KR100748629B1

KR100748629B1 - 교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결장치 및 그연결장치를 이용한 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결방법

Info

Publication number: KR100748629B1
Application number: KR1020060115853A
Authority: KR
Inventors: 박선규; 김성오
Original assignee: 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2007-08-10
Also published as: US20090277124A1; WO2008062949A1; US7874035B2

Abstract

본 발명은 프리캐스트 바닥판을 신속하며, 견고하게 강형보에 연결 및 고정시킬 수 있는 연결장치 및 그 연결방법을 제공한다.

그 연결장치는 프리캐스트 바닥판의 제조시 콘크리트에 매설되며 중공부가 형성되는 본체; 그 본체의 외측면에 일체로 형성되며 일정 길이를 갖는 몸체부와, 그 몸체부의 단부에 일체로 형성되며 프리캐스트 바닥판을 형성하는 콘크리트와의 접촉면적을 증대시키기 위한 분기형의 종단부를 구비하는 복수의 지지부재; 본체의 중공부와 강형보의 해당 고정공의 연통공에 삽입되는 몸통부와, 그 몸통부의 상단에 일체로 형성되는 헤드로 형성되는 볼트; 및 그 볼트의 몸통부에 해제 가능하게 나사 결합되는 너트로 구성된다.

교량, 프리캐스트 바닥판, 강형보, 연결장치

Description

교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결장치 및 그 연결장치를 이용한 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결방법{Device for connecting a precast deck slab with a beam on a bridge and method for connecting the slab with the beam using the device}

도 1은 종래의 교량의 프리캐스트와 강형보의 연결방식을 보여주는 개략도.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결장치를 보여주는 분해사시도.

도 3은 도 2의 연결장치의 본체가 프리캐스트 바닥판에 매입된 상태를 보여주는 확대 단면도.

도 4는 도2의 연결장치에 의해 프리캐스트 바닥판과 강형보가 연결된 상태를 보여주는 확대단면도.

도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 연결장치의 본체를 보여주는 사시도.

도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 연결장치의 본체의 내부를 보여주는 종단면도.

도 7은 도 6의 연결장치의 본체에 볼트 및 너트가 결합된 상태를 보여주는 단면도.

도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 연결장치의 볼트의 구조를 보여주는 종 단면도.

도 9는 도 8의 연결장치의 볼트와 본체 및 너트가 결합된 상태를 보여주는 단면도.

도 10a 내지 10d는 본 발명에 따른 연결장치를 이용하여 프리캐스트 바닥판과 강형보를 연결하는 방법을 보여주는 공정도.

도 11a는 도 1에 따른 종래의 단순 볼트 연결방식에서의 발생응력분포도이며, 도 11b는 본 발명에 따른 연결방식에 의한 발생응력분포를 보여주는 응력분포도.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 본체 20: 지지부재

30: 볼트 40: 너트

본 발명은 교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프리캐스트 바닥판과 강형보를 정확하고 견고하게 연결할 수 있으며, 교량의 설치 후 활하중에 의한 연결의 이완을 방지할 수 있는 가설교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결장치에 관한 것이며, 또한 프리캐스트 바닥판에 일체로 매입되는 연결장치를 이용하여 그 프리캐스트 바닥판과 강형보를 신속하고 용이하며 안정적으로 연결할 수 있는 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결방법에 관한 것이다.

일반적으로 하나의 지점과 다른 하나의 지점간의 교통 또는 다른 다양한 목적을 위해 교량이 건설되어 이용되고 있다. 한편, 이 같은 영구적인 교량 이외에도 그 교량을 설치하거나 공사차량 및 작업자나 일반인들의 통행을 위해, 또는 신속한 교량의 설치를 위해 임시적으로 또는 반영구적으로 가설교량이 설치되고 있다.

이 같은 교량은 먼저 빔을 상호 연결하거나 콘크리트를 이용하여 가설벤트 또는 교각을 지면에 설치하고 그 가설벤트 또는 교각 상단에 여러 개의 보 또는 빔을 상호 연결하여 일체화 시킨 후 그 빔위에 복공판 또는 프리캐스트 바닥판을 설치하는 방식이 있다. 그리고 고강도의 강봉을 이용하여 프리캐스트를 도입하는 방식과 트러스를 연속, 반복적으로 조립하여 건설하는 방식 등이 있다.

한편, 이와 같은 교량에서는, 도 1에 도시된 바와 같이 벤트 또는 교각(1)의 상단에 설치되는 강형보(2)에 프리캐스트 바닥판(3)을 거치한 후 그 프리캐스트 바닥판(3)에 별도의 천공기구를 이용하여 천공하고 그 구멍에 볼트(4)를 삽입하여 강형보(2)에 연결한 후 너트(5)로 조이는 방식으로 프리캐스트 바닥판(3)을 강형보(2)에 고정한 후, 그 프리캐스트 바닥판(3)에 몰탈 또는 아스콘과 같은 포장재(6)를 도포하여 교량의 설치를 완료하고 있다.

그러나 이와 같은 종래의 가설교량에서는 다소의 문제점이 초래되는 것으로 나타났다. 즉, 강형보에 프리캐스트 바닥판을 연결하기 위해 프리캐스트 바닥판을 천공할 때 충격이 가해져 파손이 발생하고, 또한 구멍의 직경과 볼트의 직경이 일치하지 않으므로 인해 볼트와 구멍간의 갭이 발생되며, 이 같은 파손 및 갭으로 인 해 교량 설치 후 가해지는 활하중에 의해 볼트고정의 이완이 초래되고, 볼트와 바닥판의 콘크리트간의 마찰로 인해 파손이 초래되어 안전성이 저하되는 문제점이 있다.

또한 종래의 강형보와 프리캐스트 바닥판의 연결방식에서는 프리캐스트 바닥판을 별도의 공구를 이용하여 천공함으로 인해 작업이 복잡하고 불안전하며, 바닥판과 강형보를 신속하고 견고하게 연결할 수 없는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상술된 문제점들을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 주목적은 프리캐스트 바닥판을 강형보에 안정적이고, 신속하며, 견고하게 연결 및 고정시킬 수 있는 가설교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 하나의 주목적은 프리캐스트 바닥판에 일체화된 연결장치를 이용하여 프리캐스트 바닥판을 강형보에 안정적이고, 신속하며, 견고하게 연결 및 고정시킬 수 있는 가설교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결방법을 제공하는데 있다.

이 같은 목적들은 2개 이상의 교각으로 이루어지는 교량에서, 상기 교각에 거치되며 복수의 고정공이 천공된 강형보에 콘크리트로 형성된 프리캐스트 바닥판을 연결하기 위한 연결장치에 있어서, 상기 프리캐스트 바닥판의 제조 또는 성형시 콘크리트에 매설되며, 중심축을 따라 길이방향으로 중공부가 형성되는 본체; 상기 본체의 외측면에 일체로 형성되고, 상기 본체와 함께 프리캐스트 바닥판에 일체로 매입되며, 상기 본체의 일체로 형성되며 일정 길이를 갖는 몸체부와, 상기 몸체부의 단부에 일체로 형성되며 프리캐스트 바닥판을 형성하는 콘크리트와의 접촉면적을 증대시켜 본체를 견고하게 지지하기 위한 분기형의 종단부를 구비하는 복수의 지지부재; 상기 본체의 중공부와 상기 강형보의 해당 고정공의 연통공에 삽입되는 몸통부와, 상기 몸통부의 상단에 일체로 형성되는 헤드로 형성되는 볼트; 및 상기 볼트의 몸통부에 해제 가능하게 나사 결합되는 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결장치에 의해 달성될 수 있다.

또한 이 같은 목적들은, 가설교량의 설치시 교각상에 배치되는 강형보와 프리캐스트 바닥판을 연결하는 방법에 있어서, 성형틀의 적정위치에 지지부를 일체로 구비한 연결장치의 본체를 배치한 후 콘크리트를 타설하여 프리캐스트 바닥판을 제조하여 준비하고, I빔의 적정위치에 볼트가 삽입되는 복수의 고정공을 천공하고 중앙하부에 편향부재를 설치한 강형보를 준비하는 단계; 상기 프리캐스트 바닥판과 강형보를 교각이 설치된 주변 작업장으로 옮긴 후, 상기 강형보의 양단을 2개의 교각상에 거치시키는 단계; 상기 교각에 거치된 강형보상에 복수의 프리캐스트 바닥판을 정렬하여 배치시키는 단계; 상기 2개의 교각에 프리캐스트 바닥판 및 강형보가 배치된 상태에서, 강연선의 일단을 강형보의 일단에 고정하고 상기 강연선의 중앙부를 편향부재에 거치하고 강연선의 타단을 강형보의 타단에 고정시킨 후, 강형보를 자유 처짐 상태로 유지하는 단계; 상기 교각에 양단이 거치된 강형보가 자중 및 프리캐스트 바닥판의 자중에 의해 처짐이 발생되면, 본체의 중공부와 강형보의 고정공이 일치되도록 프리스트레싱 수단을 이용하여 강연선을 1차적으로 인장하여 강형보를 수평하게 유지시키는 단계; 상기 본체의 중공부와 강형보의 고정공이 일치되면 볼트를 본체의 중공부와 강형보의 고정공과의 연통공에 삽입한 후 강형보측에서 너트를 볼트에 체결하여 프리캐스트 바닥판을 강형보에 연결 및 고정시키는 단계; 및 프리캐스트 바닥판과 강형보가 연결되면, 상기 바닥판으로 통과하는 이동수단들의 정격 활하중에 대응하기 위해 강연선을 2차적으로 인장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결방법에 의해 달성될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 가설교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결장치를 보여주는 분해사시도이고, 도 3은 도 2의 연결장치의 본체가 프리캐스트 바닥판에 매입된 상태를 보여주는 확대 단면도이며, 도 4는 도2의 연결장치에 의해 실제로 프리캐스트 바닥판과 강형보가 연결된 상태를 보여주는 확대 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 연결장치의 본체를 보여주는 사시도이며, 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 연결장치의 본체의 내부를 보여주는 종단면도이고, 도 7은 도 6의 연결장치의 본체에 볼트 및 너트가 결합된 상태를 보여주는 단면도이며, 도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 연결장치의 볼트의 구조를 보여주는 종단면도이고, 도 9는 도 8의 연결장치의 볼트와 본체 및 너트가 결합된 상태를 보여주는 단면도이며, 도 10a 내지 10d는 본 발명에 따른 연결장치를 이용하여 프 리캐스트와 강형보를 연결하는 방법을 보여주는 공정도이고, 도 11a는 도 1에 따른 종래의 단순 볼트 연결방식에서의 발생응력분포도이며, 도 11b는 본 발명에 따른 연결방법에 의한 발생응력분포를 보여주는 응력분포도이다.

먼저, 도 2 내지 4를 참조하면, 본 발명에 따른 가설교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결장치는 기본적으로 본체(10)를 구비한다. 그 본체(10)는 중공형, 원통형 또는 실린더형으로 형성된다.

그 본체(10)는 프리캐스트 바닥판의 제조 또는 성형시 콘크리트 타설 전에 제위치에 배치시킨 후 콘크리트를 타설함으로써, 본체(10)는 프리캐스트 바닥판에 매입되는 방식으로 일체화된다.

또한 본체(10)에는 후술되는 볼트가 삽입되는 중공부(12)가 형성된다. 그 중공부(12)는 중심축을 따라 길이방향 전체를 관통하며 형성된다.

본체(10)의 외측면에는 프리캐스트 바닥판에 그 본체(10)와 함께 매입되는 복수의 지지부재(20)를 구비한다. 각각의 지지부재(20)는 본체(10)의 외측면에 일체로 형성되며, 중심축에 대해 수직방향으로 형성되는 것이 바람직하다.

각각의 지지부재(20)는 본체(20)에 일체로 형성되며 일정 길이를 갖는 몸체부(22)와, 그 몸체부(22)의 단부에 일체로 형성되며 프리캐스트 바닥판을 형성하는 콘크리트와의 접촉면적을 증대시켜 본체(10)를 견고하게 지지하기 위한 분기형의 종단부(24)를 구비하는 것이 바람직하다.

또한 각각의 지지부재(20)는 본체(10)의 외측면에 다양한 방식으로 형성될 수 있는 바, 도 3에 도시된 바와 같이 본체(10)의 상부에 일렬의 지지부재(20)가 형성되고 그 하부에 다른 일렬의 지지부재(20)가 일체로 형성될 수 있다. 물론, 본체(10)에 형성되는 각각의 지지부재(20)의 열은 프리캐스트 바닥판의 두께에 따라 2열, 3열 또는 그 이상으로 설정될 수 있다.

본 발명은 또한 본체(10)의 중공부(12)에 삽입되어 실제적으로 프리캐스트 바닥판을 강형보에 연결하여 고정시키기 위한 볼트(30)를 구비한다. 그 볼트(30)는 기본적으로 본체(10)의 중공부(12)를 관통하며 후술되는 너트에 나사 결합되는 나선(32a)을 구비하는 몸통부(32)와, 그 몸통부(32)의 상단에 일체로 형성되는 헤드(34)로 형성된다. 실제적인 결합에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 볼트(30)의 몸통부(32)는 본체(10)의 중공부(12)에 삽입되어 강형보(60)의 고정공내로 삽입된 후 후술되는 너트에 의해 체결되어 프리캐스트 바닥판(50)과 강형보(60)의 연결 및 고정을 이룰 수 있는 것이다. 물론, 볼트(30)의 결합시에는 와셔(36)가 사용되는 것이 바람직하다.

볼트(30)의 몸통부(32)에는 그 볼트(30)를 프리캐스트 바닥판과 강형보에 고정 유지시키기 위한 너트(40)가 해제 가능하게 체결된다. 너트(40)의 중앙에는 볼트(30)의 몸통부(32)의 직경에 상응하는 중공부(42)가 형성되며, 그 중공부(42)에는 볼트(30)의 몸체(32)에 형성된 나선(32a)에 나사 결합되는 나선(42a)이 형성된다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따르면, 본체(10)에는 다양한 방식으로 지지부재(20)가 구비될 수 있는 바, 예컨대 각각의 지지부재(20)는 나선형으로 배열될 수 있으며, 지지부재(20)의 나선배열은 볼트(30)의 몸 통부(32)에 형성된 나선(32a)의 방향과 반대방향으로 상부로부터 하방으로 형성되는 것이 바람직한 바, 이는 볼트(30)의 조임시 그 볼트(30)에 가해지는 체결력에 의해 본체(10)가 움직이거나 헐거워지는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 각각의 지지부재(20)의 몸체부(22)에는 그 몸체부(22) 또는 지지부(20)와 프리캐스트 바닥판과의 접촉면적을 증대시키기 위해 다수의 돌기(22a)가 돌출 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 제 3실시예에 따르면, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본체(10)와 볼트(30) 및 너트(40)의 결합을 더욱 견고히 함은 물론 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결 및 고정을 더욱 견고하게 하기 위해, 본체(10)의 중공부(12)의 내측면에 볼트(30)의 몸통부(32)에 형성된 나선(32a)에 해제가능하게 나사결합되는 나선(12a)이 형성된다.

선택적으로, 본 발명의 제 4실시예에 따르면, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본체(10)의 중공부(12)에는 하단의 일부에만 나선(12a)이 형성된다. 이에 상응하게 볼트(30)의 몸통부(32)에는 그 본체(10)의 중공부(12)에 형성된 나선(12a)에 해제 가능하게 나사 결합되는 나선(32a)이 형성된다.

특히, 볼트(30)의 몸통부(32)의 단부에는 본체(10)의 중공부(12)를 자유롭게 관통할 수 있도록 그 중공부(12)의 내경 및 몸통부(32)의 외경보다 작은 직경을 갖는 체결부(36)가 형성된다. 그 체결부(36)에는 볼트(30)의 몸통부(32)에 형성된 나선(32a)과 반대 방향으로 형성되는 나선(36a)이 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 볼트(30)의 몸통부(32)의 나선(32a)의 방향과 체결부(36)의 나선(36a)의 방향을 상호 다르게 하는 이유는, 교량 설치 후 활하중이 볼트(30)에 인가되어 볼 트(30)가 풀림방향으로 회전하려하는 경우 후술되는 볼트에 의해 조여져 볼트의 풀림을 방지하기 위함이다.

물론, 볼트(30)에 체결부(36)가 구비되는 경우에는, 너트(40)의 중공부(42)의 직경은 볼트(30)의 체결부(36)의 직경에 상응하여야 하며, 그 중공부(42)에 형성된 나선(42a)은 볼트(30)의 체결부(36)에 형성된 나선(36a)에 해제 가능하게 체결되도록 형성되어야 한다.

이하, 전술된 바와 같이 구성되는 연결장치를 이용한 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결방법에 대해 도 10a 내지 10d 및 도 2 내지 9를 참조로 하여 상세히 설명한다.

먼저 작업자는 성형틀(미도시)의 적정위치에 지지부(20)를 일체로 구비한 연결장치의 본체(10)를 배치한 후 콘크리트를 타설하여 프리캐스트 바닥판(50)을 제조하여 준비하고, 또한 I빔의 적정위치에 볼트(30)가 삽입되는 고정공(62)을 천공하고 중앙하부에 편향부재(64)를 설치한 강형보(60)를 준비한다(S100).

이와 같이 준비된 프리캐스트 바닥판(50)과 강형보(60)를 교각(70)이 설치된 주변 작업장으로 옮긴 후, 먼저 강형보(60)의 양단을 2개의 교각(70)상에 거치시킨다(S110). 여기서, 실제적으로 교각(70)에 강형보(60)를 설치 또는 거치하는 경우에는, 교각(70)의 상단에 빔 또는 봉으로 형성되는 고정부재(72)를 거치하고, 그 고정부재(72)상에 각각의 강형보(60)의 하부에 고정되는 겹보부재(74)가 배치되는 방식으로 강형보(60)가 설치된다. 이 같은 설치방식은 널리 공지되어 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

또한, 교각(70)에 거치된 강형보(60)상에 복수의 프리캐스트 바닥판(50)을 정렬하여 배치시킨다(S120). 여기서, 각각의 프리캐스트 바닥판(50)에 구비된 각각의 연결장치의 본체(10)의 중공부(12)는 강형보(60)의 제위치에 천공된 해당 고정공(62)에 대략적으로 일치하거나 또는 그 근처에 위치하도록 배치되는 것이 바람직하다.

2개의 교각(70)에 프리캐스트 바닥판(50) 및 강형보(60)가 배치된 상태에서, 작업자는 강연선(80)의 일단을 강형보(60)의 일단에 고정하고 그 강연선(80)의 중앙부를 편향부재(64)에 거치한 후 강연선(80)의 타단을 강형보(60)의 타단 또는 지지보에 고정시킨 후, 강형보(60)를 자유 처짐상태로 유지한다(S130). 실제적인 강연선(80)의 설치에서는, 각각의 강연선(80)의 양단은 교각(70)상에 배치되는 강형보(60)하부의 겹보부재(70)의 양단부에 고정된다.

2개의 교각(70)에 양단이 거치된 강형보(60)가 자중 및 프리캐스트 바닥판(50)의 자중에 의해 처짐이 발생되면, 본체(10)의 중공부(12)와 강형보(60)의 고정공(62)이 일치되도록 프리스트레싱 수단(미도시)을 이용하여 강연선(80)의 일단 또는 양단을 인장하여 강형보(60)를 수평하게 유지시킨다(S140).

이와 같이 강형보(60)의 인장 및 수평에 의해 본체(10)의 중공부(12)와 강형보(60)의 고정공(62)이 일치되면, 볼트(30)를 본체(10)의 중공부(12)와 강형보(60)의 고정공(62)과의 연통공에 삽입한 후 강형보(60)측에서 너트(40)를 볼트(30)의 몸통부(32) 또는 체결부(36)에 체결하여 프리캐스트 바닥판(50)을 강형보(60)에 연결 및 고정시킨다(S150). 여기서, 너트(40)는 그것의 중공부(42)에 형성된 나 선(42a)이 볼트(30)의 몸통부(32)에 형성된 나선(32a)에 해제 가능하게 나사 결합됨으로써, 볼트(30)와 너트(40)의 결합이 이루어진다. 이때, 본체(10)에 구비된 지지부재(20)는 프리캐스트 바닥판(50)을 형성하는 콘크리트와 일체를 이루어 본체(10)의 요동 또는 이동이 방지되는 바, 특히 도 5에 도시된 바와 같이 본체(10)에 지지부재(20)가 나선형으로 배열된 경우 또는 몸체부(22)에 다수의 돌기(22a)가 돌출 형성된 경우에는 본체(10)의 견고한 유지를 이룰 수 있는 것이다.

한편, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본체(10)의 중공부(12)의 내측면에 볼트(30)의 몸통부(32)에 형성된 나선(32a)에 해제가능하게 나사 결합되는 나선(12a)이 형성된 경우에는 볼트(30)와 본체(10)간의 직접적인 체결 및 너트(40)와 체결이 이루어짐으로써, 더욱 안정적이고 견고한 고정을 이룰 수 있는 것이다.

특히, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본체(10)의 중공부(12)의 하단에 나선(12a)이 형성되고, 또한 볼트(30)의 몸통부(32)의 하단에 나선(32a)이 형성된 체결부(36)를 일체로 구비한 경우에는, 볼트(30)의 몸통부(32)의 나선(32a)의 방향과 체결부(36)의 나선(36a)의 방향이 상호 다르므로, 교량 설치 후 이동체에 의한 활하중이 볼트(30)에 인가되더라도 볼트(30)가 풀림방향으로 회전되는 것이 방지되어, 프리캐스트 바닥판(50)과 강형보(60)는 항상 견고한 체결 또는 고정상태를 유지할 수 있는 것이다.

최종적으로, 프리캐스트 바닥판(50)과 강형보(60)가 연결되면 상기 바닥판으로 통과하는 이동수단들의 정격 활하중에 대응하기 위해 강연선(80)을 2차적으로 인장시킨다(S160). 물론, 이후에는 교량의 완성을 위해, 교각(70)에 강형보(60) 및 프리캐스트 바닥판(50)이 완전히 연결 및 고정되어 설치된 상태에서 프리캐스트 바닥판(50)에 아스팔트 또는 몰탈과 같은 포장재(90)를 도포하여 교량을 완성한다.

이와 같은 교량의 설치 후, 차량 또는 사람에 의한 활하중이 프리캐스트 바닥판(50)에 가해져 볼트(30)에 연결되어도, 볼트(30)가 본체(10) 및 너트(40)에 의해 견고하게 체결되어 이완되거나 풀리는 것이 방지되는 것이다.

도 11a 및 도 11b에 있어서, 종래의 단순볼트식 연결방법에 의해 연결된 상태에서의 발생응력분포 및, 본 발명에 따른 연결방법에 의해 프리캐스트 바닥판과 강형보가 연결된 상태에서의 응력분포에 대한 결과가 나타나 있다.

이와 같은 실험결과에 의하면, 단순 볼트 연결방식에 사용된 볼트의 직경(D1)과 본원발명에 따른 연결장치에서 동일직경의 볼트(30) 및 본체(10)의 직경(D2)의 비가 1:2일 때, 수평하중(교축방향 하중)에 대한 유한요소 해석시 콘크리트에 대한 인장응력의 비교표가 다음과 같이 나타났다.

비교표(임의의 수평하중에 대한 콘크리트 발생 인장응력 비교)

구분	종래의 단순 볼트	본 발명에 따른 연결장치
콘크리트 발생응력	37.6 kgf/cm²	10.9kgf/cm²
비육	3.4	1.0

위 비교표에 의하면, 복수의 지지부재(20)를 일체적으로 구비한 실린더형 본체(10)와 볼트(30)로 구성되는 연결장치에서의 콘크리트 발생응력은 10.9kgf/㎠로 나타나는 반면, 종래의 단순 볼트방식에서는 37.6kgf/㎠로 나타나며, 결국 콘크리 트에 가해지는 인장응력의 비가 약 1:3.4로 발생되는 것으로 나타났다.

이 같은 결과는, 종래의 단순 볼트 연결식 보다 본 발명에 따른 연결장치를 이용한 연결방식을 이용하면, 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결시 콘크리트에 발생되는 응력을 3배 이상 줄일 수 있으므로, 상호간의 안정적인 연결은 물론 교량 전체를 안정적으로 유지할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 철골교량에서 바닥판을 강형보에 안정적으로 고정 연결시킬 수 있는 것이며, 신속하고 용이하며 안정적으로 프리캐스트 바닥판을 강형보에 연결할 수 있는 것이다.

결과적으로, 본 발명에 따른 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결장치 및 그 연결장치를 이용한 바닥판과 강형보의 연결방법에 의하면, 프리캐스트 바닥판에 지지부를 구비한 본체를 교량의 설치 전 매입시켜 일체화시킨 상태에서 볼트 및 너트를 이용하여 바닥판을 강형보에 연결시킬 수 있고, 프리캐스트 바닥판을 신속하며 견고하게 강형보에 연결 및 고정시킬 수 있으므로 안정성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 프리캐스트 바닥판에 볼트를 삽입하기 위한 구멍을 천공하지 않아도 되므로, 프리캐스트 바닥판의 손상이 방지되며, 교량의 설치 후에는 활하중에 의한 볼트의 이완 또는 바닥판의 손상이 방지되므로 신뢰성이 향상되는 장점이 있다.

더욱이, 프리캐스트 바닥판에 일체화된 연결장치를 이용하여 프리캐스트 바닥판을 강형보에 안정적이고, 신속하며, 견고하게 연결 및 고정시킬 수 있으므로 작업성이 향상되는 이점이 있다.

Claims

2개 이상의 교각으로 이루어지는 교량에서, 상기 교각에 거치되며 복수의 고정공이 천공된 강형보에 콘크리트로 형성된 프리캐스트 바닥판을 연결하기 위한 연결장치에 있어서,

상기 프리캐스트 바닥판의 제조 또는 성형시 콘크리트에 매설되며, 중심축을 따라 길이방향으로 중공부가 형성되는 본체;

상기 본체의 외측면에 일체로 형성되고, 상기 본체와 함께 프리캐스트 바닥판에 일체로 매입되며, 상기 본체의 일체로 형성되며 일정 길이를 갖는 몸체부와, 상기 몸체부의 단부에 일체로 형성되어 상기 콘크리트에 매설되는 분기형의 종단부를 구비하는 복수의 지지부재;

상기 본체의 중공부와 상기 강형보의 해당 고정공의 연통공에 삽입되는 몸통부와, 상기 몸통부의 상단에 일체로 형성되는 헤드로 형성되는 볼트; 및

상기 볼트의 몸통부에 해제 가능하게 나사 결합되는 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결장치.
제1항에 있어서, 상기 볼트의 몸통부에는 나선이 형성되며, 상기 본체의 중공부에는 상기 볼트의 몸통부에 형성된 나선이 나사 결합되는 나선이 형성되는 것을 특징으로 하는 교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결장치.
제1항에 있어서, 상기 본체의 복수의 지지부재는 상기 볼트의 몸통부에 형성된 나선의 방향과 반대방향으로 상부로부터 하방으로 나선형으로 배열되며, 상기 지지부재의 몸체부에는 다수의 돌기가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결장치.
제1항에 있어서, 상기 본체의 중공부에는 하단의 일부에만 나선이 형성되고; 상기 볼트의 몸통부의 단부에만, 상기 본체의 중공부에 형성된 나선에 해제 가능하게 나사 결합되는 나선이 형성되는 것을 특징으로 하는 교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결장치.
제4항에 있어서, 상기 볼트의 몸통부의 단부에는 상기 본체의 중공부를 관통할 수 있도록 상기 중공부의 내경 및 몸통부의 외경보다 작은 직경을 갖는 체결부가 형성되고, 상기 체결부에는 상기 볼트의 몸통부에 형성된 나선과 반대 방향인 너트의 풀림방향의 반대방향으로 형성되는 나선이 형성되며, 상기 너트의 중공부에 형성된 나선은 상기 체결부의 나선에 해제 가능하게 체결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결장치.
가설교량의 설치시 교각상에 배치되는 강형보와 프리캐스트 바닥판을 연결하는 방법에 있어서,

성형틀의 적정위치에 지지부를 일체로 구비한 연결장치의 본체를 배치한 후 콘크리트를 타설하여 프리캐스트 바닥판을 제조하여 준비하고, I빔의 적정위치에 볼트가 삽입되는 복수의 고정공을 천공하고 중앙하부에 편향부재를 설치한 강형보를 준비하는 단계;

상기 프리캐스트 바닥판과 강형보를 교각이 설치된 주변 작업장으로 옮긴 후, 상기 강형보의 양단을 2개의 교각상에 거치시키는 단계;

상기 교각에 거치된 강형보상에 복수의 프리캐스트 바닥판을 정렬하여 배치시키는 단계;

상기 2개의 교각에 프리캐스트 바닥판 및 강형보가 배치된 상태에서, 강연선의 일단을 강형보의 일단에 고정하고 상기 강연선의 중앙부를 편향부재에 거치하고 강연선의 타단을 강형보의 타단에 고정시킨 후, 강형보를 자유 처짐 상태로 유지하는 단계;

상기 교각에 양단이 거치된 강형보가 자중 및 프리캐스트 바닥판의 자중에 의해 처짐이 발생되면, 상기 본체의 중공부와 강형보의 고정공이 일치되도록 프리스트레싱 수단을 이용하여 강연선을 1차적으로 인장하여 강형보를 수평하게 유지시키는 단계;

상기 본체의 중공부와 강형보의 고정공이 일치되면 볼트를 상기 본체의 중공부와 강형보의 고정공과의 연통공에 삽입한 후 강형보측에서 너트를 볼트에 체결하여 프리캐스트 바닥판을 강형보에 연결 및 고정시키는 단계; 및

상기 프리캐스트 바닥판과 강형보가 연결되면, 상기 바닥판으로 통과하는 이동수단들의 정격 활하중에 대응하기 위해 강연선을 2차적으로 인장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 프리캐스트 바닥판과 강형보의 연결방법.