KR200342287Y1 - 단계별로 프리스트레스가 도입되는 프리스트레스강합성빔의 설치구조 - Google Patents

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KR200342287Y1
KR200342287Y1 KR20-2003-0034719U KR20030034719U KR200342287Y1 KR 200342287 Y1 KR200342287 Y1 KR 200342287Y1 KR 20030034719 U KR20030034719 U KR 20030034719U KR 200342287 Y1 KR200342287 Y1 KR 200342287Y1
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Abstract

본 발명은 프리스트레스 강합성빔을 구성하는 강형의 하부플랜지 하부에 빔자중, 슬래브콘크리트 자중 및 가로보의 자중에 저항하는 하부강연선을 하부플랜지의 하부에 배치하고 상기 슬래브콘크리트 타설 및 양생 전에 긴장 후 빔의 단부에 정착시키고, 슬래브콘크리트 타설 및 양생 후에 강형의 하부플랜지의 상부에 활하중 및 교량상부하중(난간, 포장층 등)을 저항하는 상부강연선을 빔 단부로부터 소정의 거리 이격된 위치에 긴장 후 정착시킴으로서 효율적인 빔 단면구성을 통해 경제적으로 빔을 제작할 수 있으며, 소요의 강연선의 량을 절감할 수 있으며, 빔 단부에 국부응력 집중을 예방할 수 있어 빔 단부 균열을 방지할 수 있는 프리스트레스 강합성빔 설치구조에 관한 것이다.

Description

단계별로 프리스트레스가 도입되는 프리스트레스 강합성빔의 설치구조{A structure of prestressed preflex steel composite beam prestressed by each construction steps}
본 발명은 프리스트레스 프리플렉스 강합성빔 설치구조에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 케이싱콘크리트 내부에 형성되는 인장재의 배치위치 및 정착시기를 조절함으로서 효율적인 빔 단면으로 제작할 수 있으며, 소요의 2차 프리스트레스를 도입하기 위한 인장재를 절감할 수 있어 경제적인 강합성빔 제작이 가능하며, 케이싱 콘크리트 재령 초기에 발생하는 건조수축 및 크리프(creep)에 의한 영향을 반감시켜 역학적 효율성을 도모하고, 소요의 프리스트레스가 단부에 집중되는 현상을 방지할 수 있어 내구성을 증진 시킬 수 있는 프리스트레스 프리플렉스 강합성빔 설치구조에 관한 것이다.
본 발명과 관련되는 종래의 프리플렉스 강합성빔(Preflex Steel Composite Beam)은 1950년대 초반에 벨기에에서 개발된 교량용 빔으로써, 고장력 강판 등으로 제작한 I형 강재(I형 girder)에 일정한 하중(Pf하중)을 재하하여 미리 설계최대휨 모멘트(Pf Moment)를 발생시킴으로써 처짐 변형을 수반시킨 상태에서, 하부플랜지에 일정단면의 콘크리트를 타설, 양생한 후 미리 재하한 상기 하중(Pf하중)을 제거함으로써 수반된 처짐변형을 복귀시키는 과정에서 케이싱 콘크리트에 압축 프리스트레스를 도입시킨 것으로서, 일정한 지간 및 설계하중조건에서 PSC빔(Prestress Concrete Beam)교 등 다른 교량가설공법보다 형고가 상당히 낮아 형하 공간의 효율적인 활용을 도모할 수 있게 되는 등의 장점이 있어 현재 교량시공에 많이 이용되어 왔다.
하지만 상기 프리플렉스 강합성빔은 다른 별도의 수단 없이 케이싱 콘크리트의 균열발생을 허용하지 않기 위한 목적으로 종래의 프리플렉스 강합성빔을 완전프리스트레싱 방식으로 설계할 경우 일정한 지간 및 하중조건에서 단면이 더욱 더 커지고, 형고가 높아지게 되어 프리플렉스 강합성빔의 근본적인 장점을 모두 잃게 되므로 제한된 조건하에 필연적으로 부분프리스트레싱(partial prestressing)으로 설계 및 시공할 수 밖에 없었고, 상기 부분프리스트레싱에 의한 설계방식을 따르는 경우, 케이싱콘크리트에 미리 도입시키는 프리스트레스 압축응력의 크기를 낮은 형고 유지라는 근본적인 장점을 고수하기 위하여 제한된 I형 강재의 형고 높이와 그에 따라 제한된 처짐 및 복귀 변형량의 크기를 기준으로 설계, 시공되므로, 케이싱 콘크리트에 큰 크기의 인장응력이 발생할 수밖에 없었다.
이에 상기 부분프리스트레싱 방식에 의한 설계방식의 채택 및 과도한 인장응력의 케이싱콘크리트에의 발생은 결국 케이싱콘크리트의 과도한 인장균열 및 처짐 현상 등을 초래하므로 강합성빔의 내구성 등에 있어 심각한 영향을 초래할 수밖에 없었다. 이에 종래의 프리플렉스 강합성빔의 장점인 낮은 형고를 그대로 유지하고경제성을 그대로 유지하면서 완전프리스트레싱(full prestressing)으로 설계 제작하여 케이싱콘크리트의 인장균열과 그로 인한 과도한 처짐 및 급격한 피로강도의 저하를 방지하는 리프리스트레스 프리플렉스 강합성빔(Re-Prestressed Preflex Steel Composite Beam, 이하 "RPF 강합성빔")이 개발되었는데,
이 방법은 종래의 프리플렉스 강합성빔의 단면에서 케이싱콘크리트에 균열발생 모멘트의 크기에 대체할 수 있도록, 케이싱콘크리트가 양생 종료 후 미리 재하하였던 일정 하중(Pf하중)을 제거하여, 케이싱콘크리트에 1차 프리스트레스를 도입시킨 후(Pf하중 release후) 케이싱콘크리트 내부에 미리 배치된 인장재(PC 스트랜드 등)를 인장하고, 정착장치로서 정착하여 케이싱콘크리트에 추가적인 2차 프리스트레스를 추가로 도입함으로써 이에 의한 강합성빔 내부의 저항모멘트를 증가시켜 기존의 프리플렉스 강합성빔의 형고를 그대로 유지하면서도 케이싱콘크리트에 인장응력이 전혀 발생하지 않는 완전프리스트레싱(full prestressing) 방식으로 설계가 이루어질 수 있도록 한 것이다. 이러한 RPF 강합성빔에 있어 단면설계과정(빔의 폭, 높이, 인장재의 배치량, 케이싱콘크리트 단면적 등의 결정)은 RPF 강합성빔의 자중, 가로보의 자중, 슬래브콘크리트의 자중, 교량난간과 포장층의 자중과 같은 교량상부고정하중 및 활하중(교통하중 등)에 의한 휨 모멘트에 저항하는 RPF 강합성빔의 저항모멘트를 확보할 수 있도록 케이싱콘크리트 단면크기 및 소요의 인장재량을 결정하는 과정이라 할 수 있는데, 종래의 단면설계과정은 케이싱콘크리트 단면크기 및 인장재량을 RPF 강합성빔, 가로보와 슬래브콘크리트자중 및 교량상부고정하중과 활하중 모두를 고려하여 케이싱콘크리트 단면(이하 빔 단면)의 크기 및인장재량을 결정하되, 케이싱콘크리트 단면크기는 되도록 최대한 작게 형성시킴으로서 교량 형고의 제한 등에 제약되지 않게 하고, 소요의 응력부담을 다수의 인장재가 분담하도록 하는 것이 통상적이었다.
이러한 단면설계과정에서 단경간 교량을 시공함에 있어, 상부에 슬래브콘크리트가 형성됨으로서 일체화된 빔 단면적은 일체화되지 않은 상태(슬래브콘크리트가 형성되기 이전의 케이싱콘크리트 단면적)보다 단면의 크기가 더 커지므로, 단면의 크기가 커진 만큼 휨모멘트에 저항할 수 있는 저항모멘트(콘크리트의 단면계수증가 및 중립축의 상향이동에 의한 콘크리트 단면이 외력에 저항할 수 있는 여지가 커지게 되기 때문)를 더 확보할 수 있어 소요의 케이싱콘크리트 단면적 및 인장재의 양을 줄일 수 있음에도 통상은 케이싱콘크리트 단면적의 크기 및 인장재의 양만을 기준으로 소요의 빔 단면의 크기를 결정함으로서, 효율적인 빔 단면 설계가 이루어지지 못하였다는 문제점이 지적되었으며,
또한 다수의 인장재를 긴장 후 정착시킴에 있어서, 종래의 RPF 강합성빔은 양 단부에 인장재 모두를 정착시킴으로서 빔 단부에 상당히 큰 국부응력이 집중될 수밖에 없었고, 이를 방지하기 위해 빔 단부를 감싸는 단부지지체를 별도로 형성시 켰는데, 상기 단부지지체는 다수의 격판을 박스형상으로 조립하여 제작한 것으로서 빔 단부에 발생하는 국부응력에 저항하는 일종의 단부보강판으로서의 기능을 가지고 있었다. 하지만 이러한 단부지지체의 경우 그 제작, 설치비용은 공사비 상승요인이 될 수밖에 없었으며, 무엇보다도 빔 단부에 응력이 집중되는 현상은 RPF 강합성빔의 내구성에 영향을 줄 수 있으므로 이를 피할 수 없다면 적어도 국부응력의집중을 최소한으로 할 필요성이 요구되었다.
본 고안의 목적은 보다 효율적인 빔 단면 설계를 통해, 경제적인 프리스트레스 강합성빔을 제작할 수 있도록 하는 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은 빔 제작을 위한 콘크리트 재령초기에 주로 발생하는 건조수축 및 크리프에 의한 영향을 반감시킬 수 있어 역학적 효율성이 뛰어난 프리스트레스 강합성빔을 제작할 수 있도록 하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 빔 단부의 국부적인 응력집중을 방지할 수 있도록 하여 내구성이 증진된 프리스트레스 강합성빔을 제작할 수 있도록 하는 것이다.
도1a는 프리플렉션하중(Pf1,Pf2)이 가해진 본 고안의 강형을 도시한 것이고,
도1b는 프리플렉션하중(Pf1,Pf2)을 가한 상태에서 강형, 케이싱콘크리트, 긴장되기 전 미리 설치된 하부강연선 및 상부강연선을 포함하며, 케이싱콘크리트가 형성된 본 고안의 프리스트레스 강합성빔을 도시한 것이고,
도1c는 상기 프리플렉션하중(Pf1,Pf2)이 제거되어 강합성빔에 1차 압축프리스트레스(P1)가 도입된 상태를 도시한 것이고,
도1d는 슬래브콘크리트 형성 전에 하부강연선을 긴장 후 정착시켜 강합성빔에 2차 압축프리스트레스(P2-1)가 도입된 상태를 도시한 것이고,
도1e는 슬래브콘크리트 형성 후에 상부강연선을 긴장 후 정착시켜 강합성빔에 2차 압축프리스트레스(P2-2)가 도입된 상태를 도시한 것이고,
도2a 및 도2b는 본 고안의 단부지지체를 도시한 것이며, 도2c는 단부지지체 및 부착용보강재를 포함하는 강합성빔의 단면도를 도시한 것이고,
도3a,도3b 및 도3c는 본 고안의 단부지지체의 내부중간보강판이 십자형상, 사각형상 및 사다리꼴 형상으로 형성될 수 있음을 보인 것이다.
〈주요 도면부호의 설명〉
100: I형 강재 200:상부강연선
300:슬래브(바닥판) 400:하부강연선
500:케이싱콘크리트 600:정착블럭
700:단부지지체
본 고안은 상기 기술적과제를 해결하기 위하여 프리스트레스 강합성빔의 인장재의 긴장 및 정착에 있어서, 강형의 하부플랜지의 상부 및 하부에 상부 인장재 및 하부 인장재를 각각 위치시키고, 그 각각의 긴장을 슬래브콘크리트 타설 이전 및 이후로 나누어 정착시킴으로서 보다 효율적이고 경제적인 프리스트레스 강합성빔을 제작할 수 있도록 하며, 프리스트레스 강합성빔의 양 단부에는 상기 하부인장재를 정착시킴으로서 빔 단부에 최소한의 응력만이 집중되도록 하는 것을 기술적 특징으로 하며, 이하 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 본 고안의 최선의 실시예를 도1 내지 도4를 기준으로 상세히 설명한다.
도1a는 프리플렉션하중(Pf1,Pf2)이 가해진 본 고안의 강형을 도시한 것이고,도1b는 프리플렉션하중(Pf1,Pf2)을 가한 상태에서 강형, 케이싱콘크리트, 긴장되기 전 미리 설치된 하부강연선 및 상부강연선을 포함하며, 케이싱콘크리트가 형성된 본 고안의 프리스트레스 강합성빔을 도시한 것이고,
도1c는 상기 프리플렉션하중(Pf1,Pf2)이 제거되어 강합성빔에 1차 압축프리스트레스(P1)가 도입된 상태를 도시한 것이고,
도1d는 슬래브콘크리트 형성 전에 하부강연선(400)을 긴장 후 정착시켜 강합성빔에 2차 압축프리스트레스(P2-1)가 도입된 상태를 도시한 것이고,
도1e는 슬래브콘크리트 형성 후에 상부강연선(200)을 긴장 후 정착시켜 강합성빔에 2차 압축프리스트레스(P2-2)가 도입된 상태를 도시한 것이고,
도2a, 도2b 및 도2c는 본 고안의 하부강연선을 프리스트레스 강합성빔 단부에 정착시킬 때 발생하는 강합성빔 단부의 국부응력을 방지하기 위한 단부지지체를 도시한 것이다.
도3a, 도3b 및 도3b는 상기 단부지지체의 내부중간보강판의 구체예를 각각 도시한 것이다.
본 고안의 프리스트레스 강합성빔 설치구조는 하나의 강판 또는 적층된 강판으로 형성된 강형(100); 강형의 하부플랜지 하단에 분산 설치되는 강연선으로서 빔의 자중, 슬래브콘크리트의 자중 및 가로보의 자중에 저항하도록 슬래브콘크리트가 형성되기 이전에 긴장 후 정착되는 하부강연선(200); 상기 하부강연선 정착 후 형성되는 슬래브콘크리트(300); 강형의 하부플랜지 상단에 분산 설치되는 강연선으로서 슬래브콘크리트가 형성된 이후에 활하중 및 교량상부고정하중에 저항하도록 긴장 후 정착되는 상부강연선(400); 상기 I형 강형의 하부플랜지, 상기 하부 및 상부강연선이 내부에 수용되도록 형성된 케이싱콘크리트(500);를 포함한다.
상기 강형(100)은 도1a와 같이 통상 I형강재가 이용되며 상부플랜지(110), 복부(120) 및 하부플랜지(130)로 구성되며, 교량 지간의 길이에 따라 소정의 길이로 제작된다. 길이에 따라 운반 및 설치를 용이하게 하기 위하여 분절되어 제작될 수 있으며 각 분절된 강형(L1,L2,L3)은 볼트, 플레이트에 의하여 서로 연결될 수 있으며, 용접도 가능하다. 상부플랜지, 복부 및 하부플랜지는 각각 1장의 강판으로 제작될 수도 있고 강형의 중간부분은 외력에 의한 정모멘트를 좌,우측보다 많이 부담하므로 2 ∼ 3장의 강판을 서로 겹쳐 제작할 수도 있다. 이는 강형의 단면이 다수의 강판으로 이루어지는 경우 강형 단면적이 커지게 때문에 그 만큼 단면강성이 커져 1장의 강판으로 제작한 경우보다 필요부분만을 보강하여 효율적인 단면구성으로 제작할 수 있어 강형단면을 최적화 할 수 있기 때문이다. 역시 다수의 강판은 서로 용접하여 서로 연결시키거나 고장력 볼트를 이용하여 연결시킬 수 있다.
I형 강형이 제작되면 프리스트레스 강합성빔으로 제작하기 위해 일정한 크기의 프리플렉션 하중(Pf1)이 도1a와 같이 가해져 강형은 아래로 만곡되어 휘어진 상태가 되도록 한다. 이때 강형의 제작과정에서 잔존하는 잔류응력을 제거하기 위하여 첫 번째 가해진 프리플렉션 하중은 제거되어 강형의 영구변형이 유도되도록 한상태에서, 다시 소정의 프리플렉션하중(Pf2)을 가하여 아래로 만곡하게 휘어진 상태가 되도록 할 수 있으며, 가해지는 프리플렉션 하중의 크기 및 재하횟수는 강형의 단면적, 도입해야 할 1차 압축 프리스트레스의 양 등에 따라 변경될 수 있다.
아래로 만곡된 I형강재(100)의 하부플랜지 상단에는 도1b와 같이 간격재를 이용하여 다수의 상부강연선(200)을, 하단에는 다수의 하부강연선(400)을 분산하여 미리 설치할 수 있도록 하여 2차 압축 프리스트레스를 케이싱콘크리트에 도입시킬 수 있도록 한다. 각 강연선들은 후술되는 바와 같이 긴장 순서를 달리하게 되고, 정착되는 위치도 상부 및 하부강연선이 서로 다르게 된다.
I형 강형에 상부 및 하부강연선을 설치한 후에는 사각형상의 일정한 단면 크기를 가진 케이싱콘크리트(500)가 I형 강재의 복부 하부, 하부플랜지 및 하부플랜지 주위에 설치된 강연선이 내부에 포함되도록 거푸집을 이용하여 형성시킨다.
케이싱콘크리트(500)가 형성되면, 도1c와 같이 가해진 프리플렉션하중을 제거함으로서 케이싱콘크리트에 소정의 1차 프리스트레스(일종의 압축응력)가 도입되도록 한다. 케이싱큰크리트(500) 내부에 형성된 하부강연선(400)은 교각 또는 현장제작장에서 상부강연선과 별도로 도1d와 같이 긴장(P2-1로 표시)후 정착된다.
구체적으로는 슬래브(바닥판)를 형성시키기 위한 슬래브콘크리트 타설 이전에 긴장 된 후 정착된다. 이때 긴장 후 정착되는 하부강연선은 프리스트레스 강합성빔을 횡방향으로 연결하는 가로보 및 슬래브콘크리트 자중에 의한 휨 모멘트에 저항 할 수 있을 정도로 긴장 후 정착된다. 이로서 케이싱콘크리트에는 2차 프리스트레스가 1차적으로 도입(P2-1으로 표시)되는데, 종전에 교량상부고정하중 및 활하중까지 고려하여 긴장 후 정착되는 강연선의 양과 비교하여 훨씬 적은 량의 강연선만 긴장 후 정착되며, 추후 긴장될 상부강연선의 양을 고려하더라도 보다 효율적인 강연선에 의한 2차 프리스트레스의 도입이 가능하다.
2차 프리스트레스가 하부강연선(400)에 의해 도입된 강합성 빔은 교각 또는 교대 위에 설치되고 슬래브거푸집을 형성시킨 후 슬래브콘크리트를 타설, 양생시켜 슬래브(300)를 형성시킴으로서 프리스트레스 강합성빔과 슬래브콘크리트가 서로 일체화되도록 한다.
슬래브(300)와 일체화된 강합성 빔의 콘크리트 단면은 강합성 빔 자체의 콘크리트 단면보다 커질 수밖에 없고, 이로서 강합성 빔은 단면계수(휨 모멘트에 저항하는 휨 강성을 정량화 한 것)가 당연히 커지게 되어 강합성 빔의 콘크리트 단면이 외력에 저항할 수 있는 여지가 커지는 효과를 가지게 되고, 중립축이 상향 이동함으로서 상부강연선의 중립축 위치로부터의 거리가 상대적으로 커짐에 따라 상부강연선이 긴장됨으로서 도입되는 저항모멘트의 크기에 영향을 주는 중립축으로부터의 편심거리가 커지게 되는 효과가 있어 동일한 량의 상부강연선을 긴장하더라도 증가된 편심거리에 의하여 보다 큰 저항모멘트가 도입된다는 장점이 있게 된다.
이에 본 고안은 상기 증가된 콘크리트 단면계수 및 편심거리를 이용하여 슬래브콘크리트 타설 및 양생 이후에 하부강연선과 별도로 설치된 상부강연선(200)을 도1e와 같이 긴장(P2-2로 표시) 후 정착시킨다. 상기 상부강연선(200)은 슬래브콘크리트 타설 및 양생 이후 슬래브콘크리트 상부에 형성되는 교량난간, 포장층과 같은 교량상부고정하중 및 교통하중과 같은 활하중에 의한 휨 모멘트에 저항하기 위한 저항모멘트를 도입시키기 위한 것으로서 증대된 편심거리에 의하여 소요의 상부강연선의 량을 절감시킬 수 있어 전체적으로 보다 적은 량으로 소요의 2차 프리스트레스(P2-2로 표시)를 추가로 도입시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한 프리스트레스 강합성빔의 케이싱콘크리트 타설 후, 재령초기에 콘크리트의 특성인 건조수축 및 크리프(CREEP)에 의해 손실이 발생하게 되는데 이러한 손실은 결국 강연선에 의해 도입되는 2차 프리스트레스의 손실을 의미한다. 본 고안에서는 상부강연선의 긴장 후 정착시기를 상기 건조수축 및 크리프에 의한 손실이 재령초기에 발생한 이후의 슬래브콘크리트 양생 이후에 실시하기 때문에 소요의 2차 프리스트레스를 효율적으로 도입시킬 수 있게 된다는 장점이 있다.
상기 상부강연선(200) 및 하부강연선(400)은 강형의 하부플랜지를 기준으로 상부 및 하부에 분리되어 위치하며, 그 긴장 및 정착시기도 하부부강연선(400)은 슬래브콘크리트 타설 이전인 반면 상부강연선(200)은 슬래브콘크리트 타설 이후가 되고, 저항하는 외력의 대상도 서로 다르게 되어 종래에 RPF 강합성 빔 제작 시 모든 강연선이 함께 긴장 후 정착되는 것과 비교하여 보다 적은 량으로 동일한 2차 프리스트레스를 도입시킬 수 있어 고가의 강연선 사용량을 줄일 수 있다.
또한 하부강연선(400)은 가로보 및 슬래브콘크리트의 자중등에 의한 휨 모멘트에 저항할 수 있을 정도의 량만 긴장하면 되고 상부강연선에 의해 교량상부고정하중, 활하중 및 충격하중에 저항하는 저항모멘트를 충분히 빔에 도입시킬 수 있어보다 내구성이 향상된 프리스트레스 강합성빔의 제작이 가능해진다.
상기 하부강연선(400)의 경우 도2와 같이 그 정착위치는 빔 단부가 되며, 상부강연선(200)의 정착위치는 빔 단부면으로부터 소정의 거리(약1M-5M) 이격된 정착블럭(600)이 된다. 하부강연선 및 상부강연선은 모두 프리스트레스 강합성빔에서 2차 프리스트레스를 도입시키기 위한 것으로서 긴장장치에 의하여 긴장된 후 정착됨으로서 강합성빔에 소요의 2차 프리스트레스가 도입되도록 한다. 이로서 상당히 큰 프리스트레스가 빔 단부에 집중될 수밖에 없는데 이러한 국부적인 응력집중은 빔 단부의 균열로 이어져 단부에의 응력집중의 정도를 줄일 필요가 있다.
본 고안에서는 2가지 수단을 이용하여 빔 단부에의 국부적인 응력집중을 방재하도록 한다.
첫째는 특히 상부강연선(400)의 정착위치를 종래와는 달리 빔의 단부로부터 벗어나도록 한다. 즉 하부강연선의 정착위치는 빔의 단부로 하고, 상부강연선(200)의 정착위치를 빔의 단부로부터 약1-5M 정도 이격되어 강형의 복부 근처에 테이퍼 형상의 정착블럭(600,외부 정착장치)을 형성시키고 상부강연선을 상기 정착블럭(600)에 정착시킨다. 이로서 빔 단부에는 하부강연선에 의한 응력집중만이 고려되어 보다 적은 빔 단부의 응력집중을 유도할 수 있게 된다.
둘째는 하부강연선의 정착에 따른 빔 단부의 응력집중에 대항하는 단부지지체(700)를 도2와 같이 빔 단부를 감싸도록 하여 응력집중에 의한 단부균열을 방지하게 된다.
상기 단부지지체(700)는 다수의 강판을 박스 형상으로 제작한 것으로서, 케이싱 콘크리트 내부에 뿐만 아니라 I형 강재와 같은 강형의 복부부위 즉 상, 하부플랜지 사이에 상부수직판(710)을 형성시켜 강합성빔의 단부가 효과적으로 보강되게 하고, 하부플랜지 콘크리트 내부에는 최적의 보강구조가 형성되도록 내부중간보강판(720)을 형성시키고 있다.
이러한 내부중간보강판(720)은 콘크리트 충진에 방해되지 않도록 도2a와 같이 십자형 또는 도2b와 같이 일정간격으로 형성된 다수의 일자형으로 구성된 구조로 형성된다.
이러한 내부중간보강판은 그 크기 및 구조가 내부중간보강판 내부로 하부콘크리트가 원활하게 타설, 충진되어 질 수 있다는 장점이 있다.
이러한 구조로 형성된 단부지지체(700)는 프리스트레스 프리플렉스 합성빔 단부에 형성되며, 하부강연선이 관통되어 정착되는 구멍이 다수 형성된 정착판(730)으로 폐합되어 구성되며, 이때 정착판은 프리스트레스 프리플랙스 강합성빔 전체에 걸쳐 배열되어진 하부강연선(400)이 통과할 수 있도록 하부에 다수 구멍이 천공되어 있으며, 하부판(740), 내부중간보강판(720), 상부수직판(710)을 포함하는 단부지지체를 견고하게 접합시켜서 일체를 이루도록 한다.
부착용보강재(750)는 도2c와 같이 기존의 단부지지체가 하나의 박스형태로만 형성되어 하부플랜지 콘크리트와의 접착성이 떨어져 단부지지체를 둘러싸고 있는 외부 콘크리트가 박리, 탈락되는 등의 결함 발생 문제를 해결하기 위한 것으로서 단부지지체(700)와 케이싱콘크리트(500)와의 부착성을 보다 향상시키기 위해 하부콘크리트의 표면 안쪽에 철근, 와이어매쉬와 같은 부착보강재로 보강되도록 한다.
도3a, 도3b 및 도3c는 상기와 같은 기능상의 효과를 가지는 내부중간보강판(720)의 다양한 형상의 구체예를 도시한 것이다.
도3a는 직사각형 형상으로 형성되는 내부중간보강판(721)에 대한 구체예이고,
도3b와 같이 사다리꼴 내부중간보강판(722)의 경우 원활한 하부플랜지 콘크리트의 충진을 위한 형상으로서, 개방형 구조로 형성되도록 한 것이고,
도3c와 같이 반달형 내부중간보강판(723)의 경우도 내부중간보강판(720)을 구성함에 있어, 내부지지판 내부로 하부콘크리트가 원활하게 타설, 충진되어 질 수 있도록 되어 있는 개방형 구조로 되어있다.
본 고안은 프리스트레스 강합성빔을 구성하는 케이싱콘크리트의 단면크기를 최적으로한 상태에서 인장재를 크게 상부 및 하부강연선으로 나누고, 그 긴장 및 정착시기를 슬래브콘크리트 타설 및 양생 이전, 이후로 나누어 2차 프리스트레스를 도입시킴으로서 최적의 단면구성을 가진 강합성빔 제작이 가능하며, 인장재의 사용량을 획기적으로 절감할 수 있어 경제적인 강합성빔 제작이 가능하고, 슬래브콘크리트와 강합성빔이 일체화되어 외력에 저항 할 수 있도록 하여 역학적으로 우수하고, 건조수축 및 크리프에 의한 케이싱콘크리트의 2차 프리스트레스의 손실을 줄일 수 있어 내구성이 뛰어나며, 단부에 응력집중을 방지할 수 있는 프리스트레스 강합성빔 제작이 가능하다.

Claims (3)

  1. 하나의 강판 또는 적층된 강판으로 형성된 강형;
    강형의 하부플랜지 하단에 분산 설치되는 강연선으로서 빔의 자중, 슬래브콘크리트의 자중 및 가로보의 자중에 저항하도록 슬래브콘크리트가 형성되기 이전에 긴장 후 정착되는 하부강연선;
    상기 하부강연선 정착 후 형성되는 슬래브콘크리트;
    강형의 하부플랜지 상단에 분산 설치되는 강연선으로서 슬래브콘크리트가 형성된 이후에 활하중 및 교량상부고정하중에 저항하도록 긴장 후 정착되는 상부강연선; 및
    상기 I형 강형의 하부플랜지, 상기 하부 및 상부강연선이 내부에 수용되도록 형성된 케이싱콘크리트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 강합성빔의 설치구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하부강연선의 단부는 빔의 단부에 긴장 후 정착되며, 상부강연선은 빔의 단부로부터 안쪽으로 이격된 위치에서 정착블럭에 긴장 후 정착되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 강합성빔의 설치구조.
  3. 제2항에 있어서, 상기 빔의 단부에 정착된 하부강연선에 의한 국부응력집중을 방지하기 위한 지지체로서, 상기 지지체는
    케이싱콘크리트 하부면에 접하여 형성된 하부판;
    상기 하부판 상부면과 I형 강형의 하부플랜지 사이에 형성되고, 십자형상의 보강판, 사각형상의 보강판, 사다리꼴형상의 보강판 및 반달형상의 보강판 중 어느 하나로 형성된 내부중간보강판;
    상기 하부플랜지와 상부플랜지 사이에 형성된 상부수직판; 및
    하부강연선 관통용 구멍이 하부에 형성된 정착판;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 강합성빔의 설치구조.
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