KR101140632B1

KR101140632B1 - 피에스씨 거더교 시공방법

Info

Publication number: KR101140632B1
Application number: KR1020080083821A
Authority: KR
Inventors: 김형열
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2008-08-27
Filing date: 2008-08-27
Publication date: 2012-05-03
Anticipated expiration: 2028-08-27
Also published as: KR20100025163A

Abstract

본 발명은 거더에 2단계 긴장을 실시하여 거더의 형고를 감소시키고 장지간화를 도모하며, 2차 긴장작업에 소요되는 긴장 작업공간을 교대 일측에 마련한 프리캐스트 PSC 거더교 시공방법에 관한 것이다.

본 발명은 상면에 긴장 작업시 유압잭을 삽입 및 작동시킬 수 있는 긴장 작업공간이 형성된 일측 교대의 벽체를 선 시공하는 단계; 내부에 1차 및 2차 긴장용 쉬스와 정착구가 구비된 PSC 거더를 제작하는 단계; 상기 PSC 거더를 교대와 교각에 거치하고, 거더 내부에 2차 긴장용 긴장재를 삽입하는 단계; 상기 PSC 거더에 횡방향으로 가로보, 지점부 격벽 및 바닥판을 시공하는 단계; 상기 PSC 거더 내부에 삽입된 2차 긴장용 긴장재를 상기 벽체에 형성된 긴장 작업공간을 이용하여 긴장 및 정착하는 단계; 및 상기 긴장 작업공간 상면에 프리캐스트 블록을 설치하여 상기 일측 교대를 완성하는 단계;를 포함한다. 본 발명은 거더교 시공성 및 시공속도를 향상시킬 수 있고, 교량 완성 후에는 구조체 손상없이 긴장력을 조절할 수 있어서 유지관리가 용이한 효과를 얻는다.

거더, PSC 거더교, 교대 벽체구조, 바닥판, 프리캐스트 부재

Description

피에스씨 거더교 시공방법{CONSTRUCTION METHOD FOR A PSC GIRDER BRIDGE }

본 발명은 프리캐스트 PSC 거더교의 시공에 관한 것으로, 보다 상세히는 거더에 2단계 긴장을 실시하여 거더의 형고를 감소시키고 장지간화를 도모하며, 다경간 연속교량 시공시, 2차 긴장작업에 소요되는 긴장 작업공간을 교대 측에서 효과적으로 마련하여 시공성 및 시공속도를 향상시킬 수 있고, 교량 완성 후에는 구조체 손상없이 긴장력을 조절할 수 있어서 유지관리가 용이한 PSC 거더교 시공방법 에 관한 것이다.

일반적으로 PSC 거더를 이용한 PSC 거더교는 시공성이 우수하며 경제적이고 공용중에 유지관리가 거의 필요 없기 때문에 교량시공에 널리 활용되고 있으나, 시공과정에서 다음과 같은 두 가지 문제점이 지적되어 왔다.

도 1a에는 일괄 긴장방법에 의해서 제작된 종래의 PSC 거더(1)의 횡단면도가 도시되어 있다.

첫째, PSC 거더는 시공단계별로 작용하는 하중이 변화하므로 이에 대응하도 록 시공단계별로 소요 긴장력을 도입하여야 하나, 시공상 한계와 시공 편의로 인하여 시공단계별로 긴장력을 도입하지 않고 설계하중 작용단계에 소요되는 긴장력을 PSC 거더 제작시 일괄적으로 도입하고 있다.

따라서 PSC 거더의 상면에는 과도한 인장응력이 가해지고, PSC 거더의 하면에는 과도한 압축 응력이 발생할 수밖에 없었다.

이에 PSC 거더 제작단계에서 설계하중에 대응할 수 있는 충분한 긴장력을 PSC 거더에 도입할 수 없어 PSC 거더의 높이는 실제 구조계산상 소요되는 형고에 비하여 매우 높게 제작되고 있기 때문에 비경제적인 설계가 되며,

이럴 경우 형고가 높아져 형하 공간 확보를 위하여 불필요하게 교량의 높이가 커지는 단점이 있었다.

둘째, 단순지지로 제작된 PSC 거더(1)를 이용하여 도 1b에 도시된 바와 같은 2경간 이상 연속교량(10)을 시공하는 경우, 지점부(15)에서 다양한 방법으로 연속화 시공을 하고 있다.

지점부(15) 연속화 시공의 목적은 교량 상면에 신축이음장치를 제거하여 차량의 주행성을 확보하고, 연속화를 통하여 지점부에 작용하는 휨 부모멘트를 일부 감소시켜 지간장을 증가시키거나 PSC 거더(1)의 높이를 감소시키기 위함이다.

이러한 종래의 연속화 시공법에서는 도 1b에 도시한 바와 같이 바닥판(22) 시공시 지점부 상부에 철근(25)을 교축 방향으로 배치하여 연결하고 있으나, PSC 거더(1)는 교각(33) 상에서 구조적으로 비 연속화되어 공용중에 지점부(15)에 작용하는 휨 부모멘트로 인하여 지점부(15) 바닥판 상면과 격벽 콘크리트에 균열이 발 생하는 문제가 있었고, 구조적으로 PSC 거더(1)는 비 연속화이므로 상기 휨 부모멘트를 감소시키는데 한계가 있었다.

관련하여 종래에 종래 기술인 특허 제10-0456471호(명칭: 노출된 정착 장치 및 이를 갖는 프리스트레스트 콘크리트PSC 거더를 이용한 연속교의 건설방법)에 관련하여 살펴본다.

상기 기술은 PSC 거더 양쪽 측면에 1조 이상으로 형성된 2차 긴장용 정착구를 이용하여 2차 긴장력을 도입하여 PSC 거더 연속화를 달성하는 공법이다.

그러나 PSC 거더의 측면에 정착구를 형성하는 경우 바닥판 하면에 긴장 작업공간 확보를 위하여 정착구를 바닥판 하면에서 하부방향으로 이격시켜 설치해야 하므로 긴장재의 최대 편심효과를 기대하기 어렵다는 문제점이 있었다.

또한 PSC 거더 측면에 정착구를 설치하기 위해서는 PSC 거더 단부에 구비된 보강단면 이외에 별도의 보강단면이 형성되어야 하므로 외관이 불량하며, 단면이 증가하여 PSC 거더의 자중을 증가시키게 되므로 비경제적이라는 문제점이 있었다.

그리고 상기 2차 긴장을 위해서는 항상 1조 이상의 2차 긴장용 쉬스와 정착구를 구비해야 하므로 1개 쉬스 및 정착구 만으로도 긴장 및 정착할 수 있는 긴장재를 양쪽으로 균등하게 배분하여 배치해야 하므로 PSC 거더 폭이 불필요하게 증가하고 공사비가 증가될 수 밖에 없고,

또한 작업위치가 고소일 수밖에 없는 교량 시공현장에서 1조의 긴장재를 동시에 긴장하는 작업은 고도의 기술이 필요하나 긴장 작업공간 확보가 곤란한 고소에서 정밀한 시공을 실시하기 어려운 단점이 있었다.

또한 이와는 다르게 종래의 특허 제10-0616533호(명칭: 피에스씨 거더교 시공방법 및 이 방법으로 제작된 교량)가 개시되어 있다.

이와 같은 종래의 특허 제10-0616533호는 2차 긴장을 용이하게 실시할 수 있도록 PSC 거더의 단부 상면에 2차 긴장용 정착구를 수용할 수 있는 노치부를 형성하는 PSC 거더와 이를 이용한 거더교 연속화 공법을 제공한다.

그러나 이와 같은 종래의 기술은 PSC 거더의 상면에 노치부와 정착구가 형성되어 있기 때문에 2차 긴장작업 이전에 바닥판을 일괄 타설하지 못하고, 바닥판 일부만 타설한 후 2차 긴장을 실시해야 하고,

긴장작업 이후에는 노치부 상면에 바닥판을 추가 타설해야 하므로 시공이음이 발생하여 내구성에 문제가 있을 수 있으며 추가 공정으로 인하여 시공속도가 저하될 수 밖에 없으며, 또한, 거더교 정착구를 PSC 거더 상면, 특히, 신축이음장치 상면에 설치하는 경우 교면으로부터 침투되는 수분에 의하여 정착구와 긴장재가 부식될 문제점이 있었다.

또한 또 다른 종래의 특허 제10-0724739호(명칭: 긴장력 조절이 가능한 정착구를 이용한 피에스씨 거더교량의 시공방법)가 제시되어 있다.

이와 같은 종래의 특허 제10-0724739호는 연속화 지점부 PSC 거더 상면에 돌출부를 형성하고, 2차 긴장용 긴장재를 돌출부를 통과하도록 배치한 후, 가로보와 지점부 격벽(지점부 사이 공간 벽체)을 시공하고, 반단면 프리캐스트 바닥판을 재하한 상태에서 2차 긴장을 실시하고, 바닥판을 타설하여 PSC 거더의 연속화를 달성한다.

그러나 이와 같은 종래의 기술은 PSC 거더의 단면을 효율적으로 활용하기 위해 실시하는 2차 긴장 시 도입하는 긴장력이 1차 고정하중(바닥판, 가로보, 격벽 자중), 2차 고정하중(방호울타리, 포장 등)과 활하중에 저항할 수 있도록 설정하는 것이 바람직하나, 이 경우 2차 긴장 이후 바닥판을 타설하므로 2차 긴장시 현장 타설되는 바닥판의 자중에 저항할 수 있도록 긴장력을 도입할 수 없으므로 2차 긴장의 효과가 크게 저하될 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.

특히, 통상적으로 현장 타설되는 바닥판의 자중은 거더교에 작용하는 전체 고정하중의 약 40% ～50%에 해당하므로, 이 경우 2차 긴장의 효과는 단면의 효율화보다는 PSC 거더 연속화에 국한될 수 밖에 없었다.

또한 이론적으로는 긴장재를 연속배치한 후, 교대 쪽에서 거더 단부에 형성된 2차 긴장용 긴장재와 정착구를 이용하여 2차 긴장을 실시할 수 있으나 통상적으로 교대와 PSC 거더사이의 간격이 100mm 정도인 것을 고려하면 실제로 2차 긴장작업에 소요되는 공간을 확보할 수 없기 때문에 시공상 문제점이 발생한다. 따라서 종래 기술에 의한 실제 시공에서는 PSC 거더 상면에 노치부를 형성하거나 PSC 거더 상단에 정착구를 설치해야 하므로 거더교 정착구를 PSC 거더 상면에 설치하는 경우 교면으로부터 침투되는 수분에 의하여 정착구와 긴장재가 부식될 우려가 크다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 PSC 거더교의 단면을 효율적으로 활용하고 종래 연속화 시공법과 유지관리상 문제점을 동시에 개선하기 위한 것으로, PSC 거더에는 시공단계별로 작용하는 하중을 고려하여 2단계 긴장을 실시하여 거더 단면을 효율적으로 활용함으로써 거더의 형고를 감소시키거나 장지간화를 도모하도록 하되, 다경간 연속교량 시공시, 2차 긴장작업에 소요되는 작업 홈을 교대측에 효과적인 방법으로 제공하여 시공성 및 시공속도를 향상시키고, 교량 완성후에도 구조체 손상없이 긴장력을 조절할 수 있는 유지관리가 용이한 PSC 거더교 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 PSC 거더교 시공방법은, 프리캐스트 PSC 거더를 이용한 교량시공방법에 있어서,

첫째, 교대를 시공할 때, 상기 교대 벽체를 일부만 시공하여 긴장 작업공간이 인위적으로 형성되도록 하되, PSC 거더의 2차 긴장작업이 완료되면 최종 교대 벽체를 완성시키게 되는데, 이때 시공상 등의 편의를 위하여 프리캐스트 블록을 이용할 수 있도록 하였다.

둘째, 다양한 단면 형태를 가진 PSC 거더를 설치하도록 하되, 시공상 편의를 위한 가로보 또는 격벽이 일체로 형성된 PSC 거더를 이용함으로서 시공성이 크게 증진될 수 있도록 하였다.

본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법에 의하면 거더는 시공단계별로 작용하는 하중을 고려하여 2단계 긴장을 실시하여 거더 단면을 효율적으로 활용함으로써 거더의 형고를 감소시키거나 장지간화를 도모할 수 있다.

이와 같이 PSC 거더교를 시공하는 과정에서 다경간 연속교량 시공시, 2차 긴장작업에 소요되는 긴장 작업공간을 교대 벽체측에 효과적으로 마련하여 시공성 및 시공속도를 향상시키고, 교량 완성 후에도 구조체의 손상 없이 긴장력을 조절할 수 있어서 유지관리가 용이하다.

이하, 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법(100)을 도 3a 내지 도 3h를 참조하여 2경간 연속교량을 기준으로 설명하도록 한다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법(100)은 최소한 일측 교대(A1)를 일부만 선시공하되,

일측 교대(A1)의 벽체(110) 상면에는 후술할 2차 긴장 작업시 유압잭을 삽입 및 작동시킬 수 있는 긴장 작업공간(120)이 형성되도록 하게 된다.

즉 양측 교대(A1)(A2)중 일측 교대(A1)만을 선시공하되, 상기 선시공되는 교대(A1)측 벽체(110)의 높이(h1)는 타측 교대(A2)의 벽체(111)의 높이(h2)보다 낮은 것으로서, 거더(130)를 거치하였을 때 대략 2차 긴장용 정착구(134) 위치 정도가 되도록 하여 2차 긴장 작업공간 확보가 가능하도록 한다.

그리고 다음 단계는 도 3b에 도시된 바와 같이, PSC 거더(130)를 제작하게 된다.

이러한 PSC 거더는 I형, T형, 벌브(Bulb) T형, 더블 T형 등 다양한 단면형상을 갖는 거더(130) 들을 교량 시공에 적용할 수 있을 것이다.

이와 같은 PSC 거더(130)에는 1차 긴장용 쉬스(132)와 정착구(134) 및 2차 긴장용 쉬스(136)와 정착구(138)가 구비된다.

그리고 1차 긴장재(132a) 및 정착구(134)의 형성 방법은 종래 공법과 동일하다.

또한 본 발명에 따라서 거더(130)의 단면형상에 따른 PSC 거더 제작 및 이를 이용한 시공방법은 후술할 거더 실시 예에서 상세하게 설명한다.

상기 선 시공된 교대 벽체(110)는 도 4에 도시한 바와 같이 2차 긴장을 위한 충분한 긴장 작업공간(120)이 확보되도록 2차 긴장용 긴장재(136a) 및 정착구(138)는 거더(130)의 축선에 대하여 소정의 상향 각도(α)를 갖도록 형성시키는 것이 바람직하다.

이는 PSC 거더(130)에 배치하는 긴장재의 프로화일(Profile,배치형태)이 설계하중에 의한 휨모멘트 분포곡선과 일치 또는 유사하게 설정하는 것이 구조적으로 가장 유리하기 때문이다.

반면에 앞서 소개한 종래 기술인 특허 제10-0456471호(명칭: 노출된 정착 장치 및 이를 갖는 프리스트레스트 콘크리트PSC 거더를 이용한 연속교의 건설방법)와 특허 제10-0616533호(명칭: 피에스씨 거더교 시공방법 및 이 방법으로 제작된 교 량)에서는 발명의 적용상 단부에서 긴장재와 정착구를 거더(130)의 축선에 대하여 소정의 상향 각도(α)를 갖도록 형성할 수 없음을 밝혀둔다.

이때 미리 PSC 거더(130)의 내부에 배치된 1차 긴장용 쉬스(132)에 긴장재(132a)를 삽입하고, 긴장력을 도입한 후 긴장재(132a)를 정착구(134)에 정착시키게 된다.

이때 도입하는 긴장력은 I형 PSC 거더(130)의 경우, 바닥판, 가로보, 지점부 격벽의 자중에 대하여 저항할 수 있도록 도입하되, PSC 거더(130)의 단면형상에 따른 1차 긴장력 도입방법은 후술할 실시예에서 상세히 설명하기로 한다.

다음으로는 도 3c에 도시된 바와 같이, 1차 긴장력 도입이 완료된 PSC 거더(130)들을 교대 및 교각(P1) 사이에 거치하고, 도 3d에 도시된 바와 같이, 거더 내부에 배치된 2차 긴장용 쉬스(136)와 정착구(138)에 긴장재(136a)를 삽입하게 된다.

2차 긴장재(136a)는 보편적으로 적용되는 강연선이나 비부식성 탄소섬유 강화폴리머(CFRP) 케이블 등을 사용할 수 있으며, 긴장재(136a)의 삽입은 긴장 작업공간(120)이 형성된 본 발명의 선시공된 교대(A1) 쪽에서 반대편 교대(A2) 방향쪽으로 삽입하는 것이 바람직하다.

다음으로는 도 3e 및 도 3f와 같이, I형 PSC 거더(130)인 경우 선택적인 반단면 프리캐스트 바닥판(152), 바닥판(155), 가로보(미 도시), 지점부 격벽(160)을 형성시키게 된다.

이때 바닥판(155)은 통상적인 방법으로 동바리와 거푸집을 설치한 후 시공할 수도 있고, 시공속도를 더욱 빠르게 하기 위해서는 반단면 프리캐스트 바닥판(일명 하프슬래브, 152)을 시공한 후, 콘크리트를 타설할 수도 있다.

한편 시공속도를 더욱 향상시키기 위해서는 후술할 실시 예에서 상세히 설명할 바닥판 및 가로보 형성방법을 적용할 수 있다.

다음으로는 도 3g에 도시된 바와 같이, 교량 상부구조(PSC 거더 및 바닥판)에 2차 긴장력을 도입하는 단계이다.

이는 도 4에 도시한 바와 같이 거더(130)를 관통하여 배치한 2차 긴장용 긴장재(136a)를 본 발명의 긴장 작업공간(120)이 형성된 교대(A1) 쪽에서 긴장 및 정착하여 이루어지게 된다.

이때 도입하는 긴장력은 I형 PSC 거더(130)인 경우, 2차 고정하중(방호울타리, 포장 등)과 활하중에 대하여 저항할 수 있도록 도입하며, 거더 단면형상에 따른 2차 긴장력 도입방법은 후술할 실시예에서 상세히 설명한다.

이때 도 4에 도시한 바와 같이 2차 긴장작업을 위하여 교대(A1) 뒷면에 벤트(170)를 설치하여 다수의 작업자가 안전하게 긴장작업을 실시할 수 있는 여유공간 확보가 가능하도록 하여 시공품질과 작업자의 안전을 확보할 수 있도록 하고, 1차 긴장작업에서 사용하는 대용량의 유압잭(175)을 그대로 활용할 수 있으므로 소요의 2차 긴장력을 효과적으로 도입할 수 있도록 한다.

또한 상기한 2차 긴장용 긴장재(136a)는 교량 완성후 재긴장 또는 긴장력 이완 등 긴장력을 조절을 위한 작업을 위하여, 상기 긴장재(136a)는 그라우팅을 실시하지 않은 비부착상태로 두고 긴장력 조절이 가능한 정착장치(미 도시)를 이용하여 정착시키는 것이 바람직하다.

이에 긴장작업 후 상기 비부착 긴장재(136a)는 정착장치(175) 단부에서 절단하지 않고 재긴장 또는 긴장력 이완시 소요되는 소정의 여유 길이(136b)를 갖도록 하되, 정착구(138)를 부식으로부터 보호하기 위하여 도 5에 도시한 바와 같이 방수 보호 캡(180)을 씌우도록 한다.

다음으로는 교대(A1)의 벽체(110)에 형성된 긴장 작업공간(120) 상면에 프리캐스트 블록(200)을 조립 및 연결하여 교대를 완성하는 단계이다.

이하, 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법(100)에서 사용되는 긴장 작업공간(120)이 형성되는 교대 벽체구조(300)에 대해 도 6 내지 도 8을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 6에는 본 발명에 따라서 교량 시공시 2차 긴장 및 교량 공용중 긴장력 조절을 위한 긴장 작업공간(120)이 확보되는 선시공 교대 벽체(110)의 평면도가 도시되어 있다.

상기 긴장 작업공간(120)은 교대(A1)에 거치되는 거더(130)의 직후면에 형성되며, 작업성 향상을 위해서는 긴장 작업공간(120)을 크게 확보하는 것이 유리하나, 긴장 작업공간(120)이 커지면 교대 벽체(110) 크기도 상대적으로 커져 비경제적이 되므로, 가능하면 긴장작업시 긴장 작업공간(120)에 유압잭(175)을 삽입 및 작동할 수 있는 범위 내에서 긴장 작업공간(120)의 내부공간을 작게 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 긴장 작업공간(120)은 도 6에 도시한 바와 같이 각 거더(130)에 대응 하도록 여러 개의 긴장 작업공간(120)을 요철모양의 오목홈으로 형성하는 것이 구조적으로 안정적인데,

이는 긴장 작업공간(120)과 긴장 작업공간(120) 사이에 기둥역할을 하는 벽체(110)를 형성시켜 후술할 프리캐스트 블록(200)이 조립되었을 때, 이를 구조적으로 안전하게 지지시키도록 하기 위함이다.

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 긴장 작업공간(120)이 형성되는 교대 벽체구조(300)의 상면에 구비되는 프리캐스트 블록(200)을 도시하고 있다.

상기 프리캐스트 블록(200)의 상면(202a)은 신축이음장치(280)가 형성될 수 있도록 블록아웃(205) 시켜 제작하고, 프리캐스트 블록(200)의 하면(202b)은 평면으로 제작할 수도 있다.

나아가 교대 벽체(110)에 형성된 긴장 작업공간(120) 구조에 대응하도록 돌출된 볼록돌기(210)가 형성될 수도 있다. 이때 프리캐스트 블록(200)의 하면(202b)에 볼록돌기(210)가 형성되는 경우, 선시공 벽체(110)의 상면에 프리캐스트 블록(200)를 거치하는 것으로만 교대 벽체(110)가 조립 및 완성될 수 있는 장점이 있음을 알 수 있다. 즉, 하면에 볼록돌기가 형성된 프리캐스트 블록을 요철모양의 오목홈이 형성된 긴장 작업공간이 형성된 일측 교대의 벽체에 올려놓아 상기 블록돌기가 오목홈에 삽입시켜 선시공 벽체(110)의 상면에 프리캐스트 블록(200)를 거치하는 것으로만 교대 벽체(110)가 조립 및 완성될 수 있도록 하게 된다.

특히, 이와 같은 본 발명에 따른 긴장 작업공간(120)이 형성되는 교대 벽체구조는 수직력 이외에 배면 토압과 지진하중에 의한 수평력에도 저항할 수 있도록 설계되므로 볼록돌기(210)가 형성된 프리캐스트 블록(200)를 시공하면 볼록돌기(210)와 프리캐스트 블록(200)의 자중으로 인하여 교대 벽체(110)에 작용하는 수평력에 대하여 저항할 수 있는 구조가 성립된다.

이에 수평방향 지지를 위한 별도의 전단키(Shear Key) 등을 설치가 필요 없다. 보다 견고한 연결이 필요한 경우, 통상적인 프리캐스트 블록(200)의 연결방법을 적용하여 프리캐스트 블록(200)을 교대 벽체(110)에 연결할 수도 있는 것이다.

한편, 긴장 작업공간(120)이 형성된 선시공 교대 벽체(110)와 프리캐스트 블록(200) 사이에는 시멘트나 폴리머 계열의 방수재 또는 씰재를 시공하여 틈새 없는 연결부가 형성되도록 한다.

또한 교대 벽체(110) 후면은 배면 토사에 직접 접하여 수분이 침투할 수 있으므로, 벽체(110) 시공이 완료된 후 벽체(110) 후면을 시트 방수재(미 도시)나 실리콘 계열의 씰재(미 도시)를 이용하여 선시공 벽체(110)와 프리캐스트 블록(200) 사이를 방수처리 하는 것이 내구성 측면에서 바람직하다.

이와 같은 시트 방수재 및 씰재의 설치는 통상적인 방식을 이용하면 되므로 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략한다.

그리고 도 8에 도시한 바와 같이 벽체(110)에 구비된 긴장 작업공간(120)은 거더설치쪽으로 개방되어 있으므로 벽체(110)에 일부 누수가 발생하더라도 이 공간을 통하여 수분이 증발하게 된다.

한편, 2차 긴장작업을 더욱 용이하게 하거나, 다경간 연속교량 시공시 양쪽 교대측에서 2차 긴장력을 도입하는 것이 유리할 수 있다.

이에 긴장 작업공간(120)이 형성된 교대(A1)와 타측 교대(A2)에서 동시에 2차 긴장을 실시하여야 할때는 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이 타측 교대(A2) 벽체(111)에 또 다른 구조의 프리캐스트 블록(250)을 시공할 수 있다.

다만, 교량 완성후 긴장력 조절은 긴장 작업공간(120)이 형성된 교대(A1)의 벽체(110)에서만 실시해도 되므로, 다른 쪽 교대(A2)의 벽체(111)에는 별도의 긴장 작업공간(120) 형성을 생략할 수 있을 것이다.

역시 프리캐스트 블록(250)은 교대 배면에서 전달되는 토압과 지진하중을 지지해야 하므로 프리캐스트 블록(250)와 교대 벽체(110)를 연결하는 긴장재의 배치와 도입되는 긴장력은 이에 대해 저항할 수 있도록 시공해야 하며, 벽체(110)에 작용하는 수직하중은 콘크리트가 지지하는 것으로 설계해야 한다.

이에 도 9에는 선시공된 교대(110)에 미리 형성된 연결홀(252)에 강봉(260)을 삽입한 후 그라우팅으로 정착하고, 프리캐스트 블록(250)를 설치한 후 강봉(260)을 긴장하고 연결구(270)로 정착한 예를 나타내고 있다.

이와 같은 구조에서 상기 선 시공된 타측 교대 벽체(111)에 형성된 연결홀(252)과 프리캐스트 블록(250)의 상단에 형성된 연결홈(255)은 그라우팅을 실시하여 강봉(260)과 정착구(270)의 부식을 방지하고, 프리캐스트 블록(250)가 벽체(110)와 일체화 거동을 하도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 긴장 작업공간 상면에 프리캐스트 블록을 설치하여 상기 일측 교대를 완성하는 단계는 교대벽체 상면에 연결홀을 형성시키고, 상기 연결홀에 대응하여 프리캐스트 블록을 상하로 관통하는 관통홀과 상기 관통홀 상단에 형성된 연결홈을 프리캐스트 블록에 형성시키고, 상기 연결홀과 관통홀이 연통되도록 프리캐스트 블록을 설치하고, 상기 관통홀과 연결홀에 강봉을 삽입한 후 그라우팅으로 강봉의 하단을 정착하고, 강봉을 긴장하여 연결구로 프리캐스트 블록의 연결홈에 정착하여 프리캐스트 블록이 교대벽체와 일체화 거동을 하도록 연결시키게 됨을 알 수 있다.

도 10에는 본 발명에 따라서 프리캐스트 블록(250)이 시공된 후 타측 교대 벽체(111) 및 거더(130)의 상면에는 후타재를 포함하는 신축이음장치(280)와 교면 포장(285)이 실시되는 구조가 도시되어 있다.

앞서 기술한 바와 같이 PSC 거더교는 내구성이 우수하여 공용중에 유지관리가 거의 필요 없는 교량형식이고, PSC 거더교 구조는 설계단계부터 시공후 콘크리트의 건조수축과 크리프, 그리고 긴장재 릴렉세이션을 고려하기 때문에 공용중에 추가로 긴장력을 도입하는 경우는 흔하지 않다.

그러나, 교량의 공용 년수가 증가하면서 설계단계에서 고려하지 않았던 고정하중이 추가되거나 처짐 보정, 내하력 향상 등을 위하여 긴장재의 재긴장이 필요할 수도 있으며, 바닥판(155)은 차량하중을 직접지지하기 때문에 바닥판(155)의 수명은 거더(130)의 수명보다 짧아 공용중에 바닥판(155)을 교체할 수도 있다.

이와 같은 경우, 거더(130)의 긴장력을 이완하지 않고 바닥판(155)을 제거하게 되면, 바닥판(155) 자중이 제거되기 때문에 거더(130)에 잔류하고 있는 과도한 긴장력으로 인하여 거더(130)의 상부에 균열이 발생하거나, 거더 하부 콘크리트에 작용하는 압축응력이 콘크리트의 허용압축응력을 초과할 수 있는 우려가 있으므로, 바닥판(155) 교체시에는 긴장력을 이완시키는 것이 필요할 수 있다.

상기한 바와 같이 공용중 긴장력의 조절이 필요한 경우, 본 발명의 장점이 발휘된다.

본 발명에 따른 프리캐스트 블록(200)은 긴장 작업공간(120)이 형성된 벽체(110) 구조에 단순 조립형태로 연결되어 있고, 2차 긴장용 긴장재(136a)는 쉬스(136)와 비부착된 상태이므로 긴장력의 조절이 필요한 경우, 프리캐스트 블록(200)을 선시공 벽체(110)로부터 분리시킨 후, 도 4에 도시한 2차 긴장작업과 동일한 방법으로 긴장 작업공간(120)에서 긴장재를 재긴장하거나 긴장력을 이완시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 장점을 종래 기술과 대비하여 설명한다.

본 발명은 위에서 살펴본 종래 기술인 특허 제10-0456471호에 비하여 2차 긴 장용 정착구(138)가 거더(130)의 단부 상단에 구비되므로 2차 긴장재(136a)의 최대 편심효과를 기대할 수 있고, 긴장효율을 극대화하기 위하여 2차 긴장재(136a) 및 정착구(138)가 거더 축선과 소정의 상향 각도(α)를 갖도록 형성할 수 있으며, 정착구(138)가 외부에 노출되지 않고 별도의 보강 단면이 필요 없기 때문에 미관이 우수하고 경제적이다.

특히 거더(130)의 단부에는 2차 긴장작업에 필요한 충분한 긴장 작업공간(120)이 확보되고, 1차 긴장작업과 동일한 방법으로 긴장작업이 이루어지므로 작업효율과 시공의 정밀도가 향상되고, 작업자의 안전이 확보된다.

또한 본 발명은 2차 긴장용 쉬스(136) 및 정착구(138)에 2차 긴장에 소요되는 2차 긴장재(136a)를 일괄 삽입하여 긴장할 수 있으므로 정착구(138) 및 쉬스(136)의 비용 등 자재비가 절감되고 시공속도가 빠르다.

또한 본 발명은 종래의 특허 제10-0616533호에 비하여 2차 긴장 이전에 바닥판(155)을 일괄 타설할 수 있어 시공성이 향상되고 바닥판(155)의 시공 이음이 발생하지 않는다.

또한 2차 긴장용 정착구(138)가 1차 긴장용 정착구(134)와 마찬가지로 거더(130)의 단부에 형성되므로 교면 누수로 인한 2차 긴장재(136a)나 정착구(138)의 부식우려가 최소화되고, 교량 완성 후에도 프리캐스트 블록(200)만 인상하면 공용중 긴장 작업공간(120)을 이용하여 간편하게 긴장력을 조절할 수 있게 된다.

그리고 본 발명은 종래의 특허 제10-0724739호에 비하여 2차 긴장을 바닥판(155)이 일괄 시공된 후 실시할 수 있어 거더 단면은 효율적으로 활용할 수 있고 시공속도가 빠르며, 2차 긴장용 정착구(138)가 거더 단부에 형성되므로 정착구의 내구성은 1차 긴장용 정착구(134)와 동일하다.

이하, 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법(100)에서 사용되는 거더(130)의 바람직한 실시예를 그림을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 11은 통상적인 I형 단면형상을 갖는 PSC 거더(130)를 이용하여 본 발명에 적용하는 실시예이다.

상기와 같은 I형 거더(130)는 가장 보편적으로 적용되는 거더 형식으로서 설계, 제작 및 시공경험이 풍부하고, 단기 및 장기 거동특성 잘 알려져 있고 구조적 안전성이나 시공성 측면에서 유리하며, 제작에 소요되는 재료, 장치 등이 규격화 및 대량생산되어 당해업자가 쉽게 확보할 수 있으므로 제작비가 절감된다.

도 11a는 선 시공된 긴장 작업공간(120)을 구비한 교대 벽체(110)에 위치되는 거더(130)의 단부를 도시한 단면으로서, 1차 정착구(134)와 2차 정착구(138)를 형성하고 있다.

도 11b는 교각(P1)에 위치되는 거더(130)의 단부를 도시한 단면으로서, 1차 정착구(134)와, 그 상부측에 2차 긴장재 삽입용 쉬스(136)를 형성하고 있다.

본 발명을 이용한 PSC 거더교의 시공속도를 더욱 향상시키기 위해서 도 12에는 바닥판 거푸집의 기능을 갖는 확폭된 반단면 상부플랜지가 형성된 "T"형 PSC 거더의 시공법이 개시되어 있다.

도 12에 도시한 바와 같이 본 발명에서 사용된 확폭된 반단면 상부 플랜지의 "T"형 거더(130)는 그 상단에 확폭된 반단면 상부플랜지(130a)와 헌치부(130b)가 형성되므로 거더 상단에 2차 긴장용 긴장재(136a)와 쉬스(136) 및 2차 정착구(138)를 1개 이상 구비할 수 있다. 또한, 반단면 상부플랜지에 정착구를 형성할 수 있으므로 통상적인 I형 거더에 비하여 정착구의 위치를 거더 상단에 형성되어 긴장재의 편심효과가 증대되어 거더 효율성이 향상되는 장점이 있다.

도 12a는 선 시공된 긴장 작업공간(120)을 구비한 교대 벽체(110)에 위치되는 "T"형 거더(130)의 단부를 도시한 단면으로서, 1차 정착구(134)와 2차 정착구(138)를 형성하고 있다.

도 12b는 교각(P1)에 위치되는 "T"형 거더(130)를 도시한 단면으로서, 1차 정착구(134)와, 그 상부측에 2차 긴장재용 쉬스(136)를 형성하고 있다.

도 12c는 "T"형 거더(130)의 중앙 단면으로서 1차 긴장재용 쉬스(132)와 2차 긴장재용 쉬스(136)를 형성하고 있다.

확폭된 반단면 상부플랜지를 갖는 "T"형 거더의 상면에는 현장타설 바닥판 콘크리트가 가설되므로 거더 상부플랜지와 후시공되는 바닥판 콘크리트의 전단연결을 위하여 다수의 전단연결 철근(미도시)이 배근되는데, 전단연결 철근은 거더에 배근된 철근을 상부플랜지 상방으로 연장시켜 돌출시킨다. 상기 확폭된 반단면 상부플랜지는 바닥판 콘크리트 가설하중을 지지할 수 있도록 설계하도록 한다.

상기 "T"형 거더(130)의 확폭된 상부플랜지(130a)와 헌치부(130b)는 바닥판(155)의 시공 전까지는 거푸집의 기능을 갖고, 바닥판(155) 시공 후에는 바닥판(155)과 일체화 거동하므로 합성 단면으로서 작용하여 교축 직각방향은 물론 교축 방향으로 작용하는 휨모멘트, 축력에 저항이 가능하다.

따라서 통상적인 반단면 프리캐스트 바닥판(155)에 비하여 상기 확폭된 상부플랜지는 거더와 동시 일체화 형성되므로 교축방향 축력에도 저항할 수 있어 합성단면의 바닥판 유효플랜지 폭이 증가되어 구조적 효율이 높아 경제성이 추가적으로 확보된다.

특히 확폭된 반단면 상부플랜지(130a)는 거더 제작시 동시에 형성되므로 설계기준강도 40 MPa 이상의 콘크리트가 동시에 타설 및 양생되어 반단면 프리캐스트 바닥판(155)을 이용하는 것에 비하여 내구성이 향상된다.

또한 이와 같은 확폭된 상부플랜지(130a)와 헌치부(130b)를 갖는 "T"형 거더(130)의 사용은 거푸집, 동바리 설치 및 탈형 작업이나, 하프 프리캐스트 바닥판(155)의 설치작업이 생략되어 바닥판 시공속도가 대폭 증가되므로, 시공기간 단축으로 인한 추가적인 공사비 절감이 가능하게 된다.

본 발명의 교대벽체 구조(300)와 상기와 같은 확폭된 상부플랜지(130a)와 헌치부(130b)를 갖는 "T"형 거더(130)를 이용한 시공단계를 도 13a 내지 도 13e를 참조하여 상세하게 설명하되, 본 실시예는 단경간 교량에도 효과적으로 적용할 수 있으나, 다경간 연속교량 시공을 기준으로 설명한다.

먼저 도 13a에 도시된 바와 같이, 거푸집 기능을 갖는 하프 프리캐스트 바닥판(155)의 분절 부재가 동시에 형성된 거더(130)의 제작 시, 그 내부에는 1차 및 2차 긴장재(132a)(136a)를 구비하되, 1차 긴장용 긴장재(132a)는 거더(130)의 자중, 가로보, 격벽, 바닥판 자중을 지지할 수 있도록 긴장 및 정착시킨다.

그리고 도 13b에 도시된 바와 같이, 다수의 거더(130)를 교각(P1) 위에서 거 치한 후, 2차 긴장재(136a)를 삽입하고, 가로보(161) 및 지점부 격벽(미 도시)을 시공한다.

가로보(161) 및 지점부 격벽 콘크리트는 거푸집 기능을 갖는 하프 프리캐스트 바닥판(155)의 분절부재 상면에 형성된 콘크리트 타설용 홀(미 도시)을 이용하여 타설할 수 있을 것이다.

한편, 가로보(161)와 지점부 격벽(미 도시)의 콘크리트를 도 13c에 도시된 바와 같이 바닥판(155)의 시공시 동시에 타설할 수도 있는데, 이 경우 시공속도가 더욱 향상될 수 있다.

바닥판(155), 가로보(161), 지점부 격벽(미 도시)의 콘크리트가 양생된 후, 도 13d에 도시된 바와 같이 2차 긴장재(136a)를 이용하여 2차 긴장을 실시하되, 2차 긴장방법과 긴장효과는 앞서 상세히 설명한 I형 거더의 경우와 동일하다.

그리고 마지막으로 도 13e에 도시된 바와 같이, 바닥판(155) 상에 방호 울타리(165) 및 포장(167)을 시공하는 단계가 이루어진다.

도 14 및 도 15에는 본 발명의 교대 벽체구조(300)와 바닥판이 거더 상면에 동시에 형성되는 'T'형상을 갖는 프리캐스트 PSC 거더(130)를 이용한 교량 급속시공법이 소개되어 있다.

도 14에 도시된 상기 거더(130)의 단면은 'T'형상을 갖도록 제작하되, T형 거더 상부플랜지 폭은 거더(130)와 거더(130)의 사이간격에 대응하도록 제작하고,

상부플랜지 두께는 바닥판(155) 기능을 수행할 수 있도록 소정의 두께를 갖도록 제작하여,

이들 거더(130)를 교각(P1)에 거치 후 교축 직각방향으로 서로 연결하고, 거더(130)에 2차 긴장재(136a)를 삽입하고 긴장하므로써 연속교량 상부구조가 완성되므로 별도의 바닥판(155) 시공과정이 없게 됨을 알 수 있다.

이는 신속한 시공이 요구되는 도심지 교량 신설공사나 노후화 또는 재난발생 등으로 인하여 기존 교량을 대체하는 교량 교체공사에 활용할 수 있는 것이다.

이와 같은 'T'형상을 갖는 프리캐스트 PSC 거더(130)는 도 14에 도시한 바와 같이, 그 내부에 1차 및 2차 긴장용 쉬스(132)(136)와 정착구(134)(138)가 구비되어 있다.

상기 2차 긴장용 쉬스(136) 및 정착구(138)는 거더(130)의 상단에 1개 이상 형성할 수 있고, 거더 제작후 별도의 바닥판(155) 시공공정이 없으므로 2차 긴장용 정착구(138)를 거더 최상단에 형성할 수 있어 2차 긴장재(136a)의 편심효과를 극대화할 수 있는 장점이 있다.

도 14a는 선 시공된 긴장 작업공간(120)을 구비한 교대 벽체(110)에 위치되는 "T"형 거더(130)의 단부를 도시한 단면으로서, 1차 정착구(134)와 2차 정착구(138)를 형성하고 있다.

도 14b는 교각(P1)에 위치되는 "T"형 거더(130)를 도시한 단면으로서, 1차 정착구(134)와, 그 상부측에 2차 긴장재용 쉬스(136)를 형성하고 있다.

도 14c는 "T"형 거더(130)의 중앙 단면으로서 1차 긴장재용 쉬스(132)와 2차 긴장재용 쉬스(136)를 형성하고 있으며, 교축 직각방향으로 분절되어 거더와 동시에 형성된 가로보(161)를 형성하고 있다.

상기와 같은 'T'형상을 갖는 프리캐스트 PSC 거더(130)는 거더(130)의 상부플랜지(136a) 내부에 교축직각방향으로 긴장재(미 도시)를 배치할 수 있는 쉬스(139)가 상부플랜지(130a)와 헌치부(130b)를 관통하여 소정의 간격을 갖도록 구비되는데, 이는 거더(130)를 교각(P1) 위에 거치한 후, 거더(130)의 상부플랜지(130a)와 헌치부(130b)를 교축 직각방향으로 연결하여 하중을 지지하게 하기 위함이다.

한편 내측 거더(130)에는 분절된 가로보(161)를 거더 제작시, 동시에 형성할 수도 있고 통상적인 방법으로 거더 거치후 시공할 수도 있다.

그리고 거더 측면에 분절된 가로보(162)가 형성되는 경우, 가로보(161)의 내부에는 긴장재 삽입을 위하여 교축직각방향으로 쉬스(139)를 구비한다.

외측 거더 일측 상단에는 방호울타리를 거더 제작시 동시에 형성하거나 거더 제작 후 거더(130)에서 연장되는 철근을 연결하여 통상적인 방법으로 방호울타리를 시공할 수도 있다.

이와 같이 거더 제작이 완료되면 1차 긴장을 실시하는 데, 이때 도입하는 긴장력의 크기는 고정하중에 의해 발생하는 휨모멘트에 저항할 수 있도록 결정하되, 정확한 긴장력의 크기는 후술할 연속화 시공 효과를 고려하여 결정하도록 한다.

이와 같은 'T'형상을 갖는 프리캐스트 PSC 거더(130)에서 1차 긴장력의 최대 크기는 거더 상연에 발생하는 인장응력이 콘크리트 재료의 허용 인장응력을 초과하지 않는 범위에서 최대로 설정하고, 거더 하연에 발생하는 압축응력이 콘크리트 재료의 허용압축응력을 초과하지 않도록 한다.

특히, 거더 제작시 바닥판(155)과 거더(130)가 동시에 형성되는 효과가 있으므로 긴장력 도입시 T형 거더(130)의 총단면적과 이에 대응하는 단면 2차모멘트를 적용할 수 있어 종래 거더(130)와 동일한 형고를 유지하더라도 거더(130)의 단면효율이 향상된다.

따라서, 바닥판(155)이 후타설되는 종래 공법대비 형고를 같게 하는 경우, 단면효율이 증가되어 장지간화가 가능하고, 지간장을 같게 하는 경우, 형고를 낮출 수 있는 장점이 있어 경제적인 교량 설계가 가능하게 된다.

도 15를 참조하여 거더(130)의 제작 후 후속 시공단계를 상세히 설명한다.

먼저 도 15a에 도시된 바와 같이, 1차 긴장력이 도입된 T형 거더(130)를 교축방향으로 2개 이상 교대 및 교각(P1) 위에 거치한다.

그리고 다음으로 도 15b에 도시된 바와 같이, 거더(130)의 상부플랜지(130a)와 헌치부(130b)에 교축 직각방향으로 구비된 쉬스(139)에 긴장재(139a)를 삽입하고, 긴장을 실시하여 교량 상부구조(바닥판과 거더)를 교축직각방향으로 연결한다.

이때 거더 측면에 분절된 가로보(161)가 동시에 형성된 거더(130)를 적용하는 경우, 상기와 동일한 방법으로 이웃한 거더(130)에 형성된 가로보(161)와 가로보(161)를 교축 직각방향으로 연결한다.

상부구조의 교축 직각방향 연결이 완료되면, 도 15c 및 도 15d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 긴장 작업공간(120)이 형성되는 교대(A1)의 벽체(110) 쪽에서 반대편 교대(A2) 방향으로 2차 긴장용 긴장재(136a)를 거더(130)에 삽입하고 지점부 격벽(160)을 시공한 후 2차 긴장력을 도입한다.

2차 긴장력 도입의 목적은 교량 연속화를 통한 상부구조 중앙부 휨 정모멘트 감소와 지점부에 발생하는 휨 부모멘트에 저항할 수 있도록 하기 위함이다.

그리고 마지막으로 도 15e에 도시된 바와 같이, 거더(130)의 상부 플랜지 및 헌치부(130a) 상에 방호 울타리(165) 및 포장(167)을 시공하는 단계가 이루어진다.

도 16에는 2경간 교량의 연속화 시공전 및 연속화 시공후 휨모멘트 분포를 도시하였으며, 쇄선은 1차 긴장력만 도입된 거더(130)의 휨모멘트 분포이고, 실선은 본 발명에 따라서, 2차 긴장재(136a)를 앞서 설명한 바와 같이 상부구조에 발생하는 휨모멘트에 대응하도록 거더 내부에 포물선으로 배치하고 긴장력을 도입하여 연속화시켰을 때 상부구조에 작용하는 휨모멘트 분포이다.

일반적으로 단경간 교량에 활하중에 의해 발생하는 최대 정모멘트는 2경간 교량 지점부에 총 설계하중에 의해서 발생하는 최대 휨 부모멘트 크기보다 작다. 따라서, 2차 긴장력의 크기를 지점부에 발생하는 휨 부모멘트와 활하중에 의한 휨 정모멘트에 저항할 수 있도록 설계하도록 한다.

교량상부구조가 2차 긴장력에 의해서 연속화되면 교량 중앙부에 작용하는 휨 정모멘트의 감소효과가 발생하여 경제적인 설계가 가능하고 형고를 낮추거나 지간장을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 경우, 바닥판(155) 시공을 위한 거푸집 설치 공정, 콘크리트 타설 공정, 거푸집 탈형 및 동바리 제거 공정이 생략되어 공사기간 및 공사비가 대폭 절감되며, 상부구조 연결 공정을 제외한 대부분의 공종이 제작장에서 실시되므로 품질관리가 용이하여 고품질의 교량시공이 가능하고 작업자의 안전성도 크게 향상된다.

그리고 T형 단면에 의한 교량의 외측 거더 제작 시 콘크리트 방호울타리가 형성하는 경우, 방호울타리가 제작장에서 시공되므로 시공품질이 우수하고 프리캐스트 PSC T거더(130)와 일체로 작용하므로 거더(130)의 총단면적과 단면 2차모멘트가 증가되어 단면효율이 증가한다.

이는 거더교를 설계할 때 외측 거더의 하중분담율이 내측 거더의 분담율보다 크게 되므로 본 발명의 경우와 같이 외측 거더에 방호울타리를 형성하는 경우, 외측 거더와 내측 거더의 단면크기는 동일하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

상기와 같이 본 발명은 거더(130)의 시공단계별로 작용하는 하중을 고려하여 2단계 긴장을 실시하여 거더 단면을 효율적으로 활용함으로써 거더(130)의 형고를 감소시키거나 장지간화를 도모할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따라서 PSC 거더 교량을 시공하는 과정에서 다경간 연속교량의 시공시, 2차 긴장작업에 소요되는 긴장 작업공간(120)을 교대 벽체(110) 측에 효과적으로 마련하여 시공성 및 시공속도를 향상시키고, 교량 완성 후에도 구조체의 손상 없이 긴장력을 조절할 수 있어서 유지관리가 용이하다.

본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명의 실시 예를 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 그렇지만 그와 같은 단순한 실시 예의 수정 또는 설계변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.

도 1은 종래의 기술에 따른 PSC 거더의 횡단면도;

도 2는 종래의 기술에 따른 PSC 거더를 이용하여 구축된 교량을 도시한 측면도;

도 3a 내지 도 3h는 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법을 단계적으로 도시한 공정 순서도;

도 4는 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법에서 2차 긴장작업을 나타낸 측면도;

도 5는 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법에서 사용되는 교대벽체 구조를 도시한 측단면도;

도 6은 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법에서 사용되는 교대벽체의 평면도;

도 7은 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법에서 사용되는 프리캐스트 블록의 사시도;

도 8은 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법에서 사용되는 프리캐스트 블록의 분해 조립 사시도;

도 9는 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법에서 사용되는 변형 구조의 교대벽체 구조를 도시한 분해 조립도;

도 10은 도 9에 도시된 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법에서 사용되는 교대벽체 구조의 측단면도;

도 11a, 도 11b는 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법에서 사용되는 I형 거더의 단면도로서, 교대측 단면도, 교각측 단면도;

도 12a, 도 12b, 도 12c는 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법에서 사용되는 확폭된 상부 플랜지를 갖는 거더의 단면도로서, 교대측 단면도, 교각측 단면도, 거더중앙 단면도;

도 13a 내지 도 13e는 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법에서 도 13에 도시된 확폭된 상부 플랜지를 갖는 거더의 시공과정을 단계적으로 도시한 시공 단계도;

도 14a, 도 14b, 도 14c는 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법에서 사용되는 확폭 상부 플랜지와 가로보를 갖는 거더의 단면도로서, 교대측 단면도, 교각측 단면도, 거더 중앙 단면도;

도 15a 내지 도 15e는 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법에서 도 15에 도시된 확폭 상부 플랜지를 갖는 거더의 시공과정을 단계적으로 도시한 시공 단계도;

도 16은 2경간 교량의 연속화 시공전 및 연속화 시공후 휨모멘트 분포를 도시한 것으로서, 쇄선은 1차 긴장력만 도입된 거더의 휨모멘트 분포이고, 실선은 본 발명에 따라서 2차 긴장재의 긴장력을 도입하여 연속화시켰을 때 상부구조에 작용하는 휨모멘트를 도시한 분포도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1...... 종래의 PSC 거더 10..... 종래의 PSC 거더교

15..... 바닥판 20.... 지점부

30..... 교대 35.... 벽체

100.... 본 발명에 따른 PSC 거더교 시공방법

120.... 긴장 작업공간 130.... 프리캐스트 거더

130a... 상부 플렌지 130b... 헌치부

132.... 1차 긴장용 쉬스 134.... 1차 긴장재 정착구

136.... 2차 긴장용 쉬스 136a... 2차 긴장재

136b.... 긴장재 여유 길이 138.... 2차 긴장재 정착구

152.... 배근 155.... 바닥판

160.... 지점부 격벽 161.... 가로보

180.... 방수 보호 캡 200,250.... 프리캐스트 블록

205.... 블록아웃 210.... 볼록돌기

252.... 연결홀 260.... 강봉

280.... 신축이음장치 285.... 교면 포장

300.... 교대 벽체구조 A1,A2.. 교대

P1.... 교각 α..... 긴장재 상향각도

Claims

PSC 거더를 이용한 교량시공방법에 있어서,

상면에 긴장 작업시 유압잭을 삽입 및 작동시킬 수 있는 긴장 작업공간이 형성된 일측 교대의 벽체를 선 시공하는 단계; 내부에 1차 및 2차 긴장용 쉬스와 정착구가 구비된 PSC 거더를 제작하는 단계; 상기 PSC 거더를 교대와 교각에 거치하고, 거더 내부에 2차 긴장용 긴장재를 삽입하는 단계; 상기 PSC 거더에 횡방향으로 가로보, 지점부 격벽 및 바닥판을 시공하는 단계; 상기 PSC 거더 내부에 삽입된 2차 긴장용 긴장재를 상기 벽체에 형성된 긴장 작업공간을 이용하여 긴장 및 정착하는 단계; 및 상기 긴장 작업공간 상면에 프리캐스트 블록을 설치하여 상기 일측 교대를 완성하는 단계;를 포함하며,

상기 긴장 작업공간 상면에 프리캐스트 블록을 설치하여 상기 일측 교대를 완성하는 단계는 하면에 볼록돌기가 형성된 프리캐스트 블록을 요철모양의 오목홈이 형성된 긴장 작업공간이 형성된 일측 교대의 벽체에 올려놓아 상기 블록돌기가 오목홈에 삽입되도록 하여 상기 볼록돌기와 프리캐스트 블록의 자중으로 인하여 교대 벽체에 작용하는 수평력에 대하여 저항하도록 하는 것임을 특징으로 하는 PSC 거더교 시공방법.
제1항에 있어서, 상기 긴장 작업공간이 형성된 일측 교대의 벽체를 선 시공하는 단계는 상기 선시공되는 벽체의 높이가 타측 교대의 벽체의 높이보다 낮고, PSC 거더를 거치하였을 때 상기 일측 교대의 벽체 상단이 2차 긴장용 정착구 위치에 형성 되도록하는 것임을 특징으로 하는 PSC 거더교 시공방법.
제1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 PSC 거더에 횡방향으로 가로보, 지점부 격벽 및 바닥판을 시공하는 단계는 상기 PSC 거더가 확폭된 상부플랜지와 헌치부를 갖는 "T"형 거더로 이루어져서 바닥판 시공용 거푸집, 동바리 설치 및 탈형 작업이 생략가능하도록 하되, 적어도 상기 가로보에 쉬스를 형성하고 긴장재를 삽입하고 긴장을 실시하여 PSC 거더를 교축직각방향으로 연결되도록 하는 것임을 특징으로 하는 PSC 거더교 시공방법.
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제1항에 있어서, 상기 일측 교대 벽체 후면은 시트 방수재나 실리콘 계열의 씰재를 설치하여 상기 고대 벽체와 프리캐스트 블록 사이를 방수처리 하는 것임을 특징으로 하는 PSC 거더교 시공방법.
제1항에 있어서, 상기 긴장 작업공간 상면에 프리캐스트 블록을 설치하여 상기 일측 교대를 완성하는 단계는 교대벽체 상면에 연결홀을 형성시키고, 상기 연결홀에 대응하여 프리캐스트 블록을 상하로 관통하는 관통홀과 상기 관통홀 상단에 형성된 연결홈을 프리캐스트 블록에 형성시키고, 상기 연결홀과 관통홀이 연통되도록 프리캐스트 블록을 설치하고, 상기 관통홀과 연결홀에 강봉을 삽입한 후 그라우팅으로 강봉의 하단을 정착하고, 강봉을 긴장하여 연결구로 프리캐스트 블록의 연결홈에 정착하여 프리캐스트 블록이 교대벽체와 일체화 거동을 하도록 연결하는 것임을 특징으로 하는 PSC 거더교 시공방법.
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