KR20140144153A

KR20140144153A - 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법

Info

Publication number: KR20140144153A
Application number: KR1020140093335A
Authority: KR
Inventors: 홍석희; 김제인
Original assignee: 홍석희; 주식회사 일승하이텍; 주식회사 건일엔지니어링
Priority date: 2014-07-23
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2014-12-18
Also published as: KR101691378B1

Abstract

본 발명은 낮은 거더 높이와 경량단면으로 경간장을 100m 이상까지 연장시킬 수 있고, 자중을 포함한 외적 하중으로 인해 생기는 응력을 효과적으로 상쇄할 수 있도록 프리스트레스힘과 상기 프리스트레스힘에 의한 편심모멘트를 도입하여 단면치수와 배치에 효율성을 높여, 재료절감을 통한 경량화와 공사비와 유지관리비 지출을 대폭적으로 줄일 수 있으며, 상부구조와 하부구조를 강결구조에 의한 고차 부정정 구조계 형성으로 구조 여유성이 높고, 내진 저항성이 우수한 구조형성이 되도록 한 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법은 하현재, 복부재 및 상현재로 이루어지고, 곡선형상을 갖는 스페이스트러스복합거더를 제작하는 단계; 교대, 교각(12), 스프링잉기초를 시공하는 단계; 상기 교대, 교각, 스프링잉기초에 긴장정착공간부와 상현재강결공간부를 형성하는 단계; 상기 교대, 교각, 스프링잉기초에 상기 스페이스트러스복합거더를 거치하는 단계; 상기 교대, 교각, 스프링잉기초의 긴장정착공간부 내에 스트로크연동장치를 설치하는 단계; 상기 스트로크연동장치에 압력을 가하여 스트로크를 발생시켜 상기 스페이스트러스복합거더의 하현재에 압축력을 가함으로써, 상기 스페이스트러스복합거더에 프리스트레스힘과 편심모멘트를 발생시켜, 상기 스페이스트러스복합거더에 프리스트레스와 캠버를 도입하는 단계; 상기 긴장정착공간부에서 교대, 교각, 스프링잉기초와 상기 스페이스트러스복합거더의 하현재를 긴장정착공간부강결장치에 의해 강결하여, 하현재긴장강결장치 형성과, 상기 상현재강결공간부에서 교대, 교각과 상현재를 상현재강결장치에 의해 강결하여 부정정 구조물화하는 단계: 상기 상현재 상면에 바닥판을 시공하는 단계; 교대, 교각 지점부에 부모멘트에 의해 바닥판에 휨균열이 예상되는 경우에는 지점부2차PS강선을 배치 및 긴장 정착을 통해 지점부프리스트레스도입장치를 구성하여 프리스트레스 도입함으로써, 프리스트레스곡선복합트러스거더를 구축함을 특징으로 한다.

Description

외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법{The hybrid girder structures prestressed by using the external prestressing mechanism, and the construction method by rigid connection}

본 발명은 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법에 관한 것이다.

종래의 단순보 및 연속화보 또는 연속보 구조계로 구성된 PSC합성거더, 강합성거더(20), 강상판거더(30), 합성트러스거더(40), 프리스트레스합성트러스거더(50) 및 아치거더(60)는 공장 또는 제작장에서 미리 제작된 강재거더, 복합거더, 트러스거더 및 프리캐스트PSC거더를 교대 및 교각 상에서 1점이나 2점 받침으로 지지되고, 상기 강재거더, 복합거더, 트러스거더 및 프리캐스트PSC거더 상면에 철근콘크리트 바닥판으로 합성하여 형성하는 것이 일반적이다.

따라서, 상기한 바와 같이, 구성된 단순보, 연속화보 및 연속보 구조계는 연직방향 및 수평방향의 외적 하중을 받으면 과다한 부재력 발생에 의해 단면 내에 휨응력과, 전단응력 및 비틀림 응력 등이 크게 발생시켜, 단면이 과다해져 건축한계의 제한성과 경간장 적용 한계성이 있고, 지진 저항성이 상당히 결여되어 면진이나 제진시스템이 도입되어야 하며, 설치하는 받침 수의 증가와 신축이음장치 설치 등에 따라, 구조안전성, 경제성, 내구성, 현장적용성 및 유지관리성 등의 측면에 많은 문제점 등을 야기하고 있는 실정이다.

그 중, PSC합성거더는 재료가 콘크리트이기 때문에 재료비가 싸며, 소음이 작고, 유지 관리비가 저렴하고, 부재 강성이 커서 처짐이 작다는 장점이 있으나, 거더가 충복 단면의 빔으로 자중이 무거워지고, 단순연속화 구조계에 의해 부재력이 커져 적용 경간장의 한계와 거더 높이 상승에 의해 지형 제약, 도로나 철도 선형과 조화의 제한 및 상부플랜지 폭원이 큰 상태에서 높이방향으로 제작에 따른 정밀한 동바리 지지와 지반 지지력 확보 등 여러 가지 문제점이 야기되고 있다.

특히, PSC합성거더는 교각 상에서 2점 받침 지지로 인한 단순연속화 구조계에 따른 상기한 바와 같은 구조적 문제점과 모멘트재분배 현상이 없어 과다한 부재력 발생에 의한 단면이 증가되는 등에 의해 상기 문제점이 더욱 야기되고, 받침 및 신축이음장치 설치 개소 증가에 의해 구조의 내구성과 유지관리성이 저하되는 등의 문제점을 야기하고 있다.

그래서, 경간장이 긴 경우는 도 1a∼1c에 도시된 바와 같은 강합성거더(20)를 적용하여 왔는데 상기 강합성거더(20)는 공장 또는 제작장에서 미리 제작된 박스형, I형 및 제형 단면형상을 갖는 강재거더(22)를 교각(12)과 교대(10)에 1점 받침으로 지지하도록 거치한 다음, 상기 강재거더(22)의 상부플랜지 상에 용접된 전단연결재(26)를 이용하여 철근콘크리트 바닥판(24)을 설치 및 합성하여 단순보 또는 연속보 구조계를 이루도록 하는 것이며, 강상판거더(30)는 공장 또는 제작장에서 미리 제작된 강바닥판(27)을 포함한 제형 단면형상을 갖는 강재거더(22)를 교각(12)과 교대(10)에 1점 받침으로 지지하도록 거치하여 단순보 또는 연속보 구조계를 이루도록 하는 것이다.

그리고 상기 강재거더(22) 단면에는 외력에 생기는 휨응력과 압축응력 및 좌굴 등을 방지하기 위하여 플랜지 상에 종리브(28)를 설치한다.

여기서, 상기 강합성거더(20)나 강상판거더(30)는 단면이 폐합 형태로 단면 강성이 커서 가설시 안전성 확보에 용이하고, 파괴에 대한 연성이 풍부하며, 일괄가설에 따른 현장 시공기간을 단축할 수 있다는 장점이 있다.

그러나 종래의 강합성거더(20)나 강상판거더(30)는 폐합 단면에 따라, 강재의 사용량이 증가하여 경제성이 현저히 저하되고, 이에 따라 탄소배출량이 증가하여 비환경적인 문제점이 있으며, 중량이 무거워 경간장에 한계성이 있고, 비 프리스트레싱에 의해 제작 캠버량이 커져 제작의 어려움과 현장 거치 후 조정의 방법이 곤란한 등의 문제점이 있다.

또한, 상기 강합성거더(20)나 강상판거더(30)는 대상 구조물이 단순보나 연속보 구조계를 가지게 됨으로써 상기의 구조적 문제점 발생과 더불어 하부구조와는 받침(14)으로 분리되어 지지됨에 따라 부재력이 증가하여 상기와 같은 문제점 이외에 내진저항성이 결여되는 문제가 있으며, 받침(14)과 신축이음장치(16)의 수량증가에 의한 구조의 생애주기비용(LCC)이 증가하는 등의 문제점이 있다.

그래서 상기 구조 형식의 문제점인 경간장의 제한과 강재중량 한계를 극복하기 위하여 도 2a 및 도 2b의 합성트러스거더(40), 프리스트레스합성트러스거더(50) 및 아치거더(60) 등을 개발하여 적용하여 왔다.

상기한 합성트러스거더(40)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 종단면으로 소정 형상과 길이를 갖는 강하현재(42)에 작용되는 전단력에 저항하고, 상기 강하현재(42)에 하중을 전달하기 위해 구조용 압연형강으로 이루어진 수직 및 경사 방향으로 이루어진 강복부재(44)인 스트러트가 강하현재(42)의 상면에 교번적 및 연속으로 설치되는 강복부재(44)와, 상기 강복부재(44) 상면에 구조용 압연형강으로 이루어진 강상현재(46)와, 상기 강상현재(46) 상면에 부착된 전단연결재(26)를 이용하여 철근콘크리트 바닥판(24)을 설치함으로써 합성구조로 이루어진다.

상기 합성트러스거더(40)는 교대(10) 및 교각(12)에 1점 받침으로 지지되는 단순보 또는 연속보 구조계 형성에 의해 모멘트재분배 능력이 저하되어 부재력이 커지고, 외력에 대한 응력을 프리스트레싱 없이 순전히 상기 단면이 부담하기 때문에 거더 높이가 증가하여 경간장 한계나 건축한계 적용성에 제약을 받으며, 강재의 사용량은 강합성거더(20)와 강상판거더(30)에 비해 다소 절감되나, 절감되는 강재량의 한계로 인하여 경제성 저하와, 탄소배출량이 증가하여 비환경적인 문제점이 있고, 비 프리스트레싱에 의해 제작 캠버량이 커져 제작의 어려움과 현장 거치 후 조정의 방법이 없는 문제점이 있다.

또한, 상기 합성트러스거더(40)는 대상 구조물이 단순 경간이나 연속 경간의 구조형식을 가질 때에 하부구조와는 받침(14)으로 분리되어 지지됨에 따라 부재력이 증가하여 상기와 같은 구조적 문제점 이외에 내진저항성이 결여되는 문제가 있으며, 설치하는 받침(14)과 신축이음장치(16)의 개수 증가에 의한 구조의 생애주기비용(LCC)이 증가하는 문제점이 있다.

그래서, 상기 합성트러스거더(40)의 문제점인 경간장을 극복하기 위해서, 프리트스트레스트합성트러스거더(50)를 개발하여 적용하고 있다.

상기 프리스트레스합성트러스거더(50)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 합성 및 비합성시에 발생하는 인장력에 저항하면서 합성상태에서의 처짐을 감소시킬 수 있도록 프리스트레스가 도입된 프리스트레스 콘크리트로 이루어지며, 소정형상의 종횡 단면과 소정길이를 가진 철근PSC하현재(52)와 전단력에 저항하고, 상기 철근PSC하현재(52)의 상면에 교번적으로 설치되는 수직 및 경사 강복부재(44)와 상기 강복부재(44) 상면에 철근콘크리트 바닥판(24)이 합성되기 전 상태에서 발생되는 압축력에 저항할 수 있도록 상기 철근PSC하현재(52)의 길이방향을 따라 설치되는 강상현재(46)로 구성되는 골조 형상을 이루고, 상기 강상현재(46) 상면과 내면에 철근콘크리트 바닥판(24)이 합성되어 프리스트레스합성트러스거더(50) 구조를 가지도록 한 것이다.

상기 프리스트레스합성트러스거더(50)는 철근PSC하현재(52)를 철근과 프리스트레스 콘크리트 구조로 함으로 인해 중량이 무거워짐에 따라 대형 가설장비와 가설벤트의 설치를 요구하여 경제성과 시공성이 떨어지는 문제점이 있다.

그래서 상기 프리스트레스합성트러스거더(50) 가설은 압출공법(ILM)을 적용하여, 시공성은 개선되나, 상기한 압출공법 적용에 따라 제작장 및 추진코 등의 추가 공종에 의한 공사비가 증가되고, 용지 추가 매수 등에 의한 민원, 상기 가설공법의 특성에 의해 적용 현장과 선형의 제한성이 있다.

또한, 상기 철근PSC하현재(52)인 바닥판 두께는 자중을 줄이기 위하여 두께를 얇게 함에 따라, 응력을 상쇄하기 위해서 도입되는 과도한 프리스트레스힘에 의해 좌굴이 발생시켜 구조안정성 문제를 야기할 뿐만 아니라 ILM공법 적용시 종단면도 형상을 수평 선형 배치로 인해 연속 경간 상에 발생되는 모멘트 형상과 부조화로 인하여 지점부에는 노출된 비부착 PS강선을 긴장 정착하고, 지점부에 별도의 격벽을 형성하여야 하는 등 시공성이 번잡해지고, 공사비 상승과 더불어 미관 창출에도 문제가 야기되고 있다.

특히, 상기 프리스트레스합성트러스거더(50)의 강상현재(46) 단면을 공사비를 줄이기 위하여 얇게 함에 따라, 철근콘크리트 바닥판(24)의 콘크리트 타설시에 발생하는 교번응력에 의해 강상현재(46)에 압축력이 작용하고, 이 압축력으로 인해 좌굴을 발생시켜, 거더가 전도 및 낙하하는 등의 구조안정성이 저하되는 문제점 등이 있다.

그리고 상기 프리스트레스합성트러스거더(50)도 교대(10) 및 교각(12)에 1점 받침으로 지지되는 단순보 또는 연속보 구조계 형성에 의해 모멘트재분배 능력이 저하되어, 부재력이 커지기 때문에 거더 높이가 증가하여 경간장 한계나 건축한계 적용성에 제약을 받으며, 강재의 사용량도 증가하여 경제성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 상기 프리스트레스합성트러스거더(50)는 대상 구조물이 단순 경간이나 연속 경간의 구조형식을 가질 때에 하부구조와는 받침(14)으로 분리되어 지지됨에 따라 부재력이 증가하여, 상기한 바와 같은 구조적 문제점 이외에 내진저항성이 결여되는 문제가 있으며, 설치하는 받침(14)과 신축이음장치(16)의 개수 증가에 의한 교량생애주기(LCC) 비용상승과, 빈번한 보수 보강으로 교통차단 및 혼잡으로 인한 유류 소비 증대, 이산화탄소 배출 증가로 인한 지구온난화문제 야기 및 사회간접비용이 증가되는 등의 문제점이 노출되고 있는 실정이다.

그리고 장경간에 적용되는 교량 중 아치리브(62) 단면을 갖는 도 4a 및 도 4b의 아치거더(60)는 아치리브(62)를 스프링잉기초(18)에 대부분 힌지(64) 결합에 의해 아치리브(62) 상에 휨모멘트가 증가하여 아치 단면이 커져 비경제적인 문제와 더불어 현장에서 캠버 조정이 곤란한 문제와 내진저항성이 결여되는 등의 문제점이 있다.

일반적으로, 아치리브(62) 시공과 캠버를 조정하기 위해서는 임시 주탑을 세워 임시 케이블로 아치리브(62)를 매달고, 상기 케이블에 장력을 가하여 캠버를 조정하는 경우에는 추가 공종에 의한 공사비가 증가할 뿐만 아니라 시공이 번잡하여 공사기간이 대폭 증가되는 문제점이 있다.

또한, 상기 아치리브(60)는 스프링잉기초(18)와의 연결을 힌지(64)로 하기 때문에, 공용중에 상기 힌지(64)를 정기적으로 보수해야 하는 등에 의한 교량생애주기(LCC) 비용이 상승하는 문제점 등이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 낮은 거더 높이와 경량 단면으로 경간장을 100m 이상까지 연장할 수 있고, 자중을 포함한 외적 하중으로 인해 생기는 응력을 효과적으로 상쇄할 수 있도록 프리스트레스힘과 상기 프리스트레스힘에 의한 편심모멘트를 도입하여 단면 치수와 배치에 효율성을 높여, 재료절감을 통한 경량화와 공사비와 유지관리비 지출을 대폭적으로 줄일 수 있으며, 상부구조와 하부구조를 강결구조에 의한 고차 부정정 구조계 형성으로 구조 여유성이 높고, 내진 저항성이 우수한 구조형성이 되도록 한 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법은 하현재, 복부재 및 상현재로 이루어지고, 곡선형상을 갖는 스페이스트러스복합거더를 제작하는 단계; 교대, 교각(12), 스프링잉기초를 시공하는 단계; 상기 교대, 교각, 스프링잉기초에 긴장정착공간부와 상현재강결공간부를 형성하는 단계; 상기 교대, 교각, 스프링잉기초에 상기 스페이스트러스복합거더를 거치하는 단계; 상기 교대, 교각, 스프링잉기초의 긴장정착공간부 내에 스트로크연동장치를 설치하는 단계; 상기 스트로크연동장치에 압력을 가하여 스트로크를 발생시켜 상기 스페이스트러스복합거더의 하현재에 압축력을 가함으로써, 상기 스페이스트러스복합거더에 프리스트레스힘과 편심모멘트를 발생시켜, 상기 스페이스트러스복합거더에 프리스트레스와 캠버를 도입하는 단계; 상기 긴장정착공간부에서 교대, 교각, 스프링잉기초와 상기 스페이스트러스복합거더의 하현재를 긴장정착공간부강결장치에 의해 강결하여, 하현재긴장강결장치 형성과, 상기 상현재강결공간부에서 교대, 교각과 상현재를 상현재강결장치에 의해 강결하여 부정정 구조물화하는 단계: 상기 상현재 상면에 바닥판을 시공하는 단계; 교대, 교각 지점부에 부모멘트에 의해 바닥판에 휨균열이 예상되는 경우에는 지점부2차PS강선을 배치 및 긴장 정착을 통해 지점부프리스트레스도입장치를 구성하여 프리스트레스 도입함으로써, 프리스트레스곡선복합트러스거더를 구축함을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 상부구조와 하부구조를 강결에 의한 낮은 부재력 발생으로 거더 높이를 대폭 낮춘 상태와 경량 단면으로 경간장을 100m 이상까지 연장할 수 있고, 단면 크기의 대폭적인 감소로 재료의 효율적인 사용으로 경제성이 탁월하다.

둘째, 본 발명은 내적 및 외적 프리스트레스 도입에 의해 자중을 포함한 외적 하중으로 인해 생기는 응력을 효과적으로 상쇄할 수 있는 이점이 있어, 단면 축소에 따른 자재의 경량화로 경제성이 우수하고, 제작 캠버를 줄여 제작 및 시공의 편리성을 도모하고, 더불어 정밀한 캠버 형성으로 계획 종단 선형의 조화에 유리하다.

셋째, 본 발명은 지형 여건에 따라 수평, 곡선 및 아치형상의 구조물 창출에 의해 주변 지형과 조화가 자유로우며, 부재력 크기에 따라 단면높이의 조정이 용이하여 단면 강성의 효율적 배치로 경제성 추구와 더불어 힘의 흐름을 나타낼 수 있어, 날렵한 미관을 창출할 수 있다.

넷째, 본 발명은 상부구조와 하부구조의 강결 구조에 의한 고차 부정정 구조 형성으로 연성이 높은 구조 형성과 지진시 변위를 대폭적으로 감소시킬 수 있는 등으로 인한 내진 저항성이 우수한 이점이 있다.

다섯째, 본 발명은 받침과 신축이음장치 제거로 인한 초기공사비와 유지관리활동을 줄여 생애주기비용(LCC) 및 사회간접비용을 감소시키고, 자재와 장비투입 감소 및 공사기간 단축 등으로 인한 유류소비억제와 더불어 탄소배출량을 줄임으로써, 녹색 첨단기술에 기여하는 등 여러 측면에서 이점과 효율성이 있다.

도 1a∼1c은 종래의 강합성거더와 강상판거더로 구성하여 도시한 종단면도와 횡단면도,
도 2a, 2b는 종래의 합성트러스거더로 구성하여 도시한 종단면도와 횡단면도,
도 3a, 3b는 종래의 프리스트레스 합성트러스거더로 구성하여 도시한 종단면도와 횡단면도,
도 4a, 4b는 종래의 아치리브를 갖는 아치거더를 도시한 종단면도와 횡단면도,
도 5a∼5d는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체 중 프리스트레스곡선복합트러스거더 구조체 시공과 강결하는 과정을 도시한 공정도,
도 6a∼6d는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체 중 프리스트레스수평복합트러스거더 구조체 시공과 강결하는 과정을 도시한 공정도,
도 7a∼7d는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체 중 프리스트레스러스복합아치거더 구조체 시공과 강결하는 과정을 도시한 공정도,
도 8a∼8d는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체 중 프리스트레스박스제형복합거더 구조체 시공과 강결하는 과정을 도시한 공정도,
도 9a∼9c는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체 중 스페이스트러스복합거더를 도시한 횡단면도,
도 10a, 10b는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체 중 평면트러스복합거더를 도시한 횡단면도,
도 11은 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 복합거더 구조체 중 대칭I형복합거더를 도시한 횡단면도,
도 12a, 12b는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체 중 박스제형복합거더를 도시한 횡단면도,
도 13a∼13e는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체에 외적 프리스트레스힘 도입과 강결하는 관계를 도시한 상세 및 공정도 1,
도 14a∼14d는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체에 프리스트레스힘 도입과 강결하는 관계를 도시한 상세 및 공정도 2,
도 15a∼15c는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체에 프리스트레스힘 도입과 강결하는 관계를 도시한 상세 및 공정도 3,
도 16a∼16d는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체에 프리스트레스힘 도입과 강결하는 관계를 도시한 상세 및 공정도 4,
도 17a∼17d는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체의 상현재와 기둥이 강결하는 상현재강결장치를 도시한 상세도,
도 18a, 18b는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체의 강관을 연결하는 강관강결장치를 도시한 상세도,
도 19는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체의 하현재 강재의 중앙부에 프리스트레스를 도입하는 역학관계를 도시한 상세도,
도 20은 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체의 상현재 지점부에 프리스트레스를 도입하는 역학관계를 도시한 상세도,
도 21a∼21c는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체의 수직 및 수직에 가까운 복부재와 상하현재를 강결하는 수직복부재강결장치를 도시한 상세도,
도 22a, 22b는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체의 경사 복부재와 상하현재를 강결하는 경사복부강결장치를 도시한 상세도,
도 23은 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체의 수평브레이싱을 설치하는 관계를 도시한 상세도,
도 24는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체의 철근콘크리트 바닥판간을 연결하는 바닥판연결장치를 도시한 상세도.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5a∼5d는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체 중 프리스트레스곡선복합트러스거더 구조체 시공과 강결하는 과정을 도시한 공정도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 사공방법은 하현재(154), 복부재(156) 및 상현재(158)로 이루어지고, 곡선형상을 갖는 스페이스트러스복합거더(110)를 제작하는 단계; 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)를 시공하는 단계; 상기 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)에 긴장정착공간부(202)와 상현재강결공간부(302)를 형성하는 단계; 상기 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)에 스페이스트러스복합거더(110)를 거치하는 단계; 상기 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)의 긴장정착공간부(202) 내에 스트로크연동장치(214)를 설치하는 단계; 상기 스트로크연동장치(214)에 압력을 가하여 스트로크(S)를 발생시켜 스페이스트러스복합거더(110)의 하현재(154)에 압축력을 가함으로써, 상기 스페이스트러스복합거더(110)에 프리스트레스힘(P)과 편심모멘트를 발생시켜, 상기 스페이스트러스복합거더에 프리스트레스와 캠버(C)를 도입하는 단계; 상기 긴장정착공간부(202)에서 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)와 스페이스트러스복합거더(110)의 하현재(154)를 긴장정착공간부강결장치(216)에 의해 강결하여, 하현재긴장강결장치(200) 형성과, 상기 상현재강결공간부(302)에서 교대(10), 교각(12)과 상현재(158)를 상현재강결장치(300)에 의해 강결하여 부정정 구조물화하는 단계: 상기 상현재(158) 상면에 바닥판(152)을 시공하는 단계; 교대(10), 교각(12) 지점부에 부모멘트에 의해 바닥판(152)에 휨균열이 예상되는 경우에는 도 20에 도시된 바와 같이, 지점부2차PS강선(362)을 배치 및 긴장 정착을 통해 지점부프리스트레스도입장치(360)를 구성하여 프리스트레스를 도입함으로써 프리스트레스곡선복합트러스거더(102)를 시공한다.

여기서, 상기 하현재(154)는 강관, 속채움콘크리트강관, 프리스트레스콘크리트(PSC) 중의 어느 하나의 단면이며, 복부재(156)로는 주로 구조용 강관, RC구조중 어느 하나를 사용하며, 트러스 형태로 상현재(158) 및 하현재(154)의 격점부를 통해 연결된다.

또한, 상기 상현재(158)는 강재빔, 콘크리트바닥판, 프리캐스트빔, 목재빔, 목재바닥판 중 어느 하나로 구성된다.

그리고 상현재(158), 하현재(154) 및 트러스 형상의 복부재(156)로 구성되는 스페이스트러스복합거더(110)에 외적프리스트레싱에 의해 프리스트레스를 도입하여 외력의 응력을 상쇄하여 자재 경감 등을 하는 동시에 제작캠버(C)를 형성함으로써, 시공성이 좋아지고, 트러스의 상현재(158) 및 하현재(154)를 강결하여 부정정 구조물을 이루어 모멘트재분배로 부재력 감소와 연성이 높은 구조화에 의해 내진 구조에 유리하고, 장경간 교량건설에 적합한 새로운 형식의 프리스트레스곡선복합트러스거더(102) 이다.

또한, 상기 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)와 강결이음을 위해서 상현재(158)와 하현재(154)의 단부에는 베이스플레이트(204)나 이음판(306) 등이 설치되어 하현재긴장강결장치(200) 및 상현재강결장치(300)를 형성한다.

그리고 상기 스트로크연동장치(214)는 스크류잭, 유압잭 등을 포함하는 프리스트레스도입장치이다.

도 6a∼6d는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체 중 프리스트레스수평복합트러스거더 구조체 시공과 강결하는 과정을 도시한 공정도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스복합거더 구조체 시공방법 중 프리스트레스수평복합트러스거더(104) 시공은 하현재(154), 복부재(156) 및 상현재(158)를 수평형상을 갖는 평면트러스복합거더(112)를 제작하는 단계; 교대(10), 교각(12)을 시공하는 단계; 상기 교대(10), 교각(12)에 긴장정착공간부(202)와 상현재강결공간부(302)를 형성하는 단계; 상기 교대(10), 교각(12)에 상기 평면트러스복합거더(112)를 거치하는 단계; 상기 교대(10), 교각(12)의 긴장정착공간부(202) 내에 스트로크연동장치(214)를 설치하는 단계; 상기 스트로크연동장치(214)에 압력을 가하여 스트로크(S)를 발생시켜 평면트러스복합거더(112)의 하현재(154)에 압축력을 가함으로써, 상기 평면트러스복합거더(112)에 프리스트레스힘(P)과 편심모멘트를 발생시켜, 상기 평면트러스복합거더(112)에 프리스트레스와 캠버(C)를 도입하는 단계; 상기 긴장정착공간부(202)에서 교대(10), 교각(12)과 평면트러스복합거더(112)의 하현재(154)를 긴장정착공간부강결장치(216)에 의해 강결하여, 하현재긴장강결장치(200) 형성과 상현재강결공간부(302)에서 교대(10), 교각(12)과 상현재(158)를 상현재강결장치(300)에 의해 강결하여 부정정 구조물화 하는 단계: 상기 상현재(158) 상면에 바닥판(152)을 시공하는 단계; 교대(10), 교각(12)의 지점부에 부모멘트에 의해 바닥판(152)에 휨균열이 예상되는 경우에는 도 20에 도시된 바와 같이, 지점부2차PS강선(362)을 배치 및 긴장정착을 통해 지점부프리스트레스도입장치(360)를 구성하여 프리스트레스를 도입함으로써 프리스트레스수평복합트러스거더(104)를 시공한다.

여기서, 상기 하현재(154)는 강관, 속채움콘크리트강관, PSC 중 어느 하나의 단면이며, 상현재(158)는 강재빔, 콘크리트바닥판, 프리캐스트빔, 목재빔, 목재바닥판 중 어느 하나로 구성되고, 복부재(156)로는 주로 구조용 강관, 압연형강, RC구조 중 어느 하나를 사용하며, 트러스 형태로 상현재(158) 및 하현재(154)의 격점부를 통해 연결된다.

그리고 상현재(158), 하현재(154) 및 트러스 형상의 복부재(156)로 구성되는 평면트러스복합거더(112)에 외적프리스트레싱에 의해 프리스트레스를 도입하여 외력의 응력을 상쇄하여 자재 경감 등을 하는 동시에 제작캠버(C)를 형성함으로써, 시공성이 좋아지고, 트러스의 상현재(158) 및 하현재(154)를 강결하여 부정정 구조물을 이루어 모멘트재분배로 부재력 감소와 연성이 높은 구조화에 의해 내진 구조에 유리하고, 장경간 교량건설에 적합한 새로운 형식의 프리스트레스수평복합트러스거더(104) 이다.

또한, 상기 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)와 강결이음을 위해서 상현재(158)와 하현재(154)의 단부에는 베이스플레이트(204)나 이음판(306) 등이 설치되어 하현재긴장강결장치(200) 및 상현재강결장치(300)를 이루도록 한 것이다.

도 7a∼7d는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체 중 프리스트레스러스복합아치거더 구조체 시공과 강결하는 과정을 도시한 공정도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체 시공방법 중 프리스트레스복합아치거더(106) 시공은 아치리브(118)로 이루어진 하현재(154), 복부재(156) 및 상현재(158)로 이루어지고 아치형상을 갖는 대칭I형복합거더(114)를 제작하는 단계; 교대(10), 스프링잉기초(18)를 시공하는 단계; 상기 스프링잉기초(18)에 긴장정착공간부(202)를 형성하는 단계; 상기 교대(10), 스프링잉기초(18)에 상기 대칭I형복합거더(114)를 거치하는 단계; 상기 스프링잉기초(18)의 긴장정착공간부(202) 내에 스트로크연동장치(214)를 설치하는 단계; 상기 스트로크연동장치(214)에 압력을 가하여 스트로크(S)를 발생시켜 대칭I형복합거더(114)의 아치리브(118)인 하현재(154)에 압축력을 가함으로써, 상기 대칭I형복합거더(114)에 프리스트레스힘(P)과 편심모멘트를 발생시켜, 상기 대칭I형복합거더(114)에 프리스트레스와 캠버(C)를 도입하는 단계; 상기 긴장정착공간부(202)에서 스프링잉기초(18)와 대칭I형복합거더(114)의 아치리브(118)인 하현재(154)를 긴장정착공간부강결장치(216)에 의해 강결하여 하현재긴장강결장치(200)의 형성을 통하여 프리스트레스복합아치거더(106)를 시공한다.

여기서, 상기 하현재(154)는 강관, 속채움콘크리트강관, PSC 중 어느 하나의 단면이며, 상현재(158)는 강재빔, 콘크리트바닥판, 프리캐스트빔, 목재빔, 목재바닥판 중의 어느 하나로 구성되고, 복부재(156)로는 주로 구조용 강관, 압연강관, RC구조 중 어느 하나를 사용하며, 트러스 또는 문형 형태로 상현재(158) 및 하현재(154)의 격점부를 통해 연결된다.

그리고 상현재(158), 하현재(154) 및 트러스 또는 문형 형상의 복부재(156)로 구성되는 대칭I형복합거더(114)에 외적프리스트레싱에 의해 프리스트레스를 도입하여 외력의 응력을 상쇄하여 자재 경감 등을 하는 동시에 제작캠버(C)를 형성함으로써, 시공성이 좋아지고, 트러스의 상현재(158) 및 하현재(154)를 강결하여 부정정 구조물을 이루어 모멘트재분배로 부재력 감소와 연성이 높은 구조화에 의해 내진 구조에 유리하고, 장경간 교량건설에 적합한 새로운 형식의 프리스트레스복합아치거더(106) 이다.

또한, 상기 교대(10), 스프링잉기초(18)와 강결이음을 위해서 상현재(158)와 하현재(154)의 단부에는 베이스플레이트(204)나 이음판(306) 등이 설치되어 하현재긴장강결장치(200) 및 상현재강결장치(300)를 이루도록 한 것이다.

도 8a∼8d는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체 중 프리스트레스박스제형복합거더 구조체 시공과 강결하는 과정을 도시한 공정도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스복합거더 구조체 시공방법 중 프리스트레스박스제형복합거더(108) 시공은 상현재(158), 복부재(156), 하현재(154)를 갖는 박스제형복합거더(116)를 제작하는 단계; 교대(10), 교각(12)을 시공하는 단계; 상기 교대(10), 교각(12)에 긴장정착공간부(202)와 상현재강결공간부(302)를 형성하는 단계; 상기 교대(10), 교각(12)에 상기 박스제형복합거더(116)를 거치하는 단계; 상기 교대(10), 교각(12)의 긴장정착공간부(202) 내에 스트로크연동장치(214)를 설치하는 단계; 상기 스트로크연동장치(214)에 압력을 가하여 스트로크(S)를 발생시켜 박스제형복합거더(116)의 하플랜지(171)인 하현재(154)에 압축력을 가함으로써, 상기 박스제형복합거더(116)에 프리스트레스힘(P)과 편심모멘트를 발생시켜, 상기 박스제형복합거더(116)에 프리스트레스와 캠버(C)를 도입하는 단계; 상기 긴장정착공간부(202)에서 교대(10), 교각(12)과 박스제형복합거더(116)의 하플랜지(171)인 하현재(154)를 긴장정착공간부강결장치(216)에 의해 강결하여 하현재긴장강결장치(200) 형성으로 강결하고, 상기 상현재강결공간부(302)에서 교대(10), 교각(12)과 상플랜지(172)인 상현재(158)를 상현재강결장치(300)에 의해 강결하여 라멘구조화 하는 단계: 상기 상현재(158) 상면에 바닥판(152)을 시공하는 단계; 교대(10), 교각(12)의 지점부에 부모멘트에 의해 바닥판(152)에 휨균열이 예상되는 경우에는 도 20에 도시된 바와 같이, 지점부2차PS강선(362)을 배치 및 긴장정착을 통해 지점부프리스트레스도입장치(360)를 구성하여 프리스트레스를 도입함으로써 프리스트레스박스제형복합거더(108)를 시공한다.

여기서, 상현재(158), 하현재(154) 및 복부재(156)로 구성되는 박스제형복합거더(116)에 외적프리스트레싱에 의해 프리스트레스를 도입하여 외력의 응력을 상쇄하여 자재 경감 등을 하는 동시에 제작캠버(C)를 형성함으로써, 시공성이 좋아지고, 박스나 제형의 상현재(158) 및 하현재(154)를 강결하여 부정정 구조물을 이루어 모멘트재분배로 부재력 감소와 연성이 높은 구조화에 의해 내진구조에 유리하고, 장경간 교량건설에 적합한 새로운 형식의 프리스트레스박스제형복합거더(108) 이다.

또한, 상기 교대(10), 교각(12)과 강결이음을 위해서 상현재(158)와 하현재(154) 단부에는 베이스플레이트(204)나 이음판(306) 등이 설치되어 하현재긴장강결장치(200) 및 상현재강결장치(300)를 형성한다.

도 9a∼9c는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체 중 스페이스트러스복합거더를 도시한 횡단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 복합거더 구조체 시공방법 중 스페이스트러스복합거더(110) 시공은 강재인 하현재(154)에 경사로 설치된 강재인 복부재(156)를 용접하여 설치하고, 상기 복부재(156) 상면에는 철근콘크리트, 프리캐스트 콘크리트 및 목재 중 어느 하나로 이루어진 상현재(158)를 수직복부재강결장치(370)와 경사복부재강결장치(380)로 강결 연결하여 스페이스트러스복합거더(110)를 시공한다.

즉, 도 9a는 강재인 하현재(154)에 경사로 설치된 강재인 복부재(156)를 용접하여 설치하고, 상기 복부재(156) 상면에는 프리캐스트나 목재합판으로 이루어진 바닥판(152)인 상현재(158)를 수직복부재강결장치(370)와 경사복부재강결장치(380)로 강결 연결하여 스페이스트러스복합거더(110)를 시공한 것이다.

상기 복부재(156)의 높이는 교량 경간장에 의한 부재력 크기에 따라 수평으로 하거나 편심모멘트를 증가시키기 위하여 지점부와 중앙부의 복부재(156)의 높이를 변화하여 곡선으로 시공한다.

또한, 상기 스페이스트러스복합거더(110)의 하현재(154) 단부 구간에 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)와 교축방향으로 강결에 의해 발생되는 부모멘트가 커서 단일 강재 단면으로 응력을 감당하기가 곤란할 경우는 콘크리트를 충전하거나 매입하여 합성단면으로 한다.

도 9b는 강재인 하현재(154)에 경사로 설치된 강재인 복부재(156)를 용접하여 설치하고, 상기 복부재(156) 상면에는 프리캐스트나 목재합판으로 이루어진 빔인 상현재(158)를 수직복부재강결장치(370)와 경사복부재강결장치(380)로 강결 연결하고, 상현재(158) 사이에는 가설중 외력에 의한 비틀림 영향을 최소화하가 위하여 거푸집겸용 프리캐스패널이나 소정 간격의 강재인 수평브레이싱(160)을 설치하고, 상기 수평브레이싱(160) 상면 위에 현장타설 콘크리트나 목재합판인 바닥판(152)을 설치하여 스페이스트러스복합거더(110)를 시공한다.

또한, 상기 스페이스트러스복합거더(110)의 하현재(154) 단부 구간에 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)와 교축방향으로 강결에 의해 발생되는 부모멘트가 커서 단일 강재 단면으로 응력을 감당하기가 곤란할 경우는 콘크리트를 충전하거나 매입하여 합성 단면으로 한다.

도 9c는 구조물의 폭원이 커서, 상기 단일 스페이스트러스복합거더(110)의 폭 원으로 구성하기가 곤란할 경우에는 횡으로 단일 스페이스트러스복합거더(110)를 여러 열로 배치하고, 상기 스페이스트러스복합거더(110) 사이의 연결부에는 바닥판강결장치(150)로 강결하여 일체화하고, 보다 더 일체성을 높이고자 할 경우에는 바닥판(152)에 미리 쉬스(164)를 설치하고, 상기 쉬스(164)에 횡방향PS강선(162)을 배치하여 긴장한 다음, 상기 횡방향PS강선(162)을 바닥판(152) 단부에 강선정착장치(166)로 고정한다.

도 10a, 10b는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체 중 평면트러스복합거더를 도시한 횡단면도이다.

도 10a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 복합거더 구조체 시공방법 중 평면트러스복합거더(112) 시공은 강재인 하현재(154)에 수직에 가까운 경사로 설치된 강재인 복부재(156)를 용접하여 설치하고, 상기 복부재(156) 상면에는 강재이고, 바닥판과 합성을 위한 전단연결재(168)가 부착된 상현재(158)를 수직복부재강결장치(370)와 경사복부재강결장치(380)로 강결 연결하여 평면트러스골조를 이루도록 하고, 상기 상현재(158)와 하현재(154) 사이에는 가설중 외력에 의한 비틀림 영향을 최소화하기 위하여 거푸집겸용 프리캐스트패널이나 소정간격으로 배치된 강재인 수평브레이싱(160)을 설치한 다음, 상기 상현재(158)와 수평브레이싱(160) 상면에 현장타설 콘크리트나 목재인 바닥판(152)을 설치하여 평면트러스복합거더(112)를 시공한다.

또한, 도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 강재인 하현재(154)에 수직으로 설치된 강재인 복부재(156)를 용접하여 설치하고, 상기 복부재(156) 상면에는 프리캐스트로 이루어지고 바닥판과 합성을 위한 전단연결재(168)가 부착된 상현재(158)를 수직복부재강결장치(370)로 강결 연결하여 평면트러스골조를 이루도록 하고, 상기 상현재(158)와 상현재(158) 및 하현재(154)와 하현재(154) 사이에는 가설중 외력에 의한 비틀림 영향을 최소화하기 위하여 거푸집겸용 프리캐스패널이나 소정 간격으로 배치된 강재인 수평브레이싱(160)을 설치한 다음, 상기 상현재(158)와 수평브레이싱(160) 상면에 현장타설 콘크리트인 바닥판(152)을 설치하여 평면트러스복합거더(112)를 시공한다.

그리고 상기 복부재(156)의 높이는 교량 경간장에 의한 부재력 크기에 따라 수평으로 하거나 편심모멘트를 증가시키기 위하여 지점부와 중앙부의 복부재(156) 높이를 변화하여 곡선으로 시공하는 것이다.

또한, 상기 평면트러스복합거더(112)의 하현재(154) 단부 구간에 교축방향으로 강결에 의해 발생되는 부모멘트가 커서 단일 강재 단면으로 응력을 감당하기가 곤란할 경우에는 콘크리트 충전하거나 매입하여 합성 단면으로 한다.

도 11은 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 복합거더 구조체 중 대칭I형복합거더를 도시한 횡단면도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 복합거더 구조체 시공방법 중 대칭I형복합거더(114) 시공은 PSC 프리캐스트 이루어진 빔인 하현재(154)에 수직으로 설치된 강 복부재(156)를 수직복부재강결장치(370)로 강결 연결하여 설치하고, 상기 복부재(156) 상면에는 바닥판(152)과 합성을 위한 전단연결재(168)가 부착된 콘크리트빔인 상현재(158)를 수직복부재강결장치(370)로 강결 연결하여 복합거더를 이루도록 하고, 상기 상현재(158) 상면에 바닥판(152)을 설치하여 대칭I형복합거더(114)를 시공한다.

여기서, 상기 콘크리트빔인 상현재(158)와 하현재(154)의 폭원을 동일하게 하고, 단면 형상을 직사각형을 이루도록 하여 제작시 수평으로 제작하는 등 제작의 편리성을 도모하고, 복부재(156)는 구조용 강관, 압연강관, 파형강판, RC구조중 어느 하나로 구성하고, 하현재(154)에는 중앙부PS강선(170)을 배치하고, 긴장한 PSC단면으로 한다.

그리고 상기 복부재(152)의 높이는 교량 경간장에 의한 부재력 크기에 따라 수평으로 하거나 편심모멘트를 증가시키기 위하여 지점부와 중앙부의 복부재(156) 높이를 변화하여 곡선으로 시공한다.

또한, 상기 하현재(154)와 하현재(154) 사이에는 횡좌굴 방지나 유지관리 통로를 겸용한 수평브레이싱(160)을 설치한다.

도 12a, 12b는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체 중 박스제형복합거더를 도시한 횡단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 복합거더 구조체 시공방법 중 박스제형복합거더(116) 시공은 교대(10)와 교각(12)에서 외적프리스트레싱 하는 위치의 상플랜지(172)와 하플랜지(171)에 부착된 종리브(173)의 길이, 폭 및 두께를 증가시키고, 수평스티프너(174) 등을 추가 부착하여 강성을 크게 하거나, 상플랜지(172)와 하플랜지(171) 및 종리브(173)의 길이와 폭원을 증가시킨 공간부에 강성보강콘크리트(176)를 타설하여 박스제형복합거더(116)를 시공한다.

상기와 같이 종리브(173)는 강성을 증가시켜 프리스트레스힘이 압축력에 저항하고, 압축력 도입이 효과적으로 이루어지도록 한다.

도 13a∼13e는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체에 외적 프리스트레스힘 도입과 강결하는 관계를 도시한 상세 및 공정도 1이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)에 기설된 긴장정착공간부(202)에 스트로크연동장치(214)를 삽입하고, 상기 스트로크연동장치(214)로 압력을 가하여 설계관리치 만큼 스트로크(S)를 발생시키면 복합거더(G)의 하현재(154)에 압축력 즉 프리스트레스힘(P)이 도입되고, 이는 복합거더(G)의 도심축과 편심으로 작용하여 편심모멘트를 발생시킴으로써, 복합거더(G)에 프리스트레스와 캠버(C)를 도입한다.

상기한 바와 같은 역학관계를 상세히 설명하면, 도 13a는 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18) 시공시에 긴장정착공간부(202)와 볼트소켓(206)을 기설치하고, 복합거더(G)의 하현재(154) 단부에 볼트홀(376)을 갖는 베이스플레이트(204)가 부착된 복합거더(G)를 거치한 다음, 상기 볼트소켓(206)과 베이스플레이트(204)의 볼트홀(376) 사이를 볼트(212)로 임시 고정하여 복합거더(G)를 설치한다.

또한, 도 13b와 같이, 상기 긴장정착공간부(202)에 스트로크연동장치(214)를 삽입하고, 상기 스트로크연동장치(214)로 압력을 가하여 설계관리치만큼 스트로크(S)를 발생시키면 복합거더(G)의 하현재(154)에 압축력 즉 프리스트레스힘(P)이 도입되고, 이 프리스트레스힘(P)이 복합거더(G)의 도심축과 편심으로 작용하여 편심모멘트 발생으로 복합거더(G)에 프리스트레스와 캠버(C)를 도입한 다음, 도 13c와 같이, 볼트(212)에 끼워진 1차고정와셔너트(208)와 2차고정와셔너트(210)를 베이스플레이트(204)에 밀착 고정시킴으로써 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)와 강결 연결하며, 도 13d와 같이, 상기 긴장정착공간부(202)에 설치된 스트로크연동장치(214)를 제거하고, 긴장정착공간부(202)에 철근과 고강도콘크리트(322) 등으로 보강하여 긴장정착공간부강결장치(216)를 구성하거나, 도 13e에 도시된 바와 같이, 재긴장용 스트로크연동장치(214) 탈착을 위한 유지관리함(218)을 설치하고, 남는 공간에 철근과 고강도콘크리트(322) 등으로 보강하여 긴장정착공간부강결장치(216)를 구성하거나, 상기 두 경우를 혼용하여 보강함으로써, 하현재긴장강결장치(200)를 완성한다.

도 14a∼14d는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체에 프리스트레스힘 도입과 강결하는 관계를 도시한 상세 및 공정도 2이다.

상기한 바와 같은 역학관계를 상세 설명하면, 도 14a는 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18) 시공시에 긴장정착공간부(202)와 앵커볼트(220)을 기설치하고, 복합거더(G)의 하현재(154) 단부에 볼트홀(376)을 갖는 베이스플레이트(204)가 부착된 복합거더(G)를 거치한 다음, 상기 앵커볼트(220)에 베이스플레이트(204)의 볼트홀(376) 사이를 삽입하여 임시 고정하여 복합거더(G)를 설치한다.

또한, 도 14b와 같이, 상기 긴장정착공간부(202)에 스트로크연동장치(214)를 삽입하고, 상기 스트로크연동장치(214)로 압력을 가하여 설계관리치만큼 스트로크(S)를 발생시키면 복합거더(G)의 하현재(154)에 압축력 즉 프리스트레스힘(P)이 도입되고, 이 프리스트레스힘(P)이 복합거더(G)의 도심축과 편심으로 작용하여 편심모멘트 발생으로 복합거더(G)에 프리스트레스와 캠버(C)를 도입한 다음, 도 14c와 같이, 앵커볼트(220)에 끼워진 1차고정와셔너트(208)와 2차고정와셔너트(210)를 베이스플레이트(204)에 밀착 고정시킴으로써, 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)와 강결 연결하며, 도 14d와 같이, 상기 긴장정착공간부(202)에 설치된 스트로크연동장치(214)를 제거하고, 긴장정착공간부(202)에 철근과 고강도콘크리트(322) 등으로 보강하여 긴장정착공간부강결장치(216)를 구성하거나, 재긴장용 스트로크연동장치(214)의 탈착을 위한 유지관리함(218)을 설치하고, 남는 공간에 철근과 고강도콘크리트(322) 등으로 보강하여 긴장정착공간부강결장치(216)를 구성하거나, 상기 두 경우를 혼용하여 보강함으로써, 하현재긴장강결장치(200)을 완성한다.

도 15a∼15c는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체에 프리스트레스힘 도입과 강결하는 관계를 도시한 상세 및 공정도 3이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 복합거더(G)에 프리스트레스와 캠버(C)를 도입하는 역학관계는 도 13 및 도 14와 동일함을 밝혀둔다.

상기한 역학관계를 상세히 설명하면, 도 15a는 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18) 시공시에 긴장정착공간부(202)와 브라켓(224)과 기둥플랜지(226)에 볼트홀(376)을 미리 형성하고, 복합거더(G)의 하현재(154) 단부에 볼트홀(376)을 갖는 베이스플레이트(204)가 부착된 복합거더(G)를 브라켓(224) 상에 거치한 다음, 상기 볼트홀(376)을 통하여 베이스플레이트(204)의 볼트홀(376) 사이를 삽입하여 임시 고정한다.

또한, 도 15b와 같이, 상기 긴장정착공간부(202)에 스트로크연동장치(214)를 삽입하고, 상기 스트로크연동장치(214)로 압력을 가하여 설계관리치만큼 스트로크(S)를 발생시키면 복합거더의 하현재(154)에 압축력 즉 프리스트레스힘(P)이 도입되고, 이 프리스트레스힘(P)이 복합거더(G)의 도심축과 편심으로 작용하여, 편심모멘트 발생으로 복합거더에 프리스트레스와 캠버(C)를 도입한 다음, 도 15c와 같이, 상기 스토로크(S) 공간에 심플레이트(222)를 삽입하고, 볼트(212)에 끼워진 1차고정와셔너트(208)와 2차고정와셔너트(210)를 베이스플레이트(204)에 밀착고정시킴으로써 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)와 강결 연결하며, 상기 긴장정착공간부(202)에 설치된 스트로크연동장치(214)를 제거하고, 긴장정착공간부(202)에 철근과 고강도콘크리트(322) 등으로 보강하여 긴장정착공간부강결장치(216)를 구성하거나, 도 13e에 도시된 바와 같이, 긴장용 스트로크연동장치(214) 탈착을 위한 유지관리함(218)을 설치하고, 남는 공간에 철근 및 고강도콘크리트(322) 등으로 보강하여 긴장정착공간부강결장치(216)를 구성하거나, 상기 두 경우를 혼용하여 보강함으로써, 하현재긴장강결장치(200)을 완성한다.

도 16a∼16d는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체에 프리스트레스힘 도입과 강결하는 관계를 도시한 상세 및 공정도 4이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 복합거더(G)에 프리스트레스와 캠버(C)를 도입하는 역학관계는 도 13, 도 14, 도 15와 동일함을 밝혀둔다.

상기 역학관계를 상세히 설명하면, 도 16a는 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18) 시공시에 긴장정착공간부(202)와 브라켓(224)과 볼트소켓(206)을 기설치하고, 복합거더의 하현재(154)의 단부에 볼트홀을 갖도록 슬리브(232)가 매설된 단블록(230)이 설치된 복합거더(G)를 브라켓(224) 상에 거치한 다음, 상기 볼트소켓(206)과 단블록(230)의 슬리브(232)을 통하여 볼트(212)를 삽입하여 임시 고정하여 복합거더(G)를 설치한다.

또한, 도 16b와 같이, 상기 긴장정착공간부(202)에 스트로크연동장치(214)를 삽입하고, 상기 스트로크연동장치(214)로 압력을 가하여 설계관리치만큼 스트로크(S)를 발생시키면 복합거더(G)의 하현재(154)에 압축력 즉 프리스트레스힘(P)이 도입되고, 이 프리스트레스힘(P)이 복합거더(G)의 도심축과 편심으로 작용하여 편심모멘트 발생으로 복합거더(G)에 프리스트레스와 캠버(C)를 도입한 다음, 도 16c와 같이, 상기 볼트(212)에 끼워진 1차고정와셔너트(208)와 2차고정와셔너트(210)를 단블록(230)에 밀착고정시킴으로써 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)와 강결 연결하며, 도 16d와 같이, 상기 긴장정착공간부(202)에 설치된 스트로크연동장치(214)를 제거한 다음, 긴장정착공간부(202) 내에 기둥철근(236)과 하부콘크리트빔철근(234)를 상호 루프로 연결하고, 고강도콘크리트(322) 등으로 보강하여, 긴장정착공간부강결장치(216)를 구성하거나, 도 13e에 도시된 바와 같이, 긴장용 스트로크연동장치(214)의 탈착을 위한 유지관리함(218)을 설치하고, 남는 공간에 상기와 같이 철근과 고강도콘크리트(322) 등으로 보강하여 긴장정착공간부강결장치(216)를 구성하거나, 상기 두 경우를 혼용하여 보강함으로써, 하현재긴장강결장치(200)을 완성한다.

도 17a∼17d는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체의 상현재와 기둥이 강결하는 상현재강결장치를 도시한 상세도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 상현재강결장치(300)은 도 17a에서 교대(10) 및 교각(12) 시공시에 상현재강결공간부(302)와 전단연결재(168)가 용접된 상현재연결빔(304)을 기설치하고, 복합거더(G)에 프리스트레스힘(P)과 캠버(C)를 도입한 다음, 상기 상현재연결빔(304)과 복합거더(G)의 상현재(158)를 상호 맞대고, 상기 상현재연결빔(304)과 복합거더(G)의 상현재(158)에 이음판(306)을 서로 중첩시켜 고장력볼트너트(308)나 용접(316)으로 강결하고, 상현재강결공간부(302) 내에 기둥철근(236)과 바닥판철근(238)을 루프로 강결 겹이음하고, 고강도콘크리트(322)로 타설하거나 바닥판과 동일한 재료로 보강하여 형성된다.

그리고 상기 복합거더(G)의 상현재(158)는 강재빔, 콘크리트바닥판, 프리캐스트빔, 목재빔 및 목재바닥판 중 어느 하나로 형성된 경우의 상현재강결장치(300)이다.

또한, 도 17b는 상현재강결장치(300)의 다른 상세도로, 교대(10), 교각(12) 시공시에 상현재강결공간부(302)와 전단연결재(168)가 용접된 상현재연결빔(304)을 기설치하고, 복합거더(G)에 프리스트레스힘(P)과 캠버(C)를 도입한 다음, 복합거더(G)의 상현재(158)의 단부에 용접된 맞댐이음판(310)과 교대(10) 및 교각(12)에 기 매입된 상현재연결빔(304)의 단부에 용접된 맞댐이음판(310)을 상호 맞대어 놓고, 상기 맞댐이음판(310)을 매개로 고장력볼트너트(308)로 체결하거나 용접(316)으로 연결하며, 상현재강결공간부(302) 내에 기둥철근(236)과 바닥판철근(238)을 루프로 강결 겹이음하고, 고강도콘크리트(322)로 타설하거나 바닥판과 동일한 재료로 보강하여 상현재강결장치(300)를 형성한다.

그리고 상기 복합거더(G)의 상현재(158)는 강재빔, 콘크리트바닥판, 프리캐스트빔, 목재빔 및 목재바닥판 중 어느 하나로 형성된 경우의 상현재강결장치(300)이다

도 17c는 상현재강결장치(300)의 또 다른 상세도로, 교대(10), 교각(12) 내에 전단연결재(168)가 용접된 H형강(312)을 기설치하고, 상기 H형강(312)에는 복합거더(G)의 상현재(158) 위치에 상현재연결브라켓(314)을 용접하여 기설치한 상태로 하여 상현재강결공간부(302)를 형성한 다음, 복합거더(G)에 프리스트레스힘(P)과 캠버(C)를 도입한 다음, 상기 상현재연결브라켓(314)과 복합거더(G)의 상현재(158)를 상호 맞대고, 상기 상현재연결브라켓(314)과 복합거더(G)의 상현재(158)에 이음판(306)을 서로 중첩시켜 고장력볼트너트(308)로 체결하거나 용접(316)으로 강결하여 상현재강결장치(300)를 형성한다.

도 17d는 복합거더(G)의 상현재(158)가 프리캐스트빔으로 형성된 경우의 상현재강결장치(300)를 나타내는 상세도로, 교대(10), 교각(12) 시공시에 상현재강결공간부(302)와 기둥상현재연결철근(318)을 기설치하고, 복합거더(G)에 프리스트레스힘(P)와 캠버(C)를 도입한 다음, 상현재강결공간부(302) 내에서 기둥상현재연결철근(318)과 복합거더(G)의 상현재(158)에서 노출된 상현재연결철근(320), 바닥판철근(238), 기둥철근(236)을 루프형태로 연결하여 강결한 다음, 고강도콘크리트(322)를 타설하여 상현재강결장치(300)를 형성한다.

도 18a, 도 18b은 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체의 강관을 연결하는 강관강결장치를 도시한 상세도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 강관(332) 연결부 일측에는 관통홀(338)을 갖는 슬리브스티프너(336)를 단부에 부착된 슬리브강관(334)을 설치하고, 상기 강관(332)과 타측의 강관(332)을 상호 맞댄 후, 상기 슬리브강관(334)을 타측 강관(332)으로 이동시켜 대칭으로 설치한 다음, 상기 슬리브강관(334)을 볼트(212)로 조여 슬리브스티프너(336)에 너트(340)로 체결하여 슬리브강관(334)을 강결한 다음, 관통홀(338)을 통하여 그라우팅(342)을 충전함으로써, 강관(332)을 상호 강결 연결하여 강관연결장치(330)을 형성한다.

도 19는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체의 하현재 강재의 중앙부에 프리스트레스를 도입하는 역학관계를 도시한 상세도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 중앙부강관(352) 단부에 PS강선 정착용 정착격벽(356)을 용접(316)으로 설치하고, 상기 중앙부강관(352) 내부에 설치된 쉬스(164)에 중앙부PS강선(170)을 삽입하고, 상기 정착격벽(356)을 반력벽으로 이용하여 중앙부PS강선(170)을 긴장한 다음, 상기 정착격벽(356)에 강선정착장치(166)를 설치함으로써 프리스레스를 도입하여 강관중앙부프리스트레싱장치(350)를 형성한다.

그리고 상기 중앙부강관(352)에 단부강관(354)을 도 18에 도시된 바와 같은, 강관강결장치(330)를 이용하여 부재를 연장토록 한다.

도 20은 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체의 상현재 지점부에 프리스트레스를 도입하는 역학관계를 도시한 상세도이다.

즉, 도 20에 도시된 바와 같이, 교대(10), 교각(12)에 복합거더(G)의 상현재(158)를 상현재강결장치(300)를 이용하여 강결하면, 상기 상현재(158)의 지점부가 고정단 경계조건 형성에 의해 부모멘트가 발생하며, 상기 부모멘트에 대해 복합거더(G)의 단면 강성으로 부족할 경우에는 지점부2차PS강선(362)을 설치하고, 긴장 정착을 통해 프리스트레스도입으로 외력에 의한 응력을 상세하는 과정을 나타내는 상세도이다.

여기서, 복합거더(G)를 거치하고, 교대(10) 및 교각(12)과 상현재(158)를 상현재강결장치(300)으로 강결한 다음, 바닥판(152)에 미리 쉬스(164)를 설치하고, 바닥판(152) 하면 및 상현재(158)의 측면에 지점부2차PS강선(362) 정착용 정착단블록(364)을 설치하고, 상기 쉬스(164)에 지점부2차PS강선(362)을 삽입한 다음, 상기 정착단블록(364)을 반력벽으로 이용하여 긴장한 다음, 지점부2차PS강선긴장정착장치(366)를 설치함으로써, 복합거더(G) 지점부에 프리스트레스가 도입하는 지점부프리스트레스장치(360)를 형성한다.

도 21a∼21c는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체의 수직 및 수직에 가까운 복부재와 상하현재를 강결하는 수직복부재강결장치를 도시한 상세도이다.

여기서, 도 21a은 복부재(156)인 강재에 전단연결재(168)와 인서트플레이트(372)와 인서트바(374)를 용접하여 설치한 다음, 상기 복부재(156) 상면 및 하면의 일부 구간에 상현재(158)나 하현재(154) 콘크리트를 타설함으로써, 매입되어 수직복부재강결장치(370)를 형성한 것이다.

도 21b은 프리캐스트나 목재로 이루어진 상현재(158) 및 하현재(154)에 미리 볼트소켓(206)을 매입하여 설치하고, 복부재(156) 단부에는 장공의 볼트홀(376)을 갖는 베이스플레이트(204)를 용접한 복부재(156) 상면 및 하면에 상기 상현재(158) 및 하현재(154)를 설치하고, 상기 볼트홀(376)과 볼트소켓(206)에 볼트(212)를 조인 후, 와셔너트(340)로 체결함으로써 수직복부재강결장치(370)를 형성한다.

도 21c은 프리캐스트나 목재로 이루어진 상현재(158) 및 하현재(154)에 미리 앵커볼트(220)를 매입하여 설치하고, 복부재(156) 단부에는 장공의 볼트홀(376)을 갖는 베이스플레이트(204)를 용접한 복부재(156) 상면 및 하면에 상기 상현재(158) 및 하현재(156)의 앵커볼트(220)에 끼운 다음, 와셔너트(340)로 체결함으로써, 수직재복부강결장치(370)를 형성한다.

도 22a, 22b는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체의 경사 복부재와 상하현재를 강결하는 경사복부강결장치를 도시한 상세도이다.

여기서, 도 22a은 강재인 상현재(158) 및 하현재(154)에는 베이스플레이트(204)에 수직방향으로 수직격판(384)을 부착하여 제작된 연결입체박스(382)를 용접(316)하여 부착하고, 상기 연결입체박스(382) 내에 경사 복부재(156)를 삽입하고 용접(316)하여 복합 트러스거더를 형성한 경사복부재강결장치(380)이다.

또한, 도 22b는 콘크리트로 이루어진 상현재(158) 및 하현재(156)에는 관통홀(338)과 전단연결재(168)을 갖는 베이스플레이트(204)에 수직방향으로 수직격판(384)을 부착하여 제작된 연결입체박스(382)를 부착하고, 상기 연결입체박스(382) 내에 경사 복부재(156)를 삽입하고, 용접(316)하여 복합 트러스거더 형성한 경사복부재강결장치(380)이다.

상기 관통홀(338)은 상현재(158) 및 하현재(154)에 콘크리트 타설시 충전이 용이하도록 형성한 것이다.

도 23은 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체의 프리캐스트패널을 이용한 수평브레이싱을 설치하는 관계를 도시한 상세도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 상현재(158)와 하현재(154)의 둔각부나 돌출부을 이용하여 프리캐스트패널(386)을 거치하고, 상기 둔각부나 돌출부 구간의 상현재(158)와 하현재(154)에 부착된 전단연결재(168)의 두부와 프리캐스트패널(386) 내에 설치되어 돌출된 패널철근(388)의 후크를 강하게 끼운 다음, 프리캐스트패널(386)의 강결공간부(390)를 고강도콘크리트(322)를 타설하여 상현재(158)와 상현재(158) 및 하현재(156)와 하현재(156) 사이를 강결 연결하여 형성하는 수평브레이싱(160)으로써, 횡좌굴에 대한 안전성 확보, 현장타설 바닥판 타설 겸용 거푸집 등으로 활용할 수 있다.

도 24는 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스 복합거더 구조체의 철근콘크리트 바닥판간을 연결하는 바닥판연결장치를 도시한 상세도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 상기 복합거더(G)의 바닥판(152)이 연결되는 위치를 블록아웃한 후, 상기 블록아웃 부분에 강결공간부(390)를 형성하고, 상기 강결공간부(390) 양측의 바닥판 상면철근(392)과 하면철근(394)를 서로 겹쳐서 루프를 형성한 다음, 상기 강결공간부(390)에 고강도콘크리트(322)를 타설하여 바닥판강결장치(150)를 형성한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 프리스트레스복합거더 구조체 시공방법은 단순지지 구조계를 양단 고정의 라아멘 구조계화 함으로써, 부재력 대폭 축소에 의해 단면높이 감소와 자재량 감소 등으로 경제성과 녹색환경 조성에 탁월한 작용효과가 있다.

또한, 동일 단면으로 경간장을 대폭 증가에 의한 하부공사비, 지형과의 충돌 및 민원 등을 배제할 수 있다.

그리고 프리스트레스도입에 의해 자중을 포함한 외적 하중으로 인해 생기는 응력을 효과적으로 상쇄할 수 있어, 부재력 축소에 의해 재료 사용의 효율성을 극대화시킬 수 있어 공사비의 지출을 대폭적으로 줄일 수 있다.

또한, 공사 단계에서 외적 프리스트레싱에 의해 제작 캠버(C)를 형성함으로써, 공장제작된 캠버(C) 오류를 현장에서 효과적으로 제어할 수 있어 시공의 정확성을 기하는 작용효과가 있다.

그리고 단면 형상을 곡선 구조물로 시공함으로써, 부재력 크기에 따른 단면강성을 효율적 배치를 통한 경제성과 더불어 프리스트레스힘의 흐름에 부합하는 미관 창출에 뛰어난 측면이 있다.

또한, 상부구조와 하부구조의 강결구조에 의한 고차 부정정으로 구조 여유성이 높은 구조로 내진 저항성 우수한 작용효과가 있다.

10: 교대 12: 교각
14: 받침 16: 신축이음장치
18: 스프링잉기초 20: 강합성거더
22: 강재거더 24: 철근콘크리트 바닥판
26: 전단연결재 27: 강바닥판
28: 종리브 30: 강상판거더
40: 합성트러스거더 42: 강하현재
44: 강복부재 46: 강상현재
48: 강수평브레이싱 50: 프리스트레스합성트러스거더
52: 철근PSC하현재 60: 아치거더
62: 아치리브 64: 힌지
100: 프리스트레스복합거더 102: 프리스트레스곡선복합트러스거더
104: 프리스트레스수평복합트러스거더
106: 프리스트레스복합아치거더 108: 프리스트레스박스제형복합거더
110: 스페이스트러스복합거더 112: 평면트러스복합거더
114: 대칭I형복합거더 116: 박스제형복합거더
118: 아치리브 150: 바닥판강결장치
152: 바닥판 154: 하현재
156: 복부재 158: 상현재
160: 수평브레이싱 162: 횡방향PS강선
164: 쉬스 166: 강선정착장치
168: 전단연결재 170: 중앙부PS강선
171: 하플랜지 172: 상플랜지
173: 종리브 174: 수평스티프너
176: 강성보강콘크리트 178: 가설스트러트
200: 하현재긴장강결장치 202: 긴장정착공간부
204: 베이스플레이트 206: 볼트소켓
208; 1차고정와셔너트 210: 2차고정와셔너트
212: 볼트 214: 스트로크연동장치
216: 긴장정착공간부강결장치 218: 유지관리함
220: 앵커볼트 222: 심플레이트
224: 브라켓 226; 기둥플랜지
230: 단블록 232: 슬리브
234: 하부콘크리트빔철근 236: 기둥철근
238: 바닥판철근 300: 상현재강결장치
302: 상현재강결공간부 304: 상현재연결빔
306: 이음판 308: 고장력볼트너트
310: 맞댐이음판 312: H형강
314: 상현재연결브라켓 316: 용접
318: 기둥상현재연결철근 320: 상현재연결철근
322; 고강도콘크리트 330: 강관연결장치
332: 강관 334: 슬리브강관
336: 슬리브스티프너 338: 관통홀
340: 와셔너트 342: 그라우팅
350: 강관중앙부프리스트레싱장치 352: 중앙부강관
354: 단부강관 356:정착격벽
360: 지점부프리스트레스도입장치 362: 지점부2차PS강선
364: 정착단블록 366: 지점부2차PS강선긴장정착장치
370: 수직복부재강결장치 372: 인서트플레이트
374: 인서트바 376: 볼트홀
380: 경사복부재강결장치 382: 연결입체박스
384: 수직격판 386: 프리캐스트패널
388: 패널철근 390: 강결공간부
392: 바닥판 상면철근 394: 바닥판 하면철근
C: 캠버 D: 처짐
G: 복합거더 P: 프리스트레스힘
S: 스트로크

Claims

하현재(154), 복부재(156) 및 상현재(158)로 이루어지고, 곡선형상을 갖는 스페이스트러스복합거더(110)를 제작하는 단계;
교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)를 시공하는 단계;
상기 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)에 긴장정착공간부(202)와 상현재강결공간부(302)를 형성하는 단계;
상기 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)에 상기 스페이스트러스복합거더(110)를 거치하는 단계;
상기 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)의 긴장정착공간부(202) 내에 스트로크연동장치(214)를 설치하는 단계;
상기 스트로크연동장치(214)에 압력을 가하여 스트로크(S)를 발생시켜 상기 스페이스트러스복합거더(110)의 하현재(154)에 압축력을 가함으로써, 상기 스페이스트러스복합거더(110)에 프리스트레스힘(P)과 편심모멘트를 발생시켜, 상기 스페이스트러스복합거더(110)에 프리스트레스와 캠버(C)를 도입하는 단계; 상기 긴장정착공간부(202)에서 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)와 상기 스페이스트러스복합거더(110)의 하현재(154)를 긴장정착공간부강결장치(216)에 의해 강결하여, 하현재긴장강결장치(200) 형성과, 상기 상현재강결공간부(302)에서 교대(10), 교각(12)과 상현재(158)를 상현재강결장치(300)에 의해 강결하여 부정정 구조물화하는 단계: 상기 상현재(158) 상면에 바닥판(152)을 시공하는 단계; 교대(10), 교각(12) 지점부에 부모멘트에 의해 바닥판(152)에 휨균열이 예상되는 경우에는 지점부2차PS강선(362)을 배치 및 긴장 정착을 통해 지점부프리스트레스도입장치(360)를 구성하여 프리스트레스 도입함으로써, 프리스트레스곡선복합트러스거더(102)를 구축함을 특징으로 하는 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 스페이스트러스복합거더(110) 시공은 강재인 하현재(154)에 경사로 설치된 강재인 복부재(156)를 용접하여 설치하고, 상기 복부재(156) 상면에는 철근콘크리트, 프리캐스트 콘크리트 및 목재로 이루어진 상현재(158)를 수직복부재강결장치(370)와 경사복부재강결장치(380)로 강결 연결하여 스페이스트러스복합거더(110)를 시공함을 특징으로 하는 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 긴장정착공간부(202)에 스트로크연동장치(214)를 삽입하고, 상기 스트로크연동장치(214)로 압력을 가하여 설계관리치 만큼 스트로크(S)를 발생시키면 스페이스트러스복합거더(110)의 하현재(154)에 압축력이 도입되고, 이는 스페이스트러스복합거더(110)의 도심축과 편심으로 작용하여 편심모멘트를 발생시킴으로써, 스페이스트러스복합거더(110)에 프리스트레스와 캠버(C)를 도입함을 특징으로 하는 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18) 시공시에 긴장정착공간부(202)와 볼트소켓(206)을 기설치하고, 스페이스트러스복합거더(110)의 하현재(154) 단부에 볼트홀(376)을 갖는 베이스플레이트(204)가 부착된 스페이스트러스복합거더(110)를 거치한 다음, 상기 볼트소켓(206)과 베이스플레이트(204)의 볼트홀(376) 사이를 볼트(212)로 임시 고정하여 스페이스트러스복합거더(110)를 설치하고, 상기 볼트(212)에 끼워진 1차고정와셔너트(208)와 2차고정와셔너트(210)를 베이스플레이트(204)에 밀착 고정시킴으로써 교대(10), 교각(12), 스프링잉기초(18)와 강결 연결하며, 상기 긴장정착공간부(202)에 설치된 스트로크연동장치(214)를 제거하고, 긴장정착공간부(202)에 철근과 고강도콘크리트(322) 등으로 보강하여 긴장정착공간부강결장치(216)를 구성하거나, 재긴장용 스트로크연동장치(214) 탈착을 위한 유지관리함(218)을 설치하고, 남는 공간에 철근과 고강도콘크리트(322) 등으로 보강하여 긴장정착공간부강결장치(216)를 구성하거나, 상기 두 경우를 혼용하여 보강함으로써, 하현재긴장강결장치(200)을 완성함을 특징으로 하는 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 상현재강결장치(300)은 교대(10) 및 교각(12) 시공시에 상현재강결공간부(302)와 전단연결재(168)가 용접된 상현재연결빔(304)을 기설치하고, 스페이스트러스복합거더(110)에 프리스트레스힘(P)과 캠버(C)를 도입한 다음, 상기 상현재연결빔(304)과 스페이스트러스복합거더(110)의 상현재(158)를 상호 맞대고, 상기 상현재연결빔(304)과 복합거더(G)의 상현재(158)에 이음판(306)을 서로 중첩시켜 고장력볼트너트(308)나 용접(316)으로 강결하고, 상현재강결공간부(302) 내에 기둥철근(236)과 바닥판철근(238)을 루프로 강결 겹이음하고, 고강도콘크리트(322)로 타설하거나 바닥판과 동일한 재료로 보강하여 형성되고,교대(10), 교각(12) 시공시에 상현재강결공간부(302)와 전단연결재(168)가 용접된 상현재연결빔(304)을 기설치하고, 스페이스트러스복합거더(110)에 프리스트레스힘(P)과 캠버(C)를 도입한 다음, 스페이스트러스복합거더(110)의 상현재(158)의 단부에 용접된 맞댐이음판(310)과 교대(10) 및 교각(12)에 기 매입된 상현재연결빔(304)의 단부에 용접된 맞댐이음판(310)을 상호 맞대어 놓고, 상기 맞댐이음판(310)을 매개로 고장력볼트너트(308)로 체결하거나 용접(316)으로 연결하며, 상현재강결공간부(302) 내에 기둥철근(236)과 바닥판철근(238)을 루프로 강결 겹이음하고, 고강도콘크리트(322)로 타설하거나 바닥판과 동일한 재료로 보강하여 상현재강결장치(300)를 형성하며, 교대(10), 교각(12) 내에 전단연결재(168)가 용접된 H형강(312)을 기설치하고, 상기 H형강(312)에는 스페이스트러스복합거더(110)의 상현재(158) 위치에 상현재연결브라켓(314)을 용접하여 기설치한 상태로 하여 상현재강결공간부(302)를 형성한 다음, 스페이스트러스복합거더(110)에 프리스트레스힘(P)과 캠버(C)를 도입한 다음, 상기 상현재연결브라켓(314)과 스페이스트러스복합거더(110)의 상현재(158)를 상호 맞대고, 상기 상현재연결브라켓(314)과 스페이스트러스복합거더(110)의 상현재(158)에 이음판(306)을 서로 중첩시켜 고장력볼트너트(308)로 체결하거나 용접(316)으로 강결하여 상현재강결장치(300)를 형성함을 특징으로 하는 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 스페이스트러스복합거더(110)의 부재를 강관으로 사용하는 경우, 상기 강관(332) 연결부 일측에는 관통홀(338)을 갖는 슬리브스티프너(336)를 단부에 부착된 슬리브강관(334)을 설치하고, 상기 강관(332)과 타측의 강관(332)을 상호 맞댄 후, 상기 슬리브강관(334)을 타측 강관(332)으로 이동시켜 대칭으로 설치한 다음, 상기 슬리브강관(334)을 볼트(212)로 조여 슬리브스티프너(336)에 너트(340)로 체결하여 슬리브강관(334)을 강결한 다음, 관통홀(338)을 통하여 그라우팅(342)을 충전하여, 강관(332)을 상호 강결 연결하여 강관연결장치(330)를 형성함을 특징으로 하는 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 하현재(154)의 중앙부강관(352) 단부에 PS강선 정착용 정착격벽(356)을 용접으로 설치하고, 상기 중앙부강관(352) 내부에 설치된 쉬스(164)에 중앙부PS강선(170)을 삽입하고, 상기 정착격벽(356)을 반력벽으로 이용하여 중앙부PS강선(170)을 긴장한 다음, 상기 정착격벽(356)에 강선정착장치(166)를 설치하여 프리스트레스를 도입함을 특징으로 하는 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 스페이스트러스복합거더(110)의 상현재(158)와 교대(10), 교각(12)을 강결하는 지점부에 지점부2차PS강선(366)을 배치하고, 긴장 정착한 지점부프리스트레스도입장치(360)로 프리스트레스를 도입함을 특징으로 하는 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 복부재(156)인 강재에 전단연결재(168)와 인서트플레이트(372)와 인서트바(374)를 용접하여 설치한 다음, 상기 복부재(156) 상면 및 하면의 일부 구간에 상현재(158)나 하현재(154) 콘크리트를 타설함으로써, 매입되어 수직복부재강결장치(370)를 형성하며, 프리캐스트나 목재로 이루어진 상현재(158) 및 하현재(154)에 미리 볼트소켓(206)을 매입하여 설치하고, 복부재(156) 단부에는 장공의 볼트홀(376)을 갖는 베이스플레이트(204)를 용접한 복부재(156) 상면 및 하면에 상기 상현재(158) 및 하현재(154)를 설치하고, 상기 볼트홀(376)과 볼트소켓(206)에 볼트(212)를 조인 후, 와셔너트(340)로 체결함으로써 수직복부재강결장치(370)를 형성하며, 프리캐스트나 목재로 이루어진 상현재(158) 및 하현재(154)에 미리 앵커볼트(220)를 매입하여 설치하고, 복부재(156) 단부에는 장공의 볼트홀(376)을 갖는 베이스플레이트(204)를 용접한 복부재(156) 상면 및 하면에 상기 상현재(158) 및 하현재(156)의 앵커볼트(220)에 끼운 다음, 와셔너트(340)로 체결함으로써, 수직재복부강결장치(370)를 형성함을 특징으로 하는 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 상현재(158) 및 하현재(154)에는 베이스플레이트(204)에 수직방향으로 수직격판(384)을 부착하여 제작된 연결입체박스(382)를 용접하여 부착하고, 상기 연결입체박스(382) 내에 경사 복부재(156)를 삽입하고 용접하여 복합 트러스거더를 형성한 경사복부재강결장치(380)로 구성됨을 특징으로 하는 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 상현재(158)와 하현재(154)의 둔각부나 돌출부을 이용하여 프리캐스트패널(386)을 거치하고, 상기 둔각부나 돌출부 구간의 상현재(158)와 하현재(154)에 부착된 전단연결재(168)의 두부와 프리캐스트패널(386) 내에 설치되어 돌출된 패널철근(388)의 후크를 강하게 끼운 다음, 프리캐스트패널(386)의 강결공간부(390)를 고강도콘크리트(322)를 타설하여 상현재(158)와 상현재(158) 및 하현재(156)와 하현재(156) 사이를 강결 연결하여 형성하는 수평브레이싱(160)을 형성함을 특징으로 하는 외적 프리스트레싱 긴장정착 메커니즘을 이용한 스페이스트러스복합거더 시공방법.