KR20060057233A

KR20060057233A - 슬래브 단부 보강이 용이하고 유지보수시 재긴장이 가능한피에스씨 아이빔 및 그 피에스씨 아이빔을 이용한 교량시공·보수 방법

Info

Publication number: KR20060057233A
Application number: KR1020040096322A
Authority: KR
Inventors: 이융희
Original assignee: 이융희
Priority date: 2004-11-23
Filing date: 2004-11-23
Publication date: 2006-05-26

Abstract

본 발명은 슬래브 단부 보강이 용이하고 유지보수시 재긴장이 가능한 피에스씨 아이빔 및 그 피에스씨 아이빔을 이용한 교량 시공·보수 방법을 개시한다.

본 발명의 PSC-I빔은 설계 허용인장강도의 100%에 대해 프리스트레스가 도입된 상태로 정착되는 제1긴장부; 상기 PSC-I빔(10)의 양측단부로부터 길이방향을 따라 중앙부측으로 일정구간 들어간 지점의 복부(12) 및 하부플랜지(11b)가 접하는 곳에 좌우로 돌출되는 재인장용 정착벽(16)이 설치되고, 재긴장용 PC강연선(17a, 17b)이 PSC-I빔(10)의 내부를 길이방향으로 관통하면서 상기 재인장용 정착벽(16)을 통해 외부로 빠져나가 설계 허용인장강도의 70%이내에서 프리스트레스가 도입된 상태로 정착되는 제2긴장부;를 포함하는 구성을 특징으로 하며, 본 발명에 의한 교량 시공·보수 방법은 교량 공용중 교량 상부구조물의 내력이 떨어져 유지보수가 필요할 경우 상기 재긴장용 PC강연선(17a,17b)을 추가로 긴장하여 PSC-I빔(10)의 응력을 보강하도록 계획된 것을 특징으로 하는 기술구성을 제공한다.

교량, PSC-I빔, 추가긴장, PC강연선, 프리스트레스, 유지관리, 보수보강

Description

슬래브 단부 보강이 용이하고 유지보수시 재긴장이 가능한 피에스씨 아이빔 및 그 피에스씨 아이빔을 이용한 교량 시공·보수 방법{Prestressed concrete I-beam and maintenance repairing construction method of bridge for using prestressed concrete I-beam}

도1은 종래 선행기술에 따른 PSC-I빔을 나타난 정면도

도2는 본 발명에 의한 PSC-I빔을 부분적으로 나누어 도시한 정면도

도3은 본 발명에 의한 PSC-I빔의 일측 요부를 나타낸 평면도

도4a는 본 발명에 의한 PSC-I빔의 중간 헌치부의 단면도

도4b는 본 발명에 의한 PSC-I빔의 제2긴장부의 인장부 단면도

도4c는 본 발명에 의한 PSC-I빔의 제1긴장부의 인장부 단면도

도5는 본 발명에 의한 PSC-I빔의 일측 요부를 나타낸 사시도

도6은 본 발명에 의한 PSC-I빔을 이용한 교량의 횡단면도

도7은 본 발명에 의한 PSC-I빔을 이용한 교량에서 양측 빔들이 접하는 주변에 타설되는 슬래브 단부의 유효높이 및 캔틸레버 길이를 나타내는 정면도

도8a 내지 도8e는 본 발명에 의한 교량 시공·보수 방법을 단계적으로 나타 낸 도면

도9는 본 발명에 따른 제1PC강연선의 정착부를 나타내는 단면도

도10은 본 발명에 따른 재긴장용 PC강연선의 정착부를 나타내는 단면도

도11은 본 발명에 따른 유지보수시 재긴장용 PC강연선을 추가로 긴장하는 상태를 나타낸 도면

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10:PSC-I빔 11a:상부플랜지

11b:하부플랜지 12:복부

13a,13c:지점부 헌치부 13b:중간 헌치부

14:제1정착벽 15a,15b,15c:제1PC강연선

16:재인장용 정착벽 17a,17b:재긴장용 PC강연선

18:경사부 19a,19b,19c:제1정착장치

20:제2정착장치 21:트럼펫

22:커넥션 슬리브 23:베어링 플레이트

24:웨지 플레이트 25:PE캡

26:부식방지용 그리스 27:유압척

28:체어블록 29:유압잭

30:하부구조물 40:크로스빔

50:슬래브 h:유효높이

ℓ:캔틸레버 길이 w:강제와셔

본 발명은 슬래브 단부 보강이 용이하고 유지보수시 재긴장이 가능한 피에스씨 아이빔 및 그 피에스씨 아이빔을 이용한 교량 시공·보수 방법에 관한 것으로, 특히 유지보수시의 재긴장위치를 하부플랜지 부근에 설치함으로써 긴장의 마찰에 의한 손실을 최소화시키고 긴장작업의 편의성을 확보하여 주며, PSC-I빔의 양측 끝 상단부를 경사처리하여 슬래브 단부의 유효높이가 커지도록 함으로써 슬래브의 캔틸레버 길이를 증가시킬 수 있게 되어 곡선교 적용범위를 확대할 수 있는 슬래브 단부 보강이 용이하고 유지보수시 재긴장이 가능한 피에스씨 아이빔 및 그 피에스씨 아이빔을 이용한 교량 시공·보수 방법에 관한 것이다.

교량의 상부구조에 PSC-I빔(Prestressed Concrete-I Beam)을 이용한 합성형 교량은 제작/거치 등 시공이 용이할 뿐만 아니라 경제성이 양호하기 때문에 1960년대 국내에 처음 도입된 이래 경간장 30m 내외의 단 중경간 교량에 널리 시공되고 있다.

그러나 PSC-I빔은 설계하중을 빔 제작시 1회의 긴장력 도입을 통해 초기에서부터 최종상태까지의 응력이 동시에 만족되도록 설계해야 함으로써 큰 단면 및 높은 형고가 필요함에 따라, 교량의 경간장이 30m를 초과할 경우에는 부재의 단면이 지나치게 커진다는 단점이 있기 때문에 고정하중 증가로 장경간에 불리하고, 교각 또는 교대(이하 "하부구조물"로 통칭함)의 지지력 및 형하 여유고 확보 문제가 따르게 되어 그 적용에 많은 제약을 받는 문제점이 있다.

특히, 콘크리트 교량은 준공 후 장기간 사용에 따른 균열과 처짐 발생 및 사용하중의 증가에 따른 보수·보강공사가 요구되는데, 이에 대한 경제적이고 신뢰성 있는 대책이 마련되어 있지 않아 유지관리가 곤란한 문제점이 있다.

즉, 교량 공용중 보수·보강공사는 교량에 사용된 거더의 긴장력을 적절히 조절할 수 있으면 해결이 가능한데, 종래 일반적인 PSC-I빔은 제작시 모든 프리스트레스를 주고 시공시 또는 시공후에는 재긴장이 불가능한 구조로 제작되기 때문에 공용중 교량의 보수·보강공사를 시행하기가 어려운 문제점이 있었다.

한편, 1980년대 이후의 경제발전과 자동차산업의 급격한 발달로 인한 사회기간 산업의 발달에 따라 도로의 폭이 넓어짐과 동시에 입체교차로나 고가도로 등에서 지간장 40m이상의 장경간교 가설과 곡선교 시공이 많이 필요하게 되었다.

또한 화물운송 차량의 대형화로 통과높이 확보를 위해 형고가 낮은 거더의 필요성이 더욱 높아짐에 따라 PSC 박스교나 강박스교와 함께 형고가 낮은 프리플랙스교 등이 널리 시공되고 있으나, 이들 교량은 공사비가 고가의 비용이 소요되는 단점이 있다.

따라서, 기존의 PSC-I빔과 달리 시공단계의 하중증가를 고려하여 단계적으로 긴장력을 수차례 도입할 수 있도록 설계·제작되거나, 빔 높이가 낮으면서도 경제적인 비용으로 시공할 수 있는 장경간용 빔의 필요성이 절실하게 요구되어 왔다.

종래, 위와 같은 점을 감안하여 개발된 PSC-I빔의 예로서, 국내 공개특허 공개번호 특2001-0036486에서 다단계 긴장식 프리스트레스트 거더가 개시된 바 있다.

이 선행기술에 의한 거더는 도1의 도시와 같이, 거더(1)의 길이방향으로 설치되어 제작시 긴장되는 1차긴장강선(2)과, 역시 거더(1)의 길이방향으로 구비되는 2차긴장강선(3)을 포함하는 구성을 가지며, 상기 2차긴장강선(3)을 거더(1)의 시공중 또는 시공후에 나누어 긴장시켜서 교량의 내하력을 증진시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 선행기술은 거더 제작시 시공단계별 하중증가를 고려하여 단계적으로 긴장력을 도입할 수 있게 함으로써, 형고의 감소와 동시에 장경화가 가능하며, 유지보수 및 보강공사의 편의성을 어느 정도 향상시키고 있는 것이 사실이다.

그러나, 상기한 선행기술에 의한 거더(1)는 2차긴장강선(2)의 정착장치(4)를 거더의 양측 단부에 설치하였기 때문에 유압잭을 이용한 인장작업시 반대측 거더 및 교량 슬래브의 간섭으로 인해 대단히 불편한 문제점이 있었다.

또한, 상기한 선행기술은 시공시 2차긴장강선(3)의 일정가닥을 비긴장 상태로 남겨놓은 상태에서 일부 가닥만을 2차긴장하고, 시공시 긴장하지 않은 나머지 비긴장 강선 가닥을 유지보수시 2차긴장하는 방법을 통해 추가 긴장력을 도입시킴에 따라 시공시 먼저 긴장된 2차긴장강선 가닥의 프리스트레스 손실이 발생되게 되어, 보강효과가 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기한 선행기술에 의한 거더는 와이드 플랜지 구조를 가지기 때문에 거더의 상부플랜지가 바깥쪽으로 돌출되므로 곡선교 적용성이 종래의 일반적인 PSC -I빔(곡선반경 600m이상 적용가능) 보다도 떨어져(곡선반경 800m이상만 적용가능) 곡선교 적용에 제한이 따르는 단점이 있다.

따라서, 상기한 선행기술은 위와 같은 문제점들을 해결해야 PSC-I빔을 적용한 교량으로서 갖는 목적을 온전히 달성할 것으로 판단되며, 이는 상기한 선행기술 뿐만 아니라 종래 다른 유형의 PSC-I빔들도 해결해야 할 기술적 과제로 남아 있다.

이에 따라 본 발명은 종래 PSC-I빔을 이용한 교량에서 나타나는 제 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 PSC-I빔의 제작시 1차 프리스트레스를 주고, 교량 공용중 필요에 따라 수시로 추가 긴장력을 도입시킬 수 있을 뿐만 아니라 추가 인장위치를 하부플랜지 부근에 설치함으로써, 장경간 적용이 가능하며 유지관리가 용이한 것은 물론이고 긴장의 마찰에 의한 손실을 최소화시키며 긴장작업의 편의성을 최대한 확보하여 주기 위한 슬래브 단부 보강이 용이하고 피에스씨 아이빔 및 그 피에스씨 아이빔을 이용한 교량 시공·보수 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 PSC-I빔의 양측 끝 상단부를 경사처리하여 슬래브 단부의 유효높이가 커지도록 한 구조를 통해 슬래브의 캔틸레버 길이를 증가시킬 수 있도록 함으로써, 곡선반경이 600m보다도 작은 교량까지 적용범위를 확대시킬 수 있는 슬래브 단부 보강이 용이하고 유지보수시 재긴장이 가능한 피에스씨 아이빔 및 그 피에스씨 아이빔을 이용한 교량 시공·보수 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 슬래브 단부 보강이 용이하고 유지보수시 재긴장이 가능한 피에스씨 아이빔은 상하부 플랜지와 복부를 갖는 I자형 단면형태로 이루어져 교량의 지간거리로 기성·제작되고, 교량 하부구조물의 상부에 교축방향으로 거치되어 크로스빔 및 슬래브와 합성되며, 제작시 1차적인 프리스트레스를 주고, 시공시 또는 교량 공용중 필요에 따라 추가적으로 긴장력을 도입시킬 수 있도록 한 PSC-I빔에 있어서; 상기 PSC-I빔의 지점부 양측단면에 제1정착벽이 형성되고, 제1PC강연선이 상기 PSC-I빔의 내부를 길이방향으로 관통하면서 상기 제1정착벽을 통해 외부로 빠져나가 설계 허용인장강도의 100%에 대해 프리스트레스가 도입된 상태로 정착되는 제1긴장부; 상기 PSC-I빔의 양측단부로부터 길이방향을 따라 중앙부측으로 일정구간 들어간 지점의 복부 및 하부플랜지가 접하는 곳에 좌우로 돌출되는 재인장용 정착벽이 설치되고, 재긴장용 PC강연선이 PSC-I빔의 내부를 길이방향으로 관통하면서 상기 재인장용 정착벽을 통해 외부로 빠져나가 설계 허용인장강도의 70%이내에서 프리스트레스가 도입된 상태로 정착되는 제2긴장부;를 포함하는 구성을 기술구성상의 기본적인 특징으로 한다.

그리고, 상기 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명은 상기와 같은 구성의 PSC -I빔에 있어서, 그 양측 끝의 키높이를 줄이는 경사부가 상단부에 형성되어서, 경사부 주변에 타설되는 슬래브 단부의 유효높이가 확대되도록 한 것을 특징으로 하는 기술구성을 제공한다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 교량 시공·보수 방법은 a)제1항 또는 제2항에 의한 PSC-I빔을 제작장에서 미리 성형하고, 제1PC강연선을 설계 허용인장강도의 100%에 대해 인장하여 제1정착장치로 제1정착벽에 고정하며, 재긴장용 PC강연선을 설계 허용인장강도의 70%이내에서 인장하여 제2정착장치로 재인장용 정착벽에 고정하여 PSC-I빔에 1차 프리스트레스를 도입시키는 단계; b)상기 PSC-I빔을 현장으로 운반하여 교량 하부구조물 위에 교축방향으로 거치하는 단계; c)상기 교량 하부구조물위에 거치된 PSC-I빔에 크로스빔을 직각방향으로 연결하여 설치하고, 그 크로스빔과 PSC-I빔의 상부에 콘크리트를 타설하여 슬래브를 형성하는 단계; d)상기 슬래브위에 포장층을 포설하고 도로부속물을 설치하여 공사를 마무리하는 단계;를 통해 시공을 완료하고, e)교량 공용중 교량 상부구조물의 내력이 떨어져 유지보수가 필요할 경우 상기 재긴장용 PC강연선을 추가로 긴장하여 PSC-I빔의 응력을 보강하도록 계획된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 기술구성을 본 발명의 일 실시예에 따른 첨부도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PSC-I빔을 지면 관계상 ①~⑤ 부분으로 나누어 전체적으로 도시한 정면도이며, 도3 내지 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 PSC-I빔의 요부를 도시하고 있으며, 도6 내지 도11은 본 발명의 시공예를 도시하고 있다.

이들 도면에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 의한 PSC-I빔(10)은 상하부 플 랜지(11a,11b)와 복부(12)를 갖는 I자형 단면형태로 이루어져 교량의 지간거리로 기성·제작되며, 양측 지점부와 길이방향 중간지점의 단면을 더 크게 형성한 헌치부(13a,13b,13c)가 각각 형성되어 그들 부근의 응력 집중을 완화시키고 있다.

이러한 PSC-I빔(10)은 도6의 도시와 같이 교량 하부구조물(30)의 상부에 교축방향으로 거치되어 크로스빔(40) 및 슬래브(50)와 합성되며, 제작시 1차적인 프리스트레스를 주고, 교량 공용중 필요에 따라 추가적으로 긴장력을 도입시킬 수 있도록 하고 있다.

이를 위해 본 발명에 의한 PSC-I빔(10)은 제작시 설계 허용인장강도의 100%에 대해 프리스트레스가 일괄적으로 도입되는 제1긴장부가 설치되고, 제작시 설계 허용인장강도의 일정량을 1차긴장하고 나머지 허용인장강도를 교량 공용중 2차적인 추가 긴장을 위한 제2긴장부를 두고 있다.

상기 제1긴장부는 PSC-I빔(10)의 지점부 양측단면에 제1정착벽(14)이 형성되고, 제1PC강연선(15a,15b,15c)이 상기 PSC-I빔(10)의 내부를 길이방향으로 관통하면서 상기 제1정착벽(14)을 통해 외부로 빠져나가 설계 허용인장강도의 100%에 대해 프리스트레스가 도입된 상태로 정착되는 구성을 갖는다.

상기 제2긴장부는 PSC-I빔(10)의 양측단부로부터 길이방향을 따라 중앙부측으로 일정구간 들어간 지점의 복부(12) 및 하부플랜지(11b)가 접하는 곳에 좌우로 돌출되는 재인장용 정착벽(16)이 설치되고, 재긴장용 PC강연선(17a,17b)이 PSC-I빔(10)의 내부를 길이방향으로 관통하면서 상기 재인장용 정착벽(16)을 통해 외부로 빠져나가 설계 허용인장강도의 70%이내에서 프리스트레스가 도입된 상태로 정착되 는 구성으로 이루어진다.

상기에서 제1PC강연선(15a,15b,15c) 및 재긴장용 PC강연선(17a,17b)은 도2 의 도시와 같이 최하단부에 재긴장용 PC강연선(17a,17b)이 배치되고 그 위로 제1PC강연선(15a,15b,15c)이 차례로 배치되며, 길이방향을 따라 중앙부에서는 하단부에 몰려서 배치되고 양측 끝으로 갈수록 점차 상향하여 양단부에서 상하로 분산되는 포물선 배치구조를 가지며, 이에 따라서 인장에 의한 긴장력을 빔의 전단면에 걸쳐 고루 분포시키게 된다.

그리고, 상기 제1PC강연선(15a,15b,15c)과 재긴장용 PC강연선(17a,17b)은 저 릴렉세이션(relaxation) 종류를 사용하며, 제1PC강연선(15a,15b,15c)은 베어 스트랜드(bare strand)를 사용하고 그 주변을 그라우팅하여 외기에 노출되지 않도록 하며, 재긴장용 PC강연선(17a,17b)은 합성수지가 피복된 것(PE coated strand)을 사용하고 빔 제작시 별도의 그라우팅 처리를 하지 않아 교량 공용중 추가 긴장이 자유롭게 한다.

한편, 상기 PSC-I빔(10)은 그 양측 끝의 키높이를 줄이는 경사부(18)가 상단부에 형성된다.

이 경사부(18)는 도7의 도시와 같이 양측 빔들이 접하는 주변에 타설되는 슬래브(50) 단부의 유효높이(h)가 확대되도록 하여 결과적으로 슬래브(50) 캔틸레버 길이(ℓ)의 증가를 가능케 하기 위해 형성하는 것으로서, 동일한 길이를 갖고 제작된 1가지 PSC-I빔(10)을 이용해 곡선반경이 600m보다도 작게 설계된 곡선교까지 일 괄 시공이 가능(곡선반경 400m까지 가능함)하므로, 빔 제작 및 관리는 물론 시공도 용이케 하여준다.

이하, 상기와 같이 구성으로 실시되는 본 발명의 PSC-I빔을 이용한 교량 시공·보수 방법을 설명한다.

본 발명의 교량 시공·보수방법은 우선, 도8a의 도시와 같이 상기 구성의 PSC-I빔(10)을 제작장에서 미리 성형하고, 제1PC강연선(15a,15b,15c)을 설계 허용인장강도의 100%에 대해 인장하여 제1정착장치(19a,19b,19c)로 제1정착벽(14)에 고정하며, 재긴장용 PC강연선(17a,17b)을 설계 허용인장강도의 70%이내에서 인장하여 제2정착장치(20)로 재인장용 정착벽(16)에 고정하여 PSC-I빔(10)에 1차 프리스트레스를 도입시킨다.

이때, 상기 제1PC강연선(15a,15b,15c)은 저 릴렉세이션(2종) 베어 스트랜드(bare strand)를 사용하여 (15b)·(15c)·(15a)번 순으로 동시 긴장하여 설계 허용 인장강도를 모두 가하며, 프리스트레스 도입후 강연선이 삽입된 쉬스관(미도시) 내부를 그라우팅한다. 그리고, 도9의 도시와 같이 제1정착장치(19a,19b,19c)의 정착부 주변을 몰탈마감(m)하여 외기와 차단시킨다.

상기 재긴장용 PC강연선(17a,17b)은 합성수지가 피복된 저 릴렉세이션(2종) 스트랜드를 사용하여 (17a)·(17b)번 순으로 1가닥씩 교대로 인장하며, 설계 허용인장강도의 70%이내에서 인장응력을 도입시키고, 나머지 30%의 허용인장강도를 교량 공용중 유지보수의 필요에 따라 조절하여 긴장하도록 남겨둔다.

상기에서 제2정착장치(20)는 도10의 도시와 같이 상기 재인장용 정착벽(16)의 홀내로 삽입·고정되는 트럼펫(21) 및 커넥션 슬리브(22)와, 상기 커넥션 슬리브(22)와 연접하면서 재인장용 정착벽(16)의 외표면에 밀착·지지되는 베어링 플레이트(23)와, 상기 베어링 플레이트(23)에 밀착·지지되는 웨지 플레이트(24)로 구성되고, 그 구성부재들을 상기 재긴장용 PC강연선(17a,17b)이 순차적으로 관통하여 최종적으로 웨지 플레이트(24)의 쐐기물림에 의해 정착된다.

여기서 상기 웨지 플레이트(24)는 교량 공용중 추가 긴장력 도입을 위해 하단부가 내외로 단차진 것을 사용하며, 재긴장용 PC강연선(17a,17b)은 긴장후 별도의 그라우팅 처리를 하지 않아 시공후 교량 공용중 추가 긴장이 자유롭게 한다.

또한, 시공후 부식을 방지하기 위해 웨지 플레이트(24)의 외부에 PE캡(25)을 씌우고 PE캡(25)의 내부에 부식방지용 그리스(26)를 밀실하게 채워 재긴장용 PC강연선(17a,17b)의 단부 및 웨지 플레이트(24)를 외기와 완전히 차단하여 놓는다.

다음으로, 도8b의 도시와 같이 상기 PSC-I빔(10)을 현장으로 운반하여 교량 하부구조물(30) 위에 교축방향으로 거치한다.

이후, 도8c의 도시와 같이 상기 교량 하부구조물(30)위에 거치된 PSC-I빔(10)에 크로스빔(40)을 직각방향으로 연결하여 설치하고, 그 크로스빔(40)과 PSC-I빔(10)의 상부에 콘크리트를 타설하여 슬래브(50)를 형성한다.

이때, 본 발명에 의한 PSC-I빔(10)은 그 양측 상단부가 경사처리 되어 있으므로, 슬래브(50) 단부의 유효높이가 증가되고 이에 따라서 슬래브(50)의 캔틸레버 길이(ℓ)를 길게 형성할 수 있으므로 1가지 길이로 제작된 PSC-I빔(10)으로 곡선반 경 400m이상의 모든 곡선교량에 적용이 가능하다.

이후, 위와 같이 타설된 슬래브(50)를 양생시킨 다음 도8d의 도시와 같이 상기 슬래브(50)위에 포장층을 포설하고 도로부속물을 설치하여 공사를 마무리하여 시공을 완료한다.

위와 같이 시공된 본 발명은 차량 통행을 허용한 교량 공용중 교량 상부구조물의 내력이 떨어져 유지보수가 필요할 경우 언제든지 PSC-I빔(10)의 응력을 보강하도록 계획된 것으로, 이 경우 도8e의 도시와 같이 상기 재긴장용 PC강연선(17a, 17b)을 전체적으로 추가 긴장하여 긴장력을 증강한다.

이러한 보수·보강시 추가 긴장은 시공시 재긴장용 PC강연선(17a,17b)에 남겨둔 30%의 허용인장강도 범위내에서 자유롭게 조절하여 실시하는데, 리프트 오프 테스트(lift off test, 프리스트레스 인출 시험법)를 시행하여 잔류하중을 확인한 후 감독관의 지시에 따라 시행한다.

이때 재긴장용 PC강연선(17a,17b)의 긴장작업은 도11의 도시와 같이, 웨지 플레이트(24)를 차폐하는 PE캡(25) 및 부식방지용 그리스(26)를 제거한 다음, 웨지 플레이트(24) 하단의 단차부에 유압척(27)을 끼워 물리고, 그 유압척(27)을 가운데에 위치시킨 상태로 베어링 플레이트(23)의 상면에 체어블록(28)을 지지시킨 후, 상기 유압척(27)에 유압잭(29)을 연결하고 그 유압잭(29)의 지지점을 체어블록(28)의 상판에 위치시킨 다음, 유압잭(29)으로 재긴장용 PC강연선(17a,17b)을 인장하여 상기 웨지 플레이트(24)와 베어링 플레이트(23)의 사이를 벌린 다음, 이 벌어진 사이에 말발굽 모양으로 제작된 강제와셔(w)를 소요 개수로 끼워 넣고 유압잭(29)의 견인력을 해제한 후, 상기 유압잭(29)과 체어블록(28) 및 유압척(27)을 해체하는 방법을 통해 수행된다.

그리고 나서, 부식을 방지하기 위해 다시 웨지 플레이트(24)의 외부에 PE캡(25)을 씌우고 PE캡(25)의 내부에 부식방지용 그리스(26)를 밀실하게 채워 재긴장용 PC강연선(17a,17b)의 단부 및 웨지 플레이트(24)를 외기와 완전히 차단하여 놓는 작업을 통해 추가 긴장작업을 최종적으로 마무리한다.

본 발명은 이상과 같은 구성의 슬래브 단부 보강이 용이하고 유지보수시 재긴장이 가능한 피에스씨 아이빔 및 그 피에스씨 아이빔을 이용한 교량 시공·보수 방법을 제공하며, 상술한 실시예 및 시공예는 본 발명의 바람직한 예에 대하여 설명한 것이나, 본 발명은 그 기술적 범위가 상기 실시예 및 시공예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시 및 시공이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 슬래브 단부 보강이 용이하고 유지보수시 재긴장이 가능한 피에스씨 아이빔 및 그 피에스씨 아이빔을 이용한 교량 시공·보수 방법에 의하면, PSC-I빔의 제작시 1차 프리스트레스를 주고 교량 공용중 필요에 따라 수시로 추가 긴장력을 도입시킬 수 있음으로써, 형고가 감소되고 장경간 적용이 가능하며, 건설비용 절감 및 유지관리가 용이하다.

특히, 교량 공용중의 추가 인장위치를 하부플랜지 부근에 설치함으로써, 긴 장의 마찰에 의한 손실을 최소화시키며 긴장작업의 편의성을 최대한 확보하여 준다.

또한, PSC-I빔의 양측 끝 상단부를 경사처리하여 슬래브 단부의 유효높이가 커지도록 한 구조를 통해 슬래브의 캔틸레버 길이를 효율적으로 증가시킬 수 있도록 함으로써, 곡선반경이 600m보다도 작은 교량까지 적용범위를 확대할 수 있다.

따라서, 본 발명은 교량 구조물의 시공성을 가일층 향상시키고 유지관리가 용이하며, PSC-I빔의 곡선교 적용범위를 더욱 넓힌 매우 유용한 발명이다.

Claims

상하부 플랜지(11a,11b)와 복부(12)를 갖는 I자형 단면형태로 이루어져 교량의 지간거리로 기성·제작되고, 교량 하부구조물(30)의 상부에 교축방향으로 거치되어 크로스빔(40) 및 슬래브(50)와 합성되며, 제작시 1차적인 프리스트레스를 주고, 시공시 또는 교량 공용중 필요에 따라 추가적으로 긴장력을 도입시킬 수 있도록 한 PSC-I빔(10)에 있어서;

상기 PSC-I빔(10)의 지점부 양측단면에 제1정착벽(14)이 형성되고, 제1PC강연선(15a,15b,15c)이 상기 PSC-I빔(10)의 내부를 길이방향으로 관통하면서 상기 제1정착벽(14)을 통해 외부로 빠져나가 설계 허용인장강도의 100%에 대해 프리스트레스가 도입된 상태로 정착되는 제1긴장부;

상기 PSC-I빔(10)의 양측단부로부터 길이방향을 따라 중앙부측으로 일정구간 들어간 지점의 복부(12) 및 하부플랜지(11b)가 접하는 곳에 좌우로 돌출되는 재인장용 정착벽(16)이 설치되고, 재긴장용 PC강연선(17a,17b)이 PSC-I빔(10)의 내부를 길이방향으로 관통하면서 상기 재인장용 정착벽(16)을 통해 외부로 빠져나가 설계 허용인장강도의 70%이내에서 프리스트레스가 도입된 상태로 정착되는 제2긴장부;를 포함하는 구성을 특징으로 하는 슬래브 단부 보강이 용이하고 유지보수시 재긴장이 가능한 피에스씨 아이빔.
제1항에 있어서, 상기 PSC-I빔(10)은 그 양측 끝의 키높이를 줄이는 경사부 (18)가 상단부에 형성되어서, 경사부(18) 주변에 타설되는 슬래브(50) 단부의 유효높이가 확대되도록 한 것을 특징으로 하는 슬래브 단부 보강이 용이하고 유지보수시 재긴장이 가능한 피에스씨 아이빔.
a)제1항 또는 제2항에 의한 PSC-I빔(10)을 제작장에서 미리 성형하고, 제1PC강연선(15a,15b,15c)을 설계 허용인장강도의 100%에 대해 인장하여 제1정착장치(19a,19b,19c)로 제1정착벽(14)에 고정하며, 재긴장용 PC강연선(17a,17b)을 설계 허용인장강도의 70%이내에서 인장하여 제2정착장치(20)로 재인장용 정착벽(16)에 고정하여 PSC-I빔(10)에 1차 프리스트레스를 도입시키는 단계;

b)상기 PSC-I빔(10)을 현장으로 운반하여 교량 하부구조물(30) 위에 교축방향으로 거치하는 단계;

c)상기 교량 하부구조물(30)위에 거치된 PSC-I빔(10)에 크로스빔(40)을 직각방향으로 연결하여 설치하고, 그 크로스빔(40)과 PSC-I빔(10)의 상부에 콘크리트를 타설하여 슬래브(50)를 형성하는 단계;

d)상기 슬래브(50)위에 포장층을 포설하고 도로부속물을 설치하여 공사를 마무리하는 단계;를 통해 시공을 완료하고,

e)교량 공용중 교량 상부구조물의 내력이 떨어져 유지보수가 필요할 경우 상기 재긴장용 PC강연선(17a,17b)을 추가로 긴장하여 PSC-I빔(10)의 응력을 보강하도록 계획된 것을 특징으로 하는 교량 시공·보수 방법.
제3항에 있어서, 상기 e)단계에서의 추가긴장은 상기 a)단계에서 재긴장용 PC강연선(17a,17b)에 대해 프리스트레스를 도입하고 남긴 설계 허용인장강도의 나머지 30%이내에서 교량 공용중 유지보수의 필요에 따라 조절하여 긴장하는 것을 특징으로 하는 교량 시공·보수 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 재긴장용 PC강연선(17a,17b)은 합성수지가 피복된 것을 사용함을 특징으로 하는 피에스씨 아이빔을 이용한 교량 시공·보수 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제2정착장치(20)는 상기 재인장용 정착벽(16)의 홀내로 삽입·고정되는 트럼펫(21) 및 커넥션 슬리브(22)와, 상기 커넥션 슬리브(22)와 연접하면서 재인장용 정착벽(16)의 외표면에 밀착·지지되는 베어링 플레이트(23)와, 상기 베어링 플레이트(23)에 밀착·지지되는 웨지 플레이트(24)로 구성되고, 그 구성부재들을 상기 재긴장용 PC강연선(17a,17b)이 순차적으로 관통하여 최종적으로 웨지 플레이트(24)의 쐐기물림에 의해 정착되며, 상기 웨지 플레이트(24)는 교량 공용중 추가 긴장력 도입을 위해 하단부가 내외로 단차진 것을 사용함을 특징으로 하는 교량 시공·보수 방법.
제6항에 있어서, 상기 웨지 플레이트(24)의 외부에 PE캡(25)을 씌우고 그 PE캡(25)의 내부에 부식방지용 그리스(26)를 밀실하게 채워 재긴장용 PC강연선(17a, 17b)의 단부 및 웨지 플레이트(24)를 외기와 완전히 차단하여 놓는 것을 특징으로 하는 교량 시공·보수 방법.
제6항에 있어서, 교량 공용중 재긴장용 PC강연선(17a,17b)의 추가 긴장작업은, 상기 웨지 플레이트(24) 하단의 단차부에 유압척(27)을 끼워 물리고, 그 유압척(27)을 가운데에 위치시킨 상태로 베어링 플레이트(23)의 상면에 체어블록(28)을 지지시킨 후, 상기 유압척(27)에 유압잭(29)을 연결하고 그 유압잭(29)의 지지점을 체어블록(28)의 상판에 위치시킨 다음, 유압잭(29)으로 재긴장용 PC강연선(17a, 17b)을 인장하여 상기 웨지 플레이트(24)와 베어링 플레이트(23)의 사이를 벌린 다음, 이 벌어진 사이에 말발굽 모양으로 형성된 강제와셔(w)를 소요 개수로 끼워 넣고 유압잭(29)의 견인력을 해제한 후, 상기 유압잭(29)과 체어블록(28) 및 유압잭(29)을 해체하는 방법을 통해 수행함을 특징으로 하는 교량 시공·보수 방법.