KR101295012B1

KR101295012B1 - 바이프리스트레스트 강합성 거더의 제작방법

Info

Publication number: KR101295012B1
Application number: KR1020120070642A
Authority: KR
Inventors: 김찬녕; 박용찬
Original assignee: 김찬녕
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2013-08-09
Also published as: KR20120090884A

Abstract

본 발명은 강재 거더에 콘크리트가 합성된 바이 프리스트레스트 강합성 거더의 제작방법에 관한 것으로 상기 강재를 지면에 거치시켜 강재에 콘크리트를 타설하기 위하여 직선 또는 곡선형태의 거푸집을 제작하여 하부 콘크리트 케이싱을 만들어 바이프리스트레스트를 도입하는 방법으로 각종 도로교 철도교 및 건축물의 빔에 이용할 수 있는 강합성 거더의 제작방법에 관한 것이다.

Description

바이프리스트레스트 강합성 거더의 제작방법{BI-PRESTRESSINF STEEL COMPOSITE GIRDER CONSTRUCTION METHOD}

본 발명은 바이프리스트레스트를 도입하여 강합성 거더를 직선 또는 곡선형태로 제작하는 제작방법에 관한 것으로 강재의 하부플랜지에 일체 시공된 콘크리트 케이싱에 PC강선을 인장하여 압축력을 도입하고 가설 전 또는 가설 후 압축응력이 작용하는 강재거더의 상연 플랜지에 설치된 PC강봉을 압입 정착시켜 압축응력을 감소시키고 하부 콘크리트 케이싱에 압축력이 추가로 도입되도록 바이프리스트레스트가 도입된 강합성 거더의 제작방법에 관한 것이다.

종래의 강합성보는 강재의 탄성복원력을 이용하여 콘크리트에 압축력을 도입하는 프리플렉스 합성보는 소정의 솟음량을 갖도록 제작된 I형 강재의 양단부를 단순지지 시켜 중앙 또는 L/4 ~ 3L/4 지점에 연직하중을 도입하고(일명‘프리플렉션 하중’) 강재 하부 플랜지에 콘크리트를 타설, 양생이 완료된 후에 하부 콘크리트 케이싱에 프리스트레스트를 도입하는 방식이고, 종래의 두번째 방식은 프리플렉션 방법에 의해 제작된 거더에 추가로 PC강선을 긴장하는 방식이다.

상기 두가지 방식은 강재에 프리플렉션 하중을 도입후 하중을 제거하는 릴리스공정이 추가되어 합성보를 제작 완료한다. 그러나, 프리플렉스 합성보는 PSC 빔 보다 저형고 장경간을 구현할 수 있는 장점을 갖고 있으나, 프리플렉스 하중을 제거하는 복잡한 릴리스공정으로 이를 구현하는데 있어 고가의 제작장치가 필요한 단점을 가지고 있다. 또한 프리플렉스 합성보는 강재의 탄성복원력에 의존하여 콘크리트단면에 프리스트레스트를 도입함으로써 상당히 많은 양의 강재와 고가의 릴리스 시스템이 필요하게 되어 합성보를 제작하는데 따른 시공성과 경제성이 취약해지는 단점을 갖고 있다.

또한, 최근에 시행하고 있는 공법은 상기 공법의 복잡하고 고가의 공사비를 절감하기 위하여 하부 콘크리트 케이싱을 프리캐스트화하여 현장에서 무수축 몰탈로 일체화하는 방법 또는, 하부 콘크리트 케이싱 작업을 강재 거더에 거푸집을 매달아 시공하는 방법으로 가설시 하부 콘크리트 케이싱에 응력이 발생하지 않게 하는 방식이 사용되기도 한다. 그러나 이러한 방식은 공정이 복잡하거나 거푸집 비용이 과대하게 발생하는 문제점을 가지고 있다. 이러한 저형고 장경간 합성형 거더는 공용중 많은 처짐과 진동이 발생하여 운전자 또는 보행자에게 불쾌감이나 불안감을 유발시키게 된다.

따라서, 최근에는 시공성을 단순화시키고 경제적이고 안전한 저형고 강합성 거더의 제작에 대한 관심이 점점 높아지고 있다.

이러한 이유로 바이프리스트레스트를 도입하여 처짐과 진동을 억제하고 안전한 바이프리스트레스트 강합성 거더의 제작방법 및 이 방법으로 제작된 교량을 제공하고자 한다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 바와 같은 문제점 들을 해결하기 위하여 강재의 하부플랜지를 감싸고 있는 하부 콘크리트 케이싱(500)에 프리스트레스트를 도입하고 강재 거더 상연에 PC강봉을 압입 정착시켜 처짐과 진동을 최소화 할 수 있는 바이프리스트레스트를 도입하는 강합성 거더의 제작방법 및 이를 이용하여 제작된 강합성 거더를 제공함을 그 목적으로 한다

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,

강재와 콘크리트가 합성된 바이프리스트레스트 강합성거더의 제작방법으로서, 상기 강재를 지면에 설치된 바닥 거푸집 위에 상기 강재를 거치시키는 단계;상기 강재의 하부 프랜지 주위에 철근을 조립하고 쉬스관을 설치하여, 강재 일부를 감싸도록 거푸집을 설치하는 단계; 상기 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하여 양생하고, 강재와 콘크리트를 합성하여 하부 콘크리트 케이싱을 형성시키는 단계; 상기 양생된 하부 콘크리트 케이싱에 쉬스관에 삽입시킨 PC강선을 긴장시켜 압축 프리스트레스트를 도입하는 단계; 및 상기 강재의 상부 플랜지 상면에 설치된 정착구 사이에 PC강봉을 압입하여 인장 프리스트레스트를 도입하는 단계;를 포함하는 바이프리스트레스트 강합성거더의 제작방법을 제공한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 강재와 콘크리트가 합성된 거더를 형성하고 인장, 압축 프리스트레스트를 제공하는 긴장재를 포함하는 바이프리스트레스트 강합성 거더에 관한 것으로 본 발명의 효과는 다음과 같다. 본 발명에 있어 바이프리스트레스트가 도입된 강합성 거더에 있어 강재의 사용량을 최소화하고, 저형고 장경간에 따른 처짐과 진동에 대한 영향을 최소화 할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 바이프리스트레스트를 도입하여 구조물의 안전성과 사용성을 크게 향상시킬 수 있으며 또한, 본 발명에서는 저형고 장경간 거더의 제작으로 사회적 비용을 절감시킬 수 있으며, 강합성 거더)의 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 PC강봉(600)을 설치한 사시도이다.
본 실시 예에 따른 상기 강재 거더의 상면 정착부에 PC강봉(600)을 소요 갯수 만큼 설치하여 시공하는 것이다. 또한 상기 바닥판을 설치전 PC강봉(600)을 설치하여 압입하여 시공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 기존공법의 시공방법을 설명하기 위한 도면으로서 프리플렉션 하중 도입단계를 설명하기 위한 도면이며,
도 2는 기존의 시공방법을 설명하기 위한 도면으로 강재 거더에 거푸집을 매달아 하부 콘크리트 케이싱(500)을 설치하는 단계를 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 인장, 압축 PC강재(600,700)를 거더에 설치한 상태를 도시한 사시도이고
도 4 내지 도 8은 강합성 거더(800)에 바이프리스트레스트를 도입하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.

삭제

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 8 은 본 발명에 따른 강합성 거더의 제작방법에 관한 것으로 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이프리스트레스트 강합성 거더의 제작방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 바이프리스트레스트 강합성 거더(800)의 제작방법을 설명하면 도4 에 도시한 바와 같이 상부플랜지(320), 하부플랜지(310)와 복부로 구성된 I형 강재(300) 거더를 도 4와 같이 하부플랜지(310) 하면에 바닥거푸집(400)을 설치한 후 단순 지지된 상태로 거치시킨다.

그리고 나서, 강재 하부플랜지(310) 주위에 철근과 복수개의 쉬스관(700)을 조립하여 배치한다. 이때, 쉬스관(700) 순 간격을 유지하여 플랜지 주위에 조립된 철근과 고정되게 설치하는 것이 바람직하다.

이러한 상태에서, 도 4 에서와 같이 거푸집 내부로 콘크리트를 타설하고 일정시간 양생을 시킨다. 그리고 나서 쉬스관(700) 내에 PC강선을 삽입하고 난 후에 하부콘크리트 케이싱(500)에 프리스트레스트를 가하고, 강재 상부 플랜지(320)에 용접 또는 볼트에 의해 고정 설치된 정착구에 PC강봉(600)을 압입정착하여 바이프리스트레스트 강합성 거더를 제작할 수 있다.

상기 PC강봉(600)을 설치하기 위해서는 상기 강재 거더(300) 상면에 정착구(610)와 PC강봉(600)을 설치하고 상기 PC강봉(600)을 압입하게 된다.

상기와 같은 구조로서 본 발명의 실시예에 의해 제작된 바이프리스트레스트 강합성 거더(800)의 역학적 원리를 살펴보면, 바이프리스트레스트 강합성 거더(800)는 하부 콘크리트 케이싱(500)에 압축 프리스트레스트를 도입하고 거더 상면에 인장 프리스트레스트를 도입하여 저형고 장경간에 따른 처짐과 진동을 최소화하고 구조 효율성을 극대화하여 고효율의 강합성 거더(800)의 제작이 가능하게 된다.

도 7 은 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이프리스트레스트 강합성 거더(800)의 제작방법에 의해 제작된 바이프리스트레스트 강합성 거더를 개략적으로 도시한 것이다.

상기에서와 같이 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 강합성 거더(800)의 제작방법은 강재(300)거더를 바닥 거푸집(400) 상면에 올려놓고 강재의 하부플랜지(310)의 측면을 1차로 감싸도록 형성된 거푸집(410)을 포함하여 구성된다.

이때, 강재 하부플랜지(310) 주위에 철근과 복수개의 쉬스관(700)을 조립하여 배치하고, 쉬스관(700) 순 간격을 유지하여 하부플랜지(310) 주위에 조립된 철근과 고정시켜 설치하는 것이 바람직하다.

이러한 상태에서, 도 7 에서와 같이 거푸집 내부로 콘크리트를 타설하고 일정시간 양생을 시킨다. 그리고 나서 2차로 복부와 상부플랜지(320) 주위를 철근으로 조립한 다음, 복부와 상부 플랜지(320)를 거푸집으로 감싸고 상부 플랜지(320) 상면에 PC강봉(600)을 배치하고, 콘크리트를 타설하여 양생을 완료한 상태에서 거푸집을 제거한다. 거푸집을 제거한 후에 하부 콘크리트 케이싱(500)에 프리스트레스트를 가하고, 강재 상부 플랜지(320)에 용접 또는, 볼트에 의해 고정 설치된 정착구에 PC강봉(600)을 압입정착하여 바이프리스트레스트 강합성 거더를 제작할 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 의한 바이프리스트레스트 강합성 거더의 제작방법을 설명하면, 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 이때 강재 형상을 평면상에서 곡선으로 제작하고, 종단상에서도 곡선형의 변단면으로 제작된 강재를 사용하여, 바이프리스트레스트 강합성 거더를 제작하는 방법으로 전술한 제1 실시예와 유사하므로 이에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

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: I형 강재 200: 3점 하중재하시스템
300: 강재 거더 310: 하부플랜지
320: 상부플랜지 400: 하부거푸집
410: 케이싱 거푸집 500: 하부 콘크리트 케이싱
600: PC강봉 610: 압입정착구
620: 블록아웃 700: 쉬스관(PC강선)
800: 강합성 거더

Claims

강재와 콘크리트가 합성된 바이프리스트레스트 강합성거더의 제작방법으로서,
상기 강재를 지면에 설치된 바닥 거푸집 위에 상기 강재를 거치시키는 단계;
상기 강재의 하부 프랜지 주위에 철근을 조립하고 쉬스관을 설치하여, 강재 일부를 감싸도록 거푸집을 설치하는 단계;
상기 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하여 양생하고, 강재와 콘크리트를 합성하여 하부 콘크리트 케이싱을 형성시키는 단계;
상기 양생된 하부 콘크리트 케이싱에 쉬스관에 삽입시킨 PC강선을 긴장시켜 압축 프리스트레스트를 도입하는 단계; 및
상기 강재의 상부 플랜지 상면에 설치된 정착구 사이에 PC강봉을 압입하여 인장 프리스트레스트를 도입하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이프리스트레스트 강합성거더의 제작방법.
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제1항에 있어서,
강재 하부플랜지와 콘크리트가 합성된 상태에서 강재복부와 강재 상부 플랜지에 철근 조립과 PC강선을 배치하는 단계;와 복부와 강재 상부 플랜지 주위를 거푸집을 설치하는 단계;와 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하여 양생을 하는 단계;와 강합성거더를 거치후 상부슬래브를 타설하는 단계;를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 바이프리스트레스트 강합성거더의 제작방법.
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