KR101057409B1 - Hollow prestressed concrete girder and method for manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 중공형 프리스트레스트 콘크리트 빔 및 그 다단계 제작방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프리스트레스를 도입하는 과정에서 발생하는 빔 상부의 인장균열의 발생을 효과적으로 제어하고 제작 및 구조적 효율성을 증진시키기 위하여 빔 하단과 단부 블록을 프리캐스트로 제작하여 선 긴장하고 중앙부 빔 상단을 현장타설로 제작하여 2차 긴장을 수행하는 다단계 긴장을 통한 프리스트레스트 콘크리트 빔 및 그 제작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hollow prestressed concrete beam and a multi-stage fabrication method. More specifically, the present invention relates to a hollow prestressed concrete beam and a multi-stage fabrication method. Pre-stressed concrete beams through multi-stage tension and the method of fabricating the lower and end blocks by pre-cast line tension and the top of the central beam to the cast in place to perform the secondary tension.
철근 콘크리트 빔을 포함하는 교량에 있어 중립축 하부 콘크리트의 인장응력을 제어하고 경간의 길이를 늘이기 위하여 프리스트레스를 빔의 중립축 하부 쪽에 도입하는 것이 매우 일반적으로 사용되고 있다. 빔에 프리스트레스를 도입하게 되면 빔이 배치된 상태에서 빔의 상부 쪽에 인장력이 가해지는데 콘크리트라는 재료의 특성상 인장에 취약하므로 프리스트레스의 도입에 한계가 있다. 그러한 한계로 인해 충분한 프리스트레스의 도입이 어려움을 해결하기 위하여 다단계 긴장 방식이 사용되기도 하였다. 다단계 긴장방식이란 도 1의 (a) 내지 (g)에 도시된 단계로 이루어지는데, 도 1은 다단계 긴장방식의 2경간 연속교의 시공순서를 도시한 것이다. 시공순서는 먼저 도 1 (a)와 같이 빔(100)을 제작하고, 도 1 (b)와 같이 빔 단부면에 있는 1차 텐던의 정착구(200; 이하 단부 정착구로 표기)를 이용하여 긴장한다. 1차 긴장한 빔을 도 1 (c)와 같이 교대 또는 교각 등의 교량 하부구조(300) 위에 거치하고, 도 1 (d)와 같이 슬래브(400)와 교각 상의 연속부에 콘크리트를 타설한다. 빔에 슬래브 하중이 추가로 가해지면 추가로 프리스트레스의 도입이 가능해지기 때문에 연속부와 슬래브 콘크리트가 소정의 강도에 도달하면 도 1 (e)와 같이 연속교 양단부의 측면 정착구(201)를 이용하여 2차 긴장을 한다. 2차 긴장이 완료되면 도 1 (f)와 같이 포장과 방호책 또는 방호벽(500)을 설치하여 교량을 완공한다. 측면정착구는 긴장작업이 가능하도록 외부로 노출되어 있기 때문에 도 1 (g)와 같이 교량 완공 후 차량 공용 중에도 긴장작업이 가능하다. 따라서 이를 이용하면 오랜 시간이 지난 후에 교량의 구조적 성능이 저하되었을 때 예비적으로 설치한 여분의 비부착 강선이나 예비적으로 설치한 여분의 덕트를 사용하여 측면정착구에서 3차 긴장도 가능하다. 바닥판 슬래브에는 현장 타설이 주로 사용되고 있지만 프리캐스트 슬래브나 프리캐스트 패널 등을 사용하는 경우도 있다. 이러한 경우에는 프리캐스트 패널 또는 프리캐스트 슬래브를 빔에 설치하고 이를 빔에 합성하기 전에 2차 긴장을 하는 방법이 주로 사용된다.In bridges with reinforced concrete beams, it is very common to introduce prestresses on the lower side of the neutral axis of the beam to control the tensile stress of the concrete below the neutral axis and to increase the length of the span. When the prestress is introduced into the beam, a tensile force is applied to the upper side of the beam in the beam arrangement state, and therefore, the introduction of the prestress is limited because it is vulnerable to the tension due to the properties of the concrete material. Such limitations have led to the use of multistage tensions to address the difficulty of introducing sufficient prestress. The multi-stage tension method is composed of the steps shown in (a) to (g) of Figure 1, Figure 1 shows the construction sequence of the two-span continuous bridge of the multi-stage tension method. The construction sequence is first made of the
1차 텐던으로 도입하는 인장력이 커질수록 구조적으로 유리한데 보다 큰 인장력을 도입하기 위해서는 텐던의 배치에 있어 빔의 상하방향의 길이가 길어질수록 유리하게 된다. 그러나 빔의 상하방향의 길이가 길어지게 되면 그만큼 빔의 크기가 커지게 되고, 그에 따라 자중도 증가하므로 도입되는 인장력의 크기에 대한 장점이 사라지게 된다. 한편, 과도한 초기 긴장력을 가하게 되면 빔의 상면부에 균열이 발생할 수 있으므로 이 또한 긴장력의 한계를 규정하는 중요한 변수이다.The higher the tensile force introduced to the primary tendon is structurally advantageous, but in order to introduce a larger tensile force, the longer the longitudinal length of the beam in the tendon arrangement, the better. However, when the length of the beam increases in length, the size of the beam increases and the self-weight also increases, thereby eliminating the advantage of the amount of tensile force introduced. On the other hand, since excessive initial tension may cause cracks on the upper surface of the beam, this is also an important parameter defining the limit of tension.
이러한 종래의 프리스트레스트 콘크리트 빔의 경우 대부분 "I" 형태의 단면으로 제작되므로 제작성이나 시공시 안정성에 한계가 있다. 또한, 프리스트레스를 가하는 과정에서 상면에 발생하는 균열에 의해 도입되는 인장력의 크기는 제한이 되므로 제한된 프리스트레싱으로 인해 활하중이 가해졌을 때 빔의 하부에 균열이 발생하는 등의 문제점이 생길 가능성이 상존하는 구조이다.In the case of the conventional prestressed concrete beams are mostly made of the "I" -shaped cross-section there is a limit in manufacturability or stability during construction. In addition, since the amount of tensile force introduced by the crack generated on the upper surface during the prestressing is limited, there is a possibility that problems such as cracking at the lower part of the beam occur when live load is applied due to limited prestressing. to be.
이러한 문제로 인해 빔에 발생한 균열을 유지보수하기 위한 다양한 방법들이 제시되고 있는 실정이다.Due to this problem, various methods for maintaining cracks in the beam have been proposed.
본 발명은 배경기술에서 기술한 종래의 프리스트레스트 콘크리트 빔의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 빔에 압축력 도입시 발생하는 빔 상면의 인장응력을 효과적으로 제어함으로써 보다 안정적으로 사용이 가능하고 유지보수의 수요가 줄어들며, 제작의 용이성과 시공의 안정성을 향상시킬 수 있는 중공형의 프리스트레스트 콘크리트 빔 및 그 제작방법을 제공하는 것이다.The present invention is derived to solve the problems of the conventional prestressed concrete beam described in the background, the problem to be solved by the present invention is more stable by effectively controlling the tensile stress of the beam upper surface generated when the compression force is introduced into the beam It can be used to reduce the need for maintenance, and to provide a hollow prestressed concrete beam and its manufacturing method that can improve the ease of manufacture and construction stability.
전술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,The present invention as a means for solving the above problems,
교량에 사용되는 프리스트레스트 콘크리트 빔에 있어서,In prestressed concrete beams used for bridges,
양단부 쪽에 배치되며 서로 마주보는 쪽에는 각각 단부방향으로 패인 오목부가 마련되며 철근 콘크리트 재질의 한 쌍의 제1블록;A pair of first blocks disposed at both ends and facing each other and having recesses recessed in an end direction, the first block being made of reinforced concrete material;
상기 한 쌍의 제1블록들 사이에 배치되며 하방으로 패인 홈부가 마련되며 철근 콘크리트 재질로 이루어지는 여러 개의 제2블록;A plurality of second blocks disposed between the pair of first blocks and provided with recesses downwardly and made of reinforced concrete material;
하단부는 상기 제2블록의 홈부에 삽입되고 상단부는 상기 홈부의 외부로 노출되며 빔에 중공을 형성하는 효과를 위한 경량의 제3블록;A lower third part inserted into a groove part of the second block and an upper end part exposed to the outside of the groove part and having a light weight third block for forming a hollow in the beam;
상기 제1블록 및 제2블록이 배치되고 상기 제2블록의 홈부에 제3블록이 삽입된 상태에서 상기 한 쌍의 제1블록들을 서로 연결하는 가상의 직선에 의해 형성되는 공간 중 상기 제2블록과 제3블록을 제외한 공간에 설치 및 타설되는 철근과 콘크리트로 이루어지는 제4블록;The second block in a space formed by a virtual straight line connecting the pair of first blocks with the first block and the second block disposed and a third block inserted into a groove of the second block; A fourth block made of reinforcing steel and concrete installed and poured in a space except for the third block;
상기 한 쌍 중 어느 하나의 제1블록으로부터 제2블록들을 통과하여 나머지 하나의 제1블록까지 연결되는 여러 개의 텐던 덕트;A plurality of tendon ducts connected from the first block of any one of the pair to second ones through the second blocks;
상기 여러 개의 텐던 덕트에 삽입되는 여러 개의 텐던; 및,A plurality of tendons inserted into the plurality of tendons ducts; And,
상기 텐던 덕트의 양단부에 마련되어 상기 텐던에 인장력을 가한 채로 고정하기 위한 정착수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 빔을 제공한다.Fixing means provided at both ends of the tendon duct to fix the tendon under tension; It provides a prestressed concrete beam comprising a.
상기 텐던 덕트는 어느 하나의 제1블록의 하부로부터 제2블록을 거쳐 다른 하나의 제1블록의 하부까지 이어지는 상하방향의 높이 변화없이 배치되는 제1텐던 덕트와,The tendon duct is a first tendon duct disposed without changing the height in the vertical direction from the bottom of one of the first block to the bottom of the other first block through the second block,
어느 하나의 제1블록의 중앙부 또는 상부로부터 제2블록을 거쳐 다른 하나의 제1블록의 중앙부 또는 상부로 이어지도록 완만한 "U"자에 유사한 프로파일을 가지는 제2텐던 덕트로 이루어지는 것이 바람직하다.It is preferred to consist of a second tendon duct having a similar profile in a gentle "U" shape to extend from the center or top of one first block to the center or top of the other first block via the second block.
상기 제3블록은 발포 스티렌, 플라스틱 재질의 박스 등 제4블록의 형성을 위한 현장타설 콘크리트의 압력을 견디며 당초 계획했던 중공부의 형성이 가능한 경량의 소재인 것이 바람직하다.The third block is preferably a lightweight material that can withstand the pressure of the cast-in-place concrete for the formation of the fourth block, such as foamed styrene, a box made of plastic, and is capable of forming the hollow part originally planned.
또한, 본 발명은,In addition, the present invention,
교량에 사용되는 프리스트레스트 콘크리트 빔의 제작방법에 있어서,In the manufacturing method of the prestressed concrete beam used for the bridge,
양단부 쪽에 배치되며 서로 마주보는 쪽에는 각각 단부방향으로 패인 오목부가 마련되는 한 쌍의 제1블록을 마련하는 제1블록 마련단계;A first block provision step of providing a pair of first blocks disposed at both ends and facing each other and having recesses recessed in an end direction;
상기 한 쌍의 제1블록들 사이에 배치되며 하방으로 패인 홈부가 마련되어 단면형상이 '凹'자에 유사한 여러 개의 제2블록을 마련하는 제2블록 마련단계;A second block provision step of providing a plurality of second blocks disposed between the pair of first blocks and recessed downwardly to provide a plurality of second blocks having a cross-sectional shape similar to a '凹';
상기 한 쌍 중 어느 하나의 제1블록으로부터 제2블록들을 통과하여 나머지 하나의 제1블록까지 연결되는 여러 개의 텐던 덕트를 마련하는 텐던 덕트 마련단계;A tendon duct preparing step of preparing a plurality of tendon ducts connected from the first block of any one pair of the pair to the other one first block;
상기 한 쌍의 제1블록들 사이에 제2블록을 배치하는 배치단계;Disposing a second block between the pair of first blocks;
상기 배치단계가 완료된 후 상기 텐던 덕트의 일부에 텐던을 삽입하고 인장력을 도입한 후 정착함으로써 상기 제1블록들과 제2블록들이 서로 가까워지는 방향으로 가압하는 제1긴장단계;A first tensioning step of pressing the first blocks and the second blocks in a direction in which the first blocks and the second blocks are close to each other by inserting the tendons into a part of the tendon duct after the placing step is completed and introducing a tensile force;
하단부는 상기 제2블록의 홈부에 삽입되고 상단부는 상기 홈부의 외부로 노출되며 빔에 중공을 형성하는 효과를 위한 경량의 제3블록을 마련하여 상기 제2블록의 홈부에 삽입하는 제3블록 설치단계;The lower end portion is inserted into the groove portion of the second block and the upper end portion is exposed to the outside of the groove portion is provided with a third block to provide a lightweight third block for the effect of forming a hollow in the beam inserted into the groove portion of the second block step;
제3블록 설치가 완료된 상태에서 상기 한 쌍의 제1블록들을 서로 연결하는 가상의 직선에 의해 형성되는 공간 중 상기 제2블록과 제3블록을 제외한 공간에 설치 및 타설되는 철근을 설치하고 콘크리트를 타설하는 제4블록 설치단계; 및,After the installation of the third block is completed, the reinforcing bar is installed and installed in the space except the second block and the third block among the spaces formed by the virtual straight lines connecting the pair of first blocks to each other. A fourth block installation step of pouring; And,
상기 제1긴장단계에서 텐던이 삽입되지 않은 나머지 텐던 덕트에 텐던을 삽입하고 인장력을 도입한 후 정착함으로써 상기 제1블록들과 제2블록들이 서로 가까워지는 방향으로 가압하는 제2긴장단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 빔 제작방법을 제공한다.A second tension step of pressing in the direction in which the first blocks and the second blocks are close to each other by inserting the tendon in the remaining tendon duct in which the tendon is not inserted in the first tension step and introducing and pulling tension force; It provides a prestressed concrete beam manufacturing method comprising a.
상기 텐던 덕트 마련단계에서 마련되는 텐던 덕트는,The tendon duct provided in the tendon duct preparation step,
상기 텐던 덕트는 어느 하나의 제1블록의 하부로부터 제2블록을 거쳐 다른 하나의 제1블록의 하부까지 이어지는 상하방향의 높이 변화없이 배치되는 제1텐던 덕트와,The tendon duct is a first tendon duct disposed without changing the height in the vertical direction from the bottom of one of the first block to the bottom of the other first block through the second block,
어느 하나의 제1블록의 중앙부 또는 상부로부터 제2블록을 거쳐 다른 하나의 제1블록의 중앙부 또는 상부로 이어지도록 완만한 "U"자에 유사한 프로파일을 가지는 제2텐던 덕트인 것이 바람직하다.It is preferred that the second tendon duct has a similar profile in a gentle "U" shape to extend from the center or top of one first block to the center or top of the other first block via the second block.
상기 제1긴장단계는 상기 제1텐던 덕트에 텐던을 삽입하여 이루어지고,The first tensioning step is performed by inserting tendons in the first tendon duct,
상기 제2긴장단계는 상기 제2텐던 덕트에 텐던을 삽입하여 이루어지는 것이 바람직하다.Preferably, the second tensioning step is performed by inserting tendons in the second tendon duct.
상기 제2블록의 홈부에 삽입되는 제3블록은 발포 스티렌, 플라스틱 재질의 박스 등 제4블록의 형성을 위한 현장타설 콘크리트의 압력을 견디며 당초 계획했던 중공부의 형성이 가능한 경량의 소재인 것이 더욱 바람직하다.The third block inserted into the groove of the second block is more preferably a lightweight material that can withstand the pressure of the cast-in-place concrete for the formation of the fourth block, such as foamed styrene and a plastic box, and is capable of forming the hollow part originally planned. Do.
본 발명에 의하면 압축력 도입시 발생하는 빔 상면의 인장균열을 효과적으로 제어함으로써 보다 안정적으로 사용이 가능하고 유지보수의 수요가 줄어드는 중공형의 프리스트레스트 콘크리트 빔 및 그 제작방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a hollow prestressed concrete beam and a method for manufacturing the same, which can be used more stably and require less maintenance by effectively controlling the tensile cracking of the beam upper surface generated when the compressive force is introduced.
또한, 콘크리트 블록의 폭을 적절히 조절함으로써 종래의 I형 빔에 비하여 빔의 수를 줄이거나 빔의 높이를 줄일 수도 있다.In addition, by appropriately adjusting the width of the concrete block it is possible to reduce the number of beams or the height of the beam compared to the conventional I-beam.
또한, 종래의 I형 빔에 비해 박스형태를 띠고 있어 철근배근, 거푸집제작 등이 용이하며, 시공중 전도에 대한 안정성과 취급성이 향상된다.In addition, it has a box shape as compared to the conventional I-beam, it is easy to reinforce reinforcement, formwork, etc., and the stability and handleability to conduction during construction is improved.
도 1은 다단계 긴장방식의 2경간 연속교의 시공순서를 도시한 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 빔의 제1블록, 제2블록 및 제3블록의 배치를 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 3에 표시된 Ⅳ부분의 확대도.
도 5는 제4블록을 설치한 상태를 도시한 도면.
도 6은 도 5에 표시된 Ⅵ부분의 확대도.
도 7은 재긴장용 텐던을 포함한 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 8은 도 7에 표시된 Ⅷ부분의 확대도,
도 9는 텐던 덕트의 배치를 설명하기 위한 도면.
도 10a 내지 도 11은 본원 발명의 장점을 설명하기 위한 도면.1 is a view showing the construction sequence of a two-span continuous bridge of the multi-stage tension method.
2 and 3 are views for explaining the arrangement of the first block, the second block and the third block of the prestressed concrete beam according to an embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view of part IV shown in FIG. 3;
5 is a view showing a state in which a fourth block is installed.
FIG. 6 is an enlarged view of part VI shown in FIG. 5; FIG.
7 is a view for explaining an embodiment including a tendon for re-tension.
8 is an enlarged view of part V shown in FIG. 7;
9 is a view for explaining an arrangement of tendon ducts;
10A to 11 are views for explaining the advantages of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 하나의 실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 빔 및 그 제작방법에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described a prestressed concrete beam and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention to provide specific details for carrying out the present invention.
도 2 및 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 빔의 제1블록, 제2블록 및 제3블록의 배치를 설명하기 위한 도면, 도 4는 도 3에 표시된 Ⅳ부분의 확대도, 도 5는 제4블록을 설치한 상태를 도시한 도면, 도 6은 도 5에 표시된 Ⅵ부분의 확대도, 도 7은 텐던 덕트의 배치를 설명하기 위한 도면, 도 8a 내지 도 9는 본원 발명의 장점을 설명하기 위한 도면이다.2 and 3 are views for explaining the arrangement of the first block, the second block and the third block of the prestressed concrete beam according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an enlargement of the IV portion shown in FIG. 5 is a view showing a state in which a fourth block is installed, FIG. 6 is an enlarged view of part VI shown in FIG. 5, FIG. 7 is a view for explaining the arrangement of the tendon duct, and FIGS. It is a figure for explaining the advantage of this invention.
본 실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 빔는 교량에 사용되며 빔의 상부에 슬래브와 방호시설 등이 설치된다. 도 1에서 빔은 도면부호 100으로 표시되어 있으며, 슬래브는 도면부호 400으로 표시되어 있다.The prestressed concrete beam according to the present embodiment is used for a bridge and a slab and a protection facility are installed on the top of the beam. In FIG. 1 the beam is indicated at 100 and the slab is indicated at 400.
본 실시예의 프리스트레스트 콘크리트 빔는 제1블록(10), 제2블록(20), 제3블록(30), 제4블록(40), 텐던 덕트(50), 텐던(60) 및 정착수단(70)으로 구성된다.Prestressed concrete beam of the present embodiment is the
상기 제1블록(10)은 양단부 쪽 즉, 교대나 교각 쪽에 배치되는 구성으로서 서로 마주보는 쪽에는 단부방향으로 패인 오목부(11)가 마련된다. 제1블록(10)은 철근 콘크리트 재질로 이루어지며, 콘크리트의 내부에 배근 된 철근은 도시 상의 편의를 위하여 도시되지 않았다.The
상기 제2블록(20)은 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 제1블록(10)들 사이에 배치되며, 도 2에 도시된 바와 같이 하방으로 패인 홈부(21)가 마련되어 단면형상이 '凹' 형상과 유사하다.As shown in FIG. 3, the
본 실시예에서 상기 제1블록(10)과 제2블록(20)은 현장 근처에 마련된 제작장에서 프리캐스팅에 의해 제작되거나 프리캐스트 제작공장에서 제작되어 현장으로 이송된다.In the present embodiment, the
상기 제3블록(30)은 상기 제2블록(20)의 홈부(21)에 그 하단부가 삽입되고 상단부는 홈부(21)의 외부로 노출되며 빔에 중공의 효과를 부여하기 위한 경량의 블록이다. 상기 제3블록(30)은 제3블록(30)은 현장타설 콘크리트의 압력을 견디며 당초 계획했던 중공부의 형성이 가능한 재질로 이루어지면 되며, 발포 스티렌(스티로폼)이나 내부가 빈 플라스틱 박스 등이 사용될 수 있으며, 나무나 강판 등으로 형상을 제작할 수도 있다. The
상기 제4블록(40)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1블록(10) 및 제2블록(20)이 배치되고 제3블록(30)이 제2블록(20)의 홈부(21)에 삽입된 상태에서 상기 한 쌍의 제1블록(10)들을 서로 연결하는 가상의 직선에 의해 형성되는 공간 중 제2블록(20)과 제3블록(30)을 제외한 공간이 설치 및 타설되는 철근과 콘크리트에 의해 이루어지는 블록이다. 이를 위해서 제4블록(40)의 제작과정에서 외부 거푸집이 필요하다. 제4블록(40)은 철근을 포함하고 있지만, 철근 배근은 설계사항이라 정확한 위치표시가 어렵고 도시 상의 편의를 위하여 도면상에는 표시하지 않았다. 한편, 제1블록(10), 제2블록(20)에도 물론 철근이 배근되어 있으며, 그 철근 중에는 제4블록과의 합성을 위하여 제4블록을 형성하기 위한 철근과 커플링을 위한 철근들이 외부로 노출되어 있으며, 제1블록(10)과 제2블록(20)에 배근되는 철근 중 현장에서 배치되는 제4블록(40)의 철근과 커플링 되기 위한 철근 역시 도시 상의 편의를 위하여 생략하였다.As shown in FIG. 3, the
상기 텐던 덕트(50)는 상기 제1블록(10), 제2블록(20), 제3블록(30) 및 제4블록(40)이 조립된 상태에서 블록들에 압축력을 가하기 위한 텐던을 수용하기 위한 공간이다. 상기 텐던 덕트(50)는 어느 하나의 제1블록(10)으로부터 제2블록(20)들을 통과하여 나머지 하나의 제1블록(10)까지 연결되며, 제1블록(10)과 제2블록(20)을 프리캐스팅 하는 과정에서 형성된다.The
상기 텐던 덕트(50)는 제1텐던 덕트(51)와 제2텐던 덕트(52)를 포함하여 이루어지는데 제1텐던 덕트(51)는 제1블록(10)의 하부로부터 제2블록(20)들을 거쳐 다른 하나의 제1블록(10)의 하부까지 상하방향의 높이 변화없이 배치되고, 제1텐던 덕트(52)는 제1블록(10)의 높이방향의 중앙부 또는 상부로부터 제2블록(20)들을 거쳐 다른 하나의 제1블록(10)의 중앙부 또는 상부까지 이어지도록 완만한 "U"자와 유사한 프로파일을 따라 형성된다. 상기 제1텐던 덕트(51)와 제2텐던 덕트(52)의 배치는 도 9에 개략적으로 도시되어 있으나 정확한 프로파일은 텐던에 도입되는 인장력의 크기 등을 고려하여 설계에 의해 결정한다.The
상기 텐던(60)은 상기 텐던 덕트(50)에 삽입되어 빔에 압축력을 도입한다.The
상기 텐던(60)은 제1텐던(61)과 제2텐던(62)로 구성되며 제1텐던(61)은 제1텐던 덕트(51)에 수용된 상태로 빔에 압축력을 가하고, 제2텐던(62)는 제2텐던 덕트(52)에 수용된 상태로 빔에 압축력을 가한다. 도 9에는 텐던 덕트(50)와 텐던(60)이 동일한 점선에 의해 도시되어 있는데 동일한 프로파일을 따라 배치되므로 동시에 표현하였다.The
상기 정착수단(70)은 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 텐던(60)의 양단부를 정착하기 위한 수단으로서 쐐기와 정착 플레이트를 포함한다. 정착수단(70)은 일반적으로 프리스트레스트 빔에 사용되는 구성을 사용하면 되므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.As shown in FIGS. 4 and 6, the fixing means 70 includes wedges and fixing plates as means for fixing both ends of the
이하에서는 전술한 프리스트레스트 빔을 제작하는 방법의 하나의 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, one embodiment of the method of manufacturing the above-described prestressed beam will be described.
본 실시예의 프리스트레스트 빔 제작방법은 제1블록 마련단계, 제2블록 마련단계, 배치단계, 제1긴장단계, 제3블록 설치단계, 제4블록 설치단계, 제2긴장단계를 포함하여 이루어진다.The prestress beam manufacturing method of the present embodiment includes a first block preparing step, a second block preparing step, an arranging step, a first tension step, a third block installation step, a fourth block installation step, and a second tension step.
상기 제1블록 마련단계는 양단부 쪽에 배치되며 서로 마주보는 쪽에 각각 단부방향으로 패인 오목부(11)가 마련되는 한 쌍의 제1블록(10)을 마련하는 단계이다.The first block preparing step is a step of preparing a pair of
상기 제2블록 마련단계는 상기 한 쌍의 제1블록(10)들 사이에 배치되고 하방으로 패인 홈부(21)가 마련되어 단면형상이 '凹'에 유사한 제2블록(20)을 마련하는 단계이다.In the preparing of the second block, a
상기 텐던 덕트 마련 단계는 상기 제1블록(10)과 제2블록(20)에 텐던을 수용하기 위한 텐던 덕트(50)를 마련하는 단계로서, 텐던 덕트(50)는 어느 하나의 제1블록(10)으로부터 시작되어 제2블록(20)들을 관통한 후 나머지 하나의 제1블록(10)까지 마련된다. 텐던 덕트(50)는 제1텐던 덕트(51)와 제2텐던 덕트(52)로 이루어지는데, 상기 제1텐던 덕트(51)는 제1블록(10)의 하부로부터 제2블록(20)들을 거쳐 다른 하나의 제1블록(10)의 하부까지 상하방향의 높이 변화없이 배치되고, 제1텐던 덕트(52)는 제1블록(10)의 높이방향의 중앙부 또는 상부로부터 제2블록(20)들을 거쳐 다른 하나의 제1블록(10)의 중앙부 또는 상부까지 이어지도록 완만한 "U"자와 유사한 프로파일을 따라 형성된다. The tendon duct provision step is to provide a
상기 제1블록 마련단계와 제2블록 마련단계와 텐던 덕트 마련단계는 프리캐스팅 과정에서 동시에 이루어지게 되는데, 설명 상의 편의를 위하여 구분하였다.The first block preparing step, the second block preparing step, and the tendon duct preparing step are performed at the same time during the precasting process, and are divided for convenience of description.
상기 배치단계는 상기 한 쌍의 제1블록(10)들 사이에 제2블록(20)들을 배치하는 단계이다. 제2블록(20)의 개수는 제2블록(20)의 길이나 경간장 등을 고려하여 적절히 선택하면 된다.The disposing step is disposing the
제1긴장단계는 제1텐던 덕트(51)에 제1텐던(61)을 삽입하고 텐던에 인장력을 도입한 후 정착함으로써 상기 제1블록(10)과 제2블록(20)들이 서로 가까워지는 방향으로 가압하는 단계이다. 즉 제1블록(10)과 제2블록(20)에 압축력을 도입하는 단계이다. 제1텐던(61)의 정착은 정착수단(70)에 의하게 되며 정착수단(70)은 일반적으로 사용되는 쐐기와 정착 플레이트 등으로 구성된다.In the first tensioning step, the
상기 제3블록 설치단계는 하부는 상기 제2블록(20)의 홈부(21)에 삽입되고 상단부는 상기 홈부(21)의 외부로 노출되며 빔에 중공을 형성하는 효과를 위한 경량의 제3블록(30)을 마련하여 홈부(21)에 삽입하는 단계이다.In the third block installation step, the lower portion is inserted into the
상기 제3블록(30)으로는 앞서 설명한 바와 마찬가지로 발포 스티렌(스티로폼)이나 속이 빈 플라스틱 박스 등이 사용될 수 있으며, 홈부(21)의 형상에 맞춰 성형하여 사용한다.As described above, the
상기 제3블록 설치단계의 시간상 순서는 크게 중요하지 않다. 제4블록 설치단계 이전에만 수행하면 된다. 제3블록의 설치 후에 제1긴장 단계가 수행될 수도 있다. 제1긴장 단계 이후에 제3블록을 설치할 수도 있다.The order in time of the third block installation step is not very important. It only needs to be done before the fourth block installation step. The first tension step may be performed after the installation of the third block. The third block may be installed after the first tension step.
제4블록 설치단계는 제1긴장단계와 제3블록 설치가 완료된 이후에 한 쌍의 제1블록(10)들을 연결하는 가상의 직선들에 의해 형성되는 공간 중 제2블록(20)과 제3블록(30)을 제외한 공간에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 제4블록(40)을 설치하는 단계이다. 이때 철근은 철근 망을 미리 제작하여 일괄적으로 설치할 수 있으며 이러한 시공을 하는 경우 시공기간을 단축할 수 있는 효과가 있다.The fourth block installation step is the
제2긴장단계는 제4블록(40)의 설치가 완료된 후에 제2텐던 덕트(52)에 제2텐던(62)을 삽입하고 제2텐던(62)에 인장력을 가한 후 정착수단(70)에 의해 정착하여 빔에 압축력을 가하는 단계이다.In the second tensioning step, after the installation of the
제2긴장단계가 완료되면 본 실시예의 프리스트레스트 콘크리트 빔의 제작이 완료된다.When the second tension step is completed, the production of the prestressed concrete beam of the present embodiment is completed.
프리스트레스트 콘크리트 빔의 제작이 완료되면 교각이나 교대에 설치를 하고 상부구조물인 슬래브 설치 등을 하게 되며, 필요한 경우 제1블록의 측면에 정착구를 설치하여 추가적인 긴장력 도입을 하는 것도 가능하다. 이러한 프리스트레스트 빔는 단순교나 연속교 등 교량의 형식에 무관하게 적용할 수 있는 장점이 있다.When the fabrication of the prestressed concrete beam is completed, it is installed on the piers or shifts, and the slab is installed as an upper structure, and if necessary, additional tension may be introduced by installing anchorages on the side of the first block. The prestressed beam has an advantage that it can be applied regardless of the type of bridge, such as a simple bridge or continuous bridge.
전술한 본 발명의 프리스트레스트 콘크리트 빔의 작용 및 효과는 다음과 같다.The action and effect of the above-described prestressed concrete beam of the present invention is as follows.
프리스트레스트 콘크리트 빔(이하 PSC빔)는 제작시에 긴장력 도입에 따른 빔 상단부의 콘크리트에 인장응력이 작용하므로 긴장력 도입에 한계가 있는 단점이 있는데 본 발명의 경우 제1차 긴장단계에서는 중립축 상부의 철근, 콘크리트가 없고 압축응력만 작용하게 되는 중립축 하부의 필요한 부분만 제작된 상태에서 긴장이 이루어지게 되므로 상단부에 인장응력이 작용하지 않으면서 전단면에 압축응력이 작용할 수 있도록 충분한 긴장력을 도입할 수 있는 장점이 있다. 이러한 제1차 긴장단계가 완료된 후에 제4블록을 제작한 상태에서 제2차 긴장단계를 수행하게 되고 따라서 중립축 상부의 인장응력 작용을 최소화하면서도 큰 압축력의 도입이 가능하게 되는 것이다. 이러한 큰 압축력의 도입은 공용 중 PSC빔에 큰 활하중이 작용하는 경우에도 충분한 저항 응력을 발휘하게 되므로 PSC빔의 중립축 하부 즉 PSC빔의 하단부에 인장응력에 의한 인장 균열을 최소화할 수 있고 이로 인한 빔의 성능 저하를 예방할 수 있다.Prestressed concrete beams (hereinafter referred to as PSC beams) have a disadvantage in that tension stress is applied to the concrete at the upper end of the beam due to the introduction of tension during fabrication. As the tension is created in the state where only the necessary part of the lower part of the neutral shaft, which has no concrete and only compressive stress, is made, it is possible to introduce sufficient tension so that the compressive stress acts on the shear surface without the tensile stress on the upper end. There is an advantage. After the first tension step is completed, the second tension step is performed in a state in which the fourth block is manufactured, and thus, a large compressive force can be introduced while minimizing the tensile stress on the neutral shaft. The introduction of such a large compressive force exerts sufficient resistive stress even when a large live load is applied to the PSC beam during use, thereby minimizing tensile cracking due to tensile stress at the neutral axis of the PSC beam, that is, at the lower end of the PSC beam. Can prevent the performance degradation.
도 7 및 도 8은 재긴장용 텐던을 포함하는 실시예를 설명하기 위한 도면으로서, 도 8은 도 7에 표시된 Ⅷ부분의 확대도이다.7 and 8 are views for explaining an embodiment including the retension tendon, Figure 8 is an enlarged view of the portion shown in Fig.
교량의 사용중에 빔에 추가적인 프리스트레싱이 필요한 경우에 사용하기 위하여 도 7에 도시된 제1블록(10)의 측면에 홈을 파서 정착수단(70)을 마련하며 재긴장용 텐던(63)을 사용하여 기존 텐던(61, 62)들에 의한 긴장력이 저하된 경우에 추가적인 긴장력을 도입함으로써 계속적인 긴장력 유지가 가능하도록 한다.In order to use the beam when additional prestressing is required during the use of the bridge, grooves are provided in the side of the
도 10a 내지 도 11은 본 발명의 또 다른 효과를 설명하기 위한 도면이다.10A to 11 are diagrams for explaining another effect of the present invention.
본 발명의 경우 PSC빔을 중공형의 박스형태로 제작하게 되는데, 빔의 폭을 키움으로써 도 9a와 같이 다섯 개의 I형 빔을 사용하는 대신 도 9b에 도시된 바와 같이 세 개의 빔을 사용할 수 있게 되는 효과도 기대할 수 있다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 빔의 높이(h)는 동일하다.In the present invention, the PSC beam is manufactured in the form of a hollow box. By increasing the width of the beam, instead of using five I-type beams as shown in FIG. 9A, three beams can be used as shown in FIG. 9B. You can also expect the effect. The height h of the beams shown in FIGS. 9A and 9B are the same.
한편, 도 11에 도시된 바와 같이 I형 빔(도면상에 좌측에 도시)의 폭(d1)에 비하여 큰 폭(d2)의 빔(본 발명에 의한 빔로서 도면상에 우측에 도시)를 사용함으로써 I형 빔의 형고(h1)에 비하여 낮은 형고(h2)로 빔을 제작할 수 있는 작용, 효과도 기대할 수 있다.On the other hand, as shown in Fig. 11, a beam having a larger width d2 (shown on the right side in the drawing as a beam according to the present invention) than the width d1 of the I-type beam (shown on the left side in the drawing) is used. As a result, the effect and effect of producing the beam at a lower height h2 than the height h1 of the I-beam can be expected.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 제공하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 아니하는 범위 안에서 다양한 형태의 프리스트레스트 콘크리트 빔 및 그 제작방법으로 구체화될 수 있다.Although the following provides specific details for the practice of the present invention by describing the preferred embodiment of the present invention, the technical idea of the present invention is not limited to the described embodiment, the scope does not deviate from the technical idea of the present invention It can be embodied in various forms of prestressed concrete beams and manufacturing methods therein.
10 : 제1블록
20 : 제2블록
30 : 제3블록
40 : 제4블록
50 : 텐던 덕트
60 : 텐던
70 : 정착수단10: first block
20: second block
30: third block
40: fourth block
50: tendon duct
60: tendon
70: fixing means
Claims (7)
양단부 쪽에 배치되며 서로 마주보는 쪽에는 각각 단부방향으로 패인 오목부가 마련되며 철근 콘크리트 재질의 한 쌍의 제1블록;
상기 한 쌍의 제1블록들 사이에 배치되고 하방으로 패인 홈부가 마련되며 철근 콘크리트 재질로 이루어지는 여러 개의 제2블록;
하단부는 상기 제2블록의 홈부에 삽입되고 상단부는 상기 홈부의 외부로 노출되며 빔에 중공을 형성하는 효과를 위한 경량의 제3블록;
상기 제1블록 및 제2블록이 배치되고 상기 제2블록의 홈부에 제3블록이 삽입된 상태에서 상기 한 쌍의 제1블록들을 서로 연결하는 가상의 직선에 의해 형성되는 공간 중 상기 오목부, 제2블록 및 제3블록을 제외한 공간에 설치 및 타설되는 철근과 콘크리트로 이루어지는 제4블록;
상기 한 쌍 중 어느 하나의 제1블록으로부터 제2블록들을 통과하여 나머지 하나의 제1블록까지 연결되는 여러 개의 텐던 덕트;
상기 여러 개의 텐던 덕트에 삽입되는 여러 개의 텐던; 및,
상기 텐던 덕트의 양단부에 마련되어 상기 텐던에 인장력을 가한 채로 고정하기 위한 정착수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 빔.In prestressed concrete beams used for bridges,
A pair of first blocks disposed at both ends and facing each other and having recesses recessed in an end direction, the first block being made of reinforced concrete material;
A plurality of second blocks disposed between the pair of first blocks and provided with recesses downwardly and made of reinforced concrete material;
A lower third part inserted into a groove part of the second block and an upper end part exposed to the outside of the groove part and having a light weight third block for forming a hollow in the beam;
The concave portion of a space formed by an imaginary straight line connecting the pair of first blocks to each other in a state in which the first block and the second block are disposed and a third block is inserted into a groove portion of the second block; A fourth block made of reinforcing steel and concrete installed and poured in a space except for the second block and the third block;
A plurality of tendon ducts connected from the first block of any one of the pair to second ones through the second blocks;
A plurality of tendons inserted into the plurality of tendons ducts; And,
Fixing means provided at both ends of the tendon duct to fix the tendon under tension; Prestressed concrete beams comprising a.
상기 텐던 덕트는 어느 하나의 제1블록의 하부로부터 제2블록을 거쳐 다른 하나의 제1블록의 하부까지 이어지는 상하방향의 높이 변화없이 배치되는 제1텐던 덕트와,
어느 하나의 제1블록의 중앙부 또는 상부로부터 제2블록을 거쳐 다른 하나의 제1블록의 중앙부 또는 상부로 이어지도록 완만한 "U"자에 유사한 프로파일을 가지는 제2텐던 덕트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 빔.The method of claim 1,
The tendon duct is a first tendon duct disposed without changing the height in the vertical direction from the bottom of one of the first block to the bottom of the other first block through the second block,
And a second tendon duct having a similar profile in a “U” shape that is gentle from the center or top of one first block to the center or top of the other first block. Prestressed concrete beams.
상기 제3블록은 발포스티렌 또는 내부가 빈 플라스틱 재질의 박스인 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 빔.The method of claim 1,
The third block is a prestressed concrete beam, characterized in that the foam styrene or a hollow plastic box inside.
양단부 쪽에 배치되며 서로 마주보는 쪽에는 각각 단부방향으로 패인 오목부가 마련되는 한 쌍의 제1블록을 마련하는 제1블록 마련단계;
상기 한 쌍의 제1블록들 사이에 배치되며 하방으로 패인 홈부가 마련되어 단면형상이 '凹'자에 유사한 여러 개의 제2블록을 마련하는 제2블록 마련단계;
상기 한 쌍 중 어느 하나의 제1블록으로부터 제2블록들을 통과하여 나머지 하나의 제1블록까지 연결되는 여러 개의 텐던 덕트를 마련하는 텐던 덕트 마련단계;
상기 한 쌍의 제1블록들 사이에 제2블록을 배치하는 배치단계;
상기 배치단계가 완료된 후 상기 텐던 덕트의 일부에 텐던을 삽입하고 인장력을 도입한 후 정착함으로써 상기 제1블록들과 제2블록들이 서로 가까워지는 방향으로 가압하는 제1긴장단계;
하단부는 상기 제2블록의 홈부에 삽입되고 상단부는 상기 홈부의 외부로 노출되며 빔에 중공을 형성하는 효과를 위한 경량의 제3블록을 마련하여 상기 제2블록의 홈부에 삽입하는 제3블록 설치단계;
제3블록 설치가 완료된 상태에서 상기 한 쌍의 제1블록들을 서로 연결하는 가상의 직선에 의해 형성되는 공간 중 상기 제2블록과 제3블록을 제외한 공간에 설치 및 타설되는 철근을 설치하고 콘크리트를 타설하는 제4블록 설치단계; 및,
상기 제1긴장단계에서 텐던이 삽입되지 않은 나머지 텐던 덕트에 텐던을 삽입하고 인장력을 도입한 후 정착함으로써 상기 제1블록들과 제2블록들이 서로 가까워지는 방향으로 가압하는 제2긴장단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 빔 제작방법.In the manufacturing method of the prestressed concrete beam used for the bridge,
A first block provision step of providing a pair of first blocks disposed at both ends and facing each other and having recesses recessed in an end direction;
A second block provision step of providing a plurality of second blocks disposed between the pair of first blocks and recessed downwardly to provide a plurality of second blocks having a cross-sectional shape similar to a '凹';
A tendon duct preparing step of preparing a plurality of tendon ducts connected from the first block of any one pair of the pair to the other one first block;
Disposing a second block between the pair of first blocks;
A first tensioning step of pressing the first blocks and the second blocks in a direction in which the first blocks and the second blocks are close to each other by inserting the tendons into a part of the tendon duct after the placing step is completed and introducing a tensile force;
The lower end portion is inserted into the groove portion of the second block and the upper end portion is exposed to the outside of the groove portion is provided with a third block to provide a lightweight third block for the effect of forming a hollow in the beam inserted into the groove portion of the second block step;
After the installation of the third block is completed, the reinforcing bar is installed and installed in the space except the second block and the third block among the spaces formed by the virtual straight lines connecting the pair of first blocks to each other. A fourth block installation step of pouring; And,
A second tension step of pressing in the direction in which the first blocks and the second blocks are close to each other by inserting the tendon in the remaining tendon duct in which the tendon is not inserted in the first tension step and introducing and pulling tension force; Prestressed concrete beam manufacturing method comprising a.
상기 텐던 덕트 마련단계에서 마련되는 텐던 덕트는,
상기 텐던 덕트는 어느 하나의 제1블록의 하부로부터 제2블록을 거쳐 다른 하나의 제1블록의 하부까지 이어지는 상하방향의 높이 변화없이 배치되는 제1텐던 덕트와,
어느 하나의 제1블록의 중앙부 또는 상부로부터 제2블록을 거쳐 다른 하나의 제1블록의 중앙부 또는 상부로 이어지도록 완만한 "U"자에 유사한 프로파일을 가지는 제2텐던 덕트인 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 빔 제작방법.The method of claim 4, wherein
The tendon duct provided in the tendon duct preparation step,
The tendon duct is a first tendon duct disposed without changing the height in the vertical direction from the bottom of one of the first block to the bottom of the other first block through the second block,
A frist characterized by a second tendon duct having a similar profile in a “U” shape that is gentle to extend from the center or top of one first block to the center or top of the other first block. How to make a rest concrete beam.
상기 제1긴장단계는 상기 제1텐던 덕트에 텐던을 삽입하여 이루어지고,
상기 제2긴장단계는 상기 제2텐던 덕트에 텐던을 삽입하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 빔 제작방법.The method of claim 5,
The first tensioning step is performed by inserting tendons in the first tendon duct,
The second tension step is a prestressed concrete beam manufacturing method characterized in that by inserting the tendon in the second tendon duct.
상기 제2블록의 홈부에 삽입되는 제3블록은 발포스티렌 또는 내부가 빈 플라스틱 재질의 박스인 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 빔 제작방법.The method according to any one of claims 4 to 6,
The third block is inserted into the groove portion of the second block is a pre-stressed concrete beam manufacturing method, characterized in that the foam styrene or a hollow plastic box.
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---|---|---|---|
KR1020100122676A KR101057409B1 (en) | 2010-12-03 | 2010-12-03 | Hollow prestressed concrete girder and method for manufacturing thereof |
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