KR101921715B1 - 프리캐스트 콘크리트 패널, 그 제작방법 및 그 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법 - Google Patents

프리캐스트 콘크리트 패널, 그 제작방법 및 그 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법 Download PDF

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이성원
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주식회사 신원알피씨
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Abstract

본 발명은 프리캐스트 콘크리트 패널, 그 제작방법 및 그 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법에 관한 것으로, 본 발명은 패널의 이동중에 균열을 방지하기 위하여 균열 발생의 주원인이 되는 이동완료시까지 보호하기 위한 임시보강재를 패널제작시에 결합하여 제작하며 이동완료 후 현장에서 간단히 임시보강재를 해체하도록 구성함으로써 패널의 균열원인을 해소하여 패널의 이동중 균열발생을 방지할 수 있도록 하는 한편, 임시보강재의 분리시에 패널의 단면이 상부에 다수의 오목한 홈이 형성되도록 함으로써 교량 슬래브 시공에 적용시 수평전단력을 강화하여 패널 상부에 현장에서 타설되는 콘크리트와의 합성력을 극대화할 수 있으며, 임시보강재의 분리 후에 임시보강재의 결합을 위한 결합부재를 결합하여 전단연결재로 사용하며, 이러한 전단연결재로 사용되는 결합부재 상부 및 패널의 상면에 현장에서의 철근 배근 작업을 진행함으로써 종래와 달리 교량 슬래브의 시공에 적용시 패널 상부에 대한 현장 철근 배근 작업에 대한 작업성을 향상시켜 교량 슬래브에 대한 시공성을 현격히 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

프리캐스트 콘크리트 패널, 그 제작방법 및 그 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법{Precast concrete panel, manufacturing method of the precast concrete panel and slab construction method using the precast concrete panel}
본 발명은 프리캐스트 콘크리트 패널, 그 제작방법 및 그 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 패널의 이동중에 균열을 방지하기 위하여 균열 발생의 주원인이 되는 이동완료시까지 보호하기 위한 임시보강재를 패널제작시에 결합하여 제작하며 이동완료 후 현장에서 간단히 임시보강재를 해체하도록 구성함으로써 패널의 균열원인을 해소하여 패널의 이동중 균열발생을 방지할 수 있도록 하는 한편, 임시보강재의 분리시에 패널의 단면이 상부에 다수의 오목한 홈이 형성되도록 함으로써 교량 슬래브 시공에 적용시 수평전단력을 강화하여 패널 상부에 현장에서 타설되는 콘크리트와의 합성력을 극대화할 수 있으며, 임시보강재의 분리 후에 임시보강재의 결합을 위한 결합부재를 결합하여 전단연결재로 사용하며, 이러한 전단연결재로 사용되는 결합부재 상부 및 패널의 상면에 현장에서의 철근 배근 작업을 진행함으로써 종래와 달리 교량 슬래브의 시공에 적용시 패널 상부에 대한 현장 철근 배근 작업에 대한 작업성을 향상시켜 교량 슬래브에 대한 시공성을 현격히 향상시킬 수 있도록 한 프리캐스트 콘크리트 패널, 그 제작방법 및 그 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 교량이나 도로 등의 바닥 판으로 적용되는 슬래브를 시공하기 위하여 프리캐스트 콘크리트 패널(Precast concrete panel)이 적용되고 있다.
상기와 같은 프리캐스트 콘크리트 패널 중 특히, 교량시공용 프리캐스트 콘크리트 패널은 공장에서 기 제작되어 기 제작된 패널을 소 운반 및 현장이동시 통상 5 내지 7단으로 적재하여 운반하고 있었다.
그러나 상기와 같은 적재방식은 팔레트 위에 층층이 쌓고 지게차에 의한 공장 및 현장운반, 트레일러에 의한 장거리 운반과 현장진입시 공사중 진입로의 평탄성이 불량하여 순간적이고 반복적인 충격으로 인하여 특히 팔레트 위에 적재된 맨 아랫부분의 패널은 많은 휨 균열로 인하여 사용성에 제한을 받아 오는 현실이다.
실제로 상부하중을 받는 프리캐스트 콘크리트 패널은 설치 후 패널 상부에서 가해지는 작업하중 및 사하중, 충격하중보다도 앞서 언급한 이동중의 반복적이고 순간적인 충격으로 인하여 균열이 발생한다. 이에 따라, 패널 상부에서 콘크리트 타설 후 사하중에 의해 균열이 노출되어 사용성 및 강성이 저하되는 문제가 있었다.
또한, 상기와 같은 종래의 프리캐스트 콘크리트 패널은 교량 슬래브의 시공에 적용시 패널의 상부에 대한 현장 철근 배근 작업시 패널 상면에 일부가 돌출되는 것으로, 통상 삼각형상의 철근과 양측에 길이방향으로 지그재그 형상을 이루도록 연장되는 래티스바가 연결되게 구성된 트러스 거더에 대하여 현장에서의 철근 배근시 트러스 거더의 돌출된 사이에 끼움 작업을 통해 철근을 배근하여야하는 등 철근 배근시 장애가 발생하여 현장 철근 배근의 작업이 번거롭다는 문제가 있었다.
다시 말하면, 종래의 프리캐스트 콘크리트 패널은 패널 본체의 상부로 일부가 드러나도록 횡방향으로 일정간격을 가지고 배치되어 종방향으로 길게 연장 설치되는 상기 트러스 거더를 포함한다.
이러한 트러스 거더는 일정거리 이격되어 패널 본체 내부에 매립되는 횡방향 보강철근과 용접연결되는 한 쌍의 하단근과, 상기 하단근 상부에 삼각형상을 이루도록 배치되는 상단근과, 하단근과 상단근이 이루는 삼각형상의 각 빗변 부분에 상하 지그재그 형상으로 연장되도록 용접 연결되는 래티스바를 포함하여 구성된다.
즉, 상기와 같은 트러스 거더를 포함하는 종래의 프리캐스트 콘크리트 패널은 전술한 트러스 거더에 대하여 현장에서의 철근 배근시 트러스 거더의 돌출된 사이에 끼움 작업을 통해 철근을 배근하여야하는 등 철근 배근시 장애가 발생하여 현장 철근 배근의 작업이 번거롭다는 문제가 있는 것이다.
아울러, 상기와 같은 종래의 프리캐스트 콘크리트 패널은 전술한 바와 같은 현장 철근 배근 작업이 번거로우므로, 시공성이 현격히 떨어지고 공기가 지연되는 문제가 있었다.
그러므로, 패널의 이동중에 균열을 방지할 수 있도록 하는 한편, 교량 슬래브의 시공에 적용시 패널 상부에 대한 현장 철근 배근 작업에 대한 작업성을 향상시켜 교량 슬래브에 대한 시공성을 현격히 향상시킬 수 있도록 한 프리캐스트 콘크리트 패널 및 그를 이용한 교량 슬래브 시공방법 등에 대한 연구 및 개발이 요구되는 실정이다.
대한민국 등록특허 제1014570호 2011.02.08.등록. 대한민국 공개특허 제2013-0111862호 2013.10.11.공개. 대한민국 등록특허 제1395129호 2014.05.08.등록.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 패널의 이동중에 균열을 방지하기 위하여 균열 발생의 주원인이 되는 이동완료시까지 보호하기 위한 임시보강재를 패널제작시에 결합하여 제작하며 이동완료 후 현장에서 간단히 임시보강재를 해체하도록 구성함으로써 패널의 균열원인을 해소하여 패널의 이동중 균열발생을 방지할 수 있도록 한 프리캐스트 콘크리트 패널, 그 제작방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 임시보강재의 분리시에 패널의 단면이 상부에 다수의 오목한 홈이 형성되도록 함으로써 교량 슬래브 시공에 적용시 수평전단력을 강화하여 패널 상부에 현장에서 타설되는 콘크리트와의 합성력을 극대화할 수 있도록 한 프리캐스트 콘크리트 패널, 그 제작방법을 제공하는 것에 있다.
그리고, 본 발명에 따른 기술의 또 다른 목적은 임시보강재의 분리 후에 임시보강재의 결합을 위한 결합부재를 결합하여 전단연결재로 사용하며, 이러한 전단연결재로 사용되는 결합부재 상부 및 패널의 상면에 현장에서의 철근 배근 작업을 진행함으로써 종래와 달리 교량 슬래브의 시공에 적용시 패널 상부에 대한 현장 철근 배근 작업에 대한 작업성을 향상시켜 교량 슬래브에 대한 시공성을 현격히 향상시킬 수 있도록 한 프리캐스트 콘크리트 패널, 그 제작방법 및 그 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법을 제공하는 것에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널은 콘크리트의 타설을 통해 성형되는 패널 본체와, 상기 패널 본체의 하단으로부터 상향 일정거리 떨어져 배치되되, 종방향으로 일정간격을 가지고 다수 개로 배치되는 횡방향 보강철근과, 상기 횡방향 보강철근의 길이방향으로 일정간격을 가지고 직교하여 종방향으로 배치고정되는 종방향 보강철근을 포함하여 구성된 프리캐스트 콘크리트 패널에 있어서, 상기 패널본체는 횡방향으로 일정간격을 가지고 상면으로부터 하향 함몰되는 결합홈이 형성되는 한편, 상기 종방향 보강철근 중 복수 개의 종방향 보강철근 일 측에 밀착고정되는 고정철근과, 상기 고정철근의 상기 종방향 보강철근과 대향되는 일 측에 길이방향으로 일정간격을 가지고 다수 개로 고정되어 상면이 상기 결합홈 바닥면으로 노출되는 결합너트와, 상기 결합홈에 하단부분이 일정길이 밀착된 상태로 상부 일정길이만큼 상기 패널 본체의 상단으로부터 돌출되며, 선택적으로 상기 결합홈으로부터 분리되는 임시보강재 및 상기 임시보강재가 상기 결합홈에 밀착된 상태로 상기 임시보강재의 상, 하부에 형성된 관통공을 관통하여 하단이 상기 결합너트와 결합고정되며, 상기 임시보강재를 선택적으로 분리가 가능토록 하부 일정길이만큼 상기 결합홈에 삽입되어 밀착된 상태로 고정하는 결합부재를 더 포함하는 구성으로 이루어진다.
여기서, 상기 결합홈은 상기 임시보강재의 상향 분리가 가능할 수 있도록 상광하협의 형상을 가지고 함몰형성되는 한편, 상기 임시보강재는 상기 결합홈과 대응되어 상광하협의 사다리꼴 육면체 형상으로 제공되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 결합부재는 하단부분에 나선이 형성된 결합볼트로 제공되는 것이 양호하다.
더욱이, 상기 패널 본체는 하면에 횡방향으로 일정간격을 가지고 상광하협의 사다리꼴 타입으로 보강리브가 더 돌출형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널의 제작방법은 다수 개의 횡방향 보강철근 상부에 직교하여 일정간격을 가지고 다수의 종방향 보강철근이 격자형상을 가지도록 용접고정하는 격자형상 보강철근 준비단계; 임시보강재의 상, 하부에 길이방향으로 일정간격을 가지고 관통형성된 관통공을 통하여 상, 하부로부터 결합부재와 결합너트를 결합하며, 상기 임시보강재의 하면에 밀착된 결합너트 일 측에 이웃하는 결합너트가 상호 연결되도록 고정철근을 용접고정하는 임시보강재 조립체 준비단계; 상기 격자형상 보강철근 준비단계를 통해 준비된 격자형상 보강철근 중 복수의 상기 종방향 보강철근의 일 측에 대하여 대응되는 복수의 세트로 상기 임시보강재 조립체 준비단계를 거쳐 완성된 임시보강재 조립체의 고정철근이 밀착되도록 하여 용접고정하는 임시보강재 조립체 고정단계; 상기 임시보강재 조립체 고정단계를 거쳐 일체화된 격자형상 보강철근과 임시보강재 조립체를 상기 횡방향 보강철근의 하단이 하부를 향하도록 패널 제작용 성형 틀에 내에 안착시키되, 상기 횡방향 보강철근의 하단이 성형 틀의 바닥면으로부터 상향 일정거리 떨어지도록 다수의 스페이서를 개재하여 안착시키는 안착단계; 상기 패널 제작용 성형 틀 내에 콘크리트를 타설한 후 양생하며, 타설하여 양생되는 패널 본체에 대하여, 상기 임시보강재의 하단으로부터 상향 일정거리 떨어진 위치까지 매립되도록 하여 상기 임시보강재의 분리시 패널 본체 상면에 횡방향으로 일정간격을 가지고 결합홈이 형성되도록 콘크리트를 타설하여 양생하는 콘크리트 타설/양생단계; 및 상기 콘크리트 타설/양생단계를 통해 양생 완료된 후, 탈형하여 프리캐스트 콘크리트 패널의 제작을 완료하는 탈형단계를 포함한다.
이때, 상기 임시보강재 조립체 준비단계에서의, 상기 임시보강재는 선택적으로 상기 패널 본체로부터 상향 분리될 수 있도록, 상광하협의 사다리꼴 육면체 형상으로 제공되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법은 프리캐스트 콘크리트 패널의 제작방법을 통해 제작된 프리캐스트 콘크리트 패널을 사용하되, 프리캐스트 콘크리트 패널을 다수의 단으로 적층한 상태로 교량 슬래브를 시공하기 위한 현장으로 운반한 후에, 교량 슬래브를 시공하기 위한 교각 상부의 거더 상에 횡방향으로 양측이 맞대어지도록 상기 프리캐스트 콘크리트 패널을 다수 개로 안착설치하는 패널 안착설치단계; 상기 패널 안착설치단계를 통해 거더 상에 안착설치된 상기 프리캐스트 콘크리트 패널로부터 임시보강재에 대하여 패널 본체를 기준으로 상향 분리하는 임시보강재 분리단계; 상기 임시보강재 분리단계를 통해 임시보강재가 분리된 후 패널 본체 상면에 횡방향으로 일정간격을 가지고 함몰된 결합홈 바닥면에 노출된 결합너트 상에 전단연결재의 하단이 결합되도록 하여 전단연결재를 조립하는 전단연결재 조립단계; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 패널 본체 상면과 상기 전단연결재 상단부분에 각각 격자형상을 이루도록 슬래브용 철근을 현장 배근 조립하는 현장 배근 조립단계; 및 상기 현장 배근 조립단계를 거쳐 슬래브용 철근에 대한 배근 조립 완료된 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 상부에 슬래브용 현장 콘크리트를 타설/양생하는 현장 콘크리트 타설/양생단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 전단연결재 조립단계에 적용되는 전단연결재는 하단이 상기 결합너트와 결합되면서 상기 임시보강재가 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 패널 본체 상에 결합고정된 상태에서 상기 임시보강재를 분리한 후의 결합부재로 적용되는 것이 바람직하다.
더욱이, 상기 전단연결재 조립단계에 적용되는 전단연결재 중 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 패널 본체에 대한 횡방향 최외측을 제외한 중앙 측에 조립되는 전단연결재는 상기 결합부재로 적용되는 한편, 상기 전단연결재 조립단계에 적용되는 전단연결재 중 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 패널 본체에 대한 횡방향 최외측에 조립되는 전단연결재는 'ㄱ'자 형상의 봉 타입으로 형성된 인터로킹용 전단연결재로 제공되는 것이 양호하다.
아울러, 상기 전단연결재로 적용되는 결합부재는 상단부분에 머리부를 가지며, 하단부분 일정길이에 대하여 나선이 형성된 결합볼트로 제공되는 한편, 상기 전단연결재로 적용되는 인터로킹용 전단연결재는 'ㄱ'자 형상의 상측 단부에 머리부를 가지며 하측 단부에 나선이 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널, 그 제작방법 및 그 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 패널의 이동중에 균열을 방지하기 위하여 균열 발생의 주원인이 되는 이동완료시까지 보호하기 위한 임시보강재를 패널제작시에 결합하여 제작하며 이동완료 후 현장에서 간단히 임시보강재를 해체하도록 구성함으로써 패널의 균열원인을 해소하여 패널의 이동중 균열발생을 방지할 수 있다.
둘째, 임시보강재의 분리시에 패널의 단면이 상부에 다수의 오목한 홈이 형성되도록 함으로써 교량 슬래브 시공에 적용시 수평전단력을 강화하여 패널 상부에 현장에서 타설되는 콘크리트와의 합성력을 극대화할 수 있다.
셋째, 임시보강재의 분리 후에 임시보강재의 결합을 위한 결합부재를 결합하여 전단연결재로 사용하며, 이러한 전단연결재로 사용되는 결합부재 상부 및 패널의 상면에 현장에서의 철근 배근 작업을 진행함으로써 종래와 달리 교량 슬래브의 시공에 적용시 패널 상부에 대한 현장 철근 배근 작업에 대한 작업성을 향상시켜 교량 슬래브에 대한 시공성을 현격히 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널을 나타낸 것으로, 임시보강재의 결합구조를 나타낸 일부 분리 사시구성도.
도 2는 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널을 나타낸 사시구성도.
도 3은 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널을 나타낸 단면구성도.
도 4는 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널의 다른 실시예를 나타낸 저면 사시구성도.
도 5는 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널의 제작방법을 나타낸 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법을 나타낸 블록도.
도 7 및 8은 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법에서, 프리캐스트 콘크리트 패널의 상호 맞대어지는 이음부에 대한 시공구조를 나타낸 요부 단면 및 요부 사시구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널, 그 제작방법 및 그 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널을 나타낸 것으로, 임시보강재의 결합구조를 나타낸 일부 분리 사시구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널을 나타낸 사시구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널을 나타낸 단면구성도이다.
도 1 내지 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널(100)은 콘크리트의 타설을 통해 성형되는 패널 본체(110)와, 상기 패널 본체(110)의 하단으로부터 상향 일정거리 떨어져 배치되되, 종방향으로 일정간격을 가지고 다수 개로 배치되는 횡방향 보강철근(120)과, 상기 횡방향 보강철근(120)의 길이방향으로 일정간격을 가지고 직교하여 종방향으로 배치고정되는 종방향 보강철근(130)을 포함하여 구성된다.
상기와 같은 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에서, 특히 상기 패널본체(110)는 횡방향으로 일정간격을 가지고 상면으로부터 하향 함몰되는 결합홈(111)이 형성되며, 고정철근(150)과, 결합너트(160)와, 임시보강재(170) 및 결합부재(180)를 더 포함한다.
여기서, 상기 고정철근(150)은 상기 종방향 보강철근(130) 중 복수 개의 종방향 보강철근(130) 일 측에 밀착고정되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 결합너트(160)는 상기 고정철근(150)의 상기 종방향 보강철근(130)과 대향되는 일 측에 길이방향으로 일정간격을 가지고 다수 개로 고정되어 상면이 상기 결합홈(111) 바닥면으로 노출되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 임시보강재(170)는 상기 결합홈(111)에 하단부분이 일정길이 밀착된 상태로 상부 일정길이만큼 상기 패널 본체(110)의 상단으로부터 돌출되며, 선택적으로 상기 결합홈(111)으로부터 분리되는 것이 바람직한 것이다.
또한, 상기 결합부재(180)는 상기 임시보강재(170)가 상기 결합홈(111)에 밀착된 상태로 상기 임시보강재(170)의 상, 하부에 형성된 관통공(171)을 관통하여 하단이 상기 결합너트(160)와 결합고정되며, 상기 임시보강재(170)를 선택적으로 분리가 가능토록 하부 일정길이만큼 상기 결합홈(111)에 삽입되어 밀착된 상태로 고정하는 것이다.
전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에서, 특히 상기 패널 본체(110)의 결합홈(111)은 상기 임시보강재(170)의 상향 분리가 가능할 수 있도록 상광하협의 형상을 가지고 함몰형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 임시보강재(170)는 상기 결합홈(111)과 대응되어 상광하협의 사다리꼴 육면체 형상으로 제공되는 것이 바람직한 것이다.
즉, 상기 결합홈(111)과 임시보강재(170)가 상광하협의 형상으로 형성됨으로써 후술될 프리캐스트 콘크리트 패널의 제작방법에 의해 제작되어, 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법에서 시공시 상기 임시보강재(170)를 패널 본체(110)의 결합홈(111)으로부터 분리가 용이하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.
한편, 전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에서의 결합부재(180)는 하단부분에 나선이 형성된 결합볼트로 제공되는 것이 바람직하다.
다시 말하면, 상기 결합부재(180)가 결합볼트로 제공됨으로서 상기 임시보강재(170)의 관통공(171)을 관통하여 하단이 상기 결합너트(160)와 결합되면서, 상기 임시보강재(170)에 대한 상기 패널 본체(110)의 결합홈(111) 상에 밀착된 상태로 고정이 이루어질 수 있게 된다.
이를 통하여, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 다수의 단으로 적층하여 이동하는 이동중에 상기 임시보강재(170)를 통해 다수의 단으로 적층되는 하단부분에 배치된 패널에 대하여서도 균열 발생을 안정적으로 방지할 수 있게 되는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널의 다른 실시예를 나타낸 저면 사시구성도이다.
도 4에서 보는 바와 같은 실시예는 도 1 내지 3을 참조하여 설명한 실시예와는 패널 본체(110)의 하면에 횡방향으로 일정간격을 가지고 다수의 보강리브(115)가 더 돌출형성되는 점에서만 차이를 가지므로, 이하 동일부호를 갖는 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4에서 보는 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널(100)은 특히, 패널 본체(110)의 하면에 횡방향으로 일정간격을 가지고 상광하협의 사다리꼴 타입으로 보강리브(115)가 더 돌출형성되는 것이 바람직한 것이다.
즉, 상기와 같은 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에 의하면 패널 본체(110)의 하면에 다수의 보강리브(115)가 더 돌출형성됨으로써 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에 대한 강성을 더욱 강화할 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널의 제작방법은 도 5를 참조하되, 도 1 내지 3을 함께 참조하면 크게 격자형상 보강철근 준비단계(S110), 임시보강재 조립체 준비단계(S120), 임시보강재 조립체 고정단계(S130), 안착단계(S140), 콘크리트 타설/양생단계(S150) 및 탈형단계(S160)를 포함한다.
구체적으로, 상기 격자형상 보강철근 준비단계(S110)는 다수 개의 횡방향 보강철근(120) 상부에 직교하여 일정간격을 가지고 다수의 종방향 보강철근(130)이 격자형상을 가지도록 용접고정하는 과정으로 이루어진다.
또한, 상기 임시보강재 조립체 준비단계(S120)는 임시보강재(170)의 상, 하부에 길이방향으로 일정간격을 가지고 관통형성된 관통공(171)을 통하여 상, 하부로부터 결합부재(180)와 결합너트(160)를 결합하며, 상기 임시보강재(170)의 하면에 밀착된 결합너트(160) 일 측에 이웃하는 결합너트(160)가 상호 연결되도록 고정철근(150)을 용접고정하는 과정으로 이루어진다.
그리고 상기 임시보강재 조립체 고정단계(S130)는 상기 격자형상 보강철근 준비단계(S110)를 통해 준비된 격자형상 보강철근 중 복수의 상기 종방향 보강철근(130)의 일 측에 대하여 대응되는 복수의 세트로 상기 임시보강재 조립체 준비단계(S120)를 거쳐 완성된 임시보강재 조립체의 고정철근(150)이 밀착되도록 하여 용접고정하는 과정으로 이루어진다.
또한, 상기 안착단계(S140)는 상기 임시보강재 조립체 고정단계(S130)를 거쳐 일체화된 격자형상 보강철근과 임시보강재 조립체를 상기 횡방향 보강철근(120)의 하단이 하부를 향하도록 패널 제작용 성형 틀에 내에 안착시키되, 상기 횡방향 보강철근(120)의 하단이 성형 틀의 바닥면으로부터 상향 일정거리 떨어지도록 다수의 스페이서(미도시)를 개재하여 안착시키는 과정으로 이루어진다.
그리고 상기 콘크리트 타설/양생단계(S150)는 상기 패널 제작용 성형 틀 내에 콘크리트를 타설한 후 양생하며, 타설하여 양생되는 패널 본체(110)에 대하여, 상기 임시보강재(170)의 하단으로부터 상향 일정거리 떨어진 위치까지 매립되도록 하여 상기 임시보강재(170)의 분리시 패널 본체(110) 상면에 횡방향으로 일정간격을 가지고 결합홈(111)이 형성되도록 콘크리트를 타설하여 양생하는 과정으로 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널의 제작방법의 마지막 단계로서의 상기 탈형단계(S160)는 상기 콘크리트 타설/양생단계(S150)를 통해 양생 완료된 후, 탈형하여 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 제작을 완료하는 과정으로 이루어진다.
전술한 바와 같은 과정들로 이루어진 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널의 제작방법에서, 특히 상기 임시보강재 조립체 준비단계(S120)에서의, 상기 임시보강재(170)는 선택적으로 상기 패널 본체(110)로부터 상향 분리될 수 있도록 하는 것이 중요하다.
이를 위하여, 상기 임시보강재 조립체 준비단계(S120)에서의, 상기 임시보강재(170)는 상광하협의 사다리꼴 육면체 형상으로 제공되는 것이 바람직한 것이다.
아울러, 프리캐스트 콘크리트 패널의 제작방법에 의해 제작된 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에서, 상기 임시보강재(170)는 패널 본체(110)의 결합홈(111) 상에 하단 일정길이만큼 매립된 상태이므로, 선택적으로 분리가 용이하도록 제작시 상기 임시보강재 조립체 준비단계(S120)에서 상기 임시보강재(170)의 상기 결합홈(111)과 밀착되는 면 상에 이형제를 추가로 발라주는 것이 더욱 바람직한 것이다.
한편, 도 6 내지 7에서 보는 바와 같은 프리캐스트 콘크리트 패널의 제작방법에 의해 제작된 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법은 도 1 내지 3과 도 5를 참조하여 앞서 설명한 바와 같은 프리캐스트 콘크리트 패널의 제작방법을 통해 제작된 프리캐스트 콘크리트 패널(100)을 사용하여 교량 슬래브를 시공하는 것으로서, 크게 패널 안착설치단계(S210), 임시보강재 분리단계(S220), 전단연결재 조립단계(S230), 현장 배근 조립단계(S240) 및 현장 콘크리트 타설/양생단계(S250)를 포함한다.
여기서, 상기 패널 안착설치단계(S210)는 프리캐스트 콘크리트 패널(100)을 다수의 단으로 적층한 상태로 교량 슬래브를 시공하기 위한 현장으로 운반한 후에, 교량 슬래브를 시공하기 위한 교각 상부의 거더 상에 횡방향으로 양측이 맞대어지도록 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)을 다수 개로 안착설치하는 과정으로 이루어진다.
또한, 상기 임시보강재 분리단계(S220)는 상기 패널 안착설치단계(S210)를 통해 거더 상에 안착설치된 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)로부터 임시보강재(170)에 대하여 패널 본체(110)를 기준으로 상향 분리하는 과정으로 이루어진다.
그리고 상기 전단연결재 조립단계(S230)는 상기 임시보강재 분리단계(S220)를 통해 임시보강재(170)가 분리된 후 패널 본체(110) 상면에 횡방향으로 일정간격을 가지고 함몰된 결합홈(111) 바닥면에 노출된 결합너트(160) 상에 전단연결재의 하단이 결합되도록 하여 전단연결재를 조립하는 과정으로 이루어진다.
또한, 상기 현장 배근 조립단계(S240)는 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 패널 본체(110) 상면과 상기 전단연결재 상단부분에 각각 격자형상을 이루도록 슬래브용 철근을 현장 배근 조립하는 과정으로 이루어진다.
그리고 상기 현장 콘크리트 타설/양생단계(S250)는 상기 현장 배근 조립단계(S240)를 거쳐 슬래브용 철근에 대한 배근 조립 완료된 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 상부에 슬래브용 현장 콘크리트를 타설/양생하는 과정으로 이루어진다.
전술한 바와 같은 과정들로 이루어진 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널의 제작방법에 의해 제작된 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법에서, 특히 상기 전단연결재 조립단계(S230)에 적용되는 전단연결재는 하단이 상기 결합너트(160)와 결합되면서 상기 임시보강재(170)가 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 패널 본체(110) 상에 결합고정된 상태에서 상기 임시보강재(170)를 분리한 후의 결합부재(180)로 적용되는 것이 바람직한 것이다.
물론, 상기 전단연결재 조립단계(S230)에 적용되는 전단연결재 중 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 패널 본체(110)에 대한 횡방향 최외측을 제외한 중앙 측에 조립되는 전단연결재는 상기 결합부재(180)로 적용될 수 있다.
이러한 경우에는 상기 전단연결재 조립단계(S230)에 적용되는 전단연결재 중 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 패널 본체(110)에 대한 횡방향 최외측에 조립되는 전단연결재는 'ㄱ'자 형상의 봉 타입으로 형성된 인터로킹용 전단연결재(180a)로 제공되는 것이 바람직한 것이다.
또한, 전술한 바와 같은 상기 전단연결재로 적용되는 결합부재(180)는 상단부분에 머리부를 가지며, 하단부분 일정길이에 대하여 나선이 형성된 결합볼트로 제공되는 것이 바람직하다.
더욱이, 상기 전단연결재로 적용되는 인터로킹용 전단연결재(180a)는 'ㄱ'자 형상의 상측 단부에 머리부를 가지며 하측 단부에 나선이 형성되는 것이 더욱 바람직한 것이다.
상기와 같은 인터로킹용 전단연결재(180a)를 적용하는 이유는 상호 횡방향으로 이웃하는 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에서의 패널 본체(110)에 대한 횡방향 측부에 형성된 경사면 상에 대하여 취약구조에 따라 반사균열이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 강화하기 위함인 것이다.
아울러, 전술한 바와 같은 전단연결재 조립단계(S230)에 적용되는 전단연결재는 상기 결합부재(180) 및 인터로킹용 전단연결재(180a) 이외에도, 현장여건을 고려하여 예컨대 패널 본체(110)로부터 상향 돌출되는 길이가 달라지도록 길이가 다른 결합볼트나 스터드 볼트 타입의 전단연결재 등으로 다양하게 적용할 수도 있는 것이다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널, 그 제작방법 및 그 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법에 의하면, 패널의 이동중에 균열을 방지하기 위하여 균열 발생의 주원인이 되는 이동완료시까지 보호하기 위한 임시보강재를 패널제작시에 결합하여 제작하며 이동완료 후 현장에서 간단히 임시보강재를 해체하도록 구성함으로써 패널의 균열원인을 해소하여 패널의 이동중 균열발생을 방지할 수 있다.
또한, 임시보강재의 분리시에 패널의 단면이 상부에 다수의 오목한 홈이 형성되도록 함으로써 교량 슬래브 시공에 적용시 수평전단력을 강화하여 패널 상부에 현장에서 타설되는 콘크리트와의 합성력을 극대화할 수 있다.
더욱이, 임시보강재의 분리 후에 임시보강재의 결합을 위한 결합부재를 결합하여 전단연결재로 사용하며, 이러한 전단연결재로 사용되는 결합부재 상부 및 패널의 상면에 현장에서의 철근 배근 작업을 진행함으로써 종래와 달리 교량 슬래브의 시공에 적용시 패널 상부에 대한 현장 철근 배근 작업에 대한 작업성을 향상시켜 교량 슬래브에 대한 시공성을 현격히 향상시킬 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 프리캐스트 콘크리트 패널
110: 패널 본체 111: 결합홈
115: 보강리브 120: 횡방향 보강철근
130: 종방향 보강철근 150: 고정철근
160: 결합너트 170: 임시보강재
171: 관통공 180: 결합부재
180a: 인터로킹 전단연결재

Claims (10)

  1. 콘크리트의 타설을 통해 성형되는 패널 본체(110)와, 상기 패널 본체(110)의 하단으로부터 상향 일정거리 떨어져 배치되되, 종방향으로 일정간격을 가지고 다수 개로 배치되는 횡방향 보강철근(120)과, 상기 횡방향 보강철근(120)의 길이방향으로 일정간격을 가지고 직교하여 종방향으로 배치고정되는 종방향 보강철근(130)을 포함하여 구성된 프리캐스트 콘크리트 패널(100)에 있어서,
    상기 패널본체(110)는 횡방향으로 일정간격을 가지고 상면으로부터 하향 함몰되는 결합홈(111)이 형성되는 한편,
    상기 종방향 보강철근(130) 중 복수 개의 종방향 보강철근(130) 일 측에 밀착고정되는 고정철근(150)과,
    상기 고정철근(150)의 상기 종방향 보강철근(130)과 대향되는 일 측에 길이방향으로 일정간격을 가지고 다수 개로 고정되어 상면이 상기 결합홈(111) 바닥면으로 노출되는 결합너트(160)와,
    상기 결합홈(111)에 하단부분이 일정길이 밀착된 상태로 상부 일정길이만큼 상기 패널 본체(110)의 상단으로부터 돌출되며, 선택적으로 상기 결합홈(111)으로부터 분리되는 임시보강재(170) 및
    상기 임시보강재(170)가 상기 결합홈(111)에 밀착된 상태로 상기 임시보강재(170)의 상, 하부에 형성된 관통공(171)을 관통하여 하단이 상기 결합너트(160)와 결합고정되며, 상기 임시보강재(170)를 선택적으로 분리가 가능토록 하부 일정길이만큼 상기 결합홈(111)에 삽입되어 밀착된 상태로 고정하는 결합부재(180)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결합홈(111)은 상기 임시보강재(170)의 상향 분리가 가능할 수 있도록 상광하협의 형상을 가지고 함몰형성되는 한편,
    상기 임시보강재(170)는 상기 결합홈(111)과 대응되어 상광하협의 사다리꼴 육면체 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 결합부재(180)는 하단부분에 나선이 형성된 결합볼트로 제공되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 패널 본체(110)는 하면에 횡방향으로 일정간격을 가지고 상광하협의 사다리꼴 타입으로 보강리브(115)가 더 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널.
  5. 다수 개의 횡방향 보강철근(120) 상부에 직교하여 일정간격을 가지고 다수의 종방향 보강철근(130)이 격자형상을 가지도록 용접고정하는 격자형상 보강철근 준비단계(S110);
    임시보강재(170)의 상, 하부에 길이방향으로 일정간격을 가지고 관통형성된 관통공(171)을 통하여 상, 하부로부터 결합부재(180)와 결합너트(160)를 결합하며, 상기 임시보강재(170)의 하면에 밀착된 결합너트(160) 일 측에 이웃하는 결합너트(160)가 상호 연결되도록 고정철근(150)을 용접고정하는 임시보강재 조립체 준비단계(S120);
    상기 격자형상 보강철근 준비단계(S110)를 통해 준비된 격자형상 보강철근 중 복수의 상기 종방향 보강철근(130)의 일 측에 대하여 대응되는 복수의 세트로 상기 임시보강재 조립체 준비단계(S120)를 거쳐 완성된 임시보강재 조립체의 고정철근(150)이 밀착되도록 하여 용접고정하는 임시보강재 조립체 고정단계(S130);
    상기 임시보강재 조립체 고정단계(S130)를 거쳐 일체화된 격자형상 보강철근과 임시보강재 조립체를 상기 횡방향 보강철근(120)의 하단이 하부를 향하도록 패널 제작용 성형 틀에 내에 안착시키되, 상기 횡방향 보강철근(120)의 하단이 성형 틀의 바닥면으로부터 상향 일정거리 떨어지도록 다수의 스페이서(미도시)를 개재하여 안착시키는 안착단계(S140);
    상기 패널 제작용 성형 틀 내에 콘크리트를 타설한 후 양생하며, 타설하여 양생되는 패널 본체(110)에 대하여, 상기 임시보강재(170)의 하단으로부터 상향 일정거리 떨어진 위치까지 매립되도록 하여 상기 임시보강재(170)의 분리시 패널 본체(110) 상면에 횡방향으로 일정간격을 가지고 결합홈(111)이 형성되도록 콘크리트를 타설하여 양생하는 콘크리트 타설/양생단계(S150); 및
    상기 콘크리트 타설/양생단계(S150)를 통해 양생 완료된 후, 탈형하여 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 제작을 완료하는 탈형단계(S160)를 포함하여 이루어진 프리캐스트 콘크리트 패널의 제작방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 임시보강재 조립체 준비단계(S120)에서의, 상기 임시보강재(170)는 선택적으로 상기 패널 본체(110)로부터 상향 분리될 수 있도록, 상광하협의 사다리꼴 육면체 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널의 제작방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널의 제작방법을 통해 제작된 프리캐스트 콘크리트 패널(100)을 사용하되,
    프리캐스트 콘크리트 패널(100)을 다수의 단으로 적층한 상태로 교량 슬래브를 시공하기 위한 현장으로 운반한 후에, 교량 슬래브를 시공하기 위한 교각 상부의 거더 상에 횡방향으로 양측이 맞대어지도록 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)을 다수 개로 안착설치하는 패널 안착설치단계(S210);
    상기 패널 안착설치단계(S210)를 통해 거더 상에 안착설치된 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)로부터 임시보강재(170)에 대하여 패널 본체(110)를 기준으로 상향 분리하는 임시보강재 분리단계(S220);
    상기 임시보강재 분리단계(S220)를 통해 임시보강재(170)가 분리된 후 패널 본체(110) 상면에 횡방향으로 일정간격을 가지고 함몰된 결합홈(111) 바닥면에 노출된 결합너트(160) 상에 전단연결재의 하단이 결합되도록 하여 전단연결재를 조립하는 전단연결재 조립단계(S230);
    상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 패널 본체(110) 상면과 상기 전단연결재 상단부분에 각각 격자형상을 이루도록 슬래브용 철근을 현장 배근 조립하는 현장 배근 조립단계(S240); 및
    상기 현장 배근 조립단계(S240)를 거쳐 슬래브용 철근에 대한 배근 조립 완료된 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 상부에 슬래브용 현장 콘크리트를 타설/양생하는 현장 콘크리트 타설/양생단계(S250)를 포함하여 이루어진 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전단연결재 조립단계(S230)에 적용되는 전단연결재는 하단이 상기 결합너트(160)와 결합되면서 상기 임시보강재(170)가 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 패널 본체(110) 상에 결합고정된 상태에서 상기 임시보강재(170)를 분리한 후의 결합부재(180)로 적용되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전단연결재 조립단계(S230)에 적용되는 전단연결재 중 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 패널 본체(110)에 대한 횡방향 최외측을 제외한 중앙 측에 조립되는 전단연결재는 상기 결합부재(180)로 적용되는 한편,
    상기 전단연결재 조립단계(S230)에 적용되는 전단연결재 중 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(100)의 패널 본체(110)에 대한 횡방향 최외측에 조립되는 전단연결재는 'ㄱ'자 형상의 봉 타입으로 형성된 인터로킹용 전단연결재(180a)로 제공되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전단연결재로 적용되는 결합부재(180)는 상단부분에 머리부를 가지며, 하단부분 일정길이에 대하여 나선이 형성된 결합볼트로 제공되는 한편,
    상기 전단연결재로 적용되는 인터로킹용 전단연결재(180a)는 'ㄱ'자 형상의 상측 단부에 머리부를 가지며 하측 단부에 나선이 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 시공방법.
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