KR101671124B1 - Psc 스플라이스드 거더교용 프리스트레스트 콘크리트 거더 시스템 및 이를 이용한 psc 스플라이스드 거더교의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, N(N은 2이상의 자연수)경간 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 스플라이스드 거더교의 시공에 사용되는 프리스트레스트 콘크리트 거더 시스템에 있어서, 일방향으로 길게 형성되며 설치되었을 때 연속교의 시·종점부측 단부 쪽의 측면에 마련되는 측면정착부와 반대편 단부에 마련되는 확대된 단면의 단부블록을 포함하는 철근 콘크리트 재질의 거더 세그먼트 본체와, 상기 거더 세그먼트 본체의 양단부에 각각 마련되는 제1정착구와 상기 한 쌍의 제1정착구를 연결하며 어느 하나의 제1정착구로부터 거더 세그먼트 본체의 중앙부까지는 점차적으로 아래로 내려가다가 거더 세그먼트 본체의 중앙부로부터 다른 하나의 제1정착구까지는 점차적으로 위로 올라가는 곡선 형상으로 배치되는 제1쉬스관과 상기 제1쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 제1정착구에 각각 정착되는 제1텐던을 포함하는 제1프리스트레싱 유닛을 포함하여 구성되고 연속교의 측경간에서 연속교의 시·종점부측 단부에서 변곡점 주변까지의 정모멘트 구간에 배치되는 단부거더 세그먼트; 일방향으로 길게 형성되며 양쪽 단부에 마련되는 확대된 단면의 단부블록을 포함하는 철근 콘크리트 재질의 거더 세그먼트 본체와, 상기 거더 세그먼트 본체의 양단부에 각각 마련되는 제1정착구와 상기 한 쌍의 제1정착구를 연결하며 어느 하나의 제1정착구로부터 거더 세그먼트 본체의 중앙부까지는 점차적으로 위로 올라가다가 거더 세그먼트 본체의 중앙부로부터 다른 하나의 제1정착구까지는 점차적으로 아래로 내려가는 곡선 형상으로 배치되는 제1쉬스관과 상기 제1쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 제1정착구에 각각 정착되는 제1텐던을 포함하는 제1프리스트레싱 유닛을 포함하여 구성되고, 중앙부에서 연속지점부 교각에 의해 지지되며 변곡점 주변 사이의 부모멘트 구간에 배치되는 지점거더 세그먼트; 일방향으로 길게 형성되며 양쪽 단부에 마련되는 확대된 단면의 단부블록을 포함하는 철근 콘크리트 재질의 거더 세그먼트 본체와, 상기 거더 세그먼트 본체의 양단부에 각각 마련되는 제1정착구와 상기 한 쌍의 제1정착구를 연결하며 어느 하나의 제1정착구로부터 거더 세그먼트 본체의 중앙부까지는 점차적으로 아래로 내려가다가 거더 세그먼트 본체의 중앙부로부터 다른 하나의 제1정착구까지는 점차적으로 위로 올라가는 곡선 형상으로 배치되는 제1쉬스관과 상기 제1쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 제1정착구에 각각 정착되는 제1텐던을 포함하는 제1프리스트레싱 유닛을 포함하여 구성되고, 연속교의 중앙경간에서 변곡점 주변 사이의 정모멘트 구간에 배치되는 중앙거더 세그먼트; 하나는 상기 단부거더 세그먼트의 측면정착부에 마련되고, 나머지 하나는 상기 측면정착부의 반대편에 위치하는 지점거더 세그먼트의 단부블록 중 단부거더 세그먼트 쪽에 위치하는 단부블록의 단부거더 세그먼트 반대쪽 면에 마련되는 한 쌍의 제2정착구와, 상기 한 쌍의 제2정착구를 곡선형상으로 서로 연결하며 상기 단부거더 세그먼트와 지점거더 세그먼트 사이의 스플라이스부를 관통하는 제2쉬스관과, 상기 제2쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 제2정착구에 각각 정착되는 제2텐던과, 지점거더 세그먼트 또는 중앙거더 세그먼트("기준거더 세그먼트"라 함)의 양쪽에 위치하는 거더 세그먼트의 단부블록 중 상기 기준거더 세그먼트 쪽에 위치하는 단부블록의 기준거더 세그먼트의 반대쪽 면에 각각 마련되는 한 쌍의 제2정착구와, 상기 한 쌍의 제2정착구를 곡선형상으로 서로 연결하며 상기 기준거더 세그먼트와 인접한 한 쌍의 거더 세그먼트 사이에 위치하는 스플라이스부를 관통하는 제2쉬스관과, 상기 제2쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 제2정착구에 각각 정착되는 제2텐던을 포함하는 제2프리스트레싱 유닛;을 포함하여 구성되며, 상기 단부거더 세그먼트 2개, 중앙거더 세그먼트 (N-2)개, 지점거더 세그먼트 (N-1)개가 배치되는 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템을 제공한다.

Description

PSC 스플라이스드 거더교용 프리스트레스트 콘크리트 거더 시스템 및 이를 이용한 PSC 스플라이스드 거더교의 시공방법 {Prestressed Concrete Spliced Girder Bridge and Construction method of thereof}

본 발명은 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트(Prestressed Concrete, 이하 PSC) 거더교 형식 중에서 장경간 연속교의 건설에 주로 사용되는 PSC 스플라이스드 거더교용 프리스트레스트 콘크리트 거더 시스템 및 이를 이용한 PSC 스플라이스드 거더교의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지상에서 단부거더, 지점거더, 중앙거더 세그먼트들을 제작하여 휨모멘트의 변곡점 근처에서 연결하여 연속거더를 시공하는 스플라이스드 거더교 시공방법에 있어서 거더 세그먼트들을 구조적으로 연결하면서 효율적인 프리스트레스의 도입이 가능하며 다경간 연속교에도 적합한 PSC 스플라이스드 거더교용 프리스트레스트 콘크리트 거더 시스템 및 이를 이용한 PSC 스플라이스드 거더교의 시공방법에 관한 것이다.

PSC 스플라이스드 거더교는 지상에서 미리 제작한 프리캐스트 PSC 거더 세그먼트를 사하중에 의한 휨모멘트가 0이 되는 연속거더의 휨모멘트 변곡점 근처에서 이음(splice)하여 연속거더를 구성하고 그 위에 콘크리트 바닥판을 시공하는 연속 합성거더교의 시공방법으로서 현재로서는 프리캐스트 PSC 합성거더교 형식 중에서 교량의 경간장을 가장 길게 할 수 있는 교량형식으로 인식되고 있다.

도 1의 (a) 내지 (c)는 PSC 스플라이스드 거더교의 대표적인 시공방법의 예를 도시한 것이다. 도 1은 도시의 편의상 3경간 연속교의 절반만 도시하였는데 오른쪽의 대칭 중심선(CL)를 기준으로 대칭적인 형태를 갖는다. 도 1의 (a)는 지상에서 제작한 단부거더, 지점거더, 중앙거더 세그먼트들을 가벤트와 교각 위에 가설한 시공단계로 1차 텐던을 사용하여 일부 프리스트레스가 도입된 상태이다. 도 1에서 1차 텐던이란 스플라이스부에 콘크리트를 타설하여 거더 세그먼트들을 현장이음하기 이전에 긴장하는 모든 텐던들을 지칭한다. 1차 텐던을 이용한 1차 프리스트레싱은 프리캐스트 거더의 가설 이전과 가설 이후로 나누어 실시될 수 있는데, 이는 거더 세그먼트의 운반과 가설 전·후의 지지조건의 변화 때문이다. 특히 지점거더 세그먼트는 보통 운반과 가설 작업도중에는 양단부에서 지지되지만 가설 후에는 중앙부에서 지지하게 되므로 이러한 지지조건의 변화를 고려해야 하는데, 때로는 운반과 가설작업을 위해 임시 텐던이 사용되기도 한다. 여기서 1차 텐던을 직선으로 도시한 이유는 프리텐션 방식이 많이 사용되기 때문인데 경우에 따라서는 포스트텐션 방식이 사용될 수 있으며 혼용하여 사용하는 방법도 가능하다. 보통 프리텐션 방식을 사용하는 경우에는 임시 텐던을 이용하여 1차 텐던에 의한 프리스트레스를 일부 상쇄하는 방법이 많이 사용되며, 포스트텐션 방식을 사용하는 경우에는 가설 전과 가설 후로 나누어 긴장하는 방법이 많이 사용되고, 혼용하는 방법을 사용하는 경우에는 가설 전에 프리텐션 방식으로 일부 프리스트레스를 도입하고 가설 후에 포스트텐션 방식으로 추가 프리스트레스를 도입하게 된다. 도 1의 (b)는 거더 세그먼트들 사이의 스플라이스부에 철근을 보강하고 콘크리트를 타설하여 이음(splice)하고, 콘크리트가 경화된 후에 연속거더 전체에 걸쳐 배치된 연속텐던인 2차 텐던을 긴장하는 시공단계이다. 2차 텐던에 의한 2차 프리스트레싱이 완료되면 거더 세그먼트들은 연속거더가 되어 가벤트를 철거할 수 있으며 연속거더는 교량의 교각/교대 등의 하부구조에 의해서 지지된다. 도 1의 (c)는 스플라이스드 연속거더 위에 콘크리트 바닥판 슬래브를 시공하고, 슬래브 콘크리트가 경화되면 연속텐던인 3차 텐던을 이용하여 3차 프리스트레스를 도입하는 시공단계이다. 바닥판 슬래브 시공 후에 실시되는 3차 프리스트레싱 작업은 필요에 따라서 실시되며 경우에 따라서는 생략될 수 있는 시공단계이다.

도 2의 (a) 내지 (d)는 다경간 연속교에 적합한 PSC 스플라이스드 거더교의 시공방법의 예를 도시한 것이다. 도 2의 경우에도 도시의 편의상 3경간 연속교의 절반만 도시하였는데 오른쪽의 대칭 중심선(CL)를 기준으로 대칭적인 형태를 갖는다. 도 2의 (a)는 지상에서 제작한 단부거더 세그먼트와 지점거더 세그먼트를 가벤트와 교각 위에 가설한 시공단계이다. 먼저 지점거더 세그먼트가 교각과 가벤트 위에 가설되고, 단부거더 세그먼트는 일단은 교각 위에 설치하고 타단은 스트롱백(strong back) 장치를 사용하여 지점거더 세그먼트가 지지하도록 한다. 이처럼 양쪽 측경간의 거더 세그먼트들의 가설이 끝나면, 도 2의 (b)와 같이 양단에 스트롱백 장치를 설치하여 중앙거더 세그먼트를 가설한다. 도 2의 (a)와 (b)의 시공단계는 도 1의 (a)의 시공단계에 해당하는데, 중앙경간부에 가벤트를 설치하기 어려운 현장 상황일 때 많이 사용되는 공법으로서 도 1의 시공방법에서도 사용될 수 있다. 도 2의 (b)의 시공단계까지 긴장력이 도입되는 텐던들이 1차 텐던이다. 여기서 1차 텐던이란 도 1에 도시된 시공방법에서 설명했듯이 거더 세그먼트들의 이음 이전에 긴장하는 모든 텐던들을 지칭한다. 도 2에서 1차 텐던을 곡선으로 도시한 이유는 포스트텐션 방식이 사용된다는 의미이다. 물론 1차 텐던으로 프리텐션 방식이 사용될 수 있지만 도 2의 공법에서는 연속텐던을 사용하지 않기 때문에 1차 텐던의 효율적인 배치가 매우 중요해서 텐던의 자유로운 배치가 가능한 포스트텐션 방식이 적절하다. 1차 텐던을 이용한 1차 프리스트레싱은 보통 프리캐스트 거더의 가설 이전과 가설 이후로 나누어 실시되는데, 이는 거더 세그먼트의 운반과 가설 전후의 지지조건의 변화에 대응하면서 1차 텐던에 의한 프리스트레스의 도입량을 최대로 늘리기 위해서이다. 때때로 세그먼트 가설 전의 프리스트레스 도입에 프리텐션 방식이 사용될 수 있으며, 임시 텐던이 사용되기도 하지만, 거더 세그먼트 가설 후에 포스트텐션 방식에 의한 추가 프리스트레스의 도입은 거의 필수적이다. 도 2의 (c)는 거더 세그먼트들 사이의 스플라이스부에 철근을 보강하고 콘크리트를 타설하여 이음(splice)하고, 콘크리트가 경화된 뒤에 다수의 짧은 연결텐던을 이용하여 거더 세그먼트들을 구조적으로 연속화하는 시공단계이다. 연결텐던(2차 텐던)에 의한 2차 프리스트레싱이 완료되면 거더 세그먼트들은 연속거더가 되어 가벤트를 철거할 수 있으며 연속거더는 교량의 교각/교대 등의 하부구조에 의해서 지지된다. 도 2의 (d)는 스플라이스드 연속거더 위에 콘크리트 바닥판 슬래브를 시공하여 합성거더 구조를 완성하는 시공단계이다. 이상과 같이 도 2에 도시된 시공방법에서는 전체 연속거더를 관통하는 연속텐던은 사용되지 않는다.

도 1과 도 2는 각각 연속텐던과 연결텐던을 사용하는 스플라이스드 거더교의 대표적인 시공방법들을 보여주고 있는데, 이러한 방법들은 다음과 같은 장단점을 가지고 있다. 도 1은 긴 중앙경간장이 요구되는 3경간 연속교에 특화된 시공방법으로 연속텐던을 사용하는 것이 특징이다. 스플라이스드 연속거더 전체에 걸쳐 배치되는 연속텐던은 거더 세그먼트들의 연속화 이후에 작용하는 바닥판 슬래브 하중, 포장과 방호벽 등의 2차 고정하중, 차량하중 등의 활하중에 대처하는 매우 효율적인 방법이다. 합성거더교의 경우에 바닥판 슬래브를 시공하면 바닥판 슬래브 하중의 작용으로 인하여 거더에 추가적인 프리스트레스 도입여력이 생기는데, 3차 프리스트레싱은 이를 이용한 것으로 거더의 단면효율을 최대로 활용할 수 있어서 거더의 중량을 최소화 할 수 있다. 또한 교량의 공용 중에 연속지점부 바닥판 슬래브 콘크리트에는 큰 인장력이 작용하여 균열이 발생하는데, 3차 프리스트레싱은 연속지점부의 슬래브 콘크리트에 압축 프리스트레스를 도입할 수 있어서 균열을 적절히 제어할 수도 있다. 하지만 바닥판 슬래브 콘크리트의 열화로 바닥판 슬래브를 재시공하는 경우에 바닥판 슬래브를 철거하게 되면 바닥판 슬래브 하중에 의해 거더에 추가되었던 프리스트레스 도입여력이 사라지고 바닥판 슬래브 콘크리트에 작용하던 프리스트레스가 거더로 이전되어 거더에 과도한 프리스트레스가 작용되는 문제가 발생한다. 따라서 교량의 생애주기 동안 바닥판의 재시공이 예상되는 경우에는 3차 프리스트레싱은 피하는 것이 좋다. 그런데 이러한 문제점에도 불구하고 장경간 교량의 경우에는 전체하중에서 거더 자중이 차지하는 비중이 매우 크기 때문에 장경간 교량의 경우에는 3차 프리스트레싱이 많이 사용되고 있다.

도 1과 같이 PSC 스플라이스드 거더교에 연속텐던을 사용하는 방법은 긴장력의 마찰손실 문제를 무시한다면 구조적으로 매우 이상적이다. 즉, 거더 세그먼트 이음 이후의 연속텐던에 의한 2차 프리스트레싱은 바닥판 슬래브 하중, 2차 고정하중 등과 같은 등분포 하중에 의한 휨모멘트에 대처하는 프리스트레스를 효율적으로 도입할 수 있으며, 활하중도 비록 변동폭을 가지고 있지만 등분포 하중과 유사한 분포를 가지고 있어서 연속텐던에 의한 3차 프리스트레싱도 매우 효율적이다. 그런데 텐던의 마찰손실은 곡률변화량과 길이에 비례하는데, 연속텐던은 곡률변화량이 크고 길이가 길어지기 때문에 연속텐던의 삽입과 긴장 시에 마찰손실이 너무 커져서 현실적으로는 최대 3경간 연속교까지만 적용이 가능하다. 그런데 최근에는 3경간을 초과하는 다경간 연속교의 경우에도 교량 전체를 연속화하는 방법을 요구하고 있다.

최근에는 10경간 정도까지도 연속교로 종종 시공되는데, 이는 기존의 다경간 연속교의 경우에는 보통 3경간 정도의 연속교로 분할하여 시공하고 연속교들 사이에는 신축이음을 두는 방법을 많이 사용하였는데, 연속교 사이의 신축이음이 차량의 주행성을 떨어뜨리고, 빈번한 신축이음의 문제발생으로 인하여 신축이음의 교체 문제뿐만 아니라 신축이음부의 누수로 인해 거더 및 받침 등에 추가적인 문제가 빈번히 발생했기 때문이다.

도 2와 같이 연결텐던을 사용하여 거더 세그먼트들을 이음하는 방법은 연속교의 경간수에 관계없이 적용이 가능하다. 도 2의 경우에는 도시의 편의상 3경간 연속교를 예시하였는데, 실제로는 7~8경간 정도의 다경간 연속교에 많이 적용된다. 도 2의 경우에 지점거더 세그먼트는 변단면을 사용하는 도 1의 경우와 달리 직단면을 사용했다. 연속교의 경우에 경간장이 길어지면 구조적 효율성 때문에 지점거더 세그먼트의 형상을 변단면으로 할 수밖에 없지만 변단면 거더 세그먼트는 제작과 운반이 쉽지 않다. 그런데 도 2와 같이 연속텐던을 사용하지 않고 연결텐던만을 사용하는 방법은 구조적 효율성이 좋지 않은 편이어서 경간장이 긴 경우에는 적용하기가 어렵다. 따라서 경간장이 길지 않은 다경간 연속교에 주로 적용되는 도 2에 도시된 시공방법으로 시공된 스플라이스드 거더교에는 직단면의 지점거더 세그먼트를 많이 사용한다. 경간장이 길지 않은 경우에는 직단면이 변단면에 비하여 거더의 중량을 증가시키지만 그 증가분이 크지 않고, 제작, 운반, 가설 등의 작업이 용이하여, 보통은 직단면을 사용하는 것이 변단면을 사용하는 것보다 경제적이다. 그밖에 도 2에 도시된 방법의 경우에는 바닥판 슬래브 시공 후에 프리스트레스를 도입하지 않기 때문에 바닥판 철거시에 문제가 발생하지 않는다.

도 3은 도 2의 연결텐던의 실제 사용예로 위쪽은 평면도 아래쪽은 정면도이다. 도 3을 보면 좌우 양쪽에 5개씩 10개의 연결텐던이 사용되었다. 이렇게 많은 텐던이 사용되었던 이유 중의 하나는 연결텐던은 길이가 짧아 긴장 효율성이 매우 낮기 때문이다. 텐던은 긴장 후에 반드시 정착장치에 정착시켜야 한다. 그런데 일반적으로 많이 사용하는 쐐기식 정착장치는 긴장된 텐던의 정착시에 반드시 정착활동(anchorage slip)으로 인한 긴장력의 손실을 발생시킨다. 보통 이러한 활동량은 설계시에 최소한 6mm 정도로 가정하는데 긴장재의 길이가 긴 경우에는 큰 문제가 되지 않지만, 긴장재의 길이가 짧은 경우에는 긴장력의 상당부분을 손실시킨다. 도 3의 경우에는 연결텐던의 길이는 4m 정도로 정착활동만으로 약 25% 정도의 긴장력 손실이 발생한다. 40m 길이의 텐던의 경우에 활동에 의한 손실이 약 2.5% 정도임을 고려한다면 이러한 손실은 과도한 측면이 있다. 이러한 과도한 긴장력 손실이 도 3에서와 같이 많은 수의 연결텐던들이 사용되는 이유 중의 하나인데, 텐던의 수가 많아지면 이에 비례하여 시공비용도 증가하므로 텐던량을 줄여 시공비용을 절감할 필요가 있다.

본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 프리캐스트 PSC 스플라이스드 거더교의 시공방법에 있어서, 연속경간의 수에 관계없이 적용이 가능하면서도 연속텐던을 사용하는 방법 이상으로 구조적 효율성이 뛰어난 새로운 스플라이스드 거더교의 시공방법과 이에 적합한 스플라이스드 거더 세그먼트 시스템을 제시하는 것이다.

전술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,
N(N은 2이상의 자연수)경간 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 스플라이스드 거더교의 시공에 사용되는 프리스트레스트 콘크리트 거더 시스템에 있어서,
일방향으로 길게 형성되며 설치되었을 때 연속교의 시·종점부측 단부 쪽의 측면에 마련되는 측면정착부와 반대편 단부에 마련되는 확대된 단면의 단부블록을 포함하는 철근 콘크리트 재질의 단부거더 세그먼트 본체와,
상기 단부거더 세그먼트 본체의 양단부에 각각 마련되는 단부제1정착구와 상기 한 쌍의 단부제1정착구를 연결하며 어느 하나의 단부제1정착구로부터 단부거더 세그먼트 본체의 중앙부까지는 점차적으로 아래로 내려가다가 단부거더 세그먼트 본체의 중앙부로부터 다른 하나의 단부제1정착구까지는 점차적으로 위로 올라가는 곡선 형상으로 배치되는 단부제1쉬스관과 단부상기 제1쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 단부제1정착구에 각각 정착되는 단부제1텐던을 포함하는 단부제1프리스트레싱 유닛을 포함하여 구성되고,
연속교의 측경간에서 연속교의 시·종점부측 단부에서 변곡점 주변까지의 정모멘트 구간에 배치되는 단부거더 세그먼트;
일방향으로 길게 형성되며 양쪽 단부에 마련되는 확대된 단면의 단부블록을 포함하는 철근 콘크리트 재질의 지점거더 세그먼트 본체와,
상기 지점거더 세그먼트 본체의 양단부에 각각 마련되는 지점제1정착구와 상기 한 쌍의 지점제1정착구를 연결하며 어느 하나의 지점제1정착구로부터 지점거더 세그먼트 본체의 중앙부까지는 점차적으로 위로 올라가다가 지점거더 세그먼트 본체의 중앙부로부터 다른 하나의 지점제1정착구까지는 점차적으로 아래로 내려가는 곡선 형상으로 배치되는 지점제1쉬스관과 상기 지점제1쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 지점제1정착구에 각각 정착되는 지점제1텐던을 포함하는 지점제1프리스트레싱 유닛을 포함하여 구성되고,
중앙부는 연속지점부 교각에 의해 지지되며 변곡점 주변 사이의 부모멘트 구간에 배치되는 지점거더 세그먼트;
일방향으로 길게 형성되며 양쪽 단부에 마련되는 확대된 단면의 단부블록을 포함하는 철근 콘크리트 재질의 중앙거더 세그먼트 본체와,
상기 중앙거더 세그먼트 본체의 양단부에 각각 마련되는 중앙제1정착구와 상기 한 쌍의 중앙제1정착구를 연결하며 어느 하나의 중앙제1정착구로부터 중앙거더 세그먼트 본체의 중앙부까지는 점차적으로 아래로 내려가다가 중앙거더 세그먼트 본체의 중앙부로부터 다른 하나의 중앙제1정착구까지는 점차적으로 위로 올라가는 곡선 형상으로 배치되는 중앙제1쉬스관과 상기 중앙제1쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 중앙제1정착구에 각각 정착되는 중앙제1텐던을 포함하는 중앙제1프리스트레싱 유닛을 포함하여 구성되고,
연속교의 중앙경간에서 변곡점 주변 사이의 정모멘트 구간에 배치되는 중앙거더 세그먼트;
하나는 상기 단부거더 세그먼트의 측면정착부에 마련되고, 나머지 하나는 상기 측면정착부의 반대편에 위치하는 지점거더 세그먼트의 단부블록 중 단부거더 세그먼트 쪽에 위치하는 단부블록의 단부거더 세그먼트 반대쪽 면에 마련되는 한 쌍의 단부제2정착구와,
상기 한 쌍의 단부제2정착구를 곡선형상으로 서로 연결하며 상기 단부거더 세그먼트와 지점거더 세그먼트 사이의 스플라이스부를 관통하는 단부제2쉬스관과,
상기 단부제2쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 단부제2정착구에 각각 정착되는 단부제2텐던과,
기준거더 세그먼트 (지점거더 세그먼트 또는 중앙거더 세그먼트를 "기준거더 세그먼트"라 함)의 양쪽에 위치하는 거더 세그먼트의 단부블록 중 상기 기준거더 세그먼트 쪽에 위치하는 단부블록의 기준거더 세그먼트의 반대쪽 면에 각각 마련되는 한 쌍의 기준제2정착구와,
상기 한 쌍의 기준제2정착구를 곡선형상으로 서로 연결하며 상기 기준거더 세그먼트와 인접한 한 쌍의 거더 세그먼트 사이에 위치하는 스플라이스부를 관통하는 기준제2쉬스관과,
상기 기준제2쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 기준제2정착구에 각각 정착되는 기준제2텐던을 포함하는 제2프리스트레싱 유닛;을 포함하여 구성되며,
상기 단부거더 세그먼트 2개, 중앙거더 세그먼트 (N-2)개, 지점거더 세그먼트 (N-1)개가 배치되는 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템을 제공한다.
거더의 상부에 바닥판 슬래브를 시공한 후에 바닥판 슬래브와 거더의 합성 구조물에 프리스트레스를 가하기 위한 것으로서,
하나는 상기 단부거더 세그먼트의 측면정착부에 마련되고, 나머지 하나는 상기 측면정착부의 반대편에 위치하는 지점거더 세그먼트의 단부블록 중 단부거더 세그먼트 쪽에 위치하는 단부블록의 단부거더 세그먼트 반대쪽 면에 마련되는 한 쌍의 단부제3정착구와,
상기 한 쌍의 단부제3정착구를 곡선형상으로 서로 연결하며 상기 단부거더 세그먼트와 지점거더 세그먼트 사이의 스플라이스부를 관통하는 단부제3쉬스관과,
상기 단부제3쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 단부제3정착구에 각각 정착되는 단부제3텐던과,
기준거더 세그먼트(지점거더 세그먼트 또는 중앙거더 세그먼트를 "기준거더 세그먼트"라 함)의 양쪽에 위치하는 거더 세그먼트의 단부블록 중 상기 기준거더 세그먼트 쪽에 위치하는 단부블록의 기준거더 세그먼트의 반대쪽 면에 각각 마련되는 한 쌍의 기준제3정착구와,
상기 한 쌍의 기준제3정착구를 곡선형상으로 서로 연결하며 상기 기준거더 세그먼트와 인접한 한 쌍의 거더 세그먼트 사이에 위치하는 스플라이스부를 관통하는 기준제3쉬스관과,

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상기 기준제3쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 기준제3정착구에 각각 정착되는 기준제3텐던을 포함하는 제3프리스트레싱 유닛;을 더 포함할 수도 있다.
상기 단부거더 세그먼트, 중앙거더 세그먼트, 지점거더 세그먼트는 각각 I형 거더를 사용하거나, 단부거더 세그먼트, 중앙거더 세그먼트는 I형 거더이고 지점거더 세그먼트는 U형 거더를 사용할 수 있다.

상기 상기 단부블록은 I형 거더의 상부플랜지와 하부플랜지 사이의 공간을 채움하거나 U형 거더의 좌우 복부 사이의 공간을 채움한 형태의 블록인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 그 두 번째 형태로서,

전술한 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템을 마련하는 거더 마련단계;

상기 거더 마련단계에서 마련된 각 거더 세그먼트의 제1프리스트레싱 유닛을 이용하여 각각의 거더 세그먼트에 1차 프리스트레스를 도입하는 1차 프리스트레싱 단계;

상기 1차 프리스트레싱 단계에서 1차 프리스트레스가 도입된 각 거더 세그먼트를 가벤트 또는 스트롱 백을 이용하여 교량의 하부 구조에 가설하는 거더 가설단계;

상기 거더 가설 단계 이후에 각각의 거더 세그먼트 사이를 이음하는 스플라이싱 단계;

상기 스플라이싱 단계 이후에 상기 제2프리스트레싱 유닛을 이용하여 거더 세그먼트에 2차 프리스트레스를 도입하는 2차 프리스트레싱 단계;

상기 거더 세그먼트의 상부에 바닥판 슬래브를 형성하는 바닥판 슬래브 시공단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PSC 스플라이스드 거더교 시공방법을 제공한다.

상기 거더 시스템은 전술한 제3프리스트레싱 유닛을 더 포함하며,

상기 바닥판 슬래브 시공단계 이후에 상기 제3프리스트레싱 유닛을 이용하여 거더 세그먼트에 3차 프리스트레스를 도입하는 3차 프리스트레싱 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 경우에 따라서 상기 거더 가설단계 이후에 거더 세그먼트에 1차 프리스트레스를 추가하는 1차 프리스트레스 추가단계;를 더 포함할 수도 있다.

본 발명에 의하면 프리캐스트 PSC 스플라이스드 거더교에 있어서 텐던의 효율적 배치와 여기에 적합한 스플라이스드 거더 세그먼트 시스템을 통해 연속경간의 수에 관계없이 구조적으로 매우 효율적인 PSC 스플라이스드 거더교용 프리스트레스트 콘크리트 거더 시스템 및 이를 이용한 PSC 스플라이스드 거더교의 시공방법을 제공할 수 있다.

도 1은 기존의 연속텐던을 사용하는 PSC 스플라이스드 거더교 시공방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 기존의 연결텐던을 사용하는 PSC 스플라이스드 거더교 시공방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 2의 PSC 스플라이스드 거더교에 사용되었던 연결텐던의 한 실시예를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 PSC 스플라이스드 거더교의 시공 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템의 단부거더 세그먼트를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템의 지점거더 세그먼트를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템의 중앙거더 세그먼트를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템의 단부거더 세그먼트를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템의 지점거더 세그먼트를 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템의 중앙거더 세그먼트를 설명하기 위한 도면.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 프리스트레스트 콘크리트 거더 시스템 및 이를 이용한 PSC 스플라이스드 거더교의 시공방법에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.

우선 PSC 스플라이스드 거더교용 프리스트레스트 콘크리트 거더 시스템의 제1실시예에 대하여 설명함으로써 이를 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다. 도 4는 비록 본 발명의 PSC 스플라이스드 거더교의 시공 방법을 설명하기 위한 도면이지만, 본 발명의 실시예에 따른 거더 세그먼트의 배치 위치 등을 이해하는 데에도 유용하므로 함께 참조하면서 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템의 단부거더 세그먼트를 설명하기 위한 도면, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템의 지점거더 세그먼트를 설명하기 위한 도면, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템의 중앙거더 세그먼트를 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템은 N(N은 2이상의 자연수)경간 PSC 스플라이스드 거더교의 시공에 사용되는 거더 시스템으로서 단부거더 세그먼트(10), 중앙거더 세그먼트(30), 지점거더 세그먼트(20), 제2프리스트레싱 유닛, 제3프리스트레싱 유닛을 포함하여 구성된다.

N경간 거더교에 사용되는 거더 세그먼트의 수는 각각 단부거더 세그먼트 2개, 중앙거더 세그먼트 (N-2)개, 지점거더 세그먼트 (N-1)개이다. 예를 들어 2경간 거더교의 경우 단부거더 세그먼트 2개와 지점거더 세그먼트 1개로 구성되고, 4경간 거더교의 경우 단부거더 세그먼트 2개와 중앙거더 세그먼트 2개, 지점거더 세그먼트 3개로 구성된다.

각각의 단부거더 세그먼트(10), 지점거더 세그먼트(20), 중앙거더 세그먼트(30)는 각각 단부거더 세그먼트 본체(11), 지점거더 세그먼트 본체(21), 중앙거더 세그먼트 본체(31)와 단부제1프리스트레싱 유닛, 지점제1프리스트레싱 유닛, 중앙제1프리스트레싱 유닛을 포함하여 구성되며, 배치되는 위치에 있어서 차이가 있다.

제1프리스트레싱 유닛이 제2프리스트레싱 유닛이나 제3프리스트레싱 유닛과 달리 각각의 거더 세그먼트에 포함되는 구성으로 기재되어 있는 것은 제1프리스트레싱 유닛의 경우 개별적인 거더 세그먼트에 프리스트레스를 가하기 위한 구성이고 제2프리스트레싱 유닛이나 제3프리스트레싱 유닛의 경우 둘 또는 셋의 거더 세그먼트에 걸쳐 배치되며 스플라이스드 연속거더에 프리스트레스를 도입하는 구성이기 때문이며, 제2프리스트레싱 유닛이나 제3프리스트레싱 유닛을 거더 세그먼트와 별도로 설명하는 것은 설명 상의 편의를 위한 것에 불과하다. 이하 도면을 참고하면서 각각의 거더 세그먼트에 대하여 설명하기로 한다. 한편, 상기 단부제1프리스트레싱 유닛, 지점제1프리스트레싱 유닛, 중앙제1프리스트레싱 유닛을 통칭하는 말로 제1프리스트레싱 유닛이라는 표현을 사용한다. 이하 도면을 참고하면서 각각의 거더 세그먼트에 대하여 설명하기로 한다.

단부거더 세그먼트(10)는 연속교의 측경간에 배치되며 연속교의 시·종점부측 단부에서 변곡점 주변까지의 정모멘트 구간에 배치되는 거더 세그먼트이다. 이하에서 "변곡점"이란 사하중에 의한 연속보의 휨모멘트가 0인 지점을 의미하며 변곡점 주변이란 휨모멘트가 0에 가까운 변곡점 근처의 위치를 의미한다. 스플라이스(splice)부의 위치를 엄밀한 의미의 변곡점에 두는 것보다는 운반이나 가설 등을 고려하여 변곡점 주변에 두는 것이 유리한 경우가 있고, 정확한 변곡점에서 스플라이스를 하는 것은 현실적으로 거의 불가능하므로 변곡점 주변이라는 표현을 사용하였다.

상기 단부거더 세그먼트는 단부거더 세그먼트 본체(11)와 단부제1프리스트레싱 유닛을 포함하여 구성된다. 단부거더 세그먼트 본체(11)는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 일방향으로 길게 형성된 철근 콘크리트 재질의 구성이며, 측면정착부(12)와 단부블록(13)을 포함하여 구성된다. 단부거더 세그먼트 본체(11)의 단면은 도 5의 (c)의 단면도에 도시된 바와 같이 측면정착부나 단부블록을 제외하고는 전형적인 I형 단면이다.

상기 측면정착부(12)는 도 4에 도시된 바와 같이 단부거더 세그먼트가 설치되었을 때 연속교의 시·종점부측에 위치하는 단부 쪽의 측면에 마련되는 블록으로서 하부플랜지가 위쪽으로 확대된 형태이고, 단부블록(13)은 측면정착부(12)의 반대편 단부에 마련되며 확대된 단면을 가지는 구성으로서 도시된 바와 같이 상부플랜지와 하부플랜지 사이의 공간을 철근 콘크리트로 채운 형상이다.

상기 측면정착부(12)와 단부블록(13)에 단부제2텐던(230)을 정착하기 위한 단부제2정착구(210)와 단부제3텐던(330)을 정착하기 위한 단부제3정착구(310)가 각각 설치된다.

상기 단부제1프리스트레싱 유닛은 단부제1정착구(110), 단부제1쉬스관 및 단부제1텐던(130)으로 구성된다.

상기 단부제1정착구(110)는 상기 단부거더 세그먼트 본체(11)의 양단부에 아래위로 수직방향으로 일렬로 텐던을 정착시키는 구성이다.

상기 단부제1쉬스관은 거더 세그먼트 본체(11)의 양단부에 각각 마련된 한 쌍의 단부제1정착구를 서로 연결하며 어느 하나의 단부제1정착구로부터 단부거더 세그먼트 본체의 중앙부까지는 점차적으로 아래로 내려가다가 본체의 중앙부로부터 다른 하나의 단부제1정착구까지는 점차적으로 위로 올라가는 아래로 볼록한 곡선 형태로 배치된다.

상기 단부제1텐던은(130)은 상기 단부제1쉬스관에 삽입되어 긴장력이 가해진 채로 그 양단부가 각각 상기 한 쌍의 단부제1정착구(110)에 정착되어 단부거더 세그먼트 본체(11)에 프리스트레스를 가한다. 상기 단부제1쉬스관의 배치는 상기 단부제1텐던(130)의 배치와 실질적으로 동일한 것으로 볼 수 있으므로 도면상에 따로 표시하지는 않는 것으로 한다.

도 5의 (a) 내지 (c)에 상기 제1텐던(130)의 선형(profile)은 도시되어 있지 않은데 텐던의 배치형태를 표시할 경우 도면이 너무 복잡해져서 판독이 어려워지기 때문이며, 텐던의 선형은 통상적으로 부드러운 곡선의 형태이므로 도 5의 (c)에 도시된 각 단면의 텐던(또는 쉬스관)의 위치를 이용하여 텐던(및 쉬스관)의 배치형태를 충분히 알 수 있다.

지점거더 세그먼트(20)는 중앙부에서 연속지점부 교각에 의해 지지되며 변곡점 주변 사이의 부모멘트 구간에 배치되는 거더 세그먼트로서 도 4에 도시된 바와 같이 교각의 상부에 배치된다.

상기 지점거더 세그먼트(20)는 지점거더 세그먼트 본체(21)와 지점제1프리스트레싱 유닛을 포함하여 구성된다. 지점거더 세그먼트 본체(21)는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 일방향으로 길게 형성된 철근 콘크리트 재질의 구성이며, 양단부에 마련되는 지점단부블록(22)을 포함하여 구성된다. 상기 지점단부블록(22)은 지점거더 세그먼트 본체(21)의 양쪽 단부에 각각 마련되며 확대된 단면을 가지는 구성으로서 도시된 바와 같이 상부플랜지와 하부플랜지 사이의 공간을 철근 콘크리트로 채운 형상이다.

상기 지점거더 세그먼트(20)의 형상은 양단부에 지점단부블록(22)이 마련되어 있고 중앙부쪽으로 갈수록 I형 단면의 높이가 점점 커지는 변단면 형상이다. 본 실시예에서 거더의 높이 변화는 직선형상이다. 단면력의 변화 양상을 고려할 때 곡선형의 높이 변화가 구조적으로 보다 타당하지만 제작의 편의를 고려하여 본 실시예에서는 직선형으로 변화하는 변단면을 채용하였다. 지점거더 세그먼트 본체(21)의 중앙부는 I형 단면의 복부가 약간 확대되어 있는데 이는 연속 지점부의 큰 전단력에 대처하고 연속지점부 가로보(미도시)의 철근 배근을 용이하게 하기 위함이며 반드시 복부를 확대해야하는 것은 아니다.

상기 지점단부블록(22)에 단부제2텐던(230)과 기준제2텐던(230)을 정착하기 위한 단부제2정착구(210), 기준제2정착구(210가 각각 마련되고, 단부제3텐던(330)과 기준제3텐던(330)을 정착하기 위한 단부제3정착구(310), 기준제3정착구(310)가 각각 설치된다.

상기 지점제1프리스트레싱 유닛은 지점제1정착구(110), 지점제1쉬스관 및 지점제1텐던(130)으로 구성된다.

상기 지점제1정착구(110)는 상기 지점거더 세그먼트 본체(21)의 양단부에 아래위로 수직방향으로 일렬로 텐던을 정착시키는 구성이다.

상기 지점제1쉬스관은 지점거더 세그먼트 본체(21)의 양단부에 각각 마련된 한 쌍의 지점제1정착구(110)를 서로 연결하며 어느 하나의 지점제1정착구로부터 거더 세그먼트 본체의 중앙부까지는 점차적으로 위로 올라가다가 본체의 중앙부로부터 다른 하나의 지점제1정착구까지는 점차적으로 아래로 내려가는 위로 볼록한 곡선 형태로 배치된다.

상기 지점제1텐던은(130)은 상기 지점제1쉬스관에 삽입되어 긴장력이 가해진 채로 그 양단부가 각각 상기 한 쌍의 지점제1정착구(110)에 정착되어 지점거더 세그먼트 본체(21)에 프리스트레스를 가한다.

앞서 설명한 단부거더 세그먼트와 마찬가지로 도 6의 (a) 내지 (c)에 상기 지점제1텐던(130)의 선형(profile)은 도시되어 있지 않은데 텐던의 배치형태를 표시할 경우 도면이 너무 복잡해져서 판독이 어려워지기 때문이며, 텐던의 선형은 통상적으로 부드러운 곡선의 형태이므로 도 6의 (c)에 도시된 각 단면의 텐던(또는 쉬스관)의 위치를 이용하여 텐던(및 쉬스관)의 배치형태를 충분히 알 수 있다.

중앙거더 세그먼트(30)는 연속교 중앙경간의 변곡점 주변 사이의 정모멘트 구간에 배치되는 거더 세그먼트이다.

상기 중앙거더 세그먼트(30)는 중앙거더 세그먼트 본체(31)와 중앙제1프리스트레싱 유닛을 포함하여 구성된다. 중앙거더 세그먼트 본체(31)는 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 일방향으로 길게 형성된 철근 콘크리트 재질의 구성이며, 양단부에 마련되는 중앙단부블록(32)을 포함하여 구성된다. 상기 중앙단부블록(32)은 중앙거더 세그먼트 본체(31)의 양쪽 단부에 각각 마련되며 확대된 단면을 가지는 구성으로서 도시된 바와 같이 상부플랜지와 하부플랜지 사이의 공간을 철근 콘크리트로 채운 형상이며, 중앙거더 세그먼트 본체(31) 중 상기 중앙단부블록(32)을 제외한 구간은 I형 단면이다.

상기 중앙단부블록(32)에 단부제2텐던(230)과 기준제2텐던(230)을 정착하기 위한 단부제2정착구(210), 기준제2정착구(210가 각각 마련되고, 단부제3텐던(330)과 기준제3텐던(330)을 정착하기 위한 단부제3정착구(310), 기준제3정착구(310)도 각각 설치된다.

상기 중앙제1프리스트레싱 유닛은 중앙제1정착구(110), 중앙제1쉬스관 및 중앙제1텐던(130)으로 구성된다.

상기 중앙제1정착구(110)는 상기 중앙거더 세그먼트 본체(31)의 양단부에 아래위로 수직방향으로 일렬로 텐던을 정착시키는 구성이다.

상기 중앙제1쉬스관은 중앙거더 세그먼트 본체(31)의 양단부에 각각 마련된 한 쌍의 중앙제1정착구(110)를 서로 연결하며 어느 하나의 중앙제1정착구로부터 거더 세그먼트 본체의 중앙부까지는 점차적으로 아래로 내려가다가 본체의 중앙부로부터 다른 하나의 중앙제1정착구까지는 점차적으로 위로 올라가는 아래로 볼록한 곡선 형태로 배치된다.

상기 중앙제1텐던은(130)은 상기 중앙제1쉬스관에 삽입되어 긴장력이 가해진 채로 그 양단부가 각각 상기 한 쌍의 중앙제1정착구(110)에 정착되어 중앙거더 세그먼트 본체(31)에 프리스트레스를 가한다.

앞서 설명한 단부거더 세그먼트나 지점거더 세그먼트와 마찬가지로 도 7 (a) 내지 (c)에 상기 중앙제1텐던(130)의 선형(profile)은 도시되어 있지 않은데 텐던의 배치형태를 표시할 경우 도면이 너무 복잡해져서 판독이 어려워지기 때문이며, 텐던의 선형은 통상적으로 부드러운 곡선의 형태이므로 도 7의 (c)에 도시된 각 단면의 텐던(또는 쉬스관)의 위치를 이용하여 텐던(및 쉬스관)의 배치형태를 충분히 알 수 있다.

전술한 단부거더 세그먼트(10), 지점거더 세그먼트(20) 및 중앙거더 세그먼트(30)에 각각 포함된 단부제1프리스트레싱 유닛, 지점제1프리스트레싱 유닛, 중앙제1프리스트레싱 유닛은 각각의 거더 세그먼트의 가설 전에 지상에서 프리스트레스를 도입하는 구성이다. (특히 지점거더 세그먼트(20)는 교각에 거치한 이후에 추가적인 1차 프리스트레스를 도입하는 경우가 자주 있는데 이에 대해서는 후술하기로 한다.) 상기 제1텐던(단부제1텐던, 지점제1텐던, 중앙제1텐던을 통칭하여 "제1텐던"으로 표기하며, 이하 동일한 방법으로 표기한다 예를 들어 "제2텐던"은 단부제2텐던과 기준제2텐던을 통칭하는 표현이다)으로는 부착 텐던을 사용하는 것이 바람직하다.

제2프리스트레싱 유닛은 거더 세그먼트의 가설이 완료된 이후에 스플라이스 부(40)에 철근을 보강하고 콘크리트를 타설하여 스플라이스부(40)를 시공한 후 콘크리트가 경화된 이후에 단부제2텐던(230)과 기준제2텐던(230)을 이용하여 프리스트레스를 도입하는 구성이다.

상기 제2프리스트레싱 유닛은 단부거더 세그먼트, 스플라이스부 및 지점거더 세그먼트의 단부블록에 프리스트레스를 가하기 위한 제1구성(두 개의 거더 세그먼트에 걸침), 기준거더 세그먼트(지점거더 세그먼트 또는 중앙거더 세그먼트를 "기준거더 세그먼트"라 함)의 양쪽에 위치하는 거더 세그먼트들의 단부블록 및 스플라이스부와 기준거더 세그먼트에 프리스트레스를 가하기 위한 제2구성(세 개의 거더 세그먼트에 걸침)으로 나누어 설명하는데 이러한 구분 역시 설명의 편의를 위한 것이다.

우선 두 개의 거더 세그먼트에 걸쳐 있는 제2프리스트레싱 유닛의 제1구성은 단부제2정착구(210), 단부제2쉬스관 및 단부제2텐던(230)으로 구성된다.

상기 단부제2정착구(210)는 한 쌍이 형성되는데 단부거더 세그먼트(10)의 측면정착부(12)에 하나가 형성되고, 상기 단부거더 세그먼트(10)와 인접한 지점거더 세그먼트(20)의 지점단부블록(32) 중 단부거더 세그먼트(10)와 인접한 지점단부블록(32)의 단부거더 세그먼트 반대쪽 면에 하나가 마련된다. 단부제2정착구(210)는 외부로 노출된 형태로 제작되어 스플라이스부(40)를 시공한 이후에 긴장작업이 가능하도록 한다.

상기 단부제2쉬스관은 상기 한 쌍의 단부제2정착구(210)를 곡선형상으로 서로 연결하며 단부거더 세그먼트와 지점거더 세그먼트 사이의 스플라이스부(40)를 관통하는 구성이며, 거더 세그먼트 본체의 측면에서 보았을 때는 아래로 볼록한 형태의 곡선이다.

도 4의 (b)에 가장 왼쪽에 도시된 단부제2텐던을 도면부호 230a로 표시하였는데 두 개의 거더 세그먼트에 에 걸쳐 있는 제1구성에 포함된 단부제2텐던을 지칭하는 것이며, 이 도면을 참조하면 단부제2정착구(210)의 위치나 단부제2텐던(230)의 형상을 확인할 수 있다.

상기 단부제2텐던(230)은 상기 단부제2쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 단부제2정착구(210)에 정착되어 상기 단부거더 세그먼트(10), 스플라이스부(40) 및 지점거더 세그먼트의 지점단부블록(32)에 프리스트레스를 가한다.

단부거더 세그먼트에 배치되는 단부제2텐던(230)은 I형 단면의 하부플랜지에 배치된다. 단부제2텐던(230)은 상하 변화의 폭은 작지만 아래로 볼록한 포물선 형태를 갖기 때문에 단부제2정착구(210)의 위치는 거더 세그먼트 본체 중앙부에 배치되는 단부제2텐던(230)에 비하여 약간 높게 형성된다. 단부거더 세그먼트에 배치되는 단부제2텐던(230)은 측면정착부(12)에서 시작하여 스플라이스부(40)를 통과하도록 배치되는데 스플라이스부에 접하는 단부블록(13, 22) 사이를 통과하므로 아래로 볼록한 포물선 배치에 어려움은 없다.

세 개의 거더 세그먼트에 걸쳐 있는 제2프리스트레싱의 유닛의 제2구성은 기준제2정착구(210), 기준제2쉬스관 및 기준제2텐던(230)으로 구성된다.

상기 기준제2정착구(210)는 한 쌍이 형성되는데 기준거더 세그먼트를 중심으로 양쪽에 위치하는 거더 세그먼트에 마련되어 있는 단부블록 중 기준거더 세그먼트와 가까이에 위치한 단부블록의 기준거더 세그먼트 반대쪽 면에 각각 하나씩 형성된다.

상기 기준제2쉬스관은 상기 한 쌍의 기준제2정착구(210)를 곡선형상으로 서로 연결하며 기준거더 세그먼트와 기준거더 세그먼트와 인접한 양쪽의 거더 세그먼트들 사이의 스플라이스부를 관통하는 구성으로서 기준거더 세그먼트가 지점거더 세그먼트인 경우 위로 볼록한 곡선형상이고 기준거더 세그먼트가 중앙거더 세그먼트인 경우 아래로 볼록한 곡선형상이다.

도 4의 (b)에는 도면부호 230b로 표시된 기준제2텐던이 도시되어 있는데 이는 세 개의 거더 세그먼트에 걸쳐 있는 상기 제2구성에 포함된 기준제2텐던을 지칭하는 것이며, 이 도면을 참조하면 기준제2정착구의 위치나 기준제2텐던이 배치된 형태를 확인할 수 있다.

지점거더 세그먼트에 배치되는 기준제2텐던(230)은 도 6의 (c)의 C-C단면에서 확인할 수 있는 바와 같이 I형 단면의 복부의 가운데에 배치되어 있는데 필요하다면 구조적 효율성을 높이기 위하여 지점거더 세그먼트 본체(21)의 중앙부에서 기준제2텐던(230)을 상부플랜지에 좌우로 배치할 수도 있지만, 본 실시예에서는 작업상의 편의를 위하여 복부의 가운데에 일렬로 배치하는 방법을 사용한다.

중앙거더 세그먼트에 배치되는 기준제2텐던(230)은 도 7의 (c)의 C-C단면에서 확인할 수 있는 바와 같이 I형 단면의 하부플랜지에 배치된다. 기준제2텐던(230)은 상하 변화의 폭은 작지만 아래로 볼록한 포물선 형태를 갖기 때문에 양단에서는 중앙부에서 보다 약간 높게 배치된다. 중앙거더 세그먼트에 배치되는 상기의 기준제2구성의 기준제2텐던(230)은 중앙단부블록(32)과 스플라이스부(40)를 통과하므로 아래로 볼록한 포물선 배치에 어려움은 없다.

상기 기준제2텐던(230)은 상기 기준제2쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 기준제2정착구(210)에 정착되어 상기 기준거더 세그먼트와 그 양쪽에 있는 거더 세그먼트의 단부블록과 스플라이스부에 프리스트레스를 가하게 된다.

상기 제2프리스트레싱 유닛의 제2텐던으로 부착 텐던을 사용하는 것이 바람직하다.

제3프리스트레싱 유닛은 거더의 상부에 바닥판 슬래브를 시공한 후에 바닥판 슬래브와 거더의 합성 구조물에 프리스트레스를 가하기 위한 구성으로서 단부제3정착구(310), 기준제3정착구(310), 단부제3쉬스관, 기준제3쉬스관 및 단부제3텐던(330), 기준제3텐던(330)을 포함하여 구성된다.

제3프리스트레싱 유닛 역시 두 개의 거더 세그먼트에 걸쳐 있는 제1구성(단부제3정착구, 단부제3텐던, 단부제3쉬스관)과 세 개의 거더 세그먼트에 걸쳐 있는 제2구성(기준제3정착구, 기준제3텐던, 기준제3쉬스관)으로 편의상 구분할 수 있는데, 상기 제3정착구(310)의 위치는 앞서 설명한 제2프리스트레싱 유닛의 제2정착구(210)가 설치되는 지점과 동일하며 도 5 내지 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 위치에서 미세한 차이만 있으므로 제3프리스트레싱 유닛에 대한 추가적인 설명은 생략하기로 한다.

사실 상기와 같이 제2프리스트레싱 유닛과 제3프리스트레싱 유닛은 사실상 동일한 방법으로 구성되는데, 이는 제2프리스트레싱 유닛과 제3프리스트레싱 유닛은 구성방법이 아니라 시공단계중의 프리스트레스의 도입 시기에 따라 구분된다는 것을 의미한다. 따라서 제2프리스트레싱 유닛과 제3프리스트레싱 유닛은 거더 세그먼트 이음 후에 바닥판 슬래브의 유무에 관계없이 언제든지 사용할 수 있으므로 제2프리스트레싱 유닛과 제3프리스트레싱 유닛은 서로 바꾸어 사용될 수 있다.

제3프리스트레싱 유닛은 앞서 설명한 바와 같이 바닥판 슬래브의 시공 후의 구조물에 프리스트레스를 가하기 위한 구성이고, 제3프리스트레싱 유닛에 의해 프리스트레스를 가할 경우 거더 단면의 구조적 효율성을 증대시켜 거더의 단면을 작게할 수 있어서 거더의 자중을 줄일 수 있으므로 장경간 교량건설에 유리한 측면이 있다. 다만 바닥판 슬래브를 재시공하는 과정에서 바닥판 슬래브를 철거할 경우 문제가 생길 수 있으므로 제3프리스트레싱 유닛의 설치는 교량의 생애주기에 대한 고려를 통하여 결정하게 되며 바닥판 슬래브의 재시공이 반드시 필요한 경우라면 제3텐던으로 비부착 텐던을 이용하여 바닥판 슬래브 제거시에 제3텐던에 의한 긴장력을 제거할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

전술한 제2텐던(230) 및 제3텐던(330)은 스플라이스부(40;도 4 참조)에서 겹쳐져 설치되어 도 2와 도 3에 도시된 기존의 연결텐던과 같은 역할도 하고 있는데, 긴 텐던의 일부이기 때문에 기존의 짧은 연결텐던의 정착슬립에 의한 과도한 긴장력 손실 문제를 해결할 수 있다.

또한, 제2텐던(230)과 제3텐던(330)은 마치 전 경간에 걸쳐 설치된 연속텐던을 스플라이스부(40)에서 자른 다음에 다시 연결한 것과 같은 측면도 있어서 구조적으로 연속텐던과 같은 역할을 하면서 연속텐던의 문제점, 즉 과도한 마찰손실 때문에 발생하는 삽입 및 긴장의 한계로 인하여 4경간 이상에는 적용하기 어렵다는 문제점을 극복할 수 있다. 또한, 텐던량이 전 연속거더 구간에서 일정한 기존의 연속텐던과는 달리 거더 세그먼트 마다 텐던량을 조절할 수 있어서 구조적 효율과 작업효율을 높일 수 있다. 특히 PSC 스플라이스드 거더교는 깊은 계곡이나 도로 등을 횡단할 경우에는 중앙경간 구간에서 스플라이스부(40)에 가벤트 설치하는 것이 불가능하여 도 2에서 설명한 스트롱백(strong back)을 포함하여 다양한 변형된 시공방법을 사용하는데 이러한 경우에는 지점거더의 제1텐던(130)의 텐던량을 증가시켜 중앙거더 세그먼트의 자중까지 지지해야 하는데, 이러한 경우에는 증가된 1차 텐던량을 연속텐던에서 제외시킬 필요가 있지만 동일한 텐던량을 전 연속거더 구간에 사용해야하는 기존의 연속텐던에서는 불가능하다. 그런데 본 발명의 제2텐던(230)과 제3텐던(330)은 거더 세그먼트마다 텐던량을 조절할 수 있어서 비 표준적인 시공방법의 경우에도 효율적으로 대처할 수 있는 장점이 있다.

한편, 도 5의 단부거더 세그먼트에서 제2텐던(230)의 정착장치(210)와 제3텐던(330)의 정착장치(310)는 도 5의 (c)의 단면도에서 볼 때 수직방향으로 일렬로 설치되어 있기 때문에 텐던의 선형은 상하 방향으로 변화되면서 좌우 방향으로도 변화되는 형상이다.

또한, 도 5에서는 제2텐던(230)을 하부플랜지의 바깥쪽에 배치하고 제3텐던(330)을 안쪽에 배치하는 방법을 사용하였는데, 앞서 설명한 바와 같이 제2프리스트레싱 유닛과 제3프리스트레싱 유닛은 프리스트레스를 도입하는 시점을 기준으로 구분되며, 도 5 내지 도 7의 (c)에 도시된 제2정착구(210)와 제3정착구(310)는 서로 바꾸어 사용될 수 있으며, 정착구가 바뀌면 당연히 제2텐던(230)과 제3텐던(330)의 배치도 따라서 바뀌어 사용되게 된다.

도 8 내지 도 10에는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템이 도시되어 있다. 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템의 단부거더 세그먼트를 설명하기 위한 도면, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템의 지점거더 세그먼트를 설명하기 위한 도면, 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템의 중앙거더 세그먼트를 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템도 앞서 설명한 제1실시예와 마찬가지로 단부거더 세그먼트(10), 지점거더 세그먼트(20), 중앙거더 세그먼트(30)로 구성되며, 각각의 구성이 단부거더 세그먼트 본체(11) , 지점거더 세그먼트 본체(21), 중앙거더 세그먼트 본체(31)와 단부제1프리스트레싱, 지점제1프리스트레싱유닛, 중앙제1프리스트레싱 유닛으로 구성된 점도 동일하다.

본 실시예와 앞선 실시예의 가장 큰 차이점은 지점거더 세그먼트의 지점거더 세그먼트 본체(21) 형상으로서 앞선 실시예와 달리 도 9에 도시된 것처럼 U형 단면을 사용하고 있다는 점이며, 이에 따라 지점거더의 지점단부블록은 양쪽 복부사이의 공간을 채움한 형상을 취하고 있다. I형 단면만을 사용하는 제1실시예는 구조적 효율이 뛰어나 장경간 스플라이스드 거더교에 적합하지만, 변단면인 지점거더 세그먼트의 중앙부의 형고가 높아서 제작과 운반에 어려움이 많다. 보통 장경간의 경우에 지점거더 세그먼트의 중앙지점부 형고가 4m를 넘는 경우가 많은데, 이러한 경우에 지점거더 세그먼트 제작 작업에도 어려움이 많지만, 세그먼트의 운반을 위해서 특수한 보조장치들이 필요해진다. 따라서 경간장이 길지 않는 경우에는 지점거더 세그먼트의 형고를 낮게 하여 제작 및 운반 작업성을 개선시킬 필요가 있는데, 이러한 필요성에 의해 제2실시예에서는 지점거더 세그먼트의 형고를 낮추기 위해 U형 단면을 사용하였다. 거더의 형고를 낮추기 위해서는 사용하는 텐던량을 늘려야 하는데, U형 단면을 사용하여 많은 텐던을 설치할 수 있도록 하였다. 따라서 제2실시예는 경간장이 비교적 짧은 스플라이스드 거더교에 적합한 거더 세그먼트 시스템이며, 경간장이 비교적 짧기 때문에 2차 긴장까지만 실시하는 스플라이스드 거더 세그먼트 시스템이다.

이외에도 텐던(130, 230)의 배치에서 차이가 있는데 이에 대하여 간략히 설명하기로 한다.

우선 도 8에 도시된 단부거더 세그먼트(10)의 제단부1프리스트레싱 유닛에 있어 단부제1정착구(110)가 단부하부 정착구(111)와 단부상부 정착구(112)로 나뉘어져 있다. 단부하부 정착구(111)에 정착되는 단부제1텐던(131)은 I형 단면의 하부플랜지에 배치되고, 단부상부 정착구(112)에 정착되는 단부제1텐던(132)은 I 형 단면의 복부 가운데에 배치된다. 이때 단부제1텐던(131, 132)은 아래로 볼록한 형태로 배치된다.

단부제1텐던(131, 132)이 두 그룹으로 나누어져 있는 이유는 두 그룹의 텐던들 사이에 단부제2텐던(230)을 배치하기 위해서이다. 단부제2텐던(230)은 스플라이스드 연속거더의 시·종점측 단부가 되는 단부거더 세그먼트의 단부 근처의 측면에 마련되는 측면정착부(12)의 단부제2정착구(210)에서 시작하여 I형 단면의 복부에 배치된다. 단부제2텐던(230)도 아래로 볼록한 포물선 형태를 갖기 때문에 양단의 정착위치는 약간 높게 형성되는데, 일단의 측면정착장치는 마치 하부플랜지를 위쪽으로 점차 확대한 형상의 단부에 위치한다. 도 8의 (c)의 단면 B-B를 보면 거더의 양쪽 측면에 같은 높이로 설치된 단부제2정착구(210)에서 시작되는 단부제2텐던(230)은 I형 단면의 복부 가운데에 수직 일렬로 배치되므로 측면정착장치를 형성하기 위한 변단면 구간에서 텐던의 선형은 상하 방향으로 변화되면서 좌우 방향으로도 변화되어야 한다. 단부제2텐던(230)의 타단의 단부제2정착구(210)는 인접한 지점거더 세그먼트의 단부블록의 내측 단부에 수직 일렬로 설치된다(도 9의 (c)의 단면 B-B(B'-B') 참조).

도 9에 도시된 지점거더 세그먼트(20)의 지점제1정착구(110)는 세그먼트 양단의 단부면에 2열로 배치되며, 지점제1텐던(130)은 위로 볼록한 포물선 형상을 갖는데, 전 구간에서 U형 단면의 양쪽 복부에 배치된다. 도 9의 (c)의 단면 C-C를 보면 제2텐던(230)도 U형 단면의 양쪽 복부에 배치되어 있다. 지점거더 세그먼트의 제2정착구(210)는 인접한 단부거더 세그먼트나 중앙거더 세그먼트의 단부블록의 지점거더 세그먼트의 반대쪽 면에 설치된다. 즉 지점거더 세그먼트에 프리스트레스를 가하는 제2텐던(230)은 지점거더 세그먼트에 장착되지 않는다. 제2텐던(230)도 위로 볼록한 포물선 형태를 갖는다. 다만, 수평방향의 정착장치 위치가 복부의 가운데와 일치하지 않기 때문에 단부블록 내에서 상하로 선형이 변화되면서 좌우로도 변화되어 단부블록의 내측 단부(단면 B-B(B'-B'))에서는 U형 단면의 양쪽 복부에 배치된다.

도 9의 (c)의 단면 B-B(B'-B')는 지점거더 세그먼트의 단부블록의 내측 단부의 단면도로 제2정착구(210)가 있다. 이처럼 인접한 거더 세그먼트의 제2정착구 U형 거더의 내부에 있기 때문에 바닥판 슬래브를 시공한 후에 실시하는 3차 긴장을 위한 제3텐던(330)은 근본적으로 인접한 단부거더 세그먼트나 중앙거더 세그먼트에는 설치할 수가 없다. 반면에 스플라이스 이음 후에 지점거더 세그먼트에 설치되는 텐던들은 인접한 거더 세그먼트들의 노출된 단부블록의 반대쪽 면에 설치되므로, 필요하다면 지점거더 세그먼트에는 제3텐던(330)을 설치할 수 있다.

도 10에 도시된 중앙거더 세그먼트(30)의 중앙제1프리스트레싱 유닛도 단부거더 세그먼트(10)에서와 같이 중앙제1정착구(110)가 중앙하부 정착구(111)와 중앙상부 정착구(112)로 나뉘어져 있다. 중앙하부 정착구(111)에 정착되는 중앙제1텐던(131)은 I형 단면의 하부 플랜지에 배치되고, 중앙상부 정착구(112)에 정착되는 중앙제1텐던(132)은 I 형 단면의 복부 가운데에 배치된다. 이때 중앙제1텐던(131, 132)은 아래로 볼록한 곡선 형태로 배치된다.

중앙제1텐던(131, 132)이 두 그룹으로 나누어져 있는 이유는 두 그룹의 텐던들 사이에 제2텐던(230)을 배치하기 위해서이다. 제2텐던(230)은 중앙거더 세그먼트에 인접한 지점거더 세그먼트의 단부블록의 내측 단부에 수직 일렬로 설치된 정착장치(210)에 정착되며(도 9의 (c)의 단면 B-B(B'-B') 참조), I형 단면의 복부에 아래로 볼록한 곡선 형태로 배치된다.

이하에서는 앞서 설명한 PSC 스플라이스드교용 거더 시스템을 이용한 PSC 스플라이스드 거더교 시공방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 PSC 스플라이스드 거더교 시공방법의 한 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 4경간 연속교의 시공방법을 설명하기 위한 도면으로서, 대칭적인 구조이므로 도시상의 편의를 위하여 좌측 절반만을 도시하였다. 도 4의 (a) 내지 (c)에서 도면부호 1은 교대, 2는 교각, 3은 가벤트를 각각 표시한다.

본 실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교 시공방법은 거더 마련단계, 1차 프리스트레싱 단계, 거더 가설단계, 스플라이싱 단계, 2차 프리스트레싱 단계, 바닥판 슬래브 시공단계, 3차 프리스트레싱 단계를 포함하여 구성된다.

상기 거더 마련단계는 앞서 설명한 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템에 따른 거더 세그먼트를 마련하는 단계이다. 본 실시예의 경우 3차 프리스트레싱 단계를 포함하고 있으므로 제3프리스트레싱 유닛을 포함하고 있는데, 3차 프리스트레싱 단계를 생략하는 경우에는 제3프리스트레싱 유닛이 생략된 거더 시스템을 마련하면 된다. 3차 프리스트레싱 단계의 유무는 앞서 설명한 바와 같이 바닥판 슬래브의 재시공을 감안한 교량의 생애주기 평가를 통해 결정하면 된다.

상기 1차 프리스트레싱 단계는 거더 마련단계에서 마련된 각 거더 세그먼트의 제1프리스트레싱 유닛을 이용하여 1차 프리스트레스를 도입하는 단계이다. 여기서 1차 프리스트레스는 스플라이스부(40)에 콘크리트를 타설하기 이전에 도입하는 모든 프리스트레스를 의미한다.

1차 프리스트레스의 대부분은 거더 세그먼트의 가설 전에 지상에서 이루어지지만 일부의 1차 프리스트레스는 거더 세그먼트의 가설 이후에 이루어질 수도 있다. 단부거더 세그먼트(10)와 중앙거더 세그먼트(30)의 경우 모든 1차 프리스트레스를 지상에서 도입하는 것이 대부분 가능하지만, 지점거더 세그먼트(20)의 경우 운반과 가설 작업시에는 세그먼트의 양단에서 지지되는 구조이지만 가설 후에는 지점거더 세그먼트 본체(21)의 중앙에서 지지되므로 최종 지지 조건만을 고려하여 1차 프리스트레스 전체를 지상에서 도입하는 경우 거더 세그먼트의 운반이나 가설 작업시에 지점거더 세그먼트 본체(21)의 상연에 균열이 발생하는 문제가 발생하므로 1차 프리스트레스의 일부는 지상에서 도입하고 가설 후에 나머지 1차 프리스트레스를 도입하게 되며 이처럼 가설 이후에 1차 프리스트레스를 추가로 도입하는 것을 1차 프리스트레스 추가단계라고 한다. 한편, 도 4의 (a)에 도시된 가벤트(3)를 사용하지 않고 도 2에서 도시된 스트롱백을 사용하기도 하는데, 이러한 경우에는 지점거더 세그먼트의 1차 프리스트레스는 중앙거더 세그먼트의 자중까지 고려하여 도입되어야 하므로 1차 프리스트레스의 도입량이 매우 커져야 하고 따라서 1차 프리스트레스 추가단계가 거의 필수적이다.

상기 스플라이싱 단계는 가설된 거더 세그먼트 사이의 스플라이스부(40)에 철근을 보강하고 콘크리트를 타설하여 이음하는 단계이다.

상기 2차 프리스트레싱 단계는 상기 스플라이싱 단계에서 타설된 콘크리트가 일정 강도로 경화된 이후에 제2프리스트레싱 유닛을 이용하여 2차 프리스트레스를 도입하는 단계이다. 제2프리스트레싱 유닛을 이용하여 2차 프리스트레스를 도입하는 과정에서 두 개의 거더 세그먼트에 걸쳐 배치되는 단부제2텐던 또는 세 개의 거더 세그먼트에 걸쳐 배치되는 기준제2텐던을 사용하여 프리스트레스를 도입하게 되며 따라서 스플라이스부(40)에도 프리스트레스가 도입되어 거더 세그먼트들이 구조적으로 연속화되면서 연속 거더 전체에 프리스트레스가 도입되게 된다. 2차 프리스트레스의 도입이 완료되면 가벤트(3)는 더 이상 필요하지 않으므로 철거하게 되며, 이후에 작용하는 바닥판 슬래브 등의 하중에 대해서는 연속보 구조로서 거동하게 된다.

상기 바닥판 슬래브 시공단계는 2차 프리스트레싱 단계가 완료된 후 거더 세그먼트의 상부에 바닥판 슬래브(60)를 형성하는 단계이다.

상기 3차 프리스트레싱 단계는 상기 바닥판 슬래브(60)가 시공되어 거더와 바닥판 슬래브(60)의 합성구조가 이루어진 뒤에 제3프리스트레싱 유닛을 이용하여 3차 프리스트레스를 도입하는 단계이다. 3차 프리스트레스는 바닥판 슬래브(60)와 거더의 합성구조에 도입되는 프리스트레스이며 앞서 설명한 바와 같이 거더 단면의 구조적 효율을 증대시켜 거더의 단면을 작게 할 수 있어서 거더의 자중을 줄일 수 있게 하므로 장경간 교량건설에 유리하지만 슬래브 바닥판(60)의 재시공시에는 문제가 발생할 수 있으므로 3차 프리스트레싱 단계를 포함할지 여부에 대해서는 이러한 점을 고려하여 결정하면 된다.

전술한 3차 프리스트레싱 단계가 마무리되면 방호벽을 세우고 포장을 하는 등의 작업을 거쳐 본 실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교 시공방법이 마무리된다.

이상에서 제3프리스트레싱 유닛이 포함된 거더 시스템을 이용하여 3차 프리스트레싱 단계를 포함한 PSC 스플라이스드 거더교 시공방법에 대하여 설명하였으나 제3프리스트레싱을 포함하지 않고, 3차 프리스트레싱 단계도 포함하지 않은 실시예로 구체화될 수도 있다. 또한 제3프리스트레싱 유닛을 향후에 사용할 수 있도록 준비하되 교량 준공시에는 제3텐던을 설치하지 않고, 향후에 교량의 보수/보강이 필요한 경우에 제3텐던을 설치하여 사용할 수 있도록 구성할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템과 이를 이용한 PSC 스플라이스드 거더교 시공방법에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하였다. 본 발명의 기술적 사상은 설명된 실시예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 형태의 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템과 이를 이용한 PSC 스플라이스드 거더교 시공방법으로 구체화될 수 있다.

10 : 단부거더 세그먼트
20 : 지점거더 세그먼트
30 : 중앙거더 세그먼트

Claims (8)

1. N(N은 2이상의 자연수)경간 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 스플라이스드 거더교의 시공에 사용되는 프리스트레스트 콘크리트 거더 시스템에 있어서,
   일방향으로 길게 형성되며 설치되었을 때 연속교의 시·종점부측 단부 쪽의 측면에 마련되는 측면정착부와 반대편 단부에 마련되는 확대된 단면의 단부블록을 포함하는 철근 콘크리트 재질의 단부거더 세그먼트 본체와,
   상기 단부거더 세그먼트 본체의 양단부에 각각 마련되는 단부제1정착구와 상기 한 쌍의 단부제1정착구를 연결하며 어느 하나의 단부제1정착구로부터 단부거더 세그먼트 본체의 중앙부까지는 점차적으로 아래로 내려가다가 단부거더 세그먼트 본체의 중앙부로부터 다른 하나의 단부제1정착구까지는 점차적으로 위로 올라가는 곡선 형상으로 배치되는 단부제1쉬스관과 단부상기 제1쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 단부제1정착구에 각각 정착되는 단부제1텐던을 포함하는 단부제1프리스트레싱 유닛을 포함하여 구성되고,
   연속교의 측경간에서 연속교의 시·종점부측 단부에서 변곡점 주변까지의 정모멘트 구간에 배치되는 단부거더 세그먼트;
   일방향으로 길게 형성되며 양쪽 단부에 마련되는 확대된 단면의 단부블록을 포함하는 철근 콘크리트 재질의 지점거더 세그먼트 본체와,
   상기 지점거더 세그먼트 본체의 양단부에 각각 마련되는 지점제1정착구와 상기 한 쌍의 지점제1정착구를 연결하며 어느 하나의 지점제1정착구로부터 지점거더 세그먼트 본체의 중앙부까지는 점차적으로 위로 올라가다가 지점거더 세그먼트 본체의 중앙부로부터 다른 하나의 지점제1정착구까지는 점차적으로 아래로 내려가는 곡선 형상으로 배치되는 지점제1쉬스관과 상기 지점제1쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 지점제1정착구에 각각 정착되는 지점제1텐던을 포함하는 지점제1프리스트레싱 유닛을 포함하여 구성되고,
   중앙부는 연속지점부 교각에 의해 지지되며 변곡점 주변 사이의 부모멘트 구간에 배치되는 지점거더 세그먼트;
   일방향으로 길게 형성되며 양쪽 단부에 마련되는 확대된 단면의 단부블록을 포함하는 철근 콘크리트 재질의 중앙거더 세그먼트 본체와,
   상기 중앙거더 세그먼트 본체의 양단부에 각각 마련되는 중앙제1정착구와 상기 한 쌍의 중앙제1정착구를 연결하며 어느 하나의 중앙제1정착구로부터 중앙거더 세그먼트 본체의 중앙부까지는 점차적으로 아래로 내려가다가 중앙거더 세그먼트 본체의 중앙부로부터 다른 하나의 중앙제1정착구까지는 점차적으로 위로 올라가는 곡선 형상으로 배치되는 중앙제1쉬스관과 상기 중앙제1쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 중앙제1정착구에 각각 정착되는 중앙제1텐던을 포함하는 중앙제1프리스트레싱 유닛을 포함하여 구성되고,
   연속교의 중앙경간에서 변곡점 주변 사이의 정모멘트 구간에 배치되는 중앙거더 세그먼트;
   하나는 상기 단부거더 세그먼트의 측면정착부에 마련되고, 나머지 하나는 상기 측면정착부의 반대편에 위치하는 지점거더 세그먼트의 단부블록 중 단부거더 세그먼트 쪽에 위치하는 단부블록의 단부거더 세그먼트 반대쪽 면에 마련되는 한 쌍의 단부제2정착구와,
   상기 한 쌍의 단부제2정착구를 곡선형상으로 서로 연결하며 상기 단부거더 세그먼트와 지점거더 세그먼트 사이의 스플라이스부를 관통하는 단부제2쉬스관과,
   상기 단부제2쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 단부제2정착구에 각각 정착되는 단부제2텐던과,
   기준거더 세그먼트 (지점거더 세그먼트 또는 중앙거더 세그먼트를 "기준거더 세그먼트"라 함)의 양쪽에 위치하는 거더 세그먼트의 단부블록 중 상기 기준거더 세그먼트 쪽에 위치하는 단부블록의 기준거더 세그먼트의 반대쪽 면에 각각 마련되는 한 쌍의 기준제2정착구와,
   상기 한 쌍의 기준제2정착구를 곡선형상으로 서로 연결하며 상기 기준거더 세그먼트와 인접한 한 쌍의 거더 세그먼트 사이에 위치하는 스플라이스부를 관통하는 기준제2쉬스관과,
   상기 기준제2쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 기준제2정착구에 각각 정착되는 기준제2텐던을 포함하는 제2프리스트레싱 유닛;을 포함하여 구성되며,
   상기 단부거더 세그먼트 2개, 중앙거더 세그먼트 (N-2)개, 지점거더 세그먼트 (N-1)개가 배치되는 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   거더의 상부에 바닥판 슬래브를 시공한 후에 바닥판 슬래브와 거더의 합성 구조물에 프리스트레스를 가하기 위한 것으로서,
   하나는 상기 단부거더 세그먼트의 측면정착부에 마련되고, 나머지 하나는 상기 측면정착부의 반대편에 위치하는 지점거더 세그먼트의 단부블록 중 단부거더 세그먼트 쪽에 위치하는 단부블록의 단부거더 세그먼트 반대쪽 면에 마련되는 한 쌍의 단부제3정착구와,
   상기 한 쌍의 단부제3정착구를 곡선형상으로 서로 연결하며 상기 단부거더 세그먼트와 지점거더 세그먼트 사이의 스플라이스부를 관통하는 단부제3쉬스관과,
   상기 단부제3쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 단부제3정착구에 각각 정착되는 단부제3텐던과,
   기준거더 세그먼트(지점거더 세그먼트 또는 중앙거더 세그먼트를 "기준거더 세그먼트"라 함)의 양쪽에 위치하는 거더 세그먼트의 단부블록 중 상기 기준거더 세그먼트 쪽에 위치하는 단부블록의 기준거더 세그먼트의 반대쪽 면에 각각 마련되는 한 쌍의 기준제3정착구와,
   상기 한 쌍의 기준제3정착구를 곡선형상으로 서로 연결하며 상기 기준거더 세그먼트와 인접한 한 쌍의 거더 세그먼트 사이에 위치하는 스플라이스부를 관통하는 기준제3쉬스관과,
   상기 기준제3쉬스관에 삽입되어 인장력이 가해진 상태로 양단부가 상기 한 쌍의 기준제3정착구에 각각 정착되는 기준제3텐던을 포함하는 제3프리스트레싱 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 단부거더 세그먼트, 중앙거더 세그먼트, 지점거더 세그먼트는 각각 I형 거더인 것을 특징으로 하는 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 단부거더 세그먼트, 중앙거더 세그먼트는 각각 I형 거더이고, 지점거더 세그먼트는 U형 거더인 것을 특징으로 하는 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템.
   
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 단부블록은 I형 거더의 상부플랜지와 하부플랜지 사이의 공간을 채움하거나 U형 거더의 좌우 복부 사이의 공간을 채움한 형태의 블록인 것을 특징으로 하는 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템.
   
6. PSC 스플라이스드 거더교 시공방법에 있어서,
   청구항 제1항에 따른 PSC 스플라이스드 거더교용 거더 시스템을 마련하는 거더 마련단계;
   상기 거더 마련단계에서 마련된 각 거더 세그먼트의 제1프리스트레싱 유닛을 이용하여 각각의 거더 세그먼트에 1차 프리스트레스를 도입하는 1차 프리스트레싱 단계;
   상기 1차 프리스트레싱 단계에서 1차 프리스트레스가 도입된 각 거더 세그먼트를 가벤트 또는 스트롱 백을 이용하여 교량의 하부 구조에 가설하는 거더 가설단계;
   상기 거더 가설 단계 이후에 각각의 거더 세그먼트 사이를 이음하는 스플라이싱 단계;
   상기 스플라이싱 단계 이후에 상기 제2프리스트레싱 유닛을 이용하여 거더 세그먼트에 2차 프리스트레스를 도입하는 2차 프리스트레싱 단계;
   상기 거더 세그먼트의 상부에 바닥판 슬래브를 형성하는 바닥판 슬래브 시공단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PSC 스플라이스드 거더교 시공방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 거더 시스템은 청구항 제2항에 따른 제3프리스트레싱 유닛을 더 포함하며,
   상기 바닥판 슬래브 시공단계 이후에 상기 제3프리스트레싱 유닛을 이용하여 거더 세그먼트에 3차 프리스트레스를 도입하는 3차 프리스트레싱 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PSC 스플라이스드 거더교 시공방법.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 거더 가설단계와 상기 스플라이싱 단계 사이에 거더 세그먼트에 1차 프리스트레스를 추가하는 1차 프리스트레스 추가단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PSC 스플라이스드 거더교 시공방법.
   
   

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