KR101306788B1 - 블록 조립형 물채움 중공형성부재, 이를 이용하여 제작되는 경량 중공 콘크리트 거더, 및 그 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블록 형태로 제작되어 필요한 크기에 맞추어 간편하게 조립되는 중공형성부재를 이용하여 중공거더를 제작하는 기술에 관한 것으로서, 볼록부-오목부의 조립 결합에 의해 복수개의 중공형성부재를 조립하여 거푸집에 배치하고, 제작과정에서 타설된 콘크리트가 양생될 때까지는 중공형성부재 내부에 물을 채워두었다가 콘크리트의 양생이 완료되면 중공형성부재에 채워져 있던 물을 배수시킴으로써, 굳지 않은 콘크리트의 부력으로 인하여 중공형성부재의 위치가 변동되는 것을 방지하게 되는 새로운 구성의 경량 폐쇄형 박스중공 콘크리트 거더 제작방법과, 이러한 방법에 의해 제작된 폐쇄형 박스중공 콘크리트 거더, 그리고 이에 사용되는 블록 조립형 중공형성부재에 관한 것이다.

Description

블록 조립형 물채움 중공형성부재, 이를 이용하여 제작되는 경량 중공 콘크리트 거더, 및 그 제작방법{Closed-Box Girder, Manufacturing Method of such Girder, and Block Type Inner Mold for such Girder}

본 발명은 내부에 빈 공간인 중공(中空)이 형성되어 있어서 경량화된 콘크리트 거더를 제작하는 기술에 관한 것으로서, 구체적으로는 블록 형태로 제작되어 필요한 크기에 맞추어 간편하게 조립되는 구성의 속이 빈 물채움 중공형성부재를 거푸집 내부에서 중공형성 위치에 배치한 후 콘크리트를 타설하되, 타설된 콘크리트가 양생될 때까지는 중공형성부재 내부에 물을 채워두었다가 콘크리트의 양생이 완료되면 중공형성부재에 채워져 있던 물을 배수시킴으로써 굳지 않은 콘크리트의 부력으로 인하여 중공형성부재의 위치가 변동되는 것을 방지한 상태로 "경량의 중공 콘크리트 거더를 제작하는 방법" 및 이러한 방법에 의해 제작되는 "경량의 중공 콘크리트 거더", 그리고 이에 사용되는 "블록 조립형 물채움 중공형성부재"에 관한 것이다.

교량의 주형 등으로 이용되는 콘크리트 거더의 중량을 경감하기 위한 노력으로 대한민국 공개특허 제10-2009-80666호에는, 내부코아(inner core)가 콘크리트의 내부에 위치하도록 거푸집에 배치한 후, 콘크리트를 타설하여 내부코아가 거더의 중심부에 매립된 구성으로 콘크리트 거더를 제작하는 기술이 개시되어 있다.

이러한 종래기술에서는 내부코아로서 스티로폼을 이용하게 되는데, 내부코아를 이루는 스티로폼은 지나치게 가볍기 때문에, 콘크리트가 타설되었을 때 굳지 않은 콘크리트에 의해 작용하는 부력으로 인하여 내부코아의 설치위치가 변동되는 문제가 발생하게 된다. 구체적으로 종래기술의 경우 스티로폼으로 이루어진 내부코아를 거푸집 내에 배치한 상태에서 콘크리트를 타설하게 되는데, 거푸집 내에 채워진 굳지 않은 콘크리트로 인하여 내부코아가 부력을 받게 되고, 그에 따라 내부코아의 위치에 변동이 생겨서 내부코아를 덮고 있는 콘크리트 피복 두께가 계획했던 것과 달라지고, 그에 따라 교량 등의 구조물에서 매우 중요한 위치를 차지하는 거더의 품질이 저하되는 심각한 문제가 야기되는 것이다.

또한 거더의 경량화를 위하여 종래기술처럼 스티로폼으로 내부코아를 제작하게 되면, 충격에 매우 취약한 스티로폼의 특성으로 인하여 내부코아를 공장에서 현장으로 이송하는 과정이나 거푸집에 설치하는 등의 취급과정에서 내부코아가 파손될 가능성이 매우 높으며, 그에 따라 콘크리트 내에 형성되는 중공의 형상과 크기가 애초에 설계된 것과 달라져서 결국 중공 콘크리트 거더의 최종 제작 품질이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

위에서 언급한 대한민국 공개특허 제10-2009-80666호에 개시된 종래기술에서는 스티로폼으로 만들어진 내부코아의 상부에 콘크리트 패널을 설치하고, 상기 콘크리트 패널을 내부코아 주위에 배치되는 보강철근에 결합하여 콘크리트 패널의 자중이 내부코아에 작용하도록 함으로써, 콘크리트로 인한 부력에 대응하도록 하고 있다. 그러나 상기한 대한민국 공개특허 제10-2009-80666호의 종래기술에서는, 내부코아를 이루는 재료의 높은 파손 가능성에 대해서는 아무런 대책도 제시하고 있지 않다. 즉, 대한민국 공개특허 제10-2009-80666호의 종래기술에서도, 스티로폼으로 만들어진 내부코아가 운송 및 취급 과정(현장으로 이송하고, 거푸집에 배치하고 콘크리트의 타설 및 다짐 과정 등)에서 파손될 위험성은 여전히 높은 것이다.

상기한 대한민국 공개특허 제10-2009-80666호의 종래기술이 가지는 큰 단점은, 내부코아를 자중으로 눌러줄 콘크리트 패널을 사용하고 있기 때문에, 콘크리트 패널의 자중으로 인한 거더의 중량 증가를 피할 수 없다는 것이다. 즉, 콘크리트 패널만큼 거더의 자중이 증가하기 때문에, 내부코아를 사용하여 거더를 경량화시키는 것에 한계가 있는 것이다. 더 나아가, 콘크리트 패널을 제작하고 운반하고, 내부코아 위에 설치하여야 하므로, 내부코아를 눌러줄 콘크리트 패널의 취급을 위해서는 크레인 등과 같은 중장비를 이용할 수밖에 없고, 콘크리트 패널이 움직이지 못하도록 보강철근과 결합하는 작업을 추가로 더 수행해야 하므로, 그에 따른 비용 증가, 위험한 작업의 증가, 콘크리트 패널의 제작기간 소요 등의 문제가 추가적으로 발생하게 되는 단점이 있다.

더 나아가 종래기술에서는 거더의 크기에 맞추어서 제작된 내부코아는 그 크기를 가변할 수 없기 때문에 다른 크기의 거더 제작에 이용할 수 없으며, 결국 거더의 크기가 다를 경우, 그 때마다 거더 크기에 맞는 내부코아를 각각 별도로 제작하여야 하므로, 그에 따른 추가적인 작업 진행, 작업 시간 소요 및 비용발생의 문제점도 가지고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0080666호(2009. 07. 27. 공고) 참조.

본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점과 단점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 콘크리트 거더의 내부에 중공을 형성하여 경량화시키되, 손상되기 쉽고 부력에 대한 대응이 어려운 스티로폼을 내부코아로 사용함에 따른 문제점과 단점 즉, 내부코아의 높은 손상 가능성, 콘크리트 부력에 의한 내부코아의 설치위치 변동 위험성을 제거하면서도, 경량의 중공 콘크리트 거더를 경제적이고 효율적으로, 더 나아가 설계 단면에 부합되도록 제작할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 콘크리트 타설로 인한 부력에 대응하여 내부코아를 눌러주기 위하여 콘크리트 패널을 설치하는 종래 기술의 문제점 즉, 콘크리트 패널의 제작 및 취급에 따른 제작기간 소요, 비용증가, 취급상의 어려움을 해결할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 제작하고자 하는 콘크리트 거더의 크기에 맞추어서 중공의 크기를 용이하게 가변시켜서 형성할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 중공 콘크리트 거더의 비어 있는 중공을 형성하기 위한 중공형성부재로서, 속이 비어 있는 박스형상을 가지며 물을 배수하기 위한 배수공이 형성되어 있고; 상기 배수공에는 배수관이 연결되며; 상기 중공 콘크리트 거더의 길이 방향으로의 측면에는 볼록부가 형성되어 있고 반대 측면에는 상기 볼록부와 대응되는 형상의 오목부가 형성되어 있어서; 이웃하는 중공형성부재와 볼록부가 오목부에 끼워져서 서로 조립 결합되는 볼록부-오목부간의 조립 결합에 의해 복수개로 조립된 상태로 거푸집 내에 배치되어, 굳지 않은 콘크리트 상태에서는 내부에 물이 채워져 있고, 거푸집의 콘크리트가 경화된 후에는 내부의 물이 배수되어 중공 콘크리트 거더의 중공을 이루게 되는 것을 특징으로 하는 블록 조립형 중공형성부재가 제공된다.

또한 본 발명에서는 거푸집 내에 보강철근을 배근하는 단계; 상기한 블록 조립형 중공형성부재를 복수개로 조립 결합하여 거푸집 내에 배치하는 단계; 중공형성부재의 내부에 물을 공급하여 채운 뒤 배수관을 막는 단계; 보강철근과 중공형성부재가 콘크리트에 매립되도록 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하는 단계; 및 콘크리트 양생 후, 배수관을 개방시켜서 중공형성부재 내에 채워져 있던 물을 외부로 배수시키는 단계를 포함함으로써, 상기 중공형성부재의 내부를 비어 있는 공간으로 유지하여 중공이 형성되어 있는 형태로 콘크리트 거더를 제작하게 되는 것을 특징으로 하는 중공 콘크리트 거더의 제작방법 및 이러한 제작방법에 의해 제작된 중공 콘크리트 거더가 제공된다.

이러한 본 발명에서는 상기 중공형성부재를 거푸집 내에 배치하는 단계에서, 보강철근에 지지 스페이서를 배치하고, 상기 지지 스페이서 위에 상기 중공형성부재를 올려놓아 배치할 수 있으며, 더 나아가 배수공이 최저 위치에 존재하도록 바닥면이 상기 배수공을 향하여 하향경사로 구배를 가지도록 구성할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 사전 제작된 중공형성부재를 이용하여 거더 내에 비어 있는 중공을 형성함으로써 중공거더를 제작하게 되므로, 중공거더의 중량을 크게 줄여서 경량화된 중공거더의 제작이 가능하게 된다. 특히 본 발명에서 중공형성부재는 외력이 작용하여도 외부 형상을 유지할 수 있는 강체로 이루어진 부재이므로, 종래기술에서 이용하던 스티로폼 등과 같은 연성재질의 코어부재와 달리, 운반이나 취급과정에서 손상되지 않으며, 따라서 중공거더의 제작이 더욱 용이하게 이루어지는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서는 중공형성부재에 물을 채워서 자중을 증가시킨 상태에서 콘크리트를 타설하므로, 콘크리트로 인한 부력이 작용하더라도, 중공형성부재가 설계된 위치를 안정적으로 고수할 수 있게 되어, 애초에 설계하였던 내용에 맞추어서 중공거더를 정밀하게 제작할 수 있게 되는 장점이 있으며, 특히, 콘크리트로 인한 부력에 대응하기 위하여 스티로폼으로 이루어진 내부코아를 눌러주기 위한 별도의 콘크리트 패널을 제작할 필요가 없으므로, 콘크리트 패널의 제작 및 취급에 따른 제작기간 소요, 비용증가, 취급상의 어려움 등의 문제점이 전혀 발생하지 않게 되는 장점이 있다.

무엇보다도 본 발명에서는 중공형성부재가 블록 형태로 제작되고, 이웃하는 중공형성부재와는 볼록부-오목부 간의 조립 결합에 의해 간편하게 필요한 길이에 맞추어서 일체로 조립되므로, 중공거더 및 그 내부의 중공 크기가 거더에 따라 변화되더라도 용이하게 그에 맞출 수 있게 되어 거더 제작시의 작업 효율이 크게 향상되는 효과가 발휘된다. 즉, 본 발명에 의하면 제작하고자 하는 콘크리트 거더의 크기에 맞추어서 중공의 크기를 용이하게 가변시켜서 형성할 수 있게 되는 효과가 발휘되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 중공거더를 그 내부구성이 보이도록 투시하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 선 A-A에 따른 본 발명에 따른 중공거더에 대한 횡방향으로의 개략적인 반단면 사시도이다.
도 3은 도 1의 선 B-B에 따른 본 발명에 따른 중공거더에 대한 종방향으로의 개략적인 단면도이다.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 중공거더 내에 중공을 형성하기 위한 중공형성부재가 조립되기 전의 상태를 바라보는 각도를 달리하여 보여주는 개략적인 분해 사시도이다.
도 6은 도 4와 도 5의 상태에 후속하여 본 발명에 따른 중공형성부재의 복수개가 조립된 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 7은 설계된 중공거더의 중공 크기에 맞추어서 복수개의 중공형성부재를 조립한 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 8 내지 도 12는 각각 본 발명에 따른 거더를 제작하는 과정을 순차적으로 보여주는 도 3에 대응되는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 중공거더를 그 내부구성이 보이도록 투시하여 도시한 도 1에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 14 및 도 15는 각각 본 발명에 따른 중공거더의 또다른 실시예에 대한 개략적인 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 특히, 본 명세서에서는 본 발명의 블록 조립형 물채움 중공형성부재를 "중공형성부재"로 약칭하여 기재함과 동시에 이를 설명하면서 "박스(box)형태" 또는 "박스형상"이라는 용어를 사용하고 있는데, 이는 속이 비어있는 정육면체 또는 직육면체만을 의미하는 것이 아니라, 6개 이상의 면을 가지는 다양한 형상의 속이 빈 다면체와, 속이 빈 원형 또는 타원형 구(球)형태, 그리고 양단부가 막혀 있는 통형태를 모두 포함하여 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 한편, 본 명세서에서 본 발명의 중공 콘크리트 거더는 "중공거더"라고 약칭한다.

또한 본 명세서에서는, 본 발명의 중공형성부재에 물이 채워지는 것으로 설명하고 있으나, 중공형성부재에 채워지는 것이 "물"에 한정되지 아니하며, 다양한 종류의 유체를 중공형성부재에 채울 수 있다. 따라서 본 명세서에서 중공형성부재에 채워지는 "물"이라는 용어는 다양한 종류의 유체를 대표하여 사용되는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 중공거더(1)를 그 내부구성이 보이도록 투시하여 도시한 개략적인 사시도이다. 도 2는 본 발명에 따른 중공거더(1)의 반단면 사시도로서 구체적으로는 도 1의 선 A-A에 따른 횡방향으로의 개략적인 반단면 사시도이다. 도 3은 본 발명에 따른 중공거더(1)의 단면도로서 구체적으로는 도 1의 선 B-B에 따른 종방향으로의 개략적인 단면도이다. 도 1 내지 도 3에서는 편의상 주철근(21) 및 전단배력철근(22)의 도시를 생략하였다. 한편, 도 4 및 도 5는 각각 본 발명에 따른 중공거더(1) 내에 중공을 형성하기 위한 중공형성부재(10)가 조립되기 전의 상태를 바라보는 각도를 달리하여 보여주는 개략적인 분해 사시도이고, 도 6은 2개의 중공형성부재가 조립된 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다. 후술하는 것처럼, 복수개의 중공형성부재(10)가 조립됨에 있어서, 종방향으로 양단부에 조립되어 위치하는 중공형성부재에 대해서는 편의상 도면부호 10A와 10B를 부여하여 구분하였다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명의 중공형성부재(10)는 속이 비어 있는 박스형상의 블록으로 이루어져 있고, 이웃하는 중공형성부재(10)와 조립 결합될 수 있는 구성을 가지고 있으며, 이러한 본 발명의 중공형성부재(10)가 단독으로 또는 복수개가 조립 결합된 상태로 콘크리트 내부에 배치됨으로써 상기 중공형성부재(10)의 비어 있는 내부 공간에 의해 콘크리트 내부에 중공이 형성되어 있는 본 발명의 중공거더(1)가 제작된다.

구체적으로, 본 발명의 중공형성부재(10)는 속이 비어 있으며 밀폐되어 있는 내부 공간을 가지고 있는 박스형상의 부재인데, 상기 내부공간에 채워지는 물을 배수하기 위한 배수공(11)이 형성되어 있다. 상기 배수공(11)에는 배수관(12)이 연결되며, 상기 배수관(12)의 외측 구멍은 중공거더(1)의 외면에 존재하게 된다. 필요에 따라서는 중공형성부재(10)의 내부공간에 물이 채워질 때, 내부공간에 존재하던 공기가 빠져나갈 수 있도록 공기배출구(15)가 중공형성부재(10)에 존재할 수 있다. 더 나아가 콘크리트와의 일체화를 위하여 도면에 도시된 것처럼 중공형성부재(10)의 외면에 요철부(19)가 형성될 수도 있다.

본 발명의 중공형성부재(10)에서 상기 배수관(12)이 연결되는 배수공(11)은 중공형성부재(10)의 바닥면에 형성되는 것이 바람직한데, 상기 중공형성부재(10)의 바닥면은 상기 배수공(11)을 향하여 하향경사지도록 구배를 가지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 중공형성부재(10)의 바닥면에서 가장 낮은 위치에 상기 배수공(11)이 형성되어 있는 것이 바람직한 것이다. 이는 후술하는 것처럼, 중공형성부재(10)의 내부공간에 채워진 물을 배수시킬 때, 물이 중공형성부재(10)의 내부공간에 잔류하지 않고 완전하게 배수시킬 때 매우 유리하기 때문이다. 그러나 배수관(12)의 연결위치는 이에 한정되지 않는다. 배수관(12)이 중공형성부재(10)의 다른 위치에 연결되는 경우, 펌프 등의 장비를 이용하여 급수 및 배수할 수 있기 때문이다.

본 발명에서 상기 배수관(12)은 물 급수를 위한 급수관으로 이용할 수도 있다. 즉, 배수관(12)에 펌프(P)를 연결하여, 배수관(12)을 통해서 중공형성부재(10)의 내부공간으로 물을 급수할 수도 있는 것이다. 그러나 이와 달리, 상기 중공형성부재(10)의 내부공간으로 물을 급수하기 위한 별도의 급수관이 상기 중공형성부재(10)에 더 구비될 수도 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 별도의 급수관을 상기 중공형성부재(10)에 연결하여 급수관으로는 물을 급수하고, 상기 배수관(12)은 온전히 배수하기 위한 용도로 사용할 수 있는 것이다. 별도의 급수관을 구비하는 경우, 상기 급수관은 상기 중공형성부재(10)의 상부에 연결되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 중공형성부재(10)는, 도 4 내지 도 7에 도시된 것처럼 블록 형태를 이루어서 복수개가 중공거더(1)의 길이 방향으로 연속하여 조립될 수 있는 구성을 가지고 있다. 구체적으로, 중공거더(1)의 길이 방향으로 중공형성부재(10)의 측면에는 볼록부(17)가 형성되어 있으며, 상기 볼록부(17)가 형성된 측면과 반대되는 측면에는 이웃하는 중공형성부재의 볼록부(17)가 끼워질 수 있도록 볼록부(17)와 대응되는 형상으로 오목하게 형성된 오목부(18)가 형성된다. 따라서 이웃하는 중공형성부재(10)는 볼록부(17)가 오목부(18)에 끼워져서 서로 조립되며, 이와 같이 볼록부-오목부 간의 조립 결합에 의해 복수개의 중공형성부재(10)가 중공거더(1)의 길이 방향으로 연결되어, 중공거더(1)에 대해 설계된 중공에 맞는 길이를 가지게 된다. 즉, 간단한 볼록부(17)와 오목부(18)의 삽입 결합에 의해 복수개의 중공형성부재(10)가 필요한 길이로 조립됨으로써 중공거더(1)에 대해 설계된 크기의 중공을 형성할 수 있게 되는 것이다. 이와 같은 블록 조립형 본 발명의 블록 조립형 중공형성부재(10)를 이용하게 되면, 중공거더(1)의 크기, 더 나아가 중공거더(1)의 중공 크기가 시공현장에 따라 달라지더라도, 그에 맞추어서 용이하게 중공거더를 제작할 수 있게 되므로 중공거더의 생산효율이 크게 향상되는 효과가 발휘된다. 참고로 도 4 내지 도 7에 도시된 것처럼, 복수개의 중공형성부재가 조립될 때 일측 단부에 존재하는 단부 중공형성부재(10A)의 경우에는 볼록부(17)가 존재하지 않을 수도 있다. 반면에 반대측 단부에 존재하는 또다른 단부 중공형성부재(10B)의 경우에는 오목부(17)가 존재하지 않을 수도 있다.

상기 중공형성부재(10)는 철재, 알루미늄재 등과 같은 강재 판을 이용하여 제작될 수도 있고, PE와 같은 합성수지를 이용하여 제작될 수도 있으며, 기타 다양한 경량 재질의 판재를 이용하여 제작될 수 있다.

다음에서는 위와 같은 본 발명의 중공형성부재(10)를 이용하여 중공거더(1)를 제작하는 방법에 대해 설명한다.

도 7은 설계된 중공거더(1)의 중공 크기에 맞추어서 복수개의 중공형성부재(10)를 조립한 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 8 내지 도 12는 각각 도 3에 대응되는 단면도로서, 도 8은 거푸집(100) 내에 주철근(21), 전단배력철근(22) 및 중공형성부재(10)를 배치한 상태를 보여주는 것이고, 도 9는 도 8의 상태에 후속하여 중공형성부재(10)의 내부에 물을 채우는 상태를 보여주는 것이고, 도 10은 중공형성부재(10)의 내부에 물을 가득 채우고 거푸집(100) 내에도 콘크리트를 타설하는 상태를 보여주는 것이며, 도 11은 거푸집(100)을 탈형하고 중공형성부재(10)의 내부에 채워졌던 물을 배수하는 상태를 보여주는 것이며, 도 12는 중공형성부재(10)의 내부에 채워졌던 물을 완전히 배수한 후 중공형성부재(10)를 밀폐시킨 상태를 보여주는 것이다. 참고로 도 8 내지 도 12에서 도면부호 120은 주철근(21) 또는 전단배력철근(22)을 지지하기 위하여 사용되는 철근스페이서(120)이다.

필요한 개수의 중공형성부재(10)를 앞서 설명한 볼록부-오목부 간의 조립 결합을 이용하여 일체로 조립한 후, 도 8에 도시된 것처럼 중공거더(1)의 제작을 위한 거푸집(100)의 내부에 배치한다. 거푸집(100)에는 중공거더(1)의 보강을 위한 보강철근이 배근되는데, 상기 중공형성부재(10)는 보강철근에 의해 지지된 상태로 배치될 수 있다. 도면에 예시된 것처럼, 보강철근은 일반적으로 중공거더(1)의 길이방향(종방향)으로 배치되는 주철근(21)과 횡방향으로 배치되는 전단배력철근(22)으로 이루어 질 수 있는데, 이러한 보강철근 위에 지지 스페이서(spacer)(110)를 위치하고, 상기 지지 스페이서(110) 위에 중공형성부재(10)를 배치할 수 있다. 또 다른 방법으로는 도면에는 도시되지 않았지만, 철사 등을 이용하여 중공형성부재(10)를 전단배력철근(22)과 체결해둘 수도 있다. 물론 지지 스페이서(110)는 반드시 보강철근 위에 배치될 필요는 없으며, 거푸집(100)의 바닥에 놓여도 무방하다.

이와 같이 거푸집(100) 내에 보강철근을 배근하고, 거푸집(10) 내의 설계된 위치에 중공형성부재(10)를 배치한 후, 콘크리트를 타설하기 전에 상기 배수관(12)을 통해서 중공형성부재(10)의 내부에 물(W)을 공급하여 채우고 배수관(12)을 막아두게 된다(도 9 및 도 10). 도면부호 130은 배수관(12)을 임시로 막아두는 마개(130)를 나타내며, 도면부호 P는 배수관(12)에 물(W)을 공급하기 위한 펌프(P)를 나타낸다. 도 8 내지 도 12에서는 도시를 생략하였지만, 중공형성부재(10)에 공기배출구(15)가 형성되어 있는 경우, 중공형성부재(10) 내에 물을 채울 때는 공기배출구(15)를 개방하지만, 물 채움이 완료된 후에는 공기배출구(15)를 폐쇄한다.

중공형성부재(10)의 내부공간에 필요한 량으로 물 채움을 완료하게 되면, 거푸집(100) 내부에 콘크리트를 타설하여 보강철근과 중공형성부재(10)가 콘크리트에 매립되도록 한다(도 10 및 도 11). 거푸집(100)에 콘크리트가 채워질 때, 굳지 않은 콘크리트에 의해 중공형성부재(10)에는 부력이 작용하게 되는데, 본 발명에서는 중공형성부재(10) 내에 물(W)이 채워진 상태이므로 콘크리트에 의한 부력은 물이 채워진 중공형성부재(10)의 자중에 의해 상쇄되어 중공형성부재(10)는 애초에 배치된 위치를 고수하게 된다. 즉, 굳지 않은 콘크리트로 인하여 부력이 작용하더라도 중공형성부재(10)는 설계된 위치를 안정적으로 유지하게 되는 것이다.

거푸집(100)에 콘크리트가 채워지고 콘크리트의 양생이 완료되면, 배수관(12)을 개방시켜서 중공형성부재(10) 내에 채워져 있던 물을 중공거더(1)의 외부로 배출시킨다(도 12). 즉, 중공형성부재(10) 내의 물을 배수시키는 것이다. 앞서 설명한 것처럼, 상기 중공형성부재(10)의 바닥면이 상기 배수공(11)을 향하여 하향경사지도록 구배를 가지게 되면, 중공형성부재(10) 내의 물은 배수공(11)과 배수관(12)을 통해 완전히 배수될 수 있고 중공형성부재(10) 내에는 물이 잔류하지 않게 된다. 이와 같이 중공형성부재(10) 내의 물이 배수되면, 예를 들어 배수관(12) 내에 무수축 모르타르 등의 채움재를 주입하는 등의 방법에 의하여 배수관(12)을 막음으로써, 중공형성부재(10)의 내부를 완전히 밀폐시켜서 중공거더(1)의 제작을 완료한다.

이와 같이, 본 발명에서는 공장에서 사전 제작된 중공형성부재(10)를 이용하여 거더 내에 비어 있는 중공을 형성함으로써 거더를 경량화시킨다. 특히 중공형성부재(10)는 강체로 이루어진 부재이므로 종래기술에서 이용하던 스티로폼 등과 같은 연성재질의 코어부재와 달리, 운반이나 취급과정에서 손상되지 않으며, 따라서 거더의 제작이 더욱 용이하게 이루어지는 장점이 있다.

또한 중공형성부재(10)에 물을 채워서 자중을 증가시킨 상태에서 콘크리트를 타설하므로, 콘크리트로 인한 부력이 작용하더라도 중공형성부재(10)가 설계된 위치를 안정적으로 고수할 수 있게 되어, 애초에 설계하였던 내용에 맞추어서 중공거더를 정밀하게 제작할 수 있게 되는 장점이 있다. 특히, 콘크리트로 인한 부력에 대응하기 위하여 스티로폼으로 이루어진 내부코아를 눌러주기 위한 별도의 콘크리트 패널을 제작할 필요가 없으므로, 콘크리트 패널의 제작 및 취급에 따른 제작기간 소요, 비용증가, 취급상의 어려움 등의 문제점이 전혀 발생하지 않게 되는 장점이 있다.

무엇보다도 본 발명에서는 상기 중공형성부재(10)가 블록 형태로 제작되고, 이웃하는 중공형성부재와는 볼록부-오목부 간의 조립 결합에 의해 간편하게 필요한 길이에 맞추어서 일체로 조립되므로, 중공거더(1) 및 그 내부의 중공 크기가 거더에 따라 변화되더라도 용이하게 그에 맞출 수 있게 되어 거더 제작시의 작업 효율이 크게 향상되는 효과가 발휘된다.

한편, 본 발명에 따른 중공형성부재(10)를 이용하여 중공거더(1)를 제작함에 있어서, 중공거더(1)의 길이 방향 양 끝단으로 가면서 중공형성부재(10)의 단면 크기를 점차로 줄이는 구성을 가지도록 할 수도 있다. 도 13에는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 중공거더(1)를 그 내부구성이 보이도록 투시하여 도시한 도 1에 대응되는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 앞서 설명한 것처럼 설계된 중공거더(1)의 중공 크기에 맞추어서 복수개의 중공형성부재(10)를 조립하여 콘크리트의 내부에 매립되도록 중공거더(1)를 제작하되, 중공거더(1)의 길이 방향 양 끝단에 위치하는 중공형성부재(10)의 경우는, 그 단면 크기가 축소된 형태로 제작하여, 도 13에 도시된 실시예처럼, 중공거더(1)의 길이 방향 양 끝단으로 가면서 중공형성부재(10)의 단면 크기를 점차로 줄이는 구성을 가지도록 할 수는 것이다.

도 14 및 도 15에는 각각 본 발명에 따른 중공거더(1)의 또다른 실시예에 대한 개략적인 사시도가 도시되어 있는데, 본 발명에 따른 중공형성부재(10)를 이용하여 중공거더(1)를 제작함에 있어서, 중공거더(1)의 형상은 도 14 및 도 15에 도시된 것처럼 중공거더(1)의 하면이 위로 솟아 있는 아치 형태가 되도록 할 수 있다. 이와 같은 중공거더(1)의 내부에 중공형성부재(10)를 배치하여 제작하는 기타 구성은 앞서 설명한 실시예와 동일하므로 이에 대한 반복설명은 생략한다.

1: 중공거더
10: 중공형성부재
11: 배수공
12: 배수관

Claims (6)

1. 속이 비어 있는 박스형상을 가지며 물을 배수하기 위한 배수공(11)이 형성되어 있고 길이 방향으로의 측면에는 볼록부(17)가 형성되어 있으며 반대 측면에는 상기 볼록부(17)와 대응되는 형상의 오목부(18)가 형성되어 있는 중공형성부재(10)가, 이웃하는 중공형성부재와 볼록부(17)가 오목부(18)에 끼워지는 형태로 복수개로 조립 결합된 상태로 콘크리트의 내부에 배치되어 있어서, 상기 중공형성부재(10)의 비어 있는 내부 공간에 의해, 콘크리트 내부에 중공이 형성되어 있는 구성을 가지되;
   콘크리트가 타설될 때에는 상기 중공형성부재(10)의 내부에 물이 채워져서 굳지 않은 콘크리트로 인한 부력이 작용하더라도 설치 위치를 고수하며, 콘크리트의 양생 후에는 상기 중공형성부재(10)의 내부에 채워져 있던 물이 배수되어 상기 중공형성부재(10)의 내부가 비어있는 상태를 유지하게 되는 것을 특징으로 하는 중공 콘크리트 거더.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 중공형성부재(10)의 바닥면은 상기 배수공(11)이 최저 위치에 존재하도록 상기 배수공(11)을 향하여 하향경사지도록 구배를 가지는 것을 특징으로 하는 폐쇄형 박스중공 콘크리트 거더.
   
3. 속이 비어 있는 박스형상을 가지며 물을 배수하기 위한 배수공(11)이 형성되어 있고 길이 방향으로의 측면에는 볼록부(17)가 형성되어 있으며 반대 측면에는 상기 볼록부(17)와 대응되는 형상의 오목부(18)가 형성되어 있는 중공형성부재(10)를, 이웃하는 중공형성부재와 볼록부(17)가 오목부(18)에 끼워지는 형태로 복수개로 조립 결합하여 거푸집(100) 내에 배치하고 거푸집(100) 내에 보강철근을 배근하는 단계;
   상기 중공형성부재(10)의 내부에 물을 공급하여 채운 뒤 상기 중공형성부재(10)의 내부를 밀폐시키는 단계;
   상기 보강철근과 상기 중공형성부재(10)가 콘크리트에 매립되도록 거푸집(100) 내부에 콘크리트를 타설하는 단계; 및
   콘크리트 양생 후 상기 중공형성부재(10) 내에 채워져 있던 물을 외부로 배수시키는 단계;를 포함함으로써,
   상기 중공형성부재(10)의 내부를 비어 있는 공간으로 유지하여 중공이 형성되어 있는 형태로 콘크리트 거더를 제작하게 되는 것을 특징으로 하는 중공 콘크리트 거더의 제작방법.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 중공형성부재(10)를 거푸집(100) 내에 배치하는 단계에서, 보강철근에 지지 스페이서(110)를 배치하고, 상기 지지 스페이서(110) 위에 상기 중공형성부재(10)를 올려놓아 배치하는 것을 특징으로 하는 중공 콘크리트 거더의 제작방법.
   
5. 중공 콘크리트 거더(1)의 비어 있는 중공을 형성하기 위한 중공형성부재(10)로서,
   속이 비어 있는 박스형상을 가지며 물을 배수하기 위한 배수공(11)이 형성되어 있고;
   상기 중공 콘크리트 거더(1)의 길이 방향으로의 측면에는 볼록부(17)가 형성되어 있고 반대 측면에는 상기 볼록부(17)와 대응되는 형상의 오목부(18)가 형성되어 있어서;
   이웃하는 중공형성부재와 볼록부(17)가 오목부(18)에 끼워져서 서로 조립 결합되는 볼록부-오목부간의 조립 결합에 의해 복수개로 조립된 상태로 거푸집(100) 내에 배치되어 굳지 않은 콘크리트 상태에서는 내부에 물이 채워져 있고, 거푸집(100)의 콘크리트가 경화된 후에는 내부의 물이 배수되어, 중공 콘크리트 거더(1)의 중공을 이루게 되는 것을 특징으로 하는 블록 조립형 중공형성부재.
   
6. 제5항에 있어서,
   배수공(11)이 최저 위치에 존재하도록 바닥면이 상기 배수공(11)을 향하여 하향경사로 구배를 가지는 것을 특징으로 하는 블록 조립형 중공형성부재.

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