KR100310301B1 - Leaf-restrest box girder composite bridge - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기존의 I거더 합성형과는 달리, 프리플렉스로 인한 상향력을 갖는 박스 거더 합성형을 제작하여 기존의 I거더 합성형의 단점인 단경간, 직교, 고속철도 통과의 한계를 극복하며 장견간, 사교, 고속통과 중차량 하중에 저항하는 새로운 개념의 프리스트레스 강합성 박스거더 교량에 관한 것이다.The present invention, unlike the conventional I girder composite type, by manufacturing a box girder composite type having an upward force due to the preflex, overcomes the shortcomings of short span, orthogonal, high-speed railway passing the disadvantages of the conventional I girder composite type A new concept of prestressed rigid composite box girder bridges that resists hard, bridge, high speed and heavy vehicle loads.
본 발명은 슬래브의 경간내부에 상부 플랜지가 합성되고, 하부 플랜지가 연속하는 강판으로 형성된 박스형상의 강재거더와 상기 강재거더의 하부 플랜지 전장에 걸쳐 설치되는 박스 콘크리트로 구성되며 , 이는 제작시에 하부가 연결되는 폐단면을 구성하여, 비틀림강성을 37배이상 증대시켜서 기존 교량이 갖는 저강성, 불안정성의 문제를 해결한다. 또 현장요건상 필요한 경우, 프리플렉스에 의한 하부콘크리트를 압축시키는 프리스트레스 방법에 추가적으로 긴장재에 의한 프리스트레싱을 가할 수 있도록 한 것이며 , 또 단면형상을 박스형태로 하였기 때문에 비틀림 강성 및 휨강성을 증대시킬 수 있다.The present invention is composed of a box-shaped steel girder formed of a steel plate in which the upper flange is synthesized in the span of the slab, and the lower flange is installed over the entire length of the lower flange of the steel girder. By constructing a closed cross-section is connected to the torsional stiffness by 37 times to solve the problem of low rigidity, instability of the existing bridge. In addition, if required by the site requirements, the prestressing method can be applied in addition to the prestressing method for compressing the lower concrete by the preflex, and the torsional rigidity and the bending rigidity can be increased because the cross-sectional shape is in the form of a box.
Description
본 발명은 기존의 리프리스트레스트 프리플렉스(Represtressed PreFlex; 이하, "RPF"라 칭함) I거더 합성형 교량의 구성단위인 I형 거더와는 달리 박스거더 합성형을 구성단위로 하는 리프리스트레스트 박스거더 합성형 교량 및 그의 시공방법에 관한 것으로, 특히 2실, 3실형의 박스거더로 제작시 경제적이고, 안정성 및 시공성을 갖는 리프리스트레스트 박스거더 합성형 교량에 관한 것이다.The present invention is different from the conventional represtressed preflex (hereinafter referred to as "RPF") I girder composite girder I girder which is a structural unit of the box girder composite type as a structural unit The present invention relates to a girder composite bridge and a construction method thereof, and more particularly, to a leaf restraint box girder composite bridge having economical stability, construction and construction in a two- and three-room box girder.
일반적으로, 합성형 교량에서는 정해진 하중상태하에서 강재보 및 바닥판 콘크리트에 생기는 응력이 반드시 허용응력 이하이어야 하는 조건을 만족시켜야 한다. 이 경우에 단순보에서는 문제가 없지만, 연속보에서의 지점부에는 사하중이나 활하중에 의한 부(-)의 휨모멘트가 작용하여 인장응력이 발생하게 된다. 이러한 상기 바닥판 콘크리트에 발생하는 인장응력을 처리하기 위해서는 지점부의 상승 또는 강하공법, PC강봉의 긴장등에 의한 프리스트레스의 도입이 필요하며 , 이에따라 설계 및 시공이 복잡하게 되는 경향이 있다.In general, in composite bridges, the stresses on steel beams and deck concrete under the specified loading conditions must satisfy the conditions below the allowable stress. In this case, there is no problem in a simple beam, but a negative bending moment due to dead or live load acts on the point portion of the continuous beam to generate tensile stress. In order to process the tensile stress generated in the bottom plate concrete, it is necessary to introduce the prestress due to the rising or falling method of the point portion, the tension of the PC steel bar, etc., and thus the design and construction tend to be complicated.
또한, 일반적인 경우의 2경간 연속교와 3경간 연속교와 같은 연속 합성형교의 설계는 (+)의 휨모멘트 범위에서는 합성형으로 간주하고, (-)의 휨모멘트 범위에서는 비합성형으로 간주하여 설계하고 있다. 이때, (-)의 휨모멘트 부분의 콘크리트 바닥판에는 인장응력이 생기고 이는 콘크리트 바닥판에 균열을 발생시킨다. 이를 방지하고자 상기와 같은 종래의 합성형 교량 설계· 시공에서는 균열진행을 억제하기 위하여 콘크리트 바닥판 지점부에 대한 교축방향에 긴장재에 의한 프리스트레싱을 추가함으로써 상기 콘크리트 바닥판에 작용하는 인장응력을 허용응력 이내로 제어할 수 있도록 하고 있다.In general, the design of continuous composite bridges such as two span bridges and three span bridges is regarded as composite in the range of (+) bending moment and non-synthesis in the range of (-) bending moment. I design it. At this time, the tensile stress is generated in the concrete deck of the (-) bending moment portion, which causes cracks in the concrete deck. In order to prevent this, in the conventional composite bridge design and construction as described above, in order to suppress the crack progression, the prestressing by the tension material is added to the axial direction of the concrete deck plate portion to allow the tensile stress acting on the concrete deck. It can be controlled within.
여기서, 상기 RPF I-거러 합성형은 도1에 도시된 바와 같이 일정한 유효폭을 가진 철근 콘크리트 슬래브(101)와, 상기 슬래브(101)에 그 상부플랜지가 합성되어 지지하는 강재 거더(102)와, 상기 강재 거더(102)의 하부플랜지와 직립보에 각각 설치되는 하부플랜지 콘크리트(103) 및 복부론크리트(104)와, 상기 하부플랜지 콘크리트(103)내에 설치되는 텐던(105)으로 구성된다 여기서 , 상기 슬래브를 지지하는 I형 강재 거더 및 P.C 강연선은 비접착상태로 이루어진 구조로 되어 있으며, 프리플렉스 교량의 하부플랜지 콘크리트에 비접착 텐던을 이용한 재긴장을 실시하여 하부플랜지 콘크리트의 인장응력발생을 억제한 교량이다.Here, the RPF I-gerger composite type is reinforced concrete slab 101 having a constant effective width as shown in Figure 1, and the steel girder 102, the upper flange is synthesized and supported on the slab 101, It is composed of a lower flange concrete 103 and the abdominal Ron concrete 104 installed in the lower flange and the upright beam of the steel girders 102, and tendons 105 installed in the lower flange concrete 103, The type I steel girder and the PC strand supporting the slab are made of a non-bonded state, and the tension of the lower flange concrete is suppressed by retensioning using non-bonding tendons to the lower flange concrete of the preflex bridge. One bridge.
상기 구조는 형고가 낮고 시공중 최대하중 재하로 사용중 안정성이 보장되며, 하부플랜지에 콘크리트 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있는 반면에, 프리플렉스하중 재하시에 상당한 시공정밀도 및 횡지지장치의 보강이 요구되며, 진동등이 발생하기 때문에, 길이가 긴 지간이나, 사교, 곡선교 설치에 적용할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 하부 콘크리트에 응력집중의 부담을 주고 있다.The structure is low in shape and ensures stability during use due to the maximum load during construction, and can suppress the occurrence of concrete cracks in the lower flange, while the significant construction density and reinforcement of the lateral support device under the preflex load There is a problem that can not be applied to the installation of long sections, bridges, curved bridges because it is required, because vibration is generated. In addition, stress on the lower concrete is applied.
프리플렉스 합성형은 철근콘크리트에 I형거더를 결합한 것으로, 강형의 인장플랜지를 둘러싼 콘크리트에 미리 압축프리스트레스를 도입하여 사하중과 활하중에 의하여 발생하는 인장응력을 상쇄시킬 수 있도록 한 교량이다. 상기 구조는 형고가 낮은 장점이 있는 반면에, 현재 시공된 교량의 하부플랜치 콘크리트에 균열발생이 심하여 균열보수 및 보강에 따른 유지관리비가 증가하고, 프리플렉스 하중 재하시에는 시공정밀도가 요구되고 있다.Preplex composite type is a bridge that combines type I girder with reinforced concrete. Compression prestress is introduced to concrete surrounding steel tensile flanges in advance to offset tensile stress caused by dead and live loads. While the structure has an advantage of low mold height, there is a great cracking in the lower flange concrete of the currently constructed bridge, so the maintenance cost according to the crack repair and reinforcement is increased, and the construction process density is required under the preflex load. .
상기한 바와 같이 프리플렉스 교량 및 RPF 합성형교는 정밀시공이 이루어지지 않으면 횡좌굴이 발생할 수 있고, 비틀림강성의 부족으로 사교, 곡선교, 장대교, 고속하중에 대한 진동을 야기시키는 문제점을 내포하고 있다.As described above, the preflex bridge and the RPF composite bridge can cause lateral buckling if precision construction is not performed, and the lack of torsional rigidity implies a problem of causing vibration for bridges, curved bridges, long bridges, and high-speed loads. have.
한편, P.C I빔형교는 철근콘크리트 슬래브에 P.C 강연선을 접합한 구조로서, 상기 PC 강선 및 강봉을 이용하여 정모멘트 구간의 모멘트를 감소시키는 포스트 텐션방식의 교량이다. 이 구조는 균열안전율이 비교적 크며 , 약20m∼30m경간에 적합하고, 공사비가 저렴할 뿐만 아니라, 가설이 간편한 장점이 있는 반면에 , 형고가 높고, 제작후 거치전후에 전도가 가능하며 , 지속적 유지관리가 필요하고, 주행성이 불리하고, 내진설계에 불리한 문제점이 있다.Meanwhile, the P.C I beam bridge is a structure in which a P.C strand is bonded to a reinforced concrete slab, and is a post tension bridge that reduces the moment of the constant moment section by using the PC steel wire and the steel bar. This structure has relatively high crack safety factor, suitable for about 20m ~ 30m span, low construction cost, and simple construction, while high mold height, and can be conducted before and after installation and continuous maintenance. There is a problem in that it is disadvantageous in travelability and in seismic design.
PC 박스형은 철근콘크리트 슬래브에 P.C 강연선을 비접착으로 결합한 것으로, 단면강성을 크게하기 위하여 박스로 제작하고, PC 강연선을 적절하게 배치한 후 포스트 텐션을 가하여 시공하며, 시공법에 따라 F.S.M, F.C.M, I.L.M, M.S.S등 으로 가설되어지는 교량이다. 이 구조는 형고가 낮고, 하부플랜지 콘크리트에 균열발생을 억제할 수 있는 장점이 있으나, 프리스트레스 정착부에 균열이 발생하기 쉽고 곡선교 설치가 불리하고, 시공관계가 복잡하며, 공사기간이 길어지는 문제점이 있었다.PC box type combines PC strand with non-bonded reinforced concrete slab. It is manufactured as a box to increase cross-sectional stiffness, and after PC strand is properly arranged, it is applied by post tensioning and according to construction method, FSM, FCM, ILM It is a bridge that is hypothesized by the MSS. This structure has a low mold height and has the advantage of suppressing the occurrence of cracks in the lower flange concrete, but is prone to cracking in the prestressed anchorage, disadvantageous installation of curved bridges, complicated construction relationships, and long construction periods. There was this.
스틸 박스형교는 강재거더에 콘크리트 슬래브가 결합된 구조로서, 이는 강성이 커서 장대교에 주로 이용되며, 적정경간은 단순보에서 50m, 연속보에서 60m 정도의 길이를 가진다. 이러한 구조는 공장제작으로 품질이 양호하며, 가설이 간편하고, 미관이 양호할 뿐만 아니라, 곡선교나 사교에 적합한 장점이 있는 반면에 형고가 높고, 부식이 발생되며 , 지속적 유지관리비가 과다하게 소요되며 , 처짐과다로 상판균열이 발생되는 문제점이 있다.Steel box girder bridge is a structure where concrete slab is combined with steel girder. It is mainly used for long bridges due to its rigidity. The proper span has a length of 50m in simple beams and 60m in continuous beams. This structure is of high quality, easy to install, good aesthetics, and suitable for curved bridges and social bridges, while high in construction, corrosion, and excessive maintenance costs. There is a problem that the top plate crack occurs due to excessive deflection.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 제반문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 프리플렉스에 의한 프리스트레싱을 박스거더 또는 상,하부 플랜지중 적어도 하나를 연속형태로 연결한 T형거더에 도입하고 콘크리트 슬래브와 합성하므로써 완성후 휨강성 및 비틀림강성이 증대되고 횡좌굴의 방지가 가능하며 , 장경간교량, 연속형교량, 사교, 고속철도교량등에 적용이 가능한 리프리스트레스트 합성형 교량을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, the pre-stressing by the preflex is introduced into the box-girder or the T-girder connecting at least one of the upper and lower flanges in a continuous form, and the concrete slab and Its purpose is to provide a resilient composite bridge that can be applied to long span bridges, continuous bridges, bridges, high-speed railway bridges, etc., by increasing the flexural and torsional stiffness after the completion, and preventing lateral buckling.
또한, 본 발명은 현장여건상, 또는 단면이 모자랄 경우 프리플렉스에 의한 하부콘크리트를 압축시키는 프리스트레스 방법에 교축방향으로 긴장재에 의한 프리스트레싱을 추가적으로 가할 수 있도록 한 리프리스트레스트 거더 합성형 교량을 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, the present invention provides a resistant girder composite bridge for adding prestressing by tension material in the axial direction to the prestressing method for compressing the lower concrete by the preflex in the field condition or when the cross section is insufficient. There is another purpose.
또한, 본 발명은 경제적이고 안정된 리프리스트레스트 거더 합성형 교량을 제공함에 또 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide an economical and stable leafyrest girder composite bridge.
제1도는 종래기술에 따른 리프리스트레스트 I형 거더 합성형교량의 구성을 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing the configuration of a releasant restraint type I girder composite bridge according to the prior art.
제2a 내지 제2g는 본 발명에 의한 리프리스트레스트 박스거더 합성형 교량의 시공 순서도.2a to 2g is a construction flowchart of the releasant box girder composite bridge according to the present invention.
제3도는 본 발명에 의한 리프리스트레스트 박스거더의 합성형 교량의 일실시예 구성을 나타낸 기본단면도.Figure 3 is a basic cross-sectional view showing the configuration of one embodiment of a composite bridge of a leaf restraint box girder according to the present invention.
제4도는 본 발명에 의한 리프리스트레스트 박스거더의 응용상태를 나타낸 2주형 기본 단면도.Figure 4 is a two-section basic cross-sectional view showing the application state of the leaf restraint box girder according to the present invention.
제5도는 본 발명에 의한 리프리스트레스트 박스거더의 응용상태를 나타낸 2실형 기본 단면도.Figure 5 is a two-threaded basic cross-sectional view showing an application state of the leafrest box girder according to the present invention.
제6도는 본 발명에 의한 리프리스트레스트 박스거더의 응용상태를 나타낸 3주형 기본 단면도.Figure 6 is a three-section basic cross-sectional view showing the application state of the leaf restraint box girder according to the present invention.
제7도는 본 발명에 의한 리프리스트레스트 박스거더 합성형 교량의 제1 변형 예시도7 is a first modified exemplary view of a leaf restraint box girder composite bridge according to the present invention.
제8도는 본 발명에 의한 리프리스트레스트 박스거더 합성형 교량의 제2 변형 예시도.8 is a second modified exemplary view of a leaf restraint box girder composite bridge according to the present invention;
제9도는 본 발명에 의한 리프리스트레스트 박스거더 합성형 교량의 제3 변형 예시도.9 is a third modified exemplary view of a leafrest box girder composite bridge according to the present invention;
제10a도는 본 발명에 의한 리프리스트레스트 박스거더 합성형 교량의 제4 변형 예시도.Figure 10a is a fourth modified example of the leaf restraint box girder composite bridge according to the present invention.
제10b도는 본 발명에 의한 리프리스트레스트 박스거더 합성형 교량의 제5 변형 예시도.10b is a fifth modified example of the leafrest box girder composite bridge according to the present invention;
제11도는 본 발명에 의한 리프리스트레스트 박스거더 합성형 교량의 제6 변형 예시도.11 is a sixth modification of the leaf restraint box girder composite bridge according to the present invention.
제12도는 본 발명에 의한 리프리스트레스트 박스거더 합성형 교량의 제7 변형예시도.12 is a seventh modified view of a leaf restraint box girder composite bridge according to the present invention;
제13a도 내지 제13d도는 본 발명에 의한 리프리스트레스트 박스거더 합성형 교량에서 교축방향 최대모멘트 발생지점의 강재거더 또는 강판형 단면을 갖는 RP-BOX거더 합성형의 구성도.13a to 13d is a configuration diagram of the RP-BOX girder composite type having a steel girder or steel plate-shaped cross section of the maximum moment generating point in the axial direction in the leafrest box girder composite bridge according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 철근 콘크리트 슬래브 2 : 강재거더1: reinforced concrete slab 2: steel girder
3 : 박스 콘크리트 4 : 하중분산 콘크리트3: box concrete 4: load balancing concrete
5, 5' : 텐던 6 : 보강재5, 5 ': tendon 6: reinforcement
7 : 비틀림보강부재 8 : 단면력보강 강판7: torsion reinforcing member 8: cross-section reinforcing steel sheet
9 : 단일보강재 12 : 데크 플레이트9: single reinforcing material 12: deck plate
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 소정 폭을 가진 철근 콘크리트 슬래브; 상기 슬래브의 소정 경간마다 설치되어 지지하며, 그 상부 플랜지가 상기 각 슬래브 경간내부에 합성되고, 그 하부 플랜지가 연속하는 강프레임 또는 강판중 하나로 형성되어 박스형상을 이루되 , 상기 강프레임 또는 강판에 연직하향 프리플렉스 하중이 재하되는 하나 이상의 강재거더 ; 및 상기 강재거더의 하부 플랜지 전장에 걸쳐 설치되어 상기 강재거더를 지지하는 박스 콘크리트를 포함하는 리프리스트 레스트 박스거더 합성형 교량을 제공한다.The present invention to achieve the above object, the reinforced concrete slab having a predetermined width; It is installed and supported every predetermined span of the slab, the upper flange is synthesized in each of the slab span, the lower flange is formed of one of a continuous steel frame or steel sheet to form a box shape, the steel frame or steel sheet One or more steel girders loaded with a vertically downward preflex load; And it is provided over the entire length of the lower flange of the steel girder to provide a relief rest box girder composite bridge comprising a box concrete for supporting the steel girder.
또한, 본 발명은 소정 폭을 가진 철근 콘크리트 슬래브; 상기 슬래브의 소정 경간마다 설치되어 지지하며 , 그 상부 플랜지가 상기 각 슬래브 경간내부에 합성되고, 그 하부 플랜지에 단일보강재가 설치되어 박스형상을 이루는 하나 미상 강재거더 ; 상기 강재거더의 상부플랜지 상면에 연속하여 설치된 단면력보강강판; 상기 슬래브에 프리스트레스를 가하기 위해 설치되는 텐던; 및 상기 강재거더의 직립보 및 하부 플랜지 전장에 걸쳐 설치되어 상기 강재거더를 지지하는 박스 콘크리트로 구성하여 연속교량 부모멘트 구간을 처리하는 리프리스트레스트 박스거더 합성형 교량을 제공한다.In addition, the present invention is a reinforced concrete slab having a predetermined width; A doe steel girder installed and supported at every predetermined span of the slab, the upper flange of which is synthesized in the respective slab spans, and a single reinforcing material is installed on the lower flange to form a box shape; Sectional force reinforcing plate continuously installed on the upper flange of the steel girder; A tendon installed to prestress the slab; And a box concrete supporting the steel girder and installed over the entire length of the upright beam and the lower flange of the steel girder, thereby providing a leafrest box girder composite bridge for treating a continuous bridge parent section.
상기와 같이 특징적인 구성을 갖는 본 발명은 기존의 I형거더 합성형 교량의 하부가 분리되어 안정성과 강성이 저하됨을 방지하고자, 제작시에 도13a 내지 도13d와 같이 하부가 연결되는 폐단면을 구성하여, 비틀림강성을 37배이상 증대시켜서 기존교량이 갖는 저강성, 불안정성의 문제를 해결하였다. 각각의 현장요건상 필요한 경우, 프리플렉스에 의한 하부콘크리트를 압축시키는 프리스트레스 방법에 추가적으로 긴장재에 의한 프리스트레싱을 가할 수 있다.In order to prevent the lower part of the existing I-type girder composite type bridge from being separated and deteriorating stability and stiffness, the present invention having the characteristic configuration as described above has a closed section connected to the lower part as shown in FIGS. In addition, the torsional stiffness was increased by more than 37 times to solve the problem of low rigidity and instability of the existing bridge. If required by each site requirement, prestressing by tension material may be applied in addition to the prestressing method of compressing the lower concrete by the preflex.
이하, 첨부된 도2 이하의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings of Figure 2 will be described an embodiment of the present invention;
본 발명에 의한 리프리스트레스트 박스거더 합성형 교량은 충분한 비틀림강성과 안정성을 가지도록 구현한 것으로, 본 발명은 장대교, 사교, 연속교, 고속철도교량에 주로 적용되며 그 구조는 다음과 같다.Leafrest box girder composite bridge according to the present invention is implemented to have sufficient torsional rigidity and stability, the present invention is mainly applied to long bridges, bridges, continuous bridges, high-speed railway bridges, the structure is as follows.
본 발명의 교량은 도3에 도시한 바와 같이 소정 폭을 가진 철근 콘크리트 슬래브(1)와; 상기 슬래브의 소정 경간마다 설치되어 지지하며, 그 상부 플랜지(2a)가 상기 각 슬래브(1)의 경간내부에 합성되고, 하부 플랜지(2b)가 연속하는 가로빔 형태의 강프레임 또는 교축방향으로 일체의 판형태로 된 강판중 하나로 형성되어 박스형상을 이루며, 상기 강프레임 또는 강판에 연직하향 프리플렉스 하중이 재하되는 하나 이상의 강재거더(2)와; 상기 강재거더(2)의 하부 플랜지(2a) 하부 전장에 걸쳐 설치되어 상기 강재 거더(2)를 지지하는 박스 콘크리트(3)로 구성된다.Bridge of the present invention is a reinforced concrete slab (1) having a predetermined width as shown in Figure 3; It is installed and supported at every predetermined span of the slab, and the upper flange 2a is synthesized in the span of each slab 1, and the lower flange 2b is integrally formed in the horizontal beam-shaped steel frame or the axial direction. One or more steel girders (2) formed in one of the plate-shaped steel plates to form a box shape, and having a vertical downward preflex load on the steel frame or steel plate; It is composed of a box concrete (3) installed over the entire length of the lower flange (2a) of the steel girder (2) to support the steel girder (2).
여기서, 상기 강재거더(2)는 단면이 I형으로 이루어져 있으며, 교폭에 따라 다수의 실이나 다수의 박스로 구분된다. 일예로, 상기 교폭이 13m이하일 경우에는 강재거더(2)가 1실로 구성되고(도3에 도시), 13∼18m에는 2실로 구성되며(도5에 도시), 18∼25m에는 2주(twin box)로 구성(도4에 도시)하는 것이 바람직하다.Here, the steel girder 2 has an I-shaped cross section, and is divided into a plurality of threads or a plurality of boxes depending on the width of the bridge. For example, when the bridge width is 13m or less, the steel girder 2 is composed of one chamber (shown in FIG. 3), two chambers in 13-18m (shown in FIG. 5), and two weeks (twin) in 18-25m. box) (shown in FIG. 4) is preferable.
또한, 상기 하부플랜지(2b)에는 연직하향 프리플렉스 하중만 재하되는 구조로 되어 있지만, 교축방향으로 프리스트레싱을 가할 수도 있다.In addition, the lower flange 2b has a structure in which only a vertical downward preflex load is loaded, but prestressing may be applied in the axial direction.
상기 박스 콘크리트(3)는 하부플랜지 콘크리트(3a)와, 복부 콘크리트(3b)로 구분되어질 수 있으며 , 본 실시예에서는 상기 강재거더(2)의 직립보 외주면에 복부 콘크리트(3b)가 소정 두께로 설치된 구조로 되어 있다. 이 구조에서는 상기 강재거더(2)의 직립보 내면에 부식방지를 위한 도장작업을 수행하여야 한다.The box concrete (3) may be divided into a lower flange concrete (3a), the abdominal concrete (3b), in the present embodiment, the abdominal concrete (3b) on the outer peripheral surface of the upright beam of the steel girder (2) to a predetermined thickness It is installed structure. In this structure, painting work to prevent corrosion on the inner surface of the upright beam of the steel girder 2 should be performed.
본 실시예에서는 상기 강재거더(2)의 직립보 외주면에만 복부 콘크리트가 타설된 구조를 제시하고 있으나, 이에 국한하는 것은 아니고, 도3에서 가상선으로 나타낸 내부콘크리트(3b')를 강재거더(2)의 직립보 내면에도 소정두께로 타설할 수도 있으며, 이때에는 강재거더(2)의 도장작업이 필요없게 된다. 또 내부시공성을 고려할 경우에는 강재거더(2)의 직립보에 복부콘크리트(3b)를 설치하지 않을 수도 있다.In the present embodiment, the structure in which the abdominal concrete is poured only on the outer circumferential surface of the upright beam of the steel girder 2 is not limited thereto, and the inner concrete 3b ′ shown in phantom in FIG. 3 is steel girder 2. In the upright beam inside) can also be cast to a predetermined thickness, at this time, the painting work of the steel girder (2) is not necessary. In addition, when considering the internal workability, the abdominal concrete 3b may not be installed on the upright beam of the steel girder 2.
상기 강재거더(2)의 하부플랜지(2b) 상부에는 하중분산을 위하여 20∼40cm정도 두께의 하부플랜지 콘크리트(4)가 설치되며 , 이때 가장 바람직한 콘크리트의 두께는 30cm가 적당하다.A lower flange concrete 4 having a thickness of about 20 to 40 cm is installed on the upper portion of the lower flange 2b of the steel girder 2, and the most preferable concrete thickness is 30 cm.
상기 박스 콘크리트(3)의 내부에는 그에 프리스트레스를 가하기 위하여 다수의 텐던(5)이 설치되는데, 상기 텐던(5)은 강재거더(2)의 직립보 외주면에 설치된 복부콘크리트(3b)에도 일정간격으로 설치되어 프리스트레스를 가할 수 있도록 하므로써 콘크리트 응력집중을 완화시키는 구조로 되어 있다 상기 프리스트레싱 텐던(5)은 단면력에 따라 개수 및 위치변화가 가능하다.A plurality of tendons 5 are installed in the inside of the box concrete 3 to apply prestress to the box concrete 3, and the tendons 5 are also disposed on the abdominal concrete 3b installed on the outer circumferential surface of the upright beam of the steel girder 2 at regular intervals. The prestressing tendon 5 can be changed in number and position according to the cross-sectional force by installing and applying prestress.
상기와 같이 구성된 본 발명의 기본단면에 대한 변형 구조를 설명하면 다음과 같다.Referring to the modified structure of the basic cross-section of the present invention configured as described above are as follows.
도3에 도시된 교량은 박스 콘크리트(3)가 하나인 1실형 거더 합성형 교량을 나타낸 것으로, 교폭이 주로 작은 거리(13m이하)의 교량에 사용된다.The bridge shown in Fig. 3 shows a one-chamber girder composite bridge with one box concrete 3, and is mainly used for bridges having a small distance (13 m or less).
도4에 도시된 교량은 2주형 기본단면을 도시한 것으로, 2개의 거더(2)를 박스 콘크리트(3)로 연결한 것을 연속하여 형성한 구조를 나타내고 있으며 , 통상 18∼25m의 교폭을 가지는 교량에 주로 적용된다.The bridge shown in Fig. 4 shows a basic section of a two-mold type, showing a structure in which two girders 2 are connected by box concrete 3 in succession, and have a bridge having a width of 18 to 25 m in general. Mainly applies to
도5에 도시된 교량은 하나의 박스 콘크리트(3)에 중간 거더(2')를 설치하여 2실형 단면구조로 한 것으로, 교폭이 13∼18m의 교량에 주로 사용되며 , 상기 2실형 단면구조에서의 중간 거더(2')의 직립보에는 복부 콘크리트(3b)가 설치되지 않는다. 상기 2실형 기본단면은 2주형 단면에 비교하여 더욱 안정적이다.The bridge shown in Fig. 5 is a two-sided cross-sectional structure in which an intermediate girder 2 'is installed on one box concrete 3, and the bridge is mainly used for a bridge of 13 to 18 m, and in the two-sided cross-sectional structure, Abdominal concrete 3b is not installed on the upright beams of the intermediate girders 2 '. The two-threaded basic cross section is more stable compared to the two main cross section.
도6에 도시된 교량은 3주형 기본단면을 도시한 것으로, 2개의 거더(2)를 박스 콘크리트(3)로 연결한 것을 연속하여 형성한 구조를 나타내고 있다. 이는 통상 25m이상의 교폭을 가지는 교량에 적용되며, 사교에 주로 이용된다.The bridge shown in FIG. 6 shows a basic section of a three columnar shape, showing a structure in which two girders 2 are connected by box concrete 3 in succession. This is usually applied to bridges with a width of more than 25m and is mainly used for socializing.
한편, 하부플랜지의 단면력이 부족할 경우에는 도7에 도시한 바와 같이 상기 강재거더(2)의 직립보와 만나는 부위의 하부플랜지(2b)에 보강재(6)가 장착되며, 상기 보강재(6)를 포함한 하부플랜지(2b)가 내장된 박스 콘크리트(3)를 설치하여 단면력을 보강하고 있다. 또한, 상기 강재거더(2)의 직립보에 설치된 복부콘크리트(3b)에는 텐던(5)이 설치되지 않은 구조로 되어 있다.On the other hand, when the cross-sectional force of the lower flange is insufficient, as shown in Figure 7, the reinforcing material 6 is mounted to the lower flange (2b) of the portion that meets the upright beam of the steel girder (2), the reinforcing material (6) Box concrete (3) in which the lower flange (2b) included is installed to reinforce the cross-sectional force. Moreover, the abdominal concrete 3b provided in the upright beam of the said steel girder 2 has a structure in which the tendon 5 is not provided.
박스 콘크리트 단면의 비틀림 강성이 부족할 경우에는 도8에 도시된 바와 같이 상기 강재거더(2)의 직립보와 만나는 부위의 하부플랜지(2b)에 보강재(6)가 장착되며, 상기 보강재(6)를 포함한 하부플랜지(2b)가 내장된 박스 콘크리트(3)를 설치하여 단면력을 보강하고 있다 또한, 상기 강재거더(2)의 내부 박스 공간에 X자 형태로 비틀림보강부재(7)가 설치되어 박스 콘크리트(3) 및 강재거더(2)를 지지하므로써 박스단면의 비틀림강성을 보강하고 있다.When the torsional rigidity of the box concrete cross section is insufficient, as shown in FIG. 8, the reinforcement 6 is mounted on the lower flange 2b of the site where the steel girder 2 meets the upright beam. Box concrete 3 having a lower flange 2b included therein is installed to reinforce the cross-sectional force. In addition, a torsion reinforcement member 7 is installed in the inner box space of the steel girder 2 in an X-shape to install the box concrete. The torsional rigidity of the box section is reinforced by supporting (3) and the steel girder (2).
상기 강재거더(2)의 상,하부 플랜지(2a, 2b)의 단면력이 적절치 못할 경우에는 도9에 도시한 바와 같이 상기 강재거더(2)의 상부플랜지(2a) 면 전장에 걸쳐 연속하는 단면력보강 강판(8)을 설치하여 상부 플랜지(2a)의 단면력을 보강하고 있다. 이때, 상기 하부플랜지 콘크리트(3a)에 설치된 텐던(5)과 같이 상부 철근 슬래브(1)에도 텐던(5')이 설치되어 있어 하중 분산을 용이하게 한다. 그러나, 상기 복부콘크리트(3b)에는 텐던(5)이 설치되치 않는다.If the cross-sectional force of the upper and lower flanges 2a and 2b of the steel girder 2 is not appropriate, as shown in FIG. 9, the cross-sectional force reinforcement continues over the entire length of the upper flange 2a of the steel girder 2 as shown in FIG. The steel plate 8 is provided to reinforce the cross-sectional force of the upper flange 2a. At this time, like the tendons 5 installed in the lower flange concrete 3a, the tendons 5 'are installed in the upper reinforcing slab 1 to facilitate load distribution. However, tendons 5 are not installed in the abdominal concrete 3b.
한편, 본 발명의 변형예를 도10 내지 도12를 참조하여 설명한다.Meanwhile, modifications of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 12.
본 발명의 변형예에서는 도10a에 도시한 바와 같이, 상기 강재거더(2)의 상부플랜지(2a) 상면에는 전장에 걸쳐 연속하는 단면력보강 강판(8)이 설치되며, 하부플랜지(2b)에는 직립보와 만나는 부위마다 단일 보강재(9)가 설치되어 상, 하부플랜지(2a, 2b)의 단면력에 여유가 있는 경우 상, 하부의 긴장보강이 필요없으므로, 상기 박스콘크리트(3)에 텐던(5)을 제거한 박스거더 구조로 되어 있다.In the modified example of the present invention, as shown in Fig. 10a, the upper surface of the upper flange (2a) of the steel girder (2) is provided with a sectional reinforcing steel sheet (8) continuous over the entire length, the lower flange (2b) A single reinforcement (9) is installed in each area where the beam meets the upper and lower flanges (2a, 2b) when there is a margin in the cross-sectional force of the upper, lower tension reinforcement, so the box concrete (3) tendon (5) The box girder structure is removed.
도10b에 도시된 프리플렉스 박스거더 합성형은 상기 강재거더(2)의 하부플랜지(2b)가 연속하는 강판이 아닌 단일 플랜지로 이루어지고, 상기 단일의 하부플랜지(2b)에는 텐던이 부가되지 않은 박스콘크리트(3)가 설치된 구조로 되어 있다.The preflex box girder composite type shown in FIG. 10B is composed of a single flange, not a steel plate, in which the lower flange 2b of the steel girder 2 is a continuous steel plate, and no tendons are added to the single lower flange 2b. It has a structure in which the box concrete 3 is provided.
도11의 박스거더는 상기 강재거더(2)의 상부플랜지(2a)가 연속하는 강판으로 이루어지며, 하부플랜지(2b)에는 전장에 걸쳐 연속하는 강판이 설치되며, 상기 강재거더의 직립보와 만나는 하부플랜지(2b)에 보강재(6)가 구비된다. 또한, 내부 시공성을 향상시킬 수 있도록 강재거더(2)의 직립보에 복부 콘크리트를 설치하지 않고, 강재거더(2)의 하부플랜지(2b)에만 콘크리트가 타설된 구조로 되어 있다.The box girder of FIG. 11 is formed of a steel plate in which the upper flange 2a of the steel girder 2 is continuous, and the lower flange 2b is provided with a continuous steel plate over the entire length, and meets the upright beam of the steel girder. The reinforcing material 6 is provided in the lower flange 2b. In addition, in order to improve the internal workability, the concrete is poured into only the lower flange 2b of the steel girder 2 without installing abdominal concrete on the upright beam of the steel girder 2.
도12의 박스거더의 구조는 연속교량의 부모멘트가 작용하는 구간에 설치되는 박스거더로서 이의 구성을 살펴보면 다음과 같다 상기 강재거더(2)의 상부플랜지(2a) 상면에는 전장에 걸쳐 연속하는 단면력보강 강판(8)이 설치되며, 철근 콘크리트 슬래브(1)에 텐던(5')이 설치된다. 상기 하부플랜지(2b)는 연속하는 강판이 아닌 단일 플랜지로 이루어지고, 단일의 하부플랜지(2b)에는 보강재(6)가 설치되며, 또한 하부플랜지 콘크리트(3)에는 텐던(5)이 부가되지 않도록 하여 연속교량에서 하중 분산을 용이하게 한 구조로 되어 있다.The structure of the box girder of FIG. 12 is a box girder installed at a section in which a parent bridge of a continuous bridge acts. Looking at the configuration thereof, the cross-sectional force that is continuous over the entire length of the upper flange 2a of the steel girder 2 is as follows. The reinforcing steel plate 8 is installed, and tendons 5 'are installed in the reinforced concrete slab 1. The lower flange 2b is formed of a single flange instead of a continuous steel plate, and a single lower flange 2b is provided with a reinforcing material 6 and a lower tendon 5 is not added to the lower flange concrete 3. This makes it easy to distribute the load in a continuous bridge.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 박스 거더 합성형 교량 구조에서 상부 또는 하부강형의 교축방향 구성으로서는 도13a 내지 도13d에서 도시된 바와 같이 각각 강판형, 강판/프레임형, 강판 또는 데크플레이트를 이용하여 경제적으로 시공할 수 있다.On the other hand, in the box girder composite bridge structure of the present invention as described above, as the axial configuration of the upper or lower steel, as shown in Figure 13a to Figure 13d, respectively, using a steel sheet, a steel plate / frame, a steel sheet or a deck plate Can be installed economically.
즉, 도13a에 도시한 강재거더(2)는 하부플랜지(2b)가 하나의 강판으로 이루어진 예를 보여주고 있으며, 이는 비틀림강성이나 안정성면에서 가장 뛰어나다.That is, the steel girder 2 shown in FIG. 13A shows an example in which the lower flange 2b is made of one steel plate, which is most excellent in torsional rigidity and stability.
도13b에 도시된 강재거더(2)는 강판으로 형성된 하부플랜지(2b)의 중앙부분에 길이방향으로 소정간격마다 관통홀(11)을 형성하고, 상기 관통흘(11)에 강프레임이나 데크 플레이트(12)를 적절하게 설치한 예를 보여주고 있다.The steel girder 2 shown in FIG. 13B forms a through hole 11 at predetermined intervals in the longitudinal direction in the center of the lower flange 2b formed of steel sheet, and a steel frame or deck plate in the through passage 11. The example in which (12) is properly installed is shown.
도13c에 도시된 강재거더는 강판으로 형성된 하부플랜지(2b)의 중앙부분에 길이방향으로 관통홀(11)을 형성하고, 상기 관통홀(11)의 중앙부에만 강프레임이나 데크플레이트(12)를 설치한 예를 보여주고 있다.The steel girder shown in FIG. 13C forms a through hole 11 in the longitudinal direction in the center portion of the lower flange 2b formed of steel sheet, and the steel frame or deck plate 12 is formed only in the center portion of the through hole 11. It shows an example of installation.
도13d에 도시된 강재거더는 강판으로 형성된 하부플랜지(2b)의 중앙부분 두 곳에 구멍을 형성한 예로서, 가장 경제성을 고려한 구조를 보여주고 있다.The steel girder shown in FIG. 13D is an example in which holes are formed in two central portions of the lower flange 2b formed of steel sheet, showing the most economical structure.
도13a 내지 도13d에서 도시한 강재거더의 구조는 순차적으로 제작비용을 절감할 수 있는 구조이며, 이들 구조는 경제성과 시공성을 고려하여 적절한 교량에 적응할 수 있도록 한다.The structure of the steel girder shown in Figs. 13A to 13D is a structure that can sequentially reduce the manufacturing cost, these structures can be adapted to the appropriate bridge in consideration of economics and construction.
다음에, 본 발명의 시공방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Next, the construction method of the present invention will be described.
먼저, 도2a에 도시된 바와 같이 T형 강재거더(2)의 하부에 강판(2b)을 부착하여 박스거더형태로 제작하고, 거푸집을 설치한 후에 하부플랜지 콘크리트(3a) 타설위치에 강선과 비닐관등을 이용한 긴장재를 설치한다. 그리고, 솟음(camber) 관리를 한다.First, as shown in FIG. 2a, the steel sheet 2b is attached to the lower portion of the T-shaped steel girder 2 to produce a box girder, and after the formwork is installed, the steel wire and the vinyl tube are placed at the lower flange concrete 3a placing position. Install tension material using the back. And camber management is performed.
상기 단계 수행후 도2b에 도시된 바와 같이 유압장치등을 이용하여 상기 강재거더에 프리플렉스 하중을 재하하고, 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하여 증기양생한다. 이때에는 좌굴에 대한 안전도 하중 및 변형을 측정하고, 증기양생 온도를 관리한다.After performing the step, as shown in Figure 2b by using a hydraulic device or the like to load the preflex load on the steel girder, the concrete is poured into the formwork to steam curing. At this time, the safety load and deformation of the buckling are measured, and the steam curing temperature is managed.
상기 단계후 도2c에 도시한 바와 같이 프리플렉스 하중을 제거한후, 도입된 콘크리트 응력에 대한 검토를 실시하고, 도2d에 도시한 바와 같이 상기 거푸집에 콘크리트 타설과정에서 미리 설치된 긴장재를 이용하여 긴장작업을 실시한 후 긴장력을 관리한다.After the step, after removing the preflex load as shown in FIG. 2C, the introduced concrete stress is examined, and as shown in FIG. 2D, the work is tensioned by using a tension member pre-installed in the concrete placing process in the formwork. Manage tension after doing this.
다음에, 도2e에 도시한 바와 같이 상판철근을 배근한 후 콘크리트를 타설하므로써 리프리스트레스트 박스거더 합성형 교량의 시공을 완료하고, 복부콘크리트 품질관리를 한다.Next, as shown in FIG. 2E, the reinforcement box girder composite bridge is completed by placing the concrete after placing the upper reinforcing bar, and performing abdominal concrete quality control.
도2f는 시공이 완료된 합성형 교량에 활하중을 재하한 상태를 보여주고 있다.Figure 2f shows a live load on the composite bridge completed construction.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those who have
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 강합성형 연속교량에서 콘크리트 슬래브에 합성되는 강재보를 박스형 구조로 하므로써 종래의 거더 교량들에 비해 종, 횡방향 휨강성과 비틀림강성이 증대됨과 동시에 기존의 강상형 교량에 비해 강재가 절감되고, PC 박스 거더 교량에 대해서도 경제성을 가진다.As described above, according to the present invention, the steel beams synthesized in the concrete slab in the steel composite continuous bridge has a box structure to increase longitudinal, transverse bending stiffness and torsional stiffness compared to conventional girder bridges, Compared with steel, it is economical for PC box girder bridge.
또한, 박스구조가 갖는 비틀림강성의 증대외에 휨/횡 강성증가에 따른 안정성 및 내풍/내진안정성이 증가되고, 이로인한 교량의 성능, 내구성이 개선된다. 또 프리플렉스형 교량이 갖는 연직상향력에 의한 에너지의 절감성과 연속교량의 연결 부위에서 강철의 용접 또는 고력볼트에 의한 강결과 긴장재에 의한 콘크리트 슬래브의 허용응력 이내로 긴장시킴으로써 균열이 제어되고, 이를 둘러싼 콘크리트부위의 합성효과에 의한 연결효과가 증대되는 효과를 가진다.In addition to the increase in the torsional rigidity of the box structure, the stability and wind resistance / shockproof stability due to the increase in the bending / lateral stiffness are increased, thereby improving the performance and durability of the bridge. In addition, the energy saving due to the vertical upward force of the preflex type bridge and the cracking are controlled by tensioning within the allowable stress of the concrete slab by the steel and the tensioning material by the welding of high strength bolts and the tensioning material at the connection site of the continuous bridge. It has the effect of increasing the connection effect by the composite effect of the concrete part.
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