KR102641353B1 - 프리캐스트 콘크리트 슬래브 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일측에 제1 측면 포켓이 복수로 형성되고, 상기 제1 측면 포켓으로부터 수평으로 돌출되게 구비되며 상기 제1 측면 포켓의 정면에서 보았을때 일측에 치우치도록 배치되는 하나 이상의 제1 루프 철근과, 평면상 상기 제1 루프 철근의 길이 방향과 평행한 방향으로 이격되어 형성된 복수의 제1 전단 포켓을 구비하는 제1 프리캐스트 콘크리트 슬래브; 일측에 제2 측면 포켓이 복수로 형성되고, 상기 제2 측면 포켓으로부터 수평으로 돌출되게 구비되며 상기 제1 루프 철근과 상호 교차되도록 배치되는 하나 이상의 제2 루프 철근과, 평면상 상기 제2 루프 철근의 길이 방향과 평행한 방향으로 이격되어 형성된 복수의 제2 전단 포켓을 구비하는 제2 프리캐스트 콘크리트 슬래브; 및 상기 제1 전단 포켓들과, 상기 제2 전단 포켓들을 각각 관통하여 결합하는 배력 철근을 포함하는 프리캐스트 콘크리트 슬래브 구조에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 따르면, 전단 포켓들을 관통하여 결합하는 배력 철근이 구비되어 교량의 바닥판을 분할하여 재시공할 때 장시간 차량 이동의 진동에 의한 프리캐스트 콘크리트 슬래브의 파손에 대비할 수 있고, 채움 모르터와 바닥판 본체 합성력 보강을 강화하는 효과가 있다.

Description

프리캐스트 콘크리트 슬래브 구조 {Precast concrete slab panels structure}

본 발명은 슬래브 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 프리캐스트 콘크리트 슬래브 구조에 관한 것이다.

교량 등에서 프리캐스트 콘크리트(precast concrete) 바닥판을 시공하기 위해 여러 개의 프리캐스트 콘크리트 바닥판 모듈을 분할하여 미리 제작하고, 이를 현장에서 조립함으로써 바닥판을 시공하는 기술이 공지되어 있다.

이와 같이 프리캐스트 콘크리트 바닥판 모듈을 현장에서 조립함에 있어서 프리캐스트 콘크리트 바닥판 모듈의 일측에 루프 철근을 노출되게 설치하고, 현장에서 루프 철근을 교차되게 배치한 후 채움재를 충진하여 프리캐스트 콘크리트 바닥판 모듈간의 견고한 연결을 이루는 구조가 널리 사용되고 있다.

이와 같이 프리캐스트 콘크리트 바닥판 모듈의 조립 연결로 제작되는 프리캐스트 콘크리트 구조물의 일예로서, 국내 등록특허 제10-1584070호, 제10-2050077호 등이 개시되어 있다.

특허 제1584070호에서는 일측의 루프 철근의 하단을 포켓 저면에 매입 형성하여 구조적으로 안전하며, 요철 사이와 포켓 내에 결합재를 타설함으로써 별도의 거푸집 설치없이 급속 시공이 가능하고, 요철 사이에서 저항 성능을 향상시킬 수 있는 기술을 제시하고 있다.

특허 제2050077호에서는 이음부의 외부로 돌출된 철근이 없어 철근의 변형이 없으며 2개의 프리캐스트 콘크리트 바닥판의 연결작업이 용이한 프리캐스트 콘크리트 바닥판 연결구조를 제시하고 있다.

이러한 종래기술에서는 신규의 교량을 설치할 때 사용 가능한 기술들이 제시되어 있으나, 교량의 하부구조는 유지한채 바닥판을 새로 교체해야 할 경우에 대한 기술은 제시되어 있지 않다.

도 1은 교량의 바닥판을 분할하여 재시공하는 순서를 나타내는 개념도, 도 2는 도 1에 도시된 분할 재시공시 기존 바닥판을 일부 제거한 것을 나타낸 개념도이다.

즉, 도 1에 도시된 것처럼 좌측 상판 제거(a), 우측 상판 제거(b), 우중간 상판 제거(c), 중앙 상판 제거(d), 좌중간 상판 제거(e) 등의 순서로 바닥판을 제거하되 제거된 자리에는 새로운 프리캐스트 콘크리트를 임시로 빔 위에 안착하여 시공하게 된다(붉은색 표시가 제거된 상판임). 도 2에는 일부 바닥판이 제거된 상태가 확대 도시되어 있다. 바닥판의 교체가 순차적으로 모두 완료되면 접합부에 채움재인 몰탈 등을 시공하여 바닥판의 재시공이 완료된다.

즉, 이렇게 바닥판 교체 중 차량의 이동이 불가피할 경우에는 바닥판을 분할 시공해야 하는데 분할 시공시 차량의 통행으로 인한 바닥판의 진동이 발생하고 임시로 안착된 신규 바닥판이 진동으로 인해 파손되거나 안전성에 문제가 생길 우려가 있어 이에 대한 대책이 필요한 실정이다.

한국등록특허 제10-1584070호 (2016.01.05) 한국등록특허 제10-2050077호 (2019.11.22)

본 발명의 목적은 교량의 바닥판을 분할하여 시공할 때 장시간 차량에 의한 진동 파손에 대응하기 위해 사용가능한 프리캐스트 콘크리트 슬래브 구조를 제공하는 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 슬래브 구조는 일측에 제1 측면 포켓이 복수로 형성되고, 상기 제1 측면 포켓으로부터 수평으로 돌출되게 구비되며 상기 제1 측면 포켓의 정면에서 보았을때 일측에 치우치도록 배치되는 하나 이상의 제1 루프 철근과, 평면상 상기 제1 루프 철근의 길이 방향과 평행한 방향으로 이격되어 형성된 복수의 제1 전단 포켓을 구비하는 제1 프리캐스트 콘크리트 슬래브; 일측에 제2 측면 포켓이 복수로 형성되고, 상기 제2 측면 포켓으로부터 수평으로 돌출되게 구비되며 상기 제1 루프 철근과 상호 교차되도록 배치되는 하나 이상의 제2 루프 철근과, 평면상 상기 제2 루프 철근의 길이 방향과 평행한 방향으로 이격되어 형성된 복수의 제2 전단 포켓을 구비하는 제2 프리캐스트 콘크리트 슬래브; 및 상기 제1 전단 포켓들과, 상기 제2 전단 포켓들을 각각 관통하여 결합하는 배력 철근을 포함한다.

여기서, 상기 제1 프리캐스트 콘크리트는, 상기 제1 측면 포켓의 정면에서 보았을때 4분할 영역 중 1, 3분할 영역에 배치되는 한 쌍의 제1 루프 철근을 구비하고, 상기 제2 프리캐스트 콘크리트는, 상기 제1 프리캐스트 콘크리트 슬래브의 4분할 영역 중 2, 4분할 영역과 마주보는 영역에 배치되는 한 쌍의 제2 루프 철근을 구비하되, 상기 제1 루프 철근과 상기 제2 루프 철근은 상호 교차되어 배치될 수 있다.

아울러, 상기 제1 측면 포켓 및 상기 제2 측면 포켓의 하측에는 각각 상기 제1 루프 철근 및 상기 제2 루프 철근의 길이 방향과 수직한 방향으로 단부 보강 플레이트가 각각 구비될 수 있다.

나아가, 상기 단부 보강 플레이트는, 길이 방향으로 상기 제1 프리캐스트 콘크리트 슬래브 및 상기 제2 프리캐스트 콘크리트 슬래브에 매립되는 복수의 전단 보강용 스터드 볼트를 더 구비할 수 있다.

더욱이, 상기 전단 보강용 스터드 볼트는, 상기 단부 보강 플레이트의 길이 방향과 수직한 방향으로 복수로 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 슬래브에 의하면,

첫째, 전단 포켓들을 관통하여 결합하는 배력 철근이 구비되어 교량의 바닥판을 분할하여 재시공할 때 장시간 차량 이동의 진동에 의한 프리캐스트 콘크리트 슬래브의 파손에 대비할 수 있고, 채움 모르터와 바닥판 본체 합성력 보강을 강화하는 효과가 있다.

둘째, 제1 루프 철근과 제2 루프 철근이 상호 교차되어 배치되어 결속력을 강화시키고 최종 채움재 타설시 간편하게 시공이 가능하다.

셋째, 빔 위에 임시로 안착되어 접촉되는 프리캐스트 콘크리트의 하측에 단부 보강플레이트를 구비하여 장기 존치되는 프리캐스트 콘크리트 슬래브의 피로 파괴를 방지할 수 있다.

넷째, 전단 보강용 스터드 볼트를 구비하여 요철부 콘크리트 피로 파괴 저항력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 교량의 바닥판을 분할하여 재시공하는 순서를 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 분할 재시공시 기존 바닥판을 일부 제거한 것을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 슬래브 구조의 일부 확대 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 슬래브 구조의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 전단 포켓을 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 슬래브 구조의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 슬래브 구조의 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 슬래브 구조의 일부 확대 평면도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 슬래브 구조의 사시도, 도 5는 도 4에 도시된 전단 포켓을 나타낸 평면도, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 슬래브 구조의 단면도, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 슬래브 구조의 사시도이다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 프리캐스트 콘크리트 슬래브 구조는 제1 프리캐스트 콘크리트 슬래브(100), 제2 프리캐스트 콘크리트 슬래브(200) 및 배력 철근(300)을 포함한다.

제1 프리캐스트 콘크리트 슬래브(100)는 제1 측면 포켓(110), 제1 루프 철근(120)과, 제1 전단 포켓(130)을 구비한다.

제1 측면 포켓(110)은 제1 프리캐스트 콘크리트 슬래브(100)의 일측에 복수로 형성된다. 제1 측면 포켓(110)은 제1 루프 철근들(120)의 일부가 외부로 노출되도록 평면상 오목하게 홈을 형성한다.

적어도 하나 이상의 제1 루프 철근(120)은 제1 측면 포켓(110)으로부터 수평으로 돌출되게 구비되며 제1 측면 포켓(110)의 정면에서 보았을때 일측에 치우치도록 배치된다.

복수의 제1 전단 포켓(130)은 평면상 제1 루프 철근(120)의 길이 방향과 평행한 방향으로 이격되어 형성된다. 도 4에 도시된 것처럼 제1 전단 포켓들(130)은 평면상 제1 측면 포켓들(110)의 사이 공간에 일렬로 이격되어 배치되는 것이 바람직하다.

다음으로, 제2 프리캐스트 콘크리트 슬래브(200)는 제2 측면 포켓(210), 제2 루프 철근(220), 제2 전단 포켓(230)을 구비한다. 제2 프리캐스트 콘크리트 슬래브(200)는 제1 프리캐스트 콘크리트 슬래브(100)와 대칭된 형상으로 구비되므로 도면에는 대응되는 구성요소를 편의상 괄호로 표시하였다.

제2 측면 포켓(210)은 제2 프리캐스트 콘크리트 슬래브(200)의 일측에 복수로 형성되며, 하나 이상의 제2 루프 철근(220)은 제2 측면 포켓(210)으로부터 수평으로 돌출되게 구비되며 제1 루프 철근(120)과 상호 교차되도록 배치된다. 복수의 제2 전단 포켓(230)은 평면상 제2 루프 철근(220)의 길이 방향과 평행한 방향으로 이격되어 형성된다.

또한, 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 배력 철근(300)은 제1 전단 포켓들(130)과, 제2 전단 포켓들(230)을 각각 관통하여 결합한다. 전단 포켓들(130, 230)의 내부에 배치되는 배력 철근(300) 및 스터드 볼트(SB)는 추후에 타설되는 채움 모르터(M)에 의해 바닥판 본체 합성력 보강 부가 효과를 지닌다.

여기서, 도 3에 도시된 것처럼 제1 프리캐스트 콘크리트(100)는 제1 측면 포켓(110)의 정면에서 보았을때 4분할 영역 중 1, 3분할 영역에 배치되는 한 쌍의 제1 루프 철근(120)을 구비하고, 제2 프리캐스트 콘크리트(200)는 제1 프리캐스트 콘크리트 슬래브(100)의 4분할 영역 중 2, 4분할 영역과 마주보는 영역에 배치되는 한 쌍의 제2 루프 철근(220)을 구비하되, 제1 루프 철근(120)과 상기 제2 루프 철근(220)은 상호 교차되어 배치될 수 있다. 이렇게 상호 교차 배치로 결속력을 강화시키고 최종 채움재 타설시 간편하게 시공이 가능하다.

한편, 제1 측면 포켓(110) 및 제2 측면 포켓(120)의 하측에는 각각 제1 루프 철근(120) 및 제2 루프 철근(220)의 길이 방향과 수직한 방향으로 단부 보강 플레이트(400)가 각각 구비될 수 있다. 빔 위에 임시로 안착되어 접촉되는 프리캐스트 콘크리트의 하측에 단부 보강플레이트(400)를 구비하여 장기 존치되는 프리캐스트 콘크리트 슬래브의 피로 파괴를 방지할 수 있다.

나아가, 단부 보강 플레이트(400)는 길이 방향으로 제1 프리캐스트 콘크리트 슬래브(100) 및 제2 프리캐스트 콘크리트 슬래브(200)에 매립되는 복수의 전단 보강용 스터드 볼트(410)를 더 구비할 수 있다. 더욱이, 전단 보강용 스터드 볼트(410)는 단부 보강 플레이트(400)의 길이 방향과 수직한 방향으로 복수로 구비될 수 있다. 도 6에는 전단 보강용 스터드 볼트(410)가 3개 구비된 것이 도시되어 있다. 전단 보강용 스터드 볼트(410)를 구비하여 요철부 콘크리트 피로 파괴 저항력을 향상시킬 수 있다.

이렇게 본 발명에 따르면, 교량의 바닥판을 분할하여 재시공할 때 장시간 차량 이동의 진동에 의한 프리캐스트 콘크리트 슬래브의 파손에 대비할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100...제1 프리캐스트 콘크리트 슬래브
200...제2 프리캐스트 콘크리트 슬래브
300...배력 철근
400...단부 보강 플레이트

Claims (5)

1. 일측에 평면상 오목하게 홈을 형성하는 제1 측면 포켓이 복수로 이격되어 형성되고, 상기 제1 측면 포켓으로부터 수평으로 돌출되게 구비되며 상기 제1 측면 포켓의 정면에서 보았을때 일측에 치우치도록 배치되는 한 쌍의 제1 루프 철근과, 평면상 상기 제1 루프 철근의 길이 방향과 평행한 방향으로 이격되어 형성되고 상기 제1 측면 포켓들의 사이 공간에 일렬로 이격되어 배치되는 복수의 제1 전단 포켓을 구비하는 제1 프리캐스트 콘크리트 슬래브;
   일측에 제2 측면 포켓이 복수로 이격되어 형성되고, 상기 제2 측면 포켓으로부터 수평으로 돌출되게 구비되며 상기 제1 루프 철근과 상호 교차되도록 배치되는 한 쌍의 제2 루프 철근과, 평면상 상기 제2 루프 철근의 길이 방향과 평행한 방향으로 이격되어 형성된 복수의 제2 전단 포켓을 구비하는 제2 프리캐스트 콘크리트 슬래브;
   상기 제1 전단 포켓들과, 상기 제2 전단 포켓들을 일렬로 각각 관통하여 결합하는 배력 철근;
   바닥판 본체 합성력 보강을 위해 상기 제1 전단 포켓들과 상기 제2 전단 포켓들 내부에 설치되되, 상기 배력 철근의 좌우 양측에 이격설치되는 스터드 볼트; 및
   상기 제1 전단 포켓들과, 상기 제2 전단 포켓들 내부에 타설되는 채움 모르터;를 포함하며,
   상기 제1 프리캐스트 콘크리트는,
   상기 제1 측면 포켓의 정면에서 보았을때 4분할 영역 중 1, 3분할 영역에 배치되는 한 쌍의 제1 루프 철근을 구비하고,
   상기 제2 프리캐스트 콘크리트는,
   상기 제1 프리캐스트 콘크리트 슬래브의 4분할 영역 중 2, 4분할 영역과 마주보는 영역에 배치되는 한 쌍의 제2 루프 철근을 구비하되,
   상기 제1 루프 철근과 상기 제2 루프 철근은 상호 교차되어 배치되며,
   상기 제1 측면 포켓 및 상기 제2 측면 포켓의 하측에는 각각 상기 제1 루프 철근 및 상기 제2 루프 철근의 길이 방향과 수직한 방향으로 단부 보강 플레이트가 각각 구비되고,
   상기 단부 보강 플레이트는,
   길이 방향으로 상기 제1 프리캐스트 콘크리트 슬래브 및 상기 제2 프리캐스트 콘크리트 슬래브에 매립되는 복수의 전단 보강용 스터드 볼트를 더 구비하며,
   상기 전단 보강용 스터드 볼트는,
   상기 단부 보강 플레이트의 길이 방향과 수직한 방향으로 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 슬래브 구조.
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