KR101395114B1 - 프리캐스트 판넬을 이용한 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 구조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프리캐스트 판넬을 이용한 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 구조에 관한 것으로 특히, 소정형상을 갖도록 공장에서 제작한 프리캐스트 판넬들을 소정거리를 두고 배치한 상기 파형 강판 웨브의 상,하부 플랜지 플레이트 상면 사이에 거푸집 형태로 각각 고정 설치하고, 상기 프리캐스트 판넬의 상부에 각각 복수의 슬래브 철근을 정해진 형상을 갖게 배근하며, 상기 프리캐스트 판넬들의 전,후부에 각각 거푸집을 설치함과 동시에 상부 프리캐스트 판넬의 양측으로도 일정 거리만큼 돌출되게 거푸집을 설치하고, 상기 상,하 프리캐스트 판넬 상부를 포함하여 상부 프리캐스트 판넬 양측에 설치한 거푸집 상면부에 소정 두께로 콘크리트를 타설하여 한 쌍의 파형 강판 웨브 상,하부에 각각 소정형상을 갖는 상,하부 콘크리트 슬래브를 일체로 성형한 것을 특징으로 한다.
따라서, 프리캐스트 판넬 자체가 거푸집의 기능도 겸용하게 되므로 상,하부 슬래브 타설시 박스 내부에 거푸집 및 동바리 작업이 설치가 필요 없어 시공성을 대폭 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 안전성을 확보할 수 있고, 고강도 프리캐스트 판넬이 공장에서 제작되므로 인해 품질확보 및 대량생산으로 인하여 공기단축과 더불어 시공공정 개선으로 원가절감 및 교량의 내구성을 확보할 수 있으며, 프리캐스트 판넬이 현장 타설 콘크리트와 완전합성작용으로 구조적으로 안정성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상부 콘크리트 자중을 경감시켜 거더 높이 축소가 가능함은 물론 하부구조의 내진 저항성을 대폭 확보할 수 있고, 하부 슬래브는 프리캐스트 판넬의 상부 즉, 박스 내부에 설치된 형태를 갖게 되므로 외관상 미려한 상태를 유지시킬 수 있어 상품성도 대폭 향상시킬 수 있다.
따라서, 프리캐스트 판넬 자체가 거푸집의 기능도 겸용하게 되므로 상,하부 슬래브 타설시 박스 내부에 거푸집 및 동바리 작업이 설치가 필요 없어 시공성을 대폭 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 안전성을 확보할 수 있고, 고강도 프리캐스트 판넬이 공장에서 제작되므로 인해 품질확보 및 대량생산으로 인하여 공기단축과 더불어 시공공정 개선으로 원가절감 및 교량의 내구성을 확보할 수 있으며, 프리캐스트 판넬이 현장 타설 콘크리트와 완전합성작용으로 구조적으로 안정성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상부 콘크리트 자중을 경감시켜 거더 높이 축소가 가능함은 물론 하부구조의 내진 저항성을 대폭 확보할 수 있고, 하부 슬래브는 프리캐스트 판넬의 상부 즉, 박스 내부에 설치된 형태를 갖게 되므로 외관상 미려한 상태를 유지시킬 수 있어 상품성도 대폭 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 프리캐스트 판넬을 이용한 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 구조에 관한 것으로 보다 구체적으로는 복수의 종방향 및 횡방향 매입 철근과 복수의 T형 유공 강판을 상호 격자 형태로 결합하고 이에 콘크리트를 타설하는 방법을 통해 공장에서 제작해온 프리캐스트 판넬(매설용 거푸집)을 현장에서 한 쌍의 파형 강판 웨브 상,하부의 플랜지 플레이트 상면 사이에 거푸집 형태로 고정 설치하고, 상기 T형 유공 강판 등을 이용하여 프리캐스트 판넬의 상부에 슬래브 철근을 배근함은 물론 최소의 두께로 현장에서 콘크리트를 타설함으로써, 슬래브용 거푸집을 포함한 동바리 등의 설치 및 해체가 필요 없어 공기를 대폭 단축시킬 수 있고, 또 고강도의 프리캐스트 판넬은 공장에서 제작함으로써 품질 확보 및 대량 생산이 가능하여 공사비를 절감할 수 있으며, 또한 현장 콘크리트와 완전합성작용에 의해 구조적 안정성을 향상시킬 수 있고, 특히 고소 교량에서 빈번히 발생할 수 있어 슬래브용 거푸집 및 동바리 작업자의 낙하사고 위험에도 유리하도록 발명한 프리캐스트 판넬을 이용한 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 구조에 관한 것이다.
일반적으로 I자형 또는 박스형 단면을 가지는 프리스트레스트 콘크리트 거더에 있어서 자중의 20~30%를 차지하는 복부를 경량의 파형 강판 웨브로 대체하여 자중을 대폭적으로 절감시킨 강 콘크리트 합성구조의 일종으로서 파형 강판 웨브 피에스씨 합성 거더가 알려져 있다.
이와 같은 파형 강판 웨브 피에스씨 합성 거더에서는 이종재료인 파형 강판 웨브와 콘크리트 상,하부 콘크리트 플랜지('슬래브' 또는 '데크'라고도 한다) 사이의 완전한 합성을 얻기 위한 접합부의 구조가 중요한 설계상 및 시공상의 요구조건이 된다.
이와 같은 파형 강판 웨브 피에스씨 박스 거더교의 슬래브 구조는 통상 도 1과 같이 상부 콘크리트 슬래브(20a)와 하부 콘크리트 슬래브(20b) 및 상,하면에서 수평방향으로 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b)가 일체로 용접된 파형 강판 웨브(10)로 구성되어 있다.
이때, 상부 및 하부 콘크리트 슬래브는 콘크리트 타설을 위한 BOX 거더 내,외부에 슬래브용 거푸집 및 동바리가 설치되어 진다.
또, 상부 가설공법에는 고정지보공식, I.L.M공법, F.C.M공법 등이 있으며, 모든 공법에 콘크리트 슬래브는 현장에서 거푸집 및 동바리 설치와 해제를 포함하여 콘크리트 타설 및 양생 등의 과정을 거치게 된다.
즉, 종래 대부분의 파형 강판 웨브 피에스씨 박스 거더는 현장에서 직접 제작하는 방식을 채택하고 있으므로 과다한 공기손실은 물론 시공공정이 복잡하고, 거푸집 및 동바리의 설치 및 해제시 많은 낙하 위험 사고가 발생(특히 하부슬래브 콘크리트 타설을 위한 거푸집 및 동바리 설치시 많이 발생)되고 있어 경제성과 시공성 및 안전성에 있어서 매우 취약한 실정이다.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 복수의 종방향 및 횡방향 매입 철근과 복수의 T형 유공 강판을 상호 격자 형태로 결합하고 이에 콘크리트를 타설하는 방법을 통해 프리캐스트 판넬(매설용 거푸집)을 공작에서 제작하여 현장으로 이송해 온 다음, 현장에서 정해진 거리를 두고 설치한 한 쌍의 파형 강판 웨브 상,하부 플랜지 플레이트 상면 사이에 상기 프리캐스트 판넬을 거푸집 형태로 고정 설치하고, 상기 T형 유공 강판 등을 이용하여 프리캐스트 판넬의 상부에 슬래브 철근을 배근한 후 최소 두께로 현장에서 콘크리트를 타설하는 방법을 통해 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브를 제조할 수 있도록 함으로써 프리캐스트 판넬 자체가 거푸집의 기능도 겸용하게 되므로 상,하부 슬래브 타설시 박스 내부에 거푸집 및 동바리 작업이 설치가 필요 없어 시공성을 대폭 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 안전성을 확보할 수 있고, 또 고강도 프리캐스트 판넬이 공장에서 제작되므로 인해 품질확보 및 대량생산으로 인하여 공기단축과 더불어 시공공정 개선으로 원가절감 및 교량의 내구성을 확보할 수 있으며, 또한 프리캐스트 판넬이 현장 타설 콘크리트와 완전합성작용으로 구조적으로 안정성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상부 콘크리트 자중을 경감시켜 거더 높이 축소가 가능함은 물론 하부구조의 내진 저항성을 대폭 확보할 수 있고, 또 하부 슬래브는 프리캐스트 판넬의 상부 즉, 박스 내부에 설치된 형태를 갖게 되므로 외관상 미려한 상태를 유지시킬 수 있어 상품성도 대폭 향상시킬 수 있는 프리캐스트 판넬을 이용한 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 구조는, 상,하면에서 수평방향으로 플랜지 플레이트가 일체로 용접된 한 쌍의 파형 강판 웨브를 소정거리 이격시켜 놓은 상태에서 소정형상을 갖는 상,하부 콘크리트 슬래브를 각각 타설한 구성을 갖는 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 구조에 있어서, 소정형상을 갖도록 공장에서 제작한 프리캐스트 판넬들을 소정거리를 두고 배치한 상기 파형 강판 웨브의 상,하부 플랜지 플레이트 상면 사이에 거푸집 형태로 각각 고정 설치하고, 상기 프리캐스트 판넬의 상부에 각각 복수의 슬래브 철근을 정해진 형상을 갖게 배근하며, 상기 프리캐스트 판넬들의 전,후부에 각각 거푸집을 설치함과 동시에 상부 프리캐스트 판넬의 양측으로도 일정 거리만큼 돌출되게 거푸집을 설치하고, 상기 상,하 프리캐스트 판넬 상부를 포함하여 상부 프리캐스트 판넬 양측에 설치한 거푸집 상면부에 소정 두께로 콘크리트를 타설하여 한 쌍의 파형 강판 웨브 상,하부에 각각 소정형상을 갖는 상,하부 콘크리트 슬래브를 각각 일체로 성형한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 프리캐스트 판넬은 횡방향에 대해 소정간격을 두고 배치되어 횡방향 전단 저항력을 높여 주는 복수의 횡방향 매입 철근과; 상,하 두 줄로 정해진 간격을 두고 복수의 슬래브 철근 관통홀과 종방향 매입 철근 관통홀이 천공된 형태를 갖고 상기 횡방향 매입 철근들 중 전,후방 측의 두 횡방향 매입 철근 사이에 배치되는 복수의 T형 유공 강판과; 상기 횡방향 매입 철근의 상부에서 교차방향으로 설치됨은 물론 상기 T형 유공 강판들에 천공된 종방향 매입 철근 관통홀들을 관통하는 형태로 설치되어 종방향 전단 저항력을 높여 주는 복수의 종방향 매입 철근과; 상기 T형 유공 강판의 저부 일부를 포함하여 상기 횡방향 및 종방향 매입 철근이 내부에 매설되도록 소정두께와 폭 및 길이를 갖게 타설되는 콘크리트부;로 구성한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 파형 강판 웨브의 상,하부 플랜지 플레이트 상면 내측에는 정해진 거리를 두고 앵커 볼트를 용접을 통해 고정 설치하고, 상기 프리캐스트 판넬의 양측에서 수직방향으로는 상기 앵커 볼트가 통과되는 볼트 통과공을 형성시켜 주어 상기 볼트 통과공을 통해 콘크리트부의 상면으로 노출된 상,하부 플랜지 플레이트의 앵커 볼트 단부에 너트를 체결시켜 상기 프리캐스트 판넬들을 두 파형 강판 웨브의 상,하부 플랜지 플레이트들 상면 사이에 거푸집 형태로 각각 고정 설치할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프리캐스트 판넬에 내설된 횡방향 매입 철근들의 양단부는 상기 콘크리트부의 양측면을 통해 외부로 노출되게 연장 설치하되, 외부로 노출된 상기 횡방향 매입 철근의 양단부에는 "∩"형 걸림고리를 일체로 더 절곡 성형하여 중량체인 상기 프리캐스트 판넬을 인양 및 이동하고자 할 때 호이스트나 기중기의 와이어를 걸 수 있도록 함은 물론 상,하부 콘크리트 슬래브 타설시 추가로 설치되는 슬래브 횡방향 철근을 고정할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 프리캐스트 판넬을 파형 강판 웨브의 하부 플랜지 플레이트 상면에 올려놓고 앵커 볼트와 너트를 이용하여 고정할 때, 상기 프리캐스트 판넬을 포함하여 "∩"형 걸림고리와 상기 파형 강판 웨브의 내면 사이에 콘크리트 삽입용 틈새가 발생하도록 소정 폭만큼 이격시켜 고정한 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 슬래브 구조를 이용한 프리캐스트 판넬을 이용한 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 시공방법은, 상,하면에서 수평방향으로 플랜지 플레이트가 일체로 용접된 한 쌍의 파형 강판 웨브를 소정거리 이격시켜 놓은 상태에서 소정형상을 갖는 상,하부 콘크리트 슬래브를 각각 타설하여 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브를 시공하는 방법에 있어서, 공장에서 소정형상을 갖는 프리캐스트 판넬을 제작하여 현장으로 이송하는 공정과; 공장 또는 현장에서 제작한 한 쌍의 파형 강판 웨브를 소정거리 이격시켜 현장의 지면에 설치하는 공정과; 상기 파형 강판 웨브의 상,하부 플랜지 플레이트 상면 사이에 상기 프리캐스트 판넬을 거푸집 형태로 앵커 볼트 및 너트를 통해 각각 고정 설치하는 공정과; 상기 프리캐스트 판넬에 구비된 T형 유공 강판과 횡방향 매입 철근들을 이용하여 상기 프리캐스트 판넬의 상부에 슬래브 철근을 배근하는 공정과; 상,하부 플랜지 플레이트 상면 사이에 설치된 프리캐스트 판넬의 전,후부에 거푸집을 설치함은 물론 상부 프리캐스트 판넬의 경우 양측으로도 일정 거리만큼 거푸집을 설치하는 공정과; 상기 상,하 프리캐스트 판넬 상부를 포함하여 상부 프리캐스트 판넬 양측에 설치한 거푸집 상면부에 콘크리트를 타설하여 소정형상을 갖는 상,하부 콘크리트 슬래브를 타설하는 공정과; 타설된 콘트리트의 양생이 완료되면 상,하부 콘크리트 슬래브 주변에 설치했던 거푸집들을 해체하여 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브의 제작을 완료하는 공정;으로 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 프리캐스트 판넬을 이용한 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 구조에 의하면, 소정 형상을 갖도록 공장에서 제작하여 현장으로 이송한 프리캐스트 판넬을 정해진 거리를 두고 배치된 한 쌍의 파형 강판 웨브 상,하부 플랜지 플레이트 상면 사이에 거푸집 형태로 고정 설치하고, 상기 프리캐스트 판넬의 상부에 슬래브 철근을 배근한 후 최소 두께로 현장에서 콘크리트를 타설하는 방법을 통해 상,하부 콘크리트 슬래브를 일체로 성형해 줌으로써 첫째 프리캐스트 판넬 자체가 거푸집의 기능도 겸용하게 되므로 상,하부 슬래브 타설시 박스 내부에 거푸집 및 동바리 작업이 설치가 필요 없어 시공성을 대폭 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 안전성을 확보할 수 있다.
둘째, 고강도 프리캐스트 판넬이 공장에서 제작되므로 인해 품질확보 및 대량생산으로 인하여 공기단축과 더불어 시공공정 개선으로 원가절감 및 교량의 내구성을 확보할 수 있다.
셋째, 프리캐스트 판넬이 현장 타설 콘크리트와 완전합성작용으로 구조적으로 안정성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상부 콘크리트 자중을 경감시켜 거더 높이 축소가 가능함은 물론 하부구조의 내진 저항성을 대폭 확보할 수 있다.
넷째, 하부 슬래브는 프리캐스트 판넬의 상부 즉, 박스 내부에 설치된 형태를 갖게 되므로 외관상 미려한 상태를 유지시킬 수 있어 상품성도 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 종래 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 측면도.
도 2는 본 발명이 적용된 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 측면도.
도 3은 본 발명에서 사용한 프리캐스트 판넬의 사시도.
도 4는 본 발명이 적용된 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교 중 하부 콘크리트 슬래브의 확대 단면도.
도 5는 본 발명에서 사용한 프리캐스트 판넬의 측단면도.
도 2는 본 발명이 적용된 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 측면도.
도 3은 본 발명에서 사용한 프리캐스트 판넬의 사시도.
도 4는 본 발명이 적용된 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교 중 하부 콘크리트 슬래브의 확대 단면도.
도 5는 본 발명에서 사용한 프리캐스트 판넬의 측단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명이 적용된 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 측면도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명에서 사용한 프리캐스트 판넬의 사시도를 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명이 적용된 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교 중 하부 콘크리트 슬래브의 확대 단면도를 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명에서 사용한 프리캐스트 판넬의 측단면도를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명의 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 구조는,
상,하면에서 수평방향으로 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b)가 일체로 용접된 한 쌍의 파형 강판 웨브(10)를 소정거리 이격시켜 놓은 상태에서 소정형상을 갖는 상,하부 콘크리트 슬래브(20a)(20b)를 각각 타설한 구성을 갖는 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 구조에 있어서,
소정형상을 갖도록 공장에서 제작한 프리캐스트 판넬(30)들을 소정거리를 두고 배치한 상기 파형 강판 웨브(10)의 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b) 상면 사이에 거푸집 형태로 각각 고정 설치하고,
상기 프리캐스트 판넬(30)의 상부에 각각 복수의 슬래브 철근(40)을 정해진 형상을 갖게 배근하며, 상기 프리캐스트 판넬(30)들의 전,후부에 각각 거푸집(50)을 설치함과 동시에 상부 프리캐스트 판넬(30)의 양측으로도 일정 거리만큼 돌출되게 거푸집(50)을 설치하고,
상기 상,하 프리캐스트 판넬(30) 상부를 포함하여 상부 프리캐스트 판넬 양측에 설치한 거푸집(50) 상면부에 소정 두께로 콘크리트를 타설하여 한 쌍의 파형 강판 웨브(10) 상,하부에 각각 소정형상을 갖는 상,하부 콘크리트 슬래브(20a)(20b)를 각각 일체로 성형한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 프리캐스트 판넬(30)은,
횡방향에 대해 소정간격을 두고 배치되어 횡방향 전단 저항력을 높여 주는 복수의 횡방향 매입 철근(31)과;
상,하 두 줄로 정해진 간격을 두고 복수의 슬래브 철근 관통홀(332)과 종방향 매입 철근 관통홀(331)이 천공된 형태를 갖고 상기 횡방향 매입 철근(31)들 중 전,후방 측의 두 횡방향 매입 철근 사이에 배치되는 복수의 T형 유공 강판(33)과;
상기 횡방향 매입 철근(31)의 상부에서 교차방향으로 설치됨은 물론 상기 T형 유공 강판(33)들에 천공된 종방향 매입 철근 관통홀(331)들을 관통하는 형태로 설치되어 종방향 전단 저항력을 높여 주는 복수의 종방향 매입 철근(32)과;
상기 T형 유공 강판(33)의 저부 일부를 포함하여 상기 횡방향 및 종방향 매입 철근(31)(32)이 내부에 매설되도록 소정두께와 폭 및 길이를 갖게 타설되는 콘크리트부(34);로 구성한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 파형 강판 웨브(10)의 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b) 상면 내측에는 정해진 거리를 두고 앵커 볼트(101)를 용접을 통해 고정 설치하고, 상기 프리캐스트 판넬(30)의 양측에서 수직방향으로는 상기 앵커 볼트(101)가 통과되는 볼트 통과공(35)을 형성시켜 주어 상기 볼트 통과공(35)을 통해 콘크리트부(34)의 상면으로 노출된 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b)의 앵커 볼트(101) 단부에 너트(102)를 체결시켜 상기 프리캐스트 판넬(30)들을 두 파형 강판 웨브(10)의 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b)들 상면 사이에 거푸집 형태로 각각 고정 설치할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프리캐스트 판넬(30)에 내설된 횡방향 매입 철근(31)들의 양단부는 상기 콘크리트부(34)의 양측면을 통해 외부로 노출되게 연장 설치하되, 외부로 노출된 상기 횡방향 매입 철근(31)의 양단부에는 "∩"형 걸림고리(311)를 일체로 더 절곡 성형하여 중량체인 상기 프리캐스트 판넬(30)을 인양 및 이동하고자 할 때 호이스트나 기중기의 와이어를 걸 수 있도록 함은 물론 상,하부 콘크리트 슬래브(20a)(20b) 타설시 추가로 설치되는 슬래브 횡방향 철근들을 고정할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 프리캐스트 판넬(30)을 파형 강판 웨브(10)의 하부 플랜지 플레이트(10b) 상면에 올려놓고 앵커 볼트(101)와 너트(102)를 이용하여 고정할 때,
상기 프리캐스트 판넬(30)을 포함하여 "∩"형 걸림고리(311)와 상기 파형 강판 웨브(10)의 내면 사이에 콘크리트 삽입용 틈새(G)가 발생하도록 소정 폭만큼 이격시켜 고정한 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명 방법의 상기 슬래브 구조를 이용한 프리캐스트 판넬을 이용한 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 시공방법은,
상,하면에서 수평방향으로 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b)가 일체로 용접된 한 쌍의 파형 강판 웨브(10)를 소정거리 이격시켜 놓은 상태에서 소정형상을 갖는 상,하부 콘크리트 슬래브(20a)(20b)를 각각 타설하여 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브를 시공하는 방법에 있어서,
공장에서 소정형상을 갖는 프리캐스트 판넬(30)을 제작하여 현장으로 이송하는 공정과;
상,하면에서 수평방향으로 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b)가 일체로 용접되도록 공장 또는 현장에서 제작한 한 쌍의 파형 강판 웨브(10)를 소정거리 이격시켜 현장의 지면에 설치하는 공정과;
상기 파형 강판 웨브(10)의 상,하부 플랜지 플레이트(10b) 상면 사이에 상기 프리캐스트 판넬(30)을 거푸집 형태로 앵커 볼트(101) 및 너트(102)를 통해 각각 고정 설치하는 공정과;
상기 프리캐스트 판넬(30)에 구비된 T형 유공 강판(33)과 횡방향 매입 철근(31)들을 이용하여 상기 프리캐스트 판넬(30)의 상부에 슬래브 철근(40)을 배근하는 공정과;
상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b) 상면 사이에 설치된 프리캐스트 판넬(30)의 전,후부에 거푸집(50)을 설치함은 물론 상부 프리캐스트 판넬의 경우 양측으로도 일정 거리만큼 거푸집(50)을 설치하는 공정과;
상기 상,하 프리캐스트 판넬(30) 상부를 포함하여 상부 프리캐스트 판넬 양측에 설치한 거푸집(50) 상면부에 콘크리트를 타설하여 소정형상을 갖는 상,하부 콘크리트 슬래브(20a)(20b)를 타설하는 공정과;
타설된 콘트리트의 양생이 완료되면 상,하부 콘크리트 슬래브(20a)(20b) 주변에 설치했던 거푸집(50)들을 해체하여 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브의 제작을 완료하는 공정;으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성 및 공정으로 이루어진 본 발명의 프리캐스트 판넬을 이용한 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 구조에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 슬래브 구조는 도 2와 같이 크게 한 쌍의 파형 강판 웨브(10)와, 2개의 프리캐스트 판넬(30), 복수의 슬래브 철근(40) 및 상,하부 콘크리트 슬래브(20a)(20b)를 포함하는 것을 주요기술 구성요소로 한다.
이때, 상기 한 쌍의 파형 강판 웨브(10)는 공장 또는 현장에서 제조되는 것으로, 상,하면에서 수평방향으로는 소정폭과 길이를 갖도록 소정 두께의 철판을 긴 사각 판체 형상으로 절단한 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b)가 일체로 용접된 형태를 가지게 되는데, 이와 같은 구성을 갖는 상기 한 쌍의 파형 강판 웨브(10)는 거더의 폭에 대응하여 상호 소정거리를 두고 이격된 형태를 갖는다.
뿐만 아니라, 상기 파형 강판 웨브(10)의 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b) 상면 내측에는 후술하는 프리캐스트 판넬(30)을 각각 볼트 결합을 통해 착탈 가능하게 고정하기 위한 한 쌍의 앵커 볼트(101)가 정해진 거리를 두고 일체로 용접 설치된 형태를 갖는다.
또, 상기 프리캐스트 판넬(30)은 도 3 및 도 5와 같이 소정형상을 갖도록 공장에서 제작한 다음 현장으로 이송되어 사용되는 것으로, 전술한 바와 같이 소정거리를 두고 배치한 상기 파형 강판 웨브(10)의 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b) 상면 사이에 거푸집 형태로 각각 배치된 다음 앵커 볼트(101)와 너트(102)를 통해 착탈 가능하게 고정 설치된다.
또한, 상기 복수의 슬래브 철근(40)은 파형 강판 웨브(10)의 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b) 상면 사이에 거푸집 형태로 고정 설치된 상기 프리캐스트 판넬(30)의 상부에 각각 정해진 형상을 갖게 배근되어 상,하부 콘크리트 슬래브(20a)(20b)의 수평 및 수직방향에 대한 전체적인 전단력을 증대시켜 주는 기능을 수행하게 된다.
또, 상기 상,하부 콘크리트 슬래브(20a)(20b)는 상기 프리캐스트 판넬(30)들의 전,후부에 각각 거푸집(50)을 설치함과 동시에 상부 프리캐스트 판넬(30)의 양측으로도 일정 거리만큼 돌출되게 거푸집(50)을 설치하고 상기와 같이 슬래브 철근(40)에 대한 배근까지 완료된 다음, 상기 상,하 프리캐스트 판넬(30) 상부를 포함하여 상부 프리캐스트 판넬 양측에 설치한 거푸집(50) 상면부에 소정 두께로 콘크리트를 타설한 후 양생시킴으로 인하여 한 쌍의 파형 강판 웨브(10) 상,하부에 각각 소정형상을 갖고 일체로 성형된다.
한편, 본 발명에서 거푸집 대용으로 사용하기 위해 공장에서 고강도로 제작하는 상기 프리캐스트 판넬(30)은, 크게 복수의 횡방향 매입 철근(31)과 복수의 T형 유공 강판(33), 복수의 종방향 매입 철근(32) 및 콘크리트부(34)를 포함한 형태로 구성하였다.
이때, 상기 복수의 횡방향 매입 철근(31)은 횡방향에 대해 소정간격을 두고 배치되어 프리캐스트 판넬(30)에 대한 횡방향 전단 저항력을 높여 주는 기능을 수행하게 된다.
또, 상기 복수의 T형 유공 강판(33)은 소정 두께를 갖는 철판을 소정 폭과 길이를 갖도록 절단함과 동시에 수직방향에 대해 상,하 두 줄로 정해진 간격을 두고 복수의 슬래브 철근 관통홀(332)과 종방향 매입 철근 관통홀(331)이 천공된 형태를 갖도록 제작하여, 상기 횡방향 매입 철근(31)들 중 전,후방 측의 두 횡방향 매입 철근 사이에 배치시켜 후술하는 종방향 매입 철근(32)의 유동을 방지함과 동시에 종방향 매입 철근(33)과 같이 종방향으로 배근되는 슬래브 철근(40)들을 고정시켜 주는 기능을 수행하게 된다.
또한, 상기 복수의 종방향 매입 철근(32)은 상기 횡방향 매입 철근(31)의 상부에서 상호 교차되도록 종방향으로 정해진 간격을 두고 설치되, 상기 T형 유공 강판(33)에 천공된 종방향 매입 철근 관통홀(331)들을 관통되는 형태로 설치되어 프리캐스트 판넬(30)에 대한 종방향 전단 저항력을 높여 주는 기능을 수행하게 된다.
또, 상기 콘크리트부(34)는 전술한 바와 같이 상호 결합된 상태를 갖는 복수의 횡방향 매입 철근(31)과 복수의 T형 유공 강판(33) 및 복수의 종방향 매입 철근(32)을 소정형상으로 조립한 거푸집 내에 넣고 콘크리트를 소정두께와 폭 및 길이를 갖게 타설하여 성형한 것으로, 이와 같이 타설된 상기 콘크리트부(34) 내에는 상기 T형 유공 강판(33)의 저부 일부를 포함하여 상기 횡방향 및 종방향 매입 철근(31)(32)이 매설된 형태를 갖게 된다.
이때, 상기 프리캐스트 판넬(30)의 양측에서 수직방향으로는 상기 파형 강판 웨브(10)의 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b) 상면 내측에 설치되어 있는 상기 앵커 볼트(101)가 통과되는 볼트 통과공(35)을 더 형성시켜 줌으로써 상기 프리캐스트 판넬(30)들을 두 파형 강판 웨브(10)의 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b) 상면 사이에 거푸집 형태로 각각 고정 설치하고자 할 때, 상기 볼트 통과공(35)을 통해 콘크리트부(34)의 상면으로 노출된 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b)의 앵커 볼트(101) 단부에 너트(102)를 체결시켜 주는 작업만으로 간단히 고정할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 프리캐스트 판넬(30)에 내설된 횡방향 매입 철근(31)들의 양단부를 상기 콘크리트부(34)의 양측면을 통해 외부로 노출되게 연장시킴은 물론 상기와 같이 외부로 노출된 상기 횡방향 매입 철근(31)의 양단부에 각각 "∩"형 걸림고리(311)를 일체로 더 절곡 성형하여 주었다.
따라서, 중량체인 상기 프리캐스트 판넬(30)을 호이스트나 기중기 등을 이용하여 인양 및 이동하고자 할 때 호이스트나 기중기 등의 와이어를 걸어 간단하고 안전하게 인양 및 이송할 수 있을 뿐만 아니라, 상,하부 콘크리트 슬래브(20a)(20b)를 타설하기 앞서 추가로 설치되는 도시 생략한 슬래브 횡방향 철근들을 배근할 때 지지 및 고정수단으로 유용하게 사용할 수 있다.
또, 본 발명에서는 상기 프리캐스트 판넬(30)을 파형 강판 웨브(10)의 하부 플랜지 플레이트(10b) 상면에 올려놓고 앵커 볼트(101)와 너트(102)를 이용하여 고정할 때, 상기 프리캐스트 판넬(30)을 포함하여 "∩"형 걸림고리(311)와 상기 파형 강판 웨브(10)의 내면 사이에 콘크리트 삽입용 틈새(G)가 발생하도록 소정 폭만큼 이격시켜 주었다.
따라서, 하부 콘크리트 슬래브(20b)를 현장에서 타설할 때, 상기 프리캐스트 판넬(30)의 양측면과 상기 파형 강판 웨브(10)의 내면 사이의 콘크리트 삽입용 틈새(G)에 횡방향 매입 철근(31)에 일체로 절곡 성형된 "∩"형 걸림고리(311)가 위치된 상태에서 콘크리트 삽입용 틈새(G)로 비교적 많은 량의 콘크리트가 삽입 타설되므로 하부 프리캐스트 판넬(30)의 상면 및 양측면과 파형 강판 웨브(10) 내면 및 하부 플랜지 플레이트(10b)의 상면 사이에서 콘크리트가 완전합성작용을 하게 되어 구조적으로 매우 안정된 형태를 갖게 된다.
한편, 본 발명의 슬래브 구조를 이용한 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 시공방법은, 공장에서 소정형상을 갖는 프리캐스트 판넬(30)을 제작하여 현장으로 이송하고, 또한 상,하면에서 수평방향으로 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b)가 일체로 용접되도록 공장 또는 현장에서 제작한 한 쌍의 파형 강판 웨브(10)를 소정거리 이격시켜 현장의 지면에 설치한다.
이어서 상기와 같이 현장으로 이송시켜 온 상기 프리캐스트 판넬(30)들을 상기 파형 강판 웨브(10)의 상,하부 플랜지 플레이트(10b) 상면 사이에 각각 거푸집 형태로 앵커 볼트(101) 및 너트(102)를 이용하여 고정 설치한다.
이후, 상기 프리캐스트 판넬(30)에 구비된 T형 유공 강판(33)과 횡방향 매입 철근(31) 및 "∩"형 걸림고리(311)들을 이용하여 상기 프리캐스트 판넬(30)의 상부에 소정형상으로 절곡한 복수의 슬래브 철근(40)을 종방향 및 횡방향으로 배근한다.
이어서 상,하부 플랜지 플레이트(10a)(10b) 상면 사이에 설치된 프리캐스트 판넬(30)의 전,후부에 각각 거푸집(50)을 설치함은 물론 상부 프리캐스트 판넬의 경우는 양측으로도 상부 콘크리트 슬래브(20a)의 양측 형상에 대응하여 일정 거리만큼 돌출되게 거푸집(50)을 더 설치한다.
이후, 상기 상,하 프리캐스트 판넬(30) 상부를 포함하여 상부 프리캐스트 판넬 양측에 설치한 거푸집(50) 상면부에 콘크리트를 타설한 다음, 콘트리트의 양생이 완료되면 상기에서 설치한 거푸집(50)들을 해체함으로써 한 쌍의 파형 강판 웨브(10)와 상,하부 프리캐스트 판넬(30) 상부에 소정형상을 갖는 상,하부 콘크리트 슬래브(20a)(20b)가 일체로 성형된 형태의 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브의 제작이 완료된다.
이와 같은 구성 및 공정을 통해 프리캐스트 판넬을 이용한 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브를 제작하게 되면, 프리캐스트 판넬 자체가 거푸집의 기능도 겸용하게 되므로 상,하부 슬래브 타설시 박스 내부에 거푸집 및 동바리 작업이 설치가 필요 없어 시공성을 대폭 증대시킬 수 있음은 물론 안전성도 확보할 수 있다.
또, 고강도 프리캐스트 판넬을 공장에서 제작하여 현장으로 이송히켜 사용하게 되므로 프리캐스트 판넬에 대한 품질을 확보할 수 있고, 대량생산이 가능하게 되므로 거더교의 공기를 대폭 단축할 수 있을 뿐만 아니라 시공공정 개선으로 원가절감 및 교량의 내구성을 대폭 확보할 수 있다.
또한, 프리캐스트 판넬이 현장 타설 콘크리트와 완전합성 작용을 하게 되므로 구조적으로 안정성을 향상시킬 수 있음은 물론 상부 콘크리트 자중을 경감시켜 줄 수 있어 거더 높이를 대폭 축소할 수 있을 뿐만 아니라 하부구조의 내진 저항성 역시 대폭 확보할 수 있다.
또, 외부에서 봤을 때 하부 콘크리트 슬래브는 프리캐스트 판넬의 상부 즉, 높은 교량의 저부에서 사람들이 볼 수 없는 박스 내부에 설치된 형태를 갖게 되므로 외관상 미려한 상태를 유지하게 되어 상품성도 대폭 향상된다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기한 실시 예 및 특허청구범위에 기재된 내용만으로 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
10 : 파형 강판 웨브
10a, 10b : 상,하부 플랜지 플레이트
101 : 앵커 볼트 102 : 너트
20a, 20b : 상,하부 콘크리트 슬래브
30 : 프리캐스트 판넬
31 : 횡방향 매입 철근 311 : "∩"형 걸림고리
32 : 종방향 매입 철근
33 : T형 유공 강판
331 : 종방향 매입 철근 관통홀 332 : 슬래브 철근 관통홀
34 : 콘크리트부
35 : 볼트 통과공
40 : 슬래브 철근
50 : 거푸집
G : 콘크리트 삽입용 틈새
10a, 10b : 상,하부 플랜지 플레이트
101 : 앵커 볼트 102 : 너트
20a, 20b : 상,하부 콘크리트 슬래브
30 : 프리캐스트 판넬
31 : 횡방향 매입 철근 311 : "∩"형 걸림고리
32 : 종방향 매입 철근
33 : T형 유공 강판
331 : 종방향 매입 철근 관통홀 332 : 슬래브 철근 관통홀
34 : 콘크리트부
35 : 볼트 통과공
40 : 슬래브 철근
50 : 거푸집
G : 콘크리트 삽입용 틈새
Claims (6)
- 상,하면에서 수평방향으로 상,하부 플랜지 플레이트가 일체로 용접된 한 쌍의 파형 강판 웨브를 소정거리 이격시켜 놓은 상태에서 소정형상을 갖는 상,하부 콘크리트 슬래브를 각각 타설한 구성을 갖는 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 구조에 있어서,
소정형상을 갖도록 공장에서 제작한 프리캐스트 판넬들을 소정거리를 두고 배치한 상기 파형 강판 웨브의 상,하부 플랜지 플레이트 상면 사이에 거푸집 형태로 각각 고정 설치하고, 상기 프리캐스트 판넬의 상부에 각각 복수의 슬래브 철근을 정해진 형상을 갖게 배근하며, 상기 상,하 프리캐스트 판넬 상부를 포함하여 상부 프리캐스트 판넬 양측에 설치한 거푸집 상면부에 소정 두께로 콘크리트를 타설하여 한 쌍의 파형 강판 웨브 상,하부에 각각 소정형상을 갖는 상,하부 콘크리트 슬래브를 일체로 성형하되,
상기 프리캐스트 판넬은,
횡방향에 대해 소정간격을 두고 배치되어 횡방향 전단 저항력을 높여 주는 복수의 횡방향 매입 철근과;
상,하 두 줄로 정해진 간격을 두고 복수의 슬래브 철근 관통홀과 종방향 매입 철근 관통홀이 천공된 형태를 갖고 상기 횡방향 매입 철근들 중 전,후방 측의 두 횡방향 매입 철근 사이에 배치되는 복수의 T형 유공 강판과;
상기 횡방향 매입 철근의 상부에서 교차방향으로 설치됨은 물론 상기 T형 유공 강판들에 천공된 종방향 매입 철근 관통홀들을 관통하는 형태로 설치되어 종방향 전단 저항력을 높여 주는 복수의 종방향 매입 철근과;
상기 T형 유공 강판의 저부 일부를 포함하여 상기 횡방향 및 종방향 매입 철근이 내부에 매설되도록 소정두께와 폭 및 길이를 갖게 타설되는 콘크리트부;로 구성하며,
상기 파형 강판 웨브의 상,하부 플랜지 플레이트 상면 내측에는 정해진 거리를 두고 앵커 볼트를 용접을 통해 고정 설치하고,
상기 프리캐스트 판넬의 양측에서 수직방향으로는 상기 앵커 볼트가 통과되는 볼트 통과공을 형성시켜 주어 상기 볼트 통과공을 통해 콘크리트부의 상면으로 노출된 상,하부 플랜지 플레이트의 앵커 볼트 단부에 너트를 체결시켜 상기 프리캐스트 판넬들을 두 파형 강판 웨브의 상,하부 플랜지 플레이트들 상면 사이에 거푸집 형태로 각각 고정 설치할 수 있도록 하며,
상기 프리캐스트 판넬에 내설된 횡방향 매입 철근들의 양단부는 상기 콘크리트부의 양측면을 통해 외부로 노출되게 연장 설치하되, 외부로 노출된 상기 횡방향 매입 철근의 양단부에는 "∩"형 걸림고리를 일체로 더 절곡 성형하고,
상기 프리캐스트 판넬을 파형 강판 웨브의 하부 플랜지 플레이트 상면에 올려놓고 고정할 때,
상기 프리캐스트 판넬의 양측면과 상기 파형 강판 웨브의 내면 사이에 콘크리트 삽입용 틈새가 발생하도록 소정 폭만큼 이격시켜 고정한 것을 특징으로 하는 프리캐스트 판넬을 이용한 파형 강판 웨브 피에스씨 거더교의 슬래브 구조. - 삭제
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