KR101669433B1 - 곡선 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 거더의 제작을 위한 거푸집장치 및 이를 이용한 곡선 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 거더의 제작방법 - Google Patents
곡선 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 거더의 제작을 위한 거푸집장치 및 이를 이용한 곡선 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 거더의 제작방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 프리텐션 방식에 의해 종방향으로 프리스트레스가 도입되어 있고 종방향으로의 평면 선형이 곡선으로 이루어진 곡선 프리캐스트 콘크리트 거더를 제작하기 위한 거푸집장치와, 이를 이용하여 거더를 제작하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는, 곡선형상을 가지는 한 쌍의 측면 거푸집판(20a, 20b)과, 단부 거푸집판(10)을 포함하며; 단부 거푸집판(10)에는 긴장재(1)가 관통되는 관통공(11)이 형성되어 있고; 단부 거푸집판(10)의 종방향 외측면에는, 관통공(11) 방향으로의 곡면 단부가 관통공(11)을 잠식하도록 돌출된 상태로 단부 거푸집판(10)에 일체로 설치되는 방향전환 새들부재(2)가 구비되어 있어서; 관통공(11)을 통과한 긴장재(1)가 양단부에서 당겨져서 긴장될 때, 긴장재(1)는 방향전환 새들부재(2)의 곡면으로 이루어진 단부에 밀착되면서 방향전환 새들부재(2)의 단부 곡률에 따라 곡선의 형태로 절곡되어 방향이 바뀐 상태로 긴장되는 것을 특징으로 하는 거푸집장치가 제공되며, 이러한 거푸집장치를 이용하여 곡선 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 거더를 제작하는 방법이 제공된다.
본 발명에서는, 곡선형상을 가지는 한 쌍의 측면 거푸집판(20a, 20b)과, 단부 거푸집판(10)을 포함하며; 단부 거푸집판(10)에는 긴장재(1)가 관통되는 관통공(11)이 형성되어 있고; 단부 거푸집판(10)의 종방향 외측면에는, 관통공(11) 방향으로의 곡면 단부가 관통공(11)을 잠식하도록 돌출된 상태로 단부 거푸집판(10)에 일체로 설치되는 방향전환 새들부재(2)가 구비되어 있어서; 관통공(11)을 통과한 긴장재(1)가 양단부에서 당겨져서 긴장될 때, 긴장재(1)는 방향전환 새들부재(2)의 곡면으로 이루어진 단부에 밀착되면서 방향전환 새들부재(2)의 단부 곡률에 따라 곡선의 형태로 절곡되어 방향이 바뀐 상태로 긴장되는 것을 특징으로 하는 거푸집장치가 제공되며, 이러한 거푸집장치를 이용하여 곡선 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 거더를 제작하는 방법이 제공된다.
Description
본 발명은 프리텐션 방식에 의해 종방향으로 프리스트레스가 도입되어 있고 종방향으로의 평면 선형이 곡선으로 이루어진 곡선 프리캐스트 콘크리트 거더를 제작하기 위한 거푸집장치와, 이를 이용하여 거더를 제작하는 방법에 관한 것이다.
교량의 곡선 구간 등과 같이 위에서 아래로 내려다보았을 때 종방향으로의 평면 선형이 곡선으로 이루어진 구조물에서는 프리캐스트 콘크리트 거더 역시 종방향의 평면 선형이 곡선으로 이루어지도록 제작되는 것이 바람직하다. 프리캐스트 콘크리트 거더에 프리스트레스를 도입하는 방법으로서, 프리텐션 방식(텐던 등의 긴장재를 긴장하여 긴장재에 미리 프리스트레스를 도입한 상태에서 콘크리트를 타설하여 거더를 제작하는 방식)이 알려져 있는데, 프리텐션 방식에 의해 종방향으로 프리스트레스가 도입되어 있고 종방향으로의 평면 선형이 곡선으로 이루어진 곡선 프리캐스트 콘크리트 거더(이하, "곡선 프리텐션 PC 거더"라고 약칭함)를 제작하려면, 이론적으로는 프리스트레스를 도입하기 위한 긴장재를 거더의 곡선 평면 선형에 맞추어서 곡선지게 배치한 상태에서 긴장재를 긴장하여 긴장재에 미리 프리스트레스가 도입되도록 한 후, 긴장재가 매립되도록 콘크리트를 타설하여 거더를 제작하면 된다. 그러나 단순히 곡선의 형태로 놓여 있는 상태의 긴장재를 당겨서 긴장하게 되면 긴장재는 직선으로 펴지게 되고, 원래의 곡선 배치 형상을 유지할 수 없다.
특히, 프리텐션 방식으로 콘크리트 거더를 제작할 때에는 종방향의 단부에 단부 거푸집판을 설치하고 긴장재가 단부 거푸집판에 형성된 관통공을 통과한 상태에서 긴장재의 양단을 긴장하게 되는데, 이 때 곡선의 선형을 가지는 곡선 프리텐션 PC 거더의 경우에는, 관통공의 가장자리에 존재하는 모서리부로 인하여 긴장재의 손상 내지 파단이 발생될 수 있고, 모서리부의 지압 변형 및 그에 따른 단부 거푸집판의 손상 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 곡선 프리텐션 PC 거더의 곡선으로 이루어진 평면 선형에 맞추어서, 긴장재가 곡선 평면 선형에 대응되는 배치를 유지한 상태로 긴장력이 도입될 수 있게 하며, 더 나아가 단부 거푸집판의 손상 및 긴장재의 손상을 방지할 수 있게 하는 새로운 기술의 개발이 절실히 욕되어 있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-0946768호에는 강재 거푸집을 이용하여 곡선의 평면 선형을 가지는 프리스트레스 콘크리트 거더를 제작하는 기술에 대해 소개하고 있으나, 콘크리트 거더에 어떻게 프리스트레스를 도입할 것인지에 대해서는 구체적으로 개시되어 있지 않으며, 단지 강재 거푸집을 어떻게 곡선형태로 배치할 것인지에 대해서만 개시되어 있을 뿐이며, 종래 기술에서는 곡선 PC 거더에 프리텐션 방식으로 프리스트레스를 효과적으로 도입할 지에 대해서는 현재까지 구체적으로 제시되어 있지 않다.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 곡선 프리텐션 PC 거더의 설계된 곡선 평면 선형에 맞추어서, 긴장재가 배치된 상태로 긴장력이 도입되어 프리텐션 방식으로 곡선 PC 거더에 프리스트레스가 원활하고 용이하게 도입될 수 있게 하며, 더 나아가 이와 같은 긴장재의 긴장 과정에서 곡선 프리텐션 PC 거더의 제작을 위하여 설치된 단부 거푸집판이 손상되거나 또는 긴장재가 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
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위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 곡선의 평면선형을 가지고 프리텐션에 의해 긴장력이 도입되는 프리캐스트 콘크리트 거더(곡선 프리텐션 PC 거더)를 제작하기 위한 거푸집장치로서, 종방향으로 가면서 곡선을 이루도록 구부러진 판부재로 이루어지면 서로 간격을 두고 나란하게 배치되어 곡선 프리텐션 PC 거더의 횡방향 양측을 성형하는 한 쌍의 측면 거푸집판과, 상기 측면 거푸집판의 종방향 양단에 각각 설치되는 단부 거푸집판을 포함하며; 단부 거푸집판에는 긴장재가 관통되는 관통공이 형성되어 있고; 단부 거푸집판의 종방향 외측면에는, 관통공 방향으로의 곡면 단부가 관통공의 중앙을 향하여 관통공의 크기를 잠식하도록 돌출된 상태로 단부 거푸집판에 일체로 설치되는 방향전환 새들부재가 구비되어 있어서; 관통공을 통과한 긴장재가 양단부에서 당겨져서 긴장될 때, 긴장재는 방향전환 새들부재의 곡면으로 이루어진 단부에 밀착되면서 방향전환 새들부재의 단부 곡률에 따라 곡선의 형태로 절곡되어 방향이 바뀐 상태로 긴장되는 것을 특징으로 하는 거푸집장치가 제공된다.
또한 본 발명에서는 곡선의 평면선형을 가지고 프리텐션에 의해 긴장력이 도입되는 프리캐스트 콘크리트 거더를 제작하는 방법으로서, 상기한 본 발명에 따른 거푸집장치를 설치하고, 단부 거푸집판과 측면 거푸집판으로 이루어진 공간 내에 긴장재를 종방향으로 배치하고; 긴장재의 양단에 인장력을 가하고; 단부 거푸집판과 한 쌍의 측면 거푸집판으로 이루어진 공간 내에 콘크리트를 타설하여 양생하고; 긴장재를 당기고 있던 상태를 해제하여, 긴장재에 의해 콘크리트에 프리스트레스가 도입되도록 함으로써, 곡선 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 거더를 제작하는 방법이 제공된다.
상기한 본 발명의 거푸집 장치 및 이를 이용한 프리텐션 PC 거더의 제작방법에서, 방향전환 새들부재는, 원형 단면을 가지며 관통공의 일부를 가리도록 단부 거푸집판의 종방향 일측면에 일체로 부착되는 봉부재와, 상기 봉부재가 긴장재에 의해 밀려가지 않도록 지지하기 위하여 상기 봉부재에 연속하여 인접하게 단부 거푸집판의 종방향 일측면에 일체로 부착되는 막대형상의 고정부재로 이루어질 수 있다.
또한 상기한 본 발명의 거푸집 장치 및 이를 이용한 프리텐션 PC 거더의 제작방법에서, 긴장재를 붙잡게 되는 지그부재와, 일단에 지그부재가 결합되어 있는 지지부재로 이루어져서, 긴장재의 양단이 당겨져서 긴장력이 도입될 때 긴장재가 움직이지 않고 원래의 배치 위치를 고수하게 만드는 중간 반력장치가, 종방향으로 복수개의 위치에 구비될 수 있는데, 이 경우 중간 반력장치의 지지부재는, 한 쌍의 측면 거푸집판에서 곡선형상에서 구부러진 내측에 존재하는 측면 거푸집판을 관통하여 배치되어 긴장재로부터 작용하게 되는 압축력을 지지하게 되는 구성을 가질 수 있다. 또한 중간 반력장치의 지지부재는, 한 쌍의 측면 거푸집판에서 곡선형상에서 구부러진 외측에 존재하는 측면 거푸집판을 관통하여 배치되어 긴장재로부터 작용하게 되는 인장력을 지지하는 구성을 가질 수도 있다.
상기한 본 발명의 거푸집 장치 및 이를 이용한 프리텐션 PC 거더의 제작방법에서, 긴장재의 양단이 당겨져서 긴장력이 도입될 때 긴장재가 방향전환 새들부재를 가압함에 따라 곡선형상에서 구부러진 외측에 존재하는 측면 거푸집의 외면 방향으로 작용하는 힘에 대해 반력을 가하는 단부 횡반력대가 종방향 단부에서 횡방향 측면에 구비되어 있는 구성을 가질 수도 있다. 이 경우, 상기 단부 횡반력대는, 반력 기둥부재, 및 반력기둥부재와 단부 거푸집판의 횡측면 사이에 설치되는 잭장치로 구성되어 있으며; 단부 횡반력대에 의한 반력이 면접촉에 의해 거푸집장치에 전달되는 것을 보장하기 위하여, 거푸집장치의 횡측면과, 잭장치의 단부면 사이에는 쐐기부재가 끼워져 있는 구성을 가질 수도 있다.
본 발명에 의하면, 곡선 프리텐션 PC 거더의 설계된 곡선 평면 선형에 맞추어서, 긴장재가 배치된 상태로 긴장력이 도입되어 프리텐션 방식으로 곡선 PC 거더를 제작하되, 곡선 PC 거더에 프리스트레스가 원활하고 용이하게 도입될 수 있게 되는 장점이 있다.
특히, 본 발명에 의하면, 곡선 프리텐션 PC 거더에 긴장력을 도입하기 위하여 긴장재의 양단을 인장하는 과정에서, 단부 거푸집판이 손상되거나 또는 긴장재가 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 되는 장점이 있다.
도 1 및 도 2는 각각 곡선 프리텐션 PC 거더를 제작하기 위하여 본 발명에 따라 거푸집장치를 설치하고 긴장재를 배치한 형상을 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 거푸집장치의 단부 거푸집판을 보여주는 종방향의 개략적인 정면도이다.
도 4는 도 3의 원 E 부분의 개략적인 확대도이다.
도 5는 본 발명에서 단부 거푸집판의 관통공을 통과하는 긴장재가 방향전환 새들부재에 의해 지지되는 것을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 6은 도 1의 원 B 부분에 대한 도 3의 선 C-C에 따른 개략적인 평단면도이다.
도 7은 본 발명의 방향전환 새들부재가 구비되지 아니한 상태에서 단부 거푸집판의 관통공에 긴장재가 관통되어 당겨지는 상태를 보여주는 도 4에 대응되는 개략적인 평단면도이다.
도 8은 관통공의 중앙을 향하여 돌출되어 있는 단부가 곡면으로 이루어진 방향전환 새들부재가 하나의 부재로 이루어진 경우를 보여주는 도 4에 대응되는 개략적인 평단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 형태의 방향전환 새들부재에 대한 도 5에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 10은 도 1의 원 D부분의 개략적인 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 거푸집장치의 단부 거푸집판을 보여주는 종방향의 개략적인 정면도이다.
도 4는 도 3의 원 E 부분의 개략적인 확대도이다.
도 5는 본 발명에서 단부 거푸집판의 관통공을 통과하는 긴장재가 방향전환 새들부재에 의해 지지되는 것을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 6은 도 1의 원 B 부분에 대한 도 3의 선 C-C에 따른 개략적인 평단면도이다.
도 7은 본 발명의 방향전환 새들부재가 구비되지 아니한 상태에서 단부 거푸집판의 관통공에 긴장재가 관통되어 당겨지는 상태를 보여주는 도 4에 대응되는 개략적인 평단면도이다.
도 8은 관통공의 중앙을 향하여 돌출되어 있는 단부가 곡면으로 이루어진 방향전환 새들부재가 하나의 부재로 이루어진 경우를 보여주는 도 4에 대응되는 개략적인 평단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 형태의 방향전환 새들부재에 대한 도 5에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 10은 도 1의 원 D부분의 개략적인 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 다음에서는 본 발명을 설명함에 있어서, 곡선의 평면선형을 가지고 프리텐션에 의해 긴장력이 도입되는 프리캐스트 콘크리트 거더를 예시하고 있으나, 본 발명에 의해 제작되는 구조물은 "거더"에 한정되지 아니한다. 따라서 본 명세서에서 "프리캐스트 콘크리트 거더"는 단순한 빔(beam)형상의 구조물 이외에 다양한 형태의 프리캐스트 콘크리트로 제작되는 구조물을 모두 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2에는 각각 곡선 프리텐션 PC 거더를 제작하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 거푸집장치(100)를 설치하고, 긴장재(1)를 절곡된 형태로 배치한 형상을 보여주는 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 도 3에는 본 발명에 따른 거푸집장치(100)의 단부 거푸집판(10) 외면을 보여주는 종방향의 개략적인 정면도가 도시되어 있다.
도 4에는 도 3의 원 E 부분의 개략적인 확대도가 도시되어 있고, 도 5에는 단부 거푸집판(10)의 관통공을 통과하는 긴장재(1)가 방향전환 새들부재(2)에 의해 지지되는 것을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 6에는 도 1의 원 B 부분에 대해, 도 3의 선 C-C 위치에서의 개략적인 평단면도가 도시되어 있다. 즉, 도 6은 단부 거푸집판(10)에서 관통공(11)에 긴장재(1)가 통과하는 구성을 보여주기 위하여 도 1의 원 B 부분만을 발췌하여 확대 도시하되 도 3의 선 C-C 위치에서 절단하여 이를 평면 상태로 바라본 것을 도시한 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 곡선 프리텐션 PC 거더를 제작하기 위한 본 발명의 거푸집장치(100)는, 종방향으로 가면서 곡선을 이루도록 구부러진 판부재로 이루어지면 서로 간격을 두고 나란하게 배치되어 곡선 프리텐션 PC 거더의 횡방향 양측을 성형하는 한 쌍의 측면 거푸집판(20a, 20b)과, 그 종방향 양단에 각각 설치되는 단부 거푸집판(10)을 포함하여 구성된다. 곡선형상에서 구부러진 내측에 존재하는 측면 거푸집판을 편의상 제1측면 거푸집판(20a)이라고 기재하고, 구부러진 형상의 외측에 존재하는 측면 거푸집판을 편의상 제2측면 거푸집판(20b)이라고 기재한다.
곡선의 평면 선형을 가지는 한 쌍의 측면 거푸집판(20a, 20b)이 나란하게 배치되고, 그 양단부에 각각 단부 거푸집판(10)이 조립되어 본 발명의 거푸집장치(100)가 설치되고, 긴장재(1)가 양단의 단부 거푸집판(10)을 통과하여 거푸집장치(100) 내에 종방향으로 길게 연장되어 배치된 상태에서 종방향 양단에서 당겨져서 긴장재(1)에 미리 긴장력이 도입된다. 이 때, 긴장재(1)는 제작하고자 하는 곡선 프리텐션 PC 거더의 종방향 곡선 평면 선형에 맞추어서 곡선의 형태로 한 쌍의 측면 거푸집판(20a, 20b) 사이에서 한 쌍의 측면 거푸집판(20a, 20b)과 나란하게 배치되는 것이 이상적이다. 그러나 긴장재(1)는 측면 거푸집판(20a, 20b)과 달리 선재(線材)로 이루어져 있으므로, 비록 긴장재(1)를 곡선 형태로 평면 배치하였더라도, 긴장재(1)를 양단에서 종방향으로 당겨서 긴장력을 도입하게 되면, 긴장재(1)는 직선으로 펴지려고 하기 때문에 긴장재(1)에는 제1측면 거푸집(20a)을 향하여 움직이게 하는 힘(제1방향의 힘)이 작용하게 되어 긴장재(1)가 제1측면 거푸집(20a) 방향으로 접근하게 된다. 즉, 후술하는 바와 같은 본 발명의 구성을 가지고 있지 않은 채, 단순히 긴장재(1)를 곡선 형태로 배치한 상태에서 양단을 당기게 되면 긴장재(1)는 측면 거푸집(20a, 20b)의 곡률에 대응되는 완만한 곡선을 이룰 수 없게 된다.
본 발명의 거푸집장치(100)에는, 긴장재(1)를 당겨서 긴장력을 도입하였을 때, 긴장재(1)가 제1측면 거푸집(20a) 방향으로 접근하지 않고 원래 배치되어 있는 위치를 고수하게 만드는 중간 반력장치(40)가, 단부 거푸집판(10) 사이의 복수개의 위치에 설치되어 있다. 앞서 설명한 것처럼, 곡선으로 배치한 긴장재(1)를 당기게 되면 긴장재(1)에는 제1방향의 힘이 작용하게 되는데, 본 발명에서는 이러한 제1방향의 힘에 대항할 수 있도록 제2측면 거푸집판(20b) 방향으로의 반력(제2방향의 힘)이 작용할 수 있게 하는 중간 반력장치(40)가, 복수개의 위치에 구비되어 있는 것이다. 따라서 긴장재(1)가 당겨져서 긴장력이 도입되더라도, 중간 반력장치(40)가 설치된 위치에서는, 긴장재(1)가 제1측면 거푸집판(20a) 방향으로 움직이지 않고 원래의 배치 위치를 고수하게 되어 제2측면 거푸집판(20b)과의 간격을 그대로 유지하게 된다.
도 1에 도시된 실시예에서는, 중간 반력장치(40)가, 제1측면 거푸집(20a)쪽에 배치되어 제2측면 거푸집(20b) 방향으로 연장되어 긴장재(1)를 밀어서 지지하는 장치로 이루어져 있다. 중간 반력장치(40)는, 긴장재(1)를 붙잡게 되는 지그부재(42)와, 상기 지그부재(42)가 일단에 결합되어 있는 지지부재(41)로 이루어질 수 있는데, 도 1에 도시된 실시예의 경우에는 지지부재(41)가 압축력을 지지할 수 있는 막대부재로 이루어져서 제1측면 거푸집(20a)을 관통하여 제2측면 거푸집(20b) 방향으로 연장된 상태로 구비되어 있으며, 따라서 긴장재(1)가 긴장되었을 때 지지부재(41)는 압축력을 받으면서 긴장재(1)가 제1측면 거푸집판(20a) 방향으로 움직이지 않도록 긴장재(1)를 밀어서 지지하게 된다. 도 1 및 도 2에서 도면부호 43은 지지부재(41)의 타단에 배치되어 중간 반력장치(40)의 지지부재(41)를 지지하는 반력대(43)이다.
그러나 이와 반대로 중간 반력장치(40)는 제2측면 거푸집(20b)쪽에 구비되어 제1측면 거푸집(20a) 방향으로 연장되어 긴장재(1)를 당기는 구성을 가질 수도 있다. 도 2에 도시된 실시예의 경우는, 도 1의 실시예와 달리, 중간 반력장치(40)가 긴장재(1)를 당김으로써 긴장재(1)를 지지하게 된다. 즉, 도 2에 도시된 실시예의 경우, 중간 반력장치(40)는, 긴장재(1)를 붙잡게 되는 지그부재(42)와, 상기 지그부재(42)가 일단에 결합되어 있는 지지부재(41)로 이루어지되, 지지부재(41)는 제2측면 거푸집(20b)을 관통하여 제1측면 거푸집(20a) 방향으로 연장되도록 구비되며, 지지부재(41)는 압축력이 아닌 인장력을 받게 되는 것이다. 이 경우 긴장재(1)의 양단에 긴장력이 도입되었을 때 중간 반력장치(40)가 긴장재(1)를 당겨서 긴장재(1)가 제1측면 거푸집판(20a) 방향으로 움직이지 않게 만든다. 따라서 도 2의 실시예의 경우, 지지부재(41)는 인장력을 받는 부재이므로, 막대 부재 이외에도 케이블 등으로 구성될 수 있어서, 그 만큼 부재 형태의 선택이 자유롭게 된다.
물론 도 1의 실시예와 도 2의 실시예를 혼합할 수도 있다. 중간 반력장치(40)를 복수개로 설치하되 일부 중간 반력장치(40)는 도 1의 실시예처럼 제1측면 거푸집(20a)의 외측에 배치하고, 일부 중간 반력장치(40)는 도 2의 실시예처럼 제2측면 거푸집(20b)의 외측에 배치하는 형태로 혼합하여 설치할 수도 있는 것이다.
이와 같이 본 발명에서는 중간 반력장치(40)에 의해 긴장재(1)가 지지되므로, 긴장재(1)를 긴장하더라도 긴장재(1)가 평면상에서 횡방향으로 움직이지 않게 되어 애초에 배치된 상태를 유지할 수 있게 된다. 특히, 중간 반력장치(40)를 많은 수로 배치하게 되면 긴장재(1)의 평면상 배치 형상을 더욱 둥근 형태의 곡선으로 만들 수 있게 된다.
본 발명의 거푸집장치(100)에서는 종방향 양단에 단부 거푸집판(10)이 존재하고, 긴장재(1)는 단부 거푸집판(10)을 통과하게 되는데, 양단의 단부 거푸집판(10) 사이의 간격에서부터 단부 거푸집판(10)을 관통하도록 진행되어 오는 방향과, 단부 거푸집판(10)을 통과한 후 긴장재(1)가 당겨지는 방향이 서로 다르기 때문에, 결국 단부 거푸집판(10)에서는 긴장재(1)의 절곡이 이루어진다. 구체적으로 단부 거푸집판(10)에는 관통공(11)이 형성되어 있고, 긴장재(1)는 상기 관통공(11)을 통과하게 된다. 이 때, 단부 거푸집판(10)은 두께를 가지는 판으로 이루어져 있으므로, 관통공(11)의 가장자리에서 단부 거푸집판(10)의 외면과 내면에는 각각 모서리부가 존재하게 된다.
긴장재(1)가 관통공(11)을 통과한 상태에서 긴장재(1)가 긴장되면 긴장재(1)는 관통공(11)을 통과하면서 단부 거푸집판(10) 위치에서 절곡된다. 도 7에는 본 발명의 방향전환 새들부재(2)가 구비되지 아니한 상태에서 단부 거푸집판(10)의 관통공(11)에 긴장재(1)가 관통되어 당겨지는 상태를 보여주는 도 4에 대응되는 개략적인 평단면도가 도시되어 있다. 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명의 방향전환 새들부재(2)가 단부 거푸집판(10)에 구비되어 있지 아니한 경우에는, 긴장재(1)가 단부 거푸집판(10)의 관통공(11)을 통과하면서 긴장되어 절곡될 때, 관통공(11)이 형성된 위치에서 단부 거푸집판(10)의 단면에는 긴장재(1)가 강하게 밀착되면서 큰 지압력이 작용하게 된다. 즉, 도 7에서 K로 표시된 부분처럼 단부 거푸집판(10)의 단면 두께에 의해 결국 관통공(11)의 종방향 양측단 위치에는 관통공(11)의 가장자리에 모서리부가 존재하게 되는데 긴장재(1)가 관통공(11)의 가장자리에서 모서리부에 강하게 밀착되면서 가압하게 된다. 이러한 긴장재(1)부터의 강한 지압력에 의해 관통공(11)의 모서리부가 뭉개지는 등의 변형이 발생하게 되고, 그에 따라 단부 거푸집판(10)의 단면에 지압파괴가 야기되며, 결과적으로 관통공(11)의 크기가 설계된 것보다 더 커지게 되어 긴장재(1)의 배치 상태가 설계에 부합되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 더 나아가 관통공(11)의 모서리부와 긴장재(1)간의 접촉으로 인하여 긴장재(1)에 손상이 발생하고, 그로 인하여 긴장재(1)의 파단이 야기될 수도 있다.
본 발명에서는 이러한 문제점을 방지하기 위하여, 관통공(11)이 형성된 위치에서 단부 거푸집판(10)의 종방향 외측면에는, 긴장재(1)가 관통공(11) 가장자리의 모서리부에 닿지 않도록 지지함과 동시에 긴장재(1)가 곡선지게 절곡될 수 있도록 하는 방향전환 새들부재(2)가 단부 거푸집판(10)에 일체로 구비되어 있다.
도 4, 도 5 및 도 6에 구체적으로 도시되어 있는 것처럼, 방향전환 새들부재(2)는 긴장재(1)와 접촉하는 면이 곡면으로 이루어진 부재인데, 이러한 방향전환 새들부재(2)는 관통공(11) 방향으로의 곡면 단부가 관통공(11)의 중앙을 향하여 관통공(11)의 크기를 잠식하도록 돌출된 상태로 단부 거푸집판(10)의 종방향 측면에 일체로 구비된다. 즉, 관통공(11)의 중앙을 향하여 관통공(11)의 크기를 잠식하도록 돌출되어 있는 방향전환 새들부재(2)의 단부는 곡면으로 이루어져 있는 것이다. 따라서 관통공(11)을 통과한 긴장재(1)는 방향전환 새들부재(2)의 곡면으로 이루어진 단부에 밀착되면서 방향전환 새들부재(2)의 단부 곡률에 따라 곡선의 형태로 절곡되어 방향이 바뀌게 된다. 방향전환 새들부재(2)는 단부 거푸집판(10)에 형성된 모든 관통공(11)에 각각 구비되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 거푸집장치(100)에는 단부 거푸집판(10)에 방향전환 새들부재(2)가 구비되어 있고, 방향전환 새들부재(2)는 관통공(11) 방향으로의 단부가 관통공(11)의 중앙을 향하여 관통공(11)의 크기를 잠식하도록 돌출된 상태로 일체 설치되어 있으므로, 관통공(11)을 통과하는 긴장재(1)는 방향전환 새들부재(2)의 단부에 밀착된 상태로 방향 전환되며, 따라서 긴장재(1)는 관통공(11) 가장자리의 모서리부에 닿지 않게 된다. 즉, 긴장재(1)에 긴장력이 도입되더라도 긴장재(1)가 관통공(11) 가장자리의 모서리부를 가압하지 않게 되며, 따라서 관통공(11)의 가장자리에서 모서리부가 지압에 의해 변형되는 현상이 발생하지 않게 되며, 그에 따라 단부 거푸집판(10) 단면의 지압파괴 및 관통공(11)의 크기 변화로 인한 긴장재(1)의 배치 상태 오류 발생을 효과적으로 예방할 수 있게 된다.
또한 관통공(11)의 가장자리에 모서리부가 긴장재(1)에 닿아서 긴장재(1)에 손상이 발생하는 현상도 사전에 방지할 수 있으며, 따라서 이러한 모서리부와 긴장재(1)의 접촉으로 인한 긴장재(1)의 파단 현상도 방지할 수 있게 되는 장점이 있다.
도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 원형 단면을 가지는 봉부재(21)를 관통공(11)의 일부를 가리도록 용접 등의 방법에 의해 단부 거푸집판(10)에 일체로 부착하고, 이러한 원형 단면의 봉부재가 긴장재(1)에 의해 밀려가지 않도록 지지하는 막대형상의 고정부재(22)를 상기 봉부재(21)에 연속시켜서 인접하게 단부 거푸집판(10)에 용접 등의 방법에 의해 일체로 부착함으로써 방향전환 새들부재(2)를 용이하게 제작할 수 있다. 그러나 본 발명에서 방향전환 새들부재(2)는 이러한 방식에 의해 제작되는 것에 한정되지 아니하며, 방향전한 새들부재(2)의 제작 및 설치방법은 다양하게 변화될 수 있다. 도 8에는 도 4에 대응되는 도면으로서, 관통공(11)의 중앙을 향하여 관통공(11)의 크기를 잠식하도록 돌출되어 있는 단부가 곡면으로 이루어진 방향전환 새들부재(2)가 하나의 부재로 이루어진 경우를 보여주고 있다. 도 9에는 도 8에 도시된 형태의 방향전환 새들부재(2)에 대한 도 5에 대응되는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 8 및 도 9에 도시된 것처럼, 방향전환 새들부재(2)는 하나의 부재로 이루어져서 단부 거푸집판(10)에 일체로 부착되어 구비되어 있되, 앞서 설명한 것처럼, 관통공(11)의 중앙을 향하여 관통공(11)의 크기를 잠식하도록 돌출되어 있는 단부가 곡면으로 이루어져 있어도 무방한 것이다.
한편, 본 발명에 따라 긴장재(1)를 긴장할 때, 긴장재(1)가 방향전환 새들부재(2)를 가압함에 따라 단부 거푸집판(10)에는 제2측면 거푸집(20b)의 외면 방향으로 힘이 작용하게 된다. 따라서 도면에 도시된 것처럼, 본 발명의 거푸집장치(100)에서 종방향 단부의 횡방향 측면에는, 거푸집장치(100)를 지지하여 긴장재(1)에 의해 거푸집장치(100)에 제2측면 거푸집 외면 방향으로 작용하는 힘에 대한 반력을 가할 수 있는 단부 횡반력대(30)를 설치한다. 단부 횡반력대(30)는, 도면에 예시된 것처럼 반력 기둥부재(31), 그리고 반력기둥부재(31)와 단부 거푸집판(10)의 횡측면 사이에 설치되는 잭장치(32)로 구성될 수 있다.
도 10에는 도 1의 원 D부분의 개략적인 확대도가 도시되어 있는데, 거푸집장치의 단부에서는 곡선 평면 선형으로 인하여 거푸집장치의 횡측면과, 잭장치(32)의 단부면이 서로 평행하게 밀착되지 않을 수 있다. 이 경우에는 거푸집장치의 횡측면과, 잭장치(32)의 단부면 사이에 쐐기부재(33)를 끼워 넣어서 단부 횡반력대(30)에 의한 반력이 면접촉에 의해 거푸집장치에 원활하게 전달되도록 하는 것이 바람직하다.
위에서 설명한 것처럼, 관통공(11) 위치에 방향전환 새들부재(2)가 일체 구비되어 있는 단부 거푸집판(10) 및 한 쌍의 측면 거푸집판(20a, 20b)을 가지는 본 발명의 거푸집장치(100), 그리고 중간 반력장치(40)와 단부 횡반력대(30)를 설치하고 긴장재(1)를 종방향으로 배치한 상태에서 단부 거푸집판(10)의 외면 밖으로 돌출된 긴장재(1)의 양단을 도 1의 화살표 A 방향으로 긴장한 상태에서, 단부 거푸집판(10)과 한 쌍의 측면 거푸집판(20a, 20b)으로 이루어진 공간 내에 콘크리트를 타설하여 양생한 후, 긴장재(1)를 당기고 있던 상태를 해제하여, 긴장재(1)에 의해 콘크리트에 프리스트레스가 도입되도록 함으로써, 곡선 프리텐션 PC 거더를 제작하게 된다.
위에서 제시한 본 발명의 구체적인 구성을 이용하게 되면, 곡선 프리텐션 PC 거더를 현실적으로 매우 효율적으로 제작할 수 있게 된다.
1: 긴장재
2: 방향전환 새들부재
10: 단부 거푸집판
100: 거푸집장치
2: 방향전환 새들부재
10: 단부 거푸집판
100: 거푸집장치
Claims (8)
- 곡선 프리텐션 PC 거더의 횡방향 양측을 성형하는 한 쌍의 측면 거푸집판(20a, 20b)과, 상기 측면 거푸집판(20a, 20b)의 종방향 양단에 각각 설치되는 단부 거푸집판(10)을 포함하며;
단부 거푸집판(10)에는 긴장재(1)가 관통되는 관통공(11)이 형성되어 있고;
방향전환 새들부재(2)가 단부 거푸집판(10)의 종방향 외측면에 일체로 구비되어 있는데, 상기 방향전환 새들부재(2)는, 관통공(11)을 향하는 단부는 곡면을 이루도록 원형 단면을 가지며 단부 거푸집판(10)의 종방향 일측면에 일체 부착되는 봉부재(21)와, 상기 봉부재(21)가 긴장재(1)에 의해 밀려가지 않도록 지지하기 위하여 봉부재(21)에 연속하여 인접하게 단부 거푸집판(10)의 종방향 일측면에 일체 부착되는 고정부재(22)로 이루어져 있어서, 상기 봉부재(21)는 곡면 단부는 관통공(11)의 중앙을 향하여 돌출되어 관통공(11)의 일부를 가리게 되어 관통공(11)의 크기를 잠식하도록 설치되어 있으며;
관통공(11)을 통과한 긴장재(1)가 긴장될 때, 긴장재(1)는 방향전환 새들부재(2)의 곡면 단부에 밀착되면서 곡선의 형태로 절곡되어 방향이 바뀐 상태로 긴장되며;
긴장재(1)의 양단이 당겨져서 긴장력이 도입될 때 긴장재(1)가 방향전환 새들부재(2)를 가압함에 따라 곡선형상에서 구부러진 외측에 존재하는 측면 거푸집의 외면 방향으로 작용하는 힘에 대해 반력을 가하는 단부 횡반력대(30)가 종방향 단부에서 횡방향 측면에 구비되어 있는데;
단부 횡반력대(30)는, 반력 기둥부재(31), 및 반력기둥부재(31)와 단부 거푸집판(10)의 횡측면 사이에 설치되는 잭장치(32)로 구성되어 있으며; 거푸집장치의 횡측면과, 잭장치(32)의 단부면 사이에는, 거푸집장치의 횡측면과 잭장치(32)의 단부면이 서로 평행하게 밀착됨으로써 단부 횡반력대(30)에 의한 반력이 거푸집장치의 횡측면과 잭장치(32) 단부면간의 면접촉에 의해 거푸집장치에 전달되게 만드는 쐐기부재(33)가 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 곡선 프리텐션 PC 거더의 제작을 위한 거푸집장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
긴장재(1)를 붙잡게 되는 지그부재(42)와, 일단에 상기 지그부재(42)가 결합되어 있는 지지부재(41)로 이루어져서, 긴장재(1)의 양단이 당겨져서 긴장력이 도입될 때 긴장재(1)가 움직이지 않고 원래의 배치 위치를 고수하게 만드는 중간 반력장치(40)가, 종방향으로 복수개의 위치에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 거푸집장치.
- 제3항에 있어서,
중간 반력장치(40)의 지지부재(41)는, 한 쌍의 측면 거푸집판(20a, 20b)에서 곡선형상에서 구부러진 내측에 존재하는 측면 거푸집판을 관통하여 배치되어 긴장재(1)로부터 작용하게 되는 압축력을 지지하는 것을 특징으로 하는 거푸집장치.
- 제3항에 있어서,
중간 반력장치(40)의 지지부재(41)는, 한 쌍의 측면 거푸집판(20a, 20b)에서 곡선형상에서 구부러진 외측에 존재하는 측면 거푸집판을 관통하여 배치되어 긴장재(1)로부터 작용하게 되는 인장력을 지지하는 것을 특징으로 하는 거푸집장치.
- 삭제
- 삭제
- 곡선 프리텐션 PC 거더를 제작하는 방법으로서,
곡선 프리텐션 PC 거더의 횡방향 양측을 성형하는 한 쌍의 측면 거푸집판(20a, 20b)과, 상기 측면 거푸집판(20a, 20b)의 종방향 양단에 각각 설치되는 단부 거푸집판(10)을 포함하며; 단부 거푸집판(10)에는 긴장재(1)가 관통되는 관통공(11)이 형성되어 있고; 방향전환 새들부재(2)에서 관통공(11) 방향으로의 곡면 단부를 가지는 방향전환 새들부재(2)가 단부 거푸집판(10)의 종방향 외측면에 일체로 구비되어 있되, 상기 방향전환 새들부재(2)는, 관통공(11)을 향하는 단부는 곡면을 이루도록 원형 단면을 가지며 단부 거푸집판(10)의 종방향 일측면에 일체 부착되는 봉부재(21)와, 상기 봉부재(21)가 긴장재(1)에 의해 밀려가지 않도록 지지하기 위하여 봉부재(21)에 연속하여 인접하게 단부 거푸집판(10)의 종방향 일측면에 일체 부착되는 고정부재(22)로 이루어져 있어서, 상기 봉부재(21)는 곡면 단부는 관통공(11)의 중앙을 향하여 돌출되어 관통공(11)의 일부를 가리게 되어 관통공(11)의 크기를 잠식하도록 설치되어 있고; 긴장재(1)를 붙잡게 되는 지그부재(42)와, 일단에 지그부재(42)가 결합되어 있는 지지부재(41)로 이루어져서, 긴장재(1)가 긴장될 때 긴장재(1)가 곡선형상에서 구부러진 내측에 존재하는 제1측면 거푸집판(20a) 방향으로 움직이지 않고 원래의 배치 위치를 고수하게 만드는 중간 반력장치(40)가 종방향으로 복수개의 위치에 설치되어 있으며, 곡선형상에서 구부러진 외측에 존재하는 제2측면 거푸집(20b)의 외면 방향으로 작용하는 힘에 대해 반력을 가하는 단부 횡반력대(30)가 종방향 단부에서 횡방향 측면에 구비되어 있는 구성을 가지는, 거푸집장치(100)를 설치하고;
단부 거푸집판(10)과 측면 거푸집판(20a, 20b)으로 이루어진 공간 내에 지그부재(42)에 물린 상태로 긴장재(1)를 종방향으로 배치하고;
긴장재(1)의 양단에 인장력을 가하고;
단부 거푸집판(10)과 한 쌍의 측면 거푸집판(20a, 20b)으로 이루어진 공간 내에 콘크리트를 타설하여 양생하고;
긴장재(1)를 당기고 있던 상태를 해제하여, 긴장재(1)에 의해 콘크리트에 프리스트레스가 도입되도록 하는데;
단부 횡반력대(30)는, 반력 기둥부재(31), 및 반력기둥부재(31)와 단부 거푸집판(10)의 횡측면 사이에 설치되는 잭장치(32)로 구성되어 있어서, 거푸집장치(100)를 설치할 때, 거푸집장치의 횡측면과 잭장치(32)의 단부면이 서로 평행하게 밀착됨으로써 단부 횡반력대(30)에 의한 반력이 거푸집장치의 횡측면과 잭장치(32) 단부면간의 면접촉에 의해 거푸집장치에 전달되게 만드는 쐐기부재(33)를 거푸집장치의 횡측면과 잭장치(32)의 단부면 사이에 끼워넣어지는 것을 특징으로 하는 곡선 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 거더의 제작방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020150071829A KR101669433B1 (ko) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | 곡선 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 거더의 제작을 위한 거푸집장치 및 이를 이용한 곡선 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 거더의 제작방법 |
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| KR1020150071829A KR101669433B1 (ko) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | 곡선 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 거더의 제작을 위한 거푸집장치 및 이를 이용한 곡선 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 거더의 제작방법 |
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| KR (1) | KR101669433B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107747274A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-03-02 | 大连理工大学 | 一种弯梁桥限位装置及方法 |
| CN115680314A (zh) * | 2022-11-08 | 2023-02-03 | 中建八局第二建设有限公司 | 一种钢梁体外预应力筋加固转向块及加固方法 |
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| KR100946768B1 (ko) | 2009-03-24 | 2010-03-11 | 우경건설 주식회사 | 평면곡선 조정이 가능한 프리스트레스 콘크리트 거더용 강재 거푸집을 이용한 프리스트레스 콘크리트 거더 제작방법 |
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2015
- 2015-05-22 KR KR1020150071829A patent/KR101669433B1/ko active IP Right Grant
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