KR20160014309A - 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 돌출 긴장재를 이용한 긴장력 도입 연속화 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현장 타설 콘크리트에 의해 콘크리트 부재 사이에 연결부를 형성함으로써 이웃하게 배치된 콘크리트 부재를 연속화시킴에 있어서, 콘크리트 부재의 프리텐션을 위하여 콘크리트 부재 내에 배치된 긴장재(프리텐션용 긴장재)를 콘크리트 부재의 측면으로 돌출시키고, 긴장재의 돌출된 부분(돌출 긴장재)을 서로 연결한 후 긴장시켜, 현장 타설 콘크리트로 제작된 연결부에 긴장에 의한 압축응력을 도입함으로써, 연결부와 콘크리트 부재 사이의 경계면에서의 분리 현상을 방지하고 연결부 자체의 균열 발생을 억제하여, 콘크리트 부재가 견고하게 일체로 연속화될 수 있게 하는 "프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 돌출 긴장재를 이용한 긴장력 도입 연속화 시공방법"에 관한 것이다.

Description

프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 돌출 긴장재를 이용한 긴장력 도입 연속화 시공방법{Connecting Method of Pretension Precast Concrete Structure}

본 발명은 프리텐션(pretension) 방식으로 긴장력이 도입되도록 사전 제작된 프리캐스트 콘크리트 부재를 연속화시키는 방법에 대한 것으로서, 구체적으로는 현장 타설 콘크리트에 의해 콘크리트 부재 사이에 연결부를 형성함으로써 이웃하게 배치된 콘크리트 부재를 연속화시킴에 있어서, 콘크리트 부재의 프리텐션을 위하여 콘크리트 부재 내에 배치된 긴장재(프리텐션용 긴장재)를 콘크리트 부재의 측면으로 돌출시키고, 긴장재의 돌출된 부분(돌출 긴장재)을 서로 연결한 후 긴장시켜, 현장 타설 콘크리트로 제작된 연결부에 긴장에 의한 압축응력을 도입함으로써, 연결부와 콘크리트 부재 사이의 경계면에서의 분리 현상을 방지하고 연결부 자체의 균열 발생을 억제하여, 콘크리트 부재가 견고하게 일체로 연속화될 수 있게 하는 "프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 돌출 긴장재를 이용한 긴장력 도입 연속화 시공방법"에 관한 것이다.

프리텐션(pretension) 방식에 의해 긴장력이 미리 도입되어 있도록 프리캐스트(precast) 방식으로 사전 제작된 "프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재"가 여러 가지 용도로 이용된다(이와 같은 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재를 본 명세서에서는 편의상 "프리텐션 부재"라고 약칭한다). 예를 들면, 교량의 상부구조물을 이루는 바닥판의 시공에도 이용되는데, 특히 복수개의 프리텐션 부재를 이웃하게 배치하여 서로 일체로 연결함으로써 연속화하여 사용하는 경우가 많다.

프리텐션 부재를 일체로 연속화함에 있어서, 프리텐션 부재를 서로 간격을 가지도록 위치시키고, 해당 간격에 콘크리트를 현장에서 타설하는 방식이 이용될 수 있다. 도 15에는 종래 기술의 일예로서, 2개의 프리텐션 부재(1)가 현장 타설 콘크리트에 의해 연속화되는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 16에는 도 15에 도시된 상태에 대한 횡방향으로의 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 본 발명은, 프리텐션 부재 내에 내장되어 있는 프리텐션용 긴장재가 연장되는 방향으로 프리텐션 부재가 이웃하게 배치되어 연속화 시공되는 방법에 대한 것인 바, 편의상 도 15에서 화살표 X-X로 표시된 방향 즉, 프리텐션 부재가 이웃하게 배치되어 연속화되는 방향을 "종방향"이라고 기재하고, 평면에서 이에 수직한 방향 즉, 도 15에서 화살표 Y-Y로 표시된 방향을 "횡방향"이라고 기재한다.

종래에는 교량 등의 시공을 위해서 2개의 프리텐션 부재(1)를 연속화시킬 경우, 프리텐션 부재(1) 각각을 빔부재(5) 위에 걸쳐져서 간격을 가지도록 이웃하게 배치하고, 빔부재(5)의 상면에서 프리텐션 부재(1) 사이의 간격에 현장 타설 콘크리트를 채우는 방식을 이용하였다. 그런데 이러한 종래 기술에서는 현장 타설 콘크리트에 의해 만들어진 연결부(4)와 프리텐션 부재(1) 사이의 경계면에서 분리가 발생하는 문제점이 있다. 특히, 도면에 도시된 것처럼, 연결부(4)가 빔부재(30) 위에 존재하는 경우, 빔부재(5)의 위치에서는 휨응력에 의해 부(-)모멘트가 발생하게 되고, 이러한 부모멘트로 인하여 연결부(4)와 프리텐션 부재(1) 사이의 경계면 분리 내지 균열이 크게 촉진되는 현상이 발생하게 된다.

대한민국 등록특허 제10-1175940호에는 프리캐스트 바닥판을 연결철근 접합에 의해 연결하는 기술이 본 발명자에 의해 개발되었고, 이는 매우 유용한 기술로서 평가되고 있는데, 상기한 대한민국 등록특허 제10-1175940호 기술의 경우, 연결철근이 휨모멘트의 제로 점에 위치하여야 하므로, 위에서 예시한 것처럼 연결부(4)와 프리텐션 부재(1) 사이의 경계면이 휨모멘트 제로 점에 위치하지 아니하는 경우에는 적용이 용이하지 않다.

프리텐션 부재(1) 사이의 간격에 현장 타설 콘크리트에 의한 연결부(4)를 형성하여 연속화시킴에 있어서, 연결부(4)에 대한 보강을 위하여, 프리텐션 부재(1)가 이웃하여 배치되는 방향으로 프리텐션 부재(1) 전부를 관통하는 추가적인 긴장재(40)를 배치하여 연결부(4)에 긴장력을 도입하는 방안을 고려해볼 수 있다. 도 17에는 복수개의 프리텐션 부재(1)를 현장 타설 콘크리트의 연결부(4)로 연결하고 종방향으로 포스트텐션(post-tension)용 긴장재(40)를 관통시켜서 종방향으로 압축긴장력을 도입한 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 18에는 도 17에 도시된 상태에 대한 횡방향으로의 개략적인 측면도가 도시되어 있다.

그런데 이와 같은 방안에서는, 프리텐션 부재(1) 내에 원래 배치되어 있던 프리텐션용 긴장재(2)와 별도로, 추가적인 포스트텐션용 긴장재(40)가 종방향으로 프리텐션 부재(1) 전체를 관통해야 하므로, 여러 가지 문제점과 치명적인 약점이 존재하게 된다.

우선 전체 프리텐션 부재(1)를 관통시켜 포스트텐션용 긴장재(40)를 배치하여야 하는 매우 번거롭고 어려운 작업을 수행하여야 하므로, 그에 따른 비용 및 작업 기간의 증가를 피할 수 없다는 단점이 있다. 즉, 도 16 내지 도 18에 도시된 종래 기술의 경우, 여러 개의 프리텐션 부재(1)를 모두 관통하도록 포스트텐션용 긴장재(40)를 배치하여야 하고, 이를 위해서는 프리텐션 부재(1) 내에 미리 포스트텐션용 긴장재(40)가 관통될 쉬스부재 등을 매립해두어야 하는데, 프리텐션 부재(1)를 일렬로 연속 배치하였을 때, 쉬스부재의 위치가 서로 상이하여 일직선을 이루지 않는 경우가 종종 발생하게 되고, 포스트텐션용 긴장재(40)를 복수개의 프리텐션 부재(1) 전체에 관통시키는 작업이 매우 어렵게 되는 것이다.

또한 포스트텐션용 긴장재(40)가 복수개의 프리텐션 부재(1) 전체를 관통하게 되므로, 포스트텐션용 긴장재(40)의 길이가 그만큼 길어지게 되어 재료비가 증가됨은 물론이고, 포스트텐션용 긴장재(40)를 긴장해야 할 길이가 늘어나게 되므로 포스트텐션을 위한 긴장장치의 규모도 그만큼 커지게 되어 많은 비용이 소요되고 긴장장치의 설치에도 많은 애로사항이 뒤따르게 되는 문제점이 있다.

무엇보다도 포스트텐션용 긴장재(40)가 복수개의 프리텐션 부재(1) 전체를 관통하게 되므로, 일부 프리텐션 부재(1)의 교체가 사실상 불가능하다는 한계가 있다. 포스트텐션용 긴장재(40)가 관통하고 있는 복수개의 프리텐션 부재(1) 중 일부 프리텐션 부재(1)에 대해, 손상 등의 여러 이유로 해당 프리텐션 부재(1)를 교체할 필요가 생길 수 있다. 그런데 전체를 관통하게 되므로 도 16 내지 도 18에 도시된 종래 기술의 경우, 여러 개의 프리텐션 부재(1)를 모두 관통하도록 포스트텐션용 긴장재(40)가 배치되어 있으므로, 그 중 일부 프리텐션 부재(1)를 제거하려면 포스트텐션용 긴장재(40)를 제거하여야만 하는데, 포스트텐션용 긴장재(40) 전부를 제거하고 다시 관통 배치하여 긴장하는데는 엄청난 비용과 시간이 소요될 뿐만 아니라, 포스트텐션용 긴장재(40)를 제거하게 되면, 프리텐션 부재(1)가 연속화되어 형성된 전체 구조물의 구조계가 변화될 수 있어서, 실질적으로는 포스트텐션용 긴장재(40)를 제거하지 못하게 되고, 그에 따라 손상된 프리텐션 부재(1)의 교체 역시 사실상 불가능하게 되는 상황이 벌어질 수 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0775580호(2007. 11. 15. 공고).

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점과 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 프리텐션 부재 사이의 간격에 현장 타설 콘크리트에 의한 연결부를 형성하여 연속화시킴에 있어서, 연결부에 포스트텐션에 의한 긴장력을 부여하여 연결부 자체의 강도를 높이고, 연결부와 프리텐션 부재 사이의 경계면에서 분리가 발생하는 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 연결부에 포스트텐션에 의한 긴장력을 부여함에 있어서, 프리텐션 부재를 제작할 때부터 프리텐션을 위하여 배치되어 있던 프리텐션용 기존 긴장재를 활용함으로써, 복수개의 전체 프리텐션 부재에 추가적으로 긴장재를 관통시키는 작업 및 긴 길이의 긴장재를 긴장해야 하는 작업을 수행할 필요가 없도록 하여, 그에 따른 작업 간소화 및 비용 절감 효과를 얻을 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 프리텐션 부재가 연속화되어 만들어진 구조물에서 유지 관리 등의 필요 사안이 발생하게 되었을 때, 유지 관리 대상이 되는 프리텐션 부재만을 쉽게 분리할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 프리텐션 프리캐스트 콘크리트로 부재를 제작하되, 프리텐션용 긴장재의 단부가 종방향 측면으로 돌출되어 돌출 긴장재로서 존재하도록 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재를 제작하는 단계; 돌출 긴장재가 서로 마주하도록 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재를 종방향으로 간격을 둔 채로 이웃하게 배치하는 단계; 이웃한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재 사이의 간격에 위치하는 양측 돌출 긴장재를 일체로 연결하여 연속화시키는 단계; 신축가능한 잭장치를 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재 사이에 종방향으로 설치하는 단계; 잭장치를 신장시킴으로써, 연속되어 있던 돌출 긴장재를 당겨서 돌출 긴장재에 긴장력을 도입하는 단계; 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재 사이의 간격에 콘크리트를 타설하여 프리텐션 부재 사이를 연결하는 연결부를 형성하는 단계; 및 잭장치의 신장 상태를 해제하여 돌출 긴장재의 수축에 의해 연결부에 압축 긴장력을 도입하는 단계를 포함함으로써, 이웃한 프리캐스트 콘크리트 부재를 일체로 연속화시키는 것을 특징으로 하는 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 연속화 시공방법이 제공된다.

이와 같은 본 발명에 있어서, 양측 돌출 긴장재를 일체로 연결하여 연속화시킴에 있어서 연결장치를 이용하되, 연결장치는 연결판을 포함하고 있고, 연결판을 통과해온 양측 각각의 돌출 긴장재 단부에 체결부재를 결합함으로써 양측 돌출 긴장재를 각각 연결판에 일체로 결합하여 서로 연속화시키는 구성을 가질 수도 있다.

이와 달리, 본 발명에서는 양측 돌출 긴장재를 일체로 연결하여 연속화시킴에 있어서 텐던 커플러장치를 연결장치로 사용할 수도 있다.

더 나아가, 본 발명에서는, 양측 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재에는 각각 돌출된 형태의 반력부재를 구비하고, 잭장치의 양단을 각각 반력부재에 결합하여 지지되도록 설치할 수도 있으며, 이와 달리, 잭장치를 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재 사이의 간격 내에 배치하고, 연결부를 형성할 때에는, 타설되는 콘크리트가 잭장치에 부착되지 않도록 하며, 연결부가 형성되고 돌출 긴장재의 수축에 의해 연결부에 압축 긴장력을 도입한 후에는, 잭장치가 제거된 빈 공간에 채움재를 채우도록 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 프리텐션 부재의 제작시부터 매립 배근되어 있던 프리텐션용 긴장재의 단부에 해당하는 돌출 긴장재를 서로 일체로 연결하고 여기에 추가 긴장력을 발생시킴으로써, 연결부의 콘크리트에 포스트텐션 방식으로 추가 긴장력이 도입된다.

따라서 본 발명에 의하면, 프리텐션 부재 사이에 형성되는 연결부에는 긴장력에 의한 압축응력이 가해지게 되고, 그에 따라 연결부 자체의 강성이 향상될 뿐만 아니라, 연결부와 프리텐션 부재 간의 결합이 더욱 견고해지게 되어, 종래 기술의 문제점이던 연결부와 프리텐션 부재 사이의 경계면에서의 분리 현상의 발생을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명에서는, 프리텐션 부재를 제작할 때부터 프리텐션을 위하여 배치되어 있던 프리텐션용 기존 긴장재를 연결부에서의 긴장력 도입에 활용하고 있으므로, 종래 기술에서와 같이 복수개의 전체 프리텐션 부재에 추가적으로 긴장재를 관통시킬 필요가 없으며, 따라서 전체 프리텐션 부재에 긴장재를 관통시키는 작업 및 긴 길이의 긴장재를 긴장해야 하는 작업 등이 전혀 필요하지 않게 되어, 그에 따른 작업 간소화 및 비용 절감 효과를 얻을 수 있게 된다. 특히, 본 발명에서는 종래 기술과 달리 전체 프리텐션 부재를 관통하게 되는 추가적인 긴장재의 배치가 없으므로, 추가적인 긴장재 사용으로 인한 자재비도 종래 기술에 비하여 크게 절감할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

더 나아가, 본 발명에서는, 교체 등의 유지 관리 작업이 필요한 프리텐션 부재의 종방향 양측에서 연결부를 제거하고 돌출 긴장재의 결합만을 해제함으로써, 해당 프리텐션 부재만을 쉽게 분리할 수 있게 되며, 따라서 프리텐션 부재를 분리하려면 전체 구조물을 관통하고 있던 긴장재 전체를 제거하여야만 했던 종래 기술에 비하여, 프리텐션 부재와 전체 구조물의 유지 관리가 매우 수월하게 이루어지게 되고, 비용 및 시간 또한 크게 줄일 수 있게 되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 연속화 시공방법에 의해 복수개의 프리텐션 부재가 연속되어 일체화됨으로써 하나의 구조물을 형성한 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 연속화 시공방법에서 2개의 프리텐션 부재를 종방향으로 이웃하게 배치하고 프리텐션용 긴장재를 일체로 연결한 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 상태에 대한 횡방향으로의 개략적인 측면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 상태에 대한 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 2의 원 A부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 6은 도 5의 구성을 가지도록 프리텐션 긴장재를 일체로 연결하는 과정을 보여주는 도 5에 대응되는 개략적인 확대도이다.
도 7은 프리텐션 부재 사이에 잭장치를 종방향으로 설치한 상태를 보여주는 도 2에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 상태에 대한 횡방향으로의 개략적인 측면도이다.
도 9는 도 7의 상태에 후속하여 연결부의 콘크리트가 타설된 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 10은 도 9의 상태에 후속하여, 연속화된 돌출 긴장재가 다시 수축되어 연결부에 가압 긴장력이 도입된 상태를 설명하기 위한 개략적인 횡방향의 측면도이다.
도 11은 연결장치로서 공지의 텐던 커플러장치를 이용한 본 발명의 또다른 실시예에 대한 도 2에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 12는 반력부재가 강재로 이루어져서 프리텐션 부재의 상면에 분해 가능하도록 조립 결합되어 있는 실시예를 보여주는 도 7에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 13은 잭장치가 프리텐션 부재 사이의 간격 내에 배치된 상태에서 연결부의 콘크리트가 타설된 상태를 보여주는 도 9에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 14는 도 13에 도시된 상태에 대한 개략적인 평면도이다.
도 15는 2개의 프리텐션 부재가 종래 기술에 따라 현장 타설 콘크리트에 의해 연속화되는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 16은 도 15에 도시된 상태에 대한 횡방향으로의 개략적인 측면도이다.
도 17은 복수개의 프리텐션 부재를 종래 기술에 따라 현장 타설 콘크리트의 연결부로 연결하고 종방향으로 포스트텐션용 긴장재를 관통시켜 결합한 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 18은 도 17에 도시된 상태에 대한 횡방향으로의 개략적인 측면도이다.

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. 특히, 첨부도면에서 연속화되는 대상으로서의 프리텐션 부재(1)가, 평면상의 가로 및 세로 길이보다 연직 방향의 두께가 상대적으로 작은 슬래브 형태의 부재로 도시되어 있지만, 본 발명에 따른 연속화 시공방법은 이러한 슬래브 형태의 프리텐션 부재(1)의 연속화에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명의 연속화 시공방법에 의해 연속화되는 프리텐션 부재(1)의 형상은 슬래브 형태에 국한되지 않으며, 다양한 형상을 가질 수 있는 것이다.

도 1에는 본 발명의 연속화 시공방법에 의해 복수개의 프리텐션 부재(1)가 연속되어 일체화됨으로써 하나의 구조물을 형성한 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 연속화 시공방법에 의해 프리텐션 부재(1)를 연속화시키기 위하여, 2개의 프리텐션 부재(1)를 간격을 두고 종방향(도 2의 화살표 X-X 방향)으로 이웃하게 배치하여 프리텐션용 긴장재(2)의 노출된 단부를 일체로 연결한 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 3에는 도 2에 도시된 상태에 대한 횡방향(도 2의 화살표 Y-Y 방향)으로의 개략적인 측면도가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 2에 도시된 상태에 대한 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 도 5에는 도 2의 원 A부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있으며, 도 6에는 도 5에 도시된 실시예와 같이 프리텐션 긴장재(2)를 일체로 연결하는 과정을 보여주는 도 5에 대응되는 개략적인 확대도가 도시되어 있다.

본 발명의 시공방법에서는, 종방향으로 미리 긴장력이 도입되어 있는 프리텐션용 긴장재(2)가 미리 배치된 상태에서 콘크리트에 의해 프리캐스트 방식으로 제작되어 프리텐션에 의해 프리스트레스가 도입되어 있는 프리텐션 부재(1)를 연속화시키게 되는데, 이 때 사용되는 프리텐션 부재(1)는, 종방향 측면에 프리텐션용 긴장재(2)의 단부가 돌출되어 있는 구성을 가지고 있다. 즉, 프리텐션용 긴장재(2)의 단부가 프리텐션 부재(1)의 종방향 측면으로부터 외부로 돌출되어 있도록 프리텐션 부재(1)를 제작하고, 이러한 프리텐션 부재(1)를 연속화시키는 것이다. 편의상 이렇게 프리텐션 부재(1)의 종방향 측면으로부터 외부로 돌출되어 있는 프리텐션용 긴장재(2)의 단부를 "돌출 긴장재(20)"라고 기재한다.

도 2에 도시된 것처럼, 본 발명의 시공방법에서는 우선 프리텐션용 긴장재(2)의 단부가 종방향 측면에 돌출되어 있는 프리텐션 부재(1)를 종방향으로 간격을 둔채로 이웃하게 배치한다. 이 때, 2개의 프리텐션 부재(1)의 간격에 콘크리트를 타설하여 연결부(4)를 형성하기 위하여, 프리텐션 부재(1) 사이의 간격 하부에는 거푸집부재(5)가 설치된다. 즉, 2개의 프리텐션 부재(1)의 종방향 단부가 종방향으로 간격을 가진 채로 각각 거푸집부재(5)의 상면에 걸쳐지도록 배치되는 것이다.

따라서 2개의 프리텐션 부재(1) 사이의 공간에는 프리텐션용 긴장재(2)의 단부가 각각 돌출되어 위치하게 된다. 즉, 돌출 긴장재(20)가 2개의 프리텐션 부재(1) 사이의 공간에 서로 마주하는 상태로 위치하게 되는 것이다. 본 발명에서는 종방향 양측의 돌출 긴장재(20)를 일체화시켜 연결한다. 도 2 내지 도 6에 도시된 실시예의 경우, 양측의 돌출 긴장재(20)를 일체로 연결하여 연속화시킴에 있어서 연결장치(3)를 이용하고 있는데, 상기 연결장치(3)는, 연결판(31)을 포함하고 있고, 연결판(31)을 통과해온 돌출 긴장재(20)의 단부에 체결부재(32)를 결합함으로써 돌출 긴장재(20)가 연결판(31)에 일체로 결합되는 구성을 가지고 있다. 종방향으로 이웃하게 배치된 프리텐션 부재(1)의 돌출 긴장재(20)는 각각 서로 마주보는 방향으로 연결판(31)을 관통하여 체결부재(32)에 의해 고정된다.

이러한 연결판(31)과 체결부재(32)로 이루어진 연결장치(3)는, 프리텐션용 긴장재(2)가 강연선으로 이루어진 경우에 매우 유용하다. 우선 체결부재(32)로서, 압착에 의해 강연선의 외면을 감싸서 결합되는 압착체결부재를 이용할 수 있는데, 강연선으로 이루어진 경우에는 강연선의 외면에 나사 형성 등이 어렵기 때문에, 이와 같은 압착체결부재를 이용하게 되면, 강연선 자체를 절삭하는 등의 가공하지 않고 압착에 의해 강연선의 외면에 체결부재를 결합 설치할 수 있게 되는 장점이 있다.

또한 위와 같이 연결판(31)을 이용한 연결장치(3)는, 종방향 양측의 프리텐션용 긴장재(2)의 위치가 완벽하게 일치하지 않아, 돌출 긴장재(20)의 선형 위치가 서로 어긋나게 되는 경우에도 연결판(31)에 의해 돌출 긴장재(20)를 용이하게 일체화시켜 연속하게 만들 수 있다는 점에서도 매우 유용하다. 그러나 프리텐션용 긴장재(2)가 강연선으로 이루어진 경우라도, 종방향 양측의 돌출 긴장재(20)를 연결하는 연결장치(3)는 상기한 연결판(31)과 체결부재(32)로 이루어진 구성에 한정되지 않으며, 예를 들어 체결부재(32)로서 웨지와 웨지콘으로 이루어진 정착장치를 이용할 수도 있으며, 기타 연결장치(3)는 다양한 형태로 변형될 수 있는데, 연결장치(3)의 또다른 실시예에 대해서는 후술한다.

연결장치(3)에 의해 양측의 돌출 긴장재(20)를 서로 연속화시킨 후에는, 2개의 프리텐션 부재(1) 사이에 종방향으로 신축가능한 잭장치(7)를 설치하고 잭장치(7)를 신장시켜서, 프리텐션 부재(1) 사이의 간격에서 서로 연결된 돌출 긴장재(20)를 당겨서 긴장력을 도입한다. 도 7에는 도 2의 상태에 후속하여, 2개의 프리텐션 부재(1) 사이에 신축가능한 잭장치(7)를 종방향으로 설치한 상태를 보여주는 도 2에 대응되는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 8에는 도 7에 도시된 상태에 대한 횡방향으로의 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 도 7 및 도 8에 도시된 것처럼, 신축가능한 잭장치(7)를, 그 양단이 각각 프리텐션 부재(1)에 고정되도록 2개의 프리텐션 부재(1) 사이에 종방향으로 배치한 후, 잭장치(7)를 신장시킨다. 잭장치(7)가 신장되면 2개의 프리텐션 부재(1) 사이의 간격이 커지면서, 서로 연결된 돌출 긴장재(20)가 당겨지면서 돌출 긴장재(20)에는 긴장력이 도입된다.

잭장치(7)가 신축될 수 있도록 잭장치(7)에 반력을 가하기 위하여 구성으로서, 도 7 및 도 8에 도시된 실시예의 경우는 프리텐션 부재(1)의 상면에 반력부재(8)가 구비되어 있어서 잭장치(7)의 양단이 각각 반력부재(8)에 지지되어 있는데, 잭장치(7)가 신장되도록 지지하기 위하여, 잭장치(7)의 양단을 프리텐션 부재(1)에 분해 가능하도록 고정 설치하는 방식은 위와 같은 돌출형상의 반력부재(8)를 이용하는 것 이외에 다양한 형태를 이용할 수 있는 바, 이에 대해서는 후술한다.

이와 같이 2개의 프리텐션 부재(1) 사이의 간격에서 서로 연결된 돌출 긴장재(20)에 긴장력이 도입된 상태에서, 콘크리트가 타설되어 프리텐션 부재(1) 사이의 간격에 채워짐으로써, 양측 프리텐션 부재(1) 사이를 연결하는 연결부(4)가 형성된다. 이렇게 콘크리트 타설에 의해 돌출 긴장재(20)가 콘크리트에 매립되도록 연결부(4)가 형성된 후, 잭장치(7)를 수축시키거나 제거하게 되면, 돌출 긴장재(20)에 도입되어 있던 긴장력이 콘크리트로 이루어진 연결부(4)에 압축응력 형태로 가해지게 된다. 도 9에는 도 7의 상태에 후속하여, 연결부(4)의 콘크리트가 타설된 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 10에는 도 9의 상태에 후속하여 잭장치(7)를 제거함에 따라 돌출 긴장재(20)가 다시 수축되어 연결부(4)를 가압하는 긴장력이 도입된 상태를 설명하기 위한 개략적인 횡방향의 측면도가 도시되어 있다.

본 발명에서는 단순히 현장 타설 콘크리트에 의해서만 양측의 프리텐션 부재(1)를 연결하는 것이 아니라, 프리텐션 부재(1)의 제작시부터 매립 배근되어 있던 프리텐션용 긴장재(2)의 단부 즉, 돌출 긴장재(20)를 서로 일체로 연결한 후, 이렇게 연결된 돌출 긴장재(20)에 추가 긴장력을 발생시켜서, 연결부(4)의 콘크리트에는 포스트텐션 방식으로 압축 긴장력이 도입되도록 하는 것이다. 이와 같이, 본 발명에서는 연결부(4)에 압축 긴장력이 가해지게 되므로, 연결부(4) 자체의 강성이 향상될 뿐만 아니라, 연결부(4)와 프리텐션 부재(1) 간의 결합이 더욱 견고해지게 되며, 따라서 종래 기술의 문제점이던 연결부(4)와 프리텐션 부재(1) 사이의 경계면에서의 분리 현상의 발생을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

특히, 위와 같은 본 발명의 연속화 시공방법에서는, 추가적인 별도의 긴장재를 전체 프리텐션 부재(1)에 관통시키는 것이 아니라, 프리텐션 부재(1)를 제작할 때 프리텐션에 의한 긴장력 도입을 위하여 미리 배치되어 있던 프리텐션용 긴장재(2)의 노출된 단부 즉, 돌출 긴장재(20)를 이용하는 것이므로, 종래 기술처럼 복수개의 전체 프리텐션 부재(1)에 추가적으로 긴장재를 관통시키는 작업을 수행할 필요가 없어지며, 따라서 긴장재 관통 작업 생략을 통한 작업의 간소화를 이룰 수 있고, 그 만큼 작업인력 및 시간을 절감하고 비용도 크게 줄일 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

또한 본 발명에서는 종래 기술과 달리 전체 프리텐션 부재(1)를 관통하게 되는 추가적인 긴장재의 배치가 없으므로, 추가적인 긴장재 사용으로 인한 자재비도 종래 기술에 비하여 크게 절감할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

더 나아가, 본 발명의 연속화 시공방법에 의하면, 프리텐션 부재(1)의 연속화에 의해 만들어진 구조물에서 유지 관리 등의 필요 사안이 발생하게 되었을 때, 교체 등의 유지 관리 작업이 필요한 프리텐션 부재(1)의 종방향 양측에서 연결부(4)를 제거하고 돌출 긴장재(20)의 결합만을 해제하게 되면, 해당 프리텐션 부재(1)만을 쉽게 분리할 수 있게 되며, 따라서 프리텐션 부재(1)를 분리하려면 전체 구조물을 관통하고 있던 긴장재 전체를 제거하여야만 했던 종래 기술에 비하여, 프리텐션 부재(1)와 전체 구조물의 유지 관리가 매우 수월하게 이루어지게 되고, 비용 및 시간 또한 크게 줄일 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

위에서는 돌출 긴장재(20)를 연결하는 연결장치(3)로서, 연결판(31)과 압착체결부재(32)로 이루어진 구성을 가진 것을 예시하여 본 발명을 설명하였으나, 앞서 언급한 것처럼, 연결장치(3)에서 압착체결부재(32) 대신에 웨지와 웨지콘으로 이루어진 정착장치를 이용할 수도 있으며, 더 나아가 연결장치(3)로서 공지의 텐던 커플러장치를 이용하는 등 다양한 구성의 것으로 변형하여 사용할 수 있다. 도 11에는 연결장치(3)로서 공지의 텐던 커플러장치를 이용한 본 발명의 또다른 실시예에 대한 도 2에 대응되는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 11에 도시된 것처럼, 돌출 긴장재(20)를 연결하는 연결장치(3)로서 공지의 텐던 커플러장치를 이용할 수 있는데, 양측의 돌출 긴장재(20)가 동일한 종방향 축선에 위치하는 경우에는 이와 같은 텐던 커플러장치를 연결장치(3)로서 이용하는 것도 돌출 긴장재(20)의 연결작업 간소화를 위하여 바람직하다.

본 발명에서 프리텐션용 긴장재(2)는 강연선에 한정되지 않고 강봉 등을 프리텐션용 긴장재(2)로 이용할 수도 있으므로, 텐던 커플러장치 역시 강봉으로 이루어진 프리텐션용 긴장재(2)에 적합한 것으로 사용할 수 있다. 즉, 본 발명에서 연결장치(3)는 프리텐션용 긴장재(2)의 종류 등에 맞추어 다양한 것을 선택하여 사용할 수 있는 것이다.

또한 잭장치(7)가 신장될 때 반력을 가하기 위하여 잭장치(7)의 양단을 프리텐션 부재(1)에 분해 조립가능하게 고정함에 있어서, 앞서 설명한 실시예에서는, 프리텐션 부재(1)의 상면에서 프리텐션 부재(1)와 일체로 콘크리트에 의해 돌출형태로 반력부재(8)를 형성하였으나, 본 발명에서 잭장치(7)의 양단을 프리텐션 부재(1)에 분해 조립가능하게 고정하는 구성은 이에 한정되지 않는다. 도 12에는 반력부재(8)가 절곡된 강재로 이루어져서 프리텐션 부재(1)의 상면에 분해 가능하도록 조립 결합되어 있는 실시예를 보여주는 도 7에 대응되는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 12에 도시된 것처럼, 강재로 이루어진 절곡부재를 프리텐션 부재(1)의 상면에 앵커볼트 등을 이용하여 결합설치하여 이를 잭장치(7)의 양단에 반력을 가하기 위한 반력부재(8)로 이용하여도 무방한 것이다. 물론 이렇게 분해 가능하도록 조립 결합되는 반력부재(8)는 반드시 프리텐션 부재(1)의 상면에 설치될 필요는 없으며, 프리텐션 부재(1)의 하면 또는 횡방향 측면 등, 다양한 위치에 설치되어도 무방하다. 이와 같이 프리텐션 부재(1)에 분해 가능하도록 조립 고정되는 반력부재(8)는, 프리텐션 부재(1)가 교량의 바닥판 등으로 이용되는 경우에 쉽게 제거하여 프리텐션 부재(1)의 상면을 평평한 상태로 유지할 수 있어서 매우 유용하다.

한편, 본 발명에서는 잭장치(7)의 양단을 지지하여 반력을 가하기 위하여 위와 같은 반력부재(8)를 이용할 수도 있지만, 잭장치(7)가 프리텐션 부재(1)에 양단이 고정되기만 하면 반력이 가해지는 것이므로, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 잭장치(7)의 양단을 앵커 볼트 등을 이용하여 그대로 프리텐션 부재(1)에 분해 가능하게 조립 결합하여도 무방하며, 더 나아가 프리텐션 부재(1)에 오목부를 형성하고 잭장치(7)의 양단에는 오목부에 끼워져 고정되는 삽입부재를 결합하여, 잭장치(7)의 양단이 프리텐션 부재(1)에 분해 가능하도록 결합 고정될 수도 있다.

잭장치(7) 자체에 있어서도, 위에서 설명한 것처럼, 잭장치(7)가 연결부(4)의 외부에 위치할 수도 있지만, 연결부(4)가 형성되는 간격 사이에 잭장치(7)가 일시적으로 설치될 수도 있다. 도 13에는 잭장치(7)가 프리텐션 부재(1) 사이의 간격 내에 배치된 상태에서 연결부의 콘크리트가 타설된 상태를 보여주는 도 9에 대응되는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 14에는 도 13에 도시된 상태에 대한 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 도 13 및 도 14에 도시된 것처럼, 프리텐션 부재(1) 사이의 간격 내에 칸막이 부재 등을 이용하여, 콘크리트가 잭장치(7)에 접합되지 않도록 잭장치(7)를 배치할 공간을 확보한 상태에서 잭장치(7)를 신장시켜서, 돌출 긴장재(20)에 인장에 의한 긴장력을 도입한 후, 잭장치(7)가 배치된 공간 이외의 공간에 콘크리트를 타설하여 연결부(4)를 형성하고, 연결부(4)의 콘크리트 양생 후, 잭장치(7)를 제거하여 연결부(4)에 긴장력을 도입하고, 잭장치(7)가 존재하던 빈 공간을 무수축 모르타르, 무수축 콘크리트 등의 채움재를 채워서 마감하는 방법을 이용할 수도 있는 것이다. 도 13 및 도 14에서 도면부호 71은 연결부(4)를 형성할 공간에서 잭장치(7)를 배치할 공간을 확보하기 위하여 설치한 격벽부재(71)이다. 도 13 및 도 14에 도시된 경우에는, 잭장치(7)에 대해 반력을 가할 별도의 반력부재(8)가 생략될 수 있다.

또한 본 발명에서 잭장치(7)는 기계적인 방식으로 신축하는 것 이외에 유압이나 공압을 이용하여 신축하는 것을 사용하여도 무방한 바, 잭장치(7)는 특별한 제한 없이 현장 상황에 맞추어서 다양한 것을 이용할 수 있다.

1: 프리텐션 부재(프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재)
2: 프리텐션용 긴장재
3: 연결장치
4: 연결부
20: 돌출 긴장재

Claims (5)

1. 프리텐션 프리캐스트 콘크리트로 부재(1)를 제작하되, 프리텐션용 긴장재(2)의 단부가 종방향 측면으로 돌출되어 돌출 긴장재(20)로서 존재하도록 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(1)를 제작하는 단계;
   돌출 긴장재(20)가 서로 마주하도록 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(1)를 종방향으로 간격을 둔 채로 이웃하게 배치하는 단계;
   이웃한 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(1) 사이의 간격에 위치하는 양측 돌출 긴장재(20)를 일체로 연결하여 연속화시키는 단계;
   신축가능한 잭장치(7)를 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(1) 사이에 종방향으로 설치하는 단계;
   잭장치(7)를 신장시킴으로써, 연속되어 있던 돌출 긴장재(20)를 당겨서 돌출 긴장재(20)에 긴장력을 도입하는 단계;
   프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(1) 사이의 간격에 콘크리트를 타설하여 프리텐션 부재(1) 사이를 연결하는 연결부(4)를 형성하는 단계; 및
   잭장치(7)의 신장 상태를 해제하여 돌출 긴장재(20)의 수축에 의해 연결부(4)에 압축 긴장력을 도입하는 단계를 포함함으로써, 이웃한 프리캐스트 콘크리트 부재(1)를 일체로 연속화시키는 것을 특징으로 하는 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 연속화 시공방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   양측 돌출 긴장재(20)를 일체로 연결하여 연속화시킴에 있어서 연결장치(3)를 이용하되;
   연결장치(3)는 연결판(31)을 포함하고 있고;
   연결판(31)을 통과해온 양측 각각의 돌출 긴장재(20) 단부에 체결부재(32)를 결합함으로써 양측 돌출 긴장재(20)를 각각 연결판(31)에 일체로 결합하여 서로 연속화시키는 것을 특징으로 하는 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 연속화 시공방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   양측 돌출 긴장재(20)를 일체로 연결하여 연속화시킴에 있어서 연결장치(3)를 이용하되;
   연결장치(3)는 텐던 커플러장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 연속화 시공방법.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   양측 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재에는 각각 돌출된 형태의 반력부재(8)가 구비되어 있고;
   잭장치(7)의 양단은 각각 반력부재(80)에 결합되어 지지되는 것을 특징으로 하는 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 연속화 시공방법.
   
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   잭장치(7)를 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재(1) 사이에 종방향으로 설치할 때, 잭장치(7)를 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재 사이의 간격 내에 배치하고;
   연결부(4)가 형성되고 돌출 긴장재(20)의 수축에 의해 연결부(4)에 압축 긴장력을 도입한 후에는, 잭장치(7)가 제거된 빈 공간에 채움재를 채우는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 프리텐션 프리캐스트 콘크리트 부재의 연속화 시공방법.

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