KR100627232B1

KR100627232B1 - 프리플렉스 거더와 프리캐스트 바닥판을 이용한 하로철도교 구조

Info

Publication number: KR100627232B1
Application number: KR1020040070816A
Authority: KR
Inventors: 이필구
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2006-09-25
Also published as: KR20060022050A

Abstract

본 발명에 따른 하로 철도교(100)의 구조는, 강재의 특성과 콘크리트의 장점을 혼용하여 제작하되 콘크리트의 적어도 일측을 향해 철근(115)이 돌출 배치된 한 쌍의 프리플렉스 거더(110)와; 교량의 폭방향을 향하도록 콘크리트의 양측에 교축방향으로 다수개의 철근(121)이 돌출 배치되고, 교축방향을 향하도록 콘크리트 내부에 폭방향으로 다수개의 쉬스관(122)이 배치된 프리캐스트 바닥판(120); 및 프리플렉스 거더의 철근과 프리캐스트 바닥판의 철근이 서로 교차하도록 위치시킨 상태에서 콘크리트를 타설하여 형성한 이음부(130)로 구성된다. 본 발명은 한 쌍의 프리플렉스 거더를 서로 연결하는 프리캐스트 바닥판에 레일을 설치하는 하로교 형태로 구성함으로써 형고 저감에 따른 시공성과 경제성을 확보하는 효과가 있다.

Description

프리플렉스 거더와 프리캐스트 바닥판을 이용한 하로 철도교 구조{Railway bridge using preflex steel girder and precast concrete deck}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 프리플렉스 거더와 프리캐스트 바닥판을 이용한 하로 철도교의 구성관계를 도시한 개략도이고,

도 2는 도 1에 도시된 하로 철도교의 결합관계를 도시한 개략도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

100 : 하로 철도교 110 : 프리플렉스 거더

111 : 하부 플랜지 112 : 콘크리트

113 : 와이어메쉬 114 : 스터드

115 : 철근 116 : 돌출부

120 : 프리캐스트 바닥판 121 : 철근

122 : 쉬스관 123 : 콘크리트

130 : 이음부 131 : 밀폐재

132 : 콘크리트 133 : 쉬스관

본 발명은 하로 철도교에 관한 것이며, 특히, 강재의 특성과 콘크리트의 장점을 혼용하여 제작한 프리플렉스 거더와, 교축방향으로 프리스트레싱이 도입된 프리캐스트 바닥판을 이용하여 구성한 하로 철도교 구조에 관한 것이다.

교량의 주형은 바닥판으로 전달되는 차량하중을 교각으로 전달하는 역할을 수행한다. 따라서 주형은 차량하중을 충분히 고려하여 설계하되, 시공성과 경제성을 위해 낮은 형고에서도 큰 강도를 갖도록 설계하여야 한다. 그러나 큰 강도를 갖기 위해서는 그에 상응하는 형고 높이를 갖게 된다. 따라서 강도가 큰 교량일수록 그 형고가 높기 때문에, 형하공간 확보에 어려움이 있다.

현재 대부분은 철도교는 강재와 콘크리트를 혼합하여 구성한 강합성 교량으로서, 강재로 구성된 강주형 상부에 콘크리트를 타설하여 콘크리트 바닥판을 형성한 후, 콘크리트 바닥판의 상부에 레일을 설치함으로써 완성된다. 즉, 종래의 철도교는 강주형의 상부에 위치하는 콘크리트 바닥판을 따라 이동하면서 강주형에 하중을 가하는 상로교 형태이다.

그러나 철도교는 고진동에 견딜 수 있고 처짐 등이 발생하지 않으면서 큰 하중에도 견딜 수 있도록 설계하여야 한다. 따라서 철도교는 형고가 높아지게 되는데, 그로 인해 미관을 저해할 뿐만 아니라, 형하공간 확보에 어려움이 있다. 또한, 종래의 철도교는 충분한 강도확보를 위해 많은 보강재들이 용접 접합되기 때문에 작업성이 결여될 뿐만 아니라 피로성능이 저하되는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위 하여 안출된 것으로서, 한 쌍의 프리플렉스 거더를 서로 연결하는 프리캐스트 바닥판에 레일을 설치하는 하로교 형태로 구성함으로써 시공성과 경제성을 확보하는 하로 철도교 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 철도교 구조는, 강재의 특성과 콘크리트의 장점을 혼용하여 제작하되 콘크리트의 적어도 일측을 향해 철근이 돌출 배치된 한 쌍의 프리플렉스 거더와; 교량의 폭방향을 향하도록 콘크리트의 양측에 교축방향으로 다수개의 철근이 돌출 배치되고, 교축방향을 향하도록 콘크리트 내부에 폭방향으로 다수개의 쉬스관이 배치된 프리캐스트 바닥판; 및 상기 프리플렉스 거더의 철근과 상기 프리캐스트 바닥판의 철근이 서로 교차하도록 위치시킨 상태에서 콘크리트를 타설하여 형성한 이음부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 프리플렉스 거더에는 철근이 돌출 배치된 쪽의 하단에 상기 철근보다 더 돌출되는 돌출부가 더 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 돌출부의 내부에는 콘크리트 내부까지 연장하여 배치되는 와이어메쉬가 더 설치되는 것이 더 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 프리플렉스 거더의 철근과 상기 프리캐스트 바닥판의 철근이 서로 교차하는 부분에 교축방향을 향해 쉬스관이 더 설치되는 것이 바람직하다.

아래에서, 본 발명에 따른 프리플렉스 거더와 프리캐스트 바닥판을 이용한 하로 철도교 구조의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠 다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 프리플렉스 거더와 프리캐스트 바닥판을 이용한 하로 철도교의 구성관계를 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 하로 철도교의 결합관계를 도시한 개략도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하로 철도교(100)는 2개의 프리플렉스 거더(110)와, 프리캐스트 바닥판(120), 및 프리플렉스 거더(110)와 프리캐스트 바닥판(120)을 서로 연결하는 이음부(130)로 구성된다.

상기 프리플렉스 거더(110)는 강재의 특성과 콘크리트의 장점을 혼용하여 제작된 합성거더로서, 공장에서 제작된다. 이러한 프리플렉스 거더(110)는 캠버(camber) 상태로 제작된 강거더(예를 들어, I형)의 양측에 하중을 가하여 응력을 부여한 상태에서, 강거더의 하부 플랜지(111)를 덮도록 콘크리트(112)를 타설하여 양생시킨 다음, 강거더에 가해진 하중을 제거함으로써 하부 플랜지(111)의 인장성능을 확보하는 방식으로 제작된다. 이 때, 프리플렉스 거더(110)는 콘크리트(112)를 타설하기 전에 하부 플랜지(111)의 하단에 와이어메쉬(113)를 미리 위치시킨 후 콘크리트(112)를 타설하여 제작하는 것이 바람직하다. 상기 와이어메쉬(113)를 하부 플랜지(111)의 하단에 위치시키되 내측을 향해 더 돌출되도록 위치시키고, 콘크리트(112)를 타설하되 하단이 내측으로 더 돌출되도록 타설함으로써 내측으로 돌출되는 돌출부(116)를 갖도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 프리플렉스 거더(110)는 콘크리트(112)를 타설하기 전에 하부 플랜지(111)에 스터드(114)를 미리 위치시킨 후 콘크리트(112)를 타설함으로써 하부 플랜 지(111)와 콘크리트(112)의 결합력을 높이는 것이 바람직하다. 또한, 프리플렉스 거더(110)는 내측방향을 향해 철근(115)이 돌출, 즉 콘크리트(112)의 한 쪽의 외측으로 철근(115)이 돌출되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 철근(115)은 콘크리트(112)의 내부에 내장되면서 일부분이 콘크리트(112)의 양측으로 돌출되도록 배치하여도 무방하다. 이러한 철근(115)의 배치는 프리플렉스 거더(110)와 프리캐스트 바닥판(120)의 결합력을 높이기 위해서다.

프리캐스트 바닥판(120)은 교량의 폭방향을 향하도록 교축방향으로 일정 간격을 두고 다수개의 철근(121)을 배치하고, 교축방향을 향하도록 폭방향으로 일정 간격을 두고 다수개의 쉬스관(122)을 배치한 후 콘크리트를 타설하여 양생시킴으로써 제작된다. 이 때, 철근(121)은 콘크리트(123)의 내부에 내장되면서 일부분이 콘크리트(123)의 양측으로 돌출되도록 배치되는 것으로서, 이러한 철근(121)의 배치는 프리플렉스 거더(110)와 프리캐스트 바닥판(120)의 결합력을 높이기 위해서다. 그리고 교축방향으로 배치되는 쉬스관(122)은 교축방향의 프리스트레싱을 도입하기 위해 설치된다.

이음부(130)는 프리플렉스 거더(110)와 프리캐스트 바닥판(120)을 서로 연결하는 역할을 한다. 즉, 이음부(130)는 교량의 폭방향으로 일정 간격으로 배치된 한 쌍의 프리플렉스 거더(110)의 사이에 프리캐스트 바닥판(120)을 위치시킨 후, 프리플렉스 거더(110)의 돌출부(116)와 프리캐스트 바닥판(120)이 서로 접하는 부분은 고무 등과 같은 밀폐재(131)로 실링하고, 그 상부에 콘크리트(132)를 타설하여 양생시킴으로써 완성된다. 즉, 밀폐재(131)에 의해 실링 처리된 프리플렉스 거 더(110)의 돌출부(116)가 거푸집의 역할을 한다.

그리고 프리플렉스 거더(110)의 돌출부(116)에 의해 프리플렉스 거더(110)와 프리캐스트 바닥판(120)의 사이에 형성되는 공간에 프리플렉스 거더(110) 및 프리캐스트 바닥판(120)의 철근(115, 121)이 서로 교차하는 형태로 배치된다. 따라서 프리플렉스 거더(110) 및 프리캐스트 바닥판(120)은 이음부(130)에 의해 견고하게 결합된다. 이 때, 철근(115, 121)이 서로 교차하는 부분에 다른 쉬스관(133)을 배치한 후 콘크리트(132)를 타설하여 이음부(130)를 완성하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 하로 철도교(100)는 프리캐스트 바닥판(120)의 상부에 레일을 설치하여 사용하면 된다.

즉, 본 발명은 프리플렉스 거더(110)의 작은 단면에 의해서도 높은 강도를 확보하고, 또한 프리캐스트 바닥판(120)을 통해 낮은 형고에서도 진동성능을 제어할 수 있다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 한 쌍의 프리플렉스 거더를 서로 연결하는 프리캐스트 바닥판에 레일을 설치하는 하로교 형태로 구성함으로써 형고 저감에 따른 시공성과 경제성을 확보하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 프리플렉스 거더와 프리캐스트 바닥판을 공작 제작하여 현장 시공함에 따라 공기 절감의 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 프리플렉스 거더와 프리캐스트 바닥판을 이용한 하로 철도교 구조에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구의 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims

강재의 특성과 콘크리트의 장점을 혼용하여 제작하되 콘크리트의 적어도 일측을 향해 철근이 돌출 배치된 한 쌍의 프리플렉스 거더와;

교량의 폭방향을 향하도록 콘크리트의 양측에 교축방향으로 다수개의 철근이 돌출 배치되고, 교축방향을 향하도록 콘크리트 내부에 폭방향으로 다수개의 쉬스관이 배치된 프리캐스트 바닥판; 및

상기 프리플렉스 거더의 철근과 상기 프리캐스트 바닥판의 철근이 서로 교차하도록 위치시킨 상태에서 콘크리트를 타설하여 형성한 이음부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리플렉스 거더와 프리캐스트 바닥판을 이용한 하로 철도교 구조.
제1항에 있어서,

상기 프리플렉스 거더에는 철근이 돌출 배치된 쪽의 하단에 상기 철근보다 더 돌출되는 돌출부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 프리플렉스 거더와 프리캐스트 바닥판을 이용한 하로 철도교 구조.
제2항에 있어서,

상기 돌출부의 내부에는 콘크리트 내부까지 연장하여 배치되는 와이어메쉬가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 프리플렉스 거더와 프리캐스트 바닥판을 이용한 하로 철도교 구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 프리플렉스 거더의 철근과 상기 프리캐스트 바닥판의 철근이 서로 교차하는 부분에 교축방향을 향해 쉬스관이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 프리플렉스 거더와 프리캐스트 바닥판을 이용한 하로 철도교 구조.