KR200206702Y1 - 분할 인장식 피.에스.씨 아이 빔 합성형교 - Google Patents

Abstract

본 고안은 분할인장식 피.에스.씨 아이빔합성형교에 관한 것으로서, 종래의 피.에스.씨 아이빔합성형교와 달리 일부의 피.씨강연선(6)은 빔의 양측끝단을 관통하여 배치시켜 지상에서 빔을 미리 제작할 때 이를 인장정착하여 콘크리트에 1차 프리스트레스 압축응력을 도입시키고 나머지 일부의 피.씨강연선(6')은 슬래브콘크리트(7)와 경계면인 빔의 상측에 미리 마련된 정착부(8)를 통하여 빔의 상측으로 인출시킨 상태에서 교대 또는 교각 위에 빔을 가설하고 가설된 빔위에 슬래브콘크리트(7)를 타설 양생한 후 빔의 상측으로 인출된 피.씨강연선(6')을 추가로 인장정착하여 피.에스.씨 아이빔의 콘크리트에는 2차 프리스트레스 압축응력을 추가로 도입시킬 수 있는 구성을 특징으로 하는 것이다.

Description

분할 인장식 피.에스.씨 아이 빔 합성형교{P.S.C I-beam composite bridge by division tension}

본 고안은 분할인장식 피.에스.씨 아이빔(Pre Stressed Concrete I - Beam)합성형교에 관한 것으로서 더욱 상세히 설명하면, 종래의 피.에스.씨 아이빔합성형교와는 달리 피.에스.씨 아이빔과 슬래브콘크리트와의 경계면인 빔의 상측부에 수개의 정착부를 마련하고 피.씨강연선의 일부는 이정착부를 통하여 빔의 상측으로 인출하고 슬래브콘크리트를 타설 양생한 후 빔의 상측으로 인출된 피.씨강연선을 인장 정착하여 슬래브콘크리트가 양생된 후 추가적으로 피.에스.씨 아이빔에 프리스트레스압축응력을 도입시키고자 하는 분할 인장방식에 적합한 피.에스.씨 아이빔 합성형교에 관한 것이다.

콘크리트교량을 설계 제작 가설함에 있어서 현재 가장 널리 사용되고 있는 공법중 하나로 피.에스.씨 아이빔교가 있다.

이는 먼저 교대 또는 교각을 완성한 후 그 위에 지상에서 미리 제작된 피.에스.씨 아이빔을 가설하고 가설된 빔위에 슬래브콘크리트를 타설 양생하여 콘트리트슬래브를 완성하는 것이다.

예시도 1 및 예시도 2 와 같이 종래의 피.에스.씨 아이빔(1)은 철근콘크리트(2)와 스파이럴쉬스관(3:SPIRAL SHEATH TUBE)과 피.씨강연선(4:피.씨 STRAND)을 조합한 것으로서, 먼저 설계된 빔의 단면에 맞게 거푸집과 철근 및 스파이럴시스관을 조립하고 콘크리트를 타설 양생한 후 피.씨 강연선을 스파이럴쉬스관 내로 관통시켜 설치한 상태에서 그 양 끝단에 설치된 정착장치(5)에 의존하여 피.씨 강연선을 유압잭으로 인장하여 그 인장력이 정착장치를 통하여 콘크리트로 전달되도록 함으로써 피.에스.씨 아이빔의 콘크리트에는 프리스트레스 압축 응력이 도입되도록 하고 스파이럴쉬스관내의 공극에는 물과 시멘트의 혼합물인 시멘트 밀크를 충진 주입하므로 빔의 제작을 완성하게 된다.

즉 종래의 피.에스.씨 아이빔 교량은 위에서와 같이 지상에서 미리 제작된 빔을 교대 또는 교각 위에 가설하여 그 위에 슬래브콘크리트를 타설하게 되고 슬래브콘크리트가 양생된 후 난간 및 보도 등을 설치하고 아스팔트 콘크리트를 포장하여 교량을 완성함으로써 차량이 통행하게 되는 것이다.

이때 지상에서 미리 제작할 때 도입된 피.에스.씨 아이빔의 프리스트레스 압축응력은 1차적으로 피.에스.씨 아이빔을 교대 또는 교각 위에 가설할 때 빔의 자중(1차사하중)에 저항하게되고, 2차적으로 슬래브콘크리트를 타설함으로써 그자중(2차사하중)에 저항하게 되며 또한 슬래브콘크리트의 양생시 발생되는 건조 수축 및 크리프하중에 저항하게 되고 3차적으로 아스팔트 콘크리트 포장 및 보도와 난간 등의 하중(3차사하중)에 저항한 후 나머지 여분의 프리스트레스 압축응력으로서 사용하중인 교통하중(활하중)에 저항하게 된다.

따라서, 종래의 빔은 빔을 제작할 때 일정크기의 프리스트레스 압축응력을 미리 도입한 후 빔의 가설 등 시공 각 단계마다의 자중(사하중)에 대하여 프리스트레스 압축응력이 저항한 후 여분의 프리스트레스 압축응력만으로 교통하중에 저항하게 되므로 실제 사용하중인 교통하중에 대한 유효 프리스트레스 압축응력은 제한적일 수 밖에 없었다.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래의 결점을 해결하기 위하여 일부의 피.씨강연선은 빔의 양측끝단을 관통하여 배치하고 일부의 피.씨강연선은 빔의 상측으로 인출시켜 배치한 후 빔의 양측끝단을 관통하여 배치한 피.씨강연선은 지상에서 빔을 제작할 때 미리 인장정착하여 1차적으로 빔의 콘크리트에 프리스트레스 압축응력을 도입하고 빔의 상측으로 인출한 피.씨강연선은 슬래브콘크리트를 타설 양생한 후 추가로 인장정착할 수 있도록 함으로써 빔의 콘크리트에 2차 압축 프리스트레스 응력을 추가로 도입시킬 수 있도록 함에 목적이 있다.

본 고안의 분할 인장방식에 의한 피.에스.씨 아이빔합성형교는 빔을 지상에서 미리 제작할 때 일부의 피.씨강연선은 종래와 같이 빔의 양측끝단을 관통하여 배치하고 그 양측끝단부에서 이를 인장정착하여 콘크리트에 1차적으로 프리스트레스압축응력(1차 프리스트레스 압축응력)을 도입하고 일부의 피.씨강연선은 슬래브콘크리트와의 경계면이 되는 빔의 상측부에 미리 마련된 수개의 정착부를 통하여 빔의 상측으로 인출시킨 상태에서 빔을 교대 또는 교각 위에 가설하고 가설된 빔위에 슬래브콘크리트를 타설 양생한 후 빔의 상측으로 인출된 피.씨 강연선을 인장하여 정착부에 정착시킴으로써 빔의 콘크리트에는 2차프리스트레스압축응력을 추가로 도입하므로 실제 사용하중인 교통하중에 대한 유효 프리스트레스압축응력을 증대시키거나 또는 일정한 사용하중일 경우 종래의 방식에 비하여 빔의 단면을 개선시키고 교량의 지간길이를 더욱더 증대시킨 것이다.

도 1 은 종래의 피.에스.씨 아이빔의 일부사시도,

도 2 는 종래의 피.에스.씨 아이빔의 일측 단면도,

도 3 은 본 고안에 따른 피.에스.씨 아이빔의 일부 사시도,

도 4 는 본 고안에 따른 피.에스.씨 아이빔의 일측 단면도,

도 5 는 본 고안에 따른 피.에스.씨 아이빔을 교대 또는 교각 위에 가설한 후 가설된 빔위에 개구부를 미리 설치하여 슬래브콘크리트를 타설하여 양생한 상태의 일부사시도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 - 빔, 2 - 철근콘크리트,

3 - 스파이럴쉬스관, 4 - 피.씨강연선,

5 - 정착장치, 6 - 빔의 양측끝단을 관통한 피.씨강연선,

6'- 빔의 상측으로 인출된 피.씨강연선, 7 - 슬래브콘크리트,

8 - 빔의 상측 정착부 9 - 개구부.

예시도 2 는 도 1 의 A - A선 단면도에 해당하는 종래의 피.에스.씨 아이빔의 일측단면도로서 피.씨강연선(4)을 빔의 양측끝단에서 인장정착한 후 인장여유장 (정착 뒷부분)을 절단하여 정착장치(5)에 고정된 상태를 도시한 것이며,

예시도 4 는 도 3 의 B-B 선 단면도에 해당하는 본 고안에 따른 피.에스.씨 아이빔의 일측 단면도로서 빔의 양측 끝단부를 관통하는 일부의 피.씨강연선(6)은 미리 인장 정착하여 정착장치에 고정시킨 후 인장여유장(정착뒷부분)을 절단하고 빔의 상측 정착부(8)를 통하여 일부의 피.씨강연선(6')이 빔의 상측으로 인출된 상태를 도시한 것이다.

본 고안에 따른 분할 인장 방식에 의한 피.에스.씨 아이빔합성형교는 P.S.C-I(1)빔을 지상에서 제작할 때 슬래브콘크리트(7)와 경계면이 되는 빔(1)의 상측부에 수개의 정착부(8)를 마련하고, 일부의 피.씨 강연선(6')을 빔의 상측부에 마련된 수 개의 정착부를 통하여 빔의 상측으로 인출시키고 나머지 일부의 피.씨강연선(6)은 빔(1)의 양끝단을 관통시켜 배치한 후 지상에서 미리 제작할때는 빔의 양끝단을 관통한 피.씨 강연선(6)만을 1차적으로 인장정착하여 피.에스.씨 아이빔에는 일부의 프리스트레스압축응력(1차프리스트레스압축응력)만 도입되도록한 상태 즉, 빔의 상측으로 인출된 피.씨 강연선(6')은 인장을 하지 않은 상태에서 교대 또는 교각 위에 가설하게 되고, 가설된 빔위에 슬래브콘크리트(7)를 타설하게 된다.

이때 빔의 상측으로 인출된 피.씨 강연선(6')을 후에 인장 정착할 수 있도록 하기 위하여 빔의 상측에 미리 마련된 수 개의 정착부(8) 주변에는 적당한 크기의 개구부(9)가 형성될 수 있도록 하여 슬래브콘크리트를 타설하여야 한다.

이와 같이 빔의 상측 정착부 주변에 미리 개구부(9)를 형성시킨 상태로 타설된 슬래브콘크리트(7)의 양생이 완료되고 따라서 슬래브콘크리트의 건조 수축과 크리프가 대부분 유발된 후 보도 및 난간 등의 설치가 어느 정도 완료되면 빔의 상측으로 인출된 피.씨 강연선(6')은 슬래브콘크리트의 개구부(9)를 통하여 인장하여 빔의 상측 정착부(8)에 정착시킴으로써 슬래브콘크리트가 타설 양생된 후 2차적으로 피.에스.씨 아이빔의 콘크리트에 프리스트레스 압축응력을추가로 도입시키는 것이며, 이때 슬래브콘크리트 위로 인출된 피.씨 강연선(6')의 인장여유장(정착뒷부분)은 인장 정착 후 절단하여 제거하고, 슬래브콘크리트의 개구부(9)는 시멘트 몰탈 또는 콘크리트 등으로 메꾸어 콘크리트 슬래브를 완성하게 된다.

이와 같은 분할 인장방식에 의한 피.에스.씨 아이빔 합성형 교는 빔을 지상에서 미리 제작할 때 빔의 양끝단을 관통하여 배치한 피.씨 강연선(6)을 인장 정착함으로써 도입된 1차프리스트레스 압축응력은 1차적으로는 교대 또는 교각 위에 가설된 빔의 자중(1차사하중)에 저항하고 2차적으로는 슬래브콘트리트의 자중(2차사하중)과 양생시 발생되는 건조 수축 및 크리프 하중에 저항하게 되고, 3차적으로 난간 및 보도 등의 일부자중(3차사하중)에 저항하게 되는 것이며, 슬래브콘크리트를 타설 양생한 후 빔의 상측으로 인출된 피.씨 강연선(6')을 인장 정착시킴으로써 빔의 콘크리트에 도입된 2차 프리스트레스 압축응력은 아스팔트 포장 등의 일부 자중(3차사하중)에만 저항하고 대부분이 유효한 상태에서 사용하중인 교통하중(활하중)에 저항하게 된다.

본 고안에 따른 분할 인장방식에 의한 피.에스.씨 아이빔합성형교는 종래의 피.에스.씨 아이빔합성형교에 비하여 슬래브콘크리트를 타설 양생한 후 2차 프리스트레스 압축응력을 추가로 도입하게 되는 바 이는 슬래브콘크리트의 건조 수축 및 크리프 하중 등에 의한 응력의 손실을 대부분 배제하고 또한 빔의 제작 및 교량의 시공 각 단계마다 적절한 크기의 프리스트레스 압축응력을 통제하고 조절하면서 보다 더 효과적으로 도입할 수 있게 된다.

또한 이와 같이 추가로 도입된 2차 프리스트레스 압축응력은 대부분 사용하중인 교통하중(활하중)에 유효하게 저항함으로써 종래의 피.에스.씨 아이빔합성형교에 비하여 사용하중인 교통하중의 용량을 증대시키거나 안정성을 현저히 증대시킬 수 있으며, 특히 사용하중인 교통하중의 용량을 일정하게 할 경우에는 종래의 피.에스.씨 아이빔합성형교에 비하여 단면을 개선시키거나 교량의지간 길이를 더욱 더 증대시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (3)

1. 피.에스.씨 아이빔합성형교에 있어서, 일부의 피.씨강연선(6)은 빔의 양측 끝단을 관통하여 배치하고 나머지 일부의 피.씨 강연선(6')은 슬래브콘크리트(7)와의 경계면인 빔(1)의 상측으로 인출시켜 배치한 것을 특징으로 하는 분할인장식 피.에스.씨 아이빔합성형교.
2. 제 1 항에 있어서, 슬래브콘크리트(7)와의 경계면인 빔의 상측에 다수의 정착부(8)를 형성하고 이를 통하여 일부의 피.씨강연선(6')을 빔의 상측으로 인출시키고 빔의 상측 정착부(8)에 인장.정착시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 분할인장식 피.에스.씨 아이빔합성형교.
3. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 빔의 상측으로 인출된 피.씨강연선(6')의 인장정착을 위하여 슬래브콘크리트(7)에 개구부(9)를 형성한 것을 특징으로 하는 분할인장식 피.에스.씨 아이빔합성형교.