KR101341709B1 - 분절거더를 이용한 교량용 프리스트레스트 거더의 제작 방법 및 이에 의해 시공된 프리스트레스트 거더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분절거더를 이용한 교량용 프리스트레스트 거더의 제작 방법 및 이에 의해 시공된 프리스트레스트 거더에 관한 것으로, 다수의 관통공이 종방향으로 관통 형성되고 압축 프리스트레스가 제1긴장재에 의해 도입된 제1분절거더와; 상기 제1분절거더의 관통공의 일부 이상과 정렬되는 다수의 관통공이 관통 형성되고, 상기 제1분절거더의 양측에 배열되는 한 쌍의 제2분절거더와; 상기 제1분절거더와 상기 한 쌍의 제2분절거더를 관통하도록 배열되어 긴장 정착되어 상기 제1분절거더와 상기 한 쌍의 제2분절거더에 압축 프리스트레스를 도입하면서 상기 제1분절거더와 상기 한 쌍의 제2분절거더를 결합시키는 제2긴장재를 포함하여 구성되어, 분절거더를 연결하는 공정만에 의해 교량의 공용 중 작용하는 응력 상태에 부합하도록 중앙부에는 큰 프리스트레스가 도입되고 양단부에서는 보다 작은 프리스트레스가 도입되도록 함으로써, 시공의 편의성을 구현하면서 압축 프리스트레스의 도입량을 조절할 수 있는 프리스트레스트 거더 및 그 제작 방법을 제공한다.

Description

분절거더를 이용한 교량용 프리스트레스트 거더의 제작 방법 및 이에 의해 시공된 프리스트레스트 거더 {METHOD OF CONSTRUCTING PRESTRESSED GIRDER USING SEGMENTED GIRDER AND PRESTRESSED GIRDER USING SAME}

본 발명은 분절거더를 이용한 교량용 거더의 제작 방법 및 이에 의해 시공된 거더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분절 거더를 연결하여 장경간 거더를 제작함에 있어서 교량의 공용 중 작용하는 응력 상태에 부합하는 프리스트레스가 도입되는 분절 거더를 이용한 교량용 거더의 제작 방법 및 이에 의해 시공된 거더에 관한 것이다.

일반적으로, 프리캐스트 콘크리트 거더는 공장에서 프리캐스트 콘크리트 블록을 제작한 후, 프리캐스트 콘크리트 블록을 현장으로 운반하여 프리캐스트 콘크리트 블록을 종방향으로 배열시킨 다음, 종방향으로 배열된 다수의 프리캐스트 콘크리트 블록의 쉬스관에 긴장재를 삽입하여 긴장 정착하는 것에 의해, 다수의 프리캐스트 콘크리트 블록에 압축 프리스트레스를 도입한다.

이와 같은 프리캐스트 콘크리트 거더는 공장에서 미리 제작된 프리캐스트 콘크리트 블록을 이용하여 현장에서 시공됨에 따라, 현장에서 콘크리트 거더를 제작하는 데 소요되는 시간을 단축할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다. 그러나, 프리캐스트 콘크리트 블록을 이용하여 거더를 제작하면, 종방향으로 관통하는 긴장재에 의해 다수의 프리캐스트 콘크리트 블록이 연결되면서 프리스트레스가 한꺼번에 도입되므로, 공용 중에 작용하는 하중 상태에 부합하도록 프리스트레스를 도입하는 데 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 분절 거더를 연결하여 프리스트레스트 거더를 제작함에 있어서 교량의 공용 중 작용하는 응력 상태에 부합하는 압축 프리스트레스가 분포되도록 도입하면서 분절 거더를 이용하여 시공을 보다 용이하게 할 수 있는 교량용 프리스트레스트 거더의 제작 방법 및 이에 의해 시공된 프리스트레스트 거더를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 통해, 본 발명은 분절 거더를 경간의 길이로 연결하면서 공용 중 작용하는 응력 상태에 부합하도록 중앙부에 보다 높은 프리스트레스를 도입하고 양단부에는 낮은 프리스트레스를 도입할 수 있게 된다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 도출된 것으로서, 다수의 관통공이 종방향으로 관통 형성되고 압축 프리스트레스가 제1긴장재에 의해 도입된 제1분절거더와; 상기 제1분절거더의 관통공의 일부 이상과 정렬되는 다수의 관통공이 관통 형성되고, 상기 제1분절거더의 양측에 배열되는 한 쌍의 제2분절거더와; 상기 제1분절거더와 상기 한 쌍의 제2분절거더를 관통하도록 배열되어 긴장 정착되어 상기 제1분절거더와 상기 한 쌍의 제2분절거더에 압축 프리스트레스를 도입하면서 상기 제1분절거더와 상기 한 쌍의 제2분절거더를 결합시키는 제2긴장재를 포함하여 구성된 분절 거더로 제작된 프리스트레스트 거더를 제공한다.

이는, 제1긴장재에 의해 프리스트레스가 도입된 제1분절거더의 양측에 한 쌍의 제2분절거더를 배치시킨 상태에서, 제1분절거더와 제2분절거더를 관통하는 제2긴장재를 긴장 정착하여 프리스트레스를 제1분절거더와 제2분절거더에 함께 도입함으로써, 합성되는 거더의 중앙부에 위치하는 제1분절거더에는 제1긴장재와 제2긴장재에 의해 압축 프리스트레스가 도입되고, 거더의 중앙부의 바깥측에 위치하는 제2분절거더에는 제2긴장재에 의해서만 압축 프리스트레스가 도입되므로, 분절 거더를 상호 연결하여 거더를 제작하면서 거더의 중앙부에 보다 큰 압축프리스트레스를 도입할 수 있도록 하기 위함이다.

이와 같이, 거더의 중앙부에 보다 큰 압축 프리스트레스를 도입하고 그 양측에는 보다 작은 압축 프리스트레스가 도입됨에 따라, 상기와 같이 제작된 프리스트레스트 거더를 교량에 설치하면, 경간 중앙부에서 크게 작용하는 하중을 보다 효과적으로 지지할 수 있다. 또한, 종래에는 경간 중앙부에서 크게 작용하는 하중을 지지하기 위해서는 거더 전체 길이에 걸쳐 압축 프리스트레스를 크게 도입해야만 했지만, 본 발명에 따른 프리스트레스트 거더는 경간 양단부에서는 중앙부에서보다 작게 프리스트레스를 도입함에 따라, 양단부에까지 프리스트레스를 불필요하게 크게 도입하는 비효율적인 프리스트레스 도입 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 거더의 양단부에 과도하게 큰 압축 프리스트레스가 도입되어 거더의 손상을 야기하는 문제점도 해결할 수 있다.

이 때, 상기 제1분절거더는 반드시 1개의 분절거더만으로 이루어질 필요는 없으며, 교량의 경간 중앙부 길이에 따라 2개 이상의 분절거더가 연속 배열되는 것에 의해 이루어질 수도 있다. 그리고, 제1분절거더에 제1긴장재로 압축 프리스트레스를 도입하는 구성은 제1분절거더의 제작시에 제1긴장재를 긴장시킨 상태로 두어 프리텐션 방식으로 도입될 수도 있고, 제1분절거더의 제작 이후에 내설된 쉬스관에 제1긴장재를 삽입하여 긴장 정착하여 포스트 텐션 방식으로 도입될 수도 있다.

이 때, 상기 제1긴장재는 다수의 분절거더가 연결된 프리스트레스트 거더의 중앙부에 위치한 제1분절거더에 프리스트레스를 도입하는 데 사용되는데, 거더의 중앙부에서는 공용중에 중립축 하측에 인장 응력이 크게 작용하므로, 이 인장 응력을 보다 효과적으로 상쇄시키기 위하여 거더의 중앙부에서 압축 프리스트레스를 도입하는 제1긴장재는 제2긴장재에 비하여 제1분절거더의 중립축을 기준으로 보다 하측에 위치한다.

한편, 상기와 같이 (다수의 분절거더로 이루어진 것을 포함하여)제1분절거더와 (다수의 분절거더로 이루어진 것을 포함하는) 제2분절거더에 의하여 2단계로 압축 프리스트레스가 도입될 수도 있다. 이에 더하여, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 제1분절거더 및 상기 제2분절거더의 상기 관통공의 일부 이상과 정렬되는 다수의 관통공이 관통 형성되고, 상기 제2분절거더의 양측에 배열되는 한 쌍의 제3분절거더와; 상기 제1분절거더, 상기 한 쌍의 제2분절거더, 상기 한 쌍의 제3분절거더를 관통하도록 배열되어 긴장 정착되어 상기 제1분절거더, 상기 한 쌍의 제2분절거더, 상기 한 쌍의 제3분절거더에 압축 프리스트레스를 도입하면서 상기 한 쌍의 제2분절거더와 한 쌍의 제3분절거더를 결합시키는 제3긴장재를더 포함하여 구성될 수도 있다.

이와 같이, 제1분절거더에는 제1긴장재, 제2긴장재, 제3긴장재에 의해 압축 프리스트레스가 도입되고, 제2분절거더에는 제2긴장재, 제3긴장재에 의해 압축 프리스트레스가 도입되며, 제3분절거더에는 제3긴장재에 의해 압축 프리스트레스가 도입됨으로써, 제1분절거더, 제2분절거더, 제3분절거더를 상호 연결하면서 중앙부에서는 점진적으로 보다 큰 압축 프리스트레스를 도입하는 것이 가능해진다.

마찬가지로, 상기 제2긴장재는 상기 제3긴장재에 비하여 상기 제1분절 거더의 중립축으로부터 더 하측으로 이격 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제3분절거더는 2개 이상의 분절거더로 이루어질 수 있다.

한편, 상기와 같이 구성된 프리스트레스트 거더는 콘크리트가 주재료로 이루어진 프리캐스트 콘크리트 분절거더가 연결되어 이루어진 거더일 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기와 같이 구성된 프리스트레스트 거더는 강재 거더와 그 하부에 케이싱 콘크리트가 합성된 강합성 분절 거더가 연결되어 이루어진 거더일 수도 있다. 이 때, 압축 프리스트레스를 도입하는 상기 제1긴장재, 상기 제2긴장재 등의 긴장재는 공용중 작용하는 인장 응력을 효과적으로 상쇄시킬 수 있도록 케이싱 콘크리트에 배치되는 것이 좋다.

한편, 본 발명은, 다수의 관통공이 관통 형성된 제1강관다이어프램이 양단에 형성된 제1강관분절거더와; 상기 제1강관분절거더의 관통공의 일부 이상과 정렬되는 다수의 관통공이 형성된 제2강관다이어프램이 양단에 형성되고, 상기 제1강관분절거더의 양측에 배열되는 한 쌍의 제2강관분절거더와; 상기 제1강관다이어프램과 상기 제2강관다이어프램의 관통공을 연결한 상태로 긴장 정착되어, 상기 제1강관분절거더에 압축 프리스트레스를 도입하면서 상기 제1분절거더와 상기 한 쌍의 제2분절거더를 결합시키는 제1긴장재를; 포함하여 구성된 분절 거더로 제작된 프리스트레스트 거더를 제공한다.

이는, 양단에 강관다이어프램이 설치된 제1강관분절거더의 양측에 한 쌍의 제2강관분절거더를 배치시킨 상태에서, 제1강관분절거더를 관통하면서 제1강관분절거더와 한 쌍의 제2강관분절거더를 연결하는 제1긴장재를 긴장 정착하여 압축 프리스트레스를 제1강관분절거더에 함께 도입함으로써, 제1강관분절거더에 압축 프리스트레스를 도입하면서 제1강관분절거더와 제2강관분절거더를 연결하는 공정을 한번에 행할 수 있기 위함이다.

이 때, 상기 제1강관분절거더는 반드시 1개의 분절거더만으로 이루어질 필요는 없으며, 교량의 경간 중앙부 길이에 따라 2개 이상의 강관분절거더가 연속 배열되는 것에 의해 이루어질 수도 있다.

그리고, 상기 제1강관분절거더 및 상기 제2강관분절거더의 관통공의 일부 이상과 정렬되는 다수의 관통공이 형성된 제3강관다이어프램이 양단에 형성되고, 상기 한 쌍의 제2강관분절거더의 양측에 배열되는 한 쌍의 제3강관분절거더와; 상기 제1강관다이어프램과 상기 제2강관다이어프램과 상기 제3강관다이어프램의 관통공을 연결한 상태로 긴장 정착되어, 상기 제1강관분절거더 및 상기 제2강관분절거더에 압축 프리스트레스를 도입하면서 상기 한 쌍의 제2분절거더와 상기 한 쌍의 제3분절거더를 각각 결합시키는 제2긴장재를 추가적으로 포함하여 구성될 수도 있다.

이와 같이, 강관분절거더로 이루어지는 프리스트레스트 거더의 중앙부에 위치하는 제1강관분절거더에는 보다 큰 압축 프리스트레스를 도입하고 그 양측으로 갈수록 보다 작은 압축 프리스트레스가 도입됨에 따라, 상기와 같이 제작된 프리스트레스트 거더를 교량에 설치하면, 경간 중앙부에서 크게 작용하는 하중을 보다 효과적으로 지지할 수 있다. 또한, 종래에는 경간 중앙부에서 크게 작용하는 하중을 지지하기 위해서는 거더 전체 길이에 걸쳐 압축 프리스트레스를 크게 도입해야만 했지만, 본 발명에 따른 프리스트레스트 거더는 경간 양단부에서는 중앙부에서보다 작게 프리스트레스를 도입함에 따라, 양단부에까지 프리스트레스를 불필요하게 크게 도입하는 비효율적인 프리스트레스 도입 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 거더의 양단부에 과도하게 큰 압축 프리스트레스가 도입되어 거더의 손상을 야기하는 문제점도 해결할 수 있다.

이 때, 제3강관분절거더도 역시 반드시 1개의 강관분절거더만으로 이루어질 필요는 없으며, 2개 이상의 강관분절거더가 연속 배열되는 것에 의해 이루어질 수도 있다.

마찬가지로, 상기 제1긴장재는 제1강관분절거더에 압축 프리스트레스를 도입하면서 그 양측에 배열되는 제2강관분절거더와 연결하는 역할을 하고, 상기 제2긴장재는 제1강관분절거더와 한 쌍의 제2강관분절거더에 압축 프리스트레스를 도입하면서 그 양측에 배열되는 한 쌍의 제3강관분절거더를 연결하는 역할을 한다. 그런데, 교량의 양단부가 교각 등에 거치되어 설치되어 경간 중앙부에서는 중립축 하측에 인장 응력이 크게 작용하므로, 이 인장 응력을 보다 효과적으로 상쇄시키기 위하여 거더의 중앙부에서 압축 프리스트레스를 도입하는 제1긴장재는 제2긴장재에 비하여 제1강관분절거더의 중립축을 기준으로 보다 하측에 위치한다.

상기 강관분절거더의 양단부에 형성되는 강관다이어프램은 강관분절거더의 내측에 그 중심을 향하여 연장 형성되어, 상기 관통공을 관통 배열되는 상기 제1긴장재는 상기 강관분절거더의 내측에 배열될 수 있다. 이 때, 상기 강관 다이어프램의 내주면은 폐곡면을 이루는 내측 보강재가 연장되고, 상기 내측 보강재와 강관 분절 거더의 내벽을 연결하는 연결 보강재가 원주 방향으로 간격을 두고 다수 결합됨으로써, 강관다이어프램에서 긴장재가 긴장 정착되더라도 긴장력을 상기 강관다이어프램에서 견딜 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상기 강관분절거더의 양단부에 형성되는 강관다이어프램은 강관분절거더의 바깥측에 반경 방향으로 연장 형성되어, 상기 관통공을 관통 배열되는 상기 제1긴장재는 상기 강관분절거더의 외측에 배열될 수도 있다.

상기 강관 분절 거더는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 제작의 편의와 미관를 위하여, 상기 강관 분절 거더가 원형으로 형성되는 경우에는, 상기 관통공은 상기 강관 다이어프램에서 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배열되어, 이 관통공에 긴장재가 배치된다.

이 때, 관통공은 강관분절거더의 중립축 하측에만 배열될 수도 있지만, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 강관분절거더의 중립축 상측에도 관통공이 배열될 수 있다. 중립축 상측에 배열된 관통공에 배열되는 긴장재는 강관분절거더를 연결하여 합성한 프리스트레스트 거더의 제작 공정에는 긴장 정착되지 않지만, 상기 교량용 거더에 바닥판이 합성되어 중립축이 프리스트레스트 거더의 상측으로 옮겨진 이후에 긴장 정착될 수 있다. 이를 통해, 강관분절거더에 형성되는 관통공에 설치된 긴장재는 그 위치에 관계없이 전체적으로 압축 프리스트레스를 도입하는 데 사용될 수 있다.

한편, 강관분절거더를 상호 연결할 때에는 그 사이에 슬리브가 설치되는 것이 좋다. 이 슬리브는 인접한 2개의 강관 분절 거더의 외주면의 감싸는 둘레부와, 상기 강관 분절 거더의 사이에 개재(介在)되어 긴장재가 관통하는 사잇 플레이트로 구성된다. 이를 통해, 둘레부의 내측에 강관분절거더를 수용한 상태에서 상호 연결함으로써, 강관분절거더를 종방향으로 정렬하여 연결하는 공정을 보다 용이하게 할 수 있다.

발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 다수의 관통공이 종방향으로 관통형성되고 압축 프리스트레스가 도입된 제1분절거더를 준비하는 단계와; 상기 제1분절거더의 관통공의 일부 이상과 정렬하는 다수의 관통공이 종방향으로 관통 형성된 한 쌍의 제2분절거더를 준비하는 단계와; 상기 한 쌍의 제2분절거더를 상기 제1분절거더의 종방향으로의 양측에 배열시킨 후, 상기 제1분절거더와 상기 한 쌍의 제2분절거더를 관통하도록 제2긴장재를 배열하여 상기 제2긴장재를 긴장 정착하여 상기 제1분절거더와 상기 한 쌍의 제2분절거더에 압축 프리스트레스를 도입하면서 상기 제1분절거더와 상기 한 쌍의 제2분절거더를 결합시키는 단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 거더의 제작 방법을 제공한다.

이 때, 상기 제1분절거더 및 상기 제2관통공의 관통공의 일부 이상과 정렬하는 다수의 관통공이 종방향으로 관통 형성된 한 쌍의 제3분절거더를 준비하는 단계와; 상기 한 쌍의 제3분절거더를 상기 한 쌍의 제2분절거더의 종방향으로의 양측에 배열시킨 후, 상기 제1분절거더와 상기 한 쌍의 제2분절거더와 상기 제3분절거더를 관통하도록 제3긴장재를 배열하여 상기 제3긴장재를 긴장 정착하여 상기 제1분절거더와 상기 한 쌍의 제2분절거더와 상기 한 쌍의 제3분절거더에 압축 프리스트레스를 도입하면서 상기 한 쌍의 제2분절거더와 상기 한 쌍의 제3분절거더를 결합시키는 단계를; 추가적으로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은, 다수의 관통공이 종방향으로 관통 형성되고 압축 프리스트레스가 도입된 제1강관분절거더를 준비하는 단계와; 상기 제1강관분절거더의 관통공의 일부 이상과 정렬되는 다수의 관통공이 형성된 제2강관다이어프램이 양단에 형성된 한 쌍의 제2강관분절거더를 준비하는 단계와; 상기 제1강관분절거더의 양측에 상기 한 쌍의 제2강관분절거더를 배치시키고 상기 관통공을 정렬시킨 후, 상기 제1강관다이어프램과 상기 제2강관다이어프램의 관통공을 제1긴장재로 연결한 상태로 긴장 정착하여, 상기 제1강관분절거더에 압축 프리스트레스를 도입하면서 상기 제1분절거더와 상기 한 쌍의 제2분절거더를 결합시키는 단계를; 포함하는 프리스트레스트 거더의 제작 방법을 제공한다.

그리고, 상기 제1강관분절거더와 상기 제2강관분절거더의 관통공의 일부 이상과 정렬되는 다수의 관통공이 형성된 제3강관다이어프램이 양단에 형성된 한 쌍의 제3강관분절거더를 준비하는 단계와; 상기 한 쌍의 제2강관분절거더의 양측에 상기 한 쌍의 제3강관분절거더를 각각 배치시키고 상기 관통공을 정렬시킨 후, 상기 제1강관다이어프램과 상기 제2강관다이어프램과 상기 제3강관다이어프램의 관통공을 제2긴장재로 연결한 상태로 긴장 정착하여, 상기 제1강관분절거더 및 상기 제2강관분절거더에 압축 프리스트레스를 도입하면서 상기 한 쌍의 제2분절거더와 상기 한 쌍의 제3분절거더를 결합시키는 단계를; 더 포함하여 구성될 수도 있다.

이상에서 기재된 바와 같이, 본 발명은, 시공의 편의를 위하여 분절 거더를 연결하여 프리스트레스트 거더를 제작함에 있어서, 분절거더를 연결하는 공정만에 의해 교량의 공용 중 작용하는 응력 상태에 부합하도록 중앙부에는 큰 프리스트레스가 도입되고 양단부에서는 보다 작은 프리스트레스가 도입되도록 함으로써, 시공의 편의성을 구현하면서 압축 프리스트레스의 도입량을 조절할 수 있는 교량용 프리스트레스트 거더의 제작 방법 및 이에 의해 시공된 프리스트레스트 거더를 제공한다.

즉, 본 발명은, 제1긴장재에 의해 프리스트레스가 도입된 제1분절거더의 양측에 한 쌍의 제2분절거더를 배치시킨 상태에서, 제1분절거더와 제2분절거더를 관통하는 제2긴장재를 긴장 정착하여 프리스트레스를 제1분절거더와 제2분절거더에 함께 도입함으로써, 합성되는 거더의 중앙부에 위치하는 제1분절거더에는 제1긴장재와 제2긴장재에 의해 압축 프리스트레스가 도입되고, 거더의 중앙부의 바깥측에 위치하는 제2분절거더에는 제2긴장재에 의해서만 압축 프리스트레스가 도입되므로, 분절 거더를 상호 연결하여 간편하게 프리스트레스트 거더를 제작하면서 거더의 중앙부에 보다 큰 압축프리스트레스를 도입할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이 뿐만 아니라, 본 발명은 경간 양단부에서는 중앙부에서보다 작게 프리스트레스를 도입함에 따라, 양단부에까지 프리스트레스를 불필요하게 크게 도입하는 비효율적인 프리스트레스 도입 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 거더의 양단부에 과도하게 큰 압축 프리스트레스가 도입되어 거더의 손상을 야기하는 문제점도 해결할 수 있다.

한편, 본 발명은 강관분절거더에 대해서도 강관분절거더를 연결하는 공정에 의해서만 최종적으로 완성되는 프리스트레스트 거더의 중앙부에 보다 큰 압축 프리스트레스를 도입하고, 거더의 양단부로 갈수록 보다 작은 압축 프리스트레스를 도입할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이를 통해, 본 발명은 분절 거더를 이용하여 프리스트레스트 거더를 간편하고 신속하게 제작할 수 있으면서, 공용 중 작용하는 응력 상태에 대응하는 압축 프리스트레스를 도입하여, 프리스트레스의 도입량이 과도하지 않으면서 보다 효과적으로 공용 하중을 지지할 수 있게 된다.

도1는 본 발명의 제1실시예에 따른 프리스트레스트 거더의 구성을 도시한 측면 개략도
도2a는 도1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도
도2b는 도1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ에 부합하는 다른 실시형태에 따른 단면도
도3a 내지 도3c는 도1의 프리스트레스트 거더의 제작 순서에 따른 구성을 도시한 도면
도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 프리스트레스트 거더의 구성을 도시한 측면 절개도
도5는 도4의 평면 절개도
도6은 도4의 슬리브의 형상을 도시한 횡단면도
도7a는 도4의 절단선 A-A에 따른 단면도
도7b는 도4의 절단선 B-B에 따른 단면도
도7c는 도4의 절단선 C-C에 따른 단면도
도7d는 도7b의 절단선 E-E에 따른 단면도
도8은 도4의 프리스트레스트 거더의 연결부의 구성을 일부 도시한 사시도
도9는 도4의 강관 다이어프램에 설치된 긴장재의 구성을 도시한 도면
도10a 내지 도10d는 도4의 프리스트레스트 거더의 제작 순서에 따른 구성을 도시한 도면
도11은 도4와 유사한 제3실시예에 따른 프리스트레스트 거더의 일부 구성을 도시한 사시도
도12는 도4의 프리스트레스트 거더를 이용한 보도교의 횡단면도
도13은 본 발명에 따른 프리스트레스트 거더를 연속화 교량에 적용하기 위한 구성을 도시한 개념도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 프리스트레스트 거더(100)에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 프리스트레스트 거더(100)는 중앙부에 위치한 제1분절거더(110)와, 제1분절거더(110)의 양측에 배열되어 제1분절거더(110)와 종방향으로 연결되는 한 쌍의 제2분절거더(120)와, 한 쌍의 제2분절거더(120)의 양측에 배열되어 제2분절거더(120)와 종방향으로 연결되는 한 쌍의 제3분절거더(130)와, 한 쌍의 제3분절거더(130)의 양측에 배열되어 제3분절거더(130)와 종방향으로 연결되는 한 쌍의 제4분절거더(140)로 구성된다.

상기 제1분절거더(110)에는 제1긴장재(115)가 설치되는 관통공이 내설되어, 제1긴장재(115)에 의하여 제1분절거더(110)에는 압축 프리스트레스가 도입된다. 제1분절거더(110)에는 제1긴장재(115)가 설치되는 관통공 이외에도 다수의 관통공이 형성되며, 그 내부에는 쉬스관이 삽입 설치된다. 이 때, 제1긴장재가 상기 관통공에 삽입 설치되어 포스트텐션 방식에 의해 제1분절거더(110)에 압축 프리스트레스를 도입할 수도 있지만, 긴장된 상태의 제1긴장재를 덮도록 콘크리트를 타설 양생하여 프리텐션 방식으로 제1분절거더(110)에 압축 프리스트레스를 도입할 수도 있다.

도면에는 제1분절거더(110)가 하나의 분절거더로 도시되어 있지만, 제1분절거더(110)는 하나의 분절거더로 이루어질 수도 있지만, 2개 이상의 분절거더로 이루어질 수도 있다. 즉, 제1분절거더(110)는 최종적으로 제작되는 프리스트레스트 거더(100)의 중앙부에 위치하므로, 교량의 경간 길이가 충분히 긴 경우에는 설계에서 정하는 최대 압축 프리스트레스가 중앙부 영역에 도입되도록 하기 위하여 다수의 분절거더가 제1분절거더(110)를 형성할 수 있다.

상기 제2분절거더(120)는 제1분절거더(110)의 관통공과 정렬하는 관통공이 내설되고 제1분절거더(110)의 양측에 한 쌍으로 배열된다. 제1분절거더(110)와 제2분절거더(120)에 정렬되게 형성된 관통공에는 제2긴장재(125)가 관통 설치되어, 제2긴장재(125)가 긴장 정착됨으로써 제1분절거더(110)와 한 쌍의 제2분절거더(120)를 상호 연결하면서 이들에 압축 프리스트레스가 도입된다. 마찬가지로, 제2분절거더(120)는 2개 이상의 분절거더로 형성될 수 있다.

상기 제3분절거더(130)는 제1분절거더(110) 및 제2분절거더(120)의 관통공과 정렬하는 관통공이 내설되고 제2분절거더(110)의 양측에 한 쌍으로 배열된다. 제1분절거더(110)와 제2분절거더(120)와 제3분절거더(130)에 정렬되게 형성된 관통공에는 제3긴장재(135)가 관통 설치되어, 제3긴장재(135)가 긴장 정착됨으로써 제1분절거더(110)와 한 쌍의 제2분절거더(120)와 제3분절거더(130)를 상호 연결하면서 이들에 압축 프리스트레스가 도입된다. 마찬가지로, 제3분절거더(130)는 2개 이상의 분절거더로 형성될 수 있다.

상기 제4분절거더(140)는 제1분절거더(110), 제2분절거더(120) 및 제3분절거더(130)의 관통공과 정렬하는 관통공이 내설되고 제2분절거더(110)의 양측에 한 쌍으로 배열된다. 제1분절거더(110) 내지 제4분절거더(140)에 서로 정렬되게 형성된 관통공에는 제4긴장재(145)가 관통 설치되어, 제4긴장재(135)가 긴장 정착됨으로써 제1분절거더(110)와 한 쌍의 제2분절거더(120)와 제3분절거더(130)와 제4분절거더(140)를 상호 연결하면서 이들에 압축 프리스트레스가 도입된다. 마찬가지로, 제4분절거더(140)는 2개 이상의 분절거더로 형성될 수 있다.

상기 분절거더(110, 120, 130, 140)에 형성된 관통공들은 각각 해당 긴장재(115, 125, 135, 145)가 삽입될 수 있도록 형성될 수도 있지만, 모든 관통공들이 서로 정렬되게 관통형성될 수도 있다. 그리고, 각 분절거더(110, 120, 130, 140)의 양단부에는 긴장재(115, 125, 135, 145)의 정착 상태를 유지시키는 구성(110x)이 수용될 수 있는 공간이 마련되도록 오목부(110a, 120a, 130a,..)가 마련된다. 긴장재(115, 125, 135, 145)가 정착된 이후에, 오목부(110a, 120a, 130a,..)는 채워져 마감처리(미도시)된다.

이와 같이 구성된 프리스트레스트 거더(100)는 중앙부에 위치한 제1분절거더(110)에는 제1긴장재(115), 제2긴장재(125), 제3긴장재(135), 제4긴장재(145)에 의하여 압축 프리스트레스가 도입되고, 이를 중심으로 바깥측에 위치한 제2분절거더(120)에는 제2긴장재(125), 제3긴장재(135), 제4긴장재(145)에 의해 압축 프리스트레스가 도입되며, 그 바깥측에 위치한 제3분절거더(130)에는 제3긴장재(135)와 제4긴장재(145)에 의해 압축프리스트레스가 도입된다. 즉, 교량에 거더가 설치된 상태에서 가장 큰 하중이 작용하는 경간 중앙부에 위치하는 제1분절거더(110)에 가장 큰 프리스트레스가 도입되고, 이로부터 바깥으로 멀리 떨어질수록 점진적으로 작은 프리스트레스가 도입된다.

이와 같이, 거더(100)의 중앙부에 보다 큰 압축 프리스트레스를 도입하고 그 양측으로 멀어질수록 점점 작은 압축 프리스트레스가 도입됨에 따라, 상기 프리스트레스트 거더(100)를 교량에 설치하면, 경간 중앙부에서 크게 작용하는 하중을 보다 효과적으로 지지할 수 있을 뿐만 아니라, 경간 중앙부에서 큰 압축 프리스트레스를 도입하기 위해 양단부에까지 불필요하게 큰 압축 프리스트레스를 도입함에 따라 거더 양단부에서 손상이 야기되었던 종래의 문제점을 해소할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

상기 프리스트레스트 거더(100)는 도2a에 도시된 바와 같이 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 거더의 분절 형태가 상호 연결되어 이루어진다. 여기서, 상기 제1긴장재(115)는 다수의 분절거더(110, 120, 130, 140)가 연결된 프리스트레스트 거더(100)의 중앙부에 위치한 제1분절거더(110)에 프리스트레스를 도입하는 데 사용되는데, 거더의 중앙부에서는 공용중에 중립축 하측에 인장 응력이 크게 작용하므로, 이 인장 응력을 보다 효과적으로 상쇄시키기 위하여 거더의 중앙부에 대해서 압축 프리스트레스를 도입하는 제1긴장재(115)는 제1분절거더(110)와 제2분절거더(120)에 모두 압축 프리스트레스를 도입하는 제2긴장재(125)에 비하여 제1분절거더(110)의 중립축을 기준으로 보다 동일한 높이에 있거나 하측에 위치하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 제2긴장재(125)는 제3긴장재(135)에 비하여 분절거더(110, 120, 130, 140)들의 중립축으로부터 동일한 높이에 있거나 보다 하측에 위치하며, 제3긴장재(135)는 제4긴장재(145)에 비하여 분절거더(110, 120, 130, 140)들의 중립축으로부터 동일한 높이에 있거나 보다 하측에 위치한다.

한편, 도1 및 도2a에 도시된 프리스트레스트 거더(100)는 콘크리트를 주재료로 하는 프리캐스트 콘크리트 분절거더를 종방향으로 연결하여 제작하는 구성을 예로 들었지만, 본 발명에 따른 프리스트레스트 거더(100')는 도2b에 도시된 바와 같이 강재 거더(110a')와 그 하부 플랜지에 합성된 케이싱 콘크리트(110b')로 이루어진 강합성 거더를 종방향으로 연결하여 제작할 수도 있다. 도면에는 I자형 강재 거더와 케이싱 콘크리트가 합성되는 단면을 예로 들었지만, 박스 형태의 강재 거더와 케이싱 콘크리트가 합성될 수도 있으며, 다양한 형태의 분절 거더가 종방향으로 연결 설치될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 프리스트레스트 거더(100)의 제작 방법을 순차적으로 상술한다.

단계 1: 도3a에 도시된 바와 같이, 공장 등에서 미리 제작된 프리캐스트 제1분절거더(110)의 제1관통공(115a)에 제1긴장재(115)를 삽입 설치한 후, 제1긴장재(115)를 바깥측(115d)으로 잡아당겨 긴장 정착시킨다. 이에 따라, 제1분절거더(110)에는 P1으로 표시된 압축 프리스트레스가 중립축 하연에 도입된다.

단계 2: 그리고 나서, 도3b에 도시된 바와 같이, 제1분절거더(110)의 양측에 한 쌍의 제2분절거더(120)를 배치한 후, 제1분절거더(110)와 제2분절거더(120)를 정렬되게 관통하는 관통공을 관통하도록 제2긴장재(125)를 삽입 설치한다. 그리고, 제2긴장재(125)를 바깥측(125d)으로 잡아당겨 긴장 정착시킨다. 이에 따라, 제2분절거더(120)에는 P2으로 표시된 압축 프리스트레스가 중립축 하연에 도입되고, 제1분절거더(110)에는 P1과 P2의 합이 압축 프리스트레스로서 중립축 하연에 도입된다.

이와 같이, 제2긴장재(125)에 의하여 제1분절거더(110)와 제2분절거더(120)를 종방향으로 연결함으로써, 제1분절거더(110)에는 보다 큰 압축 프리스트레스가 도입되고, 제2분절거더(120)에는 이보다 작은 압축 프리스트레스가 도입된다.

단계 3: 그리고 나서, 도3c에 도시된 바와 같이, 제2분절거더(120)의 양측에 한 쌍의 제3분절거더(130)를 배치한 후, 제1분절거더(110)와 제2분절거더(120)와 제3분절거더(130)를 정렬되게 관통하는 관통공을 관통하도록 제3긴장재(135)를 삽입 설치한다. 그리고, 제3긴장재(135)를 바깥측(135d)으로 잡아당겨 긴장 정착시킨다. 이에 따라, 제3분절거더(130)에는 P3으로 표시된 압축 프리스트레스가 중립축 하연에 도입되고, 제2분절거더(120)에는 P2과 P3의 합이 압축 프리스트레스로서 중립축 하연에 도입되며, 제1분절거더(110)에는 P1과 P2과 P3의 합이 압축 프리스트레스로서 중립축 하연에 도입된다.

이와 같은 방식을 반복하여, 제3분절거더(130)의 양측에 제4분절거더(140)를 연결하면서 압축 프리스트레스를 도입하여, 도1에 도시된 프리스트레스트 거더(100)를 제작할 수 있다. 이와 같은 방법을 이용하여 제작된 프리스트레스트 거더(100)는 공장 등에서 미리 제작된 분절 거더(110, 120, 130, 140)를 이용하여 현장에서 신속하게 제작될 수 있을 뿐만 아니라, 단계적으로 중앙부로부터 양단부에 이를수록 도입되는 압축 프리스트레스가 점진적으로 줄어드는 프리스트레스 도입공정과 연결 공정이 하나의 공정으로 이루어지는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이하, 첨부된 도4 내지 도11을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 프리스트레스트 거더(200)에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 제2실시예를 설명함에 있어서, 전술한 제1실시예의 기능 혹은 구성과 유사한 기능과 구성에 대한 구체적인 설명은 본 실시예의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 프리스트레스트 거더(200)는 중앙부에 위치한 제1강관분절거더(210)와, 제1강관분절거더(210)의 양측에 배열되어 제1강관분절거더(210)와 종방향으로 연결되는 한 쌍의 제2강관분절거더(220)와, 한 쌍의 제2강관분절거더(220)의 양측에 배열되어 제2강관분절거더(220)와 종방향으로 연결되는 한 쌍의 제3강관분절거더(230)로 구성된다.

도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 긴장재(215, 225, 235) 중 제1긴장재(215)는 제1강관분절거더(210)에 압축 프리스트레스를 도입하면서 한 쌍의 제2강관분절거더(220)를 그 양측에 결합시킨다. 그리고, 제2긴장재(225)는 제1강관분절거더(210)와 제2강관분절거더(220)에 압축 프리스트레스를 도입하면서 한 쌍의 제3강관분절거더(230)를 그 양측에 결합시킨다. 도면에는 제3강관분절거더(230)까지 연장하는 구성을 예로 들었지만, 추가적으로 강관분절거더를 양측에 결합시키면서 압축 프리스트레스를 도입할 수 있다.

도8의 제1강관분절거더(210)를 예시로서 도시한 바와 같이, 상기 강관분절거더(210, 220, 230)의 각각에는 양단부에 강관다이어프램(211, 221, 231)이 각각 형성되고, 도7b에 도시된 바와 같이 강관 다이어프램(211, 221, 231)에는 긴장재(215, 225, 235)가 관통하는 다수의 관통공(2111, 2112, 2113, 2114...)이 형성된다.

제1강관분절거더(210)의 제1강관다이어프램(211)이 예시로서 도시된 도7c 및 도7d에 나타난 바와 같이, 강관 다이어프램(211, 221, 231)에는 긴장재(215, 225, 235)가 긴장된 상태로 정착하므로, 큰 힘을 지탱할 수 있는 지지구조가 필요하다. 이를 위하여, 각 강관 다이어프램(211, 221, 231)의 내주면에는 폐곡면을 이루는 내측 보강재(211a, 221a,..)가 결합되고, 내측 보강재(211a, 221a,...)와 강관분절거더(210, 220, 230,..)의 내벽(...,220i....)을 연결하는 연결 보강재(...,221b,...)가 구멍을 사이에 두고 형성된다.

그리고, 강관 분절거더(210, 220, 230)의 연결부에는 도6에 도시된 슬리브(50)가 개재된다. 슬리브(50)는 강관분절거더(210, 220, 230)의 양단부를 감싸는 둘레부(51)와, 둘레부(51)의 중앙부에 형성된 사잇 플레이트(52)로 이루어진다. 도7a에 도시된 바와 같이, 사잇 플레이트(52)에는 강관 다이어프램(211, 221, 231)에 형성된 관통공(2111, 2112, 2123, 2114,...)과 정렬되는 관통공(521, 522, 523, 524,...)이 형성된다.

슬리브(50)의 둘레부(51)의 내주면(51a)은 강관분절거더(210, 220, 230)의 양단부의 외주면을 감싸도록 수용하여, 강관분절거더(210, 220, 230)가 일직선 형태로 종방향으로 정렬하는 것을 보조한다. 그리고, 프리스트레스트 거더(200)의 제작이 완료되면, 슬리브(50)의 둘레부(51)는 강관분절거더(210, 220, 230)의 외주면과의 사이에 용접으로 접합될 수도 있다.

도면에는 강관분절거더(210, 220, 230)가 하나의 분절거더로 도시되어 있지만, 강관분절거더(210, 220, 230)는 2개 이상의 분절거더로 이루어질 수도 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 프리스트레스트 거더(200)의 제작 방법을 순차적으로 상술한다.

단계 1: 도10a에 도시된 바와 같이, 슬리브(50)를 사이에 두고 제1강관분절거더(210)의 양측에 제2강관분절거더(220)를 준비한다.

단계 2: 그리고 나서, 도10b에 도시된 바와 같이, 제1강관분절거더(210)의 양단부 제1강관 다이어프램(211)의 최하측 2개의 관통공(2111)과, 슬리브(50)의 사잇 플레이트(52)의 최하측 2개의 관통공(521)과, 제1강관분절거더(210)와 접하는 제2강관분절거더(210)의 일단부 제2강관 다이어프램(221)의 최하측 2개의 관통공을 통과하도록 제1긴장재(215)를 배치시킨다.

즉, 도8에 도시된 바와 같이, 상기 제1강관분절거더(210)의 양측에 슬리브(50)를 사이에 개재시킨 상태로 한 쌍의 제2강관분절거더(220)를 위치시킨 상태에서(도8은 제1강관분절거더(210)와 접하는 제2강관분절거더(220)의 일부만을 절개하여, 제1긴장재와 제2긴장재, 제3긴장재가 모두 설치된 상태를 도시한 것임), 제1강관분절거더(210)의 제1강관 다이어프램(211)과 슬리브(50)의 사잇 플레이트(52)와, 제2강관분절거더(220)의 제2강관 다이어프램(221)의 최하측 관통공(2111, 521,..)을 관통하도록 제1긴장재(215)를 배치시킨 후, 제1긴장재(215)의 양단에 정착 기구(70)를 설치하여 도9에 도시된 바와 같이 제1긴장재(215)를 바깥 방향(215d)으로 잡아당겨 긴장시킨 후 고정 너트(215n)로 정착한다.

이를 위하여, 제1긴장재(215)의 끝단부는 수나사산이 형성되고, 수나사산과 맞물리는 너트(215n)를 사각 플레이트형 와셔(215p) 상에서 죈 상태로 고정됨에 따라, 제1긴장재(215)의 긴장 상태가 유지된다. 이를 통해, 제1강관분절거더(210)의 양측에는 한 쌍의 제2강관분절거더(220)가 각각 결합되면서 제1강관분절거더(210)에는 P1으로 표시된 압축 프리스트레스가 도입된다.

단계 3: 그 다음, 도10c에 도시된 바와 같이, 양측에 배열된 한 쌍의 제2강관분절거더(220)의 양측에 슬리브(50)를 사이에 두고 한 쌍의 제3강관분절거더(230)을 위치시킨다.

단계 4: 그리고 나서, 도10d에 도시된 바와 같이, 제2강관분절거더(220)의 양단부 제2강관 다이어프램(221)의 그다음 최하측 관통공(2112)과, 슬리브(50)의 사잇 플레이트(52)의 그다음 최하측 2개의 관통공(522)과, 제2강관분절거더(220)와 접하는 제3강관분절거더(230)의 일단부 제3강관 다이어프램(231)의 그다음 최하측 2개의 관통공을 통과하도록 제2긴장재(225)를 배치시킨다. 그리고, 제2긴장재(225)의 양단에 정착 기구(70)를 설치하여 제2긴장재(225)를 바깥 방향(225d)으로 잡아당겨 긴장시킨 후 정착한다.

이를 통해, 제2강관분절거더(220)의 양측에는 한 쌍의 제3강관분절거더(230)가 각각 결합되면서, 제1강관분절거더(210)와 제2강관분절거더(220)에는 P2으로 표시된 압축 프리스트레스가 추가적으로 도입된다. 즉, 제1강관분절거더(210)에는 P1과 P2의 합에 해당하는 압축 프리스트레스가 도입되고, 제2강관분절거더(220)에는 P2의 압축 프리스트레스가 도입된다.

단계 5: 필요에 따라, 제3강관분절거더(230)의 양측에도 제4강관분절거더(미도시)를 확장할 수 있다. 프리스트레스트 거더(200)의 제작이 완료되면, 슬리브(50)와 강관분절거더(210, 220, 230)의 외주면의 경계면(55)은 용접으로 접합된다.

다만, 프리스트레스트 거더(200)를 제작할 때에는 중립축 하연에 압축 프리스트레스를 도입하여야 공용 중 작용하는 인장 응력을 효과적으로 지지할 수 있으므로, 강관분절거더(210, 220, 230)의 중립축 하측의 관통공에 대해서만 긴장재를 설치하여 긴장시킨다. 중립축의 상측에 위치한 관통공(2114, 524,...)에 설치된 긴장재(도8의 295)는 도12의 보도교에 도시된 바와 같이 바닥판이 합성되어 합성 단면의 중립축(N)이 프리스트레스트 거더(200)의 상측으로 이동한 상태에서 긴장 정착할 수 있다.

즉, 프리스트레스트 거더(200) 자체의 중립축보다 상측에 위치한 관통공(2114, 524,..)는 바닥판(30) 및 연결부(40)와 용접(40a) 등에 의해 합성된 이후에는 합성단면의 중립축(N)보다 하측에 위치하므로, 합성단면이 된 이후에 이 관통공(2114, 514,...)에 설치된 긴장재(295)를 긴장 정착함으로써, 교량의 공용 중 작용하는 인장 응력을 보다 효과적으로 지지할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.

한편, 강관분절거더(210, 220, 230,...)를 이용하여 프리스트레스트 거더(200)를 제작하는 데 있어서, 도4 내지 도10d에 도시된 바와 같이 긴장재(215, 225, 235)는 강관분절거더(210, 220, 230,...)의 내측에 위치할 수도 있지만, 본 발명의 제3실시예에 따르면, 도11에 도시된 바와 같이 강관 다이어프램(311, 321,...)이 외측으로 연장되어 긴장재(315, 325, 335)가 강관분절거더(310, 320...)의 외측에 위치하여 바깥쪽(315d, 325d)으로 긴장 정착된 상태로 설치될 수도 있다.

상기와 같이 구성된 프리스트레스트 거더(100, 100', 200, 300)는 공장 등에서 미리 제작된 분절 거더를 이용하여 현장에서 신속하게 제작될 수 있을 뿐만 아니라, 단계적으로 중앙부로부터 양단부에 이를수록 도입되는 압축 프리스트레스가 점진적으로 줄어드는 프리스트레스 도입공정과 연결 공정이 하나의 공정으로 이루어지는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 프리스트레스트 거더(100, 100', 200, 300)는 단순 교량에 적용될 수도 있지만, 연속 지점부인 교각의 상부에서 거더가 종방향으로 연속하는 연속화 교량에도 적용될 수 있다. 즉, 도13에 도시된 바와 같이, 정모멘트가 크게 작용하는 경간 중앙부에는 가장 큰 압축 프리스트레스가 작용하고, 경간 중앙부로부터 멀어질수록 점점 작은 압축 프리스트레스가 작용하도록 전술한 방식에 의해 프리스트레스트 거더(400I, 400II)를 다수의 분절 거더(410, 420, 430)를 연결하여 제작한 후, 부모멘트가 크게 작용하는 연속 지점부에서는 바닥판이 합성된 합성단면의 중립축 상연에 분포된 긴장재(435, 445)에 의해 중립축 상연에 압축 프리스트레스를 도입하면서 종방향으로 인접한 프리스트레스트 거더(400I, 400II)를 연결하여, 교각 또는 교대에 연속화된 거더(400I, 400II)를 거치하여 교량을 시공하는 데 사용할 수도 있다.

여기서, 종방향으로 인접한 프리스트레스트 거더(400I, 400II)를 연결 공정은 교각 상부에서 행해질 수 있다. 그리고, 연속 지점부에서 긴장재(435, 445)를 중립축 상연에 분포시키는 것은, 콘크리트 빔의 경우에는 별도로 긴장재(435, 445)를 수용하는 쉬스관을 미리 설치한 후 이 쉬스관에 긴장재(435, 445)를 설치할 수 있으며, 강관 거더의 경우에는 다이어프램의 상측에 위치한 관통공에 긴장재(435, 445)를 설치할 수 있다. 도면에는 2경간 교량을 예로 들었지만, 2경간 이상의 연속화 교량에 상기의 구성을 적용할 수 있음은 당해 기술 분야의 당업자에게 자명하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 즉, 예시된 도면에서는 분절거더에 2단계 또는 4단계로 압축프리스트레스가 도입되어 프리스트레스트 거더(100, 200)를 제작하는 것을 예로 들었지만, 이들 분절거더 각각이 2개이상의 분절 거더로 이루어질 수 있으므로, 이보다 적은 단계로 압축프리스트레스가 도입되면서 종방향으로 연결된 프리스트레스트 거더를 제작할 수도 있고, 이보다 많은 단계 이상으로 압축 프리스트레스가 도입되면서 상호 연결된 프리스트레스트 거더를 제작할 수 있다. 그리고, 도면에는 강관분절거더의 단면이 원형인 것을 예로 들었지만, 사각 단면 등 다양한 형태의 단면을 갖는 강관분절거더로 구성될 수도 있다.

100, 100', 200, 300: 프리스트레스트 거더 110: 제1분절거더
115, 215: 제1긴장재 120: 제2분절거더
125, 225: 제2긴장재 130: 제3분절거더
135: 제3긴장재 140: 제4분절거더
210: 제1강관분절거더 211: 제1강관다이어프램
220: 제2강관분절거더 221: 제2강관다이어프램
230: 제3강관분절거더 231: 제3강관다이어프램
50: 슬리브 51: 둘레부
52: 사잇 플레이트

Claims (21)

1. 다수의 관통공이 관통 형성된 제1강관다이어프램이 양단에 형성된 제1강관분절거더와;
   상기 제1강관분절거더의 관통공의 일부 이상과 정렬되는 다수의 관통공이 형성된 제2강관다이어프램이 양단에 형성되고, 상기 제1강관분절거더의 양측에 배열되는 한 쌍의 제2강관분절거더와;
   상기 제1강관다이어프램과 상기 제2강관다이어프램의 관통공을 연결한 상태로 긴장 정착되어, 상기 제1강관분절거더에 압축 프리스트레스를 도입하면서 상기 제1강관분절거더와 상기 한 쌍의 제2강관분절거더를 결합시키는 제1긴장재를;
   포함하여 구성된 분절 거더로 제작된 프리스트레스트 거더.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1강관분절거더는 2개 이상의 강관분절거더로 이루어진 것을 특징으로 하는 분절 거더로 제작된 프리스트레스트 거더.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1강관분절거더 및 상기 제2강관분절거더의 관통공의 일부 이상과 정렬되는 다수의 관통공이 형성된 제3강관다이어프램이 양단에 형성되고, 상기 한 쌍의 제2강관분절거더의 양측에 배열되는 한 쌍의 제3강관분절거더와;
   상기 제1강관다이어프램과 상기 제2강관다이어프램과 상기 제3강관다이어프램의 관통공을 연결한 상태로 긴장 정착되어, 상기 제1강관분절거더 및 상기 제2강관분절거더에 압축 프리스트레스를 도입하면서 상기 한 쌍의 제2강관분절거더와 상기 한 쌍의 제3강관분절거더를 각각 결합시키는 제2긴장재를;
   추가적으로 포함하는 분절거더로 제작된 프리스트레스트 거더.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제1긴장재는 상기 제2긴장재에 비하여 상기 제1강관분절거더의 중립축으로부터 더 하측으로 이격된 것을 특징으로 하는 분절 거더로 제작된 프리스트레스트 거더.
   
5. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 관통공은 상기 강관 분절 거더의 내측으로 연장 형성되어 상기 제1긴장재가 상기 강관 분절 거더의 내측에 배열되는 것을 특징으로 하는 분절 거더로 제작된 프리스트레스트 거더.
   
6. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프리스트레스트 거더는 2개 이상이 종방향으로 연결되어 연속화 교량에 사용되고, 상기 연속화 교량의 연속 지점부의 위치에 대응하는 상기 프리스트레스트 거더의 종방향 연결부에는 중립축보다 상측에 배열된 긴장재를 긴장 정착하여 상기 프리스트레스트 거더를 종방향으로 연결하면서 프리스트레스를 중립축 상측에 도입하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 거더.
   
7. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 관통공은 상기 강관 분절 거더의 외측으로 연장 형성되어 상기 제1긴장재가 상기 강관 거더의 외측에 배열되는 것을 특징으로 하는 분절 거더로 제작된 프리스트레스트 거더.
   
8. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 강관 분절 거더는 원형으로 형성되고, 상기 관통공은 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배열되며;
   상기 관통공은 상기 강관 분절 거더의 중립축 보다 상측의 상기 강관 다이어프램에도 형성되어, 상기 중립축보다 상측에 위치한 관통공에 관통 설치된 긴장재는 상기 교량용 거더에 바닥판이 합성된 이후에 긴장 정착되는 것을 특징으로 하는 분절 거더로 제작된 프리스트레스트 거더.
   
9. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   인접한 2개의 강관 분절 거더의 외주면의 감싸는 둘레부와, 상기 강관 분절 거더의 사이에 개재(介在)되어 긴장재가 관통하는 사잇 플레이트가 형성된 슬리브가 설치된 것을 특징으로 하는 분절 거더로 제작된 프리스트레스트 거더.
   
10. 다수의 관통공이 제1강관다이어프램에 관통 형성되고 압축 프리스트레스가 도입된 제1강관분절거더를 준비하는 단계와;
    상기 제1강관분절거더의 관통공의 일부 이상과 정렬되는 다수의 관통공이 형성된 제2강관다이어프램이 양단에 형성된 한 쌍의 제2강관분절거더를 준비하는 단계와;
    상기 제1강관분절거더의 양측에 상기 한 쌍의 제2강관분절거더를 배치시키고 상기 관통공을 정렬시킨 후, 상기 제1강관다이어프램과 상기 제2강관다이어프램의 관통공을 제1긴장재로 연결한 상태로 긴장 정착하여, 상기 제1강관분절거더에 압축 프리스트레스를 도입하면서 상기 제1강관분절거더와 상기 한 쌍의 제2강관분절거더를 결합시키는 단계를;
    포함하는 프리스트레스트 거더의 제작 방법.
    
11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1강관분절거더와 상기 제2강관분절거더의 관통공의 일부 이상과 정렬되는 다수의 관통공이 형성된 제3강관다이어프램이 양단에 형성된 한 쌍의 제3강관분절거더를 준비하는 단계와;
    상기 한 쌍의 제2강관분절거더의 양측에 상기 한 쌍의 제3강관분절거더를 각각 배치시키고 상기 관통공을 정렬시킨 후, 상기 제1강관다이어프램과 상기 제2강관다이어프램과 상기 제3강관다이어프램의 관통공을 제2긴장재로 연결한 상태로 긴장 정착하여, 상기 제1강관분절거더 및 상기 제2강관분절거더에 압축 프리스트레스를 도입하면서 상기 한 쌍의 제2강관분절거더와 상기 한 쌍의 제3강관분절거더를 결합시키는 단계를;
    더 포함하는 프리스트레스트 거더의 제작 방법.
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