KR102120477B1 - 분절 거더 구조체 및 이의 접합 방법 - Google Patents

분절 거더 구조체 및 이의 접합 방법 Download PDF

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Abstract

분절 거더 구조체가 개시되며, 상기 분절 거더 구조체는, 분절 거더 본체; 하부가 상기 분절 거더 본체의 종방향 일단부의 상면 하측으로 삽입 고정되고, 상부가 상기 분절 거더 구조체에 대하여 종방향 일측으로 이웃하는 이웃 분절 거더 구조체를 향하는 방향으로 구부러져 연장되는 연결용 매입부재; 및 상기 연결용 매입부재의 구부러진 부분의 내측을 지지하도록 횡방향으로 연장 배치되는 받침부재를 포함하되, 상기 연결용 매입부재의 상부의 종방향 일단부는, 상기 분절 거더 구조체와 상기 이웃 분절 거더 구조체의 연속화를 위해, 상기 이웃 분절 거더 구조체의 연결용 매입부재의 타단부와 연결될 수 있다.

Description

분절 거더 구조체 및 이의 접합 방법{SEGMENTED GIRDER STRUCTURE AND SPLICING METHOD FOR THE SAME}
본원은 분절 거더 구조체 및 분절 거더 구조체와 이웃 분절 거더 구조체 간의 접합 방법에 관한 것이다.
분절 거더 공법이란 프리스트레스트 콘크리트(Prestressed Concrete: PSC) 거더에 있어서 하나의 거더를 수개의 분절 거더로 분절하여 공장이나 제작장에서 제작한 다음 거더가 설치되는 현장으로 운반하여 분절 거더를 에폭시로 접합하고 거더 길이방향의 텐던을 긴장하여 일체의 프리스트레스트 콘크리트 거더를 만드는 교량 시공 방법이다.
이와 관련하여, 한국 등록특허 제10-1163456호에 분절 프리스트레스트 콘크리트 박스빔 및 그 접합방법이 개시된 바 있다.
개시된 특허에는, 한 쌍의 세그먼트가 접합면에 도포된 에폭시에 의해 접합되고, 한 쌍의 세그먼트 각각의 블록아웃부를 통해 노출된 철근이 커플러에 의해 연결됨으로써, 한 쌍의 세그먼트가 접합되는 것이 개시되어 있다.
그런데, 개시된 특허에 의하면, 세그먼트의 철근이 노출되도록 세그먼트에 철근을 노출시키는 블록아웃부가 형성되어야 하고, 이를 위해, 거푸집 등이 다소 복잡하게 구비되어야 하는 측면이 있었다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래 대비 높은 시공성을 가지고 효율적으로 분절 거더 구조체를 접합할 수 있는 분절 거더 구조체 및 이의 접합 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 측면에 따른 분절 거더 구조체는, 분절 거더 본체; 하부가 상기 분절 거더 본체의 종방향 일단부의 상면 하측으로 삽입 고정되고, 상부가 상기 분절 거더 구조체에 대하여 종방향 일측으로 이웃하는 이웃 분절 거더 구조체를 향하는 방향으로 구부러져 연장되는 연결용 매입부재; 및 상기 연결용 매입부재의 구부러진 부분의 내측을 지지하도록 횡방향으로 연장 배치되는 받침부재를 포함하되, 상기 연결용 매입부재의 상부의 종방향 일단부는, 상기 분절 거더 구조체와 상기 이웃 분절 거더 구조체의 연속화를 위해, 상기 이웃 분절 거더 구조체의 연결용 매입부재의 타단부와 연결될 수 있다.
본원의 일 측면에 따른 분절 거더 구조체 접합 방법은, (a) 상기 분절 거더 구조체 및 상기 이웃 분절 거더 구조체를 준비하는 단계; (b) 상기 분절 거더 구조체의 종방향 일측 단부 및 상기 이웃 분절 거더 구조체의 종방향 타측 단부가 종방향에 대하여 대향하도록, 상기 분절 거더 구조체 및 상기 이웃 분절 거더 구조체를 배치하는 단계; 및 (c) 상기 분절 거더 구조체와 상기 이웃 분절 거더 구조체를 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 분절 거더 구조체와 이웃 분절 거더 구조체가 연결용 매입 철근간의 연결에 의해 연결될 수 있어, 분절 거더 구조체의 분절 거더 본체에 블록아웃부가 형성될 필요가 없어지므로, 분절 거더 본체의 형성을 위한 거푸집이 종래의 세그먼트 형성을 위한 거푸집 대비 단순하게 구비될 수 있다. 이에 따라, 분절 거더 구조체의 생산성이 증가될 수 있다. 또한, 분절 거더 본체의 거더 타입이 PSC 거더 타입이나 RC 거더 타입과 같이 콘크리트 재질을 포함하는 거더 타입이 아니라 강 거더 타입 또는 기타 거더 타입인 경우에도, 상술한 연결용 매입 철근간의 연결에 의해 연결됨에 따라 분절 거더 구조체의 생산성이 증가될 수 있다.
또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 분절 거더 구조체의 연결용 매입부재의 상부가 이웃 분절 거더 구조체를 향하는 방향으로 구부러져 연장되어 이웃 분절 거더 구조체의 연결용 매입부재와 연결될 수 있으므로, 연결용 매입부재간의 연결이 분절 거더 구조체와 이웃 분절 거더 구조체의 사이나, 분절 거더 본체의 상면보다 낮은 블록아웃부 내부가 아니라 분절 거더 본체의 상측에서 이루어질 수 있어, 연결용 매입부재가 용이하게 연결될 수 있고, 이에 따라, 시공성이 확보될 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체를 설명하기 위해, 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체와 이웃 분절 거더 구조체의 연결되는 부분의 개략적인 종단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체와 이웃 분절 거더 구조체의 연결되는 부분의 일 구현예를 도시한 개략적인 종단면도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체와 이웃 분절 거더 구조체의 연결되는 부분의 다른 구현예를 도시한 개략적인 종단면도이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체의 폐도형 단면을 갖는 받침부재의 개략적인 사시도이다.
도 6은 도 5와 다른 각도에서 바라보고 도시한 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체의 폐도형 단면을 갖는 받침부재의 개략적인 사시도이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체의 적어도 일부가 개구된 단면을 갖는 받침부재의 개략적인 사시도이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체의 홈이 형성된 받침부재 및 홈에 삽입되는 종방향 철근을 설명하기 위한 개략적인 개념 사시도이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체의 홈에 종방향 철근이 삽입된 받침부재의 개략적인 사시도이다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체의 홈에 종방향 철근이 삽입된 받침부재의 개략적인 측면도이다.
도 11 및 도 12는 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체의 홈이 형성된 받침부재의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 13 및 도 14는 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체 접합 방법의 분절 거더 구조체 및 이웃 분절 거더 구조체를 배치하는 단계를 설명하기 위한 개략적인 종단면도이다.
도 15 및 도 16은 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체 접합 방법의 분절 거더 구조체의 연결용 매입부재의 일단부와 이웃 분절 거더 구조체의 연결용 매입부재의 타단부를 연결하는 단계를 설명하기 위한 개략적인 종단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되거나 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치와 관련된 용어(상측, 상부, 하측, 하부, 종방향, 종방향 일단부, 종방향 타단부, 횡방향 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설정한 것이다. 예를 들면, 도 1을 보았을 때 전반적으로 12시 방향이 상측, 전반적으로 12시 방향을 향하는 부분이 상부, 전반적으로 6시 방향이 하측, 전반적으로 6시 방향을 향하는 부분이 하부, 전반적으로 3시-9시 방향이 종방향, 전반적으로 3시 방향을 향하는 단부가 종방향 일단부, 전반적으로 9시 방향을 향하는 단부가 종방향 타단부 등이 될 수 있다. 또한, 도 2를 참조하면, 전반적으로 3시-9시 방향이 횡방향 등이 될 수 있다. 또한, 참고로, 종방향은 교량이 연장되는 길이 방향을 의미할 수 있다.
본원은 분절 거더 구조체 및 이의 접합 방법에 관한 것이다.
먼저, 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체(이하 '본 분절 거더 구조체'라 함)(1)에 대해 설명한다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체를 설명하기 위해, 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체의 이웃 분절 거더 구조체와 연속화된 부분의 개략적인 종단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A의 개략적인 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 분절 거더 구조체(1)는 분절 거더 본체(11)를 포함한다. 분절 거더 본체(11)는 철근 및 콘크리트부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 본 분절 거더 구조체(1)는 이웃 분절 거더 구조체(1')와 연결되어 PSC(PreStressed Concrete) 거더(박스빔)을 이룰 수 있다. 이에 따라, 분절 거더 본체(11)는 PSC(PreStressed Concrete) 거더 타입에 적용 가능한 것으로서, 본 분절 거더 구조체(1)는 PSC 거더가 복수 개의 세그먼트로 분절된 것일 수 있다. 도 2를 참조하면, 분절 거더 본체(11)에는 텐던덕트(113)가 형성될 수 있다. 참고로, 본 분절 거더 구조체(1)의 분절 거더 본체(11)와 이웃 분절 거더 구조체(1')의 분절 거더 본체(11)의 접합이 이루어진 후, 텐던덕트(113)에 삽입된 텐던(예를 들면 복수의 덴던 중 적어도 일부)에 인장력이 가해진 상태에서 텐던이 정착됨으로써 본 분절 거더 구조체(1)가 이루는 거더에 프리스트레스가 도입될 수 있다.
다만, 본 분절 거더 구조체(1)가 적용되는 거더 타입은 이에만 한정되는 것은 아니며, 본 분절 거더 구조체(1)는 다양한 거더 타입에 적용 가능하다. 예를 들어, 본 분절 거더 구조체(1)는 철근콘크리트(RC) 거더 타입에 적용 가능한 것으로서, 본 분절 거더 구조체(1)는 철근콘크리트 거더가 복수 개의 세그먼트로 분절된 것일 수 있다. 다른 예로서, 본 분절 거더 구조체(1)는 강(steel) 거더 타입에 적용 가능하다. 또한, 분절 거더 본체(11)는 공장 또는 현장 이외의 별도 제작장에서 사전 제작된 프리캐스트(precast) 분절 거더일 수 있다.
또한, 본 분절 거더 구조체(1)의 분절 거더 본체(11)의 종방향 일면 및 이웃 분절 거더 구조체(1')의 분절 거더 본체(11)의 종방향 타면 중 어느 하나에는 전단키(114)가 형성되고, 본 분절 거더 구조체(1)의 종방향 일면 및 이웃 분절 거더 구조체(1')의 종방향 타면 중 다른 하나에는 전단키(114)와 맞물리는 전단키 맞물림 홈(115)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 분절 거더 구조체(1')는 전단키(114)와 전단키 맞물림 홈(115)이 맞물림되도록 정합될 수 있다. 참고로, 본원의 도면에는 본 분절 거더 구조체(1)의 종방향 일면에 전단키(114)가 형성되고 이웃 분절 거더 구조체(1')의 종방향 타면에 전단키 맞물림 홈(115)이 형성된 것으로 도시되었다.
또한, 도 1을 참조하면, 본 분절 거더 구조체(1)는 연결용 매입부재(12)를 포함한다. 연결용 매입부재(12)는 하부가 분절 거더 본체(11)의 종방향 일단부의 상면 하측으로 삽입 고정되고, 상부가 본 분절 거더 구조체(1)에 대하여 종방향 일측으로 이웃하는 이웃 분절 거더 구조체(1')를 향하는 방향으로 구부러져 연장된다.
예를 들어, 도 1을 참조하면, 연결용 매입부재(12)의 하부는 분절 거더 본체(11) 내에서 하측 방향으로 연장될 수 있다. 이때 연결용 매입부재(12)는 정착 길이 이상의 삽입 길이를 가지고 분절 거더 본체(11) 내부에 삽입되어 정착되는 형태로 고정될 수 있다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체와 이웃 분절 거더 구조체의 연결되는 부분의 일 구현예를 도시한 개략적인 종단면도이고, 도 4는 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체와 이웃 분절 거더 구조체의 연결되는 부분의 다른 구현예를 도시한 개략적인 종단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 연결용 매입부재(12)의 분절 거더 본체(11)에 삽입된 부분은 구부러질 수 있다. 이를 테면, 본 분절 거더 구조체(1)의 형고에 따라, 연결용 매입부재(12)의 하부가 하향으로만 연장되어서는 연결용 매입부재(12)의 분절 거더 본체(11)에 대한 정착 길이가 확보되지 못할 수 있다.이러한 경우, 연결용 매입부재(12)의 하부는 하향이 아닌 다른 방향으로 구부러질 수 있다.
예시적으로, 도 3을 참조하면, 연결용 매입부재(12)의 하부는 갈고리 형상(하향 연장되다가 구부러져 다시 상향 연장되는 알파벳 "U" 형상)으로 구부러질 수 있다. 또는 다른 예로, 도 4를 참조하면, 연결용 매입부재(12)의 분절 거더 본체(11)에 삽입된 부분(하부)은, 그 단부가 종방향 타측으로 연장되도록 구부러질(절곡될) 수 있다. 구체적인 예로 도 4를 참조하면, 연결용 매입부재(12)의 분절 거더 본체(11)에 삽입된 부분(하부)은, 연직 하향 또는 종방향 타측 방향으로 비스듬하게 경사(예를 들면 45˚의 경사)진 하향으로 연장되다가, 다시 종방향 타측으로 구부러져 연장되어 그 단부가 종방향 타측을 향하도록 구비될 수 있다.
또한, 분절 거더 본체(11)가 콘크리트부를 포함하는 경우(예를 들면 본 분절 거더 구조체(1)가 PSC 분절 거더 타입 또는 철근콘크리트(RC) 분절 거더 타입에 적용되는 경우), 연결용 매입부재(12)의 하부는 콘크리트부에 매입될 수 있다. 또한, 분절 거더 본체(11)가 강 거더(steel girder) 타입에 적용되는 경우, 연결용 매입부재(12)는 분절 거더 본체(11)(이를 테면, 분절 거더 본체(11)의 상부 플랜지)에 대하여 용접, 볼팅 등을 통하여 고정될 수 있다.
또한, 도 1을 참조하면, 본 분절 거더 구조체(1)의 연결용 매입부재(12)는 상부가 분절 거더 본체(11)의 상측으로 돌출되어 이웃 분절 거더 구조체(1')를 향하는 방향(종방향 일측 방향)으로 구부러질 수 있다.
연결용 매입부재(12)는 길이 방향을 따라 길게 연장되고 적어도 1회 이상 구부러지는 바(bar) 형상의 부재일 수 있다. 예를 들어, 연결용 매입부재(12)는 철근일 수 있다. 보다 바람직하게는 연결용 매입부재(12)는 이형 철근일 수 있다. 이러한 경우, 연결용 매입부재(12)의 분절 거더 본체(11)의 콘크리트부 또는 바닥판(슬래브)의 콘크리트부에 대한 결합력(부착)이 증가될 수 있다. 참고로, 바닥판은 본 분절 거더 구조체(1)가 형성하는 거더의 상측에 형성될 수 있다.
또한, 연결용 매입부재(12)의 상부의 종방향 일단부는 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 분절 거더 구조체(1')의 연결을 위해, 이웃 분절 거더 구조체(1')의 연결용 매입부재(12)의 타단부(상부의 타단부)와 연결된다. 이와 같이, 본 분절 거더 구조체(1)는 이웃 분절 거더 구조체(1)와 각각의 연결용 매입부재(12)에 의해 연결될 수 있어, 연속화될 수 있다.
예를 들어, 연결용 매입부재(12)의 일단부와 이웃 분절 거더 구조체(1')의 연결용 매입부재(12)의 타단부는 용접 또는 커플러를 통해 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 본 분절 거더 구조체(1)의 연결용 매입부재(12)의 일단부와 이웃 분절 거더 구조체(1')의 연결용 매입부재는 커플러(14)을 통해 연결될 수 있다. 또는, 다른 예로서, 본 분절 거더 구조체(1)의 연결용 매입부재(12)의 일단부에 용접 철근의 타단부가 용접되고, 이웃 분절 거더 구조체(1')의 연결용 매입부재(12)의 타단부에 용접 철근의 일단부가 용접됨으로써, 연결용 매입부재(12)의 일단부와 이웃 분절 거더 구조체(1')의 연결용 매입부재(12)의 타단부는 용접 철근에 의해 용접 연결될 수 있다.
전술한 바에 따르면, 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 분절 거더 구조체(1')는 분절 거더 본체(11)의 상측으로 돌출되어 구부러진 연결용 매입부재(12)의 종방향 일단부와 이웃 분절 거더 구조체(1')의 분절 거더 본체(11)의 상측으로 돌출되어 구부러진 연결용 매입부재(12)의 종방향 타단부가 연결됨으로써, 연결될 수 있다.
이에 따라, 종래의 블록아웃부를 통해 노출된 철근끼리 연결되던 방식과 달리, 본 분절 거더 구조체(1)에 의하면, 본 분절 거더 구조체(1)의 상측에서 본 분절 거더 구조체(1)의 연결용 매입부재(12)와 이웃 분절 거더 구조체(1')의 연결용 매입부재의 연결이 이루어질 수 있기 때문에, 본 분절 거더 구조체(1) 제조시 블록아웃부가 형성될 필요가 없어 용이한 제조가 가능하다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체의 폐도형 단면을 갖는 받침부재의 개략적인 사시도이고, 도 6은 도 5와 다른 각도에서 바라보고 도시한 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체의 폐도형 단면을 갖는 받침부재의 개략적인 사시도이며, 도 7은 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체의 적어도 일부가 개구된 단면을 갖는 받침부재의 개략적인 사시도이다.
또한, 도 1을 참조하면, 본 분절 거더 구조체(1)는 연결용 매입부재(12)의 구부러진 부분(연결용 매입부재(12)의 상부와 하부 사이의 구부러진 부분)의 내측을 지지하도록 횡방향으로 연장 배치되는 받침부재(13)를 포함한다. 받침부재(13)는 연결용 매입부재(12)를 지지할 수 있다. 연결용 매입부재(12)는 상부가 하부에 대하여 구부러져 종방향을 따라 연장되므로, 연결용 매입부재(12)에는 인장력이 작용될 수 있는데, 받침부재(13)는 연결용 매입부재(12)의 절곡 상태(구부러짐 상태 또는 각도) 등이 인장력에 의해 변형(변화)되는 것이 방지되도록, 연결용 매입부재(12)를 지지할 수 있다.
구체적으로, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 받침부재(13)는 내부가 중공이고 횡방향으로 연장 배치되는 관 부재(131)를 포함할 수 있다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 관 부재(131)는 단면이 폐도형일 수 있다. 또는, 도 7을 참조하면, 관부재(131)는 적어도 일부가 개구된 단면을 가질 수 있다.
도 2를 참조하면, 관 부재(131)는 그의 길게 연장되는 길이 방향이 횡방향과 나란하도록 횡방향으로 연장 배치될 수 있다. 또한 도 2를 참조하면, 연결용 매입부재(12)는 이처럼 횡방향 연장 배치된 관 부재(131)에 대하여 횡방향을 따라 간격을 두고 복수개 배치될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 분절 거더 본체(11)는 철근 및 콘크리트부를 포함하는 분절 거더 타입일 수 있는데, 도 1 및 도 2를 참조하면, 받침부재(13)(이를 테면, 관 부재(131))는 적어도 일부가 분절 거더 본체(11)의 콘크리트부에 매입되도록 배치될 수 있다. 이를 테면, 관 부재(131)의 하부는 분절 거더 본체(11)의 콘크리트부에 매입될 수 있다. 또한, 관 부재(131)의 일부는 분절 거더 본체(11)의 외측(이를 테면, 상측)으로 노출될 수 있다. 이에 따라, 관 부재(131)는 분절 거더 본체(11)의 콘크리트부에 고정될 수 있다. 또한, 관 부재(131)의 적어도 일부(이를 테면, 관 부재(131)의 상부)는 바닥판의 콘크리트부에 매입될 수 있다. 이러한 경우, 관부재(131)는 분절 거더 본체(11)의 콘크리트부에 매입되는 형태로 프리캐스트될 수 있다.
또한, 받침부재(13)(이를 테면, 관 부재(131))는 연결용 매입부재(12)의 구부러진 부분의 내측과 대향하는 외주면 부분이 연결용 매입부재(12)의 구부러진 부분의 내측의 곡면 형상에 대응하는 곡면을 포함할 수 있다. 다시 말해, 관 부재(131)는 연결용 매입부재(12)의 구부러진 부분의 내측과 대향하는 외주면 부분이 연결용 매입부재(12)의 구부러진 부분의 내측의 곡면 형상과 소정 이상 맞물리는 곡면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 연결용 매입부재(12)의 구부러진 부분의 내측의 곡면 형상이 하나 이상의 곡률 반경이 조합된 곡면인 경우, 관 부재(131)의 연결용 매입부재(12)의 구부러진 부분의 내측과 대향하는 외주면 부분은 오차 범위 이내에서 대응하는 곡률 반경이 조합된 곡면 형상을 가질 수 있다.
또한, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 받침부재(13)는 관 부재(131)를 상하 방향으로 가로지르며, 상단은 관 부재(131)의 상측으로 돌출되고, 하단은 관 부재(131)의 하측으로 돌출되게 배치되는 관통부재(132)를 포함할 수 있다. 이를 테면, 관통 부재(132)는 철근일 수 있다. 보다 바람직하게는 이형철근일 수 있다. 또한, 관 부재(131)는 관통부재(132)가 상하 방향을 따라 가로지르는 상태로 배치될 수 있도록, 그 상측 및 하측 각각에 관통부재(132)가 통과 가능한 홀이 형성될 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 관통부재(132)는 하단이 분절 거더 본체(11)에 매입되도록 배치될 수 있다. 이를 테면, 관통 부재(132)의 하단은 분절 거더 본체(11)의 콘크리트부에 매입될 수 있다. 이러한 관통부재(132)는 관 부재(131)의 분절 거더 본체(11)에 대한 결합력을 증가시키는 스터드 역할을 할 수 있다.
또한, 관통부재(132)의 관 부재(131)의 상측으로 돌출되는 상단은 바닥판(이를 테면, 바닥판의 콘크리트부)에 매입될 수 있다. 이에 따라, 관통부재(132)는 관 부재(131)의 바닥판에 대한 스터드 역할을 할 수 있다.
또한, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 받침부재(13)는 관 부재(131) 내부에 충진되는 시멘트질 충진부(133)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 관통 부재(132)는 관 부재(131)에 대하여 고정될 수 있다. 예를 들어, 받침부재(13)는 관 부재(131)에 대하여 관통부재(132)를 배치시키고 관 부재(131) 내에 시멘트질 충진부(133)를 형성하는 재료를 충진하고 양생하여 시멘트질 충진부(133)를 형성할 수 있다. 또는, 관통 부재(132)는 시멘트질 충진부(133)와는 독립적으로(별개로) 관 부재(131)에 대하여 용접 등의 방법에 의하여 고정될 수 있다. 여기서, 시멘트질 충진부(133)를 형성하는 재료라 함은, 시멘트를 포함하는 재료를 포괄하는 개념으로 이해할 수 있다. 예시적으로, 시멘트질 충진부(133)는 콘크리트, 몰탈, 시멘트밀크 등의 재료를 충진하여 형성될 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3을 참조하면, 받침부재(13)는 관 부재(13)가 분절 거더 본체(11)의 종방향 철근(111) 상에 거치되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 본 분절 거더 구조체(1)의 프리캐스트(사전 제작)시 이렇게 종방향 철근(111) 상에 거치하는 형태로 배치함으로써, 사전 제작 편의성을 높일 수 있다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체의 홈이 형성된 받침부재 및 홈에 삽입되는 종방향 철근을 설명하기 위한 개략적인 개념 사시도이고, 도 9는 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체의 홈에 종방향 철근이 삽입된 받침부재의 개략적인 사시도이며, 도 10은 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체의 홈에 종방향 철근이 삽입된 받침부재의 개략적인 측면도이고, 도 11 및 도 12는 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체의 홈이 형성된 받침부재의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 받침부재(13)에는 종방향 철근(111)의 삽입이 가능하도록, 하측으로부터 상측으로 함몰된 홈(1311)이 형성될 수 있다. 이러한 홈(1311)은 횡방향으로는 종방향 철근(111)이 삽입될 수 있도록 종방향 철근(111)의 직경 이상의 폭을 가지도록 형성될 수 있고, 종방향으로는 종방향 철근(111)이 홈(1311)을 종방향을 따라 가로질러 통과할 수 있도록 개구되게 형성될 수 있다. 예를 들어 도 9 및 도 10을 참조하면, 홈(1311)은 종방향 철근(111)이 끼움 또는 맞물림 결합될 수 있도록 종방향 철근(111)의 직경 이상의 소정의 폭만큼을 종방향을 따라 절개한 형태로 형성될 수 있다.
또한, 도 11 및 도 12를 참조하면, 홈(1311)은 다음과 같이 형성될 수 있다. 관 부재(131) 내부에 시멘트질 충진부(133)가 형성되기 전에 관 부재(131)에 절삭가공이 이루어져 관 부재(131)의 홈(1311)에 대응하는 부분(홈(1311)의 관 부재(131)가 절개된 부분)이 형성되고, 종방향 철근(111)과 대응하는 두께(다시 말해, 종방향 철근(111)의 두께와 대응하는 두께(오차 범위를 고려하여 동일한 두께))를 갖는 판재(8)가 삽입되고, 관 부재(131)에 시멘트질 충진부(133)를 형성하는 재료가 타설(충진)되며, 타설된 재료가 완전히 양생되기 전에 판재(8)가 제거됨으로써 홈(1311)이 형성될 수 있다. 이외에도, 홈(1311)은 기알려지거나 향후 개발되는 다양한 방법(예를 들면 관 부재(131) 내부에 시멘트질 충진부(133)를 형성한 다음에 절개된 홈 영역에 대응하는 절삭 가공을 수행하는 방법)에 의해 형성될 수 있다. 이에 따라, 받침부재(13)는 종방향 철근(111)과 결합되어 종방향 철근(111) 상에 보다 안정적으로 거치될 수 있다.
이하에서는, 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체 접합 방법(이하 '본 접합 방법' 이라 함)에 대하여 설명한다. 다만, 본 접합 방법은 앞서 살핀 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체의 접합 방법에 관한 것이므로, 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체에서 설명한 구성과 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략하기로 한다.
본 접합 방법은, 본 분절 거더 구조체(1) 및 이웃 분절 거더 구조체(1')를 준비하는 단계(제1 단계)를 포함한다. 본 분절 거더 구조체(1) 및 이웃 분절 거더 구조체(1')는 별도의 제작장에서 프리캐스트 형태로 제작될 수 있다. 예시적으로, 본 분절 거더 구조체(1)의 분절 거더 본체(11)가 PSC 거더 타입 형성에 사용되는 경우, 분절 거더 본체(11)는 철근 배근, 덕트 설치, 거푸집 설치, 콘크리트 타설, 콘크리트 양생 및 프리스트레스 도입 등의 공정을 통하여 프리캐스트 형태로 제작될 수 있다. 또한, 본 분절 거더 구조체(1)의 연결용 매입부재(12) 및 받침부재(13)는 이처럼 분절 거더 본체(11)가 프리캐스트 되는 공정의 중간에 배치될 수 있다. 예시적으로, 연결용 매입부재(12) 및 받침부재(13)는 콘크리트 타설 공정이 진행되기 이전에 미리 설정된 위치에 배치될 수 있다.
도 13 및 도 14는 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체 접합 방법의 분절 거더 구조체 및 이웃 분절 거더 구조체를 배치하는 단계를 설명하기 위한 개략적인 종단면도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 본 접합 방법은 본 분절 거더 구조체(1)의 종방향 일측 단부 및 이웃 분절 거더 구조체(1')의 종방향 타측 단부가 종방향에 대하여 대향하도록, 분절 거더 구조체(1) 및 이웃 분절 거더 구조체(1')를 배치하는 단계(제2 단계)를 포함한다. 예를 들어, 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 분절 거더 구조체(1')는 조립대(9) 상에서 연결(접합)될 수 있다. 이를 위해, 본 분절 거더 구조체(1)의 종방향 일측 단부와 이웃 분절 거더 구조체(1')의 종방향 타측 단부는 조립대(9) 상에서 종방향에 대하여 대향할 수 있다. 참고로, 조립대(9)는 분절 거더 간의 접합시 접합되는 부분을 지지하는 받침 역할을 하는 구성으로서, 분절 거더 접합 기술 분야에서 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 15 및 도 16은 본원의 일 실시예에 따른 분절 거더 구조체 접합 방법의 분절 거더 구조체의 연결용 매입부재의 일단부와 이웃 분절 거더 구조체의 연결용 매입부재의 타단부를 연결하는 단계를 설명하기 위한 개략적인 종단면도이다.
본 접합 방법은 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 분절 거더 구조체(1')를 연결하는 단계(제3 단계)를 포함한다.
구체적으로, 도 15를 참조하면, 제3 단계는 본 분절 거더 구조체(1)의 종방향 일면과 이웃 분절 거더 구조체(1')의 종방향 타면을 상호 접합시키는 단계(제3-1 단계)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 분절 거더 구조체(1')는 전단키(114)와 전단키 맞물림 홈(115)이 맞물림되도록 정합될 수 있다.
또한, 도 16을 참조하면, 제3 단계는, 본 분절 거더 구조체(1)의 연결용 매입부재(12)의 일단부와 이웃 분절 거더 구조체(1')의 연결용 매입부재(12)의 타단부를 용접 또는 커플러(14)을 통해 연결하는 단계(제3-2 단계)를 포함할 수 있다.
또한, 제2 단계에서, 본 분절 거더 구조체(1)의 종방향 일면 및 이웃 분절 거더 구조체(1')의 종방향 타면 중 하나 이상에는 접합 물질이 도포된 것일 수 있다. 예를 들어, 제2 단계는 접합 물질이 도포된 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 분절 거저 구조체(1')를 배치할 수 있다. 또는, 제2 단계는, 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 분절 거더 구조체(1')의 배치 후 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 분절 거더 구조체(1') 중 하나 이상에 접합 물질을 도포할 수 있다.
또한, 본 접합 방법은, 접합 물질이 접합 물질 층을 형성하도록, 다시 말해, 접합 물질이 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 분절 거더 구조체(1') 사이의 간극을 밀실하게 채우도록, 접합물질에 일정 이상의 압력이 작용되게 제3-2 단계를 수행할 수 있다.
예를 들어, 제3-2 단계가 커플러(14)을 통해 본 분절 거더 구조체(1)의 연결용 매입부재(12)와 이웃 분절 거더 구조체(1')의 연결용 매입부재(12)를 연결하는 경우, 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 분절 거더 구조체(1')는 커플러 연결이 진행됨에 따라 서로 가까워질 수 있는데, 이에 따라, 접합물질에 소정의 압력이 작용될 수 있다. 이러한 경우, 제3-2 단계는 접합 물질이 경화되기 전에 수행될 수 있다. 이러한 접합 물질의 경화 전 제3-2 단계의 수행은, 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 분절 거더 구조체(1')의 접합 부위 사이의 미세한 공극이 미경화 상태의 접합 물질에 의해 메워지게 하기 위함일 수 있다. 즉, 제3-2 단계는 접합 물질이 경화되기 전에 접합 물질에 소정의 압력을 작용시키며 접합물질의 경화가 진행되도록 수행됨으로써, 콘크리트 접합 부위 사이에 형성되는 미세한 공극이 접합물질에 의해 메워지도록 할 수 있다.
또한, 제3 단계는, 전술한 텐던을 긴장하여 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 분절 거더 구조체(1')를 서로를 향하는 방향으로 가압(밀착)할 수 있다.
정리하면, 제3 단계는 본 분절 거더 구조체(1)의 종방향 일면 및 이웃 분절 거더 구조체(1')의 종방향 타면 중 하나 이상에 접합 물질이 도포된 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 분절 거더 구조체(1')를 정합시키고(제3-1 단계), 본 분절 거더 구조체(1) 및 이웃 분절 거더 구조체(1')를 서로 가까워지도록 가압할 수 있다(이를 테면, 본 분절 거더 구조체(1) 및 이웃 분절 거더 구조체(1')에 삽입된 텐던에 외부 긴장력을 도입하거나, 통해 본 분절 거더 구조체(1)의 연결용 매입부재(12)와 이웃 분절 거더 구조체(1')의 연결용 매입부재(12)를 커플러 연결함으로써 가압할 수 있다). 이에 따라, 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 분절 거더 구조체(1')가 밀착된 상태로 접합 물질은 경화될 수 있으며, 이에 따라, 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 분절 거더 구조체(1')의 일체성이 더욱 증가될 수 있다.
이와 같이, 본 접합 방법은, 본 분절 거더 구조체(1)와 이웃 거분절 거더 구조체(1')를 화학적(접합물질에 의한 연결) 및 물리적(연결용 매입부재(12)간의 연결)으로 연결할 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 분절 거더 구조체
1': 이웃 분절 거더 구조체
11: 분절 거더 본체
111: 종방향 철근
113: 텐던덕트
114: 전단키
115: 전단키 맞물림 홈
12: 연결용 매입부재
13: 받침부재
131: 관 부재
133: 시멘트질 충진부
1311: 홈
9: 조립대

Claims (10)

  1. 분절 거더 구조체에 있어서,
    분절 거더 본체;
    하부가 상기 분절 거더 본체의 종방향 일단부의 상면 하측으로 삽입 고정되고, 상부가 상기 분절 거더 구조체에 대하여 종방향 일측으로 이웃하는 이웃 분절 거더 구조체를 향하는 방향으로 구부러져 연장되는 연결용 매입부재; 및
    상기 연결용 매입부재의 구부러진 부분의 내측을 지지하도록 횡방향으로 연장 배치되는 받침부재를 포함하되,
    상기 연결용 매입부재의 상부의 종방향 일단부는, 상기 분절 거더 구조체와 상기 이웃 분절 거더 구조체의 연속화를 위해, 상기 이웃 분절 거더 구조체의 연결용 매입부재의 타단부와 연결되는 것인, 분절 거더 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분절 거더 본체는 철근 및 콘크리트부를 포함하는 분절 거더 타입이고,
    상기 받침부재는, 적어도 일부가 상기 분절 거더 본체의 콘크리트부에 매입되도록 배치되는 것인, 분절 거더 구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 받침부재는, 상기 연결용 매입부재의 구부러진 부분의 내측과 대향하는 외주면 부분이 상기 연결용 매입부재의 구부러진 부분의 내측의 곡면 형상에 대응하는 곡면을 포함하는 것인, 분절 거더 구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 받침부재는, 내부가 중공이고, 횡방향으로 연장 배치되는 관 부재를 포함하는 것인, 분절 거더 구조체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 받침부재는,
    상기 관 부재를 상하 방향으로 가로지르며, 상단은 상기 관 부재의 상측으로 돌출되고, 하단은 상기 관 부재의 하측으로 돌출되게 배치되는 관통부재를 더 포함하는 것인, 분절 거더 구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 관통부재는, 하단이 상기 분절 거더 본체에 매입되도록 배치되는 것인, 분절 거더 구조체.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 받침부재는, 상기 관 부재 내부에 충진되는 시멘트질 충진부를 더 포함하는 것인, 분절 거더 구조체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 연결용 매입부재의 일단부와 상기 이웃 분절 거더 구조체의 연결용 매입부재의 타단부는 용접 또는 커플러를 통해 연결되는 것인, 분절 거더 구조체.
  9. 제1항에 따른 분절 거더 구조체의 방법으로서,
    (a) 상기 분절 거더 구조체 및 상기 이웃 분절 거더 구조체를 준비하는 단계;
    (b) 상기 분절 거더 구조체의 종방향 일측 단부 및 상기 이웃 분절 거더 구조체의 종방향 타측 단부가 종방향에 대하여 대향하도록, 상기 분절 거더 구조체 및 상기 이웃 분절 거더 구조체를 배치하는 단계; 및
    (c) 상기 분절 거더 구조체와 상기 이웃 분절 거더 구조체를 연결하는 단계를 포함하는, 분절 거더 구조체의 접합 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 분절 거더 구조체의 종방향 일면 및 상기 이웃 분절 거더 구조체의 종방향 타면 중 하나 이상에 접합 물질이 도포된 것이고,
    상기 (c) 단계는,
    (c1) 상기 분절 거더 구조체의 종방향 일면과 상기 이웃 분절 거더 구조체의 종방향 타면을 상호 접합시키는 단계;
    (c2) 상기 분절 거더 구조체의 연결용 매입부재의 일단부와 상기 이웃 분절 거더 구조체의 연결용 매입부재의 타단부를 용접 또는 커플러를 통해 연결하는 단계를 포함하는 것인, 분절 거더 구조체의 접합 방법.

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