KR100334635B1 - Segmental bulb girder and construction method for long span bridge - Google Patents

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Abstract

본 발명은 장경간 교량용 세그멘탈 벌브 티 거더 및 시공방법에 관한 것으로서 종래에는 30m 이상의 지간이 곤란하였다.The present invention relates to a segmental bulb tee girder and a construction method for long span bridges.

본 발명은 예시도 2 및 예시도 7과 같이 장경간 교량용 거더에 있어서 상부 플랜지(3)의 헌치부(3') 경사를 1/5(10cm)로 하고, 하부플랜지(4)의 헌치부(4') 경사를 1/1.75(20cm)로 하며, 거더제작장에서 거더를 단부세그먼트(10)와 중앙부 세그먼트(11)로 분리제작한 뒤 교량가설현장에서 중앙부 및 단부 세그먼트를 거치하고 세그 사이에는 에폭시접합, 상부에는 앵글을 결합하며, 한 개의 거더로 완전히 상부에 가설한 후에 긴장재를 재킹하는 것임.According to the present invention, the inclination of the haunting portion 3 'of the upper flange 3 is 1/5 (10 cm) in the long span bridge girder as shown in FIGS. 2 and 7 and the haunch portion of the lower flange 4 (4 ') The slope is 1 / 1.75 (20cm), and the girder is separated into the end segment (10) and the center segment (11) at the girder production site, and then the center and end segments are mounted at the bridge construction site and between the segments. There is epoxy bonding, and the angle is combined at the top, and the tension material is jacked after completely installing the upper part with one girder.

Description

장경간 교량용 세그멘탈 벌브 티 거더 및 시공방법Segmental bulb tee girder and construction method for long span bridge

본 발명은 장경간 교량에 적합한 세그멘탈 벌브 티(Segmental Bulb-Tee)거더 및 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a segmental bulb tee girder and a construction method suitable for long span bridges.

1980년대 이후- 건설시장 개방과 같은 건설 환경의 변화와 시대적 요구로 장경간 교량에 대한 필요가 급증하고 있는 국내 현실에서 종래 설계·시공되고 있는 피에스시 빔(PSC Beam)교량은 지간이 30m 이하로 제한되어 있으며, 그 이상의 지간에 대해서는 강교 또는 피에스시 박스(PSC Box)교량으로 시공되고 있다.Since the 1980s-In Korea, where the need for long-span bridges is rapidly increasing due to changes in the construction environment such as the opening of the construction market and the demands of the times, the PSC beam bridges, which are conventionally designed and constructed, are limited to 30m or less. More than that, it is being constructed as a steel bridge or PSC box bridge.

종래 국내에서 시공되고 있는 피에스시 아이형 교량은 운반·시공 및 제조 특성상 지간이 30m 이하로 제한되어 있으며, 지간이 40∼60m인 경우 스틸 플레이트(Steel Plate)교, 스틸 박스(Steel Box)교와 프리 플렉스(Pre-Flex)교로 시공하는 것이 대부분이고 그 이상의 지간을 요구할 경우에는 피에스시 박스(PSC Box)형 교량으로 시공하고 있다. 그러나 강교의 경우 시공시 품질의 신뢰성은 확보할 수 있으나 시공후 유지 관리 비용이 많이 들며, 프리 플렉스(Pre-Flex)교의 경우 상대적으로 단면이 작고 미관이 우수하나 시공비용이 과다한 단점이 있다. 또한 피에스시 박스(PSC Box)형 교량의 경우 일정지간 이하의 중경간 교량에서는 설계 및 시공에 어려움이 있으며 스틸 박스(Steel Box)교량과 비교하여 시공성 및 경제성에 있어 상대적으로 그 효율성이 떨어지는 것으로 나타나고 있다.Conventionally, the construction of the P.S.I-shaped bridges in Korea is limited to a distance of 30m or less due to transportation, construction and manufacturing characteristics, and when the distance is 40 to 60m, steel plate bridge, steel box bridge and free Most of the construction is done with the Pre-Flex bridge, and if it requires more space, it is constructed with the PSC Box type bridge. However, in the case of steel bridges, the reliability of the quality can be secured at the time of construction, but the maintenance cost is high after construction, and the pre-flex bridges have a relatively small cross section and excellent aesthetics, but the construction cost is excessive. In the case of PSC box type bridges, it is difficult to design and construct a medium-span bridge below a certain distance, and its efficiency is relatively inferior in terms of workability and economy compared to steel box bridges. .

따라서, 기존 교량 형식들이 갖고 있는 단점을 극복하고 시공성 및 경제성을 모두 갖춘 새로운 교량의 형식 개발이 요구되고 있다.Therefore, it is required to develop a new bridge type that overcomes the disadvantages of the existing bridge types and has both constructability and economy.

본 발명은 기존 피에스시 아이형 거더의 단면특성에 변화를 주고 세그먼트(Segment)로 분할 시공하여 지간 40m 이상의 장경간에 적용할 수 있도록 함으로서, 동일 지간의 강교나 피에스시 박스(PSC Box)교에 비하여 설계의 간편성, 시공성, 그리고 경제성이 모두 뛰어난 피에스시 벌브 티(PSC Bulb-Tee)거더를 개발하여 첨단 교량의 개발에 기초가 되는 설계 및 시공방법을 제공하고 공사비를 절감하여 국내 건설업계의 국가 경쟁력을 증대시키고자 함에 목적이 있다.The present invention changes the cross-sectional characteristics of the existing PS-eye girder and can be applied to long spans of 40m or more by dividing into segments, so that the design can be compared to steel bridges or PSC box bridges of the same area. We have developed the PSC Bulb-Tee girder, which is excellent in simplicity, constructability, and economic efficiency, to provide design and construction methods based on the development of advanced bridges, reduce construction costs, and increase the national competitiveness of the domestic construction industry. The purpose is to sleep.

상기와 같은 목적을 실현시키기 위한 본 발명은 교량에 적합한 표준단면을 제공하기 위하여 거더 단면의 전체적인 형상에 가급적 큰 변화없이 거더의 높이와 강선의 수만을 변화시켜 독특한 단면형태를 구성하였으며 제작, 운반 등 시공상의 문제점을 고려하여 세그먼트 공법을 도입한 것이다.The present invention for realizing the above object is to form a unique cross-sectional shape by changing only the height of the girder and the number of steel wires without changing the overall shape of the girder cross section as much as possible to provide a standard cross section suitable for the bridge. Considering construction problems, the segment method was introduced.

도 1 은 본 발명에 따른 40m용 교량의 거더 단면도,1 is a girder cross-sectional view of a 40m bridge according to the present invention,

도 2 는 본 발명에 따른 40m 교량용 표준 단면도,2 is a standard cross-sectional view for a 40m bridge according to the present invention,

도 3 은 본 발명에 따른 50m용 교량의 거더 단면도,3 is a girder cross-sectional view of a bridge for 50 m according to the present invention,

도 4 는 본 발명에 따른 50m 교량용 표준단면도,Figure 4 is a standard cross-sectional view for a 50m bridge according to the present invention,

도 5 는 본 발명에 따른 60m용 교량의 거더 단면도,5 is a girder cross-sectional view of a 60m bridge in accordance with the present invention;

도 6 은 본 발명에 따른 60m 교량용 표준단면도,Figure 6 is a standard cross-sectional view for a 60m bridge in accordance with the present invention,

도 7 은 본 발명에 따른 거더 연결부 단면도,7 is a sectional view of the girder connection according to the present invention,

도 8 은 본 발명에 따른 부재의 높이와 유효계수와의 상관관계 도표,8 is a correlation chart of the height and the effective coefficient of the member according to the present invention;

도 9 는 최적 시공단가 비교도표,9 is an optimum construction unit price comparison chart,

도 10 은 본 발명에 따른 거더의 휨설계프로그램순서도이다.10 is a flow chart of the bending design program of the girder according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

1 - 거더 2 - 복부1-girder 2-abdomen

3 - 상부플랜지 3' - 헌치부3-Upper flange 3 '-Hunting section

4 - 하부플랜지 4' - 헌치부4-Lower Flange 4 '-Hunt

10 - 단부세그먼트 11 - 중앙부세그먼트10-end segment 11-center segment

12 - 임시교각 13 - 에폭시 접합부12-Temporary Pier 13-Epoxy Junction

14 - 슬래브 15 - 앵글14-slab 15-angle

16 - 임시긴장재16-temporary tension

본 발명에서는 장경간 교량에 적합한 표준단면을 제공하기 위해 거더 단면의 전체적인 형상은 가급적 변화시키지 않으면서, 거더의 높이와 강선의 수만을 변수로 하여 목표 지간에 적합한 표준단면을 제안하였으며, 또한 장경간 피에스시 거더의 경우에는 각 거더의 자중이 100톤(ton)을 초과하므로 제작 공간의 확보 및 운송에도 어려움이 있고 거더길이와 높이가 커짐에 따라 거더의 가설시 안정성에도 문제가 발생할 수 있기 때문에 본 발명에서는 세그먼트 공법을 도입한 시공방법을 제안한 것이다.In the present invention, in order to provide a standard section suitable for the long span bridge, the overall shape of the girder cross section is proposed as long as the height of the girder and the number of steel wires as variables, and the standard section suitable for the target span is also proposed. In the case of the PS girder, since the weight of each girder exceeds 100 tons (ton), it is also difficult to secure and transport the production space, and as the girder length and height increase, problems may occur in the stability of the girder as it increases. Proposed a construction method using the segment method.

본 발명을 첨부된 예시도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

거더(1) 단면 결정은 거더의 전체 횡단면상의 구조적인 효율뿐만 아니라 사용하고자 하는 거더의 제작 단가에도 중요한 영향을 미친다. 단면이 크면 클수록 거더 자중으로 인하여 부재 자체가 부담해야 하는 사하중이 증가하게 되며, 그 결과 보다 많은 긴장재를 필요로 하고, 이러한 결과는 콘크리트의 압축응력이 작용하는 범위를 증가시킨다. 또한 결정된 지간의 길이에 따라 단위체적당 콘크리트량의 증가와 그에 따른 철근량의 증가를 유발한다. 본 발명의 설계조건으로는 2차선 교폭(12.145m)의 지간길이 40m인 교량을 기본 모델로 하였으며 거더의 콘크리트 강도는 550kg/㎠를 사용하였고, 상부 슬래브의 강도는 270kg/㎠으로 각각의 거더에 동일하게 적용하였다.The cross section determination of the girder (1) has a significant influence not only on the structural efficiency on the entire cross section of the girder but also on the manufacturing cost of the girder to be used. The larger the cross section, the greater the dead weight of the member itself due to the weight of the girder, which results in more tension, which increases the range of compressive stress of the concrete. In addition, the amount of concrete per unit volume increases and the amount of rebar increases according to the determined length. As the design condition of the present invention, a bridge having a span length of 40m with a two-lane bridge width (12.145m) was used as the basic model, and the concrete strength of the girder was 550kg / cm 2, and the strength of the upper slab was 270kg / cm 2. The same applies.

복부(2)를 중심으로 상부플랜지(3)와 하부플랜지(4)로 구성되는 거더(1)에 있어서, 넓은 상부 플랜지(3)의 폭은 현장타설 슬래브의 시공비용을 줄이는데 큰 역할을 할 수 있다. 이는 상부 플랜지가 넓을수록 강성이 증대되어 슬래브 두께를 줄일 수 있고, 슬래브 면적의 감소로 거푸집제작 비용과 같은 부가적인 공사비 절감을 가져올 수 있기 때문이다. 거더 제작 후 시공현장으로 운반, 그리고 실제 시공단계에서 거더에 손상이 발생하거나 국부적인 좌굴에 저항하기 위한 상부 플랜지(3)의 폭은 120cm가 적당하고 상부 플랜지(3)의 두께는 15cm가 적당하다. 상부 플랜지(3)의 헌치부(3')의 헌치경사 역시 거더의 자중을 줄이면서 플랜지에 작용하는 국부좌굴과 전단력에 저항할 수 있도록 하기 위하여 1/5(=10cm)을 적용하였다.In the girder 1 consisting of the upper flange 3 and the lower flange 4 around the abdomen 2, the width of the wide upper flange 3 can play a large role in reducing the construction cost of the cast-in-place slab. have. This is because the wider the upper flange, the greater the rigidity, thereby reducing the slab thickness, and the reduction of the slab area can result in additional construction cost savings such as formwork costs. The width of the upper flange (3) is suitable for 120cm and the thickness of the upper flange (3) is suitable for the transport of the girder to the construction site and to prevent damage to the girder or local buckling in the actual construction stage. . The haunting inclination of the haunting portion 3 'of the upper flange 3 also applied 1/5 (= 10 cm) to reduce the weight of the girder and resist local buckling and shear forces acting on the flange.

하부플랜지(4)는 동일단면적에 대하여 폭을 증대시키면서 두께를 줄이는 것이 구조적으로 단면의 효율을 증대시킬 수 있다.The lower flange 4 can increase the width of the same cross-sectional area while reducing the thickness can structurally increase the efficiency of the cross section.

그러나, 덕트로부터 거더 바닥까지의 거리가 덕트 지름의 증대와 철근의 배치, 그리고 콘크리트 덮개를 고려하여야 함으로 일정 수준 이하로 줄일 수 없을 뿐 아니라 사용 강선의 증대로 인한 인장력 도입시 거더 하연에 발생되는 압축응력에 저항하기 위하여 하부 플랜지의 폭은 90cm, 두께는 25cm가 적당하다.However, the distance from the duct to the bottom of the girder cannot be reduced below a certain level because the duct diameter, rebar placement, and concrete cover must be taken into account. In order to resist the stress, the lower flange should be 90cm wide and 25cm thick.

하부 플랜지(4) 헌치부(4')의 경사는 지간의 증대로 인한 강선의 증가와 덕트 지름의 증가, 그리고 거더 제작시 콘크리트 타설과정에서의 다짐을 고려한 결과 하부 플랜지 헌치부의 경사는 1/1.75(=20cm)이 적당하다.The inclination of the lower flange (4) haunting portion (4 ') is inclined by considering the increase of steel wire and the duct diameter due to the increase of the span, and the compaction in the concrete casting process during the girder fabrication. 1.75 (= 20 cm) is suitable.

국내의 현장제작 여건을 고려할 경우 단면의 형태를 곡률로 제작하기는 어려움이 따를 것으로 판단되므로, 상부 플랜지의 헌치부 아래에 폭과 높이가 각각 5cm의 이중 헌치부를 두어 가급적이면 부드러운 이미지를 나타내도록 하였다.Considering domestic production conditions, it is difficult to produce the cross-section with curvature. Therefore, a double haunt with a width and height of 5cm is placed under the haunch of the upper flange, so as to display a soft image if possible. It was.

거더(1)의 높이와 복부 폭의 결정에는 교량 지간에 따른 전체적인 형식과 거더 제작시 사용한 콘크리트의 강도, 그리고 철근 콘크리트 단위중량에 따라 필요한 소요 강선량에 의해 지배적인 영향을 받는다. 포스트 텐션(Post-tension) 방식의 피에스시 거더에서 장지간에 따른 소요 강선의 증가는 사용덕트의 개수와 지름을 증대시키며 이는 거더 높이와 복부의 폭을 증대시킨다.Determination of the height and abdominal width of the girder (1) is dominated by the overall type according to the bridge span, the strength of the concrete used to make the girder, and the required steel dose depending on the unit weight of the reinforced concrete. In post-tension type PS girder, the increase in required steel wire length and length increases the number and diameter of ducts, which increases the height of the girder and the width of the abdomen.

거더의 복부 폭은 복부에서의 수직 철근(D19)과 배력철근(D16)의 배근 및 콘크리트 덮개 4cm를 감안하여 각각의 지간에서 사용 덕트의 지름에 따라 최소 복부폭을 결정할 수 있다. 그러나 지간에 따라 서로 다른 복부 폭으로 하기 보다는 모든 지간에 대하여 동일한 폭을 가지는 것이 설계나 시공상에서 효율적이므로 1개의 턱트에 최대 37개의 강선을 사용할 수 있는 내경 12.3cm의 덕트를 사용하는 것을 가정하여 모든 지간에 대하여 26cm의 복부 폭으로 결정하였다.The width of the girder's abdominal width can be determined according to the diameter of the duct used in each section, taking into account the length of the vertical reinforcement (D19) and the reinforcement reinforcement (D16) in the abdomen and 4 cm of concrete cover. However, it is efficient in design and construction to have the same width for all sections rather than different abdominal widths depending on the section, so it is assumed that a duct with an internal diameter of 12.3 cm can be used for up to 37 steel wires in one tuck. The abdominal width of 26 cm was determined for the trunk.

거더의 높이도 지간과 사용된 덕트의 종류에 따라 인접정착구와의 최소 간격과 덕트의 사용개수를 고려할 경우 최소 거더 높이를 결정할 수 있다.The height of the girder can also be determined by considering the minimum distance from adjacent anchorages and the number of ducts used, depending on the length and type of duct used.

각각의 지간에 대하여 총 사용 덕트의 개수를 4개로 동일하게 하고 총 강선의 사용량을 각각 88개, 124개, 148개까지 수용할 수 있는 덕트의 지름을 적용하면 거더의 최소 높이는 210cm, 245cm, 265cm이나, 정착구에서의 보강철근의 배근을 고려하여 40m 지간에 대하여는 240cm, 50m 지간에 대하여는 260cm, 그리고 60m 지간에 대하여는 280cm의 높이로 결정하였다.If the total number of ducts is equal to 4 for each section and the diameter of the ducts can accommodate up to 88, 124, and 148 total steel wires, the minimum height of the girder is 210cm, 245cm, 265cm. However, considering the reinforcement of the reinforcing bars in the anchorage, the height was determined to be 240cm for the 40m section, 260cm for the 50m section, and 280cm for the 60m section.

각 지간에 대한 설계자료는 다음 표와 같다.The design data for each section is shown in the following table.

지간의 길이가 각각 40,50,60m로 연장된 벌브 티(Bulb-Tee) 거더는 제작장에서 가설현장으로 운반하기 어렵고, 상부가설시에도 막대한 거더자중으로 인하여 교량 상부 시공에 문제점이 발생할 수 있다. 본 발명의 벌브 티 거더는 기간을 장대화하기 위하여 고강도 콘크리트를 사용하고, 단면내에 많은 강선량이 배치되도록 설계되었기 때문에 거더 제작시 엄격한 품질관리가 필수적이다. 따라서 교량가설 현장에 많은 어려움이 따르게 된다. 또한 현장 조건이 열악한 산악지형 또는 하천인 경우, 공사현장 부근에서 현장타설 거더로 제작하는 것은 거의 불가능하며, 현장 부근의 공장에서 제작하여 운반, 가설하여야 할 것이다.Bulb-Tee girders with lengths of 40, 50, and 60 m, respectively, are difficult to transport from the fabrication site to the construction site, and problems may occur in the upper construction of the bridge due to the heavy girder weight even during the upper construction. . Since the bulb tee girder of the present invention uses high-strength concrete to increase the period, and is designed to be placed in a large amount of wire in the cross-section, strict quality control is essential when manufacturing the girder. Therefore, a lot of difficulties come to the bridge construction site. In addition, in the case of mountainous terrain or rivers with poor site conditions, it is almost impossible to manufacture the site casting girders in the vicinity of the construction site.

본 발명에서는 스플라이스드 거더(Spliced Girder)로 시공하는 방법을 사용 하는데 스플라이스드 거더(Spliced Girder)란 여러개의 세그먼트를 현장에서 접합하여 한 지간으로 시공하는 방법으로 장경간 교량에 있어서 가장 효율적인 시공방법이라 할 수 있으며 시공과정을 도 7 에 의하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.In the present invention, a method of constructing a spliced girder is used. A spliced girder is a method of joining several segments in the field and constructing them in a single section. It can be referred to as a method and the construction process will be described schematically with reference to FIG.

(1) 거더 제작장에서 약 15m∼20m길이의 단부세그먼트(10)와 중앙부세그먼트(11)를 제작하여 가설현장으로 운반한다.(1) An end segment 10 and a center segment 11 of about 15m to 20m length are produced at the girder site and transported to the construction site.

(2) 교량 가설 현장에서 교각을 시공하고, 동시에 임시 교각(12)을 설치한다.(2) We construct pier at bridge construction site and establish temporary pier 12 at the same time.

(3) 외측부터 교량 중앙부로 이동하며 각 세그먼트를 가설하고 세그먼트 사이는 앵글(15) 설치와 에폭시 접합으로 접합부(13)를 형성한다.(3) It moves from the outside to the bridge center part, and installs each segment, and forms the junction part 13 by the installation of the angle 15 and epoxy bonding between segments.

(4) 한 개의 거더를 완전히 상부에 가설한후 임시긴장재(16)를 재킹한다. (4) The temporary tensioning material (16) is jacked after one girder is completely hypothesized .

(5) 다른 거더들 역시 상기와 같은 순서로 반복하여 차례대로 시공한다.(5) The other girders are constructed in sequence in the same order as above.

(6) 거더의 시공이 모두 끝난 후 상부 슬래브 및 아스팔트 포장과 부속 시설물 등을 시공한 후 임시 교각을 제거한다.(6) After finishing the construction of girders, remove the temporary piers after constructing the upper slab, asphalt pavement and attached facilities.

상기 앵글(15)은 단부세그먼트(10)와 중앙부세그먼트(11)의 연결 단부 상단에 용접연결하여 설치하는 것이며 상기 단부세그먼트(10)와 중앙부세그먼트(11) 사이에는 미끄럼방지 및 전달저항 성능을 고려하여 도면과 같이 약 60°각도의 전단키를 구성한다.The angle 15 is installed by welding the upper end of the connecting segment of the end segment 10 and the center segment 11, and considering the anti-slip and transfer resistance performance between the end segment 10 and the center segment (11). As shown in the figure, a shear key of about 60 ° angle is constructed.

임시긴장재(16)는 분절사이에 에폭시 접합을 견고하게 하기 위하여 복부 양쪽에 통상의 방법으로 적용한다.Temporary tensioning material 16 is applied in a conventional manner on both sides of the abdomen to secure epoxy bonding between the segments.

도 10 은 국내 현실에 적합한 피에스시 거더 단면을 제안하기 위하여 우선적인 연구로 피에스시 거더 교량을 설계할 수 있는 설계프로그램을 나타낸 것으로서, 개발된 프로그램은 설계자가 간단한 변수 입력만으로 기본 설계를 수행할 수 있도록 되어 있다.FIG. 10 shows a design program for designing a PS girder bridge as a priority study in order to propose a cross section of a PS girder suitable for a domestic reality, and the developed program enables a designer to perform basic design by simply inputting a variable. have.

다음 단계로서 개발된 프로그램을 사용하여 제시된 단면들에 대하여 각 설계 변수들의 영향을 고찰하여 각 변수들이 교량 설계에 미치는 상관관계를 분석하였다. 이러한 기초연구를 통하여 각 설계변수들의 영향을 최적화하고 국내 현실에 맞으면서, 지간에 따른 단면 및 설계변경사항을 최소화할 수 있는 독자적인 단면을 제안한 것이다.As a next step, using the developed program, the influence of each design variable on the presented sections was analyzed, and the correlation of each variable on the bridge design was analyzed. Through these basic studies, we proposed an independent cross section that can optimize the influence of each design variable and fit the domestic reality and minimize cross sections and design changes according to the interval.

본 발명에서는 설계 및 시공의 편의성을 최대화할 수 있도록 교량의 목표 지간을 40m, 50m 그리고 60m로 정하였으며, 이 지간은 현재 건설환경을 감안하더라도 경제성 및 시공가능성이 높은 지간으로 판단된다.In the present invention, in order to maximize the convenience of design and construction, the target interval of the bridge is set to 40m, 50m and 60m, which is considered to be a high economic feasibility and construction possibility considering the current construction environment.

각 지간에 대한 거더단면을 개발하기 위하여 본 발명에서 적용된 전제 조건을 열거하면 다음과 같다.The following is a list of preconditions applied in the present invention to develop a girder section for each section.

(1) 설계지간은 40, 50 및 60m 로 한다.(1) Design spaces are to be 40, 50 and 60m.

(2) 설계지간별 상부 및 하부 플랜지의 단면제원은 가급적 동일하게 한다.(2) The section specifications of the upper and lower flanges for each design section are to be the same as far as possible.

(3) 국내에서 가장 많이 시공되고 있는 2차선 교량의 교폭 12.15m 에 대한 교량 설계를 기본으로 한다.(3) Based on the bridge design for 12.15m width of the two-lane bridge, which is the most constructed in Korea.

(4) 장기간 교량의 시공에 적합한 시공방안을 제시한다.(4) The construction plan suitable for long term bridge construction is suggested.

상기 프로그램은 장경간 교량에 사용 가능한 거더 단면을 결정하기 위하여 국내 시방 기준에 따르는 프로그램을 스프래드쉬트(Spreadsheet) 상용프로그램을 사용하여 개발한 것이다. 프로그램의 입력변수로는 거더 단면 형태와 교량의 설계 지간, 교폭 및 거더의 개수, 거더 간격, 그리고 상부슬래브의 두께, 방호벽의 제원등 교량의 전체적인 형태와 사용재료 등으로 하였다. 긴장재로 사용된 강선의 배치는 거더의 단부와 지간중앙에서의 긴장재 위치를 입력하여 2차원 포물선으로 계산되도록 하고, 그 결과를 바탕으로 긴장재의 손실량이 계산되도록 하였다. 설계하중은 1등급 교량을 기준으로 하고, 또한 탄성계수와 긴장재의 손실량 계산, 그리고 활화중의 재하 등도 국내에서 현재 사용중인 도로교 시방서를 기준으로 하였다.The program was developed using a Spreadsheet commercial program to determine the girder cross section that can be used for long span bridges. The input parameters of the program were the overall shape of the bridge and the materials used, such as the girder cross-sectional shape, the design span of the bridge, the number of bridges and girders, the girder spacing, the thickness of the upper slab, and the specification of the barrier wall. The arrangement of the steel wire used as tensioning material was calculated by inputting the position of tensioning material at the end of the girder and the center of the middle of the girders to be calculated as a two-dimensional parabola, and the loss of tensioning material was calculated based on the result. The design load is based on the first-class bridge, and the elastic modulus, loss loss of the tension material, and the load during the active load are based on the road bridge specifications currently in use in Korea.

단면의 효율성Cross section efficiency

장경간 피에스시 교량에서 최적단면을 선정하기 위한 최선의 방법은 단면 결정에 가장 큰 영향을 미치는 휨응력을 감소시키는 것이며 휨응력에 영향을 주는 설계인자로서는 사하중과 단면계수가 있다. 이 변수들은 단면의 형상에 크게 지배를 받는 것으로써 단면적이 같은 경우라도 단면계수가 상대적으로 큰 경우에는 부재의 휨응력을 감소시킴으로써 부재의 효율성을 증가시킬 수 있다. 따라서 부재 단면의 설계에 있어서 최대 목표는 제한된 단면에서 가장 큰 단면계수를 갖도록 설계하는 것이다.The best method for selecting the optimal section in long span PSI bridges is to reduce the bending stress that has the greatest influence on the determination of section, and the design factors affecting the bending stress are dead weight and section coefficient. These variables are largely governed by the shape of the cross-section, and even if the cross-sectional area is the same, it is possible to increase the efficiency of the member by reducing the bending stress of the member when the cross-sectional coefficient is relatively large. Therefore, the maximum goal in the design of the member cross section is to design the largest cross section coefficient in the limited cross section.

지금까지 대부분의 연구들에서는 단면적에 대한 단면계수의 정성적인 비교를 통하여 단면의 효율성을 고찰하였으나 기욘(Guyon)의 유효계수(ρ)를 이용하여 단면계수의 효율성을 확인한 결과 벌브 티 단면의 경우가 가장 효율적인 것으로 나타났다.(도면8 참조.)Until now, most studies have examined the efficiency of the cross section through qualitative comparison of the cross section modulus with respect to the cross-sectional area. However, the effectiveness of the cross section modulus using Guyon's effective coefficient (ρ) has been found. It was shown to be the most efficient (see Figure 8).

여기서= 단면의 회전반경 = here = Radius of rotation of section =

yt, yb= 각각 도심으로부터 상,하부 단면까지의 거리y t , y b = distance from the city center to the top and bottom cross sections, respectively

I = 단면 2차 모멘트I = cross section second moment

A = 횡단면적A = cross sectional area

기존 피에스시 교량의 장점은 다른 구조 형식과 비교하여 시공상의 용이함뿐만 아니라 상대적으로 적은 시공단가 및 유지보수 비용을 들 수 있으나, 지간이 40m이상이 될 경우에는 피에스시 아이형 교량으로 설계 할 경우 시공단가가 상대적으로 증가하고 강교로 시공 할 경우보다 경제성이 떨어지는 것으로 보고되고 있다.The advantages of the existing PSI bridges include not only ease of construction but also relatively low construction cost and maintenance cost compared to other structural types.However, when the distance is over 40m, the construction cost of the PSI bridge is designed. It is reported that it is relatively economical and that it is relatively inferior to that of steel bridge construction.

그러나, 본 벌브 티 거더의 개발로 강교 및 피에스시 교량에 대한 시공성 및 경제성 검토결과 전체적인 공사비에서 강교의 경우보다 30% 정도 절감할 수 있는 것으로 나타났다.However, the development of the bulb tea girder resulted in the construction and economic feasibility review of steel bridges and P.S. bridges, resulting in a 30% reduction in overall construction costs.

그리고 복부폭의 경우 에쉬토(AASHTO)와 비교하여 같은 지간을 설계 할 경우 벌브티 거더는 상대적인 경제성이 뛰어나며 다른 교량형식과 비교하여 단면의 효율성에 있어 우수한 성능을 지니고 있는 것으로 판단된다.(도면 9 참조.)In the case of the abdomen width, when the same section is designed in comparison with AASHTO, the bulb tea girder is considered to have excellent economic efficiency and superior performance in section efficiency compared to other bridge types (Fig. 9). Reference.)

본 발명에서는 장경간 피에스시 벌 브티 거더를 제공하므로써 지간 길이가 40∼ 60m되는 거더의 제작·운반이 용이하고 강교의 대체로 인한 경제성 및 시공성을 향상시킬 수 있다.In the present invention, it is easy to manufacture and transport girders having a long span of 40 to 60m, and improve the economics and workability due to the replacement of the steel bridge by providing a long span Pulse bulge girder.

Claims (2)

장경간 교량용 거더에 있어서, 상부플랜지(3)의 폭을 120cm, 두께를 15cm, 헌치부(3') 경사를 1/5(10cm)로 하고, 웨브(2)의 높이를 170cm 내지 210cm, 두께를 26cm로 하고, 하부플랜지(4)의 폭을 90cm, 두께를 25cm, 헌치부(4') 경사를 1/1.75(20cm)로 하며, 단부세그먼트(10)와 중앙세그먼트(11)로 분리하여 결합·시공할 수 있도록 한 40m 내지 60m 교량용 세그멘탈 벌브 티 거더.In the long span bridge girder, the width of the upper flange 3 is 120 cm, the thickness is 15 cm, the inclination of the haunches 3 'is 1/5 (10 cm), and the height of the web 2 is 170 cm to 210 cm, The thickness is 26cm, the width of the lower flange 4 is 90cm, the thickness is 25cm, the inclination of the haunting portion 4 'is 1 / 1.75 (20cm), and the end segment 10 and the center segment 11 are separated. Segmental bulb tee girder for 40m to 60m bridges that can be combined and constructed. 장경간 교량용 거더에 있어서,In long span bridge girder, 거더 제작장에서 단부세그먼트(10)와 중앙부세그먼트(11)를 15m∼30m 길이가 되도록 제작하여 교량 가설현장에서 교각 및 임시교각(12)을 설치하고 상기 세그먼트(10)(11) 사이에는 60°각도의 전단키를 도입하고, 에폭시접합과 함께 이 접합을 견고하게 하기 위한 통상의 임시긴장재(16)를 도입하고, 상부에는 앵글(15)을 결합하며, 한 개의 거더를 완전히 상부에 가설한 후에 긴장재를 재킹하도록 함을 특징으로 하는 장경간 교량용 세그멘탈 벌브 티 거더 시공방법.In the girder manufacturing site, the end segment 10 and the center segment 11 are manufactured to have a length of 15 m to 30 m, and the pier and temporary pier 12 are installed at the bridge construction site, and 60 ° between the segments 10 and 11 is installed. Introduce an angled shear key, introduce a conventional temporary tensioning member 16 to secure this joint with epoxy bonding, join an angle 15 to the top, and tension the tensioner after one girder is fully laid on top. Segmental bulb tee girder construction method for the long span bridge, characterized in that for jacking.
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