KR101039656B1 - 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 psc 교각 및 이의 시공 방법 - Google Patents

강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 psc 교각 및 이의 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각 및 이의 시공 방법에 관한 것으로서, 특히 PSC 교각 시공 방법에 있어서, 복수의 기초용 쉬스관과, 교각 길이만큼 연장 형성되어 상기 기초용 쉬스관에 삽입되는 강선과, 상기 강선이 관통되며, 전단 연결을 위한 복수의 전단 연결재가 상면으로 돌출 형성되도록 교각 기초를 시공하는 교각 기초 시공 공정과; 상기 교각 기초에 삽입 설치된 상기 기초용 쉬스관과 강선 사이에 상기 강선과 동일 길이를 가지는 강선 지지용 강관을 삽입하는 강선 지지용 강관 삽입 공정과; 상면에 복수의 전단 연결재와, 이와 대응되는 저면에 복수의 연결 소켓을 구비하도록 기제작된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트의 각각의 연결 소켓을 상기 교각 기초의 상면에 구비된 각각의 전단 연결재와 1:1 상호 결합시켜 상기 세그먼트를 상기 교각 기초의 상면에 적층하는 제 1적층 공정과; 상기 세그먼트의 각각의 전단 연결재에 이웃하는 세그먼트의 각각의 연결 소켓을 1:1 상호 결합시켜 세그먼트를 다단으로 적층하는 제 2적층 공정과; 최상단의 세그먼트의 상면에 코핑부를 형성하는 코핑부 형성 공정; 및 상기 강선 지지용 강관을 제거한 후 상기 강선을 긴장시켜 정착시키는 정착 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 교각 기초 및 세그먼트에 부분적으로 짧은 길이의 강재 덕트를 이용한 전단 연결재를 설치함으로써 공사비 상승을 미연에 방지하고, 세그먼트와 교각 기초와의 연결을 용이하도록 하며, 접합부의 전단 파괴를 미연에 방지할 수 있으며, 강선과 쉬스관 사이에 강선의 자립을 위한 강선 지지용 강관을 삽입함으로써 세그먼트 적층시에 강선 지지용 강관에 의해 강선이 직립하도록 하여 시공성을 향상시킬 수 있다.
프리캐스트, 세그먼트, PSC, 교각, 시공, 전단 연결재, 연결 소켓

Description

강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각 및 이의 시공 방법{PSC BRIDGE PIER ASSEMBLED WITH PRECAST CONCRETE SEGMENTS HAVING STEEL DUCT AND STEEL PIPE, AND CONSTRUCTING METHOD THEREOF}
본 발명은 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각 및 이의 시공 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 교각 기초 및 세그먼트에 부분적으로 짧은 길이의 강재 덕트를 이용한 전단 연결재를 설치하고, 세그먼트 및 코핑부에 부분적으로 짧은 길이의 강재 덕트를 이용한 연결 소켓을 설치하며, 강선의 자립을 위해 강관을 쉬스관과 강선 사이에 삽입하도록 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 현장에서의 콘크리트 타설로 인한 교량의 시공은 공사기간이 늘어나고, 환경문제 및 이로 인한 민원문제의 발생으로 인하여 근래에는 이와 같은 시공방법이 줄어들고, 대신 미리 성형된 세그먼트를 현장에서 조립식으로 시공하는 급속 시공 방법이 많이 이용되고 있다.
상기한 급속 시공 방법은 교량의 전체적인 공사 기간을 단축할 수 있을 뿐 아니라 환경문제 및 민원 문제를 최소화할 수 있는 방안이 되고 있으며, 이러한 급속시공 방법은 대형 장비를 이용하여야 함에 따라 건설환경을 기계화하는데 일조하고 있는 것이 사실이다.
이러한 세그먼트를 조립함에 있어서 세그먼트 사이에 존재하게 되는 불연속면에서의 전단연결을 위해서는 전단키를 설치하여 기계적인 맞물림에 의한 전단저항력이 발휘되도록 하여야 한다. 프리캐스트 콘크리트 세그먼트의 경우 일반적으로 이러한 전단키는 세그먼트를 제작할 때 세그먼트의 일측에 돌출부 형태로 만들게 된다. 그런데 이와 같이 세그먼트의 일측에 돌출된 형태의 전단키를 제작하는 경우, 거푸집을 탈형할 때, 사소한 부주의로 인하여 전단키가 부러지는 현상이 쉽게 발생하게 된다. 특히 전단키의 크기가 작고 그 돌출 길이가 클수록 세그먼트 제작과정에서 전단키의 부러짐 현상이 발생하기 쉽다. 그 뿐만 아니라 거푸집의 전단키 형성 부분 내에 콘크리트가 제대로 채워지지 않아 거푸집을 탈형하였을 때 세그먼트에 전단키가 원하는 형태로 형성되어 있지 아니한 경우가 종종 발생한다.
한편, 이웃하는 세그먼트에 연속적으로 긴장재를 배치함에 있어서, 세그먼트 간의 불연속면을 통해서 누수가 발생할 가능성이 있다. 세그먼트간의 불연속면 즉, 세그먼트의 접합면에서 발생하는 긴장재 설치공에서의 누수는 긴장재의 부식을 유발하게 되고 이는 긴장재의 손상을 가져오게 되어 구조물의 붕괴 등과 같은 구조물 전체에 심각한 문제를 유발할 수 있게 된다. 따라서 세그먼트를 연속적으로 조립함에 있어서는 세그먼트에 연속적으로 배치되는 긴장재의 부식을 방지할 수 있도록 하기 위한 별도의 특별 조치가 필요하다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 출원인에 의해 특허 등록 10-0738999호(강재 덕트를 이용한 조립구조를 가지는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 및 그 연결 조립구조)가 개발되었다.
도 1에 도시된 바와 같이 상기 강재 덕트를 이용한 조립구조를 가지는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(10)(이하, "세그먼트"라고 약칭한다)의 내부에는 세그먼트(10)의 조립 방향으로 전단연결을 위한 강재 덕트가 관통된 상태로 매립되어 있다. 상기 강재 덕트는 원통형 강선 지지용 강관으로 이루어지며 세그먼트(10)에 긴장력을 도입하게 될 긴장재가 상기 강재 덕트(20)의 내부를 관통하여 배치된다.
도면에 도시된 것처럼, 상기 강재 덕트(20)는 그 하단부는 상기 세그먼트(10)의 하면에 맞추어 위치하게 되어 외부로 돌출되지 아니하지만, 상기 강재 덕트(20)의 상단부는 상기 세그먼트(10)의 상면 밖으로 돌출되어 위치하게 된다. 상기 외부로 돌출된 강재 덕트(20)의 상단부는 후술하는 것처럼, 이웃하는 세그먼트(10)끼리 조립할 때, 이웃 세그먼트(10)의 하면 즉, 이웃 세그먼트(10) 내에 매립 설치된 강재 덕트(20)의 하단부에 삽입된다. 이러한 서로 이웃하는 세그먼트(10)들 사이에서 상기 강재 덕트(20)의 용이한 삽입 결합을 위하여 상기 강재 덕트(20)의 하단부는 그 직경이 확대된 확관부(21)로 이루어지고, 또한 이러한 확관부(21)의 형성에 더하여 상기 강재 덕트(20)의 상단부는 점점 그 직경이 줄어들도록 테이퍼진 축관부(23)로 형성된다.
그러나, 강재 덕트의 일단에 축관부를 형성하고, 타단에 확관부를 형성하기 때문에 세그먼트의 길이가 길어지는 경우 이와 함께 강재 덕트의 길이도 길어져 공 사비 상승을 초래하는 문제점이 있다.
또한, 교각 총길이와 동일한 강선이 삽입된 쉬스관을 교각 기초에 설치후 세그먼트를 적층시 강선에서 휨이 발생하고, 이로 인해 세그먼트의 적층이 어려운 다른 문제점이 있다.
또, 교각 구체에 사용되는 세그먼트를 교각 기초와 연결시키는 경우 교각 기초에 별도로 세그먼트와 연결되는 전단부가 형성되지 않기 때문에 세그먼트와 교각 기초와의 연결이 용이하지 않고, 이로 인해 접합부의 전단 파괴 우려의 소지를 안고 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 교각 기초 및 세그먼트에 부분적으로 짧은 길이의 강재 덕트를 이용한 전단 연결재를 설치하고, 세그먼트 및 코핑부에 부분적으로 짧은 길이의 강재 덕트를 이용한 연결 소켓을 설치함으로써 공사비 상승을 미연에 방지하고, 세그먼트와 교각 기초와의 연결을 용이하도록 하며, 접합부의 전단 파괴를 미연에 방지하도록 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각 및 이의 시공 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 강선과 쉬스관 사이에 강선의 자립을 위한 강선 지지용 강관을 삽입함으로써 세그먼트 적층시에 강선 지지용 강관에 의해 강선이 직립하도록 하여 시공성을 향상시키도록 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각 및 이의 시공 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또, 본 발명은 교각 기초 및 세그먼트의 모서리를 모따기하고, 이에 실링재를 부착함으로써 세그먼트 사이를 방수함과 동시에 실링재에 색상을 부가하여 심미감을 줄 수 있도록 하는 데 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각 및 이의 시공 방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
PSC 교각 시공 방법에 있어서, 복수의 기초용 쉬스관과, 교각 길이만큼 연장 형성되어 상기 기초용 쉬스관에 삽입되는 강선과, 상기 강선이 관통되며, 전단 연결을 위한 복수의 전단 연결재가 상면으로 돌출 형성되도록 교각 기초를 시공하는 교각 기초 시공 공정과; 상기 교각 기초에 삽입 설치된 상기 기초용 쉬스관과 강선 사이에 상기 강선과 동일 길이를 가지는 강선 지지용 강관을 삽입하는 강선 지지용 강관 삽입 공정과; 상면에 복수의 전단 연결재와, 이와 대응되는 저면에 복수의 연결 소켓을 구비하도록 기제작된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트의 각각의 연결 소켓을 상기 교각 기초의 상면에 구비된 각각의 전단 연결재와 1:1 상호 결합시켜 상기 세그먼트를 상기 교각 기초의 상면에 적층하는 제 1적층 공정과; 상기 세그먼트의 각각의 전단 연결재에 이웃하는 세그먼트의 각각의 연결 소켓을 1:1 상호 결합시켜 세그먼트를 다단으로 적층하는 제 2적층 공정과; 최상단의 세그먼트의 상면에 코핑부를 형성하는 코핑부 형성 공정; 및 상기 강선 지지용 강관을 제거한 후 상기 강 선을 긴장시켜 정착시키는 정착 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 교각 기초는 상면에 세그먼트용 요홈이 형성되고, 상기 요홈에 수평 유지 및 무수축 몰탈 충진을 위한 고무 패드가 더 삽입 설치된다.
여기에서 또한, 상기 요홈은 무수축 몰탈의 부착이 용이하도록 칩핑(Chipping)된다.
여기에서 또, 상기 세그먼트는 상기 강선 및 강선 지지용 강관이 관통되도록 상기 기초용 쉬스관과 1:1 대응되고, 상기 전단 연결재의 하단에서 연결 소켓의 상단까지 연장되는 세그먼트용 쉬스관을 더 구비한다.
여기에서 또, 상기 세그먼트는 최상단의 세그먼트의 저면 모서리와, 최하단의 세그먼트와 최상단의 세그먼트에 이웃하는 세그먼트의 상하면 모서리에 각각 모따기부가 형성되고, 상기 모따기부에 실링재가 결합된다.
여기에서 또, 상기 세그먼트는 상기 전단 연결재의 외측면에서 일정 거리 이격되어 링 형태의 실링홈이 형성되고, 상기 실링홈에 실링용 고무 패드가 설치된다.
여기에서 또, 상기 실링용 고무 패드는 상면에 상기 연결 소켓의 저면이 면접된다.
여기에서 또, 상기 강선 지지용 강관은 상기 교각 기초에서 강관 지지용 철근에 의해 고정되고, 상기 세그먼트의 적층시 제거된다.
여기에서 또, 상기 코핑부는 최상단의 세그먼트 상면에서 현장 타설되거나 또는 프리캐스트로 기제작되어 최상단의 세그먼트의 상면에 적층된다.
여기에서 또, 상기 코핑부는 상기 세그먼트의 전단 연결재와 1:1 대응되는 위치인 저면에 연결 소켓을 삽입하여 형성된다.
여기에서 또, 상기 코핑부는 상기 강선 및 강선 지지용 강관이 관통되도록 상기 세그먼트용 쉬스관과 1:1 대응되고, 이의 상면에서 연결 소켓의 상단까지 연장되는 코핑용 쉬스관을 더 구비한다.
여기에서 또, 상기 전단 연결재는 상하면이 개방된 원통형 또는 상하면이 개방되되 상단이 좁고 하단으로 갈수록 넓어지는 테이퍼형으로 형성된다.
여기에서 또, 상기 연결 소켓은 상면이 폐쇄되고, 하면이 개방된 원통형으로 형성되되, 상면 중앙부에 상기 기초용 쉬스관 또는 세그먼트용 쉬스관이 관통되는 관통홀을 구비한다.
여기에서 또, 상기 전단 연결재 및 연결 소켓은 상호 결합시 갭(Gap)을 유지하고, 갭과, 전단 연결재 및 연결 소켓 내부에 무수축 몰탈이 충진된다.
여기에서 또, 상기 제 2적층 공정은 상기 세그먼트의 상면에 접착제를 도포한 후 이웃하는 세그먼트를 적층한다.
본 발명의 다른 특징은,
상기의 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법에 의해 시공된 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각 및 이의 시공 방법에 따르면, 교각 기초 및 세그먼트에 부분적으로 짧은 길이의 강재 덕트를 이용한 전단 연결재를 설치함으로써 공사비 상승을 미연에 방지하고, 세그먼트와 교각 기초와의 연결을 용이하도록 하며, 접합부의 전단 파괴를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 강선과 쉬스관 사이에 강선의 자립을 위한 강선 지지용 강관을 삽입함으로써 세그먼트 적층시에 강선 지지용 강관에 의해 강선이 직립하도록 하여 시공성을 향상시켜 시공 기간을 단축시킬 수 있다.
또, 본 발명에 따르면 교각 기초 및 세그먼트의 모서리를 모따기하고, 이에 실링재를 부착함으로써 세그먼트 사이를 방수함과 동시에 실링재에 색상을 부가하여 심미감을 줄 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각중 교각 기초의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A 단면도이며, 도 4는 도 2의 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각중 세그먼트의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각중 세그먼트의 구성을 나타낸 저면 사시도이며, 도 7은 도 6의 B-B 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각중 코핑부의 구성을 나타낸 측단면도이며, 도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각중 전단 연결재의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 10은 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각중 연결 소켓의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 11은 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각을 나타낸 단면도이다.
도 2 내지 도 11에 도시된 바와 같이 교각 기초(110)는 현장에서 타설되는 데, 상단부에 전단 연결을 위한 복수의 전단 연결재(203)가 삽입되어 전단 연결재(203)가 상면으로 돌출 형성된다.
그리고, 교각 기초(110)는 복수의 기초용 쉬스관(111)과, 교각 길이만큼 연장 형성되어 기초용 쉬스관(111)에 삽입되는 강선(201)을 구비하며, 전단 연결재(203)의 내외측으로 상면에 세그먼트용 요홈(113)이 형성되는 데, 요홈(113)은 그 면이 무수축 몰탈의 부착이 용이하도록 칩핑(Chipping)되고, 요홈(113)에 수평 유지 및 무수축 몰탈 충진의 누수 방지를 위한 고무 패드(115)가 더 삽입 설치된다. 이때, 기초용 쉬스관(111)의 일끝단에는 강선(201)을 정착시키기 위한 정착구(202)가 연결 설치된다.
또한, 교각 기초(110)의 상면 모서리는 다짐 장비 등에 의한 파손을 차단하기 위하여 모따기부(117)가 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 교각 기초(110)는 양생이 완료되면 기초용 쉬스관(111)과 강선(201) 사이에 강선(201)과 동일 길이를 가지는 강선 지지용 강관(207)을 삽입하고, 강선 지지용 강관(207)을 지지용 철근(119)에 의해 고정시킨다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 세그먼트(120)는 직육면체 또는 원통형으로 충실(充實) 또는 중공(中空)으로 형성되어 상면에 복수의 전단 연결재(203)와, 이와 대응되는 저면에 복수의 연결 소켓(205)을 구비한다.
그리고, 세그먼트(120)는 강선(201) 및 강선 지지용 강관(207)이 관통되도록 기초용 쉬스관(111)과 1:1 대응되고, 전단 연결재(203)의 하단에서 연결 소켓(205)의 상단까지 연장되는 세그먼트용 쉬스관(121)을 더 구비한다.
또한, 세그먼트(120)는 모서리에 모따기부(123)가 형성되고, 모따기부(123)에 실링재(125)가 결합되고, 전단 연결재(203)의 외측면에서 일정 거리 이격되어 링 형태의 실링홈(127)이 형성되고, 실링홈(127)에 실링용 고무 패드(129)가 설치되는 데, 실링용 고무 패드(129)는 상면에 연결 소켓(205)의 저면이 면접된다. 이때, 실링재(125)를 대신하여 몰탈이 타설될 수도 있다.
도 8 및 도 11에 도시된 바와 같이 코핑부(130)는 최상단의 세그먼트 상면에서 현장 타설되거나 또는 프리캐스트로 기제작되어 최상단의 세그먼트의 상면에 적층된다.
그리고, 코핑부(130)는 세그먼트(120)의 전단 연결재(203)와 1:1 대응되는 위치인 저면에 연결 소켓(205)을 삽입하여 형성되고, 강선(201) 및 강선 지지용 강관(207)이 관통되도록 세그먼트용 쉬스관(121)과 1:1 대응되고, 이의 상부, 즉 정착구(202)에서 연결 소켓(205)의 상단까지 연장되는 코핑용 쉬스관(131)을 구비한다.
한편, 본 발명의 교각 기초(110) 및 세그먼트(120)에 형성된 전단 연결재(203)는 도 9a에 도시된 바와 같이 스틸 재질로 상하면이 개방된 원통형으로 형성된다. 여기에서, 전단 연결재(203)는 도 9b에 도시된 바와 같이 상하면이 개방되되 상단이 좁고 하단으로 갈수록 넓어지는 테이퍼형으로 형성될 수도 있다.
그리고, 세그먼트(120) 및 코핑부(130)에 형성된 연결 소켓(205)은 도 10에 도시된 바와 같이 상면이 폐쇄되고, 하면이 개방된 원통형으로 형성되되, 상면 중앙부에 기초용 쉬스관(111) 또는 세그먼트용 쉬스관(121)이 관통되는 관통홀(206)을 구비한다.
한편, 전단 연결재(203) 및 연결 소켓(205)은 상호 결합시 갭(G)을 유지하고, 갭(G)과, 전단 연결재(203) 및 연결 소켓(205) 내부에 무수축 몰탈이 충진된다.
또한, 기초용 쉬스관(111)과 세그먼트용 쉬스관(121) 및 코핑용 쉬스관(131) 내부에는 무수축 몰탈이 충진되어 내부에 위치한 강선(201)의 긴장력을 유지시킨 다.
이하, 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 12는 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법을 간략화시킨 공정도이고, 도 13a 내지 도 13g는 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
먼저, 도 13a에 도시된 바와 같이 복수의 기초용 쉬스관(111)과, 교각 길이만큼 연장 형성되어 기초용 쉬스관(111)에 삽입되는 강선(201)과, 강선(201)이 관통되며, 전단 연결을 위한 복수의 전단 연결재(203)가 상면으로 돌출 형성되도록 교각 기초(110)를 지표면에 시공한다(S110). 이때, 교각 기초(110)는 다짐 장비에 의해 지표면에서 다짐 공정을 수행한다.
그리고, 도 13b에 도시된 바와 같이 교각 기초(110)에 삽입 설치된 기초용 쉬스관(111)과 강선(201) 사이에 강선(201)과 동일 길이를 가지는 강선 지지용 강관(207)을 삽입한다(S120). 이때, 강선 지지용 강관(207)을 지지용 철근(119)에 의해 고정시키는 것이 바람직하다.
그런 다음, 도 13c에 도시된 바와 같이 기제작된 세그먼트(120)를 교각 기초(110)의 상면에 적층하는 데, 교각 기초(110)의 세그먼트용 요홈(113)에 수평 유지를 위해 고무 패드(115)를 올려놓은 상태에서 세그먼트(120)의 연결 소켓(205)을 교각 기초(110)의 전단 연결재(203)와 1:1 상호 결합시킨다(S130). 이때, 강선(201) 및 강선 지지용 강관(207)은 세그먼트(120)의 세그먼트용 쉬스관(121)을 통해 세그먼트(120)를 관통한다. 또한, 고무 패드(115) 사이의 공간을 통해 세그먼트용 요홈(113)에 무수축 몰탈 충진한다.
도 13d에 도시된 바와 같이 이러한 상태에서 다시 설계 높이까지 기제작된 세그먼트(120)를 교각 기초(110)의 상면에 적층된 세그먼트(120)의 상면에 순차적으로 적층하는 데, 연결 소켓(205)과 전단 연결재(203)를 1:1 상호 결합시킨다(S140). 이때, 지지용 철근(119)을 강선 지지용 강관(207)에서 제거하여 세그먼트(120)를 적층시킨다. 또한, 세그먼트(120)의 상면과 이웃하는 세그먼트(120)의 저면에는 에폭시가 도포되어 이들을 상호 결합시킨다.
그리고, 도 13e에 도시된 바와 같이 최상단의 세그먼트 상면에 코핑부(130)를 현장 타설하거나 또는 프리캐스트로 기제작된 것을 최상단의 세그먼트의 상면에 적층하는 데, 전단 연결재(203)와 연결 소켓(205)을 상호 결합시킨다(S150). 이때, 코핑용 쉬스관(131)을 통해 강선(201) 및 강선 지지용 강관(207)이 배출된다.
그런 다음, 도 13f에 도시된 바와 같이 강선 지지용 강관(207)을 빼낸 다음, 강선(201)을 긴장시켜 정착시킨다(S160). 강선(201)의 정착은 통상의 방법으로 그 상단에 정착구(202)를 결합시켜 긴장시키고, 교각 기초(110)의 정착구(202)를 통해 기초용 쉬스관(111) 내부로 몰탈을 충진하여 세그먼트용 쉬스관(121) 및 코핑용 쉬스관(131)의 전길이 방향으로 몰탈을 충진한다.
그리고, 전단 연결재(203)와, 연결 소켓(205) 내부에 무수축 몰탈을 충진한 다. 이때, 연결 소켓(205)의 저면이 면접한 실링용 고무 패드(129)에 의해 무수축 몰탈이 외부로 미배출된다.
한편, 도 13g에 도시된 바와 같이 교각 시공이 완료되면 세그먼트(120)와 이웃하는 세그먼트(120) 사이, 즉 모따기부(123)에 콘크리트와 다른 색상이 부여된 실링재(125)를 접착시켜 이들 사이를 실링시킨다. 이때, 실링재(125)를 대신하여 몰탈을 타설할 수도 있으며, 실링재(125)는 세그먼트(120)의 적층 과정에서 부착될 수도 있다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 강재 덕트를 이용한 조립구조를 가지는 세그먼트의 구성을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각중 교각 기초의 구성을 나타낸 사시도,
도 3은 도 2의 A-A 단면도이며, 도 4는 도 2의 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각중 세그먼트의 구성을 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각중 세그먼트의 구성을 나타낸 저면 사시도,
도 7은 도 6의 B-B 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각중 코핑부의 구성을 나타낸 측단면도,
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각중 전단 연결재의 구성을 나타낸 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각중 연결 소켓의 구성을 나타낸 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각을 나타낸 단면도,
도 12는 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법을 간략화시킨 공정도,
도 13a 내지 도 13g는 본 발명에 따른 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법을 설명하기 위한 공정도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
110 : 교각 기초 120 : 세그먼트
130 : 코핑부 201 : 강선
203 : 전단 연결재 205 : 연결 소켓
207 : 강선 지지용 강관

Claims (16)

  1. PSC 교각 시공 방법에 있어서,
    복수의 기초용 쉬스관과, 교각 길이만큼 연장 형성되어 상기 기초용 쉬스관에 삽입되는 강선과, 상기 강선이 관통되며, 전단 연결을 위한 복수의 전단 연결재가 상면으로 돌출 형성되도록 교각 기초를 시공하는 교각 기초 시공 공정과;
    상기 교각 기초에 삽입 설치된 상기 기초용 쉬스관과 강선 사이에 상기 강선과 동일 길이를 가지는 강선 지지용 강관을 삽입하는 강선 지지용 강관 삽입 공정과;
    상면에 복수의 전단 연결재와, 이와 대응되는 저면에 복수의 연결 소켓을 구비하도록 기제작된 세그먼트의 각각의 연결 소켓을 상기 교각 기초의 상면에 구비된 각각의 전단 연결재와 1:1 상호 결합시켜 상기 세그먼트를 상기 교각 기초의 상면에 적층하는 제 1적층 공정과;
    상기 세그먼트의 각각의 전단 연결재에 이웃하는 세그먼트의 각각의 연결 소켓을 1:1 상호 결합시켜 세그먼트를 다단으로 적층하는 제 2적층 공정과;
    최상단의 세그먼트의 상면에 코핑부를 형성하는 코핑부 형성 공정; 및
    상기 강선 지지용 강관을 제거한 후 상기 강선을 긴장시켜 정착시키는 정착 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 교각 기초는,
    상면에 세그먼트용 요홈이 형성되고,
    상기 요홈에 수평 유지 및 무수축 몰탈 충진을 위한 고무 패드가 더 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 요홈은,
    무수축 몰탈의 부착이 용이하도록 칩핑(Chipping)되는 것을 특징으로 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 세그먼트는,
    상기 강선 및 강선 지지용 강관이 관통되도록 상기 기초용 쉬스관과 1:1 대응되고, 상기 전단 연결재의 하단에서 연결 소켓의 상단까지 연장되는 세그먼트용 쉬스관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 세그먼트는,
    최상단의 세그먼트의 저면 모서리와, 최하단의 세그먼트와 최상단의 세그먼트에 이웃하는 세그먼트의 상하면 모서리에 각각 모따기부가 형성되고, 상기 모따기부에 실링재가 결합되는 것을 특징으로 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 세그먼트는,
    상기 전단 연결재의 외측면에서 일정 거리 이격되어 링 형태의 실링홈이 형성되고, 상기 실링홈에 실링용 고무 패드가 설치되는 것을 특징으로 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 실링용 고무 패드는,
    상면에 상기 연결 소켓의 저면이 면접되는 것을 특징으로 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 강선 지지용 강관은,
    상기 교각 기초에서 지지용 철근에 의해 고정되고, 상기 세그먼트의 적층시 제거되는 것을 특징으로 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 코핑부는,
    최상단의 세그먼트 상면에서 현장 타설되거나 또는 프리캐스트로 기제작되어 최상단의 세그먼트의 상면에 적층되는 것을 특징으로 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 코핑부는,
    상기 세그먼트의 전단 연결재와 1:1 대응되는 위치인 저면에 연결 소켓을 삽입하여 형성되는 것을 특징으로 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 코핑부는,
    상기 강선 및 강선 지지용 강관이 관통되도록 상기 세그먼트용 쉬스관과 1:1 대응되고, 이의 상부에서 상기 연결 소켓의 상단까지 연장되는 코핑용 쉬스관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전단 연결재는,
    상하면이 개방된 원통형 또는 상하면이 개방되되 상단이 좁고 하단으로 갈수록 넓어지는 테이퍼형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 연결 소켓은,
    상면이 폐쇄되고, 하면이 개방된 원통형으로 형성되되, 상면 중앙부에 상기 기초용 쉬스관 또는 세그먼트용 쉬스관이 관통되는 관통홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 전단 연결재 및 연결 소켓은,
    상호 결합시 갭(Gap)을 유지하고, 갭과, 전단 연결재 및 연결 소켓 내부에 무수축 몰탈이 충진되는 것을 특징으로 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2적층 공정은,
    상기 세그먼트의 상면에 접착제를 도포한 후 이웃하는 세그먼트를 적층하는 것을 특징으로 하는 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법.
  16. 제 1 항의 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각의 시공 방법에 의해 시공된 강재 덕트 및 강관을 구비하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 조립된 PSC 교각.
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