KR101661644B1 - 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더 및 이를 이용한 프리캐스트 바닥판시공방법 - Google Patents

프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더 및 이를 이용한 프리캐스트 바닥판시공방법 Download PDF

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박종섭
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Abstract

교량용 거더의 상면에 서로 인접하여 단부가 지지되도록 설치된 프리캐스트 바닥판을 보다 신속하고 안전하게 연결할 수 있는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더 및 이를 이용한 프리캐스트 바닥판시공방법에 관한 것으로서, 상기 프리캐스트 바닥판연결블록은 거더의 전단연결재가 전단연결홈에 삽입되어, 상면의 연결공간 또는 전단포켓과 상기 전단연결홈에 충진된 충진재와 함께 일체화된다.

Description

프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더 및 이를 이용한 프리캐스트 바닥판시공방법{GIRDER USING PRECAST SLAB CONNECTION BLOCK AND PRECAST SLAB CONSTRUCTION METHOD THEREWITH}
본 발명은 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더 및 이를 이용한 프리캐스트 바닥판시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 교량용 거더의 상면에 서로 인접하여 단부가 지지되도록 설치된 프리캐스트 바닥판을 보다 신속하고 안전하게 연결할 수 있는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더 및 이를 이용한 프리캐스트 바닥판시공방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 거더의 상부플랜지 상면에 UHPC 바닥판(1a,1b)의 단부가 걸쳐지도록 설치한 후, UHPC 바닥판(1a,1b)의 단부를 연결철근(3)과 UHPC 바닥판(1a)에 형성된 오목부(11)를 이용하여 서로 연결시키는 시공사시도이다.
즉, 도 1a와 같이, 거더(2)의 길이 방향에 수직한 횡방향으로 거더(2)의 상부 플랜지(22) 횡방향 양측에, 150MPa 이상의 압축강도를 가지는 초고성능 콘크리트를 이용하여 프리캐스트 방식으로 제작된 UHPC 바닥판(1a, 1b)의 단부가 걸쳐지도록 배치되어,
양측 UHPC 바닥판(1a, 1b)의 단부면(11)이 거더(2)에 돌출 구비된 스터드 형태의 전단연결재(21)를 사이에 두고 서로 마주한 상태에서, 양측 UHPC 바닥판(1a, 1b)간의 일체 연결과 상기 거더(2)와 상기 양측 UHPC 바닥판(1a, 1b)간의 일체 합성이 이루어지는 구조로서,
일측의 UHPC 바닥판(1a)에서 타측 UHPC 바닥판(1b)을 마주 향하고 있는 단부의 상면에는, 단부면(11)의 상부에서 시작하여 횡방향으로 UHPC 바닥판(1a)의 상면으로부터 오목하게 파인 오목부(11)가 거더(2)의 길이 방향으로 간격을 두고 복수개 형성되어 있고;
타측의 UHPC 바닥판(1b)의 단부면(11)에는 연결철근(3)이 돌출된 상태로 구비되어 있으며;
양측의 UHPC 바닥판(1a, 1b)이 거더(2)의 횡방향 양측에 걸쳐져 배치되었을 때 상기 연결철근(3)의 타단은 상기 일측 UHPC 바닥판(1a)에 형성된 오목부(11) 내에 위치해 있고;
상기 양측 UHPC 바닥판(1a, 1b) 사이의 거더(2) 상부에는 콘크리트(5)가 타설되어 채워져 있으며;
일측 UHPC 바닥판(1a)의 오목부(11) 내에는 UHPC(4)가 채워져 오목부(11)에 위치하는 상기 연결철근(3)의 타단이 UHPC(4) 내에 매립되어 있는 구조를 가짐으로써, 양측의 UHPC 바닥판(1a, 1b)과 거더(4)가 일체로 견고하게 결합 연결되는 것을 특징으로 하는 UHPC 바닥판과 거더의 연결구조가 개시되어 있다.
이에 전단연결재가 상면에 돌출되어 있는 거더에, UHPC 바닥판을 걸쳐서 설치하고, UHPC 바닥판의 상호간에 견고한 연결이 이루어짐과 동시에 UHPC 바닥판과 거더 간의 견고한 일체 합성이 이루어지게 하면서도, 두께가 얇고 고온 양생이 필요한 UHPC바닥판에 적용할 수 있으며, UHPC 바닥판 간의 연결 및 거더와의 합성 작업을 간편하고 효율적으로 수행할 수있도록 하는 새로운 구조의 연결구조 및 그 시공방법을 제공이 가능하다.
하지만 거더(2)와 UHPC 바닥판을 일체로 합성시키는 수단은 스터드 형태의 전단연결재(21)와 콘크리트(5)에 의한 것이므로 이러한 연결구조에 있어 충분한 강성을 확보하기 위해서는 거더(2) 상면 연결공간(S)에 있어 보강이 필요한 데, 이를 위해 미도시 하였지만 철근을 보다 조밀하게 배근할 필요가 있고,
도 1a에서와 같이 거더(2)에 얹어져 설치되는 양측 UHPC 바닥판(1a, 1b)의 단부는 단부 사이의 몸통부 두께보다 더 두껍게 형성시켜 연결공간(S)의 두께를 인위적으로 증가시키고 있음을 알 수 있다.
도 1b는 종래 프리캐스트 바닥판(50)의 사시도 및 연결구성도를 도시한 것이다.
즉, 프리캐스트 바닥판(50)은 수평판 형태로서 몸통부(51)에는 전단포켓(52)이 몸톰부를 상하로 관통하도록 형성되어 있고, 단부면에는 루프철근(53)이 돌출되어 형성되어 있음을 알 수 있다.
이에 상기 전단포켓(52)에는 거더(2) 상면에 형성된 스터드 형태의 전단연결재(54)가 삽입되도록 하여 충진재(무수축 모르타르)에 의하여 마감되도록 하여 일체로 합성되도록 하되 단부면에는 루프철근(53)은 서로 겹쳐지도록 배치되어 역시 충진재(무수축 모르타르등, 55)에 의하여 마감되도록 하고 있음을 알 수 있다.
결국 종래 프리캐스트 바닥판과 거더의 연결은 스터드 형태의 전단연결재, 전단포켓, 충진재에 의한 전단포켓 마감, 루프철근을 이용한 프리캐스트 바닥판과 거더의 연결에 이용하고 있으나,
거더 상면과 프리캐스트 바닥판의 연결공간을 충분히 확보하여 철근으로 보강해야 하고, 단순 스터드 형태의 전단연결재와 전단포켓에 의해서 거더와 바닥판의 일체성을 확보하기에는 한계가 있을 수밖에 없었다.
이에 본 발명은 거더와 프리캐스트 바닥판의 연결공간을 크게 확보하지 않으면서도 상기 연결공간의 보강에 유리하며, 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 보다 신속하게 프리캐스트 바닥판을 연결 시공할 수 있는 프리캐스트 바닥판시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
첫째, 프리캐스트 바닥판을 거더 상면에 별도로 고정 설치된 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 서로 일체로 연결시키게 된다.
즉, 종래와 같이 거더 상면에 프리캐스트 바닥판의 연결공간 또는 전단포켓을 형성시키는 것이 아니라, 거더 상면에 프리캐스트 바닥판연결블록을 설치하고, 프리캐스트 바닥판연결블록 상면에 프리캐스트 바닥판의 연결공간 또는 전단포켓을 형성시키게 된다. 이에 프리캐스트 바닥판의 연결부위 강성을 프리캐스트 바닥판연결블록 으로 충분히 확보하도록 하게 된다.
이때 상기 프리캐스트 바닥판연결블록은 연결부위 보강을 위하여 고강도 콘크리트를 이용하여 별도로 제작한 것을 이용하게 되며,
거더 상면에 형성된 전단연결재를 프리캐스트 바닥판연결블록에 형성된 전단연결홈에 삽입시키고,
상기 프리캐스트 바닥판연결블록의 상면으로 돌출된 연결철근을 프리캐스트 바닥판의 연결공간 또는 전단포켓으로 인출시키고,
상기 프리캐스트 바닥판연결블록의 연결공간, 전단연결홈 또는 전단포켓을 충진재로 충전시켜 최종 프리캐스트 연결블록이 형성된 거더와 프리캐스트 바닥판을 서로 일체화시키게 된다.
둘째, 상기 프리캐스트 바닥판연결블록에 형성된 전단연결홈은 프리캐스트 바닥판연결블록의 상면과 저면을 관통하는 수직홈 또는 타원형홈의 형태로 하되, 상기 전단연결재는 스터드를 이용하거나 수직판 형태로 형성시키고,
이때 상기 전단연결재는 전단연결홈의 내부까지 상방 연장되도록 하거나, 프리캐스트 바닥판의 연결공간까지 상방 연장되도록 하여 충진재에 의하여 거더, 프리캐스트 바닥판연결블록 및 프리캐스트 바닥판의 일체화가 효과적으로 이루어지도록 하게 된다.
셋째, 본 발명의 프리캐스트 바닥판연결블록 및 충진재는 예컨대 80Mpa 이상의 고강도 콘크리트를 이용하여 재료적 강도를 동일하게 사용하여 일체화에 유리하도록 하고 이때 거더는 강재플레이트 거더를 이용함으로서 장경간 교량에 있어서도 보다 안정적이고 장경간 교량 시공이 가능하도록 하게 된다.
본 발명은 교량 시공을 위한 거더, 프리캐스트 바닥판연결블록과 프리캐스트 바닥판을 모두 공장 제작된 프리캐스트 방식으로 제작한 한 것을 이용하고, 거더, 프리캐스트 바닥판연결블록과 프리캐스트 바닥판을 서로 일체화 시키기 위하여 충진재를 충진하는 정도에 머물러 품질관리가 용이하고 신속한 교량시공이 가능하게 된다.
또한, 강재플레이트 거더, 프리캐스트 바닥판연결블록을 고강도 콘크리트를 이용하여 제작함으로서 단면을 최적화시켜 자중이 크지 않아, 제작 후 운반 및 설치에 매우 유리하며 장경간의 교량 시공에 적합하게 된다.
또한, 거더 상면에 형성된 프리캐스트 바닥판연결블록에 지지되도록 설치된 프리캐스트 바닥판의 연결공간 또는 전단포켓에 프리캐스트 바닥판연결블록으로부터 상반으로 연장되는 연결철근도 인출시킬 수 있고, 전단연결재도 함께 인출시킬 수 있어 거더, 프리캐스트 바닥판연결블록과 프리캐스트 바닥판을 일체화 시킬 수 있으므로 종래 연결공간에 불필요한 과도한 보강철근 배근등의 작업을 배제할 수 있게 된다.
또한, 프리캐스트 바닥판연결블록은 거더 상면에 일체로 형성되어 있으므로, 거더와 결합되어 거더의 단면높이를 증가시켜 휨강성을 증가시키는 역할을 함과 더불어, 고강도 콘크리트를 사용하여 프리캐스트 바닥판과 거더의 연결공간의 강성을 충분히 확보할 수 있으며, 간단한 연결철근만의 배근으로 종래와 달리 프리캐스트 바닥판의 연결공간에 있어 철근 배근작업을 최소화시킬 수 있게 된다.
도 1a는 종래 거더, 프리캐스트 UHPC 바닥판의 연결상태가 도시된 시공사시도,
도 1b는 종래 프리캐스트 바닥판의 사시도 및 연결구성도,
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 발명의 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더의 구성사시도들,
도 3a는 실시예 1에 의한 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더의 시공사시도,
도 3b는 실시예 2에 의한 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더의 시공사시도,
도 3c는 실시예 3에 의한 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더의 시공사시도,
도 4a, 및 도 4b는 본 발명의 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더를 이용한 프리캐스트 바닥판시공방법 순서도,
도 5는 본 발명의 실시예 3에 의한 본 발명의 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더를 이용한 프리캐스트 바닥판 시공도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 본 발명의 프리캐스트 바닥판연결블록(300)을 이용하여 제작된 거더(100) ]
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 발명의 프리캐스트 바닥판연결블록(300)을 이용하여 제작된 거더(100)의 구성사시도를 도시한 것이다.
도 2a, 도 2b와 도 2c, 도 2d의 구분은 거더(100)의 전단연결재(140,150)의 형태 및 이에 따른 프리캐스트 바닥판(200)과의 결합 형태에 따른 구분이라 할 수 있다.
[ 스터드 형태의 전단연결재(140)를 구비한 거더(100) ]
상기 스터드 형태의 전단연결재(140)를 구비한 거더(100)는 도 2a 및 도 2b를 기준으로 살펴본다.
먼저 상기 거더(100)는 교량용 거더로서 교량하부구조(500, 교각, 교대로서 도 4b 참조)의 상면에 거치되는 구조용 빔으로서 상부플랜지(110), 복부(120) 및 하부플랜지(130)를 포함하도록 하되, 특히 상부플랜지(110) 상면에 스터드 형태의 전단연결재(140)가 일체로 형성되어 있음을 알 수 있다.
즉, 상기 거더(100)는 자중감소 및 소요의 휨 강성을 확보를 위해서 스틸플레이트거더(강재거더)를 기준으로 살펴보지만 교량에 따라서는 PSC 거더를 배제하는 것은 아니다.
이때 상기 스터드 형태의 전단연결재(140)는 상부플랜지(110) 상면에 용접 등의 방법으로 고정되도록 설치되는데 거더(100)의 길이방향으로 다수가 이격되어 형성되어 있으며, 스터드(STUD)를 이용하게 된다.
이에 스터드 형태의 전단연결재(140)는 프리캐스트 바닥판연결블록(300)에 형성된 전단연결홈(320)에 삽입될 수 있을 정도의 확장두부가 형성된 봉부재로 형성된 것을 이용하면 된다.
상기 거더(100)의 상부플랜지(110)의 상면에 설치된 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 양 측단 상면에는 인접한 프리캐스트 바닥판(200)의 양 단부 저면이 지지되도록 설치된다.
이때 상기 프리캐스트 바닥판(200)은 사각판 형태로서 몸통부(210)의 양 연결면(A)에는 루프철근(220)이 돌출되어 있음을 알 수 있다.
이러한 루프철근(220)은 도 2b와 같이, 인접한 프리캐스트 바닥판(200)의 루프철근과 서로 겹쳐지도록 하여 충진재(400)에 의하여 서로 결속됨으로서 프리캐스트 바닥판(200)을 서로 연결하는 기능을 가지게 된다.
상기 프리캐스트 바닥판연결블록(300)은 도 2a와 같이 거더 상면에 길이방향(종방향)으로 연장되도록 형성되도록 하되 연장길이(L1)는 프리캐스트 바닥판(200)의 양 연결면의 길이(L2)에 맞추어 제작된 것을 이용하게 되며 교량용 바닥판으로서 역시 공장에서 제작한 것을 이용하게 되며,
이에 프리캐스트 바닥판연결블록(300)은 거더(100)와 프리캐스트 바닥판(200)의 연결부위를 보강하면서 거더(100)와 프리캐스트 바닥판(200)을 서로 일체화하기 위한 전단연결홈(320)과 연결철근(330)을 구비하는 철근콘크리트 블록체인 몸통부(310)로 형성시키고 있음을 알 수 있다.
즉, 상기 프리캐스트 바닥판연결블록(300)은 몸통부(310), 전단연결홈(320) 및 연결철근(330)을 포함하여 구성된 직육면체 콘크리트 블록체로 형성된 것으로서,
상기 몸통부(310)는 일정한 높이(h)를 가지도록 하되 상면과 저면을 관통하는 수직홈 형태의 전단연결홈(320)이 형성되어 있음을 알 수 있다.
즉, 이러한 전단연결홈(320)은 거더의 상부플랜지 상면에 형성된 스터드 형태의 전단연결재(140)가 삽입될 수 있을 정도의 내부직경을 가진 수직홈 형태로 형성되도록 하게 된다.
또한 상기 몸통부(310) 내부에는 연결철근(330)이 매립되어 배근되어 있는데 도 2b와 같이, 이러한 연결철근(330)은 몸통부(310) 상면으로부터 상방으로 연장되어 서로 인접한 프리캐스트 바닥판(200)의 연결공간(S)으로 인출되도록 하게 되며 고강도 콘크리트로 프리캐스트 바닥판연결블록(300)을 제작하여 연결철근(330) 사용량을 최소화시키게 된다. 즉, 종래 연결부위를 보강하기 위한 복잡한 현장 철근 배근 공종을 배제할 수 있게 된다.
이에 상기 프리캐스트 바닥판연결블록(300)은 자체의 강성에 의하여 거더(100)와 프리캐스트 바닥판(200)의 연결부위를 보강하면서, 프리캐스트 바닥판(200)의 연결공간(S)에 연결철근(330)을 인출시켜 연결공간(S) 과 수직홈 형태의 전단연결홈(320)에 충진된 충진재(400)에 의하여 거더(100), 프리캐스트 바닥판(200)을 구조적으로 서로 일체화되도록 하게 된다.
또한, 거더(100)의 상부플랜지에 고강도 콘크리트에 의한 프리캐스트 바닥판연결블록(300)이 일체로 형성되어 거더(100)의 단면높이 증가에 따른 거더의 휨 강성 확보에 효과적이며,
거더 상부플랜지(110)는 폭보다 프리캐스트 바닥판연결블록의 폭이 넓게 형성되므로 보다 안정적인 프리캐스트 바닥판의 단부 지지가 가능하게 된다.
이때 재질이 동일한 프리캐스트 바닥판연결블록(300)과 프리캐스트 바닥판(200)이 서로 상,하로 지지되도록 하고 연결공간에 충진되는 충진재(400)도 같은 재질로 제작된 것을 이용함으로서 재질적 통일성에 의한 일체성 확보에 유리하도록 함이 바람직하다.
또한 도 2b와 같이 상기 거더(100)의 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 상면에는 프리캐스트 바닥판(200)의 전단포켓(230)이 다수 이격되어 위치(전단연결재(140)의 위치에 대응)하도록 설치될 수 있도록 할 수 있다.
상기 프리캐스트 바닥판연결블록(300)도 앞서 살펴본 거더(100) 상면에 몸통부(210)를 관통하도록 전단포켓(230)이 다수 형성된 프리캐스트 바닥판(200)과 연결되도록 설치할 수 있음을 알 수 있다.
이로서 앞서 살펴본 연결공간(S)이 아닌 전단포켓(230)에 연결철근(330)이 인출되며, 전단포켓(230)과 수직홈 형태의 전단연결홈(320)에 충진된 충진재(400)에 의하여 거더(100), 프리캐스트 바닥판(200) 및 프리캐스트 바닥판연결블록(300)이 서로 일체화 될 수 있게 된다.
[ 수직판 형태의 전단연결재(150)를 구비한 거더(100) ]
상기 수직판 형태의 전단연결재(150)를 구비한 거더(100)는 도 2c 및 도 2d를 기준으로 살펴본다.
먼저 상기 거더(100)는 도 2c와 같이 역시 교량용 거더로서 교량하부구조(500, 교각, 교대로서 도 5 참조)의 상면에 거치되는 구조용 빔으로서 상부플랜지(110), 복부(120) 및 하부플랜지(130)를 포함하도록 하되, 특히 상부플랜지(110) 상면에 수직판 형태의 전단연결재(150)가 일체로 형성되어 있음을 알 수 있다.
이때 상기 수직판 형태의 전단연결재(150)는 상부플랜지(110) 상면에 용접 등의 방법으로 고정되도록 설치되는데 거더(100)의 길이방향으로 일정길이를 가진 수직판 다수가 이격되어 형성되도록 하여 형성시키게 된다.
이에 수직판 형태의 전단연결재(150)는 일정길이를 가지게 되므로 프리캐스트 바닥판연결블록(300)에 형성된 타원형 홈의 전단연결홈(240)에 삽입되도록 하게 된다.
상기 거더(100)의 상부플랜지(110)의 상면에 설치된 프리캐스트 바닥판연결블록(300)에는 인접한 프리캐스트 바닥판(200)의 양 단부 저면이 지지되도록 설치된다.
이때 상기 프리캐스트 바닥판(200)은 역시 사각판 형태로서 몸통부(210)의 양 연결면(A)에는 루프철근(220)이 돌출되어 있음을 알 수 있다.
이러한 루프철근(220)은 도 2d와 같이, 인접한 프리캐스트 바닥판(200)의 루프철근과 서로 겹쳐지도록 하여 충진재(400)에 의하여 서로 결속됨으로서 프리캐스트 바닥판(200)을 서로 연결하는 기능을 가지게 됨은 동일하다.
상기 프리캐스트 바닥판연결블록(300)은 역시 거더 상면에 길이방향으로 연장되도록 형성되도록 하되 연장길이(L1)는 프리캐스트 바닥판(200)의 양 연결면의 길이(L2)에 맞추어 제작된 것을 이용하게 되며 교량용 바닥판으로서 역시 공장에서 제작한 것을 이용하게 되며,
이에 프리캐스트 바닥판연결블록(300)은 거더(100)와 프리캐스트 바닥판(200)의 연결부위를 보강하면서 거더(100)와 프리캐스트 바닥판(200)을 서로 일체화하기 위한 타원형 홈 형태의 전단연결홈(340)과 연결철근(330)을 구비하는 철근콘크리트 블록체인 몸통부(310)로 형성시키고 있음을 알 수 있다.
즉, 상기 프리캐스트 바닥판연결블록(300)은 몸통부(310), 전단연결홈(340) 및 연결철근(330)을 포함하여 구성된 직육면체 콘크리트 블록체로 형성된 것으로서,
상기 몸통부(310)는 일정한 높이(h)를 가지도록 하되 상면과 저면을 관통하는 타원형 홈 형태의 전단연결홈(340)이 형성되어 있음을 알 수 있다.
즉, 이러한 전단연결홈(340)은 거더의 상부플랜지 상면에 형성된 수직판 형태의 전단연결재(150)가 삽입될 수 있을 정도의 타원형 홈 형태로 형성되도록 하게 된다.
또한 상기 몸통부(310) 내부에는 역시 연결철근(330)이 매립되어 배근되어 있는데 이러한 연결철근(330)은 몸통부(310) 상면으로부터 상방으로 연장되어 서로 인접한 프리캐스트 바닥판(200)의 연결공간(S)으로 인출되도록 하게 되며 고강도 콘크리트로 프리캐스트 바닥판연결블록(300)을 제작하여 연결철근(330) 사용량을 최소화시키게 된다. 즉, 종래 연결부위를 보강하기 위한 복잡한 현장 철근 배근 공종을 배제할 수 있게 됨은 동일하다.
이에 상기 프리캐스트 바닥판연결블록(300)은 자체의 강성에 의하여 거더(100)와 프리캐스트 바닥판(200)의 연결부위를 보강하면서, 프리캐스트 바닥판(200)의 연결공간(S)에 연결철근(330)을 인출시켜 연결공간(S)과 타원형 홈 형태의 전단연결홈(340)에 충진된 충진재(400)에 의하여 거더(100), 프리캐스트 바닥판(200)을 구조적으로 서로 일체화되도록 하게 된다.
또한, 거더(100)의 상부플랜지에 고강도 콘크리트에 의한 프리캐스트 바닥판연결블록(300)이 일체로 형성되어 거더(100)의 단면높이 증가에 따른 거더의 휨 강성 확보에 효과적이며,
거더 상부플랜지(110)는 폭보다 프리캐스트 바닥판연결블록의 폭이 넓게 형성되므로 보다 안정적인 프리캐스트 바닥판의 단부 지지가 가능하게 된다.
이때 재질이 동일한 프리캐스트 바닥판연결블록(300)과 프리캐스트 바닥판(200)이 서로 상,하로 지지되도록 하고 연결공간에 충진되는 충진재(400)도 같은 재질로 제작된 것을 이용함으로서 재질적 통일성에 의한 일체성 확보에 유리하도록 함이 바람직하다.
또한 상기 거더(100)의 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 상면에는 프리캐스트 바닥판(200)의 전단포켓(230)이 다수 이격되어 위치(전단연결재(150)의 위치에 대응)하도록 설치될 수 있도록 할 수 있다.
상기 프리캐스트 바닥판연결블록(300)도 앞서 살펴본 거더(100) 상면에 전단포켓(230)이 형성된 프리캐스트 바닥판(200)과 연결되도록 설치할 수 있음을 알 수 있다.
이로서 앞서 살펴본 연결공간(S)이 아닌 전단포켓(230)에 연결철근(330)이 인출되며, 전단포켓(230)과 타원형 홈 형태의 전단연결홈(340)에 충진된 충진재(400)에 의하여 거더(100), 프리캐스트 바닥판(200) 및 프리캐스트 바닥판연결블록(300)이 서로 일체화 될 수 있게 된다.
[ 본 발명의 프리캐스트 바닥판연결블록(300)을 이용하여 제작된 거더(100)와 프리캐스트 바닥판의 연결 ]
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 실시예 1,2,3에 의한 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더의 시공사시도를 도시한 것이다.
이러한 실시예 1,2,3은 전단연결재(140,150)에 따른 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 전단연결홈(320, 340)에 따른 구분이라 할 수 있다.
먼저 도 3a에 의한 실시예 1의 경우에는 거더(100)의 상부플랜지(110) 상면에 형성된 전단연결재가 거더의 길이방향으로 2줄로 서로 이격되어 형성되어 있음을 알 수 있으며, 이러한 전단연결재(140)는 스터드 형태로 형성된 것임을 알 수 있다.
이에 스터드 형태의 전단연결재(140)는 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 전단연결홈(320) 내부에 삽입되도록 높이를 가지도록 형성시키게 되며,
이에 상기 전단연결홈(320)도 수직홈 형태로 다수가 전단연결재를 수용하도록 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 길이방향으로 2줄로 서로 이격되어 형성시키게 된다.
또한 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 연결철근(330)은 몸통부(310) 내부로부터 상방으로 인출되어 프리캐스트 바닥판연결블록(300) 상면에서 인접한 프리캐스트 바닥판(200)의 양 연결면(A) 사이의 연결공간(S) 또는 전단포켓(230) 내부에 수용되도록 상방으로 연장되어 있음을 알 수 있다(점선으로 연결공간과 전단포켓을 함께 도시함).
이에 인접한 프리캐스트 바닥판(200)의 양 연결면(A) 사이의 연결공간(S)에는 특히 루프철근(220)이 서로 겹쳐지도록 배치되어 있다.
이에 상기 연결공간(S) 또는 전단포켓과 수직홈 형태의 전단연결홈(320)에 충진되도록 충진재(400)를 충전시켜 거더(100), 프리캐스트 바닥판연결블록(300) 및 프리캐스트 바닥판(200)을 서로 일체화시키게 된다.
다음으로 도 3b에 의한 실시예 2의 경우에는 실시예 1의 경우와 대비하여 전단연결재(140)가 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 전단연결홈(320) 내부까지만 위치하도록 하는 것이 아니라 연결공간(S) 또는 전단포켓(230)까지 위치하도록 상방으로 높이가 연장된 경우라 할 수 있다,
이에 전단연결재(140)가 단순히 거더와 프리캐스터 연결블록의 일체화에 기여 하는 것에 더하여 연결공간 또는 전단포켓의 보강재로도 기여하게 되며 이로서 보다 확실한 거더, 프리캐스트 바닥판연결블록 및 프리캐스트 바닥판의 일체화에 도움이 된다.
즉, 도 3b와 같이 역시 거더(100)의 상부플랜지(110) 상면에 형성된 전단연결재(140)가 거더의 길이방향으로 2줄로 서로 이격되어 형성되어 있음을 알 수 있으며, 이러한 전단연결재(140)는 역시 스터드 형태로 형성된 것임을 알 수 있다.
이에 전단연결재(140)는 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 전단연결홈(320)을 경유하여 연결공간(S) 또는 전단포켓(230) 내부까지 연장되는 높이를 가지도록 형성시키게 되며, 상기 전단연결홈(320)도 수직홈 형태로 다수가 전단연결재를 수용하도록 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 길이방향으로 2줄로 서로 이격되어 형성됨을 알 수 있다.
또한 역시 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 연결철근(330)은 몸통부(310) 내부로부터 상방으로 인출되어 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 상면에 인접한 프리캐스트 바닥판(200)의 연결면(A) 사이의 연결공간(S) 또는 전단포켓 내부에 수용되도록 연장되어 있음을 알 수 있다.
이에 인접한 프리캐스트 바닥판(200)의 연결면(A) 사이의 연결공간(S)에는 특히 루프철근(220)이 서로 겹쳐지도록 배치되어 있다.
이에 상기 전단연결재(140)가 수용되는 연결공간(S) 또는 전단포켓과 수직홈 형태의 전단연결홈(320)에 충진되도록 충진재(400)를 충전시켜 거더(100), 프리캐스트 바닥판연결블록(300) 및 프리캐스트 바닥판(200)을 서로 일체화시키게 된다.
다음으로 도 3c에 의한 실시예 3의 경우에는 수직판 형태의 전단연결재(150)를 이용하게 되며 이에 프리캐스트 바닥판연결블록(300)도 상기 수직판 형태의 전단연결재(150)를 수용하기 위해 타원형 홈 형태의 전단연결홈(340)이 형성된 것을 이용하게 된다.
즉, 상기 수직판 형태의 전단연결재(150)가 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 전단연결홈(340) 내부를 지나 프리캐스트 바닥판(200)의 연결공간(S) 또는 전단포켓(230)의 내부공간에 수용되는 높이를 가지게 되며,
역시 수직판 형태의 전단연결재(150)에 의하여 거더와 프리캐스터 연결블록의 일체화에 기여 하는 것에 더하여 연결부위의 보강재로도 기여하게 되며 이로서 보다 확실한 거더, 프리캐스트 바닥판연결블록 및 프리캐스트 바닥판의 일체화에 도움이 된다.
이에 도 3c와 같이 수직판 형태의 전단연결재(150)는 거더(100)의 상부플랜지(110) 상면에 형성된 일정한 연장길이(L3)를 가진 수직판 형태로서 거더의 길이방향으로 2줄로 서로 이격되어 형성되어 있음을 알 수 있다.
또한 상기 수직판 형태의 전단연결재(150)를 수용할 수 있도록 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 전단연결홈도 수직홈이 아닌 거더의 길이방향으로 연장된 타원형 홈 형태의 전단연결홈(340)으로 형성시키고 있음을 알 수 있다.
이에 수직판 형태의 전단연결재(150)는 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 전단연결홈(340)을 경유하여 연결공간(S) 또는 전단포켓(230)의 내부까지 연장되는 높이를 가지도록 형성시키게 되며,
이에 상기 전단연결홈(340)도 타원형 홈 형태로 다수가 수직판 형태의 전단연결재(150)를 수용하도록 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 길이방향으로 2줄로 서로 이격되어 형성됨을 알 수 있다.
또한 역시 프리캐스트 바닥판연결블록(300)의 연결철근(330)은 몸통부(310) 내부로부터 상방으로 인출되어 인접한 프리캐스트 바닥판(200)의 연결공간(S) 또는 전단포켓(230) 내부에 수용되도록 연장되어 있음을 알 수 있다.
이에 상기 수직판 형태의 전단연결재(150)가 수용되는 연결공간(S)과 전단포켓과 타원형 홈의 전단연결홈(340)에 충진되도록 충진재(400)를 충전시켜 거더(100), 프리캐스트 바닥판연결블록(300) 및 프리캐스트 바닥판(200)을 역시 서로 일체화시키게 된다.
[ 본 발명의 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더를 이용한 프리캐스트 바닥판시공방법 ]
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더를 이용한 프리캐스트 바닥판시공방법 순서도를 도시한 것이다.
먼저 도 4a와 같이 교량하부구조(500) 즉 교대, 교각을 미리 시공하게 되며 교량하부구조(500)는 교량의 길이방향(종방향, 교축방향)으로 서로 이격되어 설치되어 있음을 알 수 있다.
이에 상기 교량하부구조(500) 상면에 앞서 살펴본 거더(100)를 교량받침 등을 이용하여 거치하게 되며 횡방향으로 서로 이격되어 거치되어 있음을 알 수 있다.
이때 상기 거더(100)는 실시예 1에 의한 스터드 형태의 전단연결재(140)가 형성되어 있음을 알 수 있다.
이에 상기 거치된 거더(100)의 상부플랜지(110) 상면에 앞서 살펴본 프리캐스터 연결블록(300)을 설치하게 되는데,
이때 상기 전단연결재(140)가 프리캐스터 연결블록(300)의 전단연결홈(320)에 삽입되도록 하여 폭이 상부플랜지보다 넓게 형성되어도 안정적으로 설치할 수 있도록 하게 된다. 이러한 프리캐스터 연결블록(300)은 공장에서 미리 제작한 것을 설치하게 된다.
다음으로 프리캐스트 바닥판(200)을 프리캐스터 연결블록(300)의 상면에 양 단부가 지지되는 형태로 거치시키게 되며, 이때 상기 프리캐스트 바닥판(200)은 연결면에 루프철근(220)이 형성된 것으로서 루프철근(220)이 서로 겹쳐지도록 설치하게 된다.
다음으로 도 4b와 같이 상기 프리캐스터 연결블록(300)의 전단연결홈(320)과 프리캐스트 바닥판(200)의 연결면 사이 연결공간(S)을 메우도록 충진재(400)를 충전시켜 거더(100)와, 프리캐스트 바닥판연결블록(300) 및 프리캐스트 바닥판(200)를 서로 일체화시켜 시공하게 된다.
나아가 실시예 2에 의한 시공방법도 도 4a 및 도 4b와 같이 동일하게 시공하게 되며 이 경우에는 전단연결재(140)가 연결공간(S)까지 연장된 경우라 할 수 있다.
다음으로 실시예 3의 경우에는 특히 도 5와 같이 전단포켓(230)이 형성된 프리캐스트 바닥판(200)을 이용하게 됨을 알 수 있으며, 수직판 형태의 전단연결재(150)가 형성된 거더(100)를 이용하고 있음을 알 수 있으며, 타원형 홈 형태의 전단연결홈(340)이 형성된 프리캐스트 바닥판연결블록(300)을 이용하고 있음을 알 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 거더
110: 상부플랜지 120: 복부
130: 하부플랜지 140: 스터드 형태의 전단연결재
150: 수직판 형태의 전단연결재
200: 프리캐스트 바닥판
210: 몸통부 220: 루프철근
230: 전단포켓
300: 프리캐스트 바닥판연결블록
310: 몸통부 320: 수직홈 형태의 전단연결홈
330: 연결철근 340: 타원형 홈 형태의 전단연결홈
400: 충진재 500: 교량하부구조

Claims (17)

  1. 전단연결홈이 상면과 저면을 관통하도록 형성되며, 상방으로 연장된 연결철근을 포함하여 제작되어 거더의 상부플랜지 상면에 고정 설치되는 프리캐스트 바닥판연결블록; 거더의 상부플랜지 상면에 상기 전단연결홈에 삽입되도록 형성된 전단연결재; 및 상기 프리캐스트 바닥판연결블록 상면에 지지되도록 설치된 프리캐스트 바닥판의 양 연결면 사이에 연결철근이 인출된 연결공간(S)과 함께 전단연결재가 삽입된 전단연결홈에 함께 충진된 충진재;를 포함하고,
    상기 프리캐스트 바닥판연결블록은, 상기 거더와 상기 프리캐스트 바닥판의 연결부위를 보강하면서 상기 거더와 상기 프리캐스트 바닥판을 서로 일체화하기 위한 상기 전단연결홈과 상기 연결철근을 구비하는 직육면체 철콘크리트 블록체인 몸통부를 포함하며,
    상기 연결철근은 상기 몸통부 상면으로부터 상방으로 연장되고,
    상기 연결공간(S)에는 상기 연결철근과 사각판 형태의 프리캐스트 바닥판의 몸통부 양 연결면(A)에 돌출 형성된 루프철근이 상호 수직하도록 배치된 상태에서 상기 충진재가 채워짐으로써 상기 프리캐스트 바닥판연결블록과 상기 거더의 상부플랜지가 일체화되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프리캐스트 바닥판연결블록이 상면에 형성된 거더는 상부플랜지, 복부 및 하부플랜지를 포함하는 강재거더로서, 상기 상부플랜지 상면에 스터드 형태의 전단연결재가 형성되도록 하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 스터드 형태의 전단연결재(140)는 수직홈 형태의 전단연결홈 내부에서 충진재에 의하여 매립되도록 하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 스터드 형태의 전단연결재(140)는 수직홈 형태의 전단연결홈 내부를 경유하여 프리캐스트 바닥판연결블록 상면의 연결공간(S)까지 연장되어 충진재에 의하여 매립되도록 하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 프리캐스트 바닥판연결블록이 상면에 형성된 거더는 상부플랜지, 복부 및 하부플랜지를 포함하는 강재거더로서, 상기 상부플랜지 상면에 수직판 형태의 전단연결재(150)가 형성되도록 하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 수직판 형태의 전단연결재(150)는 타원형 홈 형태의 전단연결홈 내부에서 충진재에 의하여 매립되도록 하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 수직판 형태의 전단연결재(150)는 타원형 홈 형태의 전단연결홈 내부를 경유하여 프리캐스트 바닥판연결블록 상면의 연결공간(S)까지 연장되어 충진재에 의하여 매립되도록 하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더.
  8. 전단연결홈이 상면과 저면을 관통하도록 형성되며, 상방으로 연장된 연결철근을 포함하여 제작되어 거더의 상부플랜지 상면에 고정 설치되는 프리캐스트 바닥판연결블록; 거더의 상부플랜지 상면에 상기 전단연결홈에 삽입되도록 형성된 전단연결재; 및 상기 프리캐스트 바닥판연결블록 상면에 지지되도록 설치된 프리캐스트 바닥판의 전단포켓에 연결철근이 인출된 연결공간(S)과 함께 전단연결재가 삽입된 전단연결홈에 함께 충진된 충진재;를 포함하고,
    상기 프리캐스트 바닥판연결블록은, 상기 거더와 상기 프리캐스트 바닥판의 연결부위를 보강하면서 상기 거더와 상기 프리캐스트 바닥판을 서로 일체화하기 위한 상기 전단연결홈과 상기 연결철근을 구비하는 직육면체 철근콘크리트 블록체인 몸통부를 포함하며,
    상기 연결철근은 상기 몸통부 상면으로부터 상방으로 연장되고,
    상기 연결공간(S)에는 상기 연결철근과 사각판 형태의 프리캐스트 바닥판의 몸통부 양 연결면(A)에 돌출 형성된 루프철근이 상호 수직하도록 배치된 상태에서 상기 충진재가 채워짐으로써 상기 프리캐스트 바닥판연결블록과 상기 거더의 상부플랜지가 일체화되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 프리캐스트 바닥판연결블록이 상면에 형성된 거더는 상부플랜지, 복부 및 하부플랜지를 포함하는 강재거더로서, 상기 상부플랜지 상면에 스터드 형태의 전단연결재가 형성되도록 하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 스터드 형태의 전단연결재(140)는 수직홈 형태의 전단연결홈 내부에서 충진재에 의하여 매립되도록 하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 스터드 형태의 전단연결재(140)는 수직홈 형태의 전단연결홈 내부를 경유하여 프리캐스트 바닥판연결블록의 전단포켓까지 연장되어 충진재에 의하여 매립되도록 하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 프리캐스트 바닥판연결블록이 상면에 형성된 거더는 상부플랜지, 복부 및 하부플랜지를 포함하는 강재거더로서, 상기 상부플랜지 상면에 수직판 형태의 전단연결재가 형성되도록 하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 수직판 형태의 전단연결재(150)는 타원형 홈 형태의 전단연결홈 내부에서 충진재에 의하여 매립되도록 하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 수직판 형태의 전단연결재(150)는 타원형 홈 형태의 전단연결홈 내부를 경유하여 프리캐스트 바닥판연결블록 상면의 전단포켓까지 연장되어 충진재에 의하여 매립되도록 하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더.
  15. (a) 전단연결홈이 상면과 저면을 관통하도록 형성되며, 상방으로 연장된 연결철근을 포함하여 제작되어 거더의 상부플랜지 상면에 고정 설치되는 프리캐스트 바닥판연결블록; 및 거더의 상부플랜지 상면에 상기 전단연결홈에 삽입되도록 형성된 전단연결재;를 포함하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더를 구비하는 단계;
    (b) 교량하부구조에 거치된 거더의 바닥판연결블록 상면에 지지되도록 프리캐스트 바닥판을 설치하는 단계;
    (c) 상기 프리캐스트 바닥판연결블록 상면에 지지되도록 설치된 프리캐스트 바닥판의 양 연결면(A) 사이에 연결철근이 인출된 연결공간(S)과 함께 전단연결재가 삽입된 전단연결홈에 함께 충진재를 충진하는 단계;를 포함하고,
    상기 프리캐스트 바닥판연결블록은, 상기 거더와 상기 프리캐스트 바닥판의 연결부위를 보강하면서 상기 거더와 상기 프리캐스트 바닥판을 서로 일체화하기 위한 상기 전단연결홈과 상기 연결철근을 구비하는 직육면체 철콘크리트 블록체인 몸통부를 포함하며,
    상기 연결철근은 상기 몸통부 상면으로부터 상방으로 연장되고,
    상기 연결공간(S)에는 상기 연결철근과 사각판 형태의 프리캐스트 바닥판의 몸통부 양 연결면(A)에 돌출 형성된 루프철근이 상호 수직하도록 배치된 상태에서 상기 충진재가 채워짐으로써 상기 프리캐스트 바닥판연결블록과 상기 거더의 상부플랜지가 일체화되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더를 이용한 프리캐스트 바닥판시공방법.
  16. (a) 전단연결홈이 상면과 저면을 관통하도록 형성되며, 상방으로 연장된 연결철근을 포함하여 제작되어 거더의 상부플랜지 상면에 고정 설치되는 프리캐스트 바닥판연결블록; 및 거더의 상부플랜지 상면에 상기 전단연결홈에 삽입되도록 형성된 전단연결재;를 포함하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더를 구비하는 단계;
    (b) 교량하부구조에 거치된 거더의 바닥판연결블록 상면에 지지되도록 프리캐스트 바닥판을 설치하는 단계;
    (c) 상기 프리캐스트 바닥판연결블록 상면에 지지되도록 설치된 프리캐스트 바닥판의 전단포켓에 연결철근이 인출된 연결공간(S)과 함께 전단연결재가 삽입된 전단연결홈에 함께 충진재를 충진하는 단계;를 포함하고,
    상기 프리캐스트 바닥판연결블록은, 상기 거더와 상기 프리캐스트 바닥판의 연결부위를 보강하면서 상기 거더와 상기 프리캐스트 바닥판을 서로 일체화하기 위한 상기 전단연결홈과 상기 연결철근을 구비하는 직육면체 철콘크리트 블록체인 몸통부를 포함하며,
    상기 연결철근은 상기 몸통부 상면으로부터 상방으로 연장되고,
    상기 연결공간(S)에는 상기 연결철근과 사각판 형태의 프리캐스트 바닥판의 몸통부 양 연결면(A)에 돌출 형성된 루프철근이 상호 수직하도록 배치된 상태에서 상기 충진재가 채워짐으로써 상기 프리캐스트 바닥판연결블록과 상기 거더의 상부플랜지가 일체화되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더를 이용한 프리캐스트 바닥판시공방법.
  17. 삭제
KR1020150107049A 2015-07-29 2015-07-29 프리캐스트 바닥판연결블록을 이용하여 제작된 거더 및 이를 이용한 프리캐스트 바닥판시공방법 KR101661644B1 (ko)

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