KR20130052185A - 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블의 가설방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사장교와 같은 케이블 지지교량에서의 멀티-스트랜드 케이블을 가설하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 글라이더(200)의 왕복 운행 작업을 반복하여 외피 파이프(101) 내에 스트랜드(102)가 배치하되, 외피 파이프(101) 내에서 상층에서부터 하층 방향으로 스트랜드의 수평열을 복수개로 수평열을 순차적으로 적층하고, 각 수평열의 스트랜드를 설계 긴장력으로 긴장하는 단계; 외피 파이프(101)의 내에서 하층에서부터 상층 방향으로 수평열을 순차적으로 배치하여 적층하되, 외피 파이프 내의 잔여 공간에 맞추어 글라이더(200)의 폭과 두께를 줄여 가면서 글라이더(200)의 왕복 운행 작업을 수행하고, 하층에서부터 상층으로 적층되는 각 수평열의 스트랜드를, 30 내지 80bar의 압력을 가지는 긴장력이 도입되도록 부분 긴장하는 단계; 및 외피 파이프(101) 내부에 스트랜드들이 모두 채워진 후에, 하층에서부터 순차적으로 적층되며 부분 긴장되었던 스트랜드들을 순차적으로 설계 긴장력을 가지도록 추가 긴장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블의 가설방법. 이 제공된다.

Description

콤팩트 멀티-스트랜드 케이블의 가설방법{Constructing Method of Multi-Strand Cable in Bridge}

본 발명은 사장교 등과 같은 케이블 교량에서 교량의 상부구조물을 지지하는 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블의 가설방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 좁은 내부 공간을 가지는 외피 파이프 내에서 스트랜드들을 엉키지 않도록 효율적으로 배치하여 집속함으로써, 종래의 멀티-스트랜드 케이블보다 외피 파이프의 직경이 크게 축소되어 있는 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블을 가설하는 방법에 관한 것이다.

사장교 등과 같은 케이블 교량에서 교량 바닥판을 지지하는 멀티-스트랜드 케이블(Multi-Strand Cable)은 일반적으로 HDPE와 같은 알루미늄 등의 강재 또는 합성수지재로 이루어진 외피 파이프 내에 복수개의 스트랜드(strand/강연선)가 긴장된 상태로 배치되어 있는 구성을 가진다. 이러한 멀티-스트랜드 케이블의 일예가 국내 공개특허 제10-2008-93004호에 개시되어 있다.

도 1에는 외피 파이프(101) 내에 55개의 스트랜드(102)가 배치되어 있는 종래의 멀티-스트랜드 케이블(1)의 개략적인 단면도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 상태를 만들기 위하여 글라이더(glider)(200)를 이용하여 각각의 스트랜드(102)를 개별적으로 외피 파이프(101)에 관통시키는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다.

외피 파이프(101) 내에 복수개의 스트랜드(102)를 배치하기 위하여 종래에는 글라이더(200)라는 부재를 이용하였다. 즉, 글라이더(200)에 하나의 스트랜드(102)를 연결하고, 도 2에 도시된 것처럼 상기 글라이더(200)가 외피 파이프(101)의 내부를 관통하여 지나가게 하여 글라이더(200)에 연결된 스트랜드(102)가 외피 파이프(101) 내에 배치되도록 하는 작업을 반복 수행하여, 55개의 스트랜드(102) 모두를 순차적으로 외피 파이프(101) 내에 배치하였다. 모든 스트랜드(102)가 외피 파이프(101) 내에 배치되면 스트랜드(102)를 개별적으로 긴장한 후, 도 1에 도시된 것처럼, 55개의 스트랜드(102)가 6각형의 단면 형태로 집속되도록 묶는 작업을 수행하고, 외피 파이프(101)를 스트랜드(102)의 정착단 방향으로 당겨서, 집속된 스트랜드(102)들의 길이방향으로 스트랜드(102)가 외피 파이프(101)내에 위치하게 만든다.

이와 같은 구성의 종래의 멀티-스트랜드 케이블에서는 직경이 큰 외피 파이프(101)를 이용하였으므로, 외피 파이프(101) 내부에서 글라이더(200)가 통과할 수 있는 충분한 공간을 확보하기가 용이하였다. 따라서 외피 파이프(101) 내에 배치된 스트랜드(102)들이 미긴장 상태에서 6각 단면 형태로 배열되어 있지 않더라도 스트랜드(102)를 긴장할 때 제자리를 용이하게 찾아가게 되여 도 1에 도시된 것처럼 수월하게 6각형의 단면 형태로 집속될 수 있었다. 그런데 종래와 같이 외피 파이프(101)의 직경이 클수록 글라이더(200)를 쉽게 통과시킬 수 있어 스트랜드(102)의 배치 및 긴장이 용이하지만, 반대로 교량에 미치는 풍하중이 커지게 되는 문제점을 야기하게 된다. 즉, 멀티-스트랜드 케이블을 이루는 외피 파이프(101)의 직경이 클수록 풍력을 받는 면적이 커지기 때문에 그만큼 멀티-스트랜드 케이블에 의해 전달되는 풍하중이 커지게 되는 것이다. 멀티-스트랜드 케이블에 의해 전달되는 풍하중이 커지게 되면, 그에 따라 멀티-스트랜드 케이블이 교량의 주탑이나 바닥판과 접속되는 부분에 대해 요구되는 강도 등도 증가하게 되어 전체 교량의 구조적인 측면에서 매우 불리하게 된다. 따라서 동일한 개수의 스트랜드(102)를 외피 파이프(101) 내에 배치한다면 가능한 외피 파이프(101)의 직경을 줄이는 것이 바람직하다.

도 3에는 이와 같이 외피 파이프(101)를 작게 하여 스트랜드(102)가 외피 파이프(101)의 내부에 밀집된 형태로 채워져 배치되어 있는 "콤팩트(Compact) 멀티-스트랜드 케이블"의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 1과 도 3을 비교해보면, 동일한 개수의 스트랜드(102)가 집속된 상태에서 도 1에 도시된 종래의 멀티-스트랜드 케이블에 비하여 도 3에 도시된 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블은 외피 파이프(101)의 외경이 작다. 따라서 도 3에 도시된 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블은, 풍력을 받는 외피 파이프(101)의 단면적도 도 1의 경우보다 상대적으로 작아지며, 따라서 멀티-스트랜드 케이블에 의해 전달되는 풍하중 역시 도 1의 경우보다 더 작아지게 되어 멀티-스트랜드 케이블이 교량의 주탑이나 바닥판과 접속되는 부분에 대해 요구되는 강도 등의 감소를 통해 전체 교량의 구조적인 유리함을 가져올 수 있다.

그런데 도 1에 도시된 종래의 멀티-스트랜드 케이블의 경우, 큰 외경의 외피 파이프(101)를 가지고 있으므로, 그 내부에 집속되어 있는 멀티-스트랜드와 외피 파이프(101) 사이에 넓은 빈 공간(105)이 존재하지만, 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블은 도 3에 도시된 것처럼, 동일한 개수와 동일한 멀티-스트랜드에 대해서 작은 외경을 가지는 외피 파이프(101)를 사용하게 되므로, 스트랜드와 외피 파이프(101) 사이의 빈 공간이 도 1의 경우에 비하여 현저하게 좁아지게 된다. 이러한 이유 때문에, 스트랜드(102)의 배치 순서, 글라이더(200)의 크기 등에 대한 고려 없이, 단순히 도 1에 도시된 것과 같이 큰 직경의 외피 파이프(101) 내에 글라이더(200)를 반복 통과시켜 스트랜드(102)를 배치하는 작업을 수행하는 것만으로는 도 3과 같이 작은 직경의 외피 파이프(101)를 가지는 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블을 가설할 수 없다. 따라서 위와 같은 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블을 가설하기 위해서는 종래의 방법과는 다른 새로운 방법을 도출해야만 한다.

국내 공개특허공보 제10-2008-93004호(국내 특허출원 제10-2008-33270호)(208. 10. 17. 공개)

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 종래의 멀티-스트랜드 케이블보다 외피 파이프의 직경이 크게 축소되어 있는 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블을 제작하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 케이블 지지교량에서 외피 파이프 내에 복수개의 스트랜드가 긴장되고 집속된 상태로 배치되어 있되, 동일한 수평위치에서 복수개의 스트랜드가 나란하게 배치되어 하나의 수평열을 이루고 있고, 상기 수평열이 아래에서 위로 가면서 복수개로 적층되어 있는 형태를 가지는 멀티-스트랜드 케이블을 가설하는 방법으로서, 스트랜드를 연결한 글라이더를 외피 파이프 내부에 통과시키는 글라이더의 왕복 운행 작업을 반복하여 외피 파이프 내에 스트랜드가 배치되도록 하되, 외피 파이프 내에서 상층에서부터 하층 방향으로 제1수평열부터 제2수평열까지 또는 제1수평열부터 제3수평열까지 순차적으로 스트랜드의 수평열을 적층하고, 각 수평열의 스트랜드를 설계 긴장력으로 긴장하는 단계; 글라이더의 왕복 운행 작업을 반복하여 외피 파이프의 내에서 하층에서부터 상층 방향으로 수평열을 순차적으로 배치하여 적층하되, 상층에 이미 설치된 수평열과 하층에서부터 순차적으로 적층되어 오는 수평열과의 간격에 맞추어 글라이더의 폭과 두께를 줄여 가면서 글라이더의 왕복 운행 작업을 수행하고, 하층에서부터 상층으로 순차적으로 적층되는 각 수평열의 스트랜드를, 30 내지 80bar의 압력을 가지는 긴장력이 도입되도록 부분 긴장하는 단계; 및 외피 파이프 내부에 스트랜드들이 모두 채워진 후에, 하층에서부터 순차적으로 적층되며 부분 긴장되었던 스트랜드들을 순차적으로 설계 긴장력을 가지도록 추가 긴장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 지지교량에서의 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블 가설방법이 제공된다.

위와 같은 본 발명에 있어서, 제1수평열부터 제2수평열까지 또는 제1수평열부터 제3수평열까지의 수평열에서 각 스트랜드를 설계 긴장력으로 긴장할 때, 각 수평열의 외곽에 위치하는 스트랜드부터 긴장을 시작하여 좌,우측으로부터 교번하는 순서로 내측을 향한 순서로 스트랜드를 긴장하는 것이 바람직하며, 더 나아가, 외피 파이프 내부에 스트랜드들이 모두 채워진 후에, 하층에서부터 순차적으로 적층되며 부분 긴장되었던 스트랜드들을 순차적으로 설계 긴장력을 가지도록 추가 긴장할 때, 각 수평열의 외곽에 위치하는 스트랜드부터 긴장을 시작하여 좌,우측으로부터 교번하는 순서로 내측을 향한 순서로 스트랜드를 긴장하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 외피 파이프의 직경이 종래에 비하여 현저하게 감소된 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블을 제작할 수 있게 되며, 따라서 멀티-스트랜드 케이블에 의해 전달되는 풍하중의 감소, 그에 따른 교량의 주탑이나 바닥판과 멀티-스트랜드 케이블이 접속되는 부분에 대한 요구 강도의 감소 등의 효과를 누릴 수 있게 되어 구조적으로 더욱 유리한 상태의 교량을 시공할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

도 1은 종래의 멀티-스트랜드 케이블의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 멀티-스트랜드 케이블을 제작하기 위하여 종래의 방법에 따라 글라이더를 이용하여 스트랜드를 외피 파이프에 관통시키는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 3은 작은 직경의 외피 파이프에 스트랜드가 밀집된 형태로 채워져 배치되어 있는 본 발명에 따른 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 방법에 따라 외피 파이프 내에 제1수평열의 스트랜드를 배치한 상태의 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 4에 후속하여 본 발명의 방법에 따라 외피 파이프 내에 제2수평열의 스트랜드를 배치한 상태의 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 5에서 스트랜드의 긴장순서를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 단계에서 사용되는 글라이더의 개략적인 사시도이다.
도 8은 도 5에 도시된 상태에 후속하여 외피 파이프의 바닥에서부터 3개의 수평열이 적층된 상태를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 9는 무긴장 상태로 스트랜드의 수평열을 적층하게 되면 발생하게 되는 불리한 현상을 설명하기 위한 개략적인 부분 단면도이다.
도 10은 도 8에 도시된 상태에 후속하여 제6수평열과 제5수평열을 배치한 상태의 개략적인 단면도이다.
도 11은 도 10의 상태에서 이용되는 글라이더의 개략적인 사시도이다.
도 12는 도 10의 상태에 후속하여 마지막 하나의 수평열만큼의 간격에 글라이더가 통과하는 상태를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 13은 도 12의 상태에서 이용되는 글라이더의 개략적인 사시도이다.
도 14는 도 12의 상태에 후속하여 마지막 수평열 내에서 마지막 스트랜드를 배치하기 위하여 글라이더가 통과하는 상태를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 15는 이 때 사용되는 글라이더의 개략적인 사시도이다.
도 16은 부분 긴장된 스트랜드를 설계 긴장력으로 긴장하는 순서를 보여주는 개략적인 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 4 및 도 5에는 각각 본 발명의 방법에 따라 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블을 제작하는 과정에서 글라이더가 통과하는 상태의 개략적인 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블의 단면도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 5에 도시된 상태에서 스트랜드를 긴장하는 순서를 보여주는 개략적인 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블의 단면도가 도시되어 있다. 한편, 도 7에는 도 5에 도시된 단계에서 사용되는 글라이더의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.

우선 본 발명에 따른 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블의 가설방법을 설명하기에 앞서 편의상 도 3을 참조하여 본 명세서에서 사용되는 용어를 정의한다. 본 발명의 가설방법에 따라 케이블 지지교량에 설치되는 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블(1)은 외피 파이프(101) 내에 복수개의 스트랜드(102)가 집속되어 있는 단면구조를 가지는데, 이렇게 스트랜드(102)가 집속되어 있는 상태에서 도 3에 도시된 것처럼 스트랜드(102)는 복수개의 수평열로 구분할 수 있다. 즉, 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블의 단면에서, 동일한 수평위치에서 복수개의 스트랜드(102)가 나란하게 배치되어 하나의 수평열을 이루고 있고, 이러한 수평열이 아래에서 위로 가면서 복수개로 적층되어 있는 형태를 가지는 것이다. 따라서 본 명세서에서는 도 3에서 점선을 이용하여 그룹으로 구획해놓은 것 것처럼, 편의상 위에서부터 아래로 가면서 적층되어 있는 각각의 수평열을 제1수평열, 제2수평열 및 제3수평열의 순서로 명명한다. 예를 들어 도면에 도시된 것처럼 55개의 스트랜드가 사용되는 경우, 총 9개의 수평열이 존재하는데, 각각 위에서부터 아래 방향으로 제1수평열(111), 제2수평열(112), 제3수평열(113), 제4수평열(114), 제5수평열(115), 제6수평열(116), 제7수평열(117), 제8수평열(118) 및 제9수평열(119)이라고 명명하게 되는 것이다.

다시 도 4 내지 도 7로 돌아가면, 도 4는 외피 파이프(101) 내에 제1수평열(111)의 스트랜드를 배치한 상태의 개략적인 단면도이고, 도 5는 도 4에 후속하여 제2수평열(112)의 스트랜드를 배치한 상태의 개략적인 단면도이며, 도 6은 도 5에서 스트랜드의 긴장순서를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 도 7은 도 5에 도시된 단계에서 사용되는 글라이더(200)의 개략적인 사시도이다. 도면에 도시된 것처럼, 글라이더(200)에 하나의 스트랜드(102)를 연결하고, 글라이더(200)의 선단에 인출선(201)을 연결한 후, 글라이더(200)를 외피 파이프(101)의 내부에 위치시켜 인출선(201)을 당김으로써 글라이더(200)가 외피 파이프(101)의 내부를 통과하게 하여 글라이더(200)에 연결된 스트랜드(102)가 외피 파이프(101) 내에 위치되도록 한다. 그리고 이러한 글라이더(200)의 통과작업을 반복하여 도 4에 도시된 것처럼, 최상층의 수평열 즉, 스트랜드의 제1수평열(111)을 외피 파이프(101) 내에 형성하고, 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블의 가설 완료시에 각각의 스트랜드에 대해 요구되는 설계 긴장력을 가지도록 제1수평열(111)의 스트랜드들을 긴장한다(단계 1). 즉, 제1수평열(111)의 스트랜드를 풀(full) 긴장하는 것이다.

제1수평열(111)의 스트랜드들을 설계 긴장력만큼 긴장함으로써 제1수평열(111)은 팽팽하게 당겨져 있는 상태가 되지만, 외피 파이프(101)는 자중에 의해 휘어지게 되므로, 제1수평열(111)의 스트랜드들은 외피 파이프(101)의 내부에서 외피 파이프(101)의 천정 내면에 밀착하여 위치하게 된다. 이러한 상태에서 바람 등이 작용하게 되면 도 4에서 점선으로 도시된 것처럼, 외피 파이프(101)가 움직이게 되어 불안정한 상태에 있게 된다.

따라서 도 4에 도시된 상태에 후속하여 글라이더(200)에 스트랜드를 연결하여 외피 파이프(101) 내부를 통과하는 작업 즉, "글라이더(200)의 왕복 운행 작업"을 추가적으로 반복하여 도 5에 도시된 것처럼, 제1수평열(111) 아래에 스트랜드를 배치하여 제2수평열(112)을 형성한다. 제2수평열(112)의 스트랜드들 역시 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블 가설 완료시에 각각의 스트랜드에 대해 요구되는 설계 긴장력을 가지도록 긴장된다(단계 2). 이와 같이 제2수평열(112)까지 배치되면 바람 등이 작용하더라도 도 4에서 점선으로 도시된 것처럼 외피 파이프(101)가 움직이게 되는 현상은 억제된다. 필요에 따라서는 이러한 바람에 의해 외피 파이프(101)가 움직이는 현상을 방지하기 위하여, 비록 도면에는 예시하지는 않았지만 추가적으로 제2수평열(112)의 형성 작업 이후에 글라이더(200)의 왕복 운행 작업을 수행하여 제2수평열(112)의 아래쪽으로 제3수평열(113)을 배치하고, 상기 제3수평열(113) 역시 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블 가설 완료시에 각각의 스트랜드에 대해 요구되는 설계 긴장력을 가지도록 긴장하는 작업을 수행할 수 있다.

앞서 언급한 것처럼 도 6에는 제1수평열(111) 및 제2수평열(112)을 배치한 후에 위와 같이 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블 가설 완료 단계에서 각각의 스트랜드에 대해 요구되는 "설계 긴장력"을 가지도록 긴장함에 있어서, 각 스트랜드의 긴장순서를 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 6에서 각 스트랜드에 붙여진 원문자 속의 번호는 본 실시예에서 제1수평열(111) 및 제2수평열(112)을 이루는 스트랜드의 긴장 순서를 의미한다. 제1수평열(111) 및 제2수평열(112)을 이루는 스트랜드를 배치하고 각각 설계 긴장력으로 긴장함에 있어서, 본 발명에서는 각 수평열의 외곽에 위치하는 스트랜드부터 긴장을 시작하여 정면에서 볼 때 좌측과 우측을 번갈아가면 내측으로 진행하는 교번하는 순서로 스트랜드를 긴장한다. 즉, 도 6에 도시된 것처럼, 제1수평열(111)을 이루는 3개의 스트랜드 중에서 양측의 스트랜드는 순차적으로 긴장한 후, 중앙에 위치하는 스트랜드를 긴장하는 것이며, 제2수평열(112)을 이루는 6개의 스트랜드를 배치한 후에는, 6개의 스트랜드 중에서 일측 가장자리의 스트랜드를 긴장한 후, 반대측의 가장자리에 위치하는 스트랜드를 긴장하며, 후속하여 아직 긴장되지 아니한 스트랜드 중에서 반대측에 위치하되 가장자리에 위치하는 스트랜드를 긴장하고, 이러한 순서를 반복하여 가장자리부터 안쪽으로 가면서 제2수평열(112)의 양측을 번갈아가면서 스트랜드를 긴장하는 것이다. 이와 같이 하나의 수평열에서 가장자리부터 내측을 향하여 교번하는 순서로 스트랜드를 긴장하게 되면, 내측에 위치하는 스트랜드가 긴장력에 의해 외측으로 밀려나려는 힘을 받게 되어도, 이미 가장자리의 스트랜드가 긴장된 상태에 있는 상태이므로, 외측으로 밀려가지 않게 되고 제자리를 지속적 유지한 상태로 긴장되며, 따라서 애초에 배열된 상태로 가지런하게 긴장되는 효과가 발휘된다.

한편, 이와 같이 제1수평열(111)의 설치작업 및 제2수평열(112)의 설치작업, 그리고 필요한 경우 제3수평열(113)의 설치작업을 수행할 때, 외피 파이프(101)의 내부에는 아직 넓은 공간이 존재하게 되므로, 이 때 사용되는 글라이더(200)는 도 7에 도시된 것처럼, 외피 파이프(101) 내부를 채우면서 움직일 수 있는 두께와 폭을 가지게 된다. 글라이더(200)는 길이 방향으로 일단에는 인출선(201)이 연결되고 타단에는 스트랜드(102)가 연결되어 있어 인출선(201)이 당겨지면서 외피 파이프(101) 내부를 통과하면서 글라이더(200)에 연결된 스트랜드(102)가 외피 파이프(101) 내에 위치하게 되는 부재인데, 제1수평열(111)과 제2수평열(112), 그리고 필요한 경우 제3수평열(113)이 외피 파이프(101) 내에 위치한 상태에서는, 상층에 배치되고 긴장된 스트랜드들 아래로 외피 파이프(101) 내부에 충분한 공간이 존재하므로, 도 7에 도시된 것처럼 글라이더(200)는 상하로 필요한 만큼 두꺼울 수 있다.

위에서 설명한 것처럼, 제1수평열(111)과 제2수평열(112)이 외피 파이프(101) 내에 배치되고 긴장된 후, 또는 제1수평열(111)부터 제3수평열(113)까지 외피 파이프(101) 내에 배치되고 긴장된 후에는, 외피 파이프(101)의 바닥부터 스트랜드의 수평열을 차례로 아래에서부터 적층하게 된다(단계 3). 즉, 글라이더(200)의 왕복 운행 작업을 반복하면서 외피 파이프(101)의 바닥부터 스트랜드의 수평열을 형성하고, 이러한 수평열을 아래로부터 위쪽으로 순차적으로 적층 형성하는 것이다. 도 8에는 외피 파이프(101)의 바닥에서 부터 3개의 수평열이 적층된 상태를 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있는데, 예를 들어 55개의 스트랜드로 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블이 제작되는 경우, 도 8에 도시된 것처럼, 제9수평열(119), 제8수평열(118) 및 제7수평열(117)의 순서로 스트랜드의 수평열을 아래로부터 위로 적층하여 배치하는 것이다. 이 때, 아래에서부터 위로 적층되는 각 수평열의 스트랜드는 무긴장 상태에 있는 것이 아니라, 약 30 내지 약 80bar의 압력으로 긴장된 상태에 있게 된다. 즉, 아래에서부터 위로 적층되는 각 수평열의 스트랜드는 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블 가설 완료시에 각각의 스트랜드에 대해 요구되는 설계 긴장력보다 작은 약 30 내지 약 80bar의 압력으로 부분 긴장되어 있는 것이다. 이와 같이 아래에서부터 위로 적층되는 각 수평열의 스트랜드를 부분 긴장함에 있어서 구체적인 긴장력은 약 50bar가 되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

도 9에는 도 5의 상태에 후속하여 수평열을 아래로부터 위쪽으로 순차적으로 적층 형성할 때, 무긴장 상태로 적층하게 되면 발생하게 되는 불리한 현상을 설명하기 위한 부분 단면도가 도시되어 있다. 수평열을 아래에서부터 위쪽으로 순차적으로 적층함에 있어서 각 수평열의 스트랜드를 전혀 긴장하지 않은 상태로 두게 되면, 도 8에 도시된 것처럼, 최저층에 놓이는 제9수평열(119) 위에 적층되는 차상위 수평열 즉, 제8수평열(118)의 스트랜드들은 자중에 의해 아래로 처지면서 도 9의 화살표 A방향으로 움직여서 제9수평열(119)의 스트랜드 사이의 간격으로 파고들게 되면서 제9수평열(119)의 스트랜드와 제8수평열(118)의 스트랜드들이 서로 엉키는 형태로 배열된다. 이러한 배열상태는, 외피 파이프(101)의 내부 면적을 비정상적으로 좁히게 만들게 되므로 후술하는 것처럼, 추가적으로 제7수평열, 제6수평열 등을 순차적으로 적층형성할 때 글라이더(200)의 통과를 어렵게 하거나 불가능하게 만드는 문제를 야기할 뿐만 아니라, 추후 외피 파이프 내의 스트랜드 배치가 모두 완료되고 아래에서부터 적층되어 온 스트랜드에 대해 설계 긴장력을 도입할 때, 외피 파이프(101)에 불리한 응력을 가하게 되는 문제를 야기한다.

그러나 본 발명에서는 제9수평열, 제8수평열 및 제7수평열의 순서로 스트랜드의 수평열을 아래로부터 위로 적층하여 외피 파이프(101) 내에 배치할 때, 적층되는 각 수평열의 스트랜드를 무긴장 상태에 두지 않고 소정의 압력으로 부분 긴장상태로 만들게 되므로, 위에서 설명하는 것처럼, 무긴장 상태에서의 자중으로 인한 수평열 간의 배치 교란 현상이 발생하는 것을 원천적으로 차단할 수 있게 된다. 즉, 아래층으로부터 순차적으로 적층되어 오는 수평열의 각 스트랜드를 약 30 내지 80bar(바람직하게는 약 50bar)의 긴장력으로 긴장하는 "부분 긴장"을 수행하게 되면, 위에서 예로 든 제9수평열과 제8수평열간의 관계에서, 제8수평열도 부분 긴장에 의해 당겨진 상태가 되어 스트랜드의 자중을 지지하게 되므로, 제8수평열의 스트랜드들이 자중에 의해 제9수평열의 스트랜드 사이로 파고드는 현상이 발생하지 않게 되는 것이다.

도 10에는 제7수평열(117)의 위쪽으로 제6수평열(116)과 제5수평열(115)을 배치한 상태의 개략적인 단면도가 도시되어 있고, 도 11에는 도 10의 상태에서 이용되는 글라이더(200)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 이와 같이 아래쪽부터 수평열을 차례로 적층하고 부분 긴장하여 외피 파이프(101) 내부를 채워오게 되면, 이미 설계 긴장력을 가지고 팽팽하게 배치되어 있던 상층의 수평열 즉, 제1수평열 내지 제2수평열 또는 제1수평열 내지 제3수평열과, 아래층으로부터 적층되어 오던 수평열 간의 사이가 좁아지게 되어 글라이더(200)가 통과하게 되는 공간 역시 좁아지게 된다. 따라서 도 11에 도시된 것처럼, 좁아진 간격에 맞추어서 글라이더(200)의 두께도 점차로 줄여서, 좁아진 간격을 통과할 수 있도록 만들게 된다.

도 12에는 도 10의 상태에 후속하여 마지막 하나의 수평열만큼의 간격만이 외피 파이프(101) 내에 존재하고, 그 간격에 글라이더(200)가 통과하는 상태를 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있으며, 도 13은 이 때 사용되는 글라이더(200)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 또한 도 14에는 도 12의 상태에 후속하여 마지막 수평열 내에서 마지막 스트랜드를 배치하기 위하여 글라이더(200)가 통과하는 상태를 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있으며 도 15에는 이 때 사용되는 글라이더의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 11 내지 도 13에 도시된 것처럼, 아래에서부터 위쪽으로 수평열을 순차적으로 적층해오면서 글라이더(200)가 통과하게 되는 공간이 좁아지게 되면, 글라이더(200)의 두께를 점차적으로 줄임과 동시에 그 수평방향 폭도 점차적으로 줄이면서 글라이더(200)를 외피 파이프(101) 내에 통과시켜 스트랜드를 배치하게 된다.

외피 파이프(101) 내에 필요한 개수의 스트랜드가 모두 배치되면 부분 긴장되어 있던 스트랜드들을 각각의 스트랜드에 대해 요구되는 설계 긴장력을 가지도록 모두 순차적으로 긴장하게 된다(단계 4).

이와 같이 약 30 내지 80bar 정도의 긴장력으로 부분 긴장되어 있던 스트랜드들을 순차적으로 긴장함에 있어서, 앞서 설명한 것처럼, 가장자리부터 내측으로 가면서 교번하는 순서로 스트랜드를 긴장하는 것이 바람직하다.

콤팩트 멀티-스트랜드 케이블의 길이 방향으로 중간부분에서 스트랜드들은 그 측면이 서로 밀착되도록 집속되어 있지만, 교량의 케이블 정착부에 정착되는 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블의 단부에서는 스트랜드들의 측면 사이에 간격을 가지도록 펼쳐지게 된다. 따라서 이러한 배열구조에서 위와 같이 부분 긴장되어 있던 스트랜드들을 순차적으로 긴장할 때, 단면형상에서 내부에 위치하는 스트랜드를 먼저 당겨서 긴장하게 되면, 집속된 단면의 내부에 위치하고 있던 스트랜드가 외부 방향으로 파고들게 되는 현상이 발생한다.

이러한 현상을 방지하려면 외부 파이프(101)의 내부 공간 아래에서부터 위쪽으로 가면서 적층되고 부분 긴장되어 있던 스트랜드의 각 수평열에 대해서도, 앞서 도 6과 관련하여 설명한 것처럼, 가장자리부터 내측으로 가면서 교번하는 순서로 스트랜드를 긴장하는 것이 필요한 것이다.

구체적으로, 도 16에는 본 발명에 따른 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블에서 외부 파이프(101)의 내부 공간 아래에서부터 위쪽으로 가면서 적층된 스트랜드의 설계 긴장력으로의 긴장 순서를 표시한 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 즉, 도 16에서 각 스트랜드의 단면에 표시된 원문자의 숫자는 각 스트랜드가 긴장되는 순서의 일예를 나타내는 것이다. 도 16에 도시된 것처럼, 외부 파이프(101)의 내부 공간 아래에서부터 위쪽으로 가면서 적층되고 부분 긴장되어 있는 각 수평열의 스트랜드들을 각각의 스트랜드에 대해 요구되는 설계 긴장력을 가지도록 긴장함에 있어서, 위쪽 수평열에서 아래쪽 수평열의 순서로 진행하고, 더 나아가 각 수평열에서 가장자리에 위치하는 스트랜드부터 시작하여 내측에 위치하는 스트랜드의 순서로 번갈아가면서 교번하는 순서로 긴장하게 되는 것이다. 이와 같은 방법에 의하면, 단면형상에서 내부에 위치하는 스트랜드가 외부 방향으로 움직여서 가장자리의 스트랜드 사이로 파고드는 현상이 억제되며, 따라서 각 스트랜드들이 애초에 배열된 상태로 가지런한 상태로 긴장될 수 있다.

이와 같은 일련의 과정에 의한 본 발명의 가설방법에 의하면, 외피 파이프의 직경이 종래에 비하여 현저하게 감소된 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블을 제작할 수 있으며, 따라서 멀티-스트랜드 케이블에 의해 전달되는 풍하중의 감소, 그에 따른 교량의 주탑이나 바닥판과 멀티-스트랜드 케이블이 접속되는 부분에 대한 요구 강도의 감소 등의 효과를 누릴 수 있게 되어 구조적으로 더욱 유리한 상태의 교량을 시공할 수 있게 된다.

101: 외피 파이프
102: 스트랜드
200: 글라이더

Claims (3)

1. 케이블 지지교량에서, 외피 파이프(101) 내에 복수개의 스트랜드(102)가 집속된 상태로 배치되어 있되, 동일한 수평위치에서 복수개의 스트랜드(102)가 나란하게 배치되어 하나의 수평열을 이루고 있고, 상기 수평열이 복수개로 적층되어 있는 형태를 가지는 멀티-스트랜드 케이블(1)을 가설하는 방법으로서,
   글라이더(200)를 외피 파이프(101)의 내부에 통과시키는 글라이더(200)의 왕복운행작업을 반복하여 외피 파이프(101) 내에 스트랜드(102)가 배치되도록 하되, 외피 파이프(101) 내에서 위에서 아래 방향으로 제1수평열(111)부터 제2수평열(112)까지 또는 제1수평열(111)부터 제3수평열(113)까지 순차적으로 스트랜드의 수평열을 적층하고, 각 수평열의 스트랜드를 설계 긴장력으로 긴장하는 단계;
   글라이더(200)의 왕복운행작업을 추가적으로 반복하여 외피 파이프(101)의 내에서 아래에서 위쪽으로 상승하면서 수평열을 순차적으로 배치하여 적층하되, 상층에 이미 설치된 수평열과 아래쪽에서부터 적층되어 오는 수평열과의 간격에 맞추어 글라이더(200)의 폭과 두께를 줄여 가면서 글라이더(200)의 왕복운행작업을 수행하고, 아래에서부터 적층되어 오는 각 수평열의 스트랜드를, 30 내지 80bar의 압력을 가지는 긴장력이 도입되도록 부분 긴장하는 단계; 및
   외피 파이프(101) 내부에 스트랜드들이 모두 채워진 후에, 아래에서부터 적층되어 오며 부분 긴장되었던 스트랜드들을 설계 긴장력을 가지도록 추가 긴장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블의 가설방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   제1수평열(111)부터 제2수평열(112)까지 또는 제1수평열(111)부터 제3수평열(113)까지의 수평열에서 각 스트랜드를 설계 긴장력으로 긴장할 때,
   각 수평열의 외곽에 위치하는 스트랜드부터 긴장을 시작하여 정면에서 볼 때 좌측과 우측을 교번하는 순서로 내측을 향한 순서로 스트랜드를 긴장하는 것을 특징으로 하는 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블의 가설방법.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   외피 파이프(101) 내부에 스트랜드들이 모두 채워진 후에, 아래에서부터 적층되어 오며 부분 긴장되었던 스트랜드들을 순차적으로 설계 긴장력을 가지도록 추가 긴장할 때,
   각 수평열의 외곽에 위치하는 스트랜드부터 긴장을 시작하여 정면에서 볼 때 좌측과 우측을 교번하는 순서로 내측을 향한 순서로 스트랜드를 긴장하는 것을 특징으로 하는 콤팩트 멀티-스트랜드 케이블의 가설방법.

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