KR101074751B1 - 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더의 단블록 구조체 및 이를 이용한 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더 제작방법 및 단블록 개량 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더를 이용한 교량의 연속화 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리플렉스 거더의 I형강재의 하부플랜지 단면적을 상부플랜지 단면적의 50~60%로 대폭 감소시키면서 하부플랜지에 타설되는 하부 콘크리트 케이싱에 강연선을 추가ㆍ삽입하여 프리플렉션에 의하여 I형 강재의 하부 콘크리트 케이싱에 도입되는 압축력을 콘크리트 허용압축응력의 50%~60%가 되게 하고, 그 나머지 압축력은 강연선에 의하여 도입되게 한 구성이므로 강재량이 대폭 줄어 형고가 낮고 경제적이며, 건조수축 및 크리이프에 따른 응력손실이 최소화되고, 또 하부 콘크리트 케이싱에 크랙 발생이 방지되는 효과가 있을 뿐만 아니라 하부 콘크리트 케이싱의 단블록 내에 주 응력방향으로 격자형태의 폐쇄 스터럽과, 그리고 폐쇄 스터럽과 평행되게 폐합구조 철근을 배치한 것이므로 단블록의 축직각방향으로의 할렬파괴 및 파열파괴와 정착판 경계면의 할열 균열파괴가 방지되는 효과가 있다.
또한 본 발명은 격자형태의 폐쇄 스터럽에 의하여 공간간섭이 이루어진 상태에서도 폐합구조 철근 조립이 용이하도록 폐쇄 스터럽과 평행되게 배치가 가능한 구조이므로 배근작업이 효율적일 뿐 아니라 거더 I형 강재 복부홀을 관통하여 하부플랜지에 접면ㆍ용접된 폐합구조 철근이 전단 연결재로서의 역할을 하는 구조이므로 그만큼 전단연결재의 강재량을 줄일 수 있어 경제적인 효과를 지닌 유용한 발명이다.

Description

프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더의 단블록 구조체 및 이를 이용한 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더 제작방법 및 단블록 개량 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더를 이용한 교량의 연속화 시공방법{Structural body for the end block of prestressed concrete/steel compositive girder and method making the prestressed concrete/steel compositive girder and method constructing the continuos girder}

본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더의 단블록 구조체 및 이를 이용한 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더 제작방법 및 단블록 개량 프리스트레스트 콘크리트 강합성거더를 이용한 교량의 연속화 시공방법에 관한 것으로 강재의 휨과 콘크리트 케이싱, 2가지구성요소로 이루어지는 전통방식의 프리플렉스 거더에다 하부 콘크리트 케이싱에 강연선을 추가ㆍ삽입하면서 하부플랜지 단면적을 상부플랜지 단면적의 50~60%로 대폭 감소시키고, 하부 콘크리트 케이싱에 도입될 설계 압축응력의 반은 강재의 휨 복원력에 의하여, 그리고 그 나머지 반은 강연선에 의하여 도입되도록 한 것이다.

이와 같이 본 발명은 강연선의 긴장 압축력을 이용한 것이므로 하부 콘크리트 케이싱의 단블록에는 할렬파괴 및 파열파괴와 정착판 경계면의 할열 균열파괴는 불가피한 현상이다.

이를 보강하기위하여 종래에는 하부 콘크리트 케이싱의 단블록에 주 응력방향으로 격자형태의 폐쇄 스터럽을 배근하고, 그 배근상태에서 나선철근을 배근하였다.

나선철근은 연속적으로 강연선을 좌우상하로 감싸면서 폐쇄 스터럽을 관통하여야하므로 폐쇄 스터럽의 공간간섭 때문에 나선철근의 배근작업이 용이하지 않아 시공상의 하자와 비경제적인 문제가 있었다.

본 발명은 종래의 나선철근대신 폐쇄 스터럽과 평행되게 배치가 가능한 폐합구조 철근을 사용한 것이므로 공간간섭이 없어 배근작업이 용이할 뿐만 아니라 하부 콘크리트 케이싱의 단블록 보강이 견고하여 품질이 우수하고 내구성이 뛰어난 단블록을 갖는 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더를 경제적으로 제작할 수 있는 이점이 있다.

현재 널리 사용되고 있는 프리플렉스 거더의 기본개념을 국내 등록특허공보 제10-0250937호의 도1a~도1d에 의하여 설명하면 다음과 같다.

도1a는 I형 강재에 미리 휨을 준 상태이다. 즉 I형 강재의 중앙부에 캠버δ를 주어 I형 강재를 제작한다.

도1b는 캠버δ를 준 도1a의 I형 강재를 양단지점부에 놓은 다음 지점부에서 ¼ℓ 지점에 프리플렉션(preflexion)하중 P를 가하여 I형 강재를 수평상태가 되게 한다. 수평상태에서 도1c에서와 같이 I형 강재의 하부플랜지에 콘크리트 케이싱을 타설한다.

타설된 콘크리트 케이싱이 양생된 다음 ¼ℓ 지점의 프리플렉션하중 P를 제거하면 도1d에서와 같이 I형강재의 복원력에 의하여 하부 콘크리트 케이싱에 압축응력이 도입된다.

이때 도1d의 캠버는 도1a의 캠버δ보다 작다. 이는 하부 콘크리트 케이싱에 도입된 압축응력만큼 I형강재의 복원력이 작아졌기 때문이다.

이와 같이 프리플렉스 거더의 기본개념은 I형 강재와, 그리고 하부 콘크리트 케이싱, 2가지구성이 그 출발점이다. 즉 I형강재의 휨의 복원력을 이용하여 하부플랜지에 타설된 콘크리트 케이싱에 압축력을 도입하는 것을 기본원리로 한 것이므로 기본구성은 I형 강재와, 그리고 하부 콘크리트 케이싱뿐이다.

I형 강재와, 그리고 하부 콘크리트 케이싱, 2가지구성을 출발점으로 한 프리플렉스 거더는 I형강재의 휨 복원력을 이용하여 하부 콘크리트 케이싱에 압축력을 도입하나 경제성을 고려하여 재하하중에 의한 케이싱 콘크리트의 허용인장력을 허용하고 있으므로 인장응력로 인한 비구조적 크랙(crack)이 케이싱 콘크리트에 발생되어 내구성이 감소되는 것이 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다.

하부 콘크리트 케이싱에 발생된 크랙을 방지하기위하여 하부 콘크리트 케이싱에 프리스트레스트 강선을 별도로 추가하여 압축응력을 보강하는 기술도 있다.

이때 프리스트레스트 강선이 추가된다하더라도 I형 강재와, 그리고 하부 콘크리트 케이싱, 2가지구성의 출발점에는 아무런 기술적 변화 없이, 출발점의 기본구성위에다 단순히 크랙(crack)을 방지하기위해 강선을 추가한 것에 불과하다. 다시 말하면 이러한 기술은 출발점의 기술을 그대로 사용하고 있을 뿐, 출발점의 기술적 변화가 전혀 없다. 예컨대, 적어도 추가된 강선이 출발점의 I형 강재의 단면적의 일부를 대체하여 강재량을 감소시키는 것도 아니고, 그렇다고 프리스트레스트 강선의 압축력으로 인한 단블록(end block)의 할렬파괴 및 파열파괴를 방지하는 수단으로 사용되는 것도 아니다. 오히려 추가된 강선으로 인하여 강재량을 증가시킬 뿐 아니라 추가된 강선의 가압력으로 인하여 단블록(end block)의 할렬파괴 및 파열파괴를 야기 시키고 있을 뿐이다. 이와 같이 강선이 추가된다하더라도 프리플렉스의 원리 및 구조에는 전혀 변화가 없으므로 이는 현재 널리 사용되고 있는 프리플렉스와 동일하다.

또한 프리플렉스의 문제점인 하부 콘크리트 케이싱에 크랙이 많이 발생하게 되면 반복되는 재하하중으로 인하여 그 크랙성장하게 되어 I형강의 하부플랜지 및 보강철근이 부식되므로 프리플렉스 거더의 내구성에 치명적이 된다.

프리플렉스 거더는 원래 압축력을 최대로 도입하는데 기술의 기본취지가 있으므로 압축력도입의 최대화는 I형강의 단면의 크기와, 그리고 휨의 크기에 비례한다.

압축력도입의 최대화를 위해서는 첫째, I형강의 단면의 크기가 커야하기 때문에 강재량이 많이 소요되어 비경제적이 되고, 둘째, 경제적인 설계를 위해 강재의 인장응력과 케이싱 콘크리트의 압축응력을 동일하게 하여 압축응력을 최대로 도입한다하더라도 공용하중으로 인해 하부 콘크리트 케이싱의 크랙발생이 불가피하게 된다.

바로 여기에 강재의 휨과 콘크리트 케이싱, 2가지구성요소에 의존하는 프리플렉스의 기술적 한계가 있다.

프리플렉스 거더는 I형강재의 휨과 콘크리트 케이싱과의 힘의 균형에 의하여 압축응력을 도입되는 원리이다.

이에 따라 I형강재의 휨 복원력에 의해서만 하부콘크리트케이싱에 소요압축응력을 도입하는 프리플렉스 거더는 강재량이 많이 소요되기 때문에 압축력도입이 매우 비효율적인 문제가 있다.

이와 같이 강재의 휨과 콘크리트 케이싱, 2가지구성요소에 의존된 프리플렉스 거더는 그 출발구조에서부터 강재량의 과다사용의 문제를 안고 있는 구조이다.

설령 출발구조에다 크랙방지를 위한 강선을 추가한다하더라도 강재량의 과다사용의 문제는 그대로 남아있는 구조이다.

또한 강선의 추가는 하부 콘크리트 케이싱에 프리스트레스트 강선의 압축력으로 인하여 단블록(end block)에 국부적인 응력집중을 일으킨다.

응력집중으로 인하여 거더 축 직각방향으로의 할렬파괴 및 파열파괴가 발생되고, 그 결과 콘크리트 케이싱이 균열, 박리, 파괴되는 문제점이 있다.

강선의 압축력은 단블록 정착을 통해 부재 전단면에 도입된다.

단블록은 강선을 정착시키는 정착판과, 그리고 정착판으로부터 강선의 압축력으로 인한 할렬역 및 파열역의 영향이 미치는 영역까지를 포함한다. (도2b참조)

도2b는 강선의 압축력에 의하여 발생된 할렬역 및 파열역의 분포를 나타낸다.

단블록에는 주인장응력과, 그리고 할렬역 및 파열역이 포함되어있다.

단블록의 개요를 프리스트레스트(Prestressed Concrete; PSC) 빔에 의하여 설명하면 다음과 같다.

도2a (a)는 포스트텐션 보에 프리스트레스 힘 P가 부재 단부면(端部面)에 작용하는 예를 보인 것이다. 단부면에 작용한 프리스트레스 힘 P에 의하여 도2a (b)와 같은 매우 큰 축방향 압축응력이 정착판에 즉각적으로 일어난다.

단부면에서 부재의 안쪽으로 들어감에 따라 콘크리트 응력의 분포는 도2a (c)와 같이 되고, 부재단부로부터 안쪽으로 더 들어간 단면에서는 도2a (d)와같이 응력분포가 선형(線形)이 된다.

도2a (a)에 나타난 바와 같이 압축응력은 이와 직각으로 작용하는 주 인장응력을 수반한다. 주 인장응력은 프리스트레스 힘의 작용선을 따라 축 직각방향의 균열이 부재단부에 일어나게 된다.

또한 도2a (a)에 나타난 바와 같이 압축응력은 주 인장응력과 함께 도2b에서와 같이 할열역(spalling zone)과 파열역(bursting zone)을 수반한다.

특히 정착판의 강도는 콘크리트의 강도보다 훨씬 크므로 강선의 압축력에 의하여 정착판의 경계면에 할열균열이 발생하게 된다.

주 인장응력으로 인한 균열은 도2d와 같이 폐쇄 스터럽(closed stirrup)에 의하여 보강된다. 이때 폐쇄 스터럽의 방향은 도2a (a)의 축 직각 인장응력방향이고, 도2d와 같이 촘촘히 배근된다. 폐쇄 스터럽은 상하부에 견고하게 고정되어있다. 폐쇄 스터럽의 형상은 통상 수직상의 격자망형태이다.

폐쇄 스터럽(closed stirrup)은 할열응력(spalling stress)과 파열응력(bursting stress)을 일부 보강하기는 한다. 그러나 강선의 압축력으로 인한 정착판의 경계면의 균열을 방지할 수는 없다.

정착판의 경계면에서 바깥쪽을 향하여 할렬균열이 발생하려는 경향이 있고, 또 정착부에서 복부의 외측면으로 파열될 우려가 있기 때문에 도2e와 같이 나선철근을 배치하는 것이 가장 효율적이다. 나선철근은 도2e에서와 같이 강선을 감싸면서 연속적으로 배근된 형태이다.

도2f는 도2e의 나선철근의 배근형태를 PSC빔에 적용한 상태도이다.

이와 같이 단블록에는 강선과, 격자망형태의 폐쇄 스터럽과, 그리고 나선철근이 배근되어있다.

나선철근은 강선과 격자망형태의 폐쇄 스터럽이 배근된 후 긴장강선을 상하좌우로 감싸면서 연속적으로 배근되므로 촘촘히 배근된 수직상의 격자망형태의 폐쇄 스터럽의 간섭에 의하여 폐쇄 스터럽을 관통하기가 용이하지 않아 나선철근의 배근작업이 어려워 나선철근조립이 비효율적이고 비경제적인 문제점이 있다.

설령 나선철근이 단블록에 배근된다하더라도 배근된 나선철근은 또 다른 공간간섭의 원인으로 작용된다. 폐쇄 스터럽과 강선에 의하여 공간이 간섭된 상태에서 나선철근까지 간섭공간을 더한층 간섭되게 하기 때문에 콘크리트 몰탈 내의 최대 골재가 간섭된 비좁은 공간에 걸려 단블록에 콘크리트 몰탈이 밀실 되게 채워지지 않게 되는 문제점이 있을 뿐 아니라 이로 인해 단블록의 품질이 저하됨은 물론 단블록의 균열 등 하자 발생의 주요요인이 되는 문제점이 있다.

도2b에서와 같이 강선의 압축력에 의하여 프리스트레스 힘의 직각방향으로는 매우 큰 파열응력(bursting stress)이 단블록 단부 안쪽 짧은 거리에 작용되고, 프리스트레스 힘의 작용면 가까이에는 매우 큰 할렬응력(spalling stress)이 작용된다.

이러한 응력상태는 탄성론, 공탄성론 또는 유한요소해석 등을 사용함으로써 균열의 위치와 방향을 예측할 수 있다.

프리스트레스 힘P로 인한 높은 응력집중 때문에 비교적 낮은 하중상태에서도 콘크리트는 비탄성 거동을 나타낸다.

이에 따라 단부의 보강철근이 유효하게 작용하기 전에 콘크리트는 균열을 일으키기 때문에 파열파괴 및 할렬파괴를 방지하기위해서 단블록을 보강해야만 한다.

단블록의 단면형상은 프리스트레스트 프리캐스트거더의 경우 도2c와 같이 단블럭 단면 형상을 갖으며, 이러한 직사각형 단블록은 지압면적이 충분하여 높은 압축력을 지지할 수 있다.

다음으로 프리플렉스 거더에 있어 I형강재의 복원력으로 인해 하부 콘크리트 케이싱에 작용된 인장응력에 의한 균열을 방지하기위하여 강선을 추가시켜 프리스트레스를 가한 경우를 생각할 수 있다. 이때 강선의 프리스트레스로 인한 주 인장응력과, 그리고 파열응력(bursting stress) 및 할렬응력(spalling stress)에 대하여 알아보기로 한다.

긴장된 강선이 하부 콘크리트 케이싱을 가압하고 있으므로 주 인장응력과, 파열응력 및 할렬응력이 작용되는 것은 위의 PSC빔의 경우와 동일하다.

주 인장응력을 보강하기위한 폐쇄 스터럽과, 그리고 파열응력 및 할렬응력을 보강하기위한 연속형태의 나선철근의 배근도 PSC빔과 동일하다. (도2f참조)

다만 PSC빔과 다른 점이 있다면 PSC빔에는 전단연결재가 없는데 반하여 프리플렉스 거더에는 전단연결재가 있는 것이 서로 다르다. PSC빔은 I형 강재를 사용하지 않기 때문에 합성단면의 문제가 발생하지 않는 반면 프리플렉스 거더는 I형강재의 휨 복원력을 이용하여 하부 콘크리트 케이싱에 압축응력을 도입하는 구조이므로 I형 강재와 하부 콘크리트 케이싱이 합성단면을 이루어야하기 때문에 I형 강재에는 스터드(stud) 볼트, 각형각재, 말굽형 강재 등 여러 형태가 사용되고 있다. (도3참조)

합성단면을 위해 전단 연결재는 충분히 사용된다.

전단연결재의 개수가 많을수록 강재량도 그만큼 증가되어 비경제적이 되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 용접의 개소도 많아 그 제작이 비효율적이며 단블럭 배근과의 간섭의 문제점이 있다.

여기에다 하부 콘크리트 케이싱의 높이는 통상 기껏해야 40~45cm정도이다.

피복두께 5cm x 2(케이싱의 상하 2곳) = 10cm를 제외하게 되면, 높이 30~35cm에 적어도 강선, 폐쇄 스터럽, 나선철근이 모두 배근된다.

이렇게 간섭된 비좁은 공간에 나선철근을 수평면으로 연속되게 배근하는 것도 용이하지 않을 뿐 아니라 이렇게 비좁은 공간에 콘크리트 몰탈을 밀실되게 충진할 수도 없는 상태이므로 콘크리트 케이싱의 품질 및 시공상 하자 등의 문제점이 있다.

다시 말하면, 프리플렉스 거더의 하부 콘크리트 케이싱 단블록은 PSC빔에 비해 단면이 작기 때문에 긴장 강선에 의해 과도한 응력집중, 즉 파열응력 및 할렬응력이 발생될 뿐만 아니라 이를 보강하기위한 철근의 보강역시 단면적이 작은 하부 콘크리트 케이싱 내에 모두 배근되어있는 상태이므로 하부 케이싱 단블록은 공간간섭이 더 심한 상태이고, 여기에다 나선철근을 긴장 강선을 감싸면서 배근하는 것이 용이하지 않을 뿐 아니라 나선철근이 배근된 후 타설되는 하부 케이싱의 콘크리트 몰탈이 간섭된 비좁은 공간에 밀실되게 충진되는 것이 어려워 그 결과 하부 케이싱이 균열 탈락되어 시공상의 하자 발생의 문제점이 있다.

따라서 프리플렉스빔과 동일 형고를 가지면서 I형 강재의 강재량을 줄이기 위해서는 프리플렉션 도입량을 줄이고 강선에 의한 프리스트레스도입을 최대화 하는 것이 중요하며, 이를 위해서는 하부케이싱콘크리트 단블록의 개량이 요구된다.

⒜ 본 발명은 프리플렉스 거더의 I형강재의 하부플랜지 단면적을 상부플랜지 단면적의 50~60%로 대폭 감소시키면서 하부플랜지에 타설되는 하부 콘크리트 케이싱에 강연선을 추가ㆍ삽입하여 프리플렉션에 의하여 I형 강재의 하부 콘크리트 케이싱에 도입되는 압축력을 콘크리트 허용압축응력의 50%~60%가 되게 하고, 그 나머지 압축력은 강연선에 의하여 도입되게 함으로써 강재량이 그만큼 줄어 경제적이고, 또 공용시 하부 콘크리트 케이싱에 크랙 발생이 방지되며, 여기에다 하부 콘크리트 케이싱의 단블록 내에 주 응력방향으로 격자형태의 폐쇄 스터럽과, 그리고 폐쇄 스터럽과 평행되게 폐합구조 철근을 배치함으로써 단블록의 할렬파괴 및 파열파괴와 정착판 경계면의 균열파괴가 방지되도록 하고, 이와 동시에 상하부 플랜지와 하부 콘크리트 케이싱, 2가지요소로 이루어진 전통적인 프리플렉스와는 달리 하부플랜지 단면적이 대폭 감소된 I형 강재와, 하부 콘크리트 케이싱과, 그리고 프리스트레스트 강연선, 3가지요소로 이루어진 새로운 개념의 경제적인 단블록 개량 프리스트레스트 콘크리트 강합성빔 거더를 제공하고자함에 그 목적이 있고,

⒝ 또한 새로운 개념의 경제적인 단블록 개량 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더는 종래의 프리플렉스 거더와는 달리 하나 더 추가된 강연선의 강한 압축력으로 인하여 하부 콘크리트 케이싱의 단블록에 할렬파괴 및 파열파괴와 정착판 경계면의 균열파괴를 방지하기위하여

먼저 배근된 격자형태의 폐쇄 스터럽에 의하여 공간간섭이 이루어진 상태에서 폐합구조 철근이 폐쇄 스터럽과 평행되게 배치 가능한 구조로 형성하면서 배근된 폐합구조 철근으로 인해 공간간섭이 심해지지 않는 구조로 형성함으로써 하부 케이싱에 콘크리트 몰탈이 밀실되게 충진ㆍ타설되어 품질이 우수하고, 하자가 없고 내구성이 뛰어난 단블록이 되게 함에 다른 목적이 있으며,

⒞ 단블록 보강구조인 한 쪽이 열린 폐합구조 철근이 I형강재의 웨브 관통홀을 통과되도록 하면서 하부플랜지를 감싸는 형태의 구조가 되게 함으로써 하부플랜지의 저부와 접면ㆍ용접된 폐합구조 철근이 전단 연결재 역할을 하도록 함과 동시에 합성단면을 위한 별도의 전단 연결재를 생략함으로써 전단 연결재의 강재량을 대폭 감소되게 함에 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더의 단블록 구조체 및 이를 이용한 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더 제작방법 및 단블록 개량 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더를 이용한 교량의 연속화 시공방법에 관한 것으로 먼저 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더의 단블록 구조체의 구성에 대하여 설명한다.

본 발명의 단블록 구조체는 I형 강재(12)의 하부플랜지(123) 단면적을 상부 플랜지(122) 단면적의 50~60%가 되게 하여 하부플랜지(123)의 단면적을 대폭 줄이면서 하부플랜지(123)에 타설된 하부 콘크리트 케이싱(14)에 강연선(16)을 추가ㆍ삽입하되 프리플렉션에 의하여 I형 강재(12)의 하부 콘크리트 케이싱(14)에 도입되는 압축력을 콘크리트 허용압축응력의 50%~60%가 되게 하고, 그 나머지 콘크리트 허용압축응력은 강연선(16)에 의하여 도입되게 하면서 하부 콘크리트 케이싱(14)의 단부에서 거더 종방향으로 거더높이(h)의 (0.5~1.0)의 구간에 주 응력방향으로 배치된 격자형태의 폐쇄 스터럽(20)과, 그리고 한쪽이 열려있으면서 폐쇄 스터럽(20)과 평행되게 배치 가능한 구조로 된 폐합구조 철근(30)을 배치하되 폐합구조 철근(30)은 웨브 관통홀(124a)을 통과하여 서로 결합되어 폐합구조를 이루고 있으면서 폐합구조 철근(30)과 접면된 하부플랜지(123)의 저부 접면부를 용접(W)함을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더의 단블록 구조체이다.

본 발명은 I형 강재의 하부플랜지(123) 단면적을 상부 플랜지(122) 단면적의 50~60%가 되게 하여 하부플랜지(123)의 단면적을 대폭 줄이면서 그 대신 하부 콘크리트 케이싱(14)에 강연선(16)을 추가ㆍ삽입하여 강연선(16)의 프리스트레스에 의하여 압축력을 도입하고 있는 방식이므로 전적으로 I형 강재(12)의 휨 복원력을 이용한 전통적 방식인 프리플렉스의 문제점인 강재량의 과다사용 및 하부 콘크리트 케이싱(14)의 크랙의 문제점을 해결한 새로운 방식이다.

강연선(16)은 I형 강재(12)에 비하여 강재량이 아주 작으면서도 그 인장력을 I형 강재(12)보다 훨씬 크게 할 수 있는 장점을 갖는 부재이므로 하부플랜지(123) 단면적을 상부 플랜지(122) 단면적의 50~60%로 대폭 감소시키면서 감소된 강재량 및 이로 인한 인장력의 감소를 강연선(16)으로 대체시킴으로써 하부 콘크리트 케이싱(14)에 도입되는 압축력을 I형 강재(12)의 프리플렉션과, 그리고 강연선(16)에 의하여 분담되게 한 구성이다.

프리플렉션에 의하여 하부 콘크리트 케이싱(14)에 도입되는 압축력을 반 정도 도입되게 함으로써 하부플랜지(123)의 강재량을 그만큼 줄일 수 있을 뿐 아니라 하부플랜지(123)의 휨에 의한 복원력을 효율적으로 사용하게 되어 경제적인 이점이 있다.

또한 강연선(16)에 의하여 하부 콘크리트 케이싱(14)에 도입되는 압축력의 반 정도를 도입함으로써 프리플렉션과 함께 하부 콘크리트 케이싱(14)에 설계압축력의 도입이 가능한 구조이므로 그만큼 강재량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 강연선(16)의 압축력에 의해 하부 콘크리트 케이싱(14)의 크랙을 방지할 수 있는 이점이 있다.

한편, 프리스트레스트 강합성 거더(10)에서 긴장된 강연선(16)을 정착시키는 부분을 단블록(end block)(B)이라한다. 프리스트레스는 이 단블록(B)을 통하여 부재 전단면에 도입된다.

본 발명에서의 단블록(B)이 길이는 거더높이(h) x (0.5~1.0)이다. 강연선(16)은 단블록(B)의 단부에 정착판(162)에 의하여 정착되어있다.

단블록(B)의 단부에서 거더높이(h) x (0.5~1.0)의 구간이 프리스트레스의 가압력에 의한 과도한 응력집중이 발생되는 구간이다.

단블록(B)은 강연선(16)의 큰 지압응력으로 인해 축 직각방향의 인장력과 함께 할렬파괴 및 파열파괴와, 그리고 정착판(162)의 경계면의 할열 균열파괴가 발생된다.

이러한 파괴를 방지하기위하여 하부 콘크리트 케이싱에 격자형태의 폐쇄 스터럽(20)과, 한쪽이 열려있으면서 폐쇄 스터럽(20)과 평행되게 배치 가능한 구조로 된 폐합구조 철근(30)이 배치되어있다.

격자형태의 폐쇄 스터럽(closed stirrup)(20)은 할렬파괴 및 파열파괴에 대한 보강에 유효하지만 정착판(162)의 경계면의 균열파괴에 대한 보강은 폐합구조 철근(30)이 주로 담당한다.

정착판(162)의 경계면의 균열파괴에 대한 보강을 위해 종래 나선철근을 사용한 것도 이러한 이유에서다.

한쪽이 열린 폐합구조 철근(30)은 나선형 철근과 같이 연속형 구조가 아닌 불연속 구조이면서 폐쇄 스터럽(20)과 평행되게 배치 가능한 구조이므로 종래의 연속형 나선철근과 달리 격자형태의 폐쇄 스터럽(20)으로 인한 공간간섭을 받지 않아 조립이 용이하고, 또 공간간섭을 유발시키지 않는다.

웨브 관통홀(124a)을 관통한 폐합구조 철근(30)의 이음은 용접(W)이음이나 커플러이음이 바람직하다.

그뿐 아니라 폐합구조 철근(30)이 전단 연결재 역할을 한다. 그 하나는 폐합구조 철근(30)이 웨브 관통홀(124a)에 관통됨으로써 전단 연결재 역할을 하고, 다른 하나는 하부플랜지(123)의 저부와 접면ㆍ용접(W)된 폐합구조 철근(30)이 전단 연결재 역할을 한다. 더욱이 하부플랜지(123)에 접면ㆍ용접(W)된 폐합구조 철근(30)은 일정간격으로 촘촘히 하부플랜지(123)에 용접(W)되어있기 때문에 전단연결재로서의 손색이 없다.

하부플랜지(123)에 용접된 폐합구조 철근(30)은 일정간격 이격되어있다.

이와 같이 폐합구조 철근(30)이 전단 연결재 역할을 하고 있으므로 나선철근과 함께 스터드와 같은 전단 연결재를 사용하던 종래기술과는 달리 별도의 전단연결재가 필요 없기 때문에 강재량을 그만큼 줄일 수 있어 경제적이다.

본 발명은 프리플렉스 거더의 I형강재의 하부플랜지 단면적을 상부플랜지 단면적의 50~60%로 대폭 감소시키면서 하부플랜지에 타설되는 하부 콘크리트 케이싱에 강연선을 추가ㆍ삽입하여 프리플렉션에 의하여 I형 강재의 하부 콘크리트 케이싱에 도입되는 압축력을 콘크리트 허용압축응력의 50%~60%가 되게 하고, 그 나머지 압축력은 강연선에 의하여 도입되게 한 구성이므로 강재량이 대폭 줄어 형고가 낮으면서 경제적이고, 건조수축 및 크리이프에 따른 응력손실이 최소화되며, 또 하부 콘크리트 케이싱에 크랙 발생이 방지되는 효과가 있을 뿐만 아니라 하부 콘크리트 케이싱의 단블록 내에 주 응력방향으로 격자형태의 폐쇄 스터럽과, 그리고 폐쇄 스터럽과 평행되게 폐합구조 철근을 배치한 것이므로 단블록의 할렬파괴 및 파열파괴와 정착판 경계면의 균열파괴가 방지되는 효과가 있다.

폐합구조 철근이 폐쇄 스터럽과 평행되게 배치 가능한 구조이므로 폐쇄 스터럽으로 인한 간섭공간이 없어 폐합구조 철근의 조립이 용이하고 효율적이다.

그뿐 아니라 폐합구조 철근구조가 공간간섭을 일으키지 않으므로 콘크리트 몰탈이 하부 케이싱에 밀실되게 충진ㆍ타설되어 단블록의 품질이 우수하고, 하자 발생이 없고 내구성이 뛰어난 효과가 있다.

한 쪽이 열린 폐합구조 철근이 I형강재의 웨브 관통홀의 통과가 용이하면서 하부플랜지를 감싸는 형태의 구조이므로 하부플랜지의 저부와 접면ㆍ용접(W)된 폐합구조 철근이 전단 연결재 역할을 하는 효과가 있을 뿐 아니라 합성단면을 위한 별도의 전단 연결재를 생략함으로써 전단 연결재의 강재량이 대폭 감소되어 경제적이다.

본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더 제작에 있어 단블록 개량에 의하여 강선 정착과 강재 I거더 단부 정착이 단순화됨으로써 제작 및 품질관리가 용이하게 되는 효과가 있고, 강재량을 대폭 줄여 형고가 낮으면서도 경제적인 합성거더 제작이 가능하다.

I형 강재는 강연선에 비해 인장강도가 매우 작기 때문에 크리이프와 건조수축에 의한 손실이 크지만 프리플렉션에 의한 응력도입 시 하부케이싱에 목표치의 50%만 압축응력을 도입하므로 작은 압축응력의 도입으로 인한 크리이프와 건조수축에 의한 응력손실을 5% 내외로 대폭 줄일 수 있는 효과를 지닌 유용한 발명이다.

[도1a~도1d] 현재 널리 사용되고 있는 프리플렉스 거더의 기본개념을 나타낸 과정도
[도2a] 포스트 텐션 PSC 보의 단부의 응력분포도
[도2b] 도2a PSC보의 정착부의 응력분포도
[도2c] 도2a PSC보의 단블록도
[도2d] 도2a PSC보의 단부보강도
[도2e] 도2a PSC보의 정착부의 보강을 위한 나선철근배근 기본도
[도2f] 도2e의 나선철근배근 기본도를 PSC보에 적용한 상태도
[도3] 프리플렉스 거더에 통상 사용되는 전단연결재 형태의 실시예
[도4] 본 발명 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더의 단블록 구조체의 사시도
[도5] 도4의 정면도
[도6] 도4의 배면도
[도7] 도4의 측면도
[도8] 본 발명의 단블록 개량 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더를 이용하여 교량의 연속화 시공과정을 나타낸 과정도

본 발명의 단블록 개량 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더 제작방법을 먼저 첨부된 도면에 의거 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

⒜ 하부플랜지(123) 단면적을 상부 플랜지(122) 단면적의 50~60%가 되도록 한 I형 강재(10)이면서 하부 콘크리트 케이싱(14) 단부 또는 정착판(162)에서 거더 종방향으로 거더높이(h) x (0.5~1.0)의 길이를 갖는 구간을 단블록(B)으로 지정하고, 그 단블록(B) 내에 할열방지 및 파열방지의 폐합구조 철근(30)이 배근될 위치인 I형 강재(10)의 복부(124)에 웨브 관통홀(124a)을 뚫는 단계;

⒝ 단블록(B) 내에 주 응력방향으로 격자형태의 폐쇄 스터럽(20)을 일정간격으로 배치하는 단계;

⒞ 폐합구조 철근(30)의 한쪽이 열린 상태이고, 폐합구조 철근(30)이 하부 플랜지(123)를 감싸는 형태이면서 폐합구조 철근(30)의 열린 한쪽이 웨브 관통홀(124a)을 관통되게 하면서 폐쇄 스터럽(20)과 평행되게 삽입한 후 폐합구조 철근(30)의 열린 다른 한쪽과 밀착ㆍ접면시킨 상태에서 커플러(32)나 용접(W)이음에 의하여 폐합구조가 형성되도록 하면서 단블록(B) 내에 폐합구조 철근(30)배치가 완성된 다음 하부플랜지(123)에 접면된 폐합구조 철근(30)의 접면부를 용접(W)하는 단계;

⒟ I형 강재(10) 거더 단부에서 거더 길이의 L/4~L/3지점에 가한 프리플렉션에 의하여 하부 콘크리트 케이싱(14)에 도입되는 압축력을 콘크리트 허용압축응력의 50%~60%에 도달하게 한 후 타설될 하부 콘크리트 케이싱(14)내에 쉬스관을 설치하고 하부 케이싱(14) 콘크리트를 타설 양생하는 단계;

⒠ 하부케이싱(14) 콘크리트가 양생된 후 I거더의 프리플렉션을 릴리즈하여 I형 강재(10)의 휨 복원력에 의해 하부케이싱(14) 콘크리트에 압축력을 도입한 후 I형 강재(10) 거더를 평편한 지면에 거치하는 단계;

⒡ 하부 콘크리트 케이싱(14) 내 쉬스관에 강연선(16)을 삽입하고, 강연선(16)을 긴장시켜 하부 콘크리트 케이싱(14)에 콘크리트 허용압축응력의 압축력을 50%~60%까지 도입한 후 강연선(16)을 단부 정착판(162)에 정착하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 단블록 개량 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더 제작방법이다.

하부플랜지(123) 단면적을 상부 플랜지(122) 단면적의 50~60%가 되게 하고, I형 강재(10) 거더 단부에서 거더 길이의 L/4~L/3지점에 가한 프리플렉션에 의하여 하부 콘크리트 케이싱(14)에 도입되는 압축력을 콘크리트 허용압축응력의 50%~60%에 도달하게 하면서 나머지 압축력을 강연선(16)의 인장력으로 대체한 구성에 대해서는 위에서 설명한 바와 같다.

I형 강재(10)는 강연선(16)에 비해 인장강도가 매우 작기 때문에 크리이프와 건조수축에 의한 손실이 크므로, 작은 압축응력 도입으로 응력손실을 5% 내외 줄일 수 있으므로 유리하다.

프리플렉션P을 가하는 지점은 도1에서와 같이 L/4~L/3이 바람직하다.

본 발명에서는 격자형태의 폐쇄 스터럽(20)과 폐합구조 철근(30)이 장착된 I형 거더에 프리플렉션을 I형 강재(10)의 허용응력(fsa=0.6fy)내에서 도입한다. 통상의 프리스트레스트 합성 거더의 경우 프리플렉션을 강재의 허용응력을 초과하여 0.8fy이상 가한다. 0.8fy이상 가하게 되면 복부(124) 좌굴 등으로 복부(124)단면이 커지고, 거더가 일그러지는 경우도 있으며, 추운 날씨에 작업 때는 I형 강재(10)가 터져나가는 현상도 보인다. 따라서 본 발명은 강재의 허용응력 내에서 프리플렉션을 도입함으로써 상기의 문제점을 방지한다.

폐합구조 철근(30)은 종래의 나선철근과는 달리 불연속 구조이면서 폐쇄 스터럽(20)과 평행되게 배치되는 구조이므로 간섭공간이 큰 단블록(B) 배근작업이 용이하고, 또 폐합구조 철근(30)이 폐합구조이므로 할렬파괴 및 파열파괴방지에 효율적이다.

폐합구조 철근(30)이 I형 강재(10)의 복부(124) 웨브 관통홀(124a)을 관통되면서 하부플랜지(123)와 용접(W)되므로 전단연결 기능이 배가되는 효과가 있다.

⒞단계에서 하부플랜지(123)에 접면용접된 폐합구조 철근(30)은 일정간격 서로 이격되어있다.

⒠단계에서 프리플렉션을 릴리즈하여 I형 강재(10)의 휨 복원력에 의해 하부케이싱(14) 콘크리트에 압축력을 도입하는 과정은 도1c 및 도1d의 과정과 동일하다.

본 발명의 단블록 개량 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더 제작방법은 단순보로서의 제작방법이다.

다음으로 본 발명의 단블록 개량 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더를 이용한 교량의 연속화 시공방법을 첨부된 도면에 의거 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

⒜ 하부플랜지(123) 단면적을 상부 플랜지(122) 단면적의 50~60%가 되도록 한 I형 강재(10)이면서 하부 콘크리트 케이싱(14) 단부 또는 정착판(162)에서 거더 종방향으로 거더높이(h) x (0.5~1.0)의 길이를 갖는 구간을 단블록(B)으로 지정하고, 그 단블록(B) 내에 할열방지 및 파열방지의 폐합구조 철근(30)이 배근될 위치인 I형 강재(10)의 복부(124)에 웨브 관통홀(124a)을 뚫는 단계;

⒝ 단블록(B) 내에 주 응력방향으로 격자형태의 폐쇄 스터럽(20)을 일정간격으로 배치하는 단계;

⒞ 폐합구조 철근(30)의 한쪽이 열린 상태이고, 폐합구조 철근(30)이 하부 플랜지(123)를 감싸는 형태이면서 폐합구조 철근(30)의 열린 한쪽이 웨브 관통홀(124a)을 관통되게 하면서 폐쇄 스터럽(20)과 평행되게 삽입한 후 폐합구조 철근(30)의 열린 다른 한쪽과 밀착ㆍ접면시킨 상태에서 커플러(32)나 용접(W)이음에 의하여 폐합구조가 형성되도록 하면서 단블록(B) 내에 폐합구조 철근(30)배치가 완성된 다음 하부플랜지(123)에 접면된 폐합구조 철근(30)의 접면부를 용접(W)하는 단계;

⒟ I형 강재(10) 거더 단부에서 거더 길이의 L/4~L/3지점에 가한 프리플렉션에 의하여 하부 콘크리트 케이싱(14)에 도입되는 압축력을 콘크리트 허용압축응력의 50%에 도달하게 한 후 타설될 하부 콘크리트 케이싱(14)내에 쉬스관을 설치하고, I형 강재(10) 거더 단부의 일정길이를 제외하고 하부 케이싱(14) 콘크리트를 타설 양생하는 단계;

⒠ 하부케이싱(14) 콘크리트가 양생된 후 I거더의 프리플렉션을 릴리즈하여 I형 강재(10)의 휨 복원력에 의해 하부케이싱(14) 콘크리트에 압축력을 도입한 후 I형 강재(10) 거더를 평편한 지면에 거치하는 단계;

⒡ 하부 콘크리트 케이싱(14) 내 쉬스관에 강연선(16)을 삽입하고, 강연선(16)을 긴장시켜 하부 콘크리트 케이싱(14)에 콘크리트 허용압축응력의 압축력을 50%~60%까지 도입한 후 강연선(16)을 단부 정착판(162)에 정착하는 단계;

⒢ 상기⒡단계에서 제작된 프리스트레스트 I형 강재(10) 거더를 교각위에 거치하는 단계;

⒣ 교각위의 거치된 프리스트레스트 I형 강재(10) 거더의 단부를 서로 볼트(C)ㆍ연결하여 2경간의 연결지점을 잭(J)에 의해 위로 상승시킨 상태에서 2경간의 I형 강재(10) 거더 위의 전 구간에 걸쳐 슬래브 콘크리트(S)를 타설하면서 하부 콘크리트 케이싱(14) 바로 위에 타설되지 않은 I형 강재(10)에 콘크리트를 타설하는 단계;

⒤ ⒣단계에서 타설된 콘크리트가 경화된 후 상승시킨 잭(J)을 아래로 내린 상태에서 타설되지 않은 일정길이의 I형 강재(10) 거더 단부의 하부 케이싱(14)과 그 위에 타설되지 않은 I형 강재(10)에 콘크리트를 타설하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 단블록 개량 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더를 이용한 교량의 연속화 시공방법이다.

⒟단계에서 하부 콘크리트 케이싱(14)은 I형 강재(10)의 하부 플랜지(123)에 형성되나 볼트(C)연결에 의한 연속보를 위해 거더 단부의 일정길이에는 콘크리트가 타설되지 않는다. (도8의 접합부 부근 참조)

거더 단부의 일정길이는 거더 길이에 따라 다르나 1m내외가 보통이다.

연속보에서 내측 지점부는 부 모멘트가 발생하는 구간이다. I형 강재(10) 거더의 단부를 서로 볼트(C)ㆍ연결한 연결 지점부가 바로 연속보의 내측 지점부에 해당된다.

연결 지점부에 발생된 부 모멘트는 슬래브 콘크리트(S)에 인장응력을 발생시켜 슬래브 콘크리트(S)에 크랙을 발생시킨다. 그 결과 슬래브 콘크리트(S)와 I형 강재(10)의 상부 플랜지(122)가 비합성단면이 되어 비효율적인 단면이 된다. 콘크리트는 재료의 성질상 압축응력에 강한 장점을 지닌 반면 인장응력에 아주 취약한 단점을 지닌 재료이기 때문이다.

부 모멘트로 인한 인장응력을 견디지 못한 것은 강재가 아닌 슬래브 콘크리트(S)이다.

슬래브 콘크리트(S)가 인장응력에 취약하기 때문에 실제 부 모멘트로 인한 인장응력에 대비하여 미리 슬래브 콘크리트(S)에 압축응력을 도입시키고 있다.

I형 강재(10) 거더의 단부를 서로 볼트(C)ㆍ연결한 후 연결지점을 잭(J)에 의하여 상승시킨 상태에서 슬래브 콘크리트(S)를 타설하고, 양생된 다음 다시 잭(J)을 하강시키게 되면 부 모멘트구간의 슬래브 콘크리트(S)에 압축응력이 도입된다.

슬래브 콘크리트(S)에 도입된 압축응력에 의하여 크랙을 방지된 합성단면이 만들어지기 때문이다.

슬래브 콘크리트(S)에 도입된 압축응력에 의하여 크랙이 방지된 합성단면을 형성하기위해서다.

I형 강재(10) 거더의 하부 플랜지(123)에 하부 콘크리트 케이싱(14)을, 그리고 상부 플랜지(122)에 슬래브 콘크리트(S)를 타설하는 것뿐만 아니라 타설되지 않은 그 이외부분에 대해서도 콘크리트로 피복한다. 이는 I형 강재(10)를 외부로부터 보호하기위해서다. 특히 녹슬지 않도록 하기위해서다.

10; 강합성 거더
12; I형 강재, 122; 상부플랜지, 123; 하부플랜지, 124; 복부, 124a; 웨브 관통홀
14; 하부 콘크리트 케이싱
16; 강연선, 162; 정착판,
20; 폐쇄 스터럽
30; 폐합구조 철근, 32; 커플러
W; 용접
B; 단블록
T; 연결부
C; 볼트
J; 잭
S; 슬래브 콘크리트

Claims (5)

1. 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더(10)에 있어서
   I형 강재(10)의 하부플랜지(123) 단면적을 상부 플랜지(122) 단면적의 50~60%가 되게 하여 하부플랜지(123)의 단면적을 대폭 줄이면서 하부플랜지(123)에 타설된 하부 콘크리트 케이싱(14)에 강연선(16)을 추가ㆍ삽입하되 프리플렉션에 의하여 I형 강재(10)의 하부 콘크리트 케이싱(14)에 도입되는 압축력을 콘크리트 허용압축응력의 50%가 되게 하고, 그 나머지 콘크리트 허용압축응력은 강연선(16)에 의하여 도입되게 하면서 하부 콘크리트 케이싱(14)의 단부에서 거더 종방향으로 거더높이(h)의 (0.5~1.0)의 구간에 주 응력방향으로 배치된 격자형태의 폐쇄 스터럽(20)과, 그리고 한쪽이 열려있으면서 폐쇄 스터럽(20)과 평행되게 배치 가능한 구조로 된 폐합구조 철근(30)을 배치하되 폐합구조 철근(30)은 웨브 관통홀(124a)을 통과하여 서로 결합되어 폐합구조를 이루고 있으면서 폐합구조 철근(30)과 접면된 하부플랜지(123)의 저부 접면부를 용접(W)함을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더의 단블록 구조체
   
2. 제1항에 있어서
   하부플랜지(123)의 저부 접면부에 용접된 폐합구조 철근(30)은 일정간격 서로 이격되어있음을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더의 단블록 구조체
   
3. ⒜ 하부플랜지(123) 단면적을 상부 플랜지(122) 단면적의 50~60%가 되도록 한 I형 강재(10)이면서 하부 콘크리트 케이싱(14) 단부 또는 정착판(162)에서 거더 종방향으로 거더높이(h) x (0.5~1.0)의 길이를 갖는 구간을 단블록(B)으로 지정하고, 그 단블록(B) 내에 할열방지 및 파열방지의 폐합구조 철근(30)이 배근될 위치인 I형 강재(10)의 복부(124)에 웨브 관통홀(124a)을 뚫는 단계;
   ⒝ 단블록(B) 내에 주 응력방향으로 격자형태의 폐쇄 스터럽(20)을 일정간격으로 배치하는 단계;
   ⒞ 폐합구조 철근(30)의 한쪽이 열린 상태이고, 폐합구조 철근(30)이 하부 플랜지를 감싸는 형태이면서 폐합구조 철근(30)의 열린 한쪽이 웨브 관통홀(124a)을 관통되게 하면서 폐쇄 스터럽(20)과 평행되게 삽입한 후 폐합구조 철근(30)의 열린 다른 한쪽과 밀착ㆍ접면시킨 상태에서 커플러(132)나 용접(W)이음에 의하여 폐합구조가 형성되도록 하면서 단블록(B) 내에 폐합구조 철근(30)배치가 완성된 다음 하부플랜지(123)에 접면된 폐합구조 철근(30)의 접면부를 용접(W)하는 단계;
   ⒟ I형 강재(10) 거더 단부에서 거더 길이의 L/4~L/3지점에 가한 프리플렉션에 의하여 하부 콘크리트 케이싱(14)에 도입되는 압축력을 콘크리트 허용압축응력의 50%~60%에 도달하게 한 후 타설될 하부 콘크리트 케이싱(14)내에 쉬스관을 설치하고 하부 케이싱(14) 콘크리트를 타설 양생하는 단계;
   ⒠ 하부케이싱(14) 콘크리트가 양생된 후 I거더의 프리플렉션을 릴리즈하여 I형 강재(10)의 휨 복원력에 의해 하부케이싱(14) 콘크리트에 압축력을 도입한 후 I형 강재(10) 거더를 평편한 지면에 거치하는 단계;
   ⒡ 하부 콘크리트 케이싱(14) 내 쉬스관에 강연선(16)을 삽입하고, 강연선(16)을 긴장시켜 하부 콘크리트 케이싱(14)에 콘크리트 허용압축응력의 압축력을 50%~60%까지 도입한 후 강연선(16)을 단부 정착판(162)에 정착하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 단블록 개량 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더 제작방법
   
4. 제3항에 있어서
   ⒞단계의 하부플랜지(123)에 접면용접된 폐합구조 철근(30)이 일정간격 서로 이격되어있음을 특징으로 하는 단블록 개량 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더 제작방법
   
5. ⒜ 하부플랜지(123) 단면적을 상부 플랜지(122) 단면적의 50~60%가 되도록 한 I형 강재(10)이면서 하부 콘크리트 케이싱(14) 단부 또는 정착판(162)에서 거더 종방향으로 거더높이(h) x (0.5~1.0)의 길이를 갖는 구간을 단블록(B)으로 지정하고, 그 단블록(B) 내에 할열방지 및 파열방지의 폐합구조 철근(30)이 배근될 위치인 I형 강재(10)의 복부(124)에 웨브 관통홀(124a)을 뚫는 단계;
   ⒝ 단블록(B) 내에 주 응력방향으로 격자형태의 폐쇄 스터럽(20)을 일정간격으로 배치하는 단계;
   ⒞ 폐합구조 철근(30)의 한쪽이 열린 상태이고, 폐합구조 철근(30)이 하부 플랜지(123)를 감싸는 형태이면서 폐합구조 철근(30)의 열린 한쪽이 웨브 관통홀(124a)을 관통되게 하면서 폐쇄 스터럽(20)과 평행되게 삽입한 후 폐합구조 철근(30)의 열린 다른 한쪽과 밀착ㆍ접면시킨 상태에서 커플러(132)나 용접(W)이음에 의하여 폐합구조가 형성되도록 하면서 단블록(B) 내에 폐합구조 철근(30)배치가 완성된 다음 하부플랜지(123)에 접면된 폐합구조 철근(30)의 접면부를 용접(W)하는 단계;
   ⒟ I형 강재(10) 거더 단부에서 거더 길이의 L/4~L/3지점에 가한 프리플렉션에 의하여 하부 콘크리트 케이싱(14)에 도입되는 압축력을 콘크리트 허용압축응력의 50%~60%에 도달하게 한 후 타설될 하부 콘크리트 케이싱(14)내에 쉬스관을 설치하고, I형 강재(10) 거더 단부의 일정길이를 제외하고 하부 케이싱(14) 콘크리트를 타설 양생하는 단계;
   ⒠ 하부케이싱(14) 콘크리트가 양생된 후 I거더의 프리플렉션을 릴리즈하여 I형 강재(10)의 휨 복원력에 의해 하부케이싱(14) 콘크리트에 압축력을 도입한 후 I형 강재(10) 거더를 평편한 지면에 거치하는 단계;
   ⒡ 하부 콘크리트 케이싱(14) 내 쉬스관에 강연선(16)을 삽입하고, 강연선(16)을 긴장시켜 하부 콘크리트 케이싱(14)에 콘크리트 허용압축응력의 압축력을 50%~60%까지 도입한 후 강연선(16)을 단부 정착판(162)에 정착하는 단계;
   ⒢ 상기⒡단계에서 제작된 프리스트레스트 I형 강재(10) 거더를 교각위에 거치하는 단계;
   ⒣ 교각위의 거치된 프리스트레스트 I형 강재(10) 거더의 단부를 서로 볼트(126)ㆍ연결하여 2경간의 연결지점을 잭(J)에 의해 위로 상승시킨 상태에서 2경간의 I형 강재(10) 거더 위의 전 구간에 걸쳐 슬래브 콘크리트(S)를 타설하면서 하부 콘크리트 케이싱(14) 바로 위에 타설되지 않은 I형 강재(10)에 콘크리트를 타설하는 단계;
   ⒤ ⒣단계에서 타설된 콘크리트가 경화된 후 상승시킨 잭(J)을 아래로 내린 상태에서 타설되지 않은 일정길이의 I형 강재(10) 거더 단부의 하부 케이싱(14)과 그 위에 타설되지 않은 I형 강재(10)에 콘크리트를 타설하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 단블록 개량 프리스트레스트 콘크리트 강합성 거더를 이용한 교량의 연속화 시공방법

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