KR20070104111A - 말뚝기둥 일체형 교량구조 및 그의 시공방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저부가 지반 속 지지층에 삽입되고, 상부는 교량의 코핑부와 일체로 구비되는 다수 개의 말뚝기둥, 하부에 일체로 다수 개의 상기 말뚝기둥이 결합되며, 교량의 횡방향으로 구비되는 코핑부, 다수 개의 코핑부에 의해 저부가 지지되어 교량의 길이방향으로 설치되는 교량상부구조물을 포함하여, 다수의 말뚝기둥이 기초 및 기둥의 역할을 동시에 하기 때문에, 별도의 푸팅 및 기둥을 시공하지 않아 경제적이며, 지진 시 특정부위에 모멘트가 집중되지 않고 전체 구조계에 분산되어 내진 성능이 크게 향상되는 등의 효과가 있는 말뚝기둥 일체형 교량구조에 관한 것이다.

교량, 말뚝, 지반

Description

말뚝기둥 일체형 교량구조 및 그의 시공방법.{BRIDGE WITH PILE AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명 말뚝기둥 일체형 교량구조에 대한 예시도이다.

도 2는 본 발명 말뚝기둥 일체형 교량구조에 대한 다른 실시의 예시도이다.

도 3은 본 발명 말뚝기둥 일체형 교량구조에 의해 설치된 교량에 대한 예시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 교량 3 : 코핑부

4 : 말뚝기둥 5 : 교량상부구조물

11 : 지반 12 : 지지층

본 발명은 교량구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 말뚝기둥이 기 초 및 기둥의 역할을 동시에 하기 때문에, 별도의 푸팅 및 기둥을 시공하지 않아 경제적이며, 지진 시 특정부위에 모멘트가 집중되지 않고 전체 구조계에 분산되어 내진 성능이 크게 향상되는 등의 효과가 있는 말뚝기둥 일체형 교량구조에 관한 것이다.

일반적으로 교량은 하천의 양측의 육지를 잇는 구조로, 교량의 상부면으로 차량 또는 사람이 이동하도록 시설되는 것이다.

이와 같은 교량의 시공은 우선 물이 흐르는 것을 막은 후, 기둥이 설치되는 곳의 지표를 고르게 다듬은 후, 콘크리트를 타설 하는 등의 작업에 의해 넓게 형성되는 형태의 푸팅을 시설한다. 이러한 푸팅의 상부로 굵은 넓이의 기둥을 시설하고, 그 상부에 교량의 상부를 형성하는 것이다.

이와 같은 종래의 교량의 시공에 있어서, 푸팅의 시설, 기둥의 시설을 위해서는, 우선 철근 등으로 구조를 형성한 후, 거푸집을 만들고, 이에 콘크리트를 타설하여야 한다. 이와 같이 타설된 콘크리트가 완전히 굳어야만, 상부에 교량 구조물을 시설할 수 있는 것이다.

그러나 이와 같이 콘크리트 타설에 의한 시공은, 콘크리트 및 철근 등의 시설 재료가 상당량 소요되며, 콘크리트가 완전히 굳어지기 위해서는 상당한 시설 기간이 소요되는 등의 문제점이 있다. 특히 장마철과 같은 우기에는 콘크리트 타설시 함수량이 변하기 때문에 교량의 구조적 결함을 유발하는 등의 문제점이 있는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 다수의 말뚝기둥이 기초 및 기둥의 역할을 동시에 하기 때문에, 별도의 푸팅 및 기둥을 시공하지 않아 경제적이며, 지진 시 특정부위에 모멘트가 집중되지 않고 전체 구조계에 분산되어 내진 성능이 크게 향상되는 등의 효과가 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 저부가 지반 속 지지층에 삽입되고, 상부는 교량의 코핑부와 일체로 구비되는 다수 개의 말뚝기둥, 하부에 일체로 다수 개의 상기 말뚝기둥이 결합되며, 교량의 횡방향으로 구비되는 코핑부, 다수 개의 코핑부에 의해 저부가 지지되어 교량의 길이방향으로 설치되는 교량상부구조물을 포함하는 말뚝기둥 일체형 교량구조를 제공한다.

이러한 본 발명은 교량공사를 위한 표토정리 단계; 말뚝기둥을 지반 속 지지층에 이를 때까지 항타하여 교량의 횡방향으로 다수 개의 말뚝기둥을 지반 속으로 삽입하는 말뚝기둥 설치단계; 교량의 횡방향으로 설치된 다수 개의 상기 말뚝기둥의 상부를 서로 잇도록 구비되는 코핑부 설치단계; 상기 코핑부의 상부측으로 교량상부구조물을 설치하는 완료단계를 포함하는 말뚝기둥 일체형 교량구조의 시공방법을 제공한다.

또한 상기 말뚝기둥은 3개 이상으로 구비되고, 상기 말뚝기둥은 수평단면형상이 원형, 사각형 또는 다각형으로 형성되는 말뚝기둥 일체형 교량구조의 시공방법을 제공한다.

이하 첨부되는 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 말뚝기둥 일체형 교량구조에 대한 예시도, 도 2는 본 발명 말뚝기둥 일체형 교량구조에 대한 다른 실시의 예시도, 그리고 도 3은 본 발명 말뚝기둥 일체형 교량구조에 의해 설치된 교량에 대한 예시도이다.

즉 본 발명 말뚝기둥 일체형 교량(1) 구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 저부가 지반(11) 속 지지층(12)에 삽입되고, 상부는 교량(1)의 코핑부(3)와 일체로 구비되는 다수 개의 말뚝기둥(4), 하부에 일체로 다수 개의 상기 말뚝기둥(4)이 결합되며, 교량(1)의 횡방향으로 구비되는 코핑부(3), 그리고 다수 개의 코핑부(3)에 의해 저부가 지지되어 교량(1)의 길이방향으로 설치되는 교량상부구조물(5)을 포함하여 구비되는 것이다.

이러한 교량(1)의 구조는 일반적으로 설치되는 교량상부구조물(5)이 구비되고, 또한 코핑부(3)의 상부에 위치되면서 교량상부구조물(5)을 안전하도록 하는 다수의 부재(미도시됨) 등의 구성은 일반 교량의 시공과 유사한 기술로 설치된다.

이에 도 1 및 도 2에서와 같이, 지반(11) 속의 단단한 지지층(12)으로부터 상부로 연장형성되어 교량(1)의 하부구조물인 코핑부(3)의 하측까지 연장형성되도록 말뚝기둥(4)을 구비한 것이다.

즉 도 3에서와 같이 하천의 양측을 잇는 교량(1)에 대해, 교량(1)의 길이방향으로 설치되는 교량상부구조물(5)의 저부 다수 곳에, 횡방향으로 코핑부(3)가 다수 개 구비된다. 이와 같은 코핑부(3)에 의해 교량상부구조물(5)이 안정되게 설치되는 것이다.

이에 코핑부(3)는 저부에 다수 개의 말뚝기둥(4)과 일체로 하여 설치되는 것으로, 다수 개의 말뚝기둥(4)의 저부는 지반(11) 아래의 단단한 층인 지지층(12)에 고정되는 것이다. 즉 대부분의 지지층(12)은 암반층이므로, 결국 다수 개의 말뚝기둥(4)은 지지층(12)에 의해 안정된 형태를 유지하게 되는 것이다.

이와 같은 말뚝기둥(4)은 도 1에서는 5개, 도 2에서는 3개가 설치된 것을 도시하였으나, 2개로 구비되면 코핑부(3) 및 교량(1)의 안전을 보장하기 곤란하며, 교량(1)의 폭에 따라 그 수를 증가할 수 있다. 이에 대부분의 교량(1)의 폭이 말뚝기둥 20개 이하로 구비함이 바람직하며, 교량(1)의 폭 및 교량상부 구조물(5)의 중량에 따라 그 수를 3개 이상으로 하여 적절히 증감될 수 있다.

이때 각각의 말뚝기둥(4) 일정 간격을 유지하고 설치되는 것이 좋다. 설치간격은, 말뚝기둥의 지름의 1 ~ 3배 정도로 유지하는 것이 좋다. 너무 가까우면 시공이 곤란한 문제가 있으며, 너무 멀면 교량(1) 전체 무게를 지탱하지 못하여, 교량(1) 전체 안전에 문제가 있을 수 있기 때문이다.

이와 같은 교량(1) 구조의 시공 방법을 살펴보면 다음과 같다.

우선 교량이 설치된 하천의 밑바닥에 흐르는 물을 막고, 설치될 장소의 표면의 정리를 위해, 교량(1) 공사를 위한 표토정리를 한다(표토정리 단계).

이에 말뚝기둥(4)을 위치 시킨 후, 지반(11) 속 단단한 층인 지지층(12)에 이를 때까지 항타하여 말뚝기둥(4)을 설치하되, 교량(1)의 횡방향으로 다수 개의 말뚝기둥(4)을 지반(11) 속으로 삽입한다(말뚝기둥 설치단계).

그런 후 교량(1)의 횡방향으로 설치된 다수 개의 상기 말뚝기둥(4)의 상부를 서로 잇도록 코핑부(3)를 구비한다(코핑부 설치단계).

이러한 상기 코핑부(3)의 상부측으로 교량상부구조물(5)을 설치하여 교량(1) 구조물 설치를 완료한다(완료단계).

이때 코핑부(3)의 설치는, 코핑부(3)를 먼저 지상에서 형성한 다음에, 다수의 말뚝기둥(4)의 설치가 완료된 후에, 코핑부(3)를 들어올려 각각의 말뚝기둥(4)의 상부와 코핑부(3)의 하부를 연결할 수 있다.

다른 방법으로는 다수 개의 말뚝기둥(4)의 설치를 완료 한 다음에, 각각의 말뚝기둥(4)의 상부로 돌출형성되는 철근 등에 연이어서, 코핑부(3)의 거푸집을 형성한 다음, 이에 콘크리트를 타설하여 코핑부(3)를 형성할 수 있다.

그리고 이러한 상기 말뚝기둥(4)은 수평단면형상이 원형, 사각형 또는 다각형으로 형성하도록 하였다.

즉 원형으로 말뚝기둥(4)을 형성할 경우에는, 방향에 대한 제약이 없어 항타가 용이하다.

또한 사각형으로 형성하면, 구조적으로 안정된 형상으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 현장에서 제작이 용이하고, 사각기둥형상에 코핑부(3)와 같은 다른 구조물을 쉽게 결합할 수 있는 장점이 있다. 그리고 이외 오각형, 육각형 또는 팔각형 등의 다각형 기둥으로 형성할 경우에는 미관의 양호함 등, 각각의 시공시 필요함에 의해 각각 장점을 살려서 시공할 수 있다.

이와 같이 구비되는 다수의 말뚝기둥(4)이 구비되는 교량(1)의 구조는, 교량(1)에 대해 횡방향으로 다수 개의 말뚝기둥(4)이 지반(11)의 암반과 같은 단단한 구조의 지지층(12)에 설치되기 때문에, 교량(1)의 구조를 단단하게 하여, 안정적인 형태를 유지할 수 있으며, 교량(1)의 횡방향으로 다수 개의 말뚝기둥(4)이 지지하기 때문에, 결국 횡방향으로 휘지 않는 안정적인 형태를 구비하여, 지진 또는 강한 바람(태풍 또는 회오리바람 등) 등의 횡방향의 외력에 대해 안정적인 형태를 유지하는 등의 장점이 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.

상기와 같이 구비되는 본 발명은, 지표부근에 푸팅을 시공하여 그 위에 다시 기둥을 시공하기 때문에, 터파기 및 다량의 콘크리트와 철근이 소요되고, 푸팅 및 기둥의 시공시 콘크리트 타설에 따른 공사기간이 많이 소요되고 비경제적이었으며, 내진 측면에서는 푸팅이 고정점의 역할을 하여, 푸팅 상면에서 모멘트가 크게 발생하여 소성힌지가 발생하여 구조적으로 불합리한 구조를 갖는 기존의 교량의 시공방법에 비하여, 다수의 말뚝기둥이 기초 및 기둥의 역할을 동시에 하기 때문에, 별도의 푸팅 및 기둥을 시공하지 않아 경제적이며, 지진 시 특정부위에 모멘트가 집중되지 않고 전체 구조계에 분산되어 내진 성능이 크게 향상되는 등의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 저부가 지반 속 지지층에 삽입되고, 상부는 교량의 코핑부와 일체로 구비되는 다수 개의 말뚝기둥,

   하부에 일체로 다수 개의 상기 말뚝기둥이 결합되며, 교량의 횡방향으로 구비되는 코핑부,

   다수 개의 코핑부에 의해 저부가 지지되어 교량의 길이방향으로 설치되는 교량상부구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝기둥 일체형 교량구조.
2. 교량공사를 위한 표토정리 단계;

   말뚝기둥을 지반 속 지지층에 이를 때까지 항타하여 교량의 횡방향으로 다수 개의 말뚝기둥을 지반 속으로 삽입하는 말뚝기둥 설치단계;

   교량의 횡방향으로 설치된 다수 개의 상기 말뚝기둥의 상부를 서로 잇도록 구비되는 코핑부 설치단계;

   상기 코핑부의 상부측으로 교량상부구조물을 설치하는 완료단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝기둥 일체형 교량구조의 시공방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 말뚝기둥은 3개 이상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 말뚝기둥 일체형 교량구조의 시공방법.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 말뚝기둥은 수평단면형상이 원형, 사각형 또는 다각형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 말뚝기둥 일체형 교량구조의 시공방법.

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