KR100402147B1 - 피에스씨 강봉을 이용한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 공 - Google Patents
피에스씨 강봉을 이용한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 공 Download PDFInfo
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Abstract
합성형교의 보 양 단부에 압축판을 설치하는 단계;와 상기 양 단부에 설치된 압축판에 피에스 강봉을 연결하는 단계;와 보의 중앙 1개소 또는 보의 단부로부터 약 1/3ℓ 지점 2개소에 피에스 강봉과 보의 하단 사이에 유압잭을 설치하는 단계;와 유압잭에 유압을 가해 피에스 강봉을 긴장시키는 단계;와 상부 바닥판, 헌치, 복부 콘크리트를 타설하는 단계;와 상기 타설한 콘크리트가 양생된 후 보의 양단부에 설치한 압축판과 피에스 강봉과 유압잭을 제거하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 함으로서 합성형교의 하부플랜지에 추가로 압축응력을 도입하여 최종적으로 사하중 및 활하중에 의해 발생하는 하부플랜지에서의 인장응력을 기존에 비해 약 30% 정도로 감소시키며, 이로 인하여 강재 및 콘크리트량을 대폭 감소시킬 수 있는 피에스 강봉을 이용한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 공법
Description
본 발명의 피에스 강봉을 이용한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 공법의 설명을 위하여 기존의 프리플렉스 합성형교를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
기존의 프리플렉스 합성형교는 시공의 신속성, 형고 감소, 재료절감 및 피로 파괴 강도의 향상 등의 장점이 있어 지금까지 널리 시공되어 왔다. 이러한 기존의 프리플렉스 합성형교는 강재 I-형 보에 프리플렉션 하중을 재료의 탄성범위 내에서 하향으로 가한 상태에서 강재의 하부 플랜지에 케이싱 콘크리트를 타설 및 양생한 후 프리플렉션 하중을 제거함으로써 하부 케이싱 콘크리트에 압축응력을 도입하여 사하중 및 활하중에 의해 발생하는 하부플랜지의 인장응력에 대응토록 제작한다(도 1 참조). 그러나 이러한 제작공법은 하부 케이싱 콘크리트를 타설 및 양생하는 과정에서 1차적으로 크리프와 건조수축에 의해 압축응력이 감소하게 된다. 이 압축응력의 감소는 최종 활하중의 재하에 의해서 하부 케이싱 콘크리트에 균열의 발생을 유발시키고 있다. 따라서 이러한 압축응력의 감소를 방지하기 위하여 긴장재를 이용하여 추가적으로 압축응력을 도입하는 방법(도 2 참조)이 이용되고 있으나 제작상의 번거로움 뿐만 아니라 긴장재를 긴장하여 하부 케이싱 콘크리트에 영구 거치시키고 쉬스관 설치 등의 추가적인 비용이 들게 된다. 또한 이러한 단점을 보완하고자 가지점(1)을 보의 중앙에 설치하여 상향의 하중을 재하하는 방법(도 3 참조)이 이용되고 있으나 이는 형하공간이 높은 곳에서는 동바리의 설치로 인한 고가의 추가적인 비용과 함께 교량 아래에서의 교통 흐름을 방해하며 공사가 조잡해진다는 단점을 가지고 있다.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 단점을 해결하고자 하는 목적으로 안출되었으며, 이러한 목적달성을 위하여 보의 양 단부를 압축판을 이용하여 피에스 강봉과 연결, 보의 중앙 1개소 또는 단부로부터 약 1/3L 위치 2개소에 보와 피에스 강봉 사이에 유압잭을 설치하고 강봉을 긴장시킴으로써 강재 및 콘크리트량을 대폭 감소시킬 수 있는 피에스 강봉을 이용한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 공법이다.
도 1은 프리플렉스 합성보의 제작도를 나타낸 것이다.
도 2는 기존의 프리플렉스 합성보의 하부케이싱 콘크리트에 긴장재를 추가로 설치하여 추가적인 압축응력을 도입하는 방법을 나타낸 상태도이다.
도 3은 기존의 프리플렉스 합성보에 가지점을 추가로 설치하여 추가적인 압축응력을 도입하는 방법을 나타낸 상태도이다.
도 4는 본 발명에 의한 피에스 강봉을 이용한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 방법에 대한 순서도를 나타낸 것으로, 도 4a는 공장 또는 현장에서 별도 제작된 경간길이가 약 40m 이하의 합성보를 교대 및 교각 상에 거치시킨 후 보의 양 단부를 압축판을 이용하여 피에스 강봉과 연결하고, 보의 중앙에서 보와 피에스 강봉 사이에 유압잭을 설치한 상태도와 피에스 강봉의 긴장으로 인해 합성보에 도입되는 축력도와 모멘트도를 나타낸 것이며, 도 4b는 경간길이가 약 40m 이상의 합성보의 경우 유압잭을 보의 양 단부로부터 약 1/3L 위치 2개소에 설치한 상태도를 나타낸 것이다. 도 4c는 바닥판, 헌치, 복부 콘크리트의 타설 및 양생 후 설치한 유압잭과 피에스 강봉 제거시의 상태도와 축력도 및 모멘트도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 피에스 강봉을 이용한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 공법에서 프리플렉스 합성보, 프리스트레스트 콘크리트 합성보, 강상자형 합성보에서의 강봉과 보의 단부 및 유압잭과의 연결 상세도를 나타낸 것으로, 도 5a는 프리플렉스 합성보의 단부 연결 상세도이며, 도 5b는 프리플렉스 합성보, 프리스트레스트 콘크리트 합성보 및 강상자형 합성보 모두에 공히 해당하는 피에스 강봉과 유압잭과의 연결 상세도를, 도 5c는 프리스트레스트 콘크리트 합성보의 단부 연결 상세도를, 도 5d는 강상자형 합성보의 경우를 나타낸 것이다.
본 발명에서는 상기한 기존 합성형교의 설계 및 시공상의 문제점을 개선하기 위한 것으로서 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.도 4a와 도 4b는 현장 또는 공장에서 제작된 프리플렉스 합성보를 교대 및 교각 사이에 거치한 후 보의 양 단부를 압축판을 이용하여 피에스 강봉(2)과 연결, 보의 중앙에서 보와 피에스 강봉 사이에 유압잭(3)을 설치한 상태도이다. 여기서 유압잭에 하중을 가하게 되면 피에스 강봉에 긴장력이 발생하게 된다. 이 긴장력은 프리플렉스 합성보의 하부 케이싱 콘크리트에 축력에 의한 압축력과 유압잭 하중에 의한 부모멘트를 발생시켜 보의 제작 후 발생한 크리프와 건조수축에 의한 압축응력의 손실을 다시 만회할 수 있는 압축응력을 도입시킬 수 있다. 도 4a는 경간길이가 약 40m 이하일 경우 유압잭을 1개 설치한 경우이며 도 4b는 경간길이가 약 40m 이상일 경우 2개의 유압잭을 설치한 경우에 대한 상태도이다.도 4c는 도 4a의 상태에서 상부 바닥판, 헌치 및 복부 콘크리트를 타설·양생한 후 설치한 피에스 강봉과 유압잭을 제거한 상태도이다. 이 상태에서는 하부 케이싱 콘크리트에 축력에 의한 인장력과 유압잭 하중 제거에 의한 정모멘트가 발생한다. 그러나 이러한 인장응력은 상부 바닥판 콘크리트와 헌치 및 복부 콘크리트의 타설로 인한 증가된 단면값에 의해서 결과적으로는 약 40∼50% 정도의 프리스트레싱 효과를 얻게 된다.도 5a는 프리플렉스 합성보의 단부에서 피에스 강봉을 압축판(4)과 긴결볼트(5)를 이용하여 보와 연결한 상태도이다. 여기서 압축판에 연결한 피에스 강봉은 현장 여건에 따라 단면의 중립축을 중심으로 상하로 배치할 수도 있다. 또한 압축판은 피에스 강봉의 제거와 함께 이루어지므로 용이한 제거를 위하여 하부 플랜지 강형에 일시적으로 연결시킨 받침판(6)에 압축판을 끼어 놓는 형태로 설치한다. 도 5b는 합성보의 지간 중앙에서 유압잭의 지지판(7)과 피에스 강봉과의 연결 상태도이다. 도 5c와 도 5d는 본 발명에 의한 피에스 강봉을 이용한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 공법을 기존의 프리스트레스트 콘크리트 합성보와 강상자형보에 적용시킨 상태도이다. 프리스트레스트 콘크리트 합성보와 강상자형 합성보의 경우에도 위에서 언급한 프리플렉스 합성보와 같은 역학적 특성을 갖게 된다. 이 경우에도 프리플렉스 합성보에서와 마찬가지로 압축판(4)의 용이한 제거를 위하여 보의 제작시 하부 플랜지에 받침판(6)을 매설시킨다.
본 발명은 피에스 강봉의 긴장력을 이용하여 하부 플랜지에 추가로 압축응력을 도입할 수 있기 때문에 최종적으로 사하중 및 활하중에 의해 발생하는 하부플랜지에서의 인장응력을 기존에 비해 30% 정도로 감소시킬 수 있으며 이로 인하여 강재 및 콘크리트량을 대폭 감소시킬 수 있다.
Claims (2)
- 합성형교의 보 양 단부에 압축판을 설치하는 단계;상기 보의 양 단부에 설치된 압축판에 피에스씨 강봉을 연결하는 단계;보의 중앙 1개소에 피에스씨 강봉과 보의 하단 사이에 유압잭을 설치하는 단계;유압잭에 유압을 가해 피에스씨 강봉을 긴장시키는 단계;상부 바닥판, 헌치, 복부 콘크리트를 타설하는 단계;상기 타설한 콘크리트가 양생된 후 보의 양단부에 설치한 압축판과 피에스씨 강봉과 유압잭을 제거하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피에스씨 강봉을 이용한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 공법
- 합성형교의 보 양 단부에 압축판을 설치하는 단계;상기 보의 양 단부에 설치된 압축판에 피에스씨 강봉을 연결하는 단계;보의 양 단부로부터 약 1/3L 지점 2개소에 피에스씨 강봉과 보의 하단 사이에 유압잭을 설치하는 단계;유압잭에 유압을 가해 피에스씨 강봉을 긴장시키는 단계;상부 바닥판, 헌치, 복부 콘크리트를 타설하는 단계;상기 타설한 콘크리트가 양생된 후 보의 양단부에 설치한 압축판과 피에스씨 강봉과 유압잭을 제거하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피에스씨 강봉을 이용한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 공법
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