KR102059463B1 - 프리텐션 콘크리트 보 및 이를 이용한 구조물 시공방법 - Google Patents

프리텐션 콘크리트 보 및 이를 이용한 구조물 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 프리텐션 콘크리트 보는 전후방향을 기준으로 양단부에 형성된 단부(110); 단부(110)의 사이에 형성된 본체부(120); 좌우방향을 따라 본체부(120)를 관통하도록 형성됨과 아울러, 전후방향을 따라 상호 간격을 두고 형성된 복수의 횡방향홀(140); 전후방향을 따라 본체부(120)와 단부(110)의 하측 영역에 설치되되, 프리텐션(PRETENSION)으로 인장력(P)이 도입되는 복수의 강연선(150);을 포함한다.
이 경우, 본원발명의 프리텐션 콘크리트 보는 횡방향홀(140)이 형성되고, 병렬구조로 결합되는 복수의 프리텐션 콘크리트 보는 횡방향홀(140)에 결합부재가 공통으로 설치되어 일체화 구조로 결합된다.

Description

프리텐션 콘크리트 보 및 이를 이용한 구조물 시공방법{PRETENSION CONCRETE BEAM AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 건설분야에 관한 것으로서, 상세하게는 프리텐션 콘크리트 보 및 이를 이용한 구조물 시공방법에 관한 것이다.
기존의 프리텐션 콘크리트 보는 제작과정에서 복수의 보 제작용 거푸집을 직렬로 설치하고, 프리텐션 하중을 인가하는 방식을 취해왔다.
이때 독립적으로 설치된 복수의 거푸집으로 인해 제작 오차가 발생해 왔다.
제작시 발생하는 오차는 보의 켐버 또는 형상에 걸처 발생하기 때문에 보 설치시 조립이 어렵게 되거나 결합력이 저하되는 원인이 된다.
프리텐션 구조물에 대한 기술이 많이 개발되고 있지만 거푸집의 제작 오차를 극복할 수 있는 기술이 개발되지 않아 제작오차에 대한 문제가 지속되고 있다.
대한민국특허 10-2008-0096222호 '전단철근을 사용하지 않은 프리텐션과 포스트텐션을 병용한 초고강도 섬유보강 콘크리트 거더 및 그 시공방법과 이를 활용한 교량의 급속시공방법'은 초고강도 섬유보강 콘크리트를 사용하여 종래 거더 보다 형고는 2/3정도, 부피와 중량은 1/2로 줄인 거더를 프리캐스트로 제작하여 교각에 거치시킨 후, 거더 사이의 거푸집을 영구거푸집 형태로 설치하고 그 위에 바로 콘크리트 슬래브를 타설하거나 또는 거더 위에 프리캐스트로 슬래브를 설치한 후 PS 강재로 긴장하여 교량 바닥판을 신속하게 시공함으로써 공기를 단축함과 동시에 경제성 및 교량의 내구성을 향상시킬 수 있는 새로운 형태의 교량 급속시공방법에 관한 것이다.
대한민국특허 10-2015-0071829호 '곡선 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 거더의 제작을 위한 거푸집장치 및 이를 이용한 곡선 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 거더의 제작방법'은 곡선형상을 가지는 한 쌍의 측면 거푸집판(20a, 20b)과, 단부 거푸집판(10)을 포함하며; 단부 거푸집판(10)에는 긴장재(1)가 관통되는 관통공(11)이 형성되어 있고; 단부 거푸집판(10)의 종방향 외측면에는, 관통공(11) 방향으로의 곡면 단부가 관통공(11)을 잠식하도록 돌출된 상태로 단부 거푸집판(10)에 일체로 설치되는 방향전환 새들부재(2)가 구비되어 있어서; 관통공(11)을 통과한 긴장재(1)가 양단부에서 당겨져서 긴장될 때, 긴장재(1)는 방향전환 새들부재(2)의 곡면으로 이루어진 단부에 밀착되면서 방향전환 새들부재(2)의 단부 곡률에 따라 곡선의 형태로 절곡되어 방향이 바뀐 상태로 긴장되는 것을 특징으로 하는 거푸집장치가 제공된다.
대한민국특허 10-2012-0157147호 '슬렌더 프리텐션 콘크리트 거더'는 상부플랜지와 대향하게 배치되는 하부플랜지; 상부플랜지와 하부플랜지의 사이에 구비되어, 상부플랜지와 하부플랜지를 연결하는 웨브; 상부플랜지, 하부플랜지 및, 웨브에 길이방향으로 배치되는 긴장부재; 및, 본체부와, 본체부의 양단에 구비되는 헤드부를 구비하는 전단보강근;을 포함하고, 전단보강근은, 슬렌더 프리텐션 콘크리트 거더에 높이방향으로 매립되고, 헤드부의 일단과 본체부의 일부가 슬렌더 프리텐션 콘크리트 거더의 상부플랜지 밖의 콘크리트바닥판 타설공간으로 노출되며, 슬렌더 프리텐션 콘크리트 거더의 가까운 단부방향으로 경사지게 매립되고, 슬렌더 프리텐션 콘크리트 거더의 단면에 일렬로 형성되어 웨브의 폭을 슬림화하도록 구비되고, 하부플랜지에는 길이방향으로 구비되는 레일부재가 형성되고, 헤드부는 레일부재에 삽입되어 설치되고, 긴장부재는, 2400MPa 이상의 인장강도를 갖는 고강도 PS 강연선을 사용하여 균열제어성능을 강화하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 슬렌더 프리텐션 콘크리트 거더를 제공한다.
대한민국특허 10-2008-0096222호 대한민국특허 10-2015-0071829호 대한민국특허 10-2012-0157147호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 도입된 것으로서, 프리텐션 보제작시 거푸집의 제작과 설치를 동일하게 하여 제작 오차를 줄일 수 있는 프리텐션 콘크리트 보 및 이를 이용한 구조물시공방법을 제시한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명의 프리텐션 콘크리트 보는 전후방향을 기준으로 양단부에 형성된 단부(110); 상기 단부(110)의 사이에 형성된 본체부(120); 좌우방향을 따라 상기 본체부(120)를 관통하도록 형성됨과 아울러, 전후방향을 따라 상호 간격을 두고 형성된 복수의 횡방향홀(140); 전후방향을 따라 상기 본체부(120)와 상기 단부(110)의 하측 영역에 설치되되, 프리텐션(PRETENSION)으로 인장력(P)이 도입되는 복수의 강연선(150);을 포함한다.
단면의 중앙부에 형성됨과 아울러, 복수의 상기 횡방향홀(140) 사이 영역에는 중공부(130)가 형성된 것이 바람직하다.
상기 중공부(130)는 중공 구조의 플라스틱 블록에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
상기 중공부(130)는 역 오각형의 구조로 형성된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 프리텐션 콘크리트 보(100)를 이용한 구조물 시공방법은 상기 프리텐션 콘크리트 보(100)를 제작하는 보제작단계; 벽체의 상부에 병렬구조로 상기 프레텐션 콘크리트 보(100)를 설치하되, 이웃하는 상기 프리텐션 콘크리트 보(100)의 측면이 상호 접촉되어 상기 횡방향홀(140)이 연통하도록 복수의 상기 프리텐션 콘크리트 보(100)를 설치하는 보설치단계; 상호 연통된 복수의 상기 횡방향홀(140)에 인장부재(200)를 삽입하고, 상기 인장부재(200)와 상기 횡방향홀(140)의 사이 영역에 몰탈(M)을 충전하는 횡방향결합단계;를 포함한다.
상기 인장부재(200)는 복수의 인장철근(210)으로 형성된 것이 바람직하다.
상기 보제작단계는 긴장력 인가장치(300)의 내측에 복수의 보 제작용 거푸집(400)을 병렬구조로 설치하는 거푸집설치단계; 상기 복수의 거푸집(400) 각각에 상기 강연선(150)을 배치하는 강연선 배치단계; 모든 상기 강연선(150)에 동일한 긴장력을 도입하기 위해, 상기 강연선(150)의 양단부를 하나의 상기 인가장치(300)에 결합하고, 긴장력을 도입하는 긴장력도입단계; 상기 거푸집(400)의 내측에 콘크리트(C)를 타설하는 보형성단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 긴장력 인가장치(300)는 유압에 의해 전후방향을 따라 이동되는 인장력 도입부(310); 상기 도입부(310)의 전방 또는 후방으로 이격되어 형성된 고정부(320);를 포함하고, 상기 복수의 거푸집(400)에 배치된 상기 복수의 강연선(150) 일단은 상기 인장력 도입부(310)에 고정되고, 타단은 상기 고정부(320)에 고정되는 것이 바람직하다.
병렬구조로 설치된 복수의 상기 거푸집(400)은 상호 결합된 일체형 구조이고, 하면에는 상기 복수의 거푸집(400)의 높이를 동시에 조절할 수 있는 높이조절장치(500)가 형성된 것이 바람직하다.
상기 인장력 도입부(310)는 바닥면(1)에 형성된 이동용 레일(2)을 따라 이동하되, 이동거리에 따라 상기 강연선(150)에 도입되는 상기 인장력(P)의 크기가 결정되는 것이 바람직하다.
상기 높이조절장치(500)는 상기 거푸집(400)의 길이방향을 따라 상호 간격을 두고, 복수가 설치되고, 각각의 상기 높이조절장치(500)는 서로 다른 높이로 상기 거푸집(400)의 하면에 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명은 보제작단계에서 복수의 보 제작용 거푸집을 병렬구조로 설치하여 프리텐션 콘크리트 보를 제작하기 때문에 보 제작시 발생하는 시공 오차를 줄일 수 있다.
도 1은 대한민국특허 10-2008-0096222호의 거더 형태를 보여주는 단면도
도 2는 대한민국특허 10-2015-0071829호의 단부 거푸집판의 관통공을 통과하는 긴장재가 방향전화 새들부재에 의해 지지되는 것을 보여주는 개략적인 사시도.
도 3은 대한민국특허 10-2012-0157147호의 슬랜더 프리텐션 콘크리트 거더의 높이방향 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리텐션 콘크리트 보 사시도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 프리텐션 콘크리트 보 사시도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 프리텐션 콘크리트 보 측면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 프리텐션 콘크리트 보 단면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복수의 프리텐션 콘크리트 보 설치 이후 횡방향홀에 인장부재가 삽입되는 것을 보여주는 개략적인 단면도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복수의 프리텐션 콘크리트 보 설치로 횡방향홀이 연통된 것을 보여주는 개략적인 사시도.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복수의 프리텐션 콘크리트 보 설치로 연통된 횡방향홀에 인장부재가 삽입된 것을 보여주는 개략적인 사시도.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복수의 프리텐션 콘크리트 보 설치로 연통된 횡방향홀에 인장부재가 삽입되고, 몰탈이 충전된 것을 보여주는 개략적인 사시도.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 높이조절장치가 설치된 긴장력 인가장치 측면도.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 높이조절장치와 거푸집이 설치된 긴장력 인가장치 측면도.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 거푸집을 관통하여 긴장력 인가장치에 정착된 강연선을 보여주는 측면도.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 거푸집의 내부에 철근이 조립된 것을 보여주는 측면도.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 거푸집 내부에 콘크리트가 타설된 것을 보여주는 측면도.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 긴장력 인가장치에 거푸집, 강연선이 설치된 것을 보여주는 평면도.
본 발명에 따른 프리텐션 콘크리트 보 및 이를 이용한 구조물시공방법의 일 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리텐션 콘크리트 보 및 이를 이용한 구조물시공방법에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 프리텐션 콘크리트 보는 전후방향을 기준으로 양단부에 형성된 단부(110); 단부(110)의 사이에 형성된 본체부(120); 좌우방향을 따라 본체부(120)를 관통하도록 형성됨과 아울러, 전후방향을 따라 상호 간격을 두고 형성된 복수의 횡방향홀(140); 전후방향을 따라 본체부(120)와 단부(110)의 하측 영역에 설치되되, 프리텐션(PRETENSION)으로 인장력(P)이 도입되는 복수의 강연선(150);을 포함한다.
이 경우, 본원발명의 프리텐션 콘크리트 보는 횡방향홀(140)이 형성되고, 병렬구조로 결합되는 복수의 프리텐션 콘크리트 보는 횡방향홀(140)에 결합부재가 공통으로 설치되어 일체화 구조로 결합된다.
단면의 중앙부에 형성됨과 아울러, 복수의 횡방향홀(140) 사이 영역에는 중공부(130)가 형성된 것이 바람직하다.
이 경우, 본원발명의 프리텐션 콘크리트 보는 내부에 복수의 중공부(120)가 형성되기 때문에 콘크리트 보의 자중을 절감할 수 있다.
콘크리트 보의 자중 절감은 보 설치시 보를 견인하는 크레인의 크기를 줄일 수 있고, 보를 지지하는 벽체의 크기를 줄여 공사비를 절감할 수 있다.
중공부(130)는 중공 구조의 플라스틱 블록에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
중공부(130)는 역 오각형의 구조로 형성된 것이 바람직하다.
도 7과 같이 중공부(130)가 역 오각형의 구조로 형성되면 중공부 하측의 좌측과 우측 가장자리 영역에 3열의 강연선을 설치할 수 있는 단면을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 프리텐션 콘크리트 보(100)를 이용한 구조물 시공방법은 프리텐션 콘크리트 보(100)를 제작하는 보제작단계; 벽체의 상부에 병렬구조로 프레텐션 콘크리트 보(100)를 설치하되, 이웃하는 프리텐션 콘크리트 보(100)의 측면이 상호 접촉되어 횡방향홀(140)이 연통하도록 복수의 프리텐션 콘크리트 보(100)를 설치하는 보설치단계; 상호 연통된 복수의 횡방향홀(140)에 인장부재(200)를 삽입하고, 인장부재(200)와 횡방향홀(140)의 사이 영역에 몰탈(M)을 충전하는 횡방향결합단계;를 포함한다.
도 8과 같이 병렬구조로 프리텐션 콘크리트 보(100)를 설치하고, 연통된 횡방향홀(140)에 인장부재(200)를 설치하여 복수의 프리텐션 콘크리트 보(100)를 일체화시킬 수 있다.
이때 인장부재(200)는 강연선으로서, 강연선 설치 후 긴장할 수 있다.
인장부재(200)는 복수의 인장철근(210)으로 형성된 것이 바람직하다.
이 경우, 인장부재(200)는 인장철근(210) 또는 다발형식으로 복수의 인장철근(210)이 조립된 부재를 사용할 수 있다.
인장철근(210)을 사용할 경우, 인장철근(210)이 설치되고 횡방향홀(140)에 몰탈(M)이 충전되어 전단저항 구조물을 형성할 수 있다.
전단저항 구조물 철근과 몰탈이 결합된 구조로서, 상하방향을 따라 발생하는 전단력에 효과적으로 저항할 수 있다.
보제작단계는 긴장력 인가장치(300)의 내측에 복수의 보 제작용 거푸집(400)을 병렬구조로 설치하는 거푸집설치단계; 복수의 거푸집(400) 각각에 강연선(150)을 배치하는 강연선 배치단계; 모든 강연선(150)에 동일한 긴장력을 도입하기 위해, 강연선(150)의 양단부를 하나의 인가장치(300)에 결합하고, 긴장력을 도입하는 긴장력도입단계; 거푸집(400)의 내측에 콘크리트(C)를 타설하는 보형성단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
도 17과 같이 거푸집설치단계는 인가장치(300)의 내측에 병렬구조로 설치하여 복수의 프리텐션 콘크리트 거더의 제작을 모두 동일한 형상으로 제작할 수 있다.
긴장력 인가장치(300)는 유압에 의해 전후방향을 따라 이동되는 인장력 도입부(310); 도입부(310)의 전방 또는 후방으로 이격되어 형성된 고정부(320);를 포함하고, 복수의 거푸집(400)에 배치된 복수의 강연선(150) 일단은 인장력 도입부(310)에 고정되고, 타단은 고정부(320)에 고정되는 것이 바람직하다.
이 경우, 도 15와 같이 도입부(310)를 이동함으로써, 복수의 거푸집(400)에 배치된 복수의 강연선(150)에 동일한 긴장력을 도입할 수 있다.
병렬구조로 설치된 복수의 거푸집(400)은 상호 결합된 일체형 구조이고, 하면에는 복수의 거푸집(400)의 높이를 동시에 조절할 수 있는 높이조절장치(500)가 형성된 것이 바람직하다.
이 경우, 병렬구조로 설치된 복수의 거푸집(400)은 상호 결합된 일체형 구조로서, 높이조절장치에 의해 일체로 높이가 조절된다.
인장력 도입부(310)는 바닥면(1)에 형성된 이동용 레일(2)을 따라 이동하되, 이동거리에 따라 강연선(150)에 도입되는 인장력(P)의 크기가 결정되는 것이 바람직하다.
높이조절장치(500)는 거푸집(400)의 길이방향을 따라 상호 간격을 두고, 복수가 설치되고, 각각의 높이조절장치(500)는 서로 다른 높이로 거푸집(400)의 하면에 설치되는 것이 바람직하다.
높이조절장치는 도 14, 15와 같이 거푸집 하면에 거푸집의 길이방향을 따라 복수가 상호 간격을 두고 설치된다.
높이조절장치는 복수의 거푸집 하면과 바닥면과의 거리를 조절할 수 있되, 거푸집의 길이방향을 따라 설치된 복수의 높이조절장치(500)는 각각의 높이를 다르게 조절할 수 있다.
P : 인장력 M : 몰탈
C : 콘크리트 1 : 바닥면
2 : 레일 100 : 프리텐션 콘크리트 거더
110 : 단부 120 : 본체부
130 : 중공부 140 : 횡방향홀
150 : 강연선 200 : 인장부재
210 : 인장철근 300 : 인가장치
310 : 도입부 320 : 고정부
400 : 거푸집 500 : 높이조절장치

Claims (11)

  1. 전후방향을 기준으로 양단부에 형성된 단부(110);
    상기 단부(110)의 사이에 형성된 본체부(120);
    좌우방향을 따라 상기 본체부(120)를 관통하도록 형성됨과 아울러, 전후방향을 따라 상호 간격을 두고 형성된 복수의 횡방향홀(140);
    전후방향을 따라 상기 본체부(120)와 상기 단부(110)의 하측 영역에 설치되되, 프리텐션(PRETENSION)으로 인장력(P)이 도입되는 복수의 강연선(150);을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리텐션 콘크리트 보(100)를 이용한 구조물 시공방법으로서,
    상기 프리텐션 콘크리트 보(100)를 제작하는 보제작단계;
    벽체의 상부에 병렬구조로 상기 프레텐션 콘크리트 보(100)를 설치하되, 이웃하는 상기 프리텐션 콘크리트 보(100)의 측면이 상호 접촉되어 상기 횡방향홀(140)이 연통하도록 복수의 상기 프리텐션 콘크리트 보(100)를 설치하는 보설치단계;
    상호 연통된 복수의 상기 횡방향홀(140)에 인장부재(200)를 삽입하고, 상기 인장부재(200)와 상기 횡방향홀(140)의 사이 영역에 몰탈(M)을 충전하는 횡방향결합단계;를 포함하되,
    상기 보제작단계는
    긴장력 인가장치(300)의 내측에 복수의 보 제작용 거푸집(400)을 병렬구조로 설치하는 거푸집설치단계;
    상기 복수의 거푸집(400) 각각에 상기 강연선(150)을 배치하는 강연선 배치단계;
    모든 상기 강연선(150)에 동일한 긴장력을 도입하기 위해, 상기 강연선(150)의 양단부를 하나의 상기 인가장치(300)에 결합하고, 긴장력을 도입하는 긴장력도입단계;
    상기 거푸집(400)의 내측에 콘크리트(C)를 타설하는 보형성단계;를 포함하고,
    상기 긴장력 인가장치(300)는
    유압에 의해 전후방향을 따라 이동되는 인장력 도입부(310);
    상기 도입부(310)의 전방 또는 후방으로 이격되어 형성된 고정부(320);를 포함하며,
    상기 복수의 거푸집(400)에 배치된 상기 복수의 강연선(150) 일단은 상기 인장력 도입부(310)에 고정되고, 타단은 상기 고정부(320)에 고정됨과 아울러,
    병렬구조로 설치된 복수의 상기 거푸집(400)은
    상호 결합된 일체형 구조이고, 하면에는 상기 복수의 거푸집(400)의 높이를 동시에 조절할 수 있는 높이조절장치(500)가 형성된 것을 특징으로 하는 구조물시공방법.
  2. 제1항에 있어서,
    단면의 중앙부에 형성됨과 아울러,
    복수의 상기 횡방향홀(140) 사이 영역에는 중공부(130)가 형성된 것을 특징으로 하는 구조물시공방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 중공부(130)는 중공 구조의 플라스틱 블록에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 구조물시공방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 중공부(130)는 역 오각형의 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 구조물시공방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 인장부재(200)는 복수의 인장철근(210)으로 형성된 것을 특징으로 하는 구조물시공방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서,
    상기 인장력 도입부(310)는
    바닥면(1)에 형성된 이동용 레일(2)을 따라 이동하되, 이동거리에 따라 상기 강연선(150)에 도입되는 상기 인장력(P)의 크기가 결정되는 것을 특징으로 하는 구조물시공방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 높이조절장치(500)는
    상기 거푸집(400)의 길이방향을 따라 상호 간격을 두고, 복수가 설치되고,
    각각의 상기 높이조절장치(500)는 서로 다른 높이로 상기 거푸집(400)의 하면에 설치되는 것을 특징으로 하는 구조물시공방법.
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