KR101930674B1

KR101930674B1 - 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더 및 그 조립방법

Info

Publication number: KR101930674B1
Application number: KR1020180043597A
Authority: KR
Inventors: 김연종
Original assignee: 김연종
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2018-04-13
Publication date: 2018-12-18

Abstract

본 발명은, 덕트, 상단 종방향 철근, 하단 종방향 철근을 포함하여 구성되는 둘 이상의 세그먼트를 접합하여 형성되는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더에 있어서, 상기 세그먼트 중 인접한 세그먼트와 접합되는 면인 접합 단부의 상부에 세그먼트의 상단 종방향 철근의 단부가 노출되도록 형성되는 절개부; 서로 접합되는 한 쌍의 세그먼트의 절개부에 노출된 상단 종방향 철근을 결합하기 위한 결합수단;
상기 세그먼트의 접합 단부에 형성되는 전단키; 상기 세그먼트를 접합할 때 상기 덕트의 내부로 그라우트재가 침투하는 것을 막기 위하여 상기 세그먼트의 접합 단부 쪽의 덕트에 결합하는 개스킷; 상기 세그먼트 접합 단부의 아래쪽에 설치되며 세그먼트가 접합될 때 세그먼트 사이의 간격을 유지되게 하는 간격 유지재; 및, 상기 간격 유지재에 의해 세그먼트 사이의 간격이 유지되도록 배치된 상태에서 상기 세그먼트의 접합 단부 사이와 상기 절개부에 타설되어 양생되는 그라우트재; 를 포함하며, 상기 간격 유지재는 상기 하단 종방향 철근에 의해 지지되며 상기 그라우트재의 초기 양생 기간에 세그먼트에 발생하는 온도차 변화로 인해 접합 이음부에 발생하는 변형률이 상기 그라우트재의 강도 발현에 문제가 되지 않는 정도로 상기의 변형률을 제어할 수 있는 강성을 갖고, 상기 결합수단은 세그먼트가 배치된 상태에서 텐던에 의해 세그먼트 사이의 간격이 좁아지는 방향으로 힘을 가하여 상기 간격 유지재에 압축력을 가한 상태에서 상기 상단 종방향 철근을 결합하는 것을 특징으로 하는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더를 제공한다.

Description

분절 프리스트레스트 콘크리트 거더 및 그 조립방법{Spliced Prestressed Concrete Girder and Fabrication Method for Thereof}

본 발명은 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더 및 그 조립방법에 관한 것으로서, 분절 제작된 거더 세그먼트들을 현장에서 조립하는 방법을 개선하여 작업 효율성을 높이고 세그먼트 접합부에 발생하는 품질불량 문제를 해결할 수 있는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더 및 그 조립방법에 관한 것이다.

프리캐스트 콘크리트 거더를 운반이 가능한 크기와 중량의 세그먼트들로 나누어 공장에서 제작하고 현장에서 세그먼트들을 조립하는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더 공법에서는 세그먼트의 조립시 에폭시 이음(epoxy joint)이나 현장타설 콘크리트 이음(concrete joint)이 주로 사용된다. 현장타설 콘크리트 이음 방법은 세그먼트를 충분한 간격을 두고 설치하고 그 사이에서 철근과 긴장재 덕트를 이음하고 콘크리트를 타설하여 접합하기 때문에 접합면의 구조가 간단하며 한 번에 일체로 제작하는 현장타설 프리캐스트 거더와 동등한 구조적 성능을 확보할 수 있지만, 현장타설 콘크리트의 품질관리 문제로 분절거더 세그먼트 제작에 많이 사용되는 압축강도 70MPa 정도의 고강도 콘크리트의 사용이 현실적으로 어려우며 접합부 콘크리트의 양생기간이 길기 때문에 고강도 콘크리트의 사용과 현장 공기 단축이 장점인 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더 공법의 장점이 사라진다. 물론 프리믹스 타입의 초조강 고강도 무수축 콘크리트를 사용하면 현장공기를 단축할 수 있지만 프리믹스 타입의 초조강 고강도 무수축 콘크리트는 가격이 매우 고가여서 타설 양이 많아지면 경제성이 현저히 떨어진다. 이에 반하여 에폭시 접합 방법은 에폭시의 양생기간이 짧고 강도도 충분히 크기 때문에 분절거더 공법의 장점을 살릴 수 있어서 국내에서는 현재까지 에폭시 접합 방법만 사용되고 있다.

도 1의 (a) 내지 (c)는 종래의 에폭시 접합 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더 공법의 세그먼트 조립공정을 보여주는 예시도이다. 도 1의 (a)에서와 같이 분절거더 세그먼트(S)를 조립대(C) 위에 설치하고, 텐던(T)의 일부를 삽입한다. 텐던(T)의 긴장 준비가 끝나면 접합면에 에폭시를 도포한다. 에폭시 도포가 완료되면 도 1의 (b)에서와 같이 일부의 텐던(T)을 잭(J)을 이용하여 긴장하여 세그먼트(S)를 소정의 힘으로 밀착시킨다. 세그먼트(S)를 접합하는 공정 중에 세그먼트(S)가 길이방향으로 자유롭게 움직일 수 있도록 미끄럼판 등을 세그먼트의 지점에 설치해야 한다. 거더 세그먼트의 접합에는 접합용 강봉 등을 별도로 설치하여 사용하기도 하는데, 접합에 프리스트레스 도입용 텐던의 일부를 이용하면 비용을 상당히 절감할 수 있다. 일정한 양생 시간이 지나 에폭시가 소정의 강도에 도달하면, 도 1의 (c)와 같이 나머지 텐던(T)을 삽입하고 잭(J)을 이용하여 번갈아가며 텐던(T)들을 긴장하여 프리스트레스트 콘크리트 거더를 완성한다. 텐던의 긴장이 완료되면 상향의 솟음이 발생하므로 완성된 거더는 단부조립대에 의해서만 지지가 된다.

전술한 공정 중에서 가장 중요한 공정이 접합공정이다. 에폭시 접합의 경우에는 반드시 일정 이상의 압력을 작용시켜 매치캐스팅(match casting)된 접합면들에 도포한 겔(gel) 상태의 에폭시를 충분히 짜내어야 치밀한 에폭시 층이 형성된다. 세그먼트 접합면의 제작오차, 세그먼트의 정렬오차, 불균일한 접합압력 등으로 인한 접합부의 조립오차 때문에 에폭시를 짜내는 과정에서 불균일한 접합면 접촉으로 인해 응력집중이 발생하여 접합부에 도 2a와 같은 할열 균열이나, 도 2b와 같은 탈락(spalling) 현상이 나타나기 쉽다.

등록특허 10-1163455(분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 접합방법)와 등록특허 10-1163456(분절 프리스트레스트 콘크리트 박스빔 및 그 접합방법)은 도 3과 같이 다양한 형태의 연성 간격유지재를 세그먼트 접합면에 적절히 부착하여, 조립공정에서 밀실한 에폭시층을 형성하기 위하여 접합압력을 가하는 과정에서 에폭시를 충분히 짜낼 수 있도록 어느 정도의 변형이 가능하게 하면서도, 접합면 콘크리트가 직접 접촉하지 않도록 함으로써 접합면의 불균일한 직접 접촉에 의해 발생하는 도 2와 같은 응력집중 문제를 해결할 수 있는 방법을 제시하였다. 또한 다음의 식(1) 내지 식(3)과 같은 간단한 계산식에 의하여 간격유지재의 강성을 조절하여 간격유지재 설치부에 발생하는 국부 응력을 콘크리트의 허용압축응력 이내로 제어할 수 있음을 보여 주었다.

p_splice + p_jack < σ_allow.....................................식(1)

p_splice = F_splice / A_spacer ........................식(2)

p_jack = E_spacer / E_epoxy × σ_x.....................................식(3)

여기서, p_splice는 접합시 간격유지재에 작용하는 접합압력, p_jack은 에폭시 경화후 프리스트레싱 텐던의 긴장에 의해 간격유지재에 작용하는 압축응력, σ_allow는 콘크리트 허용압축응력, F_splice는 세그먼트 조립 접합력, A_spacer는 간격유지재의 면적, E_spacer는 간격유지재의 탄성계수, E_epoxy는 경화된 에폭시의 탄성계수, σ_x는 경화된 에폭시층에 작용하는 거더의 길이방향 응력으로서 보 이론으로 계산되는 긴장력과 자중에 의한 휨응력이다. 합리적인 설계의 경우에는 σ_x 최대치가 σ_allow에 근접한 값이고, 접합력(F_splice)이 크지 않더라도 A_spacer가 작기 때문에 p_splice는 상당히 큰 값이므로 긴장 시에 추가되는 p_jack의 크기를 작게 해야 한다. 따라서 p_jack의 크기를 줄이기 위해서는 간격유지재의 강성(E_spacer)을 경화된 에폭시의 강성(E_epoxy)에 비하여 상당히 작게 해야 한다. 즉 반드시 경화된 에폭시 보다 훨씬 연성의 간격유지재를 사용해야한다.

그런데 연성 간격유지재를 사용하는 상기의 방법은 세그먼트를 접합한 다음에 에폭시가 양생되는 동안에 문제가 발생할 수 있다. 즉 에폭시가 소정의 강도에 도달하는 초기 양생기간 동안 에폭시 접합 이음부에 큰 변형률이 작용하지 않도록 관리해야 하는데, 바람이 많이 불고 햇빛의 변화가 심할 때에는 짧은 시간 동안에도 세그먼트 단면 내에 온도차가 발생하여 에폭시 접합 이음부에 큰 변형이 발생할 수 있다. 도 4의 (a)와 (b)는 각각 세그먼트의 접합단부에서 회전 변위가 구속되지 않은 세그먼트들의 단면내의 온도차 변화에 의한 휨 거동을 설명하기 위한 3분절 거더의 측면도와 평면도로서, 점선은 변형 전의 모습이고 실선은 변형 후의 모습으로 설명상의 편의를 위하여 다소 과장되게 도시하였다. 도 4의 (a)는 상하 온도차에 의한 세그먼트의 휨 변형을 표현한 도면으로서 아래쪽의 온도가 올라가는 경우이고, 반대로 위쪽의 온도가 올라가면 반대 방향의 휨 변형이 발생한다. 도 4의 (b)는 좌우측면의 온도차에 의해 발생하는 휨 변형으로 측면에 작용하는 경사진 햇빛과 차가운 바람 등에 의해 발생하기 쉽다. 도 4의 (a) 및 (b)와 같은 경우에는 세그먼트 접합단부에서 회전에 대한 구속이 없기 때문에 온도차로 인한 휨 변형에 의해 상당한 단부 회전각이 발생하여 접합 이음부에 큰 변형률을 유발시킬 수 있다. 도 5의 (a)와 (b)는 세그먼트의 접합단부를 상호 구속하여 상대적인 축방향 변위과 회전 변위를 제한하여 연속보처럼 세그먼트들이 강결된 경우에 온도차에 의한 거동을 도시한 것으로서 각각 도 4의 (a)와 (b)의 도면에 대응되는 온도변형 양상을 도시한 측면도와 평면도이다. 도 4의 (a)와 도 5의 (a)에 도시된 조립대는 매우 작지만 상하방향의 변형이 가능하고, 수평방향 미끄러짐이 가능하도록 마찰계수가 작은 2개의 미끄럼판이 사용된다. 마찰계수가 작은 2개의 미끄럼판으로 세그먼트를 지지하고 있으므로 도 4의 (b)와 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 세그먼트 조립대에서 어느 정도의 수평방향 거동이 가능하다.

전술한 바와 같이 에폭시로 접합되는 세그먼트들의 접합부 연결강성이 작은 경우에는 도 4의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 온도차에 의한 접합단부의 회전 때문에 접합 이음부에 큰 변형률이 발생할 수 있다. 에폭시의 초기 양생기간 동안 세그먼트 내의 온도차로 인해 접합 이음부에 품질불량이 발생한 거더를 조사해보면 접합 이음부의 간격이 좁아지는 부분에서는 체적 수축으로 인해 에폭시가 추가로 짜내지고, 간격이 넓어지는 부분에서는 체적 팽창으로 인해 에폭시 층에 커다란 공극들이 다수 발생되는 것을 볼 수 있다. 이와 반대로 세그먼트들의 접합부 연결강성을 크게 높여 접합부를 강결할 수 있다면 세그먼트 단면 내에 온도차가 발생해도 도 5의 (a)와 (b)와 같이 접합된 분절거더가 일체의 보 구조처럼 거동하여 접합 이음부에서도 거더의 다른 부분과 유사하게 작은 변형률만 작용되는데, 이러한 정도의 작은 변형률은 에폭시의 양생 품질에 문제가 되지 않는다.

상기와 같이 연성 간격유지재를 사용하는 도 3과 같은 에폭시 접합방법은 세그먼트 접합부의 연결강성이 작기 때문에 에폭시의 초기 양생기간 동안에 문제가 발생할 수 있다. 즉 도 3에 도시된 방법에서 간격유지재의 강성은 에폭시의 강성 보다 충분히 작아야 하는데, 에폭시는 강도(Strength)는 크지만 강성(Stiffness)은 작으므로 간격유지재의 강성이 상당히 작아져야 하기 때문이다. 분절거더 공법에 사용하는 에폭시의 경우 압축강도는 70MPa 정도로 고강도 콘크리트에 뒤지지 않지만 탄성계수는 2~3GPa 정도로 콘크리트 탄성계수의 1/10~1/20 정도이다. 따라서 간격유지재의 강성을 에폭시의 강성 보다 훨씬 작은 값으로 제한하면 접합부 연결강성은 상당히 작아지게 된다.

접합부의 연결강성은 간격유지재의 강성에 비례하며 접합력의 크기와는 상관없는 특성이기 때문에 세그먼트 조립시에 접합력을 크게 증가시킨다 해도 접합부 연결강성은 개선되지 않는다. 즉 큰 접합력은 접합시 간격유지재에 큰 압축변형을 선행시켜 온도차로 인해 발생하는 세그먼트 접합단부의 회전 때문에 일측의 간격유지재에 인장변형이 발생하여도 최종 변형률이 압축 상태가 되도록 할 수는 있지만 온도차에 의해 발생하는 접합단부의 회전각 자체를 감소시킬 수는 없다. 상기의 도 3과 같은 에폭시 접합방법의 경우에는 간격유지재로 고무가 주로 사용되는데 고무의 강성은 매우 작다(에폭시 강성의 1/10 이하). 즉 고무와 같이 탄성계수가 매우 작은 연성 간격유지재를 사용하면 접합부 연결강성이 작아지므로 도 4의 (a)나 도 4의 (b)에 도시된 바와 같은 양상의 거동을 하기 때문에 세그먼트 단면 내의 온도차가 커지는 경우에는 접합 이음부에 품질문제가 발생한다.

에폭시의 초기 양생기간 동안 문제를 일으키는 세그먼트 내의 온도차 변화는 햇빛의 갑작스러운 변화와 함께 풍속이 높을 때 주로 발생한다. 이러한 온도차 문제는 접합된 거더를 천 등으로 덮어 직사광선과 바람을 차단하면 해결할 수 있지만 천 등을 미리 설치하는 것은 접합 작업에 방해가 되므로 접합 후에 설치해야 하는데 바람이 많이 부는 경우에는 천 씌우기 작업도 상당히 난해한 작업이 된다. 또한 종래의 현장타설 콘크리트 이음의 경우에도 접합 이음부에서 철근을 강결해도 이음부 간격이 커서 구속되지 않은 철근길이가 길어지기 때문에 접합단부의 회전에 대한 구속이 충분하지 않아서 양생 초기에 세그먼트 단면내의 온도차 변화가 커지는 경우에는 현장타설 이음부에 균열이 발생한다. 물론 이음부 콘크리트의 초기 양생기간 동안에 이음부 외에 거더 전체를 양생포로 덮으면 이러한 접합 이음부의 품질불량 문제는 해결할 수 있지만 양생포로 모든 접합 거더를 둘러싸는 작업은 상당한 비용과 시간이 요구되는 작업이다.

또한 에폭시 접합방법의 문제점 중의 하나는 에폭시의 제한된 가사 시간이다. 에폭시는 주제와 경화제를 혼합하여 사용하는데 보통 경화제를 주제에 혼합한 후 30분 정도의 가사시간 내에 세그먼트 접합작업을 완료해야 한다. 통상 에폭시 접합 분절거더 공법에서는 접합면에 도포한 에폭시를 짜내면서 밀실한 에폭시층을 형성하기 위해서 도 1에서와 같이 프리스트레스 도입용 텐던의 일부를 이용하기 때문에 접합면의 에폭시 도포작업 및 조립작업이 한 번에 이루어져야 한다. 조립작업 과정에서 중량 20톤 이상의 세그먼트들을 접근시키면서 상하좌우로 위치 및 각도를 미세 조정하여 세그먼트들을 정밀하게 일직선으로 정렬해야 하는데, 세그먼트의 수가 3개 정도면 큰 어려움이 없으나 세그먼트의 수가 5개 정도면 조립작업은 에폭시 가사 시간 내에 상당히 촉박하게 되며, 7개 이상의 세그먼트 조립은 현실적으로 거의 불가능하다. 에폭시 도포 작업의 경우에 에폭시 혼합 작업 이외에도 접합부당 최소 2명의 작업자가 필요하여 5분절 거더의 경우에 텐던 긴장작업 인력을 포함하면 10명 이상의 작업자(통상 12~13명)가 필요하다. 이처럼 거더 분절 수가 많은 경우에는 에폭시 접합 공정에서만 많은 작업인원이 일시적으로 필요하여 인력운용이 매우 비효율적으로 될 수밖에 없으며, 지속적인 인건비의 상승 때문에 장비사용은 늘리고 운용인력은 줄이는 최근의 건설현장의 생력화 추세에도 부합되지 않는다.

본 발명은 전술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래의 에폭시 이음 방법의 접합부 품질불량 문제 및 제한된 가사시간 문제도 해결하고, 종래의 현장 타설 콘크리트 이음 방법의 긴 현장 조립공기와 제한된 콘크리트의 강도 문제도 해결할 수 있는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더 및 그 조립 방법을 제공하는 것이다.

전술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,

덕트, 상단 종방향 철근, 하단 종방향 철근을 포함하여 구성되는 둘 이상의 세그먼트를 접합하여 형성되는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더에 있어서,

상기 세그먼트 중 인접한 세그먼트와 접합되는 면인 접합 단부의 상부에 세그먼트의 상단 종방향 철근의 단부가 노출되도록 형성되는 절개부;

서로 접합되는 한 쌍의 세그먼트의 절개부에 노출된 상단 종방향 철근을 결합하기 위한 결합수단;

상기 세그먼트의 접합 단부에 형성되는 전단키;

상기 세그먼트를 접합할 때 상기 덕트의 내부로 그라우트재가 침투하는 것을 막기 위하여 상기 세그먼트의 접합 단부 쪽의 덕트에 결합하는 개스킷;

상기 세그먼트 접합 단부의 아래쪽에 설치되며 세그먼트가 접합될 때 세그먼트 사이의 간격을 유지되게 하는 간격 유지재; 및,

상기 간격 유지재에 의해 세그먼트 사이의 간격이 유지되도록 배치된 상태에서 상기 세그먼트의 접합 단부 사이와 상기 절개부에 타설되어 양생되는 그라우트재; 를 포함하며,

상기 간격 유지재는 상기 하단 종방향 철근에 의해 지지되며 상기 그라우트재의 초기 양생 기간에 세그먼트에 발생하는 온도차 변화로 인해 접합 이음부에 발생하는 변형률이 상기 그라우트재의 강도 발현에 문제가 되지 않는 정도로 상기의 변형률을 제어할 수 있는 강성을 갖고,

상기 결합수단은 세그먼트가 배치된 상태에서 텐던에 의해 세그먼트 사이의 간격이 좁아지는 방향으로 힘을 가하여 상기 간격 유지재에 압축력을 가한 상태에서 상기 상단 종방향 철근을 결합하는 것을 특징으로 하는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더를 제공한다.

상기 하단 종방향 철근에 비하여 큰 단면을 가지는 강재로서 일단부는 상기 하단 종방향 철근 중 상기 접합 단부 쪽 단부와 결합하고 타단부는 암나사부가 형성된 상태로 상기 세그먼트의 접합 단부에 노출되는 정착부재를 더 포함하며,

상기 간격 유지재는 서로 인접하는 세그먼트에 마련된 정착부재 사이에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 간격 유지재의 일단부에는 상기 암나사부에 체결 가능한 수나사부가 마련되고 타단부에는 상기 암나사부에 삽입될 수 있는 크기로 돌출된 삽입부가 마련되는 것이 바람직하다.

상기 그라우트재는 초조강 고강도 무수축 그라우팅 모르타르인 것이 바람직하다.

본 발명은 두 번째 형태로서,

둘 이상의 세그먼트를 접합하여 형성되는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 조립방법에 있어서,

상기의 절개부와 전단키를 포함하는 세그먼트, 결합수단, 개스킷, 간격 유지재 및 그라우트재를 포함하는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더를 마련하고 작업대에 세그먼트를 배치하는 배치 단계;

상기 배치 단계에서 배치된 상기 세그먼트에 일부의 텐던을 삽입하고 긴장력을 가하여 간격 유지재에 압축력을 가하고 간격 유지재에 의해 세그먼트 사이의 간격이 유지된 상태로 상기 결합수단에 의해 상단 종방향 철근을 연결하는 상부 철근 연결단계;

상기 상부 철근 연결단계 이후에 상기 세그먼트 사이의 틈과 상기 절개부에 그라우트재를 타설하고 양생하는 그라우트재 타설/양생단계; 및,

상기 세그먼트의 덕트에 나머지 텐던을 배치하고 긴장작업을 실시하는 긴장단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 조립방법을 제공한다.

본 발명에 의하면 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 세그먼트를 접합할 때 종래의 에폭시 접합 공법에서 사용하던 연성 간격 유지재 대신에 하단 종방향 철근으로 지지가 되는 간격 유지재를 접합부 하부에 설치하고 상부에서는 상단 종방향 철근을 강결하여 세그먼트 접합부의 연결 강성을 대폭 높임으로써 접합 이음부의 초기 양생 기간에 발생할 수 있는 세그먼트 단면 내의 온도차 변화로 인한 접합 이음부의 품질불량 문제를 방지하며, 초조강 고강도 무수축 그라우팅 모르타르 등과 같은 고성능의 그라우트재를 세그먼트 조립 후에 접합 이음부에 주입함으로써 에폭시의 제한된 가사시간 문제도 해결하고, 종래의 현장 타설 콘크리트 이음 방법의 제한된 콘크리트 강도 문제와 긴 양생 시간문제도 해결할 수 있는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더 및 그 조립방법을 제공할 수 있다.

도 1의 (a) 내지 (c)는 종래의 에폭시 접합 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 조립공정을 설명하기 위한 도면(측면도).
도 2a는 세그먼트 접합시 응력집중현상 때문에 프리스트레스 도입단계에서 발생한 접합부의 할열 균열 사례를 보여주는 사진.
도 2b는 세그먼트 접합시 응력집중현상 때문에 프리스트레스 도입단계에서 발생한 접합부의 탈락(spalling) 사례를 보여주는 사진.
도 3은 종래의 에폭시 접합 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 세그먼트 접합 단부에 다양한 형태의 연성 간격 유지재가 설치된 모습을 보여주는 도면.
도 4의 (a)는 세그먼트의 상하 온도차에 의한 단순보 구조의 휨 변형을 설명하기 위한 도면(측면도).
도 4의 (b)는 세그먼트의 좌우 온도차에 의한 단순보 구조의 휨 변형을 설명하기 위한 도면(평면도).
도 5의 (a)는 세그먼트의 상하 온도차에 의한 연속보 구조의 휨 변형을 설명하기 위한 도면(측면도).
도 5의 (b)는 세그먼트의 좌우 온도차에 의한 연속보 구조의 휨 변형을 설명하기 위한 도면(평면도).
도 6은 프리스트레스트 콘크리트 거더의 전형적인 철근 배치도(단면도).
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 세그먼트의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 세그먼트가 배치된 상태의 측단면도.
도 9의 (a) 내지 (e)는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 조립방법을 순차적으로 설명하기 위한 도면(측면도).
도 10은 도 8에 도시된 간격 유지재의 일례를 보여주기 위한 도면.
도 11은 박스형 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 세그먼트 접합 단부의 구성 방법을 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 세그먼트를 이용하여 종단곡선을 갖는 거더를 조립하는 방법을 설명하기 위한 도면(측면도).

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 하나의 실시예에 따른 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더 및 그 조립방법에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.

도 6은 프리스트레스트 콘크리트 거더의 전형적인 철근 배치도(단면도), 도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 세그먼트의 구성을 설명하기 위한 도면, 도 8은 본 발명의 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 세그먼트가 배치된 상태의 측 단면도, 도 10은 도 8에 도시된 간격 유지재의 일례를 보여주기 위한 도면, 도 11은 박스형 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 세그먼트 접합 단부의 구성 방법을 설명하기 위한 도면, 도 12는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 세그먼트를 이용하여 종단곡선을 갖는 거더를 조립하는 방법을 설명하기 위한 도면(측면도)이다.

우선 본 발명의 하나의 실시예에 따른 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더에 대하여 설명하기로 한다.

도 6은 I형 단면의 프리스트레스트 콘크리트 거더의 전형적인 철근 배치 방법을 도시한 도면이다. 프리스트레스트 콘크리트 거더에는 일정한 종방향 간격으로 단면에 설치되는 스터럽(stirrup) 철근 외에 종방향(거더의 길이방향)으로 다수의 직선 철근이 배치된다. 종방향 철근은 도 6과 같이 상부플랜지 상부에 설치되는 상단 종방향 철근과 하부플랜지 하부에 설치되는 하단 종방향 철근뿐만 아니라 복부를 포함하여 단면 전체에 일정한 간격 이내로 골고루 설치되는데, 도 6에서는 구조적으로 중요한 역할을 하는 상단 종방향 철근과 하단 종방향 철근만 도시하였다. 최근의 개량 I형 단면의 프리스트레스트 콘크리트 거더의 경우에는 일반적으로 도 6과 같이 상단과 하단에 각각 6개의 종방향 철근이 배치되는데 상단보다는 하단에 더 굵은 철근이 사용된다.

본 실시예에 따른 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더는 둘 이상의 세그먼트를 서로 연결하여 구성되며 각각의 세그먼트(S)는 도 7에 도시된 바와 같이 텐던 설치를 위한 덕트(D), 상단 종방향 철근(1), 하단 종방향 철근(2)을 포함하여 구성된다.

본 실시예에 따른 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더는 절개부(10), 결합수단(20), 전단키(30), 개스킷(40), 간격 유지재(50) 및 그라우트재(60)를 포함하여 구성되며, 일부 구성은 각각의 세그먼트에 포함되기도 하고 세그먼트들의 사이에 배치되기도 하는데 상세한 설명은 각각의 구성을 설명하는 부분에서 하기로 한다. 본 실시예에 대한 설명에서 접합 단부(F)란 세그먼트(S)의 면들 중 다른 세그먼트와 접합이 되는 면을 의미한다.

상기 절개부(10)는 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 상기 세그먼트(S) 중 접합 단부의 상부에 상기 상단 종방향 철근(1)의 단부가 노출되도록 형성되는 구성으로서 세그먼트(S)의 일부를 제거한 부분이라고 할 수 있다.

상기 결합수단(20)은 서로 접합되는 한 쌍의 절개부에 노출된 상단 종방향 철근(1)을 서로 결합하는 구성으로서 세그먼트 사이에 설치되는 구성으로 볼 수 있으며, 본 실시예에서는 도 8에 도시된 바와 같이 철근 커플러가 사용되지만 용접에 의해 결합될 수도 있다. 상기 철근 커플러는 인장방향의 유격발생과 압축방향의 유격발생을 모두 방지할 수 있는 제품을 사용한다.

상기 상단 종방향 철근(1)은 강결 이음을 한다. 상단 종방향 철근(1)은 그라우트재(60)의 양생 기간 동안 접합 이음부의 변형 방지를 위한 강성 연결 기능 이외에도 완성된 프리스트레스트 콘크리트 거더의 운반과 거치 과정에서 발생할 수 있는 거더 상연의 균열에 대비하는 역할도 해야 하기 때문이다. 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 거더는 하측으로 편재되어 설치된 텐던(T)의 긴장력에 의해 하연에는 큰 압축 응력이 작용하고 상연에는 작은 압축 응력이나 인장응력이 작용하는데, 하부구조에의 거더 설치를 위한 운반과 거치 공정 중의 동적 효과, 지점조건의 변동 등에 의해 거더 상연에 일시적으로 콘크리트의 허용 인장응력을 초과하는 인장응력이 작용하여 균열이 발생될 수 있는데 연속된 상단 종방향 철근은 이러한 균열의 방지에도 효과적이며, 균열 발생 후의 거더의 안전성 확보에도 필수적이다. 과거 외국에서 분절 이음부에서 상부 철근을 이음 하지 않은 거더의 거치 중에 거더 상연에 균열이 발생하면서 안정성을 잃고 거더가 파괴되는 사례가 여러 번 있었다. 즉 상단 종방향 철근의 이음은 접합 이음부의 연결 강성에 관계없이 필수적인 요소이다.

상기 전단키(30)는 상기 접합 단부에 형성되어 세그먼트(S)의 접합시에 전단연결이 잘 되도록 하는 구성이다. 전단키는 일반적으로 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더 세그먼트에 사용되는 구성이므로 추가적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 개스킷(40)은 상기 세그먼트(S)들을 접합할 때 상기 덕트(D)의 내부로 상기 그라우트재(60)가 침투하는 것을 막기 위해 설치되는 구성으로서 도 8에 도시된 바와 같이 덕트(D)들을 서로 이음하는 구성이며, 세그먼트(S)들의 사이에 마련되는 구성이다.

상기 간격 유지재(50)는 상기 세그먼트(S)의 접합 단부(F)의 아래쪽에 설치되는데 상기 세그먼트의 상하방향의 중심선을 기준으로 대칭으로 설치되며 세그먼트(S)가 접합될 때 세그먼트 사이의 간격을 유지하게 하는 구성으로서 상기 그라우트재(60)의 초기 양생 기간에 세그먼트(S)에 발생하는 온도차 변화로 인해 접합 이음부에 발생하는 변형률이 상기 그라우트재의 강도 발현에 문제가 되지 않는 정도로 상기의 변형률을 제어할 수 있는 강성을 가져야 하며 온도차에 의한 접합 단부의 회전변위 때문에 간격 유지재에 작용할 수 있는 인장력을 상쇄시키기 위해 선행시키는 상당한 크기의 압축력을 지지할 수 있어야 한다.

상기 간격 유지재(50)에 작용하는 압축력은 하단 종방향 철근(2)에 의해 지지된다. 접합 단부의 콘크리트 접합면에 바로 설치되는 종래의 연성 간격유지재와는 달리 본 발명의 강성 간격 유지재(50)는 접합면의 콘크리트가 직접지지하지 않고 하단 종방향 철근에 의해 지지되므로 식(1) 내지 식(3)과 같은 응력계산은 필요하지 않다. 종방향 철근에 작용되는 접합력은 전달길이(transfer length) 내에서 종방향 철근을 둘러싸고 있는 주면의 콘크리트에 의해 지지된다.

또한 연성 간격 유지재는 접합시 에폭시를 짜내기 위해서 접합력에 의해 일정 크기의 변형이 가능해야 하지만, 본 발명의 강성 간격 유지재(50)는 그럴 필요가 없기 때문에 원리상으로는 무한한 강성을 가져도 된다.

상기 간격 유지재(50)는 강성과 강도가 큰 강재로 제작하는 것이 적절하다. 참고로 강재는 대표적인 연성 간격 유지재인 고무에 비하여 탄성계수가 수천 배 이상 크다. 즉 강재로 제작된 간격 유지재(50)를 사용하면 종래의 고무와 같은 연성 간격 유지재를 사용하는 조립방법에 비하여 접합 이음부의 변형률을 수천 분의 1 정도로 줄일 수 있어서 배경기술에 기술된 접합 이음부 품질불량 문제를 완전히 해결할 수 있다.

상기 하단 종방향 철근(2)의 단부에는 도 10에 도시된 바와 같이 정착부재(2a)가 마련되는데, 상기 정착부재(2a)의 일단부는 상기 하단 종방향 철근의 접합 단부(F) 쪽의 단부와 결합하고 타단부는 암나사부(2b)가 형성된 상태로 상기 세그먼트(S)의 접합 단부(F)에 노출되며 서로 인접하는 접합 단부에 서로 대응되도록 형성된다. 상기 정착부재(2a)는 상기 하단 종방향 철근(2)의 단면에 비하여 큰 단면을 가지도록 제작된다.

상기 암나사부(2b)는 간격 유지재(50)를 지지하는 하단 종방향 철근(2)의 정착부재(2a)를 접합 단부(F)의 소정의 위치에 정확히 설치하기 위해 세그먼트 제작시에 거푸집에 볼트로 고정하는데 이용된다.

상기 간격 유지재(50)는 도 8에 도시된 바와 같이 서로 인접하는 접합단부(F)에 형성된 정착부재(2a)의 사이에 설치된다.

도 10은 상기 간격 유지재(50)의 일례로서, 서로 인접하는 접합 단부에 형성된 정착부재(2a)의 사이에 설치되며, 일단부에는 상기 암나사부(2b)에 체결 가능한 수나사부(51)가 형성되고 타단부에는 상기 암나사부(2b)에 삽입될 수 있는 크기로 돌출된 삽입부재(52)가 마련된다.

상기 세그먼트(S)들이 배치될 때 상기 간격 유지재(50)의 수나사부(51)는 인접한 한 쌍의 세그먼트 중 어느 하나의 세그먼트에 결합한 정착부재(2a)의 암나사부(2b)에 체결하고, 삽입부재(52)는 나머지 하나의 세그먼트에 결합한 정착부재(2a)의 암나사부(2b)에 삽입될 수 있도록 하여 간격유지와 함께 세그먼트 접합시에 가이드 키(guide key) 역할도 하도록 한다. 또한, 간격 유지재(50)의 한쪽 접촉면은 곡면으로 만들어 접합면의 각도 오차를 흡수할 수 있도록 만들어지는 것이 바람직하다.

상기 간격 유지재(50)의 단면적은 세그먼트(S) 접합 단부(F)의 면적에 비하여 상대적으로 작기 때문에 간격 유지재(50)를 콘크리트 면에 바로 설치하면, 접합 단부 중 간격 유지재(50)와 접하는 부분에 국부적으로 큰 응력이 작용하여 콘크리트의 허용압축 응력을 초과하는 응력이 작용되기 때문에 본 발명에서는 간격 유지재(50)가 하단 종방향 철근에 의해 지지가 되도록 구성하여 콘크리트 접합 단부에 발생할 수 있는 응력집중 문제를 방지하도록 하고 있는데, 만약 간격 유지재(50)의 설치 개수가 세그먼트(S)에 배치된 하단 종방향 철근(2)의 수보다 많거나 하단 종방향 철근(2)이 배치된 지점이 아닌 위치에 설치해야 한다면 하단 종방향 철근(2) 외에 시방서 상의 철근의 정착길이 이상의 길이를 갖는 별도의 하단 종방향 철근을 세그먼트에 설치하고 설치된 종방향 철근으로 간격 유지재(50)를 지지한다. 그러나 일반적으로 사용하고 있는 프리스트레스트 콘크리트 거더의 경우에는 통상 배치되는 하단 종방향 철근의 일부를 이용하면 충분한 저항능력을 얻을 수 있기 때문에 일부의 하단 종방향 철근(2)에만 간격 유지재를 설치하는 것이 효율적이다.

한편, 상기 간격 유지재(50)는 상기 세그먼트(S)의 상하방향의 중심선을 기준으로 바깥쪽(중심선으로부터 먼쪽)에 설치할수록 횡 방향 회전 구속에 효과적인데, 도 7에 도시된 실시예에서는 6개의 하단 종방향 철근 중 안쪽의 2개의 종방향 철근은 빼고 바깥쪽에 위치하는 4개의 종방향 철근에만 간격 유지재(50)를 설치하여 효율성을 높이도록 했다.

상기 그라우트재(60)는 상기 간격 유지재(50)에 의해 세그먼트(S) 사이의 간격이 유지되도록 배치된 상태에서 인접한 세그먼트(S)의 접합 단부(F) 사이와 상기 절개부(10)에 타설되어 양생되는 구성으로서 본 실시예에서는 초조강 고강도 무수축 그라우팅 모르타르를 사용하도록 한다.

상기 그라우트재(60)를 타설할 때에는 접합 이음부에 그라우트재를 주입하기 전에 반드시 상부면을 제외한 측면과 하면을 포함한 모든 접합 이음부의 바깥 면을 막아 그라우트재(60)가 새지 않도록 한 상태에서 타설한다.

도 7에는 도시된 실시예에서는 I형의 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 세그먼트가 도시되어 있지만, 본 발명이 I형 거더에만 적용할 수 있는 것은 아니다. 도 11에 도시된 바와 같은 박스형 세그먼트(S')에도 적용 가능하며, 상단 종방향 철근(1')이 노출되는 절개부(10'), 접합 단부에 형성되는 전단키(30'), 덕트(D') 사이에 마련되는 개스킷(40'), 하단 종방향 철근(2')에 결합하여 지지가 되는 간격 유지재(50')를 포함하도록 구성할 수 있으며 박스형 외에도 다양한 형상에 적용할 수 있고 단면 형상과 상관없이 전술한 구성을 포함하는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더라면 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것으로 보아야 한다.

이하에서는 도 9를 참조하면서 본 발명의 두 번째 형태인 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 접합방법의 하나의 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 9의 (a) 내지 (e)는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 조립방법을 순차적으로 설명하기 위한 도면(측면도)이다.

본 실시예에 따른 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 접합방법은 둘 이상의 세그먼트를 접합하여 프리스트레스트 콘크리트 거더를 형성하는 방법에 관한 것으로서 배치 단계, 상부 철근 연결단계, 그라우트재 타설/양생 단계 및 긴장단계를 포함하여 구성된다.

상기 배치 단계는 전술한 절개부와 전단키를 포함하는 세그먼트, 결합수단, 개스킷, 간격 유지재 및 그라우트재를 포함하는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 구성을 마련하고 작업대에 배치하는 단계이다. 도 9의 (a)에는 마련된 세그먼트(S)가 조립대(C)에 배치된 상태가 도시되어 있으며 도 9에 T로 표시된 구성은 텐던(긴장재)이다. 상기 조립대의 상부에는 미끄럼판(미도시)이 마련되어 있어서 세그먼트의 이동이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.

상기 상부 철근 연결단계란 상기 배치 단계에서 배치된 상기 세그먼트에 텐던을 삽입하고 긴장력을 가하여 간격 유지재에 압축력을 가하고 압축력이 가해진 간격 유지재에 의해 세그먼트 사이의 간격이 유지된 상태로 상기 결합수단에 의해 상단 종방향 철근을 연결하는 단계이다.

도 9의 (b)에는 잭(J)을 이용하여 일부의 텐던(T)에 긴장력을 가함으로써 세그먼트들을 서로 근접하는 방향으로 이동시켜 간격 유지재(50)에 압축력을 가한 상태가 도시되어 있다.

상기 간격 유지재(50)에 압축력을 가하는 이유는 간격 유지재(50)가 인장력에 저항할 수 없기 때문에 충분한 압축력을 선행시켜 온도차에 의한 휨 거동으로 인해 일측의 강성 간격 유지재에 작용할 수 있는 인장력을 상쇄시켜야 하기 때문이다.

도 9의 (c)에는 압축력이 도입된 간격 유지재(50)에 의해 세그먼트의 사이가 유지된 상태에서 상단 종방향 철근이 연결된 상태가 도시되어 있다.

상기 상단 종방향 철근(2)의 결합은 용접 또는 철근 커플러(20)에 의하여 강결하며, 이로 인하여 간격 유지재(50)와 함께 세그먼트(S) 접합부를 강성 연결하여 세그먼트(S) 내의 온도차 변화로 인해 조립된 세그먼트의 접합 이음부에 큰 변형률이 발생하지 않도록 한다.

상기 그라우트재 타설/양생 단계는 상기 상부 철근 연결단계 이후에 세그먼트 접합 이음부의 상부를 제외한 하면과 측면을 적절한 방법으로 막은 후에 세그먼트 (S) 사이의 틈과 절개부(10)에 그라우트재(60)를 타설하고 양생하는 단계이다.

상기 그라우트재(60)로는 프리믹스 타입의 초조강 고강도 무수축 그라우팅 모르타르가 적절한데 상당히 고가이므로 간격 유지재(50)에 의해 유지되는 접합 이음부의 간격은 그라우트재(60)의 주입이 가능한 최소한의 간격으로 관리해야 한다. 고성능 그라우트재의 주입 가능 최소 폭은 제품에 따라 대략 10~30mm 정도이며, 세그먼트(S) 사이의 거리는 반드시 사용할 그라우트재의 최소 주입 폭 성능에 따라 결정해야 한다. 고성능 그라우트재는 수 시간 내에 상당한 강도에 도달하는 등 거의 에폭시와 대등한 조강 능력을 발휘한다.

도 9의 (d)는 상기 그라우트재(60)가 세그먼트(S) 사이의 틈과 절개부에 타설되어 양생된 상태가 도시되어 있다.

상기 긴장단계는 상기 세그먼트 (S)의 덕트(D)에 나머지 텐던(T)을 배치하고 긴장작업을 실시하는 단계이다.

도 9의 (e)에는 긴장작업이 완료된 상태가 도시되어 있으며, 긴장작업이 완료되면 거더에 상향의 솟음이 발생하므로 완성된 거더는 단부 조립 대에 의해서만 지지가 된다. 도면상에 세그먼트들 사이의 경계선이 도시되어 있지 않은 이유는 본 발명에 따른 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더는 일체형 거더와 같이 거동한다는 것을 강조하기 위해서이다.

본 실시예에 따른 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 조립방법은 전술한 바와 같이 그라우트재의 초기 양생 기간에 발생할 수 있는 세그먼트 내 온도의 불균질화에 따른 변형에 효과적으로 대응할 수 있는 효과 이외에 다음의 효과를 기대할 수 있다.

우선, 세그먼트를 접합할 때 세그먼트 사이의 간격이 어느 정도는 발생하고 그 사이에 그라우트재를 타설하는 방식이므로 세그먼트를 제작할 때 상단과 하단의 종방향 철근의 위치를 제외하고는 접합 단부의 제작 정밀도에 특별한 신경을 쓸 필요가 없다.

또한, 접합 이음부에서 어느 정도의 각도 변화를 주어 세그먼트(S)를 조립하는 것도 상대적으로 쉽게 할 수 있다. 도 12는 최대한 종곡선을 따라 분절 거더의 세그먼트를 조립하는 방법으로서 접합 이음부의 아래쪽의 이음 간격은 좁고 위쪽의 이음 간격은 넓게 되도록 높이를 조절한 조립대(C) 위에서 세그먼트(S)를 조립하는 것을 도시한 것이다. 이렇게 조립된 분절 거더는 세그먼트 접합부에서 꺾인 형태가 된다. 조립된 거더가 꺾여 연결된 선분의 형태이기 때문에 부드러운 종곡선을 따라가기 위해서는 도 12와 같이 거더 위에 높이가 변화하는 헌치부(H)를 두어서 종곡선을 따라 바닥판 슬래브(SL)가 설치될 수 있도록 해야 한다. 도 12와 같이 세그먼트(S) 조립 시에 접합부의 조립각도를 조절하면 종곡선이 있는 교량용 프리스트레스트 콘크리트 거더를 용이하게 제작할 수 있다. 물론 도 12와 같은 조립방법에는 각도변화를 고려한 강성 간격 유지재(미도시)를 사용해야 하며, 상단 종방향 철근은 용접으로 이음 하거나 각도변화를 수용할 수 있는 철근 커플러를 사용해야 한다. 이상과 같이 종곡선을 고려한 분절 거더의 조립방법은 곡률이 크지 않은 평면곡선을 따라 꺾여 연결된 선분의 형태로 세그먼트를 조립하는 방법에도 응용할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더 및 그 조립방법에 대하여 설명함으로써 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 제공하였으나 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 않는 범위 안에서 다양한 형태의 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더 및 그 조립방법으로 구체화될 수 있다.

S : 거더 세그먼트 1 : 상단 종방향 철근
2 : 하단 종방향 철근 D : 덕트
F : 세그먼트 접합 단부 10 : 절개부
20 : 결합수단 30 : 전단키
40 : 개스킷 50 : 간격 유지재
60 : 그라우트재

Claims

덕트, 상단 종방향 철근, 하단 종방향 철근을 포함하여 구성되는 둘 이상의 세그먼트를 접합하여 형성되는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더에 있어서,
상기 세그먼트 중 인접한 세그먼트와 접합되는 면인 접합 단부의 상부에 세그먼트의 상단 종방향 철근의 단부가 노출되도록 형성되는 절개부;
서로 접합되는 한 쌍의 세그먼트의 절개부에 노출된 상단 종방향 철근을 결합하기 위한 결합수단;
상기 세그먼트의 접합 단부에 형성되는 전단키;
상기 세그먼트를 접합할 때 상기 덕트의 내부로 그라우트재가 침투하는 것을 막기 위하여 상기 세그먼트의 접합 단부 쪽의 덕트에 결합하는 개스킷;
상기 세그먼트 접합 단부의 아래쪽에 설치되며 세그먼트가 접합될 때 세그먼트 사이의 간격을 유지되게 하는 간격 유지재; 및,
상기 간격 유지재에 의해 세그먼트 사이의 간격이 유지되도록 배치된 상태에서 상기 세그먼트의 접합 단부 사이와 상기 절개부에 타설되어 양생되는 그라우트재; 를 포함하며,
상기 간격 유지재는 상기 하단 종방향 철근에 의해 지지되며 상기 그라우트재의 초기 양생 기간에 세그먼트에 발생하는 온도차 변화로 인해 접합 이음부에 발생하는 변형률이 상기 그라우트재의 강도 발현에 문제가 되지 않는 정도로 상기의 변형률을 제어할 수 있는 강성을 갖고,
상기 결합수단은 세그먼트가 배치된 상태에서 텐던에 의해 세그먼트 사이의 간격이 좁아지는 방향으로 힘을 가하여 상기 간격 유지재에 압축력을 가한 상태에서 상기 상단 종방향 철근을 결합하는 것을 특징으로 하는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더.
제1항에 있어서,
상기 하단 종방향 철근에 비하여 큰 단면을 가지는 강재로서 일단부는 상기 하단 종방향 철근 중 상기 접합 단부 쪽 단부와 결합하고 타단부에는 접합 단부 중 정해진 위치에 정확히 설치하기 위하여 세그먼트 제작시 거푸집에 볼트로 고정할 수 있도록 암나사부가 형성된 상태로 상기 세그먼트의 접합 단부에 노출되는 정착부재를 더 포함하며,
상기 간격 유지재는 서로 인접하는 세그먼트에 마련된 정착부재 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더.
제2항에 있어서,
상기 간격 유지재의 일단부에는 상기 암나사부에 체결 가능한 수나사부가 마련되고 타단부에는 상기 암나사부에 삽입될 수 있는 크기로 돌출된 삽입부가 마련되는 것을 특징으로 하는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더.
제1항에 있어서,
상기 그라우트재는 초조강 고강도 무수축 그라우팅 모르타르인 것을 특징으로 하는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더.
둘 이상의 세그먼트를 접합하여 형성되는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 조립방법에 있어서,
청구항 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 절개부와 전단키를 포함하는 세그먼트, 결합수단, 개스킷, 간격 유지재 및 그라우트재를 포함하는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더를 마련하고 작업대에 세그먼트를 배치하는 배치 단계;
상기 배치 단계에서 배치된 상기 세그먼트에 일부의 텐던을 삽입하고 긴장력을 가하여 간격 유지재에 압축력을 가하고 간격 유지재에 의해 세그먼트 사이의 간격이 유지된 상태로 상기 결합수단에 의해 상단 종방향 철근을 연결하는 상부 철근 연결단계;
상기 상부 철근 연결단계 이후에 상기 세그먼트 사이의 틈과 상기 절개부에 그라우트재를 타설하고 양생하는 그라우트재 타설/양생단계; 및,
상기 세그먼트의 덕트에 나머지 텐던을 배치하고 긴장작업을 실시하는 긴장단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 분절 프리스트레스트 콘크리트 거더의 조립방법.