KR101172895B1 - Phc 거더 및 phc 거더 제작방법과 이를 이용한 강합성 슬래브 교량 가설방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소규모의 슬래브 교량의 가설에 적용 가능한 피에이치씨 거더와 에이치-형강을 이용한 강합성 슬래브 교량 가설방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피에이치씨 거더와 에이치-형강을 이용한 강합성 슬래브 교량 가설방법은 에이치-형강의 결합을 위해 장착부가 구비되는 복수의 피에이치씨(PHC:Pretensioned spun High strength Congrete) 거더를 제조하는 단계; 길이 방향으로 각 피에이치씨 거더에 에이치-형강을 결합하는 단계; 복수의 피에이치씨 거더를 교량의 하부 구조물과 직교하는 방향으로 하부 구조물 상부 전체에 일렬로 배치하는 단계; 가로보를 이용하여 각 에이치-형강들을 연결하여 피에이치씨 거더 간의 결합력을 제공하는 단계; 피에이치씨 거더의 상부에 교량의 측벽을 형성시키기 위한 거푸집을 설치하는 단계; 바닥판 및 측벽을 형성시키기 위해 콘크리트를 타설하고 양생하는 단계;를 포함하여 이루어질 수도 있다.

상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 슬래브 교량의 가설시 피에이치씨 거더의 횡방향 연결이 용이하게 이루어질 수 있고, 바닥판 콘크리트 타설을 위한 거푸집 작업이 생략 가능하며, 슬래브 교량의 가설을 위한 공기를 단축시킬 수 있다.

피에이치씨 거더, 에이치-형강, 슬래브 교량, 가로보, 거푸집

Description

PHC 거더 및 PHC 거더 제작방법과 이를 이용한 강합성 슬래브 교량 가설방법{APPARATUS AND MAKING METHOD FOR PRETENSIONED SPUN HIGH STRENGTH CONCRETE GIRDER AND CONSTRUCTION METHOD OF A SLAB BRIDGE USING PRETENSIONED SPUN HIGH STRENGTH CONCRETE GIRDER AND H-TYPE SECTION STEEL}

본 발명은 소규모의 슬래브 교량의 가설에 적용 가능한 피에이치씨 거더과 에이치-형강을 이용한 강합성 슬래브 교량 가설방법에 관한 것이다.

일반적으로, 슬래브 교량은 경간이 15m 이내인 교량에 가장 일반적으로 적용되는 교량형식으로 RC 슬래브교와 PSC 슬래브교가 알려져 있다. 상기 RC 슬래브교와 PSC 슬래브교는 단면 특성상 균열 안전율이 비교적 크고, 거더교에 비해 상대적으로 형고를 줄일 수 있는 장점이 있다.

그러나, 바닥판 구조의 형성시키기 위해 콘크리트 타설 작업은 하부 영역에서 전체 면적에 걸쳐 거푸집과 동바리 등을 설치해야만 한다. 즉, 이와 같은 콘크리트의 타설 준비작업으로 인해 슬래브 콘크리트를 타설하고 양생하기까지 상당한 시간이 소요되므로 공사기간이 장기화되는 문제가 발생하고 있다. 또한, 콘크리트 타설 순서를 고려하지 않는 경우 구조물이 붕괴되는 사례가 잦아 작업인부의 안전상 문제가 발생되고 있다.

이 같은 문제점을 해소하기 위하여, 대안으로 나온 기술이 중공 단면의 프리스트레스트 프리캐스트 콘크리트를 이용한 기술이다. 중공 단면의 프리스트레스트 프리캐스트 콘크리트는 미국에서 널리 이용되기 시작하였고 근래 국내에서도 이 기술이 도입되어 약 10 내지 24m 정도의 슬래브 교량에 적용된 실적이 있다.

그러나 이 공법은 공장에서 제작된 거더들을 교량의 하부 구조물과 교축 직각방향으로 연결하기 위해 프리스트레스가 도입된 거더들을 교축 직각방향으로 배치하는 작업과 각 거더들 사이에 채움재(충진재)를 주입하는 작업이 고공에서 이루어 지고 있다. 이 경우, 거더 간의 결속을 위해서는 거더의 교축 직각방향으로 강선 등을 관통시켜 체결하여야만 하고, 또한 거더 간의 간격 유지를 위한 간격재의 설치가 병행되어야만 하기 때문에 시공이 어려울 뿐만 아니라 공정이 복잡하다는 단점이 존재한다.

또한, 프리스트레스트 프리캐스트 콘크리트 거더의 상부가 바닥판 역할을 하게 되기 때문에 바닥판 손상시 주부재가 동시에 손상된다는 단점이 발생하고 있다.

더욱이, 거더는 공장에서 제작되는 제품이지만 그 단면이 작지 않기 때문에 원거리 운반시 공사비가 대폭 증가하여 경제성이 저하된다는 문제점을 안고 있다.

본 발명은 종래의 슬래브 교량의 가설시 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.

본 발명의 일 목적은 슬래브 교량의 가설시 프리캐스트 거더인 피에이치씨 거더의 횡방향 연결이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 슬래브 교량의 가설시 바닥판 콘크리트 타설을 위한 거푸집 작업이 생략 가능하도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 슬래브 교량의 가설을 위한 공기의 단축이 가능하도록 하는 것이다.

상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일 실시 형태와 관련된 피에이치씨 거더과 에이치-형강을 이용한 강합성 슬래브 교량 가설방법은 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.

본 발명은 기본적으로, 피에이치씨 거더에 결합되는 에이치-형강에 의해 피에이치씨 거더의 연결이 용이하게 이루어지면서 에이치-형강의 연결구조 자체가 바닥 배근의 역할이 가능하도록 이루어지는 것을 기초로 한다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 PHC 거더는 내부에 원주방향으로 배치되는 배근과 상기 배근에 연계되어 휨현상을 억제토록 제공되는 복수의 강연선에 콘크리트가 타설되며 구성된 PHC 거더에 있어서, 상기 PHC 거더는 장착부를 포함하되, 상기 장착부는 상기 PHC 거더의 일측표면에서 노출면을 갖고, 다른 일면은 상기 PHC 거더에 일체로 고정되도록 일부가 상기 PHC 거더의 내부로 신장되어 삽입토록 구성된 ㄷ 형강의 이탈방지부재 및 상기 이탈방지부재의 노출면에 배치되고, H 형강을 상기 콘크리트에 볼트에 의해 결합되도록 나사선이 구비된 복수의 체결부재를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 PHC 거더의 제작방법은 하부 거푸집에 배근과 강연선을 배치하고 콘크리트를 타설하는 단계와 상부 거푸집의 일측에 장착부를 볼트에 의해 고정하고 상기 하부 거푸집에 결합하는 단계와 상기 결합된 거푸집을 원심성형하는 단계 및 상기 볼트를 분리한 후 상기 결합된 거푸집을 분리제거하여 장착부가 구비된 PHC 거더를 추출하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 PHC 거더를 이용한 교량 가설방법은 PHC 거더를 교량의 하부 구조물과 직교하는 방향으로 하부 구조물 상부 전체에 일렬로 배치하는 단계와 가로보를 이용하여 상기 PHC 거더의 개수에 대응하여 복수의 H 형강을 연결하는 단계와 길이 방향으로 상기 PHC 거더에 상기 가로보에 의해 연결된 H 형강을 각각 결합하는 단계와 상기 PHC 거더의 상부에 교량의 측벽을 형성시키기 위한 거푸집을 설치하는 단계 및 바닥판 및 측벽을 형성시키기 위해 콘크리트를 타설하고 양생하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 슬래브 교량의 가설시 피에이치씨 거더의 횡방향 연결이 용이하게 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 슬래브 교량의 가설시 바닥판 콘크리트 타설을 위한 거푸집 작업이 생략 가능하다.

그리고 또한, 본 발명에 따르면, 슬래브 교량의 가설을 위한 공기의 단축이 가능하도록 하는 것이다.

그리고 또한, 본 발명에 따르면, 피에이치씨 거더에 장착된 에이치-형강에 의해 피에이치씨 거더가 결속되어 피에이치씨 거더를 결속시키기 위한 타공 및 스페이서 등의 설치 등과 같은 부가적인 작업이 요구되지 않는다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 피에이치씨 거더과 에이치-형강을 이용한 강합성 슬래브 교량 가설방법에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.

이하, 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다.

따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다.

그리고, 이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로, 피에이치씨 거더에 결합되는 에이치-형강에 의해 피에이치씨 거더의 연결이 용이하게 이루어지면서 에이치-형강의 연결구조 자체가 바닥 배근의 역할이 가능하도록 이루어지는 것을 기초로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피에이치씨 거더과 에이치-형강을 이용한 강합성 슬래브 교량 가설방법은 피에이치씨(PHC:Pretensioned spun High strength Congrete) 거더(110)을 이용하여 거더를 구성하는 한편, 바닥판을 타설하기 위한 거푸집의 일부가 구성되도록 하여 교량을 가설하게 된다.

도 1에 도시된 것과 같이, 상기 피에이치씨 거더(110)은 에이치-형강 또는 아이 형강과 같은 개단면 구조 형강의 결합이 가능하도록 장착부(20)가 구비되는 구조로 제작된다.

상기 피에이치씨 거더(110)의 제조 과정은 하부 거푸집(10a)에 강연선(111a)과 배근(111b)을 설치한 후 콘크리트(12a)를 타설하고 상부 거푸집(10b)을 하부 거푸집(10a)과 결합이 이루어진다.

도 2에 도시된 것과 같이, 상부 거푸집(10b)은 내부에 장착부(20)가 구비될 수 있는데, 상기 장착부(20)는 에이치-형강과 같은 개단면 구조의 형강(120)의 장착을 위한 구성이다. 장착부(20)는 에이치-형강(120)을 고정시키기 위한 볼트(23)가 결합되도록 나사산(22a)이 형성된 체결부재(22)가 구비될 수 있다. 이 경우 체결부재(22)는 상기 상부 거푸집(10b)의 일 측면으로 개구가 접하도록 배치될 수 있다.

한편, 상기 체결부재(22)의 개구가 상부 거푸집(10b)의 내측면에 접한 상태로 고정될 수 있도록 체결부재(22)는 이탈 방지부재(21)에 결합되어 상부 거푸집(10b)의 내부에 장착될 수도 있다. 그리고, 상기 체결부재(22)는 전체 영역이 양생된 콘크리트(112)에 매립되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 이탈 방지부재(21)는 일부 영역이 상기 체결부재(22)와 같이 양생된 콘크리트(112)에 매립되도록 구성될 수도 있다.

도 1의 (c)에 도시된 것과 같이, 내부에 콘크리트(112a)가 타설된 상태에서 상부 거푸집(10b)이 하부 거푸집(10a)에 결합이 이루어지게 되면, 강연선(111a)을 긴장시킨 상태에서 축방향을 중심으로 거푸집(10a,10b)을 회전시키면서 타설된 콘크리트(112a)를 양생시키게 된다. 이 경우, 상기 장착부(20)의 체결부재(22)에는 볼트(23)를 결합시켜 콘크리트의 타설 및 양생 등을 거치는 과정 동안 나사산(22a)이 형성된 내부로 이물질이 유이되는 것을 방지할 수도 있다.

타설된 콘크리트(112a)의 양생이 완료되면 강연선(111a)에 가해진 긴장을 제거하여 양생된 콘크리트(112)에 프리스트레스가 도입되게 하고, 거푸집(10a,10b)을 탈형시켜 피에이치씨 거더(110)을 제작하게 된다. 이와 같이 제작된 피에이치씨 거더(110)에는 볼트(23)를 이용하여 상기 장착부(20)에 에이치-형강(120)을 결합시킬 수 있다.

에이치-형강(120)이 장착된 피에이치씨 거더(110)은 상기와 같이 제작되어 교량의 바닥판(140)을 형성시키기 위하여 교량의 하부 구조물(1) 상부에 하부 구조물(1)과 직교하는 방향으로 거치될 수 있다. 즉, 교량의 하부 구조물(1) 상부 전체에 에이치-형강(120)이 결합된 복수의 피에이치씨 거더(110)이 서로 접하도록 일렬로 배치될 수 있다.

다른 한편, 상기 피에이치씨 거더(110)을 교량 하부 구조물(1) 상부에 배치한 후 각 피에이치씨 거더(110)에 에이치-형강(120)을 결합시킬 수도 있다.

도 3에 도시된 것과 같이, 교량의 하부 구조물(1) 상부에 배치된 복수의 피에이치씨 거더(110)은 서로간의 결합력이 주어지도록 에이치-형강(120)을 가로보(130)로 연결할 수 있다. 이 경우, 상기 에이치-형강(120)에는 가로보(130)가 결합될 수 있는 장착부(121)가 더 구비될 수도 있다. 상기 장착부(121)는 에이치-형강(120)의 복부판 또는 플랜지에 구비될 수도 있다. 한편, 장착부(121)는 보강력이 제공될 수 있는 구조로 이루어질 수도 있다.

상기와 같이, 피에이치씨 거더(110)이 상기 에이치-형강(120)과 가로부(130)에 의해 밀착된 상태로 하부 구조물(1) 상에 배치가 되면 교량의 측벽(150)을 형성시키기 위한 거푸집(40)이 설치된다. 이 경우, 상기 측벽(150) 형성을 위한 거푸집(40) 내부에는 배근(50) 작업이 더 수행될 수 있다.

한편, 바닥판(140)의 형성을 위한 거푸집은 피에이치씨 거더(110) 자체가 거푸집 역할을 하게 되며, 내부 배근은 에이치-형강(120) 및 가로보(130)가 그 역할을 하게 되다. 이 경우, 에이치-형강(120) 및 가로보(130) 사이에는 바닥판(140)의 더 높은 구조적 안정성을 위하여 배근(60) 작업이 더 수행될 수도 있다.

그리고, 상기 피에이치씨 거더(110) 간의 틈새로 콘크리트의 타설시 누수가 발생하는 것을 방지하기 위하여 밀봉 작업이 더 수행될 수도 있다. 피에이치씨 거더(110) 사이의 밀봉 작업은 단순한 실리콘 작업 등으로 이루어질 수도 있다.

이와 같이 바닥판(140)과 측벽(150) 형성을 위한 거푸집 및 배근 작업을 한 후에는 콘크리트를 타설하고 양생시킨 후 거푸집을 탈형시켜 교량의 바닥판(140)과 측벽(150)을 형성하게 되다.

본 발명에 따른 피에이치씨 거더과 에이치-형강을 이용한 강합성 슬래브 교량 가설방법은 상기와 같이 설명된 실시예들로 한정되게 적용되는 것이 아니라, 다양한 변형을 위하여 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 이루어질 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피에이치씨 거더과 에이치-형강을 이용한 강합성 슬래브 교량을 가설하기 위해 피에이치씨 거더를 제조하는 과정과 피에이치씨 거더에 에이치-형강을 결합하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 피에이치 거더에 결합부가 구비되도록 하기 위한 거푸집의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피에이치씨 거더과 에이치-형강을 이용하여 강합성 슬래브 교량 가설하는 과정을 나타내는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 설명*

10a,10b,40 ... 거푸집 20 ... 결합부

21 ... 이탈 방지부재 22 ... 체결부재

22a ... 나사산 50,60 ... 배근

110 ... 피에이치씨 거더 111, 111 ... 강선

112,112a ... 콘크리트 120 ... 에이치-형강

130 ... 가로보

Claims (3)

1. 내부에 원주방향으로 배치되는 배근과 상기 배근에 연계되어 휨현상을 억제토록 제공되는 복수의 강연선에 콘크리트가 타설되며 구성된 PHC 거더에 있어서,

   상기 PHC 거더는 장착부를 포함하되,

   상기 장착부는 상기 PHC 거더의 일측표면에서 노출면을 갖고, 다른 일면은 상기 PHC 거더에 일체로 고정되도록 일부가 상기 PHC 거더의 내부로 신장되어 삽입토록 구성된 ㄷ 형강의 이탈방지부재; 및

   상기 이탈방지부재의 노출면에 배치되고, H 형강을 상기 콘크리트에 볼트에 의해 결합되도록 나사선이 구비된 복수의 체결부재;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 PHC 거더.
2. 제1항의 PHC 거더를 제작하는 방법에 있어서,

   하부 거푸집에 배근과 강연선을 배치하고 콘크리트를 타설하는 단계;

   상부 거푸집의 일측에 장착부를 볼트에 의해 고정하고 상기 하부 거푸집에 결합하는 단계;

   상기 결합된 거푸집을 원심성형하는 단계; 및

   상기 볼트를 분리한 후 상기 결합된 거푸집을 분리제거하여 장착부가 구비된 PHC 거더를 추출하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 PHC 거더 제작방법.
3. 제1항의 PHC 거더를 교량의 하부 구조물과 직교하는 방향으로 하부 구조물 상부 전체에 일렬로 배치하는 단계;

   가로보를 이용하여 상기 PHC 거더의 개수에 대응하여 복수의 H 형강을 연결하는 단계;

   길이 방향으로 상기 PHC 거더에 상기 가로보에 의해 연결된 H 형강을 각각 결합하는 단계;

   상기 PHC 거더의 상부에 교량의 측벽을 형성시키기 위한 거푸집을 설치하는 단계; 및

   바닥판 및 측벽을 형성시키기 위해 콘크리트를 타설하고 양생하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 가설방법.

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