KR100585626B1 - 탈착이 가능한 강재를 이용한 구조용 빔 및 이를 이용한교량시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 교량용 거더에 있어서 시공단계별로 작용하는 외부하중에 대하여 효율적으로 그 구성부재가 응력을 분담함으로써 최적의 단면으로 설계될 수 있는 탈착이 가능한 강재를 이용한 구조용 빔 및 그를 이용한 교량시공방법에 관한 것이다. 본 발명의 구조용 빔은 슬래브와 합성되어 시공되는 구조물용 빔(BEAM)에 고정하중(사하중) 및 시공 단계별로 재하되는 외부하중에 대한 응력을 강형, PSC 강재, 철근콘크리트와 분담하는 콘크리트 보강재로써, 빔 단면의 중립축을 기준으로 상기 중립축 상부 또는 하부, 상부 및 하부 양쪽 모두에 탈착이 가능하도록 빔 외부면에 부착된 강재를 포함한다.

PSC 강재, IPC거더, 교량용 거더, 건축용 빔

Description

탈착이 가능한 강재를 이용한 구조용 빔 및 이를 이용한 교량시공방법{Beam using a separable steel member and method for constructing bridge using the same}

도 1a 및 도 1b는 종래의 PSC 빔에 종단면도 및 강재가 콘크리트 환산단면적으로 표현된 PSC 빔의 종단면도이며,

도 2는 본 발명에 따른 PSC 빔의 사시도이며,

도 3a 및 도 3b는 도 2의 다른 실시예의 단면도이며,

도 4는 본 발명의 구조용 빔에 상,하 다수의 강재가 설치상태 예를 도시한 것이며,

도 5는 본 발명의 강재에 유압수단을 설치한 상태의 개념도이다.

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:PSC 빔 11a:상부플랜지

11b:복부 11c:하부플랜지

12:PSC 강재 13:홈

14a,14b.14c:강재 15:접철부재

16:볼트 18:강재수용수단

30:가로보 40:유압수단

본 발명은 탈착이 가능한 강재를 이용한 구조용 빔 및 그를 이용한 교량시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 특히 교량용 거더에 있어서 시공단계별로 작용하는 외부하중에 대하여 효율적으로 구성부재가 응력을 분담함으로써 최적의 단면으로 설계될 수 있는 구조용 빔을 이용한 교량시공방법에 관한 것이다.

도 1a는 종래의 PSC 빔의 종단면도이다. 도시된 바와 같이, PSC 빔(1 ; Prestressed concrete Beam)이란, 자중(슬래브하중, 가로보 하중 포함) 및 공용하중(교통하중, 중앙분리대, 포장 등에 의한 2차 사하중 포함)에 의한 휨 모멘트에 의하여 발생되는 빔 하부의 인장응력을 감소시키기 위한 것으로서, 빔 하부에 매설된 다수 PSC 강재(2)를 프리텐션 방식이나 포스트텐션 방식으로 인장한 후 정착구(2a)를 이용하여 정착하여 외부하중에 의하여 빔 하부에 작용하는 정확하게는 중립축 하부에 작용하는 인장응력에 대응하는 압축응력이 빔에 도입되도록 하는 구조용 빔이다.

그러나, 형고가 낮아 PSC 강재(2)에 의하여 빔의 하부플랜지에 도입되는 압축응력이 과도하여 콘크리트의 허용 압축응력을 초과할 경우, 하부플랜지(11c)는 이에 따른 압축균열이 발생하여 PSC 빔(1) 파괴에 이를 수 있었으며, 상부플랜지의 경우에도 공용하중이 누적되어 PSC 빔에 압축응력이 누적되어 콘크리트의 허용 압축응력을 초과할 경우, PSC 빔(1)의 내구성 및 안전성에 심각한 영향을 미칠 수 있 다는 문제점이 제기되었다.

즉, PSC 강재를 긴장 후 정착시키는 경우, 빔 상부가 압축부가 되고, 빔 자중, 가로보 자중, 슬래브 자중, 상기 2차 사하중 및 교통하중과 같은 활하중에 의하여 압축이 계속해서 증가하는 경우 상기 압축부가 설계기준(콘크리트의 허용 압축응력)을 초과하게 되어, PSC 강재에 의하여 인장응력이 도입된 빔 하면보다 위험단면이 되어 PSC 빔(1)을 이용한 교량시공에 있어서 심각한 안전상의 문제점을 야기할 수 있음을 의미하였다.

이에 빔 상면에 작용하는 과도한 압축응력을 상쇄시키기 위한 수단으로써 종래에 PSC 빔 상부 정확하게는 중립축 상부 또는 상부플랜지 내부에 빔의 길이방향으로 도 1b의 좌측면도와 같이 T형 강재(3)를 매입하거나, 상부플랜지 내부에 매입되어 상부면으로 돌출된 강재를 형성시키거나, 상부플랜지 내부에 매입된 강재에 의하여 PSC 빔 상부에 인장응력이 발생되도록 유압수단을 이용하여 매입된 강재에 압축력을 가한 빔 제작방식이 다수 소개되어 있다.

이러한 방법들은 도 1b의 우측면도와 같이 강재의 단면적에 탄성계수비(n=Es/Ec, 여기서 n은 탄성계수비, Es는 강재의 탄성계수,Ec는 콘크리트의 탄성계수이다.)만큼 양쪽으로 확대된 콘크리트 환산단면(4)으로 외력에 저항할 수 있어 결과적으로 중립축이 상부로 이동될 수 있게 되고, 빔 단면의 압축부에 작용하는 압축응력에 더 저항할 수 있다는 장점은 있으나, 강재를 어떤 식으로든 빔 내부에 매입되도록 하는 방식으로써 매입된 강재는 재사용이 불가능여 비경제적일 뿐만 아니라, 특히 슬래브 형성 후에는 빔과 슬래브가 합성되어 그 합성된 단면으로 외력 에 저항할 수 있으므로 반드시 강재를 매입시키지 않아도 충분히 외력에 저항할 수 있음에도, 그대로 빔 내부에 존치시킴으로써 효율적인 빔 단면설계에 부응하지 못하고 있다는 구조적인 문제점이 있다.

또한 종래의 PSC 빔을 제작하고, 교각 및 교대에 거치시킨 후 슬래브를 PSC 빔 위에 형성시킬 때 발생하는 PSC 빔 하부의 누적적인 인장응력을 상쇄시키기 위하여, 빔 하부에 추가적인 PSC 강재(2차 PSC 강재)를 설치하고 긴장 후 정착시키는 것이 통상 이루어지는데, 이러한 PSC 강재의 2차 긴장 및 정착작업은 교각 코핑부와 같이 좁은 공간에서 작업해야 하므로 시공성이 매우 떨어질 뿐 만 아니라, 안전사고 측 면에서도 결코 바람직하지 못하다는 문제점이 지적되었다. 이는 특히 시공단계(빔 제작 및 운반, 거치 후 슬래브형성단계)에 따라 PSC 강재를 단계적으로 긴장 후 정착시키는 소위 IPC 거더의 경우에 있어서 특히 문제가 될 수 있는데, 이러한 다단계적인 PSC 강재의 긴장 및 정착작업에 대한 시공상의 문제점을 개선할 필요성이 제기되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은 구조용 빔의 압축부에 과도한 압축응력을 상쇄시킬 수 있으면서도 가장 최적의 빔단면을 설계할 수 있는 구조용 빔 및 이를 이용한 교량시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 시공 단계에 따라 구조용 빔의 하부에 발생하는 인장응력을 상쇄시키기 위한 PSC 강재의 2차 긴장 및 정착작업 없이도 효율적인 빔 단 면설계에 의한 시공이 가능한 구조용 빔 및 이를 이용한 교량시공방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 구조용 빔은, 예컨데 PSC 강재가 매설되며, 콘크리트 상부플랜지, 복부 및 하부플랜지로 구성되는 빔 단면의 중립축을 기준으로 중립축 상부는 압축응력을, 중립축 하부는 인장응력을 받는 다고 할 때, 빔의 상부 및 하부에 탈착이 가능하도록 강재가 설치되는 것을 기술적특징으로 한다.

상기 빔 상부에 설치되는 강재는 빔을 제작 완료하고 본 발명의 강재를 압축플랜지측(상부플랜지 및 복부 일부를 포함한 압축부)에 탈착이 가능하도록 설치된다. 이 상태에서 PSC 강재를 긴장하면 빔이 위로 불록하게 되면서 양단부가 지점이 되어 빔의 자중이 무게로 작용하게 된다.

이때 PSC 강재에 의하여 상기 빔의 압축부에 작용하는 압축응력을 콘크리트인 상부플랜지, 복부 일부 및 본 발명의 강재가 나누어 받게되므로 압축부에 작용하는 응력이 강재를 사용하기 전에 비하여 각 구성부재에 분담되는 효과가 있다. 나아가 이후 가로보 및 슬래브 무게에 대해서도 계속해서 압축부와 강재가 나누어 저항할 수 있게 되어 결국 빔의 압축부 중 콘크리트인 상부플랜지 및 복부 일부에 작용하는 응력이 상대적으로 작아지게 되는 효과가 있으며, 이로써 최적의 단면설계가 가능해지게 된다.

본 발명의 강재가 설치된 PSC 빔의 상부에 형성된 슬래브 양생이 완료되면 강재를 제거하게 되는데, 이때 구조적으로 강재가 받고있는 힘의 크기만큼 빔과 슬래브의 합성단면에 압축응력이 작용하는 결과가 되어 추가로 슬래브와 압축부에 압축응력이 추가될 수 있다.

그러나 이때 응력이 추가된 다 할지라도 상대적으로 빔의 압축부와 강재가 압축응력을 이전부터 분담하여 받아왔으므로 상기 응력이 추가되더라도 강재를 사용하기전보다 훨씬 적은 응력이 빔의 압축부에 작용하는 결과가 되고, 반면에 슬래브는 강재를 사용하기 전보다 추가응력이 증가하여 작용하지만 이때 슬래브는 빔과 합성단면으로 작용하므로 이를 충분히 추가된 응력에 저항할 수 있게된다.

즉 강재를 이용하되, 제거함으로써 압축부 일부의 응력을 슬래브로 이동시키는 결과가 된다. 따라서 압축부의 응력을 작게 만들 수 있어 결과적으로는 동일지간에서 빔의 형고를 낮출 수 있게 된다.

또한 빔을 제작완료하고 강재를 설치하여 임의 시점에서(PSC 강재를 긴장하기전, PSC 강재를 일부 또는 전체 긴장한 후, 가로보 타설 후 등), 임의크기(빔의 상부와 하부의 응력이 설계기준을 만족하는 범위)로 임의의 횟수만큼(적어도 1회이상) 강재를 중간에서 유압수단을 이용하여 강재를 양쪽으로 벌려 빔의 압축부에 작용하는 압축응력을 줄일 수도 있다.

즉, 강재를 설치하고 PSC 강재에 긴장력을 도입하는 경우 빔의 상부에는 어느정도의 압축응력이 남아있게 되는데, 이때 강재를 양쪽으로 벌려주면 강재의 압축응력은 커지지만 압축부의 압축응력이 적어지는 효과를 가질 수 있다.

구체적으로는 보통 PSC 강재의 긴장이 완료되면 압축부의 압축응력은 약 60kg/cm2 정도이다. 따라서 압축응력이 0에 가깝게 되도록 강재를 벌려주면 결과적으로 압축부의 응력이 작아지게 되는 것이다.(나중에 슬래브 자중에 의하여 추가응력이 생기지만 이때는 압축플랜지와 강재가 분담하여 저항하므로 결과적으로 압축플랜지측의 압축응력은 적어지게 된다.)

또한 가로보 시공이 완료되면 압축부 플랜지는 약 75kg/cm2 정도 증가하게 되는데 이때에 압축플랜지의 응력이 0에 가깝도록 강재를 벌려주면 위의 가로보 자중이 작용하여 강재에 작용하는 압축응력은 증가하지만 결과적으로 압축부의 최종응력을 더욱 줄일 수 있게된다. 이때 압축부의 응력을 줄이면 슬래브에 압축응력이 증가할 수 있는데, 슬래브는 빔과 합성단면으로 되어 2차사하중 및 활하중에 대하여 작용하므로 기존의 설계방법에 의한 빔제작과정을 보면 여유가 많이 있어 구조적으로 전혀문제가 없다.

바람직하게는 빔 제작 후 긴장 및 거치, 가로보 시공시까지 강재에 힘이 작용하지 않은 상태로 하고 슬래브 타설 전에 필요한 만큼 양쪽으로 벌려주어 압축플랜지측의 응력을 조절할 수 있다.

결국 본 발명은 강재에 의하여 강재가 분담하는 응력을 증대시키되 슬래브 양생 후 제거하여 재사용이 가능하도록 함으로써 경제적으로 구조용 빔을 제작할 수 있게 되며, 강재가 분담하는 응력만큼 빔 단면을 최적화 시킬 수 있게 된다.

상기 빔 하부에 설치되는 강재의 경우, 빔 하부에 설치된 본발명의 강재의 역학적 거동을 보면, 빔 하부는 PSC 강재가 배치되고 긴장력이 도입되는 부분인데 빔 하부에 콘크리트 최대 허용압축응력이 도입되도록 긴장력이 도입된다. 이후 빔 자중과 가로보, 슬래브, 2차사하중 및 활하중에 대하여 계속해서 인장응력이 작용하여 최초 도입된 압축응력이 상쇄되는데,

빔 제작 완료후 본 발명의 강재를 빔 하부에 탈착이 가능하도록 설치하고, PSC 강재를 긴장하면 빔하부에 압축응력이 도입된다. 이때 도입되는 긴장력을 콘크리트인 하부플랜지측(하부플랜지 및 복부 하부 일부)과 강재가 역시 분담 저항하므로 결과적으로 상기 최대 허용압축응력이 도입되도록 최대한 많은 PSC 강재를 배치하여 긴장력을 도입할 수 있게 되는 효과가 있다.

슬래브 양생이 완료된 후 본 발명의 강재를 제거하면 마찬가지로 슬래브와 빔의 합성단면이 외부하중에 대하여 저항하는데 이때 강재가 받고있던 압축응력의 크기만큼 추가 압축응력이 강재의 위치에 작용하는 것과 마찬가지이므로 결과적으로 빔 하부에 추가 압축응력이 작용된다는 장점이 있게 된다.

이는 교량에 있어 추가적인 PSC 강재를 빔 하부에 설치하고 긴장력을 도입시킨 결과와 동일한 효과를 가지게 된다. 이렇게 강재를 제거할 때 구조적인 계산에 의하면 슬래브와 합성단면이 되므로 중립축이 더욱 위로 가게되고 따라서 편심량이 커져 도입되는 압축응력의 효과가 크게 된다는 장점이 있으며, 위에서 살펴본 본 발명의 기술적과제와 같이 시공단계별 PSC 강재의 긴장, 정착작업과 동일한 구조적 효과(빔 하부에 추가 압축응력이 작용)을 얻을 수 있다.

빔하부의 강재에 도입되는 인장응력도 빔 상면의 강재에 도입되는 것과 마찬가지로 임의의 시점, 임의의 크기, 임의의 횟수(1회이상)로 자유롭게 중간중간에 유압수단을 이용하여 벌려줄 수 있다.

본 발명에서는 빔 단면의 크기, 시공성을 고려하여 강재를 적어도 빔의 압축부에 설치하되, 추가적으로 빔 인장부에도 설치할 수 있고, 양 쪽 모두에도 설치 할 수 있다.

본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않으며, 건축용 빔 또는 교량용 거더에 모두 사용될 수 있음을 밝힌다.

도 2는 본 발명에 따른 PSC 빔의 사시도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 구조용 빔에 강재가 설치된 예를 도시한 것이다.

본 발명의 구조용 빔(10)은 고정하중(사하중) 및 시공 단계별로 재하되는 외부하중에 대한 응력을 강형, PSC강재, 철근콘크리트와 분담하는 콘크리트 보강재로써, 빔 단면의 중립축을 기준으로 상기 중립축 상부 또는 하부, 상부 및 하부 양쪽 모두에 탈착이 가능하도록 빔 외부면에 부착된 강재(14a,14b,14c)를 포함한다.

상기 구조용 빔(10)은 본 발명의 강재(14a,14b,14c)가 설치될 수 있는 구조용 빔으로써, 적어도 교량용 PSC 빔, U 빔, 스틸 플레이트 빔, 스틸 박스거더,프리플렉스 빔,리프리스트레스트 프리플렉스 빔에 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서는 PSC 빔을 기준으로 설명한다.

상기 PSC 빔은 프리텐션 방식이나 포스트텐션 방식 모두에 적용할 수 있는데, 본 실시예에서는 설명을 위하여 포스트텐션 방식의 PSC 빔을 예로써 설명한다.

여기서 사용되는 포스트텐션 방식의 PSC 빔(10)은 상부측에 상부플랜지(11a)가 형성되고, 복부(11b) 하부측에 하부플랜지(11c)가 형성되며, 하부플랜지(11c)의 내부에 다수개의 쉬스관(sheath)이 내설되고, 그 쉬스관 각각의 내부에는 PSC 강재(12)가 삽입되는 구조용 빔이다. 이때, 공지된 바와 같이, 쉬스관은 도 1a와 같이 도시된 것처럼 하방으로 처진 활 형상이다.

이때, 상부플랜지(11)의 측면 가장자리에는 하나 이상의 홈(13)을 형성하고, 그 홈(13)에는 본 발명의 강재(14a)가 삽입되는 방식으로 설치될 수 있다.

상기 강재(14a)는 만약 강봉으로써 소정의 길이로 제작된 제품이 존재하면 이를 이용하든지, 소정의 두께를 가지는 강판을 가공하여 작업이 용이하도록 개략 3-4M 정도 되는 세그강재로 제작하고, 여러 세그강재를 서로 이어가면서 설치할 수 있으며, 필요한 경우 연결부는 용접하거나 연결부재로 이어 설치할 수도 있다.

본 실시예에서는 장방형단면을 가진 세그강재가 이어진 상태로 설치되는 것을 기준으로 한다. 상기 강재(14a)에는 구멍(15a)이 형성된 다수개의 접철부재(15)가 장착된다. 이러한 강재(14a)는 상기 구멍(15a)으로 볼트(16)가 관통하여 상부플랜지(11a)의 고정구(17)에 고정됨으로써, 상부플랜지(11a)에 견고하게 고정된다.

이로써, 상기 강재(14a)가 PSC 빔의 상부플랜지(압축플랜지)에 설치되어 빔 제작 시, 운반 시, 교각 위에 거치 시, 가로보 설치 시, 슬래브 양생 전 그 자중에 있어서 빔 상부에 작용하는 압축응력을 분담할 수 있도록 한다.

도 2에서는 압축플랜지인 상부플랜지 양 측면에 강재(14a)가 설치되는 경우 를 도시하였지만, 도 3a와 같이 복부(11b) 상부와 상부플랜지(11a)의 연결부에 볼트(16)와 접철부재(15)를 이용하여 설치될 수 있으며, ㅗ 형 접철부재와 같은 강재수용수단(18)에 의하여 위, 아래로 강재(14a)가 한쪽에 다수 설치될 수 도 있다. 또한 강재(14a)를 수용하기 위한 빔에 홈부를 설치해도 되고 설치하지 않아도 상관없다. 이러한 강재(14a)는 또한 복부(11b) 하부와 하부플랜지(11c)의 연결부에도 동일하게 설치될 수 있다.

나아가 도 3b와 같이 복부(11b) 상부와 상부플랜지(11a)의 연결부에 단차가 형성된 강재설치부(19)를 형성시키고, 상기 강재설치부에 볼트(16)와 접철부재(15)를 이용하여 설치될 수 도 있다.

강재의 고정을 위하여 접철부재(15) 및 볼트(16)을 사용하지만 이들은 강재가 응력을 분담하는 경우 그 위치 이탈을 방지하는 정도이고, 강재 설치 시 그 단부가 지지될 수 있도록 도 2와 같이 강재의 단부가 지지될 수 있는 지지부(11d)를 형성시키는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 강재는 형성 위치와 상관없이 빔의 길이방향으로 설치하되, 단면력이 큰 길이방향 구간과 작은 길이방향을 구분하여 적어도 1본 이상(14b,14c)이 구분되어 설치될 수 있다. 즉, 도 4와 같이 빔의 양 단부는 휨 모멘트가 적게 발생하므로 빔의 길이방향으로 1본(14b)을 설치하고, 빔의 중간부위는 휨 모멘트가 크게 발생하므로 적어도 1본(14c) 이상을 추가로 설치할 수 있으며, 결국 빔에 강재(14b,14c)가 상하로 다수가 설치될 수 있다.

이때 상기 강재(14b)는 빔 단부의 복부(11b)가 두껍게 형성되고, 단부를 제 외한 부분의 복부(11b)는 얇게 형성되어 발생된 단차부(20)에 그 단부가 지지되도록 설치하게 되며, 추후 설치될 수 있는 가로보를 관통하여 설치될 수 있도록 한다.

또한 다른 강재(14c)의 경우 빔의 양 단부까지 연장되지 않으므로 빔 단부로부터 이격된 단부가 지지될 수 있도록 하기 위해서는 빔 사이에 빔을 가로지는 방향으로 설치되는 가로보(30)에 의하여 지지되도록 할 수 있으며, 가로보가 여의치 않을 경우 별도의 지지부를 두어 강재의 단부가 지지될 수 있도록 할 수 있다.

나아가 PSC 빔(10)에 설치된 강재가 세그강재로 제작되어 설치된다고 했을때 소정 부위에 유압수단(40)을 위치시킬 수 있는 이격부(S, 세그강재의 연결부 등)를 도 5와 같이 형성시켜 놓은 상태에서, 유압수단(유압잭, 잭클램프 등)을 상기 이격부(S)에 설치하고, 상기 유압수단을 작동시키면 유압수단과 접하는 강재는 유압수단이 작용하는 방향으로 압축응력을 받고 상기 강재는 단부가 도 4와 같이 빔 단부, 가로보 또는 지지부 등에 지지되어 있으므로 그 응력으로써 강재 주위의 콘크리트에 인장응력이 발생하게 된다. 이러한 인장응력은 강재의 설치에 나아가 강재에 의하여 추가적인 인장응력이 빔 상부에 도입됨을 의미하며 이로써 빔 상부에 발생하는 과도한 압축응력을 상쇄시킬 수 있게 된다.

역시 도 3b 및 도 3c와 같이 빔 하부에 설치되는 강재의 경우에도 마찬가지로 유압수단을 이용하여 빔 하부에 압축응력이 도입되도록 할 수 있다.

본 발명의 강재가 설치된 PSC 빔(10) 상부에 슬래브가 양생되어 형성 되면, PSC 빔은 슬래브와 일체가 된다. 따라서 슬래브와 PSC 빔이 합성된 단면이 추가 외부하중 등에 저항할 수 있게 되며, 최종적으로 도 2와 같이 설치된 강재(14a)를 제거하여, 다른 교량에 설치되는 강재로 재사용이 가능하도록 한다.

본 발명에 따른 교량시공방법은 빔 단면의 중립축을 기준으로 상기 중립축 상부 또는 하부, 상부 및 하부 양쪽 모두에 탈착이 가능하도록 빔 외부면에 부착된 강재를 포함하는 교량용 빔을 교각이나 교대에 설치하는 1 단계; 상기 교량용 빔 상부에 슬래브를 형성시키기 전에, 강재의 중간에 유압수단을 이용하여 강재와 일체화된 교량용 빔에 인장응력이 발생되도록 하는 2 단계; 및 상기 교량용 거더에 슬래브를 형성시킨 후, 부착된 상기 강재를 분리시키는 3 단계;를 포함한다.

상기 1단계는 교량용 거더를 제작하기 위한 것으로써, 본 발명의 강재가 빔 상에 설치되는 단계이다. 상기 강재의 설치는 도 2, 도 3a 및 도 3b와 같이 상부플랜지 및 하부플랜지에 길이방향으로 설치하고, 상기 강재를 접철부재 및 볼트를 이용하여 강재를 상부플랜지에 고정시키는 과정이다.

상기 2단계는 강재가 설치된 교량용 빔에 있어서, 강재의 상기 유격부(S)에 유압수단을 도 4와 같이 설치하고, 유압수단을 작동시켜 강재를 양쪽으로 밀어주거나, 그 역의 방법에 의하여 빔의 상부 또는 하부에 인장응력이 발생되도록 하는 과정이다. 이러한 2단계는 슬래브가 타설 후 양생되기 이전에 실시되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 3단계는 슬래브가 양생된 이후에 설치한 강재를 분리시켜 추후 재사용이 가능하도록 하는 단계로써, 슬래브가 양생되면 슬래브와 빔의 합성단면이 추후 발생하는 외부하중(각종 활하중, 2차 사하중 등)에 대하여 저항하도록 하고 분리된 강재는 다른 구조용 빔의 강재로 재사용한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 고가의 PSC 강재를 이용하되 재사용이 가능하므로 형고가 낮은 구조용 빔에 사용되는 경우 압축플랜지의 압축응력을 줄 일 수 있으며, 빔 하부에 2차 PSC 강재를 설치한 후 긴장,정착시키는 것과 동일한 구조적효과를 빔 하부에 설치된 본 발명의 강재의 설치 후 분리에 의하여 얻을 수 있어 시공성이 매우 뛰어나며 경제적이고 효율적인 단면을 구비한 구조용 빔 제작이 가능하게 된다.

Claims (3)

1. 슬래브와 합성되어 시공되는 구조물용 빔(BEAM)에 있어서,

   고정하중(사하중) 및 시공 단계별로 재하되는 외부하중에 대한 응력을 강형, PSC강재, 철근콘크리트와 분담하는 콘크리트 보강재로써, 빔 단면의 중립축을 기준으로 상기 중립축 상부 또는 하부, 상부 및 하부 양쪽 모두에 탈착이 가능하도록 빔 외부면에 부착된 강재를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈착이 가능한 강재를 이용한 구조용 빔.
2. 제 1항에 있어서, 상기 강재는 양 단부가 지지된 상태에서 빔 외부면에 길이방향으로 형성되고, 상기 강재는 빔에 밀착되도록 접철부재를 이용하여 빔에 볼트로 고정시켜, 볼트를 해체하는 경우 빔으로부터 분리되어 추후 재사용이 가능한 것을 특징으로 하는 탈착이 가능한 강재를 이용한 구조용 빔.
3. 빔 단면의 중립축을 기준으로 상기 중립축 상부 또는 하부, 상부 및 하부 양쪽 모두에 탈착이 가능하도록 빔 외부면에 부착된 강재를 포함하는 교량용 빔을 교각이나 교대에 설치하는 1 단계;

   상기 교량용 빔 상부에 슬래브를 형성시키기 전에, 강재의 중간에 유압수단을 이용하여 강재와 일체화된 교량용 빔에 인장응력이 발생되도록 하는 2 단계; 및

   상기 교량용 거더에 슬래브를 형성시킨 후 부착된 상기 강재를 분리시키는 3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량시공방법.

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