KR20140046111A - 피에스씨 빔 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PSC 빔 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간단하고 회수가능한 구성을 활용하여 보다 효율적으로 프리스트레싱이 가능한 PSC 빔 시공방법에 관한 것이다.
본 발명은, 교량에 배치되었을 때 위쪽을 향하는 나사홈이 형성되고 하부는 막혀 있는 정착너트의 나사홈이 PSC 빔의 상면의 양쪽에 각각에 배치한 상태로 PSC 빔을 제작하는 PSC 빔 제작단계; 상기 PSC 빔 시공이 완료된 후에 긴장재를 정착하기 위한 정착수단이 포함된 정착부재를 고정하되, 상기 나사홈에 체결가능한 볼트부재를 상기 나사홈에 체결하여 상기 PSC 빔의 상면에 고정하는 정착부재 고정단계; 긴장재에 인장력을 가한 상태로 상기 정착수단에 양단부를 정착시켜 상기 PSC 빔에 자중 방향의 휨 모멘트와 압축력을 가하는 제1프리스트레싱 단계; 상기 PSC 빔에 형성된 쉬스관에 강연선을 삽입하고 인장력을 가한 후 정착시켜 자중 반대방향의 휨 모멘트와 압축력을 가하는 제2프리스트레싱 단계; 상기 제1프리스트레싱 단계와 제2프리스트레싱 단계가 완료된 후 상기 PSC 빔을 교량의 하부 구조에 거치하는 거치단계; 및, 상기 거치단계 이후에 상기 제1프리스트레싱 단계에서 정착된 긴장재의 긴장력을 해제하는 제1프리스트레싱 해제단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 PSC 빔 시공방법을 제공한다.

Description

피에스씨 빔 시공방법{Fabrication Method for Prestressed Concrete Beam}

본 발명은 PSC 빔 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간단하고 회수가능한 구성을 활용하여 보다 효율적으로 프리스트레싱이 가능한 PSC 빔 시공방법에 관한 것이다.

교량의 거더를 시공함에 있어 PSC 빔(Prestressed Concrete Beam)을 사용하지 않는다는 것을 상상할 수 없을 정도로 PSC 빔은 일반화되어 있다. 초기의 PSC 빔은 교량의 하부구조에 거더를 거치하기 전에 오직 한 번만 긴장(prestressing)하여 단면에 자중이 작용하는 방향과 반대 방향의 휨모멘트와 압축력을 가하되 전체적으로는 압축력이 가해지도록 가압하는 방식이었다.

이때 프리스트레스의 크기가 크면 클수록 자중이나 사용하중에 대응하는 것이 유리한데 프리스트레싱의 크기를 키우면 거더의 상면에 작용하는 인장응력의 크기가 콘크리트 허용응력에 비하여 커서 인장균열이 발생할 수 있으므로 가할 수 있는 프리스트레스의 크기는 제한적일 수밖에 없으며, 더욱 작은 단면을 가진 거더로 보다 큰 하중을 지탱하기 위한 노력이 계속되어 오고 있다.

이러한 제한을 해소하기 위한 노력으로서 거더의 상부 플랜지의 단면적을 키움으로써 도입되는 프리스트레스의 크기를 늘리고 PSC 빔의 중립축을 상방으로 이동시켜 프리스트레스에 의해 PSC 빔의 상부에 발생하는 인장응력의 상대크기를 줄이려는 시도가 있었다. 그러나 PSC 빔의 상부 플랜지의 단면적이 커짐으로 인해 PSC 빔을 교량의 하부 구조에 거치한 후에 전도가 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.

전술한 상부 플랜지의 단면적을 키우는 공법의 문제점을 해소하기 위하여 상부 플랜지부에 강재를 PSC 빔의 길이방향으로 삽입하여 물리적으로 상부 플랜지의 단면을 키우는 것과 동일한 효과를 발생시키는 공법이 개발되기도 하였으며 이를 E-빔으로 부르기도 하였다. 그런데 이 방법의 경우 시공이 복잡하고 비용이 많이 소요되는 단점이 있었다.

한편, 거더의 단면을 줄이기 위한 시도로서 IPC(Incrementally Prestressed Concrete) 거더가 개발되어 사용되어 오고 있다. IPC 거더는 교량의 시공단계에 맞추어 여러 번 프리스트레싱을 할 수 있도록 하여 보다 효율적인 단면의 설계가 가능하도록 구성된 거더이다. 도 1은 IPC 거더 2경간 연속교의 시공순서를 도시한 것이다.

시공순서는 먼저 도 1 (a)와 같이 거더(100)를 제작하고, 도 1 (b)와 같이 거더 단부면에 있는 1차 텐던의 정착구(200; 이하 단부 정착구로 표기)를 이용하여 긴장한다. 1차 긴장한 거더를 도 1 (c)와 같이 교대 또는 교각 등의 교량하부구조(300) 위에 거치하고, 도 1 (d)와 같이 슬래브(400)와 교각 상의 연속부에 콘크리트를 타설한다. 거더에 슬래브 하중이 추가로 가해지면 추가로 프리스트레스의 도입이 가능해지기 때문에 연속부와 슬래브 콘크리트가 소정의 강도에 도달하면 도 1 (e)와 같이 연속교 양단부의 측면 정착구(201)를 이용하여 2차 긴장을 실시한다. 2차 긴장이 완료되면 도 1 (f)와 같이 포장과 방호책(500) 또는 방호벽(미도시)을 설치하여 교량을 완공한다. 측면 정착구는 긴장작업이 가능하도록 외부로 노출되어 있기 때문에 도 1 (g)와 같이 교량 완공 후 차량 공용 중에도 긴장작업이 가능하다. 따라서 이를 이용하면 오랜 시간이 지난 후에 교량의 구조적 성능이 저하되었을 때 예비적으로 설치한 여분의 비부착 강선이나 예비적으로 설치한 여분의 덕트를 사용하여 측면 정착구에서 3차 긴장도 가능하다. 바닥판 슬래브에는 현장 타설이 주로 사용되고 있지만 프리캐스트 슬래브나 프리캐스트 패널 등을 사용하는 경우도 있다. 이러한 경우에는 프리캐스트 패널 또는 프리캐스트 슬래브를 거더에 설치하고 이를 거더에 합성하기 전에 2차 긴장을 하는 방법이 주로 사용된다.

IPC 거더는 1차 긴장만 하는 일반적인 거더보다 프리스트레스의 도입량을 크게 할 수 있기 때문에 거더 단면을 작게 할 수 있는 것이다. 거더가 교량의 하부구조에 거치 된 이후에 2차 긴장작업을 해야하므로 2차 긴장작업은 고소작업이 될 수밖에 없어 시공성이 떨어지는 문제가 생긴다. 또한, 단 한 번만 긴장하는 PSC 거더에 비하여 압축력이 다소 과도하게 누적되어 있어 이러한 압축력이 콘크리트의 허용 압축력 이하가 되도록 제어하는 것이 매우 중요한 문제로 남게 되기도 한다.

이 외에도 일반적으로 사용되는 긴장재와 별도로 상부 플랜지에 강봉과 같은 긴장재를 삽입하여 거더에 프리스트레스를 가하는 바이프리스트레싱 공법이 개발되기도하였는데 정착시스템이나 긴장비용이 과도하게 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 배경기술에서 제시된 기술들의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 거더의 단면을 키우지 않으면서도 초기 프리스트레스 도입량을 크게 하고, 거더를 교량의 하부구조에 거치한 후에는 중력방향과 반대방향의 휨 모멘트를 작용하게 함으로써 보다 효율적인 단면설계가 가능한 PSC 빔의 시공방법을 제공하는 데 있다.

전술한 과제의 해결수단으로서 본 발명은,

교량에 배치되었을 때 위쪽을 향하는 나사홈이 형성되고 하부는 막혀 있는 정착너트의 나사홈이 PSC 빔의 상면의 양쪽에 각각에 배치한 상태로 PSC 빔을 제작하는 PSC 빔 제작단계;

상기 PSC 빔 시공이 완료된 후에 긴장재를 정착하기 위한 정착수단이 포함된 정착부재를 고정하되, 상기 나사홈에 체결가능한 볼트부재를 상기 나사홈에 체결하여 상기 PSC 빔의 상면에 고정하는 정착부재 고정단계;

긴장재에 인장력을 가한 상태로 상기 정착수단에 양단부를 정착시켜 상기 PSC 빔에 자중 방향의 휨 모멘트와 압축력을 가하는 제1프리스트레싱 단계;

상기 PSC 빔에 형성된 쉬스관에 강연선을 삽입하고 삽입된 강연선에 인장력을 가한 후 정착시켜 자중 반대방향의 휨 모멘트와 압축력을 가하는 제2프리스트레싱 단계;

상기 제1프리스트레싱 단계와 제2프리스트레싱 단계가 완료된 후 상기 PSC 빔을 교량의 하부 구조에 거치하는 거치단계; 및,

상기 거치단계 이후에 상기 제1프리스트레싱 단계에서 정착된 긴장재의 긴장력을 해제하는 제1프리스트레싱 해제단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 PSC 빔 시공방법을 제공한다.

또한, 본 발명은,

교량에 배치되었을 때 위쪽을 향하는 나사홈이 형성되고 하부는 막혀 있는 정착너트의 나사홈이 PSC 빔의 상면의 양쪽에 각각에 배치한 상태로 PSC 빔을 제작하는 PSC 빔 제작단계;

상기 PSC 빔 시공이 완료된 후에 긴장재를 정착하기 위한 정착수단이 포함된 정착부재를 고정하되, 상기 나사홈에 체결가능한 볼트부재를 상기 나사홈에 체결하여 상기 PSC 빔의 상면에 고정하는 정착부재 고정단계;

상기 PSC 빔에 형성된 쉬스관에 강연선을 삽입하고 삽입된 강연선 중 일부의 강연선에 인장력을 가한 후 정착시켜 자중 반대방향의 휨 모멘트와 압축력을 가하는 제2-1프리스트레싱 단계;

인장력을 가한 상태로 상기 정착수단에 양단부를 정착시켜 상기 PSC 빔에 자중 방향의 휨 모멘트와 압축력을 가하는 제1프리스트레싱 단계;

상기 PSC 빔에 형성된 쉬스관에 삽입된 강연선 중 상기 제2-1프리스트레싱 단계에서 정착시킨 강연선을 제외한 나머지 강연선에 인장력을 가한 후 정착시켜 자중 반대방향의 휨 모멘트와 압축력을 가하는 제2-2프리스트레싱 단계;

상기 제1프리스트레싱 단계와 제2-1프리스트레싱단계 및 제2-2프리스트레싱 단계가 완료된 후 상기 PSC 빔을 교량의 하부 구조에 거치하는 거치단계; 및,

상기 거치단계 이후에 상기 제1프리스트레싱 단계에서 정착된 긴장재의 긴장력을 해제하는 해제단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 PSC 빔 시공방법을 제공한다.

상기 정착너트는 상기 거더의 양쪽에 각각 하나씩 마련되는 것이 바람직하다.

상기 정착부재는 강판인 체결 플레이트와 상기 체결 플레이트에 중앙부에 고정되며 상기 나사홈에 체결가능한 나사산이 형성된 볼트부재와 상기 볼트부재와 동축적으로 배치되되 상기 볼트부재의 반대편에 배치되는 원기둥 형상의 체결돌기를 포함한 제1정착부재와,

상기 제1정착부재의 볼트부재의 회전축을 중심으로 상기 체결 플레이트에 대하여 회전가능하도록 상기 체결돌기와 결합하는 강판인 정착 플레이트와 상기 정착플레이트에 고정되어 상기 긴장재를 정착하는 정착구와, 상기 정착구를 지지하는 보강부재를 포함하는 제2정착부재를 포함하여 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

상기 정착너트의 외주면에는 상기 거더를 이루는 콘크리트와의 합성을 용이하게 하기 위한 스터드가 형성되는 것이 좋다.

본 발명에 의하면, 거더의 단면을 키우지 않으면서도 초기 프리스트레스 도입량을 크게 하고, 거더를 교량의 하부구조에 거치한 후에는 중력방향과 반대방향의 휨 모멘트를 작용하게 함으로써 보다 효율적인 단면설계가 가능한 PSC 빔의 시공방법을 제공할 수 있다.

도 1은 IPC 2경간 교량의 시공방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 PSC 빔 시공방법에 사용되는 정착너트를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 PSC 빔 시공방법에 사용되는 제1정착부재의 측면도.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 PSC 빔 시공방법에 사용되는 제2정착부재의 측면도.
도 5는 도 3에 도시된 제1정착부재와 도 4에 도시된 제2정착부재가 결합하여 정착부재를 이룬 상태를 도시한 도면.
도 6은 제1프리스트레싱을 위하여 정착부재가 정착너트에 고정된 상태를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 PSC 빔 시공방법의 각 단계를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 두 번째의 실시예에 따른 PSC 빔 시공방법의 각 단계를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 PSC 빔 시공방법을 설명하기 위한 도면.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 PSC 빔 시공방법의 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.

도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 PSC 빔 시공방법에 사용되는 정착너트를 도시한 도면, 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 PSC 빔 시공방법에 사용되는 제1정착부재의 측면도, 도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 PSC 빔 시공방법에 사용되는 제2정착부재의 측면도, 도 5는 도 3에 도시된 제1정착부재와 도 4에 도시된 제2정착부재가 결합하여 정착부재를 이룬 상태를 도시한 도면, 도 6은 제1프리스트레싱을 위하여 정착부재가 정착너트에 고정된 상태를 도시한 도면, 도 7 및 도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 PSC 빔 시공방법의 각 단계를 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따른 PSC 빔 시공방법은 PSC 빔 제작단계, 정착부재 고정단계, 제1프리스트레싱 단계, 제2프리스트레싱 단계, 거치단계 및 제1프리스트레싱 해제단계를 포함하여 이루어진다.

상기 PSC 빔 시공단계는 정착너트(10)의 나사홈이 PSC 빔의 상면 양쪽에 각각 노출되도록 배치한 상태에서 PSC 빔을 제작하는 단계이다.

상기 정착너트(10)는 도 2에 도시되어 있으며 한쪽(도면상의 아래쪽)에는 나사홈(11)이 마련되어 있고 그 반대쪽은 막혀있다. 본 발명에서 정착너트(10)는 그 나사홈(11)의 입구가 PSC 빔의 상면에 노출되도록 배치된다. 이처럼 PSC 빔을 제작하기 위해서는 PSC 빔 상면이 아래쪽에 배치되도록 거푸집을 만들고 정착너트(10)의 나사홈(11) 개방부가 거푸집의 하면을 향하도록 배치하여 PSC 빔 제작하는 것이 가장 현실적인 방법으로 판단된다. (이때 정착너트(10)의 나사홈(11)의 반대쪽은 막혀 있어서 나사홈(11)으로 콘크리트가 새어 들어가는 것을 방지하게 된다.) 물론 PSC 빔의 상면이 위쪽을 향하도록 정상적으로 거푸집을 배치하고 정착너트(10)를 철근에 고정하여 배치한 후에 콘크리트를 타설 양생하여 PSC 빔을 제작할 수도 있으며, 정착너트(10)와 철근 사이에 별도의 연결부재를 설치할 수도 있다.

상기 정착너트(10)에는 여러 개의 스터드(12)가 형성되어 있어서 PSC 빔을 형성하는 콘크리트와의 합성을 용이하게 한다.

본 실시예에서 상기 정착너트(10)는 도 6의 단면도에 도시된 바와 같이 거더의 양쪽에 각각 하나씩 설치된다. 정착너트(10)의 수가 적으면 적을수록 PSC 빔을 제작하는 과정에서 배근 되는 철근과의 간섭을 줄일 수 있는 장점이 있으므로 정착너트(10)의 수를 최소화하는 것이다.

상기 정착부재 고정단계는 상기 PSC 빔의 시공이 완료된 후에 긴장재를 정착하기 위한 정착수단이 포함된 정착부재를 상기 PSC 빔에 고정하는 단계인데, 이때 상기 정착너트(10)의 나사홈(11)에 체결가능한 볼트부재(21)를 상기 나사홈(11)에 체결하는 방식에 의해 정착부재를 PSC 빔에 고정하게 된다.

본 실시예에서 상기 정착부재는 제1정착부재(20)와 제2정착부재(30)로 이루어진다.

상기 제1정착부재(20)는 상기 정착너트(10)의 나사홈(11)에 체결가능한 나사산이 형성된 볼트부재(21)와 상기 볼트부재(21)에 의해 상기 거더(100)의 상면에 고정되는 체결 플레이트(22)와 원기둥 형태의 체결돌기(23)를 포함하여 이루어진다.

본 실시예에서 상기 볼트부재(21)는 상기 체결 플레이트(22)의 일면에 고정되어 있고 상기 체결돌기(23)는 상기 체결 플레이트(22)의 배면에 고정되어 있는데 상기 볼트부재(21)와 상기 체결돌기(23)는 동축적으로 배치되며, 이는 체결부재(20)의 측면도인 도 2에서 확인할 수 있다.

상기 제2정착부재(30)는 상기 체결 플레이트(22)에 결합하며 정착 플레이트(31), 정착구(35) 및 보강부재로 이루어진다.

상기 정착 플레이트(31)는 상기 체결 플레이트(22)와 결합하는 구성으로서 체결돌기(23)가 정착 플레이트(31)에 형성된 체결공(36)을 관통한 상태로 고정되어 정착 플레이트(31)가 체결 플레이트(22)와 회전가능하게 결합함으로써 체결부재(20)와 정착부재(30)가 회전가능하게 결합하며 이때 그 회전축은 상기 볼트(21)의 중심과 동축이 되는 것이다.

상기 체결 플레이트(22)와 정착 플레이트(31)는 모두 강판이다.

상기 정착구(35)는 긴장재(40)의 단부를 고정하기 위한 구성이고, 보강부재는 상기 정착구(35)를 지지하는 구성으로서 제1플레이트(32), 제2플레이트(33)으로 구성된다. 상기 제2플레이트(33)에는 긴장재 통과공(34)이 마련되며, 긴장재 통과공(34)을 통과한 긴장재(40)의 단부가 정착구(35)에 고정된다. 정착구(35)는 긴장재의 형태에 따라 변형가능하다. 예를 들어 긴장재가 강연선인 경우 쐐기 형태의 정착구가 사용되며, 강봉일 경우에는 나사홈이 형성된 너트 형태의 정착구가 사용될 수도 있다. 본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 강봉을 정착하기 위한 구성(너트)이 사용된다. 도 6에서 정착너트(10)의 크기가 매우 크게 도시되어 있는데, 이는 보다 명확한 표현을 위한 것이며, 실제로는 정착너트(10)의 크기는 구조계산에 의해 결정되며 도시된 것에 비하여 작은 크기의 정착너트(10)가 사용될 수도 있다.

정착너트(10)를 설치할 때에는 제1정착부재(20)가 정착너트(10)와 결합한 상태에서 볼트부재(21)의 중심을 연결하는 선이 제2플레이트(33)와 직각이 될 수 있도록 설치하는 것이 바람직하지만, 실제로 상기 볼트부재(21)를 나사홈(11)에 체결한 상태가 볼트부재(21)의 중심을 연결하는 선과 제2플레이트(33)가 완전한 수직이 아닌 상태일 수도 있다. 만약 볼트부재(21)의 중심을 연결하는 직선과 제2플레이트(33)가 수직이 아닌 상태로 볼트부재(21)와 나사홈(11)의 체결이 마무리되는 상황이라면 긴장재(40)에 인장력을 도입하는 것이 불가능한데, 이는 제2플레이트(33)와 긴장재(40) 사이에 응력집중이 발생하여 긴장재(40)가 손상될 가능성이 크기 때문이다.

제1정착부재(20)와 제2정착부재(30)는 볼트(21)의 회전축과 동축적으로 회전가능하게 결합하는 것이 제1정착부재(20)가 약간 회전된 상태로 거더(100)에 결합하더라도 제2정착부재(30)를 적절히 회전시켜 무리 없이 긴장재(40)에 긴장력을 가하도록 하는 데 있어 유리하다.

이때, 긴장력을 가하기 전에 적절한 위치로 회전시킨 제1정착부재(20)와 제2정착부재(30)를 상대회전 상태에서 스팟용접 등에 의해 제1정착부재(20)와 제2정착부재(30)를 일시고정하게 되는데, 스팟용접을 함으로써 상기 제1프리스트레싱 해제단계 이후에 보다 용이하게 재료를 회수할 수 있도록 한다.

상기 정착부재 고정단계가 완료되면 제1프리스트레싱 단계와 제2프리스트레싱 단계를 시행하게 된다.

상기 제1프리스트레싱 단계는 도 7 (a)에 도시된 바와 같이 긴장재(40)에 인장력을 가한 상태로 양단부를 상기 정착구(35)에 정착시키는 단계이다. 긴장력이 가해진 상태라는 것은 도면상에 화살표 방향으로 힘이 가해진 상태라는 것으로 확인할 수 있다.

제1프리스트레싱이 PSC 빔에 가해지면 자중 방향의 휨모멘트가 PSC 빔에 작용하게 된다.

제2프리스트레싱 단계는 강연선(110)을 이용하여 PSC 빔에 압축력과 자중 반대 방향의 휨모멘트를 가하는 가압단계이다. 강연선(110)에 인장력을 가한 후 정착장치를 이용하여 그 양단부를 고정하게 된다. 제2프리스트레싱 단계가 완료된 상태가 도 7 (b)에 도시된 상태이다. 긴장재(40)와 강연선(110)에는 모두 화살표 방향의 인장력이 도입된 상태이다.

제1프리스트레싱 단계가 완료된 후 제2프리스트레싱 단계를 진행하는 것이 바람직하다. 제1프리스트레싱 단계 이후에 제2프리스트레싱 단계를 실시하면, 제2프리스트레싱 단계에서 더욱 큰 응력을 도입할 수 있는 장점이 있다. 제1프리스트레싱 단계가 완료되면 PSC 빔에 자중 방향의 휨모멘트가 가해져 있게 되므로 자중 반대 방향의 휨모멘트를 가하는 제2프리스트레싱 단계에서 더욱 큰 응력을 도입할 수 있게 되는 것이다. 이는 흡사 IPC 공법에서 PSC 빔을 교량의 하부 구조에 거치하고 슬래브 하중이 재하된 상태에서 추가로 긴장하는 것과 유사한 효과를 기대할 수 있게 하는데, IPC공법의 경우 추가로 긴장하는 작업을 고소에서 별도의 작업대를 설치한 후에 시행하지만, 본 발명의 경우 PSC 빔이 바닥에 놓인 상태에서 이와 유사한 효과를 기대할 수 있는 긴장력의 도입이 가능하므로 더욱 편리한 작업이 가능한 장점이 있는 것이다. 물론 제1프리스트레싱 단계와 제2프리스트레싱 단계는 반복적으로 실시될 수 있고, 제2프리스트레싱 단계 이후에 제1프리스트레싱 단계를 실시할 수도 있다. 제1프리스트레싱 단계와 제2프리스트레싱 단계를 반복적으로 실시하는 실시예는 본 발명의 제2실시예에 설명되어 있다.

상기 거치단계는 제1프리스트레싱 단계와 제2프리스트레싱 단계가 완료된 이후에 상기 PSC 빔(100)을 교량의 하부구조에 거치하는 단계이다.

도 7 (c)에 거치단계가 완료된 상태가 도시되어 있다.

상기 제1프리스트레싱 해제단계는 거치단계가 완료된 이후에 제1프리스트레싱 단계에서 정착된 긴장재(40)를 해체하여 긴장재(40)에 도입된 인장력을 해제하는 것이다. 제1프리스트레싱이 해체된 단계가 도 7 (d)에 도시되어 있다. 긴장재(40)에 재하된 인장력이 제거되었다는 의미로 긴장재(40)에 표시되어 있던 화살표가 삭제된 상태가 도시되어 있다. 제1프리스트레싱 단계에서 도입된 긴장력이 없어지면, 자중 방향으로 가했던 힘을 해제하는 것이 되므로 PSC 빔에는 자중 반대 방향의 휨 모멘트를 가하는 것과 동일한 효과를 기대할 수 있게 된다.

제1프리스트레싱 해제단계는 거치단계가 완료된 이후에 실시하게 되는데 PSC 빔(100)을 교량의 하부구조에 거치한 직후에 실시할 수도 있고, PSC 빔(100)을 거치하고 슬래브 타설을 위한 철근조립 및 거푸집을 설치한 후에 실시할 수도 있다. 이때 제1프리스트레싱 해체단계를 결정하는 것은 제1프리스트레싱 단계에서 도입되는 응력의 크기에 따라 적절히 선택할 수 있다.

제1프리스트레싱 해제단계가 이루어지면 제1프리스트레싱 단계에서 설치된 구성의 대부분을 회수할 수 있으며 다른 현장에서 다시 사용할 수 있는 장점이 있다.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 PSC 빔 시공방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 두 번째의 실시예에 따른 PSC 빔 시공방법의 각 단계를 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예의 PSC 빔 시공방법은 PSC 빔 제작 단계, 정착부재 고정단계, 제1프리스트레싱 단계, 제2-1프리스트레싱 단계, 제2-2프리스트레싱 단계, 거치단계 및 제1프리스트레싱 해제단계를 포함하여 이루어진다.

상기 PSC 빔 제작 단계, 정착부재 고정단계, 거치단계 및 제1프리스트레싱 해제단계는 앞서 도 2 내지 도 7을 참조하면서 설명한 실시예에서의 대응되는 구성과 동일하므로 그 설명을 생략하고 앞선 실시예에서와는 차이가 있는 제1프리트스레싱 단계, 제2-1프리스트레싱 단계 및 제2-2프리스트레싱 단계에 대해서만 설명하기로 한다.

본 실시예에서 제1프리트스트레싱 단계, 제2-1프리스트레싱 단계 및 제2-2프리스트레싱 단계는 제2-1프리스트레싱 단계, 제1프리스트레싱 단계, 제2-2프리스트레싱 단계의 순서로 이루어진다.

상기 제2-1프리스트레싱 단계는 PSC 빔에 형성된 쉬스관에 강연선을 삽입하고 일부의 강연선에만 인장력을 가한 후 정착시키는 단계이다. 도 8의 (a)에는 제2-1 프리스트레싱 단계가 완료된 상태가 도시되어 있다.

상기 제1프리스트레싱 단계는 앞서 설명한 실시예의 제1프리스트레싱 단계와 동일하므로 그 방법에 대한 설명은 생략하기로 한다. 도 8의 (b)에는 제1프리스트레싱 단계가 완료된 상태가 도시되어 있다.

상기 제2-2프리스트레싱 단계는 제2-1프리스트레싱 단계에서 삽입된 강연선 중 인장력이 가해지지 않은 나머지 강연선에 인장력을 가하여 정착하는 단계로서 도 8의 (c)에 도시되어 있다.

상기 제2-1프리스트레싱 단계, 제1프리스트레싱 단계, 제2-2프리스트레싱 단계가 순차적으로 완료되면 거치단계를 수행하며(도 8의 (d)에 도시), 거치단계 이후에 제1프리스트레싱 해제단계(도 8의 (e)에 도시)를 실시하며 앞서 설명한 바와 마찬가지로 앞선 실시예의 대응되는 구성과 동일하므로 그 설명은 생략하기로 한다.

이때, 상기 제2-1프리스트레싱 단계, 제1프리스트레싱 단계, 제2-2프리스트레싱 단계에서 도입되는 긴장력의 크기는 구조계산을 하여 가장 효율적인 단면 구조가 형성될 수 있는 크기로 하게 된다.

상기에서는 정착너트(10)와 PSC 빔의 제작에 사용되는 철근과의 간섭을 최소화하기 위하여 정착너트(10)가 PSC 빔의 양단부에 각각 하나씩만 설치되는 실시예에 대하여 설명하였으나, 정착너트의 수는 얼마든지 변경이 가능하다.

예를 들어 도 9에 도시된 바와 같이 정착너트(200; 도 9에는 세 번째 실시예가 도시되어 있으며 앞서 도 2 내지 도 7을 참고하면서 설명했던 실시예와의 차별을 위하여 앞선 실시예와 동일한 구성에 대해서도 다른 도면부호를 사용하였다)가 PSC 빔의 양단부에 각각 네 개씩 설치될 수도 있다.

이 경우 정착부재(120)는 앞선 실시예와 달리 하나의 판과 보강부재와 정착을 위한 판으로 구성되며, 볼트부재(210)는 정착부재(120)에 마련되는 볼트공을 통과하여 정착너트(200)에 체결되는 형태로 정착부재(120)가 PSC 빔(100)에 고정된다.

긴장재(140)와 정착수단(130)은 앞선 실시예에서 대응되는 구성요소와 실질적으로 동일하므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하였으나 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 아니하는 범위 안에서 다양한 형태의 PSC 빔 시공방법으로 구체화될 수 있다.

10 : 정착너트 20 : 제1정착부재
30 : 제2정착부재 40 : 긴장재

Claims (5)

1. 교량에 배치되었을 때 위쪽을 향하는 나사홈이 형성되고 하부는 막혀 있는 정착너트의 나사홈이 PSC 빔의 상면의 양쪽에 각각에 배치한 상태로 PSC 빔을 제작하는 PSC 빔 제작단계;
   상기 PSC 빔 시공이 완료된 후에 긴장재를 정착하기 위한 정착수단이 포함된 정착부재를 고정하되, 상기 나사홈에 체결가능한 볼트부재를 상기 나사홈에 체결하여 상기 PSC 빔의 상면에 고정하는 정착부재 고정단계;
   긴장재에 인장력을 가한 상태로 상기 정착수단에 양단부를 정착시켜 상기 PSC 빔에 자중 방향의 휨 모멘트와 압축력을 가하는 제1프리스트레싱 단계;
   상기 PSC 빔에 형성된 쉬스관에 강연선을 삽입하고 삽입된 강연선에 인장력을 가한 후 정착시켜 자중 반대방향의 휨 모멘트와 압축력을 가하는 제2프리스트레싱 단계;
   상기 제1프리스트레싱 단계와 제2프리스트레싱 단계가 완료된 후 상기 PSC 빔을 교량의 하부 구조에 거치하는 거치단계; 및,
   상기 거치단계 이후에 상기 제1프리스트레싱 단계에서 정착된 긴장재의 긴장력을 해제하는 제1프리스트레싱 해제단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 피에스씨(PSC) 빔 시공방법.
   
2. 교량에 배치되었을 때 위쪽을 향하는 나사홈이 형성되고 하부는 막혀 있는 정착너트의 나사홈이 PSC 빔의 상면의 양쪽에 각각에 배치한 상태로 PSC 빔을 제작하는 PSC 빔 제작단계;
   상기 PSC 빔 시공이 완료된 후에 긴장재를 정착하기 위한 정착수단이 포함된 정착부재를 고정하되, 상기 나사홈에 체결가능한 볼트부재를 상기 나사홈에 체결하여 상기 PSC 빔의 상면에 고정하는 정착부재 고정단계;
   상기 PSC 빔에 형성된 쉬스관에 강연선을 삽입하고 삽입된 강연선 중 일부의 강연선에 인장력을 가한 후 정착시켜 자중 반대방향의 휨 모멘트와 압축력을 가하는 제2-1프리스트레싱 단계;
   인장력을 가한 상태로 상기 정착수단에 양단부를 정착시켜 상기 PSC 빔에 자중 방향의 휨 모멘트와 압축력을 가하는 제1프리스트레싱 단계;
   상기 PSC 빔에 형성된 쉬스관에 삽입된 강연선 중 상기 제2-1프리스트레싱 단계에서 정착시킨 강연선을 제외한 나머지 강연선에 인장력을 가한 후 정착시켜 자중 반대방향의 휨 모멘트와 압축력을 가하는 제2-2프리스트레싱 단계;
   상기 제1프리스트레싱 단계와 제2-1프리스트레싱 단계 및 제2-2프리스트레싱 단계가 완료된 후 상기 PSC 빔을 교량의 하부 구조에 거치하는 거치단계; 및,
   상기 거치단계 이후에 상기 제1프리스트레싱 단계에서 정착된 긴장재의 긴장력을 해제하는 해제단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 피에스씨(PSC) 빔 시공방법.
   
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 정착너트는 상기 거더의 양쪽에 각각 하나씩 마련되는 것을 특징으로 하는 피에스씨(PSC) 빔 시공방법.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 정착부재는 강판인 체결 플레이트와 상기 체결 플레이트에 중앙부에 고정되며 상기 나사홈에 체결가능한 나사산이 형성된 볼트부재와 상기 볼트부재와 동축적으로 배치되되 상기 볼트부재의 반대편에 배치되는 원기둥 형상의 체결돌기를 포함한 제1정착부재와,
   상기 제1정착부재의 볼트부재의 회전축을 중심으로 상기 체결 플레이트에 대하여 회전가능하도록 상기 체결돌기와 결합하는 강판인 정착 플레이트와 상기 정착플레이트에 고정되어 상기 긴장재를 정착하는 정착구와, 상기 정착구를 지지하는 보강부재를 포함하는 제2정착부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 피에스씨(PSC) 빔 시공방법.
   
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 정착너트의 외주면에는 상기 거더를 이루는 콘크리트와의 합성을 용이하게 하기 위한 스터드가 형성되는 것을 특징으로 하는 피에스씨(PSC) 빔 시공방법.

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