KR200384805Y1

KR200384805Y1 - 프리스트레스 콘크리트 빔의 연속화 구조

Info

Publication number: KR200384805Y1
Application number: KR20-2005-0004177U
Authority: KR
Inventors: 박상현
Original assignee: 박상현
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2005-02-16
Publication date: 2005-05-19

Abstract

본 고안은 보다 경제적이고 효율적인 빔 단면설계 및 시공이 가능한 연속교 방식에 의한 PSC 빔 연결구조에 관한 것으로서, 단부접합면이 서로 마주보도록 교량하부구조물에 설치되되, 서로 마주보는 빔 단부의 복부 및 하부플랜지부를 제외한 상부플랜지부만을 블럭아웃시켜 상부플랜지부연결공간이 형성되고, 상부플랜지부연결공간 하방으로 빔의 하부플랜지부 및 복부 접합면 사이의 이격공간에 접착제로 서로 접합되어 연속하여 일체화됨으로서 지점부 저항단면이 증대된 양 빔; 상기 상부플랜지부연결공간에 타설되어 양생된 지점부콘크리트; 상기 지점부에 압축프리스트레스를 도입되도록, 상부플랜지부연결공간을 교축방향으로 관통하며, 양 빔의 상부플랜지부를 경유하여 지점부로부터 양 측방으로 이격되어 미리 설치된 정착구에 양 단부가 긴장 후 정착된 지점부 연속화 PC 강선; 및 상기 전체 빔 상부면에 일체로 타설된 슬래브콘크리트;를 포함한다.

Description

프리스트레스 콘크리트 빔의 연속화 구조{Continuous Beam Construction Structure of Prestressed Concrete Beam}

본 고안은 프리스트레스 콘크리트 빔의 연속화 구조에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 PSC 빔을 연속교 방식으로 설치하기 위한 연결구조에 관한것이다.

종래의 PSC 빔을 연속교 방식으로 설치하는 시공방법에 대해 많은 방법이 소개된 바 있다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 상기 종래의 PSC 빔(10)을 연속교 방식으로 설치하는 공정을 도시한 것이다.

PSC 빔(10)은 미리 제작장에서 프리캐스트 방식으로 제작하게 된다. 이때 미리 빔 내부에는 PC 강선이 설치되어 빔의 양 단부에서 긴장 후 정착됨으로서 빔에는 압축프리스트레스가 미리 도입된 상태가 된다.

이때 각 빔은 적어도 빔의 자중, 상기 빔의 상부에 형성되는 슬래브(Slab)하중, 상기 슬래브위에 포설되어 형성되는 포장층과 포장층 상부에 중앙분리대 등의 설치 등에 의한 2차 사하중(교면시공에 의한 부속구조물의 자중) 및 공용하중(교통하중 등을 포함하는 사용하중)에 의한 휨 모멘트에 저항할 수 있되, 형고를 낮추면서 가장 슬림화된 빔 단면을 가지도록 미리 설계단계에서부터 PC 강선량, 그 긴장 및 정착시기 및 이들을 고려한 최적의 빔 단면형태가 결정된다.

이렇게 제작된 PSC 빔은 도 1a와 같이 교대(20) 및 교각(30) 사이에 다경간으로 연속적으로 설치된다.

이때, 도 1b와 같이 지점부(A)에 있어 연결되는 PSC 빔(10)은 미리 연결되는 빔의 상부모서리 부위 즉, 각 상부플랜지부 및 복부의 개략 절반부분을 직육면체 형상으로 각각 블록아웃(Block Out)시켜, 서로 연결 시 지점부연결공간(D1)을 형성시킴과 더불어, 상기 각각의 빔들의 하부면에는 소울플레이트(Sole Plate,40)가 노출되어 매설되도록 하여, 각각의 빔이 교각(30) 위 교좌면에 설치된 교량받침(50)에 지지되며 용접에 의하여 고정된다.

연결되는 빔의 각각의 접합단면(복부의 개략 절반의 하부부분 및 하부플랜지부,A1)으로부터 이격된 공극(S1)에 접착제인 에폭시(60)를 충진시키고, 상기 지점부연결공간(D1)쪽으로, 연결되는 각 빔으로부터 연장 돌출된 상부플랜지 및 복부의 철근(70)을 L형강 등을 포함한 연결구에 의하여 사용하여 연결하고,

도 1c와 같이, 상부플랜지 및 복부의 불연속된 단면을 이루는 상기 지점부연결공간(D1)에 채워지도록, 슬래브콘크리트(80)를 타설함으로서 지점부에 있어 연결되는 빔의 연속성을 유지시키게 된다.

하지만 이러한 시공방법은 교량시공단계에 따라 발생하는 지점부에 발생하는 휨 응력(휨 부모멘트)의 분배를 통한 지점부 저항단면을 충분히 확보하기 어렵다는 문제점이 있었다.

즉, 상기 지점부연결공간(D1)의 크기가 크기 때문에 지점부에 발생하는 휨 부모멘트에 대하여 저항단면의 축소라는 문제점이 제기되었을 뿐만 아니라, 연결되는 빔으로부터 연장 돌출된 철근을 서로 연결하는 고소작업의 시공성이 매우 떨어져 품질관리 및 작업 안전성에 문제점이 있었고, 지점부콘크리트를 타설하기 위하여 별도의 거푸집 등을 이용해야 하기 때문에 시공성이 떨어질 뿐만 아니라, 무엇보다도 공사비 증대라는 문제점이 지적되었으며, 시공단계별로 지점부에 발생하는 인장응력에 의하여 인장균열이 발생하는 등 연속교 방식으로 시공되는 교량에 있어 내구성 확보를 위한 수단에 대한 기술개발의 필요성이 대두되었다.

본 고안의 목적은 연속교방식으로 PSC 빔을 설치하면서도, 지점부의 휨 부모멘트에 대한 저항능력을 충분히 확보할 수 있으면서도, 시공성이 뛰어나고 경제적이며, 내구성이 뛰어난 연속교 방식의 PSC 빔 연결구조를 제공하는 것이다.

상기 본 고안의 기술적과제를 달성하기 위하여 본 고안은

첫째, 종래의 연속교 방식의 설치방법과 비교하여 지점부연결공간의 크기를 PSC 빔의 상부플랜지부(그 헌치부 포함하여 상부플랜지부연결공간(D2)이라 함)로만 제한되도록 하여, 상대적으로 지점부에 있어 발생하는 휨 부모멘트에 대한 저항단면이 상대적으로 증대되도록 하였다.

이로서 시공적인 측면에서도 종래의 지점부연결공간(D1)에 대한 시공성이 떨어지는 종래의 지점부콘크리트 타설공정 및 복부에 걸친 철근이음의 공정이 생략될 수 있도록 하여 시공성을 증진시켰다.

둘째, 상부플랜지부연결공간(D2)으로만 제한된 지점부연결공간에 의하여 연결되는 빔의 양 접합단면이 하부플랜지부 및 전체 복부까지 증대되어 연결되는 PSC 빔은 에폭시 충진 만으로도 서로 일체화될 수 있도록 하였다.

셋째, 상기 본 고안의 상부플랜지부연결공간(D2)에 충전되는 지점부콘크리트와 슬래브콘크리트의 타설 공정을 서로 구분시켰다. 이는 슬래브콘크리트에 의한 고정하중이 재하 되기 이전에 지점부에 선행 압축프리스트레스를 작용시키기 위한 작업을 가능하도록 하기 위함이다.

이러한 선행 압축프리스트레스는 상부플랜지부연결공간(D2)에 지점부 연속화 PC 강선을 설치한 후 긴장 후 정착작업에 의하여 확보될 수 있도록 하였다.

넷째, 연결되는 PSC 빔에 있어, 상부플랜지 내부에 T형강판이 설치되는 PSC 빔의 경우에 있어서는 상부플랜지부연결공간(D2)에서 이를 서로 연결시켜 주기 위하여 추가적인 연결강판을 이용하여 서로 연결되도록 하였다.

이때, 상기 T형강판의 경우에는 내부에 관통공(스터드 홀)이 형성되도록 하여 슬래브콘크리트가 연통되도록 함과 더불어, 슬래브 횡방향(교축방향과 직각방향)으로 설치되는 슬래브 철근이 관통되어 설치될 수 있도록 하여 시공성 및 부착성능을 증진시켰다.

이하, 본 고안에 따른 프리스트레스 콘크리트 빔(PSC 빔)의 연속화 구조를 도면에 도시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명하기로 하며 그 공정순을 기준으로 설명한다.

도 2a 내지 도 2c는 본 고안의 프리스트레스 콘크리트 빔의 연속화 방법을 공정순서대로 도시한 것으로서 본 고안의 프리스트레스 콘크리트 빔의 연속화 구조는

단부접합면이 서로 마주보도록 교량하부구조물(200)에 설치되되, 서로 마주보는 빔 단부의 복부 및 하부플랜지부를 제외한 상부플랜지부만을 블럭아웃시켜 상부플랜지부연결공간(D2)이 형성되고, 상부플랜지부연결공간 하방으로 빔의 하부플랜지부 및 복부 접합면 사이의 이격공간(D3)에 접착제(300)로 서로 접합되어 연속하여 일체화됨으로서 지점부(A) 저항단면이 증대된 양 빔(100);

상기 상부플랜지부연결공간(D2)에 타설되어 양생된 지점부콘크리트(400);

상기 지점부(A)에 압축프리스트레스를 도입되도록, 상부플랜지부연결공간을 교축방향으로 관통하며, 양 빔의 상부플랜지부를 경유하여 지점부로부터 양 측방으로 이격되어 미리 설치된 정착구(520)에 양 단부가 긴장 후 정착된 지점부 연속화 PC 강선(500); 및 상기 전체 빔 상부면에 일체로 타설된 슬래브콘크리트(600);

를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, PSC 빔(100)을 교량하부구조물(200)인 교각(210) 상부면에 미리 설치한 교량받침(220)에 서로 마주보도록 설치한 후, 접착제(300)인 에폭시를 이용하여 PSC 빔(100)의 양 단부 접합단면(하부플랜지부 및 복부 전체 접합단면)이 서로 접합되도록 한다.

도 2a는 거치작업에 의하여 연결되는 PSC 빔(100)의 지점부(A)를 도시한 것인데, 교각(210)을 기준으로 양 측방으로 연결되는 PSC 빔 하부단부가 교각(210) 상부면을 의미하는 교좌면에 설치된 교량받침(220)에 의하여 지지, 고정되어 있음을 알 수 있다.

본 고안의 상기 연결되는 빔은 PSC 빔을 의미한다. 본 고안에서는 상부플랜지부(110), 복부(120) 및 하부플랜지부(130)로 구성되고, 내부에 PC 강선(미도시, 직선 또는 포물선 형태)이 배치되어 긴장 후 정착되며, 특히 PSC 빔의 상부플랜지부 내부에 T형강판(140)이 설치된 PSC 빔(100, E-BEAM 이라고 한다.)을 대상으로 하는 경우를 기준으로 살펴본다.

상기 T형강판(140)이 설치된 PSC 빔(100)은 상부플랜지부에 작용하는 압축응력에 대한 저항성능을 향상시키고, 내부 휨 강성의 편심거리를 증대시켜 보다 경제적이고 효율적인 PSC 빔 단면설계가 가능하도록 한 PSC 빔이라 할 수 있으며,

이러한 PSC 빔은 도 3a 및 도 3b와 같이 제작될 수 있다. 이때 T형강판(140)은 수평판(141)으로부터 상측 또는 하측방향으로 돌출되며 관통공(스터드 홀, 143)이 구비된 수직판(142)으로 구성된다.

상기 T형강판(140)은 도 3a와 같이 빔의 상부플랜지부(110)에 매설되도록 설치되되, 수직판(142)이 상부플랜지부(110) 상측으로 노출되도록 할 수 있다.

이로서 수직판(142)은 추후 슬래브콘크리트(600)와의 부착성능을 증진시키기 위한 스터드(Stud)의 역할을 할 뿐만 아니라, 관통공(스터드 홀, 143)에 의하여 슬래브콘크리트가 연통되도록 함으로서 더더욱 그 부착성능을 증진시킬 수 있고, 슬래브콘크리트 내부에 배근되는 횡방향(교축방향의 직각방향)의 철근(144)도 함께 관통공(스터드 홀, 143)을 관통하여 설치되도록 함으로서 보다 효율적인 슬래브 철근배근 및 설치가 가능하게 된다.

나아가 도 3b와 같이 빔의 상부플랜지부(110)에 매설되도록 설치되되, 수직판(142)이 상부플랜지부(110)로부터 하측으로 상부플랜지부 내부에 매설되도록 하여 상부플랜지부를 구성하는 콘크리트가 연통될 수 있도록 할 수도 있으나, 슬래브콘크리트(600)와의 부착 및 시공성을 증진시키기 위해서는 도 3a와 같이 T형강판(140)을 상측으로 돌출되도록 설치하는 것이 바람직하다.

이러한 PSC 빔(100)의 T형강판(140)은 지점부에 있어 서로 연결될 필요가 있는데, 이러한 연결은 후술되는 바와 같이 연결강판(145)에 의하여 서로 연결된다.

이러한 PSC 빔(100)은 미리 제작된 상태로 현장에 운반되어 미리 시공된 교대 또는 교각에 양중장치(크레인 등)를 이용하여 설치하게 된다. 통상 이러한 설치작업을 PSC 빔의 거치작업이라고 한다.

상기 교량받침(220)은 거치작업에 의한 PSC 빔(100)을 교각(210)에서 지지하기 위하여 연결되는 빔에 있어 1개의 교량받침(220)에 의하여 양 빔이 지지되도록 한다.(횡방향으로는 다수개가 설치될 수 있다.)

이때, PSC 빔의 하부단부에는 교량받침에 지지될 수 있도록, 소울플레이트(230)가 각각 노출되어 부착된다. 이러한 소울플레이트는 교량받침 상부면에 용접되어 결국 PSC 빔이 지점부에서 고정, 지지될 수 있도록 한다.

지점부가 다수인 경우에는 지점부마다 이러한 작업이 반복되어 전체 경간에 걸쳐 PSC 빔이 교량하부구조물인 교각 및 교대에 지지, 고정되도록 한다.

또한 서로 연결되는 PSC 빔(100)은 단부가 서로 마주보도록 설치되어, 각각의 접합단면이 서로 이격되어 설치되는데, 서로 마주보도록 설치된 PSC 빔의 양 접합단면 사이에는 이격공간(D3)이 형성되므로 접착제(300)인 에폭시를 상기 이격공간(D3)에 충전시킨다.

본 고안의 경우에는 빔의 복부(120) 및 하부플랜지부(130) 전체단면이 접합단면으로 형성되어 도 4b와 같이 복부의 개략 절반 및 하부플랜지부 전체단면이 접합단면으로 형성되는 것과 비교하여 접합능력을 충분히 확보할 수 있게 되어, 본 고안의 경우에는 에폭시 접합 만에 의하여도 연결된 PSC 빔(100)을 연속적으로 일체화 시킬 수 있게 된다.

이로서 PSC 빔의 하부플랜지부(130) 및 복부(120) 전체가 에폭시 접합에 의하여 먼저 서로 일체화되어 되고, 교량받침(220)에 설치된 PSC 빔은 서로 연속빔 구조로서 작용하게 된다.

도 4a 및 도 4b는 본 고안의 PSC 빔의 상부플랜지부연결공간(D2)과 종래의 PSC 빔의 지점부연결공간(D1)을 정면도로 비교 도시한 것이다.

도 4a와 같이 본 고안의 PSC 빔(100)의 상부플랜지부연결공간(D2)은 상부플랜지부(110,헌치부 포함)로 제한되도록 하여, 도 4b와 같이 종래의 PSC 빔(10)의 지점부연결공간(D1)의 크기보다 작게 형성되도록 하여 지점부의 휨 부모멘트에 대한 저항단면이 증대될 수 있도록 하였다.

즉, 종래의 경우 지점부연결공간(D1)이 PSC 빔(100)의 상부플랜지부 및 복부의 개략 절반에 해당하는 공간을 차지함으로서 실질적으로 지점부에 있어 저항단면의 크기는 빔 단부면의 개략 절반 정도에 해당되었을 뿐이지만(a2-a2 단면도 참조),

본 고안의 경우에는 도 4a와 같이 지점부연결공간이 상부플랜지부(헌치부 포함)에 제한됨으로서 저항단면의 크기가 빔 단부면의 2/3 이상에 해당될 수 있어(a1-a1 단면도 참조) 상대적으로 저항단면의 크기가 증대됨으로서 지점부에 작용하는 휨 부모멘트에 의한 응력분배를 위한 충분한 단면을 확보할 수 있도록 하였다. 이에 본 고안의 지점부연결공간은 상부플랜지부연결공간(D2)이라 한다.

나아가, 본 고안의 상부플랜지부연결공간(D2)에는 도 2b와 같이 추후 지점부콘크리트(400)가 타설되는데 상기 공간이 작게 형성됨으로서 지점부콘크리트 타설을 위한 거푸집 설치작업공정을 생략할 수 있게 되며, 종래의 경우에는 빔의 복부에 공간이 형성됨으로서 그 복부의 철근을 서로 연결시켜준다거나 이를 마감 처리해야 하는 시공성의 하락요인이 발생하였으나, 본 고안에서는 이러한 작업공정을 생략할 수 있게 됨으로서 지점부(A) 시공성의 획기적인 향상 효과가 발생하게 된다.

또한, PSC 빔(100)의 상부플랜지부로부터 연장돌출된 철근(149)을 커플러를 이용하여 서로 연결시켜 줌으로서 PSC 빔(100)의 연속화를 상부플랜지부 까지 확장시킨다. 커플러를 이용하는 경우 철근이음작업의 시공성이 뛰어나다는 장점이 있다.

또한, 본 고안의 상부플랜지부연결공간(D2)에는 T형강판(140)의 단부가 각각 돌출되어 연장되어 있다. 이러한 T형강판(140)은 상부플랜지부연결공간(D2)에서 서로 연결시킴으로서 지점부에서 서로 연속적으로 설치될 수 있도록 하며, 본 고안에서는 이를 위해 도 2b와 같이 연결강판(145)을 이용한다.

도 5a는 상기 연결강판(145)의 정면도 및 평면도를 도시한 것이며, 도 5b는 빔에 연장돌출된 T형강판(140) 사이에 상기 연결철판(145)을 설치한 상태를 도시한 것이며, 도 5c는 본 고안의 지점부 연속화 PC강선의 설치도이다.

상기 연결강판(145)은 T형강판(140)의 폭에 해당하는 폭 및 두께를 가지는 강판을 가공하여 T형강판(140) 사이에 설치될 수 있는 길이를 가지도록 절단되어 제작될 수 있다.

상기 연결강판(145)의 상부면 및 하부면에는 다수의 스터드가 수직으로 설치될 수 있도록 하여 도 3a 및 도 3b와 같이 슬래브콘크리트 및 지점부콘크리트와의 부착능력을 증진시킬 수 있도록 한다.

이러한 연결강판(145)은 T형강판(140)의 단부 사이에 맞대어 설치하게 되며, 연결강판(145)은 상기 T형강판(140)과의 연결부를 포함하도록 T형강판 및 연결강판의 상,하면에 덧댐판(146)을 대고 연결구로서 볼트(147) 및 너트(148)를 이용하여 서로 체결시켜 연결강판(145) 및 T형강판(140)이 연결되도록 한다.

본 고안에서, 연결강판(145) 및 덧댐판(146)을 이용하여 PSC 빔의 상부플랜지부의 T형강판을 서로 연결시켜 주는 구조를 SRC구조에 의하여 연결된 PSC 빔이라 하며(PSRC 구조). 이러한 연결철판에 의한 T형강판의 연결공정은 순서적으로 지점부콘크리트 타설 이전 이루어지는 것이 시공 상 바람직하다.

본 고안의 상부플랜지부연결공간(D2)에는 교축방향으로 추가적으로 지점부 연속화 PC 강선(500)이 관통될 수 있도록 미리 쉬스관(510)이 설치되며, 이러한 쉬스관에 연속화 PC 강선(500)이 삽입되어 미리 설치된다. 이러한 상태를평면도로 도시한 것이 도 5c이다.

상기 연속화 PC 강선(500)은 강연선, 강봉 등을 이용할 수 있으며, 궁극적으로 상부플랜지부연결공간(D2)에 압축 프리스트레스를 도입시키기 위하여 설치된다.

PSC 빔을 연속적으로 설치하는 경우에는 지점부(A)에 상당한 휨 부모멘트가 발생하게 되는데 이러한 휨 부모멘트에 저항하는 것은 위에서 살펴본 양 빔의 접합단면에 있어서 그 저항단면의 증대 만에 의해서는 감당하기 어렵다. 이에 본 고안에서는 지점부에 미리 선행 압축프리스트레스를 도입시키게 되는데 이러한 기능을 담당하는 것이 바로 상기 지점부 연속화 PC 강선(500)이다.

다음으로는 연결되는 PSC 빔의 접합단면을 에폭시로 연결시키고, 상부플랜지부연결공간(D2)에서 상부플랜지 철근 및 T형강판을 서로 연결시키고, 미리 지점부 연속화 PC 강선(500)을 설치한 이후에, 지점부콘크리트(400)를 도 2b와 같이 상부플랜지부연결공간(D2)에 타설하여 충전시킨 후 양생시킨다.

상기 지점부콘크리트(400)는 상부플랜지부연결공간(D2)에만 충전되기 때문에 고소작업에 필요한 지점부콘크리트 용 거푸집의 설치 및 동바리 설치와 같은 시공성을 떨어뜨리는 작업을 생략할 수 있다는 장점이 있다.

상부플랜지부연결공간(D2)은 복부 및 하부플랜지부를 제외한 헌치부를 포함한 상부플랜지부만을 블럭아웃시켜 형성된 공간이 되며, 지점부콘크리트가 상부플랜지부연결공간(D2)에 충전되어 양생되되 부착성능을 향샹시키기 위하여 상기 상부플랜지부연결공간(D2)에는 전단키(150)를 형성시킨다.

상기 전단키(150)는 상부플랜지부연결공간(D2)의 내면에 형성시킨 돌출부로서 설치될 수 있다.

또한 지점부콘크리트(400)는 추후 타설되는 슬래브콘크리트(600) 공정과 구분되어 별도로 타설 되는데, 이러한 구분 타설은 슬래브(Slab)하중, 상기 슬래브위에 포설되어 형성되는 포장층과 포장층 상부에 중앙분리대 등의 설치 등에 의한 2차 사하중(교면시공에 의한 기타 부속구조물의 자중) 및 공용하중(교통하중 등을 포함하는 사용하중)에 의한 휨 모멘트에 인장응력에 저항할 수 있도록 압축프리스트레스를 지점부에 선행 도입시켜 상기 인장응력을 상쇄시킬 수 있도록 하기 위함이며, 슬래브콘크리트 타설 이전에 이루어진다.

이러한 압축프리스트레스를 도입하는 구성으로서 본 고안은 위에서 살펴본 지점부에 설치된 쉬스관에 지점부 연속화 PC 강선(500)을 도 5c와 같이 쉬스관(510)에 삽입하여 긴장 후 정착시킴으로서 가능하게 된다.

다음으로는 상기 지점부 연속화 PC 강선(500)에 의하여 지점부에 압축 프리스트레스를 도입시킨다.

도 6은 이러한 지점부 연속화 PC 강선(500)의 정착구(520)를 포함한 그 설치도를 도시한 것이다.

상기 지점부 연속화 PC 강선(500)은 지점부의 상부플랜지부연결공간(D2)을 경유하도록 양 측방으로 이격되어 빔의 상부에 설치된 정착구(520)에 그 일측 단부가 긴장 후 정착된다. 타측단부도 서로 마주보도로 설치된 빔의 상부에 설치된 정착구에 직선 형태로 긴장 후 정착된다.

이러한 지점부 연속화 PC 강선(500)은 상기 정착구(520)의 설치 위치상 빔의 상부 외부에 노출되어 긴장 후 정착되도록 하며, 빔의 하부에는 빔 전체를 포물선 형태로 설치되는 PC 강선용 정착구(700) 들이 다수 설치된다.

마지막으로 지점부에 압축 프리스트레스가 도입되도록 한 상태에서 상기 전체 빔 상부면에 슬래브콘크리트(600)를 일체로 타설한다.

상기 슬래브콘크리트(600)는 지점부를 포함하여 PSC 상부면에 일체로 타설됨으로서 별도의 신축이음장치를 설치할 필요가 없도록 하며, 이로서 주행성이 향상되도록 한다. 이러한 슬래브콘크리트(600)의 타설로 인하여 그 자중은 특히 지점부에 있어 인장응력으로 발현되어 지점부에 인장균열을 발생시킬 수 있고, 상기 슬래브콘크리트(600)의 타설 이후에는 포장층이 포설되며, 상기 포장층에는 중앙분리대, 난간 등과 같은 부속구조물이 설치되어 2차 사하중 및 교통하중을 포함한 사용하중(공용하중)에 의하여 결국 추가적인 인장응력이 지점부에 발생하게 된다.

본 고안에서는 이러한 추가적인 인장응력에 저항할 수 있을 정도로 미리 지점부에 압축 프리스트레스가 도입되어 있으므로 지점부에 인장균열과 같은 교량의 내구성을 해치는 문제가 발생하지 않게 된다.

본 고안의 프리스트레스 콘크리트 빔의 연속화 구조에 의하여, PSC 빔은 교대 및 교각에 거치 시에는 단순지지방식으로 설치되어 단순보구조로 거동하게 되지만, 빔의 복부 및 하부플랜지부 전체면에 걸쳐 형성된 접합단면에 에폭시를 충전시켜 양 빔을 연결접합시킴으로서 빔 거치와 거의 동시에 연속보구조계로 거동하게 되도록 할 수 있어, 보다 효율적인 연속교 형태의 설계 및 시공이 가능하게 되며, 지점부에서 상부플랜지 철근 및 PSC 빔에 설치된 T형강판을 서로 연결시킨 후 타설되는 지점부콘크리트에 미리 선행 압축 프리스트레스를 도입시킴으로서 완전 강결된 연속교 형태의 PSC 빔 연속화 시공이 가능하게 되어 빔 단면 설계에 있어 보다 경제적인 단면이 가능하도록 할 수 있으며,

또한 상기 지점부에 도입된 압축프리스트레스에 의하여 슬래브하중 등을 포함한 지점부의 인장응력이 상쇄될 수 있도록 함으로서 더 더욱 경제적이며, 내구성을 확보할 수 있는 PSC 빔의 연속화 시공이 가능하게 되며,

또한 종래에는 지점부콘크리트와 슬래브콘크리트를 동시에 타설함으로서 지점부를 고려하여 그 콘크리트 강도를 fck=300kgf/cm2 ~ 350 kgf/cm2 을 사용할 수 밖에 없어 그에 따르는 철근을 포함한 공사비 증대요인이 되었으나, 본 고안에서는 슬래브콘크리트의 강도를 일반적인 슬래브콘크리트 강도 fck=270kgf/cm2 그대로 이용할 수 있어 공사비 절감이 가능하게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 고안의 일 실시예는 본 고안의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 고안의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 고안의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 고안의 보호범위에 속하게 된다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 종래의 프리스트레스 콘크리트 빔의 연속화 방법 및 지점부를 도시한 것이다.

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 고안의 프리스트레스 콘크리트 빔의 연속화 방법을 공정순서대로 도시한 것이다.

도 3a 및 도 3b는 본 고안의 T형강판이 상부플랜지부에 설치된 PSC 빔을 도시한 것이다.

도 4a 및 도 4b는 본 고안의 PSC 빔의 상부플랜지부연결공간과 종래의 PSC 빔의 지점부연결공간을 비교 도시한 것이다.

도 5a 및 도 5b는 본 고안의 PSC 빔의 연결에 있어 연결철판의 정면도평면도 및 그 설치도를 도시한 것이고, 도 5c는 본 고안의 지점부를 경유하는 연속화 PC강선의 설치상태를 도시한 것이다.

도 6은 본 고안의 지점부 연속화 PC 강선 및 그 정착구를 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:PSC 빔 110:상부플랜지부

120:복부 130:하부플랜지부

140:T형강판 145:연결강판

146:덧댐판 200:교량하부구조물

210:교각 220:교량받침

300:접착제 400:지점부콘크리트

500:지점부 연속화 PC 강선 600:슬래브콘크리트

Claims

연속교방식의 프리스트레스 콘크리트 빔의 지점부 연결부에 있어서,

단부접합면이 서로 마주보도록 교량하부구조물에 설치되되, 서로 마주보는 빔 단부의 복부 및 하부플랜지부를 제외한 상부플랜지부만을 블럭아웃시켜 상부플랜지부연결공간이 형성되고, 상부플랜지부연결공간 하방으로 빔의 하부플랜지부 및 복부 접합면 사이의 이격공간에 접착제로 서로 접합되어 연속하여 일체화됨으로서 지점부 저항단면이 증대된 양 빔;

상기 상부플랜지부연결공간에 타설되어 양생된 지점부콘크리트;

상기 지점부에 압축프리스트레스를 도입되도록, 상부플랜지부연결공간을 교축방향으로 관통하며, 양 빔의 상부플랜지부를 경유하여 지점부로부터 양 측방으로 이격되어 미리 설치된 정착구에 양 단부가 긴장 후 정착된 지점부 연속화 PC 강선; 및

상기 전체 빔 상부면에 일체로 타설된 슬래브콘크리트;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 콘크리트 빔의 연속화 구조.
제 1항에 있어서, 상기 연결되는 양 빔의 상부플랜지부에는 미리 교축방향으로 매립되도록 T형강판이 더 설치되며, 상기 T형강판은 수평판으로부터 상측 또는 하측방향으로 돌출되며 관통공이 구비된 수직판으로 구성되어 그 단부가 상부플랜지부로부터 상부플랜지부연결공간으로 돌출되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 콘크리트 빔의 연속화 구조.
제 2항에 있어서, 상기 지점부콘크리트가 양생되기 이전에 돌출된 T형강판을 상부플랜지 연결공간에서 서로 연결시켜 주기 위하여 연결강판을 T형강판 사이에 설치한 상태에서, 덧댐판을 상기 T형강판 및 연결강판의 상, 하면에 맞댄 후 볼트 및 너트로 고정시키는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 콘크리트 빔의 연속화 구조.
제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 지점부콘크리트가 양생되기 이전에 T형강판을 연결강판을 이용하여 연결시킴과 더불어 연결되는 빔의 상부플랜지부 내부에 교축방향으로 미리 배근된 철근을 커플러를 포함하는 연결구에 의하여 이어주는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 콘크리트 빔의 연속화 구조.
제 1항에 있어서, 상기 상부플랜지부연결공간 내면에는 다수의 돌출부로서 전단키가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 콘크리트 빔의 연속화 구조.
제 2항에 있어서, 상기 T형강판의 관통공에는 슬래브콘크리트가 연통되며, 슬래브의 횡방향으로 배근되는 철근이 상기 관통공을 경유하여 설치되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 콘크리트 빔의 연속화 구조.