KR101698807B1 - 파형강판을 이용한 psc거더의 제작방법 및 이에 의해 제작된 psc거더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PSC거더와 관련된 것으로서, 상기 PSC거더는 a) 파형강판의 상단에 길이방향으로 상부강재가 용접 설치되어 T형상의 단면을 가지는 상연보강재를 준비하는 단계; b) 거푸집을 설치한 후 콘크리트 타설하여 철근콘크리트 구조의 거더본체를 구축하되, 정모멘트 구간의 보강범위 내의 거더본체 상부에 길이방향으로 오목한 보강충진부가 구비되고, 상기 보강충진부에 파형강판의 하단이 매립되도록 상연보강재를 설치하는 거더본체의 구축단계; c) 거더본체에 프리스트레스를 도입시키는 단계; d) 거더본체의 보강충진부에 콘크리트나 몰탈등을 충진시키는 단계;에 의하여 제작되는 것을 특징으로 한다.

Description

파형강판을 이용한 PSC거더의 제작방법 및 이에 의해 제작된 PSC거더{MANUFACTURING METHOD OF THE PSC GIRDER USING THE CORRUGATED STEEL PLATE AND THE PSC GIRDER MANUFACTURED THEREBY}

본 발명은 PSC거더와 관련된 것으로서, 보다 구체적으로는 파형강판을 이용하여 휨강성을 증대시킴으로써 장스팬화, 저형고화 등을 도모할 수 있도록 하는 PSC거더의 제작방법 및 이에 의해 제작된 PSC거더에 관한 것이다.

콘크리트 교량은 콘크리트와 철근을 주재료로 사용하는 것으로서, 압축강도에 비하여 인장강도가 현저히 낮은 콘크리트의 취약점을 높은 인장강도를 가지는 철근이 보강함으로써 재료의 효율화를 극대화시킨 것이다.

그런데 이러한 콘크리트 교량은 적용할 수 있는 경간의 길이가 매우 제한적인 바, 거더에 프리스트레스를 도입시켜 휨강성을 증대시킴으로써 장경간화를 도모하는 공법들이 다양하게 개발되고 있으며, 그중 대표적인 것으로 PSC(Prestressed Concrete)거더가 있다.

PSC거더는 주지하는 바와 같이, 하연의 텐던을 긴장할 때 상연에 인장응력을 크게 발생시켜 향후 작용하게 되는 고정하중 등이 작용할 때 발생되는 압축응력과 상쇄시키고, 반대로 하연에 압축응력을 크게 발생시켜 상기 고정하중 등이 작용할 때 발생되는 인장응력과 상쇄시키는 것을 원리로 하고 있다.

따라서 PSC거더의 설계시에는 사용하중 상에서 상연에는 압축에 의해, 또 하연에는 인장하중에 의해 거더가 파괴에 이르지 않도록 하기 위하여, 상연에는 허용압축응력 이하로 발생 응력을 억제하고, 하연에는 인장응력이 발생하지 않도록 설계한다.

그런데 거더의 상연은 허용압축응력을 초과하게 되면 곧바로 취성파괴에 이르는 반면, 하연에는 인장응력이 발생하여도 허용인장응력까지 여유가 있고, 이를 초과하여도 배근된 철근이 발생한 인장응력에 저항하기 때문에 거의 대부분의 PSC거더를 이용한 교량의 경우 압축부의 설계를 훨씬 중요하게 고려하고 있다.

이러한 점과 관련하여 PSC거더의 중앙부에 발생하는 압축응력을 보강하기 위한 다양한 방법들이 제안되고 있는데, 그 예의 하나로 공개특허공보 공개번호 10-2015-0033221호로 제안된 바 있다. 도 1은 상기한 공개번호 10-2015-0033221호의 프리스트레스트 콘크리트 거더를 도시한 것으로서, 상하부플랜지(11,13) 및 복부(12)가 구비된 본체(10)의 중앙부 상면에 철근콘크리트 재질의 보강부(30)가 설치되고, 상기 보강부(30)의 측면에는 전단철근(40) 및 종방향철근(50)이 배치되는 구조로 이루어져 있다.

상기의 프리스트레스트 콘크리트 거더는 휨모멘트가 크게 작용하는 중앙부의 단면을 증가시킴으로써 프리스트레스의 도입량을 증가시켜 거더의 휨강성을 증대시킨다는 것이다. 그런데 이와 같이 거더를 변단면화시키면서 중앙부를 크게 구성시키는 것은 거푸집 작업 등의 시공성을 저하시킬 뿐 아니라, 형고를 증가시키는 문제점을 야기시킨다. 이와 함께 프리스트레스의 도입량을 증가시킬 수 있다고 하더라도 인장응력발생에 의한 단면 상부의 균열 자체는 제어되지 않는 문제점이 여전히 남게 된다.

다른 한편으로, 등록특허공보 등록번호 10-1505039호에서는 콘크리트 빔(1)의 상부에 상부플랜지(21) 및 웨브(22)로 이루어진 T형의 강재 보강빔(2)을 설치한 도 2의 합성거더를 개시한 바 있다.

상기의 강재 보강빔(2) 역시 도 1의 보강부(30)와 마찬가지로 단면력을 증가시켜 콘크리트 빔(1)의 강성을 크게 증가시키고, 상기 콘크리트 빔(1)에 대한 프리스트레스의 도입시 상연에 발생되는 인장응력에 대응할 수 있어 프리스트레스의 도입량을 증대시킬 수 있게 하는 효과까지 발생하게 한다.

그런데 상기 강재 보강빔(2)으로 인하여 응력의 중립축이 상향 이동하게 되는 바, 프리스트레스의 도입시 중립축 아래에 위치하게 되는 강재 보강빔(1)의 웨브(22) 하단부분은 압축응력의 도입을 방해하는 요인으로 작용하게 되며, 이로 인하여 프리스트레스 도입작업의 효율성은 현저히 낮아지게 된다.

KR 10-2015-0033221 A KR 10-1505039 B1

본 발명은 종래기술들의 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 정모멘트가 발생되는 PSC거더 중앙부의 상부에 인장균열이 발생되지 않으면서 휨강성이 증대되어 장스팬화가 도모되는 PSC거더의 제작방법 및 이에 의해 제작된 고강성의 PSC거더를 제공함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 PSC거더의 단면 변화없이 중앙부에 대한 보강이 이루어지고, 효율적인 프리스트레싱이 이루어지게 함으로써 형고가 증가하지 않아 충분한 형하공간이 확보됨과 더불어 작업의 효율성 및 높은 프리스트레스의 도입이 도모될 수 있는 PSC거더의 제작방법 및 이에 의해 제작된 고강성의 PSC거더를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 의하면, a) 파형강판의 상단에 길이방향으로 상부강재가 용접 설치되어 T형상의 단면을 가지는 상연보강재를 준비하는 단계; b) 거푸집을 설치한 후 콘크리트 타설하여 철근콘크리트 구조의 거더본체를 구축하되, 정모멘트 구간의 보강범위 내의 거더본체 상부에 길이방향으로 오목한 보강충진부가 구비되고, 상기 보강충진부에 파형강판의 하단이 매립되도록 상연보강재를 설치하는 거더본체의 구축단계; c) 거더본체에 프리스트레스를 도입시키는 단계; d) 거더본체의 보강충진부에 콘크리트나 몰탈등을 충진시키는 단계;가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 파형강판을 이용한 PSC거더의 제작방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 파형강판의 상단에 용접 설치되는 상부강재는, 단일부재로 이루어지되, 양 단부는 파형강판의 양 단부로부터 연장되어 적어도 일부분이 거더본체에 매립되어 거더본체와 일체가 되도록 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 파형강판을 이용한 PSC거더의 제작방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 파형강판의 상단에 용접 설치되는 상부강재는, 다수 개가 분절된 토막으로 이루어지고, 각 토막의 사이에 위치한 파형강판의 상부에는 스켈럽이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 파형강판을 이용한 PSC거더의 제작방법이 제공된다. 이때 거더본체에 대한 프리스트레스 도입이 완료된 후에는 상부강재의 각 토막을 용접하여 일체화시키는 작업이 더 이루어질 수 있다.

본 발명은 파형강판의 아코디언 효과의 발생이 원활히 이루어지게 함으로써 거더본체에 대한 프리스트레스의 도입을 용이하게 하면서, 상기 파형강판에 의해 지지되는 상부강재로 하여금 프리스트레스의 도입시 발생되는 인장응력에 저항하게 하여 거더본체의 콘크리트에 대한 균열의 발생없이 높은 프리스트레스의 효율적인 도입을 가능하게 한다.

또한 본 발명은 상기의 상부강재를, 프리스트레스의 도입 전에는 다수 개의 분절된 토막으로 구성하여 상기 프리스트레스에 의해 거더본체의 전 단면에 대하여 압축응력이 도입된다고 하더라도, 상기 상부강재에는 압축응력이 발생하지 않는 무응력의 상태가 되게 하고, 이러한 무응력의 상태에서 상기의 각 토막들을 용접하여 구조적으로 일체화된 상부강재를 구성하여 단면력을 가지게 하는 바, 이는 콘크리트와 함께 향후 부가되는 하중에 의해 발생되는 압축응력에 대한 높은 저항능력을 발휘하게 한다.

또한 본 발명은 프리스트레스의 도입단계를 전후로 하여 응력의 중립축을 아래와 위로 이동시킴으로서 향후 부가되는 하중에 의해 발생될 압축응력을 최소화시킴으로써 PSC거더가 보다 높은 구조적 안정성을 가지게 한다.

도 1은 종래기술에 의해 거더 중앙의 압축부를 보강한 프리스트레스트 콘크리트 거더의 사시도이다.
도 2는 또 다른 종래기술에 의해 보강된 합성거더의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의해 제작된 PSC거더의 사시도이다.
도 4는 상기 도 3의 A-A, B-B 및, C-C의 각 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 의한 PSC거더의 제작과정을 단계별로 나타낸 설명도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 의한 PSC거더의 제작과정을 단계별로 나타낸 설명도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 PSC거더의 휨강성을 증대시키기 위하여 프리스트레스를 도입하였을 때 발생하는 응력의 방향과, 상기 프리스트레스의 도입이 완료된 후 교량의 시공 중 또는 사용시에 작용하는 하중에 의해 발생하는 응력의 방향이 서로 반대인 것을 이용함으로써 PCS거더에 균열의 발생 없이 효율적으로 프리스트레스가 도입되도록 한다.

보다 구체적으로 PSC거더에 대한 프리스트레스의 도입시에는 상기 거더의 상연에 발생되는 인장응력이 크게 발생되도록 하는 것이 유리하고, 상기 프리스트레의 도입이 완료된 후 새로이 부가되는 상판콘크리트 등의 하중에 의해 발생되는 압축응력은 가급적 작게 발생되도록 하는 것이 유리하다.

그러나 거더 상연의 콘크리트에 균열이 발생하는 것을 우려하여 전단면에 압축응력이 발생되도록, 즉 거더의 상연에도 인장응력이 발생되지 않도록 프리스트레스를 도입시키는 것이 일반적이다.

따라서 본 발명은 파형강판을 이용하여 거더의 상연에 인장응력이 발생하도록 프리스트레스가 도입되는 경우에는 상기 인장응력에 대응할 수 있는 수단을 가지게 함으로써 콘크리트의 균열 발생없이 프리스트레스의 도입량을 극대화시킬 수 있게 하고, 이와 달리 프리스트레스를 통상의 경우처럼 거더의 전단면에 압축응력만이 발생되록 하더라도 프리스트레스의 도입량이 크게 증가될 수 있게 하는 것을 중요한 기술적 특징의 하나로 하고 있다.

또한 본 발명은 프리스트레스의 도입시에는 응력의 중립축을 일반적인 거더보다 아래로 내려 중립축으로부터 상연 연단까지의 거리를 길게 함으로써 상연에 인장응력이 크게 발생되도록 하고, 프리스트레스의 도입이 완료된 후에는 중립축을 상연쪽으로 이동시켜 상연 연단까지의 거리를 짧게 함으로써 항후 발생되는 하중에 의해 거더의 상연에 발생되는 압축응력의 크기를 줄일 수 있도록 하는 것을 또 하나의 중요한 기술적 특징으로 하고 있다.

도 3은 이러한 본 발명의 일 실시예에 의하여 제작된 PSC거더(100)를 전체적으로 나타낸 사시도이고, 도 4는 상기 PSC거더(100)의 종단면도(A-A) 및 각 횡단면도(B-B,C-C)이며, 도 5는 상기 PSC거더(100)를 제작하는 과정의 제1실시예를 단계별로 도시한 것이다.

본 발명의 PSC거더(100)는 상술한 바와 같이, 프리스트레스가 도입되기 전에는 응력의 중립축이 동일한 규모를 가지는 일반적인 거더에 비하여 아래로 이동되도록 거더본체(110)가 구축된다. 이를 위하여 거더본체(110)의 상부에는 향후 보강용 콘크리트 또는 몰탈(이하 '몰탈등'이라 함)이 충진되는 오목한 보강충진부(120)가 형성된다

이와 함께 거더본체(110)에 대한 프리스트레스 도입으로 인하여 인장응력이 발생하게 될 때, 이에 대하여 충분한 저항능력을 가지게 함으로써 상기 프리스트레스의 도입량을 극대화시킬 수 있게 하는 상연보강재(130)가 상기의 보강충진부(120)에 설치된다.

이러한 보강충진부(120) 및 상연보강재(130)의 기능은 시계열적인 PSC거더(100)의 제작공정 순서와 관련지을 때 비로소 작용하게 된다.

이에 관하여 도 5를 참조하면서 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 PSC거더(100)는 크게, a) 상연보강재(130)를 준비하는 단계; b) 거더본체(110)를 구축하는 단계; c) 프리스트레스를 도입시키는 단계; d) 보강충진부(120)에 보강용 몰탈등(140)을 충진시키는 단계;가 포함되어 이루어진다.

a) 상연보강재(130)를 준비하는 단계{도 5의 (a)};

상연보강재(130)는 T형상의 단면을 가지는 것으로서, 파형강판(132)과, 상기 파형강판(132)의 상단에 길이방향으로 용접 설치되는 상부강재(131)로 이루어진다.

파형강판(132)의 상단에 위치한 상기 상부강재(131)는, 거더본체(110)에 대한 프리스트레스 도입시에는 인장재의 기능을 함으로써 프리스트레스의 도입량을 극대화시키고, 제작이 완료된 PSC거더(100)에 대하여는 단면 강성을 증가시켜 상판콘크리트 등의 추가하중에 대한 저항능력을 향상시키게 한다.

이를 위한 상기의 상부강재(131)는 일체적 거동이 가능하도록 단일부재로 이루어지며, 양 단부는 파형강판(132)의 양 단부로부터 연장되는 길이를 가진다.

이러한 상부강재(131)는 강판의 플랜지형상으로 구성될 수도 있으나, 바람직하게는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 H형강으로 구성된다.

파형강판(132)은 상기한 상부강재(131)의 위치를 유지시키면서, 거더본체(110)에 대한 프리스트레스 도입시 아코디언 효과를 발생시켜 상기 프리스트레스의 도입이 원활하게 이루어지게 한다. 따라서 파형강판(132)의 하단에는 콘크리트와의 결합력을 위한 전단연결재가 부착될 수 있으나, 아코디언 효과의 발생을 저해하는 부재는 부착되어서는 안된다.

b) 거더본체(110)를 구축하는 단계{도 5의 (b)};

보강충진부(120)가 구비되고 상기 보강충진부(120)에 상연보강재(130)가 설치되도록 거더본체(110)를 구축하는 단계이다.

베드의 상부에 철근배근, 쉬스관(111) 또는 강선(112)의 설치를 완료하고 거푸집을 설치한 후 콘크리트를 타설하여 철근콘크리트 구조의 거더본체(110)를 구축한다.

이때 상판콘크리트 등 향후 부가되는 수직하중에 의해 PSC거더(100)에 발생하게 되는 정모멘트 구간의 보강범위 내의 거더본체(110) 상부에는, 길이방향의 오목한 보강충진부(120)가 구비된다. 상기의 오목한 보강충진부(120)는 거더본체(110) 상부의 단면크기를 줄임으로써 응력의 중립축을 아래로 이동시키는 효과를 가지게 한다.

이와 함께 상기 보강충진부(120)에는 상연보강재(130)가 설치되되, 파형강판(132)의 하단은 파형의 형상을 그대로 유지하면서 콘크리트에 직접 매립된다. 따라서 거더본체(110)에 대한 프리스트레스 도입시 파형강판(132)은 아코디언효과의 발생을 통해 상기의 프리스트레스 도입이 효율적으로 이루어지게 한다.

또한 파형강판(132)의 양 단부로부터 연장되도록 구성된 상부강재(131)의 양 단부는 적어도 일부분, 예컨대 상부강재(131)를 H형강으로 구성시킨 경우에는 적어도 상기 H형강의 하부플랜지가 거더본체(110)의 콘크리트에 매립되어 거더본체(110)와 일체가 되도록 고정 설치된다.

따라서 거더본체(110)에 인장응력이 작용하게 되면, 상기 상부강재(131)는 인장재의 기능을 하여 거더본체(110)의 콘크리트에 균열이 발생하는 것을 방지하게 된다.

c) 프리스트레스를 도입시키는 단계{도 5의 (c)};

상연보강재(130)가 설치된 거더본체(110)의 구축이 완료되면, 상기 거더본체(110)에 대한 프리스트레스의 도입을 실시하여 거더본체(110)에 부모멘트가 발생되게 한다.

상기 프리스트레스의 도입은 강선(112)의 긴장력을 이용하는 포스트텐션 또는 프리텐션방식으로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니고 거더본체(110)에 부모멘트를 발생시킬 수 있는 것이면 모두 포함된다고 할 것이다. 예컨대 캠버가 형성된 강판을 이용하여 거더본체(110)에 부모멘트가 발생되도록 하는 프리플렉스와 유사한 방식으로도 이루어질 수도 있다.

단지 본 명세서 및 도면에서는 설명의 편의상 쉬스관(111)을 설치한 후 강선(112)을 삽입 긴장시키는 포스트텐션방식을 예로 하고 있다.

거더본체(110)에 상기와 같은 프리스트레스를 도입하게 되면, 앞서 설명한 바와 같이 보강충진부(120)의 빈 공간으로 인하여 아래로 중립축이 이동하게 된다. 따라서 상기 중립축과 거더본체(110) 상연 연단까지의 거리가 길어져 거더본체(110)의 상연에 발생되는 인장응력이 증가하게 되는 바, 이는 향후의 부가하중에 의해 발생되는 압축응력을 그 만큼 더 많이 상쇄시킬 수 있게 하여 구조적인 안정성을 보다 크게 확보할 수 있게 한다.

다른 한편으로, 거더본체(110)에 작용하는 인장응력은 이에 취약한 콘크리트에 부담을 줄 수 있게 하나, 상연보강재(130)의 상부강재(131)가 이를 보강하는 인장재의 기능을 함으로써 상기 콘크리트에 균열이 발생하지 않게 하는 바, 본 단계에서 실시되는 프리스트레스의 도입량을 대폭 증가시킬 수 있게 한다. 이와 더불어 상연보강재(130)의 파형강판(132)에는 아코디언 효과가 발생하면서 상기의 프리스트레스 도입이 원활하게 이루어질 수 있게 한다.

d) 보강충진부(120)에 보강용 몰탈등(140)을 충진시키는 단계{도 5의 (d)};

본 단계는 보강충진부(120)에 보강용 몰탈등(140)을 충진시켜 거더본체(110) 상연의 단면을 증가시킴으로써, 응력의 중립축을 상연쪽으로 이동시키게 한다.

앞선 c)단계에서는 중립축의 이동, 상부강재(131)의 인장보강, 파형강판(132)의 아코디언 효과가 서로 유기적으로 작용하게 함으로써 거더본체(110)에 대한 프리스트레스의 도입량을 용이하게 극대화시켜 제작된 PSC거더(100)에 높은 휨강성을 가지게 하는 것이라면, 본 단계에서는 상판콘크리트 등 향후 부가되는 하중에 의해 발생되는 응력을 재분배시켜 PSC거더(100)의 전단면이 균등하게 구조적 부담을 가지게 함으로써 PSC거더(100)의 사용효율을 극대화시키게 한다.

즉 거더본체(110)의 하연에서는 앞서 설명한 바와 같이, 향후 부가되는 하중에 의해 발생되는 인장응력이 허용인장응력을 초과하더라도 이를 배근된 철근이 저항하기 때문에 어느 정도 여유가 있는 바, 본 단계에서는 중립축을 상연쪽으로 이동시킴으로써, 향후 하중이 부가될 때 상연에 압축응력이 작게 발생하게 하고, 감소되는 응력을 하연의 인장응력으로 유도시킴으로써, PSC거더(100)의 전단면이 효율적으로 작용하게 한다.

상기의 보강충진부(120)에 충진되는 보강용 몰탈등(140)은 적어도 거더본체(110)의 콘크리트와 동일한 강도를 가지는 것이 사용되어야 하며, 바람직하게는 거더본체(110)의 것보다 고강도의 것이 사용된다.

지금까지 설명한 본 발명의 제1실시예는 거더본체(110)의 상연에 인장응력이 발생하도록 프리스트레스가 도입되는 경우에 유효하게 적용되는 반면, 다음의 제2실시예는 거더본체(110)의 전단면에 압축응력만이 도입되도록 프리스트레싱이 이루어지는 경우에 유효하게 적용된다.

도 6은 이러한 본 발명의 제2실시예에 의한 PSC거더(100)를 제작하는 과정을 단계별로 도시한 것이다.

제2실시예에 의한 PSC거더(100)의 제작 과정 역시, a) 상연보강재(130)를 준비하는 단계; b) 거더본체(110)를 구축하는 단계; c) 프리스트레스를 도입시키는 단계; d) 보강충진부(120)에 보강용 몰탈등(140)을 충진시키는 단계;가 포함되어 이루어진다는 점에서는 차이가 없는바, 상기의 각 단계에 따라 설명하되, 제1실시예와 중복되는 부분은 생략하고 차이가 있는 부분을 중심으로 하여 설명한다.

a) 상연보강재(130)를 준비하는 단계{도 6의 (a)};

제2실시예의 상연보강재(130) 역시 T형상의 단면을 가지는 것으로서, 파형강판(132)과, 상기 파형강판(132)의 상단에 길이방향으로 용접 설치되는 상부강재(131)로 이루어지나, 상기 상부강재(131)는 다수 개가 분절된 토막(131a)으로 이루어지고, 각 토막(131a)의 사이에 위치한 파형강판(132)의 상부에는 스켈럽(132a)이 구비된다는 점에서 제1실시예의 상연보강재(130)와 차이가 있다.

이러한 분절된 토막(131a)으로 이루어지는 상부강재(131)는 거더본체(110)에 프리스트레스를 도입할 때, 상연보강재(130)가 무응력 상태가 되게 함으로써 파형강판(132)의 아코디언 효과의 발생이 더욱 잘 이루어지게 함과 더불어 상부강재(131)에 불리하게 작용하는 압축응력이 도입되지 않게 한다.

또한 상기 상부강재(131)는 제1실시예에서 처럼 파형강판(132)의 양 단부로부터 연장되는 긴 길이를 가지게 할 수도 있으나, 도 6의 (a)에서와 같이 파형강판(132)과 동일한 길이를 가지게 하는 것이 바람직하다.

본 실시예의 상연보강재(130)에 관한 나머지 구성은 제1실시예와 다르지 않으므로 이에 대한 설명은 생략한다.

b) 거더본체(110)를 구축하는 단계{도 6의 (b)};

보강충진부(120)가 구비되고 상기 보강충진부(120)에 상연보강재(130)가 설치된 거더본체(110)를 구축하는 단계로서, 그 구체적인 내용은 제1실시예와 다르지 않다.

다만, 상연보강재(130)의 상부강재(131) 길이를 파형강판(132)의 길이와 동일하게 구성시키는 경우에는 상부강재(131)의 양 단부가 거더본체(110)의 콘크리트에 매립될 여지는 없게 된다.

c) 프리스트레스를 도입시키는 단계{도 6의 (c)};

본 단계에서 실시되는 프리스트레싱은 제1실시예와는 달리 거더본체(110)의 전 단면에 걸쳐 압축응력만이 도입되도록 이루어진다.

따라서 거더본체(110)의 상연에도 압축응력이 발생되나, 상연보강재(130)의 상부강재(131)는 분절된 토막(131a)으로 이루어져 있어 파형강판(132)의 아코디언 효과의 작용과 함께 각 토막(131a) 사이의 간격이 줄어들면서 상기의 압축응력을 흡수하여 무응력상태가 되어, 향후 부가되는 하중에 대하여 유리한 조건을 가지게 된다. 즉 프리스트레스 도입단계에서 상부강재(131)에 압축응력이 발생하게 된다면, 향후 부가되는 하중에 의한 압축응력이 가중되어 구조적으로 불리할 수 밖에 없게 되나, 본 실시예는 상기와 같이 프리스트레스 도입단계에서는 상부강재(131)가 무응력 상태가 되게 함으로써 향후 부가되는 압축응력에만 대응할 수 있게 한다.

c)단계에 의해 거더본체(110)에 대한 프리스트레스의 도입이 완료되면, 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기의 분절된 상부강재(131)의 각 토막(131a)을 용접하여 일체화시키는 작업이 이루어진다. 일체화된 상부강재(131)는 PSC거더(100)에 대한 구조재로 작용하게 되면서 향후 부가되는 하중에 의한 압축응력을 콘크리트와 함께 분담하게 된다.

이때 분절된 토막(131a)의 각 사이에 구비된 스켈럽(132a)은 파형강판(132)의 아코디언효과의 발생을 용이하게 할 뿐 아니라 상기의 각 토막(131a)을 일체화시키기 위한 용접작업을 용이하게 한다.

이러한 상부강재(131)의 일체화 작업은 c)단계의 프리스트레스 도입 작업이 완료된 이후에 실시하면 되는 것으로서, 다음의 d)단계와 함께 이루어질 수도 있고, d)단계가 진행되기 전에, 또는 d)단계가 진행된 이후에 이루어져도 무방하다.

d) 보강충진부(120)에 보강용 몰탈등(140)을 충진시키는 단계{도 6의 (e)};

본 단계는 보강충진부(120)에 보강용 몰탈등(140)을 충진시켜 응력의 중립축을 상연쪽으로 이동하게 함으로써, 향후 하중이 부가될 때 상연에 압축응력이 작게 발생되도록 하고, 감소되는 응력을 하연의 인장응력으로 유도시킴으로써, PSC거더(100)이 전단면이 효율적으로 작용하게 하는 것으로서 제1실예와 다르지 않다.

이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

100; PSC거더 110; 거더본체
111; 쉬스관 112; 강선
120; 보강충진부 130; 상연보강재
131; 상부강재 131a; 토막
132; 파형강판 132a;스켈럽
140; 몰탈등

Claims (5)

1. PSC거더(100)를 제작하는 방법에 있어서,
   a) 파형강판(132)의 상단에 길이방향으로 상부강재(131)가 용접 설치되어 T형상의 단면을 가지는 상연보강재(130)를 준비하는 단계;
   b) 거푸집을 설치한 후 콘크리트 타설하여 철근콘크리트 구조의 거더본체(110)를 구축하되, 정모멘트 구간의 보강범위 내의 거더본체(110) 상부에 길이방향으로 오목한 보강충진부(120)가 구비되고, 상기 보강충진부(120)에 파형강판(132)의 하단이 매립되도록 상연보강재(130)를 설치하는 거더본체(110)의 구축단계;
   c) 거더본체(110)에 프리스트레스를 도입시키는 단계;
   d) 거더본체(110)의 보강충진부(120)에 몰탈등(140)을 충진시키는 단계;가 포함되어 이루어지는 것으로서,
   상기 a) 단계의 파형강판(132)의 상단에 용접 설치되는 상부강재(131)는, 다수 개가 분절된 토막(131a)으로 이루어지고, 각 토막(131a)의 사이에 위치한 파형강판(132)의 상부에는 스켈럽(132a)이 구비되도록 구성되며,
   상기 c)단계의 프리스트레스 도입이 완료된 후, d)단계와 함께 또는, d) 단계의 전후에 상부강재(131)의 각 토막(131a)을 용접하여 일체화시키는 것을 특징으로 하는 파형강판을 이용한 PSC거더의 제작방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항의 제작방법에 의해 제작된 것을 특징으로 하는 파형강판을 이용한 PSC거더.

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