KR102472212B1 - 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법 - Google Patents
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Abstract
프리텐션(Pretension) 방식의 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete: 이하 PC라 함) 부재의 제작 과정에서 센싱 케이블를 이용하여 PC 부재의 건전성을 평가하는, 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법이 개시되며, 상기 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법은 a) 프리텐션 베드 상에 강연선, 센싱 케이블 및 거푸집을 각각 설치하고, 상기 강연선에 긴장력을 도입시켜, 센싱 케이블을 통해 상기 도입된 긴장력을 계측하는 단계; b) 상기 거푸집 상에 콘크리트를 타설하여 양생시켜 프리텐션 PC 부재를 제작하고, 상기 도입된 긴장력을 제거한 이후, 상기 센싱 케이블을 통해 프리텐션 PC 부재에 도입된 긴장력을 계측하는 단계를 포함하여, 상기 a)단계에서 계측된 되입된 긴장력이 상기 b)단계에서 프리텐션 PC 부재에 도입되어 있는 가를 기준으로 프리텐션 PC 부재의 긴장력 도입 건전성을 평가하도록 하게 된다.
Description
본 발명은 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 프리텐션(Pretension) 방식의 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete) 부재의 제작 과정에서 센싱 케이블를 이용하여 PC 부재의 건전성을 평가하는, 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete: PC) 부재는 급속 시공으로 공기를 단축할 수 있어, 교량 바닥판, 주차장 등 토목분야 및 건축분야에 많이 활용되고 있다.
이러한 프리캐스트 콘크리트 부재, 예를 들면, 프리스트레스트 콘크리트 거더(PSC 거더)는 프리텐션(Pre-Tension) 방식이나 포스트텐션(Post-Tension) 방식으로 제작된다.
구체적으로, 프리텐션 방식은 긴장재(통상적으로 강연선)에 미리 긴장력(압축프리스트레스)을 도입하여 긴장시킨 후에 콘크리트를 타설 및 경화한 후에 긴장재를 릴리즈하면, 긴장재와 콘크리트와의 부착력에 의해 콘크리트 단면에 긴장력(압축프리스트레스)이 도입된다.
한편, 포스트텐션 방식은 콘크리트 단면 내부에 걸쳐 쉬스(Sheath)가 배치되고, 콘크리트 단면의 경화 후에 쉬스에 긴장재를 삽입하여 긴장시키면, PSC 거더의 양 단부 등에 정착된 콘크리트 단면에 긴장력(압축프리스트레스)이 도입된다.
구체적으로, 프리텐션 방식은 포스트텐션 방식에 비하여 다음과 같은 장점들이 있다.
첫째, 콘크리트와 긴장재의 부착력에 의해 긴장력(압축프리스트레스)이 도입되기 때문에 별도의 정착구가 필요하지 않다.
둘째, 미리 긴장재를 긴장하기 때문에 쉬스가 필요하지 않다.
셋째, 포스트텐션 방식에서 필요한 쉬스의 충전 작업인 그라우팅 작업이 필요하지 않다.
넷째, 포스트텐션 방식에서 필요한 긴장재의 정착장치 부근의 정착부 보강철근이 필요하지 않다.
다섯째, 포스트텐션 방식에 비해 PSC 거더의 복부 두께 및 정착부의 콘크리트 단면 을 최소화할 수 있다.
여섯째, 동일한 형상과 치수의 부재를 롱라인 방식, 즉, 1회의 긴장으로 한꺼번에 다수개의 부재를 제작하는 방식으로 PC 부재를 대량으로 제작할 수 있다.
도 1은 통상적인 프리캐스트 콘크리트 부재인 프리캐스트 슬래브를 예시하는 사진이고, 도 2는 종래의 기술에 따른 프리텐션 방식에 의해 제작된 PC 부재를 나타내는 도면으로서, 도 2의 a)는 단일몰드 방식으로 제작된 PC 부재를 나타내는 도면이고, 도 2의 b)는 롱라인 방식으로 제작된 PC 부재를 나타내는 도면이며, 도 3은 도 2의 a)에 도시된 단일몰드 방식의 프리텐션 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 프리텐션 방식에 의해 프리캐스트 콘크리트 부재인 프리캐스트 슬래브(10, 바닥판)를 제작할 수 있으며,
이때, 도 2의 a)에 도시된 바와 같이, 1개의 몰드(12)를 이용하는 방식을 단일몰드 방식이라 하고,
도 2의 b)에 도시된 바와 같이 여러 개의 몰드(12a, 12b, 12c, 12d)를 프리텐션 베드(21) 위에 직렬로 배치하고, 동시에 긴장력을 도입하는 방식으로 1회의 긴장력 도입으로 여러 개의 부재를 제조할 수 있는 방식을 롱-라인 방식이라 한다.
이때, 프리텐션 베드(21)는 도 2의 a) 및 b)에 도시된 바와 같이, 전단키(21a)에 의하여 바닥(지반)에 설치될 수 있고, 긴장재를 고정단(22, 양측단의 벽체)과 긴장단(23) 사이에 별도 설치한 후, 긴장잭(24)을 이용하여 긴장재(11)를 선긴장(긴장력 도입)하고 부재를 제작하게 된다.
구체적으로, 단일몰드 방식의 프리텐션 과정은, 도 3의 a)에 도시된 바와 같이,
프리텐션 베드(21)에 거푸집과 긴장재(11)를 설치하고, 이후, 도 3의 b)에 도시된 바와 같이, 긴장재(11)를 긴장하고 콘크리트(12)를 타설하여 양생시키며, 이후, 도 3의 c)에 도시된 바와 같이, 타설 콘크리트(12)가 일정 강도에 도달하면 긴장재(11)의 긴장력을 제거하여 콘크리트에 긴장력을 도입하게 된다.
이러한 도 2의 a)에 도시된 단일몰드 방식이나 도 2의 b)에 도시된 롱라인 방식은 모두 실질적으로 동일한 제작 과정을 거치게 된다.
하지만, 이러한 프리텐션 방식의 여러 가지 장점에도 불구하고 국내에서 적용되는 프리텐션 방식에 의한 예컨대 PSC 거더는 운반 및 시공의 여건에 따른 경제성에 의하여 적용이 미미한 실정이다.
한편, 도 4는 거푸집 있는 일반 프리캐스트 제작 과정으로서, 도 2의 b)에 도시된 롱라인 방식으로 제작된 PC 부재를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 롱라인 방식으로 PC 부재를 제작하는 과정을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 롱라인 방식으로 제작된 PC 부재(30)는 긴장재(31, 도 4에서는 강연선) 및 프리캐스트 콘크리트(32)로 이루어지며,
구체적으로, 거푸집 있는 일반 프리캐스트 제작 과정으로서,
도 5의 a)에 도시된 바와 같이, 프리텐션 베드(41)를 준비하고,
이후, 도 5의 b)에 도시된 바와 같이, 프리텐션 베드(41) 상에 긴장재(31) 및 거푸집(44)를 설치하고, 프리텐션 베드(41) 양측에 설치된 긴장단 정착부재(42) 및 고정단 정착부재(43)를 통해 긴장재(31)를 긴장시킨다.
이후. 도 5의 c)에 도시된 바와 같이, 상기 거푸집(44) 내에 콘크리트(32)를 타설 및 양생시키며,
이후, 도 5의 d)에 도시된 바와 같이, 긴장재(31)에 도입되는 긴장력을 제거하게 된다.
이에 따라, 도 5의 e)에 도시된 바와 같이, 거푸집 있는 일반 프리캐스트 제작 방식으로 PC 부재(30)의 제작을 완료할 수 있다.
한편, 도 6은 거푸집 없는 연속 프리캐스트 제작 과정으로서, 도 2의 b)에 도시된 롱라인 방식으로 제작된 PC 부재를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 롱라인 방식으로 PC 부재를 제작하는 과정을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 롱라인 방식으로 제작된 PC 부재(50)는 긴장재(51) 및 프리캐스트 콘크리트(52)로 이루어지며, 구체적으로, 거푸집 없는 연속 프리캐스트 제작 과정으로서,
도 7의 a)에 도시된 바와 같이, 프리텐션 베드(41)를 준비하고,
이후, 도 7의 b)에 도시된 바와 같이, 프리텐션 베드(41) 상에 긴장재(51) 및 콘크리트 타설장비(45)를 설치하고, 프리텐션 베드(41) 양측에 설치된 긴장단 정착부재(42) 및 고정단 정착부재(43)를 통해 긴장재(51)를 긴장시킨다.
이후. 도 7의 c)에 도시된 바와 같이, 콘크리트 타설장비(45, 도 7에서는 좌측에서 우측으로 연속하여 콘크리트를 연속으로 타설하면서 이동)를 이용하여 콘크리트(52)를 타설 및 양생시키며,
이후, 도 7의 d)에 도시된 바와 같이, 긴장재(51)에 도입되는 긴장력(압축프리스트레스)이 제거하게 된다.
이에 따라, 도 7의 e)에 도시된 바와 같이, 거푸집 없는 연속 프리캐스트 제작 방식으로 PC 부재(50)의 제작을 완료할 수 있다.
그러나 종래의 기술에 따른 프리텐션 PC 부재의 경우, 긴장재로 긴장력(압축프리스트레스)이 도입된 이후에는 긴장력(압축프리스트레스)이 제대로 전체 연장길이에 걸쳐 도입되었는지 정확히 확인할 수 없기 때문에, 프리캐스트 PC 부재의 구조적 품질을 보증할 수 없으며,
또한, 긴장력(압축프리스트레스)이 제대로 도입되지 않은 프리캐스트 PC 부재를 현장 적용 시 성능이 발현되지 않을 수 있고, 최악의 경우, 프리캐스트 PC 부재를 이용하여 시공된 구조물이 붕괴될 수도 있다는 문제점이 있다.
이에 종래의 기술에 따르면, 다수의 프리캐스트 부재를 한꺼번에 제작하기 위해 프리텐션 베드의 길이가 예컨대 100미터 이상 길게 만들어 한 번에 긴장력(압축프리스트레스)을 도입하고 다수의 PC 부재를 제작하는 방식이 많이 사용되고,
또한, 콘크리트를 타설하는 방식도, 도 6에 도시된 바와 같이, 거푸집 없이 콘크리트 타설 장비를 사용하여 자동으로 진행하고 최종 양생 후에, 길이에 맞게 절단하는 방법도 있다.
하지만, 종래의 기술에 따르면, 이러한 모든 방식이 강연선에 긴장력(압축프리스트레스)이 도입 된 이후에는 긴장력(압축프리스트레스)이을 정확하게 확인할 수 없기 때문에, 제작된 PC 부재의 품질에 문제가 있는지 알 수 없다는 한계가 있었다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 거푸집이 있는 일반 프리캐스트 과정과 거푸집이 없는 연속 프리캐스트 과정을 통해 프리텐션 방식의 프리캐스트 콘크리트(PC) 부재의 제작시 센싱 케이블를 이용하여 도입 긴장력이 PC 부재에 도입되었는지 확인함에 따라 PC 부재의 건전성을 평가할 수 있는, 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, PC 부재의 제작 과정에서 센싱 케이블을 통해 전달길이를 계측하고 긴장력 도입을 확인함으로써, 긴장력을 제거한 이후의 PC 부재의 긴장력 도입 유무를 평가할 수 있는, 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 거푸집이 없는 연속 프리캐스트 과정에서 간격재 겸용 압축가능한 압축스페이서를 설치하여 강연선(PS 강연선)의 긴장력 제거에 따른 PC 부재의 압축력에 의해 각 PC 부재간 간격이 줄어들게 함으로써 PC 부재의 긴장력 도입 유무를 보다 효과적으로 평가할 수 있는, 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법은,
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a) 프리텐션 베드 상에서 강연선, 센싱 케이블, 콘크리트 타설장비 및 이격 세팅된 압축스페이서를 각각 설치하고, 상기 강연선에 긴잔력을 도입시켜, 상기 센싱 케이블을 통해 상기 도입된 긴장력을 계측하는 단계; b) 상기 콘크리트 타설장비를 사용하여 강연선, 센싱 케이블, 콘크리트 타설장비 및 압축스페이서가 매립되도록 콘크리트를 연속적으로 타설하여 양생시켜 프리텐션 PC 부재를 제작하고, 상기 도입된 긴장력을 제거한 이후, 상기 센싱 케이블을 통해 프리텐션 PC 부재에 도입된 긴장력을 계측하는 단계를 포함하여,상기 a) 단계에서 계측된 되입된 긴장력이 상기 b)단계에서 프리텐션 PC 부재에 도입되어 있는 가를 기준으로 프리텐션 PC 부재(300)의 긴장력 도입 건전성을 평가하며, 상기 b) 단계의 도입된 긴장력의 제거는, 압축스페이서와 강연선에 도입된 긴장력이 제거되도록 하고, 센싱 케이블도 함께 절단되도록 하게 된다.
본 발명에 따르면, 거푸집이 있는 일반 프리캐스트 과정과 거푸집이 없는 연속 프리캐스트 과정을 통해 프리텐션 방식의 프리캐스트 콘크리트(PC) 부재의 제작시 센싱 케이블를 이용하여 도입 긴장력이 PC 부재에 양호하게 도입되었는지 확인함에 따라 PC 부재의 건전성을 용이하게 평가할 수 있다.
본 발명에 따르면, PC 부재의 제작 과정에서 센싱 케이블을 통해 전달길이를 계측하고 긴장력 도입을 확인함으로써, 강연선 긴장력을 제거한 이후의 PC 부재의 긴장력 도입 유무를 평가함에 따라 PC 부재의 품질을 확보할 수 있다.
본 발명에 따르면, 거푸집이 없는 연속 프리캐스트 과정에서 간격재 겸용 압축가능한 압축스페이서를 설치하여 강연선의 긴장력 제거에 따른 PC 부재의 압축력에 의해 각 PC 부재간 간격이 줄어들게 함으로써 PC 부재의 긴장력 도입 유무를 보다 효과적으로 정확하게 평가할 수 있다.
도 1은 통상적인 프리캐스트 콘크리트 부재인 프리캐스트 슬래브를 예시하는 사진이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 프리텐션 방식에 의한 PC 부재의 제작을 나타내는 도면으로서, 도 2의 a)는 단일몰드 방식으로 제작된 PC 부재를 나타내는 도면이고, 도 2의 b)는 롱라인 방식으로 제작된 PC 부재를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 a)에 도시된 단일몰드 방식의 프리텐션 PC 부재를 제작하는 과정을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 거푸집 있는 일반 프리캐스트 제작 과정으로서, 도 2의 b)에 도시된 롱라인 방식으로 제작된 PC 부재를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 롱라인 방식으로 프리텐션 PC 부재를 제작하는 과정을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 거푸집 없는 연속 프리캐스트 제작 과정으로서, 도 2의 b)에 도시된 롱라인 방식으로 제작된 PC 부재를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 롱라인 방식으로 PC 부재를 제작하는 과정을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법을 나타내는 흐름도로서 거푸집이 있는 일반 프리캐스트 제작 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 종래 프리캐스트 콘크리트의 전달길이 및 도입 긴장력을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 광단자가 있는 슬리브 커버에 의한 형성되는 고정단을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 광섬유 계측을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 센싱 케이블을 긴장해서 사용하는 경우를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 센싱 케이블을 센서로만 사용하는 경우를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재를 나타내는 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법을 나타내는 흐름도로서, 거푸집이 없는 연속 프리캐스트 제작 과정을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 스크류형 압축스페이서를 예시하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 스크류형 압축스페이서를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 주름형 압축스페이서를 예시하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 핀형 압축스페이서를 예시하는 도면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 프리텐션 방식에 의한 PC 부재의 제작을 나타내는 도면으로서, 도 2의 a)는 단일몰드 방식으로 제작된 PC 부재를 나타내는 도면이고, 도 2의 b)는 롱라인 방식으로 제작된 PC 부재를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 a)에 도시된 단일몰드 방식의 프리텐션 PC 부재를 제작하는 과정을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 거푸집 있는 일반 프리캐스트 제작 과정으로서, 도 2의 b)에 도시된 롱라인 방식으로 제작된 PC 부재를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 롱라인 방식으로 프리텐션 PC 부재를 제작하는 과정을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 거푸집 없는 연속 프리캐스트 제작 과정으로서, 도 2의 b)에 도시된 롱라인 방식으로 제작된 PC 부재를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 롱라인 방식으로 PC 부재를 제작하는 과정을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법을 나타내는 흐름도로서 거푸집이 있는 일반 프리캐스트 제작 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 종래 프리캐스트 콘크리트의 전달길이 및 도입 긴장력을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 광단자가 있는 슬리브 커버에 의한 형성되는 고정단을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 광섬유 계측을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 센싱 케이블을 긴장해서 사용하는 경우를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 센싱 케이블을 센서로만 사용하는 경우를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재를 나타내는 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법을 나타내는 흐름도로서, 거푸집이 없는 연속 프리캐스트 제작 과정을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 스크류형 압축스페이서를 예시하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 스크류형 압축스페이서를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 주름형 압축스페이서를 예시하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 핀형 압축스페이서를 예시하는 도면이다.
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.
이하, 도 8 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예(단일몰드 방식)에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법으로서, 거푸집이 있는 일반 프리캐스트 방식으로 제작되는 PC 부재를 설명하고,
또한, 도 15 내지 도 20을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예(롱-라인 방식)에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법으로서, 거푸집이 없는 연속 프리캐스트 방식으로 제작되는 PC 부재를 설명하기로 한다.
[제1 실시예: 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법(단일몰드 방식)]
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(프리텐션 PC 부재,100)를 나타내는 단면도이고, 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블(120)을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(100)의 건전성 평가 방법을 나타내는 흐름도로서 거푸집이 있는 일반 프리캐스트 제작 과정을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 PC 부재(100)는 단일몰드 방식으로서 거푸집이 있는 일반 프리캐스트 방식으로 제작하되,
타설된 프리캐스트 콘크리트(130)에 강연선(110)과 센싱 케이블(120)이 각각 매립되도록 설치하고, 도 9에 도시된 바와 같이 프리텐션 PC 부재(100)를 각각 제작하면서, 센싱 케이블(120)을 이용하여 프리텐션 PC 부재(100)의 건전성을 평가하게 된다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리텐션 PC 부재(100)의 건전성 평가 방법은,
거푸집이 있는 일반 프리캐스트 방식(단일몰드 방식)으로 제작되는 프리텐션 프리캐스트 콘크리트(PC) 부재의 건전성 평가 방법으로서,
먼저, 도 9의 a)에 도시된 바와 같이, 프리텐션 베드(210)를 준비한다.
다음으로, 도 9의 b)에 도시된 바와 같이, 프리텐션 베드(210) 상에서 강연선(110), 센싱 케이블(120) 및 거푸집(240)을 각각 설치한 후, 상기 강연선(110)을 긴장시키고, 상기 센싱 케이블(120)을 통해 긴장력을 계측한다.
상기 강연선(110)은 프리텐션 베드(210)의 양단에 설치되는 긴장단 정착부재(220) 및 고정단 정착부재(230) 사이에 강연선(110)과 센싱 케이블(120)을 도 8과 같이, 별도 설치하고, 프리텐션 베드(210) 상에 소정 개수의 거푸집(240)을 각각 설치하며,
상기 긴장단 정착부재(220) 및 고정단 정착부재(230) 사이에 설치된 강연선(110)을 긴장시킨 후 상기 센싱 케이블(120)을 통해 긴장력을 계측한다.
이때, 후술하는 바와 같이, 상기 센싱 케이블(120)을 통한 계측 시, 상기 센싱 케이블(120)을 강연선(110)와 함께 직접 긴장시켜 프리텐션 PC 부재(100)의 건전성을 평가하거나, 센싱 케이블(120)을 광센서로만 사용하여 프리텐션 PC 부재(100)의 건전성을 평가할 수도 있다.
다음으로, 도 9의 c)에 도시된 바와 같이, 상기 거푸집(240) 상에 콘크리트(130)를 타설하여 양생시키게 된다.
이때, 도시되지 않았지만, 제작할 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재에 대응하여 종방향 철근 및 횡방향 철근이 결합된 조립 철근을 상기 거푸집(240) 내에 설치할 수 있다.
다음으로, 도 9의 d)에 도시된 바와 같이, 프리텐션 베드(210)의 양단에 위치한 강연선(110)을 절단, 릴리즈 기능이 구비된 프리텐션 베드(210)을 이용하는 등의 방법으로 긴장력을 제거(릴리즈)하고, 센싱 케이블(120)을 통한 전달길이를 계측하여 긴장력 도입을 확인하며, 이에 따라, 상기 프리텐션 PC 부재(100)의 품질을 확보할 수 있게 된다.
다음으로, 도 9의 e)에 도시된 바와 같이, 타설 콘크리트(130)가 제외된 부위의 강연선 및 센싱 케이블(120)을 마감하여 최종 건전성이 확보된 프리텐션 PC 부재(100)의 제작을 완료하게 된다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리텐션 PC 부재(100)의 제작 방법에 따르면, 단일몰드 방식에서 프리텐션 PC 부재(100)에 도입되는 긴장력을 확인함으로써 프리텐션 PC 부재의 건전성을 평가할 수 있으므로 양질의 프리텐션 PC 부재(100)를 제작할 수 있고, 이에 따라 프리텐션 PC 부재(100)가 적용되는 구조물의 안정성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
관련하여 도 10은 종래 프리캐스트 콘크리트 부재의 전달길이 및 도입 긴장력을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이 기존의 프리캐스트 콘크리트 부재의 경우, 프리캐스트 콘크리트 부재에 도입된 긴장력에 따라 전달길이(Transfer Length, 강연선의 양 단부서 유효프리스트레스(도입 긴장력)가 도입된 곳까지의 길이)와 도입 긴장력을 나타낼 수 있지만,
종래 방식만으로는 앞서 살펴본 바와 같이, 프리캐스트 콘크리트 부재의 도입 긴장력이 잘 도입되었는지 확인이 불가하다.
이에 반해 본 발명의 실시예 1에 따르면, 프리텐션 PC 부재(100)의 도입된 긴장력이 잘 도입되었는지 확인이 가능하게 된다.
즉, 강연선(110)을 긴장시켜 계측된 긴장력과 강연선(110)의 긴장력을 제거하여 프리텐션 PC 부재(100)에 도입된 긴장력을 서로 비교하여 프리텐션 PC 부재(100)의 긴장력 도입 건전성을 평가할 수 있고, 이에 따라 프리텐션 PC 부재(100)의 품질관리가 가능하다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블(120)을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(100, 프리텐션 PC 부재)의 건전성 평가 방법에서, 광단자가 있는 슬리브 커버에 의한 형성되는 고정단을 구체적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(프리텐션 PC 부재(100))의 건전성 평가 방법에서, 센싱 케이블(120) 계측을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 프리텐션 PC 부재(100)의 건전성 평가 방법의 경우,
도 11에 도시된 바와 같이, 센싱 케이블(120)의 단부에 위치하는 광단자가 있는 슬리브 커버를 통해 고정단 형성 방법을 확인할 수 있다.
즉, 고정단쪽으로 인출된 광센서에 광단자를 설치하여 센싱 케이블 계측이 상기 광단자를 통해 이루어지도록 할 수 있음을 알 수 있다.
이때, 고정단은 고정단 정착구에 슬리브 나사탭이 일체로 형성되도록 하고, 상기 슬리브 나사탭에 광단자가 있는 슬리브 커버를 체결함으로써 용이하게 광을 센싱할 수 있다.
이때 도 12와 같이, 센싱 케이블의 광센서는 광단자와 광융합되어 연결되도록 하고 있음을 알 수 있고, 광단자가 있는 슬리브 커버를 이동시켜 광센서가 외부로 인출될 수 있도록 하게 된다.
이에 인출된 광센서로 전달되는 긴장력을 계측장비를 통해 계측 할 수 있게 된다.
한편, 도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에서, 센싱 케이블(120)을 직접 긴장해서 사용하는 경우를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법은,
도 13에 도시된 바와 같이, 센싱 케이블(120) 자체를 긴장시켜 프리텐션 PC 부재(100)의 건전성을 평가하도록 한 것이다.
이를 위해 도 13의 a)에 도시된 바와 같이, CFRP 케이블 내부에 광센서(분포형 광섬유 센서 또는 FBG 광섬유 센서, 도 11의 광센서)가 매립된 센싱 케이블(120)을 프리텐션 베드(210)에 설치하고,
상기 센싱 케이블(120)에 긴장력(강연선에 긴장력 도입하는 것과 동일하게 CFRP 케이블에 긴장력 도입)을 도입한 후, 상기 센싱 케이블(120) 내부의 광센서를 통해 광신호를 계측하고 센싱 케이블 응력(케이블 응력으로 표시)을 계산한다.
이때, 상기 센싱 케이블(120)을 통해 계측된 광신호에 따라 계산된 케이블 응력은 (+) 값을 갖는다.
다음으로, 도 13의 b)에 도시된 바와 같이, 콘크리트(130)를 타설 및 양생시키며, 이때, 상기 센싱 케이블(120)을 통해 계측된 광신호에 따라 계산된 케이블 응력은 역시 (+) 값을 갖는다.
다음으로, 도 13의 c)에 도시된 바와 같이, 상기 센싱 케이블(120)에 도입된 긴장력을 제거하고, 상기 센싱 케이블(120)을 통해 광신호를 계측하여 케이블 응력을 계산하게 된다.
특히, 상기 프리텐션 PC 부재(100)의 단부는 응력이 0이 되며, 이때, 상기 프리텐션 PC 부재(100)의 단부로부터 전달길이 이후에 긴장력 손실이 없는지를 확인할 수 있다. 즉, 도입 긴장력과 일치하는지 여부를 확인할 수 있다.
이후, 상기 프리텐션 PC 부재(100) 사이의 강연선(미도시) 및 센싱 케이블(120)을 절단함으로써, 프리텐션 PC 부재(100)의 제작을 완료할 수 있다.
이로서 센싱 케이블(120)에 의하여 프리캐스트 콘크리트 각각에 도입된 긴장력에 의한 케이블 응력이 설계 긴장력과 차이가 있는 있는가로 계산함으로서, 프리텐션 PC 부재(100)의 긴장력 도입을 확인할 수 있으며, 광센서가 매립된 센싱 케이블(120)을 사용할 경우, 광센서를 보다 효과적으로 보호할 수 있으며, 센싱 케이블(120)을 구성하는 긴장된 CFRP 케이블 내부에 설치된 광센서를 이용하기 때문에 계측의 신뢰성을 충분히 확보할 수 있게 된다.
한편, 도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블(120)을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(100)의 건전성 평가 방법에서, 센싱 케이블(120)을 센서로만 사용하는 경우를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법은,
도 14에 도시된 바와 같이, 센싱 케이블(120)을 센서로만 사용(미도시한 강연선을 긴장하여 도입된 긴장력을 광센서를 통해 계측하는 방식)하여 프리텐션 PC 부재(100)의 건전성을 평가할 수도 있다.
말하자면 도 13에서는 광센서가 매립된 CFRP 케이블을 이용하는 반면 도 14에서는 광센서만 센싱 케이블(120)로 이용하는 경우이다.
구체적으로, 도 14의 a)에 도시된 바와 같이, 먼저, 프리텐션 PC 부재(100)에 사용할 강연선(110)을 설치하고, 분포형 광섬유 센서 또는 FBG 광섬유 센서와 같은 광센서인 센싱 케이블(120==>CFRP 케이블 사용하지 않음)을 프리텐션 베드(210)에 설치하며,
이후, 미도시한 강연선(110)에 긴장력을 도입한 후, 상기 센싱 케이블(120)을 통해 광신호를 간접적으로 계측하고 케이블 응력(센싱 케이블 응력)을 계산한다.
이때, 상기 센싱 케이블(120)을 통해 계측된 광신호에 따라 계산된 케이블 응력은 0이 된다.
다음으로, 도 14의 b)에 도시된 바와 같이, 콘크리트(130)를 타설 및 양생시키며, 이때, 상기 센싱 케이블(120)을 통해 계측된 광신호에 따라 계산된 케이블 응력은 0이 된다.
다음으로, 도 14의 c)에 도시된 바와 같이, 상기 강연선(110)에 도입된 긴장력을 제거하고, 상기 센싱 케이블(120)을 통해 광신호를 계측하여 케이블 응력을 계산함으로써 상기 프리텐션 PC 부재(100)의 긴장력 도입을 확인할 수 있다.
특히, 상기 강연선(110)의 긴장력을 제거한 후에는 상기 프리텐션 PC 부재(100)는 압축을 받으므로 상기 프리텐션 PC 부재(100)에 매립된 센싱 케이블(120)의 응력은 (-)가 된다. 또한, 상기 프리텐션 PC 부재(100)의 단부는 응력이 0이 되며,
이때, 상기 프리텐션 PC 부재(100)의 단부로부터 전달길이 이후에 긴장력 손실이 없는지를 확인할 수 있다. 즉, 도입 긴장력과 일치하는지 여부를 확인할 수 있다.
이후, 상기 프리텐션 PC 부재(100) 사이의 간격에 위치한 강연선과 센싱 케이블(120)을 절단함으로써, 상기 프리텐션 PC 부재(100)의 제작을 완료할 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 거푸집이 있는 일반 프리캐스트 과정과 거푸집이 없는 연속 프리캐스트 과정을 통해 프리텐션 방식의 PC 부재의 제작시 센싱 케이블 또는 광섬유 센서를 이용하여 도입 긴장력이 PC 부재에 양호하게 도입되었는지 확인함에 따라 PC 부재의 건전성을 용이하게 평가할 수 있고,
또한, PC 부재의 제작 과정에서 센싱 케이블을 통해 전달길이를 계측하고 긴장력 도입을 확인함으로써, 강연선의 긴장력을 제거한 이후의 PC 부재의 긴장력 도입 유무를 평가함에 따라 PC 부재의 품질을 확보할 수 있다.
[제2 실시예: 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법(롱-라인 방식)]
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(프리텐션 PC 부재(300))를 나타내는 단면도이고, 도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(프리텐션 PC 부재(300))의 건전성 평가 방법을 나타내는 흐름도로서, 롱-라인 방식에 의한 거푸집이 없는 연속 프리캐스트 제작 과정을 나타내는 도면이다.
본 발명의 제2 실시예의 경우, 전술한 제1 실시예와 기존 공정은 동일하지만, 도 15를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리텐션 PC 부재(300)는 롱-라인 방식과 같이 거푸집이 없는 연속 프리캐스트 방식으로 제작되고,
프리캐스트 콘크리트 내부에 강연선(310), 센싱 케이블(320)이 매립되도록 하는 것은 실시예 1과 동일하며, 구체적으로 도 16에 도시된 바와 같이 제작되면서 역시 센싱 케이블(120)을 이용하여 프리텐션 PC 부재의 건전성이 평가된다.
이에 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리텐션 PC 부재(300)의 제작 방법에 따르면,
특히 프리캐스트 콘크리트의 절단 위치에 압축이 가능한 압축스페이서(450,460,470)를 미리 설치하고,
이때, 긴장력을 제거한 후에 압축스페이서(450,460,470)가 압축되면, 각각의 프리텐션 PC 부재(300)에 도입된 긴장력 및 전달길이를 측정할 수 있다.
이와 같이 프리텐션 PC 부재(300)에 도입되는 긴장력을 확인함으로써 프리텐션 PC 부재(300)의 건전성을 평가할 수 있으므로 양질의 프리텐션 PC 부재(300)를 제작할 수 있고, 이에 따라 프리텐션 PC 부재(300)가 적용되는 구조물의 안정성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 도 16을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리텐션 PC 부재(300)의 건전성 평가 방법은,
거푸집이 없는 연속 프리캐스트 방식으로 제작되는 프리텐션 PC 부재(300)의 건전성 평가 방법으로서,
먼저, 도 16의 a)에 도시된 바와 같이, 프리텐션 베드(410)를 준비한다.
다음으로, 도 16의 b)에 도시된 바와 같이, 상기 프리텐션 베드(410) 상에서 강연선(미도시), 센싱 케이블(320), 콘크리트 타설장비(440) 및 압축스페이서(450,460,470)를 각각 설치한 후 상기 강연선(미도시)을 긴장시키고, 상기 센싱 케이블(120)을 통해 긴장력을 계측한다.
이때, 상기 센싱 케이블(320)을 통한 계측 시, 실시예 1과 같이, 상기 센싱 케이블(320, CFRP 케이블과 광센서)을 긴장시켜 프리텐션 PC 부재(300)의 건전성을 평가하거나 센싱 케이블(320)을 센서로만 사용(광센서로만)하여 프리텐션 PC 부재(300)의 건전성을 평가할 수도 있다.
다음으로, 도 16의 c)에 도시된 바와 같이, 상기 콘크리트 타설장비(440)를 사용하여 강연선, 압축스페이서(450,460,470)가 매립되도록 콘크리트(330)를 타설하여 양생시키게 된다.
다음으로, 도 16의 d)에 도시된 바와 같이, 타설 콘크리트(330)의 강도를 확인한 후 강연선(미도시)에 대한 긴장력을 제거하고, 상기 압축 스페이서(450,460,470)가 압축된 후, 상기 센싱 케이블(320)을 통해 계측한다.
다음으로, 도 16의 e)에 도시된 바와 같이, 강연선(미도시), 센싱 케이블(320)을 절단하고, 타설 콘크리트(330)로 이루어진 프리텐션 PC 부재(300)의 제작을 완료한다. 이로서 센싱 케이블을 통한 전달길이 계측 및 긴장력 도입 확인으로 건전성 확보 여부를 확인할 수 있다.
이에 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법에 따르면,
실시예 1과 대비하여 압축스페이서(450,460,470)의 사용과 콘크리트 타설장비(440)를 이용하여 콘크리트(330)를 연속적으로 타설한다는 것에 차이가 있고,
상기 센싱 케이블(320)을 통한 전달길이를 계측하고 긴장력 도입을 확인하여 건전성을 평가함으로써, 거푸집이 없는 연속 프리캐스트 방식으로 제작되는 상기 프리텐션 PC 부재(300)의 품질을 확보할 수 있도록 하는 것은 다르지 않다.
한편, 압축스페이서(450,460,470)는 콘크리트 타설장비(440)를 이용하여 프리텐션 PC부재(300)를 연속화 제작시 각 프리텐션 PC부재(300)사이사이에 설치되는 것으로, 강연선(미도시)의 긴장력 제거시 프리텐션 PC부재(300)에 도입되는 긴장력(압축력)에 의해 각 PC 부재간 간격이 줄어들 수 있도록 한 간격재 겸용 압축가능한 스페이서이다.
즉, 상기 압축스페이서(450,460,470)는 강연선(미도시)의 긴장력을 제거하여 릴리즈할 경우 자체적으로 PC 부재 사이의 압축력을 받아 간격이 줄어들게 하는 재질이나 장치를 의미한다.
이러한 압축스페이서(450,460,470)는 스크류형 압축스페이서(450), 주름형 압축스페이서(460) 또는 핀형 압축스페이서(470)로 형성될 수 있으며, 강연선(미도시)의 긴장력 제거시 프리텐션 PC 부재(300) 사이에서 긴장력에 의한 압축력을 받아서 프리텐션 PC부재(300)의 간격을 압축하면서 압축력에 의하여 프리텐션 PC부재(300) 각각이 서로 접하면서 충격에 의하여 파손되지 않도록 하는 역할을 한다.
즉, 상기 압축스페이서는 콘크리트 타설시 간격재 역할을 하며, 또한, 상기 프리텐션 PC 부재(300)의 강연선(310)에 대한 긴장력 제거시 긴장력을 상쇄시키는 역할을 하며, 이에 따라, 상기 프리텐션 PC 부재(300) 외부에 노출된 센싱 케이블(320)의 긴장력은 0이 된다.
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(300)의 건전성 평가 방법에서, 스크류형 압축스페이서(450)를 예시하는 도면이고, 도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(300)의 건전성 평가 방법에서, 스크류형 압축스페이서(450)를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 17의 a)에 도시된 바와 같이, 콘크리트 양생 후 압축스페이서 내측에 배치된 간격강관(454)을 간격봉의 일측 단부에 형성된 나사탭(455)를 이용하여 풀어주고, 이때 간격강관의 외경 전체 또는 일부에 육각단면이 형성되어 전용 스패너 등을 이용해서 조이거나 풀 수 있다.
이에 따라, 도 17의 a)에 도시된 바와 같이, 간격강관(454)이 제한적인 압축이 가능하도록 하는 간격봉(453)이 내부에 위치하도록 나사탭(455)를 이용하여 제1 측판(451)쪽으로 이동하게 되고, 제2 측판(452)은 원래의 위치에 잔존하게 되어, 압축공간(S)가 형성되어 유지된다.
이에 강연선에 대한 긴장력을 제거하면 도입된 긴장력에 의하여 압축공간(S)이 없어지면서 제2 측판(452)이 이동된 간격강관(454)와 접하면서 압축스페이서의 간격(L1==>L2)이 압축되어 줄어들게 된다.
또한, 도 17의 a)에 도시된 바와 같이,
상기 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(300)의 단면 크기에 따라 다수의 간격봉(453)에 대응하는 간격강관(454)을 제작할 수 있고, 이때, 스크류형 압축스페이서(450)의 제1,2 측판(451,452)은 기존 강연선(310) 및 센싱 케이블(320)이 통과할 수 있도록 통홀(h)이 형성되도록 할 수 있음을 알 수 있다.
이러한 제1,2 측판(451,452)은 콘크리트 베드 상면에 지지되도록 설치하게 되면 간단하게 세팅이 가능하다.
또한, 도 18과 같이, 압축스페이서의 측판(451.452) 외부에는, 센서연결용 코쿤형 거푸집(456)을 설치하여, 프리텐션 PC부재(300)의 완성 후 개별적 프리텐션 PC부재(300)의 건전도 평가를 위해 상기 프리텐션 PC부재(300)에 매립된 센싱 케이블(320)을 노출시켜 광융착 후에 계측할 수 있다.
즉, 필요에 따라 프리텐션 PC부재(300)의 측면에 음각 공간을 구현함으로써 센서연결용 코쿤형 거푸집(456)을 제1 측판(451) 및 제2 측판(452)의 외부에 설치할 수 있다.
이에 따라, 프리텐션 PC부재(300)의 제조후 개별 PC 부재의 건전성 편가를 위해 센서연결용 코쿤형 거푸집(456, 광센서를 보호하는 일종의 보호막)으로 상기 센싱 케이블(320)을 노출시켜 광융착 후 계측이 가능하게 된다.
한편, 도 19는 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(300)의 건전성 평가 방법에서, 주름형 압축스페이서(460)를 예시하는 도면으로서, 도 19의 a)는 압축이 발생하지 않은 주름형 압축스페이서(460)를 나타내고, 도 19의 b)는 압축이 발생한 주름형 압축스페이서(460)를 각각 나타낸다.
주름형 압축스페이서(460)는, 도 19의 a)에 도시된 바와 같이,
제1 측판(461) 및 제2 측판(462) 사이에 주름부재(463)가 배치되도록 형성되고, 이후, 도 19의 b)에 도시된 바와 같이, 프리텐션 PC부재(300)의 긴장력이 제거되면 주름형 압축스페이서(460) 간격이 압축되어 줄어들게 된다.
이때, 상기 주름형 압축스페이서(460)는 주름부재(463) 대신에 자바라를 사용하는 자바라형 압축부재일 수 있다.
한편, 도 20은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(300)의 건전성 평가 방법에서, 핀형 압축스페이서(470)를 예시하는 도면으로서, 도 20의 a)는 압축이 발생하지 않은 핀형 압축스페이서(470)를 나타내고, 도 20의 b)는 압축이 발생한 핀형 압축스페이서(470)를 각각 나타낸다.
핀형 압축스페이서(470)의 경우, 도 20의 a)에 도시된 바와 같이,
제1 측판(471) 및 제2 측판(472) 사이에 간격봉(473)과 간격강관(474)이 형성되고, 상기 간격봉(473)과 간격강관(474)은 고정핀(475)으로 연결되며, 이후, 도 20의 b)에 도시된 바와 같이, 상기 고정핀(575)을 제거하면 프리텐션 PC부재(300)의 긴장력이 제거된 후 핀형 압축스페이서(470)의 간격이 줄어들게 된다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 거푸집이 없는 연속 프리캐스트 과정에서 간격재 겸용 압축가능한 압축스페이서(450,460,470)를 설치하여 강연선(310)의 긴장력 제거에 따른 프리텐션 PC부재(300)의 긴장력에 의한 압축력에 의해 각 프리텐션 PC부재(300)간 간격이 줄어들게 함으로써 파손등에 의한 영향(도입된 긴장력은 수십,수백톤이 될 수 있음)을 제거할 수 있어 프리텐션 PC부재(300)의 긴장력 도입 유무를 보다 정확하게 평가할 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:프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(제1실시예에 의한 프리텐션PC 부재)
110: 강연선 120: 센싱 케이블
130: 타설 콘크리트
210: 프리텐션 베드 220: 긴장단 정착부재
230: 고정단 정착부재 240: 거푸집
300:프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(제2실시예에 의한 프리텐션PC 부재)
310: 강연선 320: 센싱 케이블
330: 타설 콘크리트
410: 프리텐션 베드 420: 고정단 정착부재
430: 긴장단 정착부재 440: 콘크리트 타설장비
450: 스크류형 압축스페이서
451: 제1 측판 452: 제2 측판
453: 간격봉 454: 간격강관
455: 나사탭 456: 코쿤형 거푸집
460: 주름형 압축스페이서
461: 제1 측판 462: 제2 측판
463: 주름부재
470: 핀형 압축스페이서
471: 제1 측판 472: 제2 측판
473: 간격봉 474: 간격강관
475: 고정핀
110: 강연선 120: 센싱 케이블
130: 타설 콘크리트
210: 프리텐션 베드 220: 긴장단 정착부재
230: 고정단 정착부재 240: 거푸집
300:프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(제2실시예에 의한 프리텐션PC 부재)
310: 강연선 320: 센싱 케이블
330: 타설 콘크리트
410: 프리텐션 베드 420: 고정단 정착부재
430: 긴장단 정착부재 440: 콘크리트 타설장비
450: 스크류형 압축스페이서
451: 제1 측판 452: 제2 측판
453: 간격봉 454: 간격강관
455: 나사탭 456: 코쿤형 거푸집
460: 주름형 압축스페이서
461: 제1 측판 462: 제2 측판
463: 주름부재
470: 핀형 압축스페이서
471: 제1 측판 472: 제2 측판
473: 간격봉 474: 간격강관
475: 고정핀
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- a) 프리텐션 베드(410) 상에서 강연선(310), 센싱 케이블, 콘크리트 타설장비(440) 및 이격 세팅된 압축스페이서(450,460,470)를 각각 설치하고, 상기 강연선(310)에 긴잔력을 도입시켜, 상기 센싱 케이블을 통해 상기 도입된 긴장력을 계측하는 단계;
b) 상기 콘크리트 타설장비(440)를 사용하여 강연선(310), 센싱 케이블, 콘크리트 타설장비(440) 및 압축스페이서(450,460,470)가 매립되도록 콘크리트(330)를 연속적으로 타설하여 양생시켜 프리텐션 PC 부재(300)를 제작하고, 상기 도입된 긴장력을 제거한 이후, 상기 센싱 케이블을 통해 프리텐션 PC 부재(300)에 도입된 긴장력을 계측하는 단계를 포함하여,
상기 a) 단계에서 계측된 되입된 긴장력이 상기 b)단계에서 프리텐션 PC 부재(300)에 도입되어 있는 가를 기준으로 프리텐션 PC 부재(300)의 긴장력 도입 건전성을 평가하며, 상기 b) 단계의 도입된 긴장력의 제거는, 압축스페이서(450,460,470)와 강연선(110)에 도입된 긴장력이 제거되도록 하고, 센싱 케이블도 함께 절단되도록 하는 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법. - 제8항에 있어서,
상기 b) 단계의 센싱 케이블(120)은, 광센서가 매립된 센싱 케이블(120)을 직접 긴장시켜 프리텐션 PC 부재(100)의 건전성을 평가하며,
상기 광센서가 매립된 센싱 케이블(120)을 직접 긴장시켜 프리텐션 PC 부재(100)의 건전성을 평가하는 경우, 센싱 케이블(120)은 케이블 내부에 분포형 광섬유 센서 또는 FBG 광섬유 센서를 포함하는 광센서가 매립된 것을 이용하여, 상기 센싱 케이블(120)을 통해 광신호를 계측하여 케이블 응력을 계산하여, 상기 프리텐션 PC 부재(100)의 긴장력 도입을 확인하는 것을 특징으로 하는 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법. - 제8항에 있어서,
상기 b) 단계의 센싱 케이블(120)은,
광센서인 센싱 케이블(120)을 센서로만 사용하여 프리텐션 PC 부재(100)의 건전성을 평가하며,
광센서인 센싱 케이블(120)을 센서로만 사용하여 프리텐션 PC 부재(100)의 건전성을 평가하는 경우,
센싱 케이블(120)은 분포형 광섬유 센서 또는 FBG 광섬유 센서를 포함하는 광센서를 그대로 이용하여,
상기 광센서인 센싱 케이블(120)을 통해 광신호를 계측하여 케이블 응력을 계산하여, 상기 프리텐션 PC 부재(100)의 긴장력 도입을 확인하는 것을 특징으로 하는 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법. - 제8항에 있어서,
상기 센싱 케이블(120)의 일측은 고정단으로 형성되도록 하되,
상기 고정단은, 광센서가 관통하는 고정단 정착구에 슬리브 나사탭이 일체로 형성되도록 하고, 상기 슬리브 나사탭에 광단자가 있는 슬리브 커버를 체결하고, 상기 광센서는 광단자가 있는 슬리브 커버에 설치된 광단자와 광융합되어 연결되도록 하고, 광단자가 있는 슬리브 커버를 이동시켜 광융합된 광센서가 외부로 인출될 수 있도록 하여, 인출된 광센서로 전달되는 긴장력을 계측장비를 통해 계측할 수 있도록 하는 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법. - 삭제
- 제8항에 있어서,
상기 b) 단계의 압축스페이서(450,460,470)는
콘크리트 타설장비(440)를 이용하여 프리텐션 PC부재(300)를 연속화 제작시 각 프리텐션 PC부재(300)사이사이에 설치되는 것으로, 강연선의 긴장력 제거시 프리텐션 PC부재(300)에 도입되는 긴장력에 의해 각 PC 부재간 간격이 줄어들 수 있도록 하는 간격재 겸용 압축가능한 스페이서인 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법. - 제13항에 있어서,
상기 압축스페이서(450,460,470)중 스크류형 압축스페이서(450)는,
콘크리트 양생 후 스크류형 압축스페이서 내측에 배치된 간격강관(454)을 간격봉(453)의 일측 단부에 형성된 나사탭(455)를 이용하여 풀어주고,
간격강관(454)이 압축이 가능하도록 하는 간격봉(453)이 내부에 위치하도록 나사탭(455)를 이용하여 제1 측판(451)쪽으로 이동하여 제2 측판(452)은 원래의 위치에 잔존하게 되어, 압축공간(S)가 형성되어 유지되어,
강연선에 대한 긴장력을 제거하면 도입된 긴장력에 의하여 압축공간(S)이 없어지면서 제2 측판(452)이 이동된 간격강관(454)와 접하면서 압축스페이서의 간격(L1==>L2)이 압축되어 줄어들도록 하는 스페이서인 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법. - 제14항에 있어서,
상기 압축스페이서의 측판(451.452) 외부에는, 센서연결용 코쿤형 거푸집(456)을 더 설치하여, 프리텐션 PC부재(300)의 완성 후 개별적 프리텐션 PC부재(300)의 건전도 평가를 위해 상기 프리텐션 PC부재(300)에 매립된 센싱 케이블(320)을 노출시켜 광융착 후에 계측할 수 있도록 하는 스페이서인 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법. - 제13항에 있어서,
상기 압축스페이서(450,460,470)중 주름형 압축스페이서(460)는,
제1 측판(461) 및 제2 측판(462) 사이에 주름부재(463)가 배치되도록 형성되고, 프리텐션 PC부재(300)의 긴장력이 제거되면 주름형 압축스페이서(460) 간격이 압축되어 줄어들도록 하는 스페이서인 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법. - 제13항에 있어서,
상기 압축스페이서(450,460,470)중 핀형 압축스페이서(470)는,
제1 측판(471) 및 제2 측판(472) 사이에 간격봉(473)과 간격강관(474)이 형성되고, 상기 간격봉(473)과 간격강관(474)은 고정핀으로 연결되며, 상기 고정핀을 제거하면 프리텐션 PC 부재(300)의 긴장력이 제거된 후 핀형 압축스페이서(470)의 간격이 압축되어 줄어들도록 하는 스페이서인 센싱 케이블을 이용한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 건전성 평가 방법.
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