KR101451820B1 - 프리플렉스 거더의 제작방법 및 이를 이용한 프리플렉스 합성형 라멘교 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 거더의 전체 길이에 걸쳐 균일한 응력 및 모멘트 발생이 가능하도록 하여 효율적인 거더 설계가 가능하며, 보다 적은 힘으로 충분한 프리플렉션 하중을 줄 수 있도록 한 프리플렉스 거더의 제작방법 및 이를 이용한 프리플렉스 합성형 라멘교 시공방법에 관한 것으로, 강재 빔 양단부 각각에 고정홀이 상부에 형성되는 지지 빔을 수직으로 결합시켜 강재 빔을 제작하는 강재 빔 준비 단계, 상기 지지 빔의 고정홀을 관통하여 지지하는 고정핀이 구비된 양측 지지대에 준비된 상기 강재 빔을 거치하는 강재 빔 거치 단계, 상기 지지 빔의 하단부 내측에 위치하는 유압장치를 통해 외측으로 하중을 가하는 하중 재하 단계, 하중 재하 상태에서 상기 강재 빔 하부에 콘크리트 케이싱을 설치하고 콘크리트 타설 및 양생을 실시하는 콘크리트 타설 및 양생 단계 및 유압장치를 통해 가해지는 하중을 제거하는 하중 제거 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

프리플렉스 거더의 제작방법 및 이를 이용한 프리플렉스 합성형 라멘교 시공방법{Manufacturing method for a pre flex girder and constructing method for composite rahmen bridge using the pre flex girder}

본 발명은 프리플렉스 거더의 제작방법 및 이를 이용한 프리플렉스 합성형 라멘교 시공방법에 관한 것이다.

프리플렉스 거더(Pre flex girder)는 I형 단면의 강재(鋼材)에 하중(荷重)을 재하(在荷)한 상태에서 강재의 하부 플랜지에 콘크리트(Concrete)를 타설 및 양생(養生)한 후 하중을 제거함으로써 콘크리트부에 사전응력(Prestress)을 도입한 거더를 지칭한다.

이와 같은 프리플레스 거더의 제작방법의 종래기술로는 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2006-0103691호(2006.10.4.공개)가 있으며, 이 종래기술은 강형의 양단 하부에 지지수단을 설치하고 강형 상부 중간에는 유압 잭을 설치하여 유압 잭을 작동시켜 하중을 재하하는 방법을 보여주고 있다.

그런데 이러한 종래기술은 중앙부 내지 특정부위에 집중적으로 하중이 가해지므로 거더 전체에 걸쳐 고른 응력의 분포가 발생되지 않고 가해지는 하중도 상당히 크게 될 뿐만 아니라 하중 재하를 위해 구비되어야 하는 부가장치들도 복잡해지는 등 전체적으로 제작 및 시공에 어려움이 있는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2006-0103691호(2006.10.4.공개)

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 거더의 전체 길이에 걸쳐 균일한 응력 및 모멘트 발생이 가능하도록 하여 효율적인 거더 설계가 가능하도록 한 프리플렉스 거더의 제작방법 및 이를 이용한 프리플렉스 합성형 라멘교 시공방법을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 보다 적은 힘의 작용으로도 충분한 프리플렉션 하중을 가할 수 있도록 한 프리플렉스 거더의 제작방법 및 이를 이용한 프리플렉스 합성형 라멘교 시공방법을 제공하고자 하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 제작 및 시공이 용이하며 별도의 복잡한 부가장치가 요구되지 않는 프리플렉스 거더의 제작방법 및 이를 이용한 프리플렉스 합성형 라멘교 시공방법을 제공하고자 하는 데 목적이 있다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명인 프리플렉스 거더의 제작방법은,

처짐을 고려하여 반대방향으로 솟음을 부가한 강재 빔 양단부 각각에 고정홀이 상부에 형성되는 지지 빔을 수직으로 결합시켜 강재 빔을 제작하는 강재 빔 준비 단계,

상기 지지 빔의 고정홀을 관통하여 지지하는 고정핀이 구비된 양측 지지대에 준비된 상기 강재 빔을 거치하는 강재 빔 거치 단계,

상기 지지 빔의 하단부 내측에 위치하는 유압장치를 통해 외측으로 하중을 가하는 하중 재하 단계,

하중 재하 상태에서 상기 강재 빔 하부에 콘크리트 케이싱을 설치하고 콘크리트 타설 및 양생을 실시하는 콘크리트 타설 및 양생 단계 및

유압장치를 통해 가해지는 하중을 제거하는 하중 제거 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 유압장치를 통해 상기 지지 빔에 하중을 가하는 경우, 상기 지지 빔의 상부에서도 하부로 하중을 동시에 가하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 프리플렉스 합성형 라멘교 시공방법에 관한 것으로,

상부에 하부 수직 빔의 일부가 노출되어 구성되는 교량지지부를 설치하는 교량지지부 설치 단계,

제작된 프리플렉스 거더의 지지 빔을 하부 수직 빔 상부에 설치하는 프리플렉스 거더 거치 단계,

상기 지지 빔과 하부 수직 빔 주위로 콘크리트를 타설하는 벽체 타설 단계를 더 포함하여 이루어지며,

상기 프리플렉스 거더 거치 단계에서는,

상기 지지 빔과 하부 수직 빔의 볼트 결합을 통해 체결하되, 하중 제거 후 강재 빔의 복원량을 측정하여 지지 빔과 하부 수직 빔의 결합 위치를 미세조정하는 프리플렉스 고정 단계가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해, 본 발명인 프리플렉스 거더의 제작방법 및 이를 이용한 프리플렉스 합성형 라멘교 시공방법은 거더의 전체 길이에 걸쳐 균일한 응력 및 모멘트 발생이 가능하도록 하여 거더의 중앙부 등에 집중적으로 높은 응력이 발생되는 종래기술과 비교하여 안전하고 효율적인 거더 설계가 가능하게 할 뿐만 아니라, 지지 빔을 통해 하중을 재하함으로써 보다 적은 힘으로 충분한 프리플렉션 하중을 가할 수 있으며, 제작 및 시공이 용이하며 별도의 복잡한 부가장치를 사용하지 않고서도 프리플렉스 거더를 제작할 수 있으며 프리플렉스 합성형 라멘교를 시공할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 프리플렉스 거더의 제작방법 및 이를 이용한 프리플렉스 합성형 라멘교 시공방법를 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 강재 빔 준비 단계를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 강재 빔 거치 단계를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 하중 재하 단계를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 콘크리트 타설 및 양생 단계를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 하중 제거 단계를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 교량지지부 설치 단계를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 프리플렉스 거더 거치 단계를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 벽체 타설 단계를 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 프리플렉스 거더의 제작방법 및 이를 이용한 프리플렉스 합성형 라멘교 시공방법에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 프리플렉스 거더의 제작방법 및 이를 이용한 프리플렉스 합성형 라멘교 시공방법를 도시한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 강재 빔 준비 단계를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 강재 빔 거치 단계를 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 하중 재하 단계를 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 콘크리트 타설 및 양생 단계를 도시한 단면도이며, 도 6은 본 발명의 하중 제거 단계를 도시한 단면도이며, 도 7은 본 발명의 교량지지부 설치 단계를 도시한 단면도이며, 도 8은 본 발명의 프리플렉스 거더 거치 단계를 도시한 단면도이며, 도 9는 본 발명의 벽체 타설 단계를 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리플렉스 거더의 제작방법은 강재 빔 준비 단계(S1), 강재 빔 거치 단계(S2), 하중 재하 단계(S3), 콘크리트 타설 및 양생 단계(S4), 하중 제거 단계(S5)의 순으로 이루어진다.

여기서, 강재 빔 준비 단계(S1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 처짐을 고려하여 반대방향으로 솟음을 부가한 I형 빔(I형 단면의 빔)으로 이루어지는 강재 빔(1) 양단부 각각에 고정홀(3,Fixing hole)이 상부에 형성되는 지지 빔(2)을 수직으로 결합시켜 강재 빔(1)을 제작하는 과정이다.

상기 강재 빔(1)과 지지 빔(2)의 결합은 여러가지 방법이 사용될 수 있으나, 볼트 결합 등의 쉽게 분리가 가능한 방법을 통해 프리플렉스 거더의 제작 후 지지 빔(2)이 필요하지 않는 경우 지지 빔(2)을 분리 제거하여 사용할 수도 있다.

상기 지지 빔(2)도 I형 빔이 사용됨이 바람직하며, 상기 강재 빔(1)의 양단면에 상기 지지 빔(2)의 플랜지(Flange)가 결합되는 형태가 바람직하다. 이때, 상기 고정홀(3)은 지지 빔(2)의 웨브(Web)에 형성된다.

상기 강재 빔 거치 단계(S2)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 지지 빔(2)의 고정홀(3)을 관통하여 지지하는 고정핀(4,Fixing pin)이 구비된 양측 지지대(5)에 준비된 상기 강재 빔(1)을 거치하는 과정이다.

즉, 양측 지지대(5) 상부에 수직으로 형성되는 고정핀(4)이 상기 지지 빔(2)의 고정홀(3)을 관통하여 지지하는 형태이다.

상기 하중 재하 단계(S3)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 지지 빔(2)의 하단부 내측에 위치하는 유압장치(6)를 통해 외측으로 하중을 가하는 과정이다. 이를 통해 상기 지지 빔(2)은 상기 지지대(5)의 고정핀(4)을 중심으로 회전하게 되며, 상기 강재 빔(1)에는 양단에 모멘트(Moment)가 발생하게 된다.

이와 같이, 본 발명은 직접 강재 빔(1)의 상하부에 수직으로 집중적인 하중을 가하는 종래기술과 달리 지지 빔(2)을 통해 하중을 가함으로써 강재 빔(1) 내부에 발생되는 응력이 균일하게 분포하게 되며, 강재 빔(1) 외면에 하중이 집중하여 가해지지 않으므로 강재 빔(1)의 표면 변형도 발생되지 않을 뿐만 아니라 상대적으로 적은 힘으로도 충분한 하중을 부여할 수 있게 된다.

상기 유압장치(6)를 통해 상기 지지 빔(2)에 하중을 가하는 경우, 강재 빔(1)에 부가한 솟음량이 거의 수평이 될 때까지 하중을 가해야 하며, 필요시 상기 지지 빔(2)의 상부에서도 하부로 하중을 동시에 부가할 수 있다.

상기 콘크리트 타설 및 양생 단계(S4)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 하중 재하 상태에서 상기 강재 빔(1) 하부에 콘크리트(C) 케이싱(Casing)을 설치하고 콘크리트(C)의 타설 및 양생을 실시하는 과정이다.

종래기술과 같이, 통상 강재 빔(1)의 하부 플랜지에 콘크리트(C)를 타설 및 양생하게 된다.

상기 하중 제거 단계(S5), 도 6에 도시된 바와 같이, 유압장치(6)를 통해 가해지는 하중을 제거하는 과정이다.

이와 같은 방법으로 제작된 프리플렉스 거더의 제작방법을 이용한 프리플렉스 합성형 라멘교 시공방법에 대해 설명하면, 본 발명은 교량지지부 설치 단계(S6), 프리플렉스 거더 거치 단계(S7), 벽체 타설 단계(S8)를 더 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 교량지지부 설치 단계(S6)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상부에 강재인 하부 수직 빔(7)의 일부가 노출되어 구성되며 상부의 프리플렉스 거더를 지지하는 수직부재인 교량지지부(8)를 설치하는 과정이다.

상기 프리플렉스 거더 거치 단계(S7)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 제작된 프리플렉스 거더의 지지 빔(2)을 하부 수직 빔(7) 상부에 설치하는 과정이다.

이 단계에서는 상기 지지 빔(2)과 하부 수직 빔(7)의 볼트 결합을 통해 체결하되, 하중 제거 후 강재 빔(1)의 복원량 등을 측정하여 지지 빔(2)과 하부 수직 빔(7)의 결합 위치를 미세조정하는 프리플렉스 고정 단계가 포함되어 구성된다.

즉, 상기 지지 빔(2)과 하부 수직 빔(7)의 볼트 공을 볼트의 나사부 외경보다 크게 형성하거나 볼트 공을 길게 형성하는 등의 방법을 통해 상기 지지 빔(2)과 하부 수직 빔(7)은 서로 상대 이동이 가능하도록 함으로 강재 빔(1)의 복원량 등에 따라 상기 지지 빔(2)과 하부 수직 빔(7)의 결합 위치를 조정가능하도록 구성한다.

상기 벽체 타설 단계(S8)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 지지 빔(2)과 하부 수직 빔(7) 주위로 콘크리트(C)를 타설하고 양생하는 과정이다.

상기한 바와 같은 구성을 통해, 본 발명인 프리플렉스 거더의 제작방법 및 이를 이용한 프리플렉스 합성형 라멘교 시공방법은 거더의 전체 길이에 걸쳐 균일한 응력 및 모멘트 발생이 가능하도록 하여 거더의 중앙부 등에 집중적으로 높은 응력이 발생되는 종래기술에 비해 안전하고 효율적인 거더 설계가 가능하게 할 뿐만 아니라, 지지 빔(2)을 통해 하중을 재하함으로써 보다 적은 힘으로 충분한 프리플렉션 하중을 줄 수 있으며, 제작 및 시공이 용이하며 별도의 복잡한 부가장치의 사용없이도 프리플렉스 거더를 제작할 수 있으며 프리플렉스 합성형 라멘교를 시공할 수 있는 특징을 가지게 되는 것이다.

1: 강재 빔 2: 지지 빔
3: 고정홀 4: 고정핀
5: 지지대 6: 유압장치
7: 하부 수직 빔 8: 교량지지부
C: 콘크리트

Claims (3)

1. 강재 빔 양단부 각각에 고정홀이 상부에 형성되는 지지 빔을 수직으로 결합시켜 강재 빔을 제작하는 강재 빔 준비 단계,
   상기 지지 빔의 고정홀을 관통하여 지지하는 고정핀이 구비된 양측 지지대에 준비된 상기 강재 빔을 거치하는 강재 빔 거치 단계,
   상기 지지 빔의 하단부 내측에 위치하는 유압장치를 통해 외측으로 하중을 가하는 하중 재하 단계,
   하중 재하 상태에서 상기 강재 빔 하부에 콘크리트 케이싱을 설치하고 콘크리트 타설 및 양생을 실시하는 콘크리트 타설 및 양생 단계 및
   유압장치를 통해 가해지는 하중을 제거하는 하중 제거 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는
   프리플렉스 거더의 제작방법
   
2. 청구항 1에 있어서,
   유압장치를 통해 상기 지지 빔에 하중을 가하는 경우, 상기 지지 빔의 상부에서도 하부로 하중을 동시에 가하는 것을 특징으로 하는
   프리플렉스 거더의 제작방법
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2의 프리플렉스 거더의 제작방법을 이용한 프리플렉스 합성형 라멘교 시공방법에 있어서,
   상부에 하부 수직 빔의 일부가 노출되어 구성되는 교량지지부를 설치하는 교량지지부 설치 단계,
   제작된 프리플렉스 거더의 지지 빔을 하부 수직 빔 상부에 설치하는 프리플렉스 거더 거치 단계 및
   상기 지지 빔과 하부 수직 빔 주위로 콘크리트를 타설하는 벽체 타설 단계를 더 포함하여 이루어지며,
   상기 프리플렉스 거더 거치 단계에서는,
   상기 지지 빔과 하부 수직 빔의 볼트 결합을 통해 체결하되, 하중 제거 후 강재 빔의 복원량을 측정하여 지지 빔과 하부 수직 빔의 결합 위치를 미세조정하는 프리플렉스 고정 단계가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는
   프리플렉스 합성형 라멘교 시공방법
   

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