KR200375142Y1 - 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔의설치구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가교용 빔, 구조용 빔, 보강대상이 되는 빔에 소요의 압축 프리스트레스를 도입시키기 위하여, 빔 양 단부에 형성시킨 슬라이딩부;상기 슬라이딩부에 접하면서 빔의 양 단부를 감싸도록 ㄷ자형으로 형성된 부재로서 양 측면에 장착된 정착장치를 포함하는 긴장재정착부재; 및 상기 빔의 복부면에 돌출 장착된 판재로써, 상기 정착장치 사이에 긴장 후 정착되는 긴장재가 빔의 복부를 따라 관통삽입될 수 있도록 수평관통공이 형성된 중간지지부재;를 포함하는 빔 외부에 설치되는 프리스트레스 도입용 긴장장치에 관한 것이다.

Description

프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔의 설치구조{Construction Structure of Beam with Apparatus for Prestressing}

본 고안은 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔의 설치구조에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 가교용 빔, 구조용 빔, 보강대상이 되는 빔에 소요의 압축 프리스트레스를 도입시키기 위하여 빔 외부에 설치되는 프리스트레스 도입용 긴장장치에 관한 것이다.

본 고안과 관련된 종래의 프리스트레스 도입장치를 도시한 것이 도 1a 및 도 1b이다.

도 1a는 특허 제 265697호에 소개된 외부프리스트레스 보강공법을 위한 개량된 지압지지방식의 정착방법 및 장치에 관한 것으로써, PS 콘크리트 거더에 정착판(1)을 소수의 앵커볼트(2)로 부착하고, 거더의 단부에 단부판(3)을 상기 정착판(1)과 용접하여 부착하고, 상기 정착판상에 정착대(4)를 설치하고 정착대에 지지된 정착구를 통하여 외부강선(5)을 긴장하는 지압지지방식의 정착방법 및 장치에 있어서, 상기 단부판(3)의 연장선상에 하나이상의 사각버팀판(6)을 두고, 상기 버팀판과 정착판의 사이를 용접하여 부착시킨 것이다. 이때 상기 단부판과 정착판의 연결상태는 전체적으로 ㄷ 자형으로 설치되며, 단부판(3)과 정착판(1)은 빔의 수직높이보다 작은 크기로 빔 단부에 고정설치되어 있다.

이러한 정착방법은 본 고안과 관련하여 빔 단부를 감싸도록 설치된 단부판과 정착판의 ㄷ 자형의 설치형태 및 설치크기에 유사하다는 점은 있으나 프리플렉스 보에 의하여 도입되는 프리스트레스 도입방식까지 확장 적용될 수 있는 본 고안과는 차이가 있다.

상기 종래기술과 유사하게 ㄷ 자형 양단지지 브래키트(10)를 사용하는 다른 종래기술이 특허 141551호 교량빔의 보수방법 및 보수장치로써 도 1b에 소개되어 있다.

역시 본 고안과 관련하여 빔 단부를 감싸도록 일체로 형성시킨 양단지지 브래키드의 설치형태 및 중간지지브래키트를 사용한다는 점에서는 유사하다는 점은 있으나 프리플렉스 보에 의하여 도입되는 프리스트레스 도입방식까지 확장 적용될 수 있는 본 고안과는 역시 차이가 있다.

상기 프리플렉스 보에 의하여 빔에 프리스트레스를 도입시키는 방법으로 소개된 것이 특허 제 392679호 외부프리스트레싱 강재보 및 그 제작방법과 그 강재보에 의한 교량시공방법이며, 도 1c를 기준으로 살펴본다.

강재보(20) 하부플랜지 하부면 양 단부에 돌출 설치된 정착부(21), 하부면 중앙부에 돌출설치된 편향부재(22)가 부착 고정되어 있으며, 텐던(23)이 강재보 하부면으로부터 소정거리 이격되어 정착부 사이에 설치되도록 하되 편향부재(22)와 비접착상태로 평행하게 설치된다.

이때, 텐던을 프리스트레싱 시키게 되면 인장력에 의하여 강재보가 위로 만곡하게 솟음처리되는데 이때 상기 솟음처리된 강재보가 프리플렉스 보에 해당되며 솟음처리된 강재보는 적어도 솟음량을 상쇄시킬 수 있을 만큼의 상부재하하중에 저항할 수 있게 된다. 더 나아가 상기 솟음량을 상쇄시킬 만큼의 상부재하하중에 의한 하향처짐 이상이 발생하는 경우에는 솟음처리되면서 텐던으로부터 상향 이격된 편향부재가 텐던을 다시 하향으로 내리누르게 되면서 텐던에 일종의 반력으로 추가 인장력이 도입되도록 하는 효과를 가지게 되고 이러한 추가 인장력은 결국 강재보에 상향 수직력을 발생시켜 결국 솟음량을 상쇄시킬 만큼의 상부재하하중에 대해서도 충분히 저항할 수 있게 된다는 기술적효과가 기재되어 있다.

하지만 이러한 장점에도 불구하고, 여러 가지 문제점이 발생할 수 있는데,

첫째는 정착부(21) 및 편향부재(22)가 강재보의 하부면에 설치되어 그 설치 높이만큼 교량의 형고를 감소시키거나 통수단면적이 감소된다는 문제점이 있다. 이는 제한적인 형고 및 통수단면적을 요구하는 교량의 경우에는 그 적용자체가 불가능하다는 문제점을 발생시키므로 그 적용에 한계가 있을 수 있다는 문제점이 있었다.

둘째는 정착부(21)가 강재보 하부면에 용접 또는 볼트에 의하여 부착고정되는데 이는 결국 볼트 등에 의한 전단지지력에 의하여 텐던에 도입되는 인장력을 지지하는 방식에 해당된다. 하지만 장지간의 강재보를 설치할 경우에 텐던에 도입되는 인장력이 커질 수 밖에 없고 이러한 인장력을 정착부가 지지하기 위해서는 정착부와 강재보 하부면에 설치되는 볼트 및 접촉면적을 크게 형성시켜야 한다는 문제점이 있었다.

셋째는 텐던(23)의 인장에 의하여 프리스트레스를 도입시킴에 있어 역학적으로 효율성이 다소 떨어진다는 문제점이 있다. 즉, 텐던이 수평으로 설치된 상태에서 인장시켜야 하기 때문에 포물선 형태로 텐던을 설치한 후 인장시키는 방식과 비교하여 상대적으로 큰 인장력을 도입시켜야 한다는 문제점이 있었다.

넷째는 강재보(20)에 프리스트레스를 도입시킬 때 솟음량에 따라 정도의 차이는 있지만 강재보는 상하면으로 휘어지는 것뿐 아니라 뒤틀림이 발생할 수 있다. 이러한 뒤틀림에 저항하기 위해서는 뒤틀림강성을 충분히 확보할 필요가 있는데 이를 위해서는 다이아프레임과 같은 보강재 설치가 별도로 필요하다는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로써,

본 고안의 목적은 프리플렉스 보 방식으로 구조용 빔에 프리스트레스를 효율적으로 도입시키면서도, 정착장치를 지압지지방식으로 설치할 수 있도록 하여 보다 안전하게 프리스트레스를 도입시킬 수 있으며, 뒤틀림강성을 용이하게 충분히 확보할 수 있는 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔, 그 설치구조를 제공하는 것이다.

본 고안은 상기 기술적과제를 달성하기 위하여

첫째, 긴장재를 긴장후 정착함에 있어 필요한 정착부재, 긴장재를 빔 중간에서 지지하는 중간지지부재를 빔 하부면에 설치하지 않고 빔 복부에 설치되도록 하여 정착장치에 의하여 빔의 형고가 증가되는 결과가 초래되지 않도록 하였다.

둘째, 긴장재를 긴장함에 있어 필요한 정착장치를 빔의 양 단부를 ㄷ 자형으로 감싸는 방식으로 설치하여 지압지지방식으로 정착장치를 설치함으로써, 보다 안정적으로 긴장재의 인장력을 지지할 수 있도록 하였다.

셋째, 긴장재를 최초 설치할 때는 포물선 형태로 설치하면서 긴장시킴에 따라 긴장재가 수평으로 최종 인장될 수 있도록 긴장재의 정착장치가 빔의 상부에서 하부로 슬라이딩되면서 이동될 수 있도록 하여 긴장재 설치작업의 효율성이 커지도록 하였다.

넷째, 하부구조물의 코핑부라고 할 수 있는 상부를 양쪽으로 벌어지는 형태로 설치하기 위하여 추가적인 프리플렉스 보를 하부구조물 위에 설치한 후, 본 고안의 정착장치가 설치된 빔을 상기 프리플렉스 보 상부에 설치함으로써 결과적으로 보다 장지간의 교량구조물이 설치될 수 있도록 하였다.

다섯째, 하부구조물의 코핑부라고 할 수 있는 상부를 확장시키기 위하여 추가적인 수평 지지용 빔을 설치하거나, 인장재를 사용하여 연결되는 본 고안의 정착장치가 설치된 빔이 서로 연결되도록 하여 역시 결과적으로 보다 장지간의 교량구조물이 설치될 수 있도록 하였다.

본 고안을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 고안의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 고안에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 고안의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.

본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치(100)는 빔 양 단부에 형성시킨 슬라이딩부(110); 상기 슬라이딩부에 접하면서 빔의 양 단부를 감싸도록 ㄷ자형으로 형성된 부재로서 양 측면에 장착된 정착장치(123)를 포함하는 긴장재정착부재(120); 및 상기 빔의 복부면에 돌출 장착된 판재로써, 상기 정착장치 사이에 긴장 후 정착되는 긴장재(130)가 빔의 복부를 따라 관통삽입될 수 있도록 수평관통공이 형성된 중간지지부재(140);를 포함하여 구성된다.

도 2a는 상기 슬라이딩부(110), 긴장재정착부재(120), 긴장재(130) 및 중간지지부재(140)가 특히 I형강 빔에 설치된 상태를 도시한 것이다.

상기 슬라이딩부(110), 긴장재정착부재(120), 긴장재(130) 및 중간지지부재(140)는 I형강의 하부플랜지면 하부에 설치되지 않고 I형강의 복부에 설치되도록 하였기 때문에 빔의 형고 및 통수단면 제한에 영향을 끼치지 않게 된다.

상기 슬라이딩부(110)는 I형강 단부에 안쪽으로 하향 경사지게 형성되는 일종의 미끄럼판의 역할을 한다. 이러한 슬라이딩부(110)를 형성시키는 방식은 통상의 수직면으로 된 I형강 단부면에 별도의 하향경사부를 부착시키는 방식으로 형성시킬 수도 있으나 바람직하게는 도 2b와 같이 I형강의 단부를 하향경사지게 절삭하여 자연스럽게 형성시킨다. 나아가 긴장재정착부재가 그 무게에 의하여 슬라이딩되지 않을 정도의 경사각을 가지되 긴장재에 가해지는 인장력에 의해서 용이하게 슬라이딩될 수 있도록 조정함이 바람직하다.

경사져 절삭된 단부면에 슬라이딩을 용이하게 하면서 단부를 보강하기 위하여 도 2c와 같이 슬라이딩판(111)을 더 부착시킨다. 즉 긴장재정착부재(120)의 접면부재(121)가 슬라이딩판(111)과 접하여 안정적으로 슬라이딩되도록 하면서, 슬라이딩판이 단부보강판의 역할도 할 수 있도록 단부면적에 해당하는 크기로 제작하여 절삭된 단부면에 부착시킨다. 이때 슬라이딩판과 절삭된 I형강 단부 사이에는 사각 또는 삼각판재로 응력보강판(112)을 더 설치할 수 있으며, 상기 슬라이딩판은 강재판을 용접시켜 설치해도 되지만 접착제로 부착시킬 수 있는 FRP 판을 부착시켜도 상관없다.

I형강이 아닌 PSC 빔 등과 같은 빔의 경우에는 슬라이딩부(110) 형성에 있어 단부를 절삭할 수도 있지만 빔 제작 시 부터 미리 하향 경사진 슬라이딩부가 형성되도록 미리 단부형태를 형성시키는 방식을 취하면된다. 이때 하향 경사지도록 형성된 단면 그대로 슬라이딩부로 이용해도 되지만 추가적으로 슬라이딩판을 부착시켜도 상관없다.

상기 슬라이딩부(110)과 접하면서 하향경사진 빔 단부를 슬라이딩 하면서 설치된 긴장재(130)에 의하여 빔에 프리스트레스를 도입시키는 구성이 바로 본 고안의 긴장재정착부재(120)이며 도 2d를 기준으로 설명한다.

상기 ㄷ자형 긴장재정착부재(120)는 빔의 슬라이딩부 또는 I형강 단부(이하 빔 단부라 한다.)의 슬라이딩판(111)에 접하여 형성되며, 적어도 슬라이딩부 또는 슬라이딩판의 높이보다 작은 높이를 가지도록 형성된 접면부재(121); 및 상기 접면부재 양 측단에 빔 또는 I형강의 복부쪽으로 연장되며 외측면에 긴장재용 정착장치(123)가 설치된 측면부재(122);를 포함하여 구성된다.

긴장재정착부재(120)는 슬라이딩부(110)에 접하면서 빔 단부를 감싸면서 전체적으로 ㄷ자형으로 제작된다. 상기 슬라이딩부에 접하는 부위는 접면부재(121)로써 사각판재로 형성될 수 있다. 상기 접면부재는 슬라이딩부가 안쪽에 수용될 수 있을 정도의 폭을 가지게 되며, 높이는 빔 단부의 수직높이보다 작게 형성되어 긴장재 도입에 따른 상,하 슬라이딩이 가능하도록 제작된다. 통상 강판을 이용하여 제작하게 되지만 FRP 부재를 포함한 다른 재료로 제작될 수도 있다.

상기 접면부재의 양 마구리면에는 빔단부로부터 꺽여져 측면부재(122)가 돌출 연장되어 형성되며 긴장재가 긴장,정착되는 정착장치(123)가 외부면에 설치된다. 측면부재(122)와 접면부재(121)는 제작 시 일체로 제작되어 빔 단부에 삽입되는 방식으로 설치된다.

즉, 본 고안의 긴장재정착부재(120)는 긴장재의 긴장에 의한 인장력을 빔의 단부에서 지지한다는 점에서 지압지지방식으로 설치되면서도 빔의 단부에서 슬라이딩되면서 긴장재를 긴장 정착시킬 수 있어 종래의 정착부재와 같이 정착부재를 빔의 단부에 고정시키기 위한 빔의 천공과정, 볼트설치공정 등의 작업이 생략될 수 있어 시공성측면에서도 매우 효율적이라는 장점이 있다.

정착장치(123)는 일단에서 긴장재(130)가 고정될 수 있도록 하고, 타단에서 유압장치를 포함한 긴장수단에 의하여 긴장된 후 정착구에 의하여 정착되는 통상의 구성을 포함한 정착수단을 포함한다.

이때 긴장재정착부재(120)가 슬라이딩부(110)를 따라 상하 슬라이딩될 수 있도록 빔 단부 정확하게는 슬라이딩부 상,하부에 수평으로 돌출된 슬라이딩제어판(150)을 도 2a 및 도 2c와 같이 더 형성시켜 긴장재정착부재(120) 빔 단부로부터 이탈되는 현상이 방지될 수 있도록 한다.

도 2e는 본 고안의 슬라이딩부(110) 및 긴장재정착장치(120)에 긴장재(130)가 설치된 상태를 도시한 것이다. 슬라이딩부(110)의 상단에 긴장재정착장치(120)가 임시로 고정된 상태이다. 이때 긴장재(130)를 빔의 복부에 걸쳐 설치하기 위하여 긴장재(130)를 중간에서 지지하여 주는 부재가 본 고안의 중간지지부재(140)이다.

상기 중간지지부재(140)는 빔 또는 I형강의 복부면에 수직으로 돌출되어 형성되며 하단에 수평관통공(142)이 형성된 수직판재(141); 및 상기 수직판재(141)를 빔 또는 I형강의 플랜지 사이에 고정시키기 위한 상,하부 수평판재(143a,143b);를 포함한다.

도 2f 및 도 2g는 상기 중간지지부재(140)이 빔 중앙부에 설치된 상태의 부부발췌도 및 측면도이다.

수직판재(141)는 빔 복부에 수직으로 빔의 플랜지가 연장된 부위까지 돌출되어 형성되며 하단부에는 수평관통공(142)이 형성된다. 상기 수평관통공(142)에는 긴장재(130)가 삽입되어 긴장재가 빔의 복부에서 긴장 정착될 수 있는 지지구 역할을 하게 된다.

하단부에 수평관통공(142)을 형성시킨 이유는 빔의 하부플랜지 부위에 소요의 압축프리스트레스가 도입되도록 하기 위함이다. 이러한 수직판재는 빔 복부면에 용접 등의 수단으로 고정설치될 수 있으며 볼트를 이용해도 상관은 없다.

상기 수직판재(141)를 빔의 상부 및 하부플랜지 내면에 연장하여 고정시키기 위한 수단이 상,하부 수평판재(143a,143b)이다. 수직판재와 일체로 형성시켜도 상관없으며 수직판재에 작용하는 힘이 상,하부 수평판재(143a,143b)를 통해 빔 전체에 분산되도록 하는 역할도 하게 된다.

추가적으로 상,하부 수평판재(143a,143b)를 플랜지부 내면에 용접하여도 되지만 상,하 플랜지 외부면으로부터 관통되는 볼트를 이용하여 고정시키기 위하여 상부, 하부 덧댐판(144a,144b)을 이용하여도 상관은 없다.

나아가 상,하부 수평판재(143a,143b)로부터 수직판재(141)를 이어주는 경사지지판재(145)를 추가적으로 더 설치함으로써 긴장재가 긴장됨으로써 도입되는 프리스트레스에 의하여 빔의 뒤틀림이 발생하지 않도록 한다.

즉 중간지지부재(140)는 빔 복부면에 설치되어 긴장재를 지지하면서 도입되는 프리스트레스에 의한 뒤틀림 등을 방지할 수 있는 역할을 동시에 가지게 된다.

상기 수평관통공(142)에는 긴장재가 삽입관통되는데 인장력에 의하여 수평관통공과의 접면부위는 응력이 집중될 수 있다. 이에 수평관통공의 직경 및 두께에 대응하는 도시되지 않은 강재 또는 플라스틱재질의 원통형 완충부재를 더 형성시켜 수평관통공에 직접 긴장된 긴장재가 접하지 않도록 할 수 있다.

도 3a 내지 도 3d는 본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치(100)가 설치된 구조용 빔에 프리스트레스가 도입되는 작용상태도를 도시한 것이다.

도 3a와 같이, 빔(200)에 본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치(100)를 설치하되, 긴장재정착부재(120)의 초기 위치는 빔 양 단부 상단에 임시로 고정될 수 있도록 하고, 긴장재(130)는 긴장재정착부재(120)의 정착장치(123)에 고정, 정착될 수 있도록 장착한다. 이때 긴장재(130)는 1차적으로 포물선 형태로 설치될 수 있도록 긴장재가 빔의 복부면에 설치된 중간지지부재(140)의 수평관통공(142)를 관통하여 설치되도록 한다.

도 3b와 같이 긴장재(130)을 양 쪽을 긴장시키면 슬라이딩부(110)를 따라 긴장정착부재(120)이 하방으로 포물선 형태의 긴장재가 펴지면서 수평으로 긴장될 수 있는 위치까지 슬라이딩된다.

위와 같이 긴장재가 포물선형태에서 직선형태로 슬라이딩되면서 긴장되는 방법의 장점은 포물선 형태로 먼저 긴장력을 도입시키면 긴장재의 중앙부위가 수평관통공에 의하여 지지되기 때문에 수평관통공으로부터 빔 상단 긴장재정착장치가 설치된 위치까지의 이격거리(편심거리)에 대하여 긴장력이 작용함으로써 휨모멘트에 의한 긴장력을 도입시킬 수 있어 보다 적은 긴장력으로 긴장재를 긴장시킬 수 있어 역학적으로 효율적이라는 점이다.

따라서 초기에는 적은 긴장력으로 긴장재를 긴장시킨 상태에서 긴장재정착부재가 수평으로 펴진상태를 계속 유지시키면서 긴장재를 일단을 정착시키면 소요의 압축 프리스트레스가 빔에 도입되게 된다.

빔이 특히 I형강인 경우에는 도입된 프리스트레스에 의하여 위로 만곡되도록 솟음처리되어 빔이 프리플렉스 보로써 기능하게되며, 빔이 PSC 빔과 같은 콘크리트 빔인 경우에는 프리플렉스 보로써 기능을 하지는 하지 않지만 외부 프리스트레싱 장치로써 기능하게 된다.

도 3c는 빔이 I형강인 경우에 위로 만곡되어 소정의 솟음처리된 빔에 상부상재하중이 가해진 상태를 도시한 것인데, 도입된 프리스트레스가 상재하중에 의한 휨모멘트가 상쇄되기 전까지는 안정된 빔으로써 기능하게 된다.

도 3d는 상재하중에 의한 휨모멘트가 도입된 프리스트레스를 상쇄하고 남을 정도로 작용하는 경우 중간지지부재(140)가 수평으로 형성된 긴장재(130)를 하향으로 밀게 되기 직전을 도시한 것으로써, 긴장재가 하향으로 밀리는 이후에는 그 반력에 기한 상향력이 다시 빔에 도입되게 된다. 이로써 본 고안의 본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 빔은 프리플렉스 빔보다 더 큰 상재하중이 작용하더라도 안정된 빔으로써 기능할 수 있다는 장점을 추가적으로 구비할 수 있게 된다.

본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔의 설치구조(300)는 가설용 벤트를 포함한 기둥부재(310); 상기 기둥부재 상부에 중앙부가 고정되며 위로 만곡되어 형성되어 양 단부가 서로 이격되어 지지거리가 형성된 빔 지지부재(320); 및 상기 빔 지지부재 위에 빔 설치방향으로 연속되어 설치되는 구조용 빔(330a,330b);을 포함한다.

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 상기 설치구조의 일부정면도, 설치정면도 및 본 고안의 구조용 빔이 포함된 측면도를 도시한 것이다.

본 고안의 설치구조의 기술적특징은 빔 지지부재(320)에 있다. 즉 빔 지지부재는 Y자형으로 양 단부가 벌어지면서 이격되어 지지거리가 형성됨으로써, 지점부가 1개의 빔 지지부재에 2개가 형성됨으로써 지점부 사이에 설치되는 빔(330b)의 전장길이를 짧게 할 수있다는 장점이 있다. 따라서 상대적으로 지간이 길어지는 효과가 있는 것이다.

상기 기둥부재(310)는 교량의 하부구조로써 트러스구조물, 콘크리트기둥 모두를 포함할 수 있으며, 본 고안에서는 사각 또는 원형의 트러스구조물을 기준으로 한다.

빔 지지부재(320)로써, 위로 만곡되어 제작된 프리플렉스 빔을 이용할 수 있으며, 기둥부재와 함께 빔지지부재의 연결형상이 전체적으로 Y자형으로 이루어져 빔 지지부재 양 단부의 지점부 사이에는 지지거리(L1)가 형성된다.

빔 지지부재(320)의 지점부 사이에는 이에 해당하는 전장길이를 가지는 본 고안의 빔을 포함한 다양한 형태의 빔(330a)이 설치되며, 각 기둥부재의 지점부 사이에는 본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔(330b)을 설치하게 된다.

이로써 통상의 기둥부재(310)가 설치된 경우에는 기둥부재 중심축 간의 전장길이를 가지는 빔을 설치해야 하나 본 고안에서는 빔 지지부재의 지점부 외측 간의 전장길이를 가지는 빔을 설치할 수 있게되어 지간은 동일하나 설치되는 빔의 전장길이를 짧게 할 수 있어 보다 장지간의 교량시공이 가능하게 된다.

본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔의 다른 설치구조(400)는 가설용 벤트를 포함한 기둥부재(410); 상기 기둥부재 상부에 중앙부가 고정된 수평부재로서 상기 기둥부재로부터 가설된 경사부재(440)에 의하여 지지되어 양 단부의 거리만큼 지지거리가 형성된 빔 지지부재(420); 및 상기 빔 지지부재 위에 빔 설치방향으로 연속되어 설치되는 구조용 빔(430a,430b);을 포함한다.

도 5a는 상기 다른 설치구조의 일부정면도이다.

도 4a와 비교하여 상이한 점은 전체적으로 Y자형으로 이루어져 빔 지지부재(320)을 이용하지 않고 통상의 수평의 빔 지지부재(420)를 이용하되, 기둥부재(410)의 상부 하단으로부터 지지되는 경사부재(440)를 추가로 설치한다는 것이다.

즉, Y자형으로 이루어져 빔 지지부재(320)의 경우 프리플렉스 빔으로의 작용을 기대하여 설치한 것이지만, 만약 이러한 빔 지지부재의 제작 및 경제성을 고려해야 하는 경우에는 통상의 I형 강형인 빔 지지부재를 이용하되 Y자형으로 양 단부가 벌어지면서 이격되어 지지거리가 형성되는 동일한 기술적효과를 가지는 구성으로서경사부재(440)를 추가로 설치하게 되는 것이다.

상기 빔 지지부재(420)의 위에는 빔 지지부재에 해당하는 전장길이를 가지는 본 고안의 빔을 포함한 다양한 형태의 빔(430a)이 설치되며, 각 기둥부재의 지점부 사이에는 본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔(430b)을 설치하게 된다.

본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔의 또 다른 설치구조(500)는 가설용 벤트를 포함한 기둥부재(510); 상기 기둥부재 상부에 설치된 연속되어 설치되는 구조용 빔(530a,530b);에 있어서, 상기 구조용 빔의 연결부에 구조용 빔의 전장에 걸쳐 빔의 상부를 경유하여 상기 연결부를 거쳐 긴장 후 설치된, 상부인장재(520b); 및 구조용 빔의 연결부를 거쳐 빔의 하부 일부에 설치된 하부인장재(520a);를 포함하는 인장재(520)가 긴장 후 더 설치되는 구조형태이다.

즉, 도 4a 및 도 5와는 달리 빔 지지부재(320,420)를 이용하지 않고, 빔에 추가적인 인장재(520)를 설치하는 경우이다.

상기 인장재는 구조용 빔(530a,530b)의 상부 및 하부에 각각 설치된 상부인장재(520b) 및 하부인장재(520a)로 구분된다.

상기 상부인장재(520b)는 구조용 빔의 연결부를 경유하되 구조용 빔의 상부 전장에 걸쳐 설치시킬 때 긴장작업 후에 설치하게 된다. 이러한 경우에는 추가적으로 구조용 빔에 프리스트레스가 도입될 수 있어 보다 장지간의 구조용 빔의 설치가 가능하게 된다.

이때 구조용 빔의 하부에 발생할 수 있는 인장응력에 저항할 수 있도록 하부인장재(520a)를 연결부만을 거쳐 연결부로부터 이격된 정착장치에 의하여 긴장 후 설치되도록 하게 된다.

상기 기둥부재(510) 위에는 본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔(530a,530b)을 설치하게 된다.

본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔의 설치방법은 슬라이딩부(110), 긴장재정착부재(120) 및 중간지지부재(130)를 포함하는 본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 빔(200)에 압축 프리스트레스를 도입시켜 하부구조물 위에 설치하는 방법으로써, 빔의 양 단부 상부에 위치한 긴장재정착부재 사이에 긴장재를 빔 복부에 포물선형태로 설치하되, 상기 긴장재가 빔의 복부에 설치된 중간지지부재의 수평관통공에 삽입되면서 양 단부를 긴장재정착부재에 장착시키는 단계(s1); 및 상기 긴장재를 긴장시켜 긴장재정착부재가 슬라이딩부를 따라 하향 슬라이딩되어 포물선 형태의 긴장재가 수평으로 펴지면서 빔이 위로 만곡되면서 압축 프리스트레스를 빔에 도입시키는 단계(s2);를 포함하여 구성된다.

먼저, 공장이나 현장부근의 제작장에서 본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔(200)을 제작하게 된다.

I형강의 경우 먼저 양 단부에 형성된 슬라이딩부에 긴장재정착장치를 상단에 임시로 위치시킨 다음, 긴장재의 일단을 긴장재정착장치에 정착시키고, 포물선 형태로 빔 복부를 거쳐 빔 중앙에 설치된 중간지지부재의 수평관통공을 관통시킨 후 타단을 맞은편 긴장재정착장치에 장착시킨다.

긴장재가 장착된 이후에는 긴장재를 긴장시켜 인장력(P)를 가하게 된다. 인장력을 가함에 따라 긴장재와 함께 긴장재정착장치는 빔의 슬라이딩부를 따라 하방경사진 방향으로 슬라이딩을 하게 되어, 최종적으로 긴장재가 수평으로 펴진 상태가 된다. 소요의 프리스트레스가 도입될 때까지 인장력은 횟수, 크기를 적어도 1회이상으로 조절하여 적용할 수 있다.

기둥부재 위에 상기 구조용 빔(200)을 직접 설치하거나 빔 지지부재를 먼저 설치한 후 상기 최종적으로 프리스트레스가 도입된 빔(200)를 설치하게 되는데, 일단 먼저 기둥부재 등에 설치한 후 프리스트레스를 도입시킬 수도 있다.

구조용 빔(200)을 설치한 후에는 용도에 따라 복공판, 슬래브 등을 설치한 후 기둥부재 또는 기둥부재와 빔 지지부재를 해체하게 된다. 기둥부재 또는 빔 지지부재를 영구구조물로 시공한 경우에는 별도의 해체작업이 필요없게 된다.

본 고안의 구조용 빔에 의하여 소요의 프리스트레스를 외부에서 효율적으로 도입함으로써, 가교를 포함한 교량에 있어 신속하고, 경제적이며 안정적인 시공이 가능하게 된다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 종래의 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔을 도시한 것이다.

도 2a는 본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔을 도시한 것이고,

도 2b는 본 고안의 슬라이딩부가 빔에 형성된 상태를 도시한 것이고,

도 2c는 본 고안의 슬라이딩판이 슬라이딩부에 설치된 상태를 도시한 것이고,

도 2d는 본 고안의 긴장재정착부재를 도시한 것이고,

도 2e는 본 고안의 긴장재정착부재에 긴장재가 설치된 빔을 도시한 것이고,

도 2f 및 도 2g는 본 고안의 중간지지부재, 발췌사시도, 측면도를 도시한 것이다.

도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔의 작용상태도를 순서대로 도시한 것이다.

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔의 설치구조를 일부정면도, 설치정면도 및 측면도를 도시한 것이다.

도 5a 및 도 5b는 본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔의 다른 설치구조들의 일부정면도를 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:본 고안의 프리스트레스 도입용 긴장장치

110:슬라이딩부 120:긴장재정착부재

130:긴장재 140:중간지지부재

142:수평관통공

200,330b,430b,530a,530b:프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 빔

320:Y자형 빔지지부재 420:빔지지부재

440:경사부재 520a:하부인장재

520b:상부인장재

Claims (9)

1. 빔 양 단부에 형성시킨 슬라이딩부;

   상기 슬라이딩부에 접하면서 빔의 양 단부를 감싸도록 ㄷ자형으로 형성된 부재로써 양 측면에 장착된 정착장치를 포함하는 긴장재정착부재; 및

   상기 빔의 복부면에 돌출 장착된 판재로써, 상기 정착장치 사이에 긴장 후 정착되는 긴장재가 빔의 복부를 따라 관통삽입될 수 있도록 수평관통공이 형성된 중간지지부재;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 도입용 긴장장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 빔이 I형강인 경우에 슬라이딩부는 I형강의 양 단부를 하방 경사지게 단부처리하여 형성시킨 슬라이딩면에 접하여 I형강의 단부면적에 대응한 크기의 슬라이딩판을 고정하여 형성시키는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 도입용 긴장장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 슬라이딩판의 상하부에 수평으로 돌출되어 긴장재정착부재의 슬라이딩을 제어하기 위한 슬라이딩제어판이 추가로 더 형성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 도입용 긴장장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 중간지지부재의 수평관통공에 원통형 완충부재가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 도입용 긴장장치.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 ㄷ자형 긴장재정착부재는

   빔의 슬라이딩부 또는 I형강 단부의 슬라이딩판에 접하여 형성되며, 적어도슬라이딩부 또는 슬라이딩판의 높이보다 작은 높이를 가지도록 형성된 접면부재; 및

   상기 접면부재 양 측단에 빔 또는 I형강의 복부쪽으로 연장되며 외측면에 긴장재용 정착장치가 설치된 측면부재;

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 도입용 긴장장치.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 중간지지부재는

   빔 또는 I형강의 복부면에 수직으로 돌출되어 형성되며 하단에 수평관통공이 형성된 수직판재; 및

   상기 수직판재를 빔 또는 I형강의 플랜지 사이에 고정시키기 위한 상,하부 수평판재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 도입용 긴장장치.
7. 가설용 벤트를 포함한 기둥부재; 상기 기둥부재 상부에 중앙부가 고정되며 위로 만곡되어 형성되어 양 단부가 서로 이격되어 지지거리가 형성된 빔 지지부재; 및 상기 빔 지지부재 위에 빔 설치방향으로 연속되어 설치되는 구조용 빔;을 포함하며, 상기 구조용 빔은, 적어도

   양 단부를 하방 경사지게 단부처리하여 형성시킨 슬라이딩면에 접하여 단부면적에 해당하는 크기의 슬라이딩판으로 구성된 슬라이딩부;

   상기 슬라이딩부에 접하여 형성되며 적어도 슬라이딩부의 수직 높이보다 작은 높이를 가지도록 형성된 접면부재와 상기 접면부재 양 측단에 연장되며 외측면에 긴장재용 정착부재가 설치된 측면부재를 포함하는 긴장재정착부재;

   복부면에 수직으로 돌출되어 형성되며 하단에 수평관통공이 형성된 수직판재를 플랜지 사이에 고정시키기 위한 상,하부 수평판재를 포함하는 중간지지부재; 및

   상기 빔의 복부면을 따라 중간지지부재의 수평관통공에 삽입된 상태에서 양 단부가 정착부재에 설치되는 긴장재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔의 설치구조.
8. 가설용 벤트를 포함한 기둥부재; 상기 기둥부재 상부에 중앙부가 고정된 수평부재로서 상기 기둥부재로부터 가설된 경사부재에 의하여 지지되어 양 단부의 거리만큼 지지거리가 형성된 빔 지지부재; 및 상기 빔 지지부재 위에 빔 설치방향으로 연속되어 설치되는 구조용 빔;을 포함하며, 상기 구조용 빔은, 적어도

   양 단부를 하방 경사지게 단부처리하여 형성시킨 슬라이딩면에 접하여 단부면적에 해당하는 크기의 슬라이딩판으로 구성된 슬라이딩부;

   상기 슬라이딩부에 접하여 형성되며 적어도 슬라이딩부의 수직 높이보다 작은 높이를 가지도록 형성된 접면부재와 상기 접면부재 양 측단에 연장되며 외측면에 긴장재용 정착부재가 설치된 측면부재를 포함하는 긴장재정착부재;

   복부면에 수직으로 돌출되어 형성되며 하단에 수평관통공이 형성된 수직판재를 플랜지 사이에 고정시키기 위한 상,하부 수평판재를 포함하는 중간지지부재; 및

   상기 빔의 복부면을 따라 중간지지부재의 수평관통공에 삽입된 상태에서 양 단부가 정착부재에 설치되는 긴장재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔의 설치구조.
9. 가설용 벤트를 포함한 기둥부재; 상기 기둥부재 상부에 설치된 연속되어 설치되는 구조용 빔;에 있어서, 상기 구조용 빔의 연결부에 구조용 빔의 전장에 걸쳐 빔의 상부를 경유하여 상기 연결부를 거쳐 긴장 후 설치된 상부인장재; 및 구조용 빔의 연결부를 거쳐 빔의 하부 일부에 설치된 하부인장재;를 포함하는 인장재가 긴장 후 더 설치되며, 상기 구조용 빔은, 적어도 양 단부를 하방 경사지게 단부처리하여 형성시킨 슬라이딩면에 접하여 단부면적에 해당하는 크기의 슬라이딩판으로 구성된 슬라이딩부;

   상기 슬라이딩부에 접하여 형성되며 적어도 슬라이딩부의 수직 높이보다 작은 높이를 가지도록 형성된 접면부재와 상기 접면부재 양 측단에 연장되며 외측면에 긴장재용 정착부재가 설치된 측면부재를 포함하는 긴장재정착부재;

   복부면에 수직으로 돌출되어 형성되며 하단에 수평관통공이 형성된 수직판재를 플랜지 사이에 고정시키기 위한 상,하부 수평판재를 포함하는 중간지지부재; 및

   상기 빔의 복부면을 따라 중간지지부재의 수평관통공에 삽입된 상태에서 양 단부가 정착부재에 설치되는 긴장재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 도입용 긴장장치가 설치된 구조용 빔의 설치구조.