KR101045929B1 - 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널 및 이의 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프리캐스트 콘크리트 패널 상면 내부에 길이방향으로 주철근을 배근하되, 그 상면은 프리캐스트 콘크리트 패널 상면과 일치되게 노출시킴으로써, 향후 바닥판 현장타설시 주철근에 직각방향으로 중첩 배근될 배력철근과 직접 결속하도록 하여 프리캐스트 콘크리트 패널과 현장 콘크리트와의 합성으로 인한 연속성을 확실하게 함으로, 일체 거동성과 하중 분산을 효과적으로 하여 안전성 향상뿐만 아니라, 불필요한 철근의 배제로 경제성과 시공성이 향상되며, 장경간에도 사용할 수 있음에 따라 현장 적용성이 광범위하며, 철근 중복 배제 및 래티스바 설치 갯수를 감소시켜 자재 소요가 최소화됨에 따라 경제성이 유리하면서 폐자재 발생이 억제됨으로 환경친화적이며, 경량화에 의한 인력 및 장비 투입의 최소화로 시공성 향상을 추구하도록 한 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널은 프리캐스트 콘크리트 패널과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널 내부에 길이방향으로 매립하여 배근된 주철근과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 내부로부터 현장타설 콘크리트 공간부에 일부가 돌출되도록 설치된 선형조정바와; 상기 선형조정바 상에 부착되는 강봉가이드쉬스와; 상기 강봉가이드쉬스 간에 연결 삽입하여 설치되는 고강도 강봉과; 상기 강봉가이드쉬스 상에 상호 횡방향으로 연결하여 고정되는 횡가로강봉과; 상기 고강도 강봉의 단부와 프리캐스트 콘크리트 패널을 고정하는 강봉정착장치와; 상기 고강도 강봉의 중간에 고정 설치되며, 상기 고강도 강봉에 프리스트레스인장력을 도입하는 외부강봉 긴장장치로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널 시공방법은 구조물을 구성하는 거더, 슬래브, 벽체의 각종 부분에 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 갠트리크레인으로 설치한 후, 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 내부 공간에 수평 배력철근 등의 철근을 연속 배치한 후, 현장 콘크리트를 타설하여 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 구축함을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널은 프리캐스트 콘크리트 패널과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널 내부에 길이방향으로 매립하여 배근된 주철근과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 내부로부터 현장타설 콘크리트 공간부에 일부가 돌출되도록 설치된 선형조정바와; 상기 선형조정바 상에 부착되는 강봉가이드쉬스와; 상기 강봉가이드쉬스 간에 연결 삽입하여 설치되는 고강도 강봉과; 상기 강봉가이드쉬스 상에 상호 횡방향으로 연결하여 고정되는 횡가로강봉과; 상기 고강도 강봉의 단부와 프리캐스트 콘크리트 패널을 고정하는 강봉정착장치와; 상기 고강도 강봉의 중간에 고정 설치되며, 상기 고강도 강봉에 프리스트레스인장력을 도입하는 외부강봉 긴장장치로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널 시공방법은 구조물을 구성하는 거더, 슬래브, 벽체의 각종 부분에 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 갠트리크레인으로 설치한 후, 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 내부 공간에 수평 배력철근 등의 철근을 연속 배치한 후, 현장 콘크리트를 타설하여 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 구축함을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 특히 프리캐스트 콘크리트 패널의 외부 노출면, 즉 현장타설 콘크리트 공간부에 고강도 강봉을 프리캐스트 콘크리트 패널 단부에 설치된 강봉정착장치에서 프리캐스트 콘크리트 패널 내부에 설치된 선형조정바를 상부에 걸쳐 설치하고, 상기 고강도 강봉 선상의 중간부나 상기 프리캐스트 콘크리트 패널 단부에 프리스트레스 도입용 외부강봉 긴장장치를 설치하고, 상기 외부강봉 긴장장치에 의해 프리스트레스힘을 가하면 고강도 강봉에 상기 프리스트레스힘이 작용하여 프리캐스트 콘크리트 패널에 프리스트레스가 도입되어 외력에 의한 응력과 변형을 상쇄함으로써, 장경간에도 사용할 수 있음에 따라 현장 적용성이 광범위하며, 적용 부재 즉 바닥판, 벽체 및 거더 등에도 사용이 가능함으로 적용부재가 다양화할 뿐만 아니라, 외력에 의해 콘크리트 패널에 발생하는 균열을 제어하기 위해 사용되는 래티스바, 철근이나 와이어매쉬 등의 자재 소요가 최소화로 경제성이 유리하면서 폐자재 발생이 억제됨으로 환경친화적이며, 중량이 경량화에 의한 인력 및 장비 투입의 최소화로 시공성 향상을 추구하도록 한 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 기존 구조물의 슬래브, 거더 및 벽체 등을 철근 조립이나 콘크리트를 타설 시공할 때, 발생할 수 있는 여러 가지 문제점으로, 콘크리트 타설을 위한 거푸집과 동바리 등을 설치 및 해체에 따라 공사비 및 공기의 증가, 인력 시공에 의한 안전사고 발생의 과다 및 증대된 자재 소요량으로 인해 발생하는 폐자재 등에 의해 비환경적 요소 등이 있는 실정이다.
예컨대, 기존 방법으로서 미리 거더(20)를 시공한 상태에서 거더(20) 상면에 구조물의 슬래브(40)를 시공하기 위하여 거푸집(30) 및 동바리(35)를 이용하는 예를 살펴보면 도 1과 같다.
즉, 먼저 구조물 슬래브(40)를 시공하기 위하여 기둥 상면에 거더(20)를 종, 횡방향으로 서로 이격 시공한 상태에서, 상기 거더(20)의 상부플랜지(22) 상면에 거더(20)와 거더(20) 사이의 공간부에 콘크리트 슬래브(40)를 축조하기 위해 상기 거더(20)의 하부플랜지(21)나 아래층 바닥판까지 지지대, 장선 및 브레이싱 등으로 구성된 동바리(35)를 거치한 후, 상기 동바리(35) 상면에 여러 장선과 멍에로 지지된 거푸집(30)을 설치하고, 상기 거푸집(30) 상면에 철근 조립과 콘크리트를 타설 및 양생함으로써 슬래브(40)가 형성되며, 상기 슬래브(40) 시공 후에는 거푸집(30)의 하단의 동바리(35)를 철거하고, 거푸집(30)을 해체하여 완성하는 것이다.
여기서, 상기한 바와 같은 거푸집(30) 및 동바리(35)의 설치 및 해체작업은 여러 공종의 결합에 의한 시공성 저하로 공기 증가, 자재 소요량 증대에 따른 폐자재 증가로 환경 파괴가 되고, 인력 시공 증가로 인해 공사비의 증가와 안전성 저해 요인이 될 수밖에 없고, 상기한 거푸집(30)은 거더(20) 주변에서 이루어지므로 고소작업이 될 수밖에 없어 안전사고가 발생할 여지가 매우 큰 문제점이 있다.
따라서, 구조물용 슬래브를 시공함에 있어서, 거푸집(30) 및 동바리(35) 설치 및 해체작업이 필요하지 않은 새로운 형태의 구조물 슬래브 시공방법이 요구되고 있는 실정이다.
상기한 새로운 형태의 구조물 슬래브 시공방법의 대표적인 예가 데크플레이트(Deck Plate)를 이용하는 방법이다.
즉, 구조물의 콘크리트 타설을 위해 데크플레이트를 영구 거푸집으로 활용하는 공법으로 도 2에 도시된 바와 같이, 홈이 형성된 파형강판을 이용하여 데크플레이트(50)를 제작하여, 크레인 또는 작업 대차를 이용하여 거더(20) 상면 사이에 다수의 상기 데크플레이트(50)를 병렬로 설치한 후, 상기 데크플레이트(50)를 영구 거푸집으로 하여, 그 상면에 철근조립과 콘크리트를 타설하여 데크플레이트(50)와 슬래브(40)를 합성함으로써, 별도의 거푸집 해체가 필요없는 시공상 간편함이 주된 장점인 파형 강판을 이용한 데크플레이트 시공방법이 소개되었다.
상기한 바와 같은 데크플레이트(50)를 이용한 구조물 슬래브 시공방법은 구조물의 원활한 유지관리를 이용하여 최우선으로 요구되는 필수적인 점검항목 중 하나인 슬래브 균열조사에 있어, 파형 강판인 데크플레이트(50)로 인해 슬래브(40)의 콘크리트에서 발생하는 균열 패턴 확인이 거의 불가능하고, 파형 강판인 데크플레이트(50) 표면에 녹이 발생하여 지속적인 도장이 요구되고, 강성이 현저히 적은 강재를 데크플레이트(50)로 이용하는 경우에는 슬래브 시공중, 콘크리트 타설로 인한 하중에 의해 과다 처짐이 발생되는 문제점 등이 있어, 적용할 수 있는 단면 형상이 제한과 장경간에도 적용이 곤란함에 따라, 적용할 수 있는 부재가 슬래브에 국한된다는 문제점이 또한 있다.
이에 대한 대안으로 프리캐스트 콘크리트 패널을 데크플레이트로 사용하는 방법이 소개된바, 상기한 프리캐스트 콘크리트 패널은 콘크리트(40)와 완전 합성에 의한 슬래브의 구조적 거동에 부합할 수 있도록 함과 더불어 콘크리트 타설시 거푸집 역할도 하고 있어, 공사중 안전성 확보가 용이한 점 등을 이유로 국내외에서 관련규정을 두어 꾸준한 시도가 이루어져 왔다.
하지만, 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(63)은 얇은 박판으로 인장력에 의한 균열에 취약하다는 문제점 때문에, 이에 대한 보완 방안 등을 위조로 새로운 교량용 프리캐스트 콘크리트 패널이 국, 내외에 소개된바, 국내에서 많이 이용되는 프리캐스트 콘크리트 패널(60)을 도시한 것이 도 3a 및 3b이다. (대한민국 특허 제635137호)
상기한 프리캐스트 콘크리트 패널(60)은 특히 프리캐스트 영구 거푸집으로서 최대 단점이라 할 수 있는 가설 중 내하력 확보를 위하여 래티스바(lattice bar, 70)라 불리는 삼각형 트러스 형태의 철근을 프리캐스트 콘크리트 패널(63)에 접목시킨 것이라 할 수 있다.
상기한 외력에 의한 인장 응력을 견디도록 하기 위하여, 프리캐스트 콘크리트 패널(63)은 보강근으로 와이어메쉬(65)와 주철근(64) 및 연속된 파형근 형태로 설치된 한 쌍의 경사바(62, Diagonal Bar)와 상기 경사바(62) 상부에 역시 횡방향으로 연장된 상부바(61)로 연결하여 트러스화된 레티스바(70)로 구성하여, 외력 즉 바닥판 자중, 타설 하중 및 작업하중에 저항하도록 한 구조이다.
상기와 같이 구성된 레티스바(70)는 패널 폭과 지간에 따라 수개 이상의 설치로 자재 증가로 인해 공사비와 폐자재가 증가하고, 단순히 상기와 같은 레티스바(70)에 의해 외력을 저항은 수동적 형태에 의해 지지 경간장이 제한되어, 교량의 거더와 거더 사이의 바닥판에만 국한 사용될 수 없을 뿐 아니라, 바닥판(40) 하면에 배근되는 주철근(64)이 패널 내부에 있어, 주철근에 직각방향으로 설치하는 현장 배근용 배력철근과 이격되어 하중 분산 효과 저하와 더불어 단면의 일체 거동 효과가 떨어짐에 따라 아칭 펀칭전단 효과도 저하하는 문제점 등이 있다.
또한, 상기 슬래브 상면에 배근하는 배력철근을 래티스바로 구성하는 상부바(61)의 하부에 길이방향으로 밀어넣어 설치하는데, 그 길이가 길어질 경우에는 상기 상부바(61)의 간섭으로 배력철근의 시공이 매우 어려운 문제점 등이 있다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 프리캐스트 콘크리트 패널 상면 내부에 길이방향으로 주철근을 배근하되, 그 상면은 프리캐스트 콘크리트 패널 상면과 일치되게 노출시킴으로써, 향후 바닥판 현장타설시 주철근에 직각방향으로 중첩 배근될 배력철근과 직접 결속하도록 하여 프리캐스트 콘크리트 패널과 현장 콘크리트와의 합성으로 인한 연속성을 확실하게 함으로, 일체 거동성과 하중 분산을 효과적으로 하여 안전성 향상뿐만 아니라, 불필요한 철근의 배제로 경제성과 시공성이 향상되며, 상기 주철근과 배력철근의 교차점에는 결속이 확실하도록 제작시 미리 결속선과 상기 교차점 일정 위치마다 결속선 겸용 전단연결재인 결속클램프를 배치하여 신구 콘크리트 합성으로 일체성을 높여 안전성이 우수하고, 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 내부면으로부터 현장타설 콘크리트 공간부에 돌출되도록 소수의 삼발이 형상으로 이루어진 선형조정바를 설치하고, 상기 선형조정바 상의 변곡점에 강봉가이드쉬스를 부착하고, 상기 강봉가이드쉬스와 프리캐스트 콘크리트 패널 단부에 설치된 강봉정착장치를 고강도 강봉으로 연결하고, 상기 고강도 강봉 선상의 중간 또는 프리캐스트 콘크리트 패널 단부에 설치된 외부강봉 긴장장치에서 프리스트레스힘을 가하여 상기 고강도 강봉에 프리스트레스힘이 전달되고, 상기 프리스트레스힘에 의해 프리캐스트 콘크리트 패널에 프리스트레스가 도입되고, 상기 프리스트레스는 외력에 의한 응력이나 변형에 반대 방향으로 얻어져, 외력과 상호 중첩하며, 상기 응력과 변형이 상호 상쇄되어 균열을 제어함으로써, 장경간에도 사용할 수 있음에 따라 현장 적용성이 광범위하며, 적용 부재 즉 바닥판, 벽체 및 거더 등에도 사용이 가능함으로 적용부재가 다양화할 뿐만 아니라, 철근 중복 배제 및 래티스바 설치 갯수를 감소시켜 자재 소요가 최소화됨에 따라 경제성이 유리하면서 폐자재 발생이 억제됨으로 환경친화적이며, 경량화에 의한 인력 및 장비 투입의 최소화로 시공성 향상을 추구하도록 한 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널은 프리캐스트 콘크리트 패널과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널 상면 직하면의 내부에 길이방향으로 매립하여 배근된 주철근과; 향후 바닥판 현장타설시 상기 주철근에 직각방향으로 서로 중첩 배근될 배력철근과 직접 결속하기 위해 상기 주철근과 배력철근의 교차점에 결속선 및 상기 교차점 일정 위치마다 신구 콘크리트 합성 일체성을 높이는 전단연결재 역할도 겸용하는 결속클램프를 매입하여 제작하고; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 내부면으로부터 현장타설 콘크리트 공간부로 돌출되도록 소수 개가 설치된 삼바리 형상의 선형조정바와; 상기 선형조정바 상에 직접 부착되는 강봉가이드쉬스와; 고강도 강봉의 단부와 프리캐스트 콘크리트 패널을 고정하는 강봉정착장치와; 상기 강봉정착장치와 선형조정바상의 강봉가이드쉬스를 통과하여 설치하는 고강도 강봉과; 상기 고강도 강봉 선상의 중간이나 프리캐스트 콘크리트 패널 단부에 설치되어 상기 고강도 강봉에 프리스트레스힘을 가압하는 외부강봉 긴장장치 및 외부패널 긴장장치로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널 시공방법은 기둥 상면에 거더 제작용 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 길이 또는 횡방향으로 접하도록 설치하여 내부 공간에 현장 콘크리트를 타설하여 거더를 구축하거나, 상기 거더 상부면에 바닥판 제작용 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 길이 방향으로 접하도록 설치하여 상기 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널 상면에 현장 콘크리트를 타설하여 슬래브를 구축하거나, 상기 거더 측면에 벽체 제작용 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 높이 방향으로 접하도록 설치하여 상기 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널 내부면에 현장 콘크리트를 타설하여 벽체를 구축한다.
상기 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널의 구성은 프리캐스트 콘크리트 패널과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널 상면 직하면의 내부에 길이방향으로 매립하여 배근된 주철근과; 향후 바닥판 현장 콘크리트 타설시 상기 주철근에 직각방향으로 서로 중첩 배근될 배력철근과 직접 결속하기 위해 상기 주철근과 배력철근의 교차점에 결속선 및 상기 교차점 일정 위치마다 신구 콘크리트 합성 일체성을 높이는 전단연결재 역할도 겸용하는 결속클램프를 매입하여 제작하는 것과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 내부면으로부터 현장타설 콘크리트 공간부로 돌출되도록 소수 개가 설치된 삼바리 형상의 선형조정바와; 상기 선형조정바 상에 직접 부착되는 강봉가이드쉬스와; 고강도 강봉의 단부와 프리캐스트 콘크리트 패널을 고정하는 강봉정착장치와; 상기 강봉정착장치와 선형조정바에 설치된 강봉가이드쉬스를 통과하여 설치하는 고강도 강봉과; 상기 고강도 강봉 선상의 중간이나 프리캐스트 콘크리트 패널 단부에 설치되어, 상기 고강도 강봉에 프리스트레스힘을 가압하는 외부강봉 긴장장치 및 외부패널긴장장치와; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 외부강봉 긴장장치의 스크류잭볼트를 설계관리치만큼 스크류잭의 스트로크를 조절함에 따라 고강도 강봉에 프리스트레스힘이 전달되고, 상기 프리스트레스힘이 프리캐스트 콘크리트 패널에 프리스트레스가 도입됨으로써 외력에 의해 발생하는 변형과 응력을 상쇄하도록 제작함을 특징으로 한다.
따라서, 상기 설치된 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널의 상부나 내부의 공간부에, 현장타설 콘크리트용 바닥판, 거더 및 벽체 하면 배력철근과 상기 부재의 상면 주철근 및 배력철근을 배근한 후 콘크리트를 타설함으로써, 바닥판, 거더 및 벽체가 형성되는 것으로, 거푸집 및 동바리 겸용뿐만 아니라 여러 영구 구조물로 활용함을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널 및 이의 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 프리캐스트 콘크리트 패널에 고강도 강봉과 외부강봉 긴장장치를 설치하고, 상기 고강도 강봉과 외부강봉 긴장장치를 이용하여 프리스트레스를 도입하여 외력에 의한 변형과 응력을 상쇄함으로써, 프리캐스트 콘크리트 패널 내에 매입되는 종래기술의 다수의 래티스바와 철근 및 철선의 소요량을 감소시킴에 따라 경제성이 우수하며, 상기한 바와 같이 자재 감소에 따른 폐자재 최소화로 환경 오염을 줄이는 환경 친화적인 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 패널 내에 내부 상면 직하면에 주철근을 배치함으로써, 상기 주철근 상면 즉 프리캐스트 콘크리트 패널 상면에 직접 배력철근을 배치하여 전 패널이 연속화됨에 따라, 하중 분포가 양호해지고, 온도 변화에 의한 균열 제어가 뛰어남 따라 안전성이 증대되는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 배력철근을 인접 패널을 횡단하여 연속 배치하고 상기 주철근과 배력철근을 직접 직각 중첩 배치하기 위하여 상기 주철근과 배력철근의 교차점에 프리캐스트 콘크리트 패널 내부에서 현장타설 바닥판까지 노출되는 결속선과 결속클램프를 설치함으로써, 상기 결속클램프가 전단연결재 역할도 겸용함에 따라 상호 신구 콘크리트를 견고하게 일체화를 이루어 안전성이 증대되는 효과가 있다.
넷째, 본 발명은 래티스바인 트러스 부재를 소수화에 의해 구조물 바닥판 상면에 배치되는 주철근과 배력철근의 배근작업 방해가 최소화로 시공성이 증진되면서 연결시공이 용이하여 작업성이 뛰어나고 안전성이 우수할 뿐만 아니라 경제적으로 교량을 시공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 거푸집 및 동바리를 이용하여 구조물 슬래브를 구축하는 상태를 도시한 단면도,
도 2는 종래의 데크플레이트를 이용하여 구조물 슬래브를 구축하는 상태를 도시한 사시도,
도 3(a)은 종래의 래티스바가 구비된 프리캐스트 콘크리트 패널을 도시한 단면도,
도 3(b)은 종래의 래티스바가 구비된 프리캐스트 콘크리트 패널을 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 도시한 평면도,
도 6(a)은 도 5의 A-A선 단면도,
도 6(b)은 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널에 프리스트레스를 도입하는 상태를 도시한 단면도,
도 7(a)은 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널의 외부강봉 긴장장치를 도시한 상세도,
도 7(b)은 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널의 다른 외부강봉 긴장장치를 도시한 상세도,
도 8은 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널의 철근 배근과 패널 연결상태를 도시한 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널이 거더의 단부측 캔틸레버에 설치되는 상태를 도시한 상세도,
도 10은 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널의 외부패널 긴장장치를 이용하여 프리스트레스를 도입하는 상태를 도시한 단면도,
도 11은 도 10의 외부패널 긴장장치를 상세히 도시한 상세도,
도 12는 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 거더 간에 거치하는 시공상태를 도시한 예시도.
도 2는 종래의 데크플레이트를 이용하여 구조물 슬래브를 구축하는 상태를 도시한 사시도,
도 3(a)은 종래의 래티스바가 구비된 프리캐스트 콘크리트 패널을 도시한 단면도,
도 3(b)은 종래의 래티스바가 구비된 프리캐스트 콘크리트 패널을 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 도시한 평면도,
도 6(a)은 도 5의 A-A선 단면도,
도 6(b)은 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널에 프리스트레스를 도입하는 상태를 도시한 단면도,
도 7(a)은 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널의 외부강봉 긴장장치를 도시한 상세도,
도 7(b)은 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널의 다른 외부강봉 긴장장치를 도시한 상세도,
도 8은 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널의 철근 배근과 패널 연결상태를 도시한 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널이 거더의 단부측 캔틸레버에 설치되는 상태를 도시한 상세도,
도 10은 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널의 외부패널 긴장장치를 이용하여 프리스트레스를 도입하는 상태를 도시한 단면도,
도 11은 도 10의 외부패널 긴장장치를 상세히 도시한 상세도,
도 12는 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 거더 간에 거치하는 시공상태를 도시한 예시도.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 도시한 평면도이며, 도 6(a)은 도 5의 A-A선 단면도이며, 도 6(b)은 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널에 프리스트레스를 도입하는 상태를 도시한 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)은 프리캐스트 콘크리트 패널(100)과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 내부로부터 현장타설 콘크리트 공간부에 일부가 돌출되도록 고강도 강봉(150)의 선상의 중간 변곡점에 설치된 선형조정바(130)와; 상기 선형조정바(130) 상에 부착 설치되는 강봉가이드쉬스(140)와; 상기 강봉가이드쉬스(140)를 상호 횡방향으로 연결하여 흔들리지 않도록 하는 횡가로강봉(152)과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 내부로부터 현장타설 콘크리트 공간부에 일부가 돌출되도록 고강도 강봉(150)의 선상의 단부에 설치된 강봉정착장치(180)의 강봉정착판(182)과; 상기 강봉정착판(182)과 강봉가이드쉬스(140) 간에 연결 삽입하여 연속 설치되는 고강도 강봉(150)과; 상기 고강도 강봉(150)의 중간 사이에 고정 설치하여 상기 고강도 강봉(150)에 프리스트레스인장력(PT)을 도입하는 외부강봉 긴장장치(300)와; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 내부에서 철근 상면이 노출되도록 길이방향으로 매립하여 배근된 주철근(110)과; 상기 주철근(110)에 직각방향으로 서로 중첩 연결되도록 현장에서 배근하는 배력철근(120)과 결속이 원활하도록 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 제작시 상기 주철근(110)과 배력철근(120)의 교차점에 매입하는 결속선(190)과, 상기 교차점의 결속 일정 위치마다 결속 역할도 겸하면서 전단연결재로서도 가능한 결속클램프(200)로 구성된다.
또한, 상기 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)은 지간이 긴 장경간인 경우에는, 프리스트레스보다 외력에 의한 인장 응력이 커서 균열을 발생하는 경우에 상기 균열을 제어하기 위해 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 내부에 와이어메쉬(170)를 설치하여 구성할 수도 한다.
즉, 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)은 프리캐스트 콘크리트 패널(100), 선형조정바(130), 강봉가이드쉬스(140), 고강도 강봉(150) 및 상기 고강도 강봉(150) 선상에 설치된 외부강봉 긴장장치(300), 횡가로강봉(152), 강봉정착장치(180), 주철근(110) 및 상기 주철근(110) 상면에 현장에서 배근하는 배력철근(120)을 결속하기 위해 제작시 매입하는 결속선(190), 결속클램프(200) 및 장경간시 프리스트레스보다 외력에 의한 인장응력이 커서 발생하는 균열을 제어하기 위한 와이어메쉬(170)가 유기적으로 결합되어 이루어진 구조물이다.
또한, 상기 주철근(110)은 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 내부에 직상면 길이방향으로 매립되도록 배근하되, 그 상면을 노출시켜, 상기 주철근(110) 상면에 현장에서 직각 배근하는 배력철근(120)이 직접 접촉함으로써, 프리캐스트와 현장타설 콘크리트가 일체로 거동하며, 상기 주철근(110)과 배력철근(120)과의 상호결속이 확실하도록 제작시 상기 주철근(110)과 배력철근(120)의 교차점에 결속선(190)을 매입하고, 상기 결속선(190) 위치의 일정 위치마다 신구콘크리트를 합성하여 일체로 하는 전단연결재 역할도 겸용하는 결속클램프(200)를 매입함을 특징으로 한다.
그리고, 상기 주철근(110)의 단부는 절곡후크(115) 형상으로 형성하여 현장에서 배근하는 철근과 이음 정착이 확실하도록 한다.
따라서, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 프리캐스트 콘크리트 패널(100)은 고강도 강봉(150)의 중앙 위치에 설치된 외부강봉 긴장장치(300)의 도 7에 도시된 바와 같이, 스크류잭볼트(310)를 일정량만큼의 스트로크를 밀어 프리스트레스인장력(PT)을 발생시켜 고강도 강봉(150)에 프리스트레스힘이 도입되고, 상기의 힘에 의해 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에 프리스트레스가 도입된다.
그리고, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에는 중앙부를 향하여 볼록하게 만곡되도록 프리스레스캠버(160)가 형성되고, 외력에 의한 변형은 상기 프리스트레스캠버(160)와 반대 방향인 중력방향으로 처지도록 형성되므로, 이와 같이 힘이 상호 상쇄되어 인장응력에 의한 균열을 제어하도록 구성함으로써, 장경간 구현, 용도의 다양성, 철근 및 자재의 최소화에 의한 경량화로 환경친화적인 패널, 즉 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)을 구현한다.
만약, 장경간에 따라 상기 상쇄된 인장응력이 커서 균열 발생의 우려가 있을 경우에는 균열 발생을 제어하기 위해 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 내부에 와이어매쉬(170)가 매립된 구조로 할 수도 있다.
한편, 외력에 의한 변형을 상쇄하는 프리스트레스캠버(160)를 도입하기 위한 외부강봉 긴장장치(300)는 도 7의 (a), (b)에 도시된 바와 같다.
도 7(a)의 외부강봉 긴장장치(300)는 고강도 강봉(150) 선상 중앙에, 일단의 고강도 강봉(150a) 단부 근처에 고정지압판(312)이 부착되고, 타단의 고강도 강봉(150b) 단부에 숫나사산(318)이 형성되고, 상기 양 고강도 강봉(150a, 150b) 사이에 암나사산(314)이 형성되면서 그 외주면에 조절나사(316)가 부착된 스크류잭볼트(310)를 끼운 후, 상기 일단의 고강도 강봉(150a) 단부 근처에 고정지압판(312)을 중심으로 상기 조절나사(316)를 설계관리치 만큼 외부를 향하여 돌리면, 상기 양 고강도 강봉(150a, 150b)은 강봉정착장치(180) 측으로 밀림으로써 프리스트레스인장력(PT)이 도입된다.
즉, 상기 외부강봉 긴장장치(300)는 암나사산(314)과 조절나사(316)로 이루어진 스크류잭볼트(310)와 고정지압판(312)과 숫나사산(318)로 이루어진 고강도 강봉(150)이 결합된 구조이다.
여기서, 상기 외부강봉 긴장장치(300)는 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 스크류잭볼트(310)의 일단은 내측에 평활면과, 타단 내측에는 암나사산(314)이 형성되고, 상기 스크류잭볼트(310)의 외주면에 부착된 조절나사(316)로 구성되며, 상기 스크류잭볼트(310)의 조절나사(316)를 밀고, 조임에 따라 고강도 강봉(150)에 프리스트레스인장력(PT)의 도입 및 해제가 이루어진다.
또한, 상기 외부강봉 긴장장치(300)는 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 양 고강도 강봉(150a, 150b) 단부에 볼트홀이 형성된 고정지압판(312)을 부착하여 다소 이격시켜 배치한 후, 그 사이에 유압잭(320)을 삽입하고, 상기 양단의 고정지압판(312)의 볼트홀에 볼트(322)를 삽입하고, 상기 유압잭(320)의 스트로크를 설계관리치 만큼 압력을 가한 후, 상기 볼트(322)를 고정지압판(312)에 너트(324)로 고정함으로써, 프리스트레스인장력(PT)이 도입된다.
즉, 상기 외부강봉 긴장장치(300)는 고강도 강봉(150) 단부에 부착된 고정지압판(312)과 볼트(322) 및 너트(324)와 유압잭(320)으로 결합된 구조로, 상기 유압잭(320)의 스트로크 조정에 따라 고강도 강봉(150)에 프리스트레스인장력(PT)의 도입 및 해제가 이루어진다.
한편, 상기 주철근(110)과 배력철근(120)의 결합과 횡방향으로 패널 패널 연결은 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 주철근(110)은 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 내부에 길이방향으로 매립되도록 배근하되, 그 상면을 노출시켜, 상기 주철근(110) 상면에 현장에서 직각 배근하는 배력철근(120)이 직접 접촉함으로써, 프리캐스트와 현장타설 콘크리트가 일체로 거동하며, 상기 주철근(110)과 배력철근(120)이 상호 결속이 확실하도록 제작시 상기 주철근(110)과 배력철근(120)의 교차점에 결속선(190)을 매입하고, 상기 결속선(190) 위치의 일정 위치마다 신구콘크리트를 합성하여 일체로 하는 전단연결재 역할도 겸용하도록 U형철근(210)과, 상기 U형철근(210)의 상면을 결속시키는 볼트핀(220)으로 구성된 결속클램프(200)로 상호 결합한다.
또한, 상기 배력철근(120)이 여러 프리캐스트 콘크리트 패널(100)을 연속으로 배치함으로써 강결하는 것이다.
그리고, 프리캐스트 콘크리트 패널(100)을 횡방향으로 밀착되도록, 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 단부에 패널연결타원홈(370)의 단면을 형성하여 제작한 프리캐스트 콘크리트 패널(100)을 양측으로 설치하고, 상기 패널연결타원홈(370)의 공간부에 실런트모르타르(380)을 채워서 공극을 메움으로써, 현장타설 콘크리트가 외부로 흘러나오지 않도록 한다.
한편, 도 9는 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널이 거더의 단부측 캔틸레버에 설치되는 상태를 도시한 상세도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널은 거더(G)의 상부에 바닥판 콘크리트(S)와 합성되도록 전단연결재(135)가 일정 간격으로 매립된 상태로 거더(G)가 제작된다.
즉, 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 패널(C)은 전체적인 단면 형상이 L형상으로 이루어진 프리캐스트 콘크리트 패널(100)과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 내부에서 상면이 노출되도록 길이방향과 L자형 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 형상대로 L자형 절곡 매립하여 배근된 주철근(110)과; 상기 주철근(110)에 직각방향으로 서로 중첩 연결되도록 현장에서 배근하는 배력철근(120)과 결속이 원활하도록 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 제작시 매입하는 결속선(190)과, 상기 결속 위치의 일정 구간에는 결속 역할도 겸하면서 전단연결재로도 가능한 결속클램프(200)를 매립하고, 상기 주철근(110) 단부와 고강도 강봉(150)의 일단을 결속클램프(200)로 결속하고, 상기 고강도 강봉(150)의 타단은 거더(G) 상에 설치된 전단연결재(135)를 강결하고, 상기 고강도 강봉(150) 중간 사이에 외부강봉 긴장장치(300)를 고정 설치한 후, 상기 외부강봉 긴장장치(300)의 스크류잭볼트(310)를 조여서 고강도 강봉(150)에 프리스트레스압축력(PC)을 도입하는 외부강봉 긴장장치(300)로 구성된다.
여기서, 상기 주철근(110)과 배력철근(120)의 결합은 주철근(110)과 배력철근(120)을 결속선(190)으로 감싸서 결합하거나, U형철근(210)과 볼트핀(220)으로 구성된 결속클램프(200)로 상호 결합한다.
특히, 상기 고강도 강봉(150)은 그 일측은 주철근(110)에 고정되고, 타측은 기존 거더(G)의 전단연결재(135)에 고정되되, 상기 고강도 강봉(150)의 중간부분을 절단하여 절단부위의 일측과 타측 사이에 도 7(a)의 외부강봉 긴장장치(300)를 설치하는바, 즉 상기 외부강봉 긴장장치(300)는 고강도 강봉(150) 선상 중앙에, 일단의 고강도 강봉(150a) 단부 근처에 고정지압판(312)이 부착되고, 타단의 고강도 강봉(150b) 단부에 숫나사산(318)이 형성되고, 상기 양 고강도 강봉(150a, 150b) 사이에 암나사산(314)이 형성되고, 외주면에 조절나사(316)가 부착된 스크류잭볼트(310)를 끼운 후, 상기 일단의 고강도 강봉(150a) 단부 근처에 고정지압판(312)을 중심으로 상기 조절나사(316)를 설계관리치 만큼 내부로 향하여 돌리면, 상기 양 고강도 강봉(150a, 150b)은 중앙측으로 이동함으로써 프리스트레스압축력(PC)이 도입된다.
즉, 상기 외부강봉 긴장장치(300)는 도 7a에 도시된 바와 같이, 스크류잭볼트(310)에 고강도 강봉(150)이 결합된 구조로, 상기 스크류잭볼트(310) 일단은 내측에 슬리브면과, 타단 내측에는 암나사산(314), 상기 스크류잭볼트(310)의 외주면에 부착된 조절나사(316)로 구성되어, 상기 스크류잭볼트(310)의 조절나사(316)를 조이고, 풀어줌에 따라 고강도 강봉(150)에 프리스트레스압축력(PC)의 도입 및 해제가 이루어진다.
한편, 상기 외부강봉 긴장장치(300) 중 거더(G) 등의 반력대(356)와 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 사이에 스크류잭볼트(350)을 삽입하여 상기 스크류잭볼트(350)의 스트로크를 조절하는바, 즉 또 하나의 외부패널 긴장장치(350)를 이용하여 프리스트레스를 도입하는 방식으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 패널(C)이 거더 간에 설치된 상태와 반력대를 이용하여 프리스트레스를 도입하는 외부패널 긴장장치(350)를 도시한 단면도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)은 일정한 간격을 두고 기둥의 상부에 설치된 거더(G) 간을 가로질러 설치된다.
여기서, 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)은 프리캐스트 콘크리트 패널(100)과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 내부로부터 상부 일부가 돌출되도록 고강도 강봉(150)의 선상에서 중간 변곡점에 설치된 선형조정바(130)와; 상기 선형조정바(130) 상에 용접 설치되는 강봉가이드쉬스(140)와; 상기 강봉가이드쉬스(140)를 상호 횡방향으로 연결하여 흔들리지 않도록 하는 횡가로강봉(152)과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 내부로부터 상부 일부가 돌출되도록 고강도 강봉(150)의 선상의 단부에 설치된 강봉정착장치(180)의 강봉정착판(182)과; 상기 강봉정착판(182)과 강봉가이드쉬스(140) 간에 연속 설치하는 고강도 강봉(150)과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 단부와 반력대(356)인 거더(G) 사이에 삽입하여 스크류잭볼트(350)의 스트로크를 조정하여 상기 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)에 압축력(PC)이 가해진다.
여기서, 상기 고강도 강봉(150)에 프리스트레스인장력(PT)을 도입하는 외부패널 긴장장치(350)와; 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 내부에서 상면이 노출되도록 길이방향으로 매립하여 배근된 주철근(110)과; 상기 주철근(110)에 직각방향으로 서로 중첩 연결되도록 현장에서 배근하는 배력철근(120)과 결속이 원활하도록 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 제작시 매입하는 결속선(190)과, 상기 결속 위치의 일정 구간에는 결속 역할도 겸하면서 전단연결재로서도 가능한 결속클램프(200)로 구성된다.
또한, 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 지간이 긴 장경간인 경우에는 프리스트레스보다 외력에 의한 인장응력이 커서 균열을 발생하는 것을 제어하기 위해 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 내부에 와이어메쉬(170)를 설치할 수도 있다.
즉, 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)은 프리캐스트 콘크리트 패널(100), 선형조정바(130), 강봉가이드쉬스(140), 고강도 강봉(150), 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 단부와 거더(G) 사이에 설치된 외부패널 긴장장치(350), 횡가로강봉(152), 강봉정착장치(180), 주철근(110), 상기 주철근(110) 상면에 현장에서 배근하는 배력철근(120)을 결속하기 위해 제작시 매입하는 결속선(190) 및 결속클램프(200), 장경간시 프리스트레스보다 외력에 의한 인장응력이 커서 발생하는 균열을 제어하기 위한 와이어메쉬(170)가 유기적으로 결합되어 이루어진 구조물이다.
또한, 상기 주철근(110)은 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 내부에 직상면 길이방향으로 매립되도록 배근하되 그 상면을 노출시켜, 상기 상면에 현장에서 직각 배근하는 배력철근(120)이 직접 접촉함으로써, 프리캐스트와 현장타설 콘크리트가 일체 거동하도록 하며, 상기 주철근(110)과 배력철근(120)이 상호 결속이 확실하도록 제작시 상기 주철근(110)과 배력철근(120)의 교차점에 결속선(190)을 매입하고, 상기 결속선(190) 위치의 일정 위치마다 신구콘크리트를 합성하여 일체로 하는 전단연결재 역할도 겸용하는 결속클램프(200)를 매입함을 특징으로 하며, 상기 주철근(110)의 단부는 절곡후크(115) 형상으로 형성하여 현장에서 배근하는 철근과의 정착이 확실히 이루어지도록 한다.
따라서, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 프리캐스트 콘크리트 패널(100)은 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 단부와 반력대인 거더(G) 사이에 스크류잭볼트(350)으로 구성된 외부패널 긴장장치(350)를 삽입하고, 상기 스크류잭볼트(350)의 스트로크를 작동하여 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에 프리스트레스압축력(PC)을 도입함으로써, 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에는 전체적으로 중앙부가 볼록하게 만곡되도록 도 6b에 도시된 바와 같이, 프리스레스캠버(160)가 형성되어, 외력에 의한 변형은 상기 프리스트레스캠버(160)와 반대 방향인 중력방향으로 처짐으로써, 이와 같이 힘이 상호 상쇄하여 인장응력에 의한 균열을 제어하여 장경간의 구현과 철근 및 자재 최소화에 의한 경량화로 친환경 패널, 즉 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)을 구현함을 특징으로 한다.
여기서, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 외부패널 긴장장치(350)는 숫볼트너트(352)와 조절나사(316)가 부착된 암볼트너트(354)가 상호 결합된 장치로, 상기 외부패널 긴장장치(350)를 거더(G) 등의 홈으로 구성된 반력대(356)와 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 단부 사이의 공간부에 설치하고, 상기 암볼트너트(354)의 조절나사(316)를 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 방향으로 밀면, 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에 압축력(PC)이 도입되고, 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 중립축과 편심(ep)에 의해 편심모멘트로 인하여 프리캐스트 콘크리트 패널(100)이 볼록하게 변형되어 외력에 의한 변형과 상쇄하여 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)이 형성되는 것이다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 구조물 시공은 기둥 상에 설치된 거더(G) 상부 홈인 반력대(356)에 외부패널 긴장장치(350)를 각각 설치하고, 상기 외부패널 긴장장치(350) 사이의 거더(G) 상을 가로질러 프래캐스트 콘크리트 패널(100)을 설치하고, 상기 외부패널 긴장장치(350)의 암볼트너트(354)의 조절나사(316)를 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 내부 방향으로 밀어서 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에 압축력(PC)이 도입되고, 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 중립축과 편심(ep)에 의해 편심모멘트로 인하여 프리캐스트 콘크리트 패널(100)이 볼록하게 변형되어 외력에 의한 변형과 상쇄하여 구축하는 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)을 구축한 후, 상기 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C) 상에 콘크리트(S)를 타설하여 시공한다.
도 12는 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)을 거더 간에 거치하는 시공상태를 도시한 예시도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 패널(C)의 이동 및 설치는 갠트리크레인(400)을 이용하는데, 상기 갠트리크레인(400)은 거더(G) 등에 레일(R)을 임시로 고정하고, 상기 레일(R) 상면에 이동용 구동바퀴(432)를 거치하고, 상기 구동바퀴(432)를 지지하면서 갠트리크레인(400)의 포스트(430)를 지지하는 구동지지보(434)를 부착하고, 상기 구동지지보(434)의 측면에 포스트(430)를 밀착 부착하고, 상기 포스트(430) 상면에는 양측에 외팔보킹트러스(410)가 부착되고, 상기 외팔보킹트러스(410) 일측에는 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)을 인양할 수 있고, 상기 외팔보킹트러스 하현재(454) 상을 이동하도록 인양와이어(450)가 부착된 도르래(452)가 부착되고, 상기 외팔보킹트러스(410) 타측에는 일측의 패널(C) 중량과 균형을 이루도록 카운터웨이터(420)를 부착하여 이루어진다.
상기한 바와 같이 구성된 캔트리크레인(400)을 레일(R) 상에 거치한 후, 시공 위치까지 상기 구동바퀴(432)를 이용하여, 상기 캔트리크레인(400)을 이동시킨 후, 상기 캔트리크레인(400)을 레일고정장치(440)로 고정한 후, 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 패널(C) 상의 인양고리(460)에 상기 인양와이어(450)를 고정한 후, 상기 인양와이어(450)와 연결된 윈치(470)의 조작으로 상하로 움직여서 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 패널(C)을 이동, 인양 및 거치한다.
이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 구조물 시공에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널 시공방법은 기둥 상면에 거더 제작용 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)을 길이 또는 횡방향으로 접하도록 설치한 후, 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(C)의 내부 공간에 수평 배력철근(120) 등의 철근을 연속 배치한 후, 현장 콘크리트를 타설하여 거더(G)를 구축하거나, 상기 거더(G) 상부면에 바닥판 제작용 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)을 길이 방향으로 접하도록 설치한 후, 상기 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C) 상면에 배력철근(120) 등의 철근을 연속 배치한 후, 현장콘크리트를 타설하여 슬래브를 구축하거나, 상기 거더(G) 측면에 벽체 제작용 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)을 높이 방향으로 접하도록 설치한 후, 상기 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C) 내부면에 배력철근(120) 등의 철근을 연속 배치한 후, 현장콘크리트를 타설하여 벽체를 구축한다.
따라서, 상기 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널의 제작 및 프리스트레스 도입은 프리캐스트 콘크리트 패널(100)과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 내부로부터 현장타설 콘크리트 공간부에 일부가 돌출되도록 고강도 강봉(150)의 선상의 중간 변곡점에 설치된 선형조정바(130)와; 상기 선형조정바(130) 상에 부착 설치되는 강봉가이드쉬스(140)와; 상기 강봉가이드쉬스(140)를 상호 횡방향으로 연결하여 흔들리지 않도록 하는 횡가로강봉(152)과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 내부로부터 현장타설 콘크리트 공간부에 일부가 돌출되도록 고강도 강봉(150)의 선상의 단부에 설치된 강봉정착장치(180)의 강봉정착판(182)과; 상기 강봉정착판(182)과 강봉가이드쉬스(140) 간에 연속 설치되는 고강도 강봉(150)과; 상기 고강도 강봉(150)의 중간 사이에 고정 설치하여 상기 고강도 강봉(150)에 프리스트레스인장력(PT)을 도입하는 외부강봉 긴장장치(300)와; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 내부에서 철근 상면이 노출되도록 길이방향으로 매립하여 배근된 주철근(110)과; 상기 주철근(110)에 직각방향으로 서로 중첩 연결되도록 현장에서 배근하는 배력철근(120)과 결속이 원활하도록 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 제작시 상기 주철근(110)과 배력철근(120)의 교차점에 매입하는 결속선(190)과 상기 교차점의 결속 일정 위치마다 결속 역할도 겸하면서 전단연결재로 역할도 하는 U형철근(210)과, 상기 U형철근(210)의 상면을 결속시키는 볼트핀(220)으로 구성된 결속클램프(200)와; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 지간이 길어 프리스트레스보다 외력에 의한 인장응력이 커서 균열을 발생하는 경우에는 상기 균열을 제어하기 위해 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 내부에 와이어메쉬(170)를 삽입하여 제작하는 단계;
상기 고강도 강봉(150)의 중앙 위치에 설치된 하나의 외부강봉 긴장장치(300)가 암나사산(314)과 조절나사(316)로 이루어진 스크류잭볼트(310)와 고정지압판(312)과 숫나사산(218)로 이루어진 고강도 강봉(150)가 결합된 구조로, 상기 스크류잭볼트(310)의 스트로크를 밀어 프리스트레스인장력(PT)을 발생시켜 고강도 강봉(150)에 도입되고 상기의 힘에 의해서 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에 프리스트레스가 도입되어 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)이 중앙부로 향하여 볼록하게 만곡되도록 프리스레스캠버(160)가 형성하여 하나의 프리스트레스를 도입하는 단계;
프리스트레스를 도입하는 다른 방법으로, 상기 외부강봉 긴장장치(300)는 고강도 강봉(150) 단부에 부착된 고정지압판(312)과 볼트(322) 및 너트(324)와 스크류잭볼트(350)으로 결합된 구조로, 상기 스크류잭볼트(350)의 스트로크 조정에 따라 고강도 강봉(150)에 프리스트레스인장력(PT)을 발생시켜 고강도 강봉(150)에 도입되고, 상기의 힘에 의하여 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에 프리스트레스가 도입되어 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)이 중앙부로 향하여 볼록하게 만곡되도록 프리스레스캠버(160)를 형성하는 프리스트레스 도입 단계로 제작된다.
상기 제작된 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)을 시공하고 하는 구조물에 거치한 다음, 패널와 패널가 횡방향으로 밀착되도록, 상기 패널 단부에 패널연결타원홈(370)의 단면을 형성하여 제작한 패널을 양측으로 설치하고, 상기 패널연결타원홈(370)의 공간부에 실런트모르타르(380)을 채워서 공극을 메움으로써, 현장타설 콘크리트가 외부로 흘러나오지 않도록 하는 단계로 이루어진다.
이후에, 구조물의 바닥판이나 거더 및 벽체는 상기 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C) 상면이나 내부면에 배력철근(120)과 타측면의 철근을 배근한 후 콘크리트(S)를 타설 및 양생함으로써 목적 구조물이 축조된다.
100: 프리캐스트 콘크리트 패널 110: 주철근
115: 절곡후크 120: 배력철근
130: 선형조정바 135: 전단연결재철근
140: 강봉가이드쉬스 150: 고강도 강봉
150a: 고강도 강봉 150b: 고강도 강봉
152: 횡가로강봉 160: 프리스트레스캠버
170: 와이어매쉬 180: 강봉정착장치
182: 강봉정착판 184: 강봉정착너트
190: 결속선 200: 결속클램프
210: U형철근 220: 볼트핀
300: 외부강봉 긴장장치 310: 스크류잭볼트
312: 고정지압판 314: 암나사산
316: 조절나사 318: 숫나사산
320: 유압잭 322: 볼트
324: 너트 350: 외부패널긴장장치
352: 숫볼트너트 354: 암볼트너트
356: 반력대 370: 패널연결타원홈
380: 실런트모르타르 400: 갠트리크레인
410: 외팔보킹트러스 420: 카운터웨이트
430: 포스트 432: 구동바퀴
434: 구동고정보 440: 레일고정장치
450: 인양와이어 452: 도르레
454: 트러스하현재 460: 인양고리
470: 윈치
C: 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널
G: 거더 PC: 프리스트레스압축력
PT: 프리스트레스인장력 ep: 편심
R: 레일 S: 콘크리트
115: 절곡후크 120: 배력철근
130: 선형조정바 135: 전단연결재철근
140: 강봉가이드쉬스 150: 고강도 강봉
150a: 고강도 강봉 150b: 고강도 강봉
152: 횡가로강봉 160: 프리스트레스캠버
170: 와이어매쉬 180: 강봉정착장치
182: 강봉정착판 184: 강봉정착너트
190: 결속선 200: 결속클램프
210: U형철근 220: 볼트핀
300: 외부강봉 긴장장치 310: 스크류잭볼트
312: 고정지압판 314: 암나사산
316: 조절나사 318: 숫나사산
320: 유압잭 322: 볼트
324: 너트 350: 외부패널긴장장치
352: 숫볼트너트 354: 암볼트너트
356: 반력대 370: 패널연결타원홈
380: 실런트모르타르 400: 갠트리크레인
410: 외팔보킹트러스 420: 카운터웨이트
430: 포스트 432: 구동바퀴
434: 구동고정보 440: 레일고정장치
450: 인양와이어 452: 도르레
454: 트러스하현재 460: 인양고리
470: 윈치
C: 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널
G: 거더 PC: 프리스트레스압축력
PT: 프리스트레스인장력 ep: 편심
R: 레일 S: 콘크리트
Claims (14)
- 프리캐스트 콘크리트 패널(100)과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 내부로부터 현장타설 콘크리트 공간부에 일부가 돌출되도록 고강도 강봉(150)의 선상의 중간 변곡점에 설치된 선형조정바(130)와; 상기 선형조정바(130) 상에 부착 설치되는 강봉가이드쉬스(140)와; 상기 강봉가이드쉬스(140)를 상호 횡방향으로 연결하여 흔들리지 않도록 하는 횡가로강봉(152)과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 내부로부터 현장타설 콘크리트 공간부에 일부가 돌출되도록 고강도 강봉(150)의 선상의 단부에 설치된 강봉정착장치(180)의 강봉정착판(182)과; 상기 강봉정착판(182)과 강봉가이드쉬스(140) 간에 연결 삽입하여 연속 설치되는 고강도 강봉(150)과; 상기 고강도 강봉(150)의 중간 사이에 고정 설치하여 상기 고강도 강봉(150)에 프리스트레스인장력(PT)을 도입하며 스크류잭볼트(310)이 구비된 외부강봉 긴장장치(300)와; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 내부에서 철근 상면이 노출되도록 길이방향으로 매립하여 배근된 주철근(110)과; 상기 주철근(110)에 직각방향으로 서로 중첩 연결되도록 현장에서 배근하는 배력철근(120)과 결속이 원활하도록 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 제작시 상기 주철근(110)과 배력철근(120)의 교차점에 매입하는 결속선(190)과, 상기 교차점의 결속 일정 위치마다 결속 역할도 겸하면서 전단연결재로서도 가능한 결속클램프(200)로 구성됨을 특징으로 하는 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널.
- 제 1항에 있어서,
상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에는 중앙부를 향하여 볼록하게 만곡되도록 프리스트레스캠버(160)가 형성되고, 외력에 의한 변형은 상기 프리스트레스캠버(160)와 반대방향인 중력방향으로 처지도록 형성됨을 특징으로 하는 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널. - 제 2항에 있어서,
상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 내부에 와이어매쉬(170)가 설치되며, 이 와이어매쉬(170)에 의해서 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 균열 발생이 제어됨을 특징으로 하는 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널. - 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)이 횡방향으로 밀착되도록 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 단부에 패널연결타원홈(370)이 형성됨을 특징으로 하는 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 주철근(110)은 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 내부에 직상면 길이방향으로 매립되도록 배근하되, 그 상면을 노출시켜, 상기 주철근(110) 상면에 배근되는 배력철근(120)이 직접 접촉하도록 구성됨을 특징으로 하는 친환경 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널. - 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
상기 주철근(110)의 상면에는 직각방향으로 배력철근(120)을 설치하되, 상기 주철근(110)과 배력철근(120)의 교차점에 결속선(190)을 매입하고, 상기 결속선(190)의 일정간격 위치마다 결속클램프(200)를 결합하되, 상기 결속클램프(200)는 주철근(110)과 배력철근(120)을 감싸는 상태로 배치되는 U형 철근(210)과, 상기 U형 철근(210)의 상면 개구부 간을 상호 결속시키는 볼트핀(220)으로 구성됨을 특징으로 하는 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 외부강봉 긴장장치(300)는 고강도 강봉(150) 선상 중앙에, 일단의 고강도 강봉(150a) 단부 근처에 고정지압판(312)이 부착되고, 타단의 고강도 강봉(150b) 단부에 숫나사산(318)이 형성되고, 상기 양 고강도 강봉(150a, 150b) 사이에 평활면과 암나사산(314)이 형성되면서 그 외주면에 조절나사(316)가 부착된 스크류잭볼트(310)를 끼운 후, 상기 조절나사(316)를 설계관리치 만큼 외부를 향하여 돌리면, 상기 양 고강도 강봉(150a, 150b)은 강봉정착장치(180) 측으로 밀림으로써 프리스트레스인장력(PT)이 도입됨을 특징으로 하는 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 외부강봉 긴장장치(300)는 양 고강도 강봉(150a, 150b) 단부에 볼트홀이 형성된 고정지압판(312)을 부착하여 다소 이격시켜 배치한 후, 그 사이에 유압잭(320)을 삽입하고, 상기 양단의 고정지압판(312)의 볼트홀에 볼트(322)를 삽입하고, 상기 유압잭(320)의 스트로크를 설계관리치 만큼 압력을 가한 후, 상기 볼트(322)를 고정지압판(312)에 너트(324)로 고정함으로써, 프리스트레스인장력(PT)이 도입됨을 특징으로 하는 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널. - 삭제
- 프리캐스트 콘크리트 패널(100)과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 내부로부터 상부 일부가 돌출되도록 고강도 강봉(150)의 선상에서 중간 변곡점에 설치된 선형조정바(130)와; 상기 선형조정바(130) 상에 용접 설치되는 강봉가이드쉬스(140)와; 상기 강봉가이드쉬스(140)를 상호 횡방향으로 연결하여 흔들리지 않도록 하는 횡가로강봉(152)과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 내부로부터 상부 일부가 돌출되도록 고강도 강봉(150)의 선상의 단부에 설치된 강봉정착장치(180)의 강봉정착판(182)과; 상기 강봉정착판(182)과 강봉가이드쉬스(140) 간에 연속 설치하는 고강도 강봉(150)과; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 단부와 반력대(356)인 거더(G) 사이에 삽입하여 스크류잭볼트(350)의 스트로크를 조정하여 상기 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널(C)에 압축력(PC)이 가해지도록 구성되고,
상기 고강도 강봉(150)에 프리스트레스인장력(PT)을 도입하는 외부패널 긴장장치(350)와; 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 내부에서 상면이 노출되도록 길이방향으로 매립하여 배근된 주철근(110)과; 상기 주철근(110)에 직각방향으로 서로 중첩 연결되도록 현장에서 배근하는 배력철근(120)과 결속이 원활하도록 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 제작시 매입하는 결속선(190)과, 상기 결속 위치의 일정 구간에는 결속 역할도 겸하면서 전단연결재로서도 가능한 결속클램프(200)로 구성되며,
상기 외부패널 긴장장치(350)는 숫볼트너트(352)와 조절나사(316)가 부착된 암볼트너트(354)가 상호 결합된 장치로, 상기 외부패널 긴장장치(350)를 거더(G) 등의 홈으로 구성된 반력대(356)와 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 단부 사이의 공간부에 설치하고, 상기 암볼트너트(354)의 조절나사(316)를 프리캐스트 콘크리트 패널(100) 방향으로 밀면, 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에 압축력(PC)이 도입되고, 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 중립축과 편심(ep)에 의해 편심모멘트로 인하여 프리캐스트 콘크리트 패널(100)이 볼록하게 변형되어 외력에 의한 변형과 상쇄하여 형성됨을 특징으로 하는 친환경 프리스트레스 장경간 경량 프리캐스트 콘크리트 패널. - 삭제
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- 2010-10-27 KR KR1020100105086A patent/KR101045929B1/ko active IP Right Grant
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