KR101771911B1 - 하중구속장치가 구비된 프리스트레스트 분절형 강합성 거더의 제작방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다수 개의 세그먼트가 이음 연결되는 분절형 강합성 거더에 관한 것으로서, 그의 제작방법은 분할된 중앙부 강형과 단부 강형을 각각 준비하는 단계, 강형에 I 형상 단면의 거더 거푸집을 설치하는 단계, 콘크리트를 타설하여 중앙부 거더와 단부 거더를 각각 제작하는 단계, 및 상기 중앙부 거더와 단부 거더를 일체화시키는 단계가 순차로 이루어지는 것으로서, 분할된 중앙부 강형과 단부 강형을 준비하는 단계에서의 단부 강형에는 일측에 상부플랜지가 하향 경사짐으로써 형성되는 너클부가 구비되도록 하고, 상기 중앙부 거더와 단부거더를 제작하는 단계에는 중앙부 거더에 1차 프리스트레스를 도입하는 단계가 포함되며, 중앙부 거더와 단부 거더를 일체화시키는 단계에서는 중앙부 거더와 단부 거더를 이음 연결한 후, 강합성 거더의 전 구간에 2차 프리스트레스를 도입하는 단계와 강형의 상부플랜지에 하중구속장치를 설치하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 다수 개의 세그먼트가 이음 연결되는 분절형 강합성 거더에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 프리스트레스트가 도입되는 분절형 강합성 거더에서 도입된 프리스트레스트의 손실이 효율적으로 방지되면서 단면력이 증대될 수 있는 분절형 강합성 거더의 제작방법에 관한 것이다.
강합성 거더는 물리적 성질이 다른 강재와 콘크리트를 합성한 것으로서, 대표적으로는 프리플렉스 거더가 있다.
상기 프리플렉스 거더는 소정의 캠버(솟음)을 주어 제작한 강형에 하중을 재하시킨 상태에서 하부플랜지에 케이싱 콘크리트를 타설하고, 상기 케이싱 콘크리트가 양생되면 강형에 재하시켰던 하중을 제거하여 강형에 복원력이 작용하게 하고, 상기 복원력에 의해 케이싱 콘크리트에 압축응력이 도입되도록 함으로써, 인장에 취약한 콘크리트를 보강함과 더불어 처짐 및 좌굴에 취약한 강형이 보강되도록 한다.
또 다른 강합성 거더로 RPF(Represtressed Preflex) 거더가 있다.
앞서 설명한 프리플렉스 거더는 통상적으로 낮은 형고를 유지하기 위하여 하부플랜지(152) 콘크리트에 매우 큰 인장응력을 허용하게 되는 바, 이로 인하여 균열이 발생되는 등 사용상에 문제점이 있다.
RPF 거더는 바로 프리플렉스 거더의 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 케이싱 콘크리트에 강연선을 배치하여 긴장시킴으로써 상기 케이싱 콘크리트에 도입되는 압축응력이 프리플렉션 이외에도 강연선에 의한 프리스트레스에 의해서도 이루어지게 하여 콘크리트 단면에 인장응력이 발생되지 않도록 한다.
그런데 이러한 종래의 RPF 거더는, 분할 제작된 강형을 현장으로 운반하여 조립하고, 하부플랜지에 철근 및 강연선을 배치한 후 콘크리트를 타설하여 케이싱 콘크리트를 구축하는 방식으로 이루어진다. 이와 같이 종래의 RPF거더는 현장에서 콘크리트 타설에 의한 강합성 작업이 이루어지기 때문에 품질관리가 용이하지 않고, 현장에서의 작업량이 많게 되는 문제점이 있다.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 다양한 시도가 지속되고 있는데, 그 예의 하나로 다수 개의 분절형 거더를 공장에서 제작한 후, 현장에서 이들 각 분절형 거더를 이음 연결하여 강합성 거더를 제작하는 방법이 있다. 이는 보다 구체적으로 설명하면, 강형을 중앙부 강형과 양측의 단부 강형으로 분할하고, 중앙부 강형의 하부 플랜지를 감싸는 케이싱 콘크리트를 타설하고, 그 내부에 미리 배치한 긴장재를 긴장시켜 프리스트레스를 도입시켜 중앙부 거더를 제작한 후, 현장에서 중앙부 거더와 양측의 단부 거더를 이음 연결하여 강합성 거더를 완성하게 된다.
그런데 상기한 합성형 거더는 중앙부 거더에 대하여만 합성형을 가지게 되어 응력전달이 왜곡될 수 있고, 각 이음 연결부위가 취약하여 응력집중현상이 발생될 우려가 있으며, 중앙부 거더에 기 도입된 프리스트레스는 콘크리트의 탄성변형, 건조수축 등의 다양한 요인에 의해 응력손실이 발생하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 종래기술들의 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 프리스트레스 도입의 효율을 높이고, 도입된 프리스트레스의 응력손실을 최소화시킬 수 있는 강합성 거더의 제작방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 응력전달이 왜곡되지 않고 명확하게 전달될 수 있는 고품질과 더불어 현장 작업을 최소화시켜 구조의 안전성 및 시공의 용이성을 향상시킬 수 있는 강합성 거더의 제작방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 의하면, 상,하부플랜지 및 웨브가 구비된 강형에 콘크리트가 합성된 강합성 거더를 제작함에 있어서, 분할된 중앙부 강형과 단부 강형을 각각 준비하는 단계(S1), 강형에 거더 거푸집을 설치하는 단계(S2), 콘크리트를 타설하여 중앙부 거더와, 2차단부 거더를 각각 제작하되, 2차 프리스트레스 도입을 위한 긴장재의 정착판이 설치되는 단부 거더를 각각 제작하는 단계(S3), 및 상기 중앙부 거더와 단부 거더를 일체화시키는 단계(S4)가 순차로 이루어지는 것으로서, 상기 S1단계에서의 단부 강형에는 일측에 상부플랜지가 하향 경사짐으로써 형성되는 너클부가 구비되도록 하고, 상기 S3 단계에는 중앙부 거더에 1차 프리스트레스를 도입하는 단계가 포함되며, S4 단계에서는 중앙부 거더와 단부 거더를 이음 연결한 후, 강합성 거더의 전 구간에 2차 프리스트레스의 도입이 완료되면, 중앙부 강형과 단부 강형중 적어도 중앙부 강형의 상부플랜지에 하중구속장치를 설치하는 단계가 포함되되는 것을 특징으로 하는 하중구속장치가 구비된 프리스트레스트 분절형 강합성 거더의 제작방법.이 제공된다.
여기에서 콘크리트 타설은, 강형의 너클부를 제외한 나머지 부분의 상부플랜지가 노출되도록 이루어지게 하여 상판 콘크리트와의 합성력을 증가시킬 수 있다.
또 단부 거더에 대한 콘크리트 타설은 상면에 헌치부가 구성되도록 이루어지고, 상기 헌치부에 2차 프리스트레스 도입을 위한 긴장재의 정착판이 설치되도록 하여 긴장재의 사용효율이 향상되게 할 수 있다.
아울러 하중구속장치의 설치는 2차 프리스트레스의 도입이 완료되어 긴장재가 정착된 후에 이루어지게 할 수도 있고, 2차 프리스트레스의 도입을 위해 긴장재를 긴장시킨 상태이나 긴장재의 단부를 아직 정착판에 정착시키지 아니한 상태에서 이루어지게 할 수도 있다.
이러한 하중구속장치는 중앙부 강형의 상부플랜지에만 설치되게 할 수도 있고, 중앙부 강형의 상부플랜지로부터 단부 강형의 상부플랜지까지 연장되어 설치되게 할 수도 있다.
본 발명은 강합성 거더의 제작과정 중에 하중구속장치를 설치함으로써, 긴장재를 이용하여 도입된 프리스트레스가 다양한 요인에 의해 손실되는 것을 최소화시키고, 중앙부 거더에 도입된 프리스트레스의 손실을 2차 프리스트레스 도입을 통해 보상하게 하며, 2차 프리스트레스의 도입을 위한 긴장재의 배치에 큰 편심을 가지게 함으로써, 프리스트레스의 도입효율과 긴장재의 사용효율이 대폭 향상될 수 있게 한다.
또한 본 발명은 강합성 거더에 급격한 단면변화를 가지지 않게 함으로써 응력전달이 명확하고, 1, 2차 프리스트레스 도입을 위한 각 긴장재의 정착위치를 서로 달리함으로써 응력 집중현상을 방지하여 콘크리트에 균열이 발생하지 않게 하여 강합성 거더의 내구성을 향상시킨다.
또한 본 발명은 각 분절된 거더를 공장에서 제작함으로써 제작의 정밀성을 도모하고, 현장 작업을 최소화시킴으로써 품질관리를 용이하게 한다.
또한 본 발명은 강형의 상부플랜지 노출 및 하중구속장치를 이용하여 그 위에 타설되는 상판 콘크리트와의 합성력을 증대시킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의하여 제작된 강합성 거더의 사시도 및 정면도이다.
도 2는 상기 강합성 거더의 제작을 위하여 분할 제작된 강형의 각 사시도이다.
도 3은 각 분할된 강형에 콘크리트가 합성되는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 4는 각 강형에 콘크리트가 합성된 중앙부 거더와 단부 거더를 도시한 각 단면도이다.
도 5는 중앙부 거더에 1차 프리스트레스를 도입하는 과정은 나타낸 단면도이다.
도 6은 중앙부 거더와 단부 거더를 이음 연결하는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 7은 중앙부 거더와 단부 거더가 이음 연결된 강합성 거더에 2차 프리스트레스를 도입하는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 8은 상기 강합성 거더에 하중구속장치를 설치하는 과정과, 각 부분의 단면 형상을 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명에 의해 제작된 강합성 거더를 교량에 적용한 상태의 단면도이다.
도 2는 상기 강합성 거더의 제작을 위하여 분할 제작된 강형의 각 사시도이다.
도 3은 각 분할된 강형에 콘크리트가 합성되는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 4는 각 강형에 콘크리트가 합성된 중앙부 거더와 단부 거더를 도시한 각 단면도이다.
도 5는 중앙부 거더에 1차 프리스트레스를 도입하는 과정은 나타낸 단면도이다.
도 6은 중앙부 거더와 단부 거더를 이음 연결하는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 7은 중앙부 거더와 단부 거더가 이음 연결된 강합성 거더에 2차 프리스트레스를 도입하는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 8은 상기 강합성 거더에 하중구속장치를 설치하는 과정과, 각 부분의 단면 형상을 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명에 의해 제작된 강합성 거더를 교량에 적용한 상태의 단면도이다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의하여 제작된 강합성 거더(G)를 전체적으로 나타낸 사시도 및 정며도이다.
본 발명에 의한 강합성 거더(G)는 상,하부플랜지(151,152) 및 웨브(153)가 구비된 강형(110,210)에 콘크리트(400)가 합성되는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수 개로 분절된 중앙부 거더(100)와 단부 거더(200)가 조립되어 구성되는 바, 이들 중앙부 거더(100)와 단부 거더(200)가 조립되기 전 또는 조립된 후에 도입되는 프리스트레스의 도입효율을 높히고 도입된 프리스트레스의 손실을 줄일 수 있는 하중구속장치(300)가 설치되는 것을 중요한 기술적 특징으로 한다.
또한 본 발명에 의한 강합성 거더(G)는 2단계에 의해 프리스트레스가 도입되게 함으로써 긴장재(430)에 의한 긴장효율을 극대화시키는 것을 또 다른 기술적 특징으로 한다.
이러한 강합성 거더(G)는 그 제작의 전 과정이 교량이 설치되는 현장의 작업장에서 제작될 수 있으나, 바람직하게는 공장에서 중앙부 거더(100)와 단부 거더(200)가 각각 제작된 후 이들의 분절된 상태로 현장으로 운반되고, 현장의 작업장에서 이음 연결 및 프리스트레스가 도입되는 방식으로 이루어진다. 여기에서는 후자의 방식으로 강합성 거더(G)가 제작되는 것을 예로 하여 설명한다.
상기의 후자 방식에 의하면, 공장에서는 ⅰ) 분할된 중앙부 강형(110)과 단부 강형(210)을 각각 준비하는 단계, ⅱ) 강형(110,210)에 거더 형상의 I형상 단면의 거더 거푸집(250)을 설치하는 단계, ⅲ) 콘크리트(400)를 타설하여 중앙부 거더(100)와 단부 거더(200)를 각각 제작하는 단계가 순차로 이루어지고, 현장으로 운반된 상기 중앙부 거더(100)와 단부 거더(200)를 일체화시키는 단계를 거친 후, 교대에 거치되어 상판 콘크리트(500)가 타설됨으로써 교량의 구축이 완료된다.
다만 상기의 중앙부 거더(100)를 제작함에 있어 1차 프리스트레스를 도입하게 되는데, 이러한 프리스트레스 도입 작업은 현장으로 운반된 후에 진행될 수도 있다.
도 2 내지 4는 공장에서 분절된 중앙부 거더(100)와 단부 거더(200)를 제작하는 과정에 관한 것으로서, 도 2는 콘크리트(400)가 합성되기 전의 분할 제작된 강형(110,210)을 각 도시한 사시도이고, 도 3은 각 분할된 강형(110,210)에 콘크리트(400)가 합성되는 과정을 나타낸 단면도이며, 도 4는 각 강형(110,210)에 콘크리트(400)가 합성된 중앙부 거더(100)와 단부 거더(200)를 도시한 각 단면도 및 이를 현장으로 운반하는 과정을 나타낸 것이다.
먼저, 강합성 거더(G)를 제작하기 위한 첫번째 단계로서, 강형(110,210)은 도 2에 도시된 바와 같이, 강합성 거더(G)의 중앙부에 위치하면서 정모멘트를 부담하는 중앙부 강형(110)과 교대에 놓여지는 양 단부의 단부 강형(210)으로 분할 제작된다.
이들 중앙부 강형(110)과 단부 강형(210)은 콘크리트(400)와 합성된 후 현장 볼트체결 이음이 이루어지는 바, 각 현장이음부(160)에는 볼트체결공(161)이 구비된다.
또 단부 강형(210)은 일측으로, 보다 구체적으로 교대 등 지점부에 놓여지는 쪽으로, 상부플랜지(151)를 하향 경사지게 하여 너클부(211)가 형성되도록 제작된다. 상기 너클부(211)는 강합성 거더(G)의 상부에 타설되는 상판 콘크리트(500)의 타설 깊이를 크게 하여 교량에 진입하는 차량에 의한 충격을 흡수시킴으로써 교량에 대한 구조적 안정성을 도모하게 한다.
아울러 상기 단부 강형(210)의 상기 일측 단부에는 정착판(212)을 설치하되, 상기 정착판(212)은, 향후 강합성 거더(G)에 프리스트레스를 도입시키기 위한 긴장재(430)를 상부에서 긴장시킬 수 있도록 웨브(153)의 상단에 설치하고, 후술하는 헌치부(410)에 의해 상부로 개방되도록 구성시키는 것이 바람직하다.
이와 같이 웨브(153)의 상단에 설치되는 정착판(212)은, 2차 프리스트레스 도입을 위한 긴장재(430)의 긴장 및 정착을 위한 것으로서, 상기 긴장재(430)의 편심거리를 크게 하여 긴장재(430)에 대한 사용효율을 향상시키고, 프리스트레스 도입후 릴렉세이션, 크리프 및 건조수축으로 인한 변화로 긴장재(430)의 풀림 등에 대한 추가 긴장을 가능하게 한다.
상기와 같은 형상을 가지는 중앙부 강형(110)과 단부 강형(210)의 제작이 완료되면, 이들 강형(110,210)에 콘크리트(400)를 합성하여 분절된 중앙부 거더(100)와 단부 거더(200)를 제작한다.
이를 위하여 상기 각 강형(110,210)의 둘레에 철근(미도시)을 배근하고, 프리스트레스 도입을 위한 쉬스관(421,422)을 설치한 후, 도 3의 (a)에서와 같이 I형상의 단면을 가지는 거더 거푸집(250)을 설치한다.
상기한 I형상의 거더 거푸집(250)은, 통상적으로 하부 케이싱 부분에 대하여만 공장에서 제작함으로 인하여 현장에서 거더의 거치후 상판 콘크리트 타설을 위해 웨브 부분에 대한 거푸집 작업등을 필요로 하였던 것과는 달리, 거더의 거치후 복잡한 거푸집 작업공정을 생략한 채 곧바로 상판 콘크리트의 타설을 가능하게 하여 현장 작업을 간소화 및 공기단축을 도모할 수 있게 한다.
상기 쉬스관의 설치와 관련하여, 단부 강형(210)에 대하여는 2차 프리스트레스 도입용 쉬스관(422)에 대하여만 설치될 수 있으나, 중앙부 강형(110)에 대하여는 1차 프리스트레스 도입용과 2차 프리스트레스 도입용의 각 쉬스관(421,422)이 동시에 설치된다.
거더 거푸집(250)의 설치가 완료되면, 상기 거더 거푸집(250) 내에 콘크리트(400)를 타설하고{도 3의 (b)}, 양생 및 탈형작업이 완료되면 도 3의 (c)에서와 같은 콘크리트(400)가 합성된 중앙부 거더(100) 또는 단부 거더(200)가 제작된다.
이때 상기 콘크리트(400)의 타설은, 단부 강형(210) 중 너클부(211)를 제외한 나머지 부분과 중앙부 강형(110) 전체에 대하여 상부플랜지(151)가 노출될 정도로만 이루어지게 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 강형(110,210)의 노출된 부분은 중앙부 거더(100)와 단부 거더(200) 사이의 이음 연결작업을 용이하게 할 뿐 아니라, 향후 타설되는 상판 콘크리트(500)와의 합성력을 증대시키는 효과를 발휘하게 한다. 이때 노출된 웨브(153)에 관통홀을 두어 횡철근(미도시)을 삽입시키게 되면 보다 큰 합성력을 기대할 수 있게 된다. 물론 노출된 상부플랜지(151)에 전단연결재(170)를 더 설치할 수도 있다.
이와 더불어 단부 거더(200)에 대한 콘크리트(400) 타설은 상면에 헌치부(410)가 구성되도록 이루어진다. 상기 헌치부(410)는 앞서 설명한 바와 같이 단부 강형(210)의 일측 단부에 설치되는 정착판(212)을 상부를 향해 개방되도록 함으로써, 상기 정착판(212)에서의 긴장재(430) 긴장작업 및 정착을 용이하게 할 뿐 아니라, 앞서 설명한 바와 같이 이미 도입된 프리스트레스에 대한 응력 손실의 보상을 위한 추가 긴장을 가능하게 한다.
아울러 중앙부 거더(100) 및 단부 거더(200)에 대한 콘크리트(400) 타설은 강형(110,210)의 각 현장이음부(160)가 노출되도록 이루어진다.
강형(110,210)에 대한 콘크리트(400) 타설 및 양생이 완료되면, 도 4의 (a) (b)와 같은 단부 거더(200)와 중앙부 거더(100)의 제작이 완료되고, 도 4의 (c)에서와 같이 분절된 상태로 현장으로 운반된다.
도 5는 중앙부 거더(100)에 1차 프리스트레스를 도입하는 과정은 나타낸 것이다.
현장에서는 공장으로부터 운반된 중앙부 거더(100)에 대하여 먼저 포스트텐션 방식으로 1차 프리스트레스를 도입한다. 즉 쉬스관(421)에 긴장재(430)를 삽입하고 이를 긴장시킨 후 중앙부 거더(100)의 양 단부에 정착시킴으로써 프리스트레스가 도입되도록 한다.
물론 현장으로 운반하기 전에 공장에서 포스트텐션 방식으로 1차 프리스트레스를 도입시키거나, 중앙부 거더(100)를 제작하는 과정 중에 프리텐션 방식으로 1차 프리스트레스를 도입시킬 수도 있다.
중앙부 거더(100)에 대한 1차 프리스트레스 도입이 완료되면, 여기에 단부 거더(200)를 이음 연결하는 과정이 진행된다. 도 6은 중앙부 거더(100)와 단부 거더(200)를 이음 연결하는 과정을 나타낸 단면도이다.
먼저 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 단부 거더(200)와 중앙부 거더(100)에 각 구비된 현장이음부(160)를 맞댐하고 여기에 연결판(213)을 덧댄후 볼트체결한다.
이에 의해 각 강형(110,210) 사이가 연결되면, 도 6의 (b)에서와 같이, 2차 프리스트레스 도입용 쉬스관(422)에 긴장재(430)를 삽입하고 상기 현장이음부(160)에 대하여 거더 거푸집(250)을 설치한 후 콘크리트(400)를 타설{도 6의 (c)}하여 중앙부 거더(100)와 단부 거더(200)를 일체화시킨다.
상기 현장이음부(160)에 대한 콘크리트(400) 타설 역시 강형(110,210)의 상부플랜지(151)가 노출되도록 이루어진다.
중앙부 거더(100)와 단부 거더(200)에 대한 이음 연결이 완료됨으로써 강합성 거더(G)가 제작되면, 상기 강합성 거더(G)의 전 구간에 2차 프리스트레스를 도입하는 단계가 진행된다. 도 7은 상기 강합성 거더(G)에 2차 프리스트레스를 도입하는 과정을 나타낸 단면도이다. 상기의 2차 프리스트레스 도입은 단부 거더(200) 상부에 위치한 헌치부(410)를 통해 이루어지며, 이로 인하여 강합성 거더(G)는 중앙부 거더(100)를 중심으로 하부에는 압축응력이 발생하나 상부에 인장응력이 발생하게 된다.
이러한 인장응력은 교량 상판 콘크리트(500) 등의 자중 및 사용하중에 의해 발생되는 압축응력을 상쇄시킴으로써 강합성 거더(G)가 높은 휨강성을 발휘할 수 있게 한다.
그런데 이와 같이 도입된 프리스트레스는 크리프 현상 등의 다양한 요인으로 점차 감소하게 되는 바, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같이 강합성 거더(G)의 상부플랜지(151)에 하중구속장치(300)를 설치하고, 상기 하중구속장치(300)로 하여금 강형(110,210)의 상부플랜지(151)에 발생한 인장응력을 구속시킴으로써 크리프 등에 의한 강합성 거더(G)의 프리스트레스 손실을 최대한 억제시킨다. 아울러 상기 하중구속장치(300)는 강합성 거더(G) 자체에 대한 단면력을 증가시키는 효과까지도 가지게 한다.
도 8은 2차 프리스트레스가 도입된 강합성 거더(G)에 상기의 하중구속장치(300)를 설치하는 과정과, 하중구속장치(300)가 설치된 강합성 거더(G)의 각 부분에 대한 단면도이다.
상기한 하중구속장치(300)의 설치작업은 2차 프리스트레스의 도입작업과 별개로 실시될 수도 있고, 2차 프리스트레스의 도입작업의 진행 과정 중에 실시될 수도 있다.
즉 하중구속장치(300)는 강합성 거더(G)에 대한 2차 프리스트레스의 도입 작업을 완료한 상태, 즉 긴장재(430)를 정착판(212)에 정착시킨 후에 설치될 수도 있고, 2차 프리스트레스의 도입을 위해 긴장재(430)를 긴장시킨 상태이나 긴장재(430)의 단부를 아직 정착판(212)에 정착시키지 아니한 상태에서 설치될 수도 있다. 후자와 같이 긴장재(430)를 긴장시킨 상태에서 하중구속장치(300)를 설치하고, 하중구속장치(300)의 설치가 완료된 후 긴장재(430)를 정착시키게 되면, 정착과정중에 발생되는 프리스트레스의 손실을 최소화시킬 수 있어 그만큼 긴장재(430)의 사용효율이 높아지게 된다.
상기한 하중구속장치(300)는 정모멘트 발생구간을 중심으로 설치된다. 따라서 하중구속장치(300)는 중앙부 강형(110)의 상부플랜지(151)에만 설치될 수도 있고, 도 8에 도시된 바와 같이 중앙부 강형(110)의 상부플랜지(151)로부터 단부 강형(210)의 상부플랜지(151)까지 연장되어 설치될 수도 있다. 후자의 경우는 하중구속장치(300)가 중앙부 거더(100)와 단부 거더(200)의 현장이음부(160)에 대한 보강의 효과까지 기대할 수 있게 한다.
이러한 하중구속장치(300)는 길이부재로서, 다양한 단면의 형상을 가질 수 있으나, 바람직하게는 I형 단면을 가지는 길이부재로 이루어진다.
하중구속장치(300)를 I형 단면의 길이부재로 구성시킨 경우에는 볼트체결만으로 쉽게 설치할 수 있으며, 복부에 통공(310)을 형성시켜 향후 타설되는 상판 콘크리트(500)와의 합성력을 증대시키는 역할까지 가능하게 한다.
지금까지 설명한 과정을 통해 제작된 강합성 거더(G)는 교대 등의 지점부에 거치되고, 상기 강합성 거더(G)의 상부에 상판 콘크리트(500)를 타설함으로써 교량의 구축이 완료된다. 도 9는 본 발명의 상기한 강합성 거더(G)를 교량에 적용한 상태의 단면도이다.
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; 중앙부 거더 110; 중앙부 강형
151; 상부플랜지 152; 하부플랜지
153; 웨브 160; 현장이음부
161; 볼트체결공 170; 전단연결재
200; 단부 거더 210; 단부 강형
211; 너클부 212; 정착판
213; 연결판 250; 거더 거푸집
300; 하중구속장치 310; 통공
400; 콘크리트 410; 헌치부
421,422; 쉬스관 430; 긴장재
500; 상판 콘크리트 G; 강합성 거더
151; 상부플랜지 152; 하부플랜지
153; 웨브 160; 현장이음부
161; 볼트체결공 170; 전단연결재
200; 단부 거더 210; 단부 강형
211; 너클부 212; 정착판
213; 연결판 250; 거더 거푸집
300; 하중구속장치 310; 통공
400; 콘크리트 410; 헌치부
421,422; 쉬스관 430; 긴장재
500; 상판 콘크리트 G; 강합성 거더
Claims (10)
- 상,하부플랜지(151,152) 및 웨브(153)가 구비된 강형(110,210)에 콘크리트(400)가 합성된 강합성 거더(G)를 제작함에 있어서,
분할된 중앙부 강형(110)과 단부 강형(210)을 각각 준비하는 단계(S1), 강형(110,210)에 거더 거푸집(250)을 설치하는 단계(S2), 콘크리트(400)를 타설하여 중앙부 거더(100)와, 2차단부 거더(200)를 각각 제작하되, 2차 프리스트레스 도입을 위한 긴장재(430)의 정착판(212)이 설치되는 단부 거더(200)를 각각 제작하는 단계(S3), 및 상기 중앙부 거더(100)와 단부 거더(200)를 일체화시키는 단계(S4)가 순차로 이루어지는 것으로서,
상기 S1 단계에서의 단부 강형(210)에는 일측에 상부플랜지(151)가 하향 경사짐으로써 형성되는 너클부(211)가 구비되도록 하고, 상기 S3 단계에는 중앙부 거더(100)에 1차 프리스트레스를 도입하는 단계가 포함되며, S4 단계에서는 중앙부 거더(100)와 단부 거더(200)를 이음 연결한 후, 강합성 거더(G)의 전 구간에 2차 프리스트레스의 도입이 완료되면, 중앙부 강형(110)과 단부 강형(210)중 적어도 중앙부 강형(110)의 상부플랜지(151)에 하중구속장치(300)를 설치하는 단계가 포함되되는 것을 특징으로 하는 하중구속장치가 구비된 프리스트레스트 분절형 강합성 거더의 제작방법. - 제1항에 있어서,
상기 S2 단계에서 설치되는 거더 거푸집(250)은 I형상의 단면을 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하중구속장치가 구비된 프리스트레스트 분절형 강합성 거더의 제작방법. - 제1항에 있어서,
상기 S3 단계에서의 콘크리트(400) 타설은, 강형(110,210)의 너클부(211)를 제외한 나머지 부분의 상부플랜지(151)가 노출되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 하중구속장치가 구비된 프리스트레스트 분절형 강합성 거더의 제작방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 S4 단계에서의 중앙부 거더(100)와 단부 거더(200)를 일체화는, 중앙부 거더(100)와 단부 거더(200)에 각 구비된 현장이음부(160)를 맞댐하고 연결판(213)을 덧댄후 볼트체결하는 단계와, 상기 현장이음부(160)에 대하여 I형상의 단면을 가진 거더 거푸집(250)을 설치하고 콘크리트(400)을 타설하는 단계가 순차로 진행됨으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 하중구속장치가 구비된 프리스트레스트 분절형 강합성 거더의 제작방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 하중구속장치(300)는 I형 단면을 가진 길이부재로서 복부에 통공(310)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하중구속장치가 구비된 프리스트레스트 분절형 강합성 거더의 제작방법.
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