KR100948896B1

KR100948896B1 - 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법

Info

Publication number: KR100948896B1
Application number: KR1020090048055A
Authority: KR
Inventors: 김석태; 김윤환
Original assignee: 주식회사 오케이컨설턴트; 김윤환
Priority date: 2009-06-01
Filing date: 2009-06-01
Publication date: 2010-03-24

Abstract

본 발명은 횡가로보를 이용하여 교각의 양측에 위치한 PSC 합성거더를 서로 구조적으로 연속시키는 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법에 관한 것이다.

본 발명은, 1차 강연선을 1차 긴장하고 정착구로 정착시켜 거더 몸체에 1차 프리스트레스를 도입하고, 상기 거더 몸체의 일측 단부의 측면에 형성된 인출공으로 연속화 강연선을 일정길이 인출시킨 다수의 PSC 합성거더를 미리 제작하고, 프리캐스트 콘크리트 횡가로보를 "⊥" 단면형상으로 제작하며, 교각 위에 미리 설치한 영구받침 위에 고정하고, PSC 합성거더를 횡가로보의 내측에서부터 외측으로 순차적으로 거치시키도록 한 다음, PSC 합성거더와 횡가로보 사이의 비워진 공간을 콘크리트 내지는 무수축 모르타르로 채우고, PSC 합성거더의 연속화 강연재를 횡가로보에 정착시킴으로써 교각의 양측에 위치한 PSC 합성거더를 서로 구조적으로 연속시킨다. 본 발명에 의하면 2경간 이상의 다수개의 경간을 가진 교량에도 용이하게 2차 프리스트레스를 도입하여 연속화 할 수 있고, 연속화 강연선의 정착작업이 용이하며, 공사기간을 크게 단축할 수 있고, 현장 노동력을 크게 절감할 수 있다.

횡가로보, PSC 합성거더, 1차 강연선, 연속화 강연선, 프리스트레스

Description

프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법{CONTINUOUS CONSTRUCTION METHOD OF PSC COMPOSITE CONCRETE GIRDERS BY USING A PRECAST CROSS-BEAM}

본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 합성교량의 PSC 합성거더를 중간교각 위치에서 연속화하는 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 프리캐스트 콘크리트 횡가로보를 교각 위에 미리 설치한 영구받침 위에 고정하고, PSC 합성거더를 횡가로보의 내측에서부터 외측으로 순차적으로 거치시키도록 한 다음, PSC 합성거더와 횡가로보 사이의 비워진 공간을 콘크리트 내지는 무수축 모르타르로 채우고, PSC 합성거더의 연속화 강연재를 횡가로보에 정착시킴으로써 교각의 양측에 위치한 PSC 합성거더를 서로 구조적으로 연속시키는 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 합성거더교량은 미리 제작된 PSC 합성거더를 교각에 거치한 다음에 현장에서 콘크리트 바닥판을 시공하여 합성단면으로 제작하고 차량하중을 지지하는 교량이다. 따라서 PSC 합성거더를 지지하기 위하여 각각의 PSC 합성거더 아래에 최소 1개 이상의 영구받침을 설치하도록 하고 있다.

이와 같이 콘크리트 바닥판을 이용하여 PSC 합성거더를 연결하는 합성거더교의 중간교각에는 교축방향으로도 각각의 PSC 합성거더에 1개의 영구받침을 설치하도록 하고 있어, 하나의 교각 위에 10개 이상의 영구받침이 설치되기도 한다.

한편, 바닥판과 합성되기 전까지는 PSC 합성거더의 비틀림 강성이 작아 교량받침이 설치되는 중간교각 위치에는 교축직각방향으로 PSC 합성거더를 서로 결합시키는 휨강성이 큰 횡가로보를 설치하여야 한다.

그리고 이와 같은 합성거더교는 종단면상으로도 기울기를 갖는 경우가 빈번히 발생하는데, 종래기술에서는 PSC 합성거더와 영구받침 사이에 경사강판(sole plate)을 별도로 설치하여 종단기울기에 대응하도록 하고 있다.

그러나 상기 경사강판은 PSC 합성거더 하면에 미리 매입해 두어야 하므로 PSC 합성거더 제작시 설치에 충분한 주의를 기울어야 한다.

도 1a에는 종래의 기술에 따른 합성거더교량에 설치되는 PSC 합성거더(1)가 도시되어 있다. 이와 같은 PSC 합성거더(1)는 2개의 거더를 연속화하기 위하여 각각의 거더 콘크리트 몸체(5)에 설치되는 적어도 한 조 이상의 1차 강연선(10)으로서의 단순 강연선과, 거더와 거더를 연결하는 적어도 한 조 이상의 연속화 강연선(20)을 설치하기 위한 쉬즈관(22)을 포함하여 거더가 제작된다. 그리고 이와 같은 연속화 강연선(20)을 정착시키기 위하여 거더의 일측 단부 측면에 노출된 2차 정착구(30)를 갖는 구조이다.

그리고 이와 같은 거더의 제작후, 각각의 거더에서 1차 강연선(10)인 단순 강연선을 긴장시키고, 거더 양측에 구비된 1차 정착구(12)를 통해서 정착시켜 PSC 합성거더(1)에 1차 프리스트레스를 도입하고, 1차 프리스트레스가 도입된 2개의 PSC 합성거더(1)를 교각에 거치시킨 후, 상기 PSC 합성거더(1)를 연속화시키기 위하여 연속화 강연선(30)을 설치하고, 타측 거더의 쉬즈관(22)에도 연속화 강연선(20)을 설치한다.

또한 상기 복수의 PSC 합성거더(1) 사이에서 연속화 강연선(20)을 서로 연결하고, 상기 복수의 PSC 합성거더(1) 상부에 교량 상부구조물을 타설하며, 교량 상부 구조물이 양생되면 일측에서 연속화 강연선(20)을 긴장시켜 정착시키고, 거더의 일측 단부 측면에 노출된 정착부에서 2차 정착구(30)를 통해서 정착시켜 거더와 거더 사이의 상부에서 발생하는 부모멘트를 감소시키는 것이었다.

따라서 종래에는 연속화에 2단 긴장을 필요로 하게 됨으로써 1차 긴장된 단순 강연선(10)의 프리스트레스 손실량이 커지게 되며, 2단 긴장에 따른 시공성 저하와 인건비의 상승요인이 발생한다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 종래의 기술로서는 공개특허 제10-2008-0074832호의 "프리캐스트 콘크리트 연결보 및 이를 이용한 합성거더교의 연속화 공법"이 제시되어 있다.

이와 같은 종래의 기술은 도 1b에 도시된 바와 같이, 육면체 형상의 콘크리트 블럭으로 이루어진 횡가로보(50)를 준비하고, 합성거더 교량의 PSC 합성거더(60)과 서로 접하는 부분을 PSC 합성거더(60)의 형상에 맞추어 교축방향으로 양단면에서 일정 깊이만큼 파내어 PSC 합성거더를 거치시킬 수 있도록 요홈(55)을 형성하며, PSC 합성거더(60)의 손상을 막기 위해 PSC 합성거더(60)가 놓이는 면에 탄 성패드(62)를 구비하며, PSC 합성거더(60)로부터 전달되는 하중을 영구받침(70)으로 전달하기 위하여 내부 횡보(미 도시)를 구비하고, 상기 내부 횡보에 배치되는 스터럽 철근(72)을 블록의 상면으로부터 돌출시켜, 바닥판 콘크리트(미 도시)와의 합성작용을 위한 전단연결재로 이용하는 방법을 통해서 합성거더교량을 시공하는 것이었다.

그리고 이러한 PSC 합성거더(60)와 횡가로보(50) 사이의 요홈(55) 공간을 콘크리트 내지는 무수축 모르타르로 채움으로써 교각(80)의 양측에 위치한 PSC 합성거더(60)를 서로 구조적으로 연속시키는 것이다.

그러나 상기와 같은 종래의 PSC 합성거더(60)의 연속화시공방법은 횡가로보(50)의 양측면에 오목한 요홈(55)을 파내어 탄성패드(62)를 장착하고, 내부 횡보를 구비하며, 스터럽 철근(72)을 상면으로 돌출시켜야 하기 때문에, 제작 구조상 구조가 복잡한 것이어서 실용화가 어려운 문제점을 갖는 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은

거더 단부와 프리캐스트 콘크리트 횡가로보를 일체적으로 연결하여 부부재인 횡가로보를 주부재로 전환하고 프리캐스트 횡가로보에 연속화 강연선을 정착시킴으로써 2경간 이상의 다수개의 경간을 가진 교량에도 용이하게 2차 프리스트레스를 도입하여 연속화 할 수 있는 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 PSC 합성거더의 연속화를 위하여 2차 긴장시 가로보에 연속화 강연선을 정착시키는 작업을 하므로 긴장 작업공간의 확보가 용이한 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 연속화 강연선의 긴장시 프리스트레스가 도입된 1차 강연선에 대한 손실을 최소화하는 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 프리스트레스트 콘크리트 합성교량의 PSC 합성거더를 중간교각 위치에서 연속화하는 시공방법에 있어서, 거더 몸체의 길이방향으로 중앙부에서 오목한 곡선이 되도록 쉬스관에 내설된 다수개의 1차 강연선을 하측에 설치하고, 중앙부에서 오목한 곡선이 되도록 쉬스관에 내 설된 적어도 2개 이상의 연속화 강연선을 상기 1차 강연선의 상측에 설치한 후, 상기 1차 강연선을 1차 긴장하고 정착구로 정착시켜 거더 몸체에 1차 프리스트레스를 도입하고, 상기 거더 몸체의 일측 단부의 측면에 형성된 인출공으로 상기 연속화 강연선을 일정길이 인출시킨 다수의 PSC 합성거더를 제작하고; 교각의 상부에 마련된 다수의 영구받침상에 올려지는 베이스와, 상기 베이스로부터 직립된 수직벽을 구비하여 단면이 "⊥"형상으로 이루어지고, 상기 수직벽에는 다수의 연속화 강연선 구멍들이 나란하게 교축방향으로 관통 형성된 프리캐스트 콘크리트 횡가로보를 제작하고, 교각의 상부에 마련된 다수의 영구받침상에 올려서 교축직각방향으로 거치하며; 상기 교각상에 올려진 횡가로보의 양측에 다수개의 PSC 합성거더를 나란하게 거치시키되 PSC 합성거더를 횡가로보의 내측에서부터 외측으로 순차적으로 거치시켜서 동축으로 배열하고, PSC 합성거더의 단부 측면에 형성된 인출공에서 인출된 연속화 강연선을 상기 횡가로보에 형성된 연속화 강연선 구멍들을 교차방향으로 통과시켜서 상기 가로보의 수직벽 양측에서 일정길이 노출시키며; 상기 횡가로보와 각각의 PSC 합성거더의 사이에 비워진 공간을 콘크리트 내지는 무수축 모르타르로 채움으로써 교각의 양측에 위치한 PSC 합성거더를 횡가로보를 통해 서로 구조적으로 연속시키고; 상기 PSC 합성거더 및 횡가로보의 상부에 철근을 배근하고, 바닥판 콘크리트를 타설하여 교량상부 구조물을 설치한 다음; 상기 PSC 합성거더에 형성된 인출공에서 인출되어 횡가로보 내를 통과한 연속화 강연선을 2차로 긴장하고, 상기 횡가로보의 단부에 정착시켜 연속화부의 상부에서 발생하는 부모멘트를 감소시키는 2차 긴장단계로 이루어지는 것이다.

따라서 본 발명은 거더 단부와 프리캐스트 콘크리트 횡가로보를 일체적으로 연결하여 부부재인 횡가로보를 주부재로 전환하고 프리캐스트 횡가로보에 연속화 강연선을 정착시킴으로써 2경간 이상의 다수개의 경간을 가진 교량에도 용이하게 2차 프리스트레스를 도입하여 연속화 할 수 있으며, 연속화 강연선의 2차 긴장시, 가로보에 연속화 강연선을 정착시키는 작업을 하므로서 긴장 작업공간의 확보가 용이하다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 PSC 합성거더는 각각 그 단부의 하부면에 단턱을 각각 하향 돌출 형성시키고, 상기 횡가로보의 베이스 양단 상부면에는 상기 PSC 합성거더의 단턱에 대응하여 결합하는 전단턱을 형성하여 상기 베이스의 상부면에 PSC 합성거더의 단부를 끼워맞춤 결합시킨 것이다.

이를 통하여 횡가로보의 베이스 상부에서 PSC 합성거더가 위치 이동되지 않고 안정된 자세로 거치될 수 있어서, 별도의 위치고정장치를 구비하지 않고서도 연속화 강연선의 정착작업이 쉽게 이루어질 수 있고, 안전한 작업이 이루어지게 된다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 횡가로보의 베이스 상부면 양단에는 상부측으로 돌출된 지지턱이 형성되고, 상기 횡가로보의 베이스 상부면과 지지턱의 상부면에 걸쳐서 상기 PSC 합성거더가 연장배치되며, 상기 횡가로보의 지지턱을 지점부로 하여 상기 PSC 합성거더의 양단부를 하방으로 눌러지도록 한 후, 상기 PSC 합성거더가 횡가로보에 강결되도록 하는 것이다. 따라서 본 발명은 횡가로보와 PSC 합성거더를 일체화하는 과정에서 PSC 합성거더에 휨모멘트가 도입되도록 하기 때문 에 보다 경제적이고 효율적인 PSC 합성거더의 시공이 가능하게 된다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 PSC 합성거더는 횡가로보에 걸쳐지는 단부에 상,하면을 관통하는 관통공이 형성되고, 상기 횡가로보의 베이스에는 횡가로보의 내부로부터 상방으로 연장되어 상기 PSC 합성거더의 관통공으로 삽입되는 강봉을 포함하는 긴장재가 설치되도록 하고, 상기 긴장재를 상방으로 인장시킨 후, 긴장재의 상단이 강재거더의 상면에 정착구를 통해 정착되도록 하여 PSC 합성거더의 양단부가 하방으로 눌려지도록 하는 것이다.

이와 같은 구조를 통하여 본 발명은 횡가로보 상에서 PSC 합성거더의 양단부에 간단한 긴장재의 정착구조를 통하여 긴장력을 도입하고, 휨모멘트를 가할 수 있기 때문에 시공성이 증진되고, 고품질의 PSC 합성거더의 시공이 가능하게 된다.

본 발명에 의하면 거더 단부를 횡가로보에 일체적으로 연결하여 횡가로보를 주부재로 하고 횡가로보에 연속화 강연선을 정착시킴으로써 2경간 이상의 다수개의 경간을 가진 교량에도 용이하게 2차 프리스트레스를 도입하여 연속화 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 의하면 PSC 합성거더의 시공시에 프리캐스트 횡가로보를 주부재로 사용하므로서 저항단면의 단면계수를 증가시켜 거더의 폭과 형고를 줄일 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 의하면 PSC 합성거더의 연속화시 교각 상부에 PSC 합성거더 설치 후 연속화를 위하여 2차 인장시 횡가로보에서 연속화 강연선을 정착시키는 작업을 하므로 작업공간 확보가 용이한 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면 연속화 강연선 긴장시 프리스트레스가 도입된 1차 강연선의 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

뿐만 아니라 본 발명에 의하면 "⊥"형 단면의 프리캐스트 횡가로보를 사용하기 때문에 중간지점부 횡가로보의 시공을 위한 거푸집 및 동바리가 필요없고, 현장에서의 철근 조립작업이 필요 없어 종래의 합성거더교량의 연속공법에 비해 공사기간을 크게 단축할 수 있고, 현장 노동력을 크게 절감할 수 있다.

그리고 본 발명에 의하면 프리캐스트 콘크리트 횡가로보는 PSC 합성거더로부터 전해지는 하중을 내부 횡보가 먼저 지지한 다음, 영구받침으로 전달하는 구조로 되어 있어, 상기 내부 횡보의 휨강성을 증대시키는 것을 통해 영구받침의 개수를 PSC 합성거더 개수보다 훨씬 적게 할 수 있기에 영구받침의 설치 및 제작에 따른 비용과 유지관리비용을 크게 줄일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 교각의 코핑면을 수평으로 사공할 수 있기에 교각에 배치되는 철근의 가공 및 조립을 간편화할 수 있고, 코핑의 폭과 두께를 줄일 수 있어서 미관이 개선되고, 교각 공사비도 절감시킬 수 있는 효과가 얻어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법(100)은 프리스트레스트 콘크리트 합성교량의 PSC 합성거더(110)를 중간교 각(120) 위치에서 횡가로보(150)를 이용하여 연속화한다.

본 발명에 따른 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법(100)은 먼저 다수의 1차 강연선(112)과 복수의 연속화 강연선(115)을 일정길이 인출시킨 다수의 PSC 합성거더(110)를 제작하게 된다.

본 발명에서 사용되는 PSC 합성거더(110)는 도 2, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 거더 몸체(110a)의 길이방향으로 중앙부에서 오목한 곡선이 되도록 쉬스관(112a)에 내설된 다수개의 1차 강연선(112)을 하측에 설치하고, 중앙부에서 오목한 곡선이 되도록 쉬스관(115a)에 내설된 적어도 2개 이상의 연속화 강연선(115)을 상기 1차 강연선(112)의 상측에 설치한 후, 상기 1차 강연선(112)을 1차 긴장하고 정착구(112b)로 정착시켜 거더 몸체(110a)에 1차 프리스트레스를 도입하고, 상기 거더 몸체(110a)의 일측 단부의 측면에 형성된 인출공(117)으로 상기 복수의 연속화 강연선(115)을 일정길이 인출시킨 구조이다.

이와 같은 PSC 합성거더(110)는 공장에서 다수 제작되며, 다음으로는 교각(120)의 상부에 마련된 다수의 영구받침(122) 상에 올려지는 프리캐스트 콘크리트 횡가로보(150)를 제작하게 된다.

이와 같은 프리캐스트 콘크리트 횡가로보(150)는 도 4a 도시된 바와 같이, 단면이 "⊥"형상으로 이루어지는데, 교각(120)의 상부에 마련된 다수의 영구받침(122)상에 그 하면이 지지되는 평편한 베이스(152)와 상기 베이스(152)의 중앙에서 상부측으로 직립된 수직벽(154)을 구비한 구조이다.

이와 같은 횡가로보(150)는 가설교량의 교각(120) 상에서 교축직각방향으로 배치되고, 수직벽(154)이 양측 베이스(152)에 다수의 PSC 합성거더(110)들이 도 4b에 도시된 바와 같이 서로 동축으로 나란하게 배치된다. 또한 상기 횡가로보(150)는 수직벽(154)의 일정 높이 지점에 도 3b에 도시된 바와 같이, 다수의 연속화 강연선 구멍(158)들이 나란하게 교축방향으로 관통 형성된 구조이다.

이와 같이 본 발명은 이와 같은 횡가로보(150)를 교각(120)의 상부에 마련된 다수의 영구받침(122)상에 올려서 교축직각방향으로 거치하며, 상기 교각(120) 상에 올려진 횡가로보(150)의 양측에 다수개의 PSC 합성거더(110)를 나란하게 거치시키되, 상기 PSC 합성거더(110)를 횡가로보(150)의 내측에서부터 외측으로 순차적으로 거치시켜 동축(同軸)으로 배열하면, 도 4b에서 평면으로 도시된 바와 같이 배열된다.

그리고 이와 같은 상태에서 다음으로는 상기 PSC 합성거더(110)의 단부 측면에 형성된 인출공(117)에서 인출된 연속화 강연선(115)을 상기 횡가로보(150)에 형성된 연속화 강연선 구멍(158)들을 교차방향으로 통과시켜서 상기 횡가로보(150)의 수직벽(154) 양측에서 일정길이 노출시키게 된다.

즉 본 발명의 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법(100)은 이후에 설명되는 바와 같이, 상기 PSC 합성거더(110)의 연속화 강연선(115)들이 정착구(115b)를 통해서 횡가로보(150)에 각각 고정 정착되는데, 이를 위하여 미리 좌측 PSC 합성거더(110)의 연속화 강연선(115)들은 횡가로보(150)의 수직벽(154)을 우측으로 통과시켜 횡가로보(150)의 수직벽(154) 우측면으로 일정길이 인출시켜고, 우측 PSC 합성거더(110)의 연속화 강연선(115)들은 횡가로보(150) 의 수직벽(154)을 좌측방향으로 통과시켜 횡가로보(150)의 수직벽(154) 좌측면으로 미리 일정길이 인출시켜 둔다.

그리고 다음으로는 상기 횡가로보(150)와 각각의 PSC 합성거더(110)의 사이에 비워진 공간을 콘크리트 내지는 무수축 모르타르(170)로 채움으로써 교각(120)의 양측에 위치한 PSC 합성거더(110)를 횡가로보(150)를 통해 서로 구조적으로 연속시키케 된다.

이와 같은 과정에서는 상기 횡가로보(150)와 각각의 PSC 합성거더(110)의 사이에 최소한의 거푸집을 설치하고 콘크리트 내지는 무수축 모르타르(170)의 채움작업이 이루어지기 때문에, 교각(120) 상에서의 콘크리트 작업이 최소화되어 공정상 더욱 유리하다.

이와 같이 횡가로보(150)와 각각의 PSC 합성거더(110)의 일체화 공정이 이루어진 다음에는 상기 PSC 합성거더(110) 및 횡가로보(150)의 상부에 철근(미 도시)을 배근하고, 바닥판 콘크리트(미 도시)를 타설하여 교량상부 구조물을 설치한다.

그리고 이와 같이 교량상부 구조물의 설치작업이 완료된 다음에는 상기 PSC 합성거더(110)에 형성된 인출공(117)으로부터 인출되어 횡가로보(150) 내를 통과한 연속화 강연선(115)을 2차로 긴장하고, 정착구(115b)를 통해서 상기 횡가로보(150)의 단부에 정착시켜 연속화부의 상부에서 발생하는 부모멘트를 감소시키는 2차 긴장단계가 이루어진다.

즉 이와 같은 2차 긴장단계에서는 상기 좌측 PSC 합성거더(110)의 연속화 강연선(115)들은 횡가로보(150)의 수직벽(154)을 우측으로 통과하여 횡가로보(150)의 수직벽(154) 우측면에서 정착구(115b)로 고정되고, 우측 PSC 합성거더(110)의 연속화 강연선(115)들은 횡가로보(150)의 수직벽(154)을 좌측방향으로 통과하여 횡가로보(150)의 수직벽(154) 좌측면에서 정착구(115b)로 고정된다.

이와 같은 시공과정을 거쳐서 본 발명의 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법(100)은 PSC 합성거더(110)의 단부와 프리캐스트 콘크리트 횡가로보(150)를 일체적으로 연결하여 부부재인 횡가로보(150)를 주부재로 전환하고 프리캐스트 횡가로보(150)에 PSC 합성거더(110)의 연속화 강연선(115)들을 정착시킴으로써 2경간 이상의 다수개의 경간을 가진 교량에도 용이하게 2차 프리스트레스를 도입하여 연속화 할 수 있다.

또한 이와 같이 PSC 합성거더(110)의 연속화 강연선(115)을 2차 긴장하는 경우, 횡가로보(150)의 수직벽(154) 상에서 연속화 강연선(115)을 정착시키는 작업을 하므로서 긴장 작업공간의 확보가 용이하게 된다.

한편 본 발명은 도 4a에 도시된 PSC 합성거더(110)와 횡가로부의 구조와는 다르게 상기 PSC 합성거더(110)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 각각 그 단부의 하부면에 단턱(180)을 각각 하향 돌출 형성시키고, 상기 횡가로보(150)의 베이스(152) 양단 상부면에는 상기 PSC 합성거더(110)의 단턱(180)에 대응하여 결합하는 전단턱(182)을 형성하여 상기 베이스(152)의 상부면에 PSC 합성거더(110)의 단부를 끼워맞춤 결합시킬 수 있다.

즉 상기 PSC 합성거더(110)는 각각 그 단부의 하부면에 교축직각방향으로 연장된 단턱(180)을 각각 하향 돌출 형성시키고, 상기 횡가로보(150)의 베이스(152) 양단 상부면에는 전단턱(182)을 형성하여 오목한 공간을 형성시킴으로써 상기 베이스(152)의 상부면에 형성되는 오목한 공간내에 PSC 합성거더(110)의 단부를 끼워맞춤 결합시키는 것이다.

이와 같은 구조를 통하여 상기 횡가로보(150)의 베이스(152) 상부에 형성되는 오목한 공간에 끼워맞춤되는 PSC 합성거더(110)는 횡가로보(150)상에 올려지는 경우, 베이스(152)상에서 안정된 상태로 고정되어 그 위치가 이동되지 않고 안정된 자세로 거치될 수 있어서, 별도의 위치고정장치를 구비하지 않고서도 연속화 강연선(115)의 정착작업이 쉽게 이루어질 수 있고 안전한 작업이 이루어지게 된다.

그리고 본 발명은 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 횡가로보(150)의 베이스(152) 상부면 양단에는 상부측으로 돌출된 지지턱(190)이 형성되고, 상기 PSC 합성거더(110)는 평편한 하부면을 형성하며, 상기 횡가로보(150)의 베이스(152) 상부면과 지지턱(190)의 상부면에 걸쳐서 상기 PSC 합성거더(110)가 연장배치되고, 상기 횡가로보(150)의 지지턱(190)을 지점부로 하여 상기 PSC 합성거더(110)의 양단부를 하방으로 눌러지도록 한 후, 상기 PSC 합성거더(110)가 횡가로보(150)에 강결되도록 할 수 있다.

이와 같이 상기 횡가로보(150)의 지지턱(190)을 지점부로 하여 상기 PSC 합성거더(110)의 양단부를 하방으로 누르는 구조는, 예를 들면 상기 PSC 합성거더(110)의 양단부, 즉 상기 횡가로보(150)의 베이스(152)에 걸쳐지는 단부에 상,하면을 관통하는 관통공(118)을 형성하고, 상기 관통공(118)에는 횡가로보(150)의 베이스(152) 내부로부터 상방으로 연장되어 상기 관통공(118)으로 삽입되는 긴장 재(194)를 설치한다.

상기 긴장재(194)는 바람직하게는 강봉으로 이루어지며, 이와 같이 상기 긴장재(194)를 PSC 합성거더(110)의 관통공(118)을 통해서 상방으로 인장시킨 후, 긴장재(194)의 상단이 정착구(196)를 통해서 강재거더의 상면에 정착되도록 하여 PSC 합성거더(110)의 양단부가 상기 횡가로보(150)의 지지턱(190)을 지점부로 하여 하방으로 눌려지도록 한다.

따라서 이와 같은 본 발명의 시공방법(100)에 의하면 횡가로보(150)와 PSC 합성거더(110)를 일체화하는 과정에서 PSC 합성거더(110)에 휨모멘트가 도입되도록 하기 때문에 보다 경제적이고 효율적인 PSC 합성거더(110)의 시공이 가능하게 된다.

즉 본 발명의 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법(100)은 횡가로보(150) 상에서 PSC 합성거더(110)의 양단부에 간단한 긴장재(194)의 정착구조를 통하여 긴장력을 도입하고 휨모멘트를 가할 수 있기 때문에 시공성이 증진되고 고품질의 PSC 합성거더(110)의 시공이 가능하게 된다.

도 6c에는 본 발명에 의해서 횡가로보(150)의 지지턱(190) 상부에 PSC 합성거더(110)를 설치하고, 긴장재(194)를 이용하여 PSC 합성거더(110)의 양단부가 눌려지도록 하는 구조와, 종래의 기술에 따라서 긴장재(194)를 적용하지 않고, 돌출 지지턱(190) 만을 적용하여 PSC 합성거더(110)를 지지하는 구조와의 지점부 부근에서 휨 모멘트를 비교한 그래프가 비교 도시되어 있다.

먼저, 첫번째 그래프에 도시된 구조에서는, 횡가로보(150)와 PSC 합성거 더(110)의 상부에 슬래브를 형성시켰을 때를 기준으로 휨 부모멘트(M1)는 돌출 지지턱(190)에 의해서 지지되지 않고 통상적인 횡가로보(150)에 PSC 합성거더(110)를 설치했을 때의 휨 모멘트(M)에 대비하여 다소 작은 크기를 가지게 됨을 알 수 있으며, 휨 정모멘트(M2)도 돌출 지지턱(190)에 의하여 지지되지 않고 통상 횡가로보(150)에 PSC 합성거더(110)를 설치했을 때의 휨모멘트(M)에 대비하여 다소 작은 크기를 가지게 됨을 알 수 있어 기본적으로 돌출 지지턱(190)을 이용한 경우가 그렇지 않은 경우보다 구조적으로 유리함을 알 수 있다.

한편, 두번째 그래프에 도시된 바와 같이, 본 발명의 긴장재(194)와 지지턱(190)을 동시 적용한 경우에는 횡가로보(150)와 PSC 합성거더(110)의 상부에 슬래브를 형성시켰을 때를 기준으로, 휨 부모멘트(M3)의 경우 돌출 지지턱(190)에 의하여 지지되지 않고 통상 횡가로보(150)에 거더를 설치했을 때의 휨 모멘트(M)에 대비하여 작은 크기를 가지게 됨을 알 수 있으며, 휨 정모멘트(M4)도 역시 돌출지지턱(190)에 의하여 지지되지 않고 통상 횡가로보(150)에 PSC 합성거더(110)를 설치했을 때의 휨모멘트(M)에 대비하여 훨씬 더 크기를 가지게 됨을 알 수 있어서, 기본적으로 돌출 지지턱(190)을 사용하지 않은 경우 및 긴장재(194)를 사용하지 않은 경우보다 훨씬 더 구조적으로 유리함을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명의 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법(100)은 PSC 합성거더(110)의 단부를 횡가로보(150)에 일체적으로 연결하여 횡가로보(150)를 주부재로 하고, 횡가로보(150)에 연속화 강연선(115)을 정착시킴으로써 2경간 이상의 다수개의 경간을 가진 교량에도 용이하게 2차 프리스트 레스를 도입하여 연속화 할 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 PSC 합성거더(110)의 시공시에 프리캐스트 횡가로보(150)를 주부재로 사용하므로서 저항단면의 단면계수를 증가시켜 PSC 합성거더(110)의 폭과 형고를 줄일 수 있으며, PSC 합성거더(110)의 연속화 작업을 위하여 연속화 강연선(115)의 2차 인장시, 횡가로보(150)의 수직벽(154) 상에서 연속화 강연선(115)을 정착시키는 작업을 하므로 작업공간 확보가 용이한 효과가 있다.

또한 본 발명은 연속화 강연선(115) 긴장시 프리스트레스가 도입된 1차 강연선(112)의 손실을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, "⊥"형 단면의 프리캐스트 횡가로보(150)를 사용하기 때문에 중간지점부 횡가로보(150)의 시공을 위한 거푸집 및 동바리가 필요없고, 현장에서의 철근 조립작업이 필요 없어 종래의 합성거더교량의 연속공법에 비해 공사기간을 크게 단축할 수 있고, 현장 노동력을 크게 절감할 수 있다.

그리고 본 발명은 프리캐스트 콘크리트 횡가로보(150)는 PSC 합성거더(110)로부터 전해지는 하중을 내부 횡보가 먼저 지지한 다음, 영구받침(122)으로 전달하는 구조로 되어 있어, 상기 내부 횡보의 휨강성을 증대시키는 것을 통해 영구받침(122)의 개수를 PSC 합성거더(110) 개수보다 훨씬 적게 할 수 있게 되고, 따라서 영구받침(122)의 설치 및 제작에 따른 비용과 유지관리비용을 크게 줄일 수 있다.

또한 본 발명은 부가적으로 교각(120)의 코핑면을 수평으로 사공할 수 있기 때문에 교각(120)에 배치되는 철근의 가공 및 조립을 간편화할 수 있고, 코핑의 폭과 두께를 줄일 수 있어서 미관이 개선되고, 교각(120) 공사비도 절감시킬 수 있게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

도 1a는 종래의 기술에 따라서 PSC 합성거더들을 교각상에서 연속화 시공하는 공법을 설명한 측면도이다.

도 1b는 종래의 기술에 따라서 PSC 합성거더들을 교각상에서 횡가로보를 이용하여 연속화 시공하는 공법을 설명한 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법을 설명한 측면 확대도이다.

도 3a는 도 2의 A-A 단면도로서, 본 발명에 따른 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법에 구비된 PSC 합성거더의 종단면도이다.

도 3b는 도 2의 B-B 단면도로서, 본 발명에 따른 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법에 구비된 횡가로보의 종단면도이다.

도 4a는 본 발명에 따른 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법으로 구축되는 PSC 합성교량을 도시한 사시도이다.

도 4b는 본 발명에 따른 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법으로 구축되는 PSC 합성교량을 도시한 평면도이다.

도 5a는 본 발명에 따른 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법에서 PSC 합성거더의 단부에 단턱을 형성하고, 횡가로보의 베이스 상부면에는 돌출 전단턱을 형성하여 구축되는 PSC 합성교량을 도시한 사시도이다.

도 5b는 본 발명에 따른 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법에서 PSC 합성거더의 단부에 단턱을 형성하고, 횡가로보의 베이스 상부면에는 돌출 전단턱을 형성하여 구축되는 PSC 합성교량의 단면도이다.

도 6a는 본 발명에 따른 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법에서 횡가로보의 베이스 양측 상부면에는 돌출 지지턱을 형성하고 긴장재를 통하여 긴장력이 도입되는 PSC 합성교량을 도시한 사시도이다.

도 6b는 본 발명에 따른 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법에서 횡가로보의 베이스 양측 상부면에는 돌출 지지턱을 형성하고 긴장재를 통하여 긴장력이 도입되는 PSC 합성교량의 단면도이다.

도 6c는 본 발명에 따른 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법에서 횡가로보의 베이스 양측 상부면에는 돌출 지지턱만을 형성한 구조와, 돌출 지지턱과 긴장재를 동시에 구비한 구조의 모멘트 선도를 비교도시한 그래프도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1,60..... 종래의 PSC 합성거더 5..... 거더 콘크리트 몸체

10.... 1차 강연선 12..... 1차 정착구

20..... 연속화 강연선 22.... 쉬즈관

30..... 2차 정착구 50..... 종래의 횡가로보

55..... 요홈 62..... 탄성패드

70..... 영구받침 72..... 스터럽 철근

80..... 교각

100.... 본 발명의 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법

110.... PSC 합성거더 110a.... 거더 몸체

112.... 1차 강연선 112a,115a.... 쉬스관

112b,115b,196.... 정착구 115.... 연속화 강연선

117.... 인출공 118.... 관통공

120.... 교각 122.... 영구받침

150.... 횡가로보 152.... 베이스

154.... 수직벽 158.... 연속화 강연선 구멍

170.... 무수축 모르타르 180.... 단턱

182.... 전단턱 190....지지턱

194.... 긴장재 M, M1, M2, M3, M4.... 휨 모멘트

Claims

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프리스트레스트 콘크리트 합성교량의 PSC 합성거더를 중간교각 위치에서 연속화하는 시공방법에 있어서,

거더 몸체(110a)의 길이방향으로 중앙부에서 오목한 곡선이 되도록 쉬스관(112a)에 내설된 다수개의 1차 강연선(112)을 하측에 설치하고, 중앙부에서 오목한 곡선이 되도록 쉬스관(115a)에 내설된 적어도 2개 이상의 연속화 강연선(115)을 상기 1차 강연선(112)의 상측에 설치한 후, 상기 1차 강연선(112)을 1차 긴장하고 정착구(112b)로 정착시켜 PSC 합성거더의 몸체(110a)에 1차 프리스트레스를 도입하고,

상기 PSC 합성거더의 몸체(110a)의 일측 단부의 측면에 형성된 인출공(117)으로 상기 연속화 강연선(115)을 일정길이 인출시킨 다수의 PSC 합성거더(110)를 제작하고;

교각(120)의 상부에 마련된 다수의 영구받침(122)상에 올려지는 베이스(152)와, 상기 베이스(152)로부터 직립된 수직벽(154)을 구비하여 단면이 "⊥"형상으로 이루어지고, 상기 수직벽(154)에는 다수의 연속화 강연선 구멍(158)들이 나란하게 교축방향으로 관통 형성된 프리캐스트 콘크리트 횡가로보(150)를 제작하고, 교각(120)의 상부에 마련된 다수의 영구받침(122)상에 올려서 교축직각방향으로 거치하며;

상기 교각(120)상에 올려진 횡가로보(150)의 양측에 다수개의 PSC 합성거더(110)를 나란하게 거치시키되, PSC 합성거더(110)를 횡가로보(150)의 내측에서부터 외측으로 순차적으로 거치시켜서 동축(同軸)으로 배열하고, PSC 합성거더(110)의 단부 측면에 형성된 인출공(117)에서 인출된 연속화 강연선(115)을 상기 횡가로보(150)에 형성된 연속화 강연선 구멍(158)들을 교차방향으로 통과시켜서 상기 횡가로보(150)의 수직벽(154) 양측에서 일정길이 노출시키며;

상기 횡가로보(150)와 각각의 PSC 합성거더(110)의 사이에 비워진 공간을 콘크리트 내지는 무수축 모르타르(170)로 채움으로써 교각(120)의 양측에 위치한 PSC 합성거더(110)를 횡가로보(150)를 통해 서로 구조적으로 연속시키고;

상기 PSC 합성거더(110) 및 횡가로보(150)의 상부에 철근을 배근하고, 바닥판 콘크리트를 타설하여 교량상부 구조물을 설치한 다음; 그리고

상기 PSC 합성거더(110)에 형성된 인출공(117)에서 인출되어 횡가로보(150) 내를 통과한 연속화 강연선(115)을 2차로 긴장하고, 상기 횡가로보(150)의 단부에 정착시켜 연속화부의 상부에서 발생하는 부모멘트를 감소시키는 2차 긴장단계로 이루어지며,

상기 횡가로보(150)의 베이스(152) 상부면 양단에는 상부측으로 돌출된 지지턱(190)이 형성되고, 상기 횡가로보(150)의 베이스(152) 상부면과 지지턱(190)의 상부면에 걸쳐서 상기 PSC 합성거더(110)가 연장배치되며, 상기 횡가로보(150)의 지지턱(190)을 지점부로 하여 상기 PSC 합성거더(110)의 양단부를 하방으로 눌러지도록 한 후, 상기 PSC 합성거더(110)가 횡가로보(150)에 강결되도록 하고,

상기 PSC 합성거더(110)는 횡가로보(150)에 걸쳐지는 단부에 상,하면을 관통하는 관통공(118)이 형성되고, 상기 횡가로보(150)의 베이스(152)에는 횡가로보(150)의 내부로부터 상방으로 연장되어 상기 PSC 합성거더(110)의 관통공(118)으로 삽입되는 강봉을 포함하는 긴장재(194)가 설치되도록 하고, 상기 긴장재(194)를 상방으로 인장시킨 후, 긴장재(194)의 상단이 강재거더의 상면에 정착구(196)를 통해 정착되도록 하여 PSC 합성거더(110)의 양단부가 하방으로 눌려지도록 하는 것임을 특징으로 하는 프리캐스트 횡가로보를 이용한 피에쓰씨 합성거더의 연속화 시공방법.