KR200240385Y1 - 정착구 설치용 슬리브가 구비된 psc 거더 - Google Patents

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KR200240385Y1
KR200240385Y1 KR2020010010967U KR20010010967U KR200240385Y1 KR 200240385 Y1 KR200240385 Y1 KR 200240385Y1 KR 2020010010967 U KR2020010010967 U KR 2020010010967U KR 20010010967 U KR20010010967 U KR 20010010967U KR 200240385 Y1 KR200240385 Y1 KR 200240385Y1
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김형열
김광수
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Abstract

본 고안은 PSC 거더를 제작함에 있어서, 장래에 보강용 정착구를 편리하게 설치할 수 있도록 슬리브(20)가 구비되어 제작되는 PSC 거더에 관한 것이다. PSC 거더의 내하력을 보강하는 방법으로는 외부 후긴장공법을 적용하고 있으나, 다수의 긴장재가 내설되어 있고 가로보가 가설되어 있는 종래의 PSC 거더를 천공하여 보강용 정착구를 설치하는데 많은 어려움이 있었던 바, 거더의 제작 시에 슬리브(20)를 거더 단부에 구비하여 일체화 제작함으로써 장래에 외부 후긴장공법으로 그 거더를 보강할 시에, 정착구 설치작업의 편의를 도모하고 시공품질과 보강효과를 향상시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. 본 고안의 정착구 설치용 슬리브(20)가 구비된 PSC 거더(10)는 정착구를 설치하는 과정에서 거더를 천공하는 공정이 완전히 생략되어 공기가 단축되고 시공비가 크게 절감될 뿐만 아니라, 그 거더에 구비된 슬리브(20)에 정착구를 설치하면 종래의 정착구보다 상향으로 정착구가 설치되기 때문에 종래의 보강방법에 비하여 보강효과를 증대시킬 수 있다. 본 고안의 PSC 거더(10)는 2경간 이상 연속지지교로 가설이 가능하며, 슬리브(20)에 가설용 강봉을 삽입하면 거더를 교각 위에 가설 시에 인상장치로 활용할 수 있다.

Description

정착구 설치용 슬리브가 구비된 PSC 거더{PSC Girder having Anchoring Sleeves}
본 고안은 PSC 거더를 제작함에 있어서, 장래에 보강용 정착구를 편리하게 설치할 수 있도록 단부에 슬리브를 구비하여 제작하는 PSC 거더에 관한 것이다.
PSC 거더(Prestressed Concrete Girder)는 1930년대 이후에 본격적으로 교량건설에 적용되기 시작하였으며, 거더 제작 시에 다수의 긴장재를 내설하고 콘크리트를타설한 후, 콘크리트의 양생이 끝나면 긴장재에 긴장력을 도입함므로써, 거더에 작용하는 정모멘트에 저항할 수 있도록 설계하는 교량부재이다.
일반적으로 PSC 거더에 과다한 처짐 또는 균열이 발생하게되면 거더의 처짐과 균열을 교정하고 내하능력을 향상시키기 위하여 보강을 실시하게되며, 대표적인 보강공법으로는 외부 후긴장공법(External Post-tensioning Method)을 적용하고 있다.외부 후긴장공법의 보강원리와 시공방법을 간단히 소개하면 다음과 같다.
도 1에 도시한 바와 같이, 외부 후긴장공법은 PSC 거더(11)의 외부에 보강용 긴장재(32)와 디비에이터(33) 그리고 긴장재 정착구(34)로 구성되는 보강장치(32, 33, 34)를 형성하고, 긴장재(32)를 긴장하여 거더의 내하력을 증진시키는 보강공법이다. 따라서 PSC 거더(11)를 외부 후긴장공법으로 보강하기 위해서는 1개 또는 그 이상의 디비에이터(33)를 설치하고, 거더의 양쪽 단부에는 긴장재 정착구(34)를 설치하여야 한다.
종래 PSC 거더의 단부에 긴장재 정착구를 고정하는 방법은 정착구의 하중전달방법에 따라 전단지지형과 지압지지형으로 구분되며, 이들 정착방법에 대하여 개요를 간략하게 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시한 바와 같이, 전단지지형 정착방법은 정착판(35)과 보강판(52)으로 구성되는 정착구(34)를 PSC 거더(11)의 복부 양쪽에 붙이고, 정착구(34)를 다수의 앵커볼트(36)와 너트로 조여서 거더에 고정하는 방법이다. 그러나 종래의 PSC 거더(11)에는 앵커볼트(36)를 삽입할 수 있는 구멍이 없으므로, 전단지지형 정착구(34)를 설치하기 위해서는 거더를 천공하여야 하나, 다수의 긴장재와 철근이내설된 거더를 천공하는 과정은 복잡하며, 천공과정에서 원구조물 재료인 콘크리트에 손상을 발생시킬 수 있었다. 또한, 거더의 제작도면이 부재하거나 제작도면과 실제로 거더에 내설된 긴장재의 위치가 상이한 경우 천공과정에서 내부 긴장재를 파손시킬 우려가 있었다.
지압지지형 정착방법은, 도 3에 도시한 바와 같이, 재킷형상인 정착판(38)으로 PSC 거더(11)의 단부를 둘러싸고, 정착판(38)의 일부를 거더 복부에 앵커볼트(36)로 고정하는 방법이다. 그러나 지압지지형 정착구(37)의 정착판(38)으로 거더의 단부를 둘러싸기 위해서는 거더 단부에 가설된 가로보의 일부 또는 전부를 절단하여야 하며, 정착판(38)을 앵커볼트로 거더에 고정하기 위해서는 거더를 천공하여야 했었다. 또한, 외부 후긴장공법에서 긴장재에 도입하는 긴장력은 약 200톤에 달하는바, 거더의 단부가 거더의 주재료인 콘크리트보다 압축강도가 낮은 시멘트모르터로 시공되는 것을 감안하면 정착판(38)으로부터 거더 단부에 작용하는 압축응력으로 인하여 거더 단부의 콘크리트가 파손될 우려가 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이 종래의 기술로 PSC 거더(11)에 보강용 정착구(34, 37)를 설치하기 위해서는 거더를 천공하여야 하며, 정착과정에서 원구조물인 거더가 손상될 우려가 있는바, 정착구를 거더에 고정하는 과정에서 원구조물을 천공하는 과정을 완전히 생략할 수 있는 새로운 정착구 정착방법과 PSC 거더가 필요하게 되었다.
본 고안은 종래의 PSC 거더에 외부 후긴장용 정착구를 설치하는 과정에서 발생되는 문제점을 해결하기 위하여, 정착구 설치용 슬리브를 거더 단부에 구비함으로써, 장래에 외부 후긴장공법으로 거더를 보강하는 경우 정착구 설치작업을 편리하게 하고, 시공품질과 보강효과를 향상시킬 수 있도록 하는 PSC 거더를 제공하는 것이다.
도 1은 외부 후긴장공법으로 보강된 종래 PSC 거더의 정면도.
도 2는 종래의 전단지지형 정착방법을 설명하기 위한 PSC 거더 단부의 평면도.
도 3은 종래의 지압지지형 정착방법을 설명하기 위한 PSC 거더 단부의 평면도.
도 4는 본 고안의 PSC 거더 정면도.
도 5는 도 4의 거더를 자세히 설명하기 위한 단부 상세도.
도 6은 보강철근의 배근 예시도.
도 7은 도 4의 거더를 가설하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 8은 거더가 교각 위에 가설된 교량의 사시도.
도 9는 본 고안의 PSC 거더와 가로보가 가설된 교량 상부구조의 평면도.
도 10은 도 4의 거더를 1개의 디비에이터를 이용하여 보강하는 방법을 설명하기 위한 보강 예시도.
도 11은 본 고안의 거더에 보강용 정착구를 설치하는 방법을 설명하기 위한 정착구 조립도.
도 12는 연속지지 PSC 거더에 작용하는 부모멘트를 보강하는 방법을 설명하기 위한보강 예시도.
도 13은 연속지지 PSC 거더에 작용하는 부모멘트와 정모멘트를 동시에 보강하는 방법을 설명하기 위한 보강 예시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 본 고안의 PSC 거더
11 : 종래의 PSC 거더
12 : 가로보
13 : 내부 긴장재의 정착구
14 : 내부 긴장재
15 : 슬리브 보강철근
16 : 바닥판
17 : 교면포장
18 : 교량받침
20 : 슬리브
21 : 외부 후긴장용 정착구
22 : 볼트
23 : 너트
27 : 가설용 강봉
32 : 보강용 긴장재
33 : 정모멘트 보강용 디비에이터
34 : 전단지지형 정착구
35 : 정착구의 정착판
36 : 앵커볼트
37 : 지압지지형 정착구
38 : 지압지지형 정착구의 정착판
40 : 사하중에 의한 PSC 거더교의 정모멘트
41 : 사하중에 의한 PSC 거더교의 부모멘트
42 : 부모멘트 보강용 디비에이터
50 : 교각
51 : 가설용 케이블
52 : 보강판
이하 첨부된 도면에 의해 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 고안의 정착구 설치용 슬리브가 구비된 PSC 거더의 정면도이고, 도 5는 도 4의 거더 단부를 나타낸 상세도이고, 도 6은 도 5에 도시된 슬리브 주위에 작용하는 응력집중을 완화시키기 위한 보강철근의 배근 예시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 고안은 종래 PSC 거더와 동일한 제원을 갖는 PSC 거더(10)와 2개의 슬리브(20)로 구성된다.
속이 빈 원통형 형상의 강재로 제작된 슬리브(20)는, 도 5에 도시한 바와 같이, PSC 거더(10)에 내설된 정착구(13)와 긴장재(14)의 가설 위치를 피해서 거더의 복부 상단에 형성되며, 슬리브(20)의 위치가 상단으로 형성될수록 긴장력을 도입하면 거더에 큰 우력모멘트가 발생되어 보강효과가 향상되므로, 슬리브(20)를 거더의 상단에 형성하는 것이 바람직하다.
본 고안에 관련된 슬리브(20)에 정착구를 설치하고 긴장력을 도입하면, 슬리브(20)를 둘러싸고 있는 주변 콘크리트에 과다한 응력집중이 발생하여 콘크리트가 손상될 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 도 6에 도시한 바와 같이 슬리브(20) 주위에는 다수의 보강철근(15)을 배근한다.
이하, 본 고안의 실시예에 대해 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명하기로 한다.
제1실시예로서, 본 고안의 PSC 거더(10)를 교각 위에 가설하는 방법을 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.
도 7에 도시한 바와 같이, PSC 거더(10)를 인상하기 위해서는 거더에 구비된 2개의 슬리브(20)에 가설용 강봉(27)을 삽입하고, 가설용 강봉(27)에 인상용 케이블(51)을 설치하여 PSC 거더(10)를 소요 위치에 가설한다.
도 8은 본 고안의 PSC 거더(10)가 교각(50) 위에 가설된 교량의 사시도이며, 도 9는 상기 교량의 평면도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 고안의 PSC 거더(10)를 교각 위에 가설 한 다음, 다수의 가로보(12)를 거더와 거더 사이에 가설하게 되어있는 바, 그 중에서 거더의 단부 양쪽에 가설하는 가로보는 본 고안에 관계된 슬리브(20)와 일정한 간격을 유지하여야 한다. 이는 본 고안에 관련된 슬리브(20)에 정착구를 설치하는데 필요한 최소한의 작업공간을 확보하기 위함이다.
본 고안의 제2실시예로서, PSC 거더(10)에 작용하는 정모멘트에 대한 보강방법과 보강장치를 설명하도록 한다.
도 10은 거더 보강 시에 디비에이터를 1개 설치하여 보강하는 방법을 설명하기 위한 보강 예시도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 단순지지형식으로 가설된 PSC 거더(10)에 작용하는 정모멘트를 보강하는 방법은 PSC 거더(10)의 외부에 보강용 정착구(21)와 긴장재(32) 그리고 디비에이터(33)로 구성되는 보강장치(21, 32, 33)를 형성하고, 긴장재(32)를 긴장하는 것이다.
도 11을 참조하여, PSC 거더(10)에 정착구(21)를 설치하는 방법을 더욱 상세하게 설명하면, PSC 거더(10)에 구비되어 있는 슬리브(20) 양쪽에 정착판(35)과 보강판(52)로 형성된 한 쌍의 정착구(21)를 정렬하여 볼트(22)를 삽입하고, 정착구(21)가 거더에 견고하게 고정될 수 있도록 너트(23)로 체결한다. 디비에이터(33)의 설치방법과 긴장재(32)의 긴장방법 그리고 긴장재(32)를 정착구(21)에 정착하는 과정은 종래 기술과 동일하므로 설명을 생략한다.
이어서, 본 고안의 제3실시예로서, PSC 거더(10)에 작용하는 부모멘트에 대한 보강방법과 보강장치를 설명하도록 한다.
도 12는 연속지지형식으로 가설된 PSC 거더에 작용하는 부모멘트에 대한 보강방법과 보강에 따른 휨모멘트 감소효과를 설명하기 위한 예시도이다.
도 12를 참조하여, 연속지지형식으로 가설된 PSC 거더(10)에 작용하는 부모멘트에 대하여 보강하는 방법을 설명하면, 2개의 PSC 거더(10) 단부 상단에 구비된 슬리브(20)에 한 쌍의 긴장재 정착구(21)와 보강용 긴장재(32)로 구성되는 보강장치(21, 32)를 형성하고, 긴장재(32)를 긴장하는 것이다. 긴장재(32)를 긴장하면 거더의 상부에 가설된 바닥판(16)과 가로보(12)에 압축력이 작용하여, 도 12에 도시한 연속지지교에 작용하는 부모멘트(41)의 크기가 감소하게되어 보강효과가발생된다.
끝으로, 본 고안의 제4실시예로서, 연속지지형식으로 가설된 PSC 거더(10)에 작용하는 정모멘트와 부모멘트에 대하여 동시에 보강하는 방법을 설명하도록 한다. 본 고안은 2경간 또는 3경간 이상으로 가설된 교량에도 적용이 가능하지만, 실시예로서 2경간 연속지지로 가설된 교량을 기준으로 설명한다.
도 13에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 보강방법은 PSC 거더(10)에 구비된 슬리브(20)에 긴장재 정착구(21)와 부모멘트 보강용 디비에이터(42) 그리고 정모멘트 보강용 디비에이터로 구성되는 보강장치(21, 33, 42)를 형성하고, 부모멘트 보강용 디비에이터(42)와 정모멘트 보강용 디비에이터를 포함하여 양쪽 긴장재 정착구(21) 사이를 1개의 긴장재(32)로 연결한 후, 긴장재(32)를 긴장하는 것이다.
본 고안은 PSC 거더에 보강용 정착구를 편리하게 설치할 수 있도록 슬리브를 제공함으로써, 정착구를 설치할 때 거더를 천공하는 공정이 완전히 생략되어 공기가 단축되고 시공비가 크게 절감될 뿐만 아니라, 종래의 정착구보다 상향으로 정착구가 설치되기 때문에 종래 보강방법에 비하여 보강효과가 향상되며, 연속지지형식으로 가설된 거더에 작용하는 정모멘트와 부모멘트에 대하여 효과적으로 보강이 가능하고, 슬리브에 가설용 강봉을 삽입하면 거더를 교각 위에 가설 시에 인상장치로 활용할 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

  1. PSC 거더(10)를 구성함에 있어서, 그 거더의 단부에 정착구 설치를 위한 2개의 슬리브(20)를 거더 제작시 구비하여 장래에 보강용 정착구(21, 42)를 편리하게 설치할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 PSC 거더.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040047467A (ko) * 2002-11-30 2004-06-05 이진용 외부강선을 이용한 콘크리트 보의 보강법
KR100456320B1 (ko) * 2002-09-25 2004-11-09 김윤환 교량 상판 슬래브의 부모멘트 발생 방지 공법 및 그 구조
KR101034013B1 (ko) * 2011-01-06 2011-05-09 (주)지승컨설턴트 단부 격벽 일체형 피에스씨 거더를 이용한 반일체식 교대 교량의 급속 시공방법

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