KR20140076005A

KR20140076005A - 분절식 강합성 거더교 및 이의 시공방법

Info

Publication number: KR20140076005A
Application number: KR1020120144044A
Authority: KR
Inventors: 김성일; 정명수
Original assignee: (주)에스앤씨산업; 주식회사 젬콘
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-06-20

Abstract

본 발명은 프리스트레스트 강합성 거더의 제작에 있어, 상기 강합성 거더를 3∼5개의 거더강재세그먼트로 나누어 제작하고, 현장에서 거더강재세그먼트를 조립 후 가설하는 방법으로 시공함으로써, 현장작업을 최소화하여 공기를 단축하고, 사용하중에 의한 강합성 거더의 휨모멘트 분포에 따라 각각의 분절된 거더강재세그먼트에 필요량 만큼의 압축력을 도입할 수 있도록 강합성 거더의 길이방향으로 단계적으로 긴장재를 배치하여 중간정착구에서 긴장정착할 수 있으므로 소요 긴장재를 절감하고, 긴장력이 분산되어 강합성 거더의 단부에서의 응력집중에 의한 균열을 피할 수 있고, 정착구에서의 보강재를 절감할 수 있도록 한 분절식 강합성 거더교 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분절식 강합성 거더교는 3분절 강합성 거더를 구성하는 각각의 강형부재를 제작한 후, 상기 강형부재에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 쉬스관 및 강연선을 배치한 후, 철근을 조립하는 단계(S1); 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하고, 양생한 후, 상기 거푸집을 제거하고, 상기 강연선을 1차 긴장하여 거더강재세그먼트를 형성하는 단계(S2); 상기 거더강재세그먼트를 현장으로 운반한 후, 상기 거더강재세그먼트를 고장력볼트로 상호 연결하여 강합성 거더를 형성하고, 상기 강합성 거더의 연결부에 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계(S3); 상기 강합성 거더의 전체에 걸쳐 강연선을 배치하고, 상기 강연선을 2차 긴장하는 단계(S4); 상기 2차 긴장된 강합성 거더를 교대 상에 거치하는 단계; 상기 2차 긴장된 강합성 거더에 가로보 및 구체 콘크리트를 타설 및 양생하여 슬래브를 형성한 후, 상기 슬래브 상에 포장하는 단계를 순차적으로 시행하여 시공된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분절식 강합성 거더교 시공방법은 3분절 강합성 거더를 구성하는 각각의 강형부재를 제작한 후, 상기 강형부재에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 쉬스관 및 강연선을 배치한 후, 철근을 조립하는 단계(S1); 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하고, 양생한 후, 상기 거푸집을 제거하고, 상기 강연선을 1차 긴장하여 거더강재세그먼트를 형성하는 단계(S2); 상기 거더강재세그먼트를 현장으로 운반한 후, 상기 거더강재세그먼트를 상호 연결하여 강합성 거더를 형성하고, 상기 강합성 거더의 연결부에 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계(S3); 상기 강합성 거더의 전체에 걸쳐 강연선을 배치하고, 상기 강연선을 2차 긴장하는 단계(S4); 상기 2차 긴장된 강합성 거더를 교대 상에 거치하는 단계(S5); 상기 2차 긴장된 강합성 거더에 가로보 및 구체 콘크리트를 타설 및 양생하여 슬래브를 형성한 후, 상기 슬래브 상에 포장하는 단계(S6)로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

분절식 강합성 거더교 및 이의 시공방법{segment type steel composite girder and its construction methods with intermediate anchorage device}

본 발명은 분절식 강합성 거더교 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 특히 프리스트레스트 강합성 거더의 제작에 있어, 상기 강합성 거더를 3∼5개의 거더강재세그먼트로 나누어 제작하고, 현장에서 거더강재세그먼트를 조립 후 가설하는 방법으로 시공할 수 있는 분절식 강합성 거더교 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 단순교는 플레이트거더교 또는 PSC거더교가 주로 적용되고 있다.

이중, 플레이트 거더교는 복부판의 두께 증가에도 교량 자체의 단점인 좌굴이 우려되고, 하천을 횡단하는 플레이트 거더교에서는 교량의 부식의 우려 등으로 도장 및 재도장으로 인한 유지보수비 및 환경문제가 심각하게 대두되고 있는 실정이다.

한편, 일반적인 프리스트레스트 합성형교는 PSC교량(Prestressed Concrete Beam Bridge)과 동일하나 플레이트 거더교와는 그 구조가 다르다.

즉, 플레이트 거더교는 주형을 세그먼트(segment)화 하여 한 세그먼트를 가설한 후, 각 주형 사이를 브레이싱과 가로보로 연결하여 교량을 시공하나, 프리스트레스 합성형교는 한 경간에 해당하는 주형을 제작한 후, 상기 주형을 교대 및 교각에 가설하고, 브레이싱이나 가로보가 없는 상태에서 콘크리트를 타설 양생시켜 바닥판을 합성한 후, 가로보가 하중에 거동하는 가설형태이다.

상기한 프리스트레스 합성형교 가설형태는 캔틸레버 바닥판의 길이와, 중앙부 바닥판의 길이로 인해 바닥판에 해당하는 콘크리트를 타설하면 바닥판 콘크리트에서 비틀림 현상이 발생되어 교좌장치의 심각한 변형을 초래하며, 이 같은 상태에서 하중이 재하되면, 교좌장치의 이탈이 발생할 우려가 있으며, 이러한 교좌장치의 이탈은 곡선부나 사각이 심한 교량일수록 크게 나타나는 문제점이 있다.

이에, 상기한 문제점을 해결하기 위해 등록특허 10-0819451 정착장치가 구비된 계단식 단부 프리스트레스 합성형 빔 및 이를 이용한 교량시공방법이 제안되었다.

상기한 종래의 정착장치가 구비된 계단식 단부 프리스트레스 합성형 빔은 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 양측부에 설치되는 부재의 양측단부에 계단식 단부를 형성하면서 캠버를 도입하지 않고, 중앙의 부재에는 캠버가 도입된 각각의 빔을 일체로 연결한 강재빔(12)과, 상기 강재빔(12)에 하중을 작용하면서 하부플랜지(14)를 일정한 두께로 감싸도록 콘크리트를 타설, 양생한 하부케이싱 콘크리트를 설치하고, 하중을 제거하여 프리스트레스가 도입된 프리스트레스 합성빔(10)과; 상기 프리스트레스 합성빔(10)의 상부플랜지와 복부에 콘크리트를 타설하면서 양단부의 계단식 단부에도 콘크리트를 타설하여 계단식 단부를 설치하고, 상기 양단부의 계단식 단부의 상하에 각각 고정설치되는 정착구(22)와, 상기 정착구간을 가로질러 강선(24)이 고정설치되는 정착장치(20)로 이루어지되, 상기 강재빔(12)은 그 하부플랜지(14) 하면과 교대(30)의 내측 상면(32)과 동일평면상으로 배치되도록 강재빔(12)의 양단 복부 단면이 일정한 형상으로 절개되는 절취부(18)가 계단형상으로 형성되는 계단식 단부 프리스트레스 합성형빔에 있어서, 상기 절취부(18)의 폭(ℓ)은 강재빔(12)의 단부와 교좌장치(34) 끝단까지의 폭(ℓ2)과 상기 폭(ℓ2)에 교좌장치(34) 끝단에서 교대(30) 끝단까지 길이(ℓ1)를 합친 길이에 여유 폭 10 ~ 20cm를 더한 길이값으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 종래의 정착장치가 구비된 계단식 단부 프리스트레스 합성형빔을 이용한 교량시공방법은 양측부에 설치되는 부재의 양측단부에 계단식 단부를 형성하면서 캠버를 도입하지 않고, 중앙의 부재에는 캠버가 도입된 각각의 빔을 일체로 연결한 강재빔(12)과, 상기 강재빔(12)에 하중을 작용하면서 하부플랜지(14)를 일정한 두께로 감싸도록 콘크리트를 타설, 양생한 하부케이싱 콘크리트를 설치하고, 하중을 제거하여 제작한 프리스트레스 합성빔(10)과; 상기 프리스트레스 합성빔(10)의 상부플랜지와 복부에 콘크리트를 타설하면서 양단부의 계단식 단부에도 콘크리트를 타설하여 계단식 단부를 설치하고, 상기 양단부의 계단식 단부의 상하에 각각 고정설치되는 정착구(22)와, 상기 정착구간을 가로질러 강선(24)이 고정설치되는 정착장치(20)로 이루어진 프리스트레스 합성형빔을 제작하는 단계(Ⅰ); 상기 정착장치가 구비된 계단식 단부 프리스트레스 합성형빔의 강선을 긴장하는 단계(Ⅱ); 교대상에 교좌장치를 설치하는 단계(Ⅲ); 상기 교좌장치 위에 정착장치가 구비된 계단식 단부 프리스트레스 합성형빔을 거치하는 단계(Ⅳ); 상기 정착장치가 구비된 계단식 단부 프리스트레스 합성형빔의 상부에 콘크리트를 타설 및 양생시켜 바닥판을 형성하는 단계(Ⅴ)로 이루어지되, 상기 정착장치가 구비된 계단식 단부 프리스트레스 합성형빔(G)은 양단부가 계단식으로 단면형상을 갖도록 절취부가 형성됨과 동시에 캠버가 도입된 강재빔(12)과, 상기 강재빔(12)의 하부플랜지(14)를 일정한 두께로 감싸도록 콘크리트가 타설양생된 하부케이싱 콘크리트(16)로 이루어지는 프리스트레스 합성빔(10)과; 상기 프리스트레스 합성빔(10)의 양단부 하부플랜지(14)의 상하에 각각 고정설치되는 정착구(22)와, 상기 정착구(22)간을 가로질러 고정설치되는 강선(34)으로 이루어지는 정착장치(20)로 이루어지는 것에 특징이 있는 계단식 단부 프리스트레스 합성형빔을 이용한 교량시공방법에 있어서, 상기 절취부(18)의 폭(ℓ)은 강재빔(12)의 단부와 교좌장치(34) 끝단까지의 폭(ℓ2)과 상기 폭(ℓ2)에 교좌장치(34) 끝단에서 교대(30) 끝단까지 길이(ℓ1)를 합친 길이에 여유폭 10 ~ 20cm를 더한 길이값으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 종래의 정착장치가 구비된 계단식 단부 프리스트레스 합성형 빔 및 이를 이용한 교량시공방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 종래의 정착장치가 구비된 계단식 단부 프리스트레스 합성형 빔은 빔 제작시 대부분의 공정이 현장 제작장에서 이루어지므로, 공기가 증가하고 품질관리가 어려운 문제가 있다.

둘째, 종래의 정착장치가 구비된 계단식 단부 프리스트레스 합성형 빔은 프리스트레싱시 케이싱콘크리트에 부재의 전 길이에 걸쳐 동일한 압축력이 도입되므로 단순보 거더의 포물선형태의 휨모멘트와 매우 상이하여 부분적으로 부재내에 과다한 압축력이 도입되며, 이에 따라 불필요한 긴장재가 소요되는 문제가 있다.

셋째, 종래의 정착장치가 구비된 계단식 단부 프리스트레스 합성형 빔은 긴장력이 빔의 단부에 집중되므로 응력집중현상에 의해 긴장정착구가 집중되는 단부에 균열이 발생할 가능성이 크고, 고성능의 긴장정착구가 배치되기 위하여 단부의 제원이 비대해지는 경향이 있어 단부 보강을 위한 보강재료량이 증가할 수 밖에 없는 문제가 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 프리스트레스트 강합성 거더의 제작에 있어, 상기 강합성 거더를 3∼5개의 거더강재세그먼트로 나누어 제작하고, 현장에서 거더강재세그먼트를 조립 후 가설하는 방법으로 시공함으로써, 현장작업을 최소화하여 공기를 단축하고, 사용하중에 의한 강합성 거더의 휨모멘트 분포에 따라 각각의 분절된 거더강재세그먼트에 필요량 만큼의 압축력을 도입할 수 있도록 강합성 거더의 길이방향으로 단계적으로 긴장재를 배치하여 중간정착구에서 긴장정착할 수 있으므로 소요 긴장재를 절감하고, 긴장력이 분산되어 강합성 거더의 단부에서의 응력집중에 의한 균열을 피할 수 있고, 정착구에서의 보강재를 절감할 수 있도록 한 분절식 강합성 거더교 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분절식 강합성 거더교는 3분절 강합성 거더를 구성하는 각각의 강형부재를 제작한 후, 상기 강형부재에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 쉬스관 및 강연선을 배치한 후, 철근을 조립하는 단계(S1); 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하고, 양생한 후, 상기 거푸집을 제거하고, 상기 강연선을 1차 긴장하여 거더강재세그먼트를 형성하는 단계(S2); 상기 거더강재세그먼트를 현장으로 운반한 후, 상기 거더강재세그먼트를 고장력볼트로 상호 연결하여 강합성 거더를 형성하고, 상기 강합성 거더의 연결부에 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계(S3); 상기 강합성 거더의 전체에 걸쳐 강연선을 배치하고, 상기 강연선을 2차 긴장하는 단계(S4); 상기 2차 긴장된 강합성 거더를 교대 상에 거치하는 단계; 상기 2차 긴장된 강합성 거더에 가로보 및 구체 콘크리트를 타설 및 양생하여 슬래브를 형성한 후, 상기 슬래브 상에 포장하는 단계를 순차적으로 시행하여 시공된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분절식 강합성 거더교 시공방법은 3분절 강합성 거더를 구성하는 각각의 강형부재를 제작한 후, 상기 강형부재에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 쉬스관 및 강연선을 배치한 후, 철근을 조립하는 단계(S1); 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하고, 양생한 후, 상기 거푸집을 제거하고, 상기 강연선을 1차 긴장하여 거더강재세그먼트를 형성하는 단계(S2); 상기 거더강재세그먼트를 현장으로 운반한 후, 상기 거더강재세그먼트를 상호 연결하여 강합성 거더를 형성하고, 상기 강합성 거더의 연결부에 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계(S3); 상기 강합성 거더의 전체에 걸쳐 강연선을 배치하고, 상기 강연선을 2차 긴장하는 단계(S4); 상기 2차 긴장된 강합성 거더를 교대 상에 거치하는 단계(S5); 상기 2차 긴장된 강합성 거더에 가로보 및 구체 콘크리트를 타설 및 양생하여 슬래브를 형성한 후, 상기 슬래브 상에 포장하는 단계(S6)로 이루어짐을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 분절식 강합성 거더교 및 이의 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 강합성 거더를 길이에 따라 다수개의 거더강재세그먼트로 나누어 공장에서 제작하고 현장으로 운반 후, 조립 및 설치되므로 최소의 현장작업만으로 강합성 거더의 제작이 가능하여 공기가 단축되며, 주요 거더강재세그먼트를 공장에서 제작하므로 품질관리가 용이하다.

둘째, 본 발명은 사용하중에 의한 강합성 거더의 휨모멘트 분포에 따라 각각의 분절된 거더강재세그먼트에 필요량 만큼의 압축력을 도입할 수 있도록 강합성 거더의 길이방향으로 단계적으로 강연선을 배치하여, 제작할 수 있는 공법이므로 과다한 압축력 도입에 따른 강합성 거더의 응력집중을 배제하고, 불필요한 강연선을 절감할 수 있다.

도 1은 종래의 정착장치가 구비된 계단식 단부 프리스트레스 합성형빔을 이용한 교량을 도시한 예시도,
도 2는 종래의 정착장치가 구비된 계단식 단부 프리스트레스 합성형빔의 단부를 확대 도시한 상세도,
도 3은 도 2의 A-A선 단면도,
도 4는 도 2의 B-B선 단면도,
도 5는 도 2의 C-C선 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 3분절식 강합성 거더교를 도시한 측면도,
도 7은 도 6의 사용하중에 의한 정모멘트에 대응하기 위해 단계별로 도입된 압축력을 도시한 예시도,
도 8a ∼ 도 8f는 본 발명에 따른 3분절식 강합성 거더교 시공순서를 도시한 공정도,
도 9는 본 발명에 따른 5분절식 강합성 거더를 도시한 측면도,
도 10은 도 9의 사용하중에 의한 정모멘트에 대응하기 위해 단계별로 도입된 압축력을 도시한 예시도,
도 11a ∼ 도 11f는 본 발명에 따른 5분절식 강합성 거더교 시공순서를 도시한 공정도.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

[실시예 1]

도 6은 본 발명에 따른 3분절식 강합성 거더교를 도시한 측면도이고, 도 7은 도 6의 사용하중에 의한 정모멘트에 대응하기 위해 단계별로 도입된 압축력을 도시한 예시도이다,

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분절식 강합성 거더교는 3분절 강합성 거더(G3)를 구성하는 각각의 강형부재(100)를 제작한 후, 상기 강형부재(100)에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 쉬스관(110) 및 강연선(120)을 배치한 후, 철근(130)을 조립하는 단계(S1); 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하고, 양생한 후, 상기 거푸집을 제거하고, 상기 강연선(120)을 1차 긴장하여 거더강재세그먼트(200)를 형성하는 단계(S2); 상기 거더강재세그먼트(200)를 현장으로 운반한 후, 상기 거더강재세그먼트(200)를 고장력볼트(B)로 상호 연결하여 강합성 거더(300)를 형성하고, 상기 강합성 거더(300)의 연결부(310)에 콘크리트(C)를 타설 및 양생하는 단계(S3); 상기 강합성 거더(300)의 전체에 걸쳐 강연선(120)을 배치하고, 상기 강연선(120)을 2차 긴장하는 단계(S4); 상기 2차 긴장된 강합성 거더(300)를 교대(500) 상에 거치하는 단계; 상기 2차 긴장된 강합성 거더(300)에 가로보(600) 및 구체 콘크리트를 타설 및 양생하여 슬래브(700)를 형성한 후, 상기 슬래브(700) 상에 포장(800)하는 단계를 순차적으로 시행하여 시공된 것을 특징으로 한다.

이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 분절식 강합성 거더교 시공에 대해 설명한다.

도 8a∼도 8f는 본 발명에 따른 3분절식 강합성 거더교 시공순서를 도시한 공정도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분절식 강합성 거더교 시공방법은 3분절 강합성 거더(G3)를 구성하는 각각의 강형부재(100)를 제작한 후, 상기 강형부재(100)에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 쉬스관(110) 및 강연선(120)을 배치한 후, 철근(130)을 조립하는 단계(S1); 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하고, 양생한 후, 상기 거푸집을 제거하고, 상기 강연선(120)을 1차 긴장하여 거더강재세그먼트(200)를 형성하는 단계(S2); 상기 거더강재세그먼트(200)를 현장으로 운반한 후, 상기 거더강재세그먼트(200)를 고장력볼트(B)로 상호 연결하여 강합성 거더(300)를 형성하고, 상기 강합성 거더(300)의 연결부(310)에 콘크리트(C)를 타설 및 양생하는 단계(S3); 상기 강합성 거더(300)의 전체에 걸쳐 강연선(120)을 배치하고, 상기 강연선(120)을 2차 긴장하는 단계(S4); 상기 2차 긴장된 강합성 거더(300)를 교대(500) 상에 거치하는 단계(S5); 상기 2차 긴장된 강합성 거더(300)에 가로보(600) 및 구체 콘크리트를 타설 및 양생하여 슬래브(700)를 형성한 후, 상기 슬래브(700) 상에 포장(800)하는 단계(S6)로 이루어진다.

즉, 본 발명에 따른 강합성 거더교 시공방법은 강합성 거더(G3)의 길이에 따라 도 8a에 도시된 바와 같이 3개로 분할하여 거더부재세그먼트(200)를 제작하는데 먼저 각각의 거더강재세그먼트(200)를 형성하는 I형, H형 강형부재(100)의 단부에 현장체결용 볼트홀을 설치하여 제작한다.

I형, H형 강형부재(100)의 하부플랜지에는 거푸집을 설치하고, 케이싱 콘크리트를 타설 및 양생하는데 콘크리트를 타설하기 전에 포스트 텐션용 긴장재가 삽입될 수 있는 쉬스관(110)을 매입하고, 강연선(120)을 설치한다.

이때, 각각의 거더강재세그먼트(200)별 도입 압축력에 따라 쉬스관(110)의 수를 단계적으로 구분하여 선정하고 거더강재세그먼트(200)별로 구분하여 배치한다.

각 거더강재세그먼트(200)의 단부에는 긴장재를 긴장 정착할 수 있는 중간정착구(400)가 설치되며, 각 거더강재세그먼트(200)별로 소요압축력에 따라 필요한 강연선(120)만 중간정착구(400)에서 긴장정착하므로 거더강재세그먼트(200)별 정착구(400)의 배치가 다르다.

각각의 거더강재세그먼트(200)와 인접한 거더강재세그먼트(200)와 고장력볼트(B)로 연결하여 강합성 거더(300)를 형성한 후, 상기 강합성 거더(300)의 연결부(310)에 콘크리트(C)를 타설하고 강연선(120)을 설치한 후, 상기 강연선(120)을 긴장 및 정착한다.

전단계에 걸친 프리스트레싱이 종료되면 교대(500) 또는 교각 상에 강합성 거더(300)를 거치한 후, 상기 강합성 거더(300)에 가로보(600)를 설치하고, 구체 콘크리트를 타설 및 양생하여 슬래브(700)를 형성하고, 상기 슬래브(700) 상에 아스팔트를 포장(800)하여 교량을 완성한다.

여기서, 분절하여 제작된 각 거더강재세그먼트(200)의 단면은 각 거더강재세그먼트(200)별로 배치되는 강연선 수와 배치형상이 구분되는데, 강합성 거더(300)의 양단부 부재를 제외한 중앙부 부재의 단부에는 중간단계의 프리스트레싱시 적용되는 중간정착구(400)와 인접부재에서 다음 단계의 프리스트레싱에서 긴장하는 관통 강연선이 매입되는 쉬스관(110)이 함께 배치된다.

거더강재세그먼트(200)별 단부의 정착구(400) 배치형상은 강합성 거더(300)의 길이에 따라 다양한 형태로 배치가 가능하다.

등분포하중이 작용할 때의 단순보의 휨모멘트 분포는 포물선 분포인데, 기존의 프리스트레스트 거더는 길이방향으로 최대 휨모멘트에 저항할 수 있는 압축력이 균일하게 도입되므로 도입압축력은 최대 압축력을 크기로 하는 사각형의 형태의 분포를 나타낸다.

본 발명에 따른 분절식 프리스트레스트 강합성 거더교의 경우에는 강합성 거더(300)를 다수 개로 나누어 제작한 후, 중앙부의 거더강재세그먼트(200) 단부에 중간정착구(400)가 설치되므로 각 거더강재세그먼트(200)별로 발생하는 휨모멘트의 크기에 따라 도입압축력을 조절할 수 있어 불필요한 압축력의 도입을 피할 수 있으므로 기존 프리스트레스트 강합성 거더에 비하여 긴장재 사용량을 절감할 수 있다.

[실시예 2]

도 9는 본 발명에 따른 5분절식 강합성 거더를 도시한 측면도이고, 도 10은 도 9의 사용하중에 의한 정모멘트에 대응하기 위해 단계별로 도입된 압축력을 도시한 예시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분절식 강합성 거더교는 5분절 강합성 거더(G5)를 구성하는 각각의 강형부재(100)를 제작한 후, 상기강형부재(100)에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 쉬스관(110) 및 강연선(120)을 배치한 후, 철근(130)을 조립하는 단계(S1); 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하고, 양생한 후, 상기 거푸집을 제거하고, 상기 강형부재(100)의 중앙부 강연선(120)을 1차 긴장하여 거더강재세그먼트(200)를 형성하는 단계(S2); 상기 거더강재세그먼트(200)를 현장으로 운반한 후, 상기 거더강재세그먼트(200)를 상호 연결하여 강합성 거더(300)를 형성하고, 상기 강합성 거더(300)의 연결부(310)에 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계(S3); 상기 강합성 거더(300)의 전체에 걸쳐 강연선(120)을 배치하고, 상기 강연선(120)을 2차 긴장하는 단계; 상기 2차 긴장된 강합성 거더(300)를 교대(500) 상에 거치하는 단계; 상기 2차 긴장된 강합성 거더(300)에 가로보(600) 및 구체 콘크리트를 타설 및 양생하여 슬래브(700)를 형성한 후, 상기 슬래브(700) 상에 포장(800)하는 단계를 순차적으로 시행하여 시공된 것이다.

이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 분절식 강합성 거더의 시공에 대해 설명한다.

도 11a ∼ 도 11f는 본 발명에 따른 5분절식 강합성 거더교 시공순서를 도시한 공정도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분절식 강합성 거더 시공방법은 5분절 강합성 거더(G5)를 구성하는 각각의 강형부재(100)를 제작한 후, 상기강형부재(100)에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 쉬스관(110) 및 강연선(120)을 배치한 후, 철근(130)을 조립하는 단계(S1); 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하고, 양생한 후, 상기 거푸집을 제거하고, 상기 강형부재(100)의 중앙부 강연선(120)을 1차 긴장하여 거더강재세그먼트(200)를 형성하는 단계(S2); 상기 거더강재세그먼트(200)를 현장으로 운반한 후, 상기 거더강재세그먼트(200)를 상호 연결하여 강합성 거더(300)를 형성하고, 상기 강합성 거더(300)의 연결부(310)에 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계(S3); 상기 강합성 거더(300)의 전체에 걸쳐 강연선(120)을 배치하고, 상기 강연선(120)을 2차 긴장하는 단계; 상기 2차 긴장된 강합성 거더(300)를 교대(500) 상에 거치하는 단계; 상기 2차 긴장된 강합성 거더(300)에 가로보(600) 및 구체 콘크리트를 타설 및 양생하여 슬래브(700)를 형성한 후, 상기 슬래브(700) 상에 포장(800)하는 단계로 이루어진다.

즉, 본 발명에 따른 강합성 거더교 시공방법은 강합성 거더(300)의 길이에 따라 도 11a에 도시된 바와 같이 5개로 분할하여 거더강재세그먼트(200)를 제작하는데 먼저 각각의 거더강재세그먼트(200)를 형성하는 I형, H형 강형부재(100)의 단부에 현장체결용 볼트홀을 설치하여 제작한다.

I형, H형 강형부재(100)의 하부플랜지에는 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 케이싱 콘크리트를 타설 및 양생하는데 콘크리트를 타설하기 전에 포스트 텐션용 긴장재가 삽입될 수 있는 쉬스관(110)을 매입하고, 강연선(120)을 설치한다.

이때, 각각의 거더강재세그먼트(200)별 도입 압축력에 따라 쉬스관(110)의 수를 단계적으로 구분하여 선정하고, 거더강재세그먼트(200)별로 구분하여 배치한다.

각 거더강재세그먼트(200)의 단부에는 강연선(120)을 긴장 및 정착할 수 있는 중간정착구(400)가 설치되어 각 거더강재세그먼트(200)별로 소요압축력에 따라 필요한 강연선(120)만 중간정착구(400)에서 긴장 및 정착하므로 거더강재세그먼트(200)별 정착구(400)의 배치가 다르다.

먼저, 정중앙의 거더강재세그먼트(200)에 강연선(120)을 설치하고, 거더강재세그먼트(200)의 단부의 중간정착구(400)에서 강연선(120)을 긴장 및 정착한 후, 압축력 도입이 끝난 거더강재세그먼트(200)의 양측면에 인접 거더강재세그먼트(200)를 연결하고, 상기 거더강재세그먼트(200) 연결부에 콘크리트를 타설, 양생한 후 다음 단계의 강연선(120)을 설치하고, 긴장 및 정착한다.

각각의 거더강재세그먼트(200)는 인접한 거더강재세그먼트(200)와 고장력볼트(B)로 연결하여 강합성 거더(300)를 형성한 후, 상기 강합성 거더(300)의 연결부(310)에 콘크리트(C)를 타설하고, 강연선(120)을 설치 후, 긴장 및 정착한다.

전단계에 걸친 프리스트레싱이 종료되면 교대(500) 또는 교각 상에 강합성 거더(300)를 거치한 후, 가로보(600) 및 구체 콘크리트를 타설 및 양생하여 슬래브(700)를 형성한 후, 상기 슬래브(700) 상에 아스팔트를 포장(800)하여 교량을 완성한다.

분절하여 제작된 각 거더강재세그먼트(200)의 단면은 각 거더강재세그먼트(200)별로 배치되는 강연선 수와 배치형상이 구분되는데, 강합성 거더(300)의 양단부를 제외한 중앙부의 단부에는 중간단계의 프리스트레싱시 적용되는 중간정착구(400)와 인접 거더강재세그먼트(200)에서 다음 단계의 프리스트레싱에서 긴장하는 관통 강연선(120)이 매입되는 쉬스관(110)이 함께 배치된다.

기존의 프리스트레스트 합성거더의 경우에는 강연선(120)이 합성거더의 길이방향으로 일정한 개수가 배치되어 합성거더의 양단부에서만 긴장, 정착이 이루어지기 때문에 최대 휨모멘트의 크기에 상응하는 소요의 압축력이 합성거더의 전방향에 걸쳐 일정한 크기로 도입된다.

따라서 합성거더의 양단부 부근에서 필요한 단면력에 비하여 과다한 압축력이 도입되므로 불필요한 긴장재가 소요된다.

반면에 본 발명에 따른 분절식 프리스트레스트 강합성 거더교의 경우에는 강합성 거더(300)를 다수 개로 나누어 제작한 후, 중앙부의 거더강재세그먼트(200) 단부에 중간정착구(400)가 설치되므로 각 거더강재세그먼트(200)별로 발생하는 휨모멘트의 크기에 따라 도입압축력을 조절할 수 있어 불필요한 압축력의 도입을 피할 수 있으므로 기존 프리스트레스트 강합성 거더에 비하여 강연선 사용량을 절감할 수 있는 작용효과가 있다.

100: 강형부재 110: 쉬스관
120: 강연선 130: 철근
200: 거더강재세그먼트 300: 강합성 거더
310: 연결부 400: 정착구
500: 교대 600: 가로보
700: 슬래브 800: 포장
B: 고장력볼트 C: 콘크리트
G3: 3분절 강합성 거더 G5: 5분절 강합성 거더

Claims

3분절 강합성 거더(G3)를 구성하는 각각의 강형부재(100)를 제작한 후, 상기 강형부재(100)에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 쉬스관(110) 및 강연선(120)을 배치한 후, 철근(130)을 조립하는 단계(S1);
상기 거푸집에 콘크리트를 타설하고, 양생한 후, 상기 거푸집을 제거하고, 상기 강연선(120)을 1차 긴장하여 거더강재세그먼트(200)를 형성하는 단계(S2);
상기 거더강재세그먼트(200)를 현장으로 운반한 후, 상기 거더강재세그먼트(200)를 고장력볼트(B)로 상호 연결하여 강합성 거더(300)를 형성하고, 상기 강합성 거더(300)의 연결부(310)에 콘크리트(C)를 타설 및 양생하는 단계(S3);
상기 강합성 거더(300)의 전체에 걸쳐 강연선(120)을 배치하고, 상기 강연선(120)을 2차 긴장하는 단계(S4);
상기 2차 긴장된 강합성 거더(300)를 교대(500) 상에 거치하는 단계;
상기 2차 긴장된 강합성 거더(300)에 가로보(600) 및 구체 콘크리트를 타설 및 양생하여 슬래브(700)를 형성한 후, 상기 슬래브(700) 상에 포장(800)하는 단계를 순차적으로 시행하여 시공된 것을 특징으로 하는 분절식 강합성 거더교.
5분절 강합성 거더(G5)를 구성하는 각각의 강형부재(100)를 제작한 후, 상기강형부재(100)에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 쉬스관(110) 및 강연선(120)을 배치한 후, 철근(130)을 조립하는 단계(S1);
상기 거푸집에 콘크리트를 타설하고, 양생한 후, 상기 거푸집을 제거하고, 상기 강형부재(100)의 중앙부 강연선(120)을 1차 긴장하여 거더강재세그먼트(200)를 형성하는 단계(S2);
상기 거더강재세그먼트(200)를 현장으로 운반한 후, 상기 거더강재세그먼트(200)를 상호 연결하여 강합성 거더(300)를 형성하고, 상기 강합성 거더(300)의 연결부(310)에 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계(S3);
상기 강합성 거더(300)의 전체에 걸쳐 강연선(120)을 배치하고, 상기 강연선(120)을 2차 긴장하는 단계;
상기 2차 긴장된 강합성 거더(300)를 교대(500) 상에 거치하는 단계;
상기 2차 긴장된 강합성 거더(300)에 가로보(600) 및 구체 콘크리트를 타설 및 양생하여 슬래브(700)를 형성한 후, 상기 슬래브(700) 상에 포장(800)하는 단계를 순차적으로 시행하여 시공된 것을 특징으로 하는 분절식 강합성 거더교.
3분절 강합성 거더(G3)를 구성하는 각각의 강형부재(100)를 제작한 후, 상기 강형부재(100)에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 쉬스관(110) 및 강연선(120)을 배치한 후, 철근(130)을 조립하는 단계(S1);
상기 거푸집에 콘크리트를 타설하고, 양생한 후, 상기 거푸집을 제거하고, 상기 강연선(120)을 1차 긴장하여 거더강재세그먼트(200)를 형성하는 단계(S2);
상기 거더강재세그먼트(200)를 현장으로 운반한 후, 상기 거더강재세그먼트(200)를 상호 연결하여 강합성 거더(300)를 형성하고, 상기 강합성 거더(300)의 연결부(310)에 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계(S3);
상기 강합성 거더(300)의 전체에 걸쳐 강연선(120)을 배치하고, 상기 강연선(120)을 2차 긴장하는 단계(S4);
상기 2차 긴장된 강합성 거더(300)를 교대(500) 상에 거치하는 단계(S5);
상기 2차 긴장된 강합성 거더(300)에 가로보(600) 및 구체 콘크리트를 타설 및 양생하여 슬래브(700)를 형성한 후, 상기 슬래브(700) 상에 포장(800)하는 단계(S6)로 이루어짐을 특징으로 하는 분절식 강합성 거더교 시공방법.
5분절 강합성 거더(G5)를 구성하는 각각의 강형부재(100)를 제작한 후, 상기강형부재(100)에 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 쉬스관(110) 및 강연선(120)을 배치한 후, 철근(130)을 조립하는 단계(S1);
상기 거푸집에 콘크리트를 타설하고, 양생한 후, 상기 거푸집을 제거하고, 상기 강형부재(100)의 중앙부 강연선(120)을 1차 긴장하여 거더강재세그먼트(200)를 형성하는 단계(S2);
상기 거더강재세그먼트(200)를 현장으로 운반한 후, 상기 거더강재세그먼트(200)를 고장력볼트(B)로 상호 연결하여 강합성 거더(300)를 형성하고, 상기 강합성 거더(300)의 연결부(310)에 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계(S3);
상기 강합성 거더(300)의 전체에 걸쳐 강연선(120)을 배치하고, 상기 강연선(120)을 2차 긴장하는 단계;
상기 2차 긴장된 강합성 거더(300)를 교대(500) 상에 거치하는 단계;
상기 2차 긴장된 강합성 거더(300)에 가로보(600) 및 구체 콘크리트를 타설 및 양생하여 슬래브(700)를 형성한 후, 상기 슬래브(700) 상에 포장(800)하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 분절식 강합성 거더교 시공방법.