KR101062909B1 - 바닥판용 수직보강판을 이용한 합성바닥판 시공방법 - Google Patents

Abstract

간단하고 경제적으로 제작 및 설치할 수 있는 바닥판용 수직 보강판및 이를 이용한 데프플레이트, 합성바닥판 및 그 시공방법에 관한 것으로 상기 데크플레이트는
수평판으로 제작된 하부판; 상기 하부판의 상면에 하부판의 길이방향인 횡방향으로 연장되며 종방향으로 다수가 이격 고정되는 것으로서 일정한 높이(h)를 가진 강판재의 하부를 재단하여 횡방향으로 인접한 재단강판재들이 서로 종방향으로 대향되도록 벌어지도록 형성시킨 수직보강판;을 포함한다.

Description

바닥판용 수직보강판을 이용한 합성바닥판 시공방법{COMPOSITE SLAB CONSTRUCTION METHOD USING REINFORCING VERTICAL STEEL PLATE FOR SLAB}

본 발명은 바닥판용 수직보강판을 이용한 합성바닥판 시공방법에 대한 것이다. 더욱 구체적으로 강재와 콘크리트를 이용한 합성바닥판에 관한 것으로서 간단하고 경제적으로 제작 및 설치할 수 있는 바닥판용 수직보강판을 이용한 합성바닥판 시공방법에 관한 것이다.

통상 종래의 교량용 바닥판은 RC 바닥판(Reinforced Concrete Slab)으로 시공되었다.

이러한 RC바닥판은 두께가 개략 20CM 정도로 시공되는 것이 일반적인데, 자중이 크고, 강성이 낮아 공용하중(활하중)이 작용함에 따라 균열 및 처짐이 발생되어 결국 바닥판의 내하성능 및 내구성이 떨어지게 됨으로써, 바닥판 보수, 보강작업에 많은 인력과 비용이 소요되는 실정이었다.

또한 현장에서 동바리 등과 같은 가설재를 이용하여 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 시공되므로 고소작업에 의하여 안전사고 및 시공성이 떨어졌을 뿐만 아니라, 거푸집 설치 및 철근배근 작업에 있어 많은 공임 및 공사비가 증대될 수 밖에 없다는 문제점이 지적되었다.

이러한 RC바닥판을 대체하기 위하여 개발된 것이 합성바닥판(Composite Slab)이다.

상기 합성바닥판은 통상 강재판으로 제작된 하부판 상부에 소정의 두께를 가지도록 콘크리트(바닥판재)를 타설시킴으로써 상기 하부판과 콘크리트가 서로 합성된 상태로 제작되며, 공용하중 및 자중에 의하여 발생하는 인장응력은 상기 하부판이 부담하게 하고, 압축응력은 상기 콘크리트가 부담하도록 하는 역학적 메커니즘을 이용하여 제작된다.

이러한 합성바닥판의 예를 도시한 것이 도 1a 및 도 1b이다.

도 1a에 도시된 합성바닥판(10a)은 주형(11a)에 의하여 지지되는 하부판(12a) 상부에 구멍이 형성된 I 형강(13a)을 횡방향으로 소정의 간격을 가지도록 설치하고, 상기 구멍을 관통하도록 하부배력철근(14a)을 설치함과 더불어 바닥판 상부에 상부배력철근(15a)을 설치한 뒤, 콘크리트(16a)를 타설 및 양생시켜 시공된다.

하지만 이러한 합성바닥판(10a)은 구조가 복잡하고, 다수의 I 형강이 필요하게 되어 경제성이 낮고, 하부판에 전단연결재를 별도로 설치하지 않는 방식으로 시공되어 하부판과 콘크리트의 합성작용이 성립되지 않아 비효율적이라는 문제점이 있었으며, I형강에 구멍 형성을 위한 작업이 어렵고 비용도 많이 요구된다는 단점이 있었다.

도 1b의 합성바닥판(10b)은 역시 주형(11b)에 의하여 지지되며 오목부와 볼록부를 가지는 요철부(A) 가지며 전단연결재(13b)가 구비되어 있는 하부판(12b), 상기 오목부에 전단연결재(13b)가 구비된 I 형강(14b)을 설치한 뒤 콘크리트를 타설 및 양생시켜 시공된다.

이러한 합성바닥판(10b)의 경우 배력철근을 별도로 설치하지 않아 시공성이 향상된다는 장점은 있으나, 도 1a의 경우와 같이 다수의 I 형강이 필요하게 되어 경제성이 낮고, 많은 수의 전단연결재의 설치가 필요하여 역시 제작상 작업성 및 시공성이 떨어진다는 문제점이 있었다.

도 1c에 의한 합성바닥판(10c)은 하부판(11c)에 콘크리트를 포함하는 바닥판재(12c)를 형성시켜 합성시킨 합성바닥판(10c)에서,

상기 하부판(11c)에 고정 설치되어 전단연결재 및 인장응력보강재로서 기능하는 유공수직보강판(13c); 및 상기 유공수직보강판 위에 설치된 압축보강재(14c);를 포함하되,

상기 하부판(11c)은 강판을 가공하여 오목부와 볼록부가 구비된 요철부(A)가 형성되며, 상기 유공수직보강판(13c)는 강판재로써 상기 요철부(A)의 오목부에 수직으로 고정 설치되며, 유공(16c)이 다수 형성된 유공수직보강판(13c) 상부면에는 압축보강재 설치용 홈(15c)이 형성되고, 미리 격자형으로 제작된 철근조립체인 압축보강재(14c)가 상기 유공수직보강판(13c)의 홈(15c)에 얹어 설치되도록 한다.

이에 수직보강판로서 형강을 사용하지 않기 때문에 제작비용을 절감할 수 있다는 장점은 있으나 역시 유공(16c)을 일일이 수직보강판에 형성해야 한다는 문제점은 그대로 가질 수 밖에 없었다.

나아가 상기 도 1a, 도 1b 및 도 1c에 소개된 교량용 합성바닥판은 모두 과중량의 차량하중 등이 통행하는 판 구조물로서 소요의 휨 강성을 확보하기 위해 하부판 및 수직보강판를 제작함에 있어 다량의 강판을 가공하여 제작하게 되는데 이로서 사실상 제작비용이 너무 많이 소요될 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 경량이고, 제작비용이 저렴하면서도 구조적 강성이 뛰어나 간단하게 조립 설치할 수 있도록 제작된 바닥판용 수직보강판을 이용한 합성바닥판 시공방법 제공을 그 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

이를 위해 본 발명은

첫째, 구조적으로 충분한 강성을 가지도록 하면서도 제작이 용이한 바닥판용 수직보강판을 이용한 데크플레이트와 합성바닥판을 제공할 수 있도록 하였다.

둘째, 이에 상기 바닥판용 수직보강판을 이용한 데크플레이트 및 합성바닥판은 하부판 상면에 다수의 하부가 벌어진 수직보강판을 고정 설치하게 되는데,

이러한 수직보강판은 일정한 높이(h)를 가진 강판재의 하부를 재단하여 종방향으로 인접한 재단강판재들이 서로 횡방향으로 대향되도록 벌어지도록 형성시키게 된다.

이를 위하여 본 발명은

하부판 상면에 수직보강판이 형성된 바닥판용 수직보강판에 있어서, 상기 수직보강판은

상기 하부판의 상면에 하부판의 길이방향인 횡방향으로 연장되며 종방향으로 다수가 이격 고정되는 것으로서 일정한 높이(h)를 가진 강판재의 하부를 재단하여 횡방향으로 인접한 재단강판재들이 서로 종방향으로 대향되도록 벌어지도록 형성시킨 바닥판용 수직보강판을 제공한다.

또한 바람직하게는,

수평판으로 제작된 하부판; 및 하부판의 상면에 설치된 상기 수직보강판;을 포함하는 바닥판용 수직보강판을 이용한 데크플레이트를 제공한다.

또한 바람직하게는,

수평판으로 제작된 하부판; 하부판의 상면에 설치된 상기 수직보강판; 및 상기 수직보강판이 매립되도록 하부판에 형성된 콘크리트를 포함하는 바닥판재;를 포함하는 바닥판용 수직보강판을 이용한 합성바닥판을 제공한다.

또한 바람직하게는

주형부를 횡방향으로 다수 이격시켜 종방향으로 연장되도록 설치하고,

상기 주형부 상면에 양 측단이 지지되도록 합성바닥판을 고정 설치하되, 상기 합성바닥판은 일정한 길이와 폭을 수평판으로 제작된 하부판; 상기 하부판의 상면에 하부판의 길이방향인 횡방향으로 연장되며 종방향으로 다수가 이격 고정되는 것으로서 일정한 높이(h)를 가진 강판재의 하부를 재단하여 종방향으로 인접한 재단강판재들이 서로 종방향으로 대향되도록 벌어지도록 형성된 수직보강판; 및 상기 수직절곡판의 재단강판재들의 외측면에는 하부횡방향철근을 포함하도록 제작된 것을 이용하되, 상기 재단강판재의 하단부는 수평절곡시킨 수평절곡부로 형성되도록 하여 상기 수평절곡부가 하부판 상면에 리벳으로 고정되도록 설치하고,

상기 수직보강판의 상면에 종방향으로 이격 형성된 다수의 압축보강재설치용 홈에 격자형으로 제작된 철근조립체인 압축 보강재를 얹어 설치하고, 상기 압축보강재, 수직보강판이 매립되도록 하부판 상면에 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하는 바닥판용 수직보강판을 이용한 합성바닥판 시공방법을 제공한다.

또한 바람직하게는,

상기 수직보강판의 재단강판재들의 외측면에는 하부횡방향철근이 더 형성되도록 하며,

상기 재단강판재의 하단부는 수평절곡시킨 수평절곡부로 형성되도록 하여 상기 수평절곡부가 하부판 상면에 리벳으로 고정되도록 하며,

또한 바람직하게는

상기 수직보강판의 상면에는 종방향으로 이격된 다수의 압축보강재 설치용 홈이 추가로 더 설치되며, 격자형으로 제작된 철근조립체를 상기 압축보강재 설치용 홈에 얹어 압축보강재가 추가로 설치되도록 하며,

또한 바람직하게는

상기 수직보강판은

직사각형 강판재의 일측단부 중앙부로부터 타측단부 중앙부로 연속하여 파형형태로 재단하여 상기 직사각형 강판재가 상하로 2개로 분할되도록 함으로서, 각각 분할된 수직보강판의 하부에 위치한 횡방향으로 인접한 재단강판재들이 서로 종방향으로 대향되도록 벌어지도록 형성시키며,

또한 바람직하게는

상기 수직보강판은

직사각형 강판재의 하부가 일측단부로부터 타측단부로 연속하여 파형형태로 형성되도록 절취하여 상기 절취된 부위를 제외한 강판재의 하부에 위치하여 횡방향으로 인접한 재단강판재들이 서로 종방향으로 대향되어 벌어지도록 형성시키며,

또한 바람직하게는

상기 수직보강판은

상기 강판재의 상부를 절곡하여 수평절곡시킨 상부수평절곡부가 형성되도록 하는 바닥판용 수직보강판, 데크플레이트, 합성바닥판 및 그 시공방법을 제공한다.

본 발명에 의한 합성바닥판은 그 제작을 위한 강재 사용량을 통상의 합성슬래브와 대비하여 40%정도 절감하면서도 구조적 성능은 충분히 확보할 수 있어 저중량의 합성바닥판 제공이 가능하게 된다.

또한 수직보강판을 설치함에 있어 리벳을 이용하여 얇은 하부판이 용접에 의한 영향을 받지 않도록 하여 보다 내구성이 뛰어난 합성바닥판 제공이 가능하게 된다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 종래 교량용 합성바닥판들의 사시도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 수직보강판이 형성된 데크플레이트 및 합성바닥판의 조립사시도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 하부가 벌어진 수직보강판의 제작 사시 도,
도 4는 본 발명의 합성바닥판 설치단면도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 합성바닥판 설치순서도이다.

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 발명의 수직보강판(130) 및 데크플레이트>

먼저, 본 발명의 데크플레이트는 도 2a와 같이 크게 하부판(110)과 상기 하부판(110)에 고정 설치되어 전단연결재 및 인장응력보강재로서 기능하는 수직보강판(130)을 포함한다.

상기 하부판(110)은 예컨대 소정의 두께를 가지는 강판을 가공하여 수평판 형태로 제작하게 된다.

이하 하부판은 강판, 바닥판재는 콘크리트를 이용하는 경우를 기준으로 설명한다.

이에 상기 하부판(110)은 바닥판재 형성을 위한 콘크리트가 소정의 높이를 타설되는 거푸집의 역할을 할 뿐만 아니라 합성바닥판에 공용하중이 작용할 때 발생하는 하부 인장응력에 저항하는 구조부재로 기능하게 된다.

이러한 하부판(110)은 교량의 길이방향인 종방향 및 직각방향인 횡방향으로 연결부(A)에 의하여 연속적으로 연결되어 설치되도록 하게 된다.

또한 상기 하부판(110)은 연결부에 의하여 연속적으로 설치될 수 있도록 일정한 폭(W)과 길이(L)를 가지도록 제작하게 되는데 예컨대 일정한 길이(L)를 가지면서 폭은 1m가 되도록 제작된 모듈화된 하부판(110)을 이용하여 연결 설치하는 경우 작업성이 매우 뛰어나다는 장점이 있다.

상기 수직보강판(130)은 본 발명에서 2가지 기능을 담당하게 된다.

먼저, 공용하중에 저항하는 인장응력보강재의 역할을 하게 된다.

공용하중(차량, 보행인 등의 통행하중등)에 의하여 바닥판 하부에는 인장응력이 발생하고, 상부에는 압축응력이 발생하게 된다.

이때 인장응력은 위에서 살펴본 것과 같이 하부판(110)이 대부분 부담하게 되는데, 이러한 부담이 커지는 경우 하부판의 두께를 증대시켜야 하는 문제가 발생한다.

하부판은 그 두께에 따라 경제성 및 제작 용이성이 결정되므로 최적의 두께로 구성시키되 이를 분담할 수 있는 대체 구성 즉, 인장응력보강재가 필요하게 된다.

도 1a 및 도 1b에서 같이 이러한 인장응력보강재로써 I형강을 사용할 수도 있지만, 본 발명에서는 이러한 I형강은 중량이 너무 커지게 되고 강재가 고가여서 직사각형의 강판재(STEEL PLATE)를 가공한 수직보강판(130)를 이용하게 된다.

상기 수직보강판(130)는 분담해야 하는 인장응력의 크기를 고려하여 강판재를 가공하여 제작하되, 바닥판 폭 또는 모듈화된 바닥판의 크기를 고려하여 소정의 길이로 제작하고, 높이는 바닥판 높이를 고려하여 제작하고, 두께는 설치간격 등을 고려하여 제작하게 된다.

도 3a 및 도 3b는 상기 수직보강판(130)의 제작예들을 도시한 것이다.

이때 수직보강판(130)은 강재판만으로 제작하여 제작이 용이하면서도 하부판에 고정설치함에 있어 하부판에 용접이 아닌 리벳 설치방식을 이용함에 기술적 특징이 있다.

즉, 하부판의 상면에 하부판의 길이방향인 횡방향으로 연장되며 종방향으로 다수가 이격 고정되는 것으로서 일정한 높이(h)를 가진 강판재의 하부를 재단하여 형성된 횡방향으로 인접한 재단강판재(131)들이 서로 종방향으로 대향되어 벌어지도록 형성시키게 되며 이와같은 수직보강판을 제작하는 예들을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 3a에 의하면 본 발명의 수직보강판(130)은 소정의 높이(h)와 길이(l)를 가진 직사각형 강판재를 상하로 2개로 분리하여 제작된 것이 이용됨을 알 수 있다.

즉, 일정한 높이(h)를 가진 직사각형 강판재를 길이방향으로 상하 재단하되, 상기 재단(B)은 강판재가 상하로 2개로 분할되도록 길이방향으로 연속하여 파형형태로 이루어지도록 함으로서 분할된 수직보강판(130a,130b) 각각을 수직보강판으로 이용하게 된다.

따라서 1개의 직사각형 강판재를 2개로 분할하여 이용할 수 있게 된다.

예컨대 상기 재단은 강판재 양 단부의 중앙부로부터 각각 내측으로 연장시킨 하부수평부(D1), 상기 하부수평부의 끝단으로부터 상방 경사진 상방경사부(D2), 상기 상방경사부의 끝단으로부터 수평으로 연장된 상부수평부(D3), 상기 상부수평부로부터 강판재 상부로 하방 경사진 하방경사부(D4), 상기 하방경사부의 끝단으로부터 다시 수평으로 연장된 하부수평부(D1)로 형성된 파형형태의 재단이 길이방향으로 연속적으로 이루어지도록 하여 2개의 수직보강판으로 상하 분할되도록 제작하게 된다.

이때 상기 각각의 분할된 수직보강판(130a,130b)의 하부에 위치하여 횡방향으로 인접 형성된 재단강판재(131a,131b)들이 서로 종방향으로 대향되도록 벌어지도록 하게 된다.

이로서 상기 수직보강판(130a,130b)는 자립이 가능하게 되므로 하부판에 설치가 매우 용이하게 됨을 알 수 있으며, 상기 재단강판재(131a,131b)들의 하단부는 수평절곡판(132a,132b)으로 절곡시켜 하부판(110)과 연결되도록 하게 된다.

이에 벌어지도록 형성시킨 재단강판재(131a,131b)는 바닥판재용 콘크리트를 연통시킬 수 있게 되므로 바닥판재용 콘크리트와의 합성능력을 증진시킬 수 있게 된다.

이러한 수직보강판(130a,130b)은 하부판(110)에 고정설치되도록 함에 있어 용접이 아닌 리벳방식을 이용하게 된다.

즉, 용접은 하부판(110)에 용접열이 전달되도록 함에 따라 하부판의 내구성에 영향을 줄 수 있고, 특히 얇은 하부판을 사용하는 경우 하부판의 강성을 떨어뜨릴 소지가 있다.

이에 본 발명은 특히 얇은 강판을 이용하여 제작되는 하부판에 리벳으로 수직보강판(130a,130b)을 고정설치하게 된다.

즉, 하부판(110)에 리벳구멍을 미리 형성시키고, 상기 리벳구멍에 대응하는 리벳구멍을 미리 상기 수평절곡판(132a,132b)에 형성시켜, 리벳구멍을 관통하도록 리벳(160)을 설치한 후, 리벳머리를 타격하여 리벳에 의하여 수직보강판(130a,130b)이 하부판에 고정 설치되도록 하게 된다.

이러한 리벳방식을 이용하면 리벳구멍이 크지 않고, 달리 용접열에 의한 영향을 받지 않게 되므로 얇은 하부판을 이용함에 매우 효과적이게 된다.

또한, 상기 수직보강판(130a,130b)의 벌어진 재단강판재(131a,131b)의 양 외측면에는 하부횡방향철근(150)이 미리 더 형성되도록 하여 합성바닥판의 휨 강성을 보완하도록 하게 된다.

또한, 상기 수직보강판(130a,130b)의 상면에는 횡방향으로 이격된 다수의 압축보강재설치용 홈(133a,133b)이 추가로 더 설치되도록 하여 격자형으로 제작된 철근조립체인 압축보강재(140)를 상기 압축보강재 설치용 홈(133a,133b)에 얹어지도록 설치하게 된다.

다음으로 도 3b와 같이 상기 하부판의 상면에 하부판의 길이방향인 횡방향으로 연장되며 종방향으로 다수가 이격 고정되는 것으로서 일정한 높이(h)를 가진 강판재의 하부를 재단하여 종방향으로 인접한 재단강판재(131)들이 서로 종방향으로 대향되도록 벌어지도록 형성시키되,

도 3a와 달리 직사각형 강판재의 하부를 일측단부로부터 타측단부로 연속하여 파형형태로 절취(T)하여 상기 절취된 부위를 제외한 강판재의 하부에 형성된 횡방향으로 인접한 재단강판재(131)들이 서로 종방향으로 대향되도록 벌어지도록 하여 형성시키게 된다.

이는 도 3a와 대비하여 직사각형 강판재를 2개로 분할하지 않고 절취에 의한 재단에 의하여 재단강판재(131)들을 형성시킬 수 있음을 보인 것이며,

이때 상기 재단강판재(131)들의 하단부는 수평절곡판(132)으로 절곡시켜 하부판(110)과의 연결부위가 형성되도록 하는 것은 동일하다.

이러한 수직보강판(130)은 하부판(110)에 고정설치되도록 함에 있어 용접이 아닌 역시 리벳방식을 이용하게 된다.

즉, 앞서 살펴본 것과 같이 하부판에 역시 리벳구멍을 미리 형성시키고, 상기 리벳구멍에 대응하는 리벳구멍을 미리 상기 수평절곡판(132)에 형성시켜, 리벳구멍을 관통하여 리벳(160)을 설치한 후, 리벳머리를 타격하여 리벳에 의하여 수직보강판(130)이 하부판에 고정 설치되도록 하게 된다.

또한, 상기 수직보강판(130)의 벌어진 재단강판재(131)의 외측면에도 역시 하부횡방향철근(150)이 미리 더 형성되도록 하여 합성바닥판의 휨 강성을 보완하도록 함도 동일하다.

또한, 상기 수직보강판(130)의 상면에는 횡방향으로 이격된 다수의 압축보강재설치용 홈(133)이 추가로 더 설치되도록 하여 후술되는 격자형으로 제작된 철근조립체인 압축보강재(140)를 상기 압축보강재설치용 홈(133)에 얹어지도록 함도 동일하다.

이때, 도 3a 및 도 3b에는 미도시하였지만, 상기 수직보강판(130a,130b)의 상부는 도 2a와 같이 수평으로 절곡하여 상부수평절곡판으로 형성시켜 작업자가 수직보강판을 밟더라도 쉽게 구부러지거나 변형되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

이로써 본 발명의 수직보강판(130)은 제작에 있어 경제적인 강판재를 이용하고, 이러한 강판재는 가공이 용이하고, 자중을 크게 고려하지 않을 수 있어 매우 효율적인 인장응력보강재 및 전단연결재로서 기능할 수 있게 됨을 알 수 있다.

<본 발명의 수직보강판(130)을 이용한 합성바닥판>

먼저, 본 발명의 합성바닥판(100)은 도 2b와 같이 크게 하부판(110)에 콘크리트를 포함하는 바닥판재(120)를 형성시켜 합성시킨 것으로서 상기 하부판(110)에 고정 설치되어 전단연결재 및 인장응력보강재로서 기능하는 수직보강판(130); 및 상기 수직보강판(130) 위에 설치된 압축보강재(140)를 포함한다.

상기 하부판(110)은 예컨대 소정의 두께를 가지는 강판을 가공하여 수평판 형태로 제작하게 된다.

상기 바닥판재(120)는 통상 콘크리트를 지칭하지만 콘크리트 이외의 재료로써 바닥판과 합성되어 작용하는 재질도 본 발명의 바닥판재에 포함된다.

이하 하부판은 강판, 바닥판재는 콘크리트를 이용하는 경우를 기준으로 설명한다.

이에 상기 하부판(110)은 바닥판재 형성을 위한 콘크리트가 소정의 높이를 타설되는 거푸집의 역할을 할 뿐만 아니라 합성바닥판에 공용하중이 작용할 때 발생하는 하부 인장응력에 저항하는 구조부재로 기능하게 된다.

이로써 콘크리트로만 제작되는 바닥판과 대비하여 바닥판 자중을 현저하게 줄일 수 있다는 장점이 있으며, 바람직하게는 요철부(111)가 연속적으로 형성되도록 하여 휨강성 및 뒤틀림강성을 증진시킬 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 요철부(111)의 형상은 사다리꼴 형상, 원형, 삼각형 등 그 형상에 관계없이 오목부 또는/및 볼록부로 구성된 것이라면 상관없으며 후술되는 수직보강판(130) 사이사이에 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 하부판(110)은 교량의 길이방향인 종방향 및 직각방향인 횡방향으로 연결부(A)에 의하여 연속적으로 연결되어 설치되도록 하게 된다.

이와 같이 설치되는 하부판(110)은 외부에 노출되기 때문에 하부판의 부식이 발생할 우려가 있다. 이러한 부식은 하부판의 내구성을 저하시키므로 그 표면에 용융아연도금처리와 같이 부식방지재를 도포시켜 부식을 방지시키는 것이 바람직하다.

또한 상기 하부판(110)은 연결부에 의하여 연속적으로 설치될 수 있도록 일정한 폭(W)과 길이(L)를 가지도록 제작하게 되는데 예컨대 일정한 길이(L)를 가지면서 폭은 600~700mm 범위가 되도록 제작된 모듈화된 하부판(110)을 이용하여 연결 설치하는 경우 작업성이 매우 뛰어나다는 장점이 있다.

상기 수직보강판(130)은 역시 본 발명에서 2가지 기능을 담당하게 됨은 앞서 살펴본 바와 같다.

먼저, 공용하중에 저항하는 인장응력보강재의 역할을 하게 된다.

공용하중(차량, 보행인 등의 통행하중등)에 의하여 바닥판 하부에는 인장응력이 발생하고, 상부에는 압축응력이 발생하게 된다.

이때 인장응력은 위에서 살펴본 것과 같이 하부판(110)이 대부분 부담하게 되는데, 이러한 부담이 커지는 경우 하부판의 두께를 증대시켜야 하는 문제가 발생한다.

하부판은 그 두께에 따라 경제성 및 제작 용이성이 결정되므로 최적의 두께로 구성시키되 이를 분담할 수 있는 대체 구성 즉, 인장응력보강재가 필요하게 된다.

도 1a 및 도 1b에서 같이 이러한 인장응력보강재로써 I형강을 사용할 수도 있지만, 본 발명에서는 이러한 I형강은 중량이 너무 커지게 되고 강재가 고가여서 직사각형의 강판재(STEEL PLATE)를 가공한 수직보강판(130)를 이용하게 된다.

상기 수직보강판(130)는 분담해야 하는 인장응력의 크기를 고려하여 강판재를 가공하여 제작하되, 바닥판 폭 또는 모듈화된 바닥판의 크기를 고려하여 소정의 길이로 제작하고, 높이는 바닥판 높이를 고려하여 제작하고, 두께는 설치간격 등을 고려하여 제작하게 된다.

도 3a 및 도 3b에 의한 상기 수직보강판(130)의 제작예들은 동일하며, 상기 수직보강판(130a,130b)의 상부는 도 2a와 같이 수평으로 절곡하여 상부수평절곡판으로 형성시켜 작업자가 수직보강판을 밟더라도 쉽게 구부러지거나 변형되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 도 4에 의한 본 발명의 합성바닥판의 설치 형태를 살펴보면,

하부판(110) 상면에 수직보강판(130)이 수직으로 설치되도록 하되,

이때 상기 수직보강판(130)의 상부에는 압축보강재(140)를 바닥판 상부에 설치함을 알 수 있다.

즉, 바닥판 상부에 압축보강재(140)를 위치하도록 하기 위해서는 간격재(SPACER)를 이용해야 하는데, 본 발명에서는 수직보강판(130)의 상부에 압축보강재설치용 홈(133)을 형성시켜 압축보강재의 간격재 역할을 하도록 하였다.

상기 압축보강재(140)로서 격자형의 철근을 배근할 수 있는데 이러한 배근작업은 시공성이 저하될 수 있으므로, 미리 격자형상으로 소정의 크기로 압축보강재인 철근조립체를 제작하고 수직보강판의 상기 홈(133)에 철근조립체인 압축보강재를 삽입시켜 설치하게 된다.

나아가 본 발명의 수직보강판(130)은 콘크리트를 포함하는 바닥판재(120)와 하부판(110)의 합성을 가능하게 하는 전단연결재의 역할을 하게 된다.

종래에는 하부판에 도 1b 및 도 1c와 같이 다수의 스터드 또는 전단연결재를 용접방식으로 설치하는데 이러한 용접방식은 용접작업이 많아져 시공성이 매우 떨어진다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 수직보강판(130)에 별도의 구멍을 형성시키지 않고 벌어진 수직보강판 하부의 재단강판재(131)에 바닥판재용 콘크리트(C)를 수직보강판이 매립되도록 타설했을 때 상기 재단강판재(131) 사이의 공간을 통해 상기 콘크리트가 서로 연통되어 수직보강판과 하부판이 서로 확실하게 합성될 수 있게 되다.

이에 수직보강판은 길이방향으로 연장되어 연속 형성되어 있어 다수의 스터드와 같은 전달연결재의 기능을 충분히 확보할 수 있게 된다.

이와 같이 하부판(110)에 하부횡방향철근(150)이 미리 더 형성된 수직보강판(130)을 이용하여 휨 강성 보강이 가능하도록 하고, 앞서 살펴본 바와 같이 압축보강재(140)를 수직보강판(130) 상면에 형성된 홈에 끼워 세팅되도록 한 상태에서 바닥판용 콘크리트를 타설하여 수직보강판, 하부횡방향철근, 압축보강재가 매립되면서 소정의 두께를 가진 바닥판재(120)를 완성시키게 된다.

이와 같은 본 발명의 합성바닥판은 일정한 길이를 가지도록 하되 600~700mm 범위의 폭이 형성되도록 제작하는 경우 종방향으로 서로 다수를 연결하여 설치하는 것이 바람직하며 이러한 연결부는 예컨대 바닥판 연결부위를 서로 암수 형태로 절곡하여 체결되도록 할 수도 있고 볼트 및 너트를 이용하여도 된다.

이에 상기 바닥판재(120)를 미리 공장에서 형성시켜 합성바닥판을 분절된 상태로 제작한 다음 주형부(200)와 주형부(200)사이에 합성바닥판(200)을 거치하여 연결하는 방식으로 설치함으로서 현장에서 바닥판용 콘크리트를 타설, 양생하는 작업공정을 생략할 수 있게 됨을 알 수 있다.

<본 발명의 합성바닥판(100) 시공방법>

먼저, 본 발명에 의한 합성바닥판(100)은 중차량이 통과하는 교량용으로 사용하는 것이 아닌 자전거도로와 같이 저중량 차량 또는 인도부에 설치되는 교량에 사용하는 것이 바람직하다.

이에 본 발명의 합성바닥판은 작업자가 용이하게 운반 및 연결 설치가 가능하도록 일정한 길이와 600~700mm 범위로 형성된 폭을 가지도록 한 것을 연결하여 설치할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 특히 자전거도로용으로 합성바닥판(100)을 설치하는 예를 살펴본다.

먼저 도 5a와 같이 도로 또는 인도의 일 측면부의 형상에 따라 연속적으로 길이방향으로 형성되는 현장타설콘크리트 지지체로 시공되는 제 1지지부(200)를 형성시키게 된다.

이러한 제 1지지부(200)는 도로 또는 인도의 일 측면부의 측방을 터파기하고, 상기 터파기된 공간에 기초부(210)와 전체적으로 ㄴ형태로 형성되는 것으로써 상기 기초부(210) 상면에 수평판 형태의 저판부(221)와 상기 저판부(221) 상면의 일측 상방으로 연장된 벽체부(222)를 포함하는 콘크리트 받침부(220)로 형성시키되, 상기 벽체부(222) 상단의 측면모서리부는 상부단턱(223)이 형성되도록 하여 합성바닥판(100)의 일 측면부가 상면에 지지될 수 있도록 하고, 상기 벽체부(222) 주변의 저판부(221) 상면에는 후술되는 횡지지부(300)의 일 단부가 지지될 수 있도록 형성시키게 된다.

다음으로는 도 5b와 같이 상기 제 1지지부(200)로부터 횡방향으로 이격된 위치의 지반에 설치된 강관파일 또는 PHC파일을 포함하는 제 2지지부(300)를 형성시키게 된다.

상기 제 2지지부(300)는 법면을 포함하는 지반에 파일(310)을 설치하고, 상기 파일(310) 상부에 확장상부플랜지(321)가 형성된 파일두부지지캡(320)을 설치하고, 상기 확장상부플랜지(321)와 후술되는 강재빔인 횡지지부(400)를 서로 연결시켜 형성되도록 하게 된다.

다음으로 제 1지지부(200) 상면에 일단부가 고정 지지되고, 타단부가 제 2지지부(300)의 상면에 연결지지되는 강재빔을 포함하는 횡지지부(400)를 형성시키게 된다.

상기 횡지지부(400)는

H형강의 일단부를 제 1지지부(200)의 저판부(221) 상면에 앵커볼트와 너트를 이용하여 고정 지지되도록 하고, 타단부를 제 2지지부(300)의 확장상부플랜지(321) 상면에 볼트와 너트를 포함하는 체결구로 연결되도록 하여 형성시키게 된다.

다음으로 도 5b와 같이 상기 제 2지지지(300)부 상부에 위치한 횡지지부(400) 상면에 길이방향으로 연장된 강재빔을 포함하는 주형부(500)를 형성시키게 된다.

이때 상기 주형부(500)는

H형강 또는 I형강을 포함하는 강재빔으로써, 상기 강재빔의 길이방향으로 외부에 이격되어 장착된 정착장치(510)와 상기 정착장치(510) 사이에 설치된 길이방향 긴장재(520)에 의하여 프리스트레스가 도입되도록 하게 된다.

이에 상기 제 1지지부(200) 상부에 일측면부가 고정 지지되고, 타측면부가 주형부(500) 상면에 고정지지되는 합성바닥판을 설치하게 된다.

즉, 본 발명의 합성바닥판(100)을 횡방향으로 주형 사이에 설치하고 종방향으로도 서로 연결시켜 가면서 간단하게 바닥판 시공이 완성될 수 있게 됨을 알 수 있다.

이때 상기 합성바닥판(100)은 하부판(110), 하부횡방향철근(150)이 형성되며 하부판에 리벳으로 고정 설치되면 상면에 압축보강재설치용 홈이 형성된 수직보강판(120)으로 구성된 것을 이용하게 된다.

종래 자전거도로는 콘크리트로 바닥판을 적용하는 예가 거의 없었다. 그 이유는 콘크리트 무게가 매우 과중량이므로 이를 지지할 수 있는 자전거도로는 상당한 하부구조 시공이 전제될 수 밖에 없기 때문이다.

설사 이러한 자전거도로 하부구조 시공이 가능하다하더라도 콘크리트를 포설하려면 포설장비가 필요한 데 이러한 장비는 매우 중량물이므로 이를 운영하는 것은 거의 불가능하다,

하지만 본 발명에 의한 합성바닥판은 자건거 또는 보행자의 하중을 견딜 수 있을 정도가 되도록 하되 상당히 경제적인 제작이 가능하게 되므로 특히 자전거도로에 설치할 경우 별도의 포설장비도 필요없을 뿐더러 시공성도 증진된 자전거도로용 합성바닥판 시공이 가능하게 된다.

이에 상기 주형부(500) 상면에 양 측단이 지지되도록 합성바닥판(100)을 고정 설치한 이후에는 상기 수직보강판의 상면에 종방향으로 이격 형성된 다수의 압축보강재설치용 홈(133)에 격자형으로 제작된 철근조립체인 압축보강재(140)를 얹어 설치하고,

다음으로는 상기 하부횡방향철근(150), 압축보강재(140), 수직보강판(110)이 매립되도록 하부판 상면에 바닥판재용 콘크리트(C)를 타설하게 된다.

이는 현장타설콘크리트에 의하여 바닥판재를 시공하는 방법에 대한 것으로서 만약 도 4와 같이 공장에서 바닥판재를 미리 하부판에 형성시킨 경우에는 합성바닥판을 주형부에 설치하고, 종방향 및 횡방향으로 서로 연결시켜 시공하면 된다.

100: 합성바닥판 110: 하부판
120: 바닥판재 130: 수직보강판
140: 압축보강재 150: 하부횡방향철근
160: 리벳
200: 제 1지지부 300: 제 2지지부
400: 횡지지부 500: 주형부
A: 연결부
C:바닥판재용 콘크리트

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17. 주형부(500)를 횡방향으로 다수 이격시켜 종방향으로 연장되도록 설치하고,
    상기 주형부 상면에 양 측단이 지지되도록 합성바닥판(100)을 고정 설치하되, 상기 합성바닥판(100)은 일정한 길이와 폭을 수평판으로 제작된 하부판(110); 상기 하부판의 상면에 하부판의 길이방향인 횡방향으로 연장되며 종방향으로 다수가 이격 고정되는 것으로서 일정한 높이(h)를 가진 강판재의 하부를 재단하여 종방향으로 인접한 재단강판재들이 서로 종방향으로 대향되도록 벌어지도록 형성된 수직보강판(130); 및 상기 수직절곡판의 재단강판재들의 외측면에는 하부횡방향철근(150)을 포함하도록 제작된 것을 이용하되, 상기 재단강판재의 하단부는 수평절곡시킨 수평절곡부로 형성되도록 하여 상기 수평절곡부가 하부판 상면에 리벳으로 고정되도록 설치하고,
    상기 수직보강판의 상면에 종방향으로 이격 형성된 다수의 압축보강재설치용 홈에 격자형으로 제작된 철근조립체인 압축 보강재(140)를 얹어 설치하고, 상기 압축보강재, 수직보강판이 매립되도록 하부판 상면에 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥판용 수직보강판을 이용한 합성바닥판 시공방법.

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