KR20220123926A - 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브 및 이를 이용한 교량시공방법 - Google Patents

인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브 및 이를 이용한 교량시공방법 Download PDF

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Abstract

강재거더 상면의 거더전단연결재에 하단이 고정 설치되어 전단포켓을 통해 설치되는 하단고정형 전단연결재와 프리캐스트 슬래브의 저면홈에 노출된 슬리브에 상단이 고정 설치되는 상단고정형 전단연결재가 서로 상,하로 인터러킹되어 거더와 프리캐스트 슬래브를 서로 효과적으로 합성시킬 수 있는 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브 및 이를 이용한 교량시공방법이 개시된다.

Description

인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브 및 이를 이용한 교량시공방법{PRECAST SLAB WITH INTERROCKING SHEAR MEMBER AND CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브 및 이를 이용한 교량시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 강재거더 상면의 거더전단연결재에 하단이 고정 설치되어 전단포켓을 통해 설치되는 하단고정형 전단연결재와 프리캐스트 슬래브의 저면홈에 노출된 슬리브에 상단이 고정 설치되는 상단고정형 전단연결재가 서로 상,하로 인터러킹되어 거더와 프리캐스트 슬래브를 서로 효과적으로 합성시킬 수 있는 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브 및 이를 이용한 교량시공방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 강재거더(37) 상면에 설치된 고정전단연결재(31)의 예시도를 도시한 것이다.
상기 강재거더(37)는 I형 강재로서 상부플랜지 상면에 용접에 의하여 미리 고정 설치되는 거더전단연결재가 형성되어 있음을 알 수 있다.
이러한 거더전단연결재로서 통상적으로 볼트 형태의 스터드를 이용하기도 하지만 도 1a의 경우에는 강재거더 길이방향으로 파형으로 형성된 절곡수직판(32)이 형성되도록 하고, 상기 절곡수직판(32)에는 관통홀(33)이 형성되어 철근이 관통되도록 하고 있음을 알 수 있다.
또한, 상기 거더전단연결재로서 파형으로 절곡되지 않고 강재거더 길이방향으로 연속하여 연장된 수직판(34)을 이용하되, 상기 수직판(34)의 하부에 타설된 콘크리트가 연통될 수 있도록 저면홈(35)이 다수 이격 형성되고, 상부에는 관통홀(33)이 형성되어 철근(36)이 수평으로 삽입되도록 하고, 수직판(34)의 양 단부면에는 단부마감판(38)이 추가로 형성되도록 하고 있음을 알 수 있다.
이에 종래 강재거더(37) 상면에는 슬래브 콘크리트와 합성성능을 증진시키기 위한 다양한 형태의 거더전단연결재가 형성될 수 있음을 알 수 있으며, 거더전단연결재는 강재거더(37) 상면에 미리 일체로 형성시킨 전단연결재를 지칭하는 것임을 알 수 있다.
도 1b는 종래 강재거더가 아닌 PSC거더(1)와 프리캐스트 바닥판(40)을 서로 전단포켓(13)을 이용하여 설치되는 전단연결재(31)를 이용하여 서로 합성시키는 예시도를 도시한 것이다.
PSC거더(1)는 철근콘크리트로 제작되므로 내부 철근에 미리 슬리브(6)를 매립시켜 PSC거더(1) 상면에 슬리브(6) 상면이 노출되도록 하고,
프리캐스트 슬래브(40)에 형성시킨 전단포켓(13)에 상기 슬리브(6)가 역시 노출되도록 한 후,
볼트형태의 전단연결재(31)를 전단포켓(13) 내부에서 슬리브(6)에 체결되도록 한 것이다.
이때 슬리브(6)는 다수를 서로 이격시켜 형성시켜 시공 및 제작오차에 의하여 전단포켓(13)에 노출되는 PSC거더(1) 상면 면적에 차이가 있다 하더라도 다수의 슬래브(6)중 노출된 슬리브(6)에 볼트형태의 전단연결재(31)를 설치할 수 있으므로 전단연결재(31) 시공시, 작업성을 충분히 확보할 수 있도록 한 것이다.
도 1c 및 도 1d는 종래 PSC거더(10)와 프리캐스트 바닥판(20)을 서로 전단포켓(22)을 이용하여 설치되는 전단연결재(23)를 이용하여 서로 합성시키는 것은 동일하지만 전단트러스재(15)를 이용하는 예시도를 도시한 것이다.
즉, PSC거더(10) 상면에는 전단트러스재(15)가 연속하여 형성되어 있으므로 이를 수용하기 위하여 프리캐스트 바닥판(20)에 저면홈(24)을 미리형성시키고,
상기 저면홈(24)에 연통되는 전단포켓(22)를 형성시킨 후,
볼트 형태의 전단연결재(23)를 전단포켓(22)에 노출된 전단트러스재(15)에 연결너트 또는 용접등의 방법으로 연결시키는 방식이다.
이에 기본적으로 전단트러스재(15)에 의하여 PSC거더(10)와 프리캐스트 바닥판(20)은 서로 합성 연결될 수 있지만, 전단연결재(23)를 추가 설치함으로서 합성 성능을 더 확보할 수 있도록 한 것이다.
하지만 거더가 강재거더인 경우, 저면홈(24)를 형성시킨 프리캐스트 바닥판(20)을 이용 함에 있어, 전단연결재를 어떻게 형성시켜야 강재거더와 프리캐스트 바닥판(20)의 합성성능을 최적화 시켜야 할 것인가에 대해서는 PSC거더 에서와 달라 소개된 바 가 없었다.
대한민국 특허 제 10-1275754호(발명의 명칭: 전단블록이 상면에 형성된 피에스씨 거더와 그 제작방법 및 전단블록이 상면에 형성된 피에스씨 거더를 이용한 교량시공방법, 공개일자: 2013년06월17일) 대한민국 특허 제 10-2153007호(발명의 명칭: 저면홈과 전단트러스재를 이용한 프리캐스트 슬래브 및 이를 이용한 교량시공방법, 공개일자: 2020년09월07일) 대한민국 특허 제 10-1957932호(발명의 명칭: 거더 및 거더를 이용한 교량 시공방법, 공개일자: 2019년03월14일) 대한민국 공개특허 제10-2013-0111862호(발명의 명칭: 상부 돌출 보강보를 가지는 프리캐스트 콘크리트 패널, 공개일자: 2013년10월11일) 대한민국 공개특허 제10-2009-0004053호(발명의 명칭: 합성 슬래브용 프리캐스트 데크플레이트 및 이를 이용한교량시공방법, 공개일자: 2009년01월12일)
이에 본 발명은 강재거더 상면에 설치되는 고정전단연결재에 더하여, 강재거더 상면의 거더전단연결재에 하단이 고정 설치되어 전단포켓을 통해 설치되는 하단고정형 전단연결재와 프리캐스트 슬래브의 저면홈에 노출된 슬리브에 상단이 고정 설치되는 상단고정형 전단연결재가 서로 상,하로 인터러킹 설치되는 인터러팅 전단연결재를 이용하여 강재거더와 프리캐스트 슬래브의 합성 성능을 보다 향상시킬 수 있는 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브 및 이를 이용한 교량시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브는 강재거더 상면에 횡방향으로 연장되도록 형성되고, 종방향으로 서로 연결 시공되며, 강재거더 상면에 형성된 거더전단연결재에 더하여 강재거더와 프리캐스트 슬래브의 합성성능을 추가로 확보하기 위한 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브로서, 상기 인터러킹 전단연결재는, 강재거더 상면에 형성된 거더전단연결재에 고정된 것으로서 볼트머리부가 저면홈 상부의 전단포켓에 위치하도록 설치된 하단고정형 전단연결재; 및 프리캐스트 슬래브의 저면홈 상부 저면에 형성된 슬리브에 연결되어 고정된 것으로서, 볼트머리부가 프리캐스트 슬래브의 저면홈 하부에 위치하도록 형성된 상단고정형 전단연결재;를 포함하여, 상기 하단고정형 전단연결재의 볼트머리부와 상단고정형 전단연결재의 볼트머리부가 상,하로 서로 대향되어 충전재에 의하여 서로 상,하로 인터러킹되어 상방 및 하방으로 작용하는 휨 모멘트에 저항하도록 하게 된다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브 시공방법은, (a) 강재거더 상면에 횡방향으로 연장되도록 형성되고, 종방향으로도 서로 연결측면에 인출된 연결철근에 연결되도록 수평판 형태의 프리캐스트 콘크리트 수평판 부재로서, 강재거더의 상면에 형성된 거더전단연결재를 수용하기 위해 저면으로부터 일정 깊이를 가지며, 연속하여 종방향으로 연장되도록 형성된 저면홈; 상기 저면홈과 상,하로 연통되도록 형성되며 종방향으로 다수 이격 설치된 전단포켓; 및 상단고정형 전단연결재의 몸통부가 미리 삽입 체결된 것으로서 저면홈의 상부 저면에 형성된 슬리브;를 포함하는 프리캐스트 슬래브를 구비하는 단계; (b) 상기 프리캐스트 슬래브의 저면홈에 상면에 형성된 거더전단연결재가 수용되도록, 강재거더 상면에 프리캐스트 슬래브를 거치하는 단계; 및 (c) 상기 프리캐스트 슬래브의 전단포켓을 통하여 강재거더(300) 상면에 형성된 거더전단연결재에 볼트머리부가 저면홈 상부의 전단포켓에 위치하도록 하단고정형 전단연결재를 설치하는 단계;를 포함하며, 상기 하단고정형 전단연결재의 볼트머리부와 상단고정형 전단연결재의 몸통부의 단부에 형성된 볼트머리부가 상,하로 서로 대향되어 충전재에 의하여 서로 상,하로 인터러킹되어 상방 및 하방으로 작용하는 휨 모멘트에 저항하도록 하게 된다.
본 발명에 의한 하단고정형 전단연결재와 상단고정형 전단연결재가 서로 상,하로 인터러킹되어 형성되는 인터러킹 전단연결재가 작용하중에 따른 강재거더와 프리캐스트 슬래브의 합성성능을 최대화 시킬 수 있는 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브 및 이를 이용한 교량시공방법 제공이 가능하게 된다.
또한 상기 인터러킹 전단연결재로서 하단고정형 전단연결재는 전단포켓에 노출된 거더전단연결재에 간단하게 체결 고정시킬 수 있도록 하고, 인터러킹 전단연결재로서 상단고정형 전단연결재는 프리캐스트 슬래브의 저면에 노출된 슬리브를 이용하여 간단하게 설치할 수 있어, 시공성과 작업성이 뛰어난 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브 및 이를 이용한 교량시공방법 제공이 가능하게 된다.
또한, 본 발명은 프리캐스트 슬래브의 전단포켓에 노출되는 거더전단연결재에 하단고정형 전단연결재를 직접 설치함으로서 강재거더 및 프리캐스트 슬래브의 제작, 시공오차등을 보다 효과적으로 흡수할 수 있게 된다.
도 1a 및 도 1b는 종래 강재거더 상면에 설치된 고정전단연결재의 예시도,
도 1c 및 도 1d는 종래 PSC거더와 프리캐스트 바닥판의 합성시키는 예시도,
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 인터러킹 전단연결재, 프리캐스트 슬래브 및 강재거더의 구성결합 예시도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브의 시공방법 예시도를 도시한 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 본 발명의 인터러킹 전단연결재(100)를 이용한 프리캐스트 슬래브(200)]
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 인터러킹 전단연결재(100), 프리캐스트 슬래브(200) 및 강재거더(300)의 구성결합 예시도를 도시한 것이다.
상기 인터러킹 전단연결재(100)는 도 2a 및 도 2b를 참조하면 강재거더(300) 상면의 거더전단연결재(310)를 전단포켓(220)과 프리캐스트 슬래브(200)의 저면홈(210)에 노출시키고, 상기 거더전단연결재(310)에 하단이 고정 설치되는 하단고정형 전단연결재(110)와
프리캐스트 슬래브(200)의 저면홈(210)에 노출된 슬리브(230)에 상단이 고정 설치되는 상단고정형 전단연결재(120)가 서로 상,하로 인터러킹(INTER ROCKING)되어 형성되도록 한 것이다.
먼저 충전재(400)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 강재거더(300)를 시공한 이후, 강재거더(300) 상면에 프리캐스트 슬래브(200)를 거치시키고, 후술되는 인터러킹 전단연결재(100)의 하단고정형 전단연결재(110)를 전단포켓(220)을 통해 저면홈(210)에 수용되어 노출된 거더전달연결재(310)의 수직판 거더전단연결재(311)에 연결시켜, 거더전달연결재(310)와 인터러킹 전단연결재(100)를 이용하여 강재거더(300)와 프리캐스트 슬래브(200)를 서로 합성시키기 위한 것으로서, 전단포켓(220)을 통해 저면홈(210)까지 충전되어 저면홈(210)과 전단포켓(220)에서 거더전달연결재(310)와 인터러킹 전단연결재(100)가 매립되도록 한 후 양생되는 무수축 콘크리트를 포함하게 된다.
다음으로, 상기 강재거더(300)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 통상 상부플랜지(320), 복부(330) 및 하부플랜지(340)로 I형 단면으로 제작된 것을 이용하게 되며, 거뎌교의 거더로 사용되어 교량하부구조물에 거치되게 된다.
이에 강재거더(300)의 상면에 프리캐스트 슬래브(200)가 거치되어 강재거더(300)와 프리캐스트 슬래브(200)가 일체로 거동하도록 합성시켜야 하는데, 이를 위해 사용되는 것이 거더전단연결재(310)이다.
이러한 거더전단연결재(310)는,
강재거더(300)의 상부플랜지(320)의 중앙 상면에 강재거더의 길이방향으로 연장되며 관통홀(313)이 형성된 수직판 형태의 수직판 거더전단연결재(311)와
상기 수직판 거더전단연결재(311)의 일 측방으로 강재거더(300)의 상부플랜지에 역시 길이방향으로 다수 이격 형성된 볼트형태의 스터드(312)로 형성되어 있음을 알 수 있다.
이때 수직판 거더전단연결재(311)와 스터드(312) 모두 강재거더와 프리캐스트 슬래브의 합성을 위한 전단연결재로서 기능하게 되며, 수직판 거더전단연결재(311)와 스터드(312)를 병용하게 되면 강재거더(300) 상면에 설치할 수 있는 전단연결재 개수가 증가 하기 때문에 합성 성능 확보가 유리해지는 장점이 있게 된다.
또한, 상기 거더전단연결재(310)는 후술되는 프리캐스트 슬래브(200)의 저면홈(210)에 수용되며,
무수축콘크리트와 같은 충전재(400)가 저면홈(210)과 상,하로 연통되도록 형성시킨 전단포켓(220)을 통해 충전됨으로서 강재거더(300)와 프리캐스트 슬래브(200)를 서로 일체화시켜 합성시키는 역할을 하게 된다.
하지만, 프리캐스트 슬래브(200)는 공장에서 제작되어 강재거더(300) 상면에 거치되도록 시공하기 때문에 제작, 시공오차가 발생할 수 있고, 전단포켓(220)은 제한적인 개수로 형성되므로 상기 합성성능을 추가로 확보하기 위한 것이 본 발명의 인터러팅 전단연결재(100)라 할 수 있다.
이러한 인터러팅 전단연결재(100)는 후술되는 바와 같이, 프리캐스트 슬래브(200)의 전단포켓(220)과 저면홈(210)을 이용하여 하단고정형 전단연결재(110)와 상단고정형 전단연결재(120)가 상,하로 인터러킹 되도록 설치한 것이다.
다음으로 상기 프리캐스트 슬래브(200)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 강재거더(300) 상면에 횡방향으로 연장되도록 형성되고, 종방향으로도 서로 연결측면에 인출된 연결철근(240)에 연결되도록 수평판 형태의 프리캐스트 콘크리트 수평판 부재이다.
이때, 강재거더(300)의 상면에는 거더전단연결재(310)가 형성되어 있는데, 이러한 거더전단연결재(310)는 수직판 거더전단연결재(311)와 스터드(312)로 형성되어 있음은 살펴본 바와 같다.
이에 상기 거더전단연결재(310)를 수용하기 위해 프리캐스트 슬래브(200)의 저면에는 저면으로부터 일정 깊이를 가진 사다리꼴 단면등의 저면홈(210)이 연속하여 종방향으로 연장되도록 형성시키고 있음을 알 수 있다.
또한, 상기 프리캐스트 슬래브(200)에는 저면홈(210)과 상,하로 연통되도록 전단포켓(220)이 종방향으로 다수 이격 설치된다.
이에 상기 전단포켓(220)은 프리캐스트 슬래브(200) 상면으로부터 폭이 좁아지는 단면 형태로 저면홈(210)과 연통되어 저면홈(210)에 수용된 수직판 거더전단연결재(311)와 스터드(312)가 전단포켓(220)에 노출된다.
수직판 거더전단연결재(311)와 스터드(312)는 저면홈(210)에만 수용되어 전단포켓(220)으로는 노출되지 않지만, 하단고정형 전단연결재(110)는 수직판 거더전단연결재(311)으로부터 상방으로 배치되어 전단포켓(220)에 수용되도록 배치된다.
또한, 후술되는 상단고정형 전단연결재(120)의 몸통부(122)가 삽입 체결될 수 있도록 저면홈(210)을 따라 저면홈의 상부 저면에는 슬리브(230)가 다수 이격되어 형성되도록 하게 되며, 이러한 슬리브(230)에 상단고정형 전단연결재(120)가 미리 체결되어 고정 설치된다.
이러한 슬리브(230)는 내주면에 나사부가 형성된 원통형 부재로서 프리캐스트 슬래브에 매입 설치된다.
다음으로 상기 인터러킹 전단연결재(100)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 하단고정형 전단연결재(110)와 상단고정형 전단연결재(120)를 포함하게 되며, 거더전단연결재(310)에 더하여 강재거더(300)와 프리캐스트 슬래브(200)의 합성성능을 추가로 확보하기 위한 것이라 할 수 있다.
수직판 거더전단연결재(311)와 스터드(312)와 같은 거더전단연결재(310)의 경우 강재거더(300)의 상면에 상방으로 연장된 형태로 설치되는데, 저면홈(210)의 크기와 전단포켓(220)의 크기와 개수는 제한적이므로 한정적으로 설치할 수 밖에 없고, 강재거더(300) 상면을 기준으로 상방 및 하방으로 작용하는 휨 모멘트가 발생할 수 이기 때문에 상방 및 하방으로 작용하는 휨 모멘트는 서로 방향이 반대가 된다.
이에 전단연결재도 이에 맞추어 상,하로 볼트머리부가 대항 배치되도록 하는 것이 바람직한데, 수직판 거더전단연결재(311)와 스터드(312)와 같은 거더전단연결재(310)는 모두 강재거더 상면에 위쪽으로 연장배도록 배치되어 있어 서로 상,하로 인터러킹 되도록 설치할 수 가 없게 된다.
이에 본 발명은 거더전단연결재(310)로서 수직판 거더전단연결재(311)를 이용하여 하단고정형 전단연결재(110)의 볼트머리부(111, 형태와 상관없이 인터러킹 되도록 하는 구성을 지칭한다)가 저면홈(210) 상부의 전단포켓(220)에 위치하도록 하고,
프리캐스트 슬래브(200)의 저면홈(210) 상부 저면에 형성된 슬리브(230)를 이용하여 상단고정형 전단연결재(120)의 볼트머리부(121)가 프리캐스트 슬래브의 저면홈 하부에 위치하도록 함으로서,
상기 하단고정형 전단연결재(110)의 볼트머리부(111)와 상단고정형 전단연결재(120)의 볼트머리부(121) 형태와 상관없이 인터러킹 되도록 하는 구성을 지칭하며, 상,하로 서로 대향 형성된 볼트머리부(111,121)는 충전재(400)에 의하여 서로 상,하로 인터러킹되어 상방 및 하방으로 작용하는 휨 모멘트에 따른 효과적인 저항이 가능하게 된다.
이에 도 2a와 같이, 하단고정형 전단연결재(110)는 볼트머리부(111)로부터 하방으로 연장되며 하단은 수평절곡부(113)가 형성된 몸통부(112)로 형성되며, 상기 수평절곡부(113)는 수직판 거더전단연결재(311)의 관통홀(313)에 수평 관통시키고, 체결너트와 같은 체결구에 의하여 수직판 거더전단연결재(311)에 고정시키게 된다.
이에 프리캐스트 슬래브(200)를 강재거더(300) 상면에 거치하면서 전단포켓(220)을 통해 저면홈(210)에 수용되어 노출된 수직판 거더전단연결재(311)에 체결구를 이용하여 하단고정형 전단연결재(110)를 고정시키게 되며, 하단이 고정된다는 의미에서 하단고정형 전단연결재(110)라 지칭하게 된다.
다음으로 도 2a와 같이, 상단고정형 전단연결재(120)는 프리캐스트 슬래브(200)의 저면홈(210)의 상부 저면에 저면홈의 길이방향으로 다수 이격되어 설치되며 상기 저면홈(210)의 상부 저면에 노출되는 슬리브(230)에 몸통부(122)가 체결되며. 몸통부(122) 단부에 형성된 볼트머리부(121)는 저면홈(210) 하부에 위치하도록 설치하게 된다.
이러한 상단고정형 전단연결재(120)는 프리캐스트 슬래브(200)를 제작 후, 거치 이전에 미리 슬리브(230)에 몸통부(122)가 체결되도록 형성시키면 거치 이후 작업을 실시하지 않아도 된다.
결국, 상단고정형 전단연결재(120)는 미리 프리캐스트 슬래브(200)에 설치된 상태로 저면홈(210)에 위치하도록 세팅되고, 하단고정형 전단연결재(110)는 프리캐스트 슬래브(200)를 강재거더(300) 상면에 거치한 후 전단포켓(220)에 위치하도록 설치하여 세팅됨을 알 수 있다.
[ 본 발명의 인터러킹 전단연결재(100)를 이용한 프리캐스트 슬래브(200) 시공방법]
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 인터러킹 전단연결재(100)를 이용한 프리캐스트 슬래브(200)의 시공방법 예시도를 도시한 것이다.
상기 인터러킹 전단연결재(100)를 이용한 프리캐스트 슬래브(200)의 시공방법은 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 거더교의 교량하부구조에 강재거더(300)를 다수 횡방향으로 이격 설치하고,
상기 강재거더(300) 상면에 슬래브 시공을 위하여 프리캐스트 슬래브(200)를 거치한 후, 인터러킹 전단연결재(100)와 충전재(400)를 이용하여 강재거더(300)와 프리캐스트 슬래브(200)를 서로 합성시키는 시공방법이라 할 수 있다.
이에 도 3a와 같이, 교량하부구조에 강재거더(300)를 이격 설치하고, 미리 프리캐스트 슬래브(200)를 구비하여 현장에 반입시키고, 상기 강재거더(300) 상면에 반입된 프리캐스트 슬래브(200)를 인양하여 거치한 후, 종방향 및 횡방향으로 서로 연결시키게 된다.
상기 교량하부구조는 거더교에 있어 교대, 교각을 포함하게 되며, 강재거더(300)는 앞서 살펴본 바와 같이 상부플랜지(320), 복부(330) 및 하부플랜지(340)로 I형 단면으로 제작된 것을 이용하고 있음을 알 수 있으며,
상부플랜지(320) 상면에 프리캐스트 슬래브(200)가 거치되어 강재거더(300)와 프리캐스트 슬래브(200)가 일체로 거동하도록 합성시키기 위한 거더전단연결재(310)가 미리 형성된 것이다.
이때 상기 거더전단연결재(310)는 강재거더(300)의 상부플랜지(320)의 중앙 상면에 강재거더의 길이방향으로 연장되며 관통홀(313)이 형성된 수직판 형태의 수직판 거더전단연결재(311)와 상기 수직판 거더전단연결재(311)의 측방으로 강재거더(300)의 상부플랜지에 역시 길이방향으로 다수 이격 형성된 볼트형태의 스터드(312)로 형성된 것임을 알 수 있다.
또한 프리캐스트 슬래브(200)는 미리 공장에서 제작한 것을 이용하되 직사각형 수평판재 형태로 형성되며 종방향 및 횡방향으로 연결시키기 위하여 연결측면으로부터 인출된 연결철근(240)이 형성되고, 저면에는 거더전단연결재(310)를 수용하기 위하여 저면홈(210)이 종방향으로 연장 형성되어 있으며, 상기 저면홈(210)의 상부 저면에는 슬리브(230)가 매립되어 노출된 것이다. 또한 상기 저면홈(210)이 상,하로 연통되는 전단포켓(220)이 다수 종방향으로 형성된 것이다.
이에 강재거더(300)를 교량하부구조에 이격 설치하고, 강재거더(300) 상면에 거더전단연결재(310)가 저면홈(210)에 수용되도록 하면서, 상기 저면홈은 전단포켓(220)에 의하여 노출되도록 프리캐스트 슬래브(200)를 연결철근(240)을 이용하여 종방향 및 횡방향으로 거치시켜 놓고, 연결시키게 된다.
다음으로는 도 3b와 같이, 강재거더(300) 상면에 거치된 프리캐스트 슬래브(200)와 강재거더(300)를 인터러킹 전단연결재(100)와 충전재(400)를 이용하여 서로 합성시키게 된다.
종방향 및 횡방향으로 연결철근(240)이 매립되도록 역시 충전재(400)로 마감시키고, 프리캐스트 슬래브(200)의 전단포켓(220)을 통해 노출된 저면홈(210)의 수직판 거더전단연결재(311)에 하단고정형 전단연결재(110)를 서로 연결시키게 된다.
즉, 하단고정형 전단연결재(110)의 하단에 형성된 수평절곡부(113)가
강재거더(300)의 상면에 형성되어 있는 수직판 거더전단연결재(311)의 관통홀(313)에 수평 관통시키고,
체결너트와 같은 체결구에 의하여 수직판 거더전단연결재(311)에 고정시키게 된다.
이에 상기 하단고정형 전단연결재(110)와 상단고정형 전단연결재(120)를 포함하는 인터러킹 전단연결재(100), 수직판 거더전단연결재(311)와 스터드(312)를 포함하는 거더전단연결재(310)가
저면홈(210), 전단포켓(220)에 매립되어 마감되도록 충전재(400)를 충전시킨 후 양생시켜 강재거더(300)와 프리캐스트 슬래브(200)를 합성시키게 된다.
이로서 강재거더(300)와 프리캐스트 슬래브(200) 시공이 완료되면 거더교 시공이 최종 완성된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 하단고정형 전단연결재
111: 볼트머리부 112: 몸통부
113: 수평절곡부 120: 상단고정형 전단연결재
121: 볼트머리부 122: 몸통부
200: 프리캐스트 슬래브 210: 저면홈
220: 전단포켓 230: 슬리브
240: 연결철근 300: 강재거더
310: 거더전단연결재 311: 수직판 거더전단연결재
312: 스터드 313: 관통홀
320,330,340: 상부플랜지, 복부, 하부플랜지
400: 충전재

Claims (10)

  1. 강재거더(300) 상면에 횡방향으로 연장되도록 형성되고, 종방향으로 서로 연결 시공되며, 강재거더(300) 상면에 형성된 거더전단연결재(310)에 더하여 강재거더(300)와 프리캐스트 슬래브(200)의 합성성능을 추가로 확보하기 위한 인터러킹 전단연결재(100)를 이용한 프리캐스트 슬래브(200)로서,
    상기 인터러킹 전단연결재(100)는,
    강재거더(300) 상면에 형성된 거더전단연결재(310)에 고정된 것으로서 볼트머리부(111)가 저면홈(210) 상부의 전단포켓(220)에 위치하도록 설치된 하단고정형 전단연결재(110); 및
    프리캐스트 슬래브(200)의 저면홈(210) 상부 저면에 형성된 슬리브(230)에 연결되어 고정된 것으로서, 볼트머리부(121)가 프리캐스트 슬래브(200)의 저면홈(210) 하부에 위치하도록 형성된 상단고정형 전단연결재(120);을 포함하여,
    상기 하단고정형 전단연결재(110)의 볼트머리부(111)와 상단고정형 전단연결재(120)의 볼트머리부(121)가 상,하로 서로 대향되어 충전재(400)에 의하여 서로 상,하로 인터러킹되어 상방 및 하방으로 작용하는 휨 모멘트에 저항하는 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 거더전단연결재(310)는,
    강재거더(300)의 상부플랜지(320)의 중앙 상면에 강재거더의 길이방향으로 연장되며 관통홀(313)이 형성된 수직판 형태의 수직판 거더전단연결재(311)로서,
    하단고정형 전단연결재(110)의 하단이 상기 수직판 거더전단연결재(311)에 체결구에 의하여 연결되어 고정되는 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 거더전단연결재(310)는,
    상기 수직판 거더전단연결재(311)의 일 측방으로 강재거더(300)의 상부플랜지에 길이방향으로 다수 이격 형성된 볼트형태의 스터드(312)가 수직판 거더전단연결재(311)와 함께 더 설치되는 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 강재거더(300)는,
    상부플랜지(320), 복부(330) 및 하부플랜지(340)로 I형 단면으로 제작된 것을 이용하되, 상면에 프리캐스트 슬래브(200)가 거치되어 강재거더(300)와 프리캐스트 슬래브(200)가 일체로 거동하도록 합성시키는 강재거더(300)의 상부플랜지(320)의 중앙 상면에 강재거더의 길이방향으로 연장되며 관통홀(313)이 형성된 수직판 형태의 수직판 거더전단연결재(311)를 포함하는 거더전단연결재(310)를 구비하는 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하단고정형 전단연결재(110)는,
    강재거더(300) 상면에 프리캐스트 슬래브(200)를 거치한 이후에,
    볼트머리부(111)로부터 하방으로 연장되며 하단은 수평절곡부(113)가 형성된 몸통부(112)로 형성되며, 상기 수평절곡부(113)는 거더전단연결재(310)의 수직판 거더전단연결재(311)의 관통홀(313)에 수평 관통시키고, 체결구에 의하여 수직판 거더전단연결재(311)에 고정되도록 하는 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상단고정형 전단연결재(120)는,
    프리캐스트 슬래브(200)의 저면홈(210)의 상부 저면에 저면홈의 길이방향으로 다수 이격되어 설치되며 상기 저면홈(210)의 상부 저면에 노출되는 슬리브(230)에 몸통부(122)가 체결되며 몸통부(122)에 단부에 형성된 볼트머리부(121)는 저면홈(210)에 위치하도록 설치하고,
    상기 상단고정형 전단연결재(120)는 프리캐스트 슬래브(200)를 제작 후, 강재거더(300) 상면에 거치 이전에 미리 슬리브(230)에 몸통부(122)가 체결되도록 형성시키는 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프리캐스트 슬래브(200)는,
    강재거더(300) 상면에 횡방향으로 연장되도록 형성되고, 종방향으로도 서로 연결측면에 인출된 연결철근(240)에 연결되도록 수평판 형태의 프리캐스트 콘크리트 수평판 부재로서,
    강재거더(300)의 상면에 형성된 거더전단연결재(310)를 수용하기 위해 저면으로부터 일정 깊이를 가지며, 연속하여 종방향으로 연장되도록 형성된 저면홈(210);
    상기 저면홈(210)과 상,하로 연통되도록 형성되며 종방향으로 다수 이격 설치된 전단포켓(220);
    상단고정형 전단연결재(120)의 몸통부(122)가 삽입 체결될 수 있도록 상기 저면홈(210)의 상부 저면에 형성된 슬리브(230);을 포함하는 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브.
  8. (a) 강재거더(300) 상면에 횡방향으로 연장되도록 형성되고, 종방향으로도 서로 연결측면에 인출된 연결철근(240)에 연결되도록 수평판 형태의 프리캐스트 콘크리트 수평판 부재로서, 강재거더(300)의 상면에 형성된 거더전단연결재(310)를 수용하기 위해 저면으로부터 일정 깊이를 가지며, 연속하여 종방향으로 연장되도록 형성된 저면홈(210); 상기 저면홈(210)과 상,하로 연통되도록 형성되며 종방향으로 다수 이격 설치된 전단포켓(220); 및 상단고정형 전단연결재(120)의 몸통부(122)가 미리 삽입 체결된 것으로서 저면홈(210)의 상부 저면에 형성된 슬리브(230);을 포함하는 프리캐스트 슬래브(200)를 구비하는 단계;
    (b) 상기 프리캐스트 슬래브(200)의 저면홈(210)에 상면에 형성된 거더전단연결재(310)가 수용되도록, 교량하부구조에 설치된 강재거더(300) 상면에 프리캐스트 슬래브(200)를 거치하는 단계; 및
    (c) 상기 프리캐스트 슬래브(200)의 전단포켓(220)을 통하여 강재거더(300) 상면에 형성된 거더전단연결재(310)에 볼트머리부(111)가 저면홈(210) 상부의 전단포켓(220)에 위치하도록 하단고정형 전단연결재(110)를 설치하는 단계;를 포함하며,
    상기 하단고정형 전단연결재(110)의 볼트머리부(111)와 상단고정형 전단연결재(120)의 몸통부(122)의 단부에 형성된 볼트머리부(121)가 상,하로 서로 대향되어 충전재(400)에 의하여 서로 상,하로 인터러킹되어 상방 및 하방으로 작용하는 휨 모멘트에 저항하는 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브 시공방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (c) 단계 이후에,
    전단포켓(220)을 통해 저면홈(210)까지 충전되어 저면홈(210)과 전단포켓(220)에서 거더전달연결재(310)와 인터러킹 전단연결재(100)가 매립되도록 한 후 양생되는 충전재(400)를 충전시키는 단계를 더 포함하는 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브 시공방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 (a) 단계의 거더전단연결재(310)는,
    거더전단연결재(130)인 수직판 거더전단연결재(311)의 일 측방으로 강재거더(300)의 상부플랜지에 길이방향으로 다수 이격 형성된 볼트형태의 스터드(312)가 수직판 거더전단연결재(311)와 함께 더 설치되며, 상기 수직판 거더전단연결재(311)의 일 측방으로 강재거더(300)의 상부플랜지에 길이방향으로 다수 이격 형성된 볼트형태의 스터드(312)가 수직판 거더전단연결재(311)와 함께 더 설치되고,
    상기 강재거더(300)는, 상부플랜지(320), 복부(330) 및 하부플랜지(340)로 I형 단면으로 제작된 것을 이용하되, 상면에 프리캐스트 슬래브(200)가 거치되어 강재거더(300)와 프리캐스트 슬래브(200)가 일체로 거동하도록 합성시키는 강재거더(300)의 상부플랜지(320)의 중앙 상면에 강재거더의 길이방향으로 연장되며 관통홀(313)이 형성된 수직판 형태의 수직판 거더전단연결재(311)를 포함하는 거더전단연결재(310)를 구비하는 인터러킹 전단연결재를 이용한 프리캐스트 슬래브 시공방법.
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