KR100442722B1 - 프리플렉스 빔 및 그 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 프리플렉스 빔의 제작방법은, 프리플렉스 강형부재를 제작하는 단계; 제작된 프리플렉스 강형부재를 분할하는 단계; 분할된 강형부재 중 중심부에 위치하는 강형부재에만 프리플렉션 하중을 재하하는 단계; 프리플렉션 하중 재하 후, 분할된 강형부재에 모두 하부 케이싱 철근을 배근하는 한편 PC 강재를 각각 설치하는 단계; 분할된 강형부재들에 하부 케이싱 콘크리트를 타설하는 단계; 하부 케이싱 콘크리트의 양생 후, 상기 중심부 강형부재에 재하중인 프리플렉션 하중을 해제하는 단계; 각 강형부재를 가설 현장으로 운송하는 단계; 운송된 상기 각 강형부재를 연결하고, 연결부위의 하부 케이싱 콘크리트를 타설하는 단계; 및 연결부위의 하부 케이싱 콘크리트의 양생 후, 상기 PC 강재를 이용하여 긴장력을 도입하는 단계를 포함한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 프리플렉스 합성빔을 제작함에 있어서, 강형부재를 분할하여 제작하므로, 소요되는 위치에 정확한 양의 압축력 도입이 가능하다. 또한, 넓은 작업장 및 대규모 프리플렉션 장비의 소요를 줄일 수 있는 비용을 대폭 절감할 수 있는 장점이 있다.

Description

프리플렉스 빔 및 그 제작방법{Pre-flexed beam and manufacturing method thereof}

본 발명은 프리플렉스 빔 및 그 제작방법에 관한 것으로서, 특히 프리플렉스 합성보 구조물을 시공함에 있어 합성보 구조물을 미리 공장에서 분할 제작하여 현장으로 이송 후 가설함으로써 넓은 작업장 및 대규모 프리플렉션 장비의 소요를 크게 줄일 수 있는 프리플렉스 빔 및 그 제작방법에 관한 것이다.

종래의 프리스트레스트 합성보의 제작 과정은 도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 프리플렉스 강형부재(101)를 제작하게 된다. 그런 후, 도 2에서와 같이, 프리플렉스 강형부재(101)에 프리플렉션 하중을 재하한다. 그리고, 도 3에서와 같이 프리플렉스 강형부재(101)의 하단부에 하부 케이싱 콘크리트(102)를 타설한 후 위의 도2에서 재하된 프리플렉션 하중을 해제한다. 그런 다음, 도 4와 같이 프리플렉스 강형부재(101)를 해체하여 교량의 가설 현장으로 운송한다. 교량의 가설 현장으로 운송된 프리플렉스 강형부재(101)는 도 5에서와 같이, 다시 조립되어 가설된다. 그런 후, 도 6과 같이 프리플렉스 강형부재(101)의 상단부에 바닥판 콘크리트(103)를 타설하고, 도 7에서와 같이 오일 잭(미도시)을 설치하여 가압한 후, 강형부재 연결부에 하부 케이싱 콘크리트(104)를 타설한다. 연결부의 하부 케이싱 콘크리트(104)의 양생 후, 도 8에서와 같이 오일 잭에 의한 압력 재하부분에 프리스트레스를 도입한 후, 고정하중을 재하한다. 그리고, 마지막으로 도 9와 같이 적재하중을 재하한다.

한편, 이상과 같은 종래 프리스트레스트 합성보의 제작에 있어서, 통상 프리스트레스트 합성보의 제작은 가설 현장에서 이루어지는 경우가 많으며, 따라서 넓은 작업장과 대규모의 장비를 필요로 하게 된다. 그리고, 이에 따라 용지 확보 및 제작 장비의 운반 설치에 따른 많은 문제점이 발생된다. 특히, 현장 제작으로 인한 용접 부위의 시공성이 떨어지므로, 합성보의 제작 시 철저한 품질관리가 요구된다.

본 발명은 이상과 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 단순형 교량의 모멘트 발생구간을 최대 모멘트 구간과 그 이외의 구간으로 구분하여 최대 모멘트 구간은 프리플렉션 및 릴리즈를 통하여 1차로 압축력을 도입하고, 추후 PC 강선 및 강봉을 이용하여 2차로 압축력을 도입함으로써 시공을 매우 간편하게 할 수 있는 프리플렉스 빔 및 그 제작방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 프리스트레스트 합성보의 제작에 있어서, 프리플렉스 강형부재를 제작한 상태를 보여주는 도면.

도 2는 도 1의 강형부재 구조체에 프리플렉션 하중을 재하한 상태를 보여주는 도면.

도 3은 도 2의 프리플렉션 하중 재하 상태에서 하부 케이싱 콘크리트를 타설한 후, 재하된 프리플렉션 하중을 릴리즈하는 과정을 보여주는 도면.

도 4는 도 3의 구조체를 운송을 위해 해체한 상태를 보여주는 도면.

도 5는 도 3의 해체된 구조체를 운송하여 가설 및 조립한 상태를 보여주는 도면.

도 6은 도 5의 조립된 구조체 상단부에 바닥판 콘크리트를 타설한 상태를 보여주는 도면.

도 7은 도 6의 바닥판 콘크리트의 타설 및 양생 후, 오일 잭에 의한 가압 후강형부재 접합부에 하부 케이싱 콘크리트를 타설한 상태를 보여주는 도면.

도 8은 도 7의 콘크리트 타설 및 양생 후, 오일 잭에 의한 압력 재하부분에 프리스트레스를 도입한 후, 고정하중을 재하한 상태를 보여주는 도면.

도 9는 도 8의 고정하중 재하 후, 최종적으로 적재하중을 재하한 상태를 보여주는 도면.

도 10은 본 발명에 따른 프리플렉스 빔의 제작방법에 따라 프리플렉스 강형부재를 제작한 상태를 보여주는 도면.

도 11은 도 10의 프리플렉스 강형부재를 분할한 상태를 보여주는 도면.

도 12는 도 11의 분할된 프리플렉스 강형부재 중의 중심부에 위치하는 강형부재에 프리플렉션 하중을 재하하는 상태를 보여주는 도면.

도 13은 도 12의 프리플렉션 하중이 재하된 중심부 강형부재의 하단부에 철근을 배근하는 한편 PC 강재를 설치한 상태를 보여주는 도면.

도 14는 도 13의 중심부 강형부재의 하단부에 하부 케이싱 콘크리트를 타설한 상태를 보여주는 도면.

도 15는 도 14의 하부 케이싱 콘크리트의 타설 및 양생 후, 중심부 강형부재에 재하되어 있던 프리플렉션 하중을 해제한 상태를 보여주는 도면.

도 16은 도 15의 중심부 강형부재의 프리플렉션 하중 해제 후, 각 강형부재들을 가설 현장으로 운송하는 상태를 보여주는 도면.

도 17은 가설 현장에 운송된 각 강형부재들을 다시 연결하고, 연결된 구조체의 연결부에 하부 케이싱 콘크리트를 타설한 상태를 보여주는 도면.

도 18은 도 17의 연결부 하부 케이싱 콘크리트의 타설 및 양생 후, PC 강재에 의한 긴장력 도입 과정을 보여주는 도면.

도 19는 도 18의 긴장력 도입 완료 후, 프리플렉스 빔을 교량에 가설한 상태를 보여주는 도면.

도 20은 일반적인 단순형 교량의 모멘트 특성곡선도.

도 21은 본 발명에 따른 프리플렉스 빔의 제작방법에 따라 제작된 프리플렉스 빔에 의한 교량의 모멘트 특성곡선도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101,201...프리플렉스 강형부재 102,203,203'...하부 케이싱 콘크리트

103...바닥판 콘크리트 104...연결부 하부 케이싱 콘크리트

201a∼201c...분할된 강형부재 202...PC 강재

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프리플렉스 빔은,

복수의 분할된 강형부재로 제작하여 조립된 프리플렉스 빔;

상기 프리플렉스 빔의 하단부에 설치되며, 프리스트레스 도입을 위한 PC 강재; 및

상기 PC 강재를 에워싸도록 상기 프리플렉스 빔의 하단부에 설치된 하부 케이싱 콘크리트를 포함하여 구성되되,

상기 분할된 강형부재 중 중심부에 위치하는 강형부재에는 프리플렉션에 의한 압축력과 상기 PC 강재에 의한 프리스트레스가 도입되고, 그 중심부 강형부재의 양측에 위치하는 강형부재에는 PC 강재에 의한 프리스트레스만 도입되어 제작된 점에 그 특징이 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프리플렉스 빔의 제작방법은,

프리플렉스 강형부재를 제작하는 단계;

상기 제작된 프리플렉스 강형부재를 분할하는 단계;

상기 분할된 강형부재 중 중심부에 위치하는 강형부재에만 프리플렉션 하중을 재하하는 단계;

상기 프리플렉션 하중 재하 후, 분할된 강형부재에 모두 하부 케이싱 철근을 배근하는 한편 PC 강재를 각각 설치하는 단계;

상기 분할된 강형부재들에 하부 케이싱 콘크리트를 타설하는 단계;

상기 하부 케이싱 콘크리트의 양생 후, 상기 중심부 강형부재에 재하중인 프리플렉션 하중을 해제하는 단계;

상기 각 강형부재를 가설 현장으로 운송하는 단계;

운송된 상기 각 강형부재를 연결하고, 연결부위의 하부 케이싱 콘크리트를 타설하는 단계; 및

상기 연결부위의 하부 케이싱 콘크리트의 양생 후, 상기 PC 강재를 이용하여 긴장력을 도입하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 프리플렉스 빔의 제작방법에 따라 먼저 프리플렉스 강형부재(201)를 제작하게 된다. 그런 후, 도 11과 같이 그 제작된 프리플렉스 강형부재(201)를 분할한다. 그런 다음, 도 12에서와 같이, 분할된 강형부재(201a∼201c) 중 중심부에 위치하는 강형부재(201c)에만 프리플렉션 하중을 재하한다.

상기 프리플렉션 하중 재하 후, 도 13에 도시된 바와 같이, 중심부 강형부재 (201c)의 하단부에 하부 케이싱 철근을 배근하는 한편 PC 강재(예컨대, PC 강선 또는 강봉)(202)를 설치한다. 이때, 물론 나머지 강형부재(201a)(201b)의 하단부에도 각각 철근을 배근하는 한편 PC 강재를 설치한다.

중심부 강형부재(201c)의 하단부에의 하부 케이싱 철근 배근 및 PC 강재 (202)의 설치가 완료되면, 도 14에 도시된 바와 같이, 중심부 강형부재(201c)에 하부 케이싱 콘크리트(203)를 타설한다. 이때, 마찬가지로 나머지 강형부재들(201a) (201b)에도 하부 케이싱 콘크리트(203')를 타설한다.

상기 하부 케이싱 콘크리트의 양생 후, 도 15에서와 같이, 상기 중심부 강형부재(201c)에 재하중인 프리플렉션 하중을 해제한다. 그런 후, 도 16과 같이 각 강형부재들(201a∼201c)을 가설 현장으로 운송한다. 그런 다음, 도 17과 같이, 운송된 상기 각 강형부재(201a∼201c)를 연결하고, 연결부위의 하부 케이싱 콘크리트 (204)를 타설한다.

상기 연결부위의 하부 케이싱 콘크리트(204)의 양생 후, 도 18과 같이, 상기 PC 강재(202)를 이용하여 긴장력을 도입한다. 이로써 본 발명에 따른 프리플렉스 빔의 제작방법이 완료된다. 이 이후에는 도 19에 도시된 바와 같이, 빔을 교량에 가설하게 된다.

한편, 이상과 같은 일련의 과정에 있어서, 상기 도 12의 중심부 강형부재 (201c)에 프리플렉션 하중을 재하하는 것과 관련하여 설명을 부연해 보기로 한다.

일반적으로, 단순형의 교량은 가운데 지점에서 최대 정모멘트를 갖는 형태의 모멘트를 가지게 된다.

도 20에 도시된 바와 같이, 단순형 교량의 일반적인 모멘트도는 포물선 형태로 교량의 전장의 중심부에서 최대값을 나타낸다. 이는 교량의 중심부에서 최대의 힘이 발생되는 것을 의미한다.

따라서, 본 발명에서는 도 21에 도시된 바와 같이, 최대 모멘트 구간에서는 프리플렉션에 의한 압축력과 PC 강선 및 강봉에 의한 압축력이 함께 도입되고, 모멘트가 작은 부분에서는 PC 강선 및 강봉에 의한 압축력만을 도입하게 된다. 따라서, 합성빔의 제작 과정에서 발생하는 모멘트에 적절히 저항할 수 있고, 시공을 매우 간편하게 수행할 수 있다.

이상의 설명에서와 같은 본 발명에 따른 프리플렉스 빔 및 그 제작방법은 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 프리플렉스 합성빔을 제작함에 있어서, 강형부재를 분할하여 제작하므로, 종래의 강형부재 전체를 연결하여 제작할 때에 비해 소요되는 위치에 정확한 양의 압축력 도입이 가능하다. 또한, 넓은 작업장 및 대규모 프리플렉션 장비의 소요를 줄일 수 있는 비용을 대폭 절감할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 종래와 같이 오일 잭을 사용한 하중을 재하할 필요없이, PC 강선 및 강봉을 사용하여 연결부 및 모멘트가 작은 구간에 압축력을 도입하므로, 시공이 매우 간편하다.

셋째, 단순형 교량의 모멘트 발생구간을 최대 모멘트 구간과 그 이외의 구간으로 구분하여 최대 모멘트 구간은 프리플렉션 및 릴리즈를 통하여 1차로 압축력을 도입하고, 추후에 PC 강선 및 강봉을 이용하여 2차로 압축력을 도입함으로써, 합성보 제작 과정에서 발생하는 모멘트에 적절히 대응할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 복수의 분할된 강형부재로 제작하여 조립된 프리플렉스 빔; 상기 프리플렉스 빔의 하단부에 설치되며, 프리스트레스 도입을 위한 PC 강재; 및 상기 PC 강재를 에워싸도록 상기 프리플렉스 빔의 하단부에 설치된 하부 케이싱 콘크리트를 포함하여 구성하는 프리플렉스 빔에 있어서,

   상기 분할된 강형 부재 중 중심부에 위치하는 강형부재에는 프리플렉션에 의한 압축력과 상기 PC 강재에 의한 긴장력이 도입되고, 그 중심부 강형부재의 양측에 위치하는 강형부재에는 PC 강재에 의한 긴장력만 도입되어 제작된 것을 특징으로 하는 프리플렉스 빔.
2. 프리플렉스 강형부재를 제작하는 단계; 상기 제작된 프리플렉스 강형부재를 분할 하는 단계; 상기 분할된 강형부재의 하부 케이싱에 철근을 배근하는 한편 PC 강재를 각각 설치하는 단계; 상기 분할된 강형부재들에 하부 케이싱 콘크리트를 타설하는 단계; 상기 하부 케이싱 콘크리트를 양생하는 단계; 상기 각 강형부재를 가설현장으로 운송하는 단계; 운송된 상기 각 강형부재를 연결하고, 연결부위의 하부 케이싱 콘크리트를 타설하는 단계; 상기 연결부위의 하부 케이싱 콘크리트의 양생 후, 상기 PC 강재를 이용하여 긴장력을 도입하는 단계로 이루어진 프리플렉스 빔의 제작방법에 있어서,

   상기 분할된 강형부재중 중심부에 위치하는 강형부재에만 프리플렉션 하중을 재하하는 단계와 상기 중심부 강형부재에 재하중인 프리플렉션하중을 해제하는 단계가 추가로 적용되는 것에 특징이 있는 프리플렉스 빔의 제작방법.
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