KR19990073455A - 피에스씨강봉을이용한단순형합성보의2차프리스트레싱공법 - Google Patents
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Abstract
기존의 단순형 합성보의 제작공법에서 합성 전 공장 또는 현장에서 제작된 보를 교대 및 교각 사이에 거치시켜 보의 양 단부를 압축판을 이용하여 피에스씨(PSC) 강봉과 연결, 보의 중앙 또는 단부로부터 약 1/3ℓ 지점 2곳에 보와 피에스씨(PSC) 강봉 사이에 유압잭을 설치하여 강봉을 긴장시킨 후 상부 바닥판 콘크리트를 타설 및 양생시켜 피에스씨(PSC) 강봉을 제거함으로써 하부 플랜지에 추가로 압축응력을 도입하여 기존의 단순형 합성보의 제작공법보다 큰 압축응력을 도입시킬 수 있으며 이로 인하여 강재 및 콘크리트 물량을 감소시키거나 보의 형고를 줄일 수 있는 피에스씨(PSC) 강봉을 이용한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 공법.
이 공법은 기존의 단순형 프리플렉스 합성보, 프리스트레스트 콘크리트 합성보, 강상자형 합성보에 적용이 가능하다.
Description
본 발명의 피에스씨(PSC) 강봉을 이용한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 공법의 설명을 위하여 기존의 단순형 프리플렉스 합성보를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
기존의 단순형 프리플렉스 합성보는 시공의 신속성, 형고 감소, 재료절감 및 피로 파괴 강도의 향상 등의 장점이 있어 지금까지 널리 시공되어 왔다. 이러한 기존의 단순형 프리플렉스 합성보는 강재 I-형 보에 프리플렉션 하중을 재료의 탄성범위 내에서 하향으로 가한 상태에서 강재의 하부 플랜지에 케이싱 콘크리트를 타설 및 양생한 후 프리플렉션 하중을 제거함으로써 하부 케이싱 콘크리트에 압축응력을 도입하여 사하중 및 활하중에 의해 발생하는 하부플랜지의 인장응력에 대응토록 제작한다(도 1 참조). 그러나 이러한 제작공법은 하부 케이싱 콘크리트를 타설 및 양생하는 과정에서 1차적으로 크리프와 건조수축에 의해 압축응력이 감소하게 된다. 이 압축응력의 감소는 최종 활하중의 재하에 의해서 하부 케이싱 콘크리트에 균열의 발생을 유발시키고 있다. 따라서 이러한 압축응력의 감소를 방지하기 위하여 긴장재를 이용하여 추가적으로 압축응력을 도입하는 방법(도 2 참조)이 이용되고 있으나 제작상의 번거로움 뿐만 아니라 긴장재를 긴장하여 하부 케이싱 콘크리트에 영구 거치시키고 쉬스관 설치 등의 추가적인 비용이 들게 된다. 또한 이러한 단점을 보완하고자 가지지점(1)을 보의 중앙에 설치하여 상향의 하중을 재하하는 방법(도 3 참조)이 이용되고 있으나 이는 형하공간이 높은 곳에서는 동바리의 설치로 인한 고가의 추가적인 비용과 함께 교량 아래에서의 교통 흐름을 방해하며 공사가 조잡해진다는 단점을 가지고 있다. 따라서 기존의 단순형 프리플렉스 합성보에서 1차적으로 손실되는 압축응력을 만회하고, 이의 문제점을 해결하기 위해 제시된 공법들의 단점을 보완하고자 본 발명에서는 피에스씨(PSC) 강봉을 이용한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 공법을 개발하였다. 본 발명에 의한 피에스씨(PSC) 강봉을 이용한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 공법의 순서를 보면 다음과 같다.
도 4의 (가)는 지간 길이가 약 40m 이내의 단순형 프리플렉스 합성보를 교대 및 교각 사이에 거치한 후 보의 양 단부를 압축판을 이용하여 피에스씨(PSC) 강봉(2)과 연결, 보의 중앙에서 보와 피에스씨(PSC) 강봉 사이에 유압잭(3)을 설치한 상태도이다. 여기서 유압잭에 하중을 가하게 되면 피에스씨(PSC) 강봉에 긴장력이 발생하게 된다. 이 긴장력은 프리플렉스 합성보의 하부 케이싱 콘크리트에 축력에 의한 압축력과 유압잭 하중에 의한 부모멘트를 발생시켜 압축응력을 도입시킬 수 있다. 도 4의 (나)는 지간 길이가 약 40m 이상의 프리플렉스 합성보에 본 발명에 의한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 공법을 적용한 상태도이다. 도 4의 (다)는 도 4. (가)의 상태에서 상부 바닥판과 복부 콘크리트를 타설 및 양생한 후 설치한 피에스씨(PSC) 강봉과 유압잭을 제거한 상태도이다. 이 상태에서는 하부 케이싱 콘크리트에 축력에 의한 인장력과 유압잭 하중 제거에 의한 정모멘트가 발생한다. 그러나 이러한 인장응력은 상부 바닥판 콘크리트와 복부 콘크리트의 타설로 인한 증가된 단면값에 의해서 결과적으로는 약 40∼50% 정도의 프리스트레싱 효과를 얻게 된다. 도 5의 (가)는 단순형 프리플렉스 합성보의 단부에서 피에스씨(PSC) 강봉을 압축판(4)과 긴결볼트(5)를 이용하여 보와 연결한 상태도이다. 여기서 압축판에 연결한 피에스씨(PSC) 강봉은 현장 여건에 따라 단면의 중립축을 중심으로 상하로 배치할 수도 있다. 또한 압축판은 피에스씨(PSC) 강봉의 제거와 함께 이루어지므로 용이한 제거를 위하여 하부 플랜지 강형에 일시적으로 연결시킨 받침판(6)에 압축판을 끼어 놓는 형태로 설치한다. 도 5의 (나)는 합성보의 지간 중앙에서 유압잭의 지지판(7)과 피에스씨(PSC) 강봉과의 연결 상태도이다. 도 5의 (다) 와 (라)는 본 발명에 의한 피에스씨(PSC) 강봉을 이용한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 공법을 기존의 단순형 프리스트레스트 콘크리트 합성보와 강상자형보에 적용시킨 상태도이다. 프리스트레스트 콘크리트 합성보와 강상자형 합성보의 경우에도 위에서 언급한 프리플렉스 합성보와 같은 역학적 특성을 갖게 된다. 이 경우에도 프리플렉스 합성보에서와 마찬가지로 압축판(4)의 용이한 제거를 위하여 보의 제작시 하부플랜지에 받침판(6)을 매설시킨다.
기존의 단순형 합성보에서 하부 플랜지에 추가적인 압축응력을 도입시키시 위해서 보의 양 단부를 압축판을 이용하여 피에스씨(PSC) 강봉과 연결, 보의 중앙 또는 단부로부터 약 1/3ℓ 지점 2곳에 보와 피에스씨(PSC) 강봉 사이에 유압잭을 설치하고 강봉을 긴장시킴으로써 강재 및 콘크리트량을 대폭 감소시킬 수 있는 피에스씨(PSC) 강봉을 이용한 단순형 합성보의 제작공법을 제공함에 있다.
본 발명은 피에스씨(PSC) 강봉을 이용한 단순형 합성보의 2차 프리스트레싱 공법에 관한 것으로써 기존의 공법으로는
1. 긴장재를 이용하여 추가적으로 압축응력을 도입하는 방법
2. 가지지점을 이용하여 추가적으로 압축응력을 도입하는 방법
이 있다.
본 발명은 기존의 단순형 합성보의 제작과정에서 하부 플랜지에 추가적인 압축응력을 도입시키기 위해서 보의 양 단부를 압축판을 이용하여 피에스씨(PSC) 강봉과 연결, 보의 중앙 또는 단부로부터 약 1/3ℓ 지점 2곳에 보와 피에스씨(PSC) 강봉 사이에 유압잭을 설치하고 강봉을 긴장시킴으로써 사하중 및 활하중에 의해 발생하는 최종적인 인장응력을 감소시킬 수 있다.
[도 1]
기존의 단순형 프리플렉스 합성보의 제작 원리도
[도 2]
기존의 단순형 프리플렉스 합성보에 긴장재를 프리스트레싱하여 추가적인 압축응력을 도입하는 원리도
[도 3]
기존의 단순형 프리플렉스 합성보에 가 지지점을 이용하여 추가적인 압축응력을 도입하는 원리도
1. 가 지지점
[도 4]
본 발명에 의한 피에스씨(PSC) 강봉을 이용한 단순형 프리플렉스 합성보의 제작원리도
2. 피에스씨(PSC) 강봉
3. 유압잭
[도 5]
본 발명에 의한 피에스씨(PSC) 강봉을 이용한 단순형 프리플렉스 합성보, 프리스트레스트 콘크리트 합성보, 강상자형 합성보에서의 연결 상세도
4. 압축판
5. 긴결볼트
6. 받침판
7. 지지판
본 발명은 합성 전 현장 또는 공장에서 제작된 보를 교대 및 교각 사이에 거치한 후 보의 양 단부를 압축판을 이용하여 피에스씨(PSC) 강봉과 연결, 보의 중앙 또는 단부로부터 약 1/3ℓ 지점 2곳에 보와 피에스씨(PSC) 강봉 사이에 유압잭을 설치하고 강봉을 긴장시킨 상태에서 상부 바닥판 콘크리트를 타설 및 양생한 후 피에스씨(PSC) 강봉을 제거함으로써 하부 플랜지에 압축응력을 추가적으로 도입시키는 공법이다. 이 공법은 기존의 단순형 프리플렉스 합성보, 프리스트레스트 콘크리트 합성보, 강상자형 합성보에 적용이 가능하다.
본 발명은 피에스씨(PSC) 강봉의 긴장력을 이용하여 하부 플랜지에 추가로 압축응력을 도입할 수 있기 때문에 최종적으로 사하중 및 활하중에 의해 발생하는 하부 플랜지에서의 인장응력을 기존에 비해 30% 정도로 감소시킬 수 있으며 이로 인하여 강재 및 콘크리트량을 대폭 감소시킬 수 있다.
Claims (1)
- 기존의 단순형 합성보를 제작함에 있어 하부 플랜지에 추가적인 압축응력을 도입시키기 위해서 보의 양 단부를 압축판을 이용하여 피에스씨(PSC) 강봉과 연결, 보의 중앙 또는 단부로부터 약 1/3ℓ 지점 2곳에 보와 피에스씨(PSC) 강봉 사이에 유압잭을 설치하고 강봉을 긴장시킨 후 상부 바닥판 콘크리트를 타설 및 양생시켜 피에스씨(PSC) 강봉을 제거하는 단순형 프리플렉스 합성보 및 프리스트레스트 콘크리트 합성보, 강상자형 합성보의 제작 공법
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