KR20110111907A - 사장교 주탑쪽의 사장 케이블용 새들 구조체 - Google Patents

Abstract

본발명은 사장교 또는 사장교와 유사한 양양교(Extradosed교)의 주탑측사장케이블 지지용 새들구조체에 관한 것이다.
본 발명은, 유연성을 가진 새들 외관 내부에 새들 내관이 마련되되, 상기 새들 내관의 양단 출구부에 그 출구부에서부터 끼워진 다공 스페이서를 마련하여, 상기 새들 내관의 양단출구부 외부에 만든 나사탭에 링 너트를 장착할 수 있는 것을 특징으로 하는 사장교의 주탑측사장케이블용 새들 구조체를 제공한다.

Description

사장교 주탑쪽의 사장 케이블용 새들 구조체{Saddle Assembly}

본발명은 사장교 또는 사장교와 유사한 양양교(Extradosed교)의 주탑측 사장케이블 지지용 새들구조체에 관한 것이다.

도 5는 사장교의 일례를 측면에서 개략도이다. 사장교 시공방법의 개략은 다음과 같다. 교각(51)의 콘크리트타설 시에는, 주형(53)으로부터 좌우대칭되는 지점에서 주두부(52)를 형성하고, 상기 주두부(52)를 역점으로 해서 작업대(미도시)를 고정시켜 틀을 조립하고, 주형(53)이 되는 소정 길이에 걸쳐 콘크리트를 타설한다. 동시에 교각(51) 상에 주탑(54)을 콘크리트 타설한 후, 새들(55)을 만들고, 앞서 타설한 양쪽 주형(53)을 앞 새들(55)에 의해 지지되는 케이블(56)의 양단으로 지지하고, 이 부분의 구축이 끝나면 앞 주형(53)을 역점으로 해서, 주탑(54)에서 대칭되는 다음 주형(57)이 되는 부분에 작업대를 전진시켜 틀을 조립하고, 콘크리트 타설해, 앞주탑(54)의 앞새들 구조체(55)로부터 윗쪽에 형성된 새들(58)에 의해 지지되는 케이블(59)의 양단에서 주형(57)을 지지한다. 이 공법은, 앞 공정을 균형잡힌 방식으로 장력을 당기는 것을 반복해서 주형을 연속적으로 만든다. 또, 교각, 주탑, 주형에는, PC강재 등 강재에 따라 필요한 배근을 하고 있다.

주탑측에 이용가능한 사장교 케이블의 정착구조는, 새들에 의한 것과 좌우의 사장 케이블을 주탑 상부 콘크리트 몸체에 각각 개별적으로 정착한 구조로 크게 나눌 수 있다. 새들에 의한 것은 이미 도 5에서 설명한 대로지만, 도 6에 도시된 바와 같이 주탑측에 있어서 개별적으로 좌우의 사장 케이블(56)의 끝부분을 주탑(54)에서 교차형으로 정착부(60)의 구성을 만드는 것도 있다.

도 5에 도시된 새들은, 도 6에 도시된 주탑에 걸어 개별적으로 케이블을 고정하는 것과 비교해, 주탑에 케이블 끝부분을 고정시키지 않기 때문에, 형상을 콤팩트하게 할 수 있고, 경관상으로도 좋으며, 또한, 케이블을 통과하기 위해 각 케이블마다의 정착도구가 필요하지 않아, 주탑부분을 대단히 경제적으로 구성이 되지만, 새들에 의한 경우, 좌우의 사장 케이블 사이에 시공시점 또는 구조완료 후에 있어서 불균일한 장력이 발생했을 경우, 케이블이 미끄러질 우려가 있다. 이 불균일한 장력에 대한 미끄러짐 방지책으로서 ① 새들구조체를 이용해 케이블의 마찰에 의지하는 방법, ② 새들구조체 중앙부에 도 7에 도시된 바와 같은 케이블(56)을 고정하는 전단 코터(shear cotter;61)를 마련하는 방법, ③ 새들구조체 출구부에 도 8에 도시된 바와 같이 콘크리트 몸체(62)에 베어링 플레이트(63)과와 앵커 블록(64)을 배치하고, 케이블의 각 PC강선(65)을 앵커 블록(64)에 만들어진 구멍으로 통과시키고, 정착웨지(66)에 의해 케이블을 정착시키려는 방법을 사용할 수 있다.

이것들①,②,③ 어느 방법이든 장래 비상시에 있어서 케이블을 교체 가능하도록, 주탑의 콘크리트 몸체에 케이블을 통과시키는 구멍을 만들어, 그 내부에 케이블을 배치하는 구조로 되어 있다.

본 발명이 해결하려고 하는 과제는 새들에 의한 주탑측의 케이블 지지에 관한 것이지만, 앞①의 케이블과 새들의 마찰에 의지하는 방법은, 주탑을 중심으로 하는 좌우의 케이블 장력차이가 커지게 되면 미끄러지고, 구조체가 불안정하게 되어, 안전상의 문제가 있다. 또, 이것을 피하기 위해 ② 새들의 중앙부에 미끄러짐을 방지하는 전단 코터를 마련한 방법은, 장력차이가 클 때, 전단 코터(61)에 도 7에 도시된 바와 같이 국부 휨 모멘트(moment) Mo=|T1-T2|/l (단, T1, T2는 인장강도, l:모멘트(moment) 작용 길이)를 케이블에 가하는 등, PC강선의 장기피로와 관련하여 나쁜 영향을 줄 가능성이 있었다. 또한, 전술한 ③의 방법은 새들 출구부에 불평균장력을 주탑 콘크리트 몸체에 전달하기 때문에, 도 8의 직접 정착웨지를 설치하는 방법은, 풍하중에 따라 케이블의 휨 응력이 가장 집중된다고 생각되는 위치에 웨지를 설치하게 되면, 케이블의 장기간의 휨 피로 특성상, 큰 문제가 있었다. 더욱이 도 7의 새들 구조체에서는 새들 외관(강관)의 휨 가공시의 제작오차 및 앞에 기술한 새 들외관을 콘크리트 몸체에 설치할 때의 오차에 따라 새들 외관 출구부에 도 9에서 가리키듯이 케이블의 만곡(R0)에 대하여 국부소편향(R1)을 생기게 해, 케이블(17)의 외관 출구쪽 단부측에서 압접이 생기고, 자유단(67)에 반복 휨 응력이 가해지는 것에 의해 상기 ①,②의 방법에 따라 새들구조에서는, 케이블에 마찰부식(fretting corrosion)의 촉진, 또는 ③의 방법에 따라 구조에서는 웨지의 머리부분에서의 각도정착 피로를 촉진시킬 우려가 있다.

전술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,

유연성을 가진 새들 외관 내부에 새들 내관이 마련되되,

상기 새들 내관의 양단 출구부에 그 출구부에서부터 끼워진 다공 스페이서를 마련하여,

상기 새들 내관의 양단출구부 외부에 만든 나사탭에 링 너트를 장착할 수 있는 것을 특징으로 하는 사장교의 주탑측사장케이블용 새들 구조체를 제공한다.

상기 새들 내관은 강제로 되어 있고,

상기 새들 내관의 내부 윗면에 한 줄 또는 여러 줄의 강제 돌기가 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 새들 내관은 강제로 되어 있고,

상기 새들 내관에는 그 양단출구부에 끼워진 다공 스페이서보다 안쪽 위치로부터 상기 내관 안쪽면에 안쪽을 향해 넓어지는 원추형의 영역이 마련되는 것이 바람직하다.

상기 새들 내관 양단부에 끼워진 다공 스페이서보다 안쪽에 상기 새들 내관에 그라우트 주입구멍이 마련되고,

상기 새들 내관의 중앙부에 그라우트 오버플로구멍이 마련되는 것이 좋다.

상기 새들 외관은 유연한 PE 또는 얇은 콜게이트 강관으로 이루어지고,

활모양을 한 새들 내관의 윗면과 상기 새들 외관의 틈에 스페이서를 배치해서 상기 새들 내관 형상에 상호의 압접면을 맞추는 것이 바람직하다.

상기 새들 외관의 단부에는 플랜지관을 끼워지는 것이 바람직하다.

상기 새들 내관 양단출구부에 끼워진 다공 스페이서에 대해, 그 스페이서와 같은 수의 다공 가공을 한 몰타르 킵플레이트를 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 효과는 다음과 같다.

첫째, 새들 내관의 양단은 도 2에 나타난 것처럼 안쪽을 향해서 지름이 커지게 되는 원추형태의 소켓가공으로 되어 있어, 모르타르 주입 후 이 소켓 효과에서 불평균 장력의 응력 일부를 분담한다. PC강선 긴장 후, PC강선 사이의 상호접촉이 도 4에 나타나듯이 케이블의 부동점이 되는 새들 중앙부에 집중시켜(도 4참조), 케이블 자유장부로부터 변동에 의한 휨은 물론, 축방향 변동도 가장 적어지는 지점에서 상호 접촉해 PC강선 긴장계의 내피로성능을 현저하게 향상시킨다.

둘째, 새들의 약점인 양단출구부에 다공 스페이서를 배치하고, 각 PC강선을 독립시켜, 인접하는 PC강선 사이를 접촉시켜 마찰 부식(fletching corrosion)을 발생시켜, 피로성능 저하를 일으키는 것을 회피할 수 있다.

셋째, 고체화된 그라우트로 새들 내관으로의 힘 전달은, 새들 안쪽에 돌출된 강제의 돌기 및 양단에 설치된 원추형태의 소켓 영역의 조합을 통해 이루어짐으로써, 케이블에 가해지는 힘을 분산시켜 일부에 집중되지 않는 상태에서 전달 가능하도록 하고, 이러한 힘들은 새들 내관 양측에서 합쳐진 링 너트를 주탑 콘크리트 몸체에 대해 체결하는 것에 의해 앞에 기술한 몸체에 전달된다.

넷째, 새들양단에 설계된 다공 스페이서(PE제)는 그 새들 내관 안쪽에서 각 PC강선 사이에 소정의 거리간격을 유지하는 것에 의해, 주입되는 그라우트가 각 PC강선 사이에 구석구석까지 고르게 충전된다.

본 발명에 따른 사장교 새들구조체는 교형의 스팬(span ;S)에 비교해 주탑새들 위치(높이; H)가 낮은 교량에도 적용가능하다. 또, 본 발명의 구조체는, 교각과 그 교각 위에 구축되는 주탑이 철골구조로 된 것에도 적용 가능하다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 새들 구조체의 일례를 단면도로 나타낸 도면.
도 2 는 도 1의 새들구조체의 출구부를 확대해서 나타낸 도면.
도 3은 도 2의 새들출구부에 두고 사용되는 다공 스페이서의 일례를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 새들구조체에 케이블을 삽입해서 긴장했을 때 구조체 중앙부를 단면도로 나타낸 도면.
도 5는 사장교의 일례를 측면에서 개략도로 나타낸 도면.
도 6은 사장 케이블의 주탑측 교차 정착구조의 예를 나타낸 도면.
도 7은 사장교의 주탑측 새들에 케이블의 전단 코터(shear cotter)에 의한 정착 구조의 예.
도 8은 사장교의 주탑측 새들끝부분에 있어서의 웨지에 의한 케이블의 정착 구조의 예.
도 9는 종래의 새들구조체의 제작, 설치 오차가 생겼을 때, 케이블 긴장 후에 생기는 케이블의 국부소편향의 설명도를 나타낸 도면.
도 10은 PC강선을 주탑새들에 삽입하기 전의 상태설명도를 나타낸 도면.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.

본 발명은 전술한 과제를 해결함과 동시에, 종래와 마찬가지로 케이블을 교체 가능하도록 사장 케이블용 새들 구조체를 제안하는 것이며, 그 구조를 도 1에 나타내듯이 실시공례와 각 관련도로 표시했다.

공사 현장에서의 일을 간소화 하기 위해, 새들구조체는 설계에 기초해, 보통 공장에서 조립을 해 현장에 운송된다. 도 1에 있어서 새들구조체는, 새들 외관(1)과 그 내부에 삽입된 새들 내관(2)으로 되어있고, 새들 내관(2)의 양단은, 상기 새들 외관(1)의 양단으로부터 거의 같은 길이로 노출되고, 새들 내관(2)의 끝부분에는 나사탭(3)이 만들어져 있고, 상기 나사탭(3)에 링 너트(4)를 결합할 수 있도록 구성된다.

상기 새들 내관(2)의 위쪽(천장측)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 그 길이 방향에 걸쳐 한 줄 또는 여러 줄의 강제 돌기(18)가 형성되어 있다. 주탑에 케이블이 통과하는 구멍을 만들기 위해, 앞에 기술한 새들 외관(1)은 폴리에틸렌(PE) 혹은 얇은 콜게이트 강관 등의 유연성이 있는 관체로 이루어지고, 내부에 설치된 휨가공을 한 강제 새들 내관(2)의 휘어진 부분의 새들 휨 반경안쪽에서 전체 길이에 걸쳐서 접촉하도록 구성된다. 이를 위해, 앞서 짜놓은 시점에서 앞에 기술한 양쪽 관의 위쪽 틈에 추후에 떼어내는 것이 가능한 폴리에틸렌 재질의 스페이서(5)를 배치한 상태에서 서로를 견고하게 고정하고, 이 자중을 이용해서 중앙 및 양단 아래쪽에서 가고정부재(6)로 지지되게 밀착시켜야 한다. 그리고 앞서 기술한 위쪽 틈에는 발포 우레탄(19)을 충전한다. 또, 양단의 가고정부재(6)의 위치는, 새들 외관(1)의 끝부분에 채워 넣어져 있는 플랜지관(7)의 외부에 있게 되는데, 예를 들면 용접부(10)에 의해, 앞에 기술한 외부에 고정시키고 있다. 상기 가고정부재(6)의 하부는 기초받침대(11)에 고정되어 있다. 또, 플랜지관(7)의 외부 위쪽 위치에 서포트 플레이트(8)를 고정하고, 하나의 서포트 플레이트(8)의 위치에서 한 쌍의 그라우트 호스(9)를 끌어넣는데, 한 개의 그라우트 호스(9)는 그 바로 아래의 새들 내관(2)의 비워져 있는 구멍에 접속시키고, 나머지 한 개의 그라우트 호스(9)는 새들 내관(2)의 중앙부에서 새들 내관(2)의 위치에 비워져 있는 구멍에 접속한다. 한편, 다른 방향의 서포트 플레이트(8)의 위치에서도, 한 개의 그라우트 호스(9)를 끌어넣어, 그 바로 아래에 위치하는 새들 내관(2)에 비어 있는 구멍에 접속한다.

도 2는 도 1의 새들 구조체 새들 출구부 구조를 확대해서 나타낸다. 새들 내관(2(의 끝부분에는 이미 설명한 바와같이 나사탭(3)이 형성되어 있지만, 그 끝면에서 약간 안쪽에 들어간 위치보다, 도 2에서 S로 나타낸 안쪽영역에 있어서 안쪽을 향해 순차적으로 내경이 원추형태로 넓어지는 소켓 가공을 해 소켓 영역을 형성하고, 도 2와 같이, 상기 소켓 영역을 가진 새들 내관(2)의 끝부분은, 새들 내관(2)과 용접 등에 의해 새들 내관(2)으로서 일체를 형성한다. 전술한 바와 같이 상기 새들 내관(2)의 바깥쪽에 새들 외관(1)이 위치하고, 새들 외관(1)의 끝부분에는 플랜지관(7)을 끼워 넣고, 새들 부분에 콘크리트 타설을 할 때, 이 플랜지관(7)의 외면을 주탑 콘크리트 몸체(12)의 표면과 거의 동일면이 되게 타설한다. 도 3에 도시된 바와 같이 플랜지를 준비해 다공 스페이서(13; 예를 들면 폴리에틸렌 재질)의 외경과 거의 동일한 내경의 새들 내관(2)의 출구부에 상기 다공 스페이서(13)를 끼워 넣고, 그 플랜지 부분에서 새들 내관(2)의 끝면에 고정시킨다. 게다가, 상기 다공 스페이서(13)와 같은 위치에서 같은 수의 구멍을 가진 몰타르 블록플레이트(14; 예를 들면 폴리에틸렌재질)를 상기 새들 내관(2)의 출구부 끝면에 맞춰서 나사(15)로 양자를 조이는 구조를 사용해, 링 너트(4)를 나사탭(3)에 끼워넣는 구조를 택한다.

도 10은 PC강선을 주탑 새들에 삽입하기 전의 상태를 나타내고 있지만, 도 10 에 나타난 새들 구조체(C)는 주탑(T)의 정해진 위치에서, 콘크리트 타설에 의해 메꿔져, 그 플랜지 부관(2; 도 6 참조)의 끝면이 타설된 콘크리트 표면으로부터 노출된 상태로 고정되어 있다. 도 10에 있어서 임시 고정용 케이블(70; 유도선이라고도 함)은, 주탑(T)의 좌우 대칭에 타설 된 주형의 정착부에서 주탑(T)의 새들 구조체(C)의 양단출구방향으로 연장해, 콘크리트 몸체를 관통시켜 그 배면과 앞주형의 정착부의 사이에서 긴장되기 때문에, 이 임시 고정용 케이블(70)에 각각 매달리는 링(71) 사이의 간격을 간격유지용 로프(72)로 유지하고, 상기 링(71)에 의해 폴리에틸렌재질의 보호관(73)을 유지한 상태에서, 좌우의 보호관(73)의 끝부분을 소정간격(W)만 비워서 작업창을 만들고, 새들 구조체의 새들 내관 출구부를 향하게 한다. 도 2, 도 4 및 도 10을 참조하면, 사장교 케이블을 구성하는 PC강선(17)을 한 개씩 차례로 주형 정착부로부터 앞에 기술한 보호관(72) 안을 통과시키고, 작업창(W)를 낸 곳에서, 새들구조체의 링 너트(4), 그라우트 블록플레이트(14), 다공 스페이서(13)를 뗀 상태로, 우선 앞서 기술한 PC강선(17)을 그라우트 블록플레이트(14)에 통과시키고, 다음으로 다공 스페이서(13)에 통과시켜, 새들 내관(2) 내부를 통과하고, 주탑(T)의 반대측의 작업창(W)에 도달한 곳에서, 반대로 다공 스페이서(13), 그라우트 블록플레이트(14)의 순서대로 통과, 전술한 PC강선(17)을 비스듬히 아래쪽으로 잡아 당기고, 주탑(T)을 처음 상태로 하여 대칭위치에 있는 주형측의 정착부에 통과시킨다. 이러한 작업을 되풀이해 하는 것에 의해, 전체 PC강선을 삽입한 후, 다공 스페이서와 몰타르 블록플레이트를 이미 설명한 소정의 위치에 이동, 설치한다.

다음에 케이블을 주형측에서 양측정착부에서 동시에 긴장한다. 이 경우, 잭조작을 동시에 하게 해, 새들중앙부의 부동점에서 케이블이 이동하지 않게 긴장하는 것이 바람직하다.

긴장후, 도 2의 그라우트 블록플레이트(14)의 캡부(16 ;공간유지장치)에 수지를 부분 주입하여, 그라우트가 경화된 후에, 새들 내관(2)에 노블징형의 고강도 무수축 그라우트를 주입한다. 이 그라우트는 도 1과 같이 그라우트 호스(9)를 통해 소켓 영역으로 주입되고, 최고꼭대기 부분인 중앙부에서 그라우트 호스(9)에 의해오버플로우 되도록 하여, 새들 내관 내에 몰타르의 틈이 생기지 않도록 한다. 또한 발포우레탄(19)은 그 후 사장케이블 전체에 걸쳐 덮혀지고, 그라우트가 충전되는 케이블커버다.

1. 새들 외관 2. 새들 내관 3. 나사탭 4. 링너트 5. 스페이서
6. 가고정부재 7. 플랜지(flange) 부관 8. 서포트 플레이트
9. 그라우트 호스 10. 용접부 11. 기초받침대

Claims (7)

1. 유연성을 가진 새들 외관 내부에 새들 내관이 마련되되,
   상기 새들 내관의 양단 출구부에 그 출구부에서부터 끼워진 다공 스페이서를 마련하여,
   상기 새들 내관의 양단출구부 외부에 만든 나사탭에 링 너트를 장착할 수 있는 것을 특징으로 하는 사장교의 주탑측사장케이블용 새들 구조체.
2. 제1항에 있어서,
   새들 내관은 강제로 되어 있고,
   상기 새들 내관의 내부 윗면에 한 줄 또는 여러 줄의 강제 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 사장교의 주탑측 사장케이블용 새들구조체.
3. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 새들 내관은 강제로 되어 있고,
   상기 새들 내관에는 그 양단출구부에 끼워진 다공 스페이서보다 안쪽 위치로부터 상기 내관 안쪽면에 안쪽을 향해 넓어지는 원추형의 영역이 마련되는 것을 특징으로 하는 사장교의 주탑측 사장케이블용 새들구조체.
4. 상기 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 새들 내관 양단부에 끼워진 다공 스페이서보다 안쪽에 상기 새들 내관에 그라우트 주입구멍이 마련되고,
   상기 새들 내관의 중앙부에 그라우트 오버플로구멍이 마련되는 것을 특징으로 하는 사장교의 주탑측 사장케이블용 새들 구조체.
5. 상기 제2항에 있어서,
   상기 새들 외관은 유연한 PE 또는 얇은 콜게이트 강관으로 이루어지고,
   활모양을 한 새들 내관의 윗면과 상기 새들 외관의 틈에 스페이서를 배치해서 상기 새들 내관 형상에 상호의 압접면을 맞추는 것을 특징으로 사장교 주탑측사장케이블용 새들구조체.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 새들 외관의 단부에는 플랜지관을 끼워지는 것을 특징으로 하는 사장교의 주탑측사장케이블용 새들구조체.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 새들 내관 양단출구부에 끼워진 다공 스페이서에 대해, 그 스페이서와 같은 수의 다공 가공을 한 몰타르 킵플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사장교의 주탑측사장케이블용 새들구조체.
   
   

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