KR100951670B1 - Segmental precast prestressed concrete girder and method for constructing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 교량용 거더와 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 거더간의 이음부 및 일체화된 거더 정착단의 안정성을 증대시키고, 하천통과 교량에서의 여유고 확보에 유리하며, 거더의 공용수명을 증가시킬 수 있도록 한 분절형 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 거더 및 그 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a girder for bridges, and more particularly, to increase the stability of the joint between the girder and the integrated girder anchoring end, to secure the clearance in the stream passage and bridge, and to increase the common life of the girder. The present invention relates to a segmented precast prestressed concrete girder and its construction method.
일반적으로, 분절형 프리캐스트 프리트스레스트 콘크리트 거더(이하, '분절거더'라 한다)란, 하나의 거더를 여러개의 세그먼트(segment; 분절)로 나누어 공장이나 제작장에서 제작한 다음 거더의 사용현장에서 세그먼트를 서로 접합하고 길이방향의 긴장재를 설치 긴장하여 일체화시킴으로써 제작되는 프리스트레스트 콘크리트 거더를 말한다.Generally, segmented precast prestressed concrete girder (hereinafter referred to as 'segmental girder') is a single girder divided into several segments and manufactured in a factory or workshop, and then used Prestressed concrete girder is made by joining segments together and installing tension in one longitudinal direction.
이러한 분절거더는 각 세그먼트의 공장제작으로 품질관리가 용이하고, 빔의 연결 및 긴장력 도입을 제외한 제작공정 일체가 공장에서 이루어지므로 현장의 작업공기를 대폭 단축시킬 수 있으며, 현장의 넓은 제작장 대신 단기간의 소규모 조립장만 필요하므로 그 적용성이 매우 우수해 보이나 이음부 접합면에 대한 막연한 거부감 및 신뢰성 부족으로 적용사례는 많지 않다.Such segmental girder is easy to quality control by factory manufacturing of each segment, and the manufacturing process is all done in the factory except the connection of beam and the introduction of tension force, which can greatly reduce the work air in the field, and short-term instead of the large production site on site Applicability is very good because only a small assembly site is required. However, there are not many cases of application due to vague rejection and lack of reliability of joints.
한편, 분절거더 제작을 위한 세그먼트의 이음부 접합방법에는 현장에서 세그먼트를 일정한 간격을 두고 배치하여 보강철근을 이은 다음, 콘크리트 또는 몰탈을 타설하여 접합하는 현장타설 접합방법과 접합면에 에폭시 등의 접착제를 얇게 도포한 후 긴장력을 도입하여 밀착시켜 접합하는 접촉식 접합방법이 있다.On the other hand, in the method of joining the joints of segments for the production of segmental girder, in situ segments are placed at regular intervals to connect reinforcing bars and then cast by concrete or mortar, and adhesives such as epoxy on the joining surfaces. There is a contact bonding method of applying a thin and then contact by bonding by introducing a tension force.
상기한 방법 중, 현장타설 접합방법은 이음부에 별도의 콘크리트 또는 몰탈을 타설하기 때문에 세그먼트 이음부의 접합면 형상이 일치할 필요는 없으나, 접합되는 세그먼트 사이에 보강철근을 배근하는 작업과 콘크리트의 타설 및 양생이 요구되므로 작업이 복잡하고 공기가 길어지는 문제점이 있다.Among the above-mentioned methods, in the field casting method, since the concrete or mortar is cast on the joint, the shape of the joint surface of the segment joint does not need to match, but the work of reinforcing the rebar between the segments to be joined and the casting of the concrete And since curing is required, there is a problem that the operation is complicated and the air is long.
이에 반하여 접촉식 접합방법은 현장에서 콘크리트를 타설 및 양생하는 공정 없이 미리 제작된 전단키를 가진 세그먼트를 단순히 맞붙이는 방식으로 접합하여 거더를 제작하는 방식이므로 현장타설 접합방식에 비해 공기가 현저히 짧아지는 장점이 있고, 비용면에서도 경제적이다. 또한 접합 면의 단면형상이 서로 일치해야 하는 문제점이 있지만 공장제작 특성상 높은 정밀도를 가질 수 있으므로 제작에 별다른 어려움이 없다. 그러나 이음부에서 보강철근이 연결되지 않으므로 접합면의 신뢰성 확보를 위해 콘크리트 접합면을 충분히 밀착시켜 접합시켜야 한다. 따라서 접합면을 밀착시키기 위한 별도의 임시정착단 및 긴장재가 소요되며, 이에 따른 긴장작업이 추가되므로 상기 장점을 반감시키게 된다.On the other hand, the contact bonding method is a method of joining a segment with a pre-fabricated shear key by simply attaching it together without the process of pouring and curing concrete in the field, thereby making the girder significantly shorter than the field casting method. This is economical in terms of cost. In addition, there is a problem that the cross-sectional shape of the joint surface must match each other, but there is no difficulty in manufacturing because it can have a high precision in the characteristics of factory manufacturing. However, because the reinforcing bars are not connected at the joints, the concrete joint surface should be closely adhered to secure the joint surface. Therefore, it takes a separate temporary fixing stage and the tension material for close contact with the joint surface, thereby reducing the above advantages because the tension work is added accordingly.
이하에서는 접촉식 접합방법을 이용한 기존의 프리스트레스트 콘크리트 거더 관련 기술에 대해 살펴본다.Hereinafter, the existing prestressed concrete girder related technologies using a contact bonding method will be described.
먼저, 한국 특허등록번호 10-0510254호(이하, "종래기술1'이라 한다)는 접촉식 접합방법을 적용하여 프리스트레스트 콘크리트 거더를 제작하는 방식으로서, 정밀한 접합면을 제작하기 위해 세그먼트 사이에 서로 연결되도록 설치하는 한 쌍의 접합블록을 매치캐스팅 방식, 즉 어느 하나의 접합블록을 우선 제작하고 다른 하나의 접합블록 제작시 상기 미리 제작된 접합블록을 거푸집의 일부로 사용하는 방식을 적용한다. First, Korean Patent Registration No. 10-0510254 (hereinafter referred to as "
즉, 공장에서 세그먼트의 한쪽 끝단에 해당하는 전단키를 가진 접합블록(100)을 제작하고, 상기 미리 제작된 접합블록을 거푸집 일부로 사용하여 타단 접합블록(200)을 제작한 후, 접합블록을 거더가 분절될 자리에 위치시켜서 분절거더용 세그먼트(10a)(10b)(10c)를 제작하고, 제작된 세그먼트를 현장으로 운반한 다음, 현장에서 세그먼트간의 조립, 긴장재 삽입, 접합면 에폭시 도포, 긴장력 도입, 그라우팅 작업을 순차적으로 실시하고, 분절거더(10)를 교대 및 교각에 거치하고, 바닥판 타설 및 양생, 포장작업을 수행하여 교량을 완성하게 된다(도 1의 (가) 내지 (바) 참조).That is, after manufacturing the
한편, 도 2는 종래기술1에 따른 거더의 이음 단면 상세도이며, 도 3은 종래기술1에 따른 거더의 긴장재 배치 상태를 나타낸 도면이며, 도 4는 거더 하연의 응력분포도로서, 종래기술1은 매치캐스팅 방식을 적용하므로 정밀한 접합면 시공이 가능하며, 접합블록을 분절거더 본체보다 높은 강도를 적용하므로 이음부의 안전성이 증대된다.On the other hand, Figure 2 is a detailed cross-sectional view of the girder according to the
그러나 상기한 종래기술1은 다음과 같은 여러가지 문제점을 안고 있다.However, the above-described
즉, 종래기술1은 접합블록이 다른 접합블록의 거푸집 일부 및 분절거더의 거푸집 단부로 사용되므로 접합블록의 우선 시공이 없이는 분절거더(10)를 제작할 수 없으므로 공기가 증가되고, 접합면에 에폭시를 도포한 후 콘크리트구조설계기준(한국콘크리트학회)에 제시된 최소 0.3MPa의 압축응력을 도입하기 위한 임시 긴장재 및 정착단이 없으므로 단부 정착단에 배치된 긴장재(7)로 이음부를 접합하는 방식을 취하나 이는 횡방향으로 편심되거나 높이 방향으로 편심량이 매우 커 이음부에 압축응력이 접합부에 고루 전달되지 않거나 일부 인장응력이 도입될 가능성이 크므로 접합면의 전 단면이 접합되지 않아 상기 단면의 안정성이 매우 떨어지며, 장기적으로 전단 및 비틀림에 의해 교량의 안정성에 심각한 손상을 초래할 수 있다. That is, in the
종래기술1의 거더에 대해 이음부의 접합면에 작용하는 응력을 살펴보면 아래와 같다.Looking at the stress acting on the joint surface of the joint for the girder of the
여기서, Yt는 중립축에서 거더 상연까지 거리, Yb:중립축에서 거더 하연까지 거리를 나타내며, (+)값은 압축, (-)값은 인장을 의미한다.Here, Yt represents the distance from the neutral axis to the upper edge of the girder, Yb : represents the distance from the neutral axis to the lower edge of the girder, (+) value means compression, and (-) value means tension.
따라서, 종래기술1의 경우, 거더 하연의 경우 별다른 문제가 없으나 거더 상연의 경우 편심량의 증가에 의해 인장응력이 발생할 수 있음을 알 수 있다. 또한 접합블록을 분절거더 본체의 강도보다 높은 강도의 콘크리트를 적용함으로써 재료 가 동일하지 않아 별도의 재료 수급이 불가피하며, 콘크리트 이음부는 인장 및 전단에 지배를 받으므로 인장력에 매우 취약한 콘크리트를 고강도의 것으로 사용하는 것에는 회의적이다. 그리고 이음부의 정밀 제작에만 염두를 둔 발명이므로 일반 프리스트레스트 콘크리트 거더가 가지고 있는 단점을 내재하고 있으며, 이는 단부에 모든 정착단이 배치되어 과도한 압축응력이 도입되므로 단부의 지압파괴 또는 국부인장응력에 의한 균열에 취약할 수밖에 없다.Therefore, in the case of the
부언컨대, 종래기술1의 경우에는 접합블록이 다른 접합블록의 거부집 일부로 사용되거나, 분절거더용 세그먼트의 거부집 단부로 사용되므로 접합블록의 우선 시공이 없이는 분절거더 제작이 불가능하게 되며, 이로 인해 공기가 증가되는 단점이 있다.In addition, in the case of the
또한, 접합면에 에폭시를 도포함후, 콘크리트구조설계기준(한국콘크리트학회)에 제시된 최소 0.3MPa의 압축응력을 도입하기 위한 임시 긴장재 및 정착단이 없으므로 단부 정착단에 배치된 긴장재로 이음부를 접합하는 방식을 취하나, 이는 횡방향으로 편심되거나 높이 방향으로 편심량이 매우 커 이음부에 압축응력이 접합부에 고루 전달되지 않거나 일부 인장응력이 도입될 가능성이 크므로 접합면의 전(全) 단면이 접합되지 않아 상기 단면의 안정성이 매우 떨어지게 된다.In addition, after the epoxy is applied to the joint surface, there is no temporary tension member and anchoring stage for introducing a compressive stress of at least 0.3 MPa as presented in the Concrete Structural Design Standard (Korea Concrete Institute). However, this is because the amount of eccentricity in the transverse direction or in the height direction is very large, so that the compressive stress is not evenly transmitted to the joint or some tensile stress is likely to be introduced at the joint, so that the entire cross section of the joint surface is not joined. The stability of the cross section is very poor.
그리고 이러한 콘크리트 접합면에 대한 신뢰성 부족은 장기적으로는 전단 및 비틀림에 의해 교량의 안정성에 심각한 손상을 초래할 수 있다.And the lack of reliability of the concrete joint surface can cause serious damage to the stability of the bridge by shear and torsion in the long run.
또한, 종래기술1은 접합블록의 제작에 분절거더 본체의 강도보다 높은 강도의 콘크리트를 적용함으로써, 분절거더 본체와 접합블록의 재료가 동일하지 않아 별도의 재료 수급이 불가피한 단점이 있으며, 특히 콘크리트 이음부는 인장 및 전단에 지배를 받는데 이러한 이음부에 인장력에 매우 취약한 콘크리트를 고강도 재료로 사용하는 것은 기술적으로 무의미하며 비경제적이다.In addition, the
그리고, 거더의 단부에 모든 정착단이 배치되어 과도한 압축응력이 도입되므로 단부의 지압파괴 또는 국부인장응력에 의한 균열에 대해 취약하게 되는 문제점이 있다.In addition, since all the fixing stages are disposed at the end of the girder and excessive compressive stress is introduced, there is a problem in that it is vulnerable to cracking due to acupressure fracture or local tensile stress at the end.
다음으로, 한국 특허등록번호 10-0334635호(이하, "종래기술2'라 한다)에 개시된 기술에 대해 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명한다.Next, a technique disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0334635 (hereinafter referred to as "
도 5는 종래기술2에 따른 거더의 시공순서도이고, 도 6은 종래기술2에 따른 거더의 이음 단면 상세도이며, 도 7은 종래기술2에 따른 거더의 긴장재 배치 상태를 나타낸 도면이며, 도 8은 거더 하연의 응력분포도이다.5 is a construction sequence diagram of the girder according to the
종래기술2의 기술 역시 접촉식 접합방법을 적용하여 프리스트레스트 콘크리트 거더(20)를 제작하는 방식으로서, 공장에서 제작한 각 분절거더용 세그먼트(20a)(20b)(20c)를 현장으로 운반하고, 여러 개의 세그먼트를 현장에서 연결하되 콘크리트구조설계기준(한국콘크리트학회)에 제시된 최소 0.3MPa의 압축응력을 도입하기 위한 임시 정착단 및 긴장재를 설치한 후 접합면에 에폭시를 도포하여 상기 설치된 긴장재에 긴장력을 도입하여 밀착시켜 접합하게 되는데(도 5의 (가) 내지 도 5의 (다) 참조), 이는 콘크리트 접합면의 신뢰성 확보에 매우 효과적이다.The technique of the
그러나 접합면을 밀착시키기 위한 별도의 임시정착단 및 임시긴장재가 소요되며, 이에 따른 긴장작업의 추가 및 해체작업이 병행되어야 하므로 시공이 번거롭 고 공사비 및 공기를 증가시키는 요인이 된다. However, it requires a separate temporary settling stage and temporary tensioning material to closely contact the joint surface, and thus the addition and dismantling work of the tension work must be performed in parallel, which is cumbersome in construction and increases the construction cost and air.
또한, 종래기술2는 이음부의 접합에만 염두를 둔 기술이므로 일반 프리스트레스트 콘크리트 거더가 가지고 있는 단점을 내재하고 있으며, 이는 단부에 모든 정착단이 배치되어 과도한 압축응력이 도입되므로 단부의 지압파괴 또는 국부인장응력에 의한 균열에 취약할 수밖에 없다는 문제점을 가지게 된다.In addition, the
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 분절거더 이음부 및 일체화된 거더 정착단의 안정성을 증대시키고, 단부단면을 중앙단면보다 형고가 낮은 형태로 제작이 가능하여 하천통과 교량에서 여유고 확보에 유리하며, 유지관리용 긴장재를 배치하여 거더의 공용수명을 증가시킬 수 있도록 한 분절형 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 거더 및 그 시공방법, 그리고 그에 적용되는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems as described above, to increase the stability of the segment girder joint and integrated girder fixing end, and can be produced in the form of the end section lower than the central section to allow the clearance in the stream passage and bridge It is advantageous to provide a segmented precast prestressed concrete girder and its construction method, and precast concrete segments applied to it, which is advantageous for high security, and which can increase the common life of the girder by arranging maintenance tension members. have.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 긴장력도입을 위한 잭이 수용되는 잭수용공간과, 상기 잭수용공간과 연통되는 내부정착단용 긴장재 수용을 위한 제1덕트와, 외부정착단용 긴장재 수용을 위한 제2덕트와, 다른 세그먼트의 이음단부와의 접합을 위한 전단키가 구비되는 좌측세그먼트와; In order to achieve the above object, the present invention, the jack receiving space is accommodated in the jack for the tension force introduction, the first duct for receiving the inner fixing end tension material in communication with the jack receiving space, and for receiving the external fixing end tension material A left segment provided with a shear key for joining a second duct to a joint end of another segment;
상기 좌측세그먼트와 서로 대향하되 동일구조를 이루도록 형성되는 우측세그먼트와; A right segment facing the left segment and formed to have the same structure;
상기 좌측세그먼트 및 우측세그먼트의 전단키가 삽입되도록 양단 이음면에 구비되는 키홈과, 내부정착단용 긴장재 및 외부정착단용 긴장재 수용을 위한 제1덕트 및 제2덕트에 각각 연결되는 제1연결덕트 및 제2연결덕트가 구비되는 중앙세그먼트를 포함하여 구성되되, 상기 각 세그먼트들이 프리캐스트되는 것을 특징으로 하는 분절형 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 거더가 제공된다.A first connection duct and a second connection respectively connected to key grooves provided at both ends of the joint to insert the shear keys of the left segment and the right segment, and the first duct and the second duct for accommodating the tension member for the internal fixing end and the tension member for the external fixing end. A segmented precast prestressed concrete girder is provided, comprising a central segment provided with a duct, wherein each segment is precast.
이때, 본 발명의 거더는, 상기 중앙세그먼트와 좌우측 세그먼트의 접합면에 대해 긴장력을 가해 균등접합이 가능하도록 제1덕트에 설치되는 내부정착단용 긴장재와, 접합된 거더에 대해 전체적으로 긴장력을 가하기 위해 제2덕트에 설치되는 외부정착단용 긴장재를 더 구비함을 특징으로 한다.At this time, the girder of the present invention, to apply the tension to the joint surface of the center segment and the left and right segments, the inner fixing end tension member is installed in the first duct to be equally bonded and the first to apply the tension force to the bonded girder as a whole It is characterized in that it further comprises a tension member for external mounting stage is installed in the two ducts.
그리고, 상기 좌측세그먼트 및 우측세그먼트의 각 단부는 중앙단면보다 형고가 낮은 형태를 이루며, 상기 변단면 하부에는 유지관리용 긴장재 수용을 위한 예비덕트가 더 구비됨을 특징으로 한다.And, each end of the left segment and the right segment forms a lower shape than the central cross-section, characterized in that the lower side of the lower end is further provided with a preliminary duct for accommodating the maintenance tension material.
그리고, 상기 좌측세그먼트 및 우측세그먼트에 구비되는 잭수용공간의 바닥면은 외측에서 내측으로 갈수록 아래로 경사진 구조를 이룸을 특징으로 한다.And, the bottom surface of the jack accommodation space provided in the left segment and the right segment is characterized in that the structure inclined downward from the outside toward the inside.
그리고, 상기 좌측세그먼트 및 우측세그먼트의 내부정착단은 세그먼트의 단면 중앙부에 가까이 위치하게 되는 것을 특징으로 한다.And, the inner fixing end of the left segment and the right segment is characterized in that it is located near the center of the cross section of the segment.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 긴장력도입을 위한 잭 수용공간과 이음부에 내부 전단키를 가지는 좌우측 세그먼트와 그 가운데 설치되며 상기 좌우측 세그먼트의 전단키에 대응하는 키홈을 구비한 중앙세그먼트를 공장 제작하는 단계와; On the other hand, according to another aspect of the present invention for achieving the above object, it is provided with a jack receiving space for the tension force introduction and the left and right segments having an internal shear key in the joint and a key groove corresponding to the front and rear keys of the left and right segments are installed therein. Factory manufacturing a central segment;
상기 좌우측 세그먼트 및 중앙세그먼트를 현장으로 운반하는 단계와;Transporting the left and right segments and the central segment to the site;
현장에서 상기 좌우측 세그먼트 및 중앙세그먼트를 상호 조립하되 접합면에 대한 에폭시 도포를 위한 간격을 두고 조립하는 단계와; Assembling the left and right segments and the central segment to each other in the field, but at intervals for applying epoxy to the joint surface;
상기 좌우측 세그먼트 및 중앙세그먼트의 접합면에 대해 압축응력을 도입하는 단계와;Introducing a compressive stress to the mating surfaces of the left and right segments and the center segment;
상기 세그먼트들이 일체화된 분절거더에 대해 전체적으로 거더의 처짐극복 및 주하중 재하시에 발생될 수 있는 크랙 방지를 위한 압축응력을 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분절형 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 거더 시공방법이 제공된다.Segmental precast prestressed concrete girder construction, comprising the step of introducing a compressive stress for the segment girder integrated to overcome the deflection of the girder and cracks that may occur during the main load under the integrated girder A method is provided.
상기 시공방법은, 압축력이 도입된 분절거더를 교대 및 교각에 거치하는 단계와, 바닥판 타설 및 양생을 수행하는 단계와, 포장 작업 등을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The construction method further comprises the steps of mounting the segment girder in which the compression force is introduced to the alternating and piers, performing the bottom plate placing and curing, and performing a packaging operation.
상기 좌우측 세그먼트 및 중앙세그먼트의 접합면에 대해 압축응력을 도입하는 단계는, 내부정착단용 긴장재 수용을 위한 제1덕트에 내부정착단용 긴장재를 삽입하는 단계와, 상기 내부정착단용 긴장재를 긴장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of introducing a compressive stress to the joint surface of the left and right segments and the center segment, the step of inserting the inner fixing end tension member in the first duct for accommodating the inner fixing end tension member, and the step of tensioning the inner fixing end tension member; It is characterized by including.
상기 내부정착단용 긴장재의 긴장은 상기 좌우측 세그먼트에 각각 형성된 잭 수용공간에 설치되는 잭에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.The tension of the inner fixing end tension member is characterized in that it is made by a jack installed in the jack receiving space respectively formed in the left and right segments.
상기 분절거더에 대해 압축응력을 도입하는 단계는, 외부정착단용 긴장재 수용을 위한 제2덕트에 외부정착단용 긴장재를 삽입하는 단계와, 상기 외부정착단용 긴장재를 긴장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of introducing the compressive stress to the segment girder, characterized in that it comprises the step of inserting the external fixing end tension member in the second duct for accommodating the external fixing end tension member, and the step of tensioning the external fixing end tension member. .
본 발명에 따르면, 접합면에 에폭시를 도포한 후 콘크리트구조설계기준(한국콘크리트학회)에 제시된 최소 0.3MPa의 압축응력을 도입하기 위한 임시 긴장재 및 정착단을 배제하고, 대신 이음부 가까이 단면 중앙부에 설치된 내부정착단에 길이 가 짧은 긴장재를 이용하여 초기 긴장함으로써 이음부에 고른 압축응력을 분포시켜 균등접합을 실현할 수 있게 된다.According to the present invention, after applying epoxy to the joint surface, the temporary tension member and the fixing end for introducing a compressive stress of at least 0.3 MPa presented in the Concrete Structural Design Standard (Korea Concrete Institute) are excluded, Initial tension by using a short tension member in the installed internal fixation stage distributes the compressive stress evenly to the joint, thus realizing uniform joint.
다음으로 본 발명에 따르면, 정착부를 내외로 구분하여 배치함으로써 모멘트 형상에 부합하는 계단식 긴장력의 도입이 가능하므로 정착단에 과도한 압축응력이 도입되지 않아 지압파괴 또는 국부인장응력에 의한 균열등에 대해 안전성을 증대시킬 수 있게 된다.Next, according to the present invention, it is possible to introduce a stepped tension corresponding to the moment shape by arranging the fixing unit inside and outside, so that excessive compressive stress is not introduced into the fixing stage, thereby ensuring safety against cracking due to acupressure or local tensile stress. It can be increased.
또한, 본 발명에 따르면, 단부에 모든 정착단이 배치되지 않아 단부측 정착장치의 개수를 줄일 수 있으므로 단면의 활용성이 증대되므로 중앙단면보다 형고가 낮은 형태로 제작할 수 있고, 하부 변단면 하부에 추가의 긴장재가 배치 가능하므로 유지관리용 긴장재를 설치하여 거더의 공용수명을 증대시킬 수 있게 된다.Further, according to the present invention, since all the fixing stages are not disposed at the end, the number of end-side fixing apparatus can be reduced, so that the utility of the cross section is increased, so that the height of the cross-section is lower than that of the central cross-section, and thus the lower fixing cross section is provided. Since additional tension members can be placed, it is possible to increase the common life of the girders by installing maintenance tension members.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 9는 본 발명에 따른 분절형 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 거더의 시공 순서도이고, 도 10은 본 발명에 따른 좌측 또는 우측세그먼트의 이음 단면 부분절개 상세도이며, 도 11은 본 발명에 따른 중앙세그먼트의 이음 단면 부분절개 상세도이고, 도 12는 본 발명에 따른 거더의 긴장재 배치 상태를 나타낸 도면이며, 도 13은 본 발명에 따른 거더 하연의 응력분포도이다.9 is a construction flowchart of a segmented precast prestressed concrete girder according to the present invention, Figure 10 is a detailed view of the cross-section partial cutaway of the left or right segment according to the present invention, Figure 11 is a view of the center segment according to the
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 분절거더는 좌측세그먼트(1)와 우측세그먼트(2) 및 중앙세그먼트(3)를 포함하여 구성되며, 상기 각 세그먼트는 프리캐스 트(precast), 즉 공장제작된다.Referring to these figures, the segmental girder of the present invention comprises a
여기서, 상기 좌측세그먼트(1)는 긴장력도입을 위한 잭이 수용되는 잭수용공간(10)과, 상기 잭수용공간(10)과 연통되는 내부정착단용 긴장재(4) 수용을 위한 제1덕트(11)와, 외부정착단용 긴장재(5) 수용을 위한 제2덕트(12)와, 다른 세그먼트의 이음단부와의 접합을 위한 전단키(13)를 구비한다.Here, the left segment (1) is a jack receiving space (10) for receiving the jack for tension force introduction, and the first duct (11) for accommodating the inner fixing end tension member (4) in communication with the jack receiving space (10) ), A
그리고, 상기 우측세그먼트(2)는 상기 좌측세그먼트(1)와 서로 대향하되 동일구조를 이루도록 형성된다. 즉, 우측세그먼트(2) 역시 긴장력도입을 위한 잭이 수용되는 잭수용공간(20)과, 상기 잭수용공간(20)과 연통되는 내부정착단용 긴장재(4) 수용을 위한 제1덕트(21)와, 외부정착단용 긴장재(5) 수용을 위한 제2덕트(22)와, 다른 세그먼트의 이음단부와의 접합을 위한 전단키(23)를 구비한다.The
그리고, 상기 좌측세그먼트(1) 및 우측세그먼트(2)의 잭수용공간(10)(20)은 각 세그먼트 상면부에 형성된다.The
한편, 상기 중앙세그먼트(3)는 상기 좌측세그먼트(1) 및 우측세그먼트(2)의 전단키(13)(23)가 삽입되도록 양단 이음면에 구비되는 키홈(33)과, 내부정착단용 긴장재(4) 및 외부정착단용 긴장재(5) 수용을 위한 제1덕트(11) 및 제2덕트(22)에 각각 연통되는 제1연결덕트(31) 및 제2연결덕트(32)를 구비한다.On the other hand, the center segment (3) is a
그리고, 상기 중앙세그먼트(3)와 좌우측 세그먼트의 접합면에 대해 긴장력을 가해 균등접합이 가능하도록 상호 연결되는 제1덕트(11)(21)(31)에는 내부정착단용 긴장재(4)가 설치되고, 접합된 거더에 대해 전체적으로 긴장력을 가하기 위해서 상호연결된 제2덕트(12)(22)(32)에는 외부정착단용 긴장재(5)가 설치된다.In addition, the
이때, 상기 좌측세그먼트(1) 및 우측세그먼트(2)의 내부정착단(7)은 세그먼트의 단면 중앙부에 가까이 위치하게 된다. 미설명부호 9는 외부정착단을 나타낸다.At this time, the
한편, 상기 좌측세그먼트(1) 및 우측세그먼트(2)의 각 단부는 중앙단면보다 형고가 낮은 형태를 이루며, 상기 절취된 단부에는 유지관리용 긴장재(6) 수용을 위한 예비덕트(8)가 구비된다.On the other hand, each end of the left segment (1) and the right segment (2) forms a lower shape than the central cross-section, the cut end is provided with a preliminary duct (8) for receiving the maintenance tension member (6) do.
또한, 상기 좌측세그먼트(1) 및 우측세그먼트(2)에 구비되는 잭수용공간(10)(20)의 바닥면은 외측에서 내측으로 갈수록 아래로 경사진 구조를 이룬다.In addition, the bottom surface of the jack accommodation space (10) 20 provided in the left segment (1) and the right segment (2) forms a structure inclined downward from the outside to the inside.
이와 같이 구성된 본 발명 분절거더의 시공과정은 다음과 같다.The construction process of the present invention segmented girder is configured as follows.
먼저, 이음부에 내부 전단키(13)(23)를 가진 좌우측 세그먼트(1)(2)와 그 가운데 설치되며 상기 전단키(13)(23)에 각각 대응하는 키홈(33)을 가지는 중앙세그먼트(3)를 공장 제작한다. 이때 상기 좌우측 세그먼트(1)(2)의 상부면상에는 잭 수용을 위한 잭수용공간(10)(20)이 각각 형성된다.First, the center segment (3) having left and right segments (1) and (2) having inner shear keys (13) and (23) at the joint portion and key grooves (33) corresponding to the shear keys (13) and (23) respectively installed therein. Manufacture factory. At this time, on the upper surface of the left and right segments (1) and (2),
다음으로 공장 제작이 완료되면, 프리캐스트된 좌우측 세그먼트(1)(2) 및 중앙세그먼트(3)를 현장으로 운반하게 된다.Next, when the factory manufacturing is completed, the precast left and right segments (1) and (2) and the center segment (3) are carried to the site.
그리고, 현장에서는 상기 좌우측 세그먼트(1)(2) 및 중앙세그먼트(3)를 상호 조립하되 접합면에 대한 에폭시 도포를 위한 간격을 두고 조립하게 된다.In the field, the left and right segments (1) and (2) and the center segment (3) are assembled to each other but spaced apart for the epoxy coating on the joint surface.
그 다음, 내부정착단용 긴장재(4)를 조립된 거더의 제1덕트(11)(21)(31)를 통해 삽입하고 상기 좌우측 세그먼트(1)(2) 및 중앙세그먼트(3)의 접합면에 대해 에폭시(도시는 생략함)를 도포한다. Then, the inner fixing
이어 상기 좌측세그먼트(1) 및 우측 세그먼트의 잭수용공간(10)(20)에 각각 잭을 설치하고 잭(도시는 생략함)의 잭킹작용을 통해 내부정착단용 긴장재(4)를 긴장시킴으로써 상기 좌우측 세그먼트(1)(2) 및 중앙세그먼트(3)의 접합면에 대해 압축응력을 도입하게 된다. Subsequently, the jacks are installed in the
이때 본 발명에 따르면 내부정착단용 긴장재(4)가 각 세그먼트간의 접합면의 중앙부를 지나게 되므로 초기에 접합면에 대해 고르게 압축응력이 도입된다.At this time, according to the present invention, since the
상기와 같이하여 각 세그먼트(1)(2)(3)를 접합시켜 일체화한 후에는, 일체화된 거더에 대해 전체적으로 거더의 처짐극복 및 주하중 재하시에 발생될 수 있는 크랙 방지를 위한 압축응력을 도입하게 된다.After joining and integrating each segment (1) (2) (3) as described above, compressive stress for preventing cracks that may occur during deflection and main load load of the girder as a whole for the integrated girder is obtained. Will be introduced.
이를 위해서는 외부정착단용 긴장재(5) 수용을 위한 제2덕트(12)(22)(32)에 외부정착단용 긴장재(5)를 삽입한 다음, 일체화된 분절거더 좌우측에서 잭을 설치하여 상기 잭의 잭킹작용을 이용하여 상기 외부정착단용 긴장재(5)를 긴장시키게 된다.To this end, the external traction
상기한 바와 같이하여 분절거더 전체에 대해 압축력을 도입시킨 다음에는 압축력이 도입된 분절거더를 교대 및 교각에 거치하고, 바닥판 타설 및 양생을 수행한 다음, 포장 작업 등을 수행하여 시공을 완료하게 된다.As described above, after the compressive force is introduced to the entire segment girder, the segment girder with the compressive force is introduced into the alternating and piers, and the bottom plate is placed and cured, followed by pavement to complete the construction. do.
이상에서와 같이 구성 및 시공되는 본 발명에 따르면 다음과 같은 여러가지 장점을 나타내게 된다.According to the present invention configured and constructed as described above will exhibit various advantages as follows.
먼저, 본 발명에 따르면 분절거더를 구성하는 각 세그먼트의 공장 제작을 통해 품질관리가 잘 이루어지며, 현장제작에 따른 제약으로부터 벗어날 수 있는 장점 이 있다.First, according to the present invention, the quality control is well made through the factory production of each segment constituting the segment girder, there is an advantage to escape from the constraints on the production site.
즉, 본 발명은 일정한 길이로 분절된 교량 상부구조(분절형 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 거더)를 이를 구성하는 세그먼트의 공장 제작을 통해 균일한 품질로 정밀 제작한 후 가설장소에서 각종의 가설장비를 사용하여 포스트텐션에 의한 프리스트레스로써 순차적으로 연결하여 상부구조를 완성시킴으로써, 품질관리가 용이하게 이루어지며, 현장제작에 따른 제약으로부터도 벗어날 수 있게 된다.That is, the present invention uses a variety of construction equipment at the temporary site after precisely manufacturing the bridge superstructure (segmental precast prestressed concrete girder) segmented to a certain length by precisely producing a uniform quality through the factory production of the segment constituting it By completing the upper structure by sequentially connecting the pre-stress by post-tension, quality control is made easily, and can be freed from the constraints of on-site production.
다음으로, 본 발명은 분절거더를 구성하는 각 세그먼트의 연결시, 이음부 가까이에 위치하면서 단면 중앙부에 설치된 내부정착단에 길이가 짧은 긴장재를 이용하여 초기 긴장함으로써 이음부에 고른 압축응력을 분포시켜 균등접합을 실현할 수 있게 되는 장점이 있다.Next, the present invention distributes the compressive stress evenly to the joint by initial tension using a short tension material at the inner fixing end installed in the center of the cross section while being located near the joint when connecting each segment constituting the segment girder. There is an advantage that can be realized evenly.
즉, 최초 긴장을 내부정착단용 긴장재(4)로 시행하므로 외부 정착단의 긴장력은 존재하지 않는다. 이 경우 이음부의 접합면에 작용하는 응력을 식을 통해 살펴보면 아래와 같다.That is, since the initial tension is carried out by the tension member for internal fixation stage (4) there is no tension force of the external anchorage stage. In this case, the stress acting on the joint surface of the joint is as follows.
여기서, Yt는 중립축에서 거더 상연까지 거리, Yb:중립축에서 거더 하연까지 거리를 나타내며, (+)값은 압축, (-)값은 인장을 의미한다.Here, Yt represents the distance from the neutral axis to the upper edge of the girder, Yb : represents the distance from the neutral axis to the lower edge of the girder, (+) value means compression, and (-) value means tension.
상기 식에서 최초 긴장을 시행하는 내부정착단이 단면의 중립축에 가까우므 로 편심량은 "0"에 가까운 값을 지닌다(도 12의 단면 B-B를 따른 이음부 도면 참조).Since the internal fixation end subjected to the initial tension in the above equation is close to the neutral axis of the cross section, the amount of eccentricity has a value close to "0" (refer to the joint drawing along the section B-B in FIG. 12).
따라서 상기 식은 편심량을 "0"으로 가정하면 아래와 같이 수정이 가능하다.Therefore, the above equation can be modified as follows by assuming that the amount of eccentricity is "0".
따라서 접합면에는 고른 압축응력의 분포가 가능하므로 균등접합을 실현할 수 있다.Therefore, evenly distributed compressive stress can be achieved on the joint surface, so that even bonding can be realized.
그리고 본 발명은 정착부를 내외로 구분하여 배치함으로써 모멘트 형상에 부합하는 계단식 긴장력의 도입이 가능하므로(도 13 참조), 정착단에 과도한 압축응력이 도입되지 않아 지압파괴 또는 국부인장응력에 의한 균열등에 대해 안전성이 증대되는 장점이 있다.In addition, since the present invention enables the introduction of a stepped tension force corresponding to the moment shape by disposing the fixing part inside and outside (see FIG. 13), excessive compressive stress is not introduced into the fixing end, so that it is not cracked due to acupressure or local tensile stress. There is an advantage that the safety is increased.
또한 본 발명은 분절거더의 단부측에 모든 정착단이 배치되지는 않는 구조여서 단부측 정착장치의 개수를 줄일 수 있어 단면의 활용성이 증대되므로 중앙단면보다 형고가 낮은 형태로 제작할 수 있으며, 이에 따라 하부 변단면 하부에 추가의 긴장재가 배치 가능하므로 유지관리용 긴장재를 설치하여 거더의 공용수명을 증대시킬 수 있게 되는 장점이 있으며, 단부 형고를 낮게 제작하는 것이 가능하므로 하천통과 교량에서 여유고 확보에도 유리하다. In addition, the present invention has a structure in which not all the fixing end is arranged on the end side of the segment girder, so that the number of end-side fixing device can be reduced, thereby increasing the usability of the cross-section, so that it can be manufactured in a lower shape than the central cross section. Therefore, the additional tension member can be placed on the lower side of the lower side of the lower edge, so that the maintenance tension member can be installed to increase the common life of the girder. Also advantageous.
한편, 본 발명은 상기한 실시예들로 한정되지 아니하며, 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 한 여러가지 다양한 형태로의 변경 및 수정이 가능함은 물론이다. Meanwhile, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
따라서, 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예들로 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.Accordingly, the rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by what is stated in the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self evident.
본 발명에 따르면, 분절거더 이음부 및 일체화된 거더 정착단의 안정성을 증대시키고, 단부단면을 중앙단면보다 형고가 낮은 형태로 제작이 가능하여 하천통과 교량에서 여유고 확보에 유리하며, 유지관리용 긴장재를 배치하여 거더의 공용수명을 증가시킬 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다. According to the present invention, it is possible to increase the stability of the segmental girder joint and the integrated girder fixing end, and to produce the end section in a shape lower than that of the central section, so that it is advantageous to secure the clearance in the stream passages and bridges, and for maintenance. The possibility of industrial use is very high because the tension can be arranged to increase the service life of the girder.
도 1은 종래기술1에 따른 거더의 시공 순서도1 is a construction flowchart of the girder according to the
도 2는 종래기술1에 따른 거더의 이음 단면 부분절개 상세도Figure 2 is a partial cross-sectional view of the joint of the girder according to the
도 3은 종래기술1에 따른 거더의 긴장재 배치 상태를 나타낸 도면Figure 3 is a view showing a tension member arrangement state of the girder according to the
도 4는 종래기술1에 따른 거더 하연의 응력분포도 4 is a stress distribution diagram of the lower edge of the girder according to the
도 5는 종래기술2에 따른 거더의 시공순서도5 is a construction sequence diagram of the girder according to the
도 6은 종래기술2에 따른 거더의 이음 단면 부분절개 상세도6 is a partial cross-sectional view of the joint of the girder according to the
도 7은 종래기술2에 따른 거더의 긴장재 배치 상태를 나타낸 도면Figure 7 is a view showing a tension member arrangement state of the girder according to the
도 8은 종래기술2에 따른 거더 하연의 응력분포도8 is a stress distribution diagram of the lower edge of the girder according to the
도 9의 (가) 내지 (마)는 본 발명에 따른 분절형 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 거더의 시공 순서도9 (a) to (e) is a construction flowchart of the segmented precast prestressed concrete girder according to the present invention
도 10은 본 발명에 따른 좌측 또는 우측세그먼트의 이음 단면 부분절개 상세도10 is a detailed view of the partial cross-section of the joint of the left or right segment according to the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 중앙세그먼트의 이음 단면 부분절개 상세도11 is a detailed view of the partial cross-section of the joint of the central segment according to the present invention
도 12는 본 발명에 따른 거더의 긴장재 배치 상태를 나타낸 도면12 is a view showing a tension member arrangement state of the girder according to the present invention.
도 13은 본 발명에 따른 거더 하연의 응력분포도13 is a stress distribution diagram of the lower edge of the girder according to the present invention
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1:좌측세그먼트 2:우측세그먼트1: left segment 2: right segment
3:중앙세그먼트 10,20:잭수용공간3:
11,21,31:제1덕트 12,22,32:제2덕트11, 21, 31:
13,23:전단키 33:키홈13, 23: shear key 33: key groove
4:내부정착단용 긴장재 5:외부정착단용 긴장재4: tension member for internal fixation 5: tension member for external fixation
6:유지관리용 긴장재 8:예비덕트 6: Maintenance tension material 8: Spare duct
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