KR102454482B1 - 외부 긴장재 추가 인장형 거더 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강제 거더(10)에 형성된 정착부(15)에 선형(線形) 외부 긴장재(20)의 단부가 정착되는 외부 긴장재(20) 설치 거더(10)에 관한 것으로, 정착부(15)에 형성된 돌출관(30) 외주면에 수나사가 형성되고, 암나사인 실린더(40)가 돌출관(30)에 결합되며, 실린더(40) 선단에 긴장재(20)가 결속되는 결속부(23)가 장착됨으로써, 실린더(40)를 회전시켜 결속부(23)를 긴장재(20) 축방향 외측으로 이동시킴으로써 긴장재(20)를 추가 인장할 수 있도록 한 것이다.
본 발명을 통하여, 긴장재(20) 말단 정착 장치의 해체 없이도 긴장재(20)의 추가 인장 작업을 신속하고 간편하게 수행할 수 있으며, 이로써 외부 긴장재(20) 설치 거더(10)의 유지관리 편의성을 제고할 수 있을 뿐 아니라, 외부 긴장재(20) 설치 거더(10)의 내구성 및 구조적 성능을 획기적으로 개선할 수 있다.

Description

외부 긴장재 추가 인장형 거더{EXTERNAL TENDON RESTRESSING TYPE GIRDER}
본 발명은 강제 거더(10)에 형성된 정착부(15)에 선형(線形) 외부 긴장재(20)의 단부가 정착되는 외부 긴장재(20) 설치 거더(10)에 관한 것으로, 정착부(15)에 형성된 돌출관(30) 외주면에 수나사가 형성되고, 암나사인 실린더(40)가 돌출관(30)에 결합되며, 실린더(40) 선단에 긴장재(20)가 결속되는 결속부(23)가 장착됨으로써, 실린더(40)를 회전시켜 결속부(23)를 긴장재(20) 축방향 외측으로 이동시킴으로써 긴장재(20)를 추가 인장할 수 있도록 한 것이다.
강제 거더의 내하력 보강을 위하여 적용되는 외부 긴장은 통상 강선(鋼線) 또는 강봉(鋼棒)으로 구성된 긴장재를 거더 외부에 설치하고, 긴장재를 인장한 후 긴장재의 양단을 거더에 정착하는 방식으로 시공되며, 관련 종래기술로는 특허 제1566317호를 들 수 있다.
특허 제1566317호를 비롯한 종래의 외부 긴장재 설치 강제 거더에 있어서, 거더의 장기간 사용에 따른 긴장재의 신장 발생시 보강 효과가 저하될 수 밖에 없으므로, 긴장재를 추가 인장하여 적절한 긴장 상태를 조성할 필요가 있는데, 이러한 추가 인장은 정착부에 정착된 긴장재의 말단부 정착 장치를 해체한 후, 기존 긴장재의 말단 부위에 유압 인장기를 결속하여 긴장재(20)를 견인하는 방식으로 수행된다.
따라서, 긴장재의 추가 인장 작업 수행시에는 긴장재에 의한 거더의 보강 기능이 일시적으로 상실될 수 밖에 없으므로 적절한 보강용 가시설의 사전 구축이 요구될 뿐 아니라, 긴장재 말단의 정착 장치를 해체하고 긴장재 견인후 재 장착하는 등의 복잡한 작업이 필요하여, 상당한 시간 및 비용이 소요될 수 밖에 없었다.
특히, 정착부 외측으로 노출된 긴장재 말단부의 여유장이 충분하지 않을 경우 유압 인장기의 결속이 불가능하여 기존 긴장재에 대한 재인장 작업이 불가능하며, 이 경우 전체 긴장재를 교체하여야 하는 심각한 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 외부 긴장재(20)의 단부가 거더(10)에 형성된 정착부(15)에 정착되는 외부 긴장재 거더에 있어서, 정착부(15)에는 긴장재(20)와 동축을 이루는 관체로서 외주면에 수나사가 형성된 돌출관(30)이 형성되고, 돌출관(30)에는 내주면에 상기 돌출관(30)의 수나사와 치합되는 암나사가 형성된 실린더(40)가 결합되며, 실린더(40)의 선단에는 긴장재(20)의 말단이 결속되는 결속부(23)가 장착되어, 실린더(40)를 회전시켜 긴장재(20)의 축방향 외측으로 이동시킴에 따라 긴장재(20) 말단이 외측으로 견인됨을 특징으로 하는 외부 긴장재 추가 인장형 거더이다.
또한, 본 발명은 상기 돌출관(30)의 정착부(15)측 단부에는 편자형 판체인 지지판(35)이 결합되어, 실린더(40)의 정착부(15)측 말단과 정착부(15) 표면 사이에 지지판(35)이 삽입됨으로써, 실린더(40)의 정착부(15)측 이동이 억제됨을 특징으로 하는 외부 긴장재 추가 인장형 거더이다.
또한, 본 발명은 실린더(40)의 외주면에는 수나사가 형성되고, 실린더(40)에는 내주면에 실린더(40)의 수나사와 치합되는 암나사가 형성된 케이싱(45)이 결합되어, 실린더(40)가 긴장재(20)의 축방향 외측으로 이동된 상태에서, 케이싱(45)을 회전시킴에 따라 케이싱(45)의 정착부(15)측 후단이 정착부(15) 표면에 안착됨으로써, 실린더(40)의 정착부(15)측 이동이 억제됨을 특징으로 하는 외부 긴장재 추가 인장형 거더이다.
본 발명을 통하여, 긴장재(20) 말단 정착 장치의 해체 없이도 긴장재(20)의 추가 인장 작업을 신속하고 간편하게 수행할 수 있으며, 이로써 외부 긴장재(20) 설치 거더(10)의 유지관리 편의성을 제고할 수 있을 뿐 아니라, 외부 긴장재(20) 설치 거더(10)의 내구성 및 구조적 성능을 획기적으로 개선할 수 있다.
특히, 인장기의 긴장재(20) 결속 없이도 추가 인장이 가능한 바, 기존 긴장재(20) 말단의 여유장이 부족한 상황에서도 원활한 추가 인장 작업이 가능하며, 이로써 종래기술 적용시 여유장 부족으로 인하여 전체 긴장재(20)를 교체하여야하는 상황에서도 긴장재(20)의 재인장이 가능한 바, 긴장재(20) 추가 인장 공사의 공기를 단축하고 공사비를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 설치상태 구조도
도 2는 본 발명의 사시도
도 3은 본 발명의 요부 발췌 분해 사시도
도 4는 본 발명의 대표 단면도
도 5는 본 발명의 추가 인장 방식 설명도
도 6은 지지판이 적용된 본 발명의 일 실시예 요부 발췌 사시도
도 7은 케이싱이 적용된 본 발명의 일 실시예 요부 발췌 분해 사시도
도 8은 도 7 실시예의 대표 단면도
도 9는 도 7 실시예의 추가 인장 방식 설명도
본 발명의 상세한 구성 및 작용 원리를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 1은 본 발명이 양단 지지 형식으로 설치된 상태를 예시한 것으로, 도시된 실시예에 있어서 외부 긴장재(20)는 거더(10) 저면부에 부착된 긴장재(20) 양측 단부가 거더(10) 상면에 형성된 정착부(15)에 정착되는 구조를 가지나, 지점 및 스팬의 수, 구속 방식 등 거더(10)의 구조적 형식에 따라 긴장재(20)의 굴곡 형상 및 정착부(15)의 위치는 변동될 수 있다.
도 2는 본 발명의 외관을 도시한 사시도로서, 전술한 바와 같이 본 발명은 웨브(12) 양단에 즉, 수직 판체인 웨브(12) 상단 및 하단에 각각 상부 플랜지(11) 및 하부 플랜지(11)가 접합되어 거더(10) 본체가 형성되는데, 도시된 실시예와 같이 양단 지지형 거더(10)의 경우, 하부 플랜지(11) 저면에 선형 외부 긴장재(20)가 부착되고, 외부 긴장재(20) 양단이 하부 플랜지(11) 및 상부 플랜지(11)를 순차적으로 통과하여 거더(10) 상부에 형성된 정착부(15)에 정착되는 방식이 적용될 수 있다.
또한, 도시된 실시예에 있어서 선형 외부 긴장재(20)는 거더(10) 본체에 견고하게 부착된 수용관(21)에 내장된 형태로 설치되고 있으며, 이로써 긴장재(20)의 긴장력이 거더(10) 본체에 충실하게 전달될 수 있다.
다만, 강연선 등으로 구성된는 선형 긴장재(20)가 수용관(21)에 내장된다 하여 통상의 콘크리트 거더(10)에서와 같은 매입 구조라 할 수 는 없으며, 본 발명의 거더(10)는 형강으로 본체가 구성되는 강제 거더(10)로서, 강판 내부에 긴장재(20)가 매입되지는 않는 바, 수용관(21)의 적용 여부와 관계 없이 긴장재(20)가 외부에 설치되는 구조라 할 수 있다.
도시된 실시예에 있어서, 거더(10)의 상부 플랜지(11) 상면에 형성되는 정착부(15)는 도 2에서와 같이 상부 플랜시 상측으로 경사 돌출되고, 정착부(15)의 거더(10) 외측 단부 표면은 긴장재(20) 말단부와 직교하는 평면을 이루게 되며, 이러한 정착부(15)에 긴장재(20)의 말단이 결속, 정착됨으로써, 긴장재(20)에 긴장 상태가 조성됨과 동시에 조성된 긴장력이 거더(10) 본체에 충실하게 전달될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에서와 같이, 거더(10)의 정착부(15) 형성 부위 및 긴장재(20)의 편향부 형성 부위 등 보강이 필요한 부위에는 웨브(12) 및 상, 하 플랜지(11)를 연결하는 보강판(19)이 접합될 수 있다.
도 3은 본 발명의 특징적 구성을 도시한 것으로, 도시된 바와 같이, 본 발명의 정착부(15)에 있어서, 정착부(15)의 거더(10) 외측 표면에는 역시 거더(10) 외측으로 돌출되는 관상(管狀)의 돌출물이 형성되고, 이 돌출물에 후술할 다수의 정착 수단이 결합됨으로써, 긴장재(20)의 말단부가 정착부(15)에 정착, 고정된다.
도 3 및 도 4에서와 같이, 정착부(15)의 외측 표면에는 긴장재(20)와 동축(同軸)을 이루는 관체로서 외주면에 수나사가 형성된 돌출관(30)이 형성되는 것으로, 긴장재(20)의 말단부는 돌출관(30)에 내장된 상태에서 돌출관(30) 외측으로 노출된다.
또한, 수나사인 돌출관(30)에는 내주면에 상기 돌출관(30)의 수나사와 치합되는 암나사가 형성된 실린더(40)가 결합되며, 따라서 도 4에서와 같이 돌출관(30)에 실린더(40)가 나사 결합된 상태에서, 긴장재(20), 돌출관(30) 및 실린더(40)는 그 중심선이 일치하는 동축 상태를 이루게 된다.
실린더(40)의 거더(10) 외측 선단에는 긴장재(20)의 말단이 결속되어 고정되는 결속부(23)가 정착되는데, 도시된 실시예에 있어서 결속부(23)에는 웨지콘 형식이 적용되고 있으며, 긴장재(20)의 수축 긴장력에 따라 결속부(23)가 실린더(40) 선단에 압착되면서 긴장재(20) 말단부가 정착된다.
이렇듯, 긴장재(20) 말단에 결속된 결속부(23)가 실린더(40) 선단에 압착 고정된 상태에서, 도 5에서와 같이 실린더(40)를 회전시켜 돌출관(30)으로부터 긴장재(20)의 축방향 외측으로 이동시키면 즉, 돌출관(30)에 나사 결합된 실린더(40)를 회전 인발하면, 그에 따라 결속부(23)가 실린더(40)와 동반 이동되면서 긴장재(20) 말단이 외측으로 견인되고, 결국 전체 긴장재(20)가 신장되면서 추가 인장 및 긴장력 보강이 수행된다.
도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 실린더(40) 일부 구간의 외주면에는 비원형 다각형 단면을 이루는 공구(工具) 결합부가 형성되며, 이로써 용이한 실린더(40) 회전 작업이 가능하다.
한편, 이렇듯 수나사인 돌출관(30)에 체결된 암나사인 실린더(40)를 정방향 회전시켜 실린더(40)를 인발 전진시킴으로써 긴장재(20)를 축방향 견인한 후에는 긴장재(20)의 수축력으로 인하여 실린더(40)에 상시 후퇴 방향 압입력이 작용할 수 밖에 없으며, 이로 인하여 실린더(40)가 역방향으로 회전되면 긴장재(20)가 수축되고 추가 도입된 긴장력이 소실될 수 있다.
이에, 본 발명에서는 실리더의 역방향 압입측 회전 및 이로 인한 실린더(40)의 후퇴를 억지하기 위하여, 도 6에서와 같이, 편자 형태의 지지판(35)을 실린더(40)와 정착부(15) 외측 표면 사이에 삽입하였다.
즉, 돌출관(30)의 정착부(15)측 단부에 편자형 판체인 지지판(35)을 결합하여, 실린더(40)의 정착부(15)측 말단과 정착부(15) 표면 사이에 지지판(35)이 삽입됨으로써, 실린더(40)의 정착부(15)측 이동이 억제되는 것이다.
특히, 도 6에 도시된 바와 같이, 실린더(40)의 인발 거리에 따라 다수의 지지판(35)을 조합하여 결합할 수 있으며, 지지판(35)의 외곽에는 결합홈(37)을 형성하고, 이 결합홈(37)에 억지핀(39)을 결합하되, 정착부(15) 외측 표면에 억지핀(39)이 결합될 수 있는 결합공을 형성함으로써, 지지판(35)의 이탈이 억제될 수 있다.
도 7 내지 도 9는 실린더(40)의 후퇴를 억제하기 위하여 암나사 케이싱(45)이 적용된 실시예를 도시한 것으로, 이를 통하여 실린더(40)의 인발 이동 거리와 관계 없이, 실린더(40)의 후퇴를 견고하게 억제할 수 있다.
이러한 케이싱(45) 적용 실시예에서는 도 7에서와 같이 실린더(40)의 외주면에는 수나사가 형성되고, 실린더(40)에는 내주면에 실린더(40)의 수나사와 치합되는 암나사가 형성된 케이싱(45)이 결합되어, 도 8에서와 같이 2중의 나사 결합 구조가 형성된다.
따라서, 도 9에서와 같이, 실린더(40)가 긴장재(20)의 축방향 외측으로 이동된 상태에서, 케이싱(45)을 회전시킴에 따라 케이싱(45)의 정착부(15)측 후단이 정착부(15) 표면에 안착됨으로써, 실린더(40)의 정착부(15)측 이동이 강력하게 억제될 수 있다.
특히, 돌출관(30) 외주면과 실린더(40) 내주면간 나사 결합에서의 나사선 방향과, 실린더(40) 외주면과 케이싱(45) 내주면간 나사 결합에서의 나사선 방향을 상호 역방향으로 형성함으로써, 일층 강력한 실린더(40) 후퇴 억제가 가능하다.
이는 돌출관(30) 외주면 및 실린더(40) 내주면이 오른나사인 경우, 실린더(40) 외주면과 케이싱(45) 내주면은 왼나사로 형성하는 방식으로서, 긴장재(20)의 수축력으로 인한 실린더(40)의 후퇴 회전 발생시 케이싱(45)을 정착부(15)에 더욱 강력하게 압착하여 추가 회전 및 축방향 이동이 억제되는 결과를 야기하는 것이다.
즉, 도 9에서와 같이, 일단 실린더(40)를 회전 인발시킨 후, 실린더(40)의 추가 회전을 억제한 상태에서 케이싱(45)을 직전 수행한 실린더(40) 회전과 동일한 방향으로 회전시키면 케이싱(45)은 종전 실린더(40)의 축방향 이동과 반대 방향으로 후퇴하면서 케이싱(45) 후단이 정착부(15)에 압착되며, 이후 실린더(40)가 압입측으로 회전하게 되면 케이싱(45)은 정착부(15)에 더욱 강력하게 압착되면서 실린더(40) 및 케이싱(45)의 거더(10) 내측 축방향 이동이 강력하게 억제되는 것이다.
도 7에 예시된 바와 같이, 케이싱(45)의 일부 구간 외주면에도 실린더(40)에서와 같이 비원형 다각형 단면을 이루는 공구 결합부가 형성되며, 이로써 용이한 케이싱(45) 회전 작업이 가능하게 된다.
10 : 거더
11 : 플랜지
12 : 웨브
15 : 정착부
19 : 보강판
20 : 긴장재
21 : 수용관
23 : 결속부
30 : 돌출관
35 : 지지판
37 : 결합홈
39 : 억지핀
40 : 실린더
45 : 케이싱

Claims (3)

  1. 외부 긴장재(20)의 단부가 거더(10)에 형성된 정착부(15)에 정착되는 외부 긴장재 거더로서, 정착부(15)에는 긴장재(20)와 동축을 이루는 관체로서 외주면에 수나사가 형성된 돌출관(30)이 형성되고, 돌출관(30)에는 내주면에 상기 돌출관(30)의 수나사와 치합되는 암나사가 형성된 실린더(40)가 결합되며, 실린더(40)의 선단에는 긴장재(20)의 말단이 결속되는 결속부(23)가 장착되어, 실린더(40)를 회전시켜 긴장재(20)의 축방향 외측으로 이동시킴에 따라 긴장재(20) 말단이 외측으로 견인되는 외부 긴장재 추가 인장형 거더에 있어서,
    돌출관(30)의 정착부(15)측 단부에는 편자형 판체인 지지판(35)이 결합되어, 실린더(40)의 정착부(15)측 말단과 정착부(15) 표면 사이에 지지판(35)이 삽입됨으로써, 실린더(40)의 정착부(15)측 이동이 억제되되, 지지판(35)의 외곽에는 결합홈(37)이 형성되고, 결합홈(37)에 억지핀(39)이 결합되며, 정착부(15) 외측 표면에는 억지핀(39)이 결합될 수 있는 결합공이 형성되어, 지지판(35)의 이탈이 억제됨을 특징으로 하는 외부 긴장재 추가 인장형 거더.
  2. 삭제
  3. 삭제
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