KR100406883B1

KR100406883B1 - 가설용 강재정착장치가 설치된 피에스씨 빔을 이용한 교량가설공법

Info

Publication number: KR100406883B1
Application number: KR10-2000-0067720A
Authority: KR
Inventors: 고재원
Original assignee: (주)동천개발
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2000-11-15
Publication date: 2003-11-21
Also published as: KR20020037636A

Abstract

본 발명은 PSC빔(거더)을 연속화할 때 서로 인접한 두 PSC빔을 일체화시키는 연결부콘크리트의 연결방법에 관한 것으로서, 연결부콘크리트 및 지점부 슬래브콘크리트를 타설·양생시킨 후 연속화강재를 긴장·정착하게 되면 연결부콘크리트 하부에 인장응력이 발생하게 되는데, 미리 가설용 강재정착장치에 설치되어 긴장한 가설용강재를 순차 이완하여 압축력을 도입함으로서 연결부콘크리트 하부에 발생하는 인장응력을 상쇄시키면서 슬래브콘크리트에 발생할 수 있는 균열을 방지하는 공법에 관한 것이다. 상기 미리 긴장한 가설용강재는 교량 완공 후 제거하지만, 가설용 강재정착장치는 PSC빔에 부착되어 있게 됨으로 이를 향후 PSC빔이 손상되어 보수, 보강이 필요한 경우에 가설용강재를 설치하여 긴장함으로서 용이하게 교량의 내하력을 증강할 수 있다. 또한 연결부콘크리트 및 PSC빔과의 접합면 처리를 위해 PSC빔의 단부 거푸집에 철망을 견고하게 부착시켜 거푸집 탈영시 철망이 거푸집과 동시에 떨어지면서 철망에 의한 요철을 발생시키는 방식을 사용함으로서, 연결부콘크리트와 PSC빔의 결합력을 증대시켜 시공이음의 결합력 약화를 보강하였다.

Description

가설용 강재정착장치가 설치된 피에스씨 빔을 이용한 교량가설공법{Bridge construction method using a prestressed concrete beam installed anchorage apparatus for temporary tendon}

본 발명은 가설용 강재정착장치가 설치된 PSC 빔을 이용한 교량가설공법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 종래의 PSC 빔의 부분연속화에 의한 교량가설공법의 단점을 극복하기 위해서, 전체가 연속화되어 일체화된 PSC 빔에 설치된 연속화강재를 긴장함으로서, PSC 빔 연결부위에 타설된 연결부콘크리트의 하부에 발생되는 인장응력을, 상기 PSC 빔 외부의 양 측면 하부에 가설용 강재정착장치를 설치하고, 상기 가설용 강재정착장치에 설치되어 긴장된 가설용강재를 이완시켜 상쇄함으로서, PSC 빔 전체를 연속화 시킴으로서 발생하는 구조적인 문제점인 연결부콘크리트의 휨균열을 현저하게 방지하고, 나아가 상기 PSC 빔의 단부에 요철을 형성시켜 PSC 빔과 연결부콘크리트의 결합력 부족을 보완하는 가설용 강재정착장치가 설치된 PSC 빔 및 이를 이용한 교량가설공법에 관한 것이다.종래에는 단순 PSC빔 교량의 슬래브만을 연속화하거나, PSC 빔의 자중에 대해서는 단순교의 거동을 하고 PSC 빔이 연속화 한 후에 작용하는 부가 사하중 및 부가 활하중에 대해서만 연속교의 거동을 하도록 하는 PSC 빔 연결공법을 이용하거나, 교량 지점부에 설치되는 PSC 빔의 상부 플랜지 일부 구간에만 강선을 배치하여 연결하는 공법(부분적인 연속화공법)을 이용하여 PSC 빔을 연속화하여 발생하는 구조적인 문제점인 PSC 빔의 연결콘크리트의 휨균열을 억제하였으나, 이들 방법은 교량의 지점부의 콘크리트슬래브에 강재를 정착할 충분한 단면 및 공간을 확보할 수 없을 뿐만 아니라, 연결부콘크리트 하부에 발생하는 인장응력에 의한 균열방지 억제효과 및 연결부콘크리트와 PSC 빔의 시공이음 결합력이 부족한 문제점이 있다.이에 본 발명자는 PSC 빔의 부분(교량의 지점부)연속화공법의 장점인 신축이음의 개수를 줄여 운전자에게 안락한 승차감을 제공하고, 교량 형고의 감소, 신축이음부를 통한 누수에 의한 받침부의 열화현상의 감소를 살리면서, 종래의 PSC 빔의 부분연속화공법에 의한 교량 가설공법의 상기 문제점을 해결하기 위해 가설용 강재정착장치가 설치된 PSC 빔을 이용한 교량가설공법을 개발하게 되었다.

본 발명의 목적은 PSC 빔 내부의 쉬스에 삽입되어 설치되는 연속화강재(continuous tendon)를 교량 지점부의 연결콘크리트에 매설되는 연결용쉬스를 경유하여 다른 PSC 빔에 연결시켜 긴장함으로서, 교량의 지점부와 같은 제한된 장소에서만 PSC 빔을 연속화하는 부분연속화로 인한 문제점인 연속화강재를 정착할 부재단면의 협소에 의한 시공상의 문제점을 해결할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.본 발명의 다른 목적은 설치된 PSC 빔 모두를 관통하여 연결된 연속화강재를 긴장함으로서 발생할 수 있는 PSC 빔 사이에 타설된 연결부콘크리트의 하부에 발생하는 인장응력을 상쇄시키기 위해 각각의 PSC 빔의 양 측면 하부에 가설용강재가 설치된 가설용 강재정착장치를 이용하여 상기 연결부콘크리트에 발생하는 인장응력에 의한 휨 균열의 발생을 방지할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 가설용 강재정착장치가 설치된 PSC 빔의 단부에 요철을 형성시킴으로서, PSC 빔 사이에 타설되는 연결부콘크리트와의 부착력을 증대시킴으로서 상기 PSC 빔을 완전 일체화하여 PSC 빔을 연속화하는 수단을 제공하는 것이다.

제1a도 및 제1b도는 본 발명의 가설용 강재정착장치가 설치된 PSC 빔의 측면도 및 양단부의 정면 및 측면 상세도이다.제2a도, 제2b도, 제2c도 및 제2d도는 본 발명의 가설용 강재정착장치가 설치된 PSC 빔을 교대 및 교각위에 거치하여 교량을 완성시키는 단계를 나타내는 순서도이다.<도면의 주요 부호의 설명>10:쉬스(sheath)11:인장용강재(continuous tendon) 12:연결용쉬스13:연결부콘크리트 20:빔콘크리트21:요철 30:가설용 강재정착장치31:가설용강재(temporary tendon)40:가설용 강재정착장치가 설치된 PSC 빔100:교각 101:교대102:지점부 슬래브콘크리트103:(지점부 이외의) 슬래브콘크리트

본 발명을 도면에 의해 설명한다.도1a 및 도1b는 본 발명의 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 측면도 및 단부의 상세도이다. 상기 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)은 원형의 관인 다수개의 쉬스(10,sheath), 빔 콘크리트(20) 및 가설용 강재(31)가 설치되는 가설용 강재정착장치(30)로 구성된다.상기 쉬스(10)는 PSC 빔의 내부에 매설되는 원형의 관으로서, PSC 빔의 양 단부와 단부 사이에 통상 원호형상으로 경사지게 설치되며, 내부에 연속화강재(11,continuous tendon)가 삽입되어 설치되는 통로의 역할을 하고, PSC 빔 거푸집내부에 설치된다.상기 빔 콘크리트(20)는 PSC 빔 거푸집내부에 타설되는 콘크리트로 PSC 빔 거푸집의 형상에 따라 일정한 형상으로 형성되며 일정한 온도 및 수분 공급하에 양생되어 경화된다, 또한 내부에는 상기 쉬스(10) 및 도1a에는 도시되어 있지 않으나 내부철근이 매설되며, 도1b에서와 같이 양 단부에는 교량의 지점부(A)에서 서로 연결된 PSC 빔의 연결부콘크리트(13)와의 결합력을 증대시키기 위해 요철(21)이 형성된다. 요철(21)은 PSC 빔 양 단부에 형성되는 슬래브거푸집 내에 철망(wire mesh) 등을 설치함으로서 빔 콘크리트(20)가 타설·경화된 후 슬래브거푸집을 탈영시킬 때 자동적으로 형성된다.상기 가설용 강재정착장치(30)는 도1a에는 한쪽 측면에 2개가 도시되어 있으나 빔 콘크리트(20) 외부에, 양 측면 하부의 단부에 다수개가 설치된다. 각각의 PSC 빔에 설치하거나 모든 PSC 빔에 일체로 설치할 수 있다.상기 가설용강재(31,temporary tendon)는, 상기 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 양쪽 측면부에 설치된 가설용 강재정착장치(30)에 설치되어, 긴장장치에 의해 긴장된 후 쐐기, 앵커헤드 등에 의하여 가설용 강재정착장치(30)에 정착되면 PSC 빔에 압축력이 가해지며, 이러한 압축력은 후술할 상기 연속화강재(11)에 의해 PSC 빔 연결부에 타설된 연결부콘크리트(13)에 발생하는 인장응력을 상쇄시키는 역할 및 PSC 빔 자체의 하중에 의해 PSC 빔의 하단부에 발생하는 초기 인장응력을 상쇄시키기 위한 역할을 한다.본 발명의 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)을 이용한 교량가설공법은,다수개의 교각(100) 또는 교대(101)을 설치하는 단계;상기 교락 또는 교대에 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)을 거치하고, 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)을 다른 가설용 강재정착장치가 설치된 PSC 빔(40)과 연결하는 단계;다수개의 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 가설용 강재정착장치(30)에 가설용강재(31)를 설치한 후, 긴장장치를 이용하여 긴장력을 PSC 빔에 도입하는 단계;다수개의 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 연결부위에, 각각의 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 쉬스(10)에 삽입되는 연속화강재(11)가 연장되어 설치되는 연결부쉬스(12)를 설치하고, 상기 연결부쉬스(12)가 매설되도록 연결부위에 연결부콘크리트(13)를 타설하여 경화시키는 단계;상기 연결부콘크리트(13) 및 상기 연결부콘크리트(13) 주위의 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 상부표면에, 지점부 슬래브콘크리트(102)를 포설하는 단계;상기 다수개의 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 쉬스(10) 및 연결부쉬스(12)를 관통하여 연속화강재(11)를 설치하고, 상기 연속화강재(11)중 일부를 단계적으로 긴장하여 정착하면서, 상기 가설용강재(31)를 단계적으로 이완시키는 단계; 및,가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 연결부위를 제외한 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 상부표면에 슬래브콘크리트(103)를 포설한 후 양생하고, 긴장하지 않은 연속화강재(11)를 긴장하여 정착한 뒤 슬래브콘크리트(103)를 마감하는 단계로 이루어지며 도2를 기준으로 설명한다.상기 교대,교각을 설치하는 단계 및 교대, 교각에 PSC 빔을 거치하는 단계는 통상의 PSC 빔을 이용한 교량가설공법에 의하여 이루어진다. 이하 본 발명의 가설용 강재정착장치가 설치된 PSC 빔(40)의 연결방법에 관하여 구체적으로 살펴본다.도2a에서와 같이, 교대(101) 또는 교각(100) 상부에 상기 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)을 거치한 후, 상기 가설용 강재정착장치가 설치된 PSC 빔에 가설용 강재(31)를 설치하고 먼저, PSC 빔에 긴장력을 도입시킨다.다음에는 교량의 지점부(A)의 2쌍의 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)을 연결시키는데, 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)을 연결할 때,교량의 지점부(A)의 연결부위에 한 쪽 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 쉬스(10)에 삽입되어 형성된 연속화강재(11)가 연장되어 상기 연결부위를 경유하여 다른 쪽 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)에 삽입되어 설치될 수 있도록 연결용쉬스(12)를 설치한다.상기 연결용쉬스(12)를 설치한 후, 연결용쉬스(12) 주위에 연결부콘크리트(13)를 타설하여 양생시킨다. 나아가 상기 연결부콘크리트(13) 상부 및 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40) 상부표면에 일정량의 슬래브콘크리트(102)을 타설한다.상기 연결부콘크리트(13) 및 일정량의 슬래브콘크리트(102)를 타설한 후, 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40) 및 교량의 지점부(A)에 형성된 쉬스(10) 및 연결용쉬스(12) 내부에 일정량의 연속화강재(11)를 삽입한 후 긴장장치를 이용하여 긴장력을 가한다. 이때 일정량의 연속화강재(11)가 단계적으로 긴장될 수 있도록, 긴장된 연속화강재 및 긴장되지 않는 연속화강재(11)가 PSC 빔(40) 및 교량의 지점부에 걸쳐 설치되도록 한다.이와같이 PSC 빔과 PSC빔의 연결부 및 PSC 빔 자체에 가설용강재(31) 및 일부 연속화강재(11)에 의하여 긴장력이 도입되면, 연결부콘크리트(13)의 하부에 과도하게 인장응력이 발생할 수 있는데, 본 발명에서는 가설용 강재정착장치(30)에 설치되어 긴장된 가설용강재(31) 일부를 이완시킴으로서, 상기 연결부콘크리트(13)의 하부에 발생하는 과도한 인장응력을 상쇄시킨다. 가설용강재(31) 일부를 이완시키는 양 및 순서는 도입되는 연속화강재(11)에 의한 인장응력의 크기를 고려하여 결정한다.지점부의 슬래브콘크리트(102)가 타설되지 않은 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔의 상부표면에 슬래브콘크리트(103)를 최종적으로 타설한 후 양생시키고, 긴장하지 않은 연속화강재(11) 나머지를 긴장시킨 후 PSC 빔의 단부에 최종적으로 정착시키고, 교량의 콘크리트슬래브를 마감하여 교량을 완성시킨다.상기와 같이 연결부콘크리트(13) 및 일정량의 슬래브콘크리트(102)을 함께 타설하지 않고 시공상 또는 구조적인 필요에 따라 , 연결부콘크리트(13)만 먼저 타설하고, 연속화강재(11) 및 가설용강재(31)를 상기와 같이 일정량을 긴장 및 이완시킨 후 슬래브콘크리트(103) 모두를 한꺼번에 타설한 후 나머지 연속화강재(11)를 긴장 정착함으로서, 연결부콘크리트(13)의 하부에 과도하게 발생하는 인장응력에 의한 연결부콘크리트의 균열을 방지할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 의해 연결부 콘크리트 하부에 발생하는 인장응력을 상쇄시켜, 연결부 및 슬래브콘크리트의 휨 균열을 방지하고, PSC 빔의 양 단부에 철망을 이용한 요철을 주어 연결부 콘크리트와 PSC 빔과의 시공이음에 대한 부착력을 강화하여, 교량의 지점부의 신축이음 설치개소를 줄여 차량의 주행성을 쾌적하게 하고, 콘크리트슬래브의 연속화에 따른 형고 감소와 작업공간 확보에 유리하여, 여러 장점에도 불구하고, 같은 PSC빔을 연결하는 연결부 콘크리트 하부의 인장응력 발생과 완공후 차량하중에 의해 지점부 슬래브콘크리트 상부에 부모멘트가 발생하고 이로 인한 휨균열이 발생하여 그 사용이 제한되어 왔던 PSC빔의 연속화 보급이 활성화된다. 또한 슬래브콘크리트를 일부 타설하고 연속화강재를 긴장·정착하고, 나머지 연속화강재를 나머지 슬래브콘크리트를 타설한 후에 긴장, 정착하게 되므로, 이들 콘크리트슬래브가 고정하중으로 작용하게 되어 연속화강재로 압축을 가하고자 하는 부분에 인장력을 주게 되어, 종래의 PSC빔에 비해 더 많은 압축력을 도입할 수 있는 효과가 있다.또한 가설용 강재정착장치는 향후 PSC빔이 손상되어 보수, 보강이 필요하여 외부긴장공법을 사용하는 경우에 PSC 빔에 정착장치를 별도 매설하기 위해서 빔을 손상시키지 않아도 되며, 강재(가설용강재)만을 추가로 배치하여 긴장함으로서 용이하게 교량의 내하력을 증강시키는 효과가 있다.

Claims

다수개의 교각(100) 또는 교대(101)에 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)을 거치하고, 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)을 다른 가설용 강재정착장치가 설치된 PSC 빔(40)과 연결함으로서, 교량을 가설하는 PSC 빔(40)을 이용한 교량가설공법에서, 상기 강재정착장치가 설치된 PSC 빔(40)의 연결은,

다수개의 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 가설용 강재정착장치(30)에 가설용강재(31)를 설치한 후, 긴장장치를 이용하여 긴장력을 도입하는 단계; 다수개의 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 연결부위에, 각각의 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 쉬스(10)에 삽입되는 연속화강재(11)가 연장되어 설치되는 연결부쉬스(12)를 설치하고, 상기 연결부쉬스(12)가 매설되도록 연결부위에 연결부콘크리트(13)를 타설하여 경화시키는 단계; 상기 연결부콘크리트(13) 주위의 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 상부표면에, 지점부 슬래브콘크리트(102)를 포설하는 단계; 상기 다수개의 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 쉬스(10)와 연결부쉬스(12)를 관통하여 연속화강재(11)를 설치하고, 상기 연속화강재(11)중 일부를 단계적으로 긴장하여 정착하면서, 상기 가설용강재(31)를 단계적으로 이완시키는 단계; 및,

가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 연결부위를 제외한 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)의 상부표면에 슬래브콘크리트(103)를 포설한 후 양생하고, 긴장하지 않은 연속화강재(11)를 긴장하여 정착한 뒤 슬래브콘크리트(103)를 마감하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔(40)을 이용한 교량가설공법.
제1항에서, 상기 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔은,

일정간격을 두고 매설되며, 연속화강재(11,continuous tendon)가 삽입되는 원형의 관인 다수개의 쉬스(10,sheath);

상기 다수개의 쉬스(10)가 기설치된 거푸집내에 타설되어, 일정한 빔 형상과 길이로 형성된 후 경화되며, 양 단부의 표면에 요철(21)이 형성된 빔 콘크리트(20); 및,

상기 경화된 빔 콘크리트(20) 외부에, 양 측면부의 하부에 형성되며 다수개의 가설용강재(31,temporary tendon)가 설치되는 가설용 강재정착장치(30);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 가설용 강재정착장치(30)가 설치된 PSC 빔을 이용한 교량가설공법.
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