 높이까지 층층이 반복하여 뒷채움하고 토대판(40)의 걸침턱(44) 상면과 보강토체 상면에 접속슬래브(90)를 거치한다. 접속슬래브(90)를 설치할 때에는 접속슬래브(90)의 도로측 단부 하면에 받침슬래브(100)를 두고 설치할 수 있다. 받침슬래브(100)은 접속슬래브(90)와 도로슬래브(110)의 단부가 이격되어 받침되는 것으로 접속슬래브(90)와 도로슬래브(110)의 단부가 이격된 공간에는 신축조인트(CCJ)를 형성한다.
도 6은 본 발명에 따른 단부확장거더의 다양한 실시예를 보여주는 사시도이다.
앞선 실시예에서는 단부확장거더(50)가 전체 길이에 대하여 광폭을 갖는 와이드 PC 빔으로 구성되었으나 본 발명은 이에 제한되지 않으며 도 6a에 도시된 바와 같이 거더의 길이방향 중앙부는 H형강 또는 I형강으로 구성되고 단부는 폭방향 확장된 PC의 단부블럭(51)으로 구성될 수 있으며 또는 도 6b에 도시된 바와 같이 거더의 길이방향 중앙부는 작은 폭을 갖으며 단부는 폭방향 확장되는 단부블럭(51)을 포함하도록 일체로 PC로 제작될 수도 있다. 또한 도 6a에 도시된 H형강이나 I형강 이외에도 도시하지는 않았지만 박스형, U형 등의 단면을 갖는 보 부재로 중앙부를 구성할 수도 있다.
도 6a와 도 6b에 도시된 단부확장거더(50)의 중앙부가 단부보다 작은 폭으로 구성되는 실시예의 경우에는 앞서 도 1f와 도 4f를 통하여 살펴본 마무리 단계(S600 단계)에서 단부확장거더(50) 중앙부 사이에 슬래브를 설치하고, 단부확장거더(50) 상면과 슬래브 상면 및 도로측 상면에 포장(60)을 완성하여 마무리하도록 하며 슬래브의 설치는 특별한 것에 제한되지 않으며 이분야에서 공지된 임의의 방법을 선택한다.
도 7a는 도 1f의 부분확대도이고, 도 7b는 도 4f의 부분확대도이다.
앞서 언급한 바와 같이 보강토지반벽체의 상단에는 연결철근(70)과 완충패드(80)가 더 구성될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 전면 벽체(10)의 최상단을 구성하는 3개층 이상(도 7에서는 4개층으로 도시)의 전면 블럭(11)의 중공부(111)에는 연결철근(70)을 삽입하여 조립 설치하고 중공부(111)의 내부에 콘크리트를 타설하여 안정성을 확보하여 변형을 방지할 수 있다. 특히 우천시 유입수를 차단해 유입수에 의한 침하가 발생하지 않도록 하는 것이다.
또한, 스프레드 토대판(40,40a)은 전면 벽체(10)의 상면에서 배면으로 이격하여 거치하는데, 이때 전면벽체(10) 상면의 배면에는 완충패드(80)가 스프레드 토대판(40,40a)의 교량측 하단을 받치도록 구성될 수 있다. 이는 고성능고무계, 복합섬유콘크리트와 같이 내구성, 내식성이 있으며 탄성이 좋은 재료로 구성되는 완충패드(80)가 시공 초기단계에서 발생하는 수직변형을 수용하기 위한 것이다.
이상과 같이 시공되는 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법에 따르면, 교대 시공 단계를 생략하기 때문에 교대 시공을 위한 대단위의 토목공사가 불필요하고 교대 구축을 위한 공기 및 공사비가 절감되어 경제적이며 급속 시공이 가능하다.
또한, 교대가 생략됨에 따라 부속시설인 교좌장치(shoe)와, 신축이음장치(expansion joint) 또한 생략되므로 유지관리 비용을 절감할 수 있다.
또한, 다짐토공이 아닌 보강토 공법을 도입하여 보강토 내부에 수평방향으로 토목섬유를 매설함으로써, 토목섬유와 보강토 사이의 마찰력으로 인한 인장력을 유발시킴으로써 연직 하중 및 잔류침하에 의한 보강토의 수평방향의 변형을 효과적으로 방지하여 안정된 지지력을 확보할 수 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10: 전면 벽체 11: 전면 블럭
111: 중공부 20: 보강토체
30: 토목섬유 31: 추가 토목섬유
40: 토대판 41: 블럭 본체
42: 돌기부 43: 힌지바
44: 걸침턱 50: 단부확장거더
51: 단부블럭 52: 돌기걸림 홈
53: 중공부 60: 포장
70: 연결철근 80: 완충패드
90: 접속슬래브 100: 받침슬래브
110: 도로슬래브

Claims (8)

  1. (a) 교량의 양단에 대응하는 지반을 굴착하고 기초대(B)를 시공하는 단계;
    (b) 기초대(B)의 상면에 전면 블럭(11)을 교축직각방향으로 수평 배열하고 전면 블럭(11)의 배면에 보강토체(20)를 전면 블럭(11) 높이만큼 성토하고 그 상부에 토목섬유(30)를 적층하여 보강토층을 형성하는 단계;
    (c) 보강토층을 형성하는 (b)단계를 하방에서 상방으로 반복하며, 최상단 3개 이상의 보강토층에는 토목섬유(30) 사이에 1열 이상의 추가 토목섬유(31)를 더 설치하여 전면 블록(11)이 적층되어 형성되는 전면벽체(10)와 토목섬유(30)로 보강되는 보강토체(20) 벽체를 시공하는 단계;
    (d) 추가 토목섬유(31)가 설치된 보강토체(20) 벽체 상단에 전면 벽체(10)의 배면으로 이격하여 스프레드 토대판(40)을 거치하는 단계; 및
    (e) 단부확장거더(50)의 단부를 스프레드 토대판(40) 상부에 설치하되, 단부확장거더(50)의 단부에 형성된 중공부(53)에 스프레드 토대판(40)에 설치된 힌지바(43)를 삽입하고, 단부확장거더(50)의 단부 하면에 형성된 돌기걸림 홈(52)에 스프레드 토대판(40)에 형성된 돌기부(42)를 삽입하며, 힌지바(43)가 삽입된 중공부(53)에 충진재를 충진하여 단부확장거더(50)를 스프레드 토대판(40)에 일체로 결합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    (e)단계 이후에,
    (f) 스프레드 토대판(40)과 단부확장거더(50)의 배면에 보강토체(20)를 성토 및 다짐하고, 보강토체(20) 상면에 토목섬유(30)를 적층하는 과정을 단부확장거더(50) 상면 높이까지 층층이 반복하여 도로측 뒷채움을 완성하는 단계; 및
    (g) 단부확장거더(50) 상면과 도로측 뒷채움 상면에 포장(60)을 완성하여 마무리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법.
  4. 제1항에 있어서,
    (e)단계 이후에,
    (f) 스프레드 토대판(40a)의 배면에 보강토체(20)를 성토 및 다짐하고, 보강토체(20) 상면에 토목섬유(30)를 적층하는 과정을 스프레드 토대판(40a)의 걸침턱(44) 상면 높이까지 층층이 반복하여 뒷채움하고 토대판(40a)의 걸침턱(44) 상면과 보강토체 상면에 접속슬래브(90)를 거치하는 단계; 및
    (g) 단부확장거더(50) 상면과 접속슬래브(90) 상면에 포장(60)을 완성하여 마무리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법.
  5. 제1항에 있어서,
    단부확장거더(50)는 단부가 스프레드 토대판(40,40a) 길이방향으로 2개 이상이 인접하게 스프레드 토대판(40,40a) 상부에 결합되는 것을 특징으로 하는 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법.
  6. 제1항에 있어서,
    전면벽체(10) 상단 배면에 완충패드(80)를 스프레드 토대판(40,40a)의 교량측 하단을 받치도록 설치하는 것을 특징으로 하는 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법.
  7. 제1항에 있어서,
    전면 블록(11)은 중심에 중공부(111)를 갖도록 프리캐스트 콘크리트(PC)로 제작되어 서로 상하가 어긋나도록 적층하며, 전면벽체(10)의 최상단을 구성하는 3개층 이상의 전면 블럭(11)의 중공부(111)에 연결철근(70)을 삽입하고 중공부(111)의 내부에 콘크리트를 타설하는 것을 특징으로 하는 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법.
  8. 제1항에 있어서,
    단부확장거더(50)는 길이방향 중앙부는 H형강 또는 I형강으로 구성되고 단부는 폭방향 확장된 PC의 단부블럭(51)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 적층형 토목섬유 보강토지반벽체와 스프레드 토대판을 사용한 무조인트교량 시공방법.
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