KR20100109654A - 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더와 이의 제작방법 및 이를 이용한 조립식교량시공방법 - Google Patents

다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더와 이의 제작방법 및 이를 이용한 조립식교량시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 거더제작대를 이용하여 강재대신에 강선을 거더의 인장부의 전단면에 다수개 설치한 프리스트레스콘크리트거더(일명, SPC거더)를 이용하여 교량의 지반에 설치된 파일기둥의 상부에 거치된 하부연결지지부재의 거더거치부에 거치하여 교량을 조립식으로 설치한 프리스트레스트콘크리트를 이용한 조립식교량시공방법에 관한 것이다.

Description

다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더와 이의 제작방법 및 이를 이용한 조립식교량시공방법{Prestressed concrete girder with plural steel wires disposed at shear surface of tension port, manufacturing method thereof, and assembling bridge construction method using the same}
본 발명은 강선을 거더의 인장부의 전단면에 일정한 간격을 두고 다수개 설치한 프리스트레스콘크리트거더를 이용하여 지반에 설치된 파일기둥의 상부에 거치된 하부연결지지부재의 거더거치부에 거치하여 교량을 조립식으로 설치한 프리스트레스트콘크리트를 이용한 조립식교량시공방법에 관한 것이다.
종래에는 도 13에서보는바와 같이 강재(210)와 합성된 거더를 제작할 때, 강재에 캠버를 도입하고, 이에 하중을 작용하면서 하부케이싱콘크리트를 설치한 후에 하중을 제거하고, 상부케이싱콘크리트를 설치한 후에야 강합성거더(200)를 제작할 수 있는등 복잡한 제작과정을 반드시 거쳐야만 제작하는 문제점과, 상기 제작된 거더를 경간이 짧은 교량에 적용할때에는 비교적 강재사용량이 많아 경제적이지 못한 점이 제기되어 왔다.
또한, 거더의 인장부에 설치된 강재에 도입된 긴장력이 거더 하부의 인장부의 전단면에 골고루 전달되지 못하여 실제로 교량설치시 과다하게 설계되는 문제점이 제기되어 왔다.
또한, 종래에는 하천 또는 바닷가에 교량을 설치하기 위하여, 기초부를 형성할 수 있도록 가설물막이를 설치하고, 기설물막이가 설치된 내부의 지반을 굴착하여 기초부를 형성하기 위한 철근 배근 및 콘크리트를 타설하여 기초부를 설치한 다음 그 위에 교량의 교각을 설치하고, 그 위에 교좌장치를 설치하고 그 위에 거더를 설치하여 교량을 설치하는 과정을 거치므로서, 공사기간이 과다하게 소요되면서, 이로인하여 공사비 또한 과다하게 소요되는 문제점이 상존하여 왔다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서,
거더의 전단면을 효과적을 사용할 수 있도록 하면서, 고가의 강재를 사용하는 대신에 강선을 사용하되, 거더의 인장부의 전단면에 골고루 배치하여 거더에 프리스트레스가 도입된 거더제작을 위하여, 본 발명의 거더제작대를 이용하여 프리스트레스트콘크리트거더를 제작하고, 상기 제작된 거더를 이용하여 지반에 교각으로 설치된 파일기둥의 상부에 관통설치된 하부연결지지부재의 거더거치부에 상기 프리스트레스트콘크리트거더를 거치하면 바로 교량이 설치되도록 하는 조립식 교량시공방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 거더제작대를 이용하여 거더의 인장부의 전단면에 일정한 간격을 두고 골고루 강선을 배치하여 인장부의 전단면에 배치된 강선에 도입된 긴장력에 의하여 프리스트레스가 인장부 전단면에 도입된 프리스트레스트콘크리트거더를 제작하고, 상기 제작된 거더를 지반에 다수개 설치된 파일기둥 위에 파일기둥을 관통하여 설치된 하부연결지지부재의 거더거치부에 거치하여 설치한 조립식 교량 시공방법이다.
본 발명은 수상에 교량을 설치하기 위하여는 가물막이 작업, 기초부를 설치하기 위하여 하상의 지반을 굴착하는 작업과 그 위에 기둥을 설치하는 작업이 모두 수상에서 설치되거나 또는 연약지반 상에서 이루어지게되어 교량을 설치하는데 많은 공기와 공사비가 소요되는 문제점을 개선하기 위하여 하상의 연약지반상에 바로 교량의 교각으로 활용할 수 있는 파일기둥을 지반내에 타입 또는 관입시킨 다음, 그 위에 하부연결지지부재를 파일기둥 위에 거치하고, 상기 하부연결지지부재의 거더거치부에 본 발명의 프리스트레스트콘크리트거더를 설치하여 교량을 조립식으로 건설하는 것이다.
상기와 같이 조립식으로 교량을 설치하므로서, 콘크리트타설 작업을 거의 없애고 공장에서 사전에 제작한 파일기둥, 프리스트레스트콘크리트거더 및 하부연결지지부재를 이용하여 간단히 조립식으로 이들을 설치 조립하여 교량을 설치하도록 하므로서, 공사기간은 물론 공사비를 획기적으로 절감하도록 하는 조립식교량시공방법을 제공하는데 있다.
한편, 상기 교량에 설치되는 거더의 인장부의 전단면에 골고루 프리스트레스가 도입될 수 있도록 하는 거더제작대를 이용하여 프리스트레스트콘크리트거더를 한번에 다수개 제작하여 교량에 적용하므로서, 강성이 골고루 도입된 효율적인 거더를 이용하여 교량에 설치할 수 있으며, 운반시에도 거더에 발생되는 균열을 방지할 수 있도록 하며, 동시에 거더를 다수개 제작하므로서 제작비 및 제작시간을 단축할 수 있는 것이다.
본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 거더제작대를 이용하여 제작한 프리스트레스트콘크리트거더를 보여주는 도면이며, 도 2(a)(b)(c)는 본 발명의 거더제작대의 설치와 이를 이용하여 거더를 제작하는 과정을 보여주는 도면이며, 도 3은 본 발명의 거더제작대의 단부지압강판을 보여주는 도면이며, 도 4는 본 발명의 가동지압강판을 보여주는 도면이며, 도 5는 본 발명의 강선체결지압강판을 보여주는 도면이며, 도 6은 본 발명의 강선체결지압강판의 강선체결공에 강선이 체결된 상태를 상세히 보여주는 도면이며, 도 7은 본 발명의 프리스트레스트콘크리트거더를 이용하여 조립식교량을 설치한 것을 보여주는 도면이며, 도 8은 상기 도 7의 평면도이며, 도 9는 상기 도 7의 횡단면도이며, 도 10은 상기 도 7의 거더와 거더가 측면에서 상호 연결된 거더연결부를 상세히보여주는 도면이며, 도 11(a)(b)는 본 발명의 조립식 교량의 설치를 위하여 파일기둥의 상단에 형성된 상부돌출부를 관통삽입하여 파일기둥의 상부에 설치되어 거더를 거치하도록 하는 하부연결지지부재를 보여주는 도면이며, 도 12는 본 발명의 파일기둥을 상세히 보여주는 도면이다.
본 발명은 하천 또는 바다의 해상에 설치되는 보도교, 일반교량등의 모든 교량에 적용하기 위한 것이다.
먼저 본 발명의 교량에 사용되는 거더에 관하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 프리스트레스트콘크리트거더(20)는 하부의 인장부(22)의 전단면에 걸쳐 일정한 간격을 두고 다수개의 강선(21)이 배치되고, 상기 강선(21)에 긴장력을 도입하여 거더의 전단면에 프리스트레스가 도입되도록 하고, 상부의 일측에는 향후에 인접하여 설치되는 거더와의 연결을 위한 ㄴ 자형의 연결홈(23)을 형성한 것이 도 1의 거더이다.
상기와 같이 강재를 사용하지 않고, 강선만으로 인장부의 전단면에 일정한 간격을 두고 골고루 배치하고, 상기 골고루 배치된 강선에 긴장력을 도입하여 거더의 전단면에 프리스트레스가 골고루 도입되도록 하기 위하여는 도 2 내지 도 6과 같은 거더제작대(30)를 이용하여 제작하게 된다.
상기 강선(21)은 거더의 인장부 뿐만아니라 거더의 압축부와 인장부의 전단면에 걸쳐 일정한 간격을 두고 배치하여 제작할 수도 있다.
또한, 강선을 상기와 같은 방법으로 배치한 다양한 형태, 즉 일반적으로 사용하고 있는 형태의 거더뿐만아니라 거더가 사용되는 장소의 특징을 살릴 수 있는 특정한 형태의 거더를 제작할 수 있으며, 동시에 본 발명의 거더제작대를 이용하여 거더의 부위별로 선택적으로 긴장력의 크기를 조절하여 도입하던지 또는 특정의 위치에만 선택적으로 긴장력을 도입할 수 있으며, 다수개 배치된 강선에 각기 다른 크기의 긴장력을 차별적으로 도입할 수 있는 것이 장점인 것이다.
상기 거더제작대를 이용하여 거더를 제작하는 과정을 상세히 설명하면,
지반(31) 위에 일정한 간격을 두고 지지대(40)를 마주보게 설치하고, 상기 지지대(40)의 수직지지부(41)에 관통공(43)을 다수개 설치하면서 상기 관통공(43)내에 관(44)을 설치하고,
상기 수직지지부(41)의 양면에 관통공(51)이 다수개 형성된 단부지압강판(50)을 설치하고,
상기 수직지지부(41)의 외측에 다수개의 관통공(61)이 형성된 가동지압강 판(60)을 설치하고,
상기 수직지지부(41)의 내측에 다수개의 관통공(71)과 강선체결공(72)이 동시에 형성된 강선체결지압강판(70)을 설치하고,
상기 수직지지부(41)에 형성된 관통공(43)을 관통하여 내외면에 각각 설치된 가동지압강판(60)과 강선체결지압강판(70)의 관통공(61,71)을 관통하여 강봉(32)으로 상호연결하여 너트(36)로 각각 고정설치하고,
상기 강선체결지압강판(70)에 형성된 다수개의 강선체결공(72)에 강선(21)의 단부가 체결되도록 하고,
상기 수직지지부(41)와 가동지압강판(60)과의 사이에 유압잭(34)을 설치하고,
상기 유압잭(34)에 스트로크를 발생시켜 가동지압강판(60)을 외측으로 밀면 강봉(32)에 의하여 상호 연결된 강선체결지압강판(70)이 지지대(40)쪽으로 이동하게되어, 상기 강선체결지압강판(70)의 강선체결공(72)에 체결연결된 강선(21)도 당겨지게되어 강선에 긴장력이 도입되도록 하면서 체결너트(35)로 강봉(32)과 수직지지대의 외측면에 매입된 단부지압강판(50)을 체결고정하고,
상기 양측에 설치된 지지대(40)와의 사이에 설치된 긴장력이 도입된 상태의 다수개의 강선(21)을 포함하면서 다수개의 거더를 제작할 수 있는 콘크리트를 타설양생하고,
상기 콘크리트의 양생이 완료된 후에 거더와 거더 사이에 설치된 강선(21)을 절단하면서 동시에 상기 강선체결지압강판(70)에 설치된 강선체결공(72)에 체결된 강선(21)을 이탈시켜 프리스트레스가 도입된 다수개의 프리스트레스트콘크리트거더(20)인 도 1의 거더를 도 2의 방법으로 거더를 제작하는 것이다.
상기 방법에 의하여 제작된 거더는 전단면에 걸쳐 일정한 간격을 두고 골고루 설치된 다수개의 강선에 의하여 전단면이 프리스트레스가 도입된 상태이므로 거더의 전단면이 유효한 단면인 반면에 기존의 콘크리트거더는 상부의 압축부만 유효한 단면이 되므로, 활용성면에서 기존 거더의 활용범위 보다, 본 발명 거더의 활용범위를 보다 광범위하게 사용할 수 있으며, 거더의 크기를 줄일 수 있는 장점이 있다.
상기 유압잭(34)에 발생된 스트로크에 의하여 강선(21)에 도입된 긴장력이 유지될 수 있도록 체결너트(35)로 강봉(32)과 수직지지대(41)의 외측면에 매입된 단부지압강판(50)을 체결하여 고정시킨 것이다.
상기 거더제작대(30)의 각각의 구성을 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.
상기 지지대(40)는 철근콘크리트로 수직지지부(41)와 수평지지부(42)의 ㄴ 자형으로 설치하되, 수평지지부(42)를 지반(31)내에 매입설치하되, 상기 수평지지부(42)가 내측으로 설치되도록 한 것이 도 (a)이다.
상기 수평지지부(42)를 내측으로 일정길이로 설치하면, 수평지지부(42)의 측면에서 유압잭(34)에 의하여 발생되는 스트로크에 의하여 수직지지부(41)가 내측으로 전도되려는 힘을 상기 스트로크힘의 작용방향과 반대방향으로 일정길이 설치되는 수평지지부(42)의 지지력에 의한 힘보다 작게 하여 지지대(40)가 안전하게 지지되어 거더를 제작할 수 있도록 한 것이다.
상기 수직지지부(41)에는 다수개의 관통공(43)이 형성되고, 상기 관통공(43)내에는 관(44)을 삽입한 것이다.
상기 관통공(43)내에 관(44)을 삽입한 이유는 관(44)내에 향후에 설치되는 강봉(32)이 유압잭(34)에 의하여 관(44)내에서 이동할 때 관통공(43)내에서 원활하게 이동할 수 있도록 안내관의 역할을 하도록 하기 위함이다.
도 (b)는 수직지지부(41)의 내외면에 도 3의 단부지압강판(50)이 매입된 상태를 보여주는 것이다.
상기 단부지압강판(50)은 직각사각형의 강판으로 다수개의 관통공(51)이 형성된 것이다.
상기 관통공(51)은 수직지지부(41)의 관통구(43)에 일치되게 설치되는 것이다.
상기와 같이 단부지압강판(50)의 관통공(51)과 수직지지부(41)의 관통공(43)을 일치시켜 설치하고, 양단부에 나사산(33)이 형성된 강봉(32)을 관통설치한다.
상기 단부지압강판(50)을 수직지지부(41)의 내외면에 매입설치하는 이유는 유압잭의 스트로크에 의하여 강선에 긴장력이 도입될때 수직지지부의 단면을 보강하기 위하여 설치하는 것이다.
또한, 수직지지부(41)의 외측에서 일정거리 떨어져 설치되는 것으로서, 도 4의 직사각형의 강판으로 다수개의 관통공(61)이 설치된 가동지압강판(60)이다.
상기 관통공(61)은 상기 단부지압강판(50)의 관통공(51)과 수직지지부(41)의 관통공(43)이 하나의 강봉(32)으로 상호 관통 체결되도록 하기 위한 것이다.
상기 가동지압강판(60)은 향후 유압잭(34)에 의하여 뒤쪽으로 이동하여야 하므로 유압잭의 스트로크 힘을 전부 받아야 하므로 강판의 강성이 높아야 한다.
도 5의 강선체결지압강판(40)은 수직지지부(41)의 내측에서 일정거리 간격(35)을 두고 설치되는 것으로서, 직사각형의 강판에 다수개의 관통공(71)과 강선체결공(72)이 동시에 형성된 것이다.
상기 관통공(71)은 수직지지부(41)의 관통공(43)과 상기 수직지지부의 내외면에 매입된 단부지압강판(50)의 관통공(51)과 가동지압강판(60)의 관통공(61)을 모두 관통하여 강봉을 설치하기 위한 것이다.
상기 강봉(32)이 관통공(61,71)에 삽입된 상기 가동지압강판(60)과 강선체결지압강판(70)과 강봉(32)을 너트(36)에 의하여 각각 체결고정한다.
상기와 같이 관통공(61,71)에 삽입된 각각의 강판(60,70)을 너트(36)로 고정체결하여야 유압잭(34)에 의하여 가동지압강판(60)이 외측으로 밀리면 강선체결지압강판(70)도 동시에 상기 가동지압강판이 이동한 동일한 양만큼 이동하도록 하기 위함이다.
도 6의 (a)는 상기 강선체결공(72)을 상세히 보여주면서 동시에 강선(21)의 단부가 체결고정된 것을 보여주는 도면이다.
상기 강선체결공(72)은 열쇠구멍의 형상으로, 상부는 원형구멍(73)이 형성되고 이와 접하여 하부에는 상기 원형구멍(73)보다 폭은 작으나 길이는 길게 형성된 수직구멍(74)이 형성된 것이다.
상기와 같이 형성된 강선체결구멍(72)에 도 (b)와 같이 강선(21)의 단부를 강선의 직경보다 크게 설치한 확대두부(24)를 상기 원형구멍(73)내에 밀어넣은 다음, 상기 원형구멍(73)의 하부에 연접하여 설치된 수직구멍(74)으로 밀어내리면 도 (a)와 같이 수직구멍(74)에 강선의 확대두부(24)가 걸쳐져 체결되는 것이다.
상기와 같이 체결된 강선(21)을 해체할때에는 반대로 수직구멍(74)에 체결된 강선(21)을 위로 올리면 수직구멍(74)보다 직경이 넓은 원형구멍(73)으로 강선의 확대두부(24)가 올라오면서 원형구멍(73)을 통하여 외부로 빠지게 되는 것이다.
이렇게 강선(21)의 단부를 강선체결지압강판(70)에 설치하고 강선을 체결하도록 한 것은 수직지지부(41)와 가동지압강판(60)과의 사이에 설치된 유압잭(34)에 스트로크를 발생시키면 가동지압강판(60)이 외측으로 밀리면서 강봉(32)에 의하여 일체 연결된 강선체결지압강판(70)이 수직지지부(41) 쪽으로 움직이게된다.
이때 상기 강선체결지압강판(70)에 강선체결공(72)에 체결된 강선(21)도 동시에 수직지지부(41) 쪽으로 이동하면 강선(21)에 긴장력이 도입되게되는 것이다.
상기와 같이 강선(21)에 긴장력이 도입된 상태에서 콘크리트를 타설양생하여 거더의 제작이 완료된 후에, 제작이 완료된 거더를 이동하기 위하여 상기 강선체결지압강판(70)에 체결된 강선(21)을 별도의 해체장비 없이 망치로 수직구멍(74)에 거치된 강선(21)을 위로 쳐 올리기만 하면 원형구멍(73)으로 이동된 강선의 확대두부(24)가 원형구멍(73)을 통하여 외부로 간단히 이탈하도록 한 것이다.
즉, 강선(21)의 체결과 해체를 용이하게 하기 위하여 강선체결공(72)을 열쇠구멍과 같이 설치한 것이다.
상기 지반에 설치되는 지지대가 유압잭의 스트로크에 저항하면서 안전하게 거더를 제작할 수 있도록 하기 위한 지지대의 설치조건중에서 전도되지 않고 안전하게 지지될 수 있도록 P x H1〈W x L1가 되어야 한다.
즉, 지지대(40)의 수평지지부(42)를 내측으로 일정길이설치하면, 수직지지부(41)의 외측면의 일정높이(H1)에서 유압잭(14)에 의하여 발생되는 스트로크힘(P)에 의하여 수직지지부(21)가 내측으로 전도되려는 힘에 대항하여 상기 스트로크힘의 작용방향과 반대방향으로 일정길이 내측으로 설치되는 수평지지부(22)의 자체 중량(W)이 작용하는 거리(L1)에 의한 힘보다 작게 하여 지지대(20)가 안전하게 지지되어 거더를 제작할 수 있도록 한 것이다.
또한, 상기 지반에 설치되는 지지대가 유압잭의 스트로크에 저항하면서 안전하게 거더를 제작할 수 있도록 하기 위한 지지대의 설치조건중에서 지지대가 활동, 즉 미끄러지지 않도록 하기 위하여 P〈W x μ+C 가 되어야 한다.
즉, 상기 지지대는 스트로크힘(P)보다 수평지지부의 자체중량(W)과 저면마찰계수(μ)를 곱한 값에 수동토압(C)을 더한 힘이 더 크도록 하여 활동 즉, 지지대가 미끄러지지 않도록 하여야 한다.
또한, 상기 지반에 설치되는 지지대가 유압잭의 스트로크에 저항하면서 안전하게 거더를 제작할 수 있도록 하기 위한 지지대의 설치조건중에서 지지대의 수직지지부와 수평지지부가 만나는 부분의 단면파괴를 방지하여야 하므로 이를 위하여는 P x h2 /Z〈fa 가 되어야 한다.
즉, 수평지지부와 수직지지부가 만나는 부분의 단면파괴를 방지하기 위하여 콘크리트허용응력(fa)보다 스트로크힘(P)과 수직지지부 작용거리(h2)를 곱한 값을 수직지지부의 단면계수(Z)로 나눈 값의 크기가 작아야 단면이 파괴되지 않아 안전하게 유지될 수 있는 것이다.
상기 지지대 안전조건은 결국 지지대의 전도가 되지 않고, 활동이 되지 않으며, 단면파괴가 되지 않도록 설치되어야 하는 것이다.
상기와 같이 제작된 프리스트레스트콘크리트거더(일명, SPC거더)를 이용하여 조립식으로 교량을 설치하는 과정은 도 7내지 도 12에 의하여 설명하면 다음과 같다.
하상 또는 해저의 지반(31)내에 강관기둥, 강재기둥, 프리스트레스가 도입된 콘크리트파일기둥 및 프리플렉스가 도입된 플리플렉스 기둥의 어느 한가지의 파일기둥(90)을 설계된 교량의 폭과 길이로 일정한 간격으로 지반(31)내에 폭방향 및 종방향으로 다수개 타입 또는 관입시킨다.
상기 타입 또는 관입시킨 파일기둥(90)의 상부에 돌출된 상부돌출부(91)를 하부연결지지부재(80)의 관통구(81)내에 삽입관통시키면서 상기 하부연결지지부재의 관통구의 하부에 형성된 단턱부(85)에 상기 파일기둥의 돌출턱(92)이 걸쳐지도록 하고, 상기 관통구(81)내에 콘크리트를 충전타설하여 교각코핑부를 형성한다.
상기 하부연결지지부재(80)의 거더거치부(82)에 탄성받침인 고무받침(11)을 설치하고, 상기 고무받침(11) 위에 프리스트레스트콘크리트거더(20)를 설치하되 거더(20)의 측면에 형성된 연결홈(23)과 연결홈(23)이 상호 인접하여 형성된 공간내에 양측의 거더 몸체내에 단부가 설치되도록 수평철근(101)을 거더의 종방향으로 일정한 간격을 두고 설치하고, 상기 수평철근(101)의 하부에 원형의 루프철근(102) 을 용접부착설치하고, 상기 루프철근(102)의 원형 철근내에 일정한 간격을 두고 다수개의 종철근(103)을 거더의 종방향으로 부착설치한 거더연결부(100)를 설치하고 무수축콘크리트(104)를 타설충전한다.
상기 과정이 완료되면, 거더(20)의 상부를 그대로 교량상부로 활용하던지 또는 상기 거더(20)의 상부에 교량상부마감을 하여 교량을 조립식으로 설치한 것으로서, 교량 기초부를 생략하고, 교각으로 이용할 수 있도록 설치된 파일기둥(90)을 하부연결지지부재(80)로 상호연결하여 교각코핑으로 활용한 조립식교량(10)을 시공하는 것이다.
상기 교량에 적용된 거더는 인장부의 전단면에 다수개의 강선(21)이 일정한 간격을 두고 골고루 배치된 것으로서, 상기 골고루 배치된 강선에 도입된 긴장력에 의하여 프리스트레스가 거더의 전단면에 골고루 도입되도록 한 프리스트레스트콘크리트거더(20)로서, 일명 "SPC거더" 라고도 한다.
도 11은 본 발명의 하부연결지지부재(80)를 보여주는 도면으로서, 공장에서 사전에 제작한 프리캐스트 제품으로서, 양측에 일정한 두께와 면적을 갖도록 하면서 중앙에는 일정한 크기로 관통구(81)를 관통시켜 형성하되 상기 관통구(81)의 하부면에는 단턱부(85)를 형성하도록 한 거더거치부(82)를 구성하고, 상기 거더거치부(82)를 연결부(83)에 의하여 상호 연결되도록 하여 중앙이 오목하게 들어한 H자형의 구조로 제작한 것이다.
상기와 같이 중앙이 오목하게 형성한 것은 전체적인 중량을 감소키기면서도 강도에는 영향이 없도록 하기 위함이다.
상기 관통구(81)내의 전체면에는 전단연결재(84)가 돌출형성되도록 하고, 상기 관통구(81)의 형상은 사각형, 원형, 다각형등 다양한 형태로 설치가 가능하다.
상기 관통구(81)내에 추후에 설명하는 파일기둥(90)의 상부돌출부(91)가 관통삽입되도록 하기 위한 것으로서, 상기 관통구(81)의 하부면에 형성된 단턱부(85)내에 파일기둥(90)의 돌출턱(92)이 걸쳐지도록 하여 관통구(81)내에 파일기둥(90)의 상부돌출부(91)가 삽입설치될때 관통구(81)내로 상기 파일기둥(90)의 전체가 빠져나오지 못하도록 하면서 작용하는 하중에 의하여 하부연결지지부재(80)가 파일기둥(90)에 하중으로 작용할 때 단턱부(85)내에 끼워진 파일기둥(90)의 돌출턱(92)에 의하여 지지되도록 하여 작용하는 하중이 원활히 파일기둥에 전달되도록 하기 위함이다.
도 12는 본 발명의 조립식 교량의 파일기둥을 보여주는 도면으로서, 파일기둥(90)으로서는 강관파일, H형강재파일, 플리플렉스파일, 프리스트레스트 파일 및 콘크리트파일등의 기둥으로 사용할 수 있는 모든 종류의 파일을 지반에 타입 또는 관입시켜 상부의 교량을 지지할 수 있는 지지력이 발휘되는 암반층까지 도달하도록 하여 통상적인 교량을 지지할 수 있는 기초부의 설치를 생략하도록 하면서 상부 교량을 지지할 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 파일기둥(90)을 지반(31)내에 타입 또는 관입시키되 설치하고자 하는 교량의 폭 및 길이에 의하여 일정한 간격을 두고 파일기둥(90)을 설치하고, 폭방향으로 인접하여 설치된 파일기둥(90)의 상부를 상호 연결하면서 고정시킬 수 있도록 하부연결지지부재(80)의 관통구(81)내에 상기 파일기둥(20)의 상부돌출부(91)를 삽 입관통시킨 다음, 상기 관통구내에 콘크리트를 충전타설양생하되, 관통구(81)의 하부면에 설치된 단턱부(85)내에 상기 파일기둥(90)의 돌출턱(92)이 걸쳐설치되도록 한 것이다.
상기 파일기둥(90)은 몸체(93)의 하부에는 선단부(94)가 형성되어 원활히 지반내에 삽입될 수 있도록 제작하고, 상기 몸체(93)의 상부에는 돌출턱(92)이 형성되도록 하고, 돌출턱(92)이 형성된 단면내에 일정길이 상부돌출부(91)를 형성한 것이다.
또 다른 방법으로는 상기 상부돌출부(91)의 단면에 관통구멍(미도시)을 설치하고 상기 관통구멍을 관통하여 전단뿌리(미도시)를 양측으로 돌출되도록 설치하여, 상기 하부연결지지부재(80)의 관통구(81)를 관통하여 설치된 상부돌출부(91)에 설치된 전단뿌리에 의하여 향후에 충전타설되는 콘크리트와의 부착력을 보다 강하게 하는 전단연결재의 역할을 하도록 할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 거더제작대를 이용하여 제작한 프리스트레스트콘크리트거더를 보여주는 도면.
도 2(a)(b)(c)는 본 발명의 거더제작대의 설치와 이를 이용하여 거더를 제작하는 과정을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 거더제작대의 단부지압강판을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 가동지압강판을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 강선체결지압강판을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 강선체결지압강판의 강선체결공에 강선이 체결된 상태를 상세히 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 프리스트레스트콘크리트거더를 이용하여 조립식교량을 설치한 것을 보여주는 도면.
도 8은 상기 도 7의 평면도.
도 9는 상기 도 7의 횡단면도.
도 10은 상기 도 7의 거더와 거더가 측면에서 상호 연결된 거더연결부를 상세히보여주는 도면.
도 11(a)(b)는 본 발명의 조립식 교량의 설치를 위하여 파일기둥의 상단에 형성된 상부돌출부를 관통삽입하여 파일기둥의 상부에 설치되어 거더를 거치하도록 하는 하부연결지지부재를 보여주는 도면.
도 12는 본 발명의 파일기둥을 상세히 보여주는 도면.
도 13은 종래에 사용된 강재를 이용하여 제작한 강재합성거더를 보여주는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 조립식 교량 11 : 고무받침
20 : 프리스트레스트콘크리트거더 21 : 강선
22 : 인장부 23 : 연결홈
24 ; 확대두부
30 : 거더제작대 31 : 지반
32 : 강봉 33 : 나사산
34 : 유압잭 35 : 체결너트
36 : 너트
40 : 지지대 41 : 수직지지부
42 : 수평지지부 43 : 관통공
44 : 관
50 : 단부지압강판 51 : 관통공
60 : 가동지압강판 61 : 관통공
70 : 강선체결지압강판 71 ; 관통공
72 : 강선체결공 73 : 원형구멍
74 : 수직구멍
80 : 하부연결지지부재 81 ; 관통구
82 : 거더거치부 83 ; 연결부
84 ; 전단연결재 85 ; 단턱부
90 ; 파일기둥 91 ; 상부돌출부
92 ; 돌출턱 93 ; 몸체
94 ; 선단부
100 ; 거더연결부 101 ; 수평철근
102 ; 루프철근 103 ; 종철근

Claims (22)

  1. 하부의 인장부(22)의 전단면에 걸쳐 일정한 간격을 두고 다수개 배치된 강선(21)과, 상기 강선(21)에 긴장력을 도입하여 거더의 전단면에 프리스트레스가 도입되도록 하고, 상부의 일측에는 향후에 인접하여 설치되는 거더와의 연결을 위한 자형의 연결홈(23)을 형성한 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더.
  2. 지반(31) 위에 일정한 간격을 두고 지지대(40)를 마주보게 설치하고, 상기 지지대(40)의 수직지지부(41)에 관통공(43)을 다수개 설치하면서 상기 관통공(43)내에 관(44)을 설치하고,
    상기 수직지지부(41)의 양면에 관통공(51)이 다수개 형성된 단부지압강판(50)을 설치하고,
    상기 수직지지부(41)의 외측에 다수개의 관통공(61)이 형성된 가동지압강판(60)을 설치하고,
    상기 수직지지부(41)의 내측에 다수개의 관통공(71)과 강선체결공(72)이 동시에 형성된 강선체결지압강판(70)을 설치하고,
    상기 수직지지부(41)에 형성된 관통공(43)을 관통하여 내외면에 각각 설치된 가동지압강판(60)과 강선체결지압강판(70)의 관통공(61,71)을 관통하여 강봉(32)으로 상호연결하여 너트(36)로 각각 고정설치하고,
    상기 강선체결지압강판(70)에 형성된 다수개의 강선체결공(72)에 강선(21)의 단부가 체결되도록 하고,
    상기 수직지지부(41)와 가동지압강판(60)과의 사이에 유압잭(34)을 설치하고,
    상기 유압잭(34)에 스트로크를 발생시켜 가동지압강판(60)을 외측으로 밀면 강봉(32)에 의하여 상호 연결된 강선체결지압강판(70)도 지지대(40)쪽으로 이동하게되어. 상기 강선체결지압강판(70)의 강선체결공(72)에 체결연결된 강선(21)도 당겨지므로 강선(21)에 긴장력이 도입되도록 하면서 체결너트(35)로 강봉(32)과 수직지지부(41)의 외측면에 매입된 단부지압강판(50)을 체결고정하고,
    상기 양측에 설치된 지지대(40)와의 사이에 설치된 긴장력이 도입된 상태의 다수개의 강선(21)을 포함하면서 다수개의 거더를 제작할 수 있는 콘크리트를 타설양생하고,
    상기 콘크리트의 양생이 완료된 후에 거더와 거더 사이에 설치된 강선(21)을 절단하면서 동시에 상기 강선체결지압강판(70)에 설치된 강선체결공(72)에 체결된 강선(21)을 이탈시켜 프리스트레스를 도입하는 단계를 거쳐 다수개의 프리스트레스트콘크리트거더(20)를 제작하는 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더의 제작방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 지지대(40)는 철근콘크리트로 수직지지부(41)와 수평지지부(42)의 ㄴ 자형으로 설치하되, 수평지지부(42)를 지반(31)내에 매입설치하되, 상기 수평지지부(42)가 내측으로 설치되도록 한 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더의 제작방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 수직지지부(41)에는 다수개의 관통공(43)이 형성되고, 상기 관통공(43)내에는 관(44)을 삽입한 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더의 제작방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 단부지압강판(50)은 수직지지부(41)의 내외면에 매입되어 설치되는 것으로서, 직각사각형의 강판으로 다수개의 관통공(51)이 형성된 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더의 제작방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 가동지압강판(60)은 수직지지부(41)의 외측면에서 일정거리 떨어져 설치되는 것으로서, 직사각형의 강판으로 다수개의 관통공(61)이 설치된 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더의 제작방법.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 강선체결지압강판(70)은 수직지지부(41)의 내측면에서 일정거리 간격(35)을 두고 설치되는 것으로서, 직사각형의 강판에 다수개의 관통공(71)과 강선체결공(72)이 동시에 형성된 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더의 제작방법.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 강선체결공(72)은 열쇠구멍의 형태로서, 상부는 원형구멍(73)이 형성되고 이와 접하여 하부에는 상기 원형구멍(73)보다 폭은 작으나 수직구멍(74)의 길이는 길게 형성된 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더의 제작방법.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 강선체결공(72)에 체결된 강선(21)의 단부는 강선의 직경보다 크게 설치된 확대두부(24)가 형성된 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더의 제작방법.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 지지대(40)가 안정성이 있게 지반(31)에 설치되는 조건은 P x H1〈W x L1 인 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더의 제작방법.
  11. 제 2항에 있어서,
    상기 지지대가 안정성이 있게 지반에 설치되는 조건은 P x h1〈W x L1 인 것에 특징이 있는 프리스트레스트콘크리트거더의 제작방법.
  12. 제 2항에 있어서,
    상기 지지대가 안정성이 있게 지반에 설치되는 조건은 P〈W x μ+C인 것에 특징이 있는 프리스트레스트콘크리트거더의 제작방법.
  13. 제 2항에 있어서,
    상기 지지대가 안정성이 있게 지반에 설치되는 조건은 P x h2 /Z〈fa인 것에 특징이 있는 프리스트레스트콘크리트거더의 제작방법.
  14. 제 2항에 있어서,
    상기 지지대가 안정성이 있게 지반에 설치되는 조건은 지지대의 전도 및 활동 및 단면파괴를 모두 만족할 수 있도록 설치되어야 하는 것에 특징이 있는 프리스트레스트콘크리트거더의 제작방법.
  15. 제 2항에 있어서,
    상기 강선체결공(72)에 강선을 체결하는 방법은 강선체결공(72)의 원형구멍(73)내에 강선(21)의 단부에 설치된 확대두부(24)를 밀어넣은 다음, 상기 원형구멍(73)의 하부에 연접하여 설치된 수직구멍(74)으로 밀어내려 체결하는 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더의 제작방법.
  16. 제 2항에 있어서,
    상기 강선(21)을 강선체결구멍(72)으로부터 이탈시키는 방법은 상기 강선체결공(72)의 수직구멍(74)에 체결된 강선(21)을 위로 올리면 수직구멍(74)보다 직경이 넓은 원형구멍(73)으로 강선의 확대두부(24)가 올라오면서 원형구멍(73)을 통하여 외부로 빠지게 되도록 한 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더의 제작방법.
  17. 제 2항에 있어서,
    상기 간격(35)은 강선(21)에 도입하고자하는 긴장력의 크기에 따라 간격(35)이 조정되며, 이로인하여 유압잭(34)의 스트로크 크기도 조정되는 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더의 제작방법.
  18. 하천의 하상 또는 바다의 해저의 지반(31)내에 파일기둥(90)을 설계된 교량의 폭과 길이로 일정한 간격으로 지반(31)내에 폭방향 및 종방향으로 타입 또는 관입시키고,
    상기 파일기둥(90)의 상부에 돌출형성된 상부돌출부(91)를 하부연결지지부재(80)의 관통구(81)내에 삽입관통설치하고, 상기 관통구(81)내에 콘크리트를 타설양생하여 교각코핑부를 형성하고,
    상기 하부연결지지부재(80) 위에 탄성받침인 고무받침(11)을 설치하고,
    상기 고무받침(11) 위에 프리스트레스트콘크리트거더(20)를 설치하되, 상기 거더(20)의 측면에 설치된 연결홈(23)에 의하여 거더와 거더가 상호 인접하여 형성된 공간에 거더연결부(100)를 설치하고 무수축콘크리트(104)를 타설하고,
    상기 거더(20)를 교량상부로 그대로 활용하던지 또는 상기 거더(20) 위에 교량상부마감을 하여 교량상부로 활용하도록 하는 교량을 설치하는 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더를 이용한 조립식교량시공방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 하부연결지지부재(80)는 양측에 일정한 두께와 면적을 갖도록 하면서 중앙에는 일정한 크기로 관통구(81)를 관통시켜 형성하되 상기 관통구(81)의 하부면에는 단턱부(85)를 형성하도록 한 거더거치부(82)를 구성하고, 상기 거더거치부(82)를 연결부(83)에 의하여 상호 연결되도록 하여 중앙이 오목하게 들어한 H자 형의 구조로 제작한 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더를 이용한 조립식교량시공방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 관통구(81)내의 전체벽면에는 전단연결재(84)가 다수개 돌출형성되도록 하고, 상기 관통구(81)의 형상은 사각형, 원형, 다각형과 같이 다양한 형태중에서 한가지 형태로 설치한 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더를 이용한 조립식교량시공방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 파일기둥(90)은 몸체(93)의 하부에는 선단부(94)가 형성되어 원활히 지반내에 삽입될 수 있도록 제작하고, 상기 몸체(93)의 상부에는 돌출턱(92)을 형성하고, 돌출턱(92)면내에 일정길이 상부돌출부(91)를 형성한 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더를 이용한 조립식교량시공방법.
  22. 제 18항에 있어서,
    상기 거더연결부(100)는 양측의 거더(20) 몸체내에 단부가 설치되도록 수평철근(101)을 거더의 종방향으로 일정한 간격을 두고 설치하고, 상기 수평철근(101)의 하부에 원형의 루프철근(102)을 용접부착설치하고, 상기 루프철근(102)의 원형 철근내에 일정한 간격을 두고 다수개의 종철근(103)을 거더의 종방향으로 부착설치하고, 무수축콘크리트(104)를 타설충전한 것에 특징이 있는 다수개의 강선을 인장부의 전단면에 배치한 프리스트레스트콘크리트거더를 이용한 조립식교량시공방법.
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