KR101326170B1

KR101326170B1 - 연결부 정착단을 구비한 피에스씨 거더 세그먼트, 이를 이용한 피에스씨 거더 및 모듈러 피에스씨 거더교 시공방법

Info

Publication number: KR101326170B1
Application number: KR1020120030012A
Authority: KR
Inventors: 이상윤; 송재준; 김형열; 이영호; 주봉철; 이정미
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2013-11-20
Also published as: KR20130107870A

Abstract

인접한 PSC거더 세그먼트의 연결부 강성을 보다 확실하게 증진시킬 수 있으며, 가로빔의 설치에 이용할 수 있어 보다 용이한 가로빔 설치작업이 가능하면서 전도방지수단을 손쉽게 설치할 수 있는 기능을 가진 특징으로 하는 연결부 정착단을 구비한 피에스씨 거더 세그먼트, 이를 이용한 피에스씨 거더 및 모듈러 피에스씨 거더교 시공방법을 제공하게 된다.

Description

연결부 정착단을 구비한 피에스씨 거더 세그먼트, 이를 이용한 피에스씨 거더 및 모듈러 피에스씨 거더교 시공방법{PSC GIRDER SEGMENT WITH CONNECTING ANCHOR BLOCK, PSC GIRDER AND MODULAR PSC GIRDER BRIDGE CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 연결부 정착단을 구비한 피에스씨 거더 세그먼트, 이를 이용한 피에스씨 거더 및 모듈러 피에스씨 거더교 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 다수의 PSC 거더 세그먼트를 서로 종방향으로 연결시켜 PSC 거더를 제작한 후, 교량하부구조에 거치하여 슬래브를 시공하는 연결부 정착단을 구비한 피에스씨 거더 세그먼트, 이를 이용한 피에스씨 거더 및 모듈러 피에스씨 거더교 시공방법에 대한 것이다.

도 1a와 같이 종래 포스트 텐션 방식에 의한 PSC 거더(10,프리스트레스 콘크리트 거더,Prestressed Concrete Girder)는 다수의 부재(40)로 제작된 강재 거푸집을 이용하여 그 내부에 쉬스를 설치를 배치시켜 놓은 상태에서 콘크리트(C)를 타설하여 양생시킨 다음,

상기 강재 거푸집을 해체하여 쉬스에 PSC 긴장재(30)를 삽입하고 이를 긴장 후 PSC 거더 단부에 상기 PSC 긴장재 단부를 정착함으로서 소요의 프리스트레스(Prestress)가 PSC 거더에 도입되도록 하게 된다.

이에 I 형 단면의 PSC 거더(10)는 도 1b와 같이 전체적으로 I형 단면으로서 상부플랜지(11), 복부(12) 및 하부플랜지(13)로 구성되어 그 내부에 PSC 긴장재(30)가 형성된 상태로 제작됨을 알 수 있다.

이러한 I 형 단면의 PSC 거더(10)는 상부플랜지(11)의 폭은 하부플랜지(13)의 폭 보다 더 큰 폭을 가진 확폭된 상부플랜지로 형성시킬 수 있다.(벌브티 방식)

이와 같이 상부플랜지의 폭이 하부플랜지의 폭보다 크게 형성된 PSC 거더는 상기 상부플랜지가 추후 슬래브(Slab)를 시공할 때 일종의 거푸집으로 이용할 수도 있고, 상기 상부플랜지 자체가 슬래브로 기능할 수 있도록 할 수 있다는 장점이 있다.

도 1c는 PSC 거더(10)를 교대, 교각과 같은 교량하부구조물(50)에 설치하고 슬래브(60)를 형성시킨 상태를 사시도로 도시한 것이다.

상기 도 1c에 의하면, 횡방향으로 PSC 거더(10a,10b)가 가로빔(20)에 의하여 구속되도록 함을 알 수 있으려 이러한 가로빔(20)을 연결 설치하기 위하여 PSC 거더(10)에는 보강리브(14)가 별도로 형성시키고 있음을 알 수 있다.

이러한 가로빔(20)은 현장타설 콘크리트로 설치하거나 프리캐스트 부재로 설치하기도 하는데, 강관 형태의 구조물로도 설치하기도 한다.

하지만, 이러한 가로빔(20)은 PSC 거더(10)의 자체 기능과는 큰 상관없이 PSC 거더(10)를 횡방향 구속시켜 주기 위해 설치되는 것인데 횡방향으로 병렬로 이격된 거리에 따라 다양한 길이를 가지게 된다.

하지만, 이러한 가로빔(20)는 PSC 거더의 복부 사이에 설치되기 때문에 별도의 비계를 PSC 거더의 길이방향(종방향)으로 설치하여 작업가능한 지지대를 설치해야 하고, 현장에서 콘크리트를 타설하여 설치해야 하는 경우라면 거푸집을 별도로 설치해야 하는 등의 시공에 있어 작업성 및 시공성이 떨어질 수밖에 없다는 문제점이 있었다.

나아가, 가로빔(20)은 반드시 설치하여야 하지만 PSC 거더(10)를 횡방향으로 서로 구속시켜 주는 기능이외에 달리 PSC 거더 자체의 구조적 기능을 가질 수 있도록 설치되는 것은 아니기 때문에 그 설치에 있어 이용 효율성이 낮다는 문제점이 있었다.

도 1d는 종래 PSC 거더용 전도방지수단을 도시한 것이다.

즉 PSC 거더(10)는 소정의 높이를 가지게 되는데 이러한 높이를 가진 PSC 거더를 교량하부구조에 거치할 때 풍하중, 시공에 따라 PSC 거더가 전도되어 안전사고가 발생하는 경우가 있어 PSC 거더(10)를 교량하부구조(20)에 임시적으로 고정시키기 위하여 와이어(71)를 이용하여 PSC 거더(10)를 교량하구조에(20)에 앵커(72)로 고정시켜 놓게 된다.

하지만 이러한 전도방지수단은 고공에서 작업해야 하고 PSC 거더(10)의 측방에서 작업자가 일일이 와이어, 앵커 등을 설치하는 작업이 수반되므로 시공성이 매우 떨어질 수밖에 없었다.

도 1e는 상기 PSC 거더(10)를 다수의 세그먼트 PSC 거더(10a)로 분할 제작하고, 서로 종방향으로 접하도록 세팅한 후, PSC 긴장재(30)를 이용하여 서로를 압착시켜 최종 일정한 길이의 PSC 거더(10)를 제작하는 예가 도시되어 있다.

하지만 각 세그먼트 PSC거더(10a)들의 연결부(A)는 시간이 경과함에 따라 도입된 프리스트레스가 감소하는 현상(릴랙세이션) 등이 발생하게 되고, 상기 연결부(A)로 우수 등이 침투하여 동절기에 팽창하는 등의 이유로 연결부 하자 문제가 발생할 수 있다는 문제점이 지적되었다.

이에 본 발명은 피에스씨 거더 세그먼트로 분할 제작하여 서로 압착시켜 제작되는 PSC 거더에 있어서, 인접한 피에스씨 거더 세그먼트의 연결부 강성을 보다 확실하게 증진시킬 수 있으며, 이를 위해 상기 피에스씨 거더 세그먼트의 연결부에는 연결부 정착단을 형성시키되, 이러한 연결부 정착단을 가로빔의 설치에 이용하여 보다 용이한 가로빔 설치작업이 가능하도록 하면서 전도방지수단도 피에스씨 거더 세그먼트에 손쉽게 설치할 수 있는 기능을 가지도록 한 연결부 정착단을 구비한 피에스씨 거더 세그먼트, 이를 이용한 피에스씨 거더 및 모듈러 피에스씨 거더교 시공방법 제공을 발명의 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은

첫째, 피에스씨 거더 세그먼트로 분할 제작하여 서로 압착시켜 제작되는 PSC 거더에 있어서, 인접한 피에스씨 거더 세그먼트 각각에 연결부 정착단을 형성시키고, 상기 연결부 정착단을 긴장강봉과 같은 연결부긴장재로 압착시켜 인접한 피에스씨 거더 세그먼트의 연결부 강성이 증진될 수 있도록 하였다.

이를 위해 상기 연결부 정착단은 PSC 거더 세그먼트의 상부플랜지 및 복부 양 측에 돌출 연장된 블록형태로 형성되도록 하였다.

둘째, 이러한 연결부 정착단은 모듈러 피에스씨 거더교의 가로빔 설치에 이용함으로서 별도의 가로빔 설치를 위한 공종이 배제될 수 있도록 하였다. 즉 횡방향으로 인접한 연결부 정착단들이 횡방향으로 설치되는 가로빔 연결패널에 간단하게 삽입되어 연결되도록 함으로서 효과적인 가로빔 설치가 가능하도록 하였다.

셋째, PSC 거더의 양 단부에 위한 피에스씨 거더 세그먼트에는 관통홀을 형성시켜 이러한 관통공은 본 발명의 전도방지수단이 삽입되어 설치되는 삽입홀로 이용함으로서 별도의 전도방지수단이 없이도 PSC 거더의 안정적인 운반 및 거치가 가능하도록 하였다.

이를 위해 본 발명은

상부플랜지, 복부 및 하부플랜지를 포함하는 PSC 거더를 PSC거더 세그먼트로 분할 제작하여 서로 압착시켜 일정한 길이를 가진 PSC 거더로 제작되는 PSC 거더 세그먼트에 있어서,

상기 PSC거더 세그먼트의 연결부(A)에는 상부플랜지와 복부의 측면에 돌출 형성된 블록으로서 종방향으로 긴장홀이 형성된 연결부 정착단이 형성되도록 하여, 상기 긴장홀에 삽입되어 긴장 후 연결부 정착단에 정착된 연결부긴장재에 의하여 PSC거더 세그먼트의 연결부가 압착되도록 하되,

상기 연결부긴장강재를 긴장홀에 삽입 설치하면서 가로빔연결패널의 단부도 함께 고정되도록 하되, 상기 가로빔연결패널은 연결부 정착단이 종방향으로 압착될 때 서로 종방향으로 이격되어 한쌍이 함께 설치되도록 하며, 상기 이격된 가로빔연결패널 사이에 횡방향으로 인접한 PSC거더 세그먼트의 연결부 정착단이 삽입되어 가로빔연결패널(400)과 연결부 정착단(140)이서로 결속되도록 하는 연결부 정착단을 구비한 피에스씨 거더 세그먼트, 이를 이용한 PSC 거더 및 모듈러 PSC 거더교 시공방법을 제공하게 된다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 의한 PSC 거더는 안정적으로 운반 및 거치가 가능하고 이러한 작업에 필요한 전도방지수단의 설치 공종, 가로빔 설치공종을 최적화시켜 보다 효율적이고 경제적인 모듈러 피에스씨 거더교 시공이 가능하도록 하고,

다수의 피에스씨 거더 세그먼트를 서로 연결시켜 PSC 거더를 제작하게 되므로 제작 및 운반에 제약이 큰 영향을 받지 않고 피에스씨 거더 세그먼트의 연결부 강성이 크게 증진되어 효과적인 PSC 거더 제작이 가능하게 된다.

도 1a는 종래 PSC 거더에 제작사시도,
도 1b는 종래 PSC 거더의 사시도,
도 1c는 종래 PSC 거더교의 완성사시도,
도 1d는 종래 PSC 거더의 전도방지수단이 설치사시도,
도 1e는 종래 PSC거더 세그먼트의 제작 순서도,
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 PSC 거더 사시도, 분리사시도 및 연결부 발췌사시도,
도 3은 본 발명의 PSC 거더의 가로빔 설치사시도,
도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d는 본 발명의 PSC 거더를 이용한 교량시공방법의 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

[ 본 발명의 연결부 정착단(140)을 구비한 피에스씨 거더 세그먼트 및 PSC 거더(100) ]

본 발명의 PSC 거더(100)는 도 2a와 같이 전체적으로 I형 단면으로 형성되는 상부플랜지(110), 복부(120) 및 하부플랜지(130)를 포함하여 구성된다.

상기 상부플랜지(110)는 교량에 있어 슬래브로 기능하는 판형부재로 형성되며 소정의 폭(W1)과 두께(T1)로 철근콘크리트 부재로 형성시키게 된다.

이때 상기 폭과 두께는 제작, 운반 및 거치를 고려하여 정하게 된다.

상기 복부(120)는 상부플랜지(110)의 중앙 저면으로부터 하부로 연장되는 수직부재로 형성되며 역시 소정의 폭(W2)과 높이(H1)로 철근콘크리트 부재로 형성시키게 된다.

이러한 PSC 거더(100)는 일정한 길이(L)를 가지도록 제작되며 도 4d와 같이 상부플랜지(110)의 측면이 서로 횡방향으로 서로 접하도록 설치되어 상부플랜지(110)에 의하여 교량의 슬래브가 형성될 수 있도록 함으로서 별도의 슬래브 시공이 필요 없도록 하게 된다.

이때 상기 PSC 거더(100)의 내부에는 종방향(길이방향, 교축방향)으로 연장되도록 PSC 긴장재(30)가 배치된다.

이러한 PSC 긴장재(30)는 상부플랜지(110)와 복부(120)의 단부면에 각각 긴장 후 정착되도록 설치된다.

또한 상기 PSC 거더(100)는 미리 공장에서 제작되는 프리캐스트 방식으로 제작하게 되는데 이에 현장타설 콘크리트에 의한 제작 방식과 대비하여 품질관리에 유리한 장점이 있다. 하지만 그 운반 및 시공 상의 한계에 의하여 제작 길이에는 한계가 있을 수밖에 없다.

이에 도 2b 및 도 2c와 같이 공장에서 PSC거더를 일정한 길이(L1<L)로 분할하여 다수의 PSC거더 세그먼트(100a)로 제작한 후, 현장에 반입하고, 현장에서 다시 PSC거더 세그먼트(100a)들을 서로 연결하는 방식을 채택하게 된다.

이와 같이 다수의 PSC거더 세그먼트(100a)들을 연결하는 방법은 여러 가지 방법이 있을 수 있지만 통상은 시공의 편의성을 고려하여 다수의 PSC거더 세그먼트(100a)들을 서로 종방향으로 접하여 연속되도록 세팅한 후 PSC 긴장재(30)를 전체 PSC거더 세그먼트(100a)들을 관통하도록 배치하고, 상기 PSC 긴장재(30)를 긴장 후 상부플랜지와 복부에 정착시켜 다수의 PSC거더 세그먼트(100a)들에 프리스트레싱을 가하여 종방향으로 연속화되도록 하여 연결부 정착단을 구비한 피에스씨 거더 세그먼튿르을 서로 연결시키게 된다.

이에 상기 PSC거더 세그먼트(100a)들의 내부에는 미리 쉬스(SHEATH)를 배치하여 PSC 긴장재(30)를 삽입하여 배치할 수 있도록 하게 된다.

이로서 도 2b와 같이 각 PSC거더 세그먼트(100a)들의 연결부(A)는 압착되어 서로 일체성을 확보하게 되지만 시간이 경과함에 따라 도입된 프리스트레스가 감소하는 현상(릴랙세이션) 등이 발생하게 되고, 상기 연결부(A)로 우수 등이 침투하여 동절기에 팽창하는 등의 이유로 연결부 하자 문제가 발생할 수 있다.

실제 이러한 연결부(A)의 품질 및 시공관리는 사실상 PSC 거더(100)의 이용여부를 결정하는데 매우 중요한 요인이 된다.

이에 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위하여 PSC거더 세그먼트(100a)에 연결부 정착단(140)을 형성시키게 된다.

이러한 연결부 정착단(140)은 PSC거더 세그먼트(100a)의 연결부를 보다 확실하게 압착시키는 기능을 가질 수 있도록 하기 위한 것이다.

이에 도 2c와 같이 상기 연결부 정착단(140)에는 종방향으로 긴장홀(141)이 적어도 1개 이상 형성되도록 하되 PSC거더 세그먼트(100a)의 복부(120) 양 측면에 돌출되도록 형성시키게 된다.

이에 종방향으로 인접한 PSC거더 세그먼트(100a)의 복부(120)에는 연결부 정착단(140)이 서로 종방향으로 접하게 되고, 서로 접하여 연통된 긴장홀(141)들에는 연결부긴장재(150)를 삽입하여, 연결부긴장재(150)를 긴장 후 양 단부를 연결부 정착단(140)에 정착시킴으로서 PSC거더 세그먼트(100a)의 연결부를 압착시키게 된다.

상기 연결부긴장재(150)는 강봉을 이용할 수 있고, 연결부긴장재(150)의 정착은 체결너트를 이용할 수 있을 것이다.

나아가 상기 복부(120)뿐만 아니라 상부플랜지(110)의 저면에도 연결부 정착단(140)이 양 저면에 하방으로 돌출되어 복부(120)의 연결부 정착단(140)과 일체로 형성되도록 할 수 있으며 도 2a 내지 도 2c에는 상기 연결부 정착단(140)이 상부플랜지(110) 및 복부(120) 측면과 저면에 각각 형성되어 일체로 형성된 경우가 도시되어 있다.

이로서 본 발명의 연결부 정착단(140)은 PSC거더 세그먼트(100a) 제작시 일체로 형성되어 연결부(A)의 단면적을 크게 형성시키게 되므로 연결부 강성을 증가시키는 기능을 가지게 되고 연결부긴장재(150)에 의하여 압착됨으로서 PSC거더 세그먼트(100a)의 연결부(A)를 압착시켜 연결성능이 증진될 수 있도록 하게 된다.

상기 하부플랜지(130)는 PSC 거더(100)의 양 단부의 경우 PSC 긴장재(30)의 긴장 후 정착에 의한 응력집중에 저항하기 위하여 복부(120)의 폭과 하부플랜지(130)의 폭을 동일하게 형성(단부 구체로 형성)되도록 하게 된다.

이러한 PSC 거더에 있어 양 단부에 위한 PSC거더 세그먼트(100a)의 하부플랜지(130)에는 후술되는 전도방지수단(300)이 설치된다.

앞서 살펴본 것과 같이 상부플랜지(110), 복부(120), 하부플랜지(130) 및 연결부 정착단(140)을 포함하는 본 발명의 PSC거더 세그먼트(100a)는 소정의 길이(L1)를 가지게 되는데 상부플랜지(110)가 슬래브 역할을 하게 되다 보니 폭(W1)이 통상의 거더와 대비하여 다소 커지게 된다.

이에 제작 후 야적장에 거치하거나 교대 또는 교각으로 이루어지는 교량하부구조(200)에 거치할 때 전도가 될 여지가 있다.

이에 통상의 전도방지수단을 설치할 수 있지만 이러한 종래의 전도방지수단은 도 1d와 같이 앵커 또는 와이어를 이용하게 된다. 하지만 이러한 전도방지수단은 임시로 설치되 것이므로 그 설치 및 해체작업을 수반하게 되며 전도방지수단을 별도로 설치하거나 해체하는 경우 공종이 복잡해지게 되고 시공성이 떨어질 수밖에 없다.

이에 본 발명은 도 2b와 같이 전도방지수단(300)을 PSC 거더(100)에 있어서 양 단부에 위치한 PSC거더 세그먼트(100a)에 설치하게 된다.

즉, PSC 거더에 있어서 양 단부에 위치한 PSC거더 세그먼트(100a)의 하부플랜지(130)와 상부플랜지(110)의 측면과 저면에 횡방향으로 관통홀(111,131)을 형성시키게 된다.

이에 상기 하부플랜지(130)에 형성된 관통홀(131)에는 본 발명의 전도방지수단(300)의 하부가 삽입되어 고정되고, 상부는 상부플랜지(110)의 저면에 형성된 관통홀(111)에 삽입되도록 하여 상기 전도방지수단(300)을 설치할 수 있도록 하게 된다.

이때 상기 전도방지수단(300)은 전체적으로 수평재(310)와 수직재(320)로 구성된 역 ㄴ자 형태로 제작된 것을 이용할 수 있는데 PSC거더 세그먼트(100a)의 측방에서 간단하게 설치할 수 있어 설치 및 해체에 매우 유리하게 된다.

구체적으로 살펴보면 상기 수평재(310)와 수직재(320)의 단부는 수평판 형태의 연결판(330)을 형성시키고, 상기 PSC거더 세그먼트(100a)에는 관통홀(111,131)에 매립된 정착너트(미도시)를 설치하고, 상기 연결판(330)의 연결홀(미도시)을 관통하는 앵커볼트(340)가 상기 관통홀들에 체결되도록 함으로서 PSC거더 세그먼트(100a)에 전도방지수단(300)을 간단하게 설치하게 된다.

이로서 도 2a와 같이 본 발명의 PSC거더 세그먼트(100a)들은 연결부 정착단(140)에 의하여 서로 압착 연결되도록 제작되어 PSC 거더(100)가 완성되고, 전도방지수단(300)이 설치되어 야적 및 교량하부구조 거치에 이용됨을 알 수 있다.

[ 본 발명의 PSC 거더(100)와 가로빔의 연결 ]

통상 PSC 거더 또는 본 발명과 같이 상부플랜지가 슬래브로 기능을 가지는 PSC 거더(100)는 횡방향 구속을 위하여 가로빔(Cross beam)을 설치해야 한다.

이러한 가로빔은 철근콘크리트 또는 강재를 이용하여 설치할 수 있다. 이에 상기 가로빔을 별도로 설치하는 경우 교량하부구조(200)에 거치된 상태의 PSC 거더(100)의 복부(120) 측면에서 작업이 이루어져야 하고, 가로빔 제작을 위한 콘크리트 타설 또는 연결 작업이 수반되므로 시공성이 매우 떨어지게 된다.

이에 상기 가로빔 설치를 보다 간단하게 할 수 있다면 이는 PSC 거더(100)의 시공성 증진에 매우 효과적이게 된다.

이를 위해 본 발명은 도 3과 같이 연결부 정착단(140)을 이용하게 된다.

즉 연결부긴장재(150)를 정착시키기 전에 연결부 정착단(140)의 배면들에는 콘크리트 패널 또는 강판으로 제작된 가로빔연결패널(400)을 설치하게 된다.

이러한 가로빔연결패널(400)은 한 쌍을 준비하여 가로빔연결패널 사이에 횡방향으로 인접한 PSC거더 세그먼트(100a)의 연결부 정착단(140)이 끼워지도록 설치하게 된다.

이에 상기 가로빔연결패널(400)에는 긴장홀(141)에 대응한 연결홀(410)이 형성되어 연결부긴장재(150)를 정착시킬 때 연결부 정착단(140)에 한쌍의 가로빔연결패널(400)이 함께 고정 설치되도록 하게 된다.

결국 상기 가로빔연결패널(400)은 연결부에 있어 서로 종방향으로 이격되어 한 쌍이 마주보도록 설치되는데 이러한 이격되어 형성되는 공간에 횡방향으로 인접한 PSC거더 세그먼트(100a)의 연결부 정착단(140)이 끼워져 설치된다.

이에 끼워진 PSC거더 세그먼트(100a)의 연결부 정착단(140)과 가로빔연결패널(400)은 연결부긴장재(150)에 의하여 서로 결속될 수 있도록 함으로서 최종 서로 횡방향으로 인접한 PSC거더 세그먼트(100a)의 상기 가로빔연결패널(400)과 연결부 정착단(140)을 이용하여 가로빔을 간단하게 설치할 수 있도록 하게 된다.

이에 본 발명의 상기 연결부 정착단(140)은 가로빔의 기능도 함께 가지고 있음을 알 수 있다.

[ 본 발명의 모듈러 PSC 거더교의 시공방법 ]

본 발명의 모듈러 PSC 거더교는 도 4a와 같이 PSC 거더 세그먼트(100a)들을 이용하여 PSC 거더(100)를 먼저 제작하게 된다.

즉, 상기 PSC 거더(100)는 공장에서 미리 일정한 길이(L)를 가지도록 제작하게 되는데, 운반 가능하다면 현장에 반입하여 교량하부구조(200)에 거치하여 설치하면 되는데, 운반이 용이하지 않을 경우에는 PSC거더 세그먼트(100a) 다수로 분할하여 제작한 후, 각 PSC거더 세그먼트를 현장에 반입하고 서로 연결시켜 교량하부구조(200)에 거치시키게 된다.

이러한 PSC거더 세그먼트(100a)의 제작은 도 1a와 같은 강재 거푸집을 이용하여 도 2a와 같이 제작하게 된다.

이러한 PSC거더 세그먼트(100a)는 역시 상부플랜지, 복부 및 하부플랜지로 구성되어 전체적으로 I형 단면으로 제작되고 PSC 거더의 양 단부에 있어서는 상부플랜지 및 복부와 하부플랜지가 서로 동일한 폭을 가진 단부구체로 형성되도록 하되, PSC거더 세그먼트(100a)의 연결부에는 앞서 살펴본 연결부 정착단(140)들이 형성되어 있음을 알 수 있다.

즉, 상기 연결부 정착단(140)은 연결부에 있어 PSC거더 세그먼트(100a)의 상부플랜지와 복부에 각각 형성되어 있음을 알 수 있다.

또한 상기 상부플랜지와 복부 내부에는 PSC 긴장재(30) 설치를 위한 쉬스가 미리 형성되어 있다.

이에 상기 PSC거더 세그먼트(100a)의 제작이 완료되면 거푸집을 탈형하여 PSC거더 세그먼트(100a) 다수를 야적시켜 놓게 된다.

다음으로는 상기 PSC거더 세그먼트(100a)들의 제작 및 야적이 완료되면 운반차량을 이용하여 현장에 반입시키게 되는데 현장에서는 미리 교량하부구조(200)가 시공된 상태이다.

현장에서는 도 4b와 같이 다수의 PSC거더 세그먼트(100a)를 서로 종방향으로 연결시켜 일정한 길이(L)로 PSC 거더(100)로 세팅하게 된다.

이때 전도방지를 위하여 전도방지수단(300)을 설치하게 된다.

이러한 전도방지수단(300)은 연결부 정착단(140)과 하부플랜지(130)의 관통홀(111,131)에 수평재(310)와 수직재(320)의 연결판(330)을 이용하여 상기 PSC거더 세그먼트(100a)에는 매립된 정착너트에 연결판(330)의 연결홀(331)을 관통하는 앵커볼트(340)를 이용하여 PSC거더 세그먼트(100a)에 전도방지수단(300)을 간단하게 설치하게 된다.

이러한 전도방지수단(300)은 PSC 거더(100)의 양 단부에 설치되고 있음을 알 수 있다.

이에 예컨대 3개의 PSC거더 세그먼트(100a)를 서로 종방향으로 서로 연결부가 형성되도록 한 상태에서 쉬스에 PSC 긴장재(30)를 삽입 한 후 양 단부의 PSC거더 세그먼트(100a)에 PSC 긴장재(30)를 긴장 후 정착시켜 PSC거더 세그먼트(100a)에 프리스트레스를 도입시켜 서로가 압착 연결되도록 하게 된다.

이러한 연결 상태에서 연결부 정착단(140)의 긴장홀(141)에 연결부긴장재(150)를 설치함으로서 연결부를 더욱 압착 연결시키게 된다.

이때 상기 긴장홀(141)에는 앞서 살펴본 가로빔연결패널(400)을 PSC거더 세그먼트(100a)에 함께 설치한 PSC 거더(100)도 함께 준비하게 된다.

이에 도 4c와 같이 상기 연결부긴장재(150)에 의한 PSC거더 세그먼트(100a)의 압착 연결이 완료되면 교량하부구조(200) 즉 교대, 교각 사이에 종방향으로 PSC 거더(100)의 양 단부가 교량받침(210)에 의하여 지지되도록 거치하게 된다.

이러한 PSC 거더(100)는 먼저 가로빔연결패널(400)이 설치된 PSC 거더(100)를 서로 횡방향으로 이격시켜 설치하게 된다.

다음으로는 상기 가로빔연결패널(400)이 설치된 PSC 거더(100) 사이사이에 가로빔연결패널(400)이 설치되지 않은 PSC 거더(100)를 역시 거치하면서 PSC 거더(100)의 가로빔연결패널(400)에 연결부 정착단(140)이 횡방향으로 삽입되도록 하고,

상기 가로빔연결패널(400)에 삽입된 연결부 정착단(140)을 가로빔연결패널(400)과 서로 결속시키게 된다.

이에 횡방향으로 서로 접하여 다수의 PSC 거더(100)는 가로빔연결패널(400)에 의하여 횡방향으로 구속되는 효과가 있어 별도로 종래 가로빔을 설치하는 공종이 배제될 수 있음을 알 수 있다.

이로서 PSC 거더(100)는 종방향으로 교량하부구조 사이에 설치되도록 하되 상부플랜지는 횡방향으로 서로 접하도록 형성되어 별도의 슬래브 시공이 필요 없게 됨을 알 수 있다.

다음으로는 상기 전도방지수단(300)을 제거하거나 그대로 영구 설치하여도 상관은 없다.

이에 최종 도 4d와 같이 상기 상부플랜지 상면에는 포장층 등을 추가 시공하여 최종 본 발명의 모듈러 피에스씨 거더교가 시공될 수 있음을 알 수 있다.

모듈러 피에스씨 거더교는 본 발명의 가로빔 및 전도방지수단이 함께 설치된 PSC 거더를 제작하여 교량을 시공하여 종래 가로빔, 전도방지수단을 별도로 시공하지 않는다는 의미의 거더교라 할 수 있다.

이러한 모듈러 PSC 거더교는 단경간 또는 다경간으로 설치될 수 있을 것이다.

이와 같이 모듈러 PSC 거더교가 최종 완성되면 시간이 경과함에 따라 SPC 긴장재에 하여 도입된 프리스트레스가 감소할 수 있는데 이러한 감소를 보완하기 위하여 상기 연결부긴장재(150)를 추가 긴장 후 연결부 정착단(140)에 의하여 추가 프리스트레스가 도입되도록 할 수 있어 유지관리에도 매우 효과적이게 된다.

100: PSC 거더 100a: PSC거더 세그먼트
110: 상부플랜지 111,131: 관통홀
120: 복부 130: 하부플랜지
140: 연결부 정착단 141: 긴장홀
150: 연결부긴장재 200: 교량하부구조
210: 교량받침 300: 전도방지수단
400: 가로빔연결패널 410: 연결홀

Claims

상부플랜지(110), 복부(120) 및 하부플랜지(130)를 포함하는 PSC 거더(100)를 PSC거더 세그먼트로 분할 제작하여 서로 압착시켜 일정한 길이를 가진 PSC 거더로 제작되는 PSC 거더 세그먼트(100a)에 있어서,
상기 PSC거더 세그먼트(100a)의 연결부(A)에는 상부플랜지(110)와 복부(120)의 측면에 돌출 형성된 블록으로서 종방향으로 긴장홀(141)이 형성된 연결부 정착단(140)이 형성되도록 하여, 상기 긴장홀(141)에 삽입되어 긴장 후 연결부 정착단에 정착된 연결부긴장재(150)에 의하여 PSC거더 세그먼트의 연결부가 압착되도록 하되,
상기 연결부긴장재(150)를 긴장홀(141)에 삽입 설치하면서 가로빔연결패널(400)의 단부도 함께 고정되도록 하되, 상기 가로빔연결패널(400)은 연결부 정착단(140)이 종방향으로 압착될 때 서로 종방향으로 이격되어 한쌍이 함께 설치되도록 하며, 상기 이격된 가로빔연결패널(400) 사이에 횡방향으로 인접한 PSC거더 세그먼트의 연결부 정착단(140)이 삽입되어 가로빔연결패널(400)과 연결부 정착단(140)이서로 결속되도록 하는 것을 특징으로 하는 연결부 정착단을 구비한 피에스씨 거더 세그먼트.
제 1항에 있어서,
상기 PSC 거더(100)의 양 단부에 위치한 PSC 거더 세그먼트의 하부플랜지와 상부플랜지 측면과 저면에는 매립너트가 설치되어, 상기 매립너트에 앵커볼트(340)에 의하여 전도방지수단(300)이 더 설치되도록 하되,
상기 전도방지수단(300)은 하부플랜지에 형성된 매립너트에 앵커볼트에 의하여 고정되는 연결판(330)이 단부에 형성된 수평재(310); 및 상기 상부플랜지에 형성된 매립너트에 앵커볼트에 의하여 고절되는 연결판(330)이 형성된 수직재(320);를 포함하는 전도방지수단(300)이 PSC거더의 양 단부에 미리 설치될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 연결부 정착단을 구비한 피에스씨 거더 세그먼트.
제 1항의 PSC거더 세그먼트들은 종방향으로 서로 접하도록 연결되어 내부에 형성된 쉬스에 PSC 긴장재(30)를 설치하여 상기 PSC 긴장재에 의하여 PSC거더 세그먼트들이 서로 프리스트레싱 되면서 종방향으로 연속화되도록 하는 것을 특징으로 하는 연결부 정착단을 구비한 피에스씨 거더 세그먼트를 이용한 피에스씨 거더.
제 3항에 있어서,
상기 PSC 거더의 양 단부에 위치한 PSC 거더 세그먼트의 하부플랜지와 상부플랜지 측면과 저면에는 매립너트가 설치되어, 상기 매립너트에 앵커볼트(340)에 의하여 전도방지수단(300)이 더 설치되도록 하되, 상기 전도방지수단(300)은 하부플랜지에 형성된 매립너트에 앵커볼트에 의하여 고정되는 연결판(330)이 단부에 형성된 수평재(310); 및 상기 상부플랜지에 형성된 매립너트에 앵커볼트에 의하여 고절되는 연결판(330)이 형성된 수직재(320);를 포함하는 전도방지수단이 PSC거더의 양 단부에 미리 설치될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 연결부 정착단을 구비한 피에스씨 거더 세그먼트를 이용한 피에스씨 거더.
교량하부구조(200)를 설치하고,
상부플랜지 측면 및 복부 저면에 돌출 형성된 블록으로서 종방향 및 횡방향으로 긴장홀(141)이 형성된 연결부 정착단(140)이 형성된 PSC거더 세그먼트(100a)들을 제작하고,
상기 PSC거더 세그먼트들을 현장에 운반하여 반입시키고,
상기 PSC거더 세그먼트들을 종방향으로 서로 접하도록 세팅한 후 PSC거더 세그먼트들의 내부에 형성된 쉬스에 PSC 긴장재(30)를 삽입 설치하여 PSC거더 세그먼트들을 종방향으로 연결시켜 연속화시켜 PSC 거더(100)를 준비하고,
상기 연결부 정착단(140)의 관통홀(141)에 연결부긴장재(150)를 삽입하여 연결부 정착단에 정착시켜 PSC거더 세그먼트들의 연결부를 압착시키고,
상기 완성된 PSC 거더를 교량하부구조에 거치시켜 횡방향으로 가로빔을 형성시키는 단계를 포함하되,
상기 가로빔 설치를 위하여 연결부긴장재(150)를 긴장홀에 삽입 설치하면서 가로빔연결패널(400)의 단부도 함께 고정되도록 하되, 상기 가로빔연결패널(400)은 연결부 정착단이 종방향으로 압착될 때 서로 종방향으로 이격되어 한쌍이 함께 설치되도록 하며, 상기 가로빔연결패널 사이에 횡방향으로 인접한 PSC거더 세그먼트의 연결부 정착단이 삽입되어 가로빔연결패널과 연결부 정착단이 서로 결속되도록 하는 것을 특징으로 하는 연결부 정착단을 구비한 피에스씨 거더 세그먼트를 이용한 모듈러 피에스씨 거더교 시공방법.
제 5항에 있어서,
상기 가로빔연결패널을 이용한 가로빔 설치는
가로빔연결패널(400)이 설치된 PSC 거더(100)를 서로 횡방향으로 이격시켜 설치하고,
상기 가로빔연결패널(400)이 설치된 PSC 거더(100) 사이사이에 가로빔연결패널(400)이 설치되지 않은 PSC 거더(100)를 거치하면서 인접한 가로빔연결패널(400)이 설치된 PSC 거더(100)의 가로빔연결패널(400)에 연결부 정착단(140)을 횡방향으로 삽입시키고,
상기 가로빔연결패널(400)에 삽입된 연결부 정착단(140)을 가로빔연결패널(400)과 서로 결속시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결부 정착단을 구비한 모듈러 피에스씨 거더를 이용한 교량시공방법.