KR101636889B1 - 프리스트레스 콘크리트 거더 - Google Patents

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KR101636889B1
KR101636889B1 KR1020150080544A KR20150080544A KR101636889B1 KR 101636889 B1 KR101636889 B1 KR 101636889B1 KR 1020150080544 A KR1020150080544 A KR 1020150080544A KR 20150080544 A KR20150080544 A KR 20150080544A KR 101636889 B1 KR101636889 B1 KR 101636889B1
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KR1020150080544A
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임윤묵
이은호
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토웅이앤씨(주)
연세대학교 산학협력단
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2/00—Bridges characterised by the cross-section of their bearing spanning structure

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)
  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)

Abstract

본 발명은 프리스트레스 콘크리트 거더에 관한 것으로 프리텐션이 적용된 제1거더 세그먼트부재의 양단부에 제2거더 세그먼트부재와 제3거더 세그먼트부재를 배치한 후 상기 제2거더 세그먼트부재, 상기 제1거더 세그먼트부재, 상기 제3거더 세그먼트부재의 길이방향으로 포스트텐션 강선부재를 관통시켜 포스트텐션을 적용시킴으로써 프리스트레스에 의해 거더 중앙 상단을 인장이 아니라 압축으로 만든 상태에서 전체에 보다 큰 포스트텐션을 가해 보다 효율적으로 포스트텐션을 도입할 수 있어 거더의 길이와 중량을 줄일 수 있고, 60m이상 장경간을 가지는 거더를 실질적으로 제작 가능하게 한 것이다.

Description

프리스트레스 콘크리트 거더{Prestressed Concrete Girder}
본 발명은 프리스트레스 콘크리트 거더에 관한 것으로 더 상세하게는 프리텐션 및 포스트텐션이 복합적으로 적용되어 장경간의 거더를 제작할 수 있는 프리스트레스 콘크리트 거더에 관한 것이다.
일반적으로 교량은 교각과, 양 단부가 각각 상기 교각을 연결하며 다리의 폭 방향으로 이격되게 배치되는 복수의 거더, 상기 거더의 상부에 올려지는 바닥판을 포함한다.
상기 거더는, 내부에 강선 또는 강봉을 삽입하여 프리스트레스를 가해 제작되고 있으며 상기 강선 또는 강봉을 긴장함에 있어서 콘크리트 타설 및 양생 전에 강선 또는 강봉을 삽입하여 긴장하여 제작되는 프리텐션 거더, 콘크리트 타설 및 양생 후 강선 또는 강봉을 길이 방향으로 관통시켜 긴장을 가하는 포스트텐션 거더로 구분된다.
더 상세하게 상기 프리텐션 거더는 거푸집 내에 PS강선 또는 PS강봉에 인장력을 주어 긴장해 놓은 채 콘크리트를 타설하고 콘크리트가 경화한 후에 PS강선 또는 PS강봉의 인장력을 서서히 풀어서 콘크리트에 프리스트레스를 주는 방식으로 제작되는 것이다.
상기 프리텐션 거더는 동일한 형상과 치수의 프리캐스트 부재를 대량으로 제조 가능하며, 강선쉬스, 정착장치 등이 필요없기 때문에 단면 효율이 높은 장점이 있으나 PS강선 또는 PS강봉을 곡선으로 배치하기 어려워 장경간이 큰 대형 거더부재의 제작에는 적합하지 않은 문제점이 있고, 단부의 PS강선 정착구역에는 일부 프리스트레스가 도입되지 않고 캠버를 관리하는 데 어려움이 있는 문제점이 있다.
상기 포스트텐션 거더는 거푸집 내에서 콘크리트를 타설하고 양생하여 경화 완료된 후 PS강선 또는 PS강봉을 길이방향으로 관통시켜 PS강선 또는 PS강봉의 양단부를 콘크리트에 정착구를 이용하여 정착하여 프리스트레스를 주는 방식으로 제작되는 것이다.
상기 포스트텐션 거더는, PS강선 또는 PS강봉을 곡선상으로 배치할 수 있어서 대형구조물에 적합하고, 콘크리트부재를 받침으로 하여 PS강선 또는 PS강봉을 인장하기 때문에 현장에서 쉽게 프리스트레스를 도입할 수 있고, 프리캐스트 PC부재의 결합과 조립에 편리하게 이용가능하며, 부착시키지 않은 PC부재는 그라우팅이 필요하지 않고 PC강재의 재 긴장도 가능할 뿐만 아니라 캠버관리가 용이한 장점이 있다.
그러나, 상기 포스트텐션 거더는 부착시키지 않은 PC부재는 부착시킨 PC부재에 비해 성능(강도발현)이 떨어지고 균열폭이 커지는 등 역학적 성능이 떨어지는 문제가 있고, 쉬스관, 정착장치 등이 필요하기 때문에 재료비 및 단면크기가 증가하는 문제점이 있다. 또한, PS강선 또는 PS강봉을 곡선상으로 배치하면서 효율성이 감소하는 문제점이 있었다.
본 발명과 관련 선행 기술로 국내특허공개 제2009-0030538호 '역티형 거더 제작방법, 이에 의한 역티형 거더, 및 이를 이용한 거더교'가 있고, 상기 '역티형 거더 제작방법, 이에 의한 역티형 거더, 및 이를이용한 거더교'는 프리 텐션이 가해진 하부 플랜지를 사전 제작하는 단계, 사전 제작된 하부 플랜지(150)에 결합되는 웹 플랜지(170)가 형성되도록 콘크리트를 현장 타설하는 단계, 및 현장 타설에 의해 형성된 웹 플랜지에 포스트텐션을 가하는 단계로 거더를 제작하고 있습니다.
그러나, 상기 '역티형 거더 제작방법, 이에 의한 역티형 거더, 및 이를이용한 거더교'는 프리 텐션을 하부 플랜지로 제작하고, 현장 타설로 형성된 웹플랜지에 포스트텐션을 가하는 것으로, 하부 플랜지와 웹 플랜지부의 연결부분이 취약하여 실제 프리 텐션과 포스트텐션을 동시에 적용시키는 것이 사실상 불가능한 문제점이 있다.
또한, 거더 하부에 프리텐션에 의한 압축과 포스트텐션에 의한 압축이 중첩되어 같은 효과가 중첩되는 것으로 특별한 효과를 발생시키지 않고, 장경간의 대형거더부재 제작에 비효율적인 한계가 있다.
상기한 문제점으로 종래 프리텐션 거더 또는 포스트텐션 거더로는 60m이상의 장경간부재의 제작이 실질적으로 불가능했던 것이다.
본 발명은 포스트텐션과 프리텐션의 장점을 모두 가져 적은 단면적으로 강성을 최대한 크게 확보할 수 있어 중경간부재의 제조 비용을 절감할 수 있고, 60m이상의 장경간부재의 제작을 가능하게 하는 프리스트레스 콘크리트 거더를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 프리스트레스 콘크리트 거더는, 내부에 프리텐션 강선부재가 삽입되어 프리텐션이 적용된 제1거더 세그먼트부재;
상기 제1거더 세그먼트부재의 길이방향 일단부에 배치되는 제2거더 세그먼트부재;
상기 제1거더 세그먼트부재의 길이방향 타단부에 배치되는 제3거더 세그먼트부재; 및
상기 제2거더 세그먼트부재, 상기 제1거더 세그먼트부재, 상기 제3거더 세그먼트부재의 길이방향으로 관통되어 포스트텐션을 적용시키는 포스트텐션 강선부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1거더 세그먼트부재는 길이방향으로 관통된 제1강선 통과구멍이 구비되고, 상기 제2거더 세그먼트부재는, 상기 제1강선 통과구멍과 연통되는 제2강선통과구멍이 구비되며, 상기 제3거더 세그먼트부재는, 상기 제1강선 통과구멍과 연통되는 제3강선통과구멍이 구비되고, 상기 프리텐션 강선부재는 상기 제2강선 통과구멍, 상기 제1강선 통과구멍, 상기 제3강선 통과구멍을 관통하여 상기 제2거더 세그먼트부재와 상기 제3거더 세그먼트부재의 단부 측에 양단부가 정착구로 정착될 수 있다.
본 발명에서 상기 제1거더 세그먼트부재는, 제1복부의 상부 및 하부에 각각 가로로 배치되는 제1상부플랜지부와 제1하부플랜지부가 구비되는 형상을 가지며, 상기 제2거더 세그먼트부재는, 제2복부의 상부 및 하부에 각각 가로로 배치되는 제2상부플랜지부와 제2하부플랜지부가 구비되는 형상을 가지고, 상기 제3거더 세그먼트부재는, 제3복부의 상부 및 하부에 각각 가로로 배치되는 제3상부플랜지부와 제3하부플랜지부가 구비되는 형상을 가지며, 상기 프리텐션 강선부재는 상기 제1복부에서 직선형태로 배치되고, 상기 포스트텐션 강선부재는 상기 제2하부플랜지부, 상기 제1하부플랜지부, 상기 제3하부플랜지부를 관통하여 직선형태로 배치될 수 있다.
본 발명에서 상기 프리텐션 강선부재는 상, 하 방향으로 이격되게 복수로 구비되고, 상기 포스트텐션 강선부재는 가로 방향으로 이격되게 복수로 구비될 수 있다.
본 발명에서 상기 제1거더 세그먼트부재의 선단부측 전면은 상기 제2거더 세그먼트부재의 종단부측 후면과 일치되는 형상을 가지며, 상기 제1거더 세그먼트부재의 종단부측 후면은 상기 제3거더 세그먼트부재의 선단부측 전면과 일치되는 형상을 가지고, 상기 제2하부플랜지부는, 종단부 측에서 선단부측으로 갈수록 점차 높이가 높아지는 형상을 가지며, 상기 제3하부플랜지부는 상기 제1하부플랜지부는, 종단부 측에서 선단부측으로 갈수록 점차 높이가 높아지는 형상을 가질 수 있다.
본 발명에서 상기 제2거더 세그먼트부재의 상기 제2하부플랜지부는 하부면이 상기 제1거더 세그먼트부재의 상기 제1하부플랜지부의 하부면과 일치된 상태에서 상부면이 종단부 측에서 선단부측으로 갈수록 점차 높이가 높아지는 형상을 가지며, 상기 제3하부플랜지부는 하부면이 상기 제1거더 세그먼트부재의 상기 제1하부플랜지부의 하부면과 일치된 상태에서 상부면이 종단부 측에서 선단부측으로 갈수록 점차 높이가 높아지는 형상을 가질 수 있다.
본 발명에서 상기 제2하부플랜지부의 선단부측 높이와 상기 제3하부플랜지부의 종단부측 높이는 상기 제1거더 세그먼트부재 높이의 1/2 보다 큰 높이로 형성될 수 있다.
본 발명에서 상기 제1하부플랜지부는, 폭이 중앙에서 가장 좁고 양단부측으로 갈수록 점차 폭이 커지는 형상으로 형성되고, 평면상에서 곡선형태로 형성될 수 있다.
본 발명에서 상기 포스트텐션 강선부재는 상기 제2하부플랜지부 상기 제1하부플랜지부, 상기 제3하부플랜지부를 관통하여 직선형태로 배치되는 직선강선부; 및 상기 제1하부플랜지부를 직선형태로 관통하고, 일단부가 상기 제2하부플랜지부에서 상부 측으로 곡선형태로 휘어져 상기 직선강선부의 상부 측에 정착되고, 타단부가 상기 제3하부플랜지부에서 상부 측으로 곡선형태로 휘어져 거쳐 상기 직선강선부의 상부 측에 정착되는 곡선강선부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 곡선강선부는, 일단부가 상기 제2하부플랜지부를 거쳐 상기 제2복부로 곡선으로 연장되어 상기 제2복부에 정착되고, 타단부가 상기 제2하부플랜지부를 거쳐 상기 제3복부로 곡선으로 연장되어 상기 제3복부에 정착될 수 있다.
본 발명은 포스트텐션 거더와 프리텐션 거더의 장점을 모두 가져 동일한 형상과 치수의 프리캐스트 부재를 대량으로 제조 가능하며, 단면 효율이 높을 뿐 아니라 현장에서 쉽게 프리스트레스를 도입할 수 있고, 프리캐스트 PC부재의 결합과 조립에 편리하게 이용가능하며 PC강재의 재긴장도 가능하며 캠버관리가 용이한 효과가 있다.
본 발명은 기존 포스트텐션 거더와 프리텐션 거더 대비 단면을 슬림화할 수 있으며 프리텐션 방식을 일부 적용하여 재료 비용을 감소시키고, 재료의 효율적인 사용이 가능하게 하는 효과가 있다.
본 발명은 중앙경간에 전단면 압축상태(거더 상부에 좀더 많은 압축력 도입)의 프리텐션부재를 도입함으로써 포스트텐션시 발생되는 거더상부 인장력을 제어하여 프리스트레싱력의 도입을 극대화할 수 있어 중경간부재의 단면효율을 크게 향상시키며 제조 비용을 절감할 수 있고, 저형고, 저비용의 60m 이상의 길이를 가지는 장경간의 대형부재의 제작을 실질적으로 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 프리스트레스 콘크리트 거더의 일 실시예를 도시한 사시도
도 2는 본 발명에 따른 프리스트레스 콘크리트 거더의 일 실시예를 도시한 측면도
도 3은 본 발명에 따른 프리스트레스 콘크리트 거더의 일 실시예를 도시한 평단면도
도 4는 본 발명에 따른 프리스트레스 콘크리트 거더의 일 실시예를 도시한 정면도
도 5는 도 3의 A-A' 단면도
도 6은 본 발명에 따른 프리스트레스 콘크리트 거더의 다른 실시예를 도시한 측면도
도 7은 본 발명에 따른 프리스트레스 콘크리트 거더의 다른 실시예를 도시한 정면도
도 8은 본 발명에 따른 프리스트레스 콘크리트 거더의 또 다른 실시예를 도시한 측면도
도 9는 본 발명에 따른 프리스트레스 콘크리트 거더의 또 다른 실시예를 도시한 정면도
도 10은 본 발명에 따른 프리스트레스 콘크리트 거더의 또 다른 실시예를 도시한 정면도
도 11은 본 발명에 따른 프리스트레스 콘크리트 거더의 또 다른 실시예를 도시한 단면도
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 프리스트레스 콘크리트 거더의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 프리스트레스 콘크리트 거더의 일 실시예를 도시한 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 프리스트레스 콘크리트 거더의 일 실시예를 도시한 평단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 프리스트레스 콘크리트 거더의 일 실시예를 도시한 정면도이며, 도 5는 도 3의 A-A' 단면도이다.
본 발명은 프리스트레스 콘크리트 거더에 관한 것이고, 도 1 내지 도 5를 참고하면, 내부에 프리텐션 강선부재(10a)가 삽입되어 프리텐션이 적용된 제1거더 세그먼트부재(10)를 포함한다.
상기 제1거더 세그먼트부재(10)는 길이 방향의 양 단부에 각각 제2거더 세그먼트부재(20)와 제3거더 세그먼트부재(30)가 배치되고 서로 포스트텐션 강선부재(40)로 연결되어 하나의 거더를 형성한다.
상기 프리텐션 강선부재(10a)와 상기 포스트텐션 강선부재(40)는 PC강선 또는 PC강봉일 수 있고 프리스트레스를 적용하는 어떠한 것도 사용이 가능함을 밝혀둔다.
상기 제1거더 세그먼트부재(10)는 상기 제2거더 세그먼트부재(20)와 상기 제3거더 세그먼트부재(30)의 사이에 중앙에 배치되는 것이고, 프리텐션이 적용되어 제작된 것이다.
상기 제1거더 세그먼트부재(10)는, 거푸집 내 프리텐션 강선부재(10a)에 인장력을 주어 긴장해 놓은 채 콘크리트를 타설하고 콘크리트가 경화한 후에 프리텐션 강선부재(10a)의 인장력을 서서히 풀어 제작되며, 상기 제1거더 세그먼트부재(10)는 길이방향으로 관통된 제1강선 통과구멍이 구비되도록 제작된다.
즉, 상기 제1거더 세그먼트부재(10)는, 거푸집 내 프리텐션 강선부재(10a)에 인장력을 주어 긴장해 놓고, 상기 포스트텐션 강선부재(40)가 통과될 수 있는 제1쉬스관(41)을 매립하여 제작된다.
상기 제1거더 세그먼트부재(10)는, 길이 방향으로 제1쉬스관(41)이 매립되어 양 단부로 관통된 제1강선 통과구멍을 형성하는 것을 일 예로 한다.
또한, 상기 제1거더 세그먼트부재(10)는, 제1복부(11)의 상부 및 하부에 각각 가로로 배치되는 제1상부플랜지부(12)와 제1하부플랜지부(13)가 구비되는 형상을 가진다.
상기 제2거더 세그먼트부재(20)는, 상기 제1강선 통과구멍과 연통되는 제2강선통과구멍이 구비되며, 거푸집 내에 상기 제1쉬스관(41)과 연통될 수 있는 위치로 제2쉬스관(42)을 매립하여 제작된다.
상기 제2거더 세그먼트부재(20)는 상기 제1쉬스관(41)과 연통되는 제2쉬스관(42)이 길이방향으로 배치되어 상기 포스트텐션 강선부재(40)가 통과되도록 양 단부로 관통된 제2강선 통과구멍을 형성하는 것을 일 예로 한다.
또한, 상기 제2거더 세그먼트부재(20)는, 제2복부(21)의 상부 및 하부에 각각 가로로 배치되는 제2상부플랜지부(22)와 제2하부플랜지부(23)가 구비되는 형상을 가진다.
상기 제3거더 세그먼트부재(30)는, 상기 제1강선 통과구멍과 연통되는 제3강선통과구멍이 구비되며, 거푸집 내에 상기 제1쉬스관(41)과 연통될 수 있는 위치로 제3쉬스관(43)을 매립하여 제작된다.
상기 제3거더 세그먼트부재(30)는 상기 제1쉬스관(41)과 연통되는 제3쉬스관(43)이 길이방향으로 배치되어 상기 포스트텐션 강선부재(40)가 통과되도록 양 단부로 관통된 제3강선 통과구멍을 형성하는 것을 일 예로 한다.
또한, 상기 제3거더 세그먼트부재(30)는, 제3복부(31)의 상부 및 하부에 각각 가로로 배치되는 제3상부플랜지부(32)와 제3하부플랜지부(33)가 구비되는 형상을 가진다.
상기 프리텐션 강선부재(10a)는 상기 제2강선 통과구멍, 상기 제1강선 통과구멍, 상기 제3강선 통과구멍을 관통하여 상기 제2거더 세그먼트부재(20)와 상기 제3거더 세그먼트부재(30)의 단부 측에 양단부가 정착구로 정착되어 길이방향으로 배치된 상기 제2거더 세그먼트부재(20), 상기 제1거더 세그먼트부재(10), 상기 제3거더 세그먼트부재(30)에 프리스트레스를 가하게 된다.
일반적으로 포스트텐션을 하면 크리티컬 포인트가 포스트텐션에 의해 거더의 상단(주로 중앙상단)에 발생하는 인장력이 인장강도를 넘어 더 이상 인장을 못 가하게 된다.
본 발명은 프리스트레스가 적용된 상기 제1거더 세그먼트부재(10)를 가운데 배치하고, 양 단부에 각각 배치되는 상기 제2거더 세그먼트부재(20)와 상기 제3거더 세그먼트부재(30)로 포스트텐션을 가함으로써 프리스트레스에 의해 거더 중앙 상단을 인장이 아니라 압축으로 만든 상태에서 전체에 보다 큰 포스트텐션을 가해 보다 효율적으로 포스트텐션을 도입할 수 있어 거더의 길이와 중량을 줄일 수 있고, 60m이상의 장경간을 가지는 거더를 실질적으로 제작 가능하게 하고, 장경간 거더의 안정성을 크게 향상시킨 것이다.
상기 프리텐션 강선부재(10a)는 상기 제1복부(11)에서 직선형태로 배치되고, 상, 하 방향으로 이격되게 복수로 구비되는 것이 바람직하다.
상기 포스트텐션 강선부재(40)는 상기 제2하부플랜지부(23), 상기 제1하부플랜지부(13), 상기 제3하부플랜지부(33)를 관통하여 직선형태로 배치되며, 상기 프리텐션 강선부재(10a)는 가로 방향으로 이격되게 복수로 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 제1쉬스관(41)과 상기 제1쉬스관(41)의 양 단부에 각각연결되는 상기 제2쉬스관(42)과 상기 제3쉬스관(43)은 일직선상에 배치되고, 상기 포스트텐션 강선부재(40)는, 상기 제2쉬스관(42)과 상기 제1쉬스관(41), 상기 제3쉬스관(43)을 관통하여 일직선으로 배치되고 양 단부가 정착구에 의해 정착되어 서로 길이방향으로 연결되어 일직선상의 일체형 거더를 형성하는 상기 제1거더 세그먼트부재(10), 상기 제2거더 세그먼트부재(20), 상기 제3거더 세그먼트부재(30)에 프리스트레스를 가하게 되는 것이다.
상기 프리텐션 강선부재(10a)와 상기 포스트텐션 강선부재(40)는, 복부 및 하부 플랜지부에 일직선상으로 배치되어 설치에 있어 그 작업성이 매우 증진될 수 있어 효율적이고 경제적인 거더 제작이 가능하게 될 뿐만 아니라, PSC 거더의 최소피복두께 및 최소간격을 규정에 맞추어 배치할 수 있어 실제 PSC 거더 제작에 있어 필요사항을 충족시킬 수 있게 된다. 또한, 상기 PSC 거더의 양 단부에 있어서도 프리스트레스의 집중문제를 해결할 수 있어 PPS 거더의 단부 균열 문제를 해결할 수 있으므로 PSC 거더의 사용성이 개선될 수 있을 뿐만 아니라 특히 장지간의 PSC 거더를 제작할 경우에 있어 구조적으로 문제되는 상기 프리텐션 강선부재(10a) 및 상기 포스트텐션 강선부재(40)의 배치 및 프리스트레스의 릴랙세이션에 의한 문제점을 해결할 수 있다.
상기 프리텐션 강선부재(10a)와 상기 포스트텐션 강선부재(40)를 직선형태로 배치하기 위해 상기 제1거더 세그먼트부재(10)의 선단부측 전면은 상기 제2거더 세그먼트부재(20)의 종단부측 후면과 일치되는 형상을 가지며, 상기 제1거더 세그먼트부재(10)의 종단부측 후면은 상기 제3거더 세그먼트부재(30)의 선단부측 전면과 일치되는 형상을 가진다.
또한, 상기 제2거더 세그먼트부재(20)의 상기 제2하부플랜지부(23)는, 종단부 측에서 선단부측으로 갈수록 점차 높이가 높아지는 형상을 가진다.
상기 제2거더 세그먼트부재(20)의 상기 제2하부플랜지부(23)는 하부면이 상기 제1거더 세그먼트부재(10)의 상기 제1하부플랜지부(13)의 하부면과 일치된 상태에서 상부면이 종단부 측에서 선단부측으로 갈수록 점차 높이가 높아지는 형상을 가지는 것이다.
또한, 상기 제3거더 세그먼트부재(30)의 상기 제3하부플랜지부(33)는 상기 제1하부플랜지부(13)는, 종단부 측에서 선단부측으로 갈수록 점차 높이가 높아지는 형상을 가진다.
상기 제3거더 세그먼트부재(30)의 상기 제3하부플랜지부(33)는 하부면이 상기 제1거더 세그먼트부재(10)의 상기 제1하부플랜지부(13)의 하부면과 일치된 상태에서 상부면이 종단부 측에서 선단부측으로 갈수록 점차 높이가 높아지는 형상을 가지는 것이다.
이는 거더의 중심축을 변화시켜 상기 프리텐션 강선부재(10a)와 상기 포스트텐션 강선부재(40)를 직선형태로 안정적으로 배치할 수 있는 것이다.
상기 제2하부플랜지부(23)의 선단부측 높이와 상기 제3하부플랜지부(33)의 종단부측 높이는 상기 제1거더 세그먼트부재(10) 높이의 1/2 보다 큰 높이로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1하부플랜지부(13)는, 폭이 중앙에서 가장 좁고 양단부측으로 갈수록 점차 폭이 커지는 형상으로 형성되고, 평면상에서 곡선형태로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제1하부플랜지부(13)는 길이전체에서 동일한 높이를 가지도록 형성되고, 양 측면이 곡면으로 형성되어 제작시 사용되는 콘크리트 재료를 사용을 최소화할 수 있는 것이다. 또한, 거더의 전체 무게를 줄여 단면 효율성을 향상시키는 것이다.
또한, 상기 제2하부플랜지부(23)와 상기 제3하부플랜지부(33)는 단부측으로 갈수록 높이가 높게 형성되어 일직선상으로 배치되는 상기 프리텐션 강선부재(10a)와 상기 포스트텐션 강선부재(40)에 의한 프리스트레스를 지지할 수 있는 강성을 가지도록 함과 동시에 제작시 사용되는 콘크리트 재료를 사용을 최소화할 수 있는 것이다.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 프리스트레스 콘크리트 거더의 다른 실시예를 도시한 측면도이고, 도 7은 도 6의 프리스트레스 콘크리트 거더의 정면도로서, 도 6 및 도 7을 참고하면 상기 포스트텐션 강선부재(40)는 상기 제2하부플랜지부(23) 상기 제1하부플랜지부(13), 상기 제3하부플랜지부(33)를 관통하여 직선형태로 배치되는 직선강선부(40a); 및 상기 제1하부플랜지부(13)를 직선형태로 관통하고, 일단부가 상기 제2하부플랜지부(23)에서 상부 측으로 곡선형태로 휘어져 상기 직선강선부(40a)의 상부 측에 정착되고, 타단부가 상기 제3하부플랜지부(33)에서 상부 측으로 곡선형태로 휘어져 거쳐 상기 직선강선부(40a)의 상부 측에 정착되는 곡선강선부(40b)를 포함할 수도 있다.
또한, 도 8 및 도 9를 참고하면, 상기 곡선강선부(40b)는, 일단부가 상기 제2하부플랜지부(23)를 거쳐 상기 제2복부(21)로 곡선으로 연장되어 상기 제2복부(21)에 정착되고, 타단부가 상기 제2하부플랜지부(23)를 거쳐 상기 제3복부(31)로 곡선으로 연장되어 상기 제3복부(31)에 정착될 수도 있다.
또한, 도 10 및 도 11을 참고하면, 상기 제2하부플랜지부(23)의 상부면은 양 측단부에서 중앙으로 점차 높아지도록 경사지게 형성되어 플랜지와 복부의 연결부분에 대한 강성을 크게 보강하는 형상을 가질 수도 있고, 이외에도 공지의 다양한 형상으로 변형실시 가능함을 밝혀둔다.
본 발명은 포스트텐션 거더와 프리텐션 거더의 장점을 모두 가져 동일한 형상과 치수의 프리캐스트 부재를 대량으로 제조 가능하며, 단면 효율이 높을 뿐 아니라 현장에서 쉽게 프리스트레스를 도입할 수 있고, 프리캐스트 PC부재의 결합과 조립에 편리하게 이용가능하며 PC강재의 재긴장도 가능하며 캠버관리가 용이하다.
본 발명은 기존 포스트텐션 거더와 프리텐션 거더 대비 단면을 슬림화할 수 있으며 프리텐션 방식을 일부 적용하여 재료 비용을 감소시키고, 재료의 효율적인 사용이 가능하게 한다.
본 발명은 중앙경간에 전단면 압축상태(거더 상부에 좀더 많은 압축력 도입)의 프리텐션부재를 도입함으로써 포스트텐션 시 발생되는 거더상부 인장력을 제어하여 프리스트레싱력의 도입을 극대화할 수 있어 중경간부재의 단면효율을 크게 향상시키며 중경간부재의 제조 비용을 절감하고, 저형고, 저비용의 60m 이상의 길이를 가지는 장경간의 대형부재의 제작을 실질적으로 가능하게 한다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
10 : 제1거더 세그먼트부재 10a : 프리텐션 강선부재
11 : 제1복부 12 : 제1상부플랜지부
13 : 제1하부플랜지부 20 : 제2거더 세그먼트부재
21 : 제2복부 22 : 제2상부플랜지부
23 : 제2하부플랜지부 30 : 제3거더 세그먼트부재
31 : 제3복부 32 : 제3상부플랜지부
33 : 제3하부플랜지부 40 : 포스트텐션 강선부재
40a : 직선강선부 40b : 곡선강선부
41 : 제1쉬스관 42 : 제2쉬스관
43 : 제3쉬스관

Claims (10)

  1. 내부에 프리텐션 강선부재가 삽입되어 프리텐션이 적용된 제1거더 세그먼트부재;
    상기 제1거더 세그먼트부재의 길이방향 일단부에 배치되는 제2거더 세그먼트부재;
    상기 제1거더 세그먼트부재의 길이방향 타단부에 배치되는 제3거더 세그먼트부재; 및
    상기 제2거더 세그먼트부재, 상기 제1거더 세그먼트부재, 상기 제3거더 세그먼트부재의 길이방향으로 관통되어 포스트텐션을 적용시키는 포스트텐션 강선부재를 포함하며,
    상기 제1거더 세그먼트부재는 제1복부의 상부 및 하부에 각각 가로로 배치되는 제1상부플랜지부와 제1하부플랜지부가 구비되는 형상을 가지며,
    상기 제2거더 세그먼트부재는 제2복부의 상부 및 하부에 각각 가로로 배치되는 제2상부플랜지부와 제2하부플랜지부가 구비되는 형상을 가지고,
    상기 제3거더 세그먼트부재는 제3복부의 상부 및 하부에 각각 가로로 배치되는 제3상부플랜지부와 제3하부플랜지부가 구비되는 형상을 가지며,
    상기 포스트텐션 강선부재는 상기 제2하부플랜지부, 상기 제1하부플랜지부, 상기 제3하부플랜지부를 관통하여 직선형태로 배치되며,
    상기 프리텐션 강선부재는 상기 제1거더 세그먼트부재의 상기 제1복부에만 설치되며, 상기 제1복부에서 상기 제1거더 세그먼트부재의 길이방향으로 직선형태로 배치되되, 상기 제1복부의 상, 하 방향 중앙을 기준으로 상부 측에만 배치되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 콘크리트 거더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1거더 세그먼트부재는 길이방향으로 관통된 제1강선 통과구멍이 구비되고,
    상기 제2거더 세그먼트부재는, 상기 제1강선 통과구멍과 연통되는 제2강선통과구멍이 구비되며,
    상기 제3거더 세그먼트부재는, 상기 제1강선 통과구멍과 연통되는 제3강선통과구멍이 구비되고,
    상기 프리텐션 강선부재는 상기 제2강선 통과구멍, 상기 제1강선 통과구멍, 상기 제3강선 통과구멍을 관통하여 상기 제2거더 세그먼트부재와 상기 제3거더 세그먼트부재의 단부 측에 양단부가 정착구로 정착되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 콘크리트 거더.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 프리텐션 강선부재는 상, 하 방향으로 이격되게 복수로 구비되고,
    상기 포스트텐션 강선부재는 가로 방향으로 이격되게 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 콘크리트 거더.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1거더 세그먼트부재의 선단부측 전면은 상기 제2거더 세그먼트부재의 종단부측 후면과 일치되는 형상을 가지며, 상기 제1거더 세그먼트부재의 종단부측 후면은 상기 제3거더 세그먼트부재의 선단부측 전면과 일치되는 형상을 가지고,
    상기 제2하부플랜지부는, 종단부 측에서 선단부측으로 갈수록 점차 높이가 높아지는 형상을 가지며,
    상기 제3하부플랜지부는 상기 제1하부플랜지부는, 종단부 측에서 선단부측으로 갈수록 점차 높이가 높아지는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 콘크리트 거더.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2거더 세그먼트부재의 상기 제2하부플랜지부는 하부면이 상기 제1거더 세그먼트부재의 상기 제1하부플랜지부의 하부면과 일치된 상태에서 상부면이 종단부 측에서 선단부측으로 갈수록 점차 높이가 높아지는 형상을 가지며,
    상기 제3하부플랜지부는 하부면이 상기 제1거더 세그먼트부재의 상기 제1하부플랜지부의 하부면과 일치된 상태에서 상부면이 종단부 측에서 선단부측으로 갈수록 점차 높이가 높아지는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 콘크리트 거더.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 제2하부플랜지부의 선단부측 높이와 상기 제3하부플랜지부의 종단부측 높이는 상기 제1거더 세그먼트부재 높이의 1/2 보다 큰 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 콘크리트 거더.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1하부플랜지부는, 폭이 중앙에서 가장 좁고 양단부측으로 갈수록 점차 폭이 커지는 형상으로 형성되고, 평면상에서 곡선형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 콘크리트 거더.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 포스트텐션 강선부재는 상기 제2하부플랜지부 상기 제1하부플랜지부, 상기 제3하부플랜지부를 관통하여 직선형태로 배치되는 직선강선부; 및
    상기 제1하부플랜지부를 직선형태로 관통하고, 일단부가 상기 제2하부플랜지부에서 상부 측으로 곡선형태로 휘어져 상기 직선강선부의 상부 측에 정착되고, 타단부가 상기 제3하부플랜지부에서 상부 측으로 곡선형태로 휘어져 거쳐 상기 직선강선부의 상부 측에 정착되는 곡선강선부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 콘크리트 거더.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 곡선강선부는, 일단부가 상기 제2하부플랜지부를 거쳐 상기 제2복부로 곡선으로 연장되어 상기 제2복부에 정착되고, 타단부가 상기 제2하부플랜지부를 거쳐 상기 제3복부로 곡선으로 연장되어 상기 제3복부에 정착되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 콘크리트 거더.
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