KR101819145B1 - 콘크리트 구조물의 쉬스관 내에 강연선을 삽입 설치하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물의 쉬스관 내에 강연선을 삽입 설치하는 방법에 관한 것으로, 콘크리트 구조물의 쉬스관에 다수의 강연선을 삽입 설치하는 방법으로서, 제2가이드 케이블의 전방 끝단을 상기 제1이음쇠의 후방에 연결하고, 상기 쉬스관에 설치하고자 하는 제1강연선을 상기 제1이음쇠의 후방에 연결하는 제1이음쇠 연결단계와; 상기 제1강연선의 길이보다 짧은 제2가이드 케이블의 후방 끝단을 제2이음쇠의 전방에 연결하고, 제3가이드 케이블의 전방 끝단을 상기 제2이음쇠의 후방에 연결하고, 상기 쉬스관에 설치하고자 하는 제2강연선을 상기 제2이음쇠의 후방에 연결하는 제2이음쇠 연결단계와; 상기 제1이음쇠를 상기 쉬스관에 관통시키면서 상기 제1강연선을 상기 쉬스관에 배치시키는 제1강연선 배치단계와; 상기 제1이음쇠로부터 상기 제1강연선을 분리시키는 제1이음쇠 분리단계를; 포함하여 구성되어, 가이드 케이블을 매개로 적은 개수(예를 들어, 1개 내지 4개)의 강연선을 쉬스관에 순차적으로 삽입 설치하여, 가이드 케이블에 작용하는 인장력을 작게 유지하여 시공 과정에서 오류의 발생을 없애고, 강연선이 엉키거나 꼬이지 않고 차곡차곡 삽입 설치되어 도입되는 긴장력에 따라 예정된 프리스트레스가 정확하게 도입되게 하는 콘크리트 구조물의 쉬스관 내로의 강연선의 삽입 설치방법을 제공한다.

Description

콘크리트 구조물의 쉬스관 내에 강연선을 삽입 설치하는 방법{METHOD OF INSERTING AND PLACING TENDON IN SHEATH}

본 발명은 콘크리트 구조물의 쉬스관 내에 복수의 강연선을 삽입 설치하는 방법에 관한 것으로, 쉬스관 내에 복수의 강연선으로 이루어진강연선 다발을 삽입 설치하는 과정에서 각각의 강연선이 서로 꼬여 엉키는 것을 방지하고, 강연선의 삽입 설치 공정 중에 오류가 발생되는 것을 방지하면서 차곡차곡 쉬스관 내에 강연선을 위치시키도록 삽입 설치하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물이나 교량에 사용되는 거더(beam, 보)는 인장력에 높은 저항력을 갖고 휨 강성을 높이기 위하여, 콘크리트 재료 내에 강연선을 배치하고, 강연선에 긴장력을 도입한 상태로 정착하여 프리스트레스를 도입하는 것에 의하여 콘크리트 구조물의 강도를 보강하는 방법이 널리 활용되고 있다.

강연선에 긴장력을 도입하여 콘크리트의 내하 능력을 보강하는 방법은 프리텐션 방식과 포스트텐션 방식으로 나뉘지만, 특정 설비를 이용하여 콘크리트부를 형성하는 공장에서만 행할 수 있는 프리텐션 방식에 비하여, 쉬스관 내에 강연선을 삽입 배치하여 언제든지 긴장력을 도입할 수 있는 포스트텐션 방식이 널리 사용되고 있다.

포스트텐션 방식에 의하여 강연선으로 콘크리트 구조물에 프리스트레스를 도입하기 위해서는, 콘크리트 구조물에 미리 쉬스관을 설치한 상태로 콘크리트가 설치된다. 그리고, 쉬스관 내에 다수의 강연선을 삽입하여 강연선 다발에 대하여 긴장력을 도입하여 정착하는 것에 의하여, 보다 큰 프리스트레스를 도입할 수 있다.

도1에 도시된 교량용 거더(1)를 예로 들면, 철근 콘크리트 구조물인 교량용 거더(1)는 콘크리트부(10)를 형성할 때에 미리 쉬스관(20)을 매설하고, 쉬스관(20) 내에 다수의 강연선(T)을 포물선 형태로 삽입 설치한 상태에서, 다수의 강연선에 긴장력(P)을 인가한 상태로 정착하면, 거더(1)의 중립축 하부에 압축 프리스트레스가 도입되면서 상방으로의 보상력(F)이 외력을 상쇄시키면서 보다 높은 내하 능력을 구현하게 된다.

여기서, 콘크리트 구조물의 쉬스관(20)에 강연선(T, tendon)을 삽입 설치하는 방법은, 도2a에 도시된 바와 같이, 강연선(T)을 감아놓은 릴(50)을 풀어주면서, 강연선 공급장치의 맞물림 롤러(60)의 사이에 강연선(T)을 끼우고, 맞물림 롤러(60)를 회전시키는 것에 의해 강연선(T)을 밀어 쉬스관(20)의 내부로 삽입한다. 이와 같이, 하나의 강연선(T)이 삽입되면, 삽입된 강연선(T)의 끝단을 절단하고, 맞물림 롤러(60)를 회전시키는 것에 의해 강연선(T)을 밀어내어 릴(50)로부터의 강연선 선단을 다시 쉬스관(20) 내부로 삽입시킨다. 이와 같은 과정을 반복하여, 쉬스관(20) 내부에 정해진 개수의 강연선(T)을 삽입하여, 다수의 강연선으로 이루어진 강연선 다발을 쉬스관(20)의 내부에 안착시킨다.

그러나, 도2a에 도시된 방식으로 강연선(T)을 쉬스관(20)의 내부에 삽입하는 방법은, 최초에 1~3개의 강연선(T)이 쉬스관(20)에 삽입할 때까지는 문제되지 않지만, 비록 쉬스관(20) 내부의 단면적이 설치되기로 예정된 전체 강연선의 단면적에 비하여 2.5배 정도 크게 형성됨에도 불구하고, 강연선(T)이 쉬스관(20)에 삽입되는 개수가 많아질수록 도2b에 도시된 바와 같이, 강연선(Ta, Tb, Tc)이 서로 엉키는 현상이 발생된다.

이와 같이, 강연선(Ta, Tb, Tc)이 엉키면, 10여개의 강연선(Ta, Tb,...)이 쉬스관(20)의 내부에 삽입되는 것 자체가 곤란해질 뿐만 아니라, 삽입이 되더라도 이들 강연선(Ta, Tb, Tc,...; T)에 긴장력(P)이 도입될 때에 서로 꼬이는 힘으로 손실되면서 동일한 긴장력(P)에 대하여 콘크리트부(10)에 도입되는 프리스트레스의 크기에 편차가 생기는 문제가 발생된다.

더욱이, 쉬스관(20)의 내부에 피복이 입혀진 강연선을 삽입하는 경우에는, 다수의 강연선(T)이 서로 엉키고 꼬이면서 피복이 벗겨져 손상되는 심각한 문제가 야기된다.

따라서, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0071307호에서는, 도3에 도시된 바와 같이, 쉬스관(20)에 설치하고자 하는 다수의 강연선(Ta, Tb, Tc, Td)을 한꺼번에 연결 블록(35)에 연결하고, 연결 블록(35)에 인출선(39)을 연결하여 인출선(39)을 잡아당기는 것에 의하여 다수의 강연선(Ta, Tb, Tc, Td)을 쉬스관(20) 내에 설치하는 기술이 제안되었다.

그러나, 이 방법은 다수의 강연선(Ta, Tb, Tc, Td)을 한번에 잡아당기는 공정 중에 강연선(Ta, Tb, Tc, Td)과 쉬스관(20)의 마찰과 강연선(Ta, Tb, Tc, Td) 간의 마찰에 의하여 강연선(Ta, Tb, Tc, Td)이 서로 엉키면서 꼬이는 현상을 피할 수 없을 뿐만 아니라, 삽입되는 과정에서 강연선 다발들이 자전하면서 스스로 꼬여 쉬스관(20)과의 마찰이 매우 커지고, 무엇보다도, 다수의 강연선(Ta, Tb, Tc, Td)을 끌고 쉬스관(20)을 통과하는 과정 중에 강연선(Ta, Tb, Tc, Td)과 쉬스관(20)의 마찰력에 의해 인출선(39)이 끊어져 삽입 공정이 중단되는 일이 발생되는 한계가 있었다. 이 뿐만 아니라, 도10에 도시된 피복(72)이 입혀진 강연선의 경우에는 다수의 강연선(Ta, Tb, Tc, Td)을 한꺼번에 끌고 쉬스관(20)을 통과하는 과정에서 강연선(Ta, Tb, Tc, Td)이 서로 엉키면서 마찰에 의하여 피복이 손상되는 가능성이 크므로, 쉬스관의 길이가 충분히 긴 장경간 교량 등에 적용하지 못하는 한계가 있었다.

[특허문헌]

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0071307호 (2015. 6. 26)

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은, 토목 구조물의 쉬스관 내에 강연선이 서로 꼬이거나 엉키는 것을 방지한 상태로 하나씩 차곡차곡 쌓이는 형태로 고스란히 강연선을 삽입 설치하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은, 강연선이 피복이 입혀진 피복 강연선인 경우에, 쉬스관에 삽입 설치하는 과정에서 피복이 손상되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 쉬스관 내에 다수의 강연선을 삽입 설치하는 경우에, 한꺼번에 많은 강연선을 삽입함에 따라 다수의 강연선이 서로 엉키거나 강연선을 삽입하기 위하여 끌어당기는 케이블의 단선(斷線)을 방지하여, 강연선의 삽입 설치 공정의 신뢰성을 확보하는 것을 목적으로 한다.

즉, 종래에는 쉬스관의 길이가 40m 이상 긴 경우에는, 강연선 간의 마찰과 강연선과 쉬스관의 마찰에 의하여 강연선을 삽입하는 것이 매우 까다롭고 강연선의 손상과 꼬임을 피할 수 없었으므로, 쉬스관의 길이가 매우 긴 경우에도 마찰을 줄여 신뢰성있게 강연선을 꼬임없이 삽입 설치할 수 있는 방안의 필요성이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 콘크리트 구조물의 쉬스관에 다수의 강연선을 삽입 설치하는 방법으로서, 상기 쉬스관에 설치하고자 하는 제1강연선을 상기 제1이음쇠의 후방에 연결하고, 상기 제1강연선의 길이보다 짧은 제2가이드 케이블의 전방 끝단을 상기 제1이음쇠의 후방에 연결하는 제1이음쇠 연결단계와; 상기 제2가이드 케이블의 후방 끝단을 제2이음쇠의 전방에 연결하고, 제3가이드 케이블의 전방 끝단을 상기 제2이음쇠의 후방에 연결하고, 상기 쉬스관에 설치하고자 하는 제2강연선을 상기 제2이음쇠의 후방에 연결하는 제2이음쇠 연결단계와; 상기 제1이음쇠를 상기 쉬스관에 관통시키면서 상기 제1강연선을 상기 쉬스관에 배치시키는 제1강연선 배치단계와; 상기 제1이음쇠로부터 상기 제1강연선을 분리시키는 제1이음쇠 분리단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 강연선의 삽입 설치방법을 제공한다.

이는, 강연선을 쉬스관에 삽입 설치하기 위하여, 가이드 케이블을 이용하여 이음쇠에 연결된 강연선을 하나씩 쉬스관 내로 삽입하되, 강연선이 동시에 너무 많은 개수가 삽입됨에 따라 서로 꼬이거나 엉키는 문제를 해결하고, 가이드 케이블이 쉬스관을 관통함에 따라 쉬스관을 관통한 강연선이 차곡차곡 쌓이는 형태로 쉬스관 내에 삽입 설치될 수 있도록 하기 위함이다.

이를 통해, 쉬스관 내에 삽입되는 강연선이 서로 엉키는 것을 방지하여 쉬스관과의 마찰이 과도해지는 것을 방지할 수 있으며, 이에 의하여 쉬스관에 설치된 강연선에 포스트텐션 방식으로 프리스트레스를 도입하는 과정에서, 도입되는 긴장력에 부합하는 프리스트레스가 쉬스관을 감싸는 콘크리트부에 정확히 도입될 수 있다.

또한, 강연선이 한가닥씩 이음쇠에 연결되어 가이드 케이블에 의하여 안내되어 쉬스관에 삽입됨에 따라, 쉬스관의 길이가 80m 정도로 매우 긴 경우에도, 강연선에는 인장력이 작용하지 않고 이음쇠에 연결된 상태로 이끌려 쉬스관 내로 삽입 배치되므로, 강연선이 쉬스관 내부에 삽입 설치되는 과정에서, 강연선과 쉬스관의 마찰을 최소화할 수 있고, 강연선간에 서로 엉키는 현상도 발생되지 않는 효과를 얻을 수 있다.

이에 따라, 쉬스관 내부에 삽입 설치되는 강연선이 피복에 의해 둘러싸인 피복 강연선이더라도, 피복 강연선을 쉬스관 내부에 삽입 설치하는 과정에서 피복 강연선이 서로 엉키거나 쉬스관과의 마찰에 의해 피복이 손상되지 않으므로, 피복이 손상되지 않고 온전하게 쉬스관 내에 안착 설치되어, 강연선과 피복 사이에 개재된 방청제에 의하여 강연선의 내부식 성능이 일정하게 유지되므로, 시공 이후에 장기간 동안 강연선의 부식에 의하여 내하 능력이 저하되는 현상을 근본적으로 억제하는 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 상기 제1이음쇠 연결단계는 제1가이드 케이블의 후방 끝단을 제1이음쇠의 전방에 연결하는 것을 포함하고, 상기 제1강연선 설치단계는 상기 제1가이드 케이블이 상기 쉬스관을 관통하면서 상기 제1이음쇠를 상기 쉬스관을 관통시키는 것에 의해 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 제1가이드 케이블은 상기 쉬스관을 관통한 상태로 상기 제1이음쇠의 전방에 연결되고, 상기 제1가이드 케이블을 잡아당기는 것에 의하여 상기 제1이음쇠가 상기 쉬스관을 관통시킬 수 있다. 이와 같이, 미리 쉬스관을 관통한 제1가이드 케이블을 이용하여 쉬스관 내에 설치하고자 하는 강연선을 쉬스관 내에 끌고 들어올수 있게 함에 따라, 시공이 보다 간편해지면서 강연선의 손상을 안정되게 방지할 수 있다.

한편, 상기 제1이음쇠가 상기 쉬스관을 관통하여 상기 쉬스관의 일단에 위치한 상태에서, 상기 제2이음쇠는 상기 쉬스관의 타단에 위치할 수 있다. 즉, 제2가이드 케이블의 길이가 쉬스관의 길이에 대응하게 형성되어, 제1이음쇠가 쉬스관을 통과하면서 제1강연선을 쉬스관에 관통하게 설치하고, 그 다음 제2이음쇠에 연결된 제2강연선이 쉬스관의 바깥에 위치하다가 제2이음쇠가 쉬스관을 통과하면서 제2강연선을 쉬스관에 관통하게 설치하는 형태로 설치될 수 있다. 이와 같은 방법은 다수의 강연선이 하나씩 쉬스관에 삽입되는 형태로 설치되며, 쉬스관의 길이가 상대적으로 짧은 경우(예를 들어, 20m~30m 이하)에 적용될 수 있다.

이와 달리, 상기 제1이음쇠가 상기 쉬스관을 관통하여 상기 쉬스관의 일단에 위치한 상태에서, 상기 제2이음쇠는 상기 쉬스관의 내부에 위치할 수 있다. 즉, 제2가이드 케이블의 길이가 쉬스관의 길이에 비하여 더 작게 형성되어, 제1이음쇠가 쉬스관을 통과하면서 제1강연선을 쉬스관에 관통하게 설치하면, 그 다음 제2이음쇠가 연결된 제2강연선이 제2가이드 케이블을 따라 쉬스관에 삽입되고 있다가, 제2이음쇠가 완전히 쉬스관을 관통하면 비로소 제2강연선이 쉬그관에 설치되는 방식이다. 이는, 다수의 강연선이 이음쇠에 하나씩 고정되어 쉬스관에 삽입 설치되지만, 연속적이고 순차적으로 쉬스관에 삽입되면서 설치되며, 쉬스관의 길이가 상대적으로 긴 경우(예를 들어, 40m 이상)에 적용될 수 있다.

여기서, 제3가이드 케이블의 후방 끝단을 제3이음쇠의 전방에 연결하고, 제4가이드 케이블의 전방 끝단을 상기 제3이음쇠의 후방에 연결하고, 상기 쉬스관에 설치하고자 하는 제3강연선을 상기 제3이음쇠의 후방에 연결하는 제3이음쇠 연결단계와; 상기 제2가이드 케이블을 잡아당겨 상기 제2이음쇠를 상기 쉬스관에 관통시키면서, 상기 제2강연선을 상기 쉬스관에 배치시키는 제2강연선 배치단계와; 상기 제2이음쇠로부터 상기 제2강연선을 분리시키는 제2이음쇠 분리단계를; 더 포함한다.

이에 의하여, 제2이음쇠가 쉬스관을 통과한 상태에서 제2강연선을 쉬스관에 삽입 설치할 수 있으며, 후속하는 제3강연선에 대해서도 연속적으로 쉬스관에 삽입 설치하는 공정을 이어 진행할 수 있다.

여기서, 상기 제1이음쇠가 상기 쉬스관을 관통하여 상기 쉬스관의 일단에 위치한 상태에서, 상기 제3이음쇠는 상기 쉬스관의 타단에 위치할 수 있다. 즉, 제1이음쇠가 쉬스관을 관통하여 쉬스관의 일단에 위치하면, 제2이음쇠는 쉬스관의 중간 부분에 위치하고, 제3이음쇠는 쉬스관의 타단에 위치하여, 가이드 케이블의 길이가 대략 쉬스관의 길이의 1/2정도로 정해질 수 있다.

따라서, 이와 같은 구성에서는, 제1강연선이 쉬스관을 완전히 관통한 상태에서는, 제2강연선은 쉬스관의 1/2정도 관통한 상태가 되고, 제3강연선은 쉬스관에 관통하기 직전인 상태가 되어, 이음쇠가 쉬스관을 관통하는 개수가 하나씩 증가할 때마다 후속적으로 쉬스관에 삽입되는 강연선의 삽입 깊이가 쉬스관의 1/2배만큼씩 늘어나는 방식으로, 가이드 케이블에 작용하는 인장력이 낮은 상태로 유지하면서 순차적으로 강연선을 하나씩 삽입 설치할 수 있게 된다.

한편, 쉬스관에 삽입되는 이음쇠의 간격은 쉬스관의 1/2배보다 더 짧게 형성될 수도 있다. 즉, 상기 제1이음쇠가 상기 쉬스관을 관통하여 상기 쉬스관의 일단에 위치한 상태에서, 상기 제3이음쇠는 이미 상기 쉬스관의 내부에 위치하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 가이드 케이블의 길이가 쉬스관 길이의 대략 1/3 이하로 정해질 수 있다.

상기와 같이, 강연선이 쉬스관에 완전히 관통하는 데 필요한 가이드 케이블의 길이(또는 이음쇠의 개수)는 쉬스관의 길이의 1/3이하로 정해져 80m 이상의 긴 쉬스관에도 강연선을 삽입 설치하는 공정을 원활하게 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

상기와 같이 쉬스관 내에 삽입 설치되는 강연선은 피복이 없는 강연선을 포함하며, 쉬스관 내에 삽입 설치되는 강연선은 피복에 감싸여진 피복 강연선이더라도 피복의 손상없이 쉬스관 내에 낮은 마찰 상태를 유지하면서 원활히 삽입 설치하는 것이 가능해진다.

상기 쉬스관은 교량용 거더의 콘크리트부에 매립 설치된 것을 포함한다. 즉, 상기 쉬스관은 I단면이나 'U'자 또는 폐합 박스 단면 등의 콘크리트 거더의 길이 방향으로 콘크리트부에 매립 설치된 것을 포함하고, 강합성 거더의 케이싱 콘크리트에 매립 설치된 것도 포함한다. 그리고, 건축 구조물의 대들보나 기둥 등에 사용될 수도 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 콘크리트 구조물의 쉬스관에 다수의 강연선을 삽입 설치하는 데 사용되는 연결 구조체로서, 제1가이드 케이블과; 상기 제1가이드 케이블의 후단이 전방(前方)에 연결된 제1이음쇠와; 상기 제1이음쇠의 후방(後方)에 연결된 제2가이드 케이블과; 상기 제1이음쇠의 후방(後方)에 연결된 제1강연선과; 상기 제2가이드 케이블의 후단이 전방에 연결된 제2이음쇠와; 상기 제2이음쇠의 후방에 연결된 제3가이드 케이블과; 상기 제2이음쇠의 후방에 연결된 제2강연선을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 강연선의 연결 구조체를 제공한다.

여기서, 상기 제3가이드 케이블의 후단이 전방에 연결된 제3이음쇠와; 상기 제3이음쇠의 후방에 연결된 제4가이드 케이블과; 상기 제3이음쇠의 후방에 연결된 제3강연선을; 더 포함하여 구성될 수 있다.

이 때, 상기 제2가이드 케이블은 상기 쉬스관의 길이의 대략 1/2 내지 1/3인 것이 바람직하다. 제2가이드 케이블이 쉬스관의 대략 1/2배 길이인 경우에는, 평균적으로 2개의 이음쇠가 쉬스관을 관통하는 것에 의하여 하나의 강연선이 쉬스관을 관통하게 되며, 가이드케이블을 잡아당기는 힘에 의해 이끌려 쉬스관에 삽입되는 강연선의 개수가 2개로 작으므로, 강연선에 작용하는 마찰력이나 인장력이 최소화되어, 강연선의 꼬임없이 원활히 설치하는 것이 가능해진다.

쉬스관의 길이가 60m 이상인 경우에는, 가이드 케이블은 쉬스관 길이의 1/3배 정도로 정해질 수 있는데, 이 경우에는 평균적으로 3개의 이음쇠가 쉬스관을 관통하는 것에 의하여 하나의 강연선이 쉬스관을 관통하게 되며, 가이드케이블을 잡아당기는 힘에 의해 이끌려 쉬스관에 삽입되는 강연선의 개수가 3개이므로, 강연선에 작용하는 마찰력이나 인장력이 여전히 작으므로, 강연선의 꼬임없이 원활히 설치하는 것이 가능해진다.

상기 제1이음쇠는 상기 제1가이드 케이블과 연결되는 전방 연결구와, 상기 제2가이드 케이블과 연결되는 제1후방 연결구와, 상기 제1강연선이 연결되는 제2후방 연결구를 포함하고; 상기 전방 연결구와 상기 제1후방 연결구와 상기 제2후방 연결구 중 어느 하나 이상은 이음쇠 몸체에 대하여 피봇 회전 가능하여, 이음쇠에 연결된 가이드 케이블이나 강연선이 쉬스관을 관통하면서 쉬스관의 내벽이나 이미 설치된 강연선과 간섭되는 것이 최소화되어 원활히 삽입 설치하는 것을 보조한다.

한편, 앞서 설명한 강연선의 삽입 설치 방법에 사용되는 제1이음쇠 및 제2이음쇠 중 어느 하나 이상은, 몸체와, 가이드 케이블과 연결되는 전방 연결구와; 또 다른 가이드 케이블에 연결되는 제1후방 연결구와; 설치하고자 하는 강연선에 연결되는 제2후방 연결구를; 포함하여 구성되고, 상기 쉬스관에 비하여 더 작은 단면으로 형성되어, 전방 연결구에는 가이드 케이블이 연결되고, 2개의 후방 연결구에는 각각 또 다른 가이드 케이블과 쉬스관에 설치하고자 하는 강연선이 연결되어, 가이드 케이블을 매개로 이음쇠가 쉬스관을 관통하면서, 이음쇠의 제2후방 연결구에 연결된 강연선을 쉬스관에 삽입 설치할 수 있게 한다.

여기서, 상기 전방 연결구와, 상기 제1후방 연결구와, 상기 제2후방 연결구 중 어느 하나 이상은 상기 몸체에 대하여 피봇 회전이 가능하게 상기 몸체에 결합되어, 상기 이음쇠가 쉬스관을 통과하는 과정에서 전방 연결구와 후방 연결구에 결합된 가이드 케이블과 강연선이 이음쇠에 대하여 회전하면서 자세가 쉽게 바뀔 수 있도록 함으로써, 가이드 케이블과 강연선이 쉬스관과의 마찰을 줄이는 데 기여하여, 쉬스관을 낮은 마찰 상태로 원활히 통과할 수 있도록 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 가이드 케이블을 매개로 적은 개수의 강연선을 쉬스관에 순차적으로 삽입 설치하여, 가이드 케이블에 작용하는 인장력을 작게 유지하여 시공 과정에서 오류의 발생을 없애고, 강연선이 엉키거나 꼬이지 않고 차곡차곡 삽입 설치되어 도입되는 긴장력에 따라 예정된 프리스트레스가 정확하게 도입되게 하는 콘크리트 구조물의 쉬스관 내로의 강연선을 삽입 설치하는 효과를 얻을 수 있다.

즉, 본 발명은, 가이드 케이블을 매개로 이음쇠에 연결된 강연선을 적은 개수만을 순차적으로 쉬스관 내로 삽입하므로, 강연선이 동시에 너무 많은 개수가 삽입됨에 따라 서로 꼬이거나 엉키는 문제가 발생되지 않으며, 가이드 케이블이 쉬스관을 관통하면, 강연선이 엉키지 않고 쉬스관에 차곡차곡 쌓이게 되는 효과를 얻을 수 있다.

이 뿐만 아니라, 본 발명은, 강연선을 밀어내거나 한꺼번에 많은 수의 강연선을 삽입 설치하지 않고, 가이드 케이블을 매개로 적은 개수(예를 들어, 1개 내지 4개)의 강연선을 쉬스관에 순차적으로 삽입 설치하여, 가이드 케이블에 작용하는 인장력이 작게 유지되고, 강연선에 작용하는 마찰력과 인장력도 작게 유지되면서 쉬스관에 강연선을 삽입 배치하므로, 강연선을 쉬스관에 삽입 설치하는 과정에서 가이드 케이블이나 강연선이 끊어지는 등의 문제가 생기지 않아, 40m 내지 80m의 길이가 긴 쉬스관에 대해서도 오류없이 연속적인 시공에 의하여 강연선의 삽입 설치 시공을 신뢰성있게 할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

이에 따라, 쉬스관 내부에 삽입 설치되는 강연선이 피복에 의해 둘러싸인 피복 강연선이더라도, 피복 강연선을 쉬스관 내부에 삽입 설치하는 과정에서 피복 강연선이 서로 엉키거나 쉬스관과의 마찰에 의해 피복이 손상되지 않으므로, 피복이 손상되지 않고 온전하게 쉬스관 내에 안착 설치되어, 강연선과 피복 사이에 개재된 방청제에 의하여 강연선의 내부식 성능이 일정하게 유지되므로, 시공 이후에 장기간 동안 강연선의 부식에 의하여 내하 능력이 저하되는 현상을 근본적으로 억제하는 효과를 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명은, 쉬스관 내에 다수의 강연선이 삽입 설치되어 긴장력을 도입하고 정착하는 것에 의하여 프리스트레스를 도입하는 과정에서, 서로 꼬이고 엉켜있는 강연선에서 발생되는 긴장력의 손실이 발생되지 않으므로, 강연선에 국부적으로 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 강연선에 도입된 긴장력 만큼 정확하게 콘크리트부에 프리스트레스를 도입하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

도1은 콘크리트 구조물인 교량용 콘크리트 거더의 쉬스관에 강연선이 배치되어 포스트텐션 방식으로 프리스트레스가 도입되는 구성을 도시한 개략도,
도2a는 도1의 쉬스관에 강연선을 삽입 설치하는 종래 구성을 도시한 구성,
도2b는 도2a의 'A'부분의 확대도,
도3은 콘크리트 구조물의 쉬스관에 강연선을 삽입 설치하는 종래의 다른 구성을 도시한 도면,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 쉬스관에 강연선을 삽입 설치하는 방법을 설명하기 위한 순서도,
도5는 강연선이 삽입 설치되는 쉬스관이 구비된 콘크리트 구조물인 교량용 콘크리트 거더를 도시한 개략도,
도6은 도4의 강연선의 삽입 설치를 위한 강연선의 연결 구조체를 도시한 도면,
도7은 도6의 'B'부분인 이음쇠의 확대도,
도8a 내지 도8e는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 쉬스관에 강연선을 삽입 설치하는 방법에 따른 구성을 도시한 도면,
도9a 내지 도9c는 본 발명이 적용 가능한 콘크리트 구조물의 일례를 예시한 교량용 거더의 횡단면도,
도10은 본 발명에 적용할 수 있는 강연선의 횡단면도,
도11은 본 발명에 따른 쉬스관 내의 강연선 다발의 횡단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 구조물(1, 2, 3)의 쉬스관(20)에 강연선(T)을 삽입 설치하기 위한 강연선의 연결 구조체(100)는, 도6에 도시된 바와 같이, 다수의 이음쇠(C1, C2, C3,...;C)를 직렬로 연결하는 가이드 케이블(G1, G2, G3, G4; G)과, 각각의 이음쇠(C1, C2, C3)의 후방에 쉬스관(20)의 길이(도5의 L)에 대응하는 설치 길이(L1)로 연결된 강연선(T1, T2, T3,... ; T)으로 구성된다.

여기서, 강연선(T)의 길이는 긴장력의 정착을 위한 앵커 헤드를 관통하고 긴장력 도입을 위한 인장잭과 맞물리는 길이 등만큼 쉬스관(20)의 길이(L)에 비하여 더 길게 형성된다.

보다 구체적으로는, 제1이음쇠(C1)의 전방에는 제1가이드 케이블(G1)의 후단이 결합되고, 제1이음쇠(C1)의 후방에는 제2가이드 케이블(G2)과 제1강연선(T1)이 결합된다. 그리고, 제2이음쇠(C2)의 전방에는 제2가이드 케이블(G2)의 후단이 각각 결합되고, 제2이음쇠(C2)의 후방에는 제3가이드 케이블(G3)과 제2강연선(T2)이 각각 결합된다. 그리고, 제3이음쇠(C3)의 전방에는 제3가이드 케이블(G3)의 후단이 결합되고, 제3이음쇠(C3)의 후방에는 제4가이드 케이블(G4)과 제3강연선(T3)이 결합된다.

도면에 도시되지 않았지만, 도6의 도시된 구성과 마찬가지로, 제4가이드 케이블의 후단에 이음쇠가 결합되고, 그 이음쇠에 각각 또 다른 가이드 케이블과 강연선이 결합되는 형태로 설치될 수 있다. 이음쇠로 연결되는 구성은 한꺼번에 모두 설치해둘 필요는 없고, 이음쇠와 함께 강연선이 쉬스관을 관통할 때마다, 이음쇠가 쉬스관 내부로 들어가는 입구 근처에서 순차적으로 설치하는 것이 주변 공간을 덜 차지하는 측면에서 바람직하다.

도7을 참조하여 가이드 케이블(G1, G2, G3, G4,...; G)을 종방향으로 연결하는 이음쇠(C1, C2, C3,...; C)의 구성을 살펴보면, 제1이음쇠(C1)는, 이음쇠 몸체(210)와, 이음쇠 몸체(210)의 전방부에 위치하여 제1가이드 케이블(G1)이 결합되는 전방 연결구(220)와, 이음쇠 몸체(210)의 후방부에 위치하여 제2가이드 케이블(G2)이 결합되는 제1후방 연결구(230)와, 이음쇠 몸체(210)의 후방부에 위치하여 제1강연선(T1)이 결합되는 제2후방 연결구(240)를 포함하여 구성되며, 단면이 쉬스관(20)의 내부를 통과하는 크기로 형성된다.

바람직하게는, 도면에 도시된 바와 같이, 각각의 연결구(220, 230, 240)는 힌지 핀(hp)에 결합되어 피봇 회전(77)이 가능하다. 이에 따라, 이음쇠(C1, ...)가 쉬스관(20)을 관통하면서 이음쇠(C1,...)에 결합된 가이드 케이블이나 강연선이 주변의 다른 강연선이나 쉬스관의 내벽에 간섭되면, 연결구(220, 230, 240)의 피봇 회전에 의해 가장 간섭이 적은 경로로 가이드 케이블과 강연선의 이동 경로를 변경시키는 역할을 한다. 이를 통해, 쉬스관에 강연선을 설치하는 과정에서 강연선(T)이나 가이드 케이블(G)에 간섭에 의한 마찰이 집중되는 현상을 억제할 수 있다.

각 연결구(220, 230, 240)에 가이드 케이블(G)이나 강연선(T)을 결합시키는 구조는 다양하게 정해질 수 있다.

도면에 예시된 바와 같이, 각 연결구(220, 230, 240)에는 길이 방향으로 슬릿 구멍이 형성되고 외주면에 수나사산이 형성된 결합부(220x, 230x, 240x)가 구비된다. 이에 따라, 가이드 케이블(G1, G2,...)과 강연선(T1,...)을 연결구(220, 230, 240)에 각각 끼운 상태에서, 고정 너트(88)를 결합부(220x, 230x, 240x)에 체결하면, 결합부(220x, 230x, 240x)가 오무라들면서 가이드 케이블(G1, G2,...)이나 강연선(T1,...)을 비접합 방식으로 결합할 수 있다.

이와 같이, 비접합 방식으로 결합하더라도, 강연선 연결 구조체(100)가 쉬스관(20)을 통과하면서 강연선(T)과 가이드 케이블(G)에 작용하는 인장력이 작게 유지되므로, 이음쇠(C)로부터 강연선(T)과 가이드 케이블(G)이 이탈하지 않고 결합된 상태로 유지된다. 또한, 이음쇠(C)에 강연선(T)과 가이드 케이블(G)을 비접합 방식으로 결합함에 따라, 쉬스관(20)을 관통한 강연선(T)과 가이드 케이블(G)을 손쉽게 이음쇠(C)로부터 분리시킬 수 있으므로, 작업 속도를 높여 짧은 시간 내에 정해진 개수의 강연선(T)을 쉬스관(20)에 삽입 설치할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 이음쇠(C)는 비접합 방식으로 강연선(T)과 가이드 케이블(G)을 결합하는 것에 한정되지 않으며, 케이블 타이(cable tie)를 이용하거나 용접 등의 접합 방식으로 강연선(T)과 가이드 케이블(G)을 결합하도록 구성될 수 있다.

한편, 도면에 도시된 이음쇠(C)에는 강연선(T)이 결합하는 제2후방 연결구(240)가 하나만 형성된 구성이 예시되어 있지만, 2개 이상의 강연선(T)이 동시에 결합하도록 2개 이상의 제2후방 연결구(240)가 구비될 수 있다. 이에 의하여, 상대적으로 강연선(T)의 단위 길이당 중량이 작고 쉬스관(20)의 단면이 충분히 큰 경우에, 또는 다수의 강연선(T)을 삽입 설치하는 초기 단계(쉬스관의 단면에 비하여 강연선이 내부에 거의 채워지지 않은 경우)인 경우에, 이음구 1개에 2개 이상의 강연선을 결합시켜 강연선의 삽입 설치 공정의 초기 공정 효율을 높일 수도 있다.

상기 가이드 케이블(G1, G2, G3, G4,....; G)은 충분한 인장 강도를 갖는 다양한 재질로 형성될 수 있으며, 강연선(T)과 마찬가지로 다수의 소선(wire)을 꼬아 제작된 스트랜드(strand)로 형성될 수 있다.

강연선의 연결 구조체(100)의 가장 전방에 위치한 제1가이드 케이블(G1)은 쉬스관(20)의 길이(L)보다 조금 더 길게 형성되지만, 제1이음쇠(C1)의 후방에 연결되는 제2가이드케이블(G2), 제3가이드 케이블(G3), 제4가이드 케이블(G4) 등은 쉬스관(20)의 길이보다 더 작게 형성될 수 있다.

예를 들어, 제1가이드 케이블(G1) 이외의 가이드 케이블(G2, G3, G4,...)의 길이가 강연선(T)의 길이(L1)와 동일하게 형성되는 경우에는, 가이드 케이블(G)을 잡아당겨 이음쇠(C)가 쉬스관(20)을 하나씩 통과할 때마다 하나의 강연선이 삽입 설치되고, 쉬스관(20)의 횡단면에는 하나씩의 강연선(T)만 통과하게 된다. 이 구성은, 이음쇠(C)를 이동시키기 위하여 이음쇠(C)의 전방에 결합된 가이드 케이블(G)을 잡아당기는 힘이 작더라도, 강연선(T)의 중량이 작고 강연선(T)과 이미 설치된 케이블 및 쉬스관(20)의 내벽과의 마찰이 작으므로, 쉬스관(20)의 길이가 80m 이상이고 쉬스관의 단면이 매우 작은 경우에도 강연선을 성공적으로 설치할 수 있다.

무엇보다도, 제1가이드 케이블(G1) 이외의 가이드 케이블(G2, G3, G4,...)의 길이가 강연선(T)의 길이(L1)의 1/2로 형성되는 경우에는, 가이드 케이블(G)을 잡아당겨 이음쇠(C)가 쉬스관(20)을 하나씩 통과할 때마다 1/2개의 강연선이 삽입 설치되고, (즉, 하나의 강연선의 설치를 위해서는 2개의 이음쇠가 쉬스관을 통과해야 함)쉬스관(20)의 횡단면에는 두 개씩의 강연선(T)이 통과하게 된다. 이 구성은, 이음쇠(C)를 이동시키기 위하여 이음쇠(C)의 전방에 결합된 가이드 케이블(G)을 잡아당기는 더 커지더라도 여전히 작은 수준을 유지하며, 1회에 2개의 강연선(T)을 쉬스관에 통과시키므로 여전히 중량이 작고 강연선(T)과 이미 설치된 케이블 및 쉬스관(20)의 내벽과의 마찰이 작으므로, 쉬스관(20)의 길이가 40m 내지 100m에도 성공적으로 적용할 수 있다는 것이 확인되었다.

그리고, 제1가이드 케이블(G1) 이외의 가이드 케이블(G2, G3, G4,...)의 길이가 강연선(T)의 길이(L1)의 1/3로 형성되는 경우에는, 가이드 케이블(G)을 잡아당겨 이음쇠(C)가 쉬스관(20)을 하나씩 통과할 때마다 1/3개의 강연선이 삽입 설치되고, (즉, 하나의 강연선의 설치를 위해서는 3개의 이음쇠가 쉬스관을 통과해야 함) 쉬스관(20)의 횡단면에는 세 개씩의 강연선(T)이 통과하게 된다. 이 구성은, 이음쇠(C)를 이동시키기 위하여 이음쇠(C)의 전방에 결합된 가이드 케이블(G)을 잡아당기는 조금 더 커지더라도 여전히 작은 수준을 유지하며, 1회에 3개의 강연선(T)을 쉬스관에 통과시키므로, 강연선(T)과 이미 설치된 케이블 및 쉬스관(20)의 내벽과의 마찰이 작은 수준으로 유지되어, 가이드 케이블의 이동 거리에 비하여 많은 수의 강연선(T)을 설치할 수 있어서 작업 효율을 보다 높일 수 있다. 이는, 쉬스관(20)의 길이가 30m 내지 60m에 성공적으로 적용할 수 있다는 것이 확인되었다.

이와 유사하게, 제1가이드 케이블(G1) 이외의 가이드 케이블(G2, G3, G4,...)의 길이가 강연선(T)의 길이(L1)의 1/4로 형성되어, 하나의 강연선의 설치를 위해서는 4개의 이음쇠가 쉬스관을 통과하게 구성될 수 있다. 그러나, 이 경우에는 하나의 가이드 케이블이 이동시키는 강연선의 중량이 커지므로, 쉬스관의 길이가 10m 내지 40m 이하의 짧은 경우에 작업의 효율을 높이기 위해 적용될 수 있다. 다만, 제1가이드 케이블(G1) 이외의 가이드 케이블(G2, G3, G4,...)의 길이를 강연선(T)의 길이(L1)의 1/5 이하로 형성하는 것은, 가이드 케이블에 의해 이송되는 강연선의 중량이 커지므로, 강연선의 단위 길이당 중량이 매우 작거나 쉬스관의 단면적이 매우 커서 마찰을 무시할 수 있는 경우와 같이 이례적인 때에만 적용하는 것이 바람직하다.

상기 강연선(T)은 쉬스관(20)의 길이(L)에 대응하는 길이(L1)로 형성되어, 이음쇠(C)의 제2후방 연결구(240)에 결합되어, 이음쇠(C)의 이동에 종속하여 쉬스관(20)을 관통하여 삽입 설치된다.

강연선(T)은 콘크리트 구조물(1, 2, 3)의 도입하고자 하는 프리스트레스의 크기에 따라 다양한 재질과 단면이 설치될 수 있으며, 대체로 다수의 소선이 꼬인 스트랜드(strand) 형태의 피복없는 강연선이 사용된다. 피복없는 강연선은 긴장력의 도입 공정이 간편해지는 이점이 있지만, 시간의 경과에 따라 강연선의 부식 문제가 대두될 수 있다. 이에 따라, 도10에 도시된 바와 같이, 다수의 소선(71)이 꼬인 스트랜드를 피복(72)이 감싸고, 그 사이에 방청제가 함유되어 있는 피복 강연선이 적용될 수 있는데, 도2a 및 도3에 도시된 종래 방법으로 삽입 설치하는 경우에 피복(72)이 마찰에 의해 벗겨지거나 파손될 가능성이 매우 높았지만, 가이드 케이블(G)과 이음새(C)를 이용한 도6의 연결 구조체(100)를 이용하여 순차적으로 소량의 강연선(T)을 쉬스관에 삽입하여 차곡차곡 쌓는 형태로 설치가 가능해짐에 따라, 피복(72)의 손상없이 피복 강연선도 상대적으로 길이가 긴 40m 내지 60m 이상의 쉬스관(20)에도 피복의 손상없이 삽입 설치하는 것이 가능해진다.

본 발명에 따른 강연선의 연결 구조체(100)는 쉬스관(20)에 강연선(T)을 삽입 설치하는 데 사용되므로, 쉬스관(20)이 설치된 다양한 콘크리트 구조물에 적용될 수 있다.

콘크리트 구조물은, 도5 및 도9a에 도시된 바와 같이, 쉬스관(20)이 내설된 콘크리트 거더(1)일 수도 있고, 도9b에 도시된 바와 같이, 쉬스관(20)이 내설된 케이싱 콘크리트(10)가 강재 거더(30)에 합성된 강합성 거더(2)일 수도 있고, 도9c에 도시된 바와 같이, U자형 또는 박스 단면의 콘크리트 거더(3)일 수도 있다.

즉, 본 발명이 적용되는 콘크리트 구조물은 쉬스관(20)에 강연선(T)을 다수 삽입 설치하여 강연선 다발(Tx) 형태를 구성한 후, 강연선 다발(도9a 및 도9b의 Tx 또는 도9c의 TU, TL)의 일부 이상의 강연선에 긴장력을 도입하는 것에 의하여, 중립축 하측이나 중립축 상측에 프리스트레스를 도입하는 것을 모두 포함한다. 또한, 본 발명이 적용되는 콘크리트 구조물은 도9a 내지 도9c에 도시된 교량용 거더 이외에 기둥, 보 등의 건축 구조물이나 토사에 매립되는 박스 구조물 등의 토목 구조물 과 같은 다양한 콘크리트 구조물이 포함될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 강연선의 연결 구조체(100)를 이용하여 콘크리트 구조물의 쉬스관(20)에 강연선(T)을 삽입 설치하는 방법을 상술한다. 이하에서는, 편의상 도5에 도시된 콘크리트 거더(1)를 예로 들어 설명하기로 한다.

단계 1: 먼저, 도8a에 도시된 바와 같이, 콘크리트 구조물(1)의 쉬스관(20)에 제1가이드 케이블(G1)을 삽입하여 관통하도록 이동(Gd)시킨다. 이를 위하여, 종래에 강연선을 쉬스관(20)에 삽입할 때에 사용되던 강연선 공급장치의 맞물림 롤러(60)를 이용할 수도 있고, 쉬스관(20) 내에 아무것도 없는 상태이므로 작은 힘을 발현하는 윈치를 이용하여 제1가이드 케이블(G1)을 삽입하여 관통하게 이송시킬 수도 있다.

그리고, 쉬스관(20)을 삽입 관통한 제1가이드 케이블(G1)의 끝단을 제1이음쇠(C1)의 전방의 전방 연결구(220)에 연결시킨다(S110).

단계 2: 제1이음쇠(C1)의 제1후방 연결구(230)에 제2가이드 케이블(G2)을 연결하고, 제1이음쇠(C1)의 제2후방 연결구(240)에 제1강연선(T1)을 연결시킨다(S120).

여기서, 제1강연선(T1)은 쉬스관(20)의 길이(L)에 비하여, 양단부에서 앵커 헤드에 정착될 수 있는 정도의 길이만큼 조금 더 길게 형성된다. 그리고, 제2가이드 케이블(G2)은 제1강연선(T1)의 길이(L1)와 동일하게 형성되거나 1/2, 1/3, 1/4 정도의 길이로 형성될 수 있다. 편의상 제2가이드케이블(G2), 제3가이드 케이블(G3) 및 제4가이드 케이블(G4)이 제1강연선(T1)의 1/2의 길이로 형성된 것을 예로 들어 설명한다.

그리고, 가이드 케이블(G2, G3, G4)은 제1강연선(T1)과 동일한 스트랜드로 형성될 수 있으며, 쉬스관 내에 영구적으로 설치되지 않으므로 피복(72)이 입혀지지 않은 스트랜드로 활용될 수 있다.

단계 3: 그리고, 제2이음쇠(C2)를 준비하여 그 전방 연결구에 제2가이드 케이블(G2)의 후단을 연결시킨다. 그리고, 제2이음쇠(C2)의 후방 연결구에 각각 제3가이드 케이블(G3)과 제2강연선(T2)을 연결한다(S130).

단계 1의 제1이음쇠(C1)를 제1가이드케이블(G1)에 연결하는 공정으로부터 단계 3까지의 공정은, 도6의 강연선 연결 구조체(100)와 유사한 연결 구조체(도8b의 좌측)를 미리 준비를 하였다가, 제1가이드 케이블(G1)을 연결하는 하나의 공정으로 행해질 수도 있다.

이를 통해, 단계 3를 마치면, 도8b에 도시된 구성이 준비된다.

단계 4: 그리고 나서, 제1가이드 케이블(G1)을 잡아당기는 것에 의하여, 제1가이드 케이블(G1)과 제1이음쇠(C1)가 쉬스관(20)의 바깥으로 나올 때까지, 제1가이드 케이블(G1)과 연결된 제1이음쇠(C1)와, 제2이음쇠(C2), 제1강연선(T1), 제2강연선(T2), 제2가이드 케이블(G2) 및 제3가이드 케이블(G3)로 이루어진 연결체(100')는 쉬스관(20)을 통과하는 방향으로 모두 함께 이송(V1)된다(S140).

이 때, 제1가이드케이블(G1)을 잡아당기는 것은 강연선 공급장치의 맞물림 롤러(60)를 반대 방향으로 회전시키는 것에 의해서도 가능하지만, 작은 힘을 발휘하는 윈치 등으로 제1가이드 케이블(G1)에 잡아당기는 인력(引力)을 작용시키더라도, 제1가이드 케이블(G1)에 연결된 연결 구조체(100')는 이음쇠(C1, C2) 2개와 강연선(T1, T2) 2개와 제2가이드 케이블(G2) 및 제3가이드 케이블(G3)이므로, 그 중량이 상대적으로 낮으므로, 윈치에 의해서도 연결 구조체(100')를 손쉽게 이송시킬 수 있다.

더욱이, 쉬스관(20)의 횡단면적에 비하여 가이드 케이블(G1, G2, G3) 및 강연선(T1, T2)이 차지하는 횡단면적이 매우 작고, 이음쇠(C1, C2)의 단면도 (도면에 도시된 것에 비하여 더 작게 형성됨) 작게 형성되므로, 쉬스관(20)을 통과하는 연결 구조체(100')는 쉬스관 내벽과 마찰 손실이 거의 발생되지 않고 매끄럽게 이송된다.

이에 의하여, 도8c에 도시된 바와 같이 제1이음쇠(C1)는 쉬스관(20)을 관통하여 쉬스관(20)의 출구 바깥으로 인출된다. 이 때, 제2가이드케이블(G2), 제3가이드 케이블(G3)의 길이가 강연선(T1, T2,...)의 길이(L1)의 대략 1/2로 정해지므로, 제2이음쇠(C2)는 쉬스관(20)의 중앙부에 위치한 상태가 된다.

단계 5: 그리고 나서, 도8d에 도시된 바와 같이, 연결 구조체(100')로부터 제1가이드 케이블(G1)과 제1이음쇠(C1)를 제거하여, 제1강연선(T1)이 쉬스관(20)의 내부 바닥면에 안착되게 한다(S150).

이에 의하여, 첫 번째 제1강연선(T1)의 쉬스관(20)으로의 삽입 설치가 완료된다.

단계 6: 그리고 나서, 도8d에 도시된 바와 같이, 제1이음쇠(C1)와 제1가이드케이블(G1)이 제거된 연결 구조체에 대하여, 제3가이드 케이블(G3)의 후단에 제3이음쇠(C3)를 연결한다. 그리고, 제3이음쇠(C3)의 후방에 각각 제4가이드 케이블(G4)과 제3강연선(T3)을 연결한다(S160). 이에 의해, 도8c의 연결 구조체(100')와 유사한 형태의 다른 연결 구조체(100")가 형성된다.

여기서, 제4가이드 케이블(G4)은 제2가이드 케이블(G2) 및 제3가이드 케이블(G3)과 마찬가지로, 강연선(T)의 길이의 1/2로 정해질 수 있다. 그리고, 제3강연선(T3)은 제1강연선(T1) 및 제2강연선(T2)과 동일한 길이(L1)로 정해진다.

그리고, 제3이음쇠(C3)는 제1이음쇠(C1)를 다시 활용할 수도 있다.

즉, 단계 6은 단계 3과 매우 유사한 공정으로 행해진다.

단계 7: 그리고 나서, 도8d에 도시된 바와 같이, 제2가이드 케이블(G2)을 윈치로 잡아당기는 것에 의하여, 제2가이드 케이블(G2)과 제2이음쇠(C2)가 쉬스관(20)의 바깥으로 나올 때까지, 제2가이드 케이블(G2)과 연결된 제2이음쇠(C2)와, 제3이음쇠(C3), 제2강연선(T2), 제3강연선(T3), 제3가이드 케이블(G3) 및 제4가이드 케이블(G4)로 이루어진 연결체(100")는 쉬스관(20)을 통과하는 방향으로 모두 함께 이송(V2)된다(S170).

즉, 단계 7은 단계 4와 유사한 공정으로 행해진다.

이 때에도, 쉬스관(20)의 횡단면적에 비하여 가이드 케이블(G2, G3, G4) 및 강연선(T2, T3)이 차지하는 횡단면적이 매우 작고, 이음쇠(C2, C3)의 단면도 작게 형성되므로, 쉬스관(20)을 통과하는 연결 구조체(100")는 쉬스관 내벽이나 이미 설치된 제1강연선(T1)과 마찰 손실이 거의 발생되지 않고 매끄럽게 이송된다.

이에 의하여, 도8e에 도시된 바와 같이 제2이음쇠(C2)는 쉬스관(20)을 관통하여 쉬스관(20)의 타단 바깥으로 인출된다.

단계 8: 그리고 나서, 연결 구조체(100")로부터 제2가이드 케이블(G2)과 제2이음쇠(C2)를 제거하여, 제2강연선(T2)도 제1강연선(T1)과 함께 이 쉬스관(20)의 내부 바닥면에 안착되게 한다(S180).

즉, 단계 8은 단계 5와 유사한 공정으로 행해진다. 이에 의하여, 두 번째 제2강연선(T2)은 제1강연선(T1)의 인접한 위치에 배치되어, 제2강연선(T2)의 쉬스관(20)으로의 삽입 설치가 완료된다.

이와 같이, 단계 6 내지 단계 8(Ⅱ)은 단계 3 내지 단계 5(Ⅰ)와 매우 흡사하게 행해지며, 이들 단계(Ⅰ, Ⅱ)를 반복하는 것에 의하여, 예정된 개수의 강연선(T1, T2, T3,....)을 쉬스관(20)의 내부에 삽입 설치하는 공정을 마칠 수 있다(S190).

상기와 같이, 쉬스관(20)의 내부에 다수의 강연선(T1, T2, T3,...)을 안착시키는 데에는, 쉬스관의 횡단면에 최대 2개의 강연선과 1개의 가이드 케이블이 통과하므로, 이들 연결 구조체(100', 100")를 이송하는 데 필요한 힘이 작게 소요될 뿐만 아니라, 강연선이 쉬스관의 내부를 통과하면서 인접한 쉬스관의 내벽(20i)과의 마찰이 거의 발생되지 않아, 연결 구조체(100' 100")를 이송하는 과정에서 가이드 케이블이나 강연선에 작용하는 힘이 거의 없으므로, 강연선(T1, T2,...)의 설치 과정에서 강연선(T1, T2,....)이 꼬이거나 엉키는 것을 방지할 수 있으며, 시공 과정에서 케이블이나 강연선이 끊어지거나 이음쇠(C)로부터 이탈하는 오류가 발생하지 않으며, 쉬스관(20)의 내부에 강연선이 도11에 도시된 바와 같이 하나씩 차곡차곡 엉키지 않고 안착되므로, 다수의 강연선(T)으로 이루어진 강연선 다발(Tx)에 긴장력을 도입하여 정착하면 예정된 프리스트레스가 정확하게 도입할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이상에서 예로 든 실시 형태는, 제2가이드케이블(G2) 및 제3가이드 케이블(G3)의 길이가 강연선(T1, T2,...)의 길이(L1)의 대략 1/2로 정해진 경우인데, 만일, 제2가이드케이블(G2), 제3가이드 케이블(G3)의 길이가 강연선(T1, T2,...)의 길이(L1)의 대략 1/3로 정해진 경우라면, 제2이음쇠(C2)는 쉬스관(20)의 출구에 1/3만큼 인접한 쉬스관 내부에 위치하게 된다. 그리고, 만일, 제2가이드케이블(G2), 제3가이드 케이블(G3)의 길이가 강연선(T1, T2,...)의 길이(L1)의 대략 1배로 정해진 경우라면, 제2이음쇠(C2)는 쉬스관(20)의 바깥인 쉬스관 입구에 위치하게 된다.

이렇듯, 가이드 케이블(G2, G3, G4,...)의 길이를 조절하는 것에 의하여, 쉬스관의 횡단면을 관통하는 강연선(T1, T2, T3,...)의 개수와, 가이드 케이블을 잡아당겨 이동시키는 연결 구조체(100', 100")의 무게를 정할 수 있으며, 강연선의 삽입 설치 시공이 행해지는 현장에 맞게 다양하게 조절할 수 있다. 다시 말하면, 만일, 제2가이드케이블(G2), 제3가이드 케이블(G3)의 길이가 강연선(T1, T2,...)의 길이(L1)의 대략 1/3로 정해진 경우라면, 쉬스관(20)의 횡단면을 통과하는 최대 강연선의 개수는 3개가 된다. 그리고, 만일, 제2가이드케이블(G2), 제3가이드 케이블(G3)의 길이가 강연선(T1, T2,...)의 길이(L1)의 대략 1/4로 정해진 경우라면, 쉬스관(20)의 횡단면을 통과하는 최대 강연선의 개수는 4개가 된다.

즉, 가이드 케이블(G2, G3, G4,...)의 길이를 조절하는 것에 의하여, 강연선(T)이 쉬스관(20)을 관통하여 이송하게 하는 데 필요한 강연선의 연결 구조체(100, 100', 100")의 형태는 변경될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

1, 2, 3: 콘크리트 구조물 10: 콘크리트부
20: 쉬스관
100, 100', 100": 강연선의 연결 구조체
210: 이음쇠 몸체 220: 전방 연결구
230: 제1후방 연결구 240: 제2후방 연결구
C: 이음쇠 C1: 제1이음쇠
C2: 제2이음쇠 C3: 제3이음쇠
T: 강연선 T1: 제1강연선
T2: 제2강연선 T3: 제3강연선
G1: 제1가이드 케이블 G2: 제2가이드 케이블
G3: 제3가이드 케이블 G4: 제4가이드 케이블

Claims (15)

1. 콘크리트 구조물의 쉬스관에 제1강연선과 제2강연선을 포함하는 다수의 강연선을 삽입 설치하는 방법으로서,
   제1가이드 케이블의 후방 끝단을 제1이음쇠의 전방에 연결하고, 상기 쉬스관에 위치시키고자 하는 상기 제1강연선을 상기 제1이음쇠의 후방에 연결하고, 상기 제1강연선의 길이보다 짧은 제2가이드 케이블의 전방 끝단을 상기 제1이음쇠의 후방에 연결하는 제1이음쇠 연결단계와;
   상기 제1가이드 케이블을 잡아당기는 것에 의하여 상기 제1이음쇠를 상기 쉬스관에 관통시키면서, 상기 제1강연선을 상기 쉬스관에 배치시키는 제1강연선 배치단계와;
   상기 제1이음쇠로부터 상기 제1강연선을 분리시켜 상기 제1강연선을 상기 쉬스관에 안착시키는 제1이음쇠 분리단계와;
   상기 제1강연선의 길이보다 짧은 상기 제2가이드 케이블의 후방 끝단이 상기 쉬스관에 들어가기 이전에, 상기 제2가이드 케이블의 후방 끝단을 제2이음쇠의 전방에 연결하고, 상기 제2강연선의 길이보다 짧은 제3가이드 케이블의 전방 끝단을 상기 제2이음쇠의 후방에 연결하고, 상기 쉬스관에 위치시키고자 하는 제2강연선을 상기 제2이음쇠의 후방에 연결하는 제2이음쇠 연결단계와;
   상기 제1강연선 배치단계 이후에, 상기 제2가이드 케이블을 잡아당기는 것에 의하여 상기 제2이음쇠를 상기 쉬스관에 관통시키면서, 상기 제2강연선을 상기 쉬스관에 배치시키는 제2강연선 배치단계와;
   상기 제2이음쇠로부터 상기 제2강연선을 분리시켜 상기 제2강연선을 상기 쉬스관에 안착시키는 제2이음쇠 분리단계를;
   포함하여 구성되고, 상기 강연선은 피복 강연선이고, 상기 제1이음쇠가 상기 쉬스관을 관통하여 상기 쉬스관의 일단에 위치한 상태에서, 상기 제2이음쇠는 상기 쉬스관의 내부에 위치하는 형태로, 상기 제1이음쇠와 상기 제2이음쇠를 상기 쉬스관 내에서 하나의 방향으로만 이동하면서 상기 제1강연선과 상기 제2강연선을 순차적으로 삽입 설치하는 것을 특징으로 하는 강연선의 삽입 설치방법
   
2. 제 1항에 있어서,
   제3가이드 케이블의 후방 끝단을 제3이음쇠의 전방에 연결하고, 제4가이드 케이블의 전방 끝단을 상기 제3이음쇠의 후방에 연결하고, 상기 쉬스관에 설치하고자 하는 제3강연선을 상기 제3이음쇠의 후방에 연결하는 제3이음쇠 연결단계와;
   상기 제2가이드 케이블을 잡아당겨 상기 제2이음쇠를 상기 쉬스관에 관통시키면서, 상기 제2강연선을 상기 쉬스관에 배치시키고, 상기 제2이음쇠로부터 상기 제2강연선을 분리시키는 제2강연선 배치단계를;
   더 포함하는 것을 특징으로 하는 강연선의 삽입 설치 방법.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1이음쇠가 상기 쉬스관을 관통하여 상기 쉬스관의 일단에 위치한 상태에서, 상기 제3이음쇠는 상기 쉬스관의 타단에 위치한 것을 특징으로 하는 강연선의 삽입 설치 방법.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 제1이음쇠가 상기 쉬스관을 관통하여 상기 쉬스관의 일단에 위치한 상태에서, 상기 제3이음쇠는 상기 쉬스관의 내부에 위치한 것을 특징으로 하는 강연선의 삽입 설치 방법.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 쉬스관은 교량용 거더의 콘크리트부에 매립 설치된 것을 특징으로 하는 강연선의 삽입 설치 방법.
   
6. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2가이드 케이블은 상기 쉬스관의 길이의 1/2 내지 1/3인 것을 특징으로 하는 강연선의 삽입 설치 방법.
   
7. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1이음쇠 및 상기 제2이음쇠 중 어느 하나 이상은,
   몸체와,
   가이드 케이블과 연결되는 전방 연결구와;
   또 다른 가이드 케이블에 연결되고 상기 몸체에 대하여 피봇 회전 가능하게 설치되는 제1후방 연결구와;
   설치하고자 하는 강연선에 연결되고 상기 몸체에 대하여 피봇 회전 가능하게 설치되는 제2후방 연결구를;
   포함하여 구성되고, 상기 쉬스관에 비하여 더 작은 단면으로 형성되어 상기 쉬스관을 관통하는 것을 특징으로 하는 강연선의 삽입 설치 방법.
   
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