KR20090055063A - 프리 스트레스 콘크리트 보의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PC 강선이나 강재의 배열에 경사부가 포함되는 경우에도 프리 텐션방법을 이용하여 프리 스트레스 콘크리트 보를 시공하는 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위해, 교량에 적용되는 V 형 단면을 가지는 프리 스트레스 콘크리트 보의 시공방법으로서, (S1) 거푸집을 설치하고 철근을 배근하여 V 형 단면을 가지는 보의 철골구조체를 형성하는 단계; (S2) 거푸집 설치 시 철골구조체를 가로횡단하는 방향으로 하나 이상의 안내 부재를 삽입하고 상기 안내부재를 회전가능하게 지지하는 지지대를 철골구조체의 외측에 설치하는 단계; (S3) PC 강재를 회전가능한 안내부재 사이로 삽입하여 안내부재에 의해 절곡시키고 PC 강재의 단부를 안내부재보다 높은 위치에서 고정부에 고정하는 단계; (S4) PC 강재의 양 단부를 인장시켜 인장력을 도입하는 단계; (S5) PC 강재에 인장력이 가해진 상태에서 거푸집의 내부에 콘크리트를 타설하여 양생하는 단계; 및 (S6) 콘크리트 양생 후 PC 강재를 개별 보의 단위로 절단하여 콘크리트를 프리 스트레싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

프리 스트레스 콘크리트 보의 시공방법{CONSTRUCTION METHOD OF PRE-STRESSED CONCRETE BEAM}

본 발명은 교량에 적용되는 V 형 단면을 가지는 프리 스트레스 빔의 시공방법으로서, 보다 구체적으로는 프리 스트레스 빔의 V 형 단면 하부에 내설되는 PC 강재가 직선으로 배열되지 않은 경우에 프리 텐션 방식을 적용하여 프리 스트레스 콘크리트 보를 시공하는 방법에 대한 것이다.

교량의 건설을 위해 사용하는 프리 스트레스 콘크리트 보로서 종래에는 I 형 단면 형상을 가지는 보가 널리 사용되었으나 최근에는 V 형 단면을 가지는 보가 비틀림강성이나 굽힘강성이 더 크다는 장점으로 인해 사용되고 있는 추세이다.

V 형상 단면을 가지는 콘크리트 보에서는 통상적으로 하부 플랜지에 PC 강재가 삽입배치되어 프리 스트레싱(Pre-stressing)된다.

그런데, 교량의 적용되는 콘크리트 보(100)에 적용되는 PC 강재(200)는 도 1 에 도시된 바와 같이 교량의 종방향으로 볼 때 중앙부에서는 수평하나, 양 단부에서는 단면효율성 제고를 통한 강도향상과 고정의 용이성을 위해 상측으로 경사지게 배치되어 프리 스트레싱될 것이 요구된다.

PC 강재를 프리 스트레싱하는 방법으로는 포스트 텐션(Post tension) 방법과 프리 텐션(Pre tension) 방법이 공지되어 있다.

포스트 텐션 방법의 경우에는 쉬스 (Sheath) 관을 내부에 묻고 콘크리트를 타설하여 경화시킨 다음 PC 강선이나 강재를 주입하여 긴장시키고 쉬쓰 내부를 그라우팅하여 정착하는 방법으로서, 현장 제작에 유리하며 P.C 강선의 곡선배치가 가능하다는 장점을 가진다.

그러나, 포스트 텐션방법에서는 보의 양 단부에는 PC 강선이나 강재의 인장력을 유지시키기 위한 정착구가 장착되어야 하므로 보의 구성이 복잡해지며 또한, 특정 스팬 단위로만 제작되어야 하는 바 대량 생산에는 적합하지 못한 문제점이 존재하고 있다.

이에 비해, 프리 텐션방법은 PC 강선 또는 강재에 미리 인장을 준 상태에서 콘크리트를 타설하여 경화시킨 다음, PC 강재에 인가된 긴장을 풀어 미리 가한 인장력을 콘크리트에 전달하는 방식을 사용한다.

이러한 프리 텐션방법은 시공이 간단하며 대량생산에 적합하고 현장제작이 아닌 공장제작으로 이루어지므로 품질관리가 용이하다는 점에서 포스트 텐션방법에 대비되는 장점을 가지나, PC 강선이나 강재가 직선으로 배치되지 않는 경우에는 시공이 곤란하다는 문제점이 존재하고 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, PC 강선이나 강재의 배 열에 경사부가 포함되는 경우에도 프리 텐션방법을 이용하여 프리 스트레스 콘크리트 보를 시공하는 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위해, 교량에 적용되는 V 형 단면을 가지는 프리 스트레스 콘크리트 보의 시공방법으로서, (S1) 거푸집을 설치하고 철근을 배근하여 V 형 단면을 가지는 보의 철골구조체를 형성하는 단계; (S2) 거푸집 설치 시 철골구조체를 가로횡단하는 방향으로 하나 이상의 안내 부재를 삽입하고 상기 안내부재를 회전가능하게 지지하는 지지대를 철골구조체의 외측에 설치하는 단계; (S3) PC 강재를 회전가능한 안내부재 사이로 삽입하여 안내부재에 의해 절곡시키고 PC 강재의 단부를 안내부재보다 높은 위치에서 고정부에 고정하는 단계; (S4) PC 강재의 양 단부를 인장시켜 인장력을 도입하는 단계; (S5) PC 강재에 인장력이 가해진 상태에서 거푸집의 내부에 콘크리트를 타설하여 양생하는 단계; 및 (S6) 콘크리트 양생 후 PC 강재를 개별 보의 단위로 절단하여 콘크리트를 프리 스트레싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 시공방법에서, 상기 안내부재는 내부에 중공부가 형성된 파이프로 이루어지고, 상기 지지대에는 상기 안내부재의 중공부에 삽입되어 상기 안내부재를 회전가능하게 지지하는 안내봉이 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 시공방법에서는, 상기 단계 (S5) 에서 지지대를 제거하고 안내부재의 중공부를 콘크리트로 타설하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 시공방법에서, 상기 안내부재 및 지지대는 PC 강재의 절곡점에 설 치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 시공방법에서, 상기 V 형 단면은 웨브와 플랜지부로 구성되며 상기 웨브의 내부에는 PC 강재가 배치되지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 시공방법에서는, 상기 단계 (S1) 내지 (S5) 를 종방향으로 배열된 복수 개의 보에 대해 동시에 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전술한 구성으로 인해 교량에 적용되는 프리 스트레스 콘크리트 보를 시공하기 위해 PC 강재가 교량의 종방향 단부에서 상부로 경사지게 형성되도록 프리 스트레싱하는 경우에 프리 텐션 방식을 이용하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 포스트 텐션 방식의 경우와 같이 보마다 제작하지 않고 여러 개의 보를 동시에 대량생산이 가능하게 되어 경제성이 제고되는 장점을 가지게 된다.

또한, 프리 텐션 방식을 이용함으로써 공장에서 이미 프리 스트레싱된 보를 바로 시공하는 것이 가능하게 되어 시공이 간편하게 되는 장점을 가진다.

더욱이, V 형상부에서 웨브에 PC 강재를 삽입하지 않음으로써 두께를 감소시켜 전체적인 보의 중량을 감소시킬 수 있으며 또한 웨브를 경사지게 형성함으로써 보를 청결하게 유지하는 것이 가능하게 되어 외관상 바람직하게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 시공방법의 일 실시예에 대해 설명한다. 도 2 는 본 발명의 일 실시예에서 보의 철골구조체를 시공하는 상태를 도시하는 도면이다. 도 3 은 본 발명의 일 실시예에서 안내부재와 지지대가 설치된 상태 를 도시하는 도면이다. 도 4 는 본 발명의 일 실시예에서 안내부재와 지지대를 도시하는 도면이다. 도 5 는 도 3 에서의 단면 A-A 를 도시하는 도면이다. 도 6 은 본 발명의 일 실시예를 여러 개의 보에 대해 적용한 경우를 도시하는 도면이다.

먼저, 도 2 에 도시된 바와 같이 거푸집을 설치하고 철근을 배근하여 V 형 단면을 가지는 보의 철근 구조체(10)를 설치하는 단계(S1)를 수행한다.

V 형 단면(20)은 양 측에 형성된 웨브(21)와 웨브(21)의 하측에 연결되어 형성된 하부플랜지(22)로 이루어진다.

본 실시예에서 웨브(21)는 내측으로 갈수록 경사지게 형성되고 내부에 PC 강선이 포함되어 있지 않아 종래기술의 경우보다 두께가 작게 형성됨으로써, 보의 전체적인 무게가 가벼워지게 되며 웨브(21)의 경사형상으로 인해 미관이 우수하고 먼지나 물이 쌓이지 않게 되어 청결한 외관을 유지할 수 있게 된다.

다음으로, 도 3 에 도시된 바와 같이 거푸집 설치시 철골구조체(10)를 가로횡단하는 방향으로 하나 이상의 안내 부재(30)를 삽입하고 상기 안내부재(30)를 회전가능하게 지지하는 지지대(40)를 철골구조체의 외측에 설치하는 단계(S2)를 수행한다.

이때, 안내부재(30) 및 지지대(40)는 보의 종방향으로 볼 때 PC 강재(P)가 절곡되는 부분에 설치한다.

안내부재(30)는 도 4 및 5 에 도시된 바와 같이 내부가 원형 중공형상의 중공부가 형성된 파이프로서 보의 상하방향으로 설치되어야 할 PC 강재(P)의 수와 동 일한 수만큼 형성된다.

지지대(40)는 콘크리트나 강재를 소재로 하는 지지부(41)와 이 지지부(41)에 체결되는 안내 봉(42)으로 이루어진다.

지지부(41)는 2 쌍이 제작되어 절곡되어야 하는 부분의 보의 측방향 단부에 각각 하나씩 설치되고 형상에 특별한 제한은 없으며 내부에는 안내봉(42)이 관통될 수 있도록 관통홀(41a)이 형성되어 있다.

안내봉(42)은 내부가 채워진 원통 관형상으로서 양 단부에는 나사부(42a)가 형성되어 너트(43)에 의해 체결됨으로써 지지부(41)에 고정된다.

한편, 안내 봉(42)의 외경은 안내부재(30)의 내경보다 작게 형성됨으로써 양자 사이에 일정한 간극(C)이 형성되어 안내부재(30)가 안내봉(42)에 대해 상대적인 회전운동이 가능하게 이루어진다.

이때, 안내봉(42)과 안내부재(30)사이에 윤활제를 삽입하여 양자간의 마찰저항을 최소화하며 긴장력 도입시 안내부재(30)의 찌그러짐이나 파손을 방지하기 위해 안내봉(42)과 안내부재(30)는 가급적 밀착되도록 간극(C)을 형성한다.

그런 다음, PC 강재(P)를 상기 회전가능한 안내부재(30) 사이로 삽입시켜 안내부재(30)에 의해 PC 강재(P)를 절곡하고 그의 단부를 고정부(50)에 고정시키는 단계(S3)를 수행한다.

PC 강재(P)가 안내부재(30)의 사이로 삽입되는 경우에 안내부재(30)는 회전가능하게 지지됨으로써 PC 강재(P)의 삽입 시 안내부재(30)의 표면에 대한 마찰저항이 발생하지 않게 되어 삽입이 용이하게 된다.

한편, 안내부재(30)에 의해 절곡된 PC 강재(P)의 단부는 안내부재(30)보다 더 높게 위치에서 고정부(50)에 고정된다. 고정부(50)는 공지된 옹벽이나 잭킹 서포트 등으로 구성되며 내부에 PC 강재(P)를 인장하는 수단을 포함하도록 구성될 수 있다.

여러 개의 보를 종방향으로 동시에 시공하는 경우에는 도 6 에 도시된 바와 같이 보와 보 사이의 중간 단부에 고정부(50)를 대신하여 마찬가지로 안내부재(30)보다 높은 위치에 PC 강재(P)가 배치될 수 있도록 지지하는 별개의 단부 지지대(60)를 사용하는 것도 가능하다.

다음으로는, 이와 같이 절곡된 PC 강재(P)의 양 단부를 잡아 당겨 인장력을 도입하는 단계(S4)를 수행하게 된다.

본 실시예에서는 인장수단으로서 고정부(50)에 포함된 잭(미도시)을 이용하였으나, PC 강재(P)를 인장하는 방법이나 수단에는 아무런 제한이 없으며 통상적인 프리 텐션 인가방법에 의해 수행하면 된다.

한편, 도 6 의 경우와 같이 여러 개의 보에 대해 시공하는 경우에는 보의 양 단부의 고정부(50)에서만 PC 강재(P)를 인장하게 되며, 중간에 형성된 단부 지지대는 인장하는 작용을 하지 않는다.

이와 같이 PC 강재(P)에 인장력이 가해진 상태에서 지지대(40)를 제거하고 거푸집의 내부에 콘크리트를 타설하여 양생하는 단계(S5)를 수행한다.

콘크리트를 타설하여 양생하는 단계에서 지지대(40)를 철거하면서 안내부재(30)의 내부에 삽입된 안내봉(42)도 함께 제거하고, 안내봉(42)이 제거된 안내부 재(30)의 내부 중공부도 콘크리트를 충진시켜 이를 채워서 양생시킨다.

또는, 안내부재(30)의 내부에서 안내봉(42)을 철거하지 않고 지지부(41)만을 철거하여 안내부재(30)의 양 단부만을 막기만 하는 것도 가능하다.

콘크리트 양생 시에는 현장여건에 따라 주변 기상작용의 영향을 최소화하도록 가림막을 설치하거나 증기양생을 실시한다.

최종적으로, 콘크리트 양생 후 PC 강재(P)를 개별 보의 단위로 절단하여 콘크리트에 프리 스트레싱을 도입하고 PC 강재(P)의 단부가 노출되지 않도록 정리하는 단계(S6)를 수행한다.

본 발명에서는 이러한 방법에 의해 교량에 적용되는 V 형 단면을 가지는 프리 스트레스 콘크리트 보를 시공함으로써 PC 강재(P)의 배열이 보의 종방향으로 절곡부를 가지는 경우에도 이를 용이하게 시공하는 것이 가능하게 된다.

본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 나타낸 것으로서 본 발명의 기술적 사상을 제한하는 것으로서 해석되지 않아야 하며, 본 발명의 범위 내에서의 수정 및 변형은 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1 은 종래기술을 도시하는 도면이다.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에서 보의 철골구조체를 시공한 상태를 도시하는 도면이다.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에서 안내부재와 지지대가 설치된 상태를 도시하는 도면이다.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에서 안내부재와 지지대를 도시하는 도면이다.

도 5 는 도 3 에서의 단면 A-A 를 도시하는 도면이다.

도 6 은 본 발명의 일 실시예를 여러 개의 보에 대해 적용한 경우를 도시하는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:철골구조체 20:V 형 단면

30:안내부재 40:지지대

50:고정부

Claims (6)

1. 교량에 적용되는 V 형 단면을 가지는 프리 스트레스 콘크리트 보의 시공방법으로서,

   (S1) 거푸집을 설치하고 철근을 배근하여 V 형 단면을 가지는 보의 철골구조체를 형성하는 단계;

   (S2) 거푸집 설치 시 철골구조체를 가로횡단하는 방향으로 하나 이상의 안내 부재를 삽입하고 상기 안내부재를 회전가능하게 지지하는 지지대를 철골구조체의 외측에 설치하는 단계;

   (S3) PC 강재를 회전가능한 안내부재 사이로 삽입하여 안내부재에 의해 절곡시키고 PC 강재의 단부를 안내부재보다 높은 위치에서 고정부에 고정하는 단계;

   (S4) PC 강재의 양 단부를 인장시켜 인장력을 도입하는 단계;

   (S5) PC 강재에 인장력이 가해진 상태에서 거푸집의 내부에 콘크리트를 타설하여 양생하는 단계; 및

   (S6) 콘크리트 양생 후 PC 강재를 개별 보의 단위로 절단하여 콘크리트를 프리 스트레싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리 스트레스 콘크리트 보의 시공방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 안내부재는 내부에 중공부가 형성된 파이프로 이루어지고, 상기 지지대 에는 상기 안내부재의 중공부에 삽입되어 상기 안내부재를 회전가능하게 지지하는 안내봉이 고정되는 것을 특징으로 하는 프리 스트레스 콘크리트 보의 시공방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 단계 (S5) 에서 지지대를 제거하고 안내부재의 중공부를 콘크리트로 타설하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리 스트레스 콘크리트 보의 시공방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 안내부재 및 지지대는 PC 강재의 절곡점에 설치되는 것을 특징으로 하는 프리 스트레스 콘크리트 보의 시공방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 V 형 단면은 웨브와 플랜지부로 구성되며 상기 웨브의 내부에는 PC 강재가 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 프리 스트레스 콘크리트 보의 시공방법.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 단계 (S1) 내지 (S5) 를 종방향으로 배열된 복수 개의 보에 대해 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 프리 스트레스 콘크리트 보의 시공방법.

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