KR101062719B1 - 단면강성을 증대한 피에스씨 거더 및 이를 이용한 교량 시공방법 - Google Patents

단면강성을 증대한 피에스씨 거더 및 이를 이용한 교량 시공방법 Download PDF

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Abstract

단면강성을 증대한 피에스씨 거더 및 이를 이용한 교량을 제공한다.
본 발명은 상부플랜지와 하부플랜지사이를 연결하는 복부로 이루어지고, 일정길이의 경간을 갖는 좌우양측 지점에 양단부가 각각 거치되는 일정길이의 주형빔과, 상기 복부를 경유하여 주형빔의 양단부에 긴장후 정착되어 상기 주형빔에 압축응력을 발생시키는 긴장재를 포함하고, 상기 상부플랜지는 상기 주형빔의 좌우양측 지점과 대응되고, 상부면에 일정두께의 바닥판 콘크리트가 타설되는 좌우한쌍의 제1상부플랜지와, 상기 주형빔에 최대모멘트가 인가되는 중앙지점과 대응되고, 상기 바닥판 콘크리트와 동일한 높이를 갖도록 상부로 일정높이 연장되는 단면증설부를 상부면에 갖추어 상기 좌우한쌍의 제1상부플랜지사이를 연결하는 제2상부플랜지를 포함한다.

Description

단면강성을 증대한 피에스씨 거더 및 이를 이용한 교량 시공방법{PSC girder increasing section rigidity and bridge constructing method using the same}
본 발명은 거더상단에 상부플랜지 단면증설부를 갖추어 단면강성을 증대한 피에스씨 거더 및 이를 이용하여 교량을 시공하는 방법에 관한 것으로 더욱 상세히는 상판슬래브용 바닥판 콘크리트를 타설하기 전에 최대모멘트가 발생하는 주형빔의 중앙부 지점에 대해 단면 2차 모멘트를 상승시켜 미관성을 확보하면서 구조역학적인 안정성을 도모하도록 단면강성을 증대한 피에스씨 거더 및 이를 이용한 교량 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 피에스씨 거더(PRESTRESSED CONCRETE GIRDER)는 I형 단면으로서 소정의 연장길이를 가진 철근콘크리트 구조물로 이루어지고, 연장길이에 걸쳐 그 내부에 PC 강연선과 같은 긴장재를 긴장 후 정착함으로써 거더 하중을 포함한 설계하중에 의한 휨모멘트에 의하여 발생하는 인장응력을 상쇄시킬 수 있는 압축응력이 미리 거더에 도입되도록 제작되는 구조용 부재라 할 수 있다.
이러한 PSC 거더는 교량용 거더로 이동되며, 교대 또는 교각의 지점에 양단이 설치되고, 그 위에 바닥판 콘크리트인 상판슬래브가 형성되도록 하여 주로 30 내지 40m의 경간을 가진 교량에 많이 이용되고 있다.
이와 같이 경간길이에 제한이 있는 이유는 PSC 거더는 기본적으로 철근콘크리트로 제작되기 때문에 자중이 비교적 커서 장경간의 교량용 거더로 사용될 경우 그 자중에 의한 단면력(휨 모멘트등)를 확보하기 위하여 형고 및 단면적이 증가될 수 밖에 없으며, 이러한 경우 그 제작비용이 증가될 수 밖에 없고, 운반 및 설치에 있어서도 비효율적이며, 특히 형고가 제한되는 교량의 경우에는 PSC 빔을 이용할 수 없기 때문이다.
도 1은 일반적인 피에스씨 거더를 도시한 구성도로서, 이러한 PSC거더(1)는 자중과 바닥판 콘크리트 하중을 지지하며, 경화된 후에는 바닥판 콘크리트인 상판슬래브와 합세하여 차량하중과 2차 고정하중을 지지하도록 상,하부플랜지(11,12) 및 복부(13)로 이루어지는 I형 콘크리트철근 구조물인 주형빔(10)과, 주형빔을 교각 또는 교대인 지점사이에 거치를 완료한 후 상기 상부플랜지의 상부면을 따라 타설되어 시공되고, 포장,방호벽,난각등과 같은 고정하중 및 차량하중 등에 대해 주형빔과 합성되어 일체로 거동되는 바닥판 콘크리트(20) 및 U자형상으로 주형빔의 복부(13)를 경유하여 단부에 긴장후 정착되어 압축응력을 제공하는 긴장재(30)를 포함한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래 피에스씨 거더(1)는 주형빔(10)과 그위에 타설되는 상판 슬래브인 바닥판 콘크리트(20)까지 포함한 전체 형고가 동일한 등단면을 유지하고 있으며, 이러한 등단면의 주형빔으로 제작되어 바닥판콘크리트(20)로 타설되는 거더에 재하되는 최종모멘트(M2)는 설계하중 모멘트(M3)에서 긴장재저항모멘트(M1)를 차감한 상태를 나타나게 된다.
한편, 현대기술의 추이는 역학적인 구조물 안정성, 공사비 절감 및 교량의 미관을 위해서 피에스씨 거더에 대한 꾸준한 연구개발을 통한 기술발전이 이루어지고 있는 상태이다.
통상적으로 공사비 절감을 도모해야 하는 것은 재료의 양을 비교적 덜 사용해야 달성할 수 있는 것이기에 역학적인 안정성을 만족시키는 것는 서로 상반된 논리를 추구해야 하기에 매우 어려운 문제이다.
도 1에서 주형빔 및 거더 완공 후 발생하는 설계모멘트도를 보면 최대하중은 지간 중앙에서 발생하면서 지점부에서는 정모멘트가 0인 포물선 형태를 취하고 있음을 알 수 있다.
이러한 설계하중 모멘트도에 대해서 주형빔 제작시에 가해지는 긴강재에 의한 저항모멘트(M1)는 그와는 반대로 상향으로 볼록한 형태이면서 중앙부 최대, 지점부 0인 형태를 이루며 최종적인 모멘트 형상을 갖는다.
이러한 모멘트도에서 알 수 있는 현상은 차량하중과 긴장재에 의한 최종 모멘트 형상에서 지점부 부근의 두 하중성분의 모멘트가 중복되어 발생하는 모멘트 크기가 매우 미소함을 알 수 있다.
따라서, 지점부 부근의 주형빔 단면의 거더 높이가 종래의 기술 등에서는 중앙부의 높이와 동일하게 등형고로 제작되어지는 점은 분명하게 비경제적인 공사를 유발하는 문제점이라고 할 것이다.
또한, 통상적으로 단경간으로 제작된 주형빔(10)을 교각 위에 거치하여 연속교로 교량을 시공하는 것이 통례인데 이 경우, 종래기술인 등형고 단면을 사용하면 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다.
즉, 단경간으로 제작되어 교각위에 거치되는 경우 교각위치에서 변곡점까지는 지간중앙부 모멘트를 표시한 도 1과 다르게 상향으로 구조물이 볼록해지는 부모멘트를 받게 된다.
이러한 경우 긴장재에 의한 연속화 강연선은 상향에 배치되어야 하며 그래야만, 하방향으로 볼록해져서 차량하중에 의한 모멘트를 상쇄시킬 수 있는 효과를 발휘하는 것이 주형빔을 연속교로 사용하는 경우의 한 방법이다.
그러나, 종래의 기술에 의해서 주형빔을 제작하게 되면, 단경간용 긴장재(30)가 지점부 부근에서는 중립축(N)보다 아래에 위치해 있어 자연스럽게 부모멘트를 유발하게 되어 구조물에 차량하중에 의한 응력방향과 동일해져서 오히려 발생응력을 중첩시켜 증가시키므로 지점부 부근의 콘크리트에 균열을 발생시키는 원인이 되고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 상판슬래브용 바닥판 콘크리트를 타설하기 전에 최대모멘트가 발생하는 주형빔의 중앙 지점에 대해 단면 2차 모멘트를 상승시켜 미관성을 확보하면서 구조역학적인 안정성을 도모하고, 주형빔의 중앙부 지점에 대한 형하고를 높이도록 단면강성을 증대한 피에스씨 거더 및 이를 이용한 교량 시공방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 상부플랜지와 하부플랜지사이를 연결하는 복부로 이루어지고, 일정길이의 경간을 갖는 좌우양측 지점에 양단부가 각각 거치되는 일정길이의 주형빔과, 상기 복부를 경유하여 주형빔의 양단부에 긴장후 정착되어 상기 주형빔에 압축응력을 발생시키는 긴장재를 포함하고, 상기 상부플랜지는 상기 주형빔의 좌우양측 지점과 대응되고, 상부면에 일정두께의 바닥판 콘크리트가 타설되는 좌우한쌍의 제1상부플랜지와, 상기 주형빔에 최대모멘트가 인가되는 중앙 지점과 대응되고, 상기 바닥판 콘크리트와 동일한 높이를 갖도록 상부로 일정높이 연장되는 단면증설부를 상부면에 갖추어 상기 좌우한쌍의 제1상부플랜지사이를 연결하는 제2상부플랜지를 포함하는 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 제공한다.
바람직하게, 상기 단면증설부는 상기 제1상부플랜지로부터 연장되는 제2상부플랜지의 콘크리트 성형시 일체로 구비되거나 상기 제2상부플랜지부의 상부면에 추가로 성형되는 콘크리트로 별도 구비된다.
바람직하게, 상기 하부플랜지는 좌우한쌍의 제1하부플랜지사이에 일직선상으로 연장되는 제2하부플랜지를 포함한다.
바람직하게, 상기 하부플랜지는 좌우한쌍의 제1하부플랜지사이에 상기 제2상부플랜지에 근접하도록 일정높이 상향이동되는 제2하부플랜지를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 제1하부플랜지와 제2하부플랜지사이의 경계는 서로 분리되는 계단형으로 구비되거나 서로 연결되는 경사형으로 구비된다.
바람직하게, 상기 단면증설부는 상기 제1상부플랜지의 상부면에 타설되는 바닥판 콘크리트의 하부면과 경사지게 면접하도록 좌우양단에 상기 제1상부플랜지측으로 일정길이 연장되는 연장부를 구비한다.
또한, 본 발명은 좌우양측 지점과 대응되는 좌우한쌍의 제1상부플랜지와, 상기 좌우한쌍의 제1상부플랜지사이를 연결하면서 상부면에 일정높이의 단면증설부를 구비하는 제2상부플랜지를 포함하는 상부플랜지를 구비하고, 상기 상부플랜지와 하부플랜지사이를 연결하는 복부로 이루어지고, 상기 복부를 경유하여 양단부에 긴장후 정착되는 주형빔을 제공하는 단계 ; 상기 주형빔을 지점의 양단부에 거치하는 단계 ; 및 상기 단면증설부와 동일한 높이를 갖도록 상기 단면증설부보다 상대적으로 낮은 높이를 갖는 제1상부플랜지의 상부면에 바닥판 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하는 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 이용한 교량 시공방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 주형빔과 주형빔사이에 상기 제1상부플랜지의 상부면에 타설되는 바닥판 콘크리트와 연결되고, 상기 단면증설부와 연결되는 횡방향 바닥판 콘크리트를 구비하는 단계를 추가 포함한다.
바람직하게, 상기 횡방향 바닥판 콘크리트는 상기 단면증설부와 제2상부플랜지로부터 연장되는 철근을 매개로 접합연결되도록 타설된다.
더욱 바람직하게, 상기 횡방향 바닥판 콘크리트는 상기 단면증설부의 양단부에 형성된 단차부와 제2상부플랜지로부터 연장되는 철근을 매개로 하여 접합연결되도록 타설된다.
더욱 바람직하게, 상기 횡방향 바닥판 콘크리트 상기 단면증설부의 양단부에 경사지게 형성된 경사면과 제2상부플랜지로부터 연장되는 철근을 매개로 하여 접합연결되도록 타설된다.
더욱 바람직하게, 상기 횡방향 바닥판 콘크리트는 상기 단면증설부의 양단부에 형성된 단차부와 면접하여 연결되는 프리캐스트 바닥판으로 구비된다.
더욱 바람직하게, 상기 횡방향 바닥판 콘크리트는 상기 단면증설부의 양단부에 형성된 요홈에 면접하여 연결되도록 대응하는 외부면에 단면증설부를 갖는 프리캐스트 바닥판으로 구비된다.
바람직하게, 상기 단면증설부의 설치높이가 설치깊이보다 크면, 상기 설치높이에 대한 설치깊이 비율은 0.40 이상이고, 상기 단면증설부의 설치높이가 설치깊이 보다 작으면 상기 설치깊이에 대한 설치높이 비율은 0.459 이상으로 설정한다.
본 발명에 의하면, 지점에 양단이 거치되는 철근콘크리트 구조물인 주형빔의 상부플랜지는 상부면에 일정두께의 바닥판 콘크리트가 타설되는 좌우한쌍의 제1상부플랜지와, 주형빔에 최대모멘트가 인가되는 중앙 지점과 대응되고, 상기 바닥판 콘크리트와 동일한 높이를 갖도록 상부로 연장되어 좌우한쌍의 제1상부플랜지사이의 중앙 지점의 단면높이를 증가시키는 단면증설부를 구비하는 제2상부플랜지를 구비함으로써, 상판슬래브용 바닥판 콘크리트를 주형빔의 상부면에 타설하여 양생하기 전에 최대모멘트가 발생하는 주형빔의 중앙부 지점에 대해 단면 2차 모멘트를 상승시킬 수 있기 때문에 구조역학적인 안정성을 도모하여 교량의 안정성을 가일층 향상시키고, 교량하부의 형하고를 높여 공간을 충분히 확보할 수 있는 효과가 얻어진다.
도 1은 일반적인 피에스씨 거더를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 도시한 구성도이다.
도 6(a) 내지 6(d)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 이용한 교량을 시공하는 공정도이다.
도 7(a) 내지 도 (e)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 이용한 교량에서 횡방향 바닥판 콘크리트를 시공하는 공정도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 이용한 교량에서 단면증설부를 도시한 종단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 첨부된 도면을 따라 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 단면강성을 증대한 피에스씨 거더(100)는 도 2에 도시한 바와 같이, 일정길이의 주형빔(110)과 이에 압축응력을 제공하는 긴장재(130)를 포함한다.
상기 주형빔(110)은 일정길이의 경간을 갖는 좌우양측의 교각 또는 교대에 해당하는 지점(105,105)에 양단부가 각각 거치도록 구비되는 I단면상의 철근콘크리트 구조물이다.
이러한 주형빔(110)은 지점과 접하는 하부플랜지(111)와, 상판슬래브를 이루도록 바닥판 콘크리트(120)가 타설되는 상부플랜지(112) 및 상,하부플랜지(111,112)사이를 연결하는 복부(113)로 이루어진다.
여기서, 상기 복부(113)사이를 연결하는 하부플랜지(111)와 상부플랜지(112)의 폭은 서로 동일하거나 서로 다른 크기로 구비될 수 있다.
상기 긴장재(130)는 상기 주형빔(110)의 복부(113)를 경유하여 주형빔(110)의 양단부에 예비응력을 갖도록 긴장된 후 별도의 정착구(미도시)에 의해서 정착고정됨으로써 철근콘크리트 구조물인 상기 주형빔(110)에 압축응력을 발생시키는 일정길이의 강선부재로 이루어진다.
이러한 주형빔(110)의 상부를 이루는 상부플랜지(112)는 상기 주형빔의 좌우양측 지점(W1)과 대응되는 좌우한쌍의 제1상부플랜지(112a,112a)과, 상기 주형빔의 중앙 지점(W2)과 대응되어 상기 좌우한쌍의 제1상부플랜지(112a,112a)사이를 일체로 연결하는 제2상부플랜지(112b)를 포함한다.
상기 제1상부플랜지(112a,112a)는 상부면에 일정두께의 상판슬래브를 이루도록 타설되는 바닥판 콘크리트(120)를 구비한다.
상기 제2상부플랜지(112b)는 상기 주형빔에 최대모멘트가 인가되는 중앙 지저점2)에서의 형하고를 증가시키기 위해서 상기 바닥판 콘크리트(120)와 동일한 높이를 갖도록 상부로 일정높이 연장되는 단면증설부(114)를 상부면에 구비한다.
이에 따라, 상기 단면증설부(114)의 상부표면은 상기 제1상부플랜지(112a,112a)의 상부면에 타설되는 바닥판 콘크리트(120)의 상부표면과 동일한 높이로 구비되면서 외부로 노출된다.
이러한 경우, 상기 주형빔(110)의 복부를 통과하는 중립축(N)은 상기 단면증설부(114)를 구비하는 중앙 지점(W2)의 제2상부플랜지(112b)에서 상향이동되기 때문에, 상기 중립축(N)과 긴장재(130)사이에 해당하는 편심거리(e)가 길어져 저항모멘트를 증대시킬 수 있도록 2차 단면모멘트를 증가시켜 피에스씨 거더(100)의 구조적 안전성을 높일 수 있는 것이다.
여기서,상기 단면증설부(114)는 상기 제1상부플랜지(112a,112a)로부터 연장되는 제2상부플랜지(112b)의 콘크리트 성형시 일체로 구비되거나 상기 제2상부플랜지부(112b)의 상부면에 추가로 타설되어 양생되는 별도의 콘크리트로 구비될 수 있다.
또한, 상기 하부플랜지(111)는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 제1상부플랜지(112a,112a)와의 상하형고보다 상기 제2상부플랜지(112b)와의 상하형고를 크게 형성하도록 좌우한쌍의 제1하부플랜지(111a,111a)사이에 일직선상으로 연장되는 제2하부플랜지(111b)를 포함한다.
이에 따라, 지면으로부터 상기 하부플랜지(111)사이에 형성되는 형하고 높이는 주형빔의 길이방향으로 일정하게 유지할 수 있는 것이다. .
그리고, 상기 하부플랜지(111)는 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 제1상부플랜지(112a,112a)와의 상하형고와 상기 제2상부플랜지(112b)와의 상하형고를 일정하게 유지하도록 좌우한쌍의 제1하부플랜지(111a,111a)사이에 상기 제2상부플랜지(112b)에 근접하도록 연장되는 제2하부플랜지(111b)를 포함한다.
여기서, 상기 제1하부플랜지(111a,111a)와 제2하부플랜지(111b)사이의 경계는 도 3에 도시한 바와 같이 서로 분리되는 계단형으로 구비될 수도 있지만 도 4에 도시한 바와 같이, 서로 연결되는 경사형으로 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 지면으로부터 상기 하부플랜지(111)사이에 형성되는 형하고 높이는 상기 주형빔(110)의 중앙지점(W2)과 좌우양측 지점(W1)이 서로 다르게 형성되어 피에스씨 거더의 외관미를 높일 수 있는 한편, 상기 중앙 지점(W2)에서의 형하고를 높여 교량 하부의 공간을 확보할 수 있는 것이다.
한편, 상기 단면증설부(114)는 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제1상부플랜지(112a,112a)의 상부면에 타설되는 바닥판 콘크리트(120)의 하부면과 경사지게 면접하도록 좌우양단에 상기 제1상부플랜지(112a,112a)측으로 일정길이 연장되는 연장부(114a)를 구비한다.
이러한 경우, 상기 단면증설부(114)와 바닥판 콘크리트(140)가 서로 접하는 접촉면적을 상기 연장부(114a)에 의해서 증대시킴으로써 시공 후 상판슬래브를 형성하는 바닥판 콘크리트와의 결합력을 향상시킬 수 있는 것이다.
또한, 상기 하부플랜지(111)는 상기 제1상부플랜지(112a)의 정중앙부를 정점으로 하여 상부로 볼록하게 만곡지도록 일정크기의 곡률반경을 갖는 호형 단면상으로 구비될 수도 있으며, 상기 바닥판 콘크리트(120)와 단면증설부(114)의 표면이 이루는 상부면은 상부로 볼록하게 만곡지는 호형단면상의 하부플랜지(111)와 일정간격을 유지하도록 동일한 곡률반경으로 상부로 볼록하게 만곡지게 구비되는 것이 바람직하다.
이러한 경우, 지면으로부터 상기 하부플랜지(111)의 중앙 지점에 이르는 형하고 높이를 좌우양측 지점에 비하여 상대적으로 높게 형성하여 외관미를 향상시킬 수 있는 한편, 교량하부의 통로 및 공간을 충분히 확보할 수 있게 된다.
도 6(a) 내지 6(c)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 이용한 교량을 시공하는 공정도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시공방법은 주형빔(110)을 제공하는 단계, 주형빔(100)의 양단부를 지점에 거치하는 단계 및 바닥판 콘크리트(120)를 타설하는 단계를 포함한다.
상기 주형빔(110)을 제공하는 단계는 상부플랜지(112)와 하부플랜지(111)사이를 연결하는 복부(113)로 이루어지는 I단면상의 주형빔(110)을 제공하는 것이고, 이러한 주형빔(110)에는 압축응력을 도입하도록 복부(113)를 경유하여 주형빔(110)의 양단부에 긴장된 후 별도의 정착구에 의해서 정착고정되는 긴장재(130)를 포함한다.
이러한 주형빔(110)의 상부플랜지(112)는 상기 주형빔의 좌우양측 지점(W1)과 대응되는 제1상부플랜지(112a,112a)와, 상기 주형빔에 최대모멘트가 인가되고, 상기 좌우한쌍의 제1상부플랜지(112a,112a)사이의 중앙지점(W2)에 해당하는 단면높이를 증가시키도록 일정높이 상승연장되는 단면증설부(114)를 구비하는 제2상부플랜지(112b)를 포함한다.
이에 따라, 상기 제1상부플랜지(112a,112a)의 상부면에는 상기 단면증설부(114)의 상단높이와 동일하도록 상판슬래브인 바닥판 콘크리트(120)가 일정두께로 타설되는 것이다.
상기 주형빔(110)의 양단부를 지점에 거치하는 단계는 일정거리를 두고 지면상에 설치된 교각 또는 교대와 같은 지점(105)에 일정길이를 갖는 주형빔(110)의 양단부를 올려 수평하게 거치하는 것이며, 상기 주형빔(110)의 양단부는 받침대(105a)를매개로 하여 지점(105)에 거치되는 것이 바람직하다.
연속하여, 상기 바닥판 콘크리트(120)를 타설하는 단계는 상기 지점(105)에 양단부가 거치된 주형빔(110)의 상부플랜지(112)에 바닥판 콘크리트를 타설한 후 양생함으로써 교량의 상판슬래브를 구비하게 되는 것이다.
즉, 상기 바닥판 콘크리트(120)는 상기 주형빔의 제2상부플랜지(112b)에 일정높이 돌출된 단면증설부(114)보다 상대적으로 낮은 높이를 갖는 제1상부플랜지(111a,111a)의 상부면에 상기 단면증설부(114)의 상부면이 외부노출되도록 타설됨으로써 단면강성을 증대한 피에스씨 거더(100)를 제조완성하게 된다.
이때, 상기 제1상부플랜지(112b)의 상부면에 타설되는 바닥판콘크리트(120)의 상부면과 상기 단면증설부(114)의 상부면은 동일한 평면을 이루어 이에 포장면을 교량의 길이방향으로 균일하게 시공할 수 있는 것이다.
또한, 상기 주형빔(110)과 주형빔(110)사이에 상기 제1상부플랜지(111a,111a)의 상부면에 타설되는 바닥판 콘크리트(120)와 일체로 연결되는 횡방향 바닥판 콘크리트(120a)를 구비하는바, 도 7(a)에 도시한 바와 같이, 상기 횡방향 바닥판 콘크리트(120a)는 상기 단면증설부(114)와 제2상부플랜지(112b)로부터 연장되는 철근(115)을 매개로 하여 접합연결되도록 타설되고, 타설된 후 양생된 횡방향 바닥판 콘크리트(120a)는 1단 접합형태로 상기 단면증설부와 제2상부플랜지에 일체로 접합연결되고, 상기 단면증설부(114)의 상부면과 동일한 평면상으로 구비된다.
또한, 상기 횡방향 바닥판 콘크리트(120a)는 도 7b에 도시한 바와 같이,상기 단면증설부(114)의 양단부에 형성된 단차부(114a)와 제2상부플랜지(112b)로부터 연장되는 철근(115)을 매개로 하여 접합연결되도록 타설되고, 타설된 후 양생된 횡방향 바닥판 콘크리트(120a)는 2단 접합형태로 상기 단면증설부와 제2상부플랜지에 일체로 접합연결되고, 상기 단면증설부(114)의 상부면과 동일한 평면상으로 구비된다.
그리고, 상기 횡방향 바닥판 콘크리트(120a)는 도 7c에 도시한 바와 같이,상기 단면증설부(114)의 양단부에 경사지게 형성된 경사면과 제2상부플랜지(112b)로부터 연장되는 철근(115)을 매개로 하여 접합연결되도록 타설되고, 타설된 후 양생된 횡방향 바닥판 콘크리트(120a)는 경사접합형태로 상기 단면증설부와 제2상부플랜지에 일체로 접합연결되고, 상기 단면증설부(114)의 상부면과 동일한 평면상으로 구비된다.
또한, 상기 횡방향 바닥판 콘크리트(120b)는 도 7d에 도시한 바와 같이,상기 단면증설부(114)의 양단부에 형성된 단차부와 면접하여 연결되도록 대응하는 외부면에 패킹재(121)를 갖는 프리캐스트 바닥판으로 구비됨으로써 상기 제2상부플랜지(112b)에 의해서 형성되는 안착부에 올려져 상기 단면증설부와 제2상부플랜지에 일체로 접합연결되고, 상기 단면증설부(114)의 상부면과 동일한 평면상으로 구비된다.
그리고, 상기 횡방향 바닥판 콘크리트(120b)는 도 7e에 도시한 바와 같이, 상기 단면증설부(114)의 양단부에 형성되고, 패킹부재(116)를 배치한 요홈(114b)에 면접하여 연결되도록 대응하는 외부면에 단면증설부를 갖는 프리캐스트 바닥판으로 구비됨으로써 상기 제2상부플랜지에 의해서 형성되는 안착부에 올려져 상기 단면증설부와 제2상부플랜지에 일체로 접합연결되고, 상기 단면증설부(114)의 상부면과 동일한 평면상으로 구비된다.
한편, 상기 주형빔과 이에 인접하는 주형빔사이인 거더와 거더사이의 공간에 휭방향 바닥판 콘크리트를 시공하여 교량의 상판슬래브를 완성하고자 하는 경우, 거더와 횡방향 바닥판 콘크리트가 서로 접합되는 이음부에 발생하는 수평, 전단 모멘트에 대하여 슬래브의 높이단면이 발휘하는 응력으로만 저항하므로 충분한 저항을 하지 못했으며 이음부의 일체화 및 횡방향 구속력 또한 부족하였다.
이에 따라, 본 발명에서는 거더의 상부플랜지 상부면에 제2상부플랜지의 폭보다 작은 폭을 갖는 일정높이의 단면증설부를 구비함으로써 발생 단면력에 대하여 단면증설부의 설치높이(H)와 설치깊이(D) 단면이 수평, 전단 모멘트에 저항하여 역학적 효율성 극대화 및 이음부의 일체화 거동에서 횡방향 구속력을 종래보다 월등히 증가시킬 수 있도록 단면증설부의 크기 및 형상을 도 8과 하기 표 1에 의해서 결정하였다.
Figure 112010062978816-pat00001
상기 표 1에 의해서 상기 단면증설부의 설치높이(H)가 설치깊이(D)보다 큰 경우(H>D), 상기 설치높이에 대한 설치깊이 비율(D/H)은 0.40 이상 확보해야만 공칭강도의 전체합을 교량상부에 인가되는 실질하중보다 크게 설정하여 만족함을 알 수 있었다.
또한, 상기 단면증설부의 설치높이(H)가 설치깊이(D)보다 작은 경우(H<D), 상기 설치깊이에 대한 설치높이 비율(H/D)은 0.459 이상 확보해야만 공칭강도의 전체합을 교량상부에 인가되는 실질하중보다 크게 설정하여 만족함을 알 수 있었다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
110 : 주형빔 111 : 하부플랜지
111a : 제1하부플랜지 111b : 제2하부플랜지
112 : 상부플랜지 112a : 제1상부플랜지
112b : 제2상부플랜지 113 : 복부
114 : 단면증설부 120 : 바닥판 콘크리트
120a,120b : 측방향 바닥판 콘크리트 130 : 긴장재

Claims (14)

  1. 상부플랜지와 하부플랜지사이를 연결하는 복부로 이루어지고, 일정길이의 경간을 갖는 좌우양측 지점에 양단부가 각각 거치되는 일정길이의 주형빔과,
    상기 복부를 경유하여 주형빔의 양단부에 긴장후 정착되어 상기 주형빔에 압축응력을 발생시키는 긴장재를 포함하고,
    상기 상부플랜지는 상기 주형빔의 좌우양측 지점과 대응되고, 상부면에 일정두께의 바닥판 콘크리트가 타설되는 좌우한쌍의 제1상부플랜지와, 상기 주형빔에 최대모멘트가 인가되는 중앙지점과 대응되고, 상기 바닥판 콘크리트와 동일한 높이를 갖도록 상부로 일정높이 연장되는 단면증설부를 상부면에 갖추어 상기 좌우한쌍의 제1상부플랜지사이를 연결하는 제2상부플랜지를 포함하며,
    상기 단면증설부의 설치높이(H)가 설치깊이(D) 보다 큰 경우, 상기 설치높이에 대한 설치깊이 비율(D/H)은 0.4 이상에서 1 미만이고,
    상기 단면증설부의 설치높이(H)가 설치깊이(D)보다 작거나 같은 경우, 설치깊이에 대한 설치높이 비율(H/D)은 0.459 이상에서 1 이하인 것을 특징으로 하는 단면강성을 증대한 피에스씨 거더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단면증설부는 상기 제1상부플랜지로부터 연장되는 제2상부플랜지의 콘크리트 성형시 일체로 구비되거나 상기 제2상부플랜지부의 상부면에 추가로 성형되는 콘크리트로 별도 구비됨을 특징으로 하는 단면강성을 증대한 피에스씨 거더.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하부플랜지는 좌우한쌍의 제1하부플랜지사이에 일직선상으로 연장되는 제2하부플랜지를 포함함을 특징으로 하는 단면강성을 증대한 피에스씨 거더.
  4. 상부플랜지와 하부플랜지사이를 연결하는 복부로 이루어지고, 일정길이의 경간을 갖는 좌우양측 지점에 양단부가 각각 거치되는 일정길이의 주형빔과,
    상기 복부를 경유하여 주형빔의 양단부에 긴장후 정착되어 상기 주형빔에 압축응력을 발생시키는 긴장재를 포함하고,
    상기 상부플랜지는 상기 주형빔의 좌우양측 지점과 대응되고, 상부면에 일정두께의 바닥판 콘크리트가 타설되는 좌우한쌍의 제1상부플랜지와, 상기 주형빔에 최대모멘트가 인가되는 중앙지점과 대응되고, 상기 바닥판 콘크리트와 동일한 높이를 갖도록 상부로 일정높이 연장되는 단면증설부를 상부면에 갖추어 상기 좌우한쌍의 제1상부플랜지사이를 연결하는 제2상부플랜지를 포함하며,
    상기 하부플랜지는 좌우한쌍의 제1하부플랜지사이에 상기 제2상부플랜지에 근접하도록 일정높이 상향이동되는 제2하부플랜지를 포함하고 상기 제1하부플랜지와 제2하부플랜지사이의 경계는 서로 분리되는 계단형으로 구비되거나 서로 연결되는 경사형으로 구비됨을 특징으로 하는 단면강성을 증대한 피에스씨 거더.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단면증설부는 상기 제1상부플랜지의 상부면에 타설되는 바닥판 콘크리트의 하부면과 경사지게 면접하도록 좌우양단에 상기 제1상부플랜지측으로 일정길이 연장되는 연장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 단면강성을 증대한 피에스씨 거더.
  7. 좌우양측 지점과 대응되는 좌우한쌍의 제1상부플랜지와, 상기 좌우한쌍의 제1상부플랜지사이를 연결하면서 상부면에 일정높이의 단면증설부를 구비하는 제2상부플랜지를 포함하는 상부플랜지를 구비하고, 상기 상부플랜지와 하부플랜지사이를 연결하는 복부로 이루어지고, 상기 복부를 경유하여 양단부에 긴장후 정착되는 주형빔을 제공하는 단계 ;
    상기 주형빔을 지점의 양단부에 거치하는 단계 ; 및
    상기 단면증설부와 동일한 높이를 갖도록 상기 단면증설부보다 상대적으로 낮은 높이를 갖는 제1상부플랜지의 상부면에 바닥판 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하는 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 이용한 교량 시공방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주형빔과 주형빔사이에 상기 제1상부플랜지의 상부면에 타설되는 바닥판 콘크리트와 연결되고, 상기 단면증설부와 연결되는 횡방향 바닥판 콘크리트를 구비하는 단계를 추가 포함함을 특징으로 하는 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 이용한 교량 시공방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 횡방향 바닥판 콘크리트는 상기 단면증설부와 제2상부플랜지로부터 연장되는 철근을 매개로 접합연결되도록 타설됨을 특징으로 하는 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 이용한 교량 시공방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 횡방향 바닥판 콘크리트는 상기 단면증설부의 양단부에 형성된 단차부와 제2상부플랜지로부터 연장되는 철근을 매개로 하여 접합연결되도록 타설됨을 특징으로 하는 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 이용한 교량 시공방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 횡방향 바닥판 콘크리트 상기 단면증설부의 양단부에 경사지게 형성된 경사면과 제2상부플랜지로부터 연장되는 철근을 매개로 하여 접합연결되도록 타설됨을 특징으로 하는 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 이용한 교량 시공방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 횡방향 바닥판 콘크리트는 상기 단면증설부의 양단부에 형성된 단차부와 면접하여 연결되는 프리캐스트 바닥판으로 구비됨을 특징으로 하는 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 이용한 교량 시공방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 횡방향 바닥판 콘크리트는 상기 단면증설부의 양단부에 형성된 요홈에 면접하여 연결되도록 대응하는 외부면에 단면증설부를 갖는 프리캐스트 바닥판으로 구비됨을 특징으로 하는 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 이용한 교량 시공방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 단면증설부의 설치높이가 설치깊이보다 크면, 상기 설치높이에 대한 설치깊이 비율은 0.40 이상이고, 상기 단면증설부의 설치높이가 설치깊이 보다 작으면 상기 설치깊이에 대한 설치높이 비율은 0.459 이상으로 설정함을 특징으로 하는 단면강성을 증대한 피에스씨 거더를 이용한 교량 시공방법.
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