KR100286614B1 - 웨이트(weight)를 이용한 피에스씨 빔(pscbeam)의 연속화 공법 - Google Patents

Abstract

외측경간용 피에스씨 빔과 내측경간용 피에스씨 빔을 강선을 이용하여 정모멘트구간과 부모멘트구간에 압축 프리스트레싱응력이 도입되도록 제작하여 다이아프램을 이용하여 빔과 빔을 일체화시킨 상태에서 설계하중에 해당되는 웨이트(Weight)에 의해 내측지점부모멘트구간에 부모멘트를 발생시키고 슬래브 콘크리트를 타설 및 양생시킨 후 웨이트를 제거시켜 설계하중이 작용시 발생되는 인장응력을 상쇄시킬 수 있는 압축 프리스트레싱 응력을 도입함을 핵심기술로 하는 웨이트를 이용한 피에스씨 빔의 연속화 공법.

Description

웨이트(Weight)를 이용한 피에스씨 빔(PSC BEAM)의 연속화 공법

제1도는 기존의 단순보형 피에스씨 빔의 제작원리도.

제2도는 본 발명에 의한 연속보형 구조물의 외측경간용 피에스씨 빔의 프리스트레싱 원리도.

제3도는 본 발명에 의한 연속보형 구조물의 내측경간용 피에스씨 빔의 프리스트레싱 원리도.

제4도는 본 발명에 의한 2경간 연속보 구조물의 시공에서 2개의 외측경간용 피에스씨 빔을 중앙에서 다이아프램(Diaphragm)을 이용하여 일체화시킨 후 설계 중에 해당하는 웨이트 ω₁가 가해진 상태에서 부모멘트 구간의 슬래브 콘크리트가 타설된 상태도.

제5도는 본 발명에 의한 3경간 연속보 구조물의 시공에서 2경간 연속 구조물의 시공순서와 동일하게 첫 번째 내측지점부의 부모멘트구간의 슬래브콘크리트 타설 및 양생이 완료된 후 첫 번째 경간에 작용시켰던 웨이트 ω₁를 3경간에 이동시켜 두 번째 내측경간지점부에 부모멘트 구간의 슬래브 콘크리트가 타설된 상태도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 부모멘트구간의 슬래브 콘크리트

지금까지 널리 시공되어온 피에스씨 빔 구조물은 단순보형(제 1 도)으로 정모멘트에만 대응하도록 제작 시공되어 왔다. 따라서 이러한 단순보를 장대교에 시공할 경우 단경간으로 제작된 빔을 연속적으로 거치하고 빔과 빔의 이음부는 수축ㆍ팽창조인트로 처리하여 왔다. 이 수축ㆍ팽창조인트는 그 자체의 가격이 고가이고 일정기간 사용후에는 교체해야 하며 차량의 주행성 저하, 충격에 의한 파손 등 교량의 유지관리 및 내구성에 골치덩어리로 존재된다. 또한 단순보형 피에스씨빔 구조물은 단순보형이므로 등분포하중하에서 모멘트가 등간격의 연속형 구조물의 정모멘트에 비해 외측경간에서는 약 1.8배, 내측경간에서는 약 5배가 크므로 빔의 높이가 커질 수밖에 없다. 본 발명에 의한 웨이트를 이용한 피에스씨 빔의 연속화 공법은 상기의 단순보형 피에스씨 빔 구조물의 문제점을 일소시키고 모멘트의 대폭 감소에 의한 재료절감효과를 크게 얻을 수 있고 또한 빔과 빔을 횡방향으로 일체화시키고 자중의 감소효과로 인해 처짐 및 진동면에서 크게 유리한 방법이다. 본 발명의 기술적 특징을 그림을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 기존의 단순형 피에스씨 빔의 제작윈리도(a)와 프리스트레싱에 의해 얻어지는 모멘트도(b)를 보이고 있다. 그림에서 볼 수 있듯이 오직 정모멘트에 대응할 수 있는 프리스트레싱 방법이다. 제 2 도는 본 발명에 의한 연속보형 구조물의 외측경간용 피에스씨 빔에 관한 것으로서 (a)도는 프리스트레싱 원리도이고 (b)도는 프리스트레싱에 의해 얻어지는 모멘트도이다. 그림 (b)에서 볼 수 있듯이 경간길이의 약 3/4 L은 정모멘트에 대응되는 프리스트레싱 모멘트도이고 나머지 1/4은 부모멘트에 대응되는 모멘트도이다. 제작시에 부모멘트구간의 인장측은 시공과정 동안 철근콘크리트로 안전하게 거동할 수 있도록 설계되어져야 한다. 제 3 도는 연속보형 구조물의 내측경간용 피에스씨 빔에 관한 것으로서 (a)도는 프리스트레싱 원리도이고 (b)도는 프리스트레싱에 의해 얻어지는 모멘트도이다. 그림(b)에서 볼수 있듯이 경간길이의 약 1/4에 해당하는 좌우측 단부는 부모멘트에 대응되는 프리스트레싱 모멘트도이고 중앙부는 정모멘트에 대응되는 프리스트레싱도이다. 제작시에 부모멘트구간의 인장측은 시공과정 동안 철근콘크리트로 안전하게 거동될 수 있도록 설계되어야 한다. 제 4 도는 2경간 연속보 구조물의 시공에 관한 것으로서 (a)도는 2개의 외측경간용 피에스씨 빔을 내측지점부에서 다이아프램(Diaphragm)을 이용하여 일체화시킨 후 설계하중에 해당되는 웨이트 ω₁가 가해진 상태에서 부모멘트구간의 슬래브 콘크리트(1)가 타설된 모습을 나타내고 있다. 여기에서 2경간 연속보구조물은 ω₁에 의해 내측지점부에 부모멘트가 유도되고 부모멘트구간에 타설된 슬래브 콘크리트에는 ω₁를 제거한 후 설계하중 작용시 발생되는 인장응력을 상쇄시킬 수 있는 압축 프리스트레싱 응력이 도입된다. 이 상태에서 정모멘트 구간의 슬래브 콘크리트를 타설 및 양생시키므로 본 발명에 의한 2경간 연속 피에스씨 빔 구조물이 완성된다. (b)도는 웨이트 ω에 의해 발생되는 모멘트도를 나타내고 있고 정모멘트 구간의 모멘트는 ω를 제거하므로 거의 소멸된다. 제 5 도는 3경간 연속보 구조물의 시공에 관한 것으로서 (a)도는 2경간 연속구조물의 시공순서와 동일하게 첫 번째 내측지점부의 부모멘트 구간의 슬래브 콘크리트 타설 및 양생이 완료된 후 첫 번째 경간에 작용시켰던 웨이트 ω₁를 3경간에 이동시켜 두 번째 내측경간지점부에 부모멘트 구간의 슬래브 콘크리트가 타설된 모습을 나타내고 있다. 여기서 ω₁과 ω₁는 내측 및 외측경간장과 설계하중에 따라 달리 결정된다. 그리고 양생된 슬래브 콘크리트에는 ω₁과 ω₂가 제거된 후 설계하중 작용시 발생되는 인장응력을 상쇄시킬 수 있는 압축 프리스트레싱 응력이 도입된다. 이 상태에서 정모멘트 구간의 슬래브 콘크리트를 타설 및 양생시키므로 본 발명에 의한 3경간 연속 피에스씨 빔 구조물이 완성된다.

상기의 2경간 및 3경간 연속 피에스씨 빔 구조물의 시공방법의 연속적용으로 4경간 이상의 구조물도 시공된다.

Claims (3)

1. 피에스씨 빔을 연속형 구조물로 시공하에 있어 외측 경간용 피에스씨 빔과 내측경간용 피에스씨 빔을 연속구조물로 완성했을시 발생하는 정모멘트와 부모멘트에 대응토록 피에스(PS) 강선을 이용하여 제작하여 빔과 빔을 다이아프램(Diaphragm)을 이용하여 횡으로 일체화시킨 후 설계하중에 해당하는 웨이트(Weight)로 내측지점부에 부모멘트를 발생시킨 후 부모멘트구간의 바닥판에 콘크리트를 타설 및 양생시킨 후 웨이트(Weight)를 제거함으로써 압축응력을 도입시킴을 특징으로 하는 웨이트를 이용한 피에스씨 빔의 연속화 공법.
2. 제1항에 있어 경간 길이의 약 3/4 L 부분은 정모멘트에 대응토록 강선을 하향 배치하고 나머지 1/4 L 부분은 부모멘트에 대응토록 상향으로 강선을 배치하는 외측경간용 연속 피에스씨 빔을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이트를 이용한 피에스씨 빔의 연속화 공법.
3. 제1항에 있어 경간 길이의 약 1/4 L 부분에 해당하는 좌우측 단부는 부모멘트에 대응토록 강선을 상향 배치하고 나머지 중앙부 약 2/4 L 부분은 정모멘트에 대응토록 하향으로 강선을 배치하는 내측경간용 연속 피에스씨 빔을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이트를 이용한 피에스씨 빔의 연속화 공법.