KR102341038B1 - 복수긴장재를 구비한 빔 및 그 시공방법 - Google Patents

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Abstract

긴장재를 이용하여 빔에 프리스트레스를 도입시키되 보다 효율적인 단면강성 확보가 가능하도록 하여 가설교량등을 보다 경제적으로 시공할 수 있는 복수긴장재를 구비한 빔 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 상기 복수긴장재를 구비한 빔은 빔부재의 플랜지에 복수의 긴장재를 정착판을 이용하여 설치함으로서 효율적인 프리스트레스 도입이 가능하게 된다.

Description

복수긴장재를 구비한 빔 및 그 시공방법{BEAM WITH PRESTRESSED BY MULTI-TENDON AND THE CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 복수긴장재를 구비한 빔 및 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 긴장재를 이용하여 빔(BEAM)에 프리스트레스를 도입시키되 보다 효율적인 단면강성 확보가 가능하도록 하여 파일, 가설구조물등을 보다 경제적으로 시공할 수 있는 복수긴장재를 구비한 빔 및 그 시공방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 빔부재인 거더(1)에 설치되는 긴장재 설치예시도이다.
상기 거더(1)는 I형 단면빔으로 제작된 강재거더임을 알 수 있으며, 중립축 하부에 외부하중등에 의한 휨모멘트에 저항하기 위한 프리스트레스를 도입시키기 위한 긴장재(2)가 하부플랜지(3) 저면에 복수개가 수평으로 병렬 설치되고 있음을 알 수 있다.
이에 하부플랜지(3)의 단면적을 충분히 확보할 수 있다면 긴장재(2)를 가능한 많이 배치하여, 강재거더의 단면은 감소시켜 보다 경제적인 거더(1) 제작이 가능하게 된다.
하지만, 통상 하부플랜지의 단면적은 제한적이기 때문에, 긴장재(2)를 긴장 후 정착시키는 정착장치(4)를 배치할 경우 소요의 프리스트레스를 도입할 수 없는 경우가 발생하게 되어 거더 단면의 효율성을 확보하기 어려운 경우가 발생할 수 있게 된다.
도 1b는 종래 빔부재인 PSC거더(10)에서의 긴장재(20)와 상부긴장재의 설치예시도를 도시한 것이다.
즉, 일정한 연장 길이(L)을 구비한 PSC거더(10)도 통상 I형 단면으로 제작하게 되고, 미리 거푸집에 내부긴장재(20)를 전체 연장 길이에 걸쳐 포물선 형태로 배치하고, 거푸집에 타설된 콘크리트가 양생되면 내부긴장재(20)의 단부를 긴장후, PSC거더의 단부면에 정착시켜 소요의 프리스트레스를 도입시키게 된다.
이에 PSC거더(10)의 자중, 작용하중에 의하여 작용하는 휨 모멘트에 충분히 저항할 수 있을 만큼 프리스트레스를 충분히 도입시키는 것이 이상적이지만, 저형고 PSC거더(10) 제작 시등에 있어, 단면높이가 제한적이어서, 중립축 상부로도 압축응력이 누적된다는 문제점이 있게 된다.
이에 도 1b와 같이, 중립축 상부의 상면에 누적되는 압축응력에 저항할 수 있는 인장응력이 발생할 수 있도록 상부긴장재(31,32)를 서로 겹쳐지도록 배치한 후, 겹침부위에 정착블록(41,42)을 설치하여 서로 연결시키고 상기 정착블록(41,42)에서 서로 대항되는 방향으로 상부긴장재(31,32)의 노출된 단부를 긴장후 정착하게 된다.
이에 PSC거더(10)는 긴장재(20)를 전체 연장 길이에 걸쳐, 제한적인 범위에 필요한 프리스트레스 도입을 위해 설치할 수 있음은 알 수 있다.
예컨대, 상기 PSC거더(10)의 내부긴장재(20)는 일정한 연장 길이(L) 전체에 걸쳐 설치하는 것이 도시되어 있지만, 상기 휨모멘트가 가장 크게 발생하는 중앙부위에서는 내부긴장재(20)를 상대적으로 많이 배치할 수 있으며,
상기 내부긴장재(20)는 거더의 단부면에서 정착시킬 수 도 있지만 PSC거더(10)의 내부에 매립되는 데드앵커리지를 사용하여 정착장치를 설치할 수 없는 공간이 부족할 때 사용 할 수 있다.
이로서 종래 강재거더, PSC거더와 같은 빔(BEAM)에 있어 복수개의 긴장재를 이용하여 소요의 프리스트레스를 도입시킬 수 있음을 알 수 있는데, 각 거더의 장점을 살리면서 복수개의 긴장재를 어떻게 효율적으로 배치하여 프리스트레스 도입의 효율성과 작업성을 확보할 수 있을 것인가는 매우 중요한 문제임을 알 수 있다.
대한민국 특허 제10-1919152호(발명의 명칭: 프리스트레스트 콘크리트 거더 및 그 제작 방법, 공개일자: 2018년03월30일) 대한민국 등록실용신안 제20-0238490호(발명의 명칭: 샌드위치형강선콘정착블럭, 공개일자: 2001년10월11일)
이에 본 발명은, 외부긴장재를 빔에 설치하여 프리스트레스를 도입함에 있어 효율적인 긴장재배치, 긴장작업의 작업성증진 및 압축보강재를 이용하여 보다 효과적인 프리스트레스 도입을 통해 경제성을 확보할 수 있는 복수긴장재를 구비한 빔 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 복수긴장재를 구비한 빔 및 그 시공방법은 빔부재의 측면에 서로 이격되어 설치된 양 단부정착판; 및 상기 양 단부정착판 사이에 수평병렬 설치된 복수개의 긴장재;를 포함하며, 상기 긴장재를 긴장 후 단부정착판에 정착시켜, 빔부재에 프리스트레스를 도입시키며, 상기 빔부재는 강재빔을 포함하고, 상기 긴장재는 수평병렬 설치하고, 각각의 긴장재 단부가 서로 겹쳐지지 않고 엇갈리면서 단부정착판에 긴장 후 정착시킬 때, 상기 단부에서의 긴장작업 공간이 서로 겹쳐지지 않도록 하고, 상기 빔부재의 중앙부에 서로 대향되어 이격된 중간정착판이 설치되어 상기 중간정착판에 수평병렬 배치되는 긴장재보다 하방에 위치하는 하방 긴장재가 수직 평면상으로 설치되도록 하게 된다.
본 발명에 의하여 복수긴장재를 구비한 빔의 제작효율성, 긴장작업의 효율이 증진되어 단면강성이 증가되면서도 효율적인 단면형성 제공이 가능한 복수긴장재를 구비한 빔 및 그 시공방법 제공이 가능하게 된다.
또한 압축보강재를 이용함으로서, 빔에 도입되는 프리스트레스를 보다 효과적으로 제어할 수 있어 파일(말뚝), 가시설부재등으로 보다 생산적이고 경제적인 복수긴장재를 구비한 빔 및 그 시공방법 제공이 가능하게 된다.
도 1a는 종래 거더에 설치되는 긴장재 설치예시도,
도 1b는 종래 PSC거더에서의 긴장재와 압축보강재의 설치예시도,
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예 1에 의한 복수긴장재를 구비한 빔의 구성예시도,
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예 2에 의한 복수긴장재를 구비한 빔의 구성예시도,
도 4는 본 발명의 본 발명의 복수긴장재를 구비한 빔의 시공예시도 및 휨모멘트도를 도시한 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 본 발명의 복수긴장재를 구비한 빔(100) ]
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예 1에 의한 복수긴장재를 구비한 빔(100)의 구성예시도, 도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예 2에 의한 복수긴장재를 구비한 빔(100)의 구성예시도를 도시한 것이다.
먼저, 실시예 1과 실시예 2의 차이는 압축보강재(140)의 채택 여부에 의한 것으로서, 실시예 1의 경우에는 긴장재(120)의 배치형태(수평 및 수직평면 배치형태), 긴장재(120)의 겹침부위와 관련된 빔을 개시하고, 실시예 2의 경우에는 긴장재를 배치함에 따라 누적되는 압축응력에 보다 효과적으로 저항 할 수 있는 압축보강재(140)를 추가로 구비한 빔을 개시한 것이다.
[실시예 1에 의한 복수긴장재를 구비한 빔(100) ]
도 2a 내지 도 2f를 기준으로 본 발명의 실시예 1에 의한 복수긴장재를 구비한 빔(100)를 살펴보면 다음과 같다.
도 2a에 의하면 복수긴장재를 구비한 빔(100)은 강재거더와 같은 빔부재(110)를 이용하되 플랜지(111) 일 측면(저면)에 긴장재(120)를 수평병렬 설치하여 수평 평면상으로 세팅하고, 각각의 긴장재 단부가 서로 겹쳐지지 않고 엇갈리면서 단부정착판(114)에 긴장 후 정착시킬 때, 상기 단부에서의 긴장작업 공간이 서로 겹쳐지지 않도록 한 것이다.
이로서 긴장작업의 작업성을 효과적으로 확보할 수 있으며, 긴장재(120)는 양 단부 부위를 제외하고 서로 겹쳐지도록 하여 빔부재(110)의 양 단부 사이의 중앙부위(겹침부위)에 소요의 프리스트레스(압축응력)가 도입되도록 할 수 있음을 알 수 있다.
도 2a의 경우에는 수평병렬 설치되는 긴장재(120)가 2개만 도시되어 있지만 2개 이상(복수긴장재의 의미)이 될 수 있다.
이때 단부정착판(114)은 보강판에 의하여 지지되는 수직판 형태로 플랜지(111)에 일체로 형성되도록 하고, 상기 긴장재(120)는 강연선, 강봉 등을 이용하되, 단부정착판(114)에는 하중계(115)를 추가로 설치하여 긴장 전, 후에 의한 프리스트레스 도입량을 정량화시켜 검측할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 도 2a의 경우 긴장재(120)의 일단부는 고정부로서, 타단부는 정착부로서 작용하여 프리스트레스가 도입되도록 하게 됨을 알 수 있고, 빔부재(110)는 프리스트레스가 도입되는 부위에 뒤틀림 등이 발생하지 않도록 스티프너(117)를 복부(112)에 서로 이격 설치하고 있음을 알 수 있다.
도 2b에 의하면 복수긴장재를 구비한 빔(100)은 도 2a와 대비하여 긴장재(120)를 수평 평면상 및 수직 평면상으로도 배치할 수 있음을 보인 것이다.
즉, 도 2b에 의하면 2개의 긴장재(120)가 수평병렬 설치되어 있으며, 빔부재(110)의 중앙부에 서로 대향되어 이격된 중간정착판(116)이 더 설치되어 있음을 알 수 있다. 이때 상기 중간정착판(116)에는 수평병렬 배치되는 긴장재(120)보다 하방에 위치하는 하방 긴장재(121)가 수직 평면상으로 추가 설치된다.
도 2b에 의하면 빔부재(110)를 이용하되 플랜지(111) 일 측면에 긴장재(120)를 수평병렬 설치하여 수평 평면상으로 세팅하고, 각각의 긴장재 단부가 서로 겹쳐지지 않고 엇갈리면서 단부정착판(114)에 긴장 후 정착시킬 때, 상기 단부의 긴장작업 공간이 서로 겹쳐지지 않도록 하는 것은 동일하다.
이로서 긴장작업의 작업성을 효과적으로 확보할 수 있으며, 긴장재(120)는 양 단부 부위를 제외하고 서로 겹쳐지도록 하여 빔부재(110)의 양 단부 사이의 중앙부위(겹침부위)에 소요의 프리스트레스(압축응력)가 도입되도록 할 수 있음을 알 수 있고, 도 2b의 경우에도 수평병렬 설치되는 긴장재(120)가 2개만 도시되어 있지만 3개 이상(복수긴장재의 의미)이 될 수 있음은 동일하다.
이때 역시 단부정착판(114)은 보강판에 의하여 지지되는 수직판 형태로 플랜지(111)에 일체로 형성되도록 하고, 상기 긴장재(120)는 강연선, 강봉등을 이용하게 된다.
또한, 도 2b의 경우에도 양 긴장재(120)의 일단부는 고정부로서, 타단부는 정착부로서 작용하여 프리스트레스가 도입되도록 하게 됨을 알 수 있고, 빔부재(110)는 프리스트레스가 도입되는 부위에 뒤틀림등이 발생하지 않도록 스티프너(117)를 복부(112)에 서로 이격 설치하고 있음을 알 수 있다.
나아가 도 2b의 경우에는 하방 긴장재(121)가 수평병렬 설치되는 긴장재(120)보다 하방으로 이격되어 배치됨에 따라 즉, 수직 평면상으로도 추가 배치된다.
이에 하방 긴장재(121)에 의하여 중립축으로부터의 이격거리가 더 커짐에 따른 프리스트레스 도입효과를 증진시킬 수 있게 된다.
이때, 수평병렬 설치되는 긴장재(120) 직 하방에 하방 긴장재(121)를 배치해도 되고,
하방 긴장재(121)의 양 단부가 정착되는 중간정착판(116)에는 수평병렬 설치되는 긴장재(120)가 관통하도록 하면서, 상기 하방 긴장재(121)가 함께 정착되도록 하고 상기 중간정착판(116)은 역시 수직판 형태로 형성시키고 있음을 알 수 있다.
이러한 중간정착판(116)은 빔부재(110)의 중앙부위에 집중적으로 배치하여 빔부재(110)에 작용하는 작용하중에 의한 휨 모멘트에 효과적으로 저항할 수 있게 되며, 중간정착판(116)에는 하중계(115)를 추가로 설치하여 긴장 전,후에 의한 프리스트레스 도입량을 정량화시켜 검측할 수 있도록 하는 것이 바람직함은 동일하다.
즉, 도 4를 참조하면 긴장재1을 설치하는 것과 대비하여 2개의 긴장재로서 긴장재1,2를 함께 수평, 수직 병렬 설치함으로서 휨 모멘트에 더욱 효과적으로 저항할 수 있음을 알 수 있다.
도 2c에 의하면 복수긴장재를 구비한 빔(100)은 도 2b와 대비하여 긴장재(120)를 수평병렬 설치함과 더불어 하방 긴장재(121,122)가 수직병렬 설치될 수 있음을 보인 것이다. 즉, 도 2c와 같이 긴장재(120) 하방으로 하방 긴장재(121,122)가 2단 또는 그 이상으로 수직병렬 설치될 수 있음을 보인 것이다.
이에 빔부재(110)의 플랜지(111) 일 측면에 긴장재(120)가 단부정착판(114)에 의하여 수평병렬 설치되어 있고,
상기 긴장재(120) 하방에 하방 긴장재(121)가 중간정착판(116)에 의하여 적어도 2개 이상이 수직병렬 설치되도록 할 수 있다.
도 2c에 의하면 빔부재(110)를 이용하되 플랜지(111) 일 측면에 긴장재(120)를 수평병렬 설치하여 수평 평면상으로 세팅하고, 각각의 긴장재 단부가 서로 겹쳐지지 않고 엇갈리면서 단부정착판(114)에 긴장 후 정착시킬 때, 긴장작업 공간이 서로 겹쳐지지 않도록 하는 것은 동일 함을 알 수 있다.
이로서 긴장작업의 작업성을 효과적으로 확보할 수 있으며, 긴장재(120)는 양 단부 부위를 제외하고 서로 겹쳐지도록 하여 빔부재(110)의 양 단부 사이의 중앙부위(겹침부위)에 소요의 프리스트레스(압축응력)가 도입되도록 할 수 있음을 알 수 있고, 도 2c의 경우에도 수평병렬 설치되는 긴장재(120)는 1개 또는 2개 도시되어 있지만 3개 이상(복수긴장재의 의미)이 될 수 있음은 동일하다.
이때 역시 단부정착판(114)은 수직판 형태로 플랜지(111)에 일체로 형성되도록 하고, 상기 긴장재(120)는 강연선, 강봉등을 이용하게 된다.
또한, 도 2c의 경우에도, 양 긴장재(120)의 일단부는 고정부로서, 타단부는 정착부로서 작용하여 프리스트레스가 도입되도록 하게 됨을 알 수 있고, 빔부재(110)는 프리스트레스가 도입되는 부위에 뒤틀림등이 발생하지 않도록 스티프너(117)를 복부(112)에 서로 이격 설치하고 있음을 알 수 있다.
나아가 도 2c의 경우에는 하방 긴장재(121,122)가 수평병렬 설치되는 긴장재(120)보다 하방으로 더 이격되어 배치됨에 따라 중립축으로부터의 이격거리가 더 커짐에 따른 프리스트레스 도입효과를 더 증진시킬 수 있고,
수평병렬 설치되는 긴장재(120) 직 하방에 하방 긴장재(121,122)를 배치해도 되고, 하방 긴장재(121)의 양 단부가 정착되는 중간정착판(116)에는 수평병렬 설치 설치되는 긴장재(120)는 관통하도록 하고, 하방 긴장재(121,122)가 함께 정착되도록 하고 수직판으로 형성시키게 됨을 알 수 있다.
이러한 중간정착판(116)은 빔부재(110)의 중앙부위에 집중적으로 배치하여 빔부재(110)에 작용하는 작용하중에 의한 휨 모멘트에 효과적으로 저항할 수 있게 되며, 중간정착판(116)에는 하중계(115)를 추가로 설치하여 긴장 전,후에 의한 프리스트레스 도입량을 정량화시켜 검측할 수 있도록 하는 것이 바람직함은 동일하며, 도 2c의 경우, 단부정착판(114) 사이에 하방 긴장재(121)가 설치되는 중간정착판(116)이 수직 평면상으로 2개 설치되도록 함을 알 수 있다.
도 2d에 의하면 복수긴장재를 구비한 빔(100)은 수평병렬 설치되는 긴장재를 보다 많이 설치할 수 있도록 빔부재(110)의 플랜지는 횡방향폭이 확장되도록 하는 확장플랜지(111a)로 형성시키고, 수평병렬 설치되는 긴장재는 빔부재(110)의 양 단부 사이에 설치된 단부정착판(114)과 중간정착판(116)에 의하여 설치되도록 하되, 연장 길이가 다른 긴장재(123,124)가 번갈아 설치되도록 하여 빔부재(110)의 중앙부위에 긴장재(123,124)가 수평병렬 배치되도록 한 것이다. 이때 확장플랜지(111a)는 타측플랜지 보다 더 횡방향 폭이 큰 플랜지를 의미한다.
이때 서로 다른 연장 길이를 가진 수평병렬 설치되는 긴장재(123,124)는 빔부재(110)의 중앙부를 커버하도록 세팅된 3개의 연장 길이가 짧은 긴장재(123)와 중앙부를 포함하여 양 단부에 사이로 길게 연장된 긴장재(124)로 형성될 수 있음을 알 수 있고,
또한, 도 2d에 의하면, 플랜지(111) 일 측면에 단부정착판(114)에 의하여 수평벙렬 설치되는 긴장재(120)와 플랜지 상면(일 측면과 플랜지를 기준으로 대향되는 면)에 중간정착판(116)에 의하여 수평병렬 설치되는 긴장재(125)로 세팅될 수 있음도 알 수 있고,
플랜지 상면에 수평병렬 설치되는 긴장재(125)는 플랜지(111) 일 측면에 수평으로 벙렬설치되는 긴장재(120)과 대비하여 중앙부위에 위치하도록 하고 있음을 알 수 있다.
이에 빔부재(110)의 플랜지(111)의 일 측면과 상면을 모두 활용 함으로서 긴장재 배치에 있어 공간부족 문제를 회피할 수 있게 됨을 알 수 있다.
도 2e에 의하면 복수긴장재를 구비한 빔(100)은 긴장재(120)를 타측플랜지(113) 상면에 단부정착판(114)과 중간정착판(116)을 이용하여 수평병렬 설치되는 긴장재(120)가 겹쳐지는 부위를 선택할 수 있음을 알 수 있다.
이러한 복수긴장재를 구비한 빔은 가설교량의 연속지점부, 토압이 작용하는 파일(말뚝)과 같이 휨 부모멘트가 발생하는 부위등에 설치하는 경우가 될 것이며, 도 2d와 같이 플랜지(111) 일 측면에 설치되는 긴장재가 타측플랜지(113) 상면에 설치되는 것으로 보면 된다.
이때 연장 길이가 길게 형성된 긴장재(120)는 일측 단부면으로부터 이격된 위치의 단부정착판(114)에 고정부가 되고, 타측 단부에 설치된 단부정착판(114)이 인장부가 되도록 하고, 연장 길이가 짧은 긴장재(120)는 중간정착판(116)이 고정단이 단부정착판(114)에서 인장되도록 하는 방식을 채택할 수 있음을 알 수 있다.
이러한 복수긴장재를 구비한 빔(100)의 긴장재들은 프리스트레스 도입이 빔의 좌.우 대칭이 되지 않더라도 휨모멘트가 크가 작용하는 부분에 집중배치할 수 있도록 한 것이다.
도 2f에 의하면 복수긴장재를 구비한 빔(100)은 도 2e와 대비하여 타측플랜지(113) 상면에 수평병렬 설치등에 의한 긴장재(120)에 상방긴장재(126)가 추가로 설치될 수 있음을 알 수 있다.
도 2f에 의하면, 상기 상방긴장재(126)는 긴장재(120)로부터 직 상방 또는 긴장재(120)의 개략 중간에 배치될 수 있음을 알 수 있으며 단부정착판(114)과 중간정착판(116)을 함께 이용하고 있음은 도 2b와 동일하다.
[실시예 2에 의한 복수긴장재를 구비한 빔(100) ]
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예 2에 의한 복수긴장재를 구비한 빔(100)의 구성예시도를 도시한 것으로서, 앞서 살펴본 바와 같이, 압축보강재(140)를 빔부재(110)의 플랜지(111), 타측플랜지(113)에 단부정착판(114)과 중간정착판(116)과 함께 일체화시켜 빔부재(110)의 플랜지(111) 일 측면에 일체화시키게 된다.
이러한 압축보강재(140)를 사용함에 따라 빔부재(110)의 단면보강재로서 소요의 프리스트레스를 더 크게 도입시킬 수 있는 장점이 있고, 단부정착판(114), 중간정착판(116)을 미리 일체화시킨 상태에서 설치하여 제작의 편의성을 확보할 수 있게 된다.
이에 도 3a의 경우를 살펴보면, 빔부재(110)를 이용하되 플랜지(111) 일 측면에 긴장재(123,124)를 수평병렬 설치하여 수평 평면상으로 세팅하고, 각각의 긴장재를 단부정착판(114)과 중간정착판(116)을 이용하여 긴장 후 정착시키게 된다.
이로서 긴장작업의 작업성을 효과적으로 확보할 수 있으며, 긴장재(123,124)는 양 단부 부위를 제외하고 서로 겹쳐지도록 하여 빔부재(110)의 양 단부 사이의 중앙부위(겹침부위)에 소요의 프리스트레스(압축응력)가 도입되도록 할 수 있음을 알 수 있다. 이때 서로 다른 연장 길이를 가진 수평병렬 설치되는 긴장재(123,124)는 빔부재(110)의 중앙부를 커버하도록 세팅된 1개의 연장 길이가 짧은 긴장재(123)와 중앙부를 포함하여 양 단부에 사이로 길게 연장된 긴장재(124)를 조합하여 형성될 수 있음을 알 수 있다.
이때 단부정착판(114)과 중간정착판(116)은 수직판 형태로 플랜지(111)에 일체로 형성된 압축보강재(140)과 일체로 형성되도록 하고, 상기 긴장재(123,124)는 강연선, 강봉등을 이용하되, 단부정착판(114), 중간정착판(116)에는 하중계를 추가로 설치하여 긴장 전,후에 의한 프리스트레스 도입량을 정량화시켜 검측할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 도 3a의 경우에도 긴장재(123,124)의 일단부는 고정부로서, 타단부는 정착부로서 작용하여 프리스트레스가 도입되도록 하게 됨을 알 수 있고, 빔부재(110)는 프리스트레스가 도입되는 부위에 뒤틀림등이 발생하지 않도록 스티프너(117)를 복부(112)에 서로 이격 설치하고 있음을 알 수 있다.
상기 압축보강재(140)는 단부정착판(114)과 중간정착판(116)이 일 측면에 일체로 형성된 강판등을 이용하게 되고, 빔부재(110)의 플랜지의 횡방향 폭 보다 더 큰 횡방향폭과 빔부재(110)의 양 단부 사이의 중앙부위에 긴장재(123,124)가 위치하도록 용접등에 의하여 플랜지(111)에 일체로 형성시키고 있음을 알 수 있다.
이러한 압축보강재(140)를 이용하게 되면 단부정착판(114)과 중간정착판(116)을 한꺼번에 설치할 수 있게 되고, 빔부재(110)의 보강재로 사용되어 프리스트레스도입량을 증가시킬 수 있게 된다.
도 3b에 의하면 복수긴장재를 구비한 빔(100)은 도 3a와 대비하여 긴장재(120,121)를 수평 평면상 및 수직 평면상으로도 배치할 수 있음을 보인 것으로서 압축보강재(140)의 횡방향 폭을 플랜지(111)와 동일하게 형성시킬 수 있음을 알 수 있다.
이에 도 3b에 의하면 단부정착판(114)에 긴장후 정착되는 긴장재(120)는 1개 또는 2개의 긴장재로 세팅하고, 중앙부에 서로 대향되어 이격된 중간정착판(116)이 더 설치되어 있음을 알 수 있다. 이때 상기 중간정착판(116)에는 상기 긴장재(120)보다 하방에 위치하는 하방 긴장재(121)가 추가로 설치되도록 하되, 하방 긴장재(121)의 연장 길이가 단부정착판(114)에 정착되는 긴장재(120)보다 짧게 형성되도록 하고 있음을 알 수 있다.
도 3b에 의하면 빔부재(110)를 이용하되 플랜지(111) 일 측면에 횡방향 폭이 플랜지(111)와 동일하게 형성된 압축보강재(140)를 이용하여 단부정착판(114)과 중간정착판(116)을 설치하고, 단부정착판(114)을 이용하여 긴장재(120)를 수평병렬 설치등으로 세팅하고, 단부정착판(114)에 긴장 후 정착시키게 된다. 또한 하방 긴장재(121)는 단부정착판(114) 사이에 설치된 중간정착판(116) 사이에 긴장후 정착시키게 된다.
이로서 빔부재(110)의 양 단부 사이의 중앙부위(겹침부위)에 소요의 프리스트레스(압축응력)가 도입되도록 할 수 있음을 알 수 있고 도 3b의 경우에도 수평병렬 설치되는 긴장재(120)가 1개 또는 2개로 도시되어 있지만 3개 이상이 될 수 있으며, 하방 긴장재(121)는 1개로 도시되어 있지만 역시 2개 이상될 수 있다.
이때 역시 단부정착판(114)과 중간정착판(116)은 수직판 형태로 플랜지(111)에 일체로 형성되도록 하고, 상기 긴장재(120,121)는 강연선, 강봉 등을 이용하게 된다.
또한, 도 3b의 경우에도 긴장재(120,121)의 일단부는 고정부로서, 타단부는 정착부로서 작용하여 프리스트레스가 도입되도록 하게 됨을 알 수 있고, 빔부재(110)는 프리스트레스가 도입되는 부위에 뒤틀림 등이 발생하지 않도록 스티프너(117)를 복부(112)에 서로 이격 설치하고 있음을 알 수 있다.
나아가 도 3b의 경우에는 하방 긴장재(121)가 수평병렬 설치되는 긴장재(120)보다 하방으로 이격되어 배치됨에 따라 중립축으로부터의 이격거리가 더 커짐에 따른 프리스트레스 도입효과를 증진시킬 수 있고,
수평병렬 설치되는 긴장재(120) 직 하방에 하방 긴장재(121)를 배치해도 되고, 하방 긴장재(121)의 양 단부가 정착되는 중간정착판(116)에는 긴장재(120)는 관통하도록 하고, 하방 긴장재(121)가 정착되도록 하고 수직판으로 형성시키게 됨을 알 수 있다.
이러한 하방 긴장재(121)는 빔부재(110)의 중앙부위에 집중적으로 배치하여 빔부재(110)에 작용하는 작용하중에 의한 휨 모멘트에 효과적으로 저항할 수 있게 되며, 단부정착판(114), 중간정착판(116)에는 하중계를 추가로 설치하여 긴장 전,후에 의한 프리스트레스 도입량을 정량화시켜 검측할 수 있도록 하는 것이 바람직함은 동일하다.
역시, 상기 압축보강재(140)는 단부정착판(114)과 중간정착판(116)이 일 측면에 일체로 형성된 강판등을 이용하게 되고, 빔부재(110)의 하플랜지의 횡방향 폭보다 크거나 동일한 횡방향폭과 빔부재(110)의 양 단부 사이의 중앙부위에 긴장재(120,121)가 위치하도록 용접등에 의하여 플랜지(111)에 일체로 형성시키고 있음을 알 수 있다.
이러한 압축보강재(140)를 이용하게 되면 역시 단부정착판(114)과 중간정착판(116)을 한꺼번에 설치할 수 있게 되고, 빔부재(110)의 보강재로 사용되어 프리스트레스 도입량을 증가시킬 수 있게 된다.
도 3c에 의하면 복수긴장재를 구비한 빔(100)은 압축보강재(140)를 사용하되 도 3b와 대비하여 긴장재(120,121)를 수평 평면상 및 수직 평면상으로도 배치할 수 있음을 보인 것으로서 하방 긴장재(121)의 연장 길이가 긴장재(120)의 연장 길이보다 더 길게 형성시킬 수 있음을 보인 것이다.
이에 도 3c에 의하면 중간정착판(116)에 긴장재(120)가 수평병렬 설치되어 있으며, 단부정착판(114)에 하방 긴장재(121)가 설치되어 있음을 알 수 있다. 즉, 긴장재(120)와 하방 긴장재(121)를 사용하는 것은 동일하지만, 도 3b와 대비하여 하방 긴장재(121)의 연장 길이가 긴장재(120)보다 더 길게 형성되도록 하고, 이에 따라 단부정착판(114)에 하방 긴장재(121)가 설치되도록 하고 있음을 알 수 있다.
도 3c에 의하면 빔부재(110)를 이용하되 플랜지(111) 일 측면에 횡방향 폭이 플랜지(111)와 동일하게 형성된 압축보강재(140)를 이용하여 단부정착판(114)과 중간정착판(116)을 설치하고, 단부정착판(114)을 이용하여 하방 긴장재(121)를 긴장 후 정착시키게 된다. 또한 긴장재(120)는 단부정착판(114) 사이에 설치된 중간정착판(116) 사이에 긴장후 정착시키게 된다.
이로서 빔부재(110)의 양 단부 사이의 중앙부위(겹침부위)에 소요의 프리스트레스(압축응력)가 도입되도록 할 수 있음을 알 수 있고, 도 3c의 경우에도 긴장재(120)가 1개 또는 2개로 도시되어 있지만 3개 이상이 될 수 있으며, 하방 긴장재(121)는 1개로 도시되어 있지만 역시 2개 이상될 수 있다.
이때 역시 단부정착판(114)과 중간정착판(116)은 수직판 형태로 플랜지(111)에 일체로 형성되도록 하고, 상기 긴장재(120,121)는 강연선, 강봉등을 이용하게 된다.
또한, 도 3c의 경우에도 긴장재(120,121)의 일단부는 고정부로서, 타단부는 정착부로서 작용하여 프리스트레스가 도입되도록 하게 됨을 알 수 있고, 빔부재(110)는 프리스트레스가 도입되는 부위에 뒤틀림등이 발생하지 않도록 스티프너(117)를 복부(112)에 서로 이격 설치하고 있음을 알 수 있다.
나아가 도 3c의 경우에도 하방 긴장재(121)가 수평병렬 설치되는 긴장재(120)보다 하방으로 이격 되어 배치됨에 따라 중립축으로부터의 이격거리가 더 커짐에 따른 프리스트레스 도입효과를 증진시킬 수 있고,
수평병렬 설치되는 긴장재(120) 직 하방에 하방 긴장재(121)를 배치해도 되고, 긴장재(120)의 양 단부가 정착되는 중간정착판(116)에는 하방 긴장재(121)는 관통하도록 하고, 긴장재(120)가 정착되도록 하고 수직판으로 형성시키게 됨을 알 수 있다.
이러한 중간정착판(116)은 빔부재(110)의 중앙부위에 집중적으로 배치하여 빔부재(110)에 작용하는 작용하중에 의한 휨 모멘트에 효과적으로 저항할 수 있게 되며, 단부정착판(114), 중간정착판(116)에는 하중계를 추가로 설치하여 긴장 전,후에 의한 프리스트레스 도입량을 정량화시켜 검측할 수 있도록 하는 것이 바람직함은 동일하다.
역시, 상기 압축보강재(140)는 단부정착판(114)과 중간정착판(116)이 일 측면에 일체로 형성된 강판등을 이용하게 되고, 빔부재(110)의 플랜지의 횡방향 폭보다 크거나 동일한 횡방향폭과 빔부재(110)의 양 단부 사이의 중앙부위에 긴장재(120,121)가 위치하도록 용접등에 의하여 플랜지(111)에 일체로 형성시키고 있음은 동일하며,
이러한 압축보강재(140)를 이용하게 되면 역시 단부정착판(114)과 중간정착판(116)을 한꺼번에 설치할 수 있게 되고, 빔부재(110)의 보강재로 사용되어 프리스트레스도입량을 증가시킬 수 있게 된다.
도 3d에 의하면 복수긴장재를 구비한 빔(100)은 긴장재(120)를 타측플랜지(113) 상면에 단부정착판(114)과 중간정착판(116)을 이용하여 수평병렬 설치되는 긴장재(120)가 겹쳐지는 부위를 선택할 수 있음을 알 수 있다.
이러한 복수긴장재를 구비한 빔(100)은 역시 가설교량의 연속지점부등과 같이 휨 부모멘트가 발생하는 부위에 설치하는 경우가 될 것이며, 역시 플랜지(111) 일 측면에 설치되는 긴장재가 타측플랜지(113) 상면에 설치되는 것으로 보면 된다.
이에 상기 긴장재(120)는 단부정착판(114) 사이에 1개 또는 수평병렬 설치될 수 있으며, 상방긴장재(126)를 단부정착판(114) 사이에 설치되는 중간정착판(116)을 이용하여 더 설치되도록 하고 있음을 알 수 있다.
역시, 압축보강재(140)를 이용하되, 단부정착판(114)과 중간정착판(116)이 일 측면에 일체로 형성된 강판등을 이용하게 되고, 빔부재(110)의 타측플랜지의 횡방향 폭보다 크거나 동일한 횡방향폭과 빔부재(110)의 양 단부와 일 측방으로 긴장재(120,126)가 위치하도록 용접등에 의하여 타측플랜지(113)에 일체로 형성시키게 된다.
이러한 압축보강재(140)를 이용하게 되면 역시 단부정착판(114)과 중간정착판(116)을 한꺼번에 설치할 수 있게 되고, 빔부재(110)의 보강재로 사용되어 프리스트레스도입량을 증가시킬 수 있게 된다.
도 3e에 의하면 복수긴장재를 구비한 빔(100)은 하부보강재(150)를 이용하여 수평병렬 설치되는 긴장재(120)와 하방 긴장재(121)를 조합할 수 있음을 보인 것이다.
상기 하부보강재(150)를 이용하게 되면 하방 긴장재(121)에 의한 프리스트레스 도입효과를 보다 증진시킬 수 있다는 장점이 있게 된다.
이에 빔부재(110)의 플랜지(111) 일 측면에는 하부보강재(150)가 용접등에 의하여 일체화되어 있다.
상기 하부보강재(150)는 빔부재(110)와 같이 횡방향 폭이 더 작은 I형강재들을 이용하여 복부 양측방으로 상기 긴장재(120)가 경유하도록 하면서, 일 측면에 중간정착판(116)이 형성되고, 중간정착판(116) 사이에 하방 긴장재(121)를 설치하여 빔부재(110)의 양 단부 사이에 소요의 프리스트레스가 도입되도록 할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 빔부재(110)의 플랜지(111) 일 측면에는 중간정착판(116)의 양 측방으로 단부정착판(114)이 더 설치되어 긴장재(120)가 수평병렬 설치되고 있음을 알 수 있다.
[ 복수긴장재를 구비한 빔(100) 및 그 시공방법 ]
도 4는 본 발명의 본 발명의 복수긴장재를 구비한 빔(100)의 시공예시도를 도시한 것이다.
상기 본 발명의 복수긴장재를 구비한 빔(100)은 영구교량 뿐만 아니라 바람직하게는 가설교량용 빔부재(거더등) 이용되는 경우를 기준으로 시공방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 4와 같이, 가설교량의 양 교대(210)를 시공하게 된다.
이러한 양 교대(210)는 가설벤트, 절골부재등을 지반에 수직으로 시공하고, 상면에 본 발명의 복수긴장재를 구비한 빔(100)를 거치하게 된다.
다음으로 도 4와 같이, 양 교대(210) 사이에 양 단부가 고정되도록 복수긴장재를 구비한 빔(100)를 설치하게 된다.
이러한 복수긴장재를 구비한 빔(100)은 도 2b와 같이, 긴장재(120)를 수평 평면상 및 수직 평면상으로도 배치할 수 있도록 한 것으로서, 2개의 긴장재(120)가 수평병렬 설치되어 있으며, 빔부재(110)의 중앙부에 서로 대향되어 이격된 중간정착판(116)이 더 설치되어 있음을 알 수 있다. 이때 상기 중간정착판(116)에는 수평 병렬 배치되는 긴장재(120)보다 하방에 위치하는 하방 긴장재(121)가 추가로 설치된다.
이에 상기 도 4와 같이 복수긴장재를 구비한 빔(100) 상면에는 추가로 가로보, 미도시한 복공판등이 설치되도록 하여 가설교량으로 이용될 수 있음을 알 수 있다.
또한 본 발명에 의한 빔은 가설교량 뿐만 아니라, 가시설의 띠장이나 지중에 매입되는 자립식 파일(말뚝)으로도 사용할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 복수긴장재를 구비한 빔
110: 빔부재 111: 플랜지
111a: 확장플랜지 112: 복부
113: 타측플랜지 114: 단부정착판
115: 하중계 116: 중간정착판
117: 스티프너 120,123,124: 긴장재
121,122: 하방 긴장재 140: 압축보강재
150: 하부보강재 210: 교대

Claims (10)

  1. 빔부재(110)의 측면에 서로 이격되어 설치된 양 단부정착판(114); 및
    상기 양 단부정착판(114) 사이에 수평병렬 설치된 복수개의 긴장재(120);를 포함하며, 상기 긴장재(120)를 긴장 후 단부정착판(114)에 정착시켜, 빔부재(110)에 프리스트레스를 도입시키며,
    상기 빔부재(110)는 강재빔을 포함하고, 상기 긴장재(120)는 수평병렬 설치하고, 각각의 긴장재 단부가 서로 겹쳐지지 않고 엇갈리면서 단부정착판(114)에 긴장 후 정착시킬 때, 상기 단부에서의 긴장작업 공간이 서로 겹쳐지지 않도록 하고, 상기 빔부재(110)의 중앙부에 서로 대향되어 이격된 중간정착판(116)이 설치되어 상기 중간정착판(116)에 수평병렬 배치되는 긴장재(120) 보다 하방에 위치하는 하방 긴장재(121,122)가 수직 평면상으로 설치되도록 하는 복수긴장재를 구비한 빔.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 빔부재(110)의 측면에 서로 이격되어 설치된 양 단부정착판(114); 및 상기 양 단부정착판(114) 사이에 수평병렬 설치된 복수개의 긴장재(120);를 포함하며, 상기 긴장재(120)를 긴장 후 단부정착판(114)에 정착시켜, 빔부재(110)에 프리스트레스를 도입시키며,
    상기 수평병렬 설치되는 긴장재(120)로부터 직 상방 또는 긴장재(120)의 개략 중간에 상방긴장재(126)가 더 배치되며, 상기 상방긴장재(126)는 단부정착판(114)과 중간정착판(116)을 함께 이용하여 긴장후 정착되도록 하여,
    수평병렬 설치되는 긴장재(120)는 일측 단부면으로부터 이격된 위치의 단부정착판(114)에 고정부가 되고, 타측 단부에 설치된 단부정착판(114)이 인장부가 되도록 하고, 연장 길이가 짧은 긴장재(120)는 중간정착판(116)이 고정단이 단부정착판(114)에서 인장되도록 하는 방식을 채택하여 프리스트레스 도입이 빔의 좌.우 대칭이 되지 않더라도 휨모멘트가 크가 작용하는 부분에 집중배치할 수 있도록 하는 복수긴장재를 구비한 빔.
  6. 빔부재(110)의 측면에 서로 이격되어 설치된 양 단부정착판(114); 및 상기 양 단부정착판(114) 사이에 수평병렬 설치된 복수개의 긴장재(120);를 포함하며, 상기 긴장재(120)를 긴장 후 단부정착판(114)에 정착시켜, 빔부재(110)에 프리스트레스를 도입시키며,
    빔부재(110)의 플랜지(111), 타측플랜지(113)에 단부정착판(114)과 중간정착판(116)과 함께 일체화시켜 빔부재(110)의 플랜지(111) 일 측면에 일체화시킨 것으로, 빔부재(110)의 플랜지(111)의 횡방향 폭 또는 상기 횡방향 폭 보다 큰 횡방향폭을 구비한 압축보강재(140)를 포함하는 복수긴장재를 구비한 빔.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단부정착판(114)에 긴장후 정착되는 긴장재(120)는 1개 또는 2개의 긴장재로 세팅하고, 중앙부에 서로 대향되어 이격된 중간정착판(116)이 더 설치되고,
    상기 중간정착판(116)에는 긴장재(120) 보다 하방에 위치하는 하방 긴장재(121)가 추가로 설치되도록 하되, 하방 긴장재(121)의 연장 길이가 단부정착판(114)에 정착되는 긴장재(120)보다 짧게 형성되도록 하거나,
    상기 긴장재(120,121)를 수평 평면상 및 수직 평면상으로 배치할 수 있는 복수긴장재를 구비한 빔.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 단부정착판(114)에 긴장후 정착되는 긴장재(120)를 타측플랜지(113) 상면에 단부정착판(114)과 중간정착판(116)을 이용하여 수평병렬 설치되는 긴장재(120)가 겹쳐지는 부위를 선택할 수 있도록 하는 복수긴장재를 구비한 빔.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 빔부재(110)의 플랜지(111) 일 측면에는 하부보강재(150)가 일체화되도록 하되, 상기 하부보강재(150)는 빔부재(110)와 같이 횡방향 폭이 더 작은 I형강재를 이용하여 복부 양측방으로 상기 긴장재(120)가 경유하도록 하면서, 일 측면에 중간정착판(116)이 형성되고, 중간정착판(116) 사이에 하방 긴장재(121)를 설치하여 빔부재(110)의 양 단부 사이에 소요의 프리스트레스가 도입되도록 하도록 하며, 빔부재(110)의 플랜지(111) 일 측면에는 중간정착판(116)의 양 측방으로 단부정착판(114)이 더 설치되어 긴장재(120)가 수평병렬 설치되도록 하는 복수긴장재를 구비한 빔.
  10. (a) 빔부재(110)의 측면에 서로 이격되어 설치된 양 단부정착판(114); 및 상기 양 단부정착판(114) 사이에 수평병렬 설치된 복수개의 긴장재(120);를 포함하며, 상기 긴장재(120)를 긴장 후 단부정착판(114)에 정착시켜, 빔부재(110)에 프리스트레스를 도입시키는 복수긴장재를 구비한 빔(100)을 구비하는 단계;
    (b) 상기 복수긴장재를 구비한 빔(100)을 가설교량, 가시설 및 자립식 파일(말뚝)중의 어느 하나에서 설치되도록 하는 단계;를 포함하며,
    상기 (a)단계의 빔부재(110)는 강재빔을 포함하고, 상기 긴장재(120)는 수평병렬 설치하고, 각각의 긴장재 단부가 서로 겹쳐지지 않고 엇갈리면서 단부정착판(114)에 긴장 후 정착시킬 때, 상기 단부에서의 긴장작업 공간이 서로 겹쳐지지 않도록 하고, 상기 빔부재(110)의 중앙부에 서로 대향되어 이격된 중간정착판(116)이 설치되어 상기 중간정착판(116)에 수평병렬 배치되는 긴장재(120) 보다 하방에 위치하는 하방 긴장재(121,122)가 수직 평면상으로 설치되도록 하는 복수긴장재를 구비한 빔 시공방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200238490Y1 (ko) 2001-04-12 2001-10-11 이창남 샌드위치형강선콘정착블럭
KR101919152B1 (ko) 2016-09-22 2019-02-08 장신찬 프리스트레스트 콘크리트 거더 및 그 제작 방법
KR20200004129A (ko) * 2018-07-03 2020-01-13 이일우 프리텐션을 이용한 콘크리트 구조물 보강 방법

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