【전 문】

【원 고】 주식회사 한▽▽▽에스

【피 고】 주식회사 포♡□건설

【변론종결】 2017. 6. 28.

【판결선고】 2017. 8. 11

【주 문】

1. 원고의 청구를 기각한다.

2. 소송비용은 원고가 부담한다.

【청 구 취 지】

특허심판원이 2017. 2. 15. 2016당3018호 사건에 관하여 한 심결을 취소한다.

【이 유】

1. 기초사실

가. 이 사건 심결의 경위

1) 피고는 2016. 9. 29. 원고 등 아래 나.항 기재 이 사건 특허발명의 특허권자들을 상대로 하여 특허심판원에 소극적 권리범위확인심판을 청구하여 피고가 실시하고 있는 확인대상발명은 이 사건 특허발명의 청구항 1 내지 4(이하 이 사건 제 항 발명 이라 한다)의 권리범위에 속하지 않는다고 주장하였다.

2) 특허심판원은 이를 2016당3018호로 심리한 다음, 2017. 2. 15. 확인대상발명은 이 사건 제1항 내지 제4항 발명의 권리범위에 속하지 않는다는 이유로 피고의 위 심판청구를 인용하는 심결(이하 이 사건 심결 이라 한다)을 하였다.) 피고는 2016. 9. 29. 이 사건 특허발명에 대하여 등록무효심판을 제기하였고, 원고 등 그 특허권자들은 2016. 12. 28. 이 사건 특허발명의 청구항 1을 정정하고, 청구항 2 내지 4를 삭제하는 내용으로 정정을 청구하였는데, 특허심판원은 이를 2016당3011호로 심리한 후 2017. 2. 15. 위 정정청구는 적법하나 정정된 청구항 1은 선행발명들에 의해 그 진보성이 부정된다는 이유로 피고의 무효심판 청구를 인용하는 심결을 하였다. 이에 원고는 특허법원 2017허1922 호로 그 심결취소의 소를 제기하였으나, 특허법원은 2017. 8.11. 원고의 청구를 기각하는 판결을 선고하였다.

나. 이 사건 특허발명(갑 제2호증)

1) 발명의 명칭: 단계적인 긴장력 도입에 의한 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔의 시공방법

2) 출원일/ 등록일/ 등록번호: 2003. 4. 24./ 2005. 11. 2./ 제527601호

3) 특허권자: 원고, 주식회사 노◑테크, A

4) 특허청구범위

【청구항 1】강재 빔(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)을 결합하여 제작되는 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔의 시공방법으로서(이하 구성요소 1 이라 한다), 프리캐스트 콘크리트 패널(20)을 제작할 때, 프리캐스트 콘크리트 패널(20)의 중립축 위치 또는 그 아래의 하부에 1차 긴장재를 배치할 1차 쉬스관(26)을 설치하고, 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 2차 긴장재를 배치할 2차 쉬스관(27)을 설치한 상태에서 콘크리트를 타설하여 프리캐스트 콘크리트 패널(20)을 제작하는 단계(이하 구성요소 2 라 한다); 상기 1차 및 2차 쉬스관(26, 27)에 각각 1차 및 2차 긴장재(23, 23')를 배치한 후 1차 긴장재(23)를 긴장하여 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 1차 프리스트레스를 도입하고, 상기 1차 쉬스관(26)의 내부를 그라우팅하는 단계(이하 구성요소 3

이라 한다); 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과 강재 빔(10)을 조립하여 결합하는 단계(이하 구성요소 4 라 한다); 및 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과 강재 빔(10)이 결합된 합성빔을 교각 등에 가설하기 직전에 상기 2차 쉬스관(27)에 배치된 2차 긴장재(23')를 긴장함으로써) 이 사건 특허발명의 청구범위에는 긴장하므로써 로 기재되어 있으나, 긴장함으로써 가 바른 표현이므로 고쳐 쓴다. 이하 같다.

프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 2차 프리스트레스를 도입하고 상기 2차 쉬스관(27)을 그라우팅하는 단계를 포함하며(이하 구성요소 5 라 한다); 상기 2차 긴장재(23')의 긴장시에는 프리캐스트 콘크리트 패널(20)의 크리프 및 건조수축) 크리프(creep)는 응력이 일정한데 시간에 따라 변형이 증대되는 현상을 말하고, 건조수축(shrinkage)은 습기를 흡수하면 팽창하고 건조하면 수축하는 성질을 말한다.으로 인하여 발생한 프리스트레스의 손실량 및 강재 빔(10)과의 결합에 따른 하중에 의한 추가 프리스트레스도입 필요량을 포함하여 2차 프리스트레스가 도입되도록 하는 것(이하 구성요소 6 이라 한다)을 특징으로 하는 단계적인 긴장력 도입에 의한 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔의 시공방법.

【청구항 2】제1항에 있어서, 1차 쉬스관(26) 및 2차 쉬스관(27)을 설치하고 각각의 쉬스관(26, 27)에 긴장재를 배치하는 대신에, 프리캐스트 콘크리트 패널(20)의 제작단계에서, 비부착식 긴장재로 이루어진 1차 긴장재와 2차 긴장재를 동시에 배치하고, 프리캐스트 콘크리트 패널(20)을 제작한 후 1차 긴장재를 긴장하여 1차 프리스트레스를 도입하며, 그 후에 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과 강재 빔(10)을 결합하고, 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과 강재 빔(10)의 결합이 완료된 후 합성빔의 거치 직전에 2차 긴장재를 긴장하여 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 2차 프리스트레스를 도입하는 것을 특징으로 하는 단계적인 긴장력 도입에 의한 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔의 시공방법.

【청구항 3】제1항에 있어서, 프리캐스트 콘크리트 패널(20)을 제작하고 1차 프리스트레스를 도입하는 단계는, 1차 쉬스관(26)을 설치하는 대신에, 1차 쉬스관(26) 없이 1차 긴장재(23)를 배치하여 긴장한 후 콘크리트를 타설하여 프리캐스트 콘크리트 패널(20)을 형성한 후에 긴장된 상태의 1차 긴장재(23)를 정착하여 1차 프리스트레스를 도입하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단계적인 긴장력 도입에 의한 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔의 시공방법.

【청구항 4】제1항 내지 제3항 중 어느 한항에 있어서, 프리캐스트 콘크리트 패널(20)의 제작하는 단계에서 콘크리트를 타설하기 전에, 하면에는 다수개의 스터드(35)가 구비되어 있고 상면에는 수직한 한쌍의 강재판으로 이루어진 체결판(32)이 일체로 구비된 연결저판(31)을 설치하고, 상기 연결저판(31)의 하면에 그 상부가 결합되고 하부는 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 매립되도록 루프철근(33)을 설치하며; 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과 강재 빔(10)을 조립하여 결합하는 단계에서는, 강재 빔(10)의 복부(12) 하단부를 상기 연결저판(31)의 체결판(32)에 삽입한 후 체결수단(36)에 의하여 연결저판(31)과 강재 빔(10)의 복부(12)를 일체로 연결함으로써 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과 강재 빔(10)을 조립하는 것을 특징으로 하는 단계적인 긴장력 도입에 의한 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔의 시공방법.

5) 발명의 개요

가) 기술분야: 이 사건 특허발명은 프리캐스트 콘크리트 패널과 강재 빔을 결합하여 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔의 시공방법에 관한 것이다.

[도 5] 종래의 합성빔

나) 종래기술 및 문제점: 종래 합성빔의 경우, 장경간 교량이나 철도교와 같이 상당히 큰 하중을 저항하는 구조에서 배치되는 긴장재의 수가 증가함에 따라 프리캐스트 콘크리트 패널(20)의 콘크리트 단면도 증가하게 되는 문제점과, 플레이트(21)와 I형 강재 빔(10)의 하부 플랜지(13)를 용접할 때 강재로 이루어진 플레이트(21)가 용접열에 의하여 팽창함으로써 플레이트(21) 주위의 콘크리트에 균열이 발생하여 플레이트(21)와 프리캐스트 콘크리트 패널(20)이 일체로 거동하지 못해 결국 I형 강재 빔(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)이 구조적으로 일체화되지 못하는 문제점이 있었다.

다) 기술적 과제: 이 사건 특허발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 프리캐스트 콘크리트 패널의 단면을 증가시키지 않더라도 충분한 크기의 프리스트레스를 도입할 수 있도록 하여 프리캐스트 콘크리트 패널의 전단면을 효율적으로 활용할 수 있도록 하고, 프리캐스트 콘크리트 패널과 강재 빔이 더욱 견고하게 연결되어 구조적으로 완전히 일체로 거동할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

라) 과제 해결 수단 및 효과: 1 이 사건 특허발명은 긴장재를 1차 및 2차로 구분하여, 1차 긴장재(23)를 이용하여 1차 프리스트레스를 도입한 후에 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과 강재 빔(10)을 합성하고, 합성이 완료된 후 합성빔을 거치하기 직전에 2차 긴장재(23')를 긴장하여 2차 프리스트레스를 도입함으로써, 프리캐스트 콘크리트 패널(20)의 전단면이 압축력을 받도록 하여 프리캐스트 콘크리트 패널(20)의 콘크리트 전단면을 효율적으로 활용할 수 있고, 2 2차 프리스트레스 도입 시 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 발생하는 콘크리트의 크리프, 건조수축 등에 의한 압축 프리스트레스의 손실을 감안하여 2차 프리스트레스를 도입함으로써 프리스트레스의 손실로 인한 구조적인 성능의 저하를 방지할 수 있으며, 3 미리 제작된 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 일체로 구비된 빔 연결 조립체(30)에 강재 빔(10)의 복부 하단부를 삽입하고 체결수단에 의하여 결합함으로써 매우 간편하고 견고하게 빔(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)을 합성할 수 있는 것이다.

마) 주요 도면

[도 1] 사시도

[도 2c] [도 1]의 A-A 단면도

다. 확인대상발명

피고가 실시하고 있는 확인대상발명은 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔 및 그 시공 방법 에 관한 것으로서, 그 설명서 및 도면은 별지 기재 및 영상과 같다.

라. 선행발명들) 선행발명들은 뒤에서 보는 바와 같이 이 사건 특허발명과의 대비에 사용되지 않아 구체적인 내용에 관한 기재를 생략한다.

1) 선행발명 1(을 제4호증)

선행발명 1은 1994. 1.경 발행된 일본 천전기보(川田技報) Vol. 13에 게재된 프리패브 빔의 개발과 시험에 대하여(On the development of Prefabricated- Beam) 라는 제목의 학술논문에 개시된 발명이다.

2) 선행발명 2(을 제6호증)

선행발명 2는 1990. 9. 1. 동명사에서 발행된 프리스트레스트 콘크리트 라는 제목의 책자에 개시된 발명이다.

3) 선행발명 3(을 제8호증)

선행발명 3은 1995. 3.경 발행된 일본 구조공학논문집 Vol. 41A라는 간행물에 게재된 프리 빔의 프리패브화에 관한 기초적 연구 라는 제목의 학술논문에 개시된 발명이다.

【인정근거】 다툼 없는 사실, 갑 제1 내지 3호증, 을 제4, 6, 8호증의 각 기재, 변론 전체의 취지

2. 당사지 주장의 요지

가. 원고

1) 이 사건 제1항 발명은 선행발명 1 또는 3에 의하여 신규성이 상실되지 않는다.

2) 이 사건 제1항 발명의 조립에 의한 결합 은 용접에 의한 결합 도 포함하는 것이므로, 확인대상발명은 동일 또는 균등의 범위에서 이 사건 제1항 발명의 권리범위에 속한다.

3) 따라서 이와 달리 확인대상발명은 이 사건 제1항 발명의 권리범위에 속하지 않는다고 판단한 이 사건 심결은 위법하므로 취소되어야 한다.

나. 피고

1) 이 사건 제1항 및 제3항 발명은 선행발명 1 또는 3에 의하여 신규성이 부정되어 그 권리범위를 인정할 수 없다.

2) 확인대상발명은 이 사건 제1항 발명의 구성요소 3, 4, 5를 포함하지 않으므로, 이 사건 제1항 발명의 권리 범위에 속하지 않는다.

3) 확인대상발명은 이 사건 제2항 발명의 비부착식 긴장재 , 이 사건 제3항 발명의 프리텐션 방식에 의해 1차 프리스트레스를 도입하는 구성요소 , 이 사건 제4항 발명의 연결저판 및 체결판 구성요소를 포함하고 있지 않으므로, 이 사건 제2항 내지 제4항 발명의 권리범위에도 속하지 않는다.

4) 따라서, 확인대상발명은 이 사건 제1항 내지 제4항 발명의 권리범위에 속하지 않는다. 그러므로 이와 결론을 같이 한 이 사건 심결은 정당하다.

3. 이 법원의 판단

이 사건의 쟁점은 이 사건 제1항 및 제3항 발명이 선행발명 1 또는 3에 의하여 신규성이 부정되는지 여부 및 확인대상발명이 이 사건 제1항 내지 제4항 발명의 권리범위에 속하는지 여부인데, 먼저 확인대상발명이 이 사건 제1항 내지 제4항 발명의 권리범위에 속하는지 여부에 관하여 살펴본다.

가. 확인대상발명이 이 사건 제1항 발명의 권리범위에 속하는지 여부

1) 관련 법리

특허발명의 보호범위는 청구범위에 적혀 있는 사항에 의하여 정하여지고 발명의 설명이나 도면 등에 의하여 보호범위를 제한하거나 확장하는 것은 원칙적으로 허용되지 않지만, 청구범위에 적혀 있는 사항은 발명의 설명이나 도면 등을 참작하여야 기술적인 의미를 정확하게 이해할 수 있으므로, 청구범위에 적혀 있는 사항의 해석은 문언의 일반적인 의미 내용을 기초로 하면서도 발명의 설명이나 도면 등을 참작하여 문언에 의하여 표현하고자 하는 기술적 의의를 고찰한 다음 객관적 합리적으로 하여야 한다. 특허발명과 대비되는 확인대상 발명이 특허발명의 권리범위에 속한다고 할 수 있기 위하여는 특허발명의 청구범위에 기재된 구성요소들과 구성요소들 사이의 유기적 결합관계가 확인대상발명에 그대로 포함되어 있어야 한다. 그리고 확인대상발명에서 특허발명의 청구범위에 기재된 구성 중 변경된 부분이 있는 경우에도, 양 발명에서 과제의 해결원리가 동일하고, 그러한 변경에 의하더라도 특허발명에서와 실질적으로 동일한 작용효과를 나타내며, 그와 같은 변경이 그 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 누구나 용이하게 생각해 낼 수 있는 정도인 경우에는, 특별한 사정이 없는 한 확인대상발명은 특허발명의 청구범위에 기재된 구성과 균등한 것으로서 여전히 특허발명의 권리범위에 속한다. 여기서 양 발명에서 과제의 해결원리가 동일 한지를 가릴 때에는 청구범위에 기재된 구성의 일부를 형식적으로 추출할 것이 아니라, 명세서 중 발명의 설명 기재와 출원 당시의 공지기술 등을 참작하여 선행기술과 대비하여 볼 때 특허발명에 특유한 해결수단이 기초하고 있는 기술사상의 핵심이 무엇인가를 실질적으로 탐구하여 판단하여야 한다( 대법원 2015. 5. 14. 선고 2014후2788 판결 등 참조).

특허발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 정하여지고 특별한 사정이 없는 한 발명의 상세한 설명이나 도면 등에 의하여 특허청구범위를 제한하거나 확장하여 해석하는 것은 허용되지 않지만, 특허 청구범위에 기재된 사항은 발명의 상세한 설명이나 도면 등을 참작하여야 그 기술적인 의미를 정확하게 이해할 수 있으므로, 특허청구범위에 기재된 사항의 해석은 그 문언의 일반적인 의미내용을 기초로 하면서도 발명의 상세한 설명 및 도면 등을 참작하여 그 문언에 의하여 표현하고자 하는 기술적 의의를 고찰한 다음 객관적 합리적으로 하여야 한다( 대법원 2006. 12. 22. 선고 2006후2240 판결 , 대법원 2007. 11. 29. 선고 2006후 1902 판결 , 대법원 2011. 5. 26. 선고 2010다75839 판결 등 참조).

2) 이 사건 제1항 발명과 확인대상발명의 대비

구성

요소

이 사건 제1항 발명

확인대상발명

1

강재 빔(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)을 결합하여 제작되는 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔의 시공 방법으로서, - 강재 거더(110)와, 프리캐스트 콘크리트 패널(120)이 결합되어 제작되는 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔의 시공방법.

2

프리캐스트 콘크리트 패널(20)을 제작할 때, 프리캐스트 콘크리트 패널(20)의 중립축 위치 또는 그 아래의 하부에 1차 긴장재를 배치할 1차 쉬스관(26)을 설치하고, 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 2차 긴장재를 배치 할 2차 쉬스관(27)을 설치한 상태에서 콘크리트를 타설하여 프리캐스트 콘크리트 패널(20)을 제작하는 단계; 

- [단계 1] 제1긴장재(125')와 제2긴장재(125)가 각각 내설될 쉬스관(125x', 125x)(이하 각각 제1쉬스관 , 제 2쉬스관 이라 한다)이 배치되게 내설되는 프리캐스트 콘크리트 패널(120)을 제작. 프리캐스트 콘크리트 패널 (120)의 중앙부에 숨겨지는 제1긴장재(125')가 삽입될 제2쉬스관(125x')의 중심 위치는 콘크리트 패널(120)의 중립축의 하측에 위치.

3

상기 1차 및 2차 쉬스관(26, 27)에 각각 1차 및 2차 긴장재(23, 23')를 배치한 후 1차 긴장재(23)를 긴장하여 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 1차 프리스트레스를 도입하고, 상기 1차 쉬스관(26)의 내부를 그라우팅하는 단계; 

- [단계 2] 제1, 2쉬스관(125x', 125x)에 긴장재(125', 125)를 내설한 후, 제1긴장재(125')의 양단에 정착기 구를 설치하여 긴장재를 잡아당긴 상태로 정착하여 프리캐스트 콘크리트 패널(120)에 1차 압축 프리스트레스를 포스트텐션 방식으로 도입. 제1긴장재(125')가 삽입된 쉬스관에 그라우팅되지 않게 유지하여, 이후에 추가 긴장력을 도입. 

- [단계 5] 제1쉬스관(125x')을 그라우팅 함.

4

프리캐스트 콘크리트 패널(20)과 강재 빔(10)을 조립하여 결합하는 단계; 

- [단계 3] 강재 거더(110)의 하부 플랜지(113)와 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 양단부에 설치된 연결

저판(130)을 용접(99)으로 상호 연결.

5

프리캐스트 콘크리트 패널(20)과 강재 빔(10)이 결합된 합성빔을 교각 등에 가설하기 직전에 상기 2차 쉬스관 (27)에 배치된 2차 긴장재(23')를 긴장함으로써 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 2차 프리스트레스를 도입하고 상기 2차 쉬스관(27)을 그라우팅하는 단계를 포함하며;

- [단계 4] 교각에 가설하기 7일~10일을 앞두고, 제2긴장재(125)에 정착 기구를 설치하여 긴장재를 잡아당긴 상태로 정착하여 프리캐스트 콘크리트 패널(120)에 2차 압축 프리스트레스를 도입.

- [단계 5] 제2쉬스관(125x)을 그라우팅 함.

6

상기 2차 긴장재(23')의 긴장시에는 프리캐스트 콘크리트 패널(20)의 크리프 및 건조수축으로 인하여 발생한 프리스트레스의 손실량 및 강재 빔(10)과의 결합에 따른 하중에 의한 추가 프리스트레스 도입 필요량을 포함하여 2차 프리스트레스가 도입되도록 하는 것

- 제2긴장재(125)에 도입된 2차 프리스트레스의 크기는 강재 거더(110)와 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 합성 단면에 도입되는 것으로 예정된 설계치에 도달하도록 정해지며, 이 설계치는 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 합성 콘크리트, 크리프, 건조 수축 및 긴장재의 릴렉세이션으로 인하여 발생하는 프리스트레스의 장기 손실량을 고려.

대표

도면

[도 4a] 단면도

[도 3] 단면도

가) 구성요소별 대응관계

나) 공통점 및 차이점

(1) 구성요소 1

이 사건 제1항 발명의 구성요소 1과 확인대상발명의 대응 구성요소는 강재 빔(강재 거더)) 괄호 안은 이 사건 제1항 발명의 구성요소에 대응하는 확인대상발명의 구성요소이다. 이하 같은 방식으로 표기한다. 

과 프리캐스트 콘크리트 패널을 결합하여 제작되는 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔에 관한 것이라는 점에서 동일하다.

(2) 구성요소 2

이 사건 제1항 발명의 구성요소 2와 확인대상발명의 대응 구성요소는, 프리캐스트 콘크리트 패널을 제작할때 1차 긴장재(제1긴장재) 및 2차 긴장재(제2긴장재)를 배치할 1차 쉬스관(제1쉬스관) 및 2차 쉬스관(제2쉬스관)을 설치한 상태에서 콘크리트를 타설하여 프리캐스트 콘크리트 패널을 제작하는 점 및 1차 쉬스관(제1쉬스관)은 프리캐스트 콘크리트 패널의 중립축 위치 또는 그 아래의 하부(중립축 하측)에 설치한다는 점에서 동일하다(확인대상발명에서는 프리캐스트 콘크리트 패널의 양단부에서는 제1쉬스관이 중립축 상측에 위치하고 그 중앙부에서는 중립축 하측에 위치하여 완만한 포물선 형태로 배치되는 것으로 제1쉬스관의 전체적인 형상이 도시되어 있는데, 이 사건 제1항 발명의 구성요소 2는 1차 쉬스관의 전체적인 형상이나 중립축 위치 또는 그 아래의 하부 가 어느 지점을 기준으로 한 것인지를 특별히 한정하지 않고 있다. 따라서 확인대상발명에서 제1쉬스관이 프리캐스트 콘크리트 패널의 중앙부에서 중립축 하측에 위치되어 있는 것도 이 사건 제1항 발명의 구성요소 2에 포함된다고 할 것이다).

(3) 구성요소 3

이 사건 제1항 발명의 구성요소 3과 확인대상발명의 대응 구성요소는 1차 및 2차 쉬스관(제1, 2쉬스관)에 각각 1차 및 2차 긴장재(제1, 2 긴장재)를 배치한 후 1차 긴장재(제1긴장재)를 긴장하여 프리캐스트 콘크리트 패널에 1차 프리스트레스를 도입한다는 점에서 동일하다.

다만, 이 사건 제1항 발명의 구성요소 3은 1차 프리스트레스 도입 후 1차 쉬스관 내부를 그라우팅하는데 비하여, 확인대상발명의 대응 구성요소는 1차 프리스트레스를 도입한 후 나중에 추가적인 프리스트레스를 더 도입할 수 있도록 제1쉬스관 내부를 그라우팅하지 않고, 제2 프리스트레스를 도입한 후에 그라우팅 한다는 점에서 차이가 있다(이하 차이점 1 이라 한다)

(4) 구성요소 4

이 사건 제1항 발명의 구성요소 4와 확인대상발명의 대응구성은 프리캐스트 콘크리트 패널과 강재 빔(강재거더)을 결합하는 점에서 동일하다. 다만, 이 사건 제1항 발명의 구성요소 4는 프리캐스트 콘크리트 패널과 강재 빔을 조립하여 결합하는데 비하여, 확인대상발명의 대응구성은 프리캐스트 콘크리트 패널의 연결저판과 강재 거더의 하부 플랜지를 용접으로 결합하는 점에서 차이가 있다(이하 차이점 2 라고 한다).

(5) 구성요소 5

이 사건 제1항 발명의 구성요소 5는 프리캐스트 콘크리트 패널과 강재 빔이 결합된 합성빔을 교각 등에 가설하기 직전에 2차 쉬스관에 배치된 2차 긴장재를 긴장함으로써 프리캐스트 콘크리트 패널에 2차 프리스트레스를 도입하는 것인 반면, 확인대상발명의 대응 구성요소는 프리캐스트 콘크리트 패널과 강재 거더가 결합된 합성빔을 교각 등에 가설하기 7일 ~ 10일 전에 제2쉬스관에 배치된 제2긴장재를 긴장하는 것이라는 점에서 차이가 있다(이하 차이점 3 이라 한다).

(6) 구성요소 6

이 사건 제1항 발명의 구성요소 6과 확인대상발명의 대응구성은 2차 긴장재(제2긴장재)를 긴장할 때 프리캐스트 콘크리트 패널의 크리프 및 건조수축으로 인하여 발생한 프리스트레스의 손실량 및 강재 빔(강재 거더)과의 결합에 따른 하중(합성 콘크리트)에 의한 추가 프리스트레스 도입 필요량을 포함하여 2차 프리스트레스를 도입하는 점에서 동일하다.

다) 대비결과 정리

이 사건 제1항 발명과 확인대상발명의 각 구성요소들은 차이점 1 내지 3에서만 차이가 있고, 나머지 구성요소들은 서로 동일하다.

2) 차이점들의 검토

가) 차이점 1

차이점 1은 1차 프리스트레스를 한번에 모두 도입한 후에 그라우팅하는 것과 관련된 것인데, 다음과 같은 사정들을 종합하여 보면, 확인대상발명에서 1차 프리스트레스를 2회로 분할하여 도입하고, 2회째의 프리스트레스를 도입한 후에 그라우팅하는 것은 이 사건 제1항 발명의 구성요소 3과 균등하다고 봄이 옳다.

1 이 사건 특허발명과 확인대상발명의 특징적 구성은, 콘크리트 패널과 강을 합성한 빔을 제조하여 시공함에 있어, 콘크리트 패널에 포스트텐션 방식으로 프리스트레스를 도입하되, 1차 프리스트레스와 2차 프리스트레스를 나누어 도입한다는 점에 있으므로, 양 발명은 그 과제 해결의 원리가 동일하다.

2 그런데 이 사건 제1항 발명에서는 1차 쉬스관 내의 긴장재를 한번에 긴장하여 1차 프리스트레스를 모두 도입한 후에 그라우팅을 하는 반면, 확인대상발명에서는 1차 쉬스관 내의 긴장재를 한번에 모두 긴장하지 않고 1회째는 15.1% ~ 31.2%만 도입한 후, 후속 프리스트레스를 도입하면서 나머지 68.8% ~ 84.9%의 프리스트레스를 도입한다는 점에서 차이가 있다.

3 그런데 갑 제2호증(1998. 2. 15. 발행된 프리스트레스트 콘크리트의 설계와 시공 책자)에는 프리스트레스를 한 번에 전부 도입하는 것과 프리스트레스 도입 후 쉬스관 내부를 그라우팅 하지 않고 여러 차례 나눠 프리스트레스를 도입할 수 있다는 내용이 기재되어 있는바(15쪽의 부착이 있는 프리스트레스트 콘크리트 및 부착이 없는 프리스트레스트 콘크리트 부분, 및 16, 17쪽의 프리스트레스를 준 직후 와 재긴장 부분 참조), 이로부터 1차 프리스트레스를 한번에 전부 도입하는 것과 수회 나누어 도입하는 것은 모두 당해 기술분야에서 널리사용되는 주지관용기술임을 알 수 있다.

4 확인대상발명에서 1차 프리스트레스를 위와 같은 수치범위로 분할하여 도입함으로 인하여 프리스트레스 도입 시 인장균열이 생길 가능성이 낮아진다는 점을 알 수는 있으나, 이러한 효과의 차이는 통상의 기술자가 충분히 예측할 수 있는 정도에 불과하고, 확인대상발명이 추가 프리스트레스 도입 시점을 강재 거더와 콘크리트 패널이 결합된 후 교각에 설치하기 7일 ~ 10일 앞두고 하더라도 그로 인해 차별적인 효과가 발생한다고 볼 만한 객관적 근거가 없으므로, 위와 같은 확인대상발명의 구성요소는 이 사건 제1항 발명의 비본질적 부분을 치환 변경한 것에 지나지 않는다고 보아야 할 것이다.

6 결국 위와 같은 차이는 1차 프리스트레스를 한 번에 전부 도입하는 것인지 아니면 두 차례로 나누어 도입하는 것인지의 과정으로 기인한 차이일 뿐으로서, 확인대상발명의 이 사건 제1항 발명과 그 과제의 해결원리가 동일하고, 그러한 변경에 의하더라도 특허발명에서와 같은 목적을 달성할 수 있고 실질적으로 동일한 작용효과를 나타내며, 그와 같이 변경하는 것이 통상의 기술자라면 누구나 쉽게 생각해 낼 수 있는 정도로 자명하다고 할 것이다.

나) 차이점 2

차이점 2는 이 사건 제1항 발명 구성요소 4의 결합방식과 관련된 것인데, 다음과 같은 사정을 종합하여 보면, 이 사건 제1항 발명의 구성요소 4의 프리캐스트 콘크리트 패널과 강재 빔을 조립하여 결합하는 구성 은 확인 대상발명이 채택하고 있는 강재 빔의 하부플랜지를 연결저판에 용접결합하되, 그 과정에서 발생하는 용접열로 인해 강재로 이루어진 연결저판이 팽창함으로써 콘크리트에 균열을 발생시킬 수 있는 방식 은 포함하지 않는다고 해석함이 타당하다.

1 이 사건 제1항 발명에는 콘크리트 패널과 강재빔을 조립하여 결합하는 단계 라고 기재되어 있는데, 조립(組立) 은 여러 부품들을 하나의 구조물로 맞추어 짬 이라는 사전적 의미를 가진 용어이므로, 조립하여 결합하는 방식의 의미상으로는 일응 볼트나 리벳과 같은 체결수단에 의한 결합방식과 강재의 접합부를 열로 녹여 결합시키는 용접방식 모두가 포함될 수 있다.

2 그런데 이 사건 특허발명은, 프리캐스트 콘크리트 패널과 강재빔을 결합할 때 콘크리트 패널에 설치한 플레이트와 강재 빔의 하부 플랜지를 용접으로 결합하는 종래의 결합방식에서는 강재로 이루어진 플레이트가 용접열에 의해 팽창하여 플레이트 주위의 콘크리트에 균열을 발생시킴으로써 프리캐스트 콘크리트 패널과 강재빔이 구조적으로 일체화되지 못한다는 문제점을 인식하고(갑 제2호증, 3면 8째 단락), 이를 해결하여 콘크리트 패널과 강재빔이 더욱 견고하게 연결되어 구조적으로 완전히 일체로 거동할 수 있도록 하는 합성빔의 시공 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 하고 있다(갑 제2호증, 3면 마지막 단락).

3 이 사건 특허발명의 명세서에는, 실시예로서 빔 연결 조립체를 이용하여 고장력 볼트와 같은 체결수단으로 콘크리트 패널에 설치한 플레이트와 강재 빔을 결합하는 방식이 기재되어 있고, 나아가 발명의 효과부분에서도 프리캐스트 콘크리트 패널에 일체로 구비된 빔 연결 조립체에 강재 빔을 체결수단에 의해 결합 함으로써 매우 간편하고 견고하게 합성할 수 있다고 기재되어 있다.

4 또한 이 사건 특허발명의 명세서에는 조립(組立) 과 용접(鎔接) 이라는 용어를 구분하여 사용하고 있는데, 조립 에 관하여서는 도 4a는 빔 연결 조립체(30)를 이용한 조립구조를 보여주는 단면도로서 (갑 제2호증, 6면 6, 7행 참조), 강재 빔(10)의 복부(12)를 빔 연결 조립체(30)의 체결판(32)에 삽입하고, 체결수단(36)을 이용하여 강재 빔(10)의 복부(12)와 체결판(32)을 결합함으로써, ---, 강재 빔(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)을 일체로 조립하게 되는 것이다 (갑 제2호증 6면 밑에서 7~10행 참조)라고 기재되어 있는 반면, 용접에 관하여는 체결판(32)은 공장에서 빔 연결 조립체(30)를 제조할 때 용접 등의 방법에 의하여 연결저판(31)에 부착된다 (갑 제2호증 6면 14, 15행 참조)라고 기재되어 있다. 이와 같이 용어를 구분하여 사용하고 있는 점 및 이 사건 특허발명이 인식하고 극복하고자 하는 문제점의 내용 등에 비추어 보면, 이 사건 제1항 발명의 조립하여 결합하는 방식 은 플레이트에 용접열이 가해져 그 주위의 콘크리트에 균열이 발생할 수 있는 용접방식이 아닌 체결수단을 이용한 결합방식 을 의미하는 것으로 이해하는 것이 자연스럽다.

5 이와 같이 이 사건 발명자가 인식한 종래기술의 문제점, 이 사건 발명이 이루고자 하는 기술적 과제, 용어의 사전적 의미, 명세서에 사용된 용어의 사용례 등을 종합해보면, 이 사건 제1항 발명의 조립하여 결합하는 방식 은 적어도 콘크리트 패널과 강재 빔의 결합함에 있어서 용접열이 강재로 이루어진 플레이트로 전달될 수 있는 용접방식은 포함하지 않는 것으로 해석함이 타당하다.

6 그런데 확인대상발명은 강재 거더의 하부 플랜지(113)를 프리캐스트 콘크리트 패널의 양단부에 설치된 강재로 이루어진 연결저판(130)과 용접에 의해 결합하는 방식) 피고는, 확인대상발명은 강재거더를 콘크리트 패널에 얹혀놓은 상태에서 별도의 체결 없이 바로 용접접합을 행한다고 주장한다.

을 채택하고 있는바, 이러한 구성에 따르면 용접과정에서 발생하는 용접열이 연결저판에 전달되어, 이 사건 특허발명에서 종래기술의 문제점이라고 적시하고 있는 연결저판의 열팽창으로 그 주변의 콘크리트에 균열이발생할 가능성을 배제하기 어려운 구조임을 알 수 있다.

다) 차이점 3

차이점 3은 2차 프리스트레스를 도입하는 시점과 관련된 것인데, 다음의 사정을 종합하여 보면, 확인대상발명의 가설전 7일 ~ 10일 전 이라는 구성요소는 이 사건 제1항 발명의 구성요소 6의 직전 에 포함되거나 그와 균등하다고 봄이 옳다.

1 이 사건 제1항 발명은 강재와 프리캐스트 콘크리트패널을 결합하여 제작되는 합성빔에 관한 발명으로서, 이를 단순화하면「긴장재가 삽입되는 1차 쉬스관 및 2차 쉬스관의 설치 -> 콘크리트 타설 -> 위 각 쉬스관에 1차 긴장재 및 2차 긴장재 배치 -> 1차 긴장재를 긴장하여 1차 프리스트레스 도입 -> 1차 쉬스관 그라우팅) 몰타르 등으로 내부의 공간을 채워 긴장재를 콘크리트에 부탁시키는 단계이다.

-> 콘크리트 패널과 강재빔 결합 -> 교각 등에 가설하기 직전에 2차 긴장재를 긴장하여 2차 프리스트레스 도입(구성요소 5) -> 2차 쉬스관 그라우팅」 단계로 이루어지는 것임을 알 수 있다.

2 그런데 이 사건 특허발명의 명세서에는 콘크리트 패널(20)과 강재 빔(10)을 결합한 후, 합성빔을 교각 등에 가설하기 직전에 2차 쉬스관(27)에 배치된 2차 긴장재(23 )를 긴장함으로써 , 1차 프리스트레스를 도입한 후에, 프리캐스트 콘크리트 패널과 강재빔을 합성하고, 합성이 완료된 후 합성빔을 거치하기 직전에 2차 긴장재를 긴장하여 2차 프리스트레스를 도입하게 되면.. (이하 중략) 이라고 기재되어 있고(갑 제2호증 5쪽 5째 단락 및 9째 단락), 2차 프리스트레스 도입시에 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 발생하는 콘크리트의 크리프, 건조수축 등에 의한 압축 프리스트레스의 손실을 감안하여 2차 프리스트레스를 도입하게 되므로, 프리스트레스의 손실로 인한 구조적인 성능의 저하를 방지할 수 있게 된다 고 기재되어 있다(갑 제2호증, 5면 밑에서 11~13행 참조).

3 위와 같은 이 사건 특허발명 명세서의 기재 및 내용을 종합하여 보면, 2차 긴장재를 긴장하여 2차 프리스트레스를 도입하는 시기는 콘크리트 패널과 강재빔을 결합한 때 이후, 합성빔을 교각 등에 가설하기 이전으로서, 프리캐스트 콘크리트 패널의 크리프 및 건조수축으로 인한 프리스트레스 손실이 충분히 진행된 후임을 알 수 있다.

4 또한 이 사건 특허발명의 명세서에는 교각 등에 가설되기 전 2차 긴장이 이루어진 시점별로 상이한 효과가 발생한다는 취지의 기재를 찾아볼 수도 없을 뿐만 아니라, 달리 이러한 효과의 차이가 발생함을 알 수 있는 객관적 자료도 찾아볼 수 없다. 결국 이 사건 특허발명에서 2차 긴장은 프리캐스트 콘크리트 패널의 크리프 및 건조수축으로 인한 프리스트레스 손실이 충분히 진행된 후이기만 하면 빔이 합성된 때로부터 합성된 빔이 교각에 가설되기 전에 어느 시점에 이루어지더라도 족한 것 이라고 해석함이 타당하고, 따라서 2차 프리스트레스를 도입하는 시기와 관련된 직전 이라는 용어는 이러한 범위를 가지는 시점을 의미하는 것으로 봄이 옳다.

이렇게 해석하는 경우 확인대상발명의 가설전 7일 ~ 10일 역시 구성요소 4에 포함된다고 할 것이다(따라서 직전 이라는 용어의 의미가 명확하지 않다는 피고의 주장은 받아들이지 않는다).

5 설령 피고 주장과 같이 직전 이 확인대상발명의 가설전 7일 ~ 10일 전 을 포함하지 않는 것으로 해석된다고 하더라도, 다음과 같은 사정을 종합하면 가설전 7일 ~ 10일 전 은 직전 과 균등의 범위에 속한다고 봄이 옳다.가 앞서 본 바와 같이 이 사건 특허발명과 확인대상발명의 특징적 구성은 콘크리트 패널과 강을 합성한 빔을 제조하여 시공함에 있어, 콘크리트 패널에 포스트텐션 방식으로 프리스트레스를 도입하되, 1차 프리스트레스와 2차 프리스트레스를 나누어 도입한다는 점에 있으므로 과제 해결의 원리가 동일하고, 확인대상발명에서는 가설전 7일 ~ 10일 전 에 프리스트레스를 도입함으로써 이 사건 제1항 발명에 비해 어떠한 유리한 효과가 얻어지는지를 알 수 있는 객관적 자료도 없으므로, 확인대상발명의 가설전 7일 ~ 10일 전 은 이 사건 제1항 발명의 비본질적 부분을 치환 변경한 것에 지나지 않는다고 할 것이다.

나 그런데, 통상의 기술자로서는 앞서 본 바와 같이 이 사건 특허발명 명세서의 기재로부터 2차 프리스트레스 도입 시점을 2차 프리스트레스의 손실을 줄이기 위하여 다른 공사의 진행에 영향을 주지 않는 범위 내에서 가급적 가설하기 전에 수행하는 것이 바람직하다는 점을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 따라서 확인대상발명의 구성요소와 같이 가설하기 전으로서 가설하기 7일~10일 전 에 2차 프리스트레스를 도입하는 방안을 안출하는 것은 통상의 기술자에게는 자명한 정도에 지나지 않고, 그로 인한 효과 역시 이 사건 제1항 발명의 직전에 2차 프리스트레스를 도입하는 것에 비해 유의미한 차이가 있다고 할 수 없다.

다 따라서, 이 사건 제1항 발명과 확인대상발명에서 과제의 해결원리가 동일하고, 확인대상발명의 그러한 변경에 의하더라도 이 사건 제1항 발명에서와 같은 목적을 달성할 수 있고 실질적으로 동일한 작용효과를 나타내며, 그와 같이 변경하는 것이 통상의 기술자라면 누구나 쉽게 생각해 낼 수 있는 정도로 자명하므로, 가설하기 7일~10일 전 에 2차 프리스트레스를 도입하는 것은 이 사건 제1항 발명이 채택하고 있는 가설하기 직전에 2차 프리스트레스를 도입하는 것 과 균등한 범주를 벗어나지 않는다고 봄이 옳다.

3) 검토결과의 종합

앞서 본 바와 같이 확인대상발명은 이 사건 제1항 발명의 구성요소 4를 포함하고 있지 않다.

나아가, 확인대상발명이 채택하고 있는 용접에 의한 결합방식 이라는 구성요소가 이 사건 제1항 발명 구성요소 4의 균등범위에 속하는지 여부에 관하여 보건대, 위에서 살펴본 바와 같이, 이 사건 제1항 발명의 구성요소 4는 그 명세서의 기재와 출원 당시의 공지기술 등을 참작하여 볼 때, 프리캐스트 콘트리트 패널과 강재빔을 결함함에 있어「적어도 콘크리트 패널에 설치한 플레이트와 강재빔의 하부 플랜지를 용접으로 결합하는 방식을 배제하고 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과 강제빔(10)을 조립하여 결합하는 구성」을 채택하고 있고, 이러한 구성에 의해 플레이트가 용접열에 의해 팽창하여 플레이트 주위의 콘크리트에 균열을 발생시킬 수 있는 문제점을 방지하고 프리캐스트 콘크리트 패널과 강재 빔이 구조적으로 일체화되어 더욱 견고하게 연결되도록 할 수 있다는 점에 그 기술적 의의가 있다. 따라서 구성요소 4가 채택하고 있는 「콘크리트 패널에 설치한 플레이트와 강재빔의 하부 플랜지를 용접으로 결합하는 방식은 제외하면서 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과 강제빔(10)을 조립하여 결합하는 구성」은 이 사건 제1항 발명의 본질적 부분 내지 특징적 구성이라 할 것이다. 그런데 이에 대응하는 확인대상발명의 구성요소은, 강재 거더의 하부 플랜지(113)를 프리캐스트 콘크리트 패널의 양단부에 설치된 강재로 이루어진 연결저판(130)과 용접에 의해 결합하는 구성을 채택하고 있고, 이에 의할 경우 이 사건 특허발명에서 종래기술의 문제점이라고 적시되어 있는 용접과정에서 발생하는 용접열이 콘크리트 패널에 설치된 연결저판에 전달되어 그 연결저판의 열팽창으로 그 주변의 콘크리트에 균열이 발생할 가능성 을 배제하기 어렵다는 점은 앞서 본 바와 같다. 따라서 확인대상발명은 이 사건 제1항 발명의 특징적 구성을 그대로 가지고 있지 아니하여 그 과제의 해결원리가 동일하다고 할 수 없고, 따라서 양 대응

구성요소는 서로 치환이 가능한지 혹은 치환이 용이한지 여부에 관하여 나아가 판단할 것도 없이 균등관계에 있다고 볼 수 없다.

결국 확인대상발명은 이 사건 제1항 발명의 권리범위에 속하지 아니한다.

나. 확인대상발명이 이 사건 제2항 내지 제4항 발명의 권리범위에 속하는지 여부이 사건 제2항 내지 제4항 발명은 이 사건 제1항 발명을 인용하는 종속항으로서, 이 사건 제1항 발명을 보다 한정하여 구체화한 발명이므로, 확인대상발명이 독립항인 이 사건 제1항 발명의 권리범위에 속하지 않는 이상, 이 사건 제1항 발명의 권리범위에 속하면서 그보다 범위가 좁은 이 사건 제2항 내지 제4항 발명의 권리범위에도 속하지 않음이 분명하다.

다. 소결론

이상에서 살펴 본 바와 같이, 확인대상발명은 이 사건 제1항 내지 제4항 발명의 권리범위에 속하지 않는다.

따라서 나머지 점에 관하여 더 나아가 살필 필요 없이 이와 결론을 같이 한 이 사건 심결에는 원고가 주장하는 위법이 있다고 할 수 없다.

4. 결론

그렇다면 이 사건 심결의 취소를 구하는 원고의 청구는 이유 없으므로, 이를 기각하기로 하여 주문과 같이 판결한다.

재판장 판사 박형준 판사 

진현섭 판사 김병국

별지 확인대상발명

1. 설명서

[확인대상발명의 명칭]

프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔 및 그 시공 방법

[도면의 간단한 설명]

도 1 : 확인대상발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔의 단부의 지지체의 일부를 배제한 상태의 일부 절개 사시도

도 2 : 도 1의 절단선 A-A에 따른 단면도

도 3 : 도 2의 절단선 B-B에 따른 단면도

도 4 : 도 3의 강재 거더를 분리한 상태를 도시한 단면도

도 5 : 도 1의 합성빔의 단부에 설치되는 지지체의 구성을 도시한 사시도

도 6 : 확인대상발명에 따른 프리캐스트 패널 합성빔의 시공 방법을 순차적으로 도시한 도면

도 7 : 도 6의 절단선 C-C에 따른 단면도

도 8 : 도 1의 절단선 A-A에 따른 단면도로서, 확인대상발명의 치수가 참고적으로 표시되고, 강재 거더의 끝단으로부터 295mm 이격된 위치에 보강 플레이트가 설치되어 있으며, 프리캐스트 콘크리트 패널 내에 쉬스관이 나타나게 도시된 도면

도 9 : 도 8의 보강 플레이트에서의 절단선 F-F에 따른 단면도

[확인대상발명의 상세한 설명]

확인대상발명은 교량용 거더로 사용하기 위한 프리캐스트 패널 합성빔(100)으로서, 상부 플랜지(111)와 하부 플랜지(113)를 연결하는 복부(112)로 이루어진 I형 강재 거더(110)와, 강재 거더(110)의 하부 플랜지(113)를 수용하도록 오목부(129)가 형성된 프리캐스트 콘크리트 패널(120)이 결합되어 제작된다.

보다 구체적으로는, 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 양단에는 프리스트레스를 도입하는 정착구를 구비한 도5의 지지체(170)가 설치되고, 지지체(170)의 연결 저판(130)의 표면에 강재 거더(110)의 하부 플랜지(113)가 용접(99)으로 결합된다(도3). 이를 위하여, 지지체(170)는 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 단부를 감싸는 형태가 되도록 설치되며, 지지체(170)의 연결 저판(130)은 전부 또는 일부가 오목부(129)에 드러난 상태로 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 제작 당시에 고정되어, 강재 거더(110)의 하부 플랜지(113)와의 용접을 가능하게 한다.

이를 위하여, 지지체(170)는 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 양단부의 저면을 감싸는 저면 플레이트(171)와, 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 양측면을 감싸는 측면 플레이트(172)와, 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 양단면을 감싸는 단부플레이트(173)를 구비하며, 저면 플레이트(171)와 연결 저판(130)을 연결하는 연결 플레이트(175)로 이루어진다.

이 때, 지지체(170)는 도4에 도시된 바와 같이 강재 거더(110)의 하부 플랜지(113)와 용접으로 결합되는 연결 저판(130)과 저면 플레이트(171)가 다수의 연결 플레이트(175)에 의해 연결되도록 구성되어, 확인대상발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔(100)의 양단부에 작용하는 수직력을 지지한다.

프리캐스트 콘크리트 패널(120)은 공장이나 현장 등에서 양단에 지지체(170)가 장착된 상태로 미리 제작되며, 도면에 도시되지 않았지만 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 양단부에 설치된 지지체(170)의 정착구(125a', 125a)를 연결하는 쉬스관(125x, 125x')이 프리캐스트 콘크리트 패널(120)에 내설된다. 이에 따라, 확인대상발명에 따른 프리캐스트 패널 합성빔(100)을 제작하는 과정에서 필요에 따라 쉬스관 내부에 강선, 강연선을 삽입하여 긴장 정착하는 것에 의하여 프리캐스트 콘크리트 패널(120)에 압축 프리스트레스를 도입할 수 있다.

프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 내부에는 도3에 도시된 바와 같이 철근(124)이 종횡방향으로 배근되어, 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 강도를 보강한다. 이 때, 철근(124) 중 일부(124')는 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 오목부로부터 돌출되어, 오목부(129)를 덮는 2차 콘크리트(140)가 타설될 때에 프리캐스트 콘크리트 패널(120)와 2차 콘크리트(140)가 보다 견고하게 결합되도록 한다.

2차 타설 콘크리트(140)가 타설되는 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 오목부(129)에도 철근(30)이 배근된다. 이 철근(30)은 도1에 도시된 바와 같이 I형 강재 거더(110)의 복부(112)까지 연장되며, 이 철근(30)의 일단은 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 강재 거더(110)의 복부(112)를 관통한다. 그리고, 이 철근(30)의 타단은 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 오목부(129)로 돌출된 철근(124')과 결속된다.

프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 양단부의 지지체(170)의 각 정착구(125a, 125a')를 연결하는 쉬스관(125x, 125x') 내부에는 강연선이나 강선의 다발로 이루어진 긴장재(125, 125')가 설치되어, 이 긴장재(125, 125')를 잡아당긴 상태로 정착구(125a, 125a')에 고정함으로써 프리캐스트 콘크리트 패널(120)에 프리스트레스를 도입한다.

상기와 같이 구성된 확인대상발명에 따른 프리캐스트패널 합성빔(100)의 시공 방법을 상술한다.

단계 1: 도6의 단계 1의 도면에 도시된 바와 같이, 제1긴장재(125')와 제2긴장재(125)가 각각 내설될 쉬스관(125x', 125x)이 배치되게 내설되고 도3에 도시된 철근이 배근되며 상부에 강재 거더(110)가 안착되는 오목부(129)가 형성된 프리캐스트 콘크리트 패널(120)을 제작한다. 여기서, 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 양단부에 드러나는 제1긴장재(125')가 삽입될 쉬스관(125x')의 중심 위치는 콘크리트 패널(20)의 중립축의 위치에 비하여 상측(도3, 도4 참조)에 위치하고, 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 중앙부에 숨겨지는 제1긴장재(125')가 삽입될 쉬스관(125x')의 중심 위치는 콘크리트 패널(20)의 중립축의 하측(도7참조)에 위치하여 완만한 포물선 형태로 배치된다.

프리캐스트 콘크리트 패널(120)은 양단에 지지체(170)가 설치된 상태로 제작되어, 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 양단 오목부(129)의 표면에는 지지체(170)의 연결 저판(130)이 드러나게 설치된다. 이 때, 프리캐스트 콘크리트 패널(120)은 평탄한 지지면(20)상에서 설치된다.

단계 2: 제작된 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 쉬스관(125x', 125x)에 긴장재(125', 125)를 내설한 후, 그 중 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 양단부에서 중립축에 비하여 상측으로 치우친 위치에 설치된 제1긴장재(125')의 양단에 정착 기구를 설치하여, 긴장재를 잡아당긴 상태로 정착하여 프리캐스트 콘크리트 패널(120)에 1차 압축 프리스트레스를 포스트텐션 방식으로 도입한다. 이 때, 1차 압축프리스트레스의 도입을 위해 제1긴장재에 도입되는 긴장력은, 제1긴장재에 도입되는 긴장력의 총크기의 15.1% 내지 31.2%로 정해진다.

그러나, 제1긴장재(125')가 삽입된 쉬스관에 그라우팅되지 않게 유지하여, 이후에 추가 긴장력을 도입할 수 있도록 한다.

단계 3: 그리고 나서, 미리 제작된 I형 강재 거더(110)의 하부 플랜지(113)의 양단부가 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 양단부에 위치한 연결 저판(130) 상에 거치되도록 한다. 그리고, 도6의 단계 3의 양단부의 측단면도에 도시된 바와 같이, I형 강재 거더(110)의 하부 플랜지(113)와 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 양단부에 설치된 연결 저판(130)을 용접(99)으로 상호 연결하여, I형 강재 거더(110)의 위치를 고정시킨다.

그 다음, 도3에 도시된 바와 같이 강재 거더(110)에 용접 결합된 철근(30)을 프리캐스트 콘크리트 패널(120)에 돌출된 철근(124')과 연결시킨 후, 그 다음, 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 오목부(129)에 2차 콘크리트(140)를 타설하여 I형 강재 거더(110)를 프리캐스트 콘크리트 패널(120)과 완전히 합성한다.

단계 4: 그리고 나서, 강재 거더(110)와 프리캐스트 콘크리트 패널(120)이 합성된 상태로 두다가, 교각에 가설하기 7일~10일을 앞두고, 단계 3에 도시된 바와 같이 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 쉬스관(125x')에 내설되어 단계 2에서 이미 프리스트레스의 도입에 사용된 제1긴장재(125')를 다시 긴장한 후 정착시켜, 제1긴장재(125')에 추가적인 프리스트레스를 더 도입한다. 이 때, 1차 추가 압축프리스트레스의 도입을 위해 제1긴장재에 도입되는 추가 긴장력은, 제1긴장재에 도입되는 긴장력의 총크기의 68.8% 내지84.9%로 정해진다.

그리고 나서 바로, 단계 4에 도시된 바와 같이, 오목부(129)의 아랫쪽에 위치한 제2긴장재(125)에 정착 기구를 설치하여 긴장재를 잡아당긴 상태로 정착하여 프리캐스트 콘크리트 패널(120)에 2차 압축 프리스트레스를 도입한다.

여기서, 제1긴장재(125')에 의해 도입된 추가 1차 프리스트레스와 제2긴장재(125)에 의해 도입된 2차 프리스트레스의 크기는 강재 거더(110)와 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 합성 단면에 도입되는 것으로 예정된 설계치에 도달하도록 정해지며, 이 설계치는 프리캐스트 콘크리트 패널(120)의 합성 콘크리트, 크리프, 건조 수축 및 긴장재의 릴렉세이션으로 인하여 발생하는 프리스트레스의 장기 손실량을 고려한 도로교 설계기준의 값에 의한다. 이 때, 2차 압축프리스트레스의 도입을 위해 제2긴장재에 도입되는 긴장력은 1차 긴장재에 도입되는 긴장력의 총크기와 5% 이내의 크기로 정해진다.

단계 5: 그 다음, 제1긴장재(125')가 내설되어 있는 쉬스관(125x')과 제2긴장재(125)가 내설되어 있는 쉬스관(125x)을 그라우팅한다.

2. 확인대상발명의 도면

[도 1]

[도 2]

[도 3]

[도 4]

[도 5]

[도 7]

[도 8]

[도 9]

[도 6]

<도면 부호의 설명>

100: 프리캐스트 콘트리트 패널 합성빔 110: 강재 거더 112: 복부 113: 하부플랜지 120: 프리캐스트 콘크리트 패널 124: 철근 125 : 1차 긴장재 125: 2차 긴장재 125a,125a : 정착구 125x ,125x: 쉬스관 129: 오목부 130: 연결저판 170: 지지체. <끝>