KR101488503B1 - 블록을 서로 연결하기 위한 강재조각이 매립된 콘크리트 블록의 제작방법 - Google Patents

블록을 서로 연결하기 위한 강재조각이 매립된 콘크리트 블록의 제작방법 Download PDF

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    • E01D2101/285Composite prestressed concrete-metal

Abstract

본 발명은 주로 교량의 상부구조물로 사용되는 조립식 거더에 대한 것으로,
거더의 블록화로 공장제작과 대량생산을 가능하게 하여 경제성 및 품질관리성을 대폭 개선할 수 있는 조립식 거더가 복잡하고 비경제적인 연결방법 때문에 활성화 되지 못하였던 바 조립식 거더의 연결방법에 효율성을 부가하여 활성화를 추구하고자 하며,
이를 위하여 강재조각이 매립된 콘크리트 블록을 이용하여 조립식 거더를 구성하는 블록 사이의 연결이 강재끼리의 볼트연결 혹은 용접연결이 될 수 있도록 함으로써 거더의 조립이 간편해 질 수 있도록 하되 강재조각이 매립된 콘크리트 블록의 제작방법의 개선을 통하여 매립된 강재조각과 콘크리트 블록의 일체거동성을 확고히 할 뿐만 아니라 경제성까지 동시에 확보하여,
현장에서 간편한 강재끼리의 연결만으로 조립 및 설치가 가능한 효율적인 조립식 거더의 경제적인 실용화를 달성함으로써 기존의 빔거더를 대체하는 구조형식으로 적용하거나, 또는 빔거더의 장지간화에 활용하거나 또는 경량구조라는 장점을 통해 하부구조물에 전혀 부담을 주지 않고 노후된 빔거더를 교체시공하는데 적용하는 등 다양한 발명효과를 창출할 수 있다.

Description

블록을 서로 연결하기 위한 강재조각이 매립된 콘크리트 블록의 제작방법{Manufacturing methods of concrete block having embedded steel piece for connecting blocks}
본 발명은 강재조각이 매립된 콘크리트 블록의 제작방법에 대한 것으로서, 더욱 구체적으로는 콘크리트 블록 속에 강재조각을 매립시켜 이를 거더의 조립에 이용함으로써 거더를 구성하는 블록들의 연결이 강재끼리의 연결이 될 수 있도록 하여 현장연결의 편의성을 개선한 조립식 거더에 구비되는, 강재조각이 매립된 콘크리트 블록의 제작방법에 관한 것이다.
도로를 건설하다보면 강, 바다, 계곡, 기존도로 등의 장애물을 횡단해야 하는 경우가 발생되는데 이때 주로 적용되는 구조물로 교량이 있다.
교량은 하부구조물과 상부구조물로 나누어지며 하부구조물에는 교대 및 교각이 있고 상부구조물은 이들 하부구조물 사이를 수평으로 연결하는 거더의 형태를 갖게 되는데 이 거더의 재질 및 형상에 따라 교량형식을 분류하게 된다.
도로교, 철도교, 인도교를 막론하고 교량의 상부구조물인 거더의 재질 및 형상에 따라 교량형식을 분류하면 강합성형교(스틸박스거더교), 소수주형교, 트러스교, 프리스트레스드 콘크리트 박스거더교, 빔거더교 등으로 분류할 수 있는데 이 중 빔거더교는 빔의 구성형태에 따라 다시 더 상세하게 나눌 수 있으며 이들은 대부분 프리캐스트 빔 거더로 제작되어 가설되고 있다.
본 발명은 교량에 관한 것이며 이 중에서도 상부구조물, 상부구조물 중에서도 빔거더교에 관한 것이다.
빔거더교는 이름 그대로 길다란 빔 형태로 만들어진 구조체 하나 이상을 하부구조물 사이에 나란히 거치하고 거치된 하나 이상의 빔을 통째로 덮어씌우는 바닥판을 시공하여 상부구조물을 구성하는 형태의 교량형식을 통칭하는 것이며 초창기에는 주로 PSC 빔 거더와 플레이트 거더가 사용되었고 장지간의 빔거더가 필요한 경우에 한하여 프리플렉스 거더가 제한적으로 사용되었으나 최근에는 다양한 형태의 빔거더가 개발되어 사용되고 있다.
하지만 종래의 빔거더들은 주로 거더 단위로 제작되어 왔는데, 이를 블록 단위로 제작하여 현장에서 거더로 조립한다면 거더의 공장제작이 가능하여 품질관리가 용이해지고 대량생산을 통해 제작비용을 절감할 수 있다.
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그러나 이러한 조립식 빔거더를 구성하려면 블록들을 서로 연결하여 하나의 빔거더로 만들어야 하는데 문제는 블록들을 연결하여 하나의 빔거더로 만드는 일이 쉽지 않아 많은 비용과 노력이 필요하다는 것이며 따라서 지금까지는 실제교량에 적용된 적이 거의 없었다.
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일반적으로 거더를 블록단위로 나누어 공장제작을 하면 대량생산을 통하여 제작비용을 절감할 수 있고 품질관리성을 대폭 향상시킬 수 있다.
그럼에도 불구하고 이러한 형태의 거더가 널리 사용되지 못한 이유는 거더를 가설하기 위해서는 블록들을 서로 연결하는 연결공정이 필수적으로 수행되게 되는데 이 공정이 복잡하고 비용이 많이 들어 연결부위가 많아질 수밖에 없는 빔거더에 적용하기에는 적합하지 않았기 때문이다.
따라서 본 발명은 콘크리트 블록을 제작할 때 미리 다른 블록과의 연결을 위한 강재조각을 매립시켜 제작함으로써 블록들의 연결이 강재끼리의 볼트연결 또는 용접연결이 될 수 있도록 하고 이를 통하여 블록 사이의 연결에 대한 어려움을 극복, 경제성과 시공성이 개선된 조립식 거더를 개발함으로써 조립식 거더 사용의 활성화를 추구하며 이의 실현을 위해서 실용성, 안전성 및 경제성이 탁월한 강재조각이 매립된 콘크리트 블록의 제작방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
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본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 조립식 거더의 구성요소 중의 하나인 강재조각(100)이 매립된 콘크리트 블록(2a,2b)을 제작하는 제작방법으로서, 콘크리트 블록(2a,2b) 제작용 거푸집(200,210,220) 및 콘크리트 블록(2a,2b)의 끝단부 마감 거푸집(210) 바깥쪽에 프리텐션 방식의 프리스트레스를 콘크리트 블록(2a,2b)에 도입하기 위한 반력대(230)를 준비하는 단계; 일부분이 외부로 돌출된 형태로 콘크리트 블록(2a,2b) 속에 매립될 강재조각(100)을 제위치에 거치하는 단계; 강재조각(100)의 정착판(110)에 구비되는 긴장력 정착장치를 장착하고 이를 통과하여 배치되는 긴장재(120)를 상기 프리텐션용 반력대(230) 사이에 배치하는 단계; 강재조각(100)의 정착판(110)에 구비된 긴장력 정착장치의 ?지시팅(Wedge Seating) 작업 시 강재조각(100)이 움직이지 않도록 고정하는 고정틀(250)을 설치하는 단계; 적어도 한 번 이상 프리텐션용 반력대(230)를 이용하여 긴장재(120)에 긴장력을 도입하였다가 다시 이완하는 과정을 통하여 강재조각(100)의 정착판(110)에 구비된 긴장력 정착장치의 ?지시팅이 이루어질 수 있도록 하는 단계; 상기 프리텐션용 반력대(230)를 이용하여 긴장재(120)에 긴장력을 도입하는 단계; 거푸집(200,210,220) 설치를 완료하고 콘크리트를 타설한 후 양생하는 단계; 콘크리트 양생 후 거푸집(200,210,220)을 제거하고 상기 반력대(230)에 정착되어 있는 긴장재(120)의 긴장력을 개방하여 콘크리트 블록(2a,2b)으로 전이되게 함으로써 콘크리트 블록(2a,2b)에 프리스트레스가 도입되도록 하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 조립식 거더의 구성요소 중의 하나인 강재조각(100)이 매립된 콘크리트 블록(2a,2b)을 제작하는 제작방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 상기 바로 위의 과제해결 수단에 있어서, 프리텐션용 반력대(230)를 이용하여 긴장재(120)에 긴장력을 재 도입하여 강재조각(100)의 정착판(110)에 구비된 긴장력 정착장치의 ?지시팅 과정에서 ?지슬립이 일어난 만큼 긴장력 정착장치가 리프트오프 되도록 하는 단계; 강재조각(100)의 정착판(110)에 구비된 긴장력 정착장치의 너트(123)를 돌려 채워 너트의 끝단이 정착판(110)에 밀착되도록 하거나 또는 긴장력 정착장치와 정착판(110) 사이의 틈에 끼움쇠(Shim)를 삽입하거나 또는 이들을 혼용한 방법을 이용하여 리프트오프된 공간을 제거하는 단계; 강재조각(100)을 움직이지 않도록 고정하는 고정틀(250)을 제거하는 단계를 더 갖는 것을 특징으로 하는 조립식 거더의 구성요소 중의 하나인 강재조각(100)이 매립된 콘크리트 블록(2a,2b)을 제작하는 제작방법을 제공한다.
일반적으로 가장 많이 사용되는 빔거더는 PSC 빔거더인데, 재래식 PSC 빔거더는 중량이 무겁고 효율성이 떨어져 30m 이하의 지간에 주로 적용되어 왔으며 일반적인 도로운반이 불가능하므로 반드시 현장에서 제작해야 하는 등 적용에 한계가 있었다.
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만약 빔거더를 블록단위로 만들어 현장에서 조립하여 설치하는 조립식 거더로 계획한다면 공장제작을 통해 품질관리성 및 경제성을 대폭 향상시킬 수 있는데 이러한 조립식 거더라 할지라도 이들을 연결하여 하나의 구조체로 만드는 과정이 복잡하여 시간과 비용이 많이 소요된다면 상기에 언급된 빔거더에 비해 별다른 잇점을 갖기 힘들것이다.
따라서 본 발명은 콘크리트 블록을 제작할 때 블록끼리의 연결 편의를 위해 강재조각을 미리 매립해둠으로써 가설현장에서는 강재끼리의 볼트연결 또는 용접연결만으로 거더의 조립이 완성되도록 하여 우수한 시공성을 확보할 수 있도록 하였으며 이의 실현을 위하여 콘크리트 블록과 매립된 강재조각의 일체거동이 확실하게 확보되고 사용의 편의성 및 경제성이 확보될 수 있는 강재조각이 매립된 콘크리트 블록의 제작방법을 고안하였고 이를 통하여 대량생산을 통해 품질관리성, 경제성을 대폭 향상시킬 수 있는 합리적인 방법이었음에도 불구하고 이때까지 경제성, 효율성 문제로 널리 사용되지 못했던 조립식 거더의 활성화를 추구할 수 있도록 하였다.
또한 본 발명은 콘크리트 블록 속에 매립되는 강재조각에 정착판 및 긴장력 정착장치를 부착함으로써 긴장재의 긴장력이 긴장력 정착장치 - 정착판 - 콘크리트 블록의 순서로 전달되도록 하였으며 이러한 힘전달 경로를 통해 콘크리트 블록에 대한 프리스트레스의 도입과 콘크리트 블록과 강재조각이 확실하게 일체거동을 할 수 있도록 하는 효과를 동시에 얻을 수 있도록 하였다.
또한 본 발명은 콘크리트 블록 속에 매립되는 강재조각에 정착판 및 긴장력 정착장치를 부착함으로써 긴장재의 긴장력이 긴장력 정착장치 - 정착판 - 콘크리트 블록의 순서로 전달되도록 하였으며 이러한 힘전달 경로를 통해 콘크리트 블록에 대한 프리스트레스의 도입과 콘크리트 블록과 강재조각이 확실하게 일체거동을 할 수 있도록 하는 효과를 동시에 얻을 수 있도록 하였다.
또한 본 발명이 고안한 강재조각이 매립된 프리스트레스드 콘크리트 블록의 제작 방법을 사용한다면 긴장재의 효율을 극대화 함과 동시에 콘크리트 블록과 강재조각의 일체거동을 확보 하기 위하여 소요되는 전단연결재의 수량도 최소화 할 수 있어 경제성이 확보될 수 있도록 하였다.
특히 강재조각을 콘크리트 블록 양 끝단에 구비한 후 이들 사이에 긴장재를 배치하고 긴장력을 도입해 둔다면 강재조각을 인발하려는 외력이 긴장재를 통하여 반대편 강재조각에 전달되고 다시 반대편 강재조각에 구비된 정착판을 통하여 콘크리트 블록에 압축력으로 작용되게 되기 때문에 강재조각과 콘크리트 블록의 일체거동을 더 확실하게 확보할 수 있다.
본 발명의 조립식 거더는 기존에 널리 사용되고 있는 PSC 빔 거더와 유사한 적용범위에서도 높은 효율성을 갖고 있으며 이에 더하여 길이와 중량 때문에 반드시 현장에서 제작해야 하는 기존의 PSC 빔 거더와는 다르게 거더를 구성하는 각 블록을 일반 트레일러로도 운반할 수 있어 제작공장에서 규격품으로 대량 생산한 후 현장으로 운반, 간단한 조립과정만을 거쳐 가설을 완료하는 것도 가능하다.
이렇게 공장에서의 대량생산이 가능하다는 것에는 많은 장점들이 내포되어 있는데, 블록생산의 품질관리가 매우 용이하다는 것, 초고강도 콘크리트를 적용할 수 있다는 것, 하부구조물의 시공과 상부구조물인 거더의 제작을 동시에 진행할 수 있어 공기를 획기적으로 단축할 수 있다는 것, 그리고 제작공장의 고정설비에서 대량생산 함에 따른 경제성 확보도 가능하다는 것 등이 대표적인 것이다.
또한 조립식 거더를 콘크리트블록과 강재블록을 혼용하여 구성할 수도 있는데 그럴 경우 기존의 PSC 빔 거더와 동일한 규격과 기능을 갖는 거더를 훨씬 가벼운 중량으로 만들수 있기 때문에 천재지변에 의해 기존 PSC 빔 거더교량의 상부구조물에 손상이 발생했을 때 또는 노후된 기존의 PSC 빔 거더교량의 상부구조물을 재가설할 때 또는 기타 여러가지 사유로 기존의 PSC 빔 거더교량의 상부구조물을 재가설해야 할 때 하부구조물에 전혀 부담을 주지 않고 콘크리트 블록과 강재블록의 혼용으로 자중을 경감시킨 조립식 거더로 교체시공 할 수 있으며 더 나아가 거더를 구성하는 블록들을 미리 만들어 둘 경우 보다 신속하게 교체시공을 수행할 수 있다.
또한 현장에서의 작업을 최소화 및 신속화 할 수 있어 공사용 부지사용이 절감되고 친환경적인 시공이 가능할 뿐만 아니라 제작공장에서의 대량생산으로 경제성 확보까지 가능하기 때문에 추 후 신규교량의 가설에 있어서도 지금까지 많이 사용되었던 PSC 빔 거더에 대한 대안으로의 적용도 기대된다.
본 발명에서 설명되고 도면에 도시된, 본 발명에 대한 내용과 일 실시예가 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
도3b는 블록연결의 편의를 위해 구비되는, 일부분이 외부로 돌출된 상태로 콘크리트 블록 속에 매립되는 강재조각에 대한 상세도이며 강재끼리의 연결방법으로 볼트연결을 사용하는 경우에 대한 예시이고 콘크리트 블록과의 일체거동을 위해 정착판을 설치한 경우에 대한 예시이며 콘크리트 블록에 프리스트레스를 도입함과 동시에 강재조각이 콘크리트 블록과 밀착되어 일체거동을 할 수 있도록 하기 위해 긴장재를 배치한 경우에 대한 예시이다.
도3e는 강재조각을 콘크리트 블록과 일체화 시키기 위한 연결보조재로 정착판에 스터드를 추가로 구비한 사례에 대한 예시이다.
도3f는 강재조각을 콘크리트 블록과 일체화 시키기 위한 연결보조재로 정착판에 천공홀이 구비된 강판을 추가로 구비한 사례에 대한 예시이다.
도3g는 강재조각을 콘크리트 블록과 일체화 시키기 위한 연결보조재로 정착판에 스터드가 장착된 강판을 추가로 구비한 사례에 대한 예시이다.
도5a~도5f는 콘크리트 블록 제작 방법에 대한 일 실시예를 단계별로 예시한 도면인데 도5a는 바닥거푸집과 프리텐션용 반력대가 구비된 단계에 대한 것을, 도5b는 도5a에서 스터드가 부착된 정착판이 구비된 강재조각의 설치가 추가된 것을, 도5c는 도5b에서 긴장재 및 긴장력 정착장치의 설치가 추가된 것을, 도5d는 긴장재에 긴장력을 도입하는 모습을, 도5e는 측면거푸집(220) 및 끝단면거푸집(210)의 세팅을 완료하고 콘크리트를 타설한 후 양생중인 것을, 도5f는 제작이 완료된 강재조각이 매립된 콘크리트 블록의 모습을 차례로 나타내고 있다.
도6a~도6i는 상기에 설명된 콘크리트 블록 제작 단계 중에서 도5c와 도5d 사이에 추가적으로 수행될 수 있는 작업에 대한 일 실시예이며 강연선을 긴장재로 사용할 경우 웨지 드로우인 현상에 의하여 긴장재의 긴장력 손실이 발생하게 되는데 이것을 미리 제거하여 강재조각과 콘크리트 블록의 일체거동성을 강화하고 콘크리트 블록에 도입되는 프리스트레스력을 명확하게 하기 위해 수행되는 작업에 대한 것이다.
도6a는 긴장력 정착장치의 웨지(121)싯팅(Seating) 작업 시 강재조각이 밀려들어가지 않도록 고정시키기 위해 필요한 강재조각 위치고정용 고정틀(250)을 강재조각 사이에 삽입한 모습을 나타내고 있으며, 도6b는 도6a에서 긴장재와 긴장력 정착장치가 추가된 모습을 나타내고 있고, 도6c는 잭을 이용하여 긴장재에 긴장력을 도입함으로써 긴장력 정착장치가 긴장재가 신장된 길이만큼 정착판으로부터 떨어져 공간(300)이 발생한 모습을 나타내고 있고, 도6d는 긴장력 정착장치를 정착판 쪽으로 다시 밀어 붙여 긴장력의 도입으로 인해 발생한 공간(300)을 제거한 모습을 나타내고 있고, 도6e는 잭의 긴장력을 개방하여 긴장재의 긴장력이 긴장력 정착장치에 의해 정착되게 함으로써 웨지싯팅이 일어나게 한 모습을 나타내고 있고, 도6f는 잭을 이용하여 긴장재를 재긴장 함으로써 긴장력 정착장치가 웨지싯팅으로 인해 ?지가 드로우인(Draw-in)된 길이 만큼 정착판으로 부터 리프트오프(Lift Off)되어 이격거리(310)가 발생된 모습을 나타내고 있고, 도6g는 긴장력 정착장치에 구비된 너트(123)를 돌려 채움으로써 재긴장에 의해 발생된 리프트오프 공간(310)을 제거한 모습을 나타내고 있고, 도6h는 긴장재의 긴장력을 프리텐션용 반력대에 구비된 정착장치(231)에 의해 정착시킨 후 긴장용잭을 제거한 모습을 나타내고 있으며, 도6i는 강재조각 위치고정용 고정틀(250)을 제거한 후의 모습을 나타내고 있다.
본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.
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도3b, 도3e, 도3f, 도3g는 콘크리트 블록(2a,2b)에 다른 블록과의 연결 편의를 위해 매립하는 강재조각(100)의 매립 상세도인데 도3b와 같이 긴장재(120)와 긴장력 정착장치(121,122,123)가 장착된 정착판(110)을 구비하여 강재조각(100)과 콘크리트 블록(2a,2b)을 일체화 할 수 있으며, 도3e와 같이 정착판에 부착되는 스터드(161)를 추가로 구비하여 강재조각(100)과 콘크리트 블록(2a,2b)의 일체화를 더 확고히 할 수도 있으며, 도3f와 같이 정착판에 부착되는 천공홀이 가공된 강판(130)을 추가로 구비하여 강재조각(100)과 콘크리트 블록(2a,2b)을 일체화를 더 확고히 할 수도 있고, 도3g와 같이 정착판에 부착되는 스터드(162)가 부착된 강판(131)을 추가로 구비하여 강재조각(100)과 콘크리트 블록(2a,2b)을 일체화를 더 확고히 할 수도 있다.
상기 도3b, 도3e, 도3f, 도3g의 실시예는 본 발명을 설명하기 위해 예시한 것일 뿐이며 실제로는 보다 더 다양한 형태의 연결보조재를 사용할 수 있으므로 본 발명의 범위가 상기의 실시예에 한정되지 않는다.
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본 발명의 적용에는 다양한 방법이 있을 수 있지만 본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 본 발명의 강재조각이 매립된 콘크리트 블록에 대한 제작방법의 일 실시예를 첨부도면을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.
도5a와 같이 제작공장 또는 현장의 적절한 제작공간에 콘크리트 블록 제작을 위한 바닥 거푸집(200)을 구비하고 양끝단 막음거푸집(210) 바깥쪽으로 프리텐션용 반력대(230)를 설치한다.
이때 측면거푸집(220)과 막음거푸집(210)을 준비는 하되 설치하지는 않는다.
다음 단계로 도5b에 나타난 바와 같이 일부분이 외부로 돌출된 형태로 콘크리트 블록(2a,2b) 속에 매립될 강재조각(100)을 배치한다.
본 설명에서는 스터드(161)를 부착하고 있는 정착판(110)이 장착된 강재조각(100)을 매립하여 콘크리트 블록(2a,2b)을 제작하는 것으로 가정하였다.
강재조각(100)의 배치가 완료되면 도5c에 나타난 바와 같이 프리스트레스 도입용 긴장재(120)를 프리텐션용 정착장치(231) - 프리텐션용 반력대(230) - 긴장력 정착장치의 ?지(121), 앵커너트(123)가 장착된 앵커베럴(122) - 정착판(110) - 정착판(110) - 긴장력 정착장치의 앵커너트(123)가 장착된 앵커베럴(122), ?지(121) - 프리텐션용 반력대(230) - 프리텐션용 정착장치(231)를 차례로 지나도록 배치한다
긴장재(120)의 배치가 완료되면 콘크리트 블록(2a,2b) 내부에 매립될 보강용 철근을 배근한다.
철근배근을 완료한 후 도5d에 나타난 바와 같이 긴장용체어(240) 및 긴장용잭(241)을 이용하여 긴장재(120)에 긴장력을 도입한 후 도입된 긴장력을 프리텐션용 정착장치(231)로 정착하고 긴장용잭(241)과 긴장용 체어(240)를 제거한다.
상기의 작업이 완료되면 도5e에 나타난 바와 같이 측면거푸집(220)과 양끝단의 막음거푸집(210)을 설치하고 콘크리트를 타설한 후 양생한다.
이때 증기양생을 실시하면 우수한 품질의 콘크리트 블록(2a,2b)을 빠르게 대량으로 제작할 수 있다.
콘크리트 양생이 완료되면 측면거푸집(220)과 양끝단의 막음거푸집(210)을 제거하고 긴장용체어(240)와 긴장용잭(241)을 이용하여 긴장재(120)에 도입되어 있는 긴장력을 디텐셔닝 하여 제거하게 되는데 이 과정을 통하여 긴장재(120)의 긴장력이 긴장력 정착장치(121,122,123)로 이동되게 되고 따라서 강재조각(100)이 콘크리트 블록(2a,2b)에 밀착되면서 일체거동을 하게될 뿐만 아니라 콘크리트 블록(2a,2b)에 프리스트레스도 도입되게 된다
도5f는 거푸집 제거 및 면청소 그리고 콘크리트 블록(2a,2b) 외부로 돌출되어 있는 긴장재(120)의 절단 등 모든 마무리 작업을 마침으로써 제작이 완료된 콘크리트 블록(2a,2b)의 모습이며 강재조각(100)이 콘크리트 블록(2a,2b) 속에 매립된 부분은 점선으로 표시되어 있다.
한편 강연선을 긴장재(120)로 사용할 경우 ?지(121)가 앵커베럴(122) 속으로 빨려들어가는 ?지 드로우인(draw-in) 현상 때문에 도입된 긴장력에 손실이 발생하게 되며 이 손실값은 강연선 길이가 짧은 경우 적지 않은 비중을 차지한다.
따라서 상기의 긴장력 손실에 대한 보정이 필요한데 도6a~도6i를 참조로 그 보정과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
강재조각(100)의 배치가 완료되면 긴장재(120)를 배치하기 바로 직전에 도6a에 나타난 바와 같이 ?지 드로우인 현상이 일어나도록 하는 과정 중에 강재조각(100)이 움직이지 않고 제 위치를 고수할 수 있도록 강재조각(100) 사이에 강재조각 위치고정용 고정틀(250)을 설치한다.
본 설명에서는 상기의 과정을 긴장재(120) 배치 바로 직전에 수행하는 것으로 예시 하였지만 긴장재(120) 배치 이후에 수행하여도 상관 없다,
철근의 배근 작업은 언제 수행되어도 무방하지만 일반적으로는 긴장재(120) 파단에 의한 위험을 배제하기 위하여 긴장재(120)에 긴장력을 도입하기 이전에 수행하는 것이 유리하다.
강재조각 위치고정용 고정틀(250)의 설치가 완료되면 도6b에 나타난 바와 같이 긴장재(120), 긴장력 정착장치(121,122,123) 및 프리텐션용 정착장치(231)의 배치를 수행한다.
상기의 긴장력 도입 준비과정이 완료되면 도6c에 나타난 바와 같이 양쪽 반력대 중 어느 한쪽에 긴장용체어(240) 및 긴장용잭(241)을 설치하고 긴장재(120)에 긴장력을 도입하며 이 과정을 통하여 긴장용잭(241)이 설치된 반대쪽 반력대(230)에 있는 프리텐션용 정착장치(231)에는 ?지 드로우인이 발생하게 되는데 이를 위하여 긴장용잭(241) 반대편에 있는 강재조각(100)의 긴장력 정착장치(121,122,123)는 정착판(110)으로부터 약간 떨어지게 해둔다.
첫 번째 긴장력 도입으로 인장용잭(241) 반대편 반력대(230)에 있는 프리텐션용 정착장치(231)의 ?지가 드로우인 되고나면 도입된 긴장력을 해제 하고 프리텐션용 정착장치(231)에 있는 너트를 풀어 프리텐션용 정착장치(231)와 반력대(230) 사이에 공간이 생기게 한 후 같은 쪽에 있는 강재조각(100)의 긴장력 정착장치(121,122,123)를 정착판(110)에 밀착시키고 다시 두 번째 긴장력을 도입하여 긴장력 정착장치(121,122,123)에 있는 ?지(121)에 드로우인이 발생하게 한다.
인장용잭(241)이 설치된 반력대(230) 반대편의 강재조각(100)에 있는 긴장력 정착장치(121,122,123)의 ?지(121)에 드로우인이 발생한 것이 확인되면 뒤쪽에 있는 이미 첫 번째 긴장력 도입과정에서 ?지 드로우인이 발생한 프리텐션용 긴장장치(231)의 너트를 힘을 받을 때까지 돌려채워 긴장재(120)의 긴장력이 프리텐션용 긴장장치(231)에 의해 정착될 수 있도록 하는데 이 때 긴장재(120)의 긴장력이 완전하게 전이될 수 있도록 하기 위해 도입된 긴장력을 어느 정도 해제한 후 너트를 조금 더 돌려채우는 것이 좋다.
만약 긴장용잭(241) 반대편에 있는 강재조각(100)의 긴장력 정착장치(121,122,123)에도 도6c에 표현된 것과 같이 긴장력 정착장치 위치 조절용 앵커너트(123)를 장착하면 상기의 긴장력 전이 과정을 생략할 수 있겠지만 비용을 고려한다면 본 설명과 같이 재활용 할 수 있는 프리텐션용 정착장치(231)에 너트를 장착하는 것이 경제적이다.
상기의 ?지(121)를 드로우인 시키는 과정과 긴장력 도입과정이 완료되면 도6c에 나타난 것과 같이 긴장용잭(241)과 가까운 쪽에 있는 강재조각(100)에 장착된 긴장력 정착장치(121,122,123)는 긴장재(120)가 신장된 길이 만큼 뒤로 빠지게 되고 따라서 정착판(110)과 긴장력 정착장치(121,122,123) 사이에 그 만큼 공간(300)이 발생하게 된다.
상기의 공간(300)을 제거하여야만 긴장용잭(241)의 긴장력의 해제 하였을 때 긴장재(120)의 긴장력이 긴장력 정착장치(121,122,123)를 통하여 정착판(110)에 전달될 수 있기 때문에 도6d에 나타난 것과 같이 긴장력 정착장치(121,122,123)를 앞으로 밀어 정착판(110)과 밀착시키는 작업을 수행하여야 한다.
이와 같이 긴장용잭(241)이 설치된 쪽에 있는 긴장력 정착장치(121,122,123)에도 ?지 드로우인이 발생하게 하기 이전에 긴장용잭(241)이 설치된 반력대(230)에 있는 프리텐션용 정착장치(231)를 셋팅하고 긴장용잭(241)의 긴장력을 해제함으로써 긴장용잭(241)이 있는 위치에 배치된 프리텐션용 정착장치(231)에도 웨지 드로우인이 발생하게 해 두는 것이 바람직하며 ?지 드로우인이 발생하고 나면 프리텐션용 정착장치(231)의 너트를 풀어 긴장력 정착장치(121,122,123)에 ?지 드로우인을 발생시키는 작업이 원활하게 수행될 수 있도록 한다.
도6d와 같이 긴장용잭(241)이 설치된 쪽에 있는 강재조각(100)에 배치된 긴장력 정착장치(121,122,123)를 앞으로 밀어 넣어 정착판(110)과 밀착시키는 작업이 완료되면 도6e에 나타난 바와 같이 긴장용잭(241)의 긴장력을 해제하여 긴장력 정착장치(121,122,123)에 ?지 드로우인이 발생하게 한다.
콘크리트 블록(2a,2b)의 양끝단에 있는 강재조각(100)에 배치된 긴장력 정착장치(121,122,123) 모두의 ?지싯팅(Wedge Seating) 작업이 완료되면 긴장용잭(241)을 이용하여 최종 긴장력 도입작업을 하는데 이 과정이 수행되면 도6f에 나타난 것과 같이 긴장용잭(241)이 있는 쪽에 배치된 강재조각(100)의 긴장력 정착장치(121,122,123)가 ?지 드로우인이 발생한 길이 만큼 정착판으로부터 이격되어 공간(310)이 발생하게 되는데 이 공간 또한 그대로 둔다면 긴장재(120)의 긴장력이 손실되는 원인이 되며 그 값이 본 발명에서와 같이 길이가 짧은 긴장재(120)를 사용할 경우 적지 않은 비중을 차지하므로 긴장력 정착장치(121,122,123)에 구비된 앵커너트(123)를 돌려 채워 이 공간(310)을 제거하여야 한다.
도6g에 긴장력 정착장치(121,122,123)의 앵커너트(123)를 돌려 채워 상기의 이격공간(310)을 제거한 모습이 잘 나타나 있으며 앵커너트(123)가 채워짐에 따라 앵커너트(123) 뒤쪽으로 더 길게 드러난 앵커배럴(122)의 모습도 잘 나타나 있다.
상기의 일련의 과정을 거쳐 긴장재(120)에 프리텐셔닝 긴장력의 도입이 완료되면 도6h에 나타난 것과 같이 프리텐션용 정착장치(231)에 의해 긴장재(120)의 긴장력이 정착되게 하고 긴장용체어(240) 및 긴장용잭(241)을 제거한다.
상기의 모든 과정이 완료되면 강재조각 위치고정용 고정틀(250)을 제거하여 긴장재의 ?지 드로우인에 의해 발생되는 긴장력 손실을 미리 제거하는 작업을 마무리 하고 긴장재(120)의 필요한 구간에 타아르 또는 왁스 또는 그리스 또는 언본디드용 피복 등을 입혀 추후 프리텐션용 정착장치(231)의 긴장력 구속을 개방하였을 때 긴장력 정착장치(121,122,123)와 정착판(110)에 충분한 긴장력이 도달될 수 있도록 조치한다.
강재조각이 매립된 콘크리트 블록의 제작이 완료되면 운반용 트레일러를 이용하여 블록들을 가설현장으로 운반한다.
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상기와 같이 본 발명의 기술을 이용한 강재조각이 매립된 콘크리트 블록 제작의 일 실시예에 대한 구체적인 실시방법을 설명하였는데 본 설명에서 예시된 각 구성품의 형상, 블록의 형상, 구성품의 제작 공정 및 순서, 제작방법 및 순서는 본 발명의 적용방법을 설명하기 위한 일 실시예일 뿐이며 따라서 본 발명에 제시된 실시예가 본 발명의 적용범위를 국한하는 것은 아니다.
본 발명의 강재조각이 매립된 콘크리트 블록을 사용하는 조립식 거더는 주로 거더와 바닥판을 합성한 합성형 구조로 사용하게 되며 거더와 바닥판을 구조적으로 합성을 하기 위해서는 각 블록들 상단에 바닥판과의 합성을 위한 전단연결재를 구비하는 것이 일반적인데, 콘크리트 블록의 경우는 전단연결용 스트럽 철근이 주로 사용되며, 강재블록의 경우는 스터드 또는 천공홀이 구비된 강판 또는 지그재그로 구부러지게 가공된 철근 등이 주로 사용된다.
최근에는 일반적인 빔 거더교량에 대해서도 미관적인 측면이 고려되기 시작하였는데 본 발명의 강재조각이 매립된 콘크리트 블록을 사용하는 조립식 거더의 경우 거더를 구성하는 블록 전체를 하나의 원통형상으로 만들어 수려한 미관을 확보할 수도 있으며 측면에서 보았을 때 바닥선을 전체적으로 아치형상으로 구성하여 수려한 미관을 확보할 수도 있다.
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  7. 조립식 거더의 구성요소 중의 하나인 강재조각(100)이 매립된 콘크리트 블록(2a,2b)을 제작하는 제작방법으로서,
    (a) 콘크리트 블록(2a,2b) 제작용 거푸집(200,210,220) 및 콘크리트 블록(2a,2b)의 끝단부 마감 거푸집(210) 바깥쪽에 프리텐션 방식의 프리스트레스를 콘크리트 블록(2a,2b)에 도입하기 위한 반력대(230)를 준비하는 단계;
    (b) 일부분이 외부로 돌출된 형태로 콘크리트 블록(2a,2b) 속에 매립될 강재조각(100)을 제위치에 거치하는 단계;
    (c) 강재조각(100)의 정착판(110)에 구비되는 긴장력 정착장치를 장착하고 이를 통과하여 배치되는 긴장재(120)를 상기 프리텐션용 반력대(230) 사이에 배치하는 단계;
    (d) 강재조각(100)의 정착판(110)에 구비된 긴장력 정착장치의 ?지시팅(Wedge Seating) 작업 시 강재조각(100)이 움직이지 않도록 고정하는 고정틀을 설치하는 단계;
    (e) 적어도 한 번 이상 프리텐션용 반력대(230)를 이용하여 긴장재(120)에 긴장력을 도입하였다가 다시 이완하는 과정을 통하여 강재조각(100)의 정착판(110)에 구비된 긴장력 정착장치의 ?지시팅이 이루어질 수 있도록 하는 단계;
    (f) 상기 프리텐션용 반력대(230)를 이용하여 긴장재(120)에 긴장력을 도입하는 단계;
    (g) 거푸집(200,210,220) 설치를 완료하고 콘크리트를 타설한 후 양생하는 단계;
    (h) 콘크리트 양생 후 거푸집(200,210,220)을 제거하고 상기 반력대(230)에 정착되어 있는 긴장재(120)의 긴장력을 개방하여 콘크리트 블록(2a,2b)으로 전이되게 함으로써 콘크리트 블록(2a,2b)에 프리스트레스가 도입되도록 하는 단계가 포함되고,
    강재조각(100)은 블록을 서로 연결하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 조립식 거더의 구성요소 중의 하나인 강재조각(100)이 매립된 콘크리트 블록(2a,2b)을 제작하는 제작방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (f) 단계는,
    프리텐션용 반력대(230)를 이용하여 긴장재(120)에 긴장력을 재 도입하여 강재조각(100)의 정착판(110)에 구비된 긴장력 정착장치의 ?지시팅 과정에서 ?지슬립이 일어난 만큼 긴장력 정착장치가 리프트오프 되도록 하는 단계;
    강재조각(100)의 정착판(110)에 구비된 긴장력 정착장치의 너트(123)를 돌려 채워 너트의 끝단이 정착판(110)에 밀착되도록 하거나 또는 긴장력 정착장치와 정착판(110) 사이의 틈에 끼움쇠(Shim)를 삽입하거나 또는 이들을 혼용한 방법을 이용하여 리프트오프된 공간을 제거하는 단계; 및
    강재조각(100)을 움직이지 않도록 고정하는 고정틀을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 거더의 구성요소 중의 하나인 강재조각(100)이 매립된 콘크리트 블록(2a,2b)을 제작하는 제작방법.
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