KR100682794B1 - 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법 - Google Patents

프리스트레스트 강합성보의 제작 방법 Download PDF

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KR100682794B1
KR100682794B1 KR1020050110159A KR20050110159A KR100682794B1 KR 100682794 B1 KR100682794 B1 KR 100682794B1 KR 1020050110159 A KR1020050110159 A KR 1020050110159A KR 20050110159 A KR20050110159 A KR 20050110159A KR 100682794 B1 KR100682794 B1 KR 100682794B1
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concrete
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KR1020050110159A
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이필구
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재단법인 포항산업과학연구원
(주)삼현피에프
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    • E01D2101/28Concrete reinforced prestressed
    • E01D2101/285Composite prestressed concrete-metal

Abstract

본 발명은 제작이 용이하고, 강도가 보강될 수 있도록 강재 거더(girder)와 철근콘크리트부 및 긴장재를 포함하여 단순교를 형성하는 프리스트레스트(prestressed) 강합성보의 제작 방법에 있어서, (a) 분절 제작된 복수 개의 강재 I-거더들에 형성된 연결부들을 연결하는 단계, (b) 상기 각각의 강재 I-거더에 철근 어셈블리와 제1 긴장재 내설을 위한 제1 쉬스(sheath)관을 설치하고 중앙부에 위치한 강재 I-거더에 제2 긴장재를 설치하는 단계, (c) 상기 I-거더의 연결부를 제외한 부분에 거푸집을 설치하여 콘크리트를 타설, 양생하는 단계, (d) 중앙부에 위치한 강재 I-거더에 결합된 철근 콘크리트부에 제2 긴장재를 이용하여 압축 프리스트레스를 도입하는 단계, (e) 콘크리트가 합성된 상기 강재 I-거더들을 분리하여 현장으로 이동시키고, 현장에서 상기 강재 I-거더들의 연결부를 길이방향으로 연결하는 단계, (f) 상기 연결부에 콘크리트를 타설, 양생하고 제1 쉬스관 및 제1 긴장재를 이용하여 압축 프리스트레스를 도입하는 단계를 포함하는 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법을 제공한다.
강재 I-거더, 상부플랜지, 하부플랜지, 복부, 철근콘크리트부, 긴장재, 쉬스관

Description

프리스트레스트 강합성보의 제작 방법 {MANUFACTURING METHOD FOR PRESTRESSED STEEL COMPOSITE GIRDER}
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명에 제1 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보를 중앙부분에서 폭방향으로 잘라 본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보를 중앙부분에서 폭방향으로 잘라 본 단면도이다.
도 4은 본 발명의 제3 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보를 중앙부분에서 폭방향으로 잘라 본 단면도이다.
도 5은 본 발명의 제3 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보를 중앙부분에서 폭방향으로 잘라 본 단면도이다.
본 발명은 강재 거더(girder)의 하부 플랜지에 콘크리트(concrete)가 합성된 프리스트레스트(prestressed) 강합성보의 제작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 는 공장에서 분할 가능하도록 제작된 강합성보를 현장에서 조립하여 시공하는 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 프리스트레스트 강합성보는 강재의 특성과 콘크리트의 장점을 혼용하여 제작된 보로서, 강재로 이루어진 거더에 콘크리트를 합성하고 상기 콘크리트에 긴장재(緊張材, tendon)를 이용하여 프리텐션(pre-tension) 또는 포스트 텐션(post-tension)으로 미리 스트레스를 인가하는 보를 말한다.
콘크리트는 압축응력에 대한 저항성은 크나 인장응력에의 저항성은 거의 없으므로, 사하중 및 활하중 작용 시 발생하는 인장응력을 상기 압축 프리스트레스로 상쇄시키는 기능을 하게 된다.
이러한 프리스트레스트 강합성보는 대부분의 경우 교량 또는 건물과 같은 구조물의 축조시 보의 역할을 하도록 설치되고 있으며, 하부 플랜지에 콘크리트가 피복되어 있으므로 설치 후 유지 및 관리가 용이하다.
그러나 20M 이상의 교량에 프리스트레스트 강합성보를 설치하기 위해서는, 강재 I-거더를 분절 제작하여 현장으로 이동시킨 후, 현장에서 강재 I-거더를 연결하여, 콘트리트를 타설하는 방법이 사용되고 있다. 이는 공장에서 미리 프리스트레스트 강합성보를 제작하면 길이가 너무 길어져 프리스트레스트 강합성보의 운반이 곤란하기 때문이다.
그러나 현장에서 프리스트레스트 강합성보를 제작하는 방법은 현장에 충분한 여유부지가 없는 도심지 교량 공사에는 시공이 불가능하다는 문제점이 있다. 또한, 시공 기간이 장기화되고, 현장에서 콘크리트를 타설하므로 기온 등 환경적 요 인으로 인하여 콘크리트의 질이 저하될 염려가 있다.
한편, 보에 수직방향으로 하중이 작용할 경우, 보의 하부에 작용하는 인장응력은 보의 중심부에 가장 크게 나타난다. 따라서 보에 적용된 프리스트레스가 보의 전체에 대하여 균일한 크기로 작용한다면, 보의 중심부는 상대적으로 취약해지며, 적정한 안전도를 확보하기 위하여 다른 부분까지 강도를 강화해야하는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법에 관한 것으로서, 그 목적은 공장에서 분할 가능하도록 제작된 프리스트레스 강합성보를 현장에서 조립 시공할 수 있도록 된 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 중심부가 강화된 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법은, 강재거더와 철근콘크리트부 및 긴장재를 포함하는 프리스트레스트 강합성보를 제작하기 위한 것으로,
(a) 분절 제작된 복수 개의 강재 I-거더들에 형성된 연결부들을 연결하는 단계; (b) 각각의 강재 I-거더에 철근 어셈블리와 제1 쉬스(sheath)관을 설치하고 중앙부에 위치한 강재 I-거더에 제2 긴장재를 설치하는 단계; (c) 상기 강재 I-거더 의 연결부를 제외한 부분에 거푸집을 설치하여 콘크리트를 타설, 양생하여 철근 콘크리트부를 형성하는 단계; (d) 중앙부에 위치한 강재 I-거더에 형성된 철근 콘크리트부에 제2 긴장재를 이용하여 압축 프리스트레스를 도입하는 단계; (e) 콘크리트가 합성된 상기 강재 I-거더들을 분리하여 현장으로 이동시키고, 현장에서 상기 강재 I-거더들을 길이방향으로 연결하고 상기 제1 쉬스관에 제1 긴장재를 내설하는 단계; (f) 상기 연결부에 콘크리트를 타설, 양생하고 상기 제1 쉬스관 및 상기 제1 긴장재를 이용하여 철근 콘크리트부에 압축 프리스트레스를 도입하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법은, 상기 (c) 단계에서 상기 강재 I-거더의 양단이 지점부에 지지된 상태에서 상기 거푸집이 상기 강재 I-거더에만 지지되도록 설치될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법은, 상기 (c) 단계에서 제2 긴장재가 정착 장비에 의하여 인장된 상태로 설치되어, 상기 (d) 단계에서 상기 프리스트레스가 프리텐션(pre-tension) 방식으로 도입될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법은, 상기 (c) 단계에서 제2 긴장재가 미리 설치된 제2 쉬스관에 내장되도록 설치되어 상기 (d) 단계에서, 프리스트레스가 포스트텐션(post-tension) 방식으로 도입될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법은, 상기 (c) 단계에서, 상기 철근 어셈블리와 거푸집이 상기 하부 플랜지를 감싸도록 제작될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법은, 상기 (c) 단계에서, 상기 철근 어셈블리와 거푸집이 상기 하부 플랜지 및 복부를 감싸도록 제작될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법은, 상기 (c) 단계에서, 상기 철근 어셈블리와 거푸집이 상기 강재 I-거더 전체를 감싸도록 제작될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법은, 상기 (b) 단계에서, 상기 쉬스관은 상기 강재 I-거더의 길이 방향을 따라 이 강재 I-거더의 하부 플랜지 옆에 배치할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명에 적용되는 상기 프리스트레스트 강합성보는, I형 강재의 하단부에 콘크리트를 합성하고, 긴장재의 긴장력을 이용하여 이 콘크리트에 일정량의 압축 프리스트레스 응력을 도입시키는 구조로 이루어진다. 이러한 프리스트레스트 강합성보는 교대 또는 교각 위에 가설되어 콘크리트 슬래브를 지지하면서 사하중과 활하중 작용시 발생하는 인장응력을 상기한 압축 프리스트레스 응력을 통해 상쇄시키는 기능을 하게 된다.
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보 의 제작 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보(100)의 제작 방법을 설명하면, 우선 도 1a에 도시한 바와 같이, 상부 플랜지(11), 하부 플랜지(13) 및 이들 플랜지(11, 13)를 연결하기 위한 복부(web)(15)롤 포함하며, 복수개로 분절 제작된 강재 I-거더(10)를 준비하고, 상기 강재 I-거더(10)들을 연결부재(17)를 이용하여 연결한다.
본 실시예에 따른 상기 강재 I-거더(10)들은 이웃하는 강재 I-거더(10)와 연결될 수 있도록 일측단 또는 양측단에 연결부(10a)가 형성된다. 상기 연결부(10a)에는 복수개의 홀(14, 도 1e에 도시)이 형성되어, 연결판(17a)과 볼트(17b)로 이루어진 연결부재(17)에 의하여 이웃하는 강재 I-거더(10)와 결합될 수 있다. 상기 연결부재(17)는 상부 플랜지(11)와 하부 플랜지(13), 및 복부(15)에 각각 결합되어 상기 강재 I-거더(10)들을 일체로 연결한다.
그리고 강재 I-거더(10)들이 일체로 연결되면 강재 I-거더(10)의 양단을 임시로 구성한 지점부(20)에 단순지지 상태로 거치시킨다. 이때 강재 I-거더(10)는 하부 플랜지(13)가 상부 플랜지(11) 보다 상대적으로 작은 단면적을 가지도록 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로 도 1b에 도시한 바와 같이 강재 I-거더(10)의 주변에는 제2 긴장재(35)가 설치되며, 상기기 제2 긴장재는 중앙부에 위치한 강재 I-거더(10)에 설치되며, 별도의 쉬스관에 삽입되지 않고 정착 장비(37)에 의하여 인장된 상태로 강재 I-거더(10)의 하부의 설치된다.
본 실시예에서는 세 개의 강재 I-거더(10)가 결합된 것을 예로 하여 중앙에 위치한 강재 강재 I-거더(10)에만 제2 긴장재(35)가 설치된 것으로 예시하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 5개의 강재 I-거더(10)가 연결된 경우 중앙부에 위치한 3개 또는 한가운데 위치한 하나의 강재 I-거더(10)에만 제2 긴장재(35)가 설치될 수 있다. 이때, 3개의 강재 I-거더(10)에 제2 긴장재(35)가 설치될 경우, 강재 I-거더들(10)을 분리할 수 있도록 제2 긴장재(35)는 각각의 강재 I-거더(10)에 분절되어 설치된다.
그리고 도 1c에 도시한 바와 같이, 제2 긴장재(35)의 외측에는 제1 긴장재를 설치하기 위한 제1 쉬스(sheath)관(30)이 설치된다. 상기 제1 쉬스관(30)은 중공형 관으로 이루어지며, 분리될 수 있도록 강재 I-거더(10)의 길이와 대응되는 길이로 분절되어 설치된다.
또한, 도 1c에는 도시하지 않았지만, 강재 I-거더(10)의 주변에는 도 2에 도시한 바와 같이 수평 철근(23)와 수직 철근(24)이 상호 연결된 철근 어셈블리(25)가 설치되는 바, 이 철근 어셈블리(25) 자체가 강재 I-거더(10)에 지지되도록 상기 철근 어셈블리(25)와 복부(15)를 용접하여 이들을 일체로 연결한다.
이와 같은 상태에서 강재 I-거더(10)의 하부에는 도 1d에 도시한 바와 같이 거푸집(41)이 설치되며 상기 거푸집(41)은 지지대(43)에 의하여 강재 I-거더(10)에만 지지된다. 도 2에 도시한 바와 같이 상기 지지대(43)는 거푸집(41)을 양측에서 고정하고 지지대(43)가 상부 플랜지(11)에 의해 지지되어 상기 거푸집(41)을 강재 I-거더(10)에 용이하게 고정시킬 수 있다.
그리고 상기 거푸집(41)은 연결부(10a)를 제외한 강재 I-거더(10)의 하부에 설치되며 하부 플랜지(13)를 감싸는 구조로 설치된다. 연결부(10a)에 거푸집(41)이 설치되지 않는 것은 연결부(10a)를 제외한 부분에 콘크리트를 설치한 후, 연결부(10a)를 해제하여 분리될 수 있도록 하기 위함이다.
다음으로 도 1e에 도시한 바와 같이, 거푸집(41)에 콘크리트를 타설하고 충분한 시간동안 콘크리트를 양생하여 철근 콘크리트부(51)를 형성한다. 그리고 콘크리트가 완전히 양생되면 거푸집(41)을 제거하고 제2 긴장재(35)에 부여된 인장력을 서서히 제거하여 철근 콘크리트부(51)에 압축력을 부여한다. 이와 같이 콘크리트를 타설하기 전에 긴장재에 인장력을 가하는 것을 프리텐션 방식이라고 하며, 이러한 프리텐션 방식은 쉬스관을 설치하지 않아서 작은 단면적으로도 충분한 응력을 부여할 수 있는 이점이 있다.
또한, 거푸집(41)이 강재 I-거더(10)에 의해서만 지지된 상태에서 콘크리트가 양생됨으로써 거푸집(41)에 타설되는 콘크리트 전체의 자중이 강재 I-거더(10)에 전달되고, 상기 철근콘크리트부(51)는 강재 I-거더(10)의 하부 플랜지(13)가 이 강재 I-거더(10) 및 콘크리트 자체의 중량에 의하여 충분한 인장 응력을 받고 있는 상태에서 상기 하부 플랜지(13)에 합성되게 된다.
따라서 강제 I-거더(10) 및 상기 철근콘크리트부(51)의 자중을 강재 I-거더(10)가 실질적으로 부담하게 되는 바, 콘크리트 양생 후 거푸집(41) 제거시 상기 철근콘크리트부(30)는 강재 I-거더(10)의 하부 플랜지(13)에 무응력 상태로서 지지되는 특징을 갖게 된다.
도 1f에 도시된 바와 같이, 콘크리트의 양생이 끝나면 연결부(10a)에 설치된 연결부재(17)를 제거하고, 상기 강재 I-거더(10)들을 분리하여 현장으로 이동시킨다. 즉, 상기한 공정들은 공장에서 이루어지고, 강재 I-거더(10)는 연결부(10a)를 제외한 부분에 콘크리트가 합성된 상태로 현장으로 이동하게 된다. 이와 같이 강재 I-거더(10)에 철근콘크리트부(51)를 형성하는 공정이 설비가 좋은 공장에서 이루어짐으로써 제품의 품질에 대한 실뢰도를 향상시킬 수 있다.
현장으로 이동된 강재 I-거더(10)는 도 1g에 도시한 바와 같이, 다시 연결부(10a)에 연결부재(17)를 설치하여 강제 I-거더(10)들을 일체로 연결한다. 그리고 각 강재 I-거더(10)의 철근 콘크리트부(51)에 매설된 제1 쉬스관들(30)은 이음부재(32)에 의하여 일체로 연결되고, 이 상태에서 상기 쉬스관(30)에는 제1 긴장재(31, 도 2에 도시)가 내설된다
그리고 도 1h에 도시한 바와 같이 상기 연결부(10a)에는 거푸집(61)이 설치되며, 상기 거푸집(61)은 지지대(63)에 의하여 강재 I-거더(10)에만 지지되는 구조로 설치된다. 그리고 상기 거푸집(61)내에는 콘크리트가 타설되고 타설된 콘크리트는 일정기간 동안 양생된다. 마직막으로 상기 콘크리트의 양생이 완료된 상태에서 거부집(61)을 제거하고 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 쉬스관(30)에 삽입된 제1 긴장재(31)를 인장시키고 상기 제1 긴장재(31)의 양측단을 정착구 등을 이용하여 콘크리트에 고정하여 철근콘크리트부(51)에 압축력을 부여한다.
따라서 본 발명의 실시예에 의하면, 이와 같은 일련의 과정을 통해, 프리스트레스트 강합성보를 공장에서 미리 제작하여 현장에서 조립하여 시공할 수 있으 며, 중앙부에 위치되는 강재 I-거더에 형성된 철근콘크리트부에는 추가적인 긴장재가 설치되어 압축력이 더 부여므로 교량의 전체적인 강도를 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보를 제작하는 과정을 도시한 단면도이다.
상기한 도면은 복수개의 강재 I-거더들(215)이 일체로 연결된 상태에서 강재 I-거더(215)의 하부에 수평 철근(221)과 수직 철근(222)이 용접으로 결합된 철근 어셈블리(220) 및 거푸집(241)을 설치하고 콘크리트를 타설한 상태에서 프리스트레스트 강합성보(200)를 폭방향으로 자른 것을 나타낸다. 특히 본 도면은 복수개의 강재 I-거더들(215) 중 중앙부에 위치한 강재 I-거더(215)를 폭방향으로 자른 단면도이다.
본 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보(200)는 본 발명의 제1 실시예에서와 같이 중앙부에 위치한 강재 I-거더(215)에 추가적으로 제2 긴장재(236)가 설치된다. 그러나 상기 제2 긴장재(236)는 별도로 설치된 쉬스관(235)의 내측에 설치된다.
따라서 본실시예에 따른 긴장재가 설치되는 과정을 설펴보면, 모든 강재 I-거더(215)의 하부에 철근 어셈블리(220)를 설치하면서 중앙부에 위치한 강재 I-거더(215)에만 하부 프레임(213)의 아래쪽으로 제2 쉬스관(235)을 설치하고, 상기 제2 쉬스관(235)의 외측에 제1 쉬스관(230)을 설치한다. 그리고 상기 제1 쉬스관(230)은 공장에서 분절된 각 강재 I-거더에 분절되어 설치된다.
그리고 제2 쉬스관(235)은 중앙부에 위치한 강재 I-거더(215)에만 설치되며, 공장에서 제2 쉬스관(235)에 제2 긴장재(236)를 삽입하고, 거푸집(241)을 설치한 후, 거푸집(241) 내에 콘크리트를 타설한다. 콘크리트가 충분히 양생되면, 제2 쉬스관(236)에 삽입된 제2 긴장재(236)를 인장시킨 후, 정착구를 이용하여 상기 제2 긴장재(236)의 양단을 콘크리트에 고정하여 철근콘크리트부(250)에 압축력을 도입한다.
본 실시예에서와 같이 콘크리트를 양생한 후, 긴장재를 인장시켜 양단을 콘크리트에 정착함으로써 프리스트레스를 부여하는 것을 포스트텐션 방식이라고 한다. 이와 같은 포스트텐션 방식은 긴장재를 곡선상으로 배치할 수 있는 장점이 있으며, 콘크리트 부재를 받침으로 하여 긴장재를 인장하기 때문에 프리스트레스를 용이하게 도입할 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 의한 제작 방법 및 이를 통해 제작된 상기 프리스트레스트 강합성보(200)에 있어, 나머지의 제작 공정, 구성 및 작용은 전기 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법에 의해 제작된 프리스트레스트 강합성보를 개략적으로 도시한 횡단면 구성도이다.
이 도면을 참고하여 본 실시예에 의한 프리스트레스트 강합성보(300)의 제작 방법을 설명하면, 제1 실시예의 도 1c에서와 같이 강재 I-거더(310)에 철근 어셈블리(370)와 거푸집(340)을 강재 I-거더(310)에 설치하는데, 상기 철근 어셈블리(370)와 거푸집(340)이 강재 I-거더(310)의 하부 플랜지(313) 및 복부(315)를 감싸면서 상기 강재 I-거더(310)에만 지지되도록 상기 거푸집(340)을 설치한다.
이 상태에서 상기 거푸집(340)의 내부로 콘크리트를 타설하고 이 콘크리트를 양생한 후, 상기 거푸집(340)을 제거한다.
따라서 이와 같은 제작 방법에 의하면, 강재 I-거더(310)의 하부 플랜지(313) 및 복부(315)에 철근콘크리트부(330)가 합성된 본 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보(300)를 형성할 수 있게 된다. 이 때 상기 철근콘크리트부(130)는 본 발명의 제1 실시예와 같이 제1 쉬스관(360) 및, 이 제1 쉬스관(360)에 삽입 설치되는 제1 긴장재(350) 등을 구비하고 있으며, 중앙에 위치한 강재 I-거더(310)에는 제1 실시예에서와 같이 제2 긴장재(370)가 추가로 설치되어 있다.
이와 같은 본 실시예에 의한 제작 방법 및 이를 통해 제작된 상기 프리스트레스트 강합성보(300)에 있어, 나머지의 제작 공정, 구성 및 작용은 전기 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법에 의해 제작된 프리스트레스트 강합성보를 개략적으로 도시한 횡단면 구성도이다.
이 도면을 참고하여 본 실시예에 의한 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법을 설명하면, 제1 실시예의 도 1c에서와 같이, 철근 어셈블리(470)와 거푸집(440)(도면에 가상선으로 표시)을 강재 I-거더(410)에 설치하는데, 상기 철근 어셈블리(470)와 거푸집(440)이 강재 I-거더(410) 전체를 감싸면서 이 강재 I-거더(410)에만 지지되도록 설치한다.
이 상태에서 상기 거푸집(440) 내부로 콘크리트를 타설하고 이 콘크리트를 양생한 후, 상기 거푸집(440)을 제거한다.
따라서 이와 같은 제작 방법에 의하면, 강재 I-거더(410)의 전체, 바람직하게는 강재 I-거더 상부 플랜지(411)의 상면을 제외한 부분에 철근콘크리트부(430)가 합성된 본 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보(400)를 형성할 수 있게 된다. 이 때 상기 철근콘크리트부(430)는 본 발명의 제1 실시예와 같이 제1 쉬스관(460) 및, 이 제1 쉬스관(460)에 삽입 설치되는 제1 긴장재(450) 등을 구비하고 있으며, 중앙부에 위치한 강재 I-거더(410)에는 제2 긴장재(470)가 추가로 설치되어 있다.
이와 같은 본 실시예에 의한 제작 방법 및 이를 통해 제작된 상기 프리스트레스트 강합성보(400)에 있어, 나머지의 제작 공정, 구성 및 작용은 전기 제1 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
본 발명은 분절 제작된 강재 I-거더와 자중에 의한 응력이 상기 강재 I-거더에만 작용하도록 형성되는 철근콘크리트부 및 상기 철근콘크리트부에 압축 프리스트레스를 제공하는 긴장재를 포함하는 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 효과는 다음과 같이 요약할 수 있다.
첫째, 강재 I-거더가 분절가능하도록 제작되어, 공장에서 콘크리트를 합성한 후, 현장에서 강재 I-거더를 조립 시공할 수 있어서 시공의 용이성을 증대시킬 수 있다.
둘째, 분절 가능하도록 제작된 강재 I-거더 중, 중앙부에 위치한 강재 I-거더에 긴장재를 추가로 설치하여 중앙부에 더욱 큰 프리스트레스를 부여함으로써 중앙부에서 작용하는 큰 인장력을 상쇄시킬 수 있어서 프리스트레스트 강합성보의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.
셋째, 강재 I-거더 둘레에 콘크리트를 합성하는 강합성보의 구성에 있어서, 상기 강합성보의 자중에 의한 응력이 상기 강재 I-거더에만 작용하는 철근콘크리트부를 구비하는 바, 종래의 공법과는 달리 본 발명에 의해 제작된 강합성보의 콘크리트는 강합성보의 자중에 의한 인장응력이 발생하지 않는다.
넷째, 본 발명에서 강재 I-거더와 합성된 철근콘크리트부에 대한 압축응력의 도입은 슬래브 콘크리트 타설 직전 긴장재에 의해 이루어지고, 제작 과정에서 기 시공된 콘크리트부는 무응력 상태에 있으므로, 종래의 강합성보 공법과는 달리 본 발명에 의해 제작된 강합성보는 거치기간 중 작용응력의 크기에 비례하여 진행되는 크리프에 의한 응력손실이 발생하지 않는다.
다섯째, 본 발명에서는 강재 I-거더의 하부 플랜지가 상부 플랜지 보다 작은 단면적을 가지도록 구성되는 바, 철근콘크리트부에 압축 프리스트레스가 도입된 상태에서 철근콘크리트부의 크리프 또는 건조 수축 변형에 의한 상기 압축 프리스트레스의 손실량이 최소화 되는 등 강합성보의 구조적 성능 및 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.
여섯째, 본 발명의 강합성보는 고강도 콘크리트에 긴장재 및 상당한 크기의 휨강성을 갖는 강재 I-거더가 내설되는 구조이므로, 낮은 형고에서 장지간화할 수 있으며, 특히 통수능의 제약이 있거나 형하공간에 제약이 있는 경우 그 적용성이 뛰어나다.

Claims (8)

  1. 강재 거더(girder)와 철근콘크리트부 및 긴장재를 포함하여 단순교를 형성하는 프리스트레스트(prestressed) 강합성보의 제작 방법에 있어서,
    (a) 분절 제작된 복수 개의 강재 I-거더들에 형성된 연결부들을 연결하는 단계;
    (b) 상기 각각의 강재 I-거더에 철근 어셈블리와 제1 긴장재 내설을 위한 제1 쉬스(sheath)관을 설치하고 중앙부에 위치한 강재 I-거더에 제2 긴장재를 설치하는 단계;
    (c) 상기 강재 I-거더의 양단이 지점부에 지지된 상태에서 상기 강재 I-거더의 연결부를 제외한 부분에 거푸집을 상기 강재 I-거더에만 지지되도록 설치하여 콘크리트를 타설, 양생하는 단계;
    (d) 중앙부에 위치한 강재 I-거더에 결합된 철근 콘크리트부에 제2 긴장재를 이용하여 압축 프리스트레스를 도입하는 단계;
    (e) 콘크리트가 합성된 상기 강재 I-거더들을 분리하여 현장으로 이동시키고, 현장에서 상기 강재 I-거더들의 연결부를 길이방향으로 연결하는 단계;
    (f) 상기 연결부에 콘크리트를 타설, 양생하고 제1 긴장재를 이용하여 압축 프리스트레스를 도입하는 단계;
    를 포함하는 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 제2 긴장재는 정착 장비에 의하여 인장된 상태로 설치되어, 상기 (d) 단계에서 상기 프리스트레스가 프리텐션(pre-tension) 방식으로 도입되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 제2 긴장재는 미리 설치된 제2 쉬스관에 내장되도록 설치되어, 상기 (d) 단계에서 상기 프리스트레스가 포스트텐션(post-tension) 방식으로 도입되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 상기 제1 쉬스관은 상기 강재 I-거더의 길이 방향을 따라 상기 강재 I-거더의 하부 플랜지의 옆에 배치되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 상기 철근 어셈블리와 거푸집은 상기 하부 플랜지를 감싸도록 제작되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 상기 철근 어셈블리와 거푸집은 상기 하부 플랜지 및 복부를 감싸도록 제작되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 상기 철근 어셈블리와 거푸집은 상기 강재 I-거더 전체를 감싸도록 제작되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법.
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