KR102176576B1 - 하이브리드 정착구세트가 구비된 psc 합성거더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정착구 주변에 응력집중 및 과도한 압축응력이 도입되는 것을 방지하고, 거더 중앙부에 최대 압축응력을 도입시키되 거더 길이 전체에 대해 압축응력 도입량이 급변되지 않도록 하며, 더 나아가 프리스트레스 도입 후 거더의 응력 상태 변화를 완만하게 함으로써 거더에 균열이 발생되는 것을 방지할 수 있는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더를 제공한다. 본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 PSC 합성거더는 상부플랜지, 하부플랜지 및 상부플랜지와 하부플랜지를 연결하는 복부를 갖는 본체와; 상기 본체의 일단에서 시작하여 본체의 중앙부와 타단 사이에서 완료되는 길이를 가지되 본체의 횡단면상 대칭되도록 설치되는 한 쌍의 쉬스;를 갖되, 각각의 쉬스에 대해, 본체의 일단인 쉬스의 일단측에 형성되는 단부가동정착구와, 상기 쉬스의 타단측에 형성되되 본체 중앙부와 타단 사이의 본체 내부에 형성되는 내부고정정착구와, 상기 쉬스의 타단측에 형성되되 상기 내부고정정착구와 본체의 타단 사이의 본체 측면에 설치되는 측면가동정착구의 3종 정착구로 구성된 가동-고정-가동 하이브리드 정착구세트와; 일단은 단부가동정착구에 정착되되 타단은 내부고정정착구로 정착되는 고정단긴장재와, 일단은 상기 단부가동정착구에 정착되되 타단은 측면가동정착구에 정착되는 가동단긴장재로 구성된 하이브리드 긴장재세트가 한 쌍의 쉬스에 각각 모두 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더{PSC composite girder having hybrid anchorage device set}

본 발명은 여러 종류의 정착구를 복합하여 거더에 긴장력을 도입하는 PSC 합성거더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 쉬스에 3종류의 정착구로 긴장재를 분산 정착시킴으로써 정착구 주변에 응력집중 및 과도한 압축응력이 도입되는 것을 방지하며, 거더 중앙부에 최대 압축응력을 도입시키되 거더 길이 전체에 대해 압축응력 도입량이 급변되지 않도록 하여 거더의 응력 상태 변화를 완만하게 함으로써 거더에 균열이 발생되는 것을 방지할 수 있는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더에 관한 것이다.

또한, 거더의 측면에 정착구를 배치하여 재긴장 작업 시 작업공간을 확보하여 작업성을 향상시키고, 긴장재의 곡선배치로 인해 발생되는 유해한 횡방향력을 지지하고 더 나아가 횡방향력의 일부를 긴장력 보충수단으로 전환시켜 거더의 안전성을 향상시킬 수 있는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더에 관한 것이다.

PSC 합성거더는 콘크리트의 낮은 인장강도를 보완하기 위해 긴장재를 이용하여 거더에 프리스트레스를 도입하는 거더로서, 전통적인 철근콘크리트 구조에 비해 저형고 및 장경간이 가능한 특징으로 인해 국내 대부분의 교량이 PSC 합성거더로 시공되고 있다.

일반적으로 단순보의 경우 거더에는 자중 등의 상부하중이 재하될 때 거더의 경간 중앙부에 최대 모멘트가 발생하며, 이로 인해 거더 하연에 최대 인장응력이 발생된다. PSC 합성거더는 중립축 아래 배치된 긴장재를 통해 프리스트레스가 도입됨으로써 거더에 발생하는 인장응력을 상쇄하는 특징을 가진다. 하지만 프리스트레스를 통해 거더의 전체 길이에 걸쳐 압축응력이 도입되므로 인장응력이 거의 발생되지 않는 거더 단부에는 필요 이상의 압축응력이 도입되는 불합리성을 가진다. 이로 인해 거더의 단부 단면이 커지고 재료 강도가 높아지는 등 재료의 효율적 사용을 저해하게 된다. 또한, 거더의 전체 길이에 걸쳐 긴장재가 배치됨에 따라 긴장재의 사용량이 증가되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 긴장재의 일단은 거더 단부에 설치된 단부가동정착구에 정착되고 타단은 거더 중앙부와 타단 단부 사이의 콘크리트 내에 매립·정착되어 내부고정정착구를 형성하는 가동-고정 정착구를 이용한 긴장력 도입 방식과, 거더 양 단부에 설치되는 한 쌍의 단부가동정착구 외에 거더 단부 가까이의 하부플랜지 상면에 위치하는 한 쌍의 추가가동정착구를 이용한 긴장력 도입 방식이 최근 개발되었다.

도 1은 종래 가동-고정 정착구를 이용한 긴장력 도입 방식과 이에 의한 거더 하연 응력상태를 나타내는 사시도이며, 도 2는 종래 한 쌍의 추가가동정착구를 이용한 긴장력 도입 방식과 이에 의한 거더 하연 응력상태를 나타내는 사시도이다.

도 1과 같이 종래, 거더(1)의 가동-고정 정착구를 이용한 긴장력 도입 방식은, 긴장재를 단부 대비 중앙부에서 2배로 증대시킬 수 있어 중앙부에는 높은 압축응력(fp)을 도입시키고 양 단부에는 상대적으로 낮은 압축응력(fp)을 도입시킬 수 있다. 이러한 압축응력(fp)은 거더 하연의 인장응력(ft)이 포물선 형태임을 감안하여 인장응력(ft)이 작은 단부에서는 작게 도입되고 인장응력(ft)이 큰 중앙부에서는 크게 도입됨으로써 종대 대비 거더 단부의 크기 증대나 콘크리트의 재료 강도 증대를 피할 수 있는 장점이 있다.

하지만 단부가동정착구(5)에 배치된 긴장재의 타측이 모두 내부고정정착구(6)에 모두 정착됨에 따라 다발 형태의 긴장재가 협소한 단면에 밀집될 수밖에 없으며, 이로 인해 긴장력 도입 시 응력집중현상으로 인한 콘크리트의 내부 균열 발생이 발생되기 쉬우며, 긴장재의 개수가 급변하는 구간에서는 급격한 응력 단차 및 최종응력(fsum)이 인장 상태에 가까워 내부 균열을 더욱 가속화 시킬 수 있다. 또한 교량이 완공 된 다음 재긴장 작업이 불가능하여 유지관리 측면에서 불리한 문제점이 있다.

또한 도 2와 같이 종래 한 쌍의 추가가동정착구(7)를 이용한 긴장력 도입 방식은, 가동-고정 정착구 방식처럼 정착구를 분산하여 배치하므로 거더(1) 단부에 과도한 압축응력(fp)이 도입되는 것을 방지하며, 거더 하부플랜지 상면에 배치된 한 쌍의 추가가동정착구를 이용하여 재긴장이 가능하므로 유지관리성능이 향상되는 효과가 있다.

하지만 이 역시 가동-고정 정착구 방식처럼 긴장재의 개수가 급변하는 구간에서 급격한 응력 단차 및 최종응력(fsum)이 인장 상태에 가까워 내부 균열이 발생되기 쉬우며, 돌출된 한 쌍의 가동정착구로 인해 재료비 상승 및 긴장력 도입 작업 횟수가 증가되고, 긴장력 도입 시 거더 하부플랜지 상면과 바닥판 하면 사이의 공간이 협소하여 잭(JACK)을 배치할 공간이 부족한 경우가 많아 재긴장이 어렵거나 불편하여 작업성이 저하되며, 특히 거더의 높이가 낮은 경우 재긴장이 불가능한 문제점을 가지고 있다.

본 발명의 배경이 되는 기술로서, 한국 등록특허 등록번호 제10-1589063호로서, '노치부정착빔을 이용하여 제작된 PSC 거더 및 그 시공방법'이 제안되어 있다. 이는 긴장재의 편심거리를 충분히 활용하면서도 횡방향연결빔과 연결이 가능하여 별도의 전도방지수단이 필요없도록 한 것이다.

그러나 상기 배경기술은 프리스트레스를 통해 거더의 전체 길이에 걸쳐 압축응력이 도입되므로 인장응력이 거의 발생되지 않는 거더 단부에는 필요 이상의 압축응력이 도입되며, 거더의 전체 길이에 걸쳐 긴장재가 배치됨에 따라 긴장재의 사용량이 증가되는 문제점이 있다.

한국 등록특허 등록번호 제10-1589063호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 정착구 주변에 응력집중 및 과도한 압축응력이 도입되는 것을 방지하고, 거더 중앙부에 최대 압축응력을 도입시키되 거더 길이 전체에 대해 압축응력 도입량이 급변되지 않도록 하며, 더 나아가 프리스트레스 도입 후 거더의 응력 상태 변화를 완만하게 함으로써 거더에 균열이 발생되는 것을 방지할 수 있는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 재긴장 작업을 위한 작업공간을 확보하기 위해 정착단의 위치를 변경시키고, 긴장재의 곡선배치로 인해 발생되는 유해한 횡방향력을 지지하고 더 나아가 횡방향력의 일부를 긴장력 보충수단으로 전환시켜 거더의 안전성을 향상시킬 수 있는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 PSC 합성거더는 상부플랜지, 하부플랜지 및 상부플랜지와 하부플랜지를 연결하는 복부를 갖는 본체와; 상기 본체의 일단에서 시작하여 본체의 중앙부와 타단 사이에서 완료되는 길이를 가지되 본체의 횡단면상 대칭되도록 설치되는 한 쌍의 쉬스;를 갖되, 각각의 쉬스에 대해, 본체의 일단인 쉬스의 일단측에 형성되는 단부가동정착구와, 상기 쉬스의 타단측에 형성되되 본체 중앙부와 타단 사이의 본체 내부에 형성되는 내부고정정착구와, 상기 쉬스의 타단측에 형성되되 상기 내부고정정착구와 본체의 타단 사이의 본체 측면에 설치되는 측면가동정착구의 3종 정착구로 구성된 가동-고정-가동 하이브리드 정착구세트와; 일단은 단부가동정착구에 정착되되 타단은 내부고정정착구로 정착되는 고정단긴장재와, 일단은 상기 단부가동정착구에 정착되되 타단은 측면가동정착구에 정착되는 가동단긴장재로 구성된 하이브리드 긴장재세트가 한 쌍의 쉬스에 각각 모두 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 하나의 쉬스에 대해 단부가동정착구는 하나만 설치되는 반면, 내부고정정착구와 측면가동정착구는 긴장력의 크기 및 분포를 고려하여 다수개로 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 고정단긴장재의 내부고정정착구는 고정단긴장재의 단부를 둥글게 하여 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 가동단긴장재는 재긴장이 가능한 비부착긴장재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 가동단긴장재는 긴장력 손실을 제한하기 위해 쉬스의 타단측에서, 특정 곡률반경을 가지는 곡선구간과 상기 곡선구간 이후 직선을 유지하는 직선구간을 통해 측면가동정착구에 정착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 가동단긴장재에 형성되는 특정 곡률반경은 긴장력 손실을 제한하기 위해 가동단긴장재 직경의 40배 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 가동단긴장재에 형성되는 직선구간 길이는 긴장력에 의한 정착구 주변 균열의 확대를 억지하기 위해 가동단긴장재 직경의 12배 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 서로 대칭되며 인접한 한 쌍의 가동단긴장재 사이에, 각각의 가동단긴장재의 곡선구간 중앙부를 연결하는 곡선부저항대와, 각각의 가동단긴장재의 직선구간 시점부를 연결하는 직선부저항대로 구성된 횡력저항대를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 횡력저항대는 가동단긴장재와 직접 연결되는 연결부와 상기 연결부를 잇는 인장부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 횡력저항대의 인장부는 선부재로 강봉, 철근, 각강 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 횡력저항대의 연결부는 원통형 또는 고리형 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 곡선부저항대의 연결부의 원통형 길이는 가동단긴장재 직경 내지 직경의 1.5배로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 곡선부저항대의 연결부는 하나의 고리를 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 직선부저항대의 연결부의 원통형 길이는 가동단긴장재 직경의 3배와 100㎜ 중 작은 값 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 직선부저항대의 연결부는 두 개 이상의 고리로 구성되되, 각 고리간 간격은 가동단긴장재 직경의 1.5배 이상으로 하고, 총 길이는 가동단긴장재 직경의 3배와 100㎜ 중 작은 값 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 횡력저항대는 가동단긴장재와 만나는 부분에서 직각이며 본체 중앙부에서 꺾인 형태 또는 일정한 곡률로 구부러져 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 응력집중의 해소와 압축력을 본체에 추가 도입하기 위해 횡력저항대의 인장부 중심 또는 인장부 중심 가까이에 서로 대칭되도록 하나 이상의 변환대가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 변환대는 교축방향에 직각인 횡단면에 대해 횡력저항대의 두께 보다 큰 단면을 가진 판재로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 하나의 쉬스에 단부가동정착구, 내부고정정착구, 측면가동정착구 등 3종류의 정착구를 복합 적용하여 긴장재를 분산 정착시킴으로써 정착구 주변에 응력집중 및 과도한 압축응력이 도입되는 것을 방지하며, 거더 중앙부에 최대 압축응력을 도입시키되 거더 길이 전체에 대해 압축응력 도입량이 급변되지 않도록 하여 거더의 응력 상태 변화를 완만하게 함으로써 거더에 균열이 발생되는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 거더의 측면에 측면가동정착구를 배치하여 재긴장 작업 시 작업공간을 확보하여 작업성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 안에서 밖으로 벌어지는 곡선형태로 배치되는 한 쌍의 긴장재 사이를 횡력저항대로 연결함으로써 거더의 균열 안전성을 증대시키는 효과가 있다.

또한, 횡력저항대에 변환대를 형성하여 유해한 횡방향력의 일부를 긴장력 보충수단으로 전환시켜 거더의 안전성을 향상시키는 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 가동-고정 정착구를 이용한 긴장력 도입 방식과 이에 의한 거더 하연 응력상태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래 한 쌍의 추가가동정착구를 이용한 긴장력 도입 방식과 이에 의한 거더 하연 응력상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 긴장력 도입 방식과 이에 의한 거더 하연 응력상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 긴장재 및 정착구 배치 평면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 가동단긴장재의 배치 평면 상세도이다.
도 6은 본 발명에 의한 가동단긴장재와 횡력저항대 및 변환대에 작용하는 힘의 흐름을 나타내는 상세도이다.
도 7a는 본 발명에 일 형태에 의한 횡력저항대 배치 사시도이다.
도 7b는 본 발명에 다른 형태에 의한 횡력저항대 배치 사사도이다.
도 8a는 본 발명의 일 형태에 의한 변환대 배치 사시도이다.
도 8b는 본 발명의 다른 형태에 의한 변환대 배치 사시도이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

도 3은 본 발명에 의한 긴장력 도입 방식과 이에 의한 거더 하연 응력상태를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 긴장재 및 정착구 배치 평면도이다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 따른 PSC 합성거더(10)는, 본체(100)와, 상기 본체(100)의 일단에서 시작하여 본체(100) 중앙부와 타단 사이에서 완료되는 길이를 가지되 본체(100) 횡단면상 대칭되도록 설치되는 한 쌍의 쉬스(110)와, 각각의 쉬스(110)에 대해, 본체(100) 일단인 쉬스(110)의 일단측에 형성되는 단부가동정착구(210)와, 상기 쉬스(110)의 타단측에 형성되되 본체(100) 중앙부와 타단 사이의 본체(100) 내부에 형성되는 내부고정정착구(220)와, 역시 상기 쉬스(110)의 타단측에 형성되되 상기 내부고정정착구(220)와 본체(100) 타단 사이의 본체(100) 측면에 설치되는 측면가동정착구(230)의 3종 정착구로 구성된 가동-고정-가동 하이브리드 정착구세트(200)를 포함한다.

또한, 일단은 단부가동정착구(210)에 정착되되 타단은 내부고정정착구(220)로 정착되는 고정단긴장재(320)와, 일단은 상기 단부가동정착구(210)에 정착되되 타단은 측면가동정착구(230)에 정착되는 가동단긴장재(330)로 구성된 하이브리드 긴장재세트(300)가 한 쌍의 쉬스(110)에 각각 모두 배치되는 것으로 구성된다.

여기서 하나의 쉬스(110)에 대해 단부가동정착구(210)는 하나만 설치되는 반면, 내부고정정착구(220)와 측면가동정착구(230)는 긴장력의 크기 및 분포를 고려하여 다수개로 설치될 수 있다.

또한, 고정단긴장재(320)의 내부고정정착구(220)는 긴장재의 단부를 둥글게 하여 형성될 수 있고, 가동단긴장재(330)는 재긴장이 가능한 비부착긴장재로 구성될 수 있다.

본체(100)는 상부플랜지(101), 하부플랜지(102) 및 상부플랜지(101)와 하부플랜지(102)를 연결하는 복부(103)를 갖는다.

본 발명에 의해 하나의 쉬스(110)에 대해 3종류의 정착구가 복합 적용되어 본체(100)에 분산 배치됨에 따라, 정착구 주변에 응력집중 및 과도한 압축응력이 도입되는 것이 방지되고, 본체(100) 중앙부에 최대 압축응력을 도입되되 본체(100) 길이 전체에 대해 압축응력 도입량이 급변되지 않아 본체(100)의 응력 상태 변화가 완만하게 됨으로써 본체(100)에 균열이 방지되는 효과가 있다.

특히, 긴장력의 크기 및 분포를 고려하여 하나의 쉬스(110)에 대해 내부고정정착구(220)와 측면가동정착구(230)를 다수개로 분산 배치될 수 있다. 따라서 한 곳에 정착되는 긴장재의 개수가 적어 협소한 단면에서도 충분히 배치될 수 있으며, 이로 인해 긴장력 도입 시 응력집중현상이 완화되어 콘크리트의 내부 균열 발생이 억제되는 효과를 갖는다.

또한 본체(100) 단부에서 중앙부로 갈수로 긴장재의 개수가 단계적으로 증분되어 도 3과 같이 최종응력(fsum)의 단차가 완만하게 됨에 따라 본체(100)에 균열이 방지되는 효과가 있다.

그리고 재긴장이 가능한 비부착긴장재가 가동단긴장재(330)로 적용되고, 가동단긴장재(330)는 측면가동정착구(230)에 배치되며, 측면가동정착구(230)가 본체(100)의 측면 즉, 하부플랜지(102)의 측면에 형성됨에 따라 재긴장 작업시 JACK을 본체(100)의 측면에 배치할 수 있다. 이로 인해 본체(100)의 높이에 구애를 받지 않아 재긴장 작업에 대한 작업공간을 충분히 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 5는 본 발명에 의한 가동단긴장재의 배치 평면 상세도이다.

도 5를 참조하여 설명하면, 가동단긴장재(330)는 쉬스(110)의 타단측에서, 특정 곡률반경(R10)을 가지는 곡선구간(S1)과 상기 곡선구간(S1) 이후 직선을 유지하는 직선구간(S2)을 통해 측면가동정착구(230)에 정착된다.

여기서 가동단긴장재(330)에 형성된 곡선구간(S1)의 곡률반경(R10)은 가동단긴장재(330) 직경의 40배 이상이 되도록 함이 바람직하다. 또한 가동단긴장재(330)에 형성된 직선구간(S2)의 길이는 가동단긴장재(330) 직경의 12배 이상이 되도록 함이 바람직하다.

가동단긴장재(330)가 본체(100) 내부의 쉬스(110)에서 본체(100) 측면에 배치된 측면가동정착구(230)에 정착되기 위해서는 곡선구간(S1)이 필요하며, 곡률반경이 작을수록 긴장력 손실분이 커짐에 따라 곡률반경의 최소치를 가동단긴장재(330) 직경의 40배 이상으로 하여 긴장력 손실을 제한시키는 효과가 있다.

또한 가동단긴장재(330)의 곡선구간(S1)이 측면가동정착구(230)에 가까울수록 긴장력에 의한 정착구 주변 균열이 확대될 수 있어, 직선구간(S2)의 길이를 가동단긴장재(330) 직경의 12배 이상이 되도록 함으로써 측면가동정착구(230) 주변에 균열이 발생되지 않도록 하는 효과가 있다.

도 6은 본 발명에 의한 가동단긴장재와 횡력저항대 및 변환대에 작용하는 힘의 흐름을 나타내는 상세도이다.

도 6을 참조하여 설명하면, 측면가동정착구(230)의 가동단긴장재(330)에 작용하는 긴장력(P)과 쉬스(110) 내 가동단긴장재(330)에 작용하는 긴장력(P)의 작용방향이 달라 가동단긴장재(330)의 곡선구간(S1)에 곡선의 수직방향으로 횡방향력(T, T’)이 발생된다. 상기 횡방향력(T, T’)은 본체(100)의 횡단면 중앙부에서 본체(100)의 길이방향으로 균열을 발생시키는데 영향을 줄 수 있어 이에 대한 저항수단이 요구된다.

도 7a는 본 발명에 일 형태에 의한 횡력저항대 배치 사시도이고, 도 7b는 본 발명에 다른 형태에 의한 횡력저항대 배치 사사도이다.

도 6 내지 도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 따른 PSC 합성거더(10)는, 서로 대칭되며 인접한 한 쌍의 가동단긴장재(330) 사이에, 각각의 가동단긴장재(330)의 곡선구간(S1) 중앙부를 연결하는 곡선부저항대(R11, R21)와 각각의 가동단긴장재(330)의 직선구간(S2) 시점부를 연결하는 직선부저항대(R12, R22)로 구성된 횡력저항대(RC1, RC2)를 포함하여 구성된다.

여기서 횡력저항대(RC1, RC2)는 가동단긴장재(330)와 직접 연결되는 연결부(C11, C12, C21, C22)와 상기 연결부(C11, C12, C21, C22)를 잇는 인장부(T11,T12,T21,T22)를 포함하여 구성된다.

여기서 횡력저항대(RC1, RC2)의 인장부(T11,T12,T21,T22)는 선부재로 강봉, 철근, 각강 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

곡선부저항대(R11, R21)는 한 쌍의 가동단긴장재(330)의 곡선구간(S1) 중앙부에 설치되되, 곡선에 직각이 되도록 설치됨으로써 횡방향력(T)의 작용방향과 일치되어 효율적으로 횡방향력(T)에 저항(R)할 수 있는 효과가 있다.

또한 직선부저항대(R12,R22) 역시 한 쌍의 가동단긴장재(330)의 직선구간(S2) 시점에 설치되되, 직선에 직각이 되도록 설치됨으로써 횡방향력(T’)의 작용방향과 일치되어 효율적으로 횡방향력(T’)에 저항(R’)할 수 있는 효과가 있다.

도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 따른 PSC 합성거더(10)는, 횡력저항대(RC1, RC2)의 연결부(C11, C12, C21, C22)로 원통형(C11, C12) 또는 고리형(C21, C22) 중 어느 하나를 포함하여 구성된다.

여기서 곡선부저항대(R11)의 원통형 연결부(C11)의 길이(L11)는 가동단긴장재(330)의 가동단긴장재(330) 직경 내지 직경의 1.5배로 됨이 타당하다.

곡선부저항대(R11)의 원통형 연결부(C11)의 길이(L11)가 길 경우 가동단긴장재(330)가 연결부(C11)를 관통할 때 직선을 유지하려는 경향이 크다.

따라서 본 발명은 인장부(T11,T12,T21,T22)가 원통형 연결부(C11)에 용접으로 결합될 수 있을 정도로만의 길이(L11)로 한정하여 곡선구간(S1)의 곡률을 일정하게 유지시키는데 효과가 있다.

또한 곡선부저항대(R21)의 고리형 연결부(C21)는 하나의 고리로 구성되는 것이 타당하다.

곡선부저항대(R21)의 고리형 연결부(C21)의 고리가 2개 이상으로 구성될 경우 가동단긴장재(330)가 연결부(C21)를 관통할 때 직선을 유지하려는 경향이 크다.

따라서 본 발명은 고리형 연결부(C21)의 고리를 하나로 구성하여 곡선구간(S1)의 곡률을 일정하게 유지시키는데 효과가 있다.

또한 직선부저항대(R12)의 원통형 연결부(C12)의 길이(L12)는 가동단긴장재(330) 직경의 3배와 100㎜ 중 작은 값 이상으로 됨이 타당하다.

직선부저항대(R12)의 원통형 연결부(C12)의 길이(L12)가 짧을 경우 가동단긴장재(330)가 연결부(C12)를 관통해도 직선을 유지하기 어려운 경향이 있다.

따라서 본 고안은 원통형 연결부(C12) 길이(L12)의 최소치를 규정하여 직선구간(S2)을 일정하게 유지시키는데 효과가 있다.

또한 직선부저항대(R22)의 고리형 연결부(C22)는 두 개 이상의 고리로 구성되되, 각 고리간 간격은 가동단긴장재(330) 직경의 1.5배 이상으로 하고, 총 길이(L22)는 가동단긴장재(330) 직경의 3배와 100㎜ 중 작은 값 이상으로 됨이 타당하다.

직선부저항대(R22)의 고리형 연결부(C22)가 하나의 고리로 구성되거나 총 길이(L22)가 짧을 경우 가동단긴장재(330)가 연결부(C22)를 관통해도 직선을 유지하기 어려운 경향이 있다.

따라서 본 발명은 고리형 연결부(C22)의 개수 및 총 길이(L22)의 최소치를 규정하여 직선구간(S2)을 일정하게 유지시키는데 효과가 있다.

또한 횡력저항대(RC1, RC2)는 가동단긴장재(330)와 만나는 부분에서 직각을 이룸에 따라 본체(100) 중앙부에서 꺾인 형태 또는 일정한 곡률로 구부러져 형성된다.

도 8a는 본 발명의 일 형태에 의한 변환대 배치 사시도이고, 도 8b는 본 발명의 다른 형태에 의한 변환대 배치 사시도이다.

도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 따른 PSC 합성거더(10)는, 상기 횡력저항대(RC1)의 인장부(T11,T12,T21,T22)의 중심 또는 인장부(T11,T12,T21,T22) 중심 가까이에 서로 대칭되도록 하나 이상의 변환대(400)가 구비되는 것을 포함하여 구성된다. 변환대(400)는 교축방향에 직각인 횡단면에 대해 횡력저항대(RC1,RC2)의 두께 보다 큰 단면을 가진 판재로 구성될 수 있다.

도 6 내지 도 8을 참조하여 설명하면, 횡력저항대(RC1, RC2)의 인장부(T11,T12,T21,T22)는 본체(100) 중앙부에서 꺾인 형태로 횡방향력(T, T’)에 의해 인장부(T11,T12,T21,T22)의 중앙에서 본체(100)의 길이방향 중앙부를 향해 압축력(C, C’)을 유발시킨다.

인장부(T11,T12,T21,T22)는 선부재로 본체(100)에 응력집중을 유발시킬 수 있으나, 본 발명은 인장부(T11,T12,T21,T22)의 중심 또는 인장부(T11,T12,T21,T22) 중심 가까이에 선부재의 두께보다 큰 단면인 변환대(400)가 구비됨으로써 응력집중을 해소시킴과 동시에 압축력(C, C’)을 본체(100)에 도입하는 추가 압축응력 수단으로 전용시킬 수 있다.

즉, 횡력저항대(RC1,RC2)에 변환대(400)를 형성하여 유해한 횡방향력(T, T’)의 일부를 긴장력 보충수단으로 전환시켜 PSC 합성거더(10)의 안전성을 향상시키는 효과가 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: PSC 합성거더
100: 본체
110: 쉬스
200: 가동-고정-가동 하이브리드 정착구세트
210: 단부가동정착구
220: 내부고정정착구
230: 측면가동정착구
300: 하이브리드 긴장재세트
320: 고정단긴장재
330: 가동단긴장재
RC1,RC2: 횡력저항대
400: 변환대

Claims (18)

1. PSC 합성거더(10)는
   상부플랜지(101), 하부플랜지(102) 및 상부플랜지(101)와 하부플랜지(102)를 연결하는 복부(103)를 갖는 본체(100)와;
   상기 본체(100)의 일단에서 시작하여 본체(100)의 중앙부와 타단 사이에서 완료되는 길이를 가지되 본체(100)의 횡단면상 대칭되도록 설치되는 한 쌍의 쉬스(110);를 갖되,
   각각의 쉬스(110)에 대해,
   본체(100)의 일단인 쉬스(110)의 일단측에 형성되는 단부가동정착구(210)와, 상기 쉬스(110)의 타단측에 형성되되 본체(100) 중앙부와 타단 사이의 본체(100) 내부에 형성되는 내부고정정착구(220)와, 상기 쉬스(110)의 타단측에 형성되되 상기 내부고정정착구(220)와 본체(100)의 타단 사이의 본체(100) 측면에 설치되는 측면가동정착구(230)의 3종 정착구로 구성된 가동-고정-가동 하이브리드 정착구세트(200)와;
   일단은 단부가동정착구(210)에 정착되되 타단은 내부고정정착구(220)로 정착되는 고정단긴장재(320)와, 일단은 상기 단부가동정착구(210)에 정착되되 타단은 측면가동정착구(230)에 정착되는 가동단긴장재(330)로 구성된 하이브리드 긴장재세트(300)가 한 쌍의 쉬스(110)에 각각 모두 배치되고,
   가동단긴장재(330)는 긴장력 손실을 제한하기 위해 쉬스(110)의 타단측에서, 특정 곡률반경(R10)을 가지는 곡선구간(S1)과 상기 곡선구간(S1) 이후 직선을 유지하는 직선구간(S2)을 통해 측면가동정착구(230)에 정착되며,
   서로 대칭되며 인접한 한 쌍의 가동단긴장재(330) 사이에는 각각의 가동단긴장재(330)의 곡선구간(S1) 중앙부를 연결하는 곡선부저항대(R11,R21)와, 각각의 가동단긴장재(330)의 직선구간 시점부를 연결하는 직선부저항대(R12,R22)로 구성된 횡력저항대(RC1,RC2)가 설치되고,
   횡력저항대(RC1,RC2)는 가동단긴장재(330)와 직접 연결되는 연결부(C11,C12,C21,C22)와, 상기 연결부(C11,C12,C21,C22)를 잇는 인장부(T11,T12,T21,T22)를 포함하며,
   응력집중의 해소와 압축력(C, C’)을 본체(100)에 추가 도입하기 위해 횡력저항대(RC1,RC2)의 인장부(T11,T12,T21,T22) 중심 또는 인장부(T11,T12,T21,T22) 중심 가까이에 서로 대칭되도록 하나 이상의 변환대(400);가 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더.
2. 제 1항에 있어서,
   하나의 쉬스(110)에 대해 단부가동정착구(210)는 하나만 설치되는 반면, 내부고정정착구(220)와 측면가동정착구(230)는 긴장력의 크기 및 분포를 고려하여 다수개로 설치된 것을 특징으로 하는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더.
3. 제 1항에 있어서,
   고정단긴장재(320)의 내부고정정착구(220)는 고정단긴장재(320)의 단부를 둥글게 하여 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더.
4. 제 1항에 있어서,
   가동단긴장재(330)는 재긴장이 가능한 비부착긴장재로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   가동단긴장재(330)에 형성되는 특정 곡률반경(R10)은 긴장력 손실을 제한하기 위해 가동단긴장재(330) 직경의 40배 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더.
7. 제 1항에 있어서,
   가동단긴장재(330)에 형성되는 직선구간(S2) 길이는 긴장력에 의한 정착구 주변 균열의 확대를 억지하기 위해 가동단긴장재(330) 직경의 12배 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 1항에 있어서,
    횡력저항대(RC1,RC2)의 인장부(T11,T12,T21,T22)는 선부재로 강봉, 철근, 각강 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더.
11. 제 1항에 있어서,
    횡력저항대(RC1,RC2)의 연결부(C11,C21)는 원통형 또는 고리형 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더.
12. 제 1항에 있어서,
    곡선부저항대(R11)의 연결부(C11) 원통형 길이는 가동단긴장재(330) 직경 내지 직경의 1.5배로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더.
13. 제 1항에 있어서,
    곡선부저항대(R21)의 연결부(C21)는 하나의 고리를 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더.
14. 제 1항에 있어서,
    직선부저항대(R12)의 연결부(C12)의 원통형 길이는 가동단긴장재(330) 직경의 3배와 100㎜ 중 작은 값 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더.
15. 제 1항에 있어서,
    직선부저항대(R22)의 연결부(C22)는 두 개 이상의 고리로 구성되되, 각 고리간 간격은 가동단긴장재(330) 직경의 1.5배 이상으로 하고, 총 길이는 가동단긴장재(330) 직경의 3배와 100㎜ 중 작은 값 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더.
16. 제 1항에 있어서,
    횡력저항대(RC1,RC2)는 가동단긴장재(330)와 만나는 부분에서 직각이며 본체(100) 중앙부에서 꺾인 형태 또는 일정한 곡률로 구부러져 설치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더.
17. 삭제
18. 제 1항에 있어서,
    변환대(400)는 교축방향에 직각인 횡단면에 대해 횡력저항대(RC1,RC2)의 두께 보다 큰 단면을 가진 판재로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 정착구세트가 구비된 PSC 합성거더.

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