KR101274627B1 - 프리캐스트 합성보의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리캐스트 합성보의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법에 관한 것으로 강재의 하부플랜지에 일체화 시공을 위한 프리캐스트 케이싱(400)에 부착력이 증가되도록 전단키가 설치된 프리캐스트 케이싱(400)을 제작하여 프리캐스트 케이싱(400)이 강재(300)의 하부 플랜지에 매달리도록 강재 고정연결구(500)로 용접 또는 볼트로 고정시킨 후 강재의 양단 지점을 들어 올린 상태에서 강재와 프리캐스트 케이싱(400)이 일체화되도록 콘크리트를 타설하고, 양생하여 합성시키는 제작방법이다. 이때 가설시 프리캐스트 케이싱 자중을 강재가 부담하게 합성보를 제작하여 프리캐스트 케이싱에는 응력이 발생하지 않는다. 또한, 인장용 PC강재와 압축용 PC강봉에 프리스트레스트를 도입하여 제작하는 프리캐스트 합성보의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법에 관한 것이다.

Description

프리캐스트 합성보의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법{The production system of the precast composite beam and the bridge construction method which uses this}

본 발명은 프리캐스트 합성보의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법에 관한 것으로 강재의 하부플랜지에 일체화 시공을 위한 프리캐스트 케이싱(400)에 부착력이 증가되도록 전단키가 설치된 프리캐스트 케이싱(400)의 블럭 아웃된 상면에 강재가 프리캐스트 케이싱(400)의 자중을 부담토록 강재의 하부 플랜지에 프리캐스트 케이싱(400)이 매달리도록 고정연결구(500)로 용접 또는 볼트로 고정시킨 후 강재의 양단 지점을 들어 올린 상태에서 강재와 프리캐스트 케이싱(400)이 일체화되도록 콘크리트를 타설 및 양생을 시킴으로써 가설시 프리캐스트 콘크리트 케이싱 자중을 강재가 부담하여 프리캐스트 케이싱에는 응력이 발생하지 않도록 제작하는 프리캐스트 합성보의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법에 관한 것이다.

종래의 합성보 제작방법으로는 콘크리트 케이싱을 프리캐스트화 하여 1차로 프리스트레스트를 도입한 후 강재와 프리캐스트 케이싱을 콘크리트 몰탈로 일체화 한 후에 단계별 프리스트레싱을 도입하는 방법이다. 종래의 두 번째 방법은 강재 거더를 공중에 단순 지지시킨 상태에서 콘크리트 케이싱 거푸집을 강재에 매달아 콘크리트를 타설 및 양생하여 콘크리트 케이싱에 응력이 발생되지 않게 제작하여 프리스트레스트를 도입하는 방법이 있다. 그러나, 프리캐스트 케이싱 방법에 의한 합성보의 제작방법은 하부콘크리트 케이싱에 과도한 응력이 발생하는 단점과 단계별 프리스트레스트를 도입하는 복잡한 제작공정으로 제작되어 강재가 많이 소요되고, 종래 두 번째 방법은 강재 거더에 하부케이싱 거푸집을 매달아 시공하는 제작방법으로 과도한 거푸집 제작비용이 소요되는 단점을 가지고 있다. 이러한 합성보의 복잡한 제작방법을 단순화하고 경제적인 시공이 가능한 프리캐스트 합성보의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법을 제공하고자 한다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 강재의 하부플랜지를 감싸고 있는 콘크리트 케이싱(400)을 프리캐스트화하고, 가설시 하부 콘크리트 케이싱에 응력이 발생하지 않게 일체시공하는 프리캐스트 합성보의 제작장치와 이를 이용한 제작방법에 관한 것이다. 강재와 프리캐스트 케이싱(400)을 합성시킨 후 하부 프리캐스트 케이싱(400)에 프리스트레스트를 도입하고 강재 상부 플랜지 상연에는 PC강봉(600)을 압입정착시켜 프리스트레스트를 도입함으로써 공정의 단순화와 경제적인 프리캐스트 합성보의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법을 제공함을 그 목적으로 한다

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,

가설시 프리캐스트 케이싱(400)에 응력이 발생하지 않게 프리캐스트 합성보의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법에 관한 것으로 상기 강재가 지면과 수평이 되도록 하부거푸집을 설치하고 콘크리트의 부착력을 개선하기 위하여 전단키를 형성하도록 내부거푸집(160)을 설치하여 콘크리트를 타설 및 양생하여 하부 프리캐스트 케이싱(400)을 성형하는 단계;와 상기 강재와 프리캐스트 케이싱을 일체화 하기 위하여 강재에 프리캐스트 케이싱(400)이 강재에 매달리도록 강재 고정연결구(500)를 결합시켜 승강식 지지장치(100)의 유압잭(130)으로 들어 올리는 단계;와 강재(300)에 프리캐스트 케이싱(400)이 매달린 상태에서 거푸집 없이 강재(300)와 프리캐스트 케이싱(400)이 일체가 되도록 콘크리트를 타설하여 양생시키는 단계와; 양생 후 프리스트레스트를 도입하기 위하여 강재와 합성된 합성보를 지면에 내려 놓는 단계;를 포함하여, PC강선(630)를 긴장하고, PC강봉(600)을 압입정착하기 위한 정착구(610)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 합성보의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법을 제공한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면,

가설시 자중에 의한 프리캐스트 케이싱(400)에 응력이 발생하지 않는 합성보를 제작하는 방법으로 인장, 압축 프리스트레스트를 도입하는 긴장재를 포함하는 프리캐스트 합성보에 관한 것으로 본 발명의 효과는 다음과 같다. 본 발명에 있어 가설시 프리캐스트 케이싱에 응력이 발생하지 않으므로 프리캐스트 합성보에 있어 PC강선(630)과 강재의 사용량을 절감하고 공기 단축효과와 합성보 상연의 PC강봉(600)에 프리스트레스트를 도입하여, 저형고 장경간의 교량 가설이 가능하며, 처짐과 진동에 대한 영향을 최소화 할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 프리캐스트 제작장치와 이를 이용한 제작방법을 도입하여 구조물의 안전성과 시공성을 크게 향상시킬 수 있으며 또한, 본 발명에서는 저형고 장경간 거더의 제작으로 사회적 비용을 절감시킬 수 있으며, 프리캐스트 합성보의 작업공정을 단순화시켜 시공성 개선과 공기단축 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 프리캐스트 케이싱(400)과 일체가 되도록 제작된 합성보에 PC강선(630)와 PC강봉(600)을 설치한 사시도이다.
본 실시 예에 따른 상기 강재와 프리캐스트 케이싱(400)이 합성거동을 하도록 프리캐스트 케이싱을 선 제작하여 강재와 결합되도록 제작하고, 합성보의 상연에는 PC강봉(600)을 소요 갯수 만큼 설치하여 제작하는 것이다. 또한 상기 상부슬래브(300)을 설치전 또는, 설치 후에 PC강봉(600)을 압입하여 제작하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 기존공법의 제작방법을 설명하기 위한 도면으로서 프리캐스트 케이싱(400)과 강재를 합성하는 단계를 설명하기 위한 도면이며,
도 2는 기존의 두 번째 제작방법을 설명하기 위한 도면으로 강재에 거푸집을 매달아 콘크리트 케이싱을 성형하는 단계를 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 프리캐스트 케이싱(400)을 공중에서 일체화 시켜 제작된 프리캐스트 합성보를 도시한 사시도이고
도 4 내지 도 11은 프리캐스트 합성보(700)의 제작장치와 제작방법을 설명한 도면으로 합성보에 인장, 압축 프리스트레스트를 도입하여 합성보의 제작단계를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 강재(300)와 프리캐스트 케이싱(400)과 합성된 프리캐스트 합성보(700)의 제작장치와 이를 이용한 제작방법에 관한 것으로서, 도 4는 지면에 설치된 프리캐스트 케이싱(400)의 블록아웃된 상면에 상기 강재(300)를 거치시키는 단계;와 도 6은 상기 강재의 하부플랜지에 프리캐스트 케이싱(400)을 고정시키기 위해 강재(300)와 프리캐스트 케이싱(400)을 고정연결구(500)에 용접 또는, 볼트로 연결하여 강재의 양단부를 승강식 지지장치(100)의 유압잭으로 들어 올려 지지되도록 고정시킨 상태에서 강재와 프리캐스트 결합부에 콘크리트를 타설하여 양생하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 합성보(700)의 제작방법을 제공한다. 이때 승강식 지지장치(100)는 유압잭이 아닌 체인블럭과 같은 기구장치를 이용하여 강재(300)와 프리캐스트 케이싱(400)을 들어 올릴 수도 있다.

또한, 상기 강재(300)와 프리캐스트 케이싱(400)이 합성이 된 후 상기 강재(300)의 상부 플랜지에 PC강봉(600)을 설치하고 철근을 조립하는 단계;와 콘크리트를 타설하여 양생하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 합성보(700)의 제작방법을 제공한다.

또한, PC강봉(600)에 프리스트레스의 도입은 가설 전에 완료하거나, 가설 후 필요에 따라 단계별로 PC강봉(600)에 프리스트레스트를 도입하여 효율적인 합성보의 제작방법도 제공한다.

도 3 내지 도 11은 본 발명에 따른 합성보의 제작방법에 관한 것으로 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리캐스트 합성보의 제작방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 합성보(700)의 제작방법을 설명하면 도 4와 도 6에 도시한 바와 같이 프리캐스트 케이징(400)에 강재(300)를 도 5 와 같이 콘크리트의 부착력을 강화시키기 위한 전단키가 성형된 프리캐스트 케이싱의 블록아웃된 상연에 강재 하부플랜지를 고정 설치한 후 승강식 지지장치(100)의 유압잭(130)으로 들어 올려 고정시킨다. 이때 도 5는 강재 중간지점에 수직방향으로만 가동이 가능한 가로변위 방지장치(110)를 설치하여 프리캐스트 케이싱의 횡방향 거동을 억제한다.

그리고 나서, 도 6과 같이 고정 지지된 강재의 하부플랜지의 블럭아웃된 주위에 콘크리트를 타설하여 강재와 프리캐스트 케이싱(400)이 일체화되도록 양생을 실시하여 합성시킨다.

이러한 상태에서, 강재와 프리캐스트 케이싱의 합성이 완료된 후에 도 10과 도 11에서와 같이 쉬스관(630) 내에 PC강선(630)을 삽입하여 프리캐스트 케이싱(400)에 프리스트레스트를 가하고, 강재 상부 플랜지에 용접 또는 볼트에 의해 고정 설치된 PC강봉(600)을 정착구(610)에 압입정착하여 프리캐스트 합성보(700)를 제작할 수 있다.

상기와 같은 구조에서 본 발명의 실시예에 의해 제작된 프리캐스트 합성보(700)의 역학적 원리를 살펴보면, 프리캐스트 합성보(700)는 프리캐스트 케이싱(400)에 응력이 발생하지 않도록 제작된 프리캐스트 케이싱(400)에 압축 프리스트레스트를 도입하고 합성보의 상연에 PC강봉(600)으로 인장 프리스트레스트를 도입하여 사용 강재와 PC강재의 사용량을 절감할 수 있다.

또한, 압축부 상연에 PC강봉(600)으로 프리스트레스트를 도입함으로써 저형고 장경간에 따른 처짐과 진동을 억제하고 구조 효율성을 극대화할 수 있는 고효율의 저형고 합성보(700)의 제작이 가능하게 된다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리캐스트 합성보(700)의 제작장치에 의해 제작된 프리캐스트 합성보를 개략적으로 도시한 것이다.

상기에서와 같이 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예와 같이 도 9의 합성보(700)의 제작방법은 강재(300)를 콘크리트 접합면에 전단키가 성형된 프리캐스트 케이싱(400)의 상연에 거치시켜 강재와 프리캐스트 케이징을 고정연결구(500)로 용접 또는, 볼트로 고정시켜 강재 복부에 또는

ㅁ 형상의 철근(520)을 용접하여 케이싱 철근과 결합시키고, 강재복부와 상부플랜지에 철근을 조립한 후에 강재복부와 상부플랜지에 거푸집을 설치하여 강재와 프리캐스트 케이싱을 장력 조정이 가능한 케이싱 고정체결구(180)로 고정 시킨다.

프리캐스트 케이싱(400)과 강재가 고정되도록 케이싱 고정체결구(180)로 연결한 다음 승강식 지지장치(100)의 유압잭(130)으로 강재(300)와 프리캐스트 케이싱을 동시에 들어 올린 상태에서 프리캐스트 케이싱(400)과 강재가 전체 케이싱이 되도록 콘크리트를 타설 및 양생을 하여 프리캐스트 합성보(700)를 제작할 수 있다.

또한, 강재 복부와 상부플랜지의 케이싱은 실시예와 같이 강재와 프리캐스트 케이싱을 먼저 승강식 지지장치(100)로 들어 올린 상태에서 강재 복부와 상부플랜지에 철근을 조립하고 거푸집을 설치한 다음 콘크리트를 타설 및 양생하여 합성보(700)를 제작할 수도 있다. 이때 콘크리트의 자중은 강재가 부담함으로 콘크리트 케이싱에는 응력이 발생하지 않게 된다.

이러한 상태에서, 도 11에서와 같이 하부 프리캐스트 케이싱(400)에 프리스트레스트를 도입하고, 강재 상연에 블록 아웃된 위치에 용접 또는, 볼트에 의해 고정 설치된 정착구(610)에 PC강봉(600)을 압입정착하여 인장 및 압축 프리스트레스를 도입하고, 상부슬래브와 합성시킨 프리캐스트 합성보를 제작할 수 있다.

이때, 프리캐스트 케이싱(400)은 공장에서 분절형태의 운반이 용이한 길이로 세그멘탈을 제작하여 현장에서 세그멘탈을 연결하여 제작할 수도 있다.

또한, 상기 방법에 있어서 복수의 강재를 동시에 지지하도록 설치하여 U형단면형상의 합성보 제작도 가능한 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 논함으로써 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하였으나 이와 같은 특정 실시예 에만 한정된 것이 아니며, 특허의 청구범위와 발명의 상세설명 및 첨부도면의 범위 안에서 적절하게 변경이 가능한 것이다.

100: 승강식 지지장치 110: 가로변위 방지장치
120:가로지지대 130: 유압잭
160:전단키 설치 내부거푸집 180: 케이싱 고정체결구
200: 수직이동 가이드 300: 강재
400: 프리캐스트 케이싱 500: 강재 고정 연결구(C 채널)
600: PC강봉 610: (PC강봉) 정착구
620: 압입정착구 630: 쉬스관(PC강선)
700: 합성보

Claims (8)

1. 강재와 프리캐스트 케이싱이 합성된 프리캐스트 합성보의 제작장치로서,
   상기 강재와 프리캐스트 케이싱을 지면으로부터 들어 올리는 가로지지대(120)를 포함하는 승강식 지지장치(100)와;
   상기 강재를 감싸도록 전단키를 형성할 수 있는 내부거푸집(160) 및 프리캐스트 케이싱 거푸집(150)과;
   상기 강재와 프리캐스트 케이싱이 매달리도록 고정 연결시키는 프리캐스트 케이싱 내부철근과 강재의 하부플랜지 사이에 설치된 강재 고정연결구(500) 및 프리캐스트 케이싱(400)과 강재(300) 사이에 설치된 케이싱 고정체결구(180)와;
   상기 강재와 프리캐스트 케이싱의 가로변위를 억제하기 위하여 양단부의 승강식 지점장치 사이에 설치된 가로변위 방지장치(110)를;
   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 합성보의 제작장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기의 승강식 지지장치는 단부의 가로변위를 제어할 수 있는 프리캐스트 케이싱 측면을 지지할 수 있도록 고안된 장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 합성보의 제작장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 프리캐스트 케이싱의 상면에 강재 전체를 케이싱 하기 위한 강재복부와 상부플랜지를 감싸는 거푸집을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 합성보의 제작장치.
4. 강재와 프리캐스트 케이싱이 합성된 프리캐스트 합성보의 제작장치로서,
   상기 강재와 프리캐스트 케이싱을 지면으로부터 들어 올리기 위하여 가로지지대(120)가 있는 승강식 지지장치(100)를 설치하는 단계와;
   상기 강재의 복부에 ㅁ 형상의 철근을 강재복부의 좌우 측면의 하단에 용접하여 프리캐스트 케이싱의 돌출된 철근과 조립하는 단계와;
   상기 강재와 프리캐스트 케이싱이 매달리도록 프리캐스트 케이싱 내부철근과 강재의 하부플랜지 사이에 강재 고정연결구(500)를 연결하고, 프리캐스트 케이싱(400)과 강재(300) 사이에 케이싱 고정체결구(180)를 볼트로 연결하는 단계와;
   상기 강재와 프리캐스트 케이싱을 고정시킨 후 양단부의 승강식 지지장치 의 유압잭으로 지면에서 들어 올려 고정시키는 단계와;
   강재와 프리캐스트 케이싱을 들어 올린 상태에서 강재와 합성하기 위해 콘크리트를 타설하고 양생하는 단계를;
   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 합성보의 제작방법.
5. 제4항에 있어서,
   PC강선을 프리캐스트 케이싱에 삽입하여 긴장력을 도입하고 가설한 후에 합성보 상연에 배치된 PC강봉을 고정시킨 후 복부와 슬래브를 동시에 타설하여 양생한 후에 PC강봉을 압입정착하고 그라우팅 작업을 실시하는 단계를 ;
   포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 합성보의 제작방법.
6. 복수개의 강재와 프리캐스트 케이싱이 일체로 합성된 합성보의 제작장치로 상기 복수개의 프리캐스트 케이싱과 강재를 지지하는 승강식 지지장치와;
   상기 강재와 프리캐스트 케이싱의 가로변위 방지장치와;
   상기 강재의 상면에 PC강봉을 압입하기 위한 정착구와 PC강봉의 좌굴을 방지할 수 있는 쉬스관을 ;
   포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 합성보의 제작장치.
   
7. 제4항에 있어서,
   프리캐스트 케이싱의 블록 아웃된 상면에 강재를 거치시키고, 강재와 프리캐스트 케이싱이 매달리도록 프리캐스트 케이싱 내부철근과 강재의 하부플랜지 사이에 강재 고정연결구(500)를 연결하고, 프리캐스트 케이싱(400)과 강재(300) 사이에 케이싱 고정체결구(180)를 볼트로 연결하는 단계와 ;
   강재 복부와 상부 플랜지에 철근을 조립하고 강재 상연에 PC강봉를 배치하고 정착구를 포함하는 블록 아웃된 형상의 거푸집을 설치하는 단계와;
   강재 복부와 상부 플랜지 주위에 거푸집을 고정 설치하고 승강식 지지장치의 유압잭으로 지면에서 들어 올려 지지하는 단계와;
   거푸집 내부에 콘크리트를 타설하고 양생하여 강재와 일체화 시키는 단계를;
   더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 합성보의 제작방법.
   
8. 제4항에 있어서,
   프리캐스트 케이싱의 내부에 전단키가 형성된 블록아웃된 상면에 강재를 거치시켜 프리캐스트 케이싱의 블록 아웃된 상면에 강재를 거치시키고, 강재와 프리캐스트 케이싱이 매달리도록 프리캐스트 케이싱 내부철근과 강재의 하부플랜지 사이에 강재 고정연결구(500)를 연결하고, 프리캐스트 케이싱(400)과 강재(300) 사이에 케이싱 고정체결구(180)를 볼트로 연결한 후 승강식 지지장치의 유압잭으로 지면에서 들어 올려 공중에 지지하는 단계와;
   강재와 프리캐스트 케이싱을 공중에 들어 올린 상태에서 강재 복부와 상부 플랜지에 철근을 조립하고 강재 상연에 PC강봉를 배치하는 단계와;
   강재 복부와 상부 플랜지 주위에 거푸집을 고정하여 설치하고, 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하고 양생하여 합성하는 단계를;
   더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 합성보의 제작방법.

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