KR101625995B1 - 프리캐스트 데크 및 그를 구비하는 교량용 슬래브 - Google Patents

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Abstract

프리캐스트 데크가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 데크는, 데크 바디; 및 데크 바디와 합성되는 현장타설 슬래브콘크리트와의 합성면적을 배가시키기 위하여 데크 바디에 미리 정해진 깊이로 함몰 형성되어 마련되되 상호 이격되어 배치되는 복수개의 전단블록홈을 포함한다. 이에 의하여 효율적인 구조로써 프리캐스트 데크와 현장타설 슬래브콘크리트 간의 종래보다 완벽한 합성을 이룰 수 있어 구조적 효율성 및 내구성 증대 효과는 물론 전단연결재의 사용량을 현저히 감소시킬 수 있다.

Description

프리캐스트 데크 및 그를 구비하는 교량용 슬래브{Precast deck and slab having the same}
본 발명은, 프리캐스트 데크 및 그를 구비하는 교량용 슬래브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 효율적인 구조로써 프리캐스트 데크와 슬래브콘크리트 간의 종래보다 완벽한 합성을 이룰 수 있어 구조적 효율성 및 내구성 증대 효과는 물론 전단연결재의 사용량을 현저히 감소시킬 수 있는 프리캐스트 데크 및 그를 구비하는 교량용 슬래브에 관한 것이다.
주변에서 흔히 접할 수 있는 통상적인 교량은, 도 1에 도시된 바와 같이, 일정 간격을 두고 지면의 상부로 시공되는 다수의 교각(100a) 또는 교대(100b)와, 이웃된 교각(100a) 및/또는 교대(100b)들의 상면에 수평방향으로 이격배치되는 다수의 거더(110)와, 거더(110)들의 상부에 배치되는 상부 구조물로서의 교량용 슬래브(120)로 이루어진다.
이때, 교량의 상부 구조물인 교량용 슬래브(120)는 이웃된 거더(110)들 사이에 거푸집 및 작업발판을 설치한 후, 거푸집 내로 철근을 배근하면서 현장타설 슬래브콘크리트(108)를 타설하여 양생한 다음, 거푸집 및 작업발판을 해체함으로써 거더(110)들의 상부에 시공될 수 있다.
이와 같은 방법이 교량용 슬래브(120)의 전통적인 시공법이기는 하지만 이러한 현장타설 시공법의 경우, 교량용 슬래브(120) 시공을 위해 거푸집을 설치한 다음에 철근을 배근하면서 현장타설 슬래브콘크리트(108)를 양생한 후, 이에 사용된 거푸집 및 작업발판 등을 제거해야 하기 때문에 공정이 매우 번거로울 뿐만 아니라 작업 효율이 낮고, 특히 공기가 지연되는 원인을 이룬다.
따라서 근래에 들어서는 공정 상의 번거로움을 없애면서 작업의 효율을 높이고, 공기를 단축시키기 위해, 거더(110)와 거더(110) 사이의 내부 지간의 경우, 공장에서 일정한 형상의 패널(panel) 타입으로 미리 제작하여 현장으로 공급하는 프리캐스트 데크(Precast Deck)를 설치하고 그 위에 현장 타설하여 교량용 슬래브(120)를 시공하는 공법이 개발된 바 있다.
여기서 말하는 프리캐스트(Precast)란, 공장에서 고정시설을 이용하여 기성 제작하는 방식을 의미하는 것으로, 최적의 조건에서 제작 가능하므로 현장에서 시공한 콘크리트 제품에 비해 정도(精度) 및 강도(强度)를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 2는 종래기술에 따른 프리캐스트 데크의 사시도이고, 도 3은 도 1의 프리캐스트 데크를 이용한 교량의 시공구조를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 4는 종래 기술에 따른 교량용 슬래브의 측면 상세 구조도이다.
이들 도면을 참조하면, 종래기술에 따른 프리캐스트 데크(101)는, 공장에서 프리캐스트 방식으로 제작되는 데크 바디(110)와, 일정 간격을 두고 직교하도록 배근되는 주철근(102) 및 배력철근(103)과, 데크 바디(110) 상면에 길이방향을 따라 돌출 형성되는 복수의 트러스 골조(105)를 포함한다.
트러스 골조(105)는 주철근(102)들 사이의 상부에 이격 배치되어 데크 바디(110)의 길이방향을 따라 그 상면 외부로 노출되는 강봉(105a)과, 주철근(102)과 강봉(105a)을 얽어매는 래티스 바(lattice bar, 105b)를 포함한다.
이와 같은 프리캐스트 데크(101)는 도 3처럼 교량에 시공될 수 있다. 즉 교각(100a)의 상부에서 이웃 배치되는 2개의 거더(110) 및 크로스 빔(107)에 의해 형성된 상측 개방부에 필요한 수량만큼 프리캐스트 데크(101)가 설치된다.
프리캐스트 데크(101)가 설치된 이후에는 프리캐스트 데크(101)의 상부에 현장타설 슬래브콘크리트(108)가 타설 및 양생되어 프리캐스트 데크(101)와 합성(접합)됨으로써, 교량의 상부 구조물인 교량용 슬래브(120, 도 4 참조)를 이룬다.
이때, 현장타설 슬래브콘크리트(108)에 배근되는 철근(108a~108d)은 도 4에 도시된 바와 같이, 하면 종방향 철근(108a), 하면 횡방향 철근(108b), 상면 종방향 철근(108c), 상면 횡방향 철근(108d)을 포함할 수 있다.
한편, 이와 같은 교량용 슬래브(120)를 시공함에 있어서 프리캐스트 데크(101)와 현장타설 슬래브콘크리트(108)의 합성(접합)이 무엇보다도 중요하다. 즉 구 콘크리트인 프리캐스트 데크(101)와 신 콘크리트인 현장타설 슬래브콘크리트(108)는 재령 차이가 있기 때문에 프리캐스트 데크(101)와 현장타설 슬래브콘크리트(108)에 작용되는 다양한 힘에 효과적으로 저항할 수 있기 위해서는 완전한 합성을 이루어야 한다.
물론, 전단연결재(미도시)를 설치하여 프리캐스트 데크(101)와 현장타설 슬래브콘크리트(108)가 상호간 슬라이딩되는 방향으로의 힘, 즉 전단력에 저항할 수 있도록 보강할 수는 있으나 전단연결재가 설치되지 않은 영역은 그와 같은 전단력에 저항하지 못할 수 있다.
그렇다고 해서 프리캐스트 데크(101)와 현장타설 슬래브콘크리트(108)의 합성면 모두에 전단연결재를 설치할 경우에는 비용 및 시공성에 매우 불리하며, 적용하기도 쉽지 않은 것이 현실이다. 따라서 효율적인 구조로써 프리캐스트 데크(101)와 현장타설 슬래브 콘크리트(108) 간의 보다 완벽한 합성(접합)을 이룰 수 있는 기술이 필요하다.
한편, 종래 기술의 경우 최외측 거더에서 외측으로 돌출되어 형성되는 외측 캔틸레버부(cantilever部)는 프리캐스트 데크를 이용하여 시공하는 것이 곤란하므로 통상적으로 재래식 방법인 동바리와 거푸집을 적용한 현장타설 슬래브콘크리트에 의하여 외측 캔틸레버부를 제작한다. 그러나 현장타설 슬래브콘크리트에 의하여 외측 캔틸레버부를 제작하는 것은 고소에서 동바리와 거푸집을 설치하여야 하는데, 이러한 고소에서의 동바리 및 거푸집 설치 작업으로 인한 작업자의 추락, 낙하물 발생 등의 사고위험이 높아질 뿐만 아니라, 추가 비용 발생, 공기 지연, 건설 폐자재의 발생 등의 문제점도 야기되는 문제가 있다.
따라서 효율적인 구조로써 프리캐스트 데크와 현장타설 슬래브콘크리트 간의 보다 개선된 합성을 이룰 수 있는 프리캐스트 데크 개발 시 외측 캔틸레버부(cantilever部)를 프리캐스트 데크를 이용하여 시공할 수 있도록 설계될 필요가 있다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2010-0092141호
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 효율적인 구조로써 프리캐스트 데크와 현장타설 슬래브콘크리트 간의 종래보다 완벽한 합성을 이룰 수 있어 구조적 효율성 및 내구성 증대는 물론 전단연결재의 사용량을 현저히 감소시킬 수 있는 프리캐스트 데크 및 그를 구비하는 교량용 슬래브를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 데크 바디; 및 상기 데크 바디와 합성되는 현장타설 슬래브콘크리트와의 합성면적을 배가시키기 위하여 상기 데크 바디에 미리 정해진 깊이로 함몰 형성되어 마련되되 상호 이격되어 배치되는 복수개의 전단블록홈을 포함하는 프리캐스트 데크(Precast Deck)가 제공될 수 있다.
상기 전단블록홈은, 상기 데크 바디의 표면에서 함몰되는 블록측벽부; 및 상기 블록측벽부에 연결되고 상기 블록측벽부의 하단에 형성되는 블록바닥벽부를 포함할 수 있다.
상기 전단블록홈의 상기 블록측벽부는 들뜸을 방지하기 위하여 오목한 형상으로 마련될 수 있다.
상기 블록바닥벽부 및 상기 블록측벽부 중 적어도 어느 하나의 벽부에는 표면으로부터 돌출되는 이중전단블록키가 마련될 수 있다.
상기 블록측벽부는 경사지게 마련되며, 상기 이중전단블록키는 교량에 설치 시 교축직각방향으로 길게 배치될 수 있다.
상기 데크 바디의 양측부에는 표면으로부터 미리 결정된 깊이만큼 함몰형성되되 측면이 개방된 측면보강 전단블록홈을 더 포함할 수 있다.
상기 데크 바디의 양측 하단부에는 탄성을 갖는 재질의 누설방지용 그라우트 댐이 결합될 수 있다.
상기 데크 바디의 양측부 중 적어도 어느 하나의 측부에는 측벽부로부터 돌출되어 마련되는 측면보강 전단연결재를 더 포함할 수 있다.
상기 측면보강 전단연결재는, 상기 데크 바디에 설치되는 데크 보강 철근에 결합되는 연장부; 상기 연장부로부터 상방으로 절곡된 상방 절곡부; 및 상기 상방 절곡부로부터 측방으로 연장되어 단부가 상기 데크 바디로 인입되는 측방 절곡부를 포함할 수 있다.
상기 연장부는 상기 데크 보강 철근으로부터 연장되어 마련되며, 상기 측면보강 전단연결재는 거더에 설치되는 거더 전단연결재와 용접 결합될 수 있다.
상기 데크 바디의 융기(UP-LIFT)를 방지하기 위하여 인접한 한 쌍의 상기 데크 바디의 상호 대향되는 상기 측면보강 전단연결재를 연결하는 이중 루프 이음철근을 더 포함할 수 있다.
상기 데크 바디의 상기 전단블록홈 사이 영역에 상호 이격배치되는 복수의 데크 전단연결재; 및 상기 데크 전단연결재를 상호 연결하는 연결철근을 더 포함하며, 상기 데크 전단연결재 및 상기 연결철근은 상기 데크 전단연결재 및 상기 연결철근 상부로 배치되는 철근을 지지할 수 있다.
상기 프리캐스트 데크는 일반부 프리캐스트 데크 및 캔틸레버부가 포함된 최외측부 프리캐스트 데크 중 어느 하나이며, 상기 최외측부 프리캐스트 데크인 경우 상기 전단블록홈에 인접한 상기 데크 바디 영역에 관통형성되되 상호 이격되어 배치되는 복수개의 거더 전단연결재 포켓을 더 포함할 수 있다.
상기 거더 전단연결재 포켓에는 적어도 2개 이상의 거더 전단연결재를 수용할 수 있는 크기를 가질 수 있다.
상기 프리캐스트 데크는 일반부 프리캐스트 데크 및 캔틸레버부가 포함된 최외측부 프리캐스트 데크 중 어느 하나이며, 상기 최외측부 프리캐스트 데크인 경우 상기 데크 바디의 단부에는 상기 현장타설 슬래브콘크리트 타설시 상기 현장타설 슬래브콘크리트가 흘러내리지 않고 경화될 수 있도록 하기 위한 수직벽체가 마련되어 있을 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 프리캐스트 데크; 및 상기 프리캐스트 데크의 상부에서 상기 프리캐스트 데크와 합성되는 현장타설 슬래브콘크리트를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 슬래브가 제공될 수 있다.
본 발명에 따르면, 효율적인 구조로써 프리캐스트 데크와 현장타설 슬래브콘크리트 간의 종래보다 완벽한 합성을 이룰 수 있어 구조적 효율성 및 내구성 증대 효과는 물론 전단연결재의 사용량을 현저히 감소시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 교량 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 종래기술에 따른 프리캐스트 데크의 사시도이다.
도 3은 도 2의 프리캐스트 데크를 이용한 교량의 시공구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 종래기술에 따른 교량용 슬래브의 측면 상세 구조도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리캐스트 데크를 이용한 교량의 시공구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 일반부 프리캐스트 데크에 대한 평면도이다.
도 7은 도 6의 일반부 프리캐스트 데크에 대한 Ⅶ-Ⅶ에 따른 단면도이다.
도 8은 도 7의 'D'부분의 확대도이다.
도 9는 도 6의 일반부 프리캐스트 데크에 대한 Ⅸ-Ⅸ에 따른 단면도이다.
도 10은 도 5의 'A'부분의 확대도이다.
도 11은 도 10의 개략적 평면도이다.
도 12는 도 5의 최외측부 프리캐스트 데크에 대한 평면도이다.
도 13은 도 12의 ⅩⅢ-ⅩⅢ에 따른 단면도이다.
도 14는 도 12의 ⅩⅣ-ⅩⅣ에 따른 단면도이다.
도 15는 도 12의 ⅩⅤ-ⅩⅤ에 따른 단면도이다.
도 16은 도 5의 'B'부분의 확대도이다.
도 17은 도 5의 'C'부분의 확대도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리캐스트 데크를 이용한 교량의 시공구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 프리캐스트 데크(1a, 1b)가 적용된 교량은, 다수의 거더(5, 5a)와, 거더(5, 5a)들의 상부에 배치되는 상부 구조물로서의 교량용 슬래브(3)를 포함한다. 교량용 슬래브(3)는 캔틸레버부를 포함한 최외측부 프리캐스트 데크(1b) 및/또는 일반부 프리캐스트 데크(1a)와, 프리캐스트 데크(1a, 1b)와 합성되는 현장타설 슬래브콘크리트(8)를 포함할 수 있다. 여기서 프리캐스트 데크(1a, 1b)는, 상호 인접한 거더(5, 5a) 사이에 양단부가 놓이도록 설치되어 현장타설 슬래브콘크리트(8) 타설시 영구거푸집 역할을 하게 된다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 프리캐스트 데크(1a, 1b)는, 일반부 프리캐스트 데크(1a)일 수 있고 최외측부 프리캐스트 데크(1b)일 수 있다. 이하 이를 구분하여 설명하기로 한다.
도 6은 도 5의 일반부 프리캐스트 데크에 대한 평면도이고, 도 7은 도 6의 일반부 프리캐스트 데크에 대한 Ⅶ-Ⅶ에 따른 단면도이며, 도 8은 도 7의 'D'부분의 확대도이고, 도 9는 도 6의 일반부 프리캐스트 데크에 대한 Ⅸ-Ⅸ에 따른 단면도이며, 도 10은 도 5의 'A'부분의 확대도이고, 도 11은 도 10의 개략적 평면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 일반부 프리캐스트 데크(1a)는, 데크 바디(10)와, 데크 바디(10)에 마련되는 복수 개의 전단블록홈(20)과, 측면보강 전단블록홈(30)과, 측면보강 전단연결재(40)와, 누설방지용 그라우트 댐(50, Grout Dam)과, 데크 전단연결재(60)와, 연결철근(70)과, 이중 루프 이음철근(90)을 포함한다.
데크 바디(10)는 직육면체 형태로 형성되는 프리캐스트 콘크리트 제품으로 공장 제작될 수 있다. 따라서 데크 바디(10)는, 바디상벽부(11), 바디하벽부(13), 그리고 바디측벽부(15)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 데크 바디(10)는 직육면체 형태로 제작되나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며 필요에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
한편 전단블록홈(20)은, 데크 바디(10)와 합성되는 현장타설 슬래브콘크리트(8)와의 합성면적을 배가시키기 위하여 데크 바디(10)에 미리 정해진 깊이로 함몰 형성되어 마련된다. 본 실시예에서 전단블록홈(20)은 복수개 마련되어 데크 바디(10)에 상호 이격되어 배치된다.
통상적으로 데크 바디(10)와 현장타설 슬래브콘크리트(8)의 합성(접합)은 데크 전단연결재(60)에 의하여 이루어진다. 이와 같이 데크 전단연결재(60)에 의하여 데크 바디(10)와 현장타설 슬래브콘크리트(8)가 합성되는 경우 슬라이딩에 어느 정도 저항할 수 있다. 그러나 데크 전단연결재(60)가 설치되지 않은 영역에는 합성이 상대적으로 약할 수밖에 없으며, 그렇다고 데크 바디(10)와 현장타설 슬래브콘크리트(8) 전체 접합면에 데크 전단연결재(60)를 설치하는 경우에는 비용 및 시공성에 있어서 매우 불리하여 적용하기가 쉽지 않다.
본 실시 예의 전단블록홈(20)은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 데크 바디(10)와 현장타설 슬래브콘크리트(8) 접합면의 접합면적을 증가시키고 슬라이딩에 효과적으로 저항할 수 있도록 데크 바디(10)에 미리 정해진 깊이로 함몰 형성되어 마련되는 것이다.
이러한 전단블록홈(20)은, 데크 바디(10)의 표면에서 함몰되는 블록측벽부(21)와, 블록측벽부(21)에 연결되고 블록측벽부(21)의 하단에 형성되는 블록바닥벽부(23)를 포함한다.
이러한 구성으로 현장타설 슬래브콘크리트(8)가 타설되어 전단블록홈(20)에 현장타설 슬래브콘크리트(8)가 인입되어 합성된 경우에 양생된 현장타설 슬래브콘크리트(8)가 전단블록홈(20) 내에 있으므로 종래보다 전단력에 저항할 수 있는 능력이 증대된다. 전단블록홈(20)은 후술할 데크 전단연결재(60)와 혼합 적용할 경우 큰 효과를 볼 수 있다.
한편, 전단블록홈(20)의 블록측벽부(21)는 들뜸을 방지하기 위하여 오목한 형상으로 마련된다. 이와 같이 블록측벽부(21)가 오목한 형상으로 마련되는 경우 현장타설 슬래브콘크리트(8)가 오목한 부위에 인입되어 합성됨으로써 들뜸을 방지할 수 있게 된다. 본 실시예에서는 전단블록홈(20)의 블록측벽부(21)가 오목한 형상을 가지되 콘크리트 타설이 잘 될 수 있도록 라운드 형상을 가지나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며 들뜸을 방지할 수 있다면 다양한 형상을 가질 수 있을 것이다. 그리고 들뜸을 고려하지 않는다면 블록측벽부(21)는 경사지게 마련될 수 있다.
들뜸 방지와 관련하여 보다 상세하게 설명하면, 데크 바디(10)와 현장타설 슬래브콘크리트(8) 합성에 있어서 평면 방향 즉 X, Y 방향은 물론이고 상하 방향으로도 전단 마찰이 필연적으로 발생하게 된다. 따라서 상하 방향으로도 들뜸을 방지할 필요가 있는데, 현재에는 전단연결재에 의존하고 있는 실정이다.
하지만 본 실시예에서는 전단블록홈(20)의 블록측벽부(21)가 오목한 형상을 가지도록 함으로써 전단블록홈(20)이 상하방향으로의 저항도 가능하도록 하고 있다.
또한 본 실시 예에서는 데크 바디(10)와 현장타설 슬래브콘크리트(8) 접합면의 접합면적을 보다 증가시키고 슬라이딩에 보다 더 저항할 수 있도록 전단블록홈(20)의 블록바닥벽부(23) 및 블록측벽부(21)에 표면으로부터 돌출되는 이중전단블록키(25)가 마련된다. 이러한 이중전단블록키(25)는 본 실시 예에서는 교량에 설치되었을 때 교축직각방향으로 길게 배치되도록 전단블록홈(20)에 마련된다. 이는 교축방향으로의 전단력에 보다 더 저항할 수 있도록 하기 위함이다. 본 실시 예에서는 이중전단블록키(25)가 전단블록홈(20)의 블록바닥벽부(23) 및 블록측벽부(21)에 표면으로부터 돌출되도록 마련되나 필요에 따라 전단블록홈(20)의 블록바닥벽부(23)에만 또는 블록측벽부(21)에만 마련될 수 있다.
한편, 측면보강 전단블록홈(30)은, 데크 바디(10)의 양측부에 표면으로부터 미리 결정된 깊이만큼 함몰형성되되 측면이 개방된 형상을 갖는다. 프리캐스트 데크 방식의 경우 종래 기술에 있어서 데크 바디(10)의 양측부의 합성에 대해서는 그 동안 고려가 없었다. 즉 데크 바디(10)의 바디상벽부(11)와 현장타설 슬래브콘크리트(8)의 경계면에서 발생되는 전단력에 저항하기 위하여 데크 바디(10)의 바디상벽부(11)에 데크 전단연결재(60)를 설치하는 경우는 있으나, 데크 바디(10)의 바디측벽부(15)와 현장타설 슬래브콘크리트(8)의 경계면에 대한 보강은 전혀 이루어지지 않고 있어 종래 기술의 경우 이 부분이 취약하다고 할 수 있다.
데크 바디(10)의 바디측벽부(15)와 현장타설 슬래브콘크리트(8)의 경계면에서 강력한 접합이 이루어지지 않을 경우에도 단면 결손은 물론 취약부에 피로가 누적되어 교량에 문제가 생길 수도 있다.
따라서 본 실시 예에서는 측면이 개방된 측면보강 전단블록홈(30)이 데크 바디(10)에 마련된다. 이에 의하여 현장타설 슬래브콘크리트(8)가 측면보강 전단블록홈(30)까지 인입되도록 함으로써 측면의 합성을 종래보다 강화하게 된다. 이에 의하여 데크 바디(10)의 바디측벽부(15)와 현장타설 슬래브콘크리트(8)에 발생하는 전단력에 보다 더 저항할 수 있게 된다.
또한, 데크 바디(10)의 바디측벽부(15)와 현장타설 슬래브콘크리트(8)에 발생하는 전단력에 보다 더 저항할 수 있도록, 본 실시 예의 일반부 프리캐스트 데크(1a)는, 데크 바디(10)의 양측부에 바디측벽부(15)로부터 돌출되어 마련되는 측면보강 전단연결재(40)를 더 포함한다. 이러한 측면보강 전단연결재(40)는, 데크 바디(10)에 설치되는 데크 보강 철근(19)으로부터 연장된 연장부(41)와, 연장부(41)로부터 상방으로 절곡된 상방 절곡부(43)와, 상방 절곡부(43)로터 측방으로 연장되어 단부가 데크 바디(10)로 인입되는 측방 절곡부(45)를 포함한다.
이러한 측면보강 전단연결재(40)는 거더(5, 5a)에 설치되는 거더 전단연결재(7)와 용접 결합된다. 즉 데크 바디(10)로부터 돌출되어 있는 측면보강 전단연결재(40)의 부분이 거더 전단연결재(7)와 맞대어지고 용접 결합함으로써 일반부 프리캐스트 데크(1a)의 측면 합성(접합)을 보강하여 바디측벽부(15)와 현장타설 슬래브콘크리트(8)에 발생하는 전단력에 보다 더 저항할 수 있게 된다.
그리고 본 실시 예의 프리캐스트 데크(1a)는, 데크 바디(10)의 융기(UP-LIFT)를 방지하고 철근의 연속화를 위하여, 인접한 한 쌍의 데크 바디(10)의 상호 대향되는 측면보강 전단연결재(40)를 연결하는 이중 루프 이음철근(90)을 더 포함한다.
즉 본 실시 예에서는 데크 바디(10)로부터 돌출되어 있는 측면보강 전단연결재(40)의 부분이 거더 전단연결재(7)와 맞대어 용접 결합되고 상호 인접한 측면보강 전단연결재(40)는 다시 이중 루프 이음철근(90)으로 용접 결합되어 일체가 된다. 이에 의하여 데크 바디(10)의 융기(UP-LIFT)를 방지하고 철근의 연속화를 더욱 강화할 수 있게 된다.
한편, 본 실시예의 일반부 프리캐스트 데크(1a)는, 데크 바디(10)의 양측 하단부에는 결합되되 탄성을 갖는 재질의 누설방지용 그라우트 댐(50)을 더 포함한다. 이러한 누설방지용 그라우트 댐(50)은 데크 바디(10) 위로 현장타설 슬래브콘크리트(8)를 타설할 때에 콘크리트의 누설을 방지하기 위함이다.
특히 일반부 프리캐스트 데크(1a)를 설치할 때에 인접한 거더(5, 5a) 사이에 정확하게 올려질 수 있다면 가장 바람직하겠으나, 이들 사이에는 높이 등의 오차가 발생할 수 있고 따라서 프리캐스트 데크가 비스듬히 올려질 수 있는데 이때 현장타설 슬래브콘크리트(8)를 타설하게 되면 현장타설 슬래브콘크리트(8)의 누설이 발생할 수 있다. 누설방지용 그라우트 댐(50)은 이러한 경우에도 그 탄성에 의해 실링을 하는 효과가 있기 때문에 현장타설 슬래브콘크리트(8)의 누설을 방지할 수 있게 된다. 한편 누설방지용 그라우트 댐(50)은 본 실시 예에서 탄성 재질로 마련되므로 일반부 프리캐스트 데크(1a)가 설치 시에 충격 발생을 방지하는 효과도 있다.
또한 본 실시예의 일반부 프리캐스트 데크(1a)는, 데크 바디(10)의 전단블록홈(20) 사이 영역에 상호 이격 배치되는 복수의 데크 전단연결재(60)와, 데크 전단연결재(60)를 상호 연결하는 연결철근(70)을 더 포함한다.
데크 전단연결재(60)는 데크 바디(10)의 바디상벽부(11)와 현장타설 슬래브콘크리트(8)의 경계면에서 발생되는 전단력에 저항하기 위하여 데크 바디(10)의 바디상벽부(11)에 설치된다.
본 실시 예에서 데크 바디(10)와 현장타설 슬래브콘크리트(8) 접합면의 슬라이딩에 효과적으로 저항할 수 있도록 데크 바디(10)에 전단블록홈(20)이 미리 정해진 깊이로 함몰 형성되어 마련됨은 전술한 바와 같으나, 본 실시 예에서는 전단블록홈(20)이 마련되지 않은 영역에는 데크 전단연결재(60)가 마련되어 데크 바디(10)와 현장타설 슬래브콘크리트(8) 사이의 전단력에 추가적으로 저항할 수 있도록 하고 있다. 이와 같이 전단블록홈(20)과 데크 전단연결재(60)와 혼합 적용할 경우 데크 바디(10)와 현장타설 슬래브콘크리트(8) 접합면의 슬라이딩에 저항하는 데 있어서 큰 효과를 볼 수 있다. 본 실시 예에서는 전단블록홈(20)과 데크 전단연결재(60)가 교대로 배치되나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 적절히 배치될 수 있다.
그리고 연결철근(70)은 이러한 데크 전단연결재(60)의 상단부를 상호 연결하는데, 이와 같은 데크 전단연결재(60)와 연결철근(70)에 의하여 별도의 구조물이 필요 없이 그 위에 슬래브 상부 배력근(71)이나 슬래브 상부 철근(73)을 설치할 수 있게 된다. 즉 종래기술의 경우에는 프리캐스트 데크 상부로 슬래브 상부 배력근(71)이나 슬래브 상부 철근(73)을 설치하기 위하여 별도의 구조물이 필요하였는데, 본 실시 예에서는 데크 전단연결재(60)를 연결하는 연결철근(70)에 의하여 별도의 구조물 없이도 슬래브 상부 배력근(71)이나 슬래브 상부 철근(73)을 설치할 수 있게 된다.
도 12는 도 5의 최외측부 프리캐스트 데크에 대한 평면도이고, 도 13은 도 12의 ⅩⅢ-ⅩⅢ에 따른 단면도이며, 도 14는 도 12의 ⅩⅣ-ⅩⅣ에 따른 단면도이고, 도 15는 도 12의 ⅩⅤ-ⅩⅤ에 따른 단면도이며, 도 16은 도 5의 'B'부분의 확대도이다.
이들 도면들과 도 10 내지 도 11을 함께 참조하면, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 최외측부 프리캐스트 데크(1b)는, 데크 바디(10)와, 데크 바디(10)에 마련되는 복수 개의 전단블록홈(20)과, 거더 전단연결재 포켓(80)과, 측면보강 전단블록홈(30)과, 누설방지용 그라우트 댐(50)과, 측면보강 전단연결재(40)와, 데크 전단연결재(60)와, 연결철근(70)과, 이중 루프 이음철근(90)을 포함한다.
본 실시 예의 최외측부 프리캐스트 데크(1b)는, 데크 바디(10)와, 거더 전단연결재 포켓(80) 등을 제외하고는 전술한 일반부 프리캐스트 데크(1a)와 유사하므로 일반부 프리캐스트 데크(1a)와 다른 부분에 대해서만 설명하기로 하고 나머지 부분은 일반부 프리캐스트 데크(1a)의 설명을 참조하기로 하고 여기서는 설명을 생략하기로 한다.
최외측부 프리캐스트 데크(1b)의 데크 바디(10)는, 일반부 프리캐스트 데크(1a)의 데크 바디(10)와 달리 끝단부에는 수직벽체(17)가 형성되어 있다. 이러한 수직벽체(17)는 현장타설 슬래브콘크리트(8) 타설시 현장타설 슬래브콘크리트(8)가 흘러내리지 않고 경화될 수 있도록 하기 위한 일종의 측면 거푸집이다.
본 실시 예와 같이 프리캐스트 데크(1b) 제작 시에 수직벽체(17)를 형성함으로서 현장타설 슬래브콘크리트(8) 타설시 캔틸레버에 별도의 거푸집을 설치해야 하는 번거로움을 없애고 프리캐스트 데크(1b)의 설치 후 바로 현장타설 슬래브콘크리트(8) 타설을 통한 교량용 슬래브(3)의 형성이 가능하도록 함으로써 빠른 시공이 가능하고, 거푸집을 설치하는 과정에서 작업자가 프리캐스트 데크(1b) 아래로 추락하는 등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.
또한 본 실시 예의 최외측부 프리캐스트 데크(1b)는, 전단블록홈(20)에 인접한 데크 바디(10) 영역에 관통형성되되 상호 이격되어 배치되는 복수개의 거더 전단연결재 포켓(80)을 더 포함한다.
여기서 거더 전단연결재 포켓(80)은 최외곽측 거더(5a)에 최외측부 프리캐스트 데크(1b)를 설치하기 위하여 최외곽측 거더(5a)에 존재하는 거더 전단연결재(7)가 데크 바디(10)를 관통하여 노출될 수 있도록 하기 위하여 마련된다.
이에 대하여 상세히 설명하면, 본 실시 예의 최외측부 프리캐스트 데크(1b)는, 캔틸레버부가 설치되는 최외곽측 거더(5a)의 안쪽에 있는 내측 거더(5)에서 캔틸레버부까지 연장될 수 있도록 프리캐스팅 방식에 의해 한판으로 제작한다. 즉, 주철근과 배력철근(미도시)을 교차되도록 배근하고 필요에 따라 그 상부에 연결철근(70)이 연결된 데크 전단연결재(60)를 배치한 상태에서 현장타설 슬래브콘크리트(8)를 타설하고 양생한다.
이와 같이 프리캐스팅 방식에 의해 한판으로 제작된 최외측부 프리캐스트 데크(1b)를 내측 거더(5)에서 최외과측 거더(5a) 밖 돌출부까지 돌출되도록 설치하되, 최외곽측 거더(5a) 상부의 전단연결재(7)가 배근된 부분의 최외측부 프리캐스트 데크(1b) 영역에는 거더 전단연결재 포켓(80)이 관통 형성되어 있다.
이러한 구성으로 거더(5, 5a)의 상부와 최외측부 프리캐스트 데크(1b)의 상부에 철근을 배근하고 교량용 슬래브(3)를 시공하기 위해 현장타설 슬래브콘크리트(8)를 타설하되, 거더 전단연결재 포켓(80)에도 현장타설 슬래브콘크리트(8)를 함께 타설하여 현장타설 슬래브콘크리트(8)와 함께 양생함으로써 교량용 슬래브(3)를 시공한다.
본 실시 예에서 거더 전단연결재 포켓(80)은 2개 이상의 거더 전단연결재(7)를 수용할 수 있는 크기를 갖는다. 거더 전단연결재 포켓(80)을 하나의 거더 전단연결재(7)를 수용하는 크기보다 크게 대형화하면 비합성 구간을 최소화하여 거더 전단연결재 포켓(80)에 현장타설 슬래브콘크리트(8)를 타설하게 되므로 작업성 및 시공성이 우수해지고 큰크리트 다짐이 가능하여 시공 품질 향상을 기대할 수 있다.
이와 같이 최외측부 프리캐스트 데크(1b)를 외측 캔틸레버부까지 연장되도록 한판으로 미리 제작하여 교량용 슬래브(3)를 시공함으로써 외측 캔틸레버부의 시공 시에 동바리와 거푸집을 설치하지 않아도 된다.
이하 데크 바디(10)에 마련되는 복수 개의 전단블록홈(20)과, 측면보강 전단블록홈(30)과, 누설방지용 그라우트 댐(50)과, 측면보강 전단연결재(40)와, 데크 전단연결재(60)와, 연결철근(70)과, 이중 루프 이음철근(90) 등은 일반부 프리캐스트 데크(1a)에서의 설명을 참조하기로 하고 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
한편 도 17은 도 5의 'C'부분의 확대도로서, 이에 도시된 바와 같이, 데크 바디(10)의 융기(UP-LIFT)를 방지할 필요성이 적은 부분에는 이중 루프 이음철근(90)을 생략할 수도 있다. 본 실시 예에서는 한 쌍의 일반부 프리캐스트 데크(1a) 사이에서 이중 루프 이음철근(90)을 생략하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며 최외측부 프리캐스트 데크(1b)와 일반부 프리캐스트 데크(1a) 사이에서도 이중 루프 이음철근(90)을 생략할 수도 있을 것이고, 반대로 필요에 따라 한 쌍의 일반부 프리캐스트 데크(1a) 사이에서도 적용할 수도 있을 것이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예의 프리캐스트 데크를 이용한 교량의 슬래브 시공방법에 대해서 설명하기로 한다.
먼저 슬래브 형성시 영구거푸집 역할을 하는 프리캐스트 데크(1a, 1b)를 공장에서 미리 제작한다. 여기서 프리캐스트 데크(1a, 1b)는, 최외측부 프리캐스트 데크(1b)와, 일반부 프리캐스트 데크(1a)로 구분되어 제작될 수 있다.
이러한 프리캐스트 데크(1a, 1b)의 제작 과정은 데크 보강철근(19) 등을 배근하고 전단블록홈(20)이 형성되도록 콘크리트를 타설하여 완료하는데, 최외측부 프리캐스트 데크(1b)의 경우에는 수직벽체(17)가 형성되도록 한다.
프리캐스트 데크(1a, 1b) 제작이 완료되면, 프리캐스트 데크(1a, 1b)를 견인 운반한 후 거더(5, 5a)의 길이방향을 따라 접하도록 연속적으로 올려놓는다.
이때 일반부 프리캐스트 데크(1a)는 양단이 내측에 위치한 거더(5)의 상부에 놓여지고, 최외측부 프리캐스트 데크(1b)는 최외측에 위치한 거더(5a)와 이에 인접한 내측에 위치한 거더(5)의 상부에 일측단이 놓여지도록 하고 타측단은 최외측에 위치한 거더(5a)의 외측으로 돌출되도록 캔틸레버 형태로 설치하는 식 등으로 설치한다.
이렇게 거더(5, 5a)의 상부에 프리캐스트 데크(1a, 1b)가 놓여지면, 측면보강 전단연결재(40)와 거더 전단연결재(7)를 용접하여 거더(5, 5a) 상에 고정한다.
그리고 거더(5, 5a)의 상부에 프리캐스트 데크(1a, 1b)를 설치하게 되면 누설방지용 그라우트 댐(50)이 프리캐스트 데크(1a, 1b)와 거더(5, 5a) 사이를 실링하게 되고 이후 타설되는 현장타설 슬래브콘크리트(8)의 누설을 방지한다.
이후 현장타설 슬래브콘크리트(8)를 타설하기 이전에 프리캐스트 데크(1a, 1b)의 상부의 데크 전단연결재(60)와 연결철근(70) 위로 교량용 슬래브(3)를 구성하는 슬래브 상부 배력근(71)이나 슬래브 상부 철근(73)을 배근한다.
그리고 나서 프리캐스트 데크(1a, 1b)의 상부에 현장타설 슬래브콘크리트(8)를 타설하고 현장타설 슬래브콘크리트(8)의 시공이 완료되면 포장층(미도시), 중앙분리대(미도시) 등을 교량용 슬래브(3) 상부면에 설치하여 시공이 완료되도록 한다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 효율적인 구조로써 프리캐스트 데크(1a, 1b)와 현장타설 슬래브콘크리트(8) 간의 종래보다 완벽한 합성을 이룰 수 있어 구조적 효율성 및 내구성 증대 효과는 물론 전단연결재의 사용량을 현저히 감소시킬 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 프리캐스트 데크 1a : 일반부 프리캐스트 데크
1b : 최외측부 프리캐스트 데크 10 : 데크 바디
20 : 전단블록홈 30 : 측면보강 전단블록홈
40 : 측면보강 전단연결개 50 : 누설방지용 그라우트 댐
60 : 데크 전단연결재 70 : 연결재
80 : 거더 전단연결재 포켓 90 : 이중 루프 이음철근

Claims (16)

  1. 데크 바디;
    상기 데크 바디와 합성되는 현장타설 슬래브콘크리트와의 합성면적을 배가시키기 위하여 상기 데크 바디에 미리 정해진 깊이로 함몰 형성되어 마련되되 상호 이격되어 배치되는 복수개의 전단블록홈;
    상기 데크 바디의 양측부에는 표면으로부터 미리 결정된 깊이만큼 함몰형성되고 측면이 개방되되 상호 이격되어 배치되는 복수개의 측면보강 전단블록홈; 및
    상기 데크 바디의 양측부 중 적어도 어느 하나의 측부에는 측벽부로부터 돌출되어 마련되는 측면보강 전단연결재을 포함하며,
    상기 전단블록홈은,
    상기 데크 바디의 표면에서 함몰되는 블록측벽부; 및
    상기 블록측벽부에 연결되고 상기 블록측벽부의 하단에 형성되는 블록바닥벽부를 포함하며,
    상기 블록바닥벽부에는 표면으로부터 돌출되는 이중전단블록키가 마련되며,
    상기 측면보강 전단연결재는,
    상기 데크 바디에 설치되는 데크 보강 철근으로부터 연장되어 마련되는 연장부;
    상기 연장부로부터 상방으로 절곡된 상방 절곡부; 및
    상기 상방 절곡부로부터 측방으로 연장되어 단부가 상기 데크 바디로 인입되는 측방 절곡부를 포함하며,
    상기 측면보강 전단연결재는 거더에 설치되는 거더 전단연결재와 용접 결합되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 데크.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전단블록홈의 상기 블록측벽부는 들뜸을 방지하기 위하여 오목한 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 데크.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 블록측벽부는 경사지게 마련되며,
    상기 이중전단블록키는 교량에 설치 시 교축직각방향으로 길게 배치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 데크.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 데크 바디의 양측 하단부에는 탄성을 갖는 재질의 누설방지용 그라우트 댐이 결합되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 데크.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 데크 바디의 융기(UP-LIFT)를 방지하기 위하여 인접한 한 쌍의 상기 데크 바디의 상호 대향되는 상기 측면보강 전단연결재를 연결하는 이중 루프 이음철근을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 데크.
  12. 제1항에 있어서
    상기 데크 바디의 상기 전단블록홈 사이 영역에 상호 이격배치되는 복수의 데크 전단연결재; 및
    상기 데크 전단연결재를 상호 연결하는 연결철근을 더 포함하며,
    상기 데크 전단연결재 및 상기 연결철근은 상기 데크 전단연결재 및 상기 연결철근 상부로 배치되는 철근을 지지하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 데크.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 프리캐스트 데크는 일반부 프리캐스트 데크 및 캔틸레버부가 포함된 최외측부 프리캐스트 데크 중 어느 하나이며,
    상기 최외측부 프리캐스트 데크인 경우 상기 전단블록홈에 인접한 상기 데크 바디 영역에 관통형성되되 상호 이격되어 배치되는 복수개의 거더 전단연결재 포켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 데크.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 거더 전단연결재 포켓에는 적어도 2개 이상의 거더 전단연결재를 수용할 수 있는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 데크.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 프리캐스트 데크는 일반부 프리캐스트 데크 및 캔틸레버부가 포함된 최외측부 프리캐스트 데크 중 어느 하나이며,
    상기 최외측부 프리캐스트 데크인 경우 상기 데크 바디의 단부에는 상기 현장타설 슬래브콘크리트 타설시 상기 현장타설 슬래브콘크리트가 흘러내리지 않고 경화될 수 있도록 하기 위한 수직벽체가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 데크.
  16. 제1항에 따른 프리캐스트 데크; 및
    상기 프리캐스트 데크의 상부에서 상기 프리캐스트 데크와 합성되는 현장타설 슬래브콘크리트를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 슬래브.
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