KR100547619B1 - 프리스트레스트 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리스트레스트 강합성 거더(Prestressed Steel Composite Girder)의 피씨 강연선의 배치 구조에 관한 것으로, 강재와 상기 강재의 일부를 감싸도록 콘크리트가 타설되어 형성되는 강합성 거더에 있어서, 상기 거더의 일단에서는 가동 정착구(Live Anchorage)로 고정되고 상기 거더의 타단으로부터 소정 거리 이격되는 위치에서는 고정 정착구(Dead Anchorage)로 고정된 제1피씨 강연선과; 상기 거더의 타단에서는 가동 정착구로 고정되고, 상기 거더의 일단으로부터 소정 거리 이격되는 위치에서는 고정 정착구로 고정된 제2피씨 강연선을 포함하여 구성되어, 상기 강합성 거더의 양단부에 배치된 피씨 강연선의 단면적이 인장 응력이 가장 크게 작용하는 강합성 거더의 중앙부에 비하여 작게 배치되므로, 향후 공용 중에 강합성 거더의 중앙부에서 발생되는 최대 인장 응력을 상쇄시키는 큰 압축 응력을 안정적으로 도입할 수 있게 되며, 동시에, 강합성 거더의 양단부에서 공용 중 압축 응력이 초과되어 콘크리트가 파괴되는 것을 방지할 수 있는 프리스트레스트 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조를 제공한다.

콘크리트 자중, 강합성 거더, 압축 응력, 파괴, 피씨 강연선

Description

프리스트레스트 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조{PRESTRESSING TENDON LAYOUTS FOR PRESTRESSED STEEL COMPOSITE GIRDER}

도 1a는 종래의 프리스트레스트 콘크리트의 구성을 도시한 정면도

도 1b는 도 1a의 절단선 I-I에 따른 단면도

도 1c는 도 1a의 절단선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도

도 1d는 도 1a의 'A'부분의 확대도

도 2a는 종래의 프리스트레스트 강합성 거더의 구성을 도시한 정면도

도 2b는 도 2a의 절단선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도

도 2c는 도 2a의 절단선 Ⅲ'-Ⅲ'에 따른 단면도

도 2d는 도 2a의 정착부의 확대도

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제1실시예에 따른 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조를 도시한 것으로서,

도 3a는 강연선 배치를 표시한 개략도

도 3b는 도 3a의 평면도

도 3c는 도 3a의 절단선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도

도 3d는 도 3a의 절단선 Ⅴ-Ⅴ에 따른 단면도

도 4는 도 3a의 콘크리트에 매입되는 'E' 부분의 고정 정착구의 상세도

도 5은 도 3a의 콘크리트에 매입되는 가동 정착구의 상세 단면도

도 6은 도 3a의 강재에 부착되는 정착구의 개념도로서, 도 6(a)는 일부 사시도, 도 6(b)는 도 6(a)의 절단선 Ⅵ-Ⅵ에 따른 단면도

도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제2실시예에 따른 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조를 도시한 것으로서,

도 7a는 강연선 배치를 표시한 개략도

도 7b는 도 7a의 평면도

도 7c는 도 7a의 절단선 Ⅶ-Ⅶ에 따른 단면도

도 7d는 도 7a의 절단선 Ⅷ-Ⅷ에 따른 단면도

도 8 내지 도 15은 도 3a 내지 도7d의 강합성 거더에 콘크리트를 타설 양생하는 공정을 도시한 것으로서,

도 8는 콘크리트 타설 양생을 위한 제작 장치의 구성을 도시한 사시도

도 9 내지 도 13은 도 8의 단부 지지대의 구성을 제작 공정별로 도시한 도면

도 14는 도 8의 중간 지지대의 구성을 도시한 정면도

도 15은 도 8의 거푸집 지지대의 구성을 도시한 정면도

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1,2: 강합성 거더 100: 강합성 거더의 제작 장치

110: 단부 지지대 113:유압잭

120: 중간 지지대 123: 횡지지 부재

130: 거푸집 131: 거푸집 하판

132: 거푸집 측판 133: 내측 지지재

140: 거푸집 지지대 141: 지지재

142: 수직재 143: 수평재

145: 외측 지지재 150: 철근 조립체

153: 쉬스관 160: 콘크리트

170: 제1피씨 강연선 171: 고정 정착구

172: 가동 정착구 180: 제2피씨 강연선

181: 고정 정착구 182: 가동 정착구

190: I-강재 270: 제1피씨 강연선

271: 중간 정착구 280: 제2피씨 강연선

281: 단부 정착구 300: 가동 정착구

310: 고정판 311: 안전판

312: 지지 강판 320: 고정통

330: 강판 331: 관통공

340: 숫콘

본 발명은 프리스트레스트 강합성 거더(Prestressed Steel Composite Girder)의 피씨 강연선의 배치 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 강합성 거 더(Steel Composite Girder)에서 공용 중 경간 중앙부 위치의 콘크리트에 사하중이나 활화중의 형태로 가장 크게 가해지는 인장 응력을 상쇄시키는 압축응력을 미리 도입하는 동시에, 거더 단부위치의 콘크리트에 도입하는 압축 응력이 허용 압축응력을 초과하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트는 압축 응력에 대한 저항강도는 우수하지만 인장 응력에 대한 저항 강도는 매우 취약한 특성을 가지므로, 콘크리트를 포함하여 거더를 제작하면, 거더에 작용하는 사하중이나 활하중에 따라 발생되는 콘크리트의 인장 응력을 상쇄시키는 것에 대하여 반드시 고려하여야 한다.

이를 위하여, 콘크리트를 포함하는 거더에 고강도의 피씨 강연선을 긴장 정착하여 콘크리트에 미리 압축 응력을 도입함으로써, 제작 이후 공용 중에 거더에 작용하는 사하중이나 활하중에 따라 콘크리트에 발생되는 인장 응력을 상쇄시킬 수 있게 된다.

피씨 강연선에 의하여 압축 응력을 도입하는 거더(이하, 간단히 "프리스트레스트 거더")는, 거더를 이루는 재료의 구성에 따라, 강재 I-거더가 내설되지 않고 콘크리트만으로 구성된 프리스트레스트 콘크리트 거더(Prestressed Concrete Girder; PSC 거더, 10)와, 콘크리트 단면 내부에 소정의 강성을 갖는 강재 I-거더가 내설된 프리스트레스트 강합성 거더(Prestressed Steel Composite Girder; 20)로 구분된다. 여기서, 상기 거더의 콘크리트에 압축 응력을 도입하기 위한 피씨 강연선의 배치구조를 살펴보면 다음과 같다.

첫번째로, PSC 거더(10)는, 도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이, 피씨 강연선의 긴장력만으로 콘크리트(11)에 압축 프리스트레스가 도입되어 제작되는 것으로, 외력에 의하여 콘크리트(11)에 발생되는 인장 응력을 상쇄할 수 있도록 인장 응력의 분포와 크기를 고려하여 콘크리트(11) 내에 고강도의 긴장재(13)을 설치하여 내력을 미리 가한 콘크리트 거더를 말한다.

즉, 상기 PSC 거더(10)는, 소정의 크기로 제작된 거푸집(미도시)이 종방향 및 횡방향으로 얽히도록 형성된 철근(미도시)과 피씨 강연선(13)이 내설된 쉬스관을 감싼 상태에서, 상기 거푸집 내부에 콘크리트(11)를 타설하여 양생하는 중에 콘크리트(11)가 소정의 강도를 발현하도록 양생되면, 쉬스관 내에 미리 설치된 피씨 강연선(13)을 잡아당겨 긴장하여 정착시킴으로써 제작이 완료된다. 이 때, PSC 거더(10)의 피씨 강연선(13)은, 도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이, PSC 거더(10)를 위로 휘어지게 하는 휨모멘트를 발생시킬 수 있도록 PSC 거더(10)의 양단부로부터 중앙부를 향하여 아래로 볼록한 포물선 형태로 배치되며, 피씨 강연선(13)의 긴장에 따라 콘크리트 단면에는 압축 응력이 작용하게 된다. 그리고, PSC 거더(10) 내부의 모든 피씨 강연선(13a-13d)은 도 1d에 도시된 바와 같이 정착구(12)에 의하여 PSC 거더(10)의 단부에 정착되므로, 각각의 피씨 강연선(13a-13d)의 정착구(12) 사이에는 일정 간격이 확보되어야 한다. 이와 동시에, 콘크리트(11)에는 그 자중에 의한 인장 응력도 발생된다.

그러나, 피씨 강연선(13)을 PSC 거더(10)의 단부에 정착구(12)로 고정함에 있어서, 정착구(12)는 콘트리트(11)에 지압되어 설치되므로, 피씨 강연선(13)을 잡 아당기는 인장력에도 콘크리트(11)의 단부가 잘 견디기 위해서는, 도 1b에 도시된 바와 같이 PSC 거더(10)의 단부는 충분히 두꺼운 두께(d1)로 그 단부가 형성되어야 한다. 이에 반하여, PSC 거더(10)의 중앙부는 정착구(12)가 고정되지 않으므로 단부에 비하여 얇은 두께(d1')로 형성된다. 즉, PSC 거더(10)에는 피씨 강연선(13)을 정착하기 위한 정착구(12)가 설치되어야 하므로, PSC 거더(10)의 양단부의 콘크리트는 필요 이상으로 두껍게 형성되어야 하고, 필요 이상으로 두껍게 형성된 콘크리트에 의하여 PSC 거더(10)가 무거워져 취급이 어려워질 뿐만 아니라, 콘크리트(11)의 단면의 두께가 PSC 거더(10)의 길이 방향을 따라 변하므로 PSC 거더(10)의 제작이 어려워져 제작비용이 크게 상승하는 문제점이 있었다.

두 번째로, 콘크리트 단면의 내부에 소정의 강성을 갖는 강재 I-거더가 내설된 프리스트레스트 강합성 거더(20)는, 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이, 콘크리트(22)의 단면 내에 강재(21)가 내설되어 형성된다. 즉, 'I'형상으로 형성된 강재 I-거더(21)와, 강재 I-거더(21)의 상연과 하연 사이에서 이들과 용접 연결된 복부와, 강재 I-거더(21)의 하연을 감싸도록 타설되어 양생된 콘크리트(22)와, 콘크리트(22)의 양단부에서 콘크리트(22)에 압축 응력을 가하도록 형성된 피씨 강연선(23)과, 피씨 강연선(23)의 양단을 고정하는 정착부(24)를 포함하여 구성된다.

여기서, 정착부(24)는, 도2d에 도시된 바와 같이, 콘크리트(22)내에 내설되어 피씨 강연선(23)의 긴장을 지지하고 피씨 강연선(23)의 단부를 고정하도록 관통공(24a')이 형성된 지압판(24a)과, 강재 I-거더(21)의 하연의 저면과 접촉하는 연결 저판(24b)과, 지압판(24a)의 하단으로 연장되어 교좌 장치와 연결되는 소울 플 레이트(24c, sole plate)와, 4개의 피씨 강연선(23)을 각각 안내하고 지점을 보강하는 지점 보강재(24d)로 형성된다.

상기의 프리스트레스트 강합성 거더(20)는 강재 I-거더(21)에는 굽힘 변형을 가하지 않고 콘크리트(22) 내에 설치된 피씨 강연선(23)의 긴장에 의해서만 콘크리트(22)에 압축 응력을 도입하도록 구성된다. 즉, 상기 구조는 김선주 등이 고안하여 대한민국 등록실용신안공보 제330981호에 개시된 "하부플랜지 매립 및 일체 연결 구조의 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔"으로서 소위 'MSP' 거더라고 불리는 것인데, 프리캐스트 콘크리트 패널의 상부 면에는 강재 빔의 하부플랜지가 매립되어 위치하게 되는 오목부(미도시)가 형성되어 있으며; 상기 강재 빔의 하부플랜지가 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 오목부에 위치한 상태에서 상기 오목부에는 2차 콘크리트가 타설되어 상기 강재 빔과 프리캐스트 콘크리트 패널이 합성된다. 상기 프리캐스트 콘크리트 패널에는 도2d에 도시된 바와 같이 1차 피씨강재(1P, 2P) 및 2차 피씨강재(3P, 4P)가 배치되어 있는데, 상기 1차 피씨강재(1P, 2P)는 상기 오목부가 형성된 위치의 좌우측에서 프리캐스트 콘크리트 패널의 중립축의 아래쪽에서 상기 중립축 부근에 배치되고 상기 2차 피씨강재(3P, 4P)는 상기 오목부의 아래에서 합성 후의 합성단면의 중립축로부터 원거리에 이격되어 거더 단부에서 중앙에 이르기까지 동일한 간격이 유지되도록 배치되고, 상기 1차 피씨강재(1P, 2P)는 상기 강재 빔의 하부플랜지가 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 오목부에 위치하기 전에 1차로 긴장되고 정착되어 1차 프리스트레스가 도입되고, 그 후 상기 강재 빔이 오목부에 위치하고 오목부에 2차 콘크리트가 타설된 후에 2차로 추가 긴장되어 2차 프리스트레스가 도입되어, 2차 콘크리트에도 2차 프리스트레스의 도입으로 인한 압축응력이 가해지며; 상기 2차 피씨강재(3P, 4P)는, 상기 강재 빔과 프리캐스트 콘크리트 패널의 합성이 완료되어 강재 빔과 패널의 자중이 하중으로 가해지는 상태에서 3차로 긴장되고 정착되어 패널에 3차 프리스트레스가 도입되고 2차 콘크리트에도 프리스트레스가 추가로 도입되는 구조를 가진다. 이 때, 거더의 단부에 설치되는 정착부의 상세는 도2d에 나타내었다.

상기와 같은 프리스트레스트 강합성 거더(20)는 종래의 PSC 거더(10)가 가지고 있었던 역학적인 단점을 극복하여, 긴장력을 도입하는 경우에 콘크리트의 단면 상연에 발생하는 인장균열에 대한 저항강도를 높여주고, 동시에 동일한 지간에 대하여 거더의 높이(통상 '형고'라고 함)를 줄여주기 위하여 새롭게 개발된 것이다.

그러나, 이와 같은 프리스트레스트 강합성 거더(20)는, PSC 거더(10)와 마찬가지로, 피씨 강연선(23)을 강합성 거더(20)의 양단부에 고정하기 위하여 강합성 거더(20)의 양단부에서는 정착부(24)를 수용할 수 있도록 콘크리트(22)의 단면적이 필요이상으로 크게 형성되어야 하는 문제점을 가지고 있었다. 또한, 프리스트레스트 강합성 거더(20)의 제작 공정 이후에 활하중이나 사하중에 의하여 프리스트레스트 강합성 거더(20)에 작용하는 인장 응력이 중앙부(C)에 최대로 집중되고 양단부(B,D)에 가까와질 수록 인장 응력이 상대적으로 작아지는 데 반하여, 피씨 강연선(23)에 의하여 콘크리트(22)에 가해지는 압축 응력의 크기는 강합성 거더(20)의 길이 방향에 대하여 일정하므로, 강합성 거더(20)의 중앙부에 크게 작용하는 인장 응력을 상쇄시키기 위하여 큰 압축 응력을 가하는 공정 중 또는 공용 중에 콘크리트 (22)에 과도한 압축 응력이 작용하여 균열이나 파괴가 발생되는 것을 야기하는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 강합성 거더(Steel Composite Girder)에 사하중이나 활화중의 형태로 가해지는 인장 응력을 상쇄시키기 위한 압축 응력을 피씨 강연선으로 도입함에 있어서, 콘크리트가 허용 압축응력을 초과하지 않는 범위 내에서 안정되게 압축 응력을 도입할 수 있는 프리스트레스트 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조를 제공함을 그 목적으로 한다. 즉, 강합성 거더의 중앙부에 집중되어 크게 작용하는 인장 응력을 상쇄시키는 압축 응력을 피씨 강연선에 의하여 콘크리트의 허용 압축응력을 초과하지 않는 범위 내에서만 도입하는 구조를 제공하여, 압축 응력을 도입하는 공정 중 또는 공용 중에 콘크리트의 양단부가 압축 파괴되는 것을 근본적으로 방지하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 강합성 거더를 제작하여 교량 등에 설치하여 사용하는 중에도 활화중 등으로 작용하는 인장 응력과 피씨 강연선으로 미리 도입한 압축 응력의 합력에 의해서도 상기한 콘크리트가 허용 강도 내에 있도록 하는 프리스트레스트 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조를 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명은 강합성 거더에 합성되는 콘크리트의 자중이 강재에 의해서만 지지되도록 하는 것을 포함함으로써, 콘크리트의 자중에 의하여 발생되어 강합성 거더의 휨거동에 악영향을 미치는 응력을 근본적으로 제거하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 강합성 거더의 양단부에 정착구를 집중적으로 배치하는 것을 회피함으로써, 콘크리트의 휨 저항 능력을 보강하는 피씨 강연선의 정착에 필요한 콘크리트의 단면적을 최소화하고, 강합성 거더의 전체 길이 방향으로 그 콘크리트의 두께를 일정하게 유지함으로써, 제작의 편의를 도모하고 보다 저렴하게 프리스트레스트 강합성 거더를 제조할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 강재와 상기 강재의 일부를 감싸도록 콘크리트가 타설되어 형성되는 강합성 거더에 있어서, 상기 거더의 일단에서는 가동 정착구(Live Anchorage)로 고정되고 상기 거더의 타단으로부터 소정 거리 이격되는 위치에서는 고정 정착구(Dead Anchorage)로 고정된 제1피씨 강연선과; 상기 거더의 타단에서는 가동 정착구로 고정되고, 상기 거더의 일단으로부터 소정 거리 이격되는 위치에서는 고정 정착구로 고정된 제2피씨 강연선을 포함하여 구성되어, 상기 강합성 거더의 양단부에 배치된 피씨 강연선의 단면적이 인장 응력이 가장 크게 작용하는 강합성 거더의 중앙부에 비하여 작게 배치되므로, 향후 공용 중에 강합성 거더의 중앙부에서 발생되는 최대 인장 응력을 상쇄시키는 큰 압축 응력을 안정적으로 도입할 수 있게 되며, 동시에, 강합성 거더의 양단부에서 공용 중 압축 응력이 초과되어 콘크리트가 파괴되는 것을 방지할 수 있는 프리스트레스트 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조를 제공한다.

이는, 상기 제1피씨 강연선과 상기 제2피씨 강연선의 일단이 거더의 단부로부터 이격된 위치에 고정되도록 함으로써, 커다란 휨응력이 발생하는 상기 거더의 중앙부에는 보다 많은 강연선에 의하여 커다란 압축 응력을 미리 도입하고, 상대적으로 작은 휨응력이 발생하는 상기 거더의 양단부에는 보다 작은 적은 강연선에 의하여 작은 압축 응력만을 미리 도입할 수 있도록 하기 위함이다. 이를 통해, 양단부에 미리 도입되는 압축 응력의 크기를 강합성 거더의 길이 방향에 따라 서로 다르게 제한함으로써, 거더의 공용 중에 피씨 강연선에 의하여 콘크리트가 과도하게 압축됨에 따라 콘크리트가 파괴되는 가능성을 근본적으로 방지할 수 있으며, 정착구가 거더의 양단부에 집중적으로 배치되는 것을 회피하여 피씨 강연선의 정착에 필요한 콘크리트의 단면적을 최소화할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 제1피씨 강연선과 상기 제2피씨 강연선은 상기 거더의 중앙부로부터 역대칭 구조를 이루도록 형성되며, 즉, 제1피씨 강연선과 제2피씨 강연선이 동시에 관통하여 압축 응력이 크게 도입되는 영역이 상기 거더의 중앙부를 중심으로 대칭이 되도록 함으로써, 활하중에 의하여 거더에 발생되는 응력을 효과적으로 상쇄시킨다.

그리고, 상기 거더의 길이를 L이라고 하면, 상기한 고정 정착구가 설치되는 위치는 각각 거더의 단부로부터 L/5 내지 L/7 만큼 이격된 것이 바람직하다. 이는, 상기 고정 정착구가 상기 단부의 가동 정착구와 소정 거리만큼 이격되어 설치됨으로써, 상기 가동 정착구를 고정하는 콘크리트에 작은 하중만을 부담시키도록 하기 위함이다. 보다 구체적으로는, 상기 거더가 양단이 단순지지되는 용도로 사용되는 경우에는, 상기 고정 정착구가 설치되는 위치는 거더의 단부로부터 대략 L/6만큼 이격된 것이 가장 효과적이다.

이 때, 상기 단부의 가동 정착구는 거더 단부에 노출되어 있으므로 잭을 이용하여 피씨 강연선을 긴장시키는 가동지점의 역할을 하며, 상기 고정 정착구는 콘크리트의 내부에 숨겨져 있으므로 피씨 강연선을 긴장하는 동안에 피씨 강연선의 다른 한쪽 끝의 변위를 구속하는 고정지점의 역할을 하는 것이다.

여기서, 상기 가동 정착구와 고정 정착구는 콘크리트가 양생되어 간섭되는 것에 의해서만 지지되도록 콘크리트 내부에 고정될 수도 있지만, 보다 견고한 고정을 위하여 상기 강재로부터 연장된 지지 강판에 고정될 수도 있다.

상기 가동 정착구와 고정 정착구가 콘크리트에 의해서만 지지되도록 설치되는 경우에는, 피씨 강연선의 긴장과 정착에 따른 집중 하중이 콘크리트에 직접 작용하게 되므로, 콘크리트와 피씨 강연선 사이의 마찰 저항에 의하여 상기 강합성 거더에 압축 응력을 도입하게 된다. 이 때, 가동 정착구는 도 5에 도시한 바와 같이 외부에 돌출되어 있는 쐐기 모양의 암콘(female cone)을 구비한 정착판(wedge plate)에 숫콘(male cone)을 이용하여 피씨 강연선을 정착시키며, 고정 정착구는 도 4에 도시한 바와 같이 피씨 강연선의 가닥을 분리시킨 후 끝 부분을 적당한 크기로 벌려 전체적으로 구(球) 형상(일반적으로 bursting head라고 함)이 되도록 한 후에, 각각의 강연선이 콘크리트 내부에 쐐기 모양을 갖도록 배치하여 정착시키게 된다.

상기 가동 정착구와 고정 정착구가 지지 강판에 의해서 지지되도록 설치되는 경우에는, 도6에 도시된 바와 같이 피씨 강연선을 고정하는 관통공이 형성된 지지 강판을 용접 연결이나 고장력 볼트 연결 등의 방법으로 상기 강재로부터 연장시킨 후, 상기 관통공에 가동 정착구 및 고정 정착구를 고정함으로써, 콘크리트의 지압과 지지 강판의 강성을 함께 이용하면서 콘크리트 내에 지지되어 설치된다. 즉, 암콘을 구비한 정착판의 역할을 상기 지지 강판이 행하게 됨으로써, 피씨 강연선을 관통시키는 쐐기 형상의 숫콘을 상기 지지 강판의 관통공(암콘)에 끼워 피씨 강연선을 정착할 수 있게 된다. 따라서, 상기 관통공은 상기 숫콘의 경사면과 맞물리는 경사면으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 가동 정착구와 고정 정착구가 콘크리트에 의해서 지지되도록 고정되는 것과 지지 강판에 의하여 지지되는 것을 조합하는 경우도 포함한다.

마찬가지로, 본 발명은 강재와, 상기 강재의 일부를 감싸도록 콘크리트가 타설되어 형성되는 강합성 거더에 있어서, 상기 거더의 일단으로부터 소정 거리 이격된 위치의 상기 콘크리트의 내부에 가동 정착구로 고정되고, 상기 콘크리트의 타단으로부터 소정 거리 이격되는 위치의 상기 콘크리트의 내부에 고정 정착구로 고정된 제1피씨 강연선과; 상기 콘크리트의 양단에 각각 설치된 가동 정착구와 고정 정착구에 고정된 제2피씨 강연선을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조를 제공한다.

이 때, 상기 피씨 강연선은 쉬스관에 둘러 싸여진 형태로 형성되는 것이 바람직하며, 피씨 강봉의 형태로 형성된 것을 포함한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제1실시예에 따른 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조를 도시한 것으로서, 도 3a는 강연선 배치를 표시한 개략도, 도 3b는 도 3a의 평면도, 도 3c는 도 3a의 절단선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도, 도 3d는 도 3a의 절단선 Ⅴ-Ⅴ에 따른 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 강합성 거더(1)는 철재로 형성된 I-강재(190)와, I-강재(190)의 하부 플랜지를 감싸도록 형성된 콘크리트(160)와, 콘크리트(160)의 강도를 보강하도록 콘크리트 내에 연결 설치된 철근(150, 151)과, 거더(1)의 일단에 가동 정착구(172)로 고정되고 거더(1)의 타단으로부터 소정의 거리(x)만큼 이격된 위치의 콘크리트(160)의 내부에 고정 정착구(171)로 고정 설치된 제1피씨 강연선(170)과, 거더(1)의 타단에 가동 정착구(182)로 고정되고 거더(1)의 일단으로부터 소정의 거리(x) 만큼 이격된 위치의 콘트리트(160)의 내부에 고정 정착구(181)로 고정 설치된 제2피씨 강연선(180)과, 제1피씨 강연선(170)과 제2피씨 강연선(180)을 둘러싸는 쉬스관(153)을 포함하여 구성된다.

이 때, 상기 정착구(171, 172, 181, 182)는 콘크리트(160)에 의해서만 지지되도록 설치될 수도 있고, I-강재(190)로부터 연장된 지지 강판(312)에 의하여 설치될 수도 있다.

즉, 정착구(171, 181)가 고정 정착구로서 콘크리트(160)에 의해서만 지지되도록 설치되는 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 피씨 강연선(170, 180)을 다수의 강선의 가닥으로 나누고, 그 강선의 끝단을 다시 소선(181')으로 분리하여 매듭 형상의 구 형상(일반적으로 bursting head라고 함)으로 꼬아놓는다. 그리고 나서, 콘크리트(160)를 I-강재(190)의 하부 플랜지(191)를 감싸도록 타설하면, 콘크리트가 양생되면서 콘크리트(160)와 소선(181') 사이의 접촉 면적이 큰 상태로 양생되어 콘크리트(160)와 소선(181') 사이의 마찰 저항이 증가되어 정착구로서 역할을 할 수 있게 된다.

도 5는 가동 정착구(172, 182)의 구성의 일례(300)를 도시한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 가동 정착구(300)는 거더(1)의 끝단에 설치되며, 피씨 강연선(170)으로부터 나뉘어진 다수의 강선(171')을 고정하도록 관통공(331)이 형성된 강판(330)에 강선(171')을 잭으로 잡아당겨 긴장시킨 후, 각각의 강선(171')의 끝단에 쐐기 형상으로 형성된 숫콘(340)을 끼우고, 강판(330)의 관통공(331)에 숫콘(340)을 삽입함으로써 고정시킨다. 그리고 나서, 강판(330)의 바깥으로 드러난 강선(171')의 가닥을 적당한 크기로 절단한 후에, 정착구(300)를 은폐시키도록 콘크리트(160)를 타설하여 양생시키면, 강판(330)과 피씨 강연선(170)으로부터 여러 가닥으로 나뉘어진 강선(171')과 숫콘(340)이 모두 콘크리트 내에 함몰되어 함께 양생됨으로써, 콘크리트(160)의 지압에 의하여 지지되어 가동 정착구로서 역할을 할 수 있게 된다. 따라서, 상기 관통공(331)은 숫콘(340)과 맞물리는 경사면으로 형성된 것이 바람직하다. 그리고, 피씨 강연선(170)으로부터 나뉘어지는 다수의 강연선이 더 이상 풀어지는 것을 방지하기 위하여, 피씨 강연선(170)의 나뉘어지는 위치에 중공 실린더 형태의 고정통(320)이 끼워져 고정된다.

한편, 정착구(171, 172, 181, 182)가 고정 정착구 또는 가동 정착구로서 I-강재(190)로부터 연장된 지지 강판(312)에 의하여 설치되는 경우에는, 도 6(a) 및 도 6(b)에 도시된 바와 같이, I-강재(190)의 복부로부터 돌출 형성된 지지 강판(312)에 고정될 수도 있다. 이를 위하여, I-강재(190)의 복부에 고정판(310)을 밀착하여 고정하고, 고정판의 단부로부터 돌출 형성되도록 지지 강판(312)을 용접 등으로 고정한 후에, 지지 강판(312)에 피씨 강연선(170)을 고정한다. 그리고, 피씨 강연선(170)의 높은 긴장력에도 지지 강판(312)이 견딜 수 있도록 지지 강판(312)의 둘레를 감싸는 'ㄷ'자 단면 형상의 안전판(311)을 지지 강판(312)과 접하도록 고정판(310)에 고정한다. 여기서, 지지 강판(312)에 피씨 강연선(170)을 고정하는 방법은 피씨 강연선(170)의 끝단에 쐐기 모양의 숫콘(312b)을 고정시키고, 숫콘(312b)의 형상과 맞물리도록 지지 강판(312)에 형성된 암콘 형상의 관통공(312a)에 끼우는 것 등에 의하여 이루어질 수 있다.

이와 관련하여, 도6에서는 지지 강판(312)이 I-강재(190)의 복부에만 고정된 것을 예로 들어 설명하였으나, 지지 강판(312)은 I-강재(190)의 복부와 하부 플랜지(191)와 동시에 접하도록 형성될 수도 있고, I-강재(190)에 이들이 조합된 형상의 지지 강판으로 형성될 수도 있다.

상기 도 5에 도시된 정착구(300)는 가동 정착구에 주로 사용되는 구성이지만, 지지 강판을 이용한 고정 정착구에도 적용될 수 있다.

그리고, 강합성 거더(1)의 길이를 L이라고 하면, 고정 정착구(171, 181)는 거더(1)의 단부로부터 각각 대략 L/6만큼 떨어지도록 설치된다. 따라서, 제1피씨 강연선(170)과 제2피씨 강연선(180)은 서로 역대칭이 되도록 배치되며, 전체적으로 강합성 거더(1)의 중앙부에 대하여 대칭으로 배치된다.

상기와 같이 구성된 강합성 거더(1)는, 강합성 거더(1)의 양단부(도 3c 참조)에 배치된 피씨 강연선(170, 180)의 총 단면적이 강합성 거더(1)의 중앙부(도 3d 참조)에 배치된 피씨 강연선(170, 180)의 총 단면적에 비하여 1/2에 불과하므로, 상기와 같은 배치 구조를 가지고 피씨 강연선(170, 180)을 긴장시켜 정착하는 것에 의하여, 강합성 거더(1)의 중앙부에서 향후 공용 중에 발생되는 최대 인장 응력을 상쇄시키는 큰 압축 응력을 안정적으로 도입할 수 있게 되며, 동시에, 강합성 거더(1)의 양단부에서 공용 중 압축 응력이 콘크리트(160)의 허용 응력을 초과하여 콘크리트(160)를 파괴시키게 되는 것도 방지할 수도 있게 된다.

또한, 이와 같은 구성에 따른 정착구는 콘크리트(160)의 단부에서만 고정되는 것과 달리 고정 정착구가 강합성 거더(1)의 중간부에 설치되므로, 강합성 거더(1)의 양단부에는 가동 정착구의 설치에 필요한 콘크리트(160)의 단면적만 확보하면 되므로, 콘크리트(160)의 제작이 보다 용이해지는 장점을 갖는다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 강합성 거더(2)의 피씨 강연선의 배치 구조를 상술한다.

도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제2실시예에 따른 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조를 도시한 것으로서, 도 7a는 강연선 배치를 표시한 개략도, 도 7b는 도 7a의 평면도, 도 7c는 도 7a의 절단선 Ⅶ-Ⅶ에 따른 단면도, 도 7d는 도 7a의 절단선 Ⅷ-Ⅷ에 따른 단면도이다.

도 7a 내지 도 7d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 강합성 거더(2)는 철재로 형성된 I-강재(190)와, I-강재(190)의 하부 플랜지(191)를 감싸 도록 형성된 콘크리트(160)와, 콘크리트(160)를 보강하도록 콘크리트 내에 연결 설치된 철근(150, 151)과, 거더(2)의 양단부로부터 소정의 거리(x)만큼 이격된 위치에 설치된 중간정착구(271)에 고정되어 콘크리트(160)내에 미리 압축 응력을 도입하기 위하여 설치된 제1피씨 강연선(270)과, 거더(2)의 양단부에 단부 정착구(281)로 고정되어 콘크리트(160) 내에 압축 응력을 도입하기 위하여 설치된 제2피씨 강연선(280)과, 제1피씨 강연선(270)과 제2피씨 강연선(280)을 둘러싸는 쉬스관(153)을 포함하여 구성된다.

상기 중간정착구(271)와 단부 정착구(281)는 콘크리트(160)에 의해서만 지지되도록 설치되거나, 도 6(a) 및 도 6(b)에 도시된 바와 같이, I-강재(190)로부터 연장된 지지 강판(312, 330)에 의하여 고정 설치될 수도 있다. 이 때, 제1피씨 강연선(270) 및 제2피씨 강연선(280)은 일단이 가동 정착구(live anchorage)로 작용하도록 고정되고, 타단이 고정 정착구(dead anchorage)로 작용하도록 고정된다.

상기 제1피씨 강연선(270)과 상기 제2피씨 강연선(280)의 외부에는 이들을 감싸는 쉬스관(153)이 형성되어, 콘크리트(160)가 타설되고 양생된 이후에 가동 정착구의 피씨 강연선(270, 280)을 잡아당겨 이를 정착시킴으로써 콘크리트(160)에 압축 응력을 도입할 수 있다. 이를 위하여, 제1피씨 강연선(270) 및 제2피씨 강연선(280)의 양단부를 고정하는 정착구(271, 281) 중 어느 하나는 가동 정착구로 다른 하나는 고정 정착구로서 형성된다. 이 때, 상기 정착구(271, 281)의 형상은 도5에 도시된 바와 같이 모두 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 제1피씨 강연선(270)의 일단을 잡아당겨 긴장시킴으로써 콘크리트(160)에 압축 응력을 가할 수 있게 된다.

그리고, 제1피씨 강연선(270)을 고정하는 정착구(271)는 강합성 거더(2)의 단부로부터 강합성 거더(2)의 길이의 약 1/6만큼 이격된 위치에 설치되어, 제1피씨 강연선(270)이 강합성 거더(2)의 중앙부에 대하여 대칭이 되도록 한다.

상기와 같이 구성됨으로써, 본 발명의 제2실시예에 따른 강합성 거더(2)는　 양단부(도 7c 참조)에 비하여 중앙부(도 7d 참조)에 피씨 강연선의 수가 더욱 더 많아지게 되므로, 강합성 거더의 중앙부에 집중적으로 작용하는 인장 응력을 원활히 상쇄시킬 수 있으며, 동시에 강합성 거더의 양단부의 콘크리트(160)에 피씨 강연선(270,280)에 의하여 과도한 압축 응력이 작용하는 것을 방지할 수 있게 되는 효과를 갖는다.

특히, 본 발명의 제2실시예에 따른 강합성 거더(2)는 양단부로부터 이격되어 설치되는 제1피씨 강연선(270)이 쉬스관(153) 내에 그라우팅재를 주입하지 않아 비부착 형태로 고정된 경우에는 필요에 따라 재긴장하는 것도 가능해지는 잇점을 갖는다.

도 8 내지 도 15은 도 3a 내지 도7d의 강합성 거더에 콘크리트를 타설 양생하는 공정을 도시한 것으로서, 도 8는 콘크리트 타설 양생을 위한 제작 장치의 구성을 도시한 사시도, 도 9 내지 도 13은 도 8의 단부 지지대의 구성을 제작 공정별로 도시한 도면, 도 14는 도 8의 중간 지지대의 구성을 도시한 정면도, 도 15은 도 8의 거푸집 지지대의 구성을 도시한 정면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 따른 강합성 거더(1,2)의 제작 장치 (100)는, I-강재(190)를 지면과 떨어지도록 I-강재(190)의 양단부를 지지하는 단부 지지대(110)와, 단부 지지대(110) 사이에 소정의 간격을 두고 설치된 중간 지지대(120)와, I-강재(190)의 하부 플랜지(191)의 측면을 감싸도록 'U'자 형상으로 형성된 거푸집(130)과, 거푸집(130)이 I-강재(190)에 매달리도록 연결 고정하는 거푸집 지지대(140)를 포함하여 구성된다.

상기 단부 지지대(110)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 지면으로부터 수직으로 세워진 2개의 수직 부재(111)와, 수직 부재(111)의 상면에 얹혀져 양단이 수직 부재(111)에 의하여 지지되도록 형성된 수평 부재(112)와, 수직 부재(111)의 상단부에 설치되어 필요에 따라 수평 부재(112)를 들어 올리거나 내리는 유압잭(113)과, 수직 부재(111)의 수평 방향의 휨강성을 보강하도록 수직 부재(111)의 측면에 경사지게 설치된 브레이싱재(114)와, I-강재(190)를 수평 부재(112)와 연결 고정함에 있어서 I-강재(190)의 강성을 보강하도록 하부 플랜지(191)와 상부 플랜지(192) 사이에 끼워진 수직 보강재(115)와, I-강재(190)를 지지하기 위하여 수직 보강재(115)와 수평 부재(112) 사이에 양단이 볼트 등으로 힌지 연결된 턴버클(116)을 구비한다.

상기 중간 지지대(120)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 지면으로부터 세워진 중간부 수직재(121)와, 중간부 수직재(121)의 수평 방향의 휨강성을 보강하도록 수직 부재(121)의 측면에 경사지게 설치된 브레이싱재(122)와, I-강재(190)의 횡방향 강성을 증가시키기 위하여 중간부 수직재(121)로부터 강재(190)의 복부(193)에 이르도록 연장 형성된 횡지지 부재(123)를 포함한다.

여기서, I-강재(190)의 복부(193)와 접촉하는 횡지지 부재(123)의 끝단에는 롤러(123a)가 설치되어, 콘크리트를 타설하는 경우에 I-강재(190)의 처짐 변형을 수용할 수 있도록 한다.

상기 거푸집(130)은, 도 15에 도시된 바와 같이, 타설되는 콘크리트의 바닥면을 형성하는 거푸집 하판(131)과, 콘크리트를 수용하는 공간을 형성하도록 거푸집 하판(131)의 양측에 세워져 형성된 거푸집 측판(132)과, 콘크리트를 타설하는 도중이나 다지는 동안에 거푸집(130)의 위치가 변동되는 것을 억제하도록 거푸집 측판(132)과 I-강재(190)의 복부(193) 사이에 형성된 내측 지지재(133)와, 수평 방향의 간극을 조절할 수 있도록 그 길이 조절이 가능한 간극 조절봉(134)을 구비한다.

상기 거푸집 지지대(140)는, 도 15에 도시된 바와 같이, 거푸집(130)의 하판(131)을 지지하는 지지재(141)와, 지지재(141)의 양측의 상면에 결합되어 수직 방향으로 뻗어 있는 수직재(142)와, I-강재(190)의 상면에 얹혀지도록 수직재(142)의 끝단에 결합된 수평재(143)와, I-강재(190)의 상부 플랜지(192)를 고정하도록 수평재(143)의 저면에 설치된 클램프(144)와, 콘크리트 타설압에 의하여 거푸집(130)이 전도되는 것을 방지하기 위하여 수직재(142)와 거푸집 측판(132) 사이에 길이 조절 가능하게 연결된 외측 지지재(145)를 구비한다.

이하, 도 8 내지 도 15를 참조하여, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 강합성 거더의 제작 장치(100)에 따른 제작 공정을 상술한다.

단계 1 : 도 9에 도시된 바와 같이, 소정의 솟음을 갖도록 제작된 I-강재 (190)의 양 단부 위치에 단부지지대(110)를 설치한다.

단계 2 : 도 10에 도시된 바와 같이, I-강재(190)의 단부 위치의 집중 하중 작용점에 수직 보강재(115)를 부착하고, I-강재(190)가 지면으로부터 떨어지도록 턴버클(116)을 이용하여 수직 보강재(115)와 수평 부재(112) 사이를 턴버클(116)로 단단히 고정시킨다. 이 때, I-강재(190)는 단부지지대(110) 위치를 제외한 모든 구간이 지상에서 소정의 간격이 유지되도록 매달린 상태이며, 단부 지지대에 미리 구비된 유압잭(113)을 이용하여 작업조건에 적합하도록 그 높이를 임의로 조절하는 것이 가능하다.

한편, 콘크리트 타설을 위하여 상기 공정을 진행함과 동시에 도6에 도시된 거푸집(130)을 미리 준비하여 둔다.

단계 3 : 도 12에 도시된 바와 같이, I-강재(190)의 하부 플랜지(191)에 수평 철근(151)과 수직 철근(152)이 상호 연결된 철근 어셈블리(150) 및 피씨피씨 강연선이 내설되는 쉬스관(153)을 설치한다. 이 때, 철근 어셈블리(150)는 I-강재(190)의 복부와 용접하여 일체로 연결 형성된다.

단계 4 : 도 13 및 도 15에 도시된 바와 같이, 철근 어셈블리(150) 등의 조립이 완료된 I-강재(190)의 주위에 거푸집(130)을 설치한다. 즉, 철근이 조립된 I-강재(190)는 유압잭(113)에 의하여 지면으로부터 소정의 거리를 유지하도록 거치시킨 상태에서, 거푸집(130)이 I-강재(190)의 하부 플랜지(191)를 'U'자 형으로 감싸도록 거푸집 지지대(140)로 거푸집(130)을 고정한다.

보다 구체적으로는, 도 15에 도시된 바와 같이, 지지재(141)가 바닥변을 이 루고, 수평재(143)가 상변을 이루고 그 사이를 수직재(142)로 연결된 직사각형 단면 형상에 대하여, 지지재(141)의 상면에는 거푸집(130)이 올려지고, 수평재(143)의 저면은 I-강재(190)의 상면에 올려진다. 이를 통해, 거푸집(130)의 자중은 거푸집 지지대(140)를 통하여 I-강재(190)에 전달됨으로써, I-강재(190)에 의하여 거푸집(130)의 자중이 지지된다.

이 때, 거푸집(130)의 위치를 견고히 하여 쉽게 변동되지 않도록 거푸집 측판(132)과 I-강재(190)의 복부(193) 사이에 내측 지지재(133)가 설치되며, 거푸집 측판(132)과 수직재(142)의 사이에도 외측 지지재(145)가 설치된다. 이를 통해, 콘크리트 타설압에 의하여 거푸집(130)이 전도되는 것을 방지할 수 있게 된다.

단계 5 : 도 8 및 도 14에 도시된 바와 같이, 콘크리트를 타설하는 도중이나 다지는 동안에 발생될 수 있는 I-강재(190)의 횡방향 좌굴이나 흔들림을 억제하기 위하여, I-강재(190)의 복부(193)를 향하여 연장 형성된 횡지지 부재(123)를 구비한 중간 지지대(120)가 양단 지지대(110)의 사이에 수개 설치된다. 여기서, 횡지지 부재(123)의 끝단에는 롤러(123a)가 형성되어, 콘크리트를 타설하더라도 I-강재(190)의 수직 방향의 변위는 허용된다. 또한,　 I-강재(190)의 크기와 상기한 I-강재(190)의 하측 플랜지(191)를 감싸도록 타설되는 콘크리트의 크기 변화를 수용할 수 있도록, 수직재(142)와 간극 조절봉(134)은 각각 길이를 조절할 수 있도록 형성된다.

단계 6 : 그리고 나서, 거푸집(130)의 내부로 소정량의 콘크리트(160)를 타설하고, 이 콘크리트(160)가 소정의 강도를 발현하게 되면 거푸집(130)을 제거한 다. 그리고, 강합성 거더의 제작 장치(100)로부터 강합성 거더를 빼내면, I-강재(190)의 하부 플랜지(191)와 무응력 상태로 합성된 도 14의 강합성 거더가 완성된다.

상기와 같이 강합성 거더(1,2)를 제작함으로써, 강합성 거더의 자중에 의한 응력이 상기 I-강재(190)에만 작용하도록 거푸집(130)이 구성되므로, 강합성 거더(1,2)의 콘크리트(160)는 강합성 거더(190)의 자중에 의한 인장 응력이 발생하지 않는다. 따라서, 종래의 강합성 거더 공법과는 달리 본 발명에 의해 제작된 강합성 거더는 거치기간 중 작용응력의 크기에 비례하여 진행되는 크리프에 의한 응력손실이 발생하지 않으므로, 보다 커다란 하중에도 견딜 수 있는 장점을 갖는다.

전술한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 설명한 것이므로, I-강재(190)와, I-강재(190)의 일부인 하부 플랜지(191)를 감싸도록 형성된 콘크리트를 포함하는 강합성 거더(1, 2)에 한하여 적용되는 것으로 한정되지 않으며,강재를 포함하지 않은 콘크리트 거더나, 강재의 전체를 덮도록 콘크리트가 타설된 강합성 거더 등과 같이 거더에 압축 응력을 미리 도입하는 어떠한 형태의 거더에 대해서도 본 발명의 범주에 속하는 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 제1피씨 강연선과 제2피씨 강연선이 하나 또는 두개씩만 형성된 것으로 상술하였지만, 이는 본 발명의 요지를 명확하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 강합성 거더는 제1피씨 강연선이 복수개로 형성될 수 있는 것을 포함하며, 제1피씨 강연선과 제2피씨 강연선이 서로 다른 수로 형성된 것도 포함한다.

그리고, 본 발명의 실시예에서는 'I'형상으로 형성된 I-강재를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 'H'자 형상이나 'T'자 형상 등 다양한 형상의 강재가 적용되는 것을 포함한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

본 발명은, 프리스트레스트 강합성 거더에서 거더 양단부에 배치되는 피씨 강연선의 단면적을 커다란 인장 응력이 작용하는 강합성 거더 중앙부에서의 단면적에 비하여 작도록 배치함으로써, 강합성 거더의 중앙부에서는 향후 공용 중에 발생되는 최대 인장 응력을 상쇄시키는 충분히 큰 크기의 압축 응력을 안정적으로 도입할 수 있으며, 강합성 거더의 양단부에서는 공용 중 압축 응력이 초과되어 콘크리트가 파괴되는 것을 방지하는 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조를 제공한다.

이를 통해, 본 발명은 강합성 거더의 양단부의 콘크리트에 도입되는 압축 응력의 크기가 콘크리트의 허용치를 초과하여 가해지는 것을 미연에 제거함으로써, 공용 중에 피씨 강연선이 과도하게 긴장됨에 따라 콘크리트가 파괴되는 가능성을 근본적으로 방지하여 공용의 안전성을 확보할 수 있게 된다. 더욱이, 본 발명은 강합성 거더의 양단부의 콘크리트에 정착구가 집중적으로 배치되는 것을 회피함으로써, 강합성 거더의 길이 방향에 대하여 콘크리트의 단면적을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 강합성 거더의 양단부의 콘크리트에만 정착구가 집중적으로 형성되는 대신에 강합성 거더의 콘크리트 내부에 피씨 강연선의 고정 정착구를 설치함으로써, 강합성 거더의 양단부의 콘크리트의 단면적과 중앙부의 콘크리트의 단면적을 일정하게 할 수 있게 되고, 따라서, 강합성 거더의 길이 방향에 대하여 콘크리트의 단면적이 일정하도록 함으로써, 필요 이상으로 강합성 거더에 합성되었던 콘크리트의 양을 줄이고 그 취급을 용이하게 함으로써 제작에 소요되는 비용을 절감할 수 있도록 한다.

그리고, 본 발명은 강합성 거더에 합성되는 콘크리트의 자중이 강재에 의해서만 지지되도록 함으로써, 콘크리트 자중에 의하여 발생되어 강합성 거더에 악영향을 미치는 응력을 근본적으로 제거하여 지지 능력을 보다 향상시키는 효과를 갖는다.

Claims (11)

1. 강재와, 상기 강재의 일부를 감싸도록 콘크리트가 타설되어 형성되고, 피씨 강연선의 긴장력만으로 압축 응력을 도입하는 강합성 거더로서,

   상기 거더의 일단에 가동 정착구로 고정되고, 상기 거더의 타단으로부터 소정 거리 이격되는 위치의 상기 콘크리트의 내부에 고정 정착구로 고정된 제1피씨 강연선과;

   상기 거더의 타단에 가동 정착구로 고정되고, 상기 거더의 일단으로부터 소정 거리 이격되는 위치의 상기 콘크리트의 내부에 고정 정착구로 고정된 제2피씨 강연선을;

   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제1피씨 강연선의 고정 정착구의 위치와 상기 제2피씨 강연선의 고정 정착구의 위치는 상기 강합성 거더의 중앙부에 대하여 대칭인 것을 특징으로 하는 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 강합성 거더의 길이가 L이고,

   상기 고정 정착구의 위치는 각각 상기 거더의 단부로부터 L/5 내지 L/7 만큼 이격된 것을 특징으로 하는 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 고정 정착구와 상기 가동 정착구 중 어느 하나 이상은 상기 강재로부터 연장된 지지 강판에 고정된 것을 특징으로 하는 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 콘크리트는,

   상기 강재가 지면으로부터 떨어지도록 지지대를 설치하는 단계와;

   상기 강재에 매달리도록 상기 강재의 주위에 거푸집을 설치하는 단계와;

   상기 거푸집에 콘크리트를 타설하고 양생하는 단계를;

   포함하는 공정에 의하여, 상기 강재에 형성되는 것을 특징으로 하는 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조.
6. 강재와, 상기 강재의 일부를 감싸도록 콘크리트가 타설되어 형성되고, 피씨 강연선의 긴장력만으로 압축 응력을 도입하는 강합성 거더로서,

   상기 거더의 일단으로부터 소정 거리 이격된 위치에 가동 정착구로 고정되고, 상기 거더의 타단으로부터 소정 거리 이격된 위치에 고정 정착구로 고정된 제1 피씨 강연선과;

   상기 거더의 양단에 가동 정착구와 고정 정착구로 각각 고정된 제2피씨 강연선을;

   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 제1피씨 강연선의 고정 정착구의 위치와 상기 제1피씨 강연선의 가동 정착구의 위치 및 상기 제2피씨 강연선의 고정 정착구의 위치와 상기 제2피씨 강연선의 가동 정착구의 위치는 상기 강합성 거더의 중앙부에 대하여 대칭인 것을 특징으로 하는 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 강합성 거더의 길이가 L이고,

   상기 제1피씨 강연선의 가동 정착구 및 고정 정착구는 상기 거더의 단부로부터 L/5 내지 L/7 만큼 이격된 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조.
9. 제 6항에 있어서,

   상기 고정 정착구와 상기 가동 정착구 중 어느 하나 이상은 상기 강재로부터 연장된 지지 강판에 고정된 것을 특징으로 하는 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조.
10. 제 6항에 있어서,

    상기 제1피씨 강연선은 아래로 볼록한 포물선 형태로 상기 콘크리트 내에 배치되고, 상기 제1피씨 강연선의 가동 정착구는 상기 콘크리트의 바깥으로 드러나도록 고정된 것을 특징으로 하는 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조.
11. 제 6항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 콘크리트는,

    상기 강재가 지면으로부터 떨어지도록 지지대를 설치하는 단계와;

    상기 강재에 매달리도록 상기 강재의 주위에 거푸집을 설치하는 단계와;

    상기 거푸집에 콘크리트를 타설하고 양생하는 단계를;

    포함하는 공정에 의하여, 상기 강재에 형성되는 것을 특징으로 하는 강합성 거더의 피씨 강연선의 배치 구조.

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