KR102521105B1

KR102521105B1 - 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR102521105B1
Application number: KR1020220176187A
Authority: KR
Inventors: 원용석; 이흥주; 김용우
Original assignee: 에스비엔지니어링 주식회사
Priority date: 2022-12-15
Filing date: 2022-12-15
Publication date: 2023-04-12

Abstract

본 발명은 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체(A) 및 그 시공방법(M)에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 프리캐스트 코핑의 몸체부 저면에는 장방향으로 복수의 경량화 리브가 형성되고, 저면 중심에는 거치홈부가 형성되어 기둥부의 상단 주두부에 안착 구비되며, 상기 기둥부는 주두부에 복수의 체결 강봉이 상부로 돌출되게 제작되어 상기 체결 강봉이 상기 프리캐스트 코핑의 거치홈부 상부에 형성되는 복수의 관통공을 관통하여 조립 결속되는 것을 특징으로 한다.
이로써, 프리캐스트 코핑의 몸체부 저면에 경량화 리브가 형성되어 전체적인 자중을 감소시킬 수 있으므로 양중에 따른 조립시 정밀한 위치조정이 가능하며, 고소작업을 최소화하고 시공성이 향상되는 이점이 있다.

Description

기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체 및 그 시공방법{Connected Structure of Column and Precast Coping and its Construction Method}

본 발명은 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체 및 그 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 프리캐스트 코핑의 몸체부 저면에 경량화 리브가 형성되어 전체적으로 경량화가 가능하며, 상기 기둥부는 주두부에 복수의 체결 강봉이 상부로 돌출 형성되도록 제작되어 조립 결속이 용이하여 시공성이 우수한 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체 및 그 시공방법에 관한 것이다.

통상적으로 교량은 기둥과 코핑을 포함하는 교각을 길이방향을 따라 복수로 배치하고, 인접 배치된 교각 사이에 복수의 거더를 배치한 후, 배치된 거더의 상부에 상판이 형성된다. 이중에서 교각은 현장에서 철근을 조립한 후 콘크리트를 타설하여 시공하는 것이 일반적이다.

구체적으로, 종래의 교각은 피어폼을 원형으로 조립하고, 조립된 피어폼의 내측에 철근을 배근하여 콘크리트를 타설한 후, 상기 피어폼을 상부로 인양하여 동일한 공정을 반복하여 기둥을 형성하게 되며, 상기 기둥의 상부에 코핑폼을 조립하고, 조립된 코핑폼의 내측에 철근을 배근하여 콘크리트를 타설함으로써 콘크리트 코핑을 형성하였다.

상술한 종래의 현장 타설방식의 교각 시공방법은 현장에서 폼을 조립하고 철근을 배근하여 조립함에 따라 공정이 길어지고, 철근을 조립하고 콘크리트를 타설하는 과정에서 작업자의 고소작업이 동반될 수밖에 없으므로 안전상의 위험이 있었다. 특히, 코핑 거푸집 내에서 배근작업이 이루어짐에 따라 작업공간의 제약으로 품질이 저하되고, 작업능률이 낮아지는 문제점이 있었다.

이에 최근에는 대한민국 등록특허 제10-2196145호(2020. 12. 22. 등록)와 같이 프리캐스트 세그먼트 블록을 미리 제작한 후, 현장으로 운반하여 세그먼트 블록을 적층 시공함으로써 기둥부를 형성하거나, 대한민국 등록특허 제10-1609758호(2016. 03. 31. 등록, 이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)와 같이 프리캐스트 코핑을 미리 제작한 후, 현장으로 운반하여 기둥부의 상단에 거치하여 시공하는 선행기술문헌들도 일부 제안되고 있다.

그러나, 상기 선행기술문헌 1에 의하더라도 도 1a에 도시된 바와 같이 프리캐스트 코핑(1)을 기둥(2)의 주두부에 연결함에 있어서, 코핑(1)에 중공부(3)를 형성하고 중공부(3)에 삽입된 주두부 사이에 전단 연결재(4)를 형성함에 따라 제작 공정이 복잡하고, 비용이 증가되었으며, 현장에서는 중공부(3)에 콘크리트를 타설하여 기둥(2)과 일체화함에 따라 필연적으로 고소작업이 동반될 수밖에 없는 번거로움이 있었다.

무엇보다 선행기술문헌 1은 잔교와 같은 소형 구조물에 적용되는 코핑 구조물로서 코핑(1)의 중심에 중공부(3)를 관통 형성함에 따라 펀칭 파괴의 위험이 존재하는 기술적 한계가 있었다.

한편, 본 발명의 출원인은 대한민국 등록특허 제10-2187993호(2020. 12. 01. 등록, 이하 선행기술문헌 2'라 한다)를 제안한 바 있다. 상기 선행기술문헌 2는 트러스형 코핑(1)을 제안하여 경량화를 구현하였다.

그러나, 상기 선행기술문헌 2도 도 1b에 도시된 바와 같이 트러스형 코핑(1)과 기둥(2)의 주두부를 일체화하는 과정에서 콘크리트를 충진하는 단계가 동반될 수밖에 없었으며, 강봉(5)으로 추가적으로 결속을 형성하는 실시예에 있어서도 코핑(1)의 하단에 형성된 주두결합부(6)만 결속되어 안정적인 체결력을 확보하는 것에 어려움이 있었다. 나아가, 트러스 구조의 특성상 상부에 추가적으로 상부패널(7)을 결합하여야 하는 비효율이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1609758호(2016. 03. 31. 등록) 대한민국 등록특허 제10-2187993호(2020. 12. 01. 등록) 대한민국 등록특허 제10-2196145호(2020. 12. 22. 등록)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 경량화된 프리캐스트 코핑을 이용하여 양중에 따른 조립이 용이하며, 기둥의 주두부와 코핑 사이의 콘크리트 타설을 생략하여 시공성이 우수하고, 고소작업을 최소화할 수 있으며, 충분한 전단 강도를 확보하여 펀칭 파괴를 예방할 수 있는 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체 및 그 시공방법에 관한 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체(A)는, 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110) 저면에는 장방향으로 복수의 경량화 리브(111)가 형성되고, 중심에는 경량화 리브(111)가 형성되지 않도록 보강몸체(112)가 형성되되, 상기 보강몸체(112)는 저면 중심에 형성되는 거치홈부(120)를 에워싸도록 형성되어 기둥부(200)의 상단 주두부(210)에 안착 구비됨으로써 전단 강도가 확보되어 펀칭 파괴가 방지되고, 상기 기둥부(200)는 주두부(210)에 복수의 체결 강봉(220)이 상부로 돌출되게 제작되어 상기 체결 강봉(220)이 프리캐스트 코핑(100)의 거치홈부(120) 상부에 형성되는 복수의 관통공(130)을 관통하여 조립 결속되며, 상기 기둥부(200)의 상단 주두부(210) 상부에는 무수축 몰탈층(214)이 일정 높이만큼 돌출 형성되어 상기 프리캐스트 코핑(100)의 거치홈부(120)가 안착됨에 따라 상단 주두부(210)와 거치홈부(120)가 이격 배치됨과 동시에, 상기 주두부(210)는 거치홈부(120)에 삽입되는 삽입부(213)의 하부에 외주면을 따라 환상 지지링(230)이 형성되어 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)가 맞닿아 지지됨에 따라 주두부(210)와 거치홈부(120)가 측방향으로도 이격 배치되도록 내측에 충진 공간부(S)가 마련되며, 상기 몸체부(110)에는 관체 형상의 주입관(160)이 충진 공간부(S)에 그라우팅재가 충진되도록 상부로 노출되게 매설되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기둥부(200)는 주두부(210)에 중공부(211)가 마련되도록 제작되어 내주면에 복수의 고정편(212)이 형성되고, 각 고정편(212)에 체결 강봉(220)의 하단이 결속된 상태로 상기 중공부(211)에 충진재가 타설되어 일체화될 수 있다.

삭제

또한, 상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)에는 거치홈부(120)가 보강되도록 단방향 외측으로 단면 확장부(113)가 형성되어 전단 강도를 확보하여 펀칭 파괴가 방지될 수 있다.

또한, 상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110) 상면에는 원형의 결속홈(140)이 형성되어 복수의 관통공(130)을 관통한 체결 강봉(220)이 상기 몸체부(110)의 상부로 돌출되지 않은 상태로 체결편(221)에 의하여 체결될 수 있다.

또한, 상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)에는 거치홈부(120)의 상부로 복수의 강봉(151) 또는 강연선(152)이 장방향으로 관통 구비되어 인장 응력이 보강될 수 있다.

그리고 상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110) 저면에는 장방향으로 복수의 경량화 리브(111)가 형성되고, 상기 경량화 리브(111) 사이에는 단방향으로 복수의 격벽 리브(114)가 형성될 수 있다.

또한, 상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)는 복수의 세그먼트 몸체(100a,100b,100c)로 구성되고, 상기 복수의 세그먼트 몸체(100a,100b,100c)를 관통하도록 복수의 체결용 강봉(153) 또는 체결용 강연선(154)이 관통 구비될 수 있다.

또한, 상기 세그먼트 몸체들은 가접합 모듈(170)에 의하여 가접합되며, 상기 가접합 모듈(170)은, 각 세그먼트 몸체의 접합부에 인접한 위치에는 결합되는 가압편(171); 서로 다른 세그먼트 몸체 사이에 인접한 가압편(171)들을 관통하도록 구비되어 조임 너트로 상호 가접합되는 가접합 로드(172); 및 일측 가압편(171)에 결합된 상태로 유압 장치(HP)와 맞닿아 지지하는 램 체어(173);를 포함할 수 있다.

삭제

한편, 본 발명의 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체의 시공방법(M)에 의하면, 공장 또는 현장에서 기둥부(200)를 제작하되, 주두부(210)의 외주면을 따라 환상 지지링(230)을 형성하는 기둥부 제작단계(S00); 상단 주두부(210)에 복수의 체결 강봉(220)을 돌출 형성하되, 상기 상단 주두부(210) 상부에 무수축 몰탈층(214)을 일정 높이만큼 돌출 형성하는 주두부 형성단계(S10); 상기 기둥부(200)를 수직되게 정위치에 설치하는 기둥부 설치단계(S20); 프리캐스트 코핑(100)은 몸체부(110) 저면에 장방향으로 복수의 경량화 리브(111)가 형성되고, 중심에는 경량화 리브(111)가 형성되지 않도록 보강몸체(112)가 형성되되, 상기 보강몸체(112)는 저면 중심에 형성되는 거치홈부(120)를 에워싸도록 형성되는 것으로, 상기 프리캐스트 코핑(100)을 양중하여 상기 기둥부(200)의 체결 강봉(220)이 상기 거치홈부(120)의 상부에 형성된 관통공(130)을 관통하도록 가이드하는 단계(S31)와, 상기 몸체부(110)의 저면에 형성된 거치홈부(120)를 주두부(210)에 안착시키는 단계(S32)를 포함하되, 상기 무수축 몰탈층(214)에 의하여 상단 주두부(210)와 거치홈부(120)가 이격 배치됨과 동시에, 상기 주두부(210)에 형성된 환상 지지링(230)에 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)가 맞닿아 지지됨에 따라 주두부(210)와 거치홈부(120)가 측방향으로도 이격 배치되도록 내측에 충진 공간부(S)를 마련하는 코핑 안착단계(S30); 상기 체결 강봉(220)을 매개로 프리캐스트 코핑(100)과 기둥부(200)를 상호 조립 결속하는 코핑 결속단계(S40); 및 상기 주두부(210)와 거치홈부(120) 사이에 마련된 충진 공간부(S)에 그라우팅재가 충진되도록 몸체부(110)에는 관체 형상의 주입관(160)이 상부로 노출되게 매설되어 상기 주입관(160)을 통해서 충진 공간부(S)에 그라우팅재를 충진하는 단계(S50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주두부 형성단계(S10)는, 상기 기둥부(200)의 주두부(210)에 마련된 중공부(211) 내주면에 복수의 고정편(212)을 결합하는 단계(S11); 각 고정편(212)에 체결 강봉(220)의 하단을 결속하는 단계(S12); 및 상기 중공부(211)에 충진재를 타설하여 일체화하는 단계(S13);를 포함할 수 있다.

삭제

본 발명의 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체 및 그 시공방법에 의하면, 프리캐스트 코핑의 몸체부 저면에 경량화 리브가 형성되어 전체적인 자중을 감소시킬 수 있으므로 양중에 따른 조립시 정밀한 위치조정이 가능한 이점이 있다.

또한, 기둥부의 주두부에 돌출 형성된 체결 강봉을 코핑의 관통공에 관통시켜 조립 결속하면 충분하므로 콘크리트 타설을 생략할 수 있어 시공성이 우수하고, 고소작업을 최소화할 수 있다.

특히, 상기 코핑의 저면에는 거치홈부가 형성되어 주두부가 안착 구비되므로 코핑의 무게중심이 주두부에 근접하여 형성되므로 체결 강봉만으로도 견고하고 안정적인 결속력을 제공할 수 있다.

나아가, 상기 주두부에는 삽입부의 하부에 외주면을 따라 환상 지지링이 형성되어 프리캐스트 코핑이 안착된 상태에서 체결 강봉의 결속을 안정적으로 수행할 수 있으므로 시공성이 확보된다.

또한, 프리캐스트 코핑의 몸체부 저면의 거치홈부는 리브가 형성되지 않은 보강몸체에 형성되거나, 거치홈부를 따라 단면 확장부가 형성되어 경량화 리브에도 불구하고 충분한 전단 강도를 확보할 수 있으므로, 펀칭 파괴를 예방할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 코핑의 몸체부 상부에는 복수의 강봉 또는 강연선이 장방향으로 관통 구비되어 상부하중에 의한 휨에 저항할 수 있도록 최적의 단면 설계가 가능한 이점이 있다.

또한, 상기 몸체부는 단방향 또는 장방향을 따라 분절된 복수의 세그먼트 몸체로 구성되어 공장에서 제작한 후 운반이 용이하며, 현장에서 프리스트레싱을 통해 간편하게 결합할 수 있다.

실시형태에 따라서는 각각의 세그먼트 몸체가 양중된 후, 가접합 모듈에 의하여 복수의 세그먼트 몸체가 공중에서 가접합된 상태로 프리스트레싱될 수 있으며, 이로써 간편하게 양중이 가능하므로 시공성을 도모할 수 있다.

그리고 상기 기둥부의 상단 주두부와 프리캐스트 코핑의 거치홈부 사이에는 내측에 충진 공간부가 마련된 상태로 그라우팅재가 충진되므로 프리스트레스에 의한 압축력이 전단면에 전달될 수 있어 시공 오차에 의한 프리캐스트 코핑의 유동을 방지하고 구조적으로 안정적인 결합 구조를 제공할 수 있다.

도 1a는 선행기술문헌 1에 따른 코핑의 결합상태를 도시한 단면도.
도 1b는 선행기술문헌 2에 따른 코핑의 결합상태를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥부와 프리캐스트 코핑이 결합된 상태의 결합 구조체를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥부와 프리캐스트 코핑이 분리된 상태를 도시한 저면 사시도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥부와 프리캐스트 코핑이 분리된 상태를 도시한 정면도와 A-A 라인에 따른 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥부와 프리캐스트 코핑이 결합된 상태를 도시된 측면도.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 프리캐스트 코핑을 도시한 단면도.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 프리캐스트 코핑을 도시한 저면 사시도.
도 10a와 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 단방향으로 분절된 프리캐스트 코핑을 나타낸 사시도와 단면도.
도 11a와 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 장방향으로 분절된 프리캐스트 코핑을 나타낸 사시도와 단면도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체를 나타낸 단면도.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 장방향으로 분절된 프리캐스트 코핑이 가접합된 상태를 나타낸 정면도.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체 시공방법을 시계열적으로 도시한 블록도.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도면에 도시된 사항을 바탕으로 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 프리캐스트 코핑(100)과 기둥부(200)가 결합된 상태의 결합 구조체(A)를 도시한 사시도이며, 도 3은 프리캐스트 코핑(100)과 기둥부(200)가 분리된 상태의 저면 사시도로서, 거더, 상판 데크, 탑핑 콘크리트 등을 포함하는 상부 구조체를 지지하는 프리캐스트 코핑(100)과 상기 코핑(100)의 아래로 일체화되어 지중으로 하중을 전달하는 기둥부(200)를 포함하여 형성된다.

한편, 본 발명에서 정의하는 '장방향'이란 코핑(100)의 몸체부(110)의 형상을 기준으로 장축과 나란한 방향을 의미하며, '단방향'이란 단축과 나란한 방향을 의미하는 것으로, 본 발명은 공장에서 제작되는 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110) 저면에 장방향으로 복수의 그루브(111a)를 형성함으로써 몸체부(110)의 저면에는 인접한 그루브(111a) 사이에 경량화 리브(111)가 형성되도록 하여 전체적인 코핑(100)의 자중을 감소시킨 점에 주요한 특징이 있다.

또한, 상기 기둥부(200)는 다양한 방식으로 제작될 수 있으나, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상단 주두부(210)에는 복수의 체결 강봉(220)이 길이방향과 나란하게 돌출되도록 제작되어 기둥부(200)를 수직되도록 정위치에 설치시 상기 체결 강봉(200)이 상부를 향하도록 형성되는 점에 주요한 특징이 있다.

상기 기둥부(200)가 수직되게 설치된 상태에서 상기 프리캐스트 코핑(100)은 크레인에 의하여 양중되어 기둥부(200)의 주두부(210)에 안착 구비되며, 상술한 바와 같이 상기 코핑(100)은 몸체부(110)의 저면에 형성된 경량화 리브(111)에 의하여 전체적인 자중이 감소될 수 있으므로 양중에 따른 조립시 정밀한 위치조정이 가능한 이점이 발휘된다.

특히, 상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)에는 복수의 관통공(130)이 관통 형성되고, 상기 주두부(210)의 체결 강봉(220)이 상기 관통공(130)을 관통하도록 삽입되어야 하므로 정밀한 위치조정이 중요하며, 이후 관통된 체결 강봉(220)의 상부에 체결편(221)이 가압 구비된 상태로 조립 결속된다.

이때, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110) 저면 중심에는 소정의 깊이를 지니도록 거치홈부(120)가 형성되어 주두부(210)의 상단부가 일정 길이만큼 삽입될 수 있으며, 본 발명에서는 이를 삽입부(213)로 지칭한다. 상기 주두부(210)의 삽입부(213)가 거치홈부(120)에 삽입됨으로써 상기 코핑(100)의 무게중심이 주두부(110)와 근접하여 아래에 위치하게 되므로 상기 기둥부(200)의 주두부(210)에 돌출 형성된 체결 강봉(220)을 코핑(100)의 관통공(130)에 관통시켜 조립 결속하는 것만으로도 견고하고 안정적인 결속력을 제공할 수 있다.

나아가, 본 발명의 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체(A)에 의하면, 종래 기술과 달리 상부에 기둥부와 코핑의 중공부 사이에 결합을 위하여 콘크리트를 타설하는 공정을 생략할 수 있어 시공성이 우수하고, 코핑의 조립을 제외한 대부분의 공정이 지상에서 수행되므로 고소작업을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 상기 거치홈부(120)는 코핑(100)의 몸체부(110) 저면 중심에 형성되므로, 복수의 관통공(130)도 거치홈부(120)의 상부를 관통하도록 형성되며, 상기 기둥부(100)의 주두부(110)에 형성되는 복수의 체결 강봉(220)은 주두부(100)의 형상을 따라 균등한 간격을 지니도록 방사상으로 형성되는 것이 바람직하므로, 상기 관통공(130)도 체결 강봉(220)의 위치에 대응되도록 방사상으로 형성될 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 주두부(210)에 형성되는 체결 강봉(220)을 견고하게 고정하는 것이 기술적으로 중요하므로 상기 기둥부(200)의 주두부(210)에는 중공부(211)가 마련되어 상기 중공부(211)에 콘크리트와 같은 충진재가 타설되어 체결 강봉(220)의 하단이 일체화될 수 있다.

이때, 상기 주두부(210)는 중공부(211)를 지니므로 내주면에 복수의 고정편(212)이 일체로 형성되고, 각 고정편(212)에 체결 강봉(220)의 하단이 결속된 상태로 콘크리트에 의하여 매립되어 견고한 고정력을 기대할 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 주두부(210)는 거치홈부(120)에 삽입되는 삽입부(213)의 하부에 외주면을 따라 환상 지지링(230)이 형성되어 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)가 맞닿아 지지될 수 있다. 이로써, 상기 프리캐스트 코핑(100)이 환상 지지링(230)에 안착된 상태로 체결 강봉(220)의 결속을 수행할 수 있으므로 시공성이 확보된다.

한편, 실시형태에 따라서는 도 12에 도시된 바와 같이 상기 기둥부(200)의 상단 주두부(210) 상부에는 에폭시 무수축 몰탈층(214)이 일정 높이만큼 돌출 형성됨으로써, 상기 프리캐스트 코핑(100)를 거치하는 경우에 상기 상단 주두부(210)와 거치홈부(120) 사이에 충진 공간부(S)가 마련되도록 상호 이격 배치될 수 있다.

이때, 상기 프리캐스트 코핑(100)은 상기 충진 공간부(S)에 그라우팅재가 충진되도록 몸체부(110)를 관통하는 관체 형상의 주입관(160)이 사전에 매설됨으로써 상기 충진 공간부(S)에 그라우팅재가 충진될 수 있다. 나아가 그라우팅재는 충진 공간부(S)는 물론 체결 강봉(220)이 삽입되는 쉬스관(131)의 내부의 관통공(130)까지 주입될 수 있다.

이로써, 프리스트레스에 의한 압축력이 전단면에 전달될 수 있어 시공 오차에 의한 프리캐스트 코핑(100)의 유동을 방지하고 구조적으로 안정적인 결합 구조를 제공할 수 있다.

한편, 본 발명의 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체(A)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 코핑(100)의 몸체부(110) 저면에 그루브(111a)를 형성하여 경량화 리브(111)가 마련되는 점에 주요한 특징이 있으나, 상기 경량화 리브(111)에 의하여 코핑(100)의 본연적 기능인 펀칭 파괴에 대한 저항 성능은 오히려 취약해지는 단점이 있다.

이러한 펀칭 파괴에 대한 문제점을 해소하기 위하여 본 발명은 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 몸체부(110) 중심에 경량화 리브(111)가 형성되지 않도록 보강몸체(112)가 형성되고, 상기 보강몸체(112)의 저면 중심에 거치홈부(120)가 형성되어 전단 강도를 확보함으로써 펀칭 파괴가 방지되도록 제작할 수 있다.

다른 실시예로, 도 9의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)에는 거치홈부(120)가 보강되도록 단방향 외측으로 단면 확장부(113)가 형성되어 전단 강도를 확보함으로써 펀칭 파괴가 방지되도록 제작할 수 있으며, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 몸체부(110)의 규격과 경량화 리브(111)의 간격에 따라 상기 거치홈부(120)를 에워싸도록 보강몸체(112)와 단면 확장부(113)를 모두 형성하여 전단 강도를 확보할 수도 있다.

한편, 상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110) 상면에는 원형의 결속홈(140)이 형성되어 복수의 관통공(130)을 관통한 체결 강봉(220)이 몸체부(110)의 상부로 돌출되지 않은 상태로 체결편(221)에 의하여 가압된 상태로 체결될 수 있다.

상기 몸체부(110)의 상면에는 거더를 지지하는 교좌가 배치되므로 상부 구조물과 체결 강봉(220)이 상호 간섭되지 않도록 소정의 깊이로 결속홈(140)을 형성하여 체결 강봉(220)의 단부가 돌출되지 않도록 함이 바람직하며, 필요에 따라서는 상기 결속홈(140)에 추가적으로 채움재를 충진할 수도 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)에는 거치홈부(120)의 상부로 복수의 강봉(151) 또는 강연선(152)이 장방향으로 관통 구비되어 인장 응력이 보강되도록 제작할 수 있다. 이로써, 현장에 따른 상부하중을 산정하여 강봉(151) 및 강연선(152)의 규격과 스트레싱을 제어할 수 있으므로 휨하중에 효과적으로 저항할 수 있도록 최적의 단면 설계가 가능해진다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110) 저면에 장방향으로 형성되는 복수의 경량화 리브(111)의 폭이 좁게 세장형으로 형성되는 경우에는 상기 경량화 리브(111) 사이에 단방향으로 복수의 격벽 리브(114)가 추가적으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 경량화 리브(111)와 격벽 리브(114)의 폭을 가능한한 좁게 형성하여 자중을 최대치로 감소시킬 수 있으며, 다만 펀칭 파괴에 저항하기 위하여 상술한 보강몸체(112)나 단면 확장부(113)를 추가적으로 형성함이 바람직하다.

또한, 도 10a와 도 10b 그리고 도 11a와 도 11b에 도시된 바와 같이 상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)는 공장에서 제작한 후 운반을 용이하게 수행하기 위하여, 장방향 또는 단방향으로 분절된 복수의 세그먼트 몸체(100a,100b,100c)로 구성될 수 있다. 특히, 현장으로 운반된 이후에는 현장에서 프리스트레싱을 통해 간편하게 결합된 후 시공될 수 있다.

이때, 상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)를 구성하는 복수의 세그먼트 몸체(100a,100b,100c)는 복수의 체결용 강봉(153) 또는 체결용 강연선(154)에 의해 프리스트레싱되어 압축력이 도입된 상태로 상호 결합될 수 있다.

또한, 분절된 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)는 전단 저항력에 취약한 특성을 가지는 바, 상기 프리캐스트 코핑(100)의 세그먼트 몸체(100a,100b,100c) 상호간의 전단 보강을 위하여, 상기 세그먼트 몸체(100a,100b,100c)는 인접한 또 다른 몸체와 걸림 결합되도록 대향하는 면에 각각 복수의 시어키(102)와 씨어키 홈(101)이 형성될 수 있다.

이때, 각 세그먼트 몸체는 인접 배치되는 세그먼트 몸체를 제작함에 있어서 거푸집으로 활용하는 매치캐스팅 방식이 활용됨이 바람직하다. 이로써, 각 세그먼트 몸체에 형성되는 시어키 홈(101) 또는 시어키(102)는 인접 배치되는 세그먼트 몸체의 시어키(102) 또는 시어키 홈(101)과 정합될 수 있다.

특히, 상기 시어키 홈(101)은 내측방향을 향해 점진적으로 단면이 축소되는 테이퍼형 단면을 지닐 수 있으며, 동시에 시어키(102)도 상기 씨어키 홈(101)에 안착되도록 점진적으로 단면이 축소되도록 테이퍼형 단면으로 돌출 형성될 수 있다.

한편, 도 13에 도시된 바와 같이 실시형태에 따라서는 프리캐스트 코핑(100)을 구성하는 각각의 세그먼트 몸체(100a,100b,100c)는 먼저 양중된 이후에, 가접합 모듈(170)에 의하여 복수의 세그먼트 몸체(100a,100b,100c)가 공중에서 가접합된 상태로 프리스트레싱될 수 있다.

이때, 상기 가접합 모듈(170)은 각 세그먼트 몸체(100a,100b,100c)의 접합부에 인접한 위치에 가압편(171)이 결합되고, 서로 다른 세그먼트 몸체 사이에 인접한 가압편(171)들을 관통하도록 가접합 로드(172)가 구비된 상태로 조임 너트로 상호 가접합될 수 있다. 도 13에 도시된 바와 일측 가압편(171)이 램 체어(173)와 맞닿아 지지하는 상태로 유압 장치(HP)를 이용하여 기둥부(200)에 가거치된 상태에서도 가접합이 이루어질 수 있다.

다만, 가접합 과정이나 프리스트레싱 과정에서 작업자의 안전이 담보될 수 있도록 각각의 세그먼트 몸체에는 각각 해체 가능한 안전난간(180a,180b,180c)이 사전에 지상에서 가조립된 상태로 양중될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체의 시공방법(M)에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 발명의 시공방법(M)은 도 10에 도시된 블록도와 같이 주두부 형성단계(S10), 기둥부 설치단계(S20), 코핑 안착단계(S30) 및 코핑 결속단계(S40)를 포함할 수 있다.

먼저 상기 주두부 형성단계(S10)는 기둥부(200)의 상단 주두부(210)에 복수의 체결 강봉(220)을 돌출 형성하는 단계로서, 상기 기둥부(200)는 다양한 방식으로 제작될 수 있으나, 상단 주두부(210)에는 복수의 체결 강봉(220)이 길이방향과 나란하게 돌출되도록 제작되어 수직되게 설치시 상기 체결 강봉(200)이 상부를 향하도록 형성되어야 한다.

이를 위하여 상기 주두부 형성단계(S10)는 추가적으로 다음과 같은 세부 단계를 거쳐 제작될 수 있다. 먼저, 상기 기둥부(200)의 주두부(210)에는 상부가 개방되도록 중공부(211)가 마련되어 상기 중공부(211) 내주면에 복수의 고정편(212)을 결합한다(S11 단계). 이때, 상기 S11 단계는 공장에서 수행되는 것이 바람직하다.

이후, 상기 중공부(211)의 내주면에 결합된 각 고정편(212)에 체결 강봉(220)의 하단을 결속하고(S12 단계), 상기 중공부(211)에 콘크리트와 같은 충진재를 타설하여 일체화한다(S13 단계). 이때, 상기 S12 단계와 S13 단계는 공장에서 수행될 수도 있으나, 체결 강봉의 규격에 따라 운반에 제약이 되는 경우에는 현장에서 결속하고 타설할 수도 있다.

또한, 상기 기둥부(200)의 상단 주두부(210) 상부에 에폭시 무수축 몰탈층(214)을 일정 높이만큼 돌출 형성함으로써, 후술할 코핑 안착단계(S30)에서 주두부(210)와 거치홈부(120) 사이에 충진 공간부(S)가 마련되도록 제작할 수 있다(S14 단계).

다음으로 진행되는 기둥부 설치단계(S20)는 상기 기둥부(200)를 수직되게 정위치에 설치하는 단계로서, 크레인을 이용하여 기둥부(200)를 직립되게 거치하고 하단을 기초부(미도시)에 결합하여 정위치에 고정시킨다.

한편, 상기 코핑 안착단계(S30)는 몸체부(110) 저면에 장방향으로 복수의 경량화 리브(111)가 형성된 프리캐스트 코핑(100)을 양중하여 상기 기둥부(200)의 체결 강봉(220)이 몸체부(110)에 형성된 관통공(130)을 관통하도록 안착시키는 단계이다.

보다 구체적으로 상기 코핑 안착단계(S30)는 상기 프리캐스트 코핑(100)은 크레인에 의하여 양중되어 기둥부(200)의 주두부(210)에 안착 구비되는 과정에서 몸체부(110)의 저면에 형성된 경량화 리브(111)에 의하여 전체적인 자중이 감소될 수 있으므로 양중에 따른 조립시 정밀한 위치조정이 가능한 이점이 발휘된다. 특히, 상기 주두부(210)의 체결 강봉(220)이 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)에 형성된 복수의 관통공(130)을 관통하도록 삽입되어야 하므로 정밀한 위치조정이 중요하기 때문이다.

한편, 상기 코핑 안착단계(S30)는 추가적으로 다음과 같은 세부 단계를 거쳐 제작될 수 있다. 먼저, 상기 기둥부(200)의 체결 강봉(220)이 몸체부(110)에 형성된 관통공(130)을 관통하도록 가이드하는 한다(S31 단계). 이때, 상기 몸체부(110)의 저면에는 소정의 깊이를 지니도록 거치홈부(120)가 형성될 수 있으며, 이로써, 주두부(210)의 상단부가 일정 길이만큼 거치홈부(120)에 삽입되어 안착된다(S32 단계).

상기 주두부(210)의 삽입부(213)가 거치홈부(120)에 삽입됨으로써 상기 코핑(100)의 무게중심이 주두부(110)와 근접하여 아래에 위치하게 되므로 상기 기둥부(200)의 주두부(210)에 돌출 형성된 체결 강봉(220)을 코핑(100)의 관통공(130)에 관통시켜 조립 결속하는 것만으로도 견고하고 안정적인 결속력을 제공할 수 있다.

다음으로 진행되는 코핑 결속단계(S40)는 상기 체결 강봉(220)을 매개로 프리캐스트 코핑(100)과 기둥부(200)를 상호 결속하는 단계로서, 관통된 체결 강봉(220)의 상부에 체결편(221)이 가압 구비된 상태로 조립 결속된다.

이후, 상기 주두부(210)와 거치홈부(120) 사이에 충진 공간부(S)가 마련되는 경우에는 상기 프리캐스트 코핑(100)에 매설된 관체 형상의 주입관(160)을 통하여 상기 충진 공간부(S)에 그라우팅재를 충진하는 단계(S50)를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 그라우팅재는 충진 공간부(S)는 물론 체결 강봉(220)이 삽입되는 쉬스관(131) 내부의 관통공(130)까지 주입될 수 있다. 이로써 시공 오차에 의한 프리캐스트 코핑의 유동을 방지하고 구조적으로 안정적인 결합 구조를 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체(A) 및 그 시공방법(M)은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

A:기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체
100:프리캐스트 코핑 110:몸체부
111:경량화 리브 112:보강몸체
113:단면 확장부 114:격벽 리브
120:거치홈부 130:관통공
140:결속홈 151:강봉
152:강연선 200:기둥부
210:주두부 211:중공부
212:고정편 213:삽입부
220:체결 강봉 230:환상 지지링
M:기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체의 시공방법
S10:주두부 형성단계 S20:기둥부 설치단계
S30:코핑 안착단계 S40:코핑 결속단계

Claims

프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110) 저면에는 장방향으로 복수의 경량화 리브(111)가 형성되고, 중심에는 경량화 리브(111)가 형성되지 않도록 보강몸체(112)가 형성되되, 상기 보강몸체(112)는 저면 중심에 형성되는 거치홈부(120)를 에워싸도록 형성되어 기둥부(200)의 상단 주두부(210)에 안착 구비됨으로써 전단 강도가 확보되어 펀칭 파괴가 방지되고,
상기 기둥부(200)는 주두부(210)에 복수의 체결 강봉(220)이 상부로 돌출되게 제작되어 상기 체결 강봉(220)이 프리캐스트 코핑(100)의 거치홈부(120) 상부에 형성되는 복수의 관통공(130)을 관통하여 조립 결속되며,
상기 기둥부(200)의 상단 주두부(210) 상부에는 무수축 몰탈층(214)이 일정 높이만큼 돌출 형성되어 상기 프리캐스트 코핑(100)의 거치홈부(120)가 안착됨에 따라 상단 주두부(210)와 거치홈부(120)가 이격 배치됨과 동시에, 상기 주두부(210)는 거치홈부(120)에 삽입되는 삽입부(213)의 하부에 외주면을 따라 환상 지지링(230)이 형성되어 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)가 맞닿아 지지됨에 따라 주두부(210)와 거치홈부(120)가 측방향으로도 이격 배치되도록 내측에 충진 공간부(S)가 마련되며,
상기 몸체부(110)에는 관체 형상의 주입관(160)이 충진 공간부(S)에 그라우팅재가 충진되도록 상부로 노출되게 매설되는 것을 특징으로 하는 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체.
제1항에 있어서,
상기 기둥부(200)는 주두부(210)에 중공부(211)가 마련되도록 제작되어 내주면에 복수의 고정편(212)이 형성되고, 각 고정편(212)에 체결 강봉(220)의 하단이 결속된 상태로 상기 중공부(211)에 충진재가 타설되어 일체화되는 것을 특징으로 하는 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)에는 거치홈부(120)가 보강되도록 단방향 외측으로 단면 확장부(113)가 형성되어 전단 강도를 확보하여 펀칭 파괴가 방지되는 것을 특징으로 하는 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체.
제1항에 있어서,
상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110) 상면에는 원형의 결속홈(140)이 형성되어 복수의 관통공(130)을 관통한 체결 강봉(220)이 상기 몸체부(110)의 상부로 돌출되지 않은 상태로 체결편(221)에 의하여 체결되는 것을 특징으로 하는 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체.
제1항에 있어서,
상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)에는 거치홈부(120)의 상부로 복수의 강봉(151) 또는 강연선(152)이 장방향으로 관통 구비되어 인장 응력이 보강되는 것을 특징으로 하는 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체.
제1항에 있어서,
상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110) 저면에는 장방향으로 복수의 경량화 리브(111)가 형성되고, 상기 경량화 리브(111) 사이에는 단방향으로 복수의 격벽 리브(114)가 형성되는 것을 특징으로 하는 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체.
제1항에 있어서,
상기 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)는 복수의 세그먼트 몸체로 구성되고, 복수의 세그먼트 몸체를 관통하도록 복수의 체결용 강봉(153) 또는 체결용 강연선(154)이 구비되는 것을 특징으로 하는 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체.
제9항에 있어서,
상기 세그먼트 몸체들은 가접합 모듈(170)에 의하여 가접합되며, 상기 가접합 모듈(170)은,
각 세그먼트 몸체의 접합부에 인접한 위치에는 결합되는 가압편(171);
서로 다른 세그먼트 몸체 사이에 인접한 가압편(171)들을 관통하도록 구비되어 조임 너트로 상호 가접합되는 가접합 로드(172); 및
일측 가압편(171)에 결합된 상태로 유압 장치(HP)와 맞닿아 지지하는 램 체어(173);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체.
삭제
공장 또는 현장에서 기둥부(200)를 제작하되, 주두부(210)의 외주면을 따라 환상 지지링(230)을 형성하는 기둥부 제작단계(S00);
상단 주두부(210)에 복수의 체결 강봉(220)을 돌출 형성하되, 상기 상단 주두부(210) 상부에 무수축 몰탈층(214)을 일정 높이만큼 돌출 형성하는 주두부 형성단계(S10);
상기 기둥부(200)를 수직되게 정위치에 설치하는 기둥부 설치단계(S20);
프리캐스트 코핑(100)은 몸체부(110) 저면에 장방향으로 복수의 경량화 리브(111)가 형성되고, 중심에는 경량화 리브(111)가 형성되지 않도록 보강몸체(112)가 형성되되, 상기 보강몸체(112)는 저면 중심에 형성되는 거치홈부(120)를 에워싸도록 형성되는 것으로, 상기 프리캐스트 코핑(100)을 양중하여 상기 기둥부(200)의 체결 강봉(220)이 상기 거치홈부(120)의 상부에 형성된 관통공(130)을 관통하도록 가이드하는 단계(S31)와, 상기 몸체부(110)의 저면에 형성된 거치홈부(120)를 주두부(210)에 안착시키는 단계(S32)를 포함하되,
상기 무수축 몰탈층(214)에 의하여 상단 주두부(210)와 거치홈부(120)가 이격 배치됨과 동시에, 상기 주두부(210)에 형성된 환상 지지링(230)에 프리캐스트 코핑(100)의 몸체부(110)가 맞닿아 지지됨에 따라 주두부(210)와 거치홈부(120)가 측방향으로도 이격 배치되도록 내측에 충진 공간부(S)를 마련하는 코핑 안착단계(S30);
상기 체결 강봉(220)을 매개로 프리캐스트 코핑(100)과 기둥부(200)를 상호 조립 결속하는 코핑 결속단계(S40); 및
상기 주두부(210)와 거치홈부(120) 사이에 마련된 충진 공간부(S)에 그라우팅재가 충진되도록 몸체부(110)에는 관체 형상의 주입관(160)이 상부로 노출되게 매설되어 상기 주입관(160)을 통해서 충진 공간부(S)에 그라우팅재를 충진하는 단계(S50);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체 시공방법.
제12항에 있어서,
상기 주두부 형성단계(S10)는,
상기 기둥부(200)의 주두부(210)에 마련된 중공부(211) 내주면에 복수의 고정편(212)을 결합하는 단계(S11);
각 고정편(212)에 체결 강봉(220)의 하단을 결속하는 단계(S12); 및
상기 중공부(211)에 충진재를 타설하여 일체화하는 단계(S13);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥부와 프리캐스트 코핑의 결합 구조체 시공방법.
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