KR101783326B1 - 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교 및 이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 초고강도 콘크리트 보의 단부 구속을 통해 정모멘트와 처짐을 감소시키면서 보의 강성을 효과적으로 활용하여 형고를 축소시키고 자중을 절감할 수 있고, 교대에 PS 강봉을 삽입시켜 초고강도 콘크리트 보의 단부를 구속시킨 후, 보 단부의 양측면에 보 직각방향의 철근과 교대의 철근을 커플러로 연결하여 교대와의 일체성을 증진시키고, 초고강도 콘크리트 보를 90℃ 이상의 고온 증기양생으로 건조수축과 크리프(creep)를 최소화하여 부모멘트를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 초고강도 콘크리트 보의 양측 상·하단부에 철근집합체를 배근시켜 압축부에서는 취성파괴를 방지하고, 인장부에서는 인장력을 향상시켜 정모멘트 또는 부모멘트에 의한 균열을 방지하면서 안정감있게 사용할 수 있도록 하고, 교대 상단부에 매립되는 PS 강봉의 하단부에 지압판과 헥사너트로 앵커부를 형성하고 상기 지압판 상부의 PS 강봉 주위에 스파이럴 철근이 배근되어 장착되는 쉬스관을 씌워 고정한 후 상기 쉬스관 외부에는 콘크리트를 타설하고 쉬스관 내부에는 그라우팅을 하여 교대의 상부를 형성함으로써 PS 강봉을 인장할 시 PS 강봉이 매립된 교대 상단부의 콘크리트에는 균열이 발생하지 아니하면서 PS 강봉에 가해지는 인장력이 초고강도 콘크리트 보의 단부 상부에 전달되어 교대의 안정성을 증대시키며, 초고강도 콘크리트 보와 교대가 맞붙는 위치인 교대 받침부에 솔플레이트와 쐐기를 설치하여 교대와 초고강도 콘크리트 보의 단부 구속를 견고히 하는 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

Description

단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교 및 이의 시공방법{Ultra high strength concrete rahmen bridge and construction method thereof}

본 발명은 초고강도 콘크리트 라멘교에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 초고강도 콘크리트 보의 단부 구속을 통해 정모멘트와 처짐을 감소시키면서 보의 강성을 효과적으로 활용하여 형고를 축소시키고 자중을 절감할 수 있고, 교대에 PS 강봉을 삽입시켜 초고강도 콘크리트 보의 단부를 구속시킨 후, 보 단부의 양측면에 보 직각방향의 철근과 교대의 철근을 커플러로 연결하여 교대와의 일체성을 증진시키고, 초고강도 콘크리트 보를 90℃ 이상의 고온 증기양생으로 건조수축과 크리프(creep)를 최소화하여 교대의 부정정모멘트를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 초고강도 콘크리트 보의 양측 상·하단부에 일정길이의 철근집합체를 배근시켜 압축부에서는 취성파괴를 방지하고 인장부에서는 인장력을 향상시켜 정모멘트 또는 부모멘트에 의한 균열을 방지할 수 있도록 하고, 교대 상단부에 매립되는 PS 강봉의 하단부에 지압판과 헥사너트로 앵커부를 형성하고 상기 지압판 상부의 PS 강봉 주위에 스파이럴 철근이 배근되어 장착되는 쉬스관을 씌워 고정한 후 상기 쉬스관 외부에는 콘크리트를 타설하고 쉬스관 내부에는 그라우팅을 하여 교대의 상부를 형성함으로써 PS 강봉을 인장할 시 PS 강봉이 매립된 교대 상단부의 콘크리트에는 균열이 발생하지 아니하면서 PS 강봉에 가해지는 인장력이 초고강도 콘크리트 보의 단부 상부에 전달되어 교대의 안정성을 증대시키며, 또한, 초고강도 콘크리트 보와 교대가 맞붙는 위치인 교대 받침부에 솔플레이트와 쐐기를 설치하여 교대와 초고강도 콘크리트 보의 단부 구속를 견고히 하는 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

콘크리트 라멘교량은 교좌장치가 없어서 유지관리에 수월하고, 시공성과 경제성을 가지고 있어 도로, 철도 또는 소하천을 횡단하는 교량으로 많이 적용되고 있다. 특히 하천을 횡단하는 교량은 최고 홍수위를 교량받침 아래에 위치시켜야 하므로 교량받침이 없는 라멘교량은 접속도로와 노면차를 줄일 수 있어 30M 내외의 교량에서 선호되고 있으며, 30M 내외의 라멘교량은 강재 거더 상부에 콘크리트 슬래브를 결합하는 합성라멘교 형태가 주를 이루고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1512998호는 라멘교량에 수평 상부 구조체, 우각부 받침 브라켓 및 수직 벽체 구조체를 구비함으로써 온도 차이로 인한 응력이 분산 및 흡수될 수 있으므로 강결 구조의 단점을 회피하면서 장견간이 가지는 라멘교량을 시공할 수 있으나 시공이 복잡하고 공기가 늘어나는 단점이 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1278151호는 라멘교에 PC 강선에 의한 프리스트레스트를 도입하여 라멘교를 최대 경간장 25M 내외까지 연장설치할 수 있으나 최대 경간장의 한계가 있고, 우,좌벽체 및 슬래브를 일체로 하는 'ㄷ'형 프리캐스트를 제작 및 이동하여 거치하는데 크기의 제약성을 가지고 있고, 경간이 긴 경우는 세그먼트로 결합할 경우 상부 구조체를 프리스트레스로 연결시키고 그 상부에 슬래브를 타설하여 합성구조물로 시공하여야 안전한 시공이 완료될 수 있다. 대한민국 등록특허 제10-1309004호는 회전받침을 도입하여 모서리부에서 발생하는 부모멘트를 줄이고 단면을 경제적으로 설계 및 시공할 수 있을 뿐만 아니라 교량의 구조적 안정성을 증대시킬 수 있는 내용으로 PS강봉, 커플로로 체결 전에 거더의 하면에 탄성패드를 배치하여 자중에 의한 모멘트를 줄이고 사용하중 이후에 부모멘트를 받을 수 있도록 하는 구성이나 단부를 구속하기 위해 회전받침, 회전힌지부재 및 체결부재 등 강재 거더 단부를 가공하는 작업이 수반된다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1127427호는 지점부 강재거더의 하부에 브라켓의 헌치 플레이트를 설치하여 강성이 크게 보강되고 지점부에 발생되는 부모멘트를 보다 안정적으로 지지하면서 동시에 지점부의 하측 모서리 부근에 발생되는 균열을 방지함을 물론 강재거더의 상부에 다수의 스터드를 설치하여 바닥판 콘크리트와 강재거더의 상측과 합성이 견고하게 이루어지도록 하는 것이고, 대한민국 등록특허 제10-1164451호는 강재 거더의 단부에 PS강봉으로 인장력을 가하여 부모멘트를 부담하고 중앙단면에서 정모멘트를 감소시키는 것으로, 돌출 지지턱 사이에 위치한 거더가 위로 만곡되는 형태로 솟음을 발생하도록 하여 거더 자중에 의한 처짐을 상쇄하도록 하며, 특히 PS강봉의 정확한 위치와 수직도를 확보하기 위해 수직 강봉 설치대를 사용하여 콘크리트 타설에 의한 강봉의 위치변동이 없도록 세심한 주의를 요하는 면이 있으며, 교대의 폭에 있어서 일정한 제원을 요하고 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-0946716호는 모멘트 재분재를 통해 장경간 프리스트레스트 콘크리트 보형 라멘교량에 관한 것으로, PS거더를 교대상부의 브라켓 위에 설치하고 그 사이에 탄성패드를 삽입하여 거더의 자중 및 바닥판하중 작용시 거더의 회전을 통해 힌지와 같은 역할을 하도록 하여 지점부에서 과도한 부모멘트를 받지 않도록 하는 것이고, 대한민국 등록특허 제10-1052305호는 강재 거더 하부 플랜지에 케이싱 콘크리트를 합성한 중앙부 합성거더와 단부용 강재거더를 연결하는 시공의 복잡함이 있으며, 휨모멘트를 최소화하기 위해 단부에 단순지지용 강재를 교대에 삽입시켜 거더와 연결하는 방식은 단게적으로 공정이 단순하지 않은 복잡한 시공의 한계성을 가지고 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-0969586호는 상부 빔의 단부를 구속함으로써 발생하는 모멘트로 인해 기초 및 벽체의 내하력이 증가되어 단면의 크기가 증가되어야 하나 벽체하단과 기초를 분리시키고 전단보강용 강봉, X자형 철근 및 전단보강용 H형강을 매설시켜 벽체하단의 모멘트가 발생하지 않도록 하여 기초 및 벽체의 크기를 최소화하는 방법으로 벽체시공에 있어서 추가 공정이 필요하고 분리된 상태에서 상부보를 연결하는 시공의 안정성과 그 적용성에 있어서 한계를 가지고 있으며, 대한민국 등록특허 제10-0889273호는 강재보를 벽체위의 양단에 강봉으로 고정시켜 부모멘트를 형성시킴으로써 보 중앙의 정모멘트 크기를 감소시켜 보의 효율적인 거동을 유도하는 라멘교 시공방법에 관한 것이나, 보의 양단에 강봉을 관통시켜 긴장함에 있어서 강봉의 위치와 거더의 관통홀 간의 오차를 줄일기 위하여 정교한 시공이 요구된다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1469150호는 거더를 이용한 라멘교 시공방법에 관한 것으로, 교대에 거더를 위치시킨 후 장착너트로 수직봉에 인장력을 가할 경우 수직봉이 콘크리트와 일체로 매립되어 있음에 따라 수직봉이 매립된 교대 상단부의 콘크리트에 균열이 발생하여 교대의 안정성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10- 1431640호는 거더의 형식에 관계없이 적용할 수 있는 거더 고정장치 및 이를 이용한 라멘교의 시공방법에 관한 것으로, 단부 구속 방법은 기저판에 수직 긴장재를 결합하고 상기 기저판은 앵커볼트로 연결한 형태로서, 거더 단부를 구속하기 위하여 수직 긴장재를 긴장하면 수직 긴장재와 기저판 간의 인장력이 발생함과 동시에 기저판과 앵커볼트의 긴장으로 인하여 앵커볼트와 콘크리트가 일체로 매립된 교대 상단부에도 인장력이 발생함으로써 교대 상단부의 콘크리트에 균열이 발생하고 이러한 인장력에 대응하기 위하여 기저판, 기저판 상부의 제1힌지브라켓 및 제2힌지브라켓를 보다 두껍게 제작해야 하기 때문에 제작비용 상승으로 인한 경제적 비용 증가와 더불어 시공기간이 길어지는 단점을 가지고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1512998호 대한민국 등록특허 제10-1278151호 대한민국 등록특허 제10-1309004호 대한민국 등록특허 제10-1127427호 대한민국 등록특허 제10-1164451호 대한민국 등록특허 제10-0946716호 대한민국 등록특허 제10-1052305호 대한민국 등록특허 제10-0969586호 대한민국 등록특허 제10-0889273호 대한민국 등록특허 제10-0969586 대한민국 등록특허 제10- 1431640호

이에 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 초고강도 콘크리트 보를 사용하여 라멘교의 형고 및 중량을 감소시킬 뿐만 아니라 초고강도 콘크리트 보의 양 옆에 PS 강봉을 설치하고, 그 상부에 철판을 고정하여 초고강도 콘크리트 보를 구속하므로 초고강도 콘크리트 보 단부 및 중앙부에 부모멘트 및 정모멘트를 부담토록 하여 보의 구조적 효율성을 높이고, 처짐의 발생을 최소화함과 동시에 시공의 용이성과 구속의 안정성을 확보할 수 있도록 하는 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교 및 이의 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 초고강도 콘크리트 보의 양단부에서 부모멘트를 부담할 수 있도록 초고강도 콘크리트 보의 양단부는 직사각형 단면으로 중앙부는 'I'형 단면이 형성되도록 제작하여 초고강도 콘크리트 보 단면의 효율성과 우각부에서 발생하는 콘크리트 응력에 대응하도록 함은 물론 초고강도 콘크리트 보에 초고강도 콘크리트 체적대비 2% 이하의 강섬유 및 플라스틱섬유 또는 유기섬유를 혼입하여 연성거동화할 수 있는 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교 및 이의 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 초고강도 콘크리트 보의 양옆에 설치된 PS강봉에 철판을 설치하고 PS강봉을 긴장하여 철판이 초고강도 콘크리트 보를 구속함으로써 중앙단면에서 정모멘트를 감소시킬 수 있으므로 보의 형고를 줄임은 물론 처짐을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 초고강도 콘크리트 보의 길이방향으로 철근을 돌출시켜 교대의 철근과 커플러로 연결하여 초고강도 콘크리트 보 단부에서의 구속력을 높이면서 교대와의 일체성을 증진시킬 수 있는 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교 및 이의 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 초고강도 콘크리트 보를 1일 공기 양생 후, 2일 90℃ 이상의 고온증기 양생으로 건조수축과 크리프를 최소화하여 교대의 부정정 모멘트를 감소시키고, 건조수축과 크리프 변형량에 따른 보정을 줄일 수 있으며, 강도 80MPa 이상의 초고강도 콘크리트로 초고강도 콘크리트 보를 형성하여 내구성을 향상시킴은 물론 초고강도 콘크리트 보에 전단키를 일정간격으로 고정하여 슬래브와의 결속력을 높일 수 있는 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교 및 이의 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 교대 상단부에 매립되는 PS 강봉의 하단부에 지압판과 헥사너트로 앵커부를 형성하고 상기 앵커부를 구성하는 지압판 상부의 PS 강봉 주위에 스파이럴 철근이 배근되어 장착되는 쉬스관을 씌워 고정한 후 쉬스관 외부에는 콘크리트를 타설하고 쉬스관 내부에는 그라우팅을 하여 교대의 상부를 형성함으로써 교대와 교대에 거치 된 초고강도 콘크리트 보를 관통하는 PS 강봉을 인장할 시 PS 강봉 매립길이에 인장력이 평균적으로 재하되어 PS 강봉이 매립된 교대 상단부의 콘크리트에는 균열이 발생하지 아니하여 교대의 안정성이 증대되고 이에 따른 충분한 인장력이 초고강도 콘크리트 보의 단부 상부에 전달되어 교대와 초고강도 콘크리트 보의 결합을 보다 견고히 하는 초고강도 콘크리트 라멘교 및 이의 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 초고강도 콘크리트 보를 교대에 거치하여 단부를 구속시키는 경우 초고강도 콘크리트 보의 캠버로 인하여 초고강도 콘크리트 보와 교대 사이에 빈 공간이 생기며 이를 무수축 모르타르로 처리하거나 탄성패드로 설치하는 경우 영구적인 면에서 처짐이 발생하기 때문에 이를 방지하기 위하여 초고강도 콘크리트 보와 교대가 맞붙는 위치인 교대 받침부에 솔플레이트를 초고강도 콘크리트 보의 하부와 교대의 상부에 각각 설치하고 초고강도 콘크리트 보의 캠버로 인하여 솔플레이트와 솔플레이트 사이의 이격되는 공간에 쐐기를 설치함으로써 PS 강봉으로 초고강도 콘크리트 보의 단부를 구속할시 초고강도 콘크리트 보 단부의 부모멘트와 초고강도 콘크리트 보의 중앙단면의 정모멘트를 효과적으로 분배할 수 있을 뿐만 아니라, 교대 상단부의 솔플레이트 단부에 쐐기의 이동을 방지하기 위해 쐐기 이동 방지 단턱을 형성함으로써 상기 쐐기의 수평이동을 방지하여 교대에 거치되는 초고강도 콘크리트 보의 단부 구속를 견고히 하는 초고강도 콘크리트 라멘교 및 이의 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 초고강도 콘크리트 보의 양측 상·하단부에 일정길이의 철근집합체를 배근시켜 압축부에서는 취성파괴를 방지하고, 인장부에서는 인장력을 향상시켜 정모멘트 또는 부모멘트에 의한 균열을 방지할 수 있도록 하는 초고강도 콘크리트 라멘교 및 이의 시공방법을 제공함에 있다.

본 발명인 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교는,

초고강도 콘크리트 보의 단부가 안착되는 교대와;

상기 교대에 일정간격으로 안착되면서 길이방향 전,후면에 철근이 돌출되어 교대의 철근과 커플링으로 연결하고, 양측의 좌,우면에 좌우철근이 돌출되어 인접하는 초고강도 콘크리트 보의 좌우철근과 커플링 및 용접으로 연결하여 일체화하며, 양단부는 직사각형 단면으로 형성하고, 중앙부는 'I'형 단면이 형성되도록 80MPa 이상의 강도를 갖으며 1일 공기양생 후, 2일 90℃ 고온 증기로 양생하여 건조수축과 크리프를 최소화하여 교대의 부정정 모멘트를 감소시키고, 건조수축과 변형량에 따른 보정을 줄일 수 있도록 형성되는 초고강도 콘크리트 보와;

상기 초고강도 콘크리트 보의 양측 상·하단부에 일정길이의 다수의 철근이 소정간격을 유지하도록 배근시켜 압축부에서는 취성파괴를 방지하고, 인장부에서는 정모멘트 또는 부모멘트에 의한 균열을 방지하도록 하는 철근집합체와;

상기 초고강도 콘크리트 보와 교대가 맞붙는 위치인 초고강도 콘크리트 보의 단부 하부와 교대의 상부 각각에 설치된 솔플레이트,

상기 초고강도 콘크리트 보의 캠버로 인하여 상기 양 솔플레이트 사이의 이격되는 공간에 설치된 쐐기;

상기 교대에 안착된 초고강도 콘크리트 보의 부모멘트에 따라 적어도 1개 이상으로 교대와 초고강도 콘크리트 보를 고정하도록 교대의 상단부에 단부가 돌출되어 초고강도 콘크리트 보 단부를 수용하는 한 쌍의 PS강봉;

상기 한 쌍의 PS 강봉에 통공을 관통하여 초고강도 콘크리트 보 상면에 안착되는 철판이 구비되며, 상기 철판에 밀착되도록 PS 강봉에 결합고정하여 초고강도 콘크리트 보를 고정구하는 고정부;

교대 상단부에 매립되는 PS 강봉의 하단부에 지압판과 헥사너트로 앵커부를 형성하고 상기 지압판 상부의 PS 강봉 주위에 스파이럴 철근이 배근되어 장착되는 쉬스관을 씌워 고정한 후 상기 쉬스관 외부에는 콘크리트를 타설하고 쉬스관 내부에는 그라우팅을 하여 교대의 상부를 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교의 시공방법은,

길이방향 전,후면에 철근이 돌출되고, 상단부에 다수의 철근이 소정간격을 유지하는 철근집합체를 배근시켜 압축부에서는 취성파괴를 방지하고, 인장부에서는 정모멘트 또는 부모멘트에 의한 균열을 방지하면서 양단부는 직사각형 단면으로 형성하고, 중앙부는 'I'형 단면이 형성되도록 80MPa 이상의 강도를 갖으며, 1일 공기양생 후, 2일 90℃ 고온 증기로 양생하여 건조수축과 크리프를 최소화하여 교대의 부정정 모멘트를 감소시키고, 건조수축과 변형량에 따른 보정을 줄일 수 있도록 하는 초고강도 콘크리트 보를 형성하는 단계와;

상기 초고강도 콘크리트 보의 양측단부가 안착되는 상면으로 초고강도 콘크리트 보보다 높으면서 초고강도 콘크리트 보를 수용하는 간격으로 스파이럴 철근이 배근된 쉬스관이 장착되는 한 쌍의 PS 강봉이 다수 돌출되되, 상기 교대 상단부에 매립되는 PS 강봉의 하단부에는 지압판과 헥사너트로 앵커부를 형성하고 상기 지압판 상부의 PS 강봉 주위에 장착된 쉬스관 외부에는 콘크리트를 타설하고 쉬스관 내부에는 그라우팅을 하여 교대를 형성하는 단계와;

상기 한 쌍의 PS 강봉 사이로 초고강도 콘크리트 보 단부를 이동시키면서 상기 초고강도 콘크리트 보와 교대가 맞붙는 위치인 초고강도 콘크리트 보의 단부 하부와 교대의 상부 각각에 설치된 솔플레이트 사이에 초고강도 콘크리트 보의 캠버로 인하여 이격되는 공간에 쐐기를 설치하여 초고강도 콘크리트 보의 단부를 교대 상부에 안착하는 단계;

상기 한 쌍의 PS 강봉에 통공을 관통하면서 초고강도 콘크리트 보 상면에 철판을 안착하는 단계와;

상기 철판에 밀착되도록 PS 강봉에 고정구를 결합고정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 초고강도 콘크리트 보를 사용하여 라멘교의 형고 및 중량을 감소시키고, 초고강도 콘크리트 보 단부 및 중앙부에 부모멘트 및 정모멘트를 부담토록 하여 보의 구조적 효율성을 높이고, 처짐의 발생을 최소화함과 동시에 시공의 용이성과 구속의 안정성을 확보할 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 초고강도 콘크리트 보 단면의 효율성과 우각부에서 발생하는 콘크리트 응력에 대응하도록 하고 강섬유 및 플라스틱섬유 또는 유기섬유를 혼입하여 연성거동하므로 초고강도 특성으로 인해 압축변형률과 인장변형률을 유도하여 품질을 높일 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 초고강도 콘크리트 보의 구속으로 중앙단면에서 정모멘트를 감소시킬 수 있으므로 보의 형고를 줄임은 물론 처짐을 감소시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 고온증기 양생으로 건조수축과 크리프 변형량에 따른 보정을 줄일 수 있으며, 강도 80MPa 이상의 초고강도 콘크리트로 초고강도 콘크리트 보를 형성하여 내구성을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 교대 상단부에 매립되는 PS 강봉의 하단부에 지압판과 헥사너트로 앵커부를 형성하고 상기 지압판 상부의 PS 강봉 주위에 스파이럴 철근이 배근되어 장착되는 쉬스관을 씌워 고정한 후 상기 쉬스관 외부에는 콘크리트를 타설하고 쉬스관 내부에는 그라우팅을 하여 교대의 상부를 형성함으로써 PS 강봉이 매립된 교대 상단부의 콘크리트에는 균열이 발생하지 아니하여 교대의 안정성이 증대되고 교대와 초고강도 콘크리트 보의 결합을 보다 견고히 하는 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 초고강도 콘크리트 보와 교대가 맞붙는 위치인 교대 받침부에 솔플레이트를 설치하고, 초고강도 콘크리트 보의 캠버로 인하여 솔플레이트와 솔플레이트 사이의 이격되는 공간에 쐐기를 설치함으로써 초고강도 콘크리트 보 단부의 부모멘트와 초고강도 콘크리트 보의 중앙단면의 정모멘트를 효과적으로 분배할 수 있고, 교대 상단부의 솔플레이트 단부에 쐐기 이동 방지 단턱을 형성으로 쐐기의 수평이동을 방지하여 교대에 거치되는 초고강도 콘크리트 보의 단부 구속를 견고히 하는 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한, 초고강도 콘크리트 보의 양측 상·하단부에 일정길이의 철근집합체를 배근시켜 압축부에서는 취성파괴를 방지하고, 인장부에서는 인장력을 향상시켜 초고강도 콘크리트 보의 균열을 방지하는 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 흐름도
도 2는 본 발명이 적용된 단부 구속 초고강도 콘크리트 보의 휨실험도
도 3은 본 발명이 적용된 단부 구속 초고강도 콘크리트 보와 단순 지지 초고강도 콘크리트 보의 하중-변위 비교 그래프
도 4는 본 발명 일 실시예의 분리사시도
도 5는 도 4의 평면구성도
도 6은 도 4의 측면구성도
도 7은 본 발명에서 초고강도 콘크리트 보의 좌,우면에 돌출된 좌우철근을 인접하는 초고강도 콘크리트 보의 좌우철근과 연결한 실시예의 분리사시도
도 8은 도 7의 평면구성도
도 9는 도 7의 측면구성도
도 10은 도 7에서 슬래브 및 포장층이 형성 라멘교의 측면구성도
도 11(a)(b)는 초고강도 콘크리트 보의 양측 상·하단부에 일정길이의 철근이 배근된 상태를 나타내는 초고강도 콘크리트 보의 정단면구성도 및 측면구성도
도 12는 본 발명의 교대 받침부에 다른 실시의 솔플레이트가 적용된 측면구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 흐름도에 관한 것으로, 초고강도 콘크리트 보를 형성하는 단계, PS 강봉이 돌출되는 교대를 형성하는 단계, 초고강도 콘크리트 보 단부를 교대에 안착하는 단계, 초고강도 콘크리트 보 상면에 철판을 안착하는 단계, 그리고 PS 강봉에 고정구를 결합고정하는 단계를 순서대로 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명이 적용된 단부 구속 초고강도 콘크리트 보의 휨실험도이며, 도 3은 본 발명이 적용된 단부 구속 초고강도 콘크리트 보와 단순 지지 초고강도 콘크리트 보의 하중-변위 비교 그래프를 나타낸 것으로, 상기 초고강도 콘크리트 보의 휨실험에 적용된 초고강도 콘크리트 보는 PS 강봉과 철판으로 구속함으로써 하중이 증가할수록 단부에서 부모멘트를 부담하고, 중앙단면에서는 단부가 부담하는 부모멘트 만큼 정모멘트가 결감되고, 또한, 단순 지지 초고강도 콘크리트 보 보다 하중에 대한 내하력이 커진다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 중앙단면 집중하중 200kN에서 단순 지지 초고강도 콘크리트 보의 처짐이 약 70mm 임에 비해 양단 구속 초고강도 콘크리트 보는 약 30mm 임을 볼 수 있으며, 단순 지지 초고강도 콘크리트 보가 받을 수 있는 최대하중은 250kN 임에 비해 양단 구속 초고강도 콘크리트 보가 받을 수 있는 최대하중은 530kN으로 약 2배의 내하력 증가를 보이고 있음을 알 수 있다. 또한, 도 2에서 상기 초고강도 콘크리트 보의 양단부를 사각형상 단면으로 형성하여 단부 부분에서 부모멘트에 의한 응력이 허용응력을 초과하지 않고 균열이 없음을 알 수 있으며, 반면에 중앙단면은 'I'형상 단면으로 형성하여 정모멘트에 의한 휨 파괴가 진행됨을 알 수 있다. 그리고 초고강도 콘크리트 보 양측 상·하단부에 인장과 압축부분에 일정 길이의 철근 집합체를 배근하면 압축거동에서는 연성거동을 유도하고 인장거동에서는 인장내력의 증가를 가져오므로 단부 구속으로 인해 부모멘트가 증가하여 발생할 수 있는 균열을 억제하여 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 우수한 내구성을 가진 구조물로 장수명에 기여할 수 있는 것이다.

도 4는 본 발명 일 실시예의 분리사시도이고, 도 5는 도 4의 평면구성도이며, 도 6은 도 4의 측면구성도를 나타낸 것이다.

본 발명인 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교(100)는, 초고강도 콘크리트 보(120)의 단부가 안착되는 교대(110)가 구성되고, 상기 교대(110)에 일정간격으로 안착되면서 길이방향 전,후면에 철근(121)이 돌출되어 초고강도 콘크리트 보(120)가 구성되며, 상기 교대(110)에 안착된 초고강도 콘크리트 보(120)의 부모멘트에 따라 적어도 1개 이상으로 교대(110)와 초고강도 콘크리트 보(120)를 고정하는 고정부(140)를 포함하여 구성된다.

상기 고정부(140)는, 상기 초고강도 콘크리트 보(120) 단부를 수용하도록 교대(110)의 상단부에 단부가 돌출되는 한 쌍의 PS 강봉(141)에 통공(142')을 관통하여 초고강도 콘크리트 보(120)(120') 상면에 안착되는 철판(142)이 구비되며, 상기 철판(142)에 밀착되도록 PS 강봉(141)에 결합고정하여 초고강도 콘크리트 보(120)를 고정하는 고정구(143)를 포함하여 구비되고, 상기 철판(142)과 고정구(143) 사이에 장착되는 지압판(144)을 더 포함하여 구비된다.

또한, 초고강도 콘크리트 보(120)의 길이방향 전,후면에 철근(121)이 돌출되어 교대(110)의 철근(111)과 커플링(130)으로 연결된다.

그리고, 상기 교대(110) 상부에 매립되는 PS 강봉(141)의 하단부에는 지압판(151)과 헥사너트(152)로 앵커부(150)를 형성하고 상기 지압판(151) 상부의 PS 강봉(141) 주위에는 쉬스관(141')이 장착되고 상기 쉬스관(141') 외부 주변부에는 스파이럴 철근(141'')이 배근되어 교대(110) 형성시 상기 쉬스관(141') 외부에는 콘크리트를 타설하고 쉬스관(141') 내부에는 그라우팅을 하여 교대(110)의 상부를 형성한다. 이에 따라 교대(110)에 거치 된 초고강도 콘크리트 보(120)를 관통하는 PS 강봉(141)을 인장할 시 PS 강봉(141)이 교대(110) 상부의 주변 콘크리트와 일체화되지 않고 상기 PS 강봉(141)에 작용하는 인장력은 PS 강봉(141) 하단부의 앵커부(150)에서 대부분 받는다. 또한, 상기 지압판(151)의 크기는 상기 PS 강봉(141)에 작용하는 인장력에 대응하여 제작하고 이렇게 제작된 지압판(151)을 PS 강봉(141)에 끼워 넣은 후 헥사너트(152)로 체결하여 앵커부(150)를 형성하기 때문에 이렇게 제작된 앵커부(150)는 PS 강봉(141)에 작용하는 인장력에 안정적으로 대응할 뿐만 아니라 앵커부(150)의 설치를 매우 신속하고 간편히 할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 이러한 앵커부(150)의 형성으로 PS 강봉(141)의 인장시 PS 강봉(141)이 통과하는 교대(110) 상부의 보(120)의 단부 상부에 전달되어 교대(110)와 초고강도 콘크리트 보(120)의 결합을 보다 견고히 할 수 있다.

그리고 초고강도 콘크리트 보(120)와 교대(110)가 맞붙는 위치인 교대 받침부(160)인 초고강도 콘크리트 보(110)의 단부 하부와 교대(110)의 상부 각각에 솔플레이트(161, 162)를 스터드볼트(165)를 이용하여 설치함으로써 교대(110)에 가해지는 하중을 분산시키면서 지압응력에 대한 내하력이 생성되도록 한다.

또한, 본 발명에 적용된 보는 일반적으로 널리 사용되는 콘크리트 보가 아니라 초고강도 콘크리트 보(120)로 형성되기 때문에 본 발명에 적용된 초고강도 콘크리트 보(120)는 통상의 콘크리트 보에 비하여 보가 휘어지는 현상인 캠버가 더욱 크게 발생하고 이에 따라 초고강도 콘크리트 보(120)를 교대(110)를 거치시킴에 있어서 초고강도 콘크리트 보(120)와 교대(110)의 안정적 결합을 위하여 이러한 캠버의 보완이 필요하다. 따라서 본 발명은 상기 초고강도 콘크리트 보(110)의 단부 하부에 설치되는 솔플레이트(161)과 교대(110) 상부에 설치되는 솔플레이트(162) 사이에 캠버로 의하여 이격되는 공간에 쐐기(163)를 설치하여 초고강도 콘크리트 보(120)와 교대(110)를 보다 밀착하여 안정적으로 결합한다. 또한, 교대(110) 상부에 설치되는 솔플레이트(162)의 단부에는 쐐기 이동 방지 단턱(164)을 설치한다. 이는 솔플레이트(161)와 솔플레이트(162) 사이에 설치되는 쐐기(163)가 초고강도 콘크리트 보(120)의 반복적인 거동에도 솔플레이트(161)와 솔플레이트(162)를 벗어나지 않고 안정적으로 잡아 주는 역할을 함과 동시에 설치되는 쐐기(163)의 사용 기한을 더욱 연장시켜 주는 역할을 한다.

도 7은 본 발명에서 초고강도 콘크리트 보의 좌,우면에 돌출된 좌우철근을 인접하는 초고강도 콘크리트 보의 좌우철근과 연결한 실시예의 분리사시도이고, 도 8은 도 7의 평면구성도이고, 도 9는 도 7의 측면구성이며, 도 10은 도 7에서 슬래브 및 포장층이 형성 라멘교의 측면구성도이다.

본 발명을 보여주고 있는 도 7 내지 9는 본 발명의 일 실시예를 보여주고 있는 도 4 내지 6에 비하여 추가적으로 초고강도 콘크리트 보(120')의 양측 좌,우면에 돌출된 좌우철근(122)이 인접하는 초고강도 콘크리트 보(120a)의 좌우철근과 커플링(130') 또는 용접으로 연결하여 교대(110)와 초고강도 콘크리트 보(120')(120a)를 일체화하는 것이고, 도 10은 상기 초고강도 콘크리트 보(120')와 교대(110)를 거푸집 또는 데크플레이트 등을 이용하여 슬래브 및 포장층이 형성되는 라멘교(100)를 보여 주고 있다..

즉, 본 발명인 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교(100)는, 초고강도 콘크리트 보(120')의 단부가 안착되는 교대(110)가 구성되며, 상기 교대(110)에 일정간격으로 안착되면서 길이방향 전,후면에 철근(121)이 돌출되어 교대(110)의 철근(111)과 커플링(130)으로 연결하고, 양측의 좌,우면에 좌우철근(122)이 돌출되어 인접하는 초고강도 콘크리트 보(120a)의 좌우철근(122)과 커플링(130') 및 용접으로 연결하여 일체화하면서 80MPa 이상의 강도를 가지는 초고강도 콘크리트 보(120')가 구성되며, 상기 교대(110)에 안착된 초고강도 콘크리트 보(120')의 부모멘트에 따라 적어도 1개 이상으로 교대(110)와 초고강도 콘크리트 보(120')를 고정하는 고정부(140)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 적용된 초고강도 콘크리트 보(120)(120')는, 시멘트, 굵은골재, 일반모래, 세사, 충진재, 실리카퓸, 고로슬래그, 배합수, 감수제를 포함하고, 이들의 배합비는 1 : 0.6~1.0 : 0.5~1.1 : 0.3~1.1 : 0.1~0.5 : 0.05~0.3 : 0.1~0.3 : 0.2~0.4 : 0.01~0.2로 이루어지며, 강섬유 및 플라스틱섬유 또는 유기섬유는 초고강도 콘크리트 보(120)(120')의 체적대비 0.3~2.0%를 혼입하는 초고강도 콘크리트로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 초고강도 콘크리트 보(120)(120')의 양단부는 직사각형 단면으로 형성하고, 중앙부는 'I'형 단면이 형성되도록 제작된다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 시공과정을 설명한다.

먼저, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 설계도면에 따라 초고강도 콘크리트로 양단부는 직사각형 단면으로 형성되고 중앙부는 'I'형 단면이 형성되면서 길이방향으로 전,후면에 철근(121)이 돌출되는 초고강도 콘크리트 보(120) 또는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 초고강도 콘크리트로 양단부는 직사각형 단면으로 형성되고 중앙부는 'I'형 단면이 형성되면서 길이방향으로 전,후면에 철근(121)이 돌출되고, 양측의 좌,우면에 좌우철근(122)이 돌출되는 초고강도 콘크리트 보(120')를 형성한다.

이때, 상기 초고강도 콘크리트 보(120)(120')는, 시멘트, 굵은골재, 일반모래, 세사, 충진재, 실리카퓸, 고로슬래그, 배합수, 감수제를 포함하고, 이들의 배합비는 1 : 0.6~1.0 : 0.5~1.1 : 0.3~1.1 : 0.1~0.5 : 0.05~0.3 : 0.1~0.3 : 0.2~0.4 : 0.01~0.2로 이루어지며, 강섬유 및 플라스틱섬유 또는 유기섬유는 초고강도 콘크리트 보(120)(120')의 체적대비 0.3~2.0%를 혼입하는 초고강도 콘크리트로 형성되면서 80MPa 이상의 고강도를 확보하여야 함은 물론 80MPa의 고강도를 확보하므로 라멘교(100)(100')의 형고와 자중을 줄일 수 있는 것이다.

여기서, 상기 강섬유 및 플라스틱섬유 또는 유기섬유를 0.3% 이하로 혼입할 경우, 강섬유 및 플라스틱섬유 또는 유기섬유를 0.3% 이상으로 혼입할 때보다 인장강도 효과가 떨어지며, 강섬유 및 플라스틱섬유 또는 유기섬유를 최대 3.0%로 혼입하여 인장강도를 증진시킬 수는 있으나, 특성향상에 비해 강섬유의 가격이 고가이므로 경제성이 떨어지기 때문에 강섬유 및 플라스틱섬유 또는 유기섬유를 최대 2% 혼입하는 것이 바람직하다.

상기 굵은골재는 입경이 25mm 이하, 일반모래는 입경이 2.5mm 이하, 세사는 0.5mm 이하이며, 규사성분이 90% 이상인 것이 바람직하고, 충전재는 평균입경이 20㎛ 이하이며 규사성분이 95% 이상이 바람직하고, 상기 강섬유 및 플라스틱섬유 또는 유기섬유는, 직경이 0.2~0.5mm이고, 길이가 13~30mm이며, 형상계수가 60~70인 것이 바람직하다. 이는 다량의 섬유를 함유하고 있기 때문에 콘크리트 인장응력 향상, 압축응력 구역에서의 섬유구속에 의한 연성거동 유도 효과뿐만 아니라 전단응력을 향상시키므로 충분한 구조적 성능을 발휘할 수 있을 뿐만 아니라 기존 콘크리트 보 대비 약 1/2의 중량 및 2/3의 형고를 유지할 수 있기 때문이다.

상기 강섬유 및 플라스틱섬유 또는 유기섬유를 초고강도 콘크리트 체적대비 0.3~2% 혼입하여 초고강도 콘크리트 보(120)(120')의 압축 및 인장구역에 연성거동이 우수하므로 간단한 형태로 제작이 가능하고, 초고강도 콘크리트를 사용하여 섬유보강 콘크리트만으로 단면의 강성을 증대시킬 수 있고, 내구성이 탁월하여 제품의 수명을 연장할 뿐만 아니라 염화칼슘침해, 중성화, 동결융해를 방지하여 제품의 수명을 연장할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 초고강도 콘크리트 보(120)(120')의 상·하단부에 다수의 철근이 소정간격을 유지하도록 철근집합체(123)를 초고강도 콘크리트 보(120)(120')의 1/5 ~ 1/10 길이(L)로 초고강도 콘크리트 보(120)(120')의 상·하 단부에 배근시켜 압축부에서는 취성파괴를 방지하고, 인장부에서는 인장력을 향상시켜 정모멘트 또는 부모멘트에 의한 균열을 방지할 수 있다. 직경이 작은 강섬유 또는 합성 섬유 등이 혼입된 초고강도 콘크리트 구조물은 기하학적 형상과 경량의 자중 등 많은 장점을 가지고 있음에도 제작비용이 높은 단점을 가지고 있어 적용성의 한계를 가지고 있다. 강섬유 또는 합성 섬유 등은 콘크리트 매트릭스를 3차원으로 구속하여 어느 한 방향으로 급속한 변형을 방지하는 메커니즘으로 연성거동을 유도한다. 이러한 개념으로 상기 초고강도 콘크리트 보(120)(120')의 상·하단부에 배치된 철근 집합체는 D10과 같은 작은 직경의 철근을 3차원으로 조밀하게 배근하여 섬유와 같이 콘크리트 매트릭스를 구속하여 어느 한방향의 급속한 취성파괴를 방지하여 연성적 거동을 유도하는 특성을 가지고 있다. 이러한 방법은 강섬유 또는 합성 섬유 등을 혼입한 경우보다 월등한 경제성을 가지고 있어 초고강도 콘크리트의 취성적 거동을 보완하는데 유효하다.

그리고, 상기 초고강도 콘크리트로 초고강도 콘크리트 보(120)(120')를 형성할 때, 1일 공기양생 후, 2일 90℃ 고온 증기로 양생함으로써, 건조수축과 크리프를 최소화하여 교대(110)의 부정정 모멘트를 감소시키고, 건조수축과 크리프 변형량에 따른 보정을 줄일 수 있는 것이다.

또한, 상기 초고강도 콘크리트 보(120)(120')가 안착되는 교대(110)를 형성하는데, 상기 교대(110)는 초고강도 콘크리트 보(120)(120')가 단부가 안착되는 상면이 형성되면서 상기 상면으로 초고강도 콘크리트 보(120)(120')를 수용하는 고정부(140)의 한 쌍의 PS 강봉(141)이 교대(110)의 상단부에서 돌출되도록 한다.

교대(110) 상단부에 매립되는 PS 강봉(141)의 하단부에 지압판(151)과 헥사너트(152)로 앵커부(150)를 형성하고 상기 지압판(151) 상부의 PS 강봉(141) 주위에는 스파이럴 철근(141'')이 배근되어 장착되는 쉬스관(141')을 씌워 고정한 후 쉬스관(141') 외부에는 콘크리트를 타설하고 쉬스관(141') 내부에는 그라우팅을 하여 교대의 상부를 형성한다.

그리고 초고강도 콘크리트 보(120)와 교대(110)가 맞붙는 교대 받침부(160)인 초고강도 콘크리트 보(110)의 단부 하부와 교대(110)의 상부 각각 위치하는 솔플레이트(161, 162)는 스터드볼트(165)를 이용하여 설치한다.

상기의 과정으로 한 쌍의 PS 강봉(141)이 일정간격으로 돌출되는 교대(110)가 형성되면, 상기 한 쌍의 PS 강봉(141) 사이의 교대(110) 상부에 설치된 솔플레이트(162)에 초고강도 콘크리트 보(120)(120')의 단부 하부에 설치된 솔플레이트(161)를 안착시키는데 상기 솔플레이드(161)와 솔플레이트(162) 사이에 초고강도 콘크리트 보의 캠버로 인하여 이격되는 공간에는 쐐기(163)가 설치되어 교대(110)에 가해지는 하중을 분산시키면서 지압응력에 대한 내하력을 생성하여 교대(110)의 손상을 방지할 수 있는 것이다.

상기 교대(110)의 상면으로 한 쌍의 PS 강봉(141) 사이로 초고강도 콘크리트 보(120)(120')의 단부를 이동시키면서 초고강도 콘크리트 보(120)(120')의 단부가 교대(110)의 상면 즉, 바닥면(110')에 안착시키고, 한 쌍의 PS 강봉(141)에 철판(142)의 장공의 통공(142')을 결합하면서 철판(142)이 초고강도 콘크리트 보(120)(120') 상면에 안착된 상태에서 상기 한 쌍의 PS 강봉(141)에 고정구(143)를 결합한 후, PS 강봉(141)을 긴장시키면서 상기 고정구(143)를 철판(142)에 밀착시킨다.

이때, 상기 고정구(143)는 긴장된 PS 강봉(141)을 따라 이동하면서 철판(142)에 밀착되어 PS 강봉(141)의 긴장상태를 유지할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 철판(142)과 고정구(143) 사이에 지압판(144)을 장착하여 고정구(143)와 철판(142)의 마찰을 방지함은 물론 철판(142)의 휨변형을 줄일 수 있으며, 상기 PS 강봉(141)의 긴장력은 PS 강봉(141) 항복강도의 1/3 정도만 가하는데, 이는 고정하중과 휨하중이 가해지면서 고정단의 부모멘트가 증가하므로 이후 긴장응력을 부담할 수 있는 응력의 여유 강도를 가지고 있어야 한다. 즉, 설계하중에 도달했을 때, 단부에 발생하는 부모멘트를 부담할 수 있는 PS 강봉(141)의 면적과 응력을 계산하여 결정하는데, 계산 결과에 따라 고정부(140)를 적어도 1개 이상 설치한 후, 교대(110)에 초고강도 콘크리트 보(120)(120')를 포함하여 슬래브를 형성하는 우각부에 콘크리트를 타설하므로 초고강도 콘크리트 보(120)(120') 상부의 PS 강봉(141) 긴장력에 의한 철판(142)의 변형은 진행되지 않는다.

또한, 초고강도 콘크리트 보(120)의 길이방향 전,후면에 돌출된 철근(121)과 교대(110)의 철근(111)을 커플링(130)으로 연결하여 초고강도 콘크리트 보(120)와 교대(110)를 일체화시킬 수 있으며, 또는 초고강도 콘크리트 보(120')의 길이방향 전,후면에 돌출된 철근(121)과 교대(110)의 철근(111)을 커플링(130)으로 연결한 후, 양측의 좌,우면에 돌출된 좌우철근(122)을 인접하는 초고강도 콘크리트 보(120a)의 좌우철근과 커플링(130') 또는 용접으로 연결하여 교대(110)와 초고강도 콘크리트 보(120')(120a)를 일체화할 수 있다. 상기 초고강도 콘크리트 보(120)(120')와 교대(110)를 거푸집 또는 데크플레이트 등을 이용하여 슬래브 및 포장층이 형성되는 라멘교(100)를 도 10에 도시된 바와 같이 형성할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 초고강도 콘크리트 보(120)(120')에 전단키를 일정간격으로 고정하여 라멘교(100)를 형성하는 슬래브와의 결속력을 높여 시공성을 향상시킬 수도 있는 것이다.

또한, 도 11(a),(b)인 초고강도 콘크리트 보의 양측 상·하단부에 초고강도 콘크리트 보(120)(120')의 1/5 ~ 1/10 길이(L)로 철근이 배근된 상태를 나타내는 초고강도 콘크리트 보의 정단면구성도 및 측면구성도와 같이, 상기 철근집합체(123)가 배근된 초고강도 콘크리트 보(120)(120')의 단부를 구속하면, 압축부에서는 취성파괴를 방지하고, 인장부에서는 인장력을 향상시켜 정모멘트 또는 부모멘트에 의한 균열을 방지함은 물론 단부에서 부모멘트를 부담하게 되고, 중앙단면에서는 단부에서 부담한 부모멘트 만큼 경감된 크기의 정모멘트를 받게 되어 동일한 하중에 대해 단순보 중앙단면에서 부담하는 정모멘트보다 작은 모멘트를 받게 되고, 이에 상응하는 처짐 또한 감소하면서 안정감있게 사용할 수 있는 것이다.

도 12는 본 발명의 교대 받침부에 다른 실시의 솔플레이트가 적용된 측면구성도이다. 상기 초고강도 콘크리트 보(120, 120')의 단부 하부에 설치되는 솔플레이트(161')의 중앙부에는 반구형의 돌부(166')가 형성되고 교대(110) 상부에 설치된 솔플레이트(162')의 중앙부에는 상기 반구형 돌부(166')를 수용할 수 있는 크기의 반구형 요부(167')가 형성되며, 상기 교대(110) 상부에 설치된 솔플레이트(162') 위에 상기 초고강도 콘크리트 보(120, 120')의 단부 하부에 설치된 솔플레이트(161')가 반구형의 돌부(166')와 반구형 요부(167')를 통하여 거치 됨에 있어서 상기 초고강도 콘크리트 보(120, 120')의 캠버로 인하여 상기 양 솔플레이트(161', 162') 사이의 이격되는 공간에 쐐기(163')가 설치된다. 상기 솔플리에트(161', 162')에 형성된 반구형의 돌부(166')와 반구형 요부(167')를 통하여 초고강도 콘크리트 보(120, 120')가 교대(110)에 거치됨에 따라 상기 두 부재간의 결합이 용이할 뿐만 아니라 초고강도 콘크리트 보(120, 120')에 반복적으로 가해지는 하중에 대하여도 두 부재간의 결합이 보다 안정적으로 유지된다

또한, 교대(110) 상부에 설치되는 솔플레이트(162')의 단부에는 쐐기 이동 방지 단턱(164')를 설치한다. 이는 솔플레이트(161')와 솔플레이트(162') 사이에 설치되는 쐐기(163')가 초고강도 콘크리트 보(120)의 반복적인 거동에도 솔플레이트(161')와 솔플레이트(162')를 벗어나지 않고 안정적으로 잡아 주는 역할을 함과 동시에 설치되는 쐐기(163')의 사용 기한을 더욱 연장시켜 주는 역할을 한다.

상기 솔플레이드(161')와 솔플레이트(162') 사이의 이격 공간에는 쐐기(163')가 설치되어 교대(110)에 가해지는 하중을 분산시키면서 지압응력에 대한 내하력을 생성하여 교대(110)의 손상을 방지할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 라멘교 110: 교대
120,120': 초고강도 콘크리트 보 130,130': 커플링
140: 고정부 141: PS 강봉
142: 철판 143: 고정구
144: 가압판 150: 앵커부
160: 교대 받침대

Claims (11)

1. 초고강도 콘크리트 보의 단부가 안착되는 교대와;
   상기 교대에 일정간격으로 안착되면서 길이방향 전,후면에 철근이 돌출되어 교대의 철근과 연결하는 초고강도 콘크리트 보를 커플링으로 교대와 연결하여 일체화하며, 양단부는 직사각형 단면으로 형성하고, 중앙부는 'I'형 단면이 형성되도록 80MPa 이상의 강도를 갖으며 1일 공기양생 후, 2일 90℃ 고온 증기로 양생하여 건조수축과 크리프를 최소화하여 교대의 부정정 모멘트를 감소시키고, 건조수축과 변형량에 따른 보정을 줄일 수 있도록 형성되는 초고강도 콘크리트 보와;
   상기 초고강도 콘크리트 보의 양측 상·하단부에 일정길이의 다수의 철근이 소정간격을 유지하도록 배근시켜 압축부에서는 취성파괴를 방지하고, 인장부에서는 정모멘트 또는 부모멘트에 의한 균열을 방지하도록 하는 철근집합체와;
   상기 초고강도 콘크리트 보와 교대가 맞붙는 위치인 초고강도 콘크리트 보의 단부 하부와 교대의 상부 각각에 설치된 솔플레이트;
   상기 초고강도 콘크리트 보의 캠버로 인하여 상기 양 솔플레이트 사이의 이격되는 공간에 설치된 쐐기;
   상기 교대 상부의 솔플레이트 끝에 쐐기의 이동을 방지하기 위해 쐐기 이동 방지 단턱;
   상기 교대에 안착된 초고강도 콘크리트 보의 부모멘트에 따라 적어도 1개 이상으로 교대와 초고강도 콘크리트 보를 고정하도록 교대의 상단부에 단부가 돌출되어 초고강도 콘크리트 보 단부를 수용하는 한 쌍의 PS강봉;
   상기 한 쌍의 PS 강봉에 통공을 관통하여 초고강도 콘크리트 보 상면에 안착되는 철판이 구비되며, 상기 철판에 밀착되도록 PS 강봉에 결합고정하여 초고강도 콘크리트 보를 고정구하는 고정부;
   교대 상단부에 매립되는 PS 강봉의 하단부에 지압판과 헥사너트로 앵커부를 형성하고 지압판 상부의 PS 강봉 주위에 스파이럴 철근이 배근되어 장착되는 쉬스관을 씌워 고정한 후 상기 쉬스관 외부에는 콘크리트를 타설하고 쉬스관 내부에는 그라우팅을 하여 교대의 상부를 형성한 것을 특징으로 하는 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교.
2. 초고강도 콘크리트 보의 단부가 안착되는 교대와;
   상기 교대에 일정간격으로 안착되면서 길이방향 전,후면에 철근이 돌출되어 교대의 철근과 커플링으로 연결하고, 양측의 좌,우면에 좌우철근이 돌출되어 인접하는 초고강도 콘크리트 보의 좌우철근과 커플링 및 용접으로 연결하여 일체화하며, 양단부는 직사각형 단면으로 형성하고, 중앙부는 'I'형 단면이 형성되도록 80MPa 이상의 강도를 갖으며 1일 공기양생 후, 2일 90℃ 고온 증기로 양생하여 건조수축과 크리프를 최소화하여 교대의 부정정 모멘트를 감소시키고, 건조수축과 변형량에 따른 보정을 줄일 수 있도록 형성되는 초고강도 콘크리트 보와;
   상기 초고강도 콘크리트 보의 양측 상·하단부에 일정길이의 다수의 철근이 소정간격을 유지하도록 배근시켜 압축부에서는 취성파괴를 방지하고, 인장부에서는 정모멘트 또는 부모멘트에 의한 균열을 방지하도록 하는 철근집합체와;
   상기 초고강도 콘크리트 보와 교대가 맞붙는 위치인 초고강도 콘크리트 보의 단부 하부와 교대의 상부 각각에 설치된 솔플레이트;
   상기 초고강도 콘크리트 보의 캠버로 인하여 상기 양 솔플레이트 사이의 이격되는 공간에 설치된 쐐기;
   상기 교대 상부의 솔플레이트 끝에 쐐기의 이동을 방지하기 위해 쐐기 이동 방지 단턱;
   상기 교대에 안착된 초고강도 콘크리트 보의 부모멘트에 따라 적어도 1개 이상으로 교대와 초고강도 콘크리트 보를 고정하도록 교대의 상단부에 단부가 돌출되어 초고강도 콘크리트 보 단부를 수용하는 한 쌍의 PS강봉;
   상기 한 쌍의 PS 강봉에 통공을 관통하여 초고강도 콘크리트 보 상면에 안착되는 철판이 구비되며, 상기 철판에 밀착되도록 PS 강봉에 결합고정하여 초고강도 콘크리트 보를 고정하는 고정구;
   교대 상단부에 매립되는 PS 강봉의 하단부에 지압판과 헥사너트로 앵커부를 형성하고 지압판 상부의 PS 강봉 주위에 스파이럴 철근이 배근되어 장착되는 쉬스관을 씌워 고정한 후 상기 쉬스관 외부에는 콘크리트를 타설하고 쉬스관 내부에는 그라우팅을 하여 교대의 상부를 형성한 것을 특징으로 하는 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 초고강도 콘크리트 보는,
   시멘트, 굵은골재, 일반모래, 세사, 충진재, 실리카퓸, 고로슬래그, 배합수, 감수제를 포함하고, 이들의 배합비는 1 : 0.6~1.0 : 0.5~1.1 : 0.3~1.1 : 0.1~0.5 : 0.05~0.3 : 0.1~0.3 : 0.2~0.4 : 0.01~0.2로 이루어지며, 강섬유 및 플라스틱섬유 또는 유기섬유는 초고강도 콘크리트 보의 체적대비 0.3~2.0%를 혼입하는 초고강도 콘크리트로 형성되는 것을 특징으로 하는 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교.
4. 삭제
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 초고강도 콘크리트 보의 단부 하부에 설치되는 솔플레이트의 중앙부에는 반구형의 돌부가 형성되고 교대 상부에 설치된 솔플레이트의 중앙부에는 상기 반구형 돌부를 수용할 수 있는 크기의 반구형 요부가 형성되는 것을 특징으로 하는 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에서,
   상기 초고강도 콘크리트 보의 양측 상·하단부에 초고강도 콘크리트 보의 1/5 ~ 1/10 길이(L)로 철근집합체를 배근시켜 압축부에서는 취성파괴를 방지하고, 인장부에서는 인장력을 향상시켜 정모멘트 또는 부모멘트에 의한 균열을 방지하는 것을 특징으로 하는 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교.
7. 길이방향 전,후면에 철근이 돌출되고, 상단부에 다수의 철근이 소정간격을 유지하는 철근집합체를 배근시켜 압축부에서는 취성파괴를 방지하고, 인장부에서는 정모멘트 또는 부모멘트에 의한 균열을 방지하면서 양단부는 직사각형 단면으로 형성하고, 중앙부는 'I'형 단면이 형성되도록 80MPa 이상의 강도를 갖으며, 1일 공기양생 후, 2일 90℃ 고온 증기로 양생하여 건조수축과 크리프를 최소화하여 교대의 부정정 모멘트를 감소시키고, 건조수축과 변형량에 따른 보정을 줄일 수 있도록 하는 초고강도 콘크리트 보를 형성하는 단계와;
   상기 초고강도 콘크리트 보의 양측 단부가 안착되는 상면으로 초고강도 콘크리트 보보다 높으면서 초고강도 콘크리트 보를 수용하는 간격으로 스파이럴 철근이 배근된 쉬스관이 장착되는 한 쌍의 PS 강봉이 다수 돌출되되, 상기 교대 상단부에 매립되는 PS 강봉의 하단부에는 지압판과 헥사너트로 앵커부를 형성하고 상기 지압판 상부의 PS 강봉 주위에 장착된 쉬스관 외부에는 콘크리트를 타설하고 쉬스관 내부에는 그라우팅을 하여 교대를 형성하는 단계와;
   상기 한 쌍의 PS 강봉 사이로 초고강도 콘크리트 보 단부를 이동시키면서 상기 초고강도 콘크리트 보와 교대가 맞붙는 위치인 초고강도 콘크리트 보의 단부 하부와 교대의 상부 각각에 설치된 솔플레이트 사이에 초고강도 콘크리트 보의 캠버로 인하여 이격되는 공간에 쐐기를 설치하되 교대 상부의 솔플레이트 끝에 쐐기의 이동을 방지하기 위해 쐐기 이동 방지 단턱을 형성하여 초고강도 콘크리트 보의 단부를 교대 상부에 안착하는 단계;
   상기 한 쌍의 PS 강봉에 통공이 관통하면서 초고강도 콘크리트 보 상면에 철판을 안착하는 단계와;
   상기 철판에 밀착되도록 PS 강봉에 고정구를 결합고정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교의 시공방법.
8. 길이방향 전,후면에 철근이 돌출되며 양측의 좌우면에 좌우철근이 돌출되고, 상단부에 다수의 철근이 소정간격을 유지하는 철근집합체를 배근시켜 압축부에서는 취성파괴를 방지하고, 인장부에서는 정모멘트 또는 부모멘트에 의한 균열을 방지하면서 양단부는 직사각형 단면으로 형성하고, 중앙부는 'I'형 단면이 형성되도록 80MPa 이상의 강도를 갖으며, 1일 공기양생 후, 2일 90℃ 고온 증기로 양생하여 건조수축과 크리프를 최소화하여 교대의 부정정 모멘트를 감소시키고, 건조수축과 변형량에 따른 보정을 줄일 수 있도록 하는 초고강도 콘크리트 보를 형성하는 단계와;
   상기 초고강도 콘크리트 보의 양측 단부가 안착되는 상면으로 초고강도 콘크리트 보보다 높으면서 초고강도 콘크리트 보를 수용하는 간격으로 스파이럴 철근이 배근된 쉬스관이 장착되는 한 쌍의 PS 강봉이 다수 돌출되되, 상기 교대 상단부에 매립되는 PS 강봉의 하단부에는 지압판과 헥사너트로 앵커부를 형성하고 상기 지압판 상부의 PS 강봉 주위에 장착된 쉬스관 외부에는 콘크리트를 타설하고 쉬스관 내부에는 그라우팅을 하여 교대를 형성하는 단계와;
   상기 한 쌍의 PS 강봉 사이로 초고강도 콘크리트 보 단부를 이동시키면서 상기 초고강도 콘크리트 보와 교대가 맞붙는 위치인 초고강도 콘크리트 보의 단부 하부와 교대의 상부 각각에 설치된 솔플레이트 사이에 초고강도 콘크리트 보의 캠버로 인하여 이격되는 공간에 쐐기를 설치하되 교대 상부의 솔플레이트 끝에 쐐기의 이동을 방지하기 위해 쐐기 이동 방지 단턱을 형성하여 초고강도 콘크리트 보의 단부를 교대 상부에 안착하는 단계;
   상기 한 쌍의 PS 강봉이 통공을 관통하면서 초고강도 콘크리트 보 상면에 철판을 안착하는 단계와;
   상기 철판에 밀착되도록 PS 강봉에 고정구를 결합고정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교의 시공방법.
9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 상기 초고강도 콘크리트 보는,
   시멘트, 굵은골재, 일반모래, 세사, 충진재, 실리카퓸, 고로슬래그, 배합수, 감수제를 포함하고, 이들의 배합비는 1 : 0.6~1.0 : 0.5~1.1 : 0.3~1.1 : 0.1~0.5 : 0.05~0.3 : 0.1~0.3 : 0.2~0.4 : 0.01~0.2로 이루어지며, 강섬유 및 플라스틱섬유 또는 유기섬유는 초고강도 콘크리트 보의 체적대비 0.3~2.0%를 혼입하는 초고강도 콘크리트로 형성되는 것을 특징으로 하는 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교의 시공방법.
10. 삭제
11. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 초고강도 콘크리트 보의 단부 하부에 설치되는 솔플레이트의 중앙부에는 반구형의 돌부가 형성되고 교대 상부에 설치된 솔플레이트의 중앙부에는 상기 반구형 돌부를 수용할 수 있는 크기의 반구형 요부가 형성되는 것을 특징으로 하는 단부 구속을 통한 초고강도 콘크리트 라멘교의 시공방법.

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