KR100613868B1

KR100613868B1 - Pc composite shape girder bridge make use of existing bridge and that construction method

Info

Publication number: KR100613868B1
Application number: KR1020050130706A
Authority: KR
Inventors: 민경주
Original assignee: 한국철도시설산업 (주); (주) 철도안전연구소
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2006-08-17

Abstract

본 발명은 철도교량 중 기존의 강판형 교량에 PC-슬래브를 부착하여 궤도개량을 실현하는 것으로, 더욱 상세하게는 기존 판형교량을 해체하지 않고 상부의 무도상궤도를 대신하여 PC-슬래브(Precast, Prestressed Concrete Slab)를 얹혀서 스터드와 접착제를 이용하여 부착시킨 후 판형교를 PC합성형교로 리모델링하고, 필요에 따라서 하부보강PC로 I형강의 하부플랜지를 보강하거나 에폭시로 복부를 보강할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention is to realize a track improvement by attaching the PC-slab to the existing steel plate-shaped bridge of the railway bridge, more specifically, PC-slab (Precast, instead of dismantling the existing plate-shaped bridge in place of the upper ballast) After attaching Prestressed Concrete Slab) and attaching it with studs and adhesives, the plate bridge is remodeled with PC composite bridge and, if necessary, the lower flange of I-beam is reinforced with lower reinforcement PC or the abdomen with epoxy. It is about.

이를 위하여 본 발명은, 기존 한 쌍의 I형강으로 이루어진 강판형 교량의 하부플랜지의 외측에 스터드를 이용하여 하부보강PC를 결합한 후 그 사이를 에폭시로 충진한다. 또한, 상부플랜지의 윗부분에 미리 제작한 PC-슬래브를 거치시키고 접착제 및 스터드를 이용하여 결합하는 구조이며, 필요에 따라서 FREP(Fiber-Reinforced Epoxy Panel)을 I형강의 복부에 거푸집으로 사용하여 경량콘크리트 또는 에폭시 등을 주입하여 보강할 수 있도록 구성된다.To this end, the present invention, after combining the lower reinforcement PC using a stud on the outside of the lower flange of the steel sheet bridge consisting of a pair of I-shaped steel filled with epoxy therebetween. In addition, it is a structure that mounts the PC-slab made in advance on the upper flange and combines it with adhesive and stud.If necessary, FREP (Fiber-Reinforced Epoxy Panel) is used as formwork on the abdomen of I-shaped steel, Or it is configured to be reinforced by injecting epoxy or the like.

판형교, PC-슬래브, 무도상궤도, 유도상궤도, 섬유보강에폭시패널(FREP) Plate-shaped bridge, PC-slab, ballast orbit, guided orbit, fiber reinforced epoxy panel (FREP)

Description

PC composite shape girder bridge make use of existing bridge and that construction method}

도 1은 기존의 무도상 판형교를 나타낸 단면도 1 is a cross-sectional view showing a conventional ballless plate-shaped bridge

도 2는 본 발명의 일실시예로 하부보강PC로 보강한 단면도2 is a cross-sectional view reinforced with a lower reinforcement PC in one embodiment of the present invention

도 3은 본 발명의 PC-슬래브와 하부보강PC로 보강한 단면도Figure 3 is a cross-sectional view reinforced with a PC-slab and lower reinforcement PC of the present invention

도 4는 본 발명의 I형강의 복부를 FREP를 이용하여 보강한 단면도4 is a cross-sectional view of the abdomen of the I-shaped steel of the present invention reinforced using FREP

도 5는 본 발명의 점검용 브래킷을 설치한 단면도Figure 5 is a cross-sectional view of installing the inspection bracket of the present invention

도 6은 본 발명의 PC-슬래브만 보강한 단면도Figure 6 is a cross-sectional view reinforced only the PC-slab of the present invention

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 하부보강PC 2, 11 : 스터드 볼트1: lower reinforcement PC 2, 11: stud bolt

2', 12 : 연결용 구멍 3, 13 : 에폭시2 ', 12: connection hole 3, 13: epoxy

4 : 무도상 궤도 5 : PC-슬래브4: ballless orbit 5: PC-slab

6 : 가고정 강판 7 : 섬유보강에폭시패널(FREP)6: temporarily fixed steel sheet 7: fiber reinforced epoxy panel (FREP)

8 : 경량콘크리트 9 : 브래킷 앵글8: Lightweight Concrete 9: Bracket Angle

9‘ : 강재 보강 10 : I 형강9 ': Steel reinforcement 10: I section steel

14 : 체결 볼트 15 : 점검용 브래킷14 fastening bolt 15 inspection bracket

본 발명은 철도교량 중 무도상 판형교의 유도상화 방법의 하나로써 기존의 강판형 교량에 PC-슬래브를 부착하여 유도상화를 실현하는 것으로, The present invention is to realize the induction phase by attaching the PC-slab to the existing steel plate bridge as one of the induction phase of the ballless plate-shaped bridge of the railway bridge,

더욱 상세하게는 기존 판형교량을 해체하지 않고 PC(Precast / Prestressed Concrete)로 I형강의 하부플랜지를 보강하고, 상부의 무도상궤도를 대신하여 PC-슬래브를 얹혀서 스터드 볼트와 접착제를 이용하여 부착시킨 후 유도상궤도로 리모델링하고 필요에 따라서 복부를 보강할 수 있도록 하는 기존 판형교를 활용한 PC 합성형 유도상 거더와 그 시공법에 관한 것이다.More specifically, the lower flange of I-beams is reinforced with PC (Precast / Prestressed Concrete) without dismantling the existing plate-shaped bridge, and instead of the upper ballast track, the PC-slab is mounted and attached using stud bolts and adhesives. The present invention relates to a PC composite guided girder and its construction method using existing plate bridges that can be remodeled to a post guided orbit and reinforce the abdomen as needed.

일반적으로 무도상 판형교는 철도차량에 의한 충격과 피로 및 주변환경에 따른 온도, 습도 등의 영향으로 강재의 부식, 보자리 파손, 침목이나 레일패드의 파손 등으로 유지관리에 필요한 시간과 비용을 많이 요구하고, 무엇보다 소음과 진동 때문에 잦은 민원이 발생하고 있는 실정이다. In general, ballless plate-shaped bridges are required to maintain the time and cost required for maintenance due to the impact and fatigue caused by railroad cars and the effects of temperature and humidity on the surrounding environment. Many demand, and most of all due to noise and vibration complaints are occurring.

이러한 문제점을 극복하기 위한 대책으로 최근 수년간 기존의 판형교를 유도상 PC 박스거더 등의 형태로 교체하고 있으며, 기존의 판형교량을 이용한 유도상화 방법을 여러 분야에서 연구를 수행중이며 실제로 강판형교의 일부 또는 전부를 이 용하여 새로운 형태의 유도상교량으로 리모델링 되어 운용중인 곳도 있다.In order to overcome this problem, in recent years, the existing plate-shaped bridges have been replaced by induction PC box girder, etc. Or some of them are being remodeled into new types of guided bridges.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 프리스트레싱공법으로 제작하여 만든 유도상 궤도용 PC-슬래브(Prestressed Concrete Slab), 하부플랜지 보강용 빔 형태의 PC, 그밖에 에폭시, 스터드, 섬유보강에폭시패널(FREP, Fiber Reinforced Epoxy Panel), 경량콘크리트 등을 이용하여 PC-슬래브 궤도용 PRS(Plate-girder Remodeling System)거더로 변환함으로써 기존의 문제점인 강재의 피로에 대한 안전성을 확보하고, 소음과 진동을 감소시키며, 유지관리 노력을 획기적으로 개선하는 데 본 발명의 목적이 있는 것이다.The present invention is made of a prestressed concrete slab (Prestressed Concrete Slab), made of a prestressing method to solve the above problems, PC in the form of beams for reinforcing the lower flange, other epoxy, studs, fiber reinforced epoxy panel (FREP) By converting into a plate-girder remodeling system (PRS) girder for PC-slab tracks using fiber reinforced epoxy panels, lightweight concrete, etc., it ensures the safety of steel fatigue, and reduces noise and vibration. It is an object of the present invention to drastically improve maintenance efforts.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 선로 차단 없이 하부보강PC를 하부 플랜지에 스터드 볼트를 이용하여 부착하고 하부 플랜지와 하부보강PC의 사이에 에폭시를 주입하여 결합시키는 단계, 선로차단 후 무도상궤도를 제거하고 PC-슬래브를 상부 플랜지의 위에 거치시키고 스터드 볼트를 이용해서 부착시키는 단계, 이러한 두 단계보다 더 보강이 필요한 경우에 실시하는 거더 복부에 섬유보강 에폭시패널(FREP)을 거푸집으로 사용하여 그 사이를 경량콘크리트나 에폭시를 주입하여 복부를 보강하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a step of attaching a lower reinforcement PC to a lower flange using a stud bolt without inserting a line, and injecting epoxy between the lower flange and the lower reinforcement PC, and then cutting off the line. Remove the track, mount the PC-slab over the top flange and attach it with stud bolts, using fiber reinforced epoxy panels (FREP) as the formwork on the girder abdomen, where additional reinforcement is needed. It is characterized by consisting of a step of reinforcing the abdomen by injecting lightweight concrete or epoxy therebetween.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 공정에 의해 상세히 설명 하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail by the accompanying drawings and processes.

본 발명은 I형강(10)이 보강재와 접착되는 모든 부분의 도장을 제거하여 신구접착제를 도포하고 하부보강PC(1)를 거치하기 위하여 가시설을 설치한 후 도 1과 같은 기존 판형교를 도 2와 같이 하부 플랜지 외측부에 PC로 제작한 하부보강PC(1)를 거치하고 미리 만들어둔 하부보강PC(1)의 연결용 구멍(2')을 이용하여 스터드 볼트(2)를 용접한 후 너트로 체결하고 I형강(10)과 하부보강PC(1)의 사이를 에폭시(3)로 충진하여 I형강(10)과 일체화시키는 것이다.The present invention removes the coating of all parts bonded to the reinforcement of the I-shaped steel (10) to apply the old and new adhesive and to install the temporary facility to mount the lower reinforcement PC (1) Figure 2 Mount the lower reinforcement PC (1) made of PC on the outer side of the lower flange, and weld the stud bolt (2) using the connection hole (2 ') of the lower reinforcement PC (1) made in advance, and then use a nut. Fastening and filling between the I-shaped steel (10) and the lower reinforcement PC (1) with epoxy (3) to integrate with the I-shaped steel (10).

이때 하부보강PC(1)는 인장 응력이 발생하지 않도록 주의하여야 하며, 에폭시(3)가 성형 되면 너트를 다시 체결하여 부착 단면이 압축력을 받게 하여 부착을 더욱 견고히 하여야 한다.At this time, the lower reinforcement PC (1) should be careful not to generate tensile stress, and when the epoxy (3) is molded, the nut should be re-fastened so that the end face of the attachment is compressed to make the attachment more firm.

이러한 상태에서 I형강(10)과 침목 사이의 상부 플랜지 윗면의 도장을 제거시킨다. 이때 리벳형 거더와 같이 거더 상부의 수평이 불균형한 경우에는 필요에 따라 적정의 높이 조절용 블록을 접착시킨다.In this state, the upper surface of the upper flange between the I-shaped steel 10 and the sleeper is removed. At this time, if the horizontal top of the girder is unbalanced, such as riveted girders, if appropriate, adjust the height adjustment block.

선로 차단과 동시에 PC-슬래브(5)를 선로를 이용하여 거치위치에 운반한다.Simultaneously with the line interruption, the PC-slab 5 is transported to the mounting position using the line.

이때 공정에 따라 현장에서 크레인으로 설치할 수도 있다. 거치용 트러스를 노반이나 기존 거더에 설치하고, 아우트리거의 유압실린더로 거치용 트러스와 PC-슬래브(5)를 도 3과 같이 정위치 시킨 후 운반용 화차를 작업장소에서 벗어나도록 한다. At this time, depending on the process, it may be installed by a crane in the field. The mounting truss is installed on the roadbed or the existing girder, and the mounting truss and the PC-slab 5 are fixed as shown in FIG. 3 by the hydraulic cylinder of the outrigger, and the transport truck is removed from the work place.

아울러 도 1의 무도상 궤도(4)의 침목 고정장치를 풀고 레일캐쳐로 레일을 잡아 들어 올린 후 빠져나간 화차에 레일을 고정하고 앞으로 끌어서 궤도를 제거시 킨 후 제거된 침목 하부의 도장을 제거하여 PC-슬래브(5)를 하강시켜 도 3과 같이 정위치 시킨다. In addition, by unfastening the sleeper fixing device of the ball-less track (4) of Figure 1, grab the rail with a rail catcher, and then secure the rail to the wagon pulled out and pull the track forward to remove the track and remove the coating of the lower sleeper removed Lower the PC-slab 5 and place it as shown in FIG. 3.

또한 PC-슬래브(5) 밑에 상부 플랜지에서 가고정 강판(6)과 체결볼트(14)를 이용하여 가 고정한 후 PC-슬래브(5)에 미리 준비된 연결 구멍(12)을 통하여 스터드 볼트(11)를 용접 고정한다. In addition, after fixing by using the temporarily fixed steel plate 6 and the fastening bolt 14 in the upper flange under the PC-slab 5, the stud bolt 11 through the connection hole 12 prepared in advance in the PC-slab 5 Fix the welding.

철거된 궤도를 해체하여 화차에 적재시키고, 해체된 레일을 PC-슬래브(5) 위에 놓고 체결하면서 전후 레일과 가 연결한 다음 레일을 전후레일과 일치하도록 거더의 수평 및 좌우를 조정하고 PC-슬래브(5)가 정 위치에 설치되면 PC-슬래브(5)의 볼트들을 체결한다.The dismantled track is dismantled and loaded into the wagon, the dismantled rail is placed on the PC-slab (5), and it is connected with the front and rear rails, and then the horizontal and the left and right of the girder are adjusted to match the front and rear rails, and the PC-slab When (5) is installed in place, tighten the bolts of PC-slab (5).

이후 상부 플랜지와 PC-슬래브(5) 사이에 거푸집을 설치하여 충진재가 유출되지 않도록 하고 에폭시를 하부로부터 주입하여 접착시키고 에폭시가 성형되면 PC-슬래브(5)의 스터드 볼트(11)들을 고정시켜 I형강(10)과 PC-슬래브(5)를 일체화 시키고, 에폭시(13) 충진한다(이 공정은 차단공사 이후에 열차를 서행시키면서 시행할 수 있다).Afterwards, formwork is installed between the upper flange and the PC-slab (5) to prevent the filler material from spilling out. The epoxy is injected from the bottom and bonded. When the epoxy is molded, the stud bolts (11) of the PC-slab (5) are fixed. The section steel 10 and the PC-slab 5 are integrated and filled with epoxy 13 (this process can be carried out with a slow running of the train after the blocking work).

도 3과 같이 하부보강PC(1)와 PC-슬래브(5)의 보강에도 불구하고 진동이나 소음 등의 저감효과가 불충분할 경우에는 도 4에서와 같이 섬유보강에폭시패널(FREP ; Fiber Reinforced Epoxy Panel)(7)을 거푸집으로 사용하여 마감하고, 복부와 섬유보강에폭시패널(7)의 사이에 경량콘크리트(8) 또는 발포용 에폭시 등을 주입한다. 이와 같은 I형강(10)의 복부보강은 필요에 따라서 수행하지 않아도 된다.When the lower reinforcement PC (1) and the PC-slab (5) as shown in Figure 3 is insufficient to reduce the effects of vibration or noise, as shown in Figure 4 Fiber Reinforced Epoxy Panel (FREP; ) (7) is used as a formwork, and the lightweight concrete 8 or foaming epoxy is injected between the abdomen and the fiber reinforced epoxy panel 7. Such abdominal reinforcement of the I-shaped steel 10 may not be performed as necessary.

마지막으로 도 5와 같이 점검용 브래킷(15)을 설치한다. 이때 하부보강PC(1) 와 브래킷 앵글(9)이 간섭이 될 경우에는 점검용 브래킷(9)의 하단부를 절단하고 강재 보강(9')한다.Finally, install the inspection bracket 15 as shown in FIG. At this time, if the lower reinforcement PC (1) and the bracket angle (9) interferes, cut the lower end of the inspection bracket (9) and reinforce the steel (9 ').

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 프리캐스트로 제작된 프리스트레싱 공법으로 제작된 PC-슬래브와 하부보강PC 및 FREP를 이용하여 무도상 판형교를 PC합성형 유도상화 교량으로 리모델링함으로써 무도상궤도의 막대한 유지관리비용 및 노력을 획기적으로 줄이고, 구조물의 강성을 증대시키고, 피로를 감소시켜서 안정성을 높이고, 처짐과 진동 및 소음을 감소시키는 효과가 있다.As described above, the present invention uses the PC-slab made of the prestressing method manufactured by the precast, the lower reinforcement PC, and the FRP to remodel the non-inductive plate bridge into the PC composite induction bridge, thereby enormous in the ballast. Significantly reduce maintenance costs and efforts, increase the rigidity of the structure, reduce fatigue, increase stability, reduce sag, vibration and noise.

본 발명은 기존 판형교를 이용하면서 침목으로 구성된 무도상궤도를 PC-슬래브로 제작, 교체하여 유도상화하고 강성을 증대시켜 판형교의 단점인 강제의 피로에 대한 안전성을 확보하면서 유지보수를 획기적으로 개선하는 효과가 있다.The present invention significantly improves maintenance while securing safety against forced fatigue, which is a disadvantage of plate bridges, by inducing phase shift and increasing rigidity by making and replacing ballast tracks composed of sleepers with PC-slabs while using existing plate bridges. It is effective.

Claims

In the induction girder that removes the ballless trajectory to the I-shaped steel (10) of the existing bridge and is integrated by using a stud bolt and epoxy through a PC-slab (15),

A lower reinforcement PC (1) for installing a lower flange and a connection hole (2 ') of the I-shaped steel (10), connected by a stud bolt (2), and filled with a filling epoxy (3) to be integrated;

PC composite type induction using the existing plate-shaped bridge, which is mounted on the I-shaped steel (10) and reinforced with a fixed steel plate (6) fixed to the PC-slab (5) with a fastening bolt (14) from the inside of the upper flange Sang girder.

(delete)