KR100546719B1 - Prestressed steel composite girder - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프리스트레스트 강합성보에 관한 것으로, 강재와; 상기 강재의 일부분을 감싸도록 합성되며, 그 자중에 의한 응력이 상기 강재에만 작용하도록 형성되는 콘크리트를 포함하여 구성되어, 상기 콘크리트에 그 자중에 의한 응력이 작용하지 않도록 함으로써 콘크리트의 크리프 변형에 따른 압축 프리스트레스 손실을 최소화할 수 있는 프리스트레스트 강합성보를 제공한다.The present invention relates to a prestressed steel composite beam, steel; Composed to surround a portion of the steel, including the concrete is formed so that the stress due to its own weight acts only on the steel, compression by the creep deformation of the concrete by preventing the stress due to its own weight on the concrete Provides prestressed composite beam to minimize prestress loss.
I-강재, 상부플랜지, 하부플랜지, 복부, 철근콘크리트부, 긴장재, 강합성보, 자중, 콘크리트, 무응력 I-Steel, Upper Flange, Lower Flange, Abdomen, Reinforced Concrete Part, Tension Material, Steel Composite Beam, Self Weight, Concrete, Stress-Free
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a prestressed steel composite beam according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 횡단면 구성도이다.FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram of FIG. 1.
도 3은 본 실시예에 대한 프리스트레스트 강합성보의 단순 지지 상태를 개략적으로 도시한 정면 구성도이다.3 is a front configuration diagram schematically showing a simple supporting state of the prestressed steel composite beam for this embodiment.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보의 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.4A to 4E are schematic views for explaining a manufacturing process of the prestressed steel composite beam according to the embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보의 구조를 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.5 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the prestressed steel composite beam according to the second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보의 구조를 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.6 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the prestressed steel composite beam according to the third embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보의 구조를 개략적으로 도시한 정면 구성도이다.7 is a front configuration diagram schematically showing the structure of the prestressed steel composite beam according to the fourth embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보의 구조를 개략적으로 도시한 정면 구성도이다.8 is a front configuration diagram schematically showing the structure of the prestressed steel composite beam according to the fifth embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보의 구조를 개 략적으로 도시한 단면 구성도이다.9 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of a prestressed steel composite beam according to a sixth embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명에 따라 강재를 거치시키는 단부 지지대의 형상을 도시한 도면10 is a view showing the shape of the end support for mounting the steel according to the invention
도 11은 도 10의 단부 지지대에 상기 강재를 거치시킨 상태를 도시한 측면도FIG. 11 is a side view illustrating a state in which the steel is mounted on an end support of FIG. 10. FIG.
본 발명은 프리스트레스트 강합성보에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강재거더의 하부 플랜지에 콘크리트가 합성된 프리스트레스트 강합성보에 관한 것이며, 공용 중 발생하는 인장응력에 대응하기 위해 콘크리트에 미리 압축 프리스트레스를 도입시킨 것이다.The present invention relates to a prestressed steel composite beam, and more particularly, to a prestressed steel composite beam in which concrete is synthesized on the lower flange of the steel girder, and compressive prestress is introduced into the concrete in advance in order to cope with tensile stress generated during common use. It is.
일반적으로, 프리스트레스트 강합성보는 콘크리트 자체가 압축응력에의 저항성은 크나 인장응력에의 저항성은 거의 없으므로, 사하중 및 활하중 작용 시 발생하는 인장응력을 상기 압축 프리스트레스로 상쇄시키는 기능을 하게 된다.In general, the prestressed steel composite beam has a large resistance to compressive stress, but almost no resistance to tensile stress, so that the tensile stress generated during dead and live loads is offset by the compressive prestress.
이러한 콘크리트에 압축 프리스트레스를 미리 도입하여 저항단면을 구성하는 공법은 압축프리스트레스의 도입방법 및 저항단면의 재료적 구성에 따라 크게 3가지로 분류할 수 있으며 다음과 같다.Compression prestress is pre-introduced into such concrete, and the construction of resistance section can be classified into three types according to the introduction method of compression prestress and material composition of resistance section.
우선, 종래의 첫번째 공법은, 긴장재의 긴장력만으로 콘크리트에 압축프리스트레스를 도입하는 가장 일반적이며 교과서적인 공법으로, '외력에 의하여 일어나는 인장응력을 소정의 한도까지 상쇄할 수 있도록 미리 인공적으로 그 응력의 분포 와 크기를 정하여 고강도 강재(통상 긴장재라고 함)를 이용하여 내력을 준 콘크리트'로 정의되며, 이렇게 만들어진 보를 통상 '프리스트레스트 콘크리트 빔(Prestressed Concrete Beam, 줄여서 PSC 빔)'이라고 한다.First of all, the first conventional method is the most common textbook method in which compression prestress is introduced into concrete by the tension of the tension material alone, and the 'distribution of the stress artificially in advance so as to offset the tensile stress caused by the external force to a certain limit. It is defined as 'concrete bearing strength by using high-strength steel (commonly called tension material) by determining the size and size.', And the beam made in this way is commonly referred to as 'prestressed concrete beam' (PSC beam for short).
또한, 상기한 '프리스트레스트 콘크리트 빔'이 갖는 역학적인 단점 즉, 긴장력 도입 시 단면 상연에 발생하는 인장균열에 대한 저항강도를 높이고 또한 동일한 지간에 대하여 보의 높이(통상 형고라고 함)를 줄여주기 위해서 개발된 것으로 '상하부 플랜지에 강판을 삽입한 프리스트레스트 스틸 철근 콘크리트 빔(공개특허 10-2004-0058542)(통상 e-Beam이라고 함)'이 있다. 이는 상기한 기존의 '프리스트레스트 콘크리트 빔' 내의 상/하 플랜지 위치에 "T"형 강판을 삽입한 것이다. 즉, 상기한 기술은 조립된 철근 내에 설치된 쉬스관 내에 강연선을 설치하고 상부와 하부 플랜지에 T형 강판을 설치하고 하부 플랜지의 중앙부에 설치된 T형 강판에 안내관을 설치하고 안내관 내에 강연선을 설치하고, 안내관과 상기 T형 강판의 하부에 설치된 하부 보강판을 너트로 일체화 되게 고정한 후에 콘크리트를 타설, 양생하고 강연선에 긴장력을 도입한 후에 상기 빔의 양측 단부에 강연선을 정착한 것이다.In addition, the mechanical disadvantages of the above-mentioned 'prestressed concrete beams', namely, increase the resistance to tensile cracking occurring at the upper edge of the cross section when the tension is introduced, and also reduce the height of the beam (usually called the mold height) for the same area. It was developed for the 'prestressed steel reinforced concrete beam (open patent 10-2004-0058542) (commonly referred to as e-Beam) is inserted into the upper and lower flange steel sheet. This is to insert a "T" type steel sheet in the upper / lower flange position in the existing 'prestressed concrete beam'. In other words, the above technique is to install the strand in the sheath pipe installed in the assembled reinforcing bar, install the T-shaped steel sheet on the upper and lower flanges, install the guide tube on the T-shaped steel sheet installed in the center of the lower flange and install the stranded wire in the guide tube After fixing the guide tube and the lower reinforcement plate installed at the lower part of the T-shaped steel sheet to be integrated with a nut, the concrete is poured and cured, and after the tension force is introduced into the strand, the strand is fixed at both ends of the beam.
또한, 상기한 '프리스트레스트 콘크리트 빔' 및 '상하부 플랜지에 강판을 삽입한 프리스트레스트 스틸 철근 콘크리트 빔'과는 달리 콘크리트 단면 내에 강형을 내설한 구조로서 '다단계 긴장구조를 가지는 하부플랜지 매립형 일체 연결구조의 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔(공개특허 10-2004-0004197)(통상 MSP라고 함)'이 있다. 이는 강재 빔과 프리캐스트 콘크리트 패널이 합성되어 이루어진 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔으로서, 프리캐스트 콘크리트 패널의 상부 면에는 강재 빔의 하부플랜지가 매립되어 위치하게 되는 오목부가 형성되어 있으며; 상기 강재 빔의 하부플랜지가 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 오목부에 위치한 상태에서 상기 오목부에는 2차 콘크리트가 타설되어 상기 강재 빔과 프리캐스트 콘크리트 패널이 합성되며; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널에는 1차 긴장재 및 2차 긴장재가 배치되어 있는데, 상기 1차 긴장재는 상기 오목부가 형성된 위치의 좌우측에서 프리캐스트 콘크리트 패널의 중립축의 아래쪽에서 상기 중립축에 부근에 배치되고 상기 2차 긴장재는 상기 오목부의 아래에서 합성 후의 합성단면의 중립축로부터 원거리에 이격되어 배치되고; 상기 1차 긴장재는 상기 강재 빔의 하부플랜지가 상기 프리캐스트 콘크리트 패널의 오목부에 위치하기 전에 1차로 긴장되고 정착되어 1차 프리스트레스가 도입되고, 그 후 상기 강재 빔이 오목부에 위치하고 오목부에 2차 콘크리트가 타설된 후에 2차로 추가 긴장되어 2차 프리스트레스가 도입되어, 2차 콘크리트에도 2차 프리스트레스의 도입으로 인한 압축응력이 가해지며; 상기 2차 긴장재는, 상기 강재 빔과 프리캐스트 콘크리트 패널의 합성이 완료되어 강재 빔과 패널의 자중이 하중으로 가해지는 상태에서 3차로 긴장되고 정착되어 패널에 3차 프리스트레스가 도입되고 2차 콘크리트에도 프리스트레스가 추가로 도입되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 하부플랜지 매립형 일체연결 구조의 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔의 제작공법이다.In addition, unlike the above-mentioned 'prestressed concrete beam' and 'prestressed steel reinforced concrete beam in which a steel plate is inserted into the upper and lower flanges', a structure in which steel is embedded in the cross section of the concrete is a lower flange buried integrated connection structure having a multi-stage tension structure. Of precast concrete panel composite beams (Patent No. 10-2004-0004197) (commonly referred to as MSP). This is a precast concrete panel composite beam formed by combining a steel beam and a precast concrete panel, the upper surface of the precast concrete panel is formed with a recess in which the lower flange of the steel beam is embedded; A secondary concrete is poured in the concave portion while the lower flange of the steel beam is located in the concave portion of the precast concrete panel, and the steel beam and the precast concrete panel are synthesized; The precast concrete panel is disposed with a primary tension member and a secondary tension member, wherein the primary tension member is disposed near the neutral axis and below the neutral axis of the precast concrete panel at the left and right sides of the position where the recess is formed. The tension member is disposed below the recess at a distance from the neutral axis of the composite section after synthesis; The primary tension member is first tensioned and fixed before the lower flange of the steel beam is positioned in the recess of the precast concrete panel so that the primary prestress is introduced, and then the steel beam is positioned in the recess and the recess After the secondary concrete is poured, the secondary prestress is introduced into the secondary to further compress the compressive stress due to the introduction of the secondary prestress to the secondary concrete; The secondary tension material is tensioned and settled in the third state in the state where the synthesis of the steel beam and the precast concrete panel is completed and the self-weight of the steel beam and the panel is applied to the load so that the third prestress is introduced into the panel and the secondary concrete It is a manufacturing method of a precast concrete panel composite beam of the lower flange buried integrated connection structure, characterized in that the pre-stress has a structure that is additionally introduced.
그리고 종래의 두번째 공법은, 강재의 복원력만으로 콘크리트에 압축프리스트레스를 도입하는 공법으로, 1950년대 벨기에에서 최초로 개발된 공법으로 현재 국내 및 일본에서 빈번하게 사용되고 있으며, 상기한 공법에 의해 제작된 보를 통 상 '프리플렉스 보'라고 한다. 이는 강재거더에 일정한 하중을 재하하여 처짐 변형을 유발한 상태에서 이 강재거더의 하부 플랜지에 콘크리트를 타설 양생하고 상기 강재거더에 가해진 하중을 제거함으로써, 상기한 처짐변형을 복귀시키는 과정(릴리즈 과정)에서 하부플랜지 콘크리트에 압축 프리스트레스를 도입시키는 방식으로 제작되는 공법이다.The second conventional method is a method of introducing compressive prestress into concrete only by restoring force of steel, and was developed for the first time in Belgium in the 1950s and is currently frequently used in Korea and Japan. It is called 'preplex beam'. This is the process of restoring the deflection deformation by placing concrete on the lower flange of the steel girder and removing the load applied to the steel girder in the state of causing the deflection deformation by applying a constant load to the steel girder (release process). Is a method that is produced by introducing a compression prestress to the lower flange concrete.
또한 종래의 세번째 공법은, 강재의 복원력과 긴장재의 긴장력을 모두 사용하여 콘크리트에 압축프리스트레스를 도입하는 공법으로서, 당업계에서는 '리프리스트레스트 프리플렉스 강합성보(공고특허 10-024084)'(통상 RPF라고 함)라고 하며, 상기한 '프리플렉스 보'와 같이 강재거더에 프리플렉션 하중이 가해진 상태에서 하부플랜지 콘크리트를 타설/양생한 후, 강재거더의 탄성 복원력에 의하여 압축 프리스트레스가 1차적으로 도입된 상태에서, 긴장재의 긴장력을 이용하여 하부플랜지 콘크리트에 2차 프리스트레스를 도입시키는 방식으로 제작된다. 더욱 구체적으로는, "I자 형강에 미리 일정크기의 휨모멘트를 발생시키는 하중(Pf하중)을 재하하고 하부플랜지에 콘크리트를 타설한 후 미리 재하한 일정하중(Pf하중)을 제거하여 하부플랜지콘크리트에 1차 압축 프리스트레스를 도입하고, 상기 하부플랜지콘크리트 내에 설치된 인장재에 의해 2차 압축 프리스트레스를 도입하는 강합성빔의 제작방법에 있어서, 상기 인장재는 비접합 스트랜드(strand)를 사용하며, 상기 하부플랜지콘크리트의 타설, 양생 전에 상기 하부플랜지의 상부 및/ 또는 하부에 상기 스트랜드를 일정간격으로 다수개 배치하여 상기 하부플랜지콘크리트 내부에 위치시키고, 상기 하부플랜지콘크리트는 압축강도가 450 kgf/㎠ 이상인 것을 사용하여 상기 하부플랜지콘크리트의 양생 후에 상기 스트랜드를 인장 장착함으로써 상기 하부플랜지콘크리트가 완전프리스트레싱이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 리프리스트레스(Re-prestress) 강합성빔의 제작 방법"에 관한 것이다.In addition, the third conventional method is a method of introducing compressive prestress into concrete using both the restoring force of the steel and the tension force of the tension material, and in the art, a 'riprestress preflex steel composite report (Global Patent 10-024084)' (usually RPF) After pre-casting / curing the lower flange concrete in the state where the preflex load is applied to the steel girder as in the 'preflex beam', the compression prestress is first introduced by the elastic restoring force of the steel girder. In the state, it is produced by introducing the secondary prestress to the lower flange concrete using the tension of the tension material. More specifically, "The lower flange concrete is made by loading a load (Pf load) to generate a bending moment of I-shaped steel in advance and placing concrete on the lower flange and then removing the constant load (Pf load) previously loaded. In the method of manufacturing a rigid composite beam in which the primary compression prestress is introduced into the secondary flange and the secondary compression prestress is introduced by the tension member installed in the lower flange concrete, the tension member uses a non-bonded strand, and the lower flange Before placing and curing concrete, a plurality of strands are arranged at a predetermined interval on the upper and / or lower portion of the lower flange to be positioned inside the lower flange concrete, and the lower flange concrete has a compressive strength of 450 kgf / cm 2 or more. The lower flange by tension-mounting the strand after curing of the lower flange concrete Flange concrete relates to Li prestress (Re-prestress) The manufacturing method of the steel composite beam, "which is characterized in that so that the full peuriseuteuresing.
그런데, 콘크리트에 압축 프리스트레스를 미리 도입하여 저항단면을 구성하는 상기한 종래의 공법에서 단면의 구성이 철근과 고강도 콘크리트 및 긴장재로 이루어진 단면 즉, '프리스트레스트 콘크리트 빔'과 '상하부 플랜지에 강판을 삽입한 프리스트레스트 스틸 철근 콘크리트 빔'은 단면내부에 I-강재를 내설한 상기한 나머지의 합성빔 제작공법과 비교하여 일반적으로 경제적인 시공은 가능하나 단면에 작용하는 외력에서 자중이 지배적인 구조적 한계점으로 말미암아 형고에 제한이 있으며, 특히 경간의 길이에 크게 제한을 받을 수 있다. 따라서 상기한 공법으로 제작되는 교량은 통상 경간의 길이가 30m 내외의 경우에 적용이 가능하며, 특히 통수능이나 형하공간에 제약을 받지 않는 개소에 적용이 가능한 공법이다.However, in the above-described conventional method of constructing the resistance cross section by introducing the compressive prestress into the concrete, the cross section is composed of reinforcing steel, high-strength concrete and tension material, that is, the steel plate is inserted into the 'prestressed concrete beam' and the 'upper and lower flange'. One pre-stressed steel reinforced concrete beam is generally economical in comparison with the above-described remaining composite beam manufacturing method in which I-steel is embedded in the cross section, but the self-weight is the dominant structural limit in the external force acting on the cross section. Due to the limitations of sentence, the length of span can be greatly limited. Therefore, the bridges produced by the above-described method can be applied when the length of the bridge is usually about 30m, and especially, it is a method that can be applied to a place that is not restricted by water-permeability or loading space.
상기한 단점 즉, 형고의 제약이나 경간장의 제약 등의 문제점이 있는 경우 사용하기 위한 것으로, 고강도 콘크리트와 I-강재의 장점을 결합한 강합성빔이 있으며, 상기한 공법 중에서 '프리플렉스 보' 및 '리프리스트레스트 프리플렉스 강합성보'(통상 RPF라고 함)가 이에 해당한다. 그러나 이 공법에서 강재를 둘러싼 콘크리트에 대한 압축 응력은 강재의 복원력을 이용해서 도입되기 때문에 강형의 상하부 플랜지가 커져야만 하는 단점이 있고, 프리플렉션과 릴리즈를 하기 위한 공정과 고가의 제작장치가 필요하며, 본 공법의 제작과정 중에는 강재의 휨변형이 크게 발생하기 때문에 제작되는 보의 최종상태의 캠버 관리가 매우 어렵다는 단점이 있다. 또한 상기한 '프리플렉스 보'의 제작공법은 특히 일반강재를 이용하여 압축 응력을 도입하고 있으므로 이러한 합성단면은 콘크리트의 크리프에 대해 매우 취약하다는 단점이 있다. 즉, 콘크리트는 시간이 지남에 따라 크리프 변형이 발생하게 되며, 이 중 제작과정에서 도입된 압축 프리스트레스는 콘크리트의 크리프 변형 시 콘크리트와 합성된 강재의 변형구속의 영향으로 압축 프리스트레스의 손실을 가져오게 되는 것이다. 한편, 프리플렉스 보는 전적으로 강형의 복원력에 의존해 콘크리트에 프리스트레스를 가하기 때문에 하부플랜지의 면적이 매우 커야 하며, 따라서 콘크리트의 건조수축변형 및 크리프 변형에 따른 압축 프리스트레스 손실은 큰 문제점으로 대두되고 있는 실정이며, 강재거더의 하부플랜지에 많은 양의 전단연결재를 설치해야 하는 등 강합성보를 제작하는데 따른 시공성과 경제성이 취약해지는 결과를 초래한다.It is for use when there are problems such as the above-mentioned disadvantages, such as the limitation of the mold height and the span length, and there is a steel composite beam combining the advantages of high-strength concrete and I-steel, and among the above-mentioned methods, 'preflex beam' and ' Leaf Listrest Preplex Composite Beam (commonly referred to as RPF). However, in this method, the compressive stress of the concrete surrounding the steel is introduced by using the restoring force of the steel, so the upper and lower flanges of the steel must be increased, and a process and an expensive manufacturing apparatus for preflection and release are required. However, it is very difficult to manage the camber in the final state of the fabricated beam because the bending deformation of the steel is greatly generated during the manufacturing process of this method. In addition, the manufacturing method of the above-described 'preflex beam' has a disadvantage in that the synthetic cross section is very vulnerable to the creep of the concrete because the compressive stress is introduced using a general steel. In other words, concrete creep deformation occurs over time, and the compression prestress introduced during the manufacturing process causes the loss of the compression prestress due to the deformation restraint of the concrete and the composite steel when creep deformation of the concrete. will be. On the other hand, the preflex beam is pre-stressed to the concrete depending entirely on the restoring force of the steel, so the area of the lower flange has to be very large, and thus the compressive prestress loss due to the dry shrinkage deformation and creep deformation of the concrete is emerging as a big problem. It is necessary to install a large amount of shear connector on the bottom flange of steel girder, which results in weak construction and economical efficiency.
상기한 '프리플렉스 보'의 장기거동 측면의 단점을 보완하기 위해 개발된 것이 "리프리스트레스 강합성빔(소위 RPF)"이다. 이 기술은 기존의 '프리플렉스 보'에 긴장재를 사용한 2차 프리스트레스를 더 가하여 프리플렉스 보가 교량이나 건물에 사용되기 전까지 거치기간동안에 발생하는 상당량의 크리프 손실을 만회하고, 하부 콘크리트에 충분한 프리스트레스를 가할 수 있는 장점이 있으며, 긴장재를 사용하기 때문에 강형의 플랜지 크기를 줄일 수 있다. 그러나 상기한 RPF보의 제작공법 또한 기존 프리플렉스 보와 같이 프리플렉션과 릴리즈라는 까다로운 공정을 모두 거쳐야 하고 추가적으로 긴장재를 이용한 프리스트레싱을 더하는 것이기 때문에 결과적으로 합성보의 제작비용은 줄어들지 않는다. 또 긴장재를 이용한 2차 프리스 트레싱은 합성보가 사용되기 직전에 할 수 있으나, 1차 프리스트레싱은 릴리즈 과정에서 도입되기 때문에 기존의 프리플렉스보와 같이 존치기간 중의 크리프 손실을 피할 수 없다. 또한, 많은 수의 전단연결재나 캠버관리 문제 등 기존의 프리플렉스보가 가지고 있던 모든 문제들을 여전히 가지고 있다.It was developed to compensate for the shortcomings of the long-term behavior of the 'preflex beams'. This technique adds a second prestress with tension to the existing 'preflex beams' to compensate for the significant creep losses that occur during the mounting period before the preflex beams are used in bridges or buildings, and to provide sufficient prestress to the underlying concrete. It has the advantage of being able to reduce the size of the steel flange because of the tension material. However, the manufacturing method of the above-mentioned RPF beam also has to go through all of the preflection and release process similar to the existing preflex beam, and additionally prestressing using tension material, and as a result, the production cost of the composite beam does not decrease. Secondary prestressing using tension material can be done just before the composite beam is used, but since the first prestressing is introduced during the release process, creep loss during the lifetime is inevitable, as in the prepreg beam. In addition, they still have all the problems of the existing preflex beams, such as a large number of shear connectors and camber management problems.
이러한 상기한 종래 강합성보의 문제점 특히, 강재의 복원력을 이용하여 콘크리트에 압축 응력을 도입함에 따른 문제점을 극복하기 위하여 최근에 개발된 것으로 '다단계 긴장구조를 가지는 하부플랜지 매립형 일체 연결구조의 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔(통상 MSP라고 함)'이 있다. 그러나 상기한 공법은 기존 공법에서 나타난 문제점의 해결이라는 장점에도 불구하고 시공이 매우 복잡하므로 이에 따른 공사비의 상승이 예상되고 특히 하부 케이싱 콘크리트에 시공이음을 갖는 구조이므로 품질관리에 상당한 어려움이 예상된다.In order to overcome the problems caused by the above-described conventional steel composite beam, in particular, the compressive stress is introduced into the concrete by using the restoring force of the steel, the precast concrete of the lower flange buried integrated connection structure having a multi-level tension structure Panel composite beam (commonly referred to as MSP). However, the above-described method, despite the advantages of solving the problems shown in the existing method, the construction is very complicated, the construction cost is expected to increase accordingly, especially the structure having a joint in the lower casing concrete is expected to have a significant difficulty in quality control.
또한, 상기한 모든 형식의 강합성보의 제작공법은 강합성보의 자중(I-강재의 자중과 콘크리트의 자중)에 의한 응력이 하부플랜지 콘크리트에 인장응력으로 작용하게 되는 구조적인 단점을 갖고 있으며, 따라서 상기한 합성보의 제작공법들은 강재의 휨변형 또는 긴장재의 긴장력에 의한 압축응력 도입 시 미리 합성보의 자중에 의한 인장응력에 상쇄되는 응력을 더 도입하여야 하는 단점을 내포하고 있음을 의미한다.In addition, all the above-described manufacturing methods of steel composite beams have a structural disadvantage that the stress caused by the self-weight of the steel composite beams (the self-weight of I-steel and the self-weight of concrete) acts as a tensile stress on the lower flange concrete. The manufacturing methods of the above-described composite beam means that the stress that is offset in the tensile stress due to the self-weight of the composite beam before the introduction of the compressive stress due to the bending deformation of the steel material or the tension of the tension material implies a disadvantage.
또한, 상기한 모든 형식의 강합성보 제작 공법에 의해 완성된 부재는 교각 또는 교대 상에 거치되어 슬래브가 합성되기 이전까지의 거치기간 중 콘크리트는 소정의 압축 응력을 받고 있는 상태이므로 거치 기간의 경과에 따른 크리프 변형에 의한 압축 응력의 손실이 불가피한 단점 또한 포함하게 되는 것이다.In addition, the members completed by the above-described steel composite beam fabrication method of all types of concrete is subjected to a predetermined compressive stress during the mounting period until the slab is synthesized on the pier or alternating, so The loss of compressive stress due to the creep deformation is also inevitable.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 강합성보에 관한 것으로서, 강합성보의 자중에 의한 응력이 강재에만 작용하도록 하고, 콘크리트에는 작용하지 않도록 하는 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention relates to a steel composite beam created to solve the above problems, to provide a method of manufacturing a prestressed steel composite beam so that the stress caused by the self-weight of the steel composite beam acts only on the steel material, and does not act on the concrete. For that purpose.
즉, 본 발명의 목적은, 강재의 하부 플랜지 주위에 위치하는 콘크리트의 자중이 강재에 의해서만 지지되도록 함으로써 콘크리트의 자중에 의한 응력이 콘크리트의 단면에는 발생하지 않도록 함으로써, 콘크리트의 크리프 변형에 따른 압축 프리스트레스 손실을 제거할 수 있는 프리스트레스트 강합성보를 제공하는 것이다. That is, an object of the present invention is to compress the pre-stress according to the creep deformation of the concrete by ensuring that the self-weight of the concrete located around the lower flange of the steel is supported only by the steel so that the stress caused by the self-weight of the concrete does not occur in the cross section of the concrete It is to provide a prestressed composite beam to eliminate the loss.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 강재와; 상기 강재의 일부분을 감싸도록 합성되며, 그 자중에 의한 응력이 상기 강재에만 작용하도록 형성되는 콘크리트를; 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 강합성보를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, the steel; A concrete which is synthesized to surround a portion of the steel and is formed such that a stress due to its own weight acts only on the steel; It provides a prestressed steel composite beam, characterized in that configured to include.
이는, 강재의 일부분을 감싸도록 타설되어 양생되는 콘크리트의 자중을 상기 강재가 지지하도록 함으로써, 콘크리트가 굳은 후에 상기 강합성보를 교량 등에 설치하는 경우에도, 콘크리트의 자중에 의한 응력이 콘크리트 단면에는 발생하지 않도록 하기 위함이다. This means that the steel supports the self-weight of the concrete that is poured and cured so as to surround a portion of the steel, so that the stress caused by the self-weight of the concrete does not occur in the concrete section even when the steel composite beam is installed in the bridge after the concrete is hardened. This is to avoid.
한편, 본 발명은, 서로 이격되게 배치된 다수의 강재와; 상기 다수의 강재의 일부분을 동시에 감싸고, 그 자중에 의한 응력이 상기 강재에만 작용하도록 형성되는 콘크리트를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 강합성보를 제공한다. On the other hand, the present invention, a plurality of steel materials spaced apart from each other; A concrete which simultaneously covers a portion of the plurality of steels and is formed such that a stress due to its own weight acts only on the steels; It provides a prestressed steel composite beam, characterized in that configured to include.
여기서, 상기 강재 및/또는 콘크리트에 설치되어 상기 콘크리트에 압축 프리스트레스를 제공하는 긴장재를 더 포함하여 구성되어, 프리플렉스 하중을 가하지 않더라도 상기 강합성보에 프리스트레스를 도입할 수 있게 된다. 그리고, 콘크리트의 강도를 보강하기 위하여 상기 강재 및/또는 콘크리트에 철근을 추가적으로 설치하는 것이 바람직하다. Here, it is configured to further include a tension material installed in the steel and / or concrete to provide a compressive prestress to the concrete, it is possible to introduce the prestress into the steel composite beam even without applying a preflex load. In addition, in order to reinforce the strength of concrete, it is preferable to additionally install reinforcing bars in the steel and / or concrete.
그리고, 상기 강재는 상부 플랜지, 하부 플랜지, 상기 상부 플랜지와 상기 하부 플랜지 사이를 연결하는 복부로 형성되는 I형 강재로 형성되고, 상기 강재의 상부 플랜지는 상기 강재의 하부 플랜지보다 그 단면적이 더 크게 형성된 것이, 강재의 중립축을 높힐 수 있으므로, 강재 및 콘크리트의 자중에 의하여 하부 플랜지에 충분한 인장 응력을 수용할 수 있게 된다. The steel is formed of an I-type steel formed of an upper flange, a lower flange, and an abdomen connecting between the upper flange and the lower flange, and the upper flange of the steel has a larger cross-sectional area than the lower flange of the steel. The formed thing can raise the neutral axis of steel materials, and can receive sufficient tensile stress in a lower flange by the weight of steel materials and concrete.
이 때, 상기 콘크리트는 상기 강재의 하부 플랜지만을 감싸도록 형성될 수도 있고, 상기 콘크리트는 상기 강재의 하부 플랜지 및 복부를 동시에 감싸도록 형성될 수도 있으며, 상기 I-강재 전체를 감싸도록 형성될 수도 있다. At this time, the concrete may be formed to surround only the lower flange of the steel, the concrete may be formed to surround the lower flange and the abdomen of the steel at the same time, may be formed to surround the entire I-steel. have.
그리고, 상기 긴장재는 상기 지점부의 복부를 지나 상기 강재의 중앙부에서 상기 하부 플랜지의 주위를 통과하는 포물선 형상으로 배치된 것이 큰 압축 응력을 도입하는 데 유리하다. In addition, the tension member is advantageously arranged to introduce a large compressive stress that is disposed in a parabolic shape passing through the abdomen of the point portion and passing around the lower flange at the central portion of the steel.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 횡단면 구성도이다.1 is a perspective view showing a prestressed steel composite beam according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional configuration of FIG.
이 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성보(100)를 설명하면, 이 프리스트레스트 강합성보(100)는, I형 강재(10)의 하단부에 콘크리트를 합성하고, 이 콘크리트에 일정량의 압축 프리스트레스를 도입시키는 구조로 이루어진다. 이러한 프리스트레스트 강합성보(100)는 교대 또는 교각 위에 가설되어 콘크리트 슬래브를 지지하면서 사하중과 활하중 작용시 발생하는 인장응력을 상기한 압축 프리스트레스를 통해 상쇄시키는 기능을 하게 된다.The prestressed
이와 같은 프리스트레스트 강합성보(100)는, 기본적으로 I-강재(10)와, 이 I-강재(10)에 합성되어 무응력 상태로서 상기 I-강재(10)에 지지되는 철근콘크리트부(30)와, 상기 철근콘크리트부(30)에 설치되어 이 철근콘크리트부(30)에 프리스트레스를 제공하는 긴장재(50)를 포함하여 구성된다.The prestressed
이 I-강재(10)는 상부 플랜지(11), 하부 플랜지(13) 및 이들 플랜지(11, 13)를 연결하기 위한 복부(web)(15)로 구성된다. 이 때, 상기 상부 플랜지(11)의 상면에는 콘크리트의 접촉면에 작용하는 전단력 저항을 위한 복수의 전단연결재(17)가 설치 된다. This I-
상기 I-강재(10)는 하부 플랜지(13)가 상부 플랜지(11) 보다 상대적으로 작은 단면적을 갖도록 구비된다. 이러한 형태의 I-강재(10)는 실질적으로 상,하부 플랜지(11, 13)에 대해 중립축이 높기 때문에, I-강재(10) 및 철근콘크리트부(30)의 자중에 의하여 하부 플랜지(13)가 충분한 인장 응력을 받을 수 있게 된다. 따라서, 상기 I-강재(10)에는 I-강재(10)와 철근콘크리트부(30)의 자중에 의하여 상부 플랜지(11)에서 압축 응력이 발생되고, 하부 플랜지(13)에서는 인장 응력이 발생된다.The I-
상기 철근콘크리트부(30)(당업계에서는 '하부 플랜지 콘크리트' 라고도 한다.)는, 도 3에 도시된 바와 같이, I-강재(10)의 양단이 지점부(20)에 의하여 단순 지지된 상태에서, 이 I-강재(10)에만 지지되는 철근 어셈블리(70) 및 거푸집(도 2에 가상선으로 표시)(40)에 의하여 상기 I-강재(10)의 하부 플랜지(13)에 합성된다. The reinforced concrete portion 30 (also referred to in the art as 'lower flange concrete'), as shown in Figure 3, both ends of the I-
보다 구체적으로는, 상기 철근콘크리트부(30)는, 본 발명의 강합성보(100)를 제작하는 과정에서 I-강재(10)의 양단부가 지점부(20)에 의하여 단순 지지되고 상기한 거푸집(40)이 I-강재(10)에만 지지되도록 설치되기 때문에, 이 거푸집(40)에 타설되는 콘크리트 전체의 자중을 I-강재(10)에 전달하게 된다. 즉, 상기 철근콘크리트부(30)는 I-강재(10)의 하부 플랜지(13)가 이 I-강재(10) 및 콘크리트 자체의 중량에 의하여 충분한 인장 응력을 받고 있는 상태에서 상기 하부 플랜지(13)에 합성된다.More specifically, the reinforced
따라서, 상기 철근콘크리트부(30)의 자중을 I-강재(10)가 실질적으로 부담하게 되므로, 콘크리트 양생 후 거푸집 제거시 상기 철근콘크리트부(30)는 I-강재(10)의 하부 플랜지(13)에 무응력 상태로서 지지되는 것이다.Therefore, since the I-
이를 통해, 강합성보(100)는 그 양단이 지점부(20)에 단순 지지된 상태에서 I-강재(10)와 철근콘크리트부(30)의 자중에 의한 응력이 I-강재(10)에만 작용하고, 철근콘크리트부(30)에서는 상기 자중에 의한 응력이 발생되지 않게 된다. 여기서 상기 I-강재(10)에 작용하는 응력이라 함은 I-강재(10) 및 철근콘크리트부(30) 자체의 중량에 의해 발생되는 응력으로, 상부 플랜지(11)에 작용하는 압축 응력 및 하부 플랜지(13)에 작용하는 인장 응력을 의미한다.Through this, the
상기와 같이 구성되는 철근콘크리트부(30)에 프리스트레스를 제공하는 긴장재(50)는 I-강재(10)의 길이 방향을 따라 철근 어셈블리(70) 및 하부 플랜지(13)의 주위에 분산 배치되는 쉬스관(60)에 삽입 설치된다.The
이러한 긴장재(50)는 단일 가닥으로 꼬여져 형성되는 강연선을 유압잭과 같은 인장장치에 의해 긴장하여 철근콘크리트부(30)의 양단부에 정착된다.The
이를 위하여, 상기 철근콘크리트부(30)의 양단부에는 긴장재(50)의 양단을 철근콘크리트부(30)의 단부에 정착시키는 정착구(90: 도 1)가 설치된다. 이 때, 상기 정착구(90)는 웨지와 정착콘의 쐐기식 결합에 의하여 상기 긴장재(50)를 철근콘크리트부(30)의 양단부에 정착시킬 수 있는 통상적인 구조의 정착구를 구비한다.To this end, both ends of the reinforced
이하, 상기 프리스트레스트 강합성보(100)의 제조 공정을 첨부한 도면을 참조하여 상술한다. Hereinafter, a manufacturing process of the prestressed
도 4a에 도시된 바와 같이, 하부 플랜지(13)가 상부 플랜지(11) 보다 작은 단면적을 가진 I-강재(10)를 준비하고, I-강재(10)의 양단을 임시로 구성한 지점부(20)에 단순 지지 상태로 거치시킨다. As shown in FIG. 4A, the
이 때, I-강재(10)를 양단 지점부(20)에 단순 지지 상태로 거치시키는 것은, 도10 및 도11에 도시된 바와 같이, I-강재(10)의 양단부에 설치된 단부 지지대(9110)에 매다는 것에 의하여 이루어진다. 즉, 상기 단부 지지대(9110)는, 지면으 로부터 수직으로 세워진 2개의 수직 부재(9111)와, 수직 부재(9111)의 상면에 얹혀져 양단이 수직 부재(9111)에 의하여 지지되도록 형성된 수평 부재(9112)와, 수직 부재(9111)의 상단부에 설치되어 필요에 따라 수평 부재(9112)를 들어 올리거나 내리는 유압잭(9113)과, 수직 부재(9111)의 측면에 경사지게 설치된 브레이싱재(9114)와, I-강재(10)를 수평 부재(9112)와 연결 고정함에 있어서 I-강재(10)의 강성을 보강하도록 하부 플랜지(13)와 상부 플랜지(11) 사이에 끼워진 수직 보강재(9115)와, I-강재(10)를 지지하기 위하여 수직 보강재(9115)와 수평 부재(9112) 사이에 양단이 볼트 등으로 힌지 연결된 턴버클(9116)로 구성된다. 이를 통해, 단부 지지대(9110)는 I-강재(10)의 양단부에 끼워진 수직 보강재(9115)를 턴버클(116)로 고정하여, I-강재(10)를 매달아 양단 지지 형태로 거치시킬 수 있게 된다. At this time, mounting the I-
한편, 상기 강재의 제작 공종중에 상기 강재의 횡방향 좌굴이나 흔들림을 억제하도록 상기 단부 지지대(9110)의 사이에, 단부 지지대(9110)와 유사한 형상의 중간 지지대(미도시)가 설치되는 것이 바람직하다. On the other hand, it is preferable that an intermediate support (not shown) having a shape similar to the
그리고나서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 I-강재(10)의 하부 플랜지(13)에 수평 철근과 수직 철근이 상호 연결된 철근 어셈블리(70)를 설치한다. 상기 철근 어셈블리(70)는 I-강재(10)에 의하여 지지되도록 I-강재(10)의 복부(15)와 용접에 의하여 일체로 결합된다. Then, as shown in Figure 4b, the reinforcing
그리고나서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 하부 플랜지(13) 및 철근 어셈블리(70)에 긴장재(50: 도 2 참조) 내설을 위한 복수의 쉬스관(60)을 배치한다. 이 때 상기 쉬스관(60)은 I-강재(10)의 길이 방향을 따라 하부 플랜지(13)와 철근 어 셈블리(70)에 거치되도록 설치하는 것이 바람직하다.Then, as shown in FIG. 4C, a plurality of
이어서, 도 4d에 도시된 바와 같이, 콘크리트 타설을 위한 거푸집(40)을 I-강재(10)에만 지지되도록 설치하는데, 도면에 가상선으로 도시한 바와 같은 별도의 지지부재(80)를 이용하여 상기 거푸집(40)을 I-강재(10)와 일체로 연결한다. 이 때 상기 지지부재(80)는 거푸집(40)의 하중을 I-강재(10)의 상부 플랜지(11)로 전달하는 제1 지지부(81)와, 이 제1 지지부(81)와 거푸집(40)을 실질적으로 연결하여 수직하중을 전달하도록 한 제2 지지부(82)와, 상기 거푸집(40)에 작용하는 수평하중의 전달을 위해 I-강재(10)와 연결하는 제3 지지부(83)로 구성될 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 4D, the
따라서, 상기 I-강재(10)가, 도10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 지면으로부터 일정 간격 떨어진 상태로 양단 지지되어 있으므로, 상기 거푸집(40)은 철근 어셈블리(70) 및 쉬스관(60)을 감싸면서 지지부재(80)에 의해 I-강재(10)에 의하여 그 자중이 지지되면서 거치되는 상태를 유지하게 된다.Accordingly, since the I-
이러한 상태에서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 거부집(40) 내부로 소정량의 콘크리트를 타설하고, 이 콘크리트를 일정 시간 동안 양생시킨다. 이 때, 상기 I-강재(10)에는 I-강재(10) 및 콘크리트의 자중에 의하여 휨 모멘트가 발생되어, 상부 플랜지(11)에는 압축 응력이 작용하게 되고, 하부 플랜지(13)에는 인장 응력이 작용하는 상태가 된다. In this state, as shown in FIG. 4E, a predetermined amount of concrete is poured into the
그리고나서, I-강재(10)의 하부 플랜지를 감싸는 콘크리트의 양생이 완료되면, I-강재(10)로부터 거푸집(40)을 제거한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 쉬스관(60)의 내부로 긴장재(50)를 삽입한다. 그러면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, I-강재(10)의 하부 플랜지(13)가 이 I-강재(10) 및 콘크리트의 자중에 의하여 충분히 인장된 상태에서 상기 하부 플랜지(13)와 무응력 상태로 합성되는 철근콘크리트부(30)를 형성할 수 있게 된다.Then, when curing of the concrete surrounding the lower flange of the I-
상기와 같은 공정을 통하여, I-강재(10) 및 콘크리트의 자중에 의하여 이 I-강재(10)가 충분히 인장된 상태에서, 상기 I-강재(10)의 하부 플랜지(13)에 철근콘크리트부(30)가 무응력 상태로 합성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보(100)를 제작할 수 있게 된다.Through the above process, in the state where the I-
이러한 강합성보(100)를 교대 또는 교각 위에 가설하기 전 또는 교대 또는 교각 위에 가설된 직 후, 유압잭과 같은 인장장치를 이용하여 긴장재(50)를 긴장시키고, 정착구(90)를 이용하여 이 긴장재(50)의 양단을 철근콘크리트부(30)의 양단부에 정착시키게 되면, 상기 철근콘크리트부(30)에는 기설정된 양의 압축 프리스트레스가 도입되게 된다.Before placing the
상술한 바와 같은 과정을 통해 제조된 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성보의 작용을 구체적으로 살펴보면, 이 프리스트레스트 강합성보(100)는 I-강재(10)가 충분히 인장된 상태로 이 I-강재(10)의 하부 플랜지(13)에 무응력 상태의 철근콘크리트부(30)가 합성된 구조로 이루어지므로, 이 철근콘크리트부(30)에는 강합성보의 자중에 의한 응력이 발생하지 않게 된다. 따라서 상기 강합성보(100)의 양단을 지점부(20)에 단순 지지시킨 상태에서 강합성보의 자중에 의한 응력이 철근콘크리트부(30)에 작용하지 않기 때문에, 상기한 자중으로 인한 압축 응력의 손실이 전혀 발생하지 않게 되며, 특히 콘크리트가 무응력 상태이므로 작용 응력의 크 기에 비례하여 진행되는 크리프 변형에 의한 응력 손실이 전혀 발생되지 않게 되는 것이다. 그리고 슬래브 콘크리트의 합성에 의한 교량 완공 후 강합성보에 가해질 추가적인 하중에 대비함과 동시에, 긴장재를 통한 긴장력의 도입이 슬래브 콘크리트 타설 직전에 이루어지고, 공용 상태에서는 작용 응력 또한 크지 않기 때문에 슬래브가 합성된 상태에서 콘크리트의 크리프에 의한 압축응력의 손실은 매우 경미한 값에 불과하게 된다. 또한 강합성보의 파괴 시에 철근콘크리트부(30)가 완전히 파괴되어 강합성보가 그 기능을 발휘하지 못하는 경우, I-강재(10)의 하부 플랜지(13)가 지나치게 많은 여유 응력을 가지지 않게 되어 효율적인 단면 활용이 가능하게 된다.Looking specifically at the action of the prestressed steel composite beam according to the present invention manufactured through the process as described above, this prestressed
그리고 본 실시예에 의한 프리스트레스트 강합성보(100)는 I-강재(10)의 하부 플랜지(13)가 상부 플랜지(11)보다 작은 단면적을 가지므로, 철근콘크리트부(30)에 압축 프리스트레스가 도입된 상태에서 철근콘크리트부(30)의 건조 수축 변형에 의한 상기 압축 프리스트레스의 손실량을 줄일 수 있게 된다.In the prestressed
또한 본 실시예에 의한 프리스트레스트 강합성보(100)는 I-강재(10)의 상부 플랜지(11)가 하부 플랜지(13)에서 작용하는 인장응력 보다 상대적으로 작은 압축응력이 작용하게 되므로, 추가적인 하중에 대하여 많은 여유를 가지게 된다.In addition, the prestressed rigid
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보의 구조를 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.5 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the prestressed steel composite beam according to the second embodiment of the present invention.
도면을 참고하면, 제2 실시예에 의한 프리스트레스트 강합성보(200)는 전술한 실시예와는 달리, 철근콘크리트부(130)가 I-강재(110)의 하부 플랜지(113) 및 복부(115)에 형성되는 구조로 이루어진다.Referring to the drawings, the prestressed
여기서, 상기 철근콘크리트부(130)는 I-강재(110)의 하부 플랜지(113) 및 복부(115)를 감싸면서 상기 I-강재(110)에만 지지되도록 설치되는 거푸집(도시하지 않음)에 의하여 형성될 수 있다. 그리고 상기 철근콘크리트부(130)는 하부 플랜지(113) 및 복부(115)를 감싸면서 I-강재(110)에 지지되는 철근 어셈블리(170), 이 하부 플랜지(113) 및 복부(115) 주위에 배치되는 쉬스관(160), 이 쉬스관(160)에 삽입 설치되는 긴장재(150) 등을 구비하고 있다.Here, the reinforced
이와 같은 본 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보(200)의 나머지 구성 및 작용은 전술한 실시예와 유사하므로 이에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the remaining configuration and operation of the prestressed
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보의 구조를 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.6 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the prestressed steel composite beam according to the third embodiment of the present invention.
도면을 참고하면, 제3 실시예에 의한 프리스트레스트 강합성보(300)는 전술한 실시예들과는 달리, 철근콘크리트부(230)가 I-강재(210) 전체를 감싸는 구조로 되어 있다.Referring to the drawings, the prestressed
여기서, 상기 철근콘크리트부(230)는 I-강재(210) 전체를 감싸면서 상기 I-강재(210)에만 지지되도록 설치되는 거푸집(도시하지 않음)에 의하여 형성될 수 있다. 전술한 실시예와 마찬가지로, 상기 철근콘크리트부(230)는 I-강재(210)에 지지되는 철근 어셈블리(270), 하부 플랜지(213) 주위에 배치되는 쉬스관(260), 이 쉬스관(260)에 삽입 설치되는 긴장재(250) 등을 구비하고 있다.Here, the reinforced
이와 같은 제3 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보(300)의 나머지 구성 및 작용은 전술한 실시예들과 유사하므로 이에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the rest of the configuration and operation of the prestressed
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보의 구조를 개략적으로 도시한 정면 구성도이다.7 is a front configuration diagram schematically showing the structure of the prestressed steel composite beam according to the fourth embodiment of the present invention.
도면을 참고하면, 제4 실시예에 의한 프리스트레스트 강합성보(400)는 전술한 제1 실시예의 구성을 기본으로 하면서, 철근콘크리트부(330)에 압축 프리스트레스를 제공하는 긴장재(350)가 I-강재(310)의 하부 플랜지(313)에 연결 설치되도록 구성된다. Referring to the drawings, the prestressed
제4 실시예에서 상기 긴장재(350)는 철근콘크리트부(330)의 하면에 이 철근콘크리트부(330)의 길이 방향으로 배치되며, 상기 하부 플랜지(313)에 용접 설치된 정착구(360)에 의하여 이 긴장재(350)의 양단이 상기 정착구(360)에 정착될 수 있다.In the fourth embodiment, the
이와 같은 제4 실시예에 의한 프리스트레스트 강합성보(400)의 나머지 구성 및 작용은 전술한 제1 실시예와 유사하므로 이에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the rest of the configuration and operation of the prestressed
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보의 구조를 개략적으로 도시한 정면 구성도이다.8 is a front configuration diagram schematically showing the structure of the prestressed steel composite beam according to the fifth embodiment of the present invention.
도면을 참고하면, 제5 실시예에 의한 프리스트레스트 강합성보(500)는 전술한 제1 실시예의 구조를 기본으로 하면서, 철근콘크리트부(430)에 압축 프리스트레스를 제공하는 긴장재(450)가 도면에 가상선으로 도시된 바와 같이, 지점부(420)에 대응하는 I-강재(410)의 복부(415)를 지나 상기 I-강재(410)의 중앙부에서 하부 플랜지(413)의 둘레를 지나도록 포물선 모양으로 배치된다.Referring to the drawings, the prestressed
제5 실시예에서 긴장재(450)는 상기 지점부(420)에 대응하는 I-강재(410)의 복부(415) 지점에 일부 형성된 콘크리트의 단부에 설치되는 정착구(490)에 의하여 이 긴장재(450)의 양단이 상기 정착구(490)에 정착될 수 있다. 대안으로서, 본 실시예에서는 정착구(490)가 상기한 콘크리트의 단부에 설치되는 것에 한정되지 않고, 이 콘크리트의 단부로부터 일정 거리 떨어진 내측에 설치될 수도 있다.In the fifth embodiment, the
이와 같은 제5 실시예에 의한 프리스트레스트 강합성보(500)의 나머지 구성 및 작용은 전술한 제1 실시예와 유사하므로 이에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the rest of the configuration and operation of the prestressed
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 프리스트레스트 강합성보의 구조를 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.9 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the prestressed steel composite beam according to the sixth embodiment of the present invention.
도면을 참고하면, 제6 실시예에 의한 프리스트레스트 강합성보(600)는 적어도 둘 이상, 바람직하게는 한 쌍의 I-강재(510)가 나란하게 배치되고, 철근콘크리트부(530)가 서로 인접하는 I-강재(510)의 하부 플랜지(513)를 동시에 감싸는 구조로 이루어진다.Referring to the drawings, the prestressed
제6 실시예에서 상기 철근콘크리트부(530)는 각 I-강재(510)의 하부 플랜지(513)를 동시에 감싸면서 상기 각각의 I-강재(510)에만 지지되도록 이 I-강재(510)에 연결 설치되는 거푸집(도시하지 않음)에 의하여 형성될 수 있다. 이 때 상기 철근콘크리트부(530)에 철근 어셈블리(570), 쉬스관(560) 및 긴장재(550) 등이 내설 되어 있음은 자명한 사실이다.In the sixth embodiment, the reinforced
따라서 상기한 철근콘크리트부(530)가 한 쌍으로 구성되는 I-강재(510)의 하부 플랜지(513)를 동시에 감싸는 형태를 취함으로써 그 단면형상이 대략 ∪-형으로 이루어진 본 실시예에 의한 강합성보(600)를 형성할 수 있다. 그리고, 도9에는 강재(510)가 2개만으로 구성된 것을 예로 설명하였으나, 용도나 필요에 따라 3개 이상의 강재(510)로 넓은 형태의 강합성보를 구성할 수도 있다. Therefore, the steel according to the present embodiment has a shape in which the reinforced
이로써 제6 실시예에 의한 프리스트레스트 강합성보(600)를 상로교 형식의 교량에 적용하는 경우, 콘크리트 슬래브의 합성 시 그 단면 형상이 폐단면을 이루게 되어 교량의 장지간화에 따른 비틀림 강성을 증가시킬 수 있게 된다. 또한, 제6 실시예에 의한 프리스트레스트 강합성보(600)는 하로교 형식의 교량에도 적용이 가능하다.As a result, when the prestressed
이와 같은 제6 실시예에 의한 프리스트레스트 합성보(600)의 나머지 구성 및 작용은 전술한 제1 실시예와 유사하므로 이에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the rest of the configuration and operation of the prestressed
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것을 포함하는 것이고, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.In the above description of the preferred embodiment of the present invention by way of example, the scope of the present invention is not limited only to this specific embodiment, various modifications within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. It includes what is carried out, and it can change suitably within the range as described in a claim.
본 발명은 I-강재와 자중에 의한 응력이 상기 I-강재에만 작용하도록 형성되는 철근콘크리트부 및 상기 철근콘크리트부에 압축 프리스트레스를 제공하는 긴장재를 포함하는 프리스트레스트 강합성보에 관한 것으로서, 본 발명의 효과는 다음과 같이 요약된다.The present invention relates to a prestressed steel composite beam including a reinforced concrete part and a tension material for providing a compressive prestress to the reinforced concrete part, wherein the stress caused by the I-steel material and its own weight acts only on the I-steel material. The effects are summarized as follows.
첫째, I-강재 둘레에 콘크리트를 합성하는 강합성보의 구성에 있어서, 상기 강합성보의 자중에 의한 응력이 상기 I-강재에만 작용하는 철근콘크리트부를 구비하므로, 종래의 공법과는 달리 본 발명에 의해 제작된 강합성보의 콘크리트는 강합성보의 자중에 의한 인장응력이 발생하지 않는다.First, in the construction of a steel composite beam for synthesizing concrete around the I-steel, since the stress due to the weight of the steel composite beam is provided with a reinforced concrete portion acting only on the I-steel, according to the present invention, unlike the conventional method The concrete of the manufactured composite beam does not generate tensile stress due to the weight of the composite beam.
둘째, 본 발명에서 I-강재와 합성된 철근콘크리트부에 대한 압축응력의 도입은 슬래브 콘크리트 타설 직전 긴장재에 의해 이루어지고, 제작 과정에서 기 시공된 콘크리트부는 무응력 상태에 있으므로, 종래의 강합성보 공법과는 달리 본 발명에 의해 제작된 강합성보는 거치기간 중 작용응력의 크기에 비례하여 진행되는 크리프에 의한 응력손실이 발생하지 않는다.Second, in the present invention, the introduction of the compressive stress on the reinforced concrete portion synthesized with the I-steel is made by the tension material just before slab concrete pouring, and the concrete portion constructed in the manufacturing process is in a stress-free state, and thus, the conventional steel composite construction method Unlike the steel composite beam produced by the present invention, stress loss due to creep that proceeds in proportion to the magnitude of the working stress during the fermentation period does not occur.
셋째, 본 발명에서는 I-강재의 하부 플랜지가 상부 플랜지 보다 작은 단면적을 가지도록 구성되므로, 철근콘크리트부에 압축 프리스트레스가 도입된 상태에서 철근콘크리트부의 크리프 또는 건조 수축 변형에 의한 상기 압축 프리스트레스의 손실량이 최소화 되는 등 강합성보의 구조적 성능 및 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.Third, in the present invention, since the lower flange of the I-steel is configured to have a smaller cross-sectional area than the upper flange, the loss amount of the compressive prestress due to creep or dry shrinkage deformation of the reinforced concrete portion in the state where the compression prestress is introduced into the reinforced concrete portion It can minimize the structural performance and safety of the composite beam.
넷째, 본 발명에 의한 강합성보는 강재의 복원력을 이용하여 콘크리트에 압축응력을 도입하는 단계인 I-강재에 대한 프리플렉션 및 릴리즈 과정을 필요로 하 지 않고 또한 과다한 전단 연결재를 사용하지 않아도 되므로 재료 및 시공성 측면에서 제작비용을 크게 절감할 수 있으며, 또한 프리플렉션 및 릴리즈 등과 관련된 위험공종의 배제로 안전사고의 발생 가능성을 현저히 줄일 수 있다.Fourth, the steel composite beam according to the present invention does not require the pre-flection and release process for the I-steel, which is a step of introducing a compressive stress to the concrete by using the restoring force of the steel material and do not need to use excessive shear connection material And in terms of workability, the manufacturing cost can be greatly reduced, and the possibility of a safety accident can be significantly reduced by eliminating the dangerous work related to the preflection and release.
다섯째, 본 발명의 강합성보는 고강도 콘크리트에 긴장재 및 상당한 크기의 휨강성을 갖는 I-강재가 내설되는 구조이므로, 낮은 형고에서 장지간화할 수 있으며, 특히 통수능의 제약이 있거나 형하공간에 제약이 있는 경우 그 적용성이 뛰어나다.Fifth, since the steel composite beam of the present invention is a structure in which the tension material and the I-steel having a considerable size of flexural rigidity are built in the high-strength concrete, it can be made long in low mold height, especially in the case of limited water permeability or limited space. Its applicability is excellent.
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- 2005-08-26 KR KR1020050079069A patent/KR100546719B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100727114B1 (en) | 2006-08-23 | 2007-06-13 | 주식회사 포스코 | Precast segment for constructing through bridges and the constructing method using it |
KR100913161B1 (en) | 2007-08-24 | 2009-08-19 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Manufacturing method for prestressed steel composite girder |
KR101615316B1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-04-26 | 주식회사 명훈이앤씨 | Construction method for pre-stressed girdir |
KR101547630B1 (en) * | 2015-05-04 | 2015-08-26 | 하미정 | Preflexion girder for semi-integral abutment bridge and semi-integral abutment bridge construction method therewith |
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