KR100474640B1 - 임시하중에 의한 프리스트레스트 빔의 프리스트레스 손실방지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리스트레스트 빔에서 프리스트레스의 도입 후 프리스트레스트 빔의 상부 슬라브 콘크리트 타설 전까지 프리스트레스트 빔의 하부 플랜지 콘크리트에 작용하는 지속 하중에 의해 발생하는 건조수축 및 초기 크리프에 의한 프리스트레스의 손실을 방지하기 위한 공법에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 프리스트레스트 빔의 상부 구조물의 자중에 근접하는 임시 하중을 상부 슬라브와 같은 상부구조물 콘크리트 타설 전까지 재하함으로써 프리스트레스의 도입에 따라 하부 플랜지 콘크리트에 작용하는 지속 하중을 경감함으로써 건조수축 및 초기 크리프에 의한 프리스트레스의 손실을 방지하는 공법을 제공한다.

본 발명에 의해 프리스트레스트 빔의 건조수축 및 초기 크리프에 의해 발생하는 프리스트레스의 손실을 방지하고 하부 플랜지 콘크리트의 초기 균열을 방지할 수 있어 콘크리트 초기 성능저하를 최대한 억제하여 치밀한 프리스트레스트 빔을 제작할 수 있다.

Description

임시하중에 의한 프리스트레스트 빔의 프리스트레스 손실 방지 방법{Method for protecting the loss of prestress in prestressed beam by temporary load}

본 발명은 임시 하중에 의한 프리스트레스트 빔의 프리스트레스 손실을 방지 하는 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 프리플렉션 하중의 재하 및 제거에의해 하부 플랜지 콘크리트에 도입된 프리스트레스가 건조수축과 초기 크리프에 의해 감소되는 것을 방지하기 위해 교량 슬라브와 같은 상부 구조물의 자중에 근접하는 임시 하중을 프리스트레스트 빔에 재하하여 건조수축 및 크리프의 영향을 최소화하여 하부 플랜지 콘크리트의 프리스트레스 손실을 방지하는 방법에 관한 것이다.

기존의 프리스트레스트 빔은 프리플렉션 하중을 재하한 상태에서 하부의 플랜지 콘크리트를 타설하고 양생한 후에 상기 프리플렉션 하중을 제거하여 강형의 복원력에 의해 프리스트레스를 도입하여, 사하중 및 활하중에 의해 발생하는 하부 플랜지 부분의 인장응력을 감소시키도록 제작된다.

그러나 이러한 제작공법은 프리스트레스트 빔의 교각에의 설치 후, 상부 슬라브 콘크리트 타설시 까지 일정 기간이 소요되고, 이 기간동안 하부 플랜지 콘크리트는 프리스트레스의 도입에 따른 압축응력을 지속 하중으로 받게 된다. 이러한 지속 하중에 의해 하부 플랜지 콘크리트에는 건조수축과 초기 크리프가 발생하게 되고, 이에 의해 도입된 프리스트레스의 손실 및 콘크리트의 성능 저하가 발생하게 된다. 따라서 이러한 프리스트레스의 손실을 방지하기 위하여 긴장재를 이용하여 추가적으로 프리스트레스를 도입하는 방법이 이용되고 있으나 제작상의 번거로움뿐만 아니라 긴장재를 긴장하는 등의 추가적인 비용이 들게 된다. 또한 손실된 프리스트레스를 추가로 보충한다 하더라도 하부 플랜지 콘크리트의 초기 성능 저하는 복원되지 않고, 균열 등에 의해 하부 플랜지 콘크리트가 탄성거동을 할 수 없을뿐더러 반복하중에 의한 균열이 추가로 발생될 수 있어 내구성은 현저히 저하될 수 있다.

본 발명의 목적은 프리스트레스트 빔의 하부 플랜지 콘크리트의 건조수축 및 초기 크리프에 의한 프리스트레스의 손실을 방지하여 치밀한 프리스트레스트 빔을 제작함으로써 안정성을 확보할 수 있는 공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 프리스트레스트 빔 제작 후 교량 슬라브와 같은 상부구조물의 시공에 따른 시간적 제약을 받지 않아 공사관리가 효율적인 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 프리스트레스의 도입에 따른 건조수축 및 크리프 등에 의해 발생할 수 있는 균열 등 프리스트레스트 빔의 하부 플랜지 콘크리트의 초기 양생에 유해한 구조적 결함을 제어할 수 있는 공법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하고자 본 발명은 프리스트레스의 도입에 따라 프리스트레스트 빔의 하부 플랜지 콘크리트에 작용하는 지속 하중을 경감하여 건조수축 및 초기 크리프에 의한 프리스트레스의 손실을 방지하기 위해 교량 슬라브와 같은 프리스트레스트 빔의 상부 구조물의 자중에 해당하는 임시 하중을 재하하는 방법을 제공한다.

구체적으로 상기의 임시 하중을 재하하는 방법에는 잭 등으로 인장재를 인장하여 하중을 재하하는 방법, 프리스트레스트 빔의 복부에 콘크리트를 타설하여 콘크리트의 중량에 의해 하중을 재하하는 방법, 프리스트레스트 빔을 적치하거나 반대방향으로 뒤집어 프리스트레스트 빔의 중량에 의하여 하중을 재하하는 방법, 프리스트레스트 빔의 상부에 교량 슬라브와 같은 상부 구조물의 자중에 해당하는 중량체를 재하하는 방법 등이 있으며, 상기 임시 하중의 크기는 설계에 따라 결정되되 적어도 상부 구조물의 자중 이하가 된다.

이하, 첨부한 도면에 따라 본 발명의 구체적 실시예를 설명한다.

도2는 인장 잭을 이용한 임시 하중의 재하 방법을 나타낸 것으로서, 상기 방법은 프리스트레스트 빔(10)의 상부 중앙에 지지대(31)를 설치하고, 인장재(30)를 상기 지지대(31)에 거치시켜 상기 인장재(30)를 프리스트레스트 빔의 상부 양 단에서 인장 잭으로 인장하여 지지대(31)의 반력에 의해 임시 하중을 재하하는 방법이다. 정착판(32)과 인장 잭 접합부는 곡면처리를 하여 하중 재하시 인장재가 꺽이지 않도록 한다. 중앙 지지대(31)는 경우에 따라 2개소 이상 설치될 수 있고, 인장재도 2개 이상 배치될 수 있다.

도3은 중앙부 인장 잭을 이용한 임시 하중의 재하방법을 나타낸 거으로서 상기 방법은 프리스트레스트 빔의 상부 양 단에 인장재(30)를 정착 고정시키고, 프리스트레스트 빔의 상부 중앙에서 인장 잭(33)으로 상기 인장재를 인장하여 상기 인장 잭의 반력에 의해 임시 하중을 재하하는 방법이다. 여기서 프리스트레스트 빔의 양 단부에서 인장재를 고정하는 정착장치는 곡률을 가진 힌지 고정으로 할 수 있고, 정착판(32)에 인장 잭을 병용할 수도 있다. 중앙부 인장 잭은 2개 이상 설치될 수 있으며, 인장재도 2개 이상 배치할 수 있다.

도4는 복부에서 인장재를 인장하여 임시 하중을 재하하는 방법을 나타낸 것으로서, 상기 방법은 프리스트레스트 빔의 복부의 양 면 상부 중앙에 인장재를 거치시킬 수 있는 고정점(35)을 설치하고, 상기 고정점(35)에 인장재를 거치시킨 다음 프리스트레스트 빔의 복부 양단 하부에서 상기 인장재를 잭으로 인장하여 고정점에서의 반력에 의하여 임시 하중을 재하하는 방법이다. 복부 양 단의 정착판(32)은 힌지 고정으로 할 수 있고, 인장재의 인장은 인장 잭에 의한다. 상기 고정점(35)은 2개 이상 설치될 수 있고, 인장재도 2개 이상 배치될 수 있다.

도5는 프리스트레스트 빔의 상부에서 인장재(30)의 수평 인장에 의해 임시 하중을 재하하는 방법을 나타낸 것으로서, 상기 방법은 프리스트레스트 빔의 상부 양 단에 정착판(32)을 설치하고 인장재를 수평으로 인장하여 임시 하중을 재하하는 방법이다. 인장재는 2개 이상 배치될 수 있다.

도6은 프리스트레스트 빔의 복부에 콘크리트(40)를 타설하여 콘크리트의 자중에 의하여 임시 하중을 재하하는 방법을 나타낸 것으로서 상기 방법은 프리스트레스트 빔의 복부에 교량 슬라브와 같은 상부 구조물의 시공을 위한 여유 공간을 남겨두고, 상기 복부의 양 면에 콘크리트를 타설하여 상기 콘크리트의 자중에 의해 임시 하중을 재하하는 방법이다. 이 경우 교량 슬라브와 같은 상부 구조물은 2 ~ 3주내에 시공하여야 한다.

도7은 프리스트레스트 빔의 자중을 이용하여 임시 하중을 재하하는 방법을 나타낸 것으로서, 상기 방법은 중앙에 지지대를 설치하고, 하부 프리스트레스트 빔의 상부 플랜지와 상부 프리스트레스트 빔의 상부 플랜지가 서로 마주 보도록 적치하여 하부의 프리스트레스트 빔은 상부 프리스트레스트 빔의 자중에 의해 재하되고, 상부 프리스트레스트 빔은 자신의 자중에 의해 재하되는 방법이다. 이 경우 중앙 지지대는 2개 이상으로 하되, 이격거리는 구조해석 후 결정토록 한다.

도8은 프리스트레스트 빔의 자체 중량에 의해 임시 하중을 재하하는 방법을 나타낸 것으로서, 상기 방법은 상, 하부 프리스트레스트 빔의 상부 플랜지를 하부로 향하게 하여 적치시킴으로써 하부의 프리스트레스트 빔은 상부 프리스트레스트 빔의 자중과 자신의 자체 중량에 의해, 상부 프리스트레스트 빔은 자신의 자체 중량에 의해 재하되는 방법이다. 이 경우 프리스트레스트 빔은 1단 이상 적치할 수 있으며, 지지점의 이격거리는 구조해석 후 결정토록 한다.

도9는 중량 재하에 의해 임시 하중을 재하하는 방법을 나타낸 것으로서, 상기 방법은 프리스트레스트 빔의 상부에 교량 슬라브와 같은 상부 구조물의 자중에해당하는 중량체(50)를 재하하여 상기 중량체(50)의 자중에 의해 임시 하중을 재하하는 방법이다. 이 경우 하중을 재하하는 방법은 도시된 바와 같이 프리스트레스트 빔 상단에 물주머니(51)를 거치시키고, 교량 슬라브와 같은 상부 구조물의 자중에 해당하는 물(52)을 주입하여 하중을 재하할 수 있다. 이 방법은 프리스트레스트 빔을 병렬 연결하여 복수 개의 거더에 적용될 수 있다.

도10은 인장재의 연직재하에 의해 임시 하중을 재하하는 방법을 나타낸 것으로서, 상기 방법은 프리스트레스트 빔의 하부에 어스 앵커(60)를 설치하고, 프리스트레스트 빔의 중앙에서 단면 방향으로 거치시킨 인장재(30)를 어스 앵커에 결속한 다음 잭 등으로 인장하여 하중을 재하하는 방법이다. 이 경우 인장재는 2개 이상 배치할 수 있다.

상기한 실시예외에도 교량 슬라브와 같은 프리스트레스트 빔의 상부 구조물의 자중에 해당하는 하중을 재하할 수 있는 여러 다른 방법 등이 적용되어 질 수 있다.또한 도면에는 도시하지 않았지만, 2개의 프리스트레스트 빔을 상부 플랜지가 서로 마주 보게 지면에 옆으로 눕힌 다음 지지대와 인장재 및 잭을 이용하여 하중을 재하하는 방법도 가능하다. 상기 방법에는 서로 마주 보고 있는 프리스트레스트 빔의 상부 플랜지 사이의 중앙부위에 지지대를 설치하고, 마주 보고 있는 프리스트레스트 빔의 상부 플랜지 양 단을 인장재로 서로 결속하여 연결한 다음 인장 잭 또는 스크류 잭으로 상기 인장재를 인장,결속시킴으로써 상기 지지대에 의하여 임시 하중을 재하하는 방법과 서로 마주 보고 있는 프리스트레스트 빔의 상부 플랜지 양 단을 인장재로 서로 결속하여 연결하고, 마주 보고 있는 프리스트레스트 빔의 상부 플랜지 사이의 중앙부위 등에 인장 잭을 설치하여 작동시킴으로써 임시 하중을 재하하는 방법이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같이 다양한 방법으로 교량 슬라브와 같은 상부 구조물의 자중에 해당하는 임시 하중을 재하하여 프리스트레스의 도입에 따라 프리스트레스트 빔의 하부 플랜지 콘크리트에 작용하는 초기 지속하중을 경감하여, 프리스트레스트 빔의 상부 슬라브 콘크리트 타설 전에 하부 플랜지 콘크리트에 발생하는 건조수축 및 초기 크리프에 의한 프리스트레스 손실을 방지할 수 있는 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 프리스트레스의 도입에 따른 프리스트레스트 빔의 플랜지 콘크리트의 성능 저하를 억제하여 치밀한 프리스트레스트 빔을 제작하는 방법을 제공한다.

도1은 종래 프리스트레스트 빔의 정면도 및 단면도이다.

도2는 본 발명의 프리스트레스트 빔의 프리스트레스트 손실을 방지하는 방법에 관한 구체예 1이다.

도3은 본 발명의 프리스트레스트 빔의 프리스트레스트 손실을 방지하는 방법에 관한 구체예 2이다.

도4는 본 발명의 프리스트레스트 빔의 프리스트레스트 손실을 방지하는 방법에 관한 구체예 3이다.

도5는 본 발명의 프리스트레스트 빔의 프리스트레스트 손실을 방지하는 방법에 관한 구체예 4이다.

도6은 본 발명의 프리스트레스트 빔의 프리스트레스트 손실을 방지하는 방법에 관한 구체예 5이다.

도7은 본 발명의 프리스트레스트 빔의 프리스트레스트 손실을 방지하는 방법에 관한 구체예 6이다.

도8은 본 발명의 프리스트레스트 빔의 프리스트레스트 손실을 방지하는 방법에 관한 구체예 7이다.

도9는 본 발명의 프리스트레스트 빔의 프리스트레스트 손실을 방지하는 방법에 관한 구체예 8이다.

도10은 본 발명의 프리스트레스트 빔의 프리스트레스트 손실을 방지하는 방법에 관한 구체예 9이다.

<도면의 주요 부호의 설명>

10 : 프리스트레스트 빔 11 : 강재

20 : 하부 플랜지 콘크리트 30 : 긴장재

31 : 지지대 32 : 정착판

33 : 잭 35 : 고정점

40 : 복부 콘크리트 50 : 중량체

51 : 물주머니 52 : 물

60 : 어스 앵커

Claims (7)

1. 프리스트레스트 빔의 제작에서, 소정의 솟음을 갖도록 미리 제작된 강재에 프리플렉션 하중을 가한 상태에서 강재의 하부 플랜지에 콘크리트를 타설, 양생 후

   교량 슬라브와 같은 프리스트레스트 빔의 상부 구조물의 시공 전에 적어도상기 상부 구조물의 자중보다 작은 임시 하중을 재하하는 단계를 포함하며,

   상기 임시 하중에 의해 하부 플랜지 콘크리트의 크리프에 의한 프리스트레스 손실이 방지되는 것을 특징으로 하는 임시 하중에 의한 프리스트레스트 빔의 프리스트레스 손실 방지 방법.
2. 제1항에서, 상기 임시 하중의 재하방법은 ;

   프리스트레스트 빔의 상부 중앙에 지지대를 설치하고, 인장재를 상기 지지대에 거치시켜 상기 인장재를 프리스트레스트 빔의 상부 양 단에서 인장 잭으로 인장하여 상기 지지대의 반력에 의하여 하중을 재하하는 방법 ;

   프리스트레스트 빔의 상부 양 단에 인장재를 정착 고정시키고, 프리스트레스트 빔의 상부 중앙에서 인장 잭으로 상기 인장재를 인장하여 상기 인장 잭의 반력에 의하여 하중을 재하하는 방법 ;

   프리스트레스트 빔의 복부의 양면 상부 중앙에 인장재를 거치시킬 수 있는 고정점을 설치하고, 상기 고정점에 인장재를 거치시킨 다음 프리스트레스트 빔의 양 단 복부 하부에서 상기 인장재를 인장 잭으로 인장하여 고정점에서의 반력에 의하여 하중을 재하하는 방법 ;

   프리스트레스트 빔의 상부 양 단에서 인장재를 잭 등으로 수평 인장하여 하중을 재하하는 방법 ;

   2개의 프리스트레스트 빔을 상부 플랜지가 서로 마주 보게 옆으로 눕히고, 마주 보고 있는 상부 플랜지의 중앙에 지지대를 설치한 다음 인장재로 상기 상부 플랜지 양 단을 서로 결속하여 연결하고 상기 인장재를 잭으로 인장하여 지지대에 의하여 하중을 재하하는 방법 ; 및

   2개의 프리스트레스트 빔을 상부 플랜지가 서로 마주 보게 옆으로 눕히고, 상기 상부 플랜지의 양 단을 인장재로 서로 결속하여 연결한 다음 마주 보고 있는 상기 상부 플랜지의 중앙부위에 인장 잭을 설치하여 작동시킴으로써 하중을 재하하는 방법 ;

   중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 임시 하중에 의한 프리스트레스트 빔의 프리스트레스 손실 방지 방법.
3. 제1항에서, 상기 임시 하중의 재하방법은 ;

   프리스트레스트 빔의 하부에 어스 앵커를 설치하는 단계 ;

   인장재를 프리스트레스트 빔의 중앙에서 단면 방향으로 거치시켜 상기 인장재에 인장용 잭을 설치하는 단계 ;

   를 포함하며, 상기 어스 앵커에 상기 인장재를 연결하여 인장용 잭으로 상기 인장재를 연직 방향으로 인장함으로써 임시 하중을 재하하는 것을 특징으로 하는 임시 하중에 의한 프리스트레스트 빔의 프리스트레스 손실 방지 방법.
4. 제1항에서, 상기 임시 하중의 재하방법은 ;

   프리스트레스트 빔의 복부에 상부에 교량 슬라브와 같은 상부 구조물의 시공을 위한 여유공간을 남겨두고, 상기 복부의 양 면에 콘크리트를 타설하여 상기 콘크리트의 중량에 의해 상기 임시 하중을 재하하는 것을 특징으로 하는 임시 하중에 의한 프리스트레스트 빔의 프리스트레스 손실 방지 방법.
5. 제1항에서, 상기 임시 하중의 재하방법은 ;

   상, 하부 프리스트레스트 빔의 중앙에 지지대를 설치하고 하부 프리스트레스트 빔의 상부 플랜지와 상부 프리스트레스트 빔의 상부 플랜지가 서로 마주 보게 적치하여 하부 프리스트레스트 빔은 상부 프리스트레스트 빔의 자중에 의해, 상부 프리스트레스트 빔은 자신의 자중에 의하여 임시 하중을 재하하는 방법; 및

   상, 하부 프리스트레스트 빔의 상부 플랜지가 하부로 향하게 적치시킴으로써 하부 프리스트레스트 빔은 상부 프리스트레스트 빔의 자중과 자신의 자체 중량에 의해, 상부 프리스트레스트 빔은 자신의 자체 중량에 의하여 상기 임시 하중울 재하하는 방법 ;

   중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 임시 하중에 의한 프리스트레스트 빔의 프리스트레스트 손실 방지 방법.
6. 제1항에서, 상기 임시 하중의 재하방법은 ;

   프리스트레스트 빔의 상부에 교량 슬라브와 같은 상부 구조물의 자중에 해당하는 중량체를 재하하여 상기 중량체의 자중에 의해 임시 하중을 재하하는 것을 특징으로 하는 임시 하중에 의한 프리스트레스트 빔의 프리스트레스트 손실 방지 방법.
7. 제6항에서, 상기 중량체는 비닐 주머니에 교량 슬라브와 같은 상부 구조물의 자중에 해당하는 물을 주입한 것을 특징으로 하는 임시 하중에 의한 프리스트레스트 빔의 프리스트레스 손실 방지 방법.