KR20150070775A - 프리텐션 구조물 - Google Patents

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KR20150070775A
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김진국
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주식회사 포스코
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 강연선과 콘크리트 사이의 부착력이 증가되도록 개선하여 콘크리트의 인장력을 보완할 수 있도록 한 프리텐션 구조물을 제공하는 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리텐션 구조물은 일방향으로 연장되는 콘크리트 부재; 및 상기 콘크리트 부재의 내부에 상기 콘크리트 부재의 길이방향을 따라 수용되어 프리텐션을 발생하고, 일측에 상기 콘크리트 부재와의 결합력을 향상시키기 위한 코팅부가 제공된 적어도 하나의 긴장부재;를 포함한다.

Description

프리텐션 구조물 {PRETENSION STRUCTURE}
본 발명은 프리텐션 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트에 인장강도를 증가시키며 긴장력을 부여하는 긴장부재가 구비된 프리텐션 구조물에 관한 것이다.
일반적으로 프리텐션 구조물은, 인장에 취약한 콘크리트의 특성을 보완하기 위해 사전 압축력이 도입된 긴장부재를 사용하여 긴장력을 부여함으로써 고강도 강연선을 이용하여 콘크리트 거더에 사전 압축력을 도입함으로써 인장력에 저항할 수 있도록 한 구조물이다.
이러한 구조물은 교량에 설치될 때, 교량의 길이가 증가할수록 강성과 강도확보를 위해 콘크리트 단면은 높이와 폭이 커지게 되는데, 이 커진 단면에 프리스트레스를 도입하기 위해 긴장부재로서, 수십개의 강연선이 설치되어야 한다.
도 1을 참고하면, 프리텐션 구조물(10)은 앵커부재(30)를 이용하여 강연선(20)에 미리 인장력을 도입한 후 강연선(20)을 포함하여 콘크리트(12)를 타설한 후 콘크리트(12)가 다 굳은 후 강연선(20)에 긴장력을 해체하여 도입되었던 힘을 콘크리트(12)에 도입되도록 한 구조물이다.
이러한 프리텐션 구조물(10)은 콘크리트(12)에 힘을 전달하는 과정에서 강연선(20)과 콘크리트(12)의 부착력이 충분하지 않아 강연선(20)의 슬립(slip)이 발생하고, 이로 인해 슬립이 발생하는 구역에서 콘크리트 구조물(10)의 휨성능과 전단성능에 있어서 저하가 발생한다.
한편, 최근에는 강연선(20)의 강도가 1,860MPa에서 2,400MPa로 고강도화되면서 프리센션 구조물(10)에서 강연선(20)의 정착길이가 더 길어지게 되는 특징이 있다.
그러나, 종래에는 강연선(20)의 고강도화에 따라 강연선(20)에 더 큰 하중이 걸리고 있으며, 이에 따라 콘크리트와 강연선(20) 사이의 결합력이 약해지게 되어 강연선(20)과 콘크리트 사이에 슬립이 발생하는 현상이 발생한다.
본 발명의 일 실시예는 강연선과 콘크리트 사이의 부착력이 증가되도록 개선하여 콘크리트의 인장력을 보완할 수 있도록 한 프리텐션 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리텐션 구조물은 일방향으로 연장되는 콘크리트 부재; 및 상기 콘크리트 부재의 내부에 상기 콘크리트 부재의 길이방향을 따라 수용되어 프리텐션을 발생하고, 일측에 상기 콘크리트 부재와의 결합력을 향상시키기 위한 코팅부가 제공된 적어도 하나의 긴장부재;를 포함한다.
여기서, 상기 코팅부는 상기 콘크리트 부재의 양단부에서 내측으로 소정 길이로 제공될 수 있다.
또한, 상기 코팅부는 규사가 일정 밀도로 함유된 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 코팅부는 에폭시 수지와, 상기 에폭시 수지의 주변에 포설되는 규사를 포함할 수 있다.
또한, 상기 규사는 상기 에폭시 수지의 표면에 대해 0.5 내지 1.5kg/m2로 분포할 수 있다.
또한, 상기 긴장부재는 다수의 선재가 꼬여서 형성될 수 있다.
이때, 상기 코팅부가 제공되는 길이는 상기 선재 직경의 50 내지 100배일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 콘크리트 부재와 긴장부재 사이의 결합력이 증가시킬 수 있고, 이에 따라 콘크리트 부재에 긴장부재의 인장강도 및 긴장력을 증가시킬 수 있어 전체적인 전단성능을 향상시킬 수 있고, 휨변형에 대한 대응력을 증가시킬 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 프리텐션 구조물의 제조공정을 순차적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리텐션 구조물을 제조중인 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리텐션 구조물의 긴장부재를 도시한 사시도.
도 4의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리텐션 구조물의 긴장부재의 일부를 확대한 정면도 및 측면도.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리텐션 구조물을 제조중인 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리텐션 구조물의 긴장부재를 도시한 사시도이다. 도 4의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리텐션 구조물의 긴장부재의 일부를 확대한 정면도 및 측면도이다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 실시예의 프리텐션 구조물(110)은 일방향으로 연장되는 콘크리트 부재(112)를 포함할 수 있다. 이 콘크리트 부재(112)는 교량 등에 사용되는 콘크리트 거더로 활용될 수 있다.
이러한 콘크리트 부재(112)는 인장강도의 보강을 위해 내부에 콘크리트 부재(112)의 길이방향을 따라 적어도 하나의 긴장부재(120)가 수용될 수 있다. 긴장부재(120)는 콘크리트 부재(112)에 긴장력을 발생하도록 제공되며, 콘크리트 부재(112)의 인장력을 보완할 수 있다.
일례로, 긴장부재(120)는 선재(122), 즉 강연선으로 제공될 수 있으며, 바람직하게 다수의 선재(122)가 꼬여서 형성될 수 있다. 또한, 긴장부재(120)는 하나의 선재(122)의 주위로 다수의 선재(122)가 꼬여서 형성되는 것도 가능하다.
본 실시예에서 긴장부재(120)로는 하나의 선재(122) 주위로 6개의 선재(122)가 꼬여서 형성되는 7연선이 사용될 수 있으며, 3개의 선재(122)가 꼬여서 형성되는 3연선 등이 사용되는 것도 가능하다.
선재(122)는 강(鋼) 재질로 제조될 수 있으며, 약 1,860MPa 내지 2,400MPa의 고강도 강으로 제조될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 긴장부재(120)는 콘크리트 부재(112)와의 결합력을 향상시킬 수 있도록 일측에 코팅부(125)가 제공될 수 있다.
코팅부(125)는 콘크리트 부재(112)와의 결합력을 향상시킬 수 있는 구성으로, 콘크리트 부재(112)의 양단부에서 내측으로 소정 길이로 제공될 수 있다.
본 실시예에서 코팅부(125)는 긴장부재(120)의 외주면에 코팅될 수 있으며, 이를 위해 긴장부재(120)와 결합력이 높은 수지, 일례로 에폭시(epoxy) 수지가 사용될 수 있으며, 에폭시 수지 외에도 긴장부재(120)와 결합력이 높은 다양한 수지가 사용될 수 있다.
또한, 에폭시 수지에는 콘크리트 부재(112)와의 결합력을 증가시킬 수 있도록 규사가 포설될 수 있다. 본 실시예에서 규사는 에폭시 수지의 표면에 0.5 내지 1.5kg/m2로 분포하도록 포설될 수 있으며, 바람직하게는 1.0kg/m2로 분포되도록 포설될 수 있다.
본 실시예에서 코팅부(125)가 제공되는 길이(D)는 선재(122) 직경(d)의 50 내지 100배일 수 있다.
즉, 본 실시예에서 코팅부(125)는 콘크리트 부재(112)에 결합된 상태에서 실질적으로 긴장부재(120)를 고정 유지하는 위치로, 예컨대 콘크리트 부재(112)의 양단부에서 선재 직경(d)의 50 내지 100배 길이로 제공될 때 콘크리트 부재(112)에 긴장력을 부여한 상태에서 적정할 결합력을 유지할 수 있다.
전술된 바와 같이 구성되는 프리텐션 구조물(110)의 제조공정을 살펴보면 다음과 같다.
본 실시예의 프리텐션 구조물(110)은 긴장부재(120)를 준비하는 단계와, 콘크리트를 준비하는 단계를 포함할 수 있다.
먼저, 긴장부재(120)를 준비하는 단계는 제조하고자하는 프리텐션 구조물(110)의 길이보다 소정 거리 더 큰 길이로 긴장부재(120)를 절단한다.
그리고, 긴장부재(120)에서 프리텐션 구조물(110)의 양단부가 위치될 위치에 코팅부(125)를 형성한다.
코팅부(125)는 규사를 포함하는 에폭시 수지 또는 긴장부재(120)에 에폭시 수지를 코팅한 상태에서 규사를 0.5 내지 1.5kg/m2의 밀도, 바람직하게는 1.0kg/m2의 밀도로 포설하여 형성할 수 있다.
그리고, 긴장부재(120)의 설치 및 코팅재의 건조가 완료되면, 긴장부재(120)의 양단을 잡아당겨 일정한 긴장력이 유지되게 한다.
다음으로, 긴장부재(120)의 주변부에 콘크리트 부재(112)를 제조하고자 하는 형태로 만들기 위해 거푸집을 설치하고, 콘크리트를 타설하여 양생시킨다.
마지막으로 콘크리트 부재(112)의 양생이 완료되면, 긴장부재(120)의 나머지 부분을 절단한다.
본 발명의 명세서, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
110: 프리텐션 구조물 120: 긴장부재
122: 선재 125: 코팅부
130: 앵커부재

Claims (7)

  1. 일방향으로 연장되는 콘크리트 부재; 및
    상기 콘크리트 부재의 내부에 상기 콘크리트 부재의 길이방향을 따라 수용되어 프리텐션을 발생하고, 일측에 상기 콘크리트 부재와의 결합력을 향상시키기 위한 코팅부가 제공된 적어도 하나의 긴장부재;
    를 포함하는 프리텐션 구조물
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 코팅부는
    상기 콘크리트 부재의 양단부에서 내측으로 소정 길이로 제공되는 프리텐션 구조물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 코팅부는 규사가 일정 밀도로 함유된 에폭시 수지를 포함하는 프리텐션 구조물.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 코팅부는 에폭시 수지와, 상기 에폭시 수지의 주변에 포설되는 규사를 포함하는 프리텐션 구조물.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 규사는 상기 에폭시 수지의 표면에 대해 0.5 내지 1.5kg/m2로 분포하는 프리텐션 구조물.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 긴장부재는 다수의 선재가 꼬여서 형성되는 프리텐션 구조물.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 코팅부가 제공되는 길이는 상기 선재 직경의 50 내지 100배인 프리텐션 구조물.
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