KR200172131Y1

KR200172131Y1 - 배근용 홀이 구비된 피.에스.씨.메인빔

Info

Publication number: KR200172131Y1
Application number: KR2019990020252U
Authority: KR
Inventors: 강희철
Original assignee: 주식회사평화엔지니어링종합건축사사무소
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2000-03-15
Also published as: KR100342932B1; KR20010028234A

Abstract

본고안은 교량의 교축방향으로 거치되어 일정간격마다 가로보가 접속설치되는 피.에스.씨.메인빔에 관한 것으로, 특히 기성재로 제작되는 피.에스.씨.메인빔에서 가로보가 접속될 위치에 교축의 직각방향으로 관통되는 배근용 구멍을 형성하는 한편, 그 구멍의 주변에 콘크리트 정착용 요철부(키홈)를 형성하여서, 가로보 설치작업시 유용하게 이용토록 함으로써, 시공성이 좋아 공사기간이 단축되고, 공사비용이 절감되는 동시에, 구조물이 일체화되어 구조적 안정성이 제고되도록 한 피.에스.씨.메인빔을 제공하는 것으로서, 교량의 지간 길이로서 기성제로 제작되며 교각 또는 교대의 상부에 교축방향으로 거치된 이후 소정간격을 두고 설정된 위치마다에 가로보가 접속되는 피.에스.씨.메인빔에 있어서, 상기 가로보가 접속될 위치마다 가로보용 주근의 배근위치에 맞추어 교축의 직각방향으로 뚫린 수개의 관통공(11)이 형성되어서, 이 관통공(11)에 가로보용 연결철근을 삽입관통하여서 배근할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

배근용 홀이 구비된 피.에스.씨.메인빔{Prestressed Concrete Beam Having Holes for Arrangement of Bar}

본고안은 교량의 교축방향으로 설치되는 피.에스.씨.메인빔 및 이 피.에스.씨.메인빔에 일정간격마다 접속설치되는 가로보의 시공방법에 관한 것으로, 특히 기성재로 제작되는 피.에스.씨.메인빔에서 가로보가 접속될 위치에 교축의 직각방향으로 관통되는 배근용 구멍을 형성하여 놓고 가로보 설치작업시 유용하게 이용함으로써, 시공성이 좋아 공사 기간의 단축 및 공사비용을 절감시키는 동시에, 구조물의 일체화로 구조적 안정성이 제고되도록 한 배근용 홀이 구비된 피.에스.씨.메인빔에 관한 것이다.

통상 PC빔이나 프리플랙스빔 구조로 건설되는 교량은 도1의 도시와 같이, 교각(p) 또는 교대의 상부에 교축방향으로 설치되는 메인빔(1)들 사이에 가로보(2)를 일정간격마다 배치하여 격자형태로 이루어져 있다.

상기한 교량의 구조에서 격자형태를 이루는 '가로보'는 교각 또는 교대의 상부에 메인빔을 설치한 직후 시공하는 부분으로서, 메인빔의 전도를 방지하고 각 메인빔에 작용되는 힘을 인접한 메인빔들로 횡분배시켜 줌으로써 발생되는 응력을 분산, 경감시켜 주는 역할을 수행하는 중요한 구조부이다.

종래, 이와 같은 가로보를 메인빔에 일체로 연결하기 위해서 도2의 도시와 같이, 기성재로 제작된 메인빔(1)에는 가로보가 접합되는 위치에 단면상 일정간격으로 연결철근(3)을 일정길이로 돌출시켜 추후 가로보 시공시 돌출된 연결철근에 가로보의 철근들을 접합하여 일체로 연결시키게 된다.

이와 같은 메인빔(1)은 기성재로 제작되는 메인빔을 현장에서 교각 또는 교대의 상부로 들어 올려 거치하는 설치상의 문제로 연결철근(3)을 짧게 노출시킨 상태로 제작된다.

따라서, 이와 같은 구조의 메인빔은 가로보용 철근을 연결하기 위한 연결철근이 충분한 겹이음 길이를 확보하고 있지 못하기 때문에 도3의 도시와 같이, 교각(p) 또는 교대의 상부에 메인빔(1)을 거치한 후, 연결철근(3)에 가로보(2)의 주근(4)을 용접하는 이음방식으로 가로보용 배근작업을 수행하고 있다.

이러한 용접방식의 가로보용 배근작업은 여러 문제점을 나타내고 있다.

즉, 첫째 가로보용 배근을 위한 용접작업은 상판 슬래브공사 이전에 시공하기 때문에, 메인빔에 의지한 채 허공에서 용접장비를 들고 난해한 용접작업을 장시간 수행해야 함으로써 안전사고의 위험성이 상존할 뿐만 아니라, 배근작업에 많은 시간이 소요되어 공기가 길어지고 비용이 과다하게 지출되는 문제점이 있다.

둘째, 메인빔으로부터 돌출된 연결철근은 고강도 철근을 사용하고 현장조립 철근은 연강철근을 사용하는 바, 상이한 재질인 철근들의 용접성 및 이음강도에 대한 대한 품질이 일정치 않은 문제가 발생하게 된다.

셋째, 철근이음시 메인빔에 매입된 연결철근을 밴드업 또는 밴드다운시켜서 용접되는 가로보용 주근과의 수평을 맞추어야 하기 때문에 인장강도가 손실되는 문제점이 있다.

넷째, 공장에서 메인빔의 연결철근 누락시, 현장에서 보수, 보강작업을 실시하는 바, 이로 인해 메인빔이 손상되는 문제점이 발생한다.

다섯째, 메인빔에서 가로보가 접합될 콘크리트면이 매끄럽게 형성되어 있기 때문에 신,구 콘크리트의 부착력상의 문제로 가로보의 접속력이 약하여 구조적으로 불안정한 교량 구조물을 구축할 수밖에 없는 등의 여러 문제점이 있었다.

이에 따라, 본고안은 상기한 제 문제점들을 해결하기 위하여 기성재로 제작되는 피.에스.씨.(P.S.C.)메인빔에 가로보가 접속되는 위치에 교축의 직각방향으로 관통되는 배근용 구멍을 형성하여 놓고, 가로보의 철근조립작업시 배근통로로서 유용하게 이용함으로써, 피.에스.씨.메인빔에 연결되는 가로보의 시공이 편리하여 시공의 효율성을 높혀 줄 뿐만 아니라, 구조적으로 일체화되어 안정된 교량구조물을 제공하여 주는 배근용 홀이 구비된 피.에스.씨.메인빔을 제공하는데 있다.

본고안의 다른 목적은 피.에스.씨.메인빔에서 가로보가 접합되는 자리에 요철부(키홈)를 형성하여 피.에스.씨.메인빔에 가로보가 견고하게 부착되도록 함으로써, 가로보의 부착강도 및 구조물의 일체성을 증진시켜 주는 피.에스.씨.메인빔을 제공하는데 있다.

도1은 종래 피.씨.(P.C.)빔이나 프리플랙스빔 구조로 건설되는 교량을 나타내는 사시도

도2는 종래 메인빔을 도시한 사시도

도3은 종래 메인빔을 이용하여 가로보를 설치하는 상태를 나타낸 단면도

도4는 본고안에 따른 피.에스.씨.메인빔을 나타낸 사시도

도5는 본고안의 일 실시예에 따른 피.에스.씨.메인빔의 단면도

도6은 본고안의 다른 실시예에 따른 피.에스.씨.메인빔을 나타낸 사시도

도7a 내지 도7d는 본고안의 시공상태를 단계적으로 나타낸 도면

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1:메인빔 2:가로보 3:연결철근

4:주근 P:교각 10:피.에스.씨.메인빔

11:관통공 12:헌치부 13:슬리브

14:키홈 20:가로보 21:주근

22:배력근 23:결속선 24:그라우트재

이하, 본고안의 기술구성을 첨부도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

본고안의 배근용 홀이 구비된 피.에스.씨. 메인빔은 도4 내지 도6에 도시되는 바와 같이, 교량의 지간 길이로서 현장 또는 공장에서 제작되어지는 것으로서, 교각 또는 교대의 상부에 교축방향으로 거치된 이후에 소정의 간격을 두고 설정된 위치마다에 가로보가 접속되는 피.에스.씨.메인빔에 있어서, 상기 가로보가 접속될 부분마다 가로보용 주근의 배근위치에 맞추어 교축의 직각방향으로 뚫린 수개의 관통공(11)이 형성되어서, 이 관통공(11)에 가로보 연결용 철근을 삽입관통하여서 배근하도록 한 것을 기술구성상의 기본적인 특징으로 한다.

이와 같은 메인빔은 기본적으로 I자형 단면형태를 유지하며, 양측단부 및 길이면의 중간 중간에 일정간격마다 단면을 증가시킨 헌치부(12)를 두고 있다. 통상적으로 이 헌치부(12)는 추후 가로보가 접합되는 부위가 되며, 본고안에 의한 가로보 철근 연결용 관통공(11)도 이 헌치부(12)에 형성된다.

상기 관통공(11)은 철근배근시 연결통로의 역할 및 그 위치를 셋팅시켜 주는 매우 중요한 구조부이다.

이 관통공(11)은 본고안에 따른 피.에스.씨.메인빔의 현장 또는 공장에서 기성재로 제작될 시 상기 가로보가 접속되는 위치마다 형성되는 바, 가로보용 주근의 소요갯수 및 설정 위치에 따라 그 수가 결정된다.

즉, 도4의 도시와 같이 교량의 지점부분은 통상적으로 가로보의 단면을 작게 설계함에 따라 가로보용 주근이 적게 배치되므로 관통공(11)의 수가 적게 형성되고, 중간지점들은 가로보의 단면을 크게 설계함에 따라 가로보용 주근이 많이 배치되므로 이에 따라 관통공(11)의 수도 늘어난다. 또한, 본고안은 꼭 도시한 바가 아니더라도 설계에 따라 관통공의 배치 및 갯수가 변경된다.

본고안을 실시함에 있어서 관통공(11)은 도5의 도시와 같이, 메인빔의 몸체살내에 슬리브(13)를 매립하여서 형성되며, 이 슬리브는 쉬이스관과 같은 주름관을 사용함이 바람직하다. 이와 같이 주름관을 사용하는 것이 좋은 이유는 가로보연결용 철근을 삽입한 후, 관통공을 메꾸어 주어야 하는데, 이때 그라우트재의 부착력을 증대시키기 위함이다.

한편, 본고안에 의한 피.에스.씨.메인빔에는 상기 관통공(11)의 주변에 즉, 상기 가로보가 접합되는 자리에 요철부가 형성되는 것이 바람직하다. 본고안의 실시예에서 이 요철부는 도6의 도시와 같이, 내측으로 일정깊이 파고 들어간 키홈(14)이 다수개 형성되어 있는 것들에 의해 형성됨을 예시하고 있으며, 이 키홈은 외부로 돌출되게 형성하여도 무방함을 밝힌다.

이와 같은 요철부(키홈)는 신,구 콘트리트간의 접합력을 크게 하여 메인빔과 가로보간의 부착강도를 높혀 주기 위한 것으로, 이 요철부(키홈)가 치핑면 또는 전단키와 같은 역할을 수행하여 줌으로써 구조물의 일체화에 크게 기여할 뿐만 아니라, 외력에 효과적으로 저항할 수 있는 안정적인 구조물을 구현할 수 있게 하여 준다.

이하, 본고안에 의한 배근홀이 구비된 피.에스.씨.메인빔을 이용하여 교량의 가로보를 시공하는 방법에 대하여 설명한다.

본고안을 이용한 가로보의 시공방법은 먼저, 도7a의 도시와 같이 가로보(20)가 접속될 부분마다 가로보용 주근의 배근위치에 맞추어 교축의 직각방향으로 뚫린 수개의 관통공(11) 및 콘크리트 정착용 키홈(14)이 형성되어 있는 피.에스.씨.메인빔(10)들을 이웃하는 교각(p) 또는 교대의 상부에 평행하게 배열하여 거치하는 피.에스.씨.메인빔의 설치작업을 수행한다.

다음으로, 도7b의 도시와 같이 상기와 같이 설치된 피.에스.씨.메인빔(10)들의 관통공(11)들에 가로보 연결용 주근(21)을 삽입 연통시키면서 서로 인접하는 단위 주근(21)들이 충분한 겹이음 길이를 갖도록 하여 결속선(23)으로 결속시키는 한편, 이 가로보용 주근(21)들에 가로보용 배력근(22)을 조립하는 가로보용 철근의 배근작업을 수행한다.

이때, 상기 가로보 연결용 주근(21)들은 동일한 연강을 사용하여 이웃하는 2개의 메인빔(10)들을 관통하면서 철근의 겹이음길이를 확보하게 되며, 상하측의 각 주근들의 이음부분들은 서로 엇갈리게 배치한다.

그럼으로써 본고안은 종래 피.에스.씨.메인빔의 양측에서 일직선상으로 용접이음하는 방식보다는 훨씬 더 안정된 구조물을 얻을 수 있게 될 뿐만 아니라, 철근이 낭비되지 않고 통째로 사용하여 철근연결작업을 함으로써 이음부분이 절반으로 줄어 들게 될 뿐만 아니라, 철근배근작업이 용이하게 이루어지므로 배근작업에 소요되는 시간이 대폭적으로 줄어 들게 된다.

상기와 같이 가로보용 철근의 배근단계를 거친 다음에는 도7c의 도시와 같이, 가로보용 주근(21)이 삽입되어 있는 피.에스.씨.메인빔의 관통공(11)에 시멘트몰탈 등의 그라우트재(24)를 채워 넣어 관통공을 메꾸는 그라우팅작업을 실시한다.

여기서, 본고안에 의한 피.에스.씨.메인빔의 관통공(11)은 주름관을 이용한 슬리브(13)에 의해 구멍을 형성하고 있기 때문에 그라우팅된 채움재가 견고하게 부착된다.

마지막으로 상기 가로보용 철근의 배근단계를 거쳐 형성된 가로보용 철근조립체의 외부에 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설한 다음, 양생시킨 후 거푸집을 탈형하는 작업을 거치는 가로보의 콘크리트 형성단계를 수행함으로써 도7d의 도시와 같이 피.에스.씨.메인빔에 가로보가 일체로 접합되어지는 가로보의 설치작업을 완료한다.

이때, 가로보는 콘크리트타설시 피.에스.씨.메인빔에 형성되어 있는 콘크리트 정착용 요철부(키홈)에 의해 더욱 견고한 부착력이 확보된다.

상기한 바와 같은 본고안의 배근용홀이 구비된 피.에스.씨.메인빔에 의하면, 현장 또는 공장에서 기성제로 제작되어진 피.에스.씨.메인빔에 가로보의 배근을 위한 구멍과 콘크리트 정착용 요철부(키홈)를 적절히 구비시켰기 때문에 다음과 같은 효과를 나타낸다.

첫째, 가로보용 배근을 위한 용접작업이 필요없어 안전사고의 위험성이 현저히 줄어들 뿐만 아니라, 결속선으로 결속하기 때문에 철근이음작업이 용이하게 이루어져서 시공의 효율성을 높혀 줄 뿐만 아니라, 공사비용을 크게 절감시켜 주는 장점이 있다.

둘째, 철근연결작업시 상이한 철근재료를 사용할 필요가 없이 동일한 연강의 사용이 가능해짐으로써 철근 이음부의 불안감이 해소된다.

셋째, 철근이음시 연결철근들을 밴드업 또는 밴드다운시킬 필요가 없게 되므로, 시공이 신속한 것은 물론이고 구조적으로 인장강도가 손실되지 않게 된다.

넷째, 메인빔의 연결철근이 누락될 소지가 없어 구조적으로 견고하게 가로보를 연결시킬 수 있게 된다.

다섯째, 가로보 콘크리트 타설시 피.에스.씨.메인빔의 신,구 콘크리트의 접합면에 구비된 키홈의 작용으로 인해 가로보의 부착력이 크게 증진되는 등 여러 효과가 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본고안은 시공이 편리할 뿐만 아니라, 구조적으로 안정된 교량구조물을 구현케 하여 주는 매우 유용한 고안이다.

Claims

교량의 지간 길이로서 기성제로 제작되며 교각 또는 교대의 상부에 교축방향으로 거치된 이후 소정간격을 두고 설정된 위치마다에 가로보가 접속되는 피.에스.씨.메인빔에 있어서,

상기 가로보가 접속될 위치마다 가로보용 주근의 배근위치에 맞추어 교축의 직각방향으로 뚫린 수개의 관통공(11)이 형성되어서, 이 관통공(11)에 가로보용 연결철근을 삽입관통하여서 배근할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 배근용 홀이 구비된 피.에스.씨.메인빔.
제1항에 있어서, 상기 피.에스.씨.메인빔에서 상기 가로보가 접합되는 위치에는 요철부가 형성되어서, 가로보의 부착력 및 전단강도가 증진되도록 한 것을 특징으로 하는 배근용 홀이 구비된 피.에스.씨.메인빔.