KR200375130Y1 - 프리캐스트 프리스트레스트 철근콘크리트 바닥판과 이를구비한 교량 - Google Patents

Abstract

프리캐스트 프리스트레스트 철근콘크리트 바닥판이 개시된다. 교량의 주형 위에 교축방향과 교축직각방향으로 분할 장착되되 양단이 주형에 걸쳐져서 주형과 일체화되는 철근콘크리트 슬래브로써, 슬래브 내부에 교각직각방향으로 외부로부터 PC 스트랜드가 삽입되는 적어도 하나 이상의 쉬스파이프가 매설된다.

Description

프리캐스트 프리스트레스트 철근콘크리트 바닥판과 이를 구비한 교량{Precast Prestressed reinforced concrete bottom plate, and bridge having the same}

본 고안은 프리캐스트 프리스트레스트 철근콘크리트 바닥판과 이를 구비한 교량에 관한 것이다.

특히, 교량의 주형 위에 교축방향과 교축직각방향으로 분할 장착되되 양단이 주형이 걸쳐져서 주형과 일체화되며, 몸체 내부에 교축직각방향으로 외부로부터 PC스트랜드가 삽입되는 적어도 하나 이상의 쉬스파이프가 매설되는 프리캐스트 프리스트레스트 철근콘크리트 바닥판에 관련한다.

종래의 교량에 있어서, 교량의 주형 위에 바닥판을 설치하기 위해서는, 현장에서 거푸집을 제작하고, 이 거푸집에 철근을 배근한 후 콘크리트를 타설하고 장시간의 콘크리트 양생 후 바닥판에 프리스트레스를 도입함으로써 바닥판을 완성하였다.

그러나, 위와 같은 종래의 교량 시공방법에서는, 현장에서 바닥판을 제작하게 되므로 품질관리에 어려움이 있었으며, 거푸집 제작, 콘크리트의 양생 등에 많은 시간이 소요되어 공사기간이 장기화된다는 문제점이 있었다. 또한, 현장에서 철근을 배근하여야 하므로, 많은 공사인력이 필요하였고, 특히 도심지에서 교량을 건설하는 경우, 현장 작업이 많으므로 넓은 작업공간이 필요하고, 장기간의 공사기간이 필요하므로 그에 따른 교통 소통 장애가 발생하는 등의 문제점이 발생하였다.

이를 해소하기 위하여 개발된 것이 프리캐스트 프리스트레스트 철근콘크리트 바닥판 교량이다. 교량에서는, 현장이 아닌 공장에서 미리 철근콘크리트 슬래브로 구성된 바닥판을 제작하고, 미리 제작된 프리캐스트 바닥판을 교량 시공현장으로 이동하여 교량의 주형 위에 거치시켜 프리스트레스를 도입하여 바닥판을 일체화시킨 후 전단연결부를 타설하여 바닥판과 주형을 합성함으로써 교량을 완성하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 공개특허공보 제2001-45640호에서는 바닥판의 횡방향 양단에 방호벽의 내부로 관통 삽입되는 방호벽 고정강봉이고정 설치되어 있는 방호벽설치부가 형성되어 있으며, 바닥판에는 바닥판의 내부에 배치된 종방향긴장재의 단부를 노출시켜 유압잭에 의하여 긴장할 수 있도록 내부로 파여진 홈으로 구성되며 유압잭에 의하여 종방향긴장재가 긴장되어 정착된 후 채움재에 의하여 채워지는 유압잭설치부가 형성되어 있으며, 바닥판의 측면에는 긴장된 횡방향긴장재의 단부가 외기와 접촉하는 것을 방지하기 위하여 수지에 의하여 채워지는 홈이 형성되어 있는 프리캐스트 철근콘크리트 바닥판이 개시되어 있다.

그러나, 이 기술에 의하면, 여러 가지의 단점이 존재한다.

먼저, 교량폭이 아주 큰 경우, 예를 들어, 10m 이상의 교량의 경우, 바닥판이 운반장비의 용량을 초과할 우려가 있어 국내 교통 여건상 운송이 불가능하며, 현장에서의 취급도 곤란하다는 문제점이 있다.

또한, 횡방향긴장재는 직선으로 배치되어 휨 모멘트와 전단력에 효과적으로 대응하지 못한다.

더욱이, 주형과 바닥판을 결합하는 경우, 전단스터드와 스터드 고정홈을 설치하고, 무수축 몰탈을 이용해야 하므로 작업성이 나쁘고 경제적으로 불리하다. 이와 함께, 주형과 바닥판 사이에 슬라이딩이 발생할 우려가 높다.

또한, 인접하는 바닥판 사이의 일체성을 얻기 위하여 교축방향 프리스트레스를 도입해야 하므로 작업이 번거롭고 경제성이 떨어진다.

따라서, 본 고안의 목적은 운반이나 취급이 용이하여 교폭이 큰 교량에 쉽게적용할 수 있는 프리캐스트 프리스트레스트 철근콘크리트 바닥판을 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 인장응력과 압축응력에 대해 효과적으로 대응할 수 있는 프리캐스트 프리스트레스트 철근콘크리트 바닥판을 제공하는 것이다.

본 고안이 또 다른 목적은 상기한 바닥판을 구비한 교량을 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적과 특징들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 명확하게 이해될 것이다.

도 1의 본 고안의 일 실시예에 따른 프리캐스트 프리스트레스트 철근콘크리트 바닥판을 보여주는 사시도이다.

도 2는 본 고안의 바닥판을 이용하여 시공한 교량을 대략적으로 보여주는 사시도이다.

도 3과 도 4는 각각 도 2의 Ⅲ-Ⅲ과 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단한 단면도이다.

본 고안의 일측면에 따르면, 교량의 주형 위에 교축방향과 교축직각방향으로 분할 장착되되 양단이 주형에 걸쳐져서 주형과 일체화되는 철근콘크리트 슬래브로써, 슬래브 내부에 교축직각방향으로 외부로부터 PC 스트랜드가 삽입되는 적어도 하나 이상의 쉬스파이프가 매설되는 프리캐스트 프리스트레스트 철근콘크리트 바닥판이 개시된다.

바람직하게, 쉬스파이프는 슬래브에 가해지는 인장응력과 압축응력을 상쇄시키는 형태의 단면 프로파일을 갖는다.

본 고안의 다른 측면에 따르면, 교각 위에 교축방향으로 연장되는 복수개의 주형이 교축직각방향으로 나란히 배치 고정되고, 교축직각방향으로 인접하는 주형에 양단이 걸치도록 복수개의 바닥판들이 배치되고, 바닥판은 주형과 일체화되는 철근콘크리트 슬래브로써, 슬래브 내부에 교축직각방향으로 외부로부터 PC 스트랜드가 삽입되는 적어도 하나 이상의 쉬스파이프가 정모멘트와 부모멘트에 저항하는 형태로 매설되며, 배치된 바닥판들 사이의 공간에서 바닥판들은 철근을 이용하여 상호 결합되고, 매설된 쉬스파이프가 교축직각방향 전체에 걸쳐 연통되도록 결합되며, 이 공간에 콘크리트를 타설하고, 쉬스파이프에 PC 스트랜드를 삽입하여 인장 정착하고, 교축직각방향으로 양측 가장자리의 바닥판에 방호벽이 설치된 프리캐스트 바닥판을 구비한 교량이 개시된다.

바람직하게, 양측 가장자리의 바닥판은 현장에서 콘크리트 타설로 시공될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일 실시예를 설명한다.

도 1의 본 고안의 일 실시예에 따른 프리캐스트 프리스트레스트 철근콘크리트 바닥판을 보여주는 사시도이다.

바닥판(200)은 철근들(202)이 측면으로부터 노출되도록 매설된 철근콘크리트 슬래브(201)로 이루어지며, 교량의 주형 위에 교축방향과 교축직각방향으로 분할 장착되어 주형과 일체화된다.

철근콘크리트 슬래브(201) 내부에는 교축직각방향으로 적어도 하나 이상의 쉬스파이프(204)가 매설되어 외부로부터 PC 스트랜드가 삽입될 수 있도록 한다.

바람직하게, 쉬스파이프(204)는 철근콘크리트 슬래브(201)에 가해지는 인장응력과 압축응력을 상쇄시키는 형태의 단면 프로파일을 갖는다.

도 2는 본 고안의 바닥판을 이용하여 시공한 교량을 대략적으로 보여주는 사시도이고, 도 3과 도 4는 각각 도 2의 Ⅲ-Ⅲ과 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단한 단면도이다.

교각(1) 위에는 교축방향으로 연장되는 다수개의 주형(100)이 교축직각방향으로 평행하게 배치 고정되고, 인접하는 주형(100)을 교축직각방향(도 2의 화살표 A로 표시)으로 상호 연결하는 가로보(150)가 교축방향으로 일정한 간격으로 설치된다.

바닥판(200)은 교축방향과 교축직각방향으로 각각 분할되어 주형(100) 위에 장착되는데, 교축직각방향에서 바닥판(200)의 양단은 인접하는 주형(100) 위에 각각 걸친다.

양측 가장자리에 위치하는 주형(100) 위에 걸치는 바닥판(200)으로부터 외측으로 콘크리트를 타설하여 제작된 타설 바닥판(250)이 연장되며, 타설 바닥판(250) 위에 방호벽(300)이 설치된다. 타설 바닥판(250)은 현장 시공 시에 설치되며, 방호벽은 미리 제작된 프리캐스트 방호벽이 이용될 수도 있다.

도 3과 도 4를 참조하면, 주형(100) 위에 배치된 후 인접하는 바닥판(200) 사이에서 바닥판(200)의 측면으로부터 돌출된 철근들(202)은 상호 적절한 방법으로 결합되며, 교축직각방향으로 외부에 노출된 쉬스파이프(204) 사이는 커플러(206)에 의해 연결된다.

인접하는 바닥판(200) 사이의 공간은 콘크리트를 타설하여 전체 바닥판들(200)을 일체화시킨다.

이하에서는 상기와 같은 구조를 갖는 교량의 시공방법을 설명한다.

교각(1) 위에 다수개의 주형들(100)이 고정 설치된 후, 본 고안에 따른 프리캐스트 프리스트레스트 철근콘크리트 바닥판들(200)이 교축직각방향 및 교축방향으로 배치된다.

상기한 바와 같이, 프리캐스트 프리스트레스트 철근콘크리트 바닥판들(200)은 교축직각방향으로 양단이 주형(100)에 일정한 부분이 걸치도록 배치된다.

바닥판들(200)이 배치된 후, 바닥판(200)의 측면으로 돌출된 철근들(202)을 이용하여 인접한 바닥판들(200)을 결합한다. 이때, 도시되지는 않았지만, 주형(100)으로부터 상부로 돌출되는 철근들도 같이 결합될 수 있다. 이와 함께 교축직각방향으로 인접한 바닥판들(200) 사이에서 노출된 쉬스파이프(204)는 커플러(206)를 이용하여 연통시킨다.

한편, 타설 바닥판(250)(캔틸레버부 바닥판)을 위한 거푸집을 설치하며, 거푸집 내에는 양측 가장자리의 바닥판(200)의 쉬스파이프(204)와 연결되는 연장 쉬스파이프(207)를 미리 매립한다.

이후, 바닥판들(200) 사이의 공간과, 거푸집 내에 콘크리트(240)를 타설한다.

콘크리트가 양생된 후, 외부로 노출된 한 쪽의 연장 쉬스파이프(207)에 PC 스트랜드(미도시)를 삽입하여 반대쪽 연장 쉬스파이프(207)로 돌출되도록 한 다음, PC 스트랜드를 인장 정착하고 단부정착판(210)을 이용하여 양측 타설 바닥판(250)의 외측에 고정한다. 바람직하게, 양측 타설 바닥판(250)의 외측면에 홈을 형성하고 단부정착판(210)이 홈 내에 위치하도록 한 다음 에폭시를 충진하여 부식으로부터 보호할 수 있다.

한편, PC 스트랜드의 정착은 콘크리트를 타설하기 전에 이루어질 수도 있다.

이후, 타설 바닥판(250) 위에 방호벽(300)을 설치하고, 바닥판(200)과 타설된 콘크리트(240)로 이루어지는 표면 위에 포장을 함으로써 교량을 완성하게 된다.

한편, 바닥판(250)이 타설에 의해 형성되지 않고, 프리캐스트 바닥판을 이용하는 경우에는 타설 바닥판(250)을 위해 거푸집을 설치하는 과정이 생략될 수 있다.

이상에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 따라서, 본 고안의 범위는 상기한 실시예에 국한되어서는 안되며, 이하에 서술되는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

상기한 바와 같이, 본 고안에 따르면 여러 가지의 이점을 갖는다.

먼저, 교량폭이 아주 큰 경우에 있어서도, 설치되는 바닥판의 사이즈는 적절하게 설정할 수 있기 때문에 운반이 용이하고 현장에서의 취급도 쉽다는 이점이 있다.

또한, 교축직각방향으로 매설되는 쉬스파이프가 바닥판에 가해지는 인장응력과 압축응력을 상쇄시키는 형태의 단면 프로파일을 갖기 때문에 인장응력과 압축응력에 대해 효과적으로 대응할 수 있다. 즉, 정모멘트와 부모멘트에 효과적으로 대응할 수 있다.

더욱이, 주형과 바닥판을 결합하는 경우, 콘크리트 타설에 의하여 간단하게 결합되므로 작업성이 우수하고 경제적으로 좋다는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 교량의 주형 위에 교축방향과 교축직각방향으로 분할 장착되되 양단이 상기 주형에 걸쳐져서 상기 주형과 일체화되는 철근콘크리트 슬래브로써, 상기 슬래브 내부에 상기 교축직각방향으로 외부로부터 PC 스트랜드가 삽입되는 적어도 하나 이상의 쉬스파이프가 매설되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 프리스트레스트 철근콘크리트 바닥판.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 쉬스파이프는 상기 슬래브에 가해지는 인장응력과 압축응력을 상쇄시키는 형태의 단면 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 프리스트레스트 철근콘크리트 바닥판.
3. 교각 위에 교축방향으로 연장되는 복수개의 주형이 교축직각방향으로 나란히 배치 고정되고,

   상기 교축직각방향으로 인접하는 주형에 양단이 걸치도록 복수개의 바닥판들이 배치되고,

   상기 바닥판은 상기 주형과 일체화되는 철근콘크리트 슬래브로써, 상기 슬래브 내부에 상기 교축직각방향으로 외부로부터 PC 스트랜드가 삽입되는 적어도 하나 이상의 쉬스파이프가 정모멘트와 부모멘트에 저항하는 형태로 매설되며,

   상기 배치된 바닥판들 사이의 공간에서 상기 바닥판들은 철근을 이용하여 상호 결합되고, 상기 매설된 쉬스파이프가 상기 교축직각방향 전체에 걸쳐 연통되도록 결합되며,

   상기 공간에 콘크리트를 타설하고, 상기 쉬스파이프에 PC 스트랜드를 삽입하여 인장 정착하고, 상기 교축직각방향으로 양측 가장자리의 바닥판에 방호벽이 설치된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 바닥판을 구비한 교량.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 양측 가장자리의 바닥판은 현장에서 콘크리트 타설로 시공되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 바닥판을 구비한 교량.