KR102247374B1 - 분절 프리스트레스 콘크리트 거더 및 그 제작방법 - Google Patents

Abstract

분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트가 제공된다. 일 실시예에 있어서, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트에 있어서, 세그먼트본체; 상기 세그먼트본체의 적어도 일 단부에 접합되는 프리캐스트 접합블록; 및 상기 접합블록과 상기 세그먼트본체의 접합면에 설치되는 전단블록;을 포함하되, 상기 전단블록은 타설 후 양생되기 전의 상기 접합블록 제작용 콘크리트에 적어도 일부가 매설되어 상기 접합블록의 일 면에 설치되고, 상기 전단블록은 바디 및 관통철근을 포함하되, 상기 바디 및 상기 관통철근의 적어도 일부가 상기 전단블록의 일 면에서 돌출되어 상기 프리캐스트 접합블록과 시간차를 두고 타설되는 상기 세그먼트본체를 연결할 수 있다.

Description

분절 프리스트레스 콘크리트 거더 및 그 제작방법{Spliced Prestressed Concrete Girder and Manufacturing method thereof}

본 발명은 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트 및 그 제작방법에 관한 것으로, 구체적으로는 프리캐스트 전단블록이 설치된 접합블록을 이용하여 접합부에서의 구조적 강성을 크게 향상시킨 프리캐스트 전단블록이 설치된 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트 및 그 제작방법에 관한 것이다.

분절 프리스트레스(Prestressed Concrete, PSC) 콘크리트 거더란, 하나의 거더를 여러 개의 세그먼트로 나누어 공장이나 제작장에서 제작 후 거더의 사용현장에서 세그먼트를 접합하고 길이방향의 텐던을 긴장하여 제작된 일체의 프리스트레스 콘크리트 거더를 지칭한다.

분절 프리스트레스 콘크리트 거더의 세그먼트 접합 방법으로는 현장에서 세그먼트를 일정한 간격을 두고 배치하여 철근 이음을 한 다음 콘크리트, 모르타르, 그라우트 등을 타설하여 접합하는 현장타설 접합방법과 에폭시 등의 접착제를 세그먼트 접합면에 얇게 도포하여 접합하거나, 접착제 없이 텐던의 긴장력만으로 세그먼트를 밀착시켜 접합하는 접촉식 접합방법이 사용된다.

현장타설 접합방법은 접합부에 별도의 콘크리트, 모르타르, 그라우트 등을 타설하기 때문에 접합되는 세그먼트의 단면형상이 일치할 필요는 없으나, 접합되는 세그먼트들 사이에 철근을 배근하는 작업과 콘크리트 타설 및 양생이 요구되므로 작업이 복잡하고 공기가 길어지는 문제점이 있다.

이에 반하여 접촉식 접합방법은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 현장에서 콘크리트를 타설하거나 양생시키는 과정 없이 미리 제작된 세그먼트(1)들을 전단키(2)를 갖는 접합부들을 이용하여 이를 단순히 맞붙이는 방식으로 접합하여 거더(9)를 제작하는 방식이므로, 현장타설 접합방법에 비해 공기가 현저히 짧아지고, 경제적이다는 장점이 있다.

그러나 접촉식 접합방법의 경우 접합되는 양쪽의 세그먼트(1)의 단면형상이 서로 일치하도록 제작해야 하는 문제점이 있다. 예를 들어, 세그먼트(1) 접합부의 형상이 전단키(2), 가이드키, 텐던 덕트 등으로 복잡함에도 불구하고, 접합되는 세그먼트(1)의 서로 대응하는 전단키(2)등의 요철 부분이 완전하게 일치하거나 얇은 접착제 두께내의 정밀도로 일치해야 하므로 세그먼트(1) 제작 작업이 매우 까다롭다는 문제점이 있다. 또한 접합부는 길이방향 보강철근이 불연속을 이루고 있으며, 제작오차, 접착제의 부적절한 배합 및 도포 등으로 인하여 접합부에 응력집중이 발생할 수 있어서 구조적으로 매우 취약해질 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 세그먼트(1) 제작용 거푸집이 고가라는 점에서, 세그먼트(1)의 길이를 표준화하여 미리 정해진 표준길이의 거더 또는 세그먼트(1)만을 제작할 수 있었기 때문에 다양한 길이의 세그먼트(1) 또는 거더(9)를 제작하는데 어려움이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 종래 접합블록을 거더 세그먼트 단부에 설치하는 시도가 있었다.

그러나, 최근 거더 세그먼트 길이의 장경간화 시도에 따라 거더 세그먼트 사이의 접합부에서의 구조적 강도를 더욱 향상시키기 위한 기술개발 필요성이 대두되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트 및 그 제작방법에 있어서, 거더 세그먼트 길이의 장경간화 시도에 따라 거더 세그먼트 사이의 접합부에서의 구조적 강도를 크게 향상시킬 수 있는 프리캐스트 전단블록이 설치된 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트 및 그 제작방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트에 있어서, 세그먼트본체; 상기 세그먼트본체의 적어도 일 단부에 접합되는 프리캐스트 접합블록; 및 상기 접합블록과 상기 세그먼트본체의 접합면에 설치되는 전단블록;을 포함하되, 상기 전단블록은 타설 후 양생되기 전의 상기 접합블록 제작용 콘크리트에 적어도 일부가 매설되어 상기 접합블록의 일 면에 설치되고, 상기 전단블록은 바디 및 관통철근을 포함하되, 상기 바디 및 상기 관통철근의 적어도 일부가 상기 전단블록의 일 면에서 돌출되어 상기 프리캐스트 접합블록과 시간차를 두고 타설되는 상기 세그먼트본체를 연결하는, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 거더 세그먼트 단부에 설치되는 접합블록을 이용하여 거더 접합부에서의 구조적 취약성을 극복할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 접합블록에 프리캐스트 전단블록을 설치하여 거더 접합부에서의 구조적 강성을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 특정 형상의 전단블록을 적용하여 접합블록의 제작 공정 상 효율을 크게 향상시킬 수 있다.

도 1은 및 도 2는 종래 기술에 따른 분절 프리스트레스 콘크리트 거더를 나타낸 것으로, 도 1은 분리 사시도를, 도 2는 결합 사시도를 각각 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트를 포함하는 프리스트레스 콘크리트 거더를 나타낸 것으로, 도 3은 분리 사시도를, 도 4는 결합 사시도를 각각 나타낸 것이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 접합블록의 사시도를 나타낸 것이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트의 제조방법을 설명하기 위한 도면을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전단블록을, 도 10은 도 9의 전단블록이 설치된 접합블록을 나타낸 개념도를, 도 11은 도 9의 전단블록이 설치된 한 쌍의 접합블록이 대향하도록 배치된 것을 나타낸 것이다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 각 실시예에 따른 전단블록을 나타낸 것이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 접합블록이 적용된 세그먼트들이 접합된 상태를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명이 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 내용을 더 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

본 명세서에서 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 본 명세서에서, '상부' 또는 '하부' 라는 용어는 관찰자의 시점에서 설정된 상대적인 개념으로, 관찰자의 시점이 달라지면, '상부' 가 '하부'를 의미할 수도 있고, '하부'가 '상부'를 의미할 수도 있다.

복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다. 또한, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명에서, 종방향은 복수의 기초유닛이 연결되는 방향을 지칭하며, 횡방향은 상기 종방향에 수직인 방향을 지칭한다.

이하, 도면을 들어 구체적으로 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트를 포함하는 프리스트레스 콘크리트 거더를 나타낸 것으로, 도 3은 분리 사시도를, 도 4는 결합 사시도를 각각 나타낸 것이며, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 접합블록의 사시도를 나타낸 것이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분절 프리스트레스 콘크리트 거더(1000)는 복수의 세그먼트(10)가 접합블록(30)을 사이로 연결된 형태일 수 있고, 구조물(미도시) 또는 교량(미도시)을 구성할 수 있다. 분절 프리스트레스 콘크리트 거더(1000)는 강연선(미도시)이 삽입 설치될 수 있고, 상기 강연선은 분절 프리스트레스 콘크리트 거더(1000) 내에 설치된 후 긴장될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트(10)는, 서로 연결되어 분절 프리스트레스 콘크리트 거더(1000)를 형성하며, 접합블록(30)과 세그먼트본체(40)를 포함한다.

세그먼트본체(40)는 거더의 지간장에 따라 다양한 길이로 제작될 수 있다. 세그먼트본체(40)의 적어도 일 단부에 접합블록(30)이 접합될 수 있다. 이에 따라, 세그먼트(10) 연결 시 접합부의 단면 강성을 향상시킬 수 있고, 세그먼트본체(10) 제작 시 접합블록(30)을 거푸집의 단부로 활용함으로써 세그먼트(10)의 제작 공정을 단순화하고, 세그먼트(10)의 길이를 용이하게 제어할 수 있다.

접합블록(30)은 세그먼트본체(40) 사이의 접합부에 위치하는 것으로, 세그먼트본체(40)가 연결될 때 한 쌍의 접합블록(30)이 접할 수 있다.

접합블록(30)은 세그먼트본체(40)와 연결되는 일 면과 다른 접합블록(30)과 연결되는 타 면을 포함한다.

접합블록(30)의 상기 일 면에는 세그먼트본체(40)와 결합되기 위한 철근(90)이 상기 일 면에서 돌출되도록 설치될 수 있다. 철근(90)은 접합블록(30)과 접합되는 세그먼트본체(40)에 매립됨으로써 접합블록(30)이 세그먼트본체(40)에 견고하게 고정되도록 할 수 있다.

접합블록(30)의 상기 타 면에는 전단키(20)가 마련될 수 있다.

예를 들어, 전단키(20)는 마루와 골을 갖도록 형성되되, 경사부위가 수직이 아닌 소정의 기울기를 갖도록 형성되어 접합블록(30)의 타 면끼리 접합 시 용이하게 연결되도록 할 수 있다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 접합블록의 사시도를 나타낸 것이다.

예를 들어, 접합블록(30)의 상기 일 면의 형상은 도 5a에 나타낸 바와 같이 결합되는 세그먼트본체(40)의 단면 형상에 대응될 수 있다.

예를 들어, 접합블록(30)의 상기 일 면의 단면은, 도 5b 및 도 5c에 나타낸 바와 같이 세그먼트본체(40)의 단면 보다 크고 복잡한 형태가 적용될 수 있다. 일 예로, 접합블록(30)의 상기 일 면의 단면은 긴장장치나 접합부의 인장보강 장치를 추가로 설치할 수 있는 연결강재 관통홀(70), 외부텐던 관통홀(80) 등이 추가로 설치될 수 있다.

예를 들어, 접합블록(30)의 강도는 세그먼트본체(40)의 강도 보다 크도록 제작될 수 있다. 이에 따라, 접합부로의 응력집중으로 발생할 수 있는 구조적 취약성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 세그먼트본체(40)를 제작하기 위해 30 MPa 내지 60 MPa의 콘크리트를 사용하고, 접합블록(30)을 제작하기 위해 100 MPa 이상의 고강도 콘크리트를 사용할 수 있다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트의 제작방법을 설명하기 위한 도면을 나타낸 것으로, 이하 도 6 내지 도 8을 예로 들어 설명한다. 한편, 도 6 내지 도 8은 접합블록(30)을 예로 들어 설명하였으나, 후술하는 다른 실시예에 따른 접합블록(31)이 도 6 내지 도 8의 접합블록(30)을 대체하여 적용될 수 있다.

본 발명의 출원인은, 도 8(b)에 나타낸 접합블록거푸집(62)을 이용하여 콘크리트를 타설함으로써 접합블록(30, 31) 간의 접합면 뿐만 아니라 접합블록(30, 31)과 세그먼트본체(40)의 접합면에도 전단키(20)를 형성하는 경우, 콘크리트 속에 입자가 큰 모래나 자갈이 골고루 충전되지 않는 문제가 발생하여, 제조된 접합블록의 내구성이 현저하게 열악해지는 문제가 발생하는 것을 확인하였다. 이에 따라, 본 발명의 출원인은 다양한 시행착오 끝에, 도 8(a)에 나타낸 접합블록거푸집(61)을 이용하면서도, 접합블록(30, 31)과 세그먼트본체(40)의 접합면에도 전단키(20)가 형성되고 내구성이 향상된 접합블록(31)을 제작하는 방법을 개발하기에 이르렀다.

본 발명의 일 실시예에 따른 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트(10)의 제작방법은, 접합블록거푸집(61)에 콘크리트를 타설 후 양생 전 전단블록(도 9, 도 12 내지 도 15, 100, 100a, 100b, 100c, 100d)을 매설하고, 콘크리트를 양생하여 접합블록(31)을 프리캐스트로 제작하고, 세그먼트거푸집(60)의 단부에 접합블록(31)을 배치한 후 콘크리트를 타설 및 양생하여 세그먼트본체(40)에 접합블록(31)이 접합되어 고정된 세그먼트(10)를 제작하는 것을 포함할 수 있다.

이때, 후술하는 전단블록(도 9, 도 12 내지 도 15, 100, 100a, 100b, 100c, 100d)은 본 발명의 일 실시예에 따른 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트(10) 제작 과정에 적합한 형태를 갖는 것으로, 도 9 및 도 12 내지 도 15를 들어 후술하는 전단블록(도 9, 도 12 내지 도 15, 100, 100a, 100b, 100c, 100d)을 타설 후 양생 전의 콘크리트에 매설하는 것은, 바디(110)의 바디중심(111)에서 하방으로 점차 수평방향 절단면이 좁아지는 테이퍼 형상으로 연장되는 하부바디(113) 및 하부바디(113)에서 하방으로 연장되는 하부철근(122)을 매설하되, 바디중심(111)에서 상방으로 점차 수평방향 절단면이 좁아지는 테이퍼 형상으로 연장되는 상부바디(112) 및 상부바디(112)에서 상방으로 연장되는 상부철근(121)은 콘크리트 외부로 돌출되도록 할 수 있다.

먼저 접합블록(30)을, 도 8(a)에 나타낸 접합블록거푸집(61)을 이용하여 콘크리트를 타설함으로써 접합블록(30)의 타 면이 다른 세그먼트(10)와 접합되기 위한 전단키(20)를 가지도록 제작할 수 있으며, 타설된 콘크리트를 양생시키기 전 철근(90)을 매립함으로써 접합블록(30)의 일 면은 철근(90)의 적어도 일부가 접합블록(30)의 일 면에서 돌출되도록 제작한다.

이처럼, 세그먼트(10)의 접합부를 별도의 접합블록(30)의 형태로 제작하는 경우, 접합블록(30)은 세그먼트(10)에 비하여 크기가 작고, 다른 세그먼트(10)와 접합되기 위한 전단키(20)를 갖는 단면을 하방으로 하여 콘크리트를 타설할 수 있기 때문에, 복잡한 형상의 접합부일지라도 정밀하게 만들 수 있다.

또한, 전단키(20)를 갖는 단면이 접합블록거푸집(61)의 옆면에 배치되어 콘크리트가 타설되는 경우 콘크리트에도 유동성이 있으나 콘크리트 속에는 입자가 큰 모래나 자갈이 포함되어 있어 골고루 충전이 되지 않는 경우가 발생하는데, 전단키(20)를 갖는 단면이 하방으로 배치되어 콘크리트를 타설하는 경우에는 단면 형상이 복잡한 경우에도 중력에 의해 콘크리트가 골고루 충전되므로, 전단키(20)를 갖는 단면이 접합블록거푸집(61)의 옆면에 배치되어 콘크리트가 타설되는 경우에 비해 보다 정밀한 제작이 가능하다. 또한 서로 연결되는 한 쌍의 접합블록(30)을 제작할 때 매치캐스팅방식, 즉 어느 하나의 접합블록(30)을 우선 제작하고 다른 하나의 접합블록(30) 제작시 상기 미리 제작된 어느 하나의 접합블록(30)을 세그먼트거푸집(60)의 일부로 사용하는 방식으로 제작이 가능하므로 한 쌍의 접합블록(30)을 보다 간편하게 제작할 수 있다. 한편, 한 쌍의 접합블록(30)을, 매치캐스팅방식 대신에, 각각 다른 접합블록거푸집(61)을 사용하여 제작하는 경우에도, 접합블록(30)은 세그먼트(10)에 비해 무게가 매우 가볍기 때문에 접합블록(30)의 접합 정밀도 테스트를 세그먼트(10)의 접합 정밀테스트 보다 용이하게 실시할 수 있어서 세그먼트(10) 제작 후 접합부 오차에 의한 전체 세그먼트(10)의 재제작에 따른 손실을 사전에 예방할 수 있다.

제작된 접합블록(30)을 세그먼트거푸집(60)의 단부에 배치시켜서 그 세그먼트거푸집(60)의 단부로 사용하여 콘크리트를 타설할 수 있다. 이와 같이 하면, 상기 접합블록(30)에 대해 돌출되어 있는 철근(90)의 일단부가, 세그먼트본체(40)를 형성하기 위해 타설되는 콘트리트에 매설되게 된다.

이러한 상태로 적정시간 경과하면 세그먼트거푸집(60)에 타설된 콘크리트가, 상기 접합블록(30)에 접합되는 상태로 양생되면서 세그먼트본체(40)를 형성하게 된다. 따라서, 세그먼트본체(40)의 제조가 완료되면 그 세그먼트본체(40)에는 접합블록(30)이 접합되어 있게 된다. 한편, 이러한 과정에서 세그먼트본체(40) 용 콘크리트에 매설된 철근이 상기 세그먼트본체(40) 내에 고정되면서, 세그먼트본체(40)와 접합블록(30)간의 접합강도를 보강하여 접합블록(30)과 세그먼트본체(40) 사이에서 생길 수 있는 구조적 취약성을 개선할 수 있다.

한편, 세그먼트본체(40)의 단면과 접합블록(30)의 단면 형상이 동일한 경우에는, 도 7에 도시된 바와 같이 접합블록(30)들 중 적어도 하나의 위치를 변경시켜서 설치함으로써, 동일한 세그먼트거푸집(60)을 사용하여 다양한 길이의 세그먼트(10)를 제작할 수 있다. 다양한 길이의 세그먼트를 제작할 수 있는 세그먼트거푸집(60)을 만들기 위해서는, 세그먼트거푸집(60)의 단부가 길이 방향으로 이동할 수 있어야 하는데, 세그먼트거푸집(60)의 단부가 이동함에 따라 텐던의 좌표가 변화하기 때문에 텐던 덕트 구멍의 위치를 변화시킬 수 있어야 한다. 그런데, 세그먼트거푸집(60)의 단부를 철재로 제작하는 경우에는 세그먼트거푸집(60)의 단부에 설치되는 덕트 구멍의 위치를 변경하기 어려워 각 길이에 맞는 별도의 단부거푸집을 제작해야 했지만, 본 발명에서는 접합블록(30)이 개별적으로 제작되기 때문에 변경되는 텐던의 좌표를 고려하여 텐던 덕트를 설치하는 것이 가능하다. 따라서, 접합블록(30)을 세그먼트거푸집(60)의 단부로 사용함으로써, 다양한 길이의 세그먼트(10)를 용이하게 제작할 수 있다.

이와 같이 제작된 한 쌍의 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트(10)를 접합블록(30, 31)의 타 면이 서로 접하도록 조립하여, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더(1000)를 제작할 수 있다. 예를 들어, 전단키(20)에 의해 형성된 요 및 철이 서로 맞물리도록 조립될 수 있다.

이후, 한 쌍의 세그먼트(10)가 접하는 접합부에 에폭시를 도포하여 상기 요 및 철 사이의 공간에 에폭시가 도포된 후 고화됨으로써 상기 접합부에서의 접합강도를 향상시킬 수 있다.

이후, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더(1000)에 강연선(미도시)을 삽입 후 긴장시킬 수 있다.

본 발명의 발명자들은, 세그먼트(10)의 길이, 무게의 변화나 제작 환경에 따라 세그먼트본체(40)와 접합블록(30)의 접합부에서의 구조적 강도를 더욱 향상시키면서도, 접합블록(31)을 용이하게 제작할 수 있는 방법을 개발하기 위해 다년간 연구에 몰두하였고, 이하 설명하는 전단블록이 설치된 접합블록을 개발하기에 이르렀다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전단블록을, 도 10은 도 9의 전단블록이 설치된 접합블록을 나타낸 개념도를, 도 11은 도 9의 전단블록이 설치된 한 쌍의 접합블록이 대향하도록 배치된 것을 나타낸 것이다.

도 9를 참조하면, 전단블록(100)은 바디(110) 및 바디(110)를 상하로 관통하는 관통철근(120)을 포함한다.

바디(110)는 프리캐스트로 제작될 수 있다.

예를 들어, 바디(110)는 바디중심(111)으로부터 상방 및 하방을 향해 점차 수평방향 절단면이 좁아지는 테이퍼 형상을 가질 수 있다.

예를 들어, 바디중심(111)을 기준으로 상부바디(112) 및 하부바디(113)로 구분될 수 있고, 상부바디(112)의 높이(h1) 보다 하부바디(113)의 높이(h2)가 더 높은 형태를 가질 수 있다.

예를 들어, 바디(110)의 수직방향 절단면은, 바디중심(111)을 기준으로 상부바디(112) 외면의 기울기 보다 하부바디(113) 외면의 기울기가 더 큰 형태가 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 기울기는 예각을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 바디(110)는 팽이 형태를 가질 수 있다.

이에 따라, 전술한 접합블록거푸집(61)에 타설된 접합블록(31) 제작 용 콘크리트에 전단블록(100)을 용이하게 매립할 수 있고, 하부바디(113)는 접합블록(31)에 매설되고 상부바디(112)는 접합블록(31)이 제작된 후 타설되는 세그먼트본체(40) 용 콘크리트에 매설됨으로써 전단강도를 크게 향상시킬 수 있으며, 바디중심(111)으로부터 상부바디(112) 및 하부바디(113)의 수평방향 절단면이 좁아지는 형태가 적용됨으로써 전단블록(100)이 접합블록(31)이나 세그먼트본체(40)로부터 쉽게 이탈되지 않음으로써 접합부에서의 안전성이 크게 향상될 수 있다.

예를 들어, 관통철근(120)은 바디(110)를 기준으로 하부철근(122) 및 상부철근(121)을 포함하고, 상부철근(121)이 하부철근(122) 보다 길게 형성되어 세그먼트본체(40)와 접합블록(31)의 접합부에서의 구조적 강도를 크게 향상시킬 수 있다.

도 10을 참조하면, 전술한 바와 같이 전단블록(100)의 상부바디 및 상부철근이 접합블록의 일 면에서 돌출되는 형태가 적용될 수 있다.

도 11을 참조하면, 접합블록(31)의 타 면이 상호 대응하는 형태가 적용되고, 전단키(20)는 마루와 골을 갖되 접합블록(31)의 타 면을 기준으로 90도 이상의 경사를 갖도록 형성되어 세그먼트본체(40)를 연결할 때 접합블록(31)이 상호간 용이하게 연결되도록 할 수 있다.

도 12 내지 도 15는 본 발명의 각 실시예에 따른 전단블록을 나타낸 것이다.

도 12를 참조하면, 전단블록(100a)은 하부철근(122a)의 단부에 쐐기부(130)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 쐐기부(130)는 하부철근(122a)의 단부에서 수평방향 절단면의 면적이 넓고 바디(110)에서 멀어지는 방향으로 갈수록 수평방향 절단면의 면적이 좁아지는 형태가 적용될 수 있다. 이에 따라, 전단블록(100a)을 접합블록(31) 제작 용 콘크리트에 용이하게 매립할 수 있다.

도 13을 참조하면, 전단블록(100b)은 하부철근(122b)의 단부에 프리캐스트로 제작된 콘크리트부(140)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 콘크리트부(140)는 소정 부피를 가지되, 수평방향 절단면의 최대 면적이 상부바디(112)의 상단의 면적 보다 넓고 바디중심(111)의 수평방향 절단면의 면적 보다 좁은 형태가 적용될 수 있다. 이에 따라, 전단블록(100b)과 접합블록(31) 사이의 접촉면적이 증대됨으로써 전단블록(100b)이 접합블록(31)에 더욱 견고하게 부착될 수 있다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 전단블록(100c, 100d)은 상부철근(121c)이 절곡된 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 14에 나타낸 바와 같이 상부철근(121c)이 바디(110) 상방으로 직선 형태로 연장되다가 절곡된 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 15에 나타낸 바와 같이 상부철근(121d)이 바디(110) 상방으로 직선 형태로 연장되다가 지그-재그 형태로 연장되는 형태를 가질 수 있다. 일 예로, 상부철근(121d)은 지그-재그 형태로 연장되다가 단부에서 상기 직선 형태로 연장되는 방향에 수직 방향으로 절곡될 수 있다. 이에 따라, 접합블록(31)이 제작된 후 타설되는 세그먼트본체(40) 제작 용 콘크리트와 상부철근(121d)의 접촉 면적을 향상시킴에 따라 단면 강성을 향상시킬 수 있다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 접합블록이 적용된 세그먼트끼리 접합된 것을 나타낸 것이다.

도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 접합블록(31)은 일면 및 타면의 양면에 전단키(20)가 형성됨에 따라, 프리캐스트 접합블록(31)과 시간차를 두고 타설되는 세그먼트본체(40)의 접합 면적을 증대시킴으로써, 접합부에서의 구조적 강도를 향상시킬 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.

예를 들어, 도면은 이해를 돕기 위해 각각의 구성요소를 주체로 하여 모식적으로 나타낸 것으로, 도시된 각 구성요소의 두께, 길이, 개수 등은 도면 작성의 진행상, 실제와 다를 수 있다. 또한, 상기의 실시형태에서 나타낸 각 구성요소의 재질이나 형상, 치수 등은 한 예로서, 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 효과에서 실질적으로 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.

10: 세그먼트
20: 전단키
30, 31: 접합블록
40: 세그먼트본체
50: 텐던덕트
60: 세그먼트거푸집
61, 62: 접합블록거푸집
70: 연결강재 관통홀
80: 외부텐던 관통홀
90: 철근
100, 100a, 100b, 100c, 100d: 전단블록
110: 바디
111: 바디중심
112: 상부바디
113: 하부바디
120, 120a, 120b, 120c, 120d: 관통철근
121, 121c, 121d: 상부철근
122, 122a, 122b: 하부철근
130: 쐐기부
140: 콘크리트부
1000: 분절 프리스트레스 콘크리트 거더

Claims (14)

1. 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트에 있어서,
   세그먼트본체;
   상기 세그먼트본체의 적어도 일 단부에 접합되는 프리캐스트 접합블록; 및
   상기 접합블록과 상기 세그먼트본체의 접합면에 설치되는 전단블록;
   을 포함하되,
   상기 전단블록은 타설 후 양생되기 전의 상기 접합블록 제작용 콘크리트에 적어도 일부가 매설되어 상기 접합블록의 일 면에 설치되고,
   상기 전단블록은 바디 및 관통철근을 포함하되, 상기 바디 및 상기 관통철근의 적어도 일부가 상기 전단블록의 일 면에서 돌출되어 상기 프리캐스트 접합블록과 시간차를 두고 타설되는 상기 세그먼트본체를 연결하는, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 바디는, 바디중심에서 상방으로 점차 수평방향 절단면이 좁아지는 테이퍼 형상으로 연장되는 상부바디 및 상기 바디중심에서 하방으로 점차 수평방향 절단면이 좁아지는 테이퍼 형상으로 연장되는 하부바디를 포함하는, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 바디중심을 기준으로, 하부바디의 높이가 상부바디의 높이 보다 높은, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 바디의 수직방향 절단면은, 상기 바디중심을 기준으로 상기 상부바디 외면의 기울기 보다 상기 하부바디 외면의 기울기가 더 큰, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 철근은 상기 상부바디 상으로 돌출되는 상부철근 및 상기 바디 하부로 돌출되는 하부철근을 포함하되, 상기 상부철근이 상기 하부철근 보다 긴 형태인, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트.
   
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 철근은 상기 바디 상방으로 돌출되는 상부철근 및 상기 바디 하방으로 돌출되는 하부철근을 포함하고,
   상기 하부철근의 단부에 쐐기부가 마련되되, 상기 쐐기부는 상기 하부철근의 단부에서 수평방향 절단면의 면적이 넓고 상기 바디에서 멀어지는 방향으로 수평방향 절단면의 면적이 좁아지도록 연장되는 형태인, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트.
   
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 철근은 상기 바디 상부로 돌출되는 상부철근 및 상기 바디 하부로 돌출되는 하부철근을 포함하고,
   상기 하부철근의 단부에 프리캐스트 콘크리트부가 마련되며, 상기 콘크리트부는 소정 부피를 가지되 수평방향 절단면의 최대 면적이 상기 상부바디 상단의 면적 보다 넓은 형태 인, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트.
   
8. 청구항 2에 있어서,
   상기 철근은 상기 바디 상부로 돌출되는 상부철근 및 상기 바디 하부로 돌출되는 하부철근을 포함하고,
   상기 상부철근은 상기 바디로부터 직선으로 연장되다가 절곡된 형태 인, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 상부철근은 지그-재그 형태로 절곡되어 연장되는 형태 인, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트.
   
10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 따른 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트를 포함하는, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더.
    
11. 청구항 10에 따른 분절 프리스트레스 콘크리트 거더를 포함하는, 교량.
    
12. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 따른 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트의 제작방법에 있어서,
    접합블록거푸집에 콘크리트를 타설 후 양생 전 상기 전단블록을 매설하고;
    콘크리트를 양생하여 상기 접합블록을 프리캐스트로 제작하고;
    세그먼트거푸집의 단부에 상기 접합블록을 배치한 후 콘크리트를 타설 및 양생하여 세그먼트본체에 접합블록이 접합되어 고정된 세그먼트를 제작하는 것;
    을 포함하는, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트의 제작방법.
    
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 전단블록을 매설하는 것은,
    상기 바디의 바디중심에서 하방으로 점차 수평방향 절단면이 좁아지는 테이퍼 형상으로 연장되는 하부바디 및 상기 하부바디에서 하방으로 연장되는 하부철근을 매설하되,
    상기 바디중심에서 상방으로 점차 수평방향 절단면이 좁아지는 테이퍼 형상으로 연장되는 상부바디 및 상기 상부바디에서 상방으로 연장되는 상부철근은 상기 콘크리트 외부로 돌출되도록 하는 것을 포함하는, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트의 제작방법.
    
14. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 따른 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트를 포함하는 분절 프리스트레스 콘크리트 거더의 제작방법에 있어서,
    접합블록거푸집에 콘크리트를 타설 후 양생 전 상기 전단블록을 매설하고;
    콘크리트를 양생하여 상기 접합블록을 프리캐스트로 제작하고;
    세그먼트거푸집의 단부에 상기 접합블록을 배치한 후 콘크리트를 타설 및 양생하여 세그먼트본체에 접합블록이 접합되어 고정된 분절 프리스트레스 콘크리트 거더용 세그먼트를 제작하고;
    제작된 한 쌍의 상기 세그먼트를 조립하고;
    상기 한 쌍의 세그먼트가 접하는 접합부에 에폭시를 도포하고; 및
    상기 세그먼트에 강연선을 삽입 후 긴장하는 것;
    을 포함하는, 분절 프리스트레스 콘크리트 거더의 제작방법.
    

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