KR100349865B1 - 프리스트레스트 콘크리트 유거더 합성교의 연속화 공법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 유거더 합성교량[이하, 합성형 피에스씨 (P.S.C.) 유거더(U-GIRDER)교]의 구조적 연속화 공법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 미리 제작한 합성형 피에스씨 유거더를 교각에 거치하여 현장타설 바닥판과 현장타설 이음부의 콘크리트를 타설 및 양생하여 합성단면을 형성시킨 후, 연속 텐던을 긴장하여 합성형 피에스씨 유거더교를 구조적으로 연속시킨다. 본 발명에서 제시한 피에스씨 유거더 교량의 구조적 연속화공법을 적용하면 교량의 신축이음장치의 설치개소가 대폭 감소되고, 차량의 주행성 향상 및 유지보수비용의 절감효과를 얻을 수 있고, 교량 건설에 사용되는 건설재료(콘크리트, 철근, 프리스트레싱 강재)의 양을 기존공법에 비해 대폭 절감시킬 수 있어 교량의 가설 및 유지보수비용을 절감시킬 수 있다. 그리고 본 발명은 바닥판과 피에스씨 유거더가 구조적으로 합성된 상태에서 연속 텐던을 긴장하여 구조물 전체에 선행 압축력을 도입하기에 연속 합성형교에서 흔히 발생되는 중간 지점부 부근의 상부 바닥판 균열발생 문제점을 제거할 수 있어 교량의 내구성을 대폭 증대 시킬 수 있다.

Description

프리스트레스트 콘크리트 유거더 합성교의 연속화 공법 {The Continuity Method for Prestreseed Concrete Bridge of Composite U-Type Girder}
본 발명은 합성형 피에스씨 유거더교를 현장에서 포스트텐션닝에 의해 긴장하는 프리스트레싱 텐던를 사용하여 구조적으로 연속시켜 교량의 내구성 증대 및 교량건설 비용을 절감시키는 교량가설공법을 제시하는 것에 있다.
본 발명이 속하는 기술분야는 토목분야로서 각종 도로교 및 철도교 건설에 널리 이용되는 합성형 피에스씨 유거더 교량의 연속화 공법에 관한 것이다.
동 형식의 기존교량은 합성 전 피에스씨 유거더 단면에 전체 프리스트레싱을 가한 후 단순교 형태로 교각 위에 거치한 다음, 현장타설 바닥판과 피에스씨 유거더를 합성시킨 단순교로 교량에 작용되는 추가 사하중 및 활하중에 저항하도록 시공하고 있다. 이처럼 단순교로 시공되는 교량은 많은 개소의 신축이음장치가 설치되어져야 하는데, 이로 인해 차량의 주행성 저하 및 교량의 유지보수 비용이 증가된다는 단점을 갖게 된다. 또한, 교량 상부구조를 형성하고 있는 각종부재 요소(유거더의 형상 및 부재두께 그리고 배치간격, 프리스트레스 강재량)의 제원을 결정하는데 있어 구조적으로 불리한 단순교를 기준으로 하고 있어 경제성 측면에서도 불리하다는 문제점을 갖고 있다.
합성형 피에스씨 유거더를 구조적으로 연속화 시키는 것에 의해 차량 주행성 저하 및 교량 유지보수비용 증가의 주된 요인이 되는 교량상판의 신축이음장치의 설치 개소를 최대한 감소시키고, 연속교의 구조적 장점을 최대한 활용해 교량상부 구조를 구성하는 각 해당요소의 재료사용 효율성을 대폭 향상시킬 수 있는 경제적인 교량가설 공법을 제시하고, 또한 피에스씨 유거더와 상부바닥판이 완전히 합성된 상태에서 2차 텐던에 긴장력을 도입함으로써 전체 단면에 선행압축력을 도입하여 일반적인 연속 합성형교에서 항상 문제가 되는 중간 지점부상부 바닥판의 휨 균열발생을 근본적으로 제거하여 교량의 내구성을 대폭 향상시키는 것이 본 발명의 주요기술과제이다.
도 1 은 합성형 피에스씨 유거더의 표준 횡단면도
도 2 는 합성형 피에스씨 유거더 연속교량의 가설순서도
도 3 은 피에스씨 유거더에 배치되는 프리스트레싱 텐던의 형상 및 종류
도 4 는 중간 지점부에 위치하는 현장 이음부 상세
도 5 는 2차 연속 텐던의 정착부 상세
도 6 은 피에스씨 유거더를 임시로 지지하는 받침상세
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 현장타설 콘크리트 바닥판 2 : 프리캐스트 판넬
3 : 피에스씨 유거더(P.S.C. U-GIRDER) 4 : 1차 텐던 (프리덴션닝 방식)
5 : 임시받침 6 : 현장타설 격벽
7 : 영구받침 8 : 2차 텐던 긴장정착구
9 : 2차 텐던 고정정착구 10 : 2차 텐던(포스트텐션닝 방식)
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 프리캐스트 피에스씨 유거더 세그멘트(Precast prestressed concrete U-girder segment)를 공장 또는 가설현장에 인접한 제작장에서 제작한 후에 프리텐션닝 방식(Pretensioning system)에 의해 1차 텐던(Tendon)을 긴장하여 현장으로 운반하고, 상기 피에스씨 유거더를 트레인 크레인을 이용하여 교각 상단에 설치한 임시받침 위에 거치하고, 임시받침 위에 거치된 상기 피에스씨 유거더의 종 방향을 따라 2 차 텐던들을 경간별로 중간지점부에 겹침 배치하는 동시에 단순교 상태에서 상기 피에스씨 유거더를 횡방향으로 연결하는 가로보와 종방향으로 연결하는 중간지점 상단의 현장이음부 그리고 바닥판 콘크리트를 현장 타설하여 연속적인 합성구조로 만들고, 중간지점부에 겹침 배치된 상기 2차 텐던의 긴장을 통해 단면전체에 선행 압축력을 가함으로써 구조적으로 완전히 연속된 피에스씨 유거더 합성교를 완성시키는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 유거더 합성교의 연속화 공법을 제공한다.본 발명에 의한 프리스트레스트 콘크리트 유거더 합성교의 연속화 공법의 구성 및 작용을 이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 중전철 복선교량의 설계에 적용되는 2경간 연속 합성형 피에스씨 유거더교의 표준 횡단면도를 표시한 것이다. 합성단면을 구성하고 있는 피에스씨 유거더(3), 프리캐스트 판넬(2), 그리고 현장타설 콘크리트 바닥판(1)의 단면제원은 대상교량의 사용 용도(도로교, 철도교) 및 경간장에 의해 변화되므로 일반적으로 상세한 구조해석을 통하여 결정한다.
도 2 는 본 발명에 의한 공법으로 건설되는 합성형 피에스씨 유거더 연속교의 가설공법도이다. 먼저 피에스씨 유거더 세그멘트(3)를 공장 또는 교량가설현장에 인접한 제작장에서 제작 후에 프리텐션닝 방식에 의해 1차 텐던(4)을 긴장한 다음에 현장으로 운반하고 트레인 크레인을 이용하여 교각 상단에 설치한 임시받침(5)위에 거치한다. 다음으로 단순교 상태에서 피에스씨 유거더를 횡방향으로 연결하는 가로보와 종방향으로 연결하는 중간지점상단의 현장이음부(6) 그리고 바닥판 콘크리트(1)를 현장타설 및 양생하여 연속 합성구조를 형성시킨다. 최종적으로 2차 텐던(10)을 긴장하여 합성단면에 선행 압축력을 가함으로써 구조적으로완전히 연속된 피에스씨 유거더 합성교를 완성시킨다.
도 3 은 피에스씨 유거더 내부에 설치되는 프리스트레싱 텐던의 배치형상 및 종류를 나타낸 것이다. 프리스트레싱 텐던은 단순교 상태에서 생기는 피에스씨 유거더, 가로보 그리고 상부 바닥판 자중으로 인한 단면력에 저항하기 위해 프리텐션닝 방식으로 긴장력을 도입하는 1차 텐던(4)과, 단면 합성 후에 가해지는 2차 사하중(포장 및 연석 등의) 및 활하중으로 인해 생기는 단면력에 저항하기 위해 포스트텐션닝 방식으로 긴장력을 도입하는 2차 텐던(10)으로 구성된다.
도 4 는 중간 지점부 상단에 위치하는 현장 이음부 상세도로써 피에스씨 유거더 내에 배치된 종방향 철근은 철근 커플러를 사용하여 구조적으로 연결하고, 2차 텐던의 삽입 및 보호를 위한 강재 쉬스관을 현장 이음부에 미리 설치한 후 콘크리트를 타설 및 양생하여 이음부(6)를 완성시킨다.
도 5 는 2차 연속 텐던(10)의 정착부 상세도이다. 도 5 의 좌측은 텐던의 고정 정착구(9)가 설치되는 단부 정착부이고, 우측은 텐던을 긴장하여 프리스트레싱을 도입하는 긴장정착구(8)가 설치되는 중간 지점부이다.
도 6 은 피에스씨 유거더를 임시로 지지하는 받침(5)의 상세도이다. 임시받침은 내부 채움재인 모래, 이를 외부에서 둘러싸는 강재원통형 구조, 그리고 내부모래를 외부에서 빼낼 수 있는 밸브장치로 구성된다. 이러한 구조형식을 채택함으로써 영구받침이 설치된 후에 별도의 보조장치 없이도 임시받침을 손쉽게 제거할 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 현장에서 긴장하는 연속텐던을 이용한 합성형 피에스씨 유거더 교량의 새로운 연속화 공법으로, 본 발명공법을 적용하면은 차량의 주행성 및 교량의 내구성을 저하시키는 주된 요인인 교량상판의 신축이음장치의 설치 개소를 대폭 감소시킬 수 있다. 또한 종래의 동 형식의 교량은 주로 단순교로 설계되는 이유로 인해 단면을 구성하는 재료의 사용 및 구조 거동 측면에서 수많은 비 효율적인 요소를 내재하고 있었지만, 본 발명에 의한 공법을 적용하여 합성형 피에스씨 유거더 교량을 건설하면 연속교의 구조특성을 살린 부재요소의 경제적인 설계가 가능하므로 기존 공사비보다 저렴한 가격으로 훨씬 뛰어난 품질을 갖는 교량을 건설할 수 있다.

Claims (1)

  1. 프리캐스트 피에스씨 유거더 세그멘트(Precast prestressed concrete U-girder segment)를 공장 또는 가설현장에 인접한 제작장에서 제작한 후에 프리텐션닝 방식(Pretensioning system)에 의해 1차 텐던(Tendon)을 긴장하여 현장으로 운반하고,
    상기 피에스씨 유거더를 트레인 크레인을 이용하여 교각 상단에 설치한 임시받침 위에 거치하고,
    임시받침 위에 거치된 상기 피에스씨 유거더의 종 방향을 따라 2차 텐던들을 경간별로 중간지점부에 겹침 배치하는 동시에 단순교 상태에서 상기 피에스씨 유거더를 횡방향으로 연결하는 가로보와 종방향으로 연결하는 중간지점 상단의 현장이음부 그리고 바닥판 콘크리트를 현장 타설하여 연속적인 합성구조로 만들고,
    중간지점부에 겹침 배치된 상기 2차 텐던의 긴장을 통해 단면전체에 선행 압축력을 가함으로써 구조적으로 완전히 연속된 피에스씨 유거더 합성교를 완성시키는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 유거더 합성교의 연속화 공법.
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