KR20180112150A

KR20180112150A - 프리스트레스 도입장치 및, 거더의 시공방법

Info

Publication number: KR20180112150A
Application number: KR1020170040749A
Authority: KR
Inventors: 양준모; 김진국; 이필구
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2018-10-12
Also published as: KR101988716B1

Abstract

본 발명은 거더의 길이방향 양측 단부영역에 설치되는 단부정착수단; 상기 거더의 길이방향 중앙영역에 설치되는 중앙정착수단; 상기 중앙정착수단에 설치되는 상향력 도입수단; 및, 상기 상향력 도입수단을 통과하여 상기 단부정착수단에 정착되고, 복수 회에 걸쳐서 프리스트레스의 도입이 가능한 긴장수단;를 포함하고, 상기 단부정착수단은, 거더의 단부영역에 설치되는 단부정착판에 상기 긴장수단을 프리스트레스가 도입된 상태로 고정하고, 상기 긴장수단의 연장부분이 노출되는 고정정착부재; 및, 상기 고정정착부재에 탈착 가능하게 설치되고, 상기 긴장수단의 연장부분을 둘러싸는 연장보호커버;를 구비하는 프리스트레스 도입장치를 제공한다.

Description

프리스트레스 도입장치 및, 거더의 시공방법{PRESTRESSING APPRATUS AND CONSTRUCTION METHOD OF GIRDER}

본 발명은 구조적 성능을 향상시키기 위한 프리스트레스 도입장치 및, 거더의 시공방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.

플레이트거더교는 얇은 강판을 조립, 용접 등에 의하여 연결한 형식을 가진다. 지간이 10~25m 정도의 플레이트거더교에는 단일 성형된 압엽 I형강을 주로 이용하지만, 지간이 커지면 단일부재로는 저항할 수 없게 되므로 적당한 치수의 강판을 조합한 플레이트거더가 이용되고 있다.

이러한 형태에는 I형 단면, Π형 단면, 박스형 단면이 있으며, I형 단면이 기본적으로 단순플레이트거더에 사용된다.

도 1에 도시된 바와 같이, a) 거더의 자중에 의해 거더의 중립축의 상측에는 압축응력이 발생하고, 중립축의 하측에는 인장응력이 발생한다. b) 거더의 상측에 바닥판 구조물이 시공되면서 거더 및, 바닥판구조체의 자중에 의해 거더에는 보다 큰 압축응력과 인장응력이 발생한다. c) 나아가, 거더의 시공이 완공된 후 바닥구조물에 차량 등의 활하중이 재하되면서 거더, 바닥판구조체, 차량 등의 자중 및, 활하중에 의해 상당한 크기의 압축응력과 인장응력이 발생한다.

본 발명은 프리스트레스의 도입을 위해 긴장수단을 설치하여 거더, 바닥판구조체의 자중 및, 차량 등의 활하중에 의해 발생하는 중립축 상측에 발생하는 압축응력 및, 중립축의 하측에 발생하는 인장응력을 보다 효과적으로 지지하고자 한다.

나아가, 본 발명은 긴장수단에 프리스트레스를 복수 회에 걸쳐서 도입하여 거더, 바닥판구조체의 자중 및, 차량 등의 활하중에 의해 재하되는 하중에 보다 효과적으로 지지하고 프리스트레스트 거더의 구조적 성능을 향상시키고자 한다.

본 발명의 종래기술로는 "등록실용신안공보 제20-0368645호(출원인: 박영제, 하부플랜지 콘크리트가 횡으로 연결된 프리스트레스트콘크리트 거더)"가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 에서 발생되는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.

본 발명은 일 측면으로서, 거더에 설치되는 긴장수단에 프리스트레스를 복수 회에 걸쳐서 도입함으로써, 거더, 바닥판구조체의 자중 및, 차량 등의 활하중에 의해 재하되는 하중에 보다 효과적으로 지지할 수 있는 프리스트레스트 거더를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 거더의 길이방향 양측 단부영역에 설치되는 단부정착수단; 상기 거더의 길이방향 중앙영역에 설치되는 중앙정착수단; 상기 중앙정착수단에 설치되는 상향력 도입수단; 및, 상기 상향력 도입수단을 통과하여 상기 단부정착수단에 정착되고, 복수 회에 걸쳐서 프리스트레스의 도입이 가능한 긴장수단;를 포함하고, 상기 단부정착수단은, 거더의 단부영역에 설치되는 단부정착판에 상기 긴장수단을 프리스트레스가 도입된 상태로 고정하고, 상기 긴장수단의 연장부분이 노출되는 고정정착부재; 및, 상기 고정정착부재에 탈착 가능하게 설치되고, 상기 긴장수단의 연장부분을 둘러싸는 연장보호커버;를 구비하는 프리스트레스 도입장치를 제공한다.

바람직하게, 고정정착부재는, 상기 긴장수단이 상기 거더의 중앙영역을 향해 하향곡선형으로 배치되도록 상기 단부정착판에 하향 경사지게 접합되는 경사형 정착부재로 구비될 수 있다.

바람직하게, 중앙정착수단은, 상기 거더의 상부플랜지, 웨브부재에 용접 접합되고, 하부에 설치공간부가 형성된 중앙정착판으로 구비되고, 상기 상향력 도입수단은 상기 설치공간부를 통해 삽입되어, 상기 중앙정착수단에 탈착 가능하게 고정될 수 있다.

바람직하게, 중앙정착수단은, 상기 거더의 하부플랜지의 하측에 탈착 가능하게 설치되는 T형 접합철물로 구비되고, 상기 상향력 도입수단은 상기 T형 접합철물에 삽입된 상태에서 탈착 가능하게 고정될 수 있다.

바람직하게, 중앙정착수단은 상기 거더의 상부플랜지, 웨브부재에 용접 접합되고, 하부에 설치공간부가 형성된 중앙정착판; 및, 상기 거더의 하부플랜지의 하측에 탈착 가능하게 설치되는 T형 접합철물;을 구비하고, 상기 상향력 도입수단은, 상기 설치공간부에 삽입되어, 상기 중앙정착판에 탈착 가능하게 고정되는 제1 도입장치; 및, 상기 T형 접합철물에 삽입된 상태에서 탈착 가능하게 고정되는 제2 도입장치;를 구비할 수 있다.

바람직하게, T형 접합철물은, 상기 거더의 중앙영역 하단에 탈착 가능하게 고정되는 수평접합판; 및, 상기 수평접합판의 하측으로 연장 형성되고, 상기 상향력 도입수단이 삽입된 상태에서 고정부재에 의해 고정되는 수직접합판;을 구비할 수 있다.

바람직하게, 상향력 도입수단은, 상기 중앙정착수단의 일측이 삽입되는 삽입공간이 형성되는 삽입플랜지; 및, 상기 삽입플랜지에 마련되고, 상기 긴장수단이 관통하여 설치되는 관통라인이 형성된 관통지지부재;를 구비할 수 있다.

바람직하게, 관통지지부재는, 상기 긴장수단이 관통하는 관통라인이 형성된 관통강관; 및, 상기 삽입플랜지와 상기 관통강관의 사이에 설치되어, 상기 관통강관을 지지하는 지지플랜지;를 구비할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 거더를 지점부에 거치하고, 상기 거더에 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 프리스트레스 도입장치를 설치하는 단계; 상기 프리스트레스 도입장치의 긴장수단을 긴장시켜 1차 프리스트레스를 도입하는 단계; 1차 프리스트레스가 도입된 상기 거더에 바닥판구조물을 시공하는 단계; 상기 긴장수단을 2차 긴장시켜 상기 거더에 2차 프리스트레스를 도입하는 단계;를 포함하고, 상기 2차 프리스트레스를 도입하는 단계는, 상기 고정정착부재에서 연장보호커버를 분리하여 상기 긴장수단의 연장부분을 노출시키는 단계; 노출된 상기 긴장수단의 연장부분에 모노잭을 설치하여 상기 긴장수단을 긴장시켜 2차 프리스트레스를 도입하는 단계; 및, 상기 고정정착부재에 상기 연장보호커버를 설치하여 상기 긴장수단의 연장부분을 보호하는 단계;를 구비하는 거더의 시공방법을 제공한다.

이상에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 거더에 설치되는 긴장수단에 프리스트레스를 복수 회에 걸쳐서 도입함으로써, 거더, 바닥판구조체의 자중 및, 차량 등의 활하중에 의해 재하되는 하중에 보다 효과적으로 지지하여 구조적 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 프리스트레스 도입장치를 간이한 방식에 의해 거더에 설치하여 시공중에 거더에 가해지는 하중을 지지하거나, 시공된 거더에 추가적으로 프리스트레스를 도입할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 거더의 시공방법의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 거더의 시공방법의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리스트레스 도입장치이다.
도 4는 본 발명의 프리스르레스 도입장치의 단부정착수단의 분해도 및, 결합상세도이다.
도 5는 도 3의 프리스트레스 도입장치에 적용된 중앙정착수단 및, 상향력 도입수단의 상세도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 프리스트레스 도입장치이다.
도 7은 도 6의 프리스트레스 도입장치에 적용된 중앙정착수단 및, 상향력 도입수단의 상세도이다.
도 8은 도 6의 프리스트레스 도입장치에 적용된 다양한 실시예에 따른 중앙정착수단 및, 상향력 도입수단의 상세도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 프리스트레스 도입장치이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

먼저, 본 발명의 프리스트레스 도입장치가 적용되는 분야를 간단히 설명하면 아래와 같다.

본 발명의 프리스트레스 도입장치는 시공중에 거더(10)에 가해지는 하중을 지지하기 위해 사용될 수 있다.

즉, 본 발명의 프리스트레스 도입장치는 거더(10)의 시공과정에 설치되어 거더(10)의 시공과정의 하중의 일부를 지지하도록 구성될 수 있다.

거더(10)에는 상부구조물이 거치될 수 있고, 거더(10)에는 앞서 설명한 프리스트레스 도입장치가 설치되어 거더구조체를 구성할 수 있다.

그리고, 본 발명의 프리스트레스 도입장치는 시공된 거더(10)에 추가적으로 프리스트레스를 도입하기 위해 사용될 수 있다.

그리고, 본 발명의 프리스트레스 도입장치는 시공된 거더(10)에 추가로 설치되어 거더(10)에 프리스트레스를 도입하여 거더(10)의 하중지지성능을 보강하는 보강장치로 활용될 수 있다.

또한, 본 발명의 프리스트레스 도입장치는 긴장되지 않은 상태로 긴장수단(400)이 거더(10)에 미리 설치될 수 있고, 시공된 교량거더(10)에 가해지는 차량, 사람 등의 공용하중 및, 추가로 설치되는 상부구조물의 하중을 지지하도록 긴장수단(400)이 긴장될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 프리스트레스 도입장치에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단부정착수단(100), 중앙정착수단(200), 상향력 도입수단(300) 및, 긴장수단(400)을 포함할 수 있다.

도 3 및, 도 6에 도시된 바와 같이, 거더(10)의 길이방향 양측 단부영역에 설치되는 단부정착수단(100)과, 상기 거더(10)의 길이방향 중앙영역에 설치되는 중앙정착수단(200)과, 상기 중앙정착수단(200)에 설치되는 상향력 도입수단(300) 및, 상기 상향력 도입수단(300)을 통과하여 상기 단부정착수단(100)에 정착되고, 복수 회에 걸쳐서 프리스트레스의 도입 가능한 긴장수단(400)를 포함할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 단부정착수단(100)은, 거더(10)의 단부영역에 설치되는 단부정착판(110)에 상기 긴장수단(400)을 프리스트레스가 도입된 상태로 고정하고, 상기 긴장수단(400)의 연장부분(410)이 노출되는 고정정착부재(130) 및, 상기 고정정착부재(130)에 탈착 가능하게 설치되고, 상기 긴장수단(400)의 연장부분(410)을 둘러싸는 연장보호커버(150)를 구비할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 거더(10)는 상부플랜지, 하부플랜지(13) 및, 웨브부재(15)를 구비하는 H 자형 또는 I 자형 형강으로 구비될 수 있다.

거더(10)의 양측 단부영역에는 단부정착수단(100)이 설치되고, 거더(10)의 중앙영역에는 중앙정착수단(200)이 설치될 수 있다.

도 3 및, 도 6에 도시된 바와 같이, 단부정착수단(100)은 거더(10)의 길이방향 양측 단부영역에 설치될 수 있다.

단부정착수단(100)은 거더(10)의 단부영역에 설치되는 단부정착판(110)과, 단부정착판(110)에 상기 긴장수단(400)을 프리스트레스가 도입된 상태로 고정하고, 상기 긴장수단(400)의 연장부분(410)이 노출되는 고정정착부재(130) 및, 고정정착부재(130)에 탈착 가능하게 설치되고, 상기 긴장수단(400)의 연장부분(410)을 둘러싸는 연장보호커버(150)를 구비할 수 있다.

이때, 단부정착판(110)은 거더(10)의 단부영역에 설치하되, 거더(10)의 상부플랜지의 저면, 웨브부재(15) 및, 상기 하부플랜지(13)의 상면에 용접 접합할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 고정정착부재(130)는 단부정착판(110)에 고정되고, 상기 긴장수단(400)에 복수회에 걸쳐서 프리스트레스의 도입이 가능하도록 긴장수단(400)의 연장부분(410)이 노출될 수 있다.

즉, 고정정착부재(130)에 연장보호커버(150)가 설치되어 긴장수단(400)의 연장부분(410) 내부에 수용되고, 추가적인 프리스트레스의 도입이 필요할 경우 고정정착부재(130)에서 연장보호커버(150)가 분리되면서 긴장수단(400)의 연장부분(410)이 노출될 수 있다.

연장보호커버(150)는 고정정착부재(130)에 탈착 가능하게 설치되고, 상기 긴장수단(400)의 연장부분(410)을 둘러싸는 부분이다.

연장보호커버(150)는, 추가적인 프리스트레스의 도입이 가능하도록 모노잭으로 추가 인장되는 긴장수단(400)의 연장부분(410)이 수용되는 수용공간이 형성되고, 수용공간의 내부에 긴장수단(400)의 연장부분(410)이 수용된 상태에서 그리스(151)가 충전되어 고정정착부재(130)의 외측으로 연장되는 긴장수단(400)의 연장부분(410)을 보호할 수 있다.

도 3 및, 도 6에 도시된 바와 같이, 단부정착수단(100)은 단부정착판(110)과, 하부플랜지(13)의 상면에 용접 접합되는 단부보강재(170)를 더 구비할 수 있다.

단부보강재(170)는 단부정착판(110)에 용접 접합되고, 하부플랜지(13) 및, 상기 상부플랜지 중 중어도 하부플랜지(13)에 접합되는 직각삼각형 형상 또는 직각사다리꼴 형상으로 구비될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 고정정착부재(130)의 정착본체(131)에는 긴장수단(400)이 관통되도록 내부가 중공된 정착홀(132)이 형성될 수 있다.

정착홀(132)은 원추형의 홀로 형성되고, 정착홀(132)에 쐐기부재(133)가 설치될 수 있다.

정착본체(131)는 상기 단부정착수단(100)의 단부정착판(110)에 설치되고 긴장수단(400)이 관통하며, 쐐기부재(133)는 정착본체(131)의 내부에 형성된 원추형의 정착홀(132)에 설치되어 상기 긴장수단(400)을 고정할 수 있다.

쐐기부재(133)는 내부에 관통홀이 형성되고, 복수 개로 분할된 절두원추형의 형상으로 구비될 수 있다.

쐐기부재(133)는 분할된 절두원추형가 상호 가까워지면서 관통홀을 지나는 긴장수단(400)을 가압하여 고정할 수 있다.

긴장재의 연장부분(410)에 모노잭을 설치하여 추가로 프리스트레스를 도입하면 긴장수단(400)에 추가적인 프리스트레스를 도입할 수 있다. 이때, 정착홀(132)에서 쐐기부재(133)가 후방으로 이동하면서 긴장수단(400)은 고정상태가 해제될 수 있다.

이와 같이, 긴장수단(400)에 추가적으로 프리스트레스가 도입된 상태에서 쐐기부재(133)를 정착홀(132)로 이동시켜 긴장수단(400)을 다시 가압하여 2차 프리스트레스가 도입된 긴장수단(400)을 다시 고정할 수 있다.

고정정착부재(130)는 단부정착판(110)을 관통하여 정착본체(131)에 나사 결합되어 상기 긴장수단(400)을 가이드하는 슬리브부재(135)를 구비할 수 있다.

연장보호커버(150)는 정착본체(131)에 탈착 가능하게 고정되어, 상기 정착본체(131)의 후방으로 연장된 상기 긴장수단(400)의 연장부분(410)을 보호할 수 있다.

도 3 및, 도 6에 도시된 바와 같이, 고정정착부재(130)는 상기 긴장수단(400)이 상기 거더(10)의 중앙영역을 향해 하향곡선형으로 배치되도록 상기 단부정착판(110)에 하향 경사지게 접합되는 경사형 정착부재로 구비될 수 있다.

도 3 및, 도 6에 도시된 바와 같이, 중앙정착수단(200)은 거더(10)의 길이방향 중앙영역에 설치되고, 상향력 도입수단(300)이 설치되는 부분이다.

중앙정착수단(200)은 거더(10)의 높이 내에 설치되거나, 거더(10)의 높이를 벗어난 영역인 거더(10)의 하측에 설치될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 단부정착수단(100)이 거더(10)의 높이 내에 설치되고, 중앙정착수단(200)이 거더(10)의 높이를 벗어난 영역인 거더(10)의 하측에 설치될 경우, 거더(10)의 내부와 외부에 걸쳐서 긴장수단(400)이 설치되면서 긴장수단(400)의 편심이 향상되면서 거더(10)에 보다 큰 프리스트레스를 도입할 수 있다.

또한, 거더(10)의 길이방향 중앙영역에서 긴장수단(400)을 거더(10)의 높이 내측과, 거더(10)의 높이방향 하측에 걸쳐서 중첩적으로 배치하여 보다 용이하게 거더(10)에 프리스트레스를 도입할 수 있다.

도 4 및, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 중앙정착수단(200)은, 거더(10)의 길이방향 중앙영역에 설치되고, 상기 거더(10)의 상부플랜지, 웨브부재(15)에 용접 접합되는 판상형으로 부재로 구비되고, 하부에 설치공간부(211)가 형성된 중앙정착판(210)으로 구비되고, 상기 상향력 도입수단(300)은 상기 설치공간부(211)를 통해 삽입되어, 상기 중앙정착수단(200)에 탈착 가능하게 고정될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 거더(10)의 웨브부재(15)를 중심으로 거더(10)의 양측면에 중앙정착판(210)이 각각 설치되고, 각각의 중앙정착판(210)에 상향력 도입수단(300)이 설치될 수 있다.

도 3 및, 도 5에 도시된 바와 같이, 단부정착수단(100)은 거더(10)의 높이 내에 설치될 수 있다.

거더(10)는 상부플랜지, 하부플랜지(13) 및, 웨브부재(15)를 구비하는 H형 또는 I형 단면을 가지는 형강부재로 구비되고, 중앙정착판(210)은 거더(10)의 상부플랜지, 웨브부재(15)에 용접 접합되는 판상형의 부재로 구비되고, 중앙정착판(210)이 하부플랜지(13)와 이격되면서 설치공간부(211)가 형성될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 중앙정착수단(200)은, 거더(10)의 길이방향 중앙영역 설치되고, 거더(10)의 하부플랜지(13)의 하측에 탈착 가능하게 설치되는 T형 접합철물(230)로 구비될 수 있다.

이때, 상향력 도입수단(300)은 상기 T형 접합철물(230)에 삽입된 상태에서 기계적 체결방식에 의해 탈착 가능하게 고정될 수 있다.

T형 접합철물(230)은 거더(10)의 하부플랜지(13)의 하측에 부착 설치되고 T형 접합철물(230)에 상향력 도입수단(300)을 설치되면서 상향력 도입수단(300)을 관통하는 긴장수단(400)을 거더(10)의 하부플랜지(13)에서 하측으로 이격될 수 있고, 긴장수단(400)의 편심이 커지면서 거더(10)에 프리스트레스를 크게 도입할 수 있다.

그리고, 단부정착수단(100)이 거더(10)의 높이 내에 설치되고, 중앙정착수단(200)인 T형 접합철물(230)이 거더(10)의 높이를 벗어난 영역인 거더(10)의 하측에 설치될 경우, 거더(10)의 내부와 외부에 걸쳐서 긴장수단(400)이 설치되면서 긴장수단(400)의 편심이 향상되면서 거더(10)에 보다 큰 프리스트레스를 도입할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 프리스트레스 도입장치는 T형 접합철물(230)은 거더(10)의 하부플랜지(13)의 하면에 부착 설치된 상태에서, 거더(10)의 높이방향으로 설치되어 거더(10)의 중앙영역을 보강하는 중앙보강판(500)을 더 포함할 수 있다.

중앙보강판(500)은 거더(10)의 상부플랜지의 하면, 웨브부재(15)의 일측면 및, 하부플랜지(13)의 상면에 접합될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 중앙정착수단(200)은, 거더(10)의 길이방향 중앙영역에 설치되고, 상기 거더(10)의 높이 내에 설치되며 상기 거더(10)의 상부플랜지, 웨브부재(15)에 용접 접합되는 판상형으로 부재로 구비되고, 하부에 설치공간부(211)가 형성된 중앙정착판(210) 및, 거더(10)의 길이방향 중앙영역 설치되고, 상기 거더(10)의 높이를 벗어난 상기 거더(10)의 하부플랜지(13)에 탈착 가능하게 설치되는 T형 접합철물(230)을 구비할 수 있다.

이때, 상향력 도입수단(300)은, 상기 설치공간부(211)에 삽입되어, 상기 중앙정착판(210)에 탈착 가능하게 고정되는 제1 도입장치(300-1) 및, 상기 T형 접합철물(230)에 삽입된 상태에서 기계적 체결방식에 의해 탈착 가능하게 고정되는 제2 도입장치(300-2)를 구비할 수 있다.

T형 접합철물(230)은 거더(10)의 높이를 벗어난 영역인 거더(10)의 하측에 설치되고, 중앙정착판(210)은 거더(10)의 높이 내에 설치될 수 있다.

즉, 중앙정착판(210)은 거더(10)의 상부플랜지, 웨브부재(15)에 용접 접합되고, 하부플랜지(13)와 이격되면서 거더(10)의 높이 내에 설치되고, T형 접합철물(230)은 거더(10)의 높이를 벗어난 영역인 거더(10)의 하측에 설치되어, 거더(10)의 하부플랜지(13)의 하면에 설치될 수 있다.

제1 도입장치(300-1)와 제2 도입장치(300-2)는 각각 단부정착수단(100)에 설치된 단부정착판(110)에 별도의 고정정착부재(130)를 매개로 고정될 수 있다.

제1 도입장치(300-1)와 제2 도입장치(300-2)는 동일한 제품의 상향력 도입수단(300)이 적용될 수 있다.

즉, 제1 도입장치(300-1)와 제2 도입장치(300-2)는 중앙정착판(210) 및, T형 접합철물(230)에 각각 탈착 가능하게 설치되는 동일한 규격의 제품이 활용되면서 프리스트레스 도입장치의 구성품들의 활용율을 보다 향상시킬 수 있다.

제1 긴장수단(400)은 중앙정착판(210)에 설치된 제1 도입장치(300-1)를 통과하여 양측의 단부정착수단(100)에 정착되고, 제2 긴장수단(400)은 T형 접합철물(230)에 설치된 제2 도입장치(300-2)를 통과하여 양측 단부정착수단(100)에 정착될 수 있다.

이때, 제2 긴장수단(400)은 H자형 또는 I자형 형강으로 구비되는 거더(10)의 하부플랜지(13)를 관통하여 설치될 수 있다.

상향력 도입수단(300)은 중앙정착수단(200)에 설치되고, 긴장수단(400)이 관통하여 설치되는 부분이다.

상향력 도입수단(300)은 고정부재(B)를 매개로 중앙정착수단(200)에 탈착 가능하게 설치될 수 있다.

도 5, 도 7 및, 도 8에 도시된 바와 같이, 상향력 도입수단(300)은, 상기 중앙정착수단(200)의 일측이 삽입되는 삽입공간(311)이 형성되는 삽입플랜지(310) 및, 상기 삽입플랜지(310)에 마련되고, 상기 긴장수단(400)이 관통하여 설치되는 관통라인(L)이 형성된 관통지지부재(330)를 구비할 수 있다.

상향력 도입수단(300)은, 삽입플랜지(310)와 관통지지부재(330)의 사이에 걸쳐서 용접 접합되는 보강재(R)를 더 구비할 수 있다.

보강재(R)는 직각삼각형 형상 또는 직각사다리꼴 형상으로 구비될 수 있다.

도 5 및, 도 8에 도시된 바와 같이, 관통지지부재(330)는, 상기 긴장수단(400)이 관통하는 관통라인(L)이 형성된 관통강관(340) 및, 상기 삽입플랜지(310)와 상기 관통강관(340)의 사이에 설치되어, 상기 관통강관(340)을 지지하는 지지플랜지(350)를 구비할 수 있다.

중앙정착수단(200)은 일측이 삽입플랜지(310)의 삽입공간(311)에 삽입된 상태에서 고정부재(B)에 의해 탈착 가능하게 고정될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 중앙정착판(210)은 한쌍의 삽입플랜지(310)의 사이에 형성된 삽입공간(311)에 삽입된 상태에서 고정부재(B)에 의해 체결될 수 있다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 관통지지부재(330)는 삽입플랜지(310)에 마련되는 판형의 부재로 구비되고, 긴장수단(400)이 관통하여 설치되는 관통라인(L)이 형성될 수 있다.

도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 관통지지부재(330)는 긴장수단(400)이 관통하는 관통라인(L)이 형성된 관통강관(340)이 형성되고, 삽입플랜지(310)와 상기 관통강관(340)의 사이에 설치되어, 상기 관통강관(340)을 지지하는 판형의 부재인 지지플랜지(350)가 형성될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, T형 접합철물(230)은 상향력 도입수단(300)의 한 쌍의 삽입플랜지(310)의 사이에 형성된 삽입공간(311)에 삽입된 상태에서 고정부재(B)에 의해 체결될 수 있다.

도 8의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, T형 접합철물(230)에는 2개의 상향력 도입수단(300)이 설치될 수 있다.

도 8의 (c), (d)에 도시된 바와 같이, T형 접합철물(230)에는 1개의 상향력 도입수단(300)이 설치되고, 상향력 도입장치에는 복수 개의 긴장수단(400)이 관통하는 관통라인(L)이 형성될 수 있다.

도 5 및, 도 8에 도시된 바와 같이, T형 접합철물(230)은, 상기 거더(10)의 중앙영역 하단에 탈착 가능하게 고정되는 수평접합판(231) 및, 상기 수평접합판(231)의 하측으로 연장 형성되고, 상기 상향력 도입수단(300)이 삽입된 상태에서 고정부재(B)에 의해 고정되는 수직접합판(233)을 구비할 수 있다.

T형 접합철물(230)은, 상기 수평접합판(231)과 상기 수직접합판(233)에 걸쳐서 용접 접합되는 보강재(R)를 더 구비할 수 있다.

보강재(R)가 형성되면서 수평접합판(231)에 하측 수직방향으로 접합된 수직접합판(233)에 좌굴이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

그리고, T형 접합철물(230)은, 상기 수평접합판(231)과 상기 수직접합판(233)에 걸쳐서 용접 접합되는 보강재(R)를 구비하고, 상향력 도입수단(300)은, 삽입플랜지(310)와 관통지지부재(330)의 사이에 걸쳐서 용접 접합되는 보강재(R)를 더 구비할 수 있다.

이때, 보강재(R)는 직각삼각형 형상 또는 직각사다리꼴 형상으로 구비될 수 있다.

도 3 및, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 긴장수단(400)은 상향력 도입수단(300)을 통과하여 상기 단부정착수단(100)에 정착되고, 복수 회에 걸쳐서 프리스트레스의 도입이 가능할 수 있다.

긴장수단(400)은 상향력 도입수단(300)을 통과하여 양측의 단부정착수단(100)에 정착되는 강연선을 구비될 수 있다.

긴장수단(400)은 거더(10)에 프리스트레스를 도입하기 위해 거더(10)의 단부영역에서 중앙영역 방향으로 하향 만곡진 형태로 배치될 수 있다.

본 발명의 프리스트레스 도입장치는 동일한 긴장수단(400)은 복수회에 걸쳐서 프리스트레스가 도입할 수 있다.

긴장수단(400)은, 추가적인 프리스트레스의 도입이 가능하도록 상기 고정정착부재(130)에 정착된 상태에서 후방으로 연장형성되는 연장부분(410)이 형성될 수 있다.

긴장수단(400)은 단부정착수단(100)의 고정정착부재(130)에 정착되고, 상향력 도입수단(300)을 관통하여 이동 가능하게 설치되는 비부착 PS강연선으로 구비될 수 있다.

거더(10)에는 바닥판구조물(20) 등의 상부구조물이 거치될 수 있고, 거더(10)에는 앞서 설명한 프리스트레스 도입장치가 설치되어 거더구조체를 구성할 수 있다.

다음으로, 도 2 내지 도 9를 참조하여 거더(10)의 시공방법에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 도 2를 참조하여, 본 발명의 거더(10)의 시공방법의 개념을 간략히 설명하면 다음과 같다.

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, a) 거더(10)의 자중에 의해 거더(10)의 중립축의 상측에는 압축응력이 발생하고, 중립축의 하측에는 인장응력이 발생하는데, 긴장수단(400)에 의해 1차로 프리스트레스를 도입하여 거더(10)의 자중을 지지하여 거더(10)의 중립축 하측에 압축응력이 도입될 수 있다.

b) 거더(10)의 상측에 바닥판 구조물이 시공되면서 거더(10) 및, 바닥판구조물(20)의 자중에 의해 거더(10)에는 중립축 하측에는 다시 인장응력이 발생한다.

c) 긴장수단(400)에 의해 1차로 프리스트레스를 도입하여 거더(10)의 중립축 하측에 압축응력이 도입될 수 있다.

d) 거더(10)의 시공이 완공된 후 바닥구조물에 차량(30) 등의 활하중이 재하되면서 거더(10)의 중립축의 하측에 다시 인장응력이 발생하나, 도 1에 도시된 종래의 방식(점선으로 도시함)에 비해 현저히 중립축의 하측에 다시 인장응력이 발생하는 것을 알 수 있다.

본 발명은 프리스트레스의 도입을 위해 긴장수단(400)을 설치하여 거더(10), 바닥판구조물(20)의 자중 및, 차량(30) 등의 활하중에 의해 발생하는 중립축 상측에 발생하는 압축응력 및, 중립축의 하측에 발생하는 인장응력을 보다 효과적으로 지지하고자 한다.

나아가, 본 발명은 긴장수단(400)에 프리스트레스를 복수 회에 걸쳐서 도입하여 거더(10), 바닥판구조물(20)의 자중 및, 차량 등의 활하중에 의해 재하되는 하중에 보다 효과적으로 지지하고 프리스트레스트 거더(10)의 구조적 성능을 향상시키고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 거더(10)의 시공방법은 거더(10)를 지점부에 거치하고, 상기 거더(10)에 상기 프리스트레스 도입장치를 설치하는 단계와, 상기 프리스트레스 도입장치의 긴장수단(400)을 긴장시켜 1차 프리스트레스를 도입하는 단계와, 1차 프리스트레스가 도입된 상기 거더(10)에 바닥판구조물(20)을 시공하는 단계 및, 상기 긴장수단(400)을 2차 긴장시켜 상기 거더(10)에 2차 프리스트레스를 도입하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 2차 프리스트레스를 도입하는 단계는, 상기 고정정착부재(130)에서 연장보호커버(150)를 분리하여 상기 긴장수단(400)의 연장부분(410)을 노출시키는 단계와, 노출된 상기 긴장수단(400)의 연장부분(410)에 모노잭을 설치하여 상기 긴장수단(400)을 긴장시켜 2차 프리스트레스를 도입하는 단계 및, 상기 고정정착부재(130)에 상기 연장보호커버(150)를 설치하여 상기 긴장수단(400)의 연장부분(410)을 보호하는 단계를 구비할 수 있다.

거더(10)를 지점부에 거치하고, 상기 거더(10)에 상기 프리스트레스 도입장치를 설치하는 단계;

프리스트레스 도입장치를 거더(10)에 설치하여 지점부에 거치하거나, 상기 거더(10)를 지점부에 거치한 상태에서 상기 거더(10)에 상기 프리스트레스 도입장치를 설치할 수 있다.

거더(10)를 지점부에 거치할 수 있다. 이때, 거더(10)의 양단부를 교각의 상측에 형성된 지점부에 거치할 수 있다.

거더(10)의 길이방향 양측 단부영역에는 단부정착수단(100)이 설치되고, 거더(10)의 길이방향 중앙영역에는 중앙정착수단(200)이 설치될 수 있다.

상향력 도입수단(300)이 거더(10)의 길이방향 중앙영역에 설치된 중앙정착수단(200)에 탈착 가능하게 설치될 수 있다.

긴장수단(400)은 상향력 도입수단(300)을 통과하여, 상기 단부정착수단(100)의 고정정착부재(130)에 정착될 수 있다.

이때, 긴장수단(400)은 복수 회에 걸쳐서 프리스트레스가 도입될 수 있다.

상기 프리스트레스 도입장치의 긴장수단(400)을 긴장시켜 1차 프리스트레스를 도입하는 단계;

거더(10)의 자중 및 거더(10)의 상측에 설치되는 바닥판구조물(20) 등의 하중을 지지하도록 긴장수단(400)에 모노잭을 설치하여 긴장수단(400)에 프리스트레스를 도입할 수 있다.

긴장수단(400)에 의해 1차 프리스트레스가 도입된 경우, 고정정착부재(130)에서 돌출된 긴장수단(400)의 연장부분(410)을 노출시킨 상태로 절단하고, 고정정착부재(130)에 연장보호커버(150)를 설치하여 긴장수단(400)의 연장부분(410)을 둘러싸도록 할 수 있다.

1차 프리스트레스가 도입된 상기 거더(10)에 바닥판구조물(20)을 시공하는 단계;

바닥판구조물(20) 시공단계는 지점부(교각)에 설치된 거더(10)의 상측에 바닥판구조물(20)을 시공하는 단계이다.

일례로, 1차 프리스트레스가 도입된 상기 거더(10)의 상측에 바닥판 콘크리트를 타설하고 경화시켜 거더(10)와 바닥판구조물(20)을 일체화시킬 수 있다.

다른 일례로, 1차 프리스트레스가 도입된 상기 거더(10)의 상측에 프리캐스트 소재의 바닥판구조물(20)을 설치할 수 있다.

거더(10)의 상측에 바닥판구조물(20)이 설치되어 양자가 일체화된 상태에서, 바닥판구조물(20)의 상측에 차량, 사람 등의 활하중이 가해질 수 있다.

상기 긴장수단(400)을 2차 긴장시켜 상기 거더(10)에 2차 프리스트레스를 도입하는 단계;

2차 프리스트레스 도입단계는, 상기 연장보호커버(150)를 상기 고정정착부재(130)에서 분리하여 상기 긴장수단(400)의 연장부분(410)을 노출시키는 단계와, 노출된 상기 긴장수단(400)의 연장부분(410)에 모노잭을 설치하여 상기 긴장수단(400)을 긴장시켜 2차 프리스트레스를 도입하는 단계 및, 상기 고정정착부재(130)에 상기 연장보호커버(150)를 설치하여 상기 긴장수단(400)의 연장부분(410)을 보호하는 단계를 구비할 수 있다.

연장보호커버(150)를 상기 고정정착부재(130)에서 분리하여 상기 긴장수단(400)의 연장부분(410)을 노출시키고, 긴장재의 연장부분(410)에 모노잭을 설치하여 추가로 프리스트레스를 도입하면 긴장수단(400)에 추가적인 프리스트레스를 도입할 수 있다.

이때, 고정정착부재(130)의 정착본체(131)에 형성된 정착홀(132)에서 쐐기부재(133)가 후방으로 이동하면서 긴장수단(400)은 고정상태가 해제될 수 있다.

긴장수단(400)에 의해 2차 프리스트레스가 도입된 경우, 고정정착부재(130)에 연장보호커버(150)를 설치하여 긴장수단(400)의 연장부분(410)을 둘러싸도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 거더(10)의 시공방법에는 앞서 설명한바 있는 다양한 실시형태를 가지는 프리스트레스 도입장치의 다양한 실시형태가 적용될 수 있음은 물론이다.

따라서, 거더(10)의 시공방법에서 활용되는 프리스트레스 도입장치의 단부정착수단(100), 중앙정착수단(200), 상향력 도입수단(300) 및, 긴장수단(400)의 구성은 이미 설명한 바와 같이 프리스트레스 도입장치의 구성과 동일한바 이에 대한 자세한 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.

그리고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위해 바람직한 시공방법으로서 예시하는 것으로, 상술한 순서 이외에도 구체적인 현장상황에 따라 다른 순서에 따라 변형실시되거나 혹은 기타 부수적인 공정이 추가될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

10: 거더 11: 상부플랜지
13: 하부플랜지 15: 웨브부재
20: 바닥판구조물 30: 차량
100: 단부정착수단 110: 단부정착판
130: 고정정착부재 131: 정착본체
132: 정착홀 133: 쐐기부재
135: 슬리브부재 150: 연장보호커버
151: 그리스 170: 단부보강재
200: 중앙정착수단 210: 중앙정착판
211: 설치공간부 230: T형 접합철물
231: 수평접합판 233: 수직접합판
300: 상향력 도입수단 300-1: 제1 도입장치
300-2: 제2 도입장치 310: 삽입플랜지
311: 삽입공간 330: 관통지지부재
340: 관통강관 350: 지지플랜지
400: 긴장수단 410: 연장부분
500: 중앙보강판 B: 고정부재
L: 관통라인 R: 보강재

Claims

거더의 길이방향 양측 단부영역에 설치되는 단부정착수단;
상기 거더의 길이방향 중앙영역에 설치되는 중앙정착수단;
상기 중앙정착수단에 설치되는 상향력 도입수단; 및,
상기 상향력 도입수단을 통과하여 상기 단부정착수단에 정착되고, 복수 회에 걸쳐서 프리스트레스의 도입이 가능한 긴장수단;를 포함하고,
상기 단부정착수단은,
거더의 단부영역에 설치되는 단부정착판에 상기 긴장수단을 프리스트레스가 도입된 상태로 고정하고, 상기 긴장수단의 연장부분이 노출되는 고정정착부재; 및,
상기 고정정착부재에 탈착 가능하게 설치되고, 상기 긴장수단의 연장부분을 둘러싸는 연장보호커버;를 구비하는 프리스트레스 도입장치.
제1항에 있어서, 상기 고정정착부재는,
상기 긴장수단이 상기 거더의 중앙영역을 향해 하향곡선형으로 배치되도록 상기 단부정착판에 하향 경사지게 접합되는 경사형 정착부재로 구비되는 프리스트레스 도입장치.
제1항에 있어서, 상기 중앙정착수단은,
상기 거더의 상부플랜지, 웨브부재에 용접 접합되고, 하부에 설치공간부가 형성된 중앙정착판으로 구비되고,
상기 상향력 도입수단은 상기 설치공간부를 통해 삽입되어, 상기 중앙정착수단에 탈착 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 도입장치.
제1항에 있어서, 상기 중앙정착수단은,
상기 거더의 하부플랜지의 하측에 탈착 가능하게 설치되는 T형 접합철물로 구비되고,
상기 상향력 도입수단은 상기 T형 접합철물에 삽입된 상태에서 탈착 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 도입장치.
제1항에 있어서, 상기 중앙정착수단은
상기 거더의 상부플랜지, 웨브부재에 용접 접합되고, 하부에 설치공간부가 형성된 중앙정착판; 및,
상기 거더의 하부플랜지의 하측에 탈착 가능하게 설치되는 T형 접합철물;을 구비하고,
상기 상향력 도입수단은,
상기 설치공간부에 삽입되어, 상기 중앙정착판에 탈착 가능하게 고정되는 제1 도입장치; 및,
상기 T형 접합철물에 삽입된 상태에서 탈착 가능하게 고정되는 제2 도입장치;를 구비하는 프리스트레스 도입장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 T형 접합철물은,
상기 거더의 중앙영역 하단에 탈착 가능하게 고정되는 수평접합판; 및,
상기 수평접합판의 하측으로 연장 형성되고, 상기 상향력 도입수단이 삽입된 상태에서 고정부재에 의해 고정되는 수직접합판;을 구비하는 프리스트레스 도입장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상향력 도입수단은,
상기 중앙정착수단의 일측이 삽입되는 삽입공간이 형성되는 삽입플랜지; 및,
상기 삽입플랜지에 마련되고, 상기 긴장수단이 관통하여 설치되는 관통라인이 형성된 관통지지부재;를 구비하는 프리스트레스 도입장치.
제7항에 있어서, 상기 관통지지부재는,
상기 긴장수단이 관통하는 관통라인이 형성된 관통강관; 및,
상기 삽입플랜지와 상기 관통강관의 사이에 설치되어, 상기 관통강관을 지지하는 지지플랜지;를 구비하는 프리스트레스 도입장치.
거더를 지점부에 거치하고, 상기 거더에 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 프리스트레스 도입장치를 설치하는 단계;
상기 프리스트레스 도입장치의 긴장수단을 긴장시켜 1차 프리스트레스를 도입하는 단계;
1차 프리스트레스가 도입된 상기 거더에 바닥판구조물을 시공하는 단계;
상기 긴장수단을 2차 긴장시켜 상기 거더에 2차 프리스트레스를 도입하는 단계;를 포함하고,
상기 2차 프리스트레스를 도입하는 단계는,
상기 고정정착부재에서 연장보호커버를 분리하여 상기 긴장수단의 연장부분을 노출시키는 단계;
노출된 상기 긴장수단의 연장부분에 모노잭을 설치하여 상기 긴장수단을 긴장시켜 2차 프리스트레스를 도입하는 단계; 및,
상기 고정정착부재에 상기 연장보호커버를 설치하여 상기 긴장수단의 연장부분을 보호하는 단계;를 구비하는 거더의 시공방법.