KR20030016351A - 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 방법 및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 I-거더의 용접 제작에서부터 프리플렉션 하중 재하 및 콘크리트 타설에 이르기까지의 전공정을 하나의 용접 작업대 위에서 완료할 수 있음과 아울러, 빔을 눕혀서 안정적으로 제작할 수 있도록 한 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은, 소정 면적의 바닥에 횡 레일(102)과 종 레일(104)을 일정간격으로 교차시켜 용접 작업대(100)를 설치하는 단계와, 공장에서 미리 가공되어 1차 용접된 후 현장으로 반입된 소재를 상기 용접 작업대(100)에서 소정의 캠버를 가지는 I-거더(2)로 용접 제작하는 단계와, 상기 제작 완성된 I-거더(2) 2개를 1조로 하여 각각의 하부 플랜지(2a)를 바깥으로 향하도록 하여 서로 대향시켜 배치한 상태에서, 하중의 재하점이 되는 양측 지점에서 상기 두 I-거더(2) 사이에 각각 가력대(110)를 개입시켜, 두 I-거더(2)의 양단부를 가압잭이나 인장잭을 사용하여 오므리는 방법으로 프리플렉션 하중을 재하하는 단계와, 상기 하중 재하된 프리플렉션 상태에서 두 I-거더(2)의 하부 플랜지(2a)에 각각 거푸집(160)을 조립하여 이의 거푸집(160)에 콘크리트를 타설하고 양생한 후 거푸집(160)을 탈형하여 콘크리트 패널(106)을 형성하는 단계와, 상기 콘크리트 패널(106)이 완성된 후, 상기 프리플렉션 하중을 제거하여 상기 콘크리트 패널(106)에 압축 프리스트레스를 도입하는 단계를 포함하여 이루어지는 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 방법 및 장치를 제공한다.

이러한 본 발명은, I-거더(2)의 용접 제작에서부터 프리플렉션 하중 재하, 콘크리트 패널의 형성, 그리고 프리스트레스 도입에 이르기까지의 전공정을 상기 용접 작업대(100) 상에서 완료할 수 있어, 공기가 단축되고 비용을 절감할 수 있음과 아울러, 상기한 공정들을 I-거더(2)를 눕힌 상태에서 수행함으로써, 빔의 비틀림이나 손상을 방지할 수 있다.

Description

용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 방법 및 장치{Method and apparatus for making preflex composite girder using welding platform}

본 발명은 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 I-거더의 용접 제작에서부터 프리플렉션 하중 재하 및 콘크리트 타설에 이르기까지의 전공정을 하나의 용접 작업대 위에서 모두 수행함으로써 공기를 단축시키고 비용을 절감할 수 있음과 아울러, 상기한 공정들을 빔을 눕혀 수행함으로써 빔의 비틀림이나 콘크리트의 손상을 방지할 수 있는 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 방법 및 장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 프리플렉스 합성빔은, I-거더(스틸 거더)에 미리 설계하중의 10%~20% 추가 고려한 프리플렉션 하중을 재하한 후, 하부 플랜지에 고강도 콘크리트를 타설하여 콘크리트 부위에 압축 프리스트레스(Prestress)를 도입하는 공법으로서 철골과 콘크리트의 구조적 잇점을 최대한 활용한 합성보이다.

종래에 프리플렉스 합성빔 제작 공법은, 주문 제작된 강판을 공장에 입고시켜 현도 과정을 거쳐 운송 가능한 길이로 절단하여 이를 용접작업을 통해 I-형 거더를 제작한 후 현장으로 운반하고, 현장에 별도로 설치된 용접 작업대에서 분할된 I-거더를 맞대기 용접함과 아울러, 상,하부 플랜지에 커버 플레이트를 용접하며, 용접 완료된 I-거더를 다시 프리플렉스 빔으로 완성시키기 위하여 마련한 또 하나의 프리플렉스 빔 제작용 설비를 갖춘 작업대로 운반하여 프리플렉스 합성빔을 완성시키는 복잡한 공정으로 이루어져 있었다.

따라서, 종래의 프리플렉스 합성빔 제작 공법에 있어서는, I-거더를 용접하기 위한 용접 작업대 및 용접 완료된 I-거더를 프리플렉스 빔으로 제작하기 위한 프리플렉스 빔용 작업대가 별도로 소요됨으로써, 넓은 제작장의 부지를 확보하여야 하고, 작업대 설치에 따라 공기가 지연되고 비용이 많이 드는 단점이 있었다.

한편, 첨부도면 도 1a 내지 도 3은, 종래의 프리플렉스 합성빔 제작 공법을 나타내는 것으로서, 용접 완료된 I-거더에 프리플렉션 하중을 재하하고, 하부 플랜지에 콘크리트를 타설하며, 완성된 프리플렉스 합성빔을 회전시켜 적치하기 위한 작업대 구조 및 공정 과정을 나타낸다.

먼저, 도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이, 종래의 프리플렉스 빔용 작업대는, I-거더(2)의 길이 양단 지점에 가력용 유압잭 안치를 위한 프레임 기초(4)를 설치하고, 양측 프레임 기초(4) 사이에 다수의 횡지지용 지주(6)를 일정 간격으로 설치하며, 지주(6)의 상측과 바닥에 거푸집 레일(8)을 설치하고, 프리플렉션 하중의 재하점이 되는 위치의 양측에는 재하용 스탠드 설치를 위한 기초 콘크리트 블록(9)을 형성하고 그 위에 스탠드(10)와 크로스 바(12)를 설치한 구조로 이루어진다.

이러한 프리플렉스 빔용 작업대에는, 미리 캠버(Camber)를 주어 제작한 I-거더(2) 2개를 1개조로 하여 수직한 형태로 거치시키게 되는데, 도 1d에 나타낸 바와 같이, 먼저 하부측 I-거더(2)에 스티프너(16)를 부착하고 크로스 바(12)와 턴 버클(14)을 이용하여 결속시킨 상태에서, 스탠드(10) 위에 거치시킨 후, 크로스 바(12) 상면에 상부측 I-거더(2)를 크레인으로 인상하여 상기 하부측 I-거더(2)와 마주보는 방향으로 거치시킨다.

다음, 도 2에 도시된 바와 같이, 로드(18)를 이용하여 설치된 프레임(20)과 유압잭(22)을 사용하여 상,하부측의 I-거더(2)를 오므리는 모양으로 프리플렉션 하중을 가한 후, 긴결볼트(도시생략)로 연결고정하도록 한다.

상기와 같이 I-거더(2)에 프리플렉션 하중이 재하된 상태에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상,하부측 I-거더(2)의 하부 플랜지측에 거푸집(24)을 설치하고, 여기에 콘크리트를 타설하여 양생함으로써 콘크리트 패널(26)을 형성한 후, 거푸집(24)을 탈형하는 방법으로 제작하였다.

그러나, 위와 같은 종래의 공법에 있어서는, 하부측 I-거더(2)를 턴버클(14)과 스티프너(16)를 이용하여 스탠드(10) 위의 크로스 바(12) 하부에 결속시킨 상태에서, 상부측 I-거더(2)를 크레인으로 인상하여 크로스 바(12) 상부에 거치시키는 과정에서, 스티프너(16) 부착, 하부측 I-거더(2) 상부에 크로스 바(12)의 거치, 턴 버클(14)의 설치 및 조이기, 크로스 바(12)가 거치된 상태의 하부측 I-거더(2)를 크레인으로 인상하여 가력지점에 놓여진 스탠드(10)와 셋팅하기 위한 중심 맞추기,하부측 I-거더(2) 거치 완료 후 상부측 I-거더(2) 거치시 상,하부 I-거더(2)의 중심 맞추기 등, 일련의 복잡한 과정을 거쳐야만 하는 폐단이 있었다.

또한, 상기에서 상부측 I-거더(2)는 유압잭(22)과 프레임(20) 및 로드(18)의 중량 등으로 인하여 미리 부여된 캠버량이 감소되는 방향으로 변형되고, 하부측 I-거더(2)의 경우에는 그 자중으로 인하여 캠버량이 증가되는 방향으로 변형되는 등, 상,하부측 I-거더(2)가 상이하게 되어 하중 재하시 정확한 하중 도입이 곤란하게 되며, 이에 따라, 빔 완성 후 상,하부측 빔의 캠버가 상이하게 되어 상부 슬라브 거푸집의 재단 및 조립, 콘크리트 피복을 균일하게 유지하기 어려운 문제가 있었다.

또, 장지간 또는 철도교의 경우에는 빔의 형고가 높기 때문에, 작업대 설비 자체가 높아져 고소 작업으로 인한 추락 등의 안전 사고 위험이 높고, 세장비가 크기 때문에 상,하부측 빔의 중심이 정확히 일치하지 않을 경우 하중 재하시 우력으로 인한 빔의 전도 및 횡좌굴을 방지하기 위한 별도의 시설을 필요로 하므로, 이에 따른 설비 및 인력 투입으로 많은 시간과 경비가 소요되는 단점도 있었다.

한편, 첨부도면 도 4는 종래의 프리플렉스 합성빔의 제작 공법에 있어서, 전술한 방법에 의하여 I-거더(2)의 하부 플랜지에 콘크리트 패널(26)을 형성하여 완성된 합성빔을 교량에 사용할 상태로 적치하기 위해 상부측 합성빔을 바닥에 내린 후 전도시켜 정위치로 하는 공정을 나타내는 것으로서, 거푸집(24)이 탈형된 상측 빔을 크레인을 이용하여 들어 올린 후, 지면에 놓인 회전틀(28)에 위치시키고 회전틀(28)을 조립한 다음 회전틀(28)을 정위치로 회전시켜 콘크리트 패널(26)이 하부에 위치하도록 I-거더(2)를 세우고, 회전틀(28)을 탈거하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 방법에 있어서는, 상부 빔을 크레인으로 내리는 공정이 추가되고, 회전틀(28)의 회전 반경만큼의 부지 확보가 필요하며, 또한 회전 작업시 비틀림에 의한 빔 손상이 우려되는 등의 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제를 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, I-거더의 용접 제작에서부터 프리플렉션 하중 재하, 및 콘크리트 타설에 이르기까지의 전공정을 하나의 용접 작업대 위에서 완료함으로써, 공기의 단축과 비용을 절감할 수 있도록 함과 아울러, 빔을 눕혀 제작함으로써 빔의 비틀림이나 콘크리트의 손상을 방지할 수 있는 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

도 1a 내지 도 1d는 종래의 프리플렉스 합성빔의 제작 공법을 나타내는 것으로서, 도 1a는 I-거더를 거치시켜 하중을 재하하기 위한 작업대를 나타내는 도면이고, 도 1b는 도 1a의 평면도이고, 도 1c는 도 1b의 A-A선 단면도이며, 도 1d는 도 1b의 B-B선 단면도이다.

도 2는 종래의 프리플렉스 합성빔의 제작 공법에 있어서, I-거더에 프리플렉션 하중을 도입하는 상태를 나타내는 요부 상세도이다.

도 3은 종래의 프리플렉스 합성빔의 제작 공법에 있어서, I-거더에 프리플렉션 하중을 도입한 후, 하부 플랜지에 거푸집을 형성하여 콘크리트를 타설하는 상태를 나타내는 도면이다.

도 4는 종래의 프리플렉스 합성빔의 제작 공법에 있어서, 하부 플랜지에 콘크리트 타설이 완료된 합성빔을 적치하기 위해, 작업대 상측에 위치하는 합성빔을 바닥에 내린 후 회전시켜 세우는 공정을 나타내기 위한 도면이다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제1실시예에 따른 프리플렉스 합성빔의 제작 공법을 나타내는 것으로서, 도 5a는 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 C-C선 단면도이며, 도 5c는 도 5a의 D-D선 단면도이다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제2실시예에 따른 프리플렉스 합성빔의 제작 공법을 나타내는 것으로서, 도 6a는 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 E-E선 단면도이며, 도 6c는 도 6a의 F-F선 단면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 프리플렉스 합성빔의 제작 공법에 있어서, I-거더에 프리플렉션 하중을 도입한 후, 하부 플랜지에 거푸집을 형성하여 콘크리트를 타설하는 상태를 나타내는 도면이다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 프리플렉스 합성빔의 제작 공법에 있어서, 하부 플랜지에 콘크리트 타설이 완료된 합성빔을 적치하기 위해, 합성빔을 회전시켜 세우는 공정을 나타내기 위한 것으로서, 도 8a는 본 발명에 의한 회전틀과 롤러를 사용하여 회전시키는 공정을 나타내는 도면이고, 도 8b는 롤러의 바람직한 구조를 나타내는 사시도이다.

도 9a는 종래의 프리플렉스 합성빔의 제작 플랜트에서의 에어 포켓 발생현상을 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 9b는 도 7의 원 A 부분의 상세도이며, 도 9c는 본 발명에서 채용하고 있는 에어 포켓 방지용 홀을 보이기 위하여 콘크리트 패널이 형성된 상태의 I-거더의 개략적인 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : I-거더2a : 하부 플랜지

100 : 용접 작업대102 : 횡 레일

104 : 종 레일106 : 콘크리트 패널

110 : 가력대120 : 가압잭

122 : 반력벽130 : 긴결볼트

140 : 슬라이딩 패드150 : 인장잭

160 : 거푸집162 : 거푸집 이동용 바퀴

164 : 안내레일170 : 회전틀

180 : 롤러

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 방법은, 소정 면적의 바닥에 횡 레일과 종 레일을 일정간격으로 교차시켜 용접 작업대를 설치하는 단계와, 상기 용접 작업대에서 강판 소재를 용접하여 소정의 캠버를 가지는 I-거더를 제작하는 단계와, 상기 제작 완성된 I-거더 2개를 1조로 하여 각각의 하부 플랜지가 바깥으로 향하도록 하여 서로 대향시켜 배치한 상태에서, 하중의 재하점이 되는 양측 지점의 상기 두 I-거더 사이에각각 가력대를 개입시켜, 두 I-거더의 양단부를 가압잭이나 인장잭을 사용하여 오므리는 방법으로 프리플렉션 하중을 재하하는 단계와, 상기 프리플렉션 하중이 재하된 상태에서 상기 두 I-거더의 하부 플랜지에 각각 거푸집을 조립하여 이의 거푸집에 콘크리트를 타설하고 양생한 후 거푸집을 탈형하여 콘크리트 패널을 형성하는 단계와, 상기 콘크리트 패널이 완성된 후, 상기 프리플렉션 하중을 제거하여 상기 콘크리트 패널에 압축 프리스트레스를 도입하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이와 같은 본 발명은, I-거더의 용접 제작에서부터 프리플렉션 하중 재하, 콘크리트 패널의 형성, 그리고 프리스트레스 도입에 이르기까지의 전공정을 상기 용접 작업대 상에서 완료함과 더불어, 이의 공정들을 I-거더를 눕힌 상태에서 수행할 수 있도록 하는 것이다.

상기에서, 용접 작업대 위에 눕혀진 상태로 제작된 프리플렉스 합성빔에 있어, 그의 콘크리트 패널 둘레에 회전틀을 설치하고, 바닥에는 상기 회전틀을 회전지지하는 롤러를 설치하는 구성에 의해, 눕혀진 프리플렉스 합성빔을 제자리에서 회전시켜 세워 적치할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 장치는, 소정 면적의 바닥에 일정간격으로 다수의 횡 레일과 종 레일을 서로 교차시킨 형태로 구성되어, 상기 횡 레일과 종 레일 상면에서 강판 소재를 용접하여 소정의 캠버를 가지는 I-거더를 제작할 수 있도록 된 용접 작업대; 상기 용접 작업대 위에 상기 I-거더 2개를 1조로 하여 각각의 하부 플랜지를 바깥으로 향하도록 하여 서로 대향시켜 배치한 상태에서, 하중의 재하점이 되는 양측 지점의 상기 두 I-거더 사이에 개입설치되는 가력대; 상기 두 I-거더의 양단부 외측에 각각 마주보도록 설치되어 상기 두 I-거더의 양단부를 눌러 프리플렉션 하중을 재하하도록 하는 가압잭; 상기 프리플렉션 하중이 재하된 상태를 유지하도록, 상기 두 I-거더의 양측단부의 지점부가 되는 위치에서 상기 두 I-거더를 고정하기 위한 긴결볼트; 및 상기 두 I-거더의 하부 플랜지에 콘크리트 패널을 형성하기 위해 구비되는 거푸집을 포함하는 구성을 가짐으로써, 상기 I-거더의 용접 제작에서부터 프리플렉션 하중 재하, 콘크리트 패널의 형성, 및 프리스트레스 도입에 이르기까지의 전공정을 상기 용접 작업대 상에서 수행할 수 있음과 더불어, 상기한 공정 수행시 상기 I-거더(2)를 눕힌 상태에서 작업할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 장치에서, 프리플렉션 하중의 재하를 위한 상기 가압잭과 긴결볼트 대신에, I-거더의 양단부 내측에 지점부가 되는 위치에 설치되어 상기 두 I-거더 양단부를 서로 당겨 프리플렉션 하중을 재하하도록 하는 인장잭을 사용할 수도 있다.

또한, 상기 장치에 있어서, 용접 작업대 위에서 눕혀 제작된 프리플렉스 합성빔을 회전시켜 세울수 있도록 하기 위해, 상기 콘크리트 패널을 둘러싸도록 설치되는 회전틀과, 상기 회전틀의 하면 양측을 지지하도록 설치되는 롤러를 더 구비할 수 있으며, 이 경우에는 상기 회전틀을 상기 롤러 위에서 제자리에서 회전시킬 수 있다.

또한, 상기 장치에 있어서, 상기 거푸집의 하단에 거푸집 이동용 바퀴를 구비하고, 바닥에는 상기 거푸집 이동용 바퀴의 이동을 안내하고 거푸집 및 콘크리트 중량을 지지하는 안내레일을 설치할 수 있다.

또한, 상기 장치에 있어서, 상기 용접 작업대 상면과 I-거더의 상, 하 플랜지 끝단이 접하는 사이에는 상기 I-거더의 마찰력을 최소화하여 미끄럼운동이 가능하도록 지지함으로써 프리플렉션 하중 재하시 상기 I-거더의 거동을 용이하게 유도하기 위한 슬라이딩 패드를 구비할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제1실시예에 따른 프리플렉스 합성빔의 제작 공법을 나타내는 것으로서, 도 5a는 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 C-C선 단면도이며, 도 5c는 도 5a의 D-D선 단면도이다.

도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 프리플렉스 합성빔의 제작 장치는, 소정 면적의 바닥에 일정간격으로 다수의 횡 레일(102)과 종 레일(104)을 서로 교차시켜서 용접 작업대(100)를 형성하고, I-거더(2)의 하중 재하점이 되는 위치에서 I-거더(2)를 지지하기 위한 가력대(110)를 구비하며, I-거더(2)의 양단부 외측에서 I-거더(2)의 단부를 눌러 프리플렉션 하중을 재하하도록 하는 가압잭(120)을 구비한다. 본 실시예에서 상기 가압잭(120)은 상기 용접 작업대(100)상에 용접 또는 볼트 체결 등의 수단으로 장착된 반력벽(122)에 접하여 설치되고 하중 가압시 이를 통해 지지하게 된다. 상기 가압잭(120)으로서는 공지의 유압잭을 사용할 수 있다.

이러한 본 발명에서는, 공장을 통하여 미리 가공되어 1차 용접된 후 현장으로 반입된 소재를, 작업장에 설치된 상기 용접 작업대(100)에서 소정의 캠버를 가지는 I-거더(2)로 제작한다. 상기와 같이 제작 완료된 I-거더(2)를 다른 곳으로 옮기지 않고 상기 용접 작업대(100) 위에 그대로 눕혀 둔 상태에서, I-거더(2) 2개를 1조로 하여 각각의 하부 플랜지(2a)를 바깥으로 향하도록 하여 서로 대향시켜 배치한 다음, 하중의 재하점이 되는 양측 지점에서 상기 두 I-거더(2) 사이에 각각 상기 가력대(110)를 개입시켜 설치하고, 상기 가압잭(120)으로 상기 두 I-거더(2)의 양단부를 가압하여 오므림으로써 I-거더(2)에 프리플렉션 하중을 재하한다.

위와 같이 I-거더(2)에 프리플렉션 하중을 부여한 상태에서는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 두 I-거더(2)의 양측단부 부근의 지점부가 되는 위치를 긴결볼트(130)를 사용하여 고정함으로써, 상기 I-거더(20)에 프리플렉션 하중이 재하된 상태를 유지하도록 한다.

한편, 본 실시예에서는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 용접 작업대(100) 상면에 마찰력을 최소화 하기 위한 슬라이딩 패드(140)를 구비할 수 있다. 이 경우에는 상기 I-거더(2)가 상기 슬라이딩 패드(140) 위에 미끄럼운동 가능하게 놓임으로써, 프리플렉션 하중 재하시 I-거더(2)의 거동을 용이하게 유도할 수 있게 된다.

첨부도면 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제2실시예에 따른 프리플렉스 합성빔의 제작 공법을 나타내는 것으로서, 도 6a는 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 E-E선 단면도이며, 도 6c는 도 6a의 F-F선 단면도이다.

도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 본 실시예는, I-거더(2)의 지점부가 되는 위치를 공지의 인장잭(150)으로 당겨 프리플렉션 하중을 재하하도록 한 구성을 가진다.

따라서, 본 실시예에서는 앞서 설명한 제1실시예에 있어서의 가압잭(120)을 상기 인장잭(150)으로 대체한 것과 마찬가지가 되며, 이때에는 제1실시예에서와 같은 반력벽(122)은 필요치 않게 된다. 또한, 인장잭(150)을 당겨 그대로 유지하면 도입된 프리플렉스 하중이 그대로 유지되므로, 제1실시예에서와 같은 긴결볼트(130)의 사용이 불필요하다. 즉, 상기 인장잭(150)이 상기 가압잭(120)과 긴결볼트(130)의 역할을 동시에 수행한다. 이러한 차이점을 제외하고는 전술한 제1실시예와 동일하다.

첨부도면 도 7은 전술한 제1,2실시예에 있어서, 상기 I-거더(2)에 프리플렉션 하중을 도입한 후, 하부 플랜지(2a)에 콘크리트를 타설하는 상태를 나타낸다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명은, 상기 두 I-거더(2)의 하부 플랜지(2a)에 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집(160)을 구비한다.

본 실시예에 있어서, 상기 거푸집(160)의 하단에는 거푸집 이동용 바퀴(162)가 구비되고, 바닥에는 상기 거푸집 이동용 바퀴(162)의 이동을 안내하고 거푸집 및 콘크리트 중량을 지지하는 안내레일(164)이 설치된다. 상기 거푸집 이동용 바퀴(162)와 안내레일(164)은, 상기 거푸집(160)을 I-거더(2)의 일측 단부로부터 밀어 넣을 수 있도록 함으로써, 일단 제작된 거푸집(160)을 반복적으로 사용할 수 있음과 아울러, 거푸집(160)의 조립 및 설치를 신속하고 용이하게 할 수 있도록 하는 역할을 한다. 동일한 거푸집(160)을 반복적으로 사용하면 이에 타설되는 콘크리트 사이즈가 균일하게 됨므로써 시공 품질 향상에 도움을 줄 뿐만 아니라, 시공비절감측면에서도 유리하다.

상기와 같이 거푸집(160)의 조립이 완료된 다음, 상기 거푸집(160)에 콘크리트를 타설하고 양생한 후, 다시 거푸집(160)을 탈형함으로써 I-거더(2)의 하부 플랜지(2a)에 콘크리트 패널(106)이 형성이 완료된다.

이후, 상기 콘크리트 패널(106)이 완성된 후에는, 상기 제1실시예에서의 긴결볼트(130) 또는 제2실시예에서의 인장잭(150)을 제거하면, 프리플렉션 하중이 제거되면서 상기 콘크리트 패널(106)에 압축 프리스트레스가 도입됨으로써 프리플렉스 합성빔의 제작이 완료된다.

이와 같이 본 발명은, I-거더(2)의 용접 제작에서부터 프리플렉션 하중 재하, 콘크리트 패널의 형성, 및 프리스트레스 도입에 이르기까지의 전공정을 상기 용접 작업대(100) 상에서 모두 간편하게 수행할 수 있음과 아울러, 이러한 공정들을 상기 I-거더(2)를 눕힌 상태에서 수행할 수 있다.

첨부도면 도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 프리플렉스 합성빔의 제작 공법에 있어서, 제작 완료된 프리플렉스 합성빔을 사용상태로 적치하기 위해, 합성빔을 회전시켜 세우는 공정을 나타내기 위한 것이다.

도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 전술한 과정을 통하여 완성된 프리플렉스 합성빔의 콘크리트 패널(106) 외부에 회전틀(170)을 조립하고, 상기 회전틀(170)의 양측 하면을 롤러(180)로써 지지하도록 하고 있다. 따라서, 상기 회전틀(170)은 상기 롤러(180) 위에서 제자리에서 회전될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 롤러(180)는, 도 8b에 도시된 바와 같이, 그의 양단이공지의 베어링 블럭(182)에서 회전가능하게 지지된 구성을 채용하고 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않고 롤러(180)의 회전을 위한 다른 방법을 사용할 수 있다. 또, 상기 베어링 블럭(182)은 받침대(184)에 지지된다.

위와 같은 구성에 의하면, 종래에는 작업대의 위쪽에 위치하는 상부 빔을 크레인으로 내리는 작업이 필요하였으나, 본 발명에서는 이러한 공정이 필요 없다. 또한, 종래에는 빔 회전시 회전틀이 일정거리를 굴러 이동하게 되므로 회전틀의 회전 반경 만큼에 해당하는 부지를 더 확보하여야 하고, 회전 작업시 비틀림에 의한 빔 손상이 발생하였으나, 본 발명에서는 회전틀(170)이 롤러(180)에 의하여 제자리에서 회전됨으로써 좁은 공간에서도 작업할 수 있고 빔의 비틀림도 방지할 수 있다.

한편, 본 발명에 있어서는, 도 7에서와 같이 거푸집(160)을 제작하여 I-거더(2)의 하부 플랜지(2a)에 콘크리트 패널(106)을 형성함에 있어서, 거푸집(160)에 콘크리트 타설시 발생할 수 있는 에어 포켓(Air Pocket)(4)을 방지하기 위하여 I-거더(2)의 하부 플랜지(2a) 위쪽 복부에 에어 포켓 방지용 홀(3)을 천공하여 둔다.

도 9a에는 종래의 프리플렉스 합성빔의 제작 플랜트에서의 에어 포켓 발생현상을 설명하기 위한 개략적인 단면도가 도시되어 있는데, I-거더(2)에 콘크리트 패널(106)을 형성하기 위하여 화살표 방향으로 콘크리트를 타설하는 경우, 상부의 I-거더(2)에서는 하부 플랜지(2a)와 복부의 연결부위에, 하부의 I-거더(2)에서는 하부 플랜지(2a)의 하면에 공기가 존재하여 이 부위에 콘크리트가 완전히 충전되는것을 방해하게 되는 에어 포켓(4)이 형성된다.

이를 방지하기 위해서 본 발명에는 복부에 에어 포켓 방지용 홀(3)을 두는 것이다. 도 9b는 도 7의 원 A 부분의 상세도이며, 도 9c는 본 발명에서 채용하고 있는 에어 포켓 방지용 홀(3)을 보이기 위하여 콘크리트 패널(106)이 형성된 상태의 I-거더의 측면도를 도시한 것인데, 도 9b 및 도 9c에 도시된 바와 같이, 하부 플랜지(2a)와 복부의 연결부위 하면에 에어 포켓이 발생할 수 있으므로, 본 발명에서는 상기 하부 플랜지(2a)의 위쪽 복부에 에어 포켓 방지용 홀(3)을 소정의 간격으로 천공하여 거푸집 내부에 갇혀있는 공기를 배출시키므로써 에어 포켓의 발생을 방지하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 방법 및 장치에 의하면, I-거더의 용접 제작에서부터 프리플렉션 하중 재하, 콘크리트 타설, 및 프리스트레스 도입에 이르기까지의 전공정을 하나의 용접 작업대 위에서 수행할 수 있어, 공기를 단축시키고 비용을 절감할 수 있게 되며, 또한, 빔을 눕혀 제작함으로써 빔의 비틀림이나 콘크리트의 손상을 방지할 수 있다.

즉, 종래에는, I-거더를 용접하기 위한 용접 작업대 및 용접 완료된 I-거더를 프리플렉스 빔으로 제작하기 위한 프리플렉스 빔용 작업대가 별도로 소요됨으로써, 용접 작업대 이외에 넓은 제작장의 부지를 확보하여야 하고, 작업대 설치에 따라 공기가 지연되고 비용이 많이 드는 단점이 있었다.

그러나, 본 발명은 강판 소재의 용접에서부터 프리플렉션 합성빔이 완료되기까지의 전공정을 용접 작업대에서 모두 수행함으로써, 상기와 같은 문제를 해소할 수 있다.

또한, 종래에는, 프리플렉스 빔용 작업대에 I-거더 2개를 1개조로 수직한 형태로 거치하여야 함으로써, I-거더의 인상 작업과 거치 및 프리플렉션 하중 재하시에 I-거더의 비틀림 현상 방지를 위한 각종 가이드의 설치 및 결속 작업이 복잡하고 어려운 단점이 있었다.

그러나, 본 발명은 I-거더를 용접 작업대 위에 수평으로 눕힌 상태에서 모든 작업이 이루어짐으로써 설치가 용이하고, 프리플렉션 하중의 재하 등의 공정을 매우 쉽고 간편하게 수행할 수 있다.

또한, 종래에는, 프리플렉스 빔용 작업대에 I-거더 2개를 1개조로 수직한 형태로 거치하여야 함으로써, 상부측 I-거더와 하부측 I-거더의 캠버량이 상이하게 변화되거나 하중 재하시 좌굴이 우려되는 등의 문제가 있었으며, 이로 인해 하중 재하시 정확한 하중 도입이 곤란하게 되며, 그 결과로 빔 완성 후 상,하부측 빔의 캠버가 상이하게 되어 상부 슬라브 거푸집의 재단 및 조립, 콘크리트 피복을 균등하게 유지하기 어려운 문제가 발생하였다.

그러나, 본 발명은 I-거더를 용접 작업대 위에 수평으로 눕힌 상태에서 모든 작업이 이루어짐으로써, 별도의 거치 작업이 필요 없어 설치가 쉽고, 프리플렉션하중의 재하 등의 공정을 매우 쉽고 간편하며, 그리고 안전하게 수행할 수 있으며, 캠버의 변형, 비틀림 및 좌굴을 방지할 수 있어 시공 품질을 안정적이고 균일하게 유지할 수 있다.

또한, 종래에는, 상부측 합성빔을 바닥에 내린 후 전도시켜 정위치로 하는 공정에 있어서, 상부 빔을 크레인으로 내리는 공정이 추가되고, 회전틀의 회전 반경만큼의 부지 확보가 필요하며, 또한 회전 작업시 비틀림에 의해 빔이 손상되는 등의 문제가 발생하였다.

그러나, 본 발명은 합성빔이 바닥의 용접 작업대에서 완성되고, 회전틀과 롤러로써 제자리에서 회전시킬 수 있음으로써, 좁은 공간에서도 작업할 수 있고, 회전시 빔의 비틀림도 방지할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명에서는 I-거더의 하부 플랜지 위쪽 복부에 에어 포켓 방지용 홀을 천공하여 형성하므로써, 콘크리트 패널을 위한 콘크리트 타설시에 콘크리트 패널에 에어 포켓이 발생하는 것을 방지하여 I-거더와 콘크리트 패널의 완벽한 부착이 가능하게 된다.

Claims (8)

1. 소정 면적의 바닥에 횡 레일(102)과 종 레일(104)을 일정간격으로 교차시켜 용접 작업대(100)를 설치하는 단계와,

   상기 설치된 용접 작업대(100)에서 강판 소재를 용접하여 소정의 캠버를 가지는 I-거더(2)를 제작하는 단계와,

   상기 제작 완성된 I-거더(2) 2개를 1조로 하여 각각의 하부 플랜지(2a)를 바깥으로 향하도록 하여 서로 대향시켜 배치한 상태에서, 하중의 재하점이 되는 양측 지점의 상기 두 I-거더(2) 사이에 각각 가력대(110)를 개입시켜, 두 I-거더(2)의 양단부를 가압잭이나 인장잭을 사용하여 오므리는 방법으로 프리플렉션 하중을 재하하는 단계와,

   상기 프리플렉션 하중이 재하된 상태에서, 상기 두 I-거더(2)의 하부 플랜지(2a)에 각각 거푸집(160)을 조립하여 이의 거푸집(160)에 콘크리트를 타설하고 양생한 후 거푸집(160)을 탈형하여 콘크리트 패널(106)을 형성하는 단계와,

   상기 콘크리트 패널(106)이 완성된 후, 상기 프리플렉션 하중을 제거하여 상기 콘크리트 패널(106)에 압축 프리스트레스를 도입하는 단계를 포함하여 구성됨으로써,

   I-거더(2)의 용접 제작에서부터 프리플렉션 하중 재하, 콘크리트 패널의 형성, 그리고 프리스트레스 도입에 이르기까지의 전공정을 상기 용접 작업대(100) 상에서 완료함과 더불어, 이의 공정들을 I-거더(2)를 눕힌 상태에서 수행할 수 있는것을 특징으로 하는 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 용접 작업대(100)상에 눕혀진 상태로 제작된 프리플렉스 합성빔에 있어서, 상기 콘크리트 패널(106) 둘레에 회전틀(170)을 설치하고, 바닥에는 상기 회전틀(170)을 회전지지하는 롤러(180)를 설치함으로써, 상기 눕혀진 프리플렉스 합성빔을 제자리에서 회전시켜 세워 적치하는 것을 특징으로 하는 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 I-거더(2)의 하부 플랜지(2a)의 위쪽 복부에 에어 포켓 방지용 홀(3)을 천공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 방법.
4. 소정 면적의 바닥에 일정간격으로 다수의 횡 레일(102)과 종 레일(104)을 서로 교차시킨 형태로 구성되어, 상기 횡 레일(102)과 종 레일(104) 상면에서 강판 소재를 용접하여 소정의 캠버를 가지는 I-거더(2)를 제작할 수 있도록 된 용접 작업대(100);

   상기 용접 작업대(100)상에 상기 I-거더(2) 2개를 1조로 하여 각각의 하부 플랜지(2a)를 바깥으로 향하도록 하여 서로 대향시켜 배치한 상태에서, 하중의 재하점이 되는 양측 지점의 상기 두 I-거더(2) 사이에 개입설치되는 가력대(110);

   상기 두 I-거더(2)의 양단부 외측에 각각 마주보도록 설치되어 상기 두 I-거더(2)의 양단부를 눌러 프리플렉션 하중을 재하하도록 하는 가압잭(120);

   상기 프리플렉션 하중이 재하된 상태를 유지하도록, 상기 두 I-거더(2)의 양측단부의 지점부가 되는 위치에서 상기 두 I-거더(2)를 고정하기 위한 긴결볼트(130); 및

   상기 두 I-거더(2)의 하부 플랜지(2a)에 콘크리트 패널(106)을 형성하기 위해 구비되는 거푸집(160)을 포함하는 구성을 가짐으로써, 상기 I-거더(2)의 용접 제작에서부터 프리플렉션 하중 재하, 콘크리트 패널의 형성, 그리고 프리스트레스 도입에 이르기까지의 전공정을 상기 용접 작업대(100) 상에서 수행할 수 있음과 더불어, 상기한 공정 수행시 상기 I-거더(2)를 눕힌 상태에서 작업할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 장치.
5. 소정 면적의 바닥에 일정간격으로 다수의 횡 레일(102)과 종 레일(104)을 서로 교차시킨 형태로 구성되어, 상기 횡 레일(102)과 종 레일(104) 상면에서 강판 소재를 용접하여 소정의 캠버를 가지는 I-거더(2)를 제작할 수 있도록 된 용접 작업대(100);

   상기 용접 작업대(100)상에 상기 I-거더(2) 2개를 1조로 하여 각각의 하부 플랜지(2a)를 바깥으로 향하도록 하여 서로 대향시켜 배치한 상태에서, 하중의 재하점이 되는 양측 지점의 상기 두 I-거더(2) 사이에 개입설치되는 가력대(110);

   상기 두 I-거더(2)의 양단부 내측에 지점부가 되는 위치에 설치되어 상기 두 I-거더(2) 양단부를 당겨 프리플렉션 하중을 재하하도록 하는 인장잭(150); 및

   상기 두 I-거더(2)의 하부 플랜지(2a)에 콘크리트 패널(106)을 형성하기 위해 구비되는 거푸집(160)을 포함하는 구성을 가짐으로써, 상기 I-거더(2)의 용접 제작에서부터 프리플렉션 하중 재하, 콘크리트 패널의 형성, 그리고 프리스트레스 도입에 이르기까지의 전공정을 상기 용접 작업대(100) 상에서 수행할 수 있음과 더불어, 상기한 공정 수행시 상기 I-거더(2)를 눕힌 상태에서 작업할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 눕혀 제작된 프리플렉스 합성빔을 회전시켜 세울 수 있도록 하기 위해, 상기 콘크리트 패널(106)을 둘러싸도록 설치되는 회전틀(170)과, 상기 회전틀(170)의 하면 양측을 지지하도록 설치되는 롤러(180)를 더 포함하여, 상기 회전틀(170)을 상기 롤러(180) 위에서 제자리에서 회전시킬 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 장치.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 거푸집(160)의 하단에는 거푸집 이동용 바퀴(162)가 구비되고, 바닥에는 상기 거푸집 이동용 바퀴(162)의 이동을 안내하고 거푸집 및 콘크리트 중량을 지지하는 안내레일(164)이 설치되는 것을 특징으로 하는 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 장치.
8. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 용접 작업대(100) 상면에는 상기 I-거더(2)의 마찰력을 최소화시켜 미끄럼운동이 가능하도록 지지함으로써 프리플렉션 하중 재하시 상기 I-거더(2)의 거동을 용이하게 유도하기 위한 슬라이딩 패드(140)가 구비되는 것을 특징으로 하는 용접 작업대를 활용한 프리플렉스 합성빔의 제작 장치.