KR100631807B1 - 강관으로 보강한 중공 콘크리트 거더 및 이를 이용한 거더교 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 U자형 콘크리트 거더 대신에, 거더의 내부에 중공을 형성하기 위하여 파형강관 또는 일반 구조용 강관을 배치하여, 중공형성에 따른 자중감소 효과를 발휘함과 동시에 강성을 증진시킴으로써 거더 가설시의 파괴 위험을 줄이고, 내부공간의 유지관리가 거의 필요 없으며, 내구성을 향상시키고, 철근 조립을 간단하게 하고, 상부 바닥판 슬래브를 용이하게 시공할 수 있도록 하는 새로운 구조의 중공 콘크리트 거더와 이에 의하여 지지되는 거더교에 관한 것이다.

본 발명에서는 거더교 하부를 지지하는 중공 콘크리트 거더(1)로서, 중앙에 강관(10)이 배치되어 중공을 형성하되, 상기 강관(10)의 최상부는 거더(1)의 상면에 노출되며; 상기 노출된 강관(10)의 최상부에는 전단연결부재(12)가 일체로 설치되고; 상기 거더(1)의 상부 좌우측으로는 소정 폭의 날개판(11)이 형성되어 있으며; 종방향으로 긴장재(14)가 배치되어 프리스트레스가 도입되는 구조를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 중공 콘크리트 거더 및 이를 이용한 거더교가 제공된다.

거더, 중공, 파형강관, 교량, 긴장재

Description

강관으로 보강한 중공 콘크리트 거더 및 이를 이용한 거더교{Hollow Concrete Steel Pipe Girder and Girder Bridge using Hollow Pipe Girder}

도 1a는 종래의 거더교에 사용되는 U자형 거더의 일례로서, 콘크리트로 제작된 U자형 콘크리트 거더의 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 U자형 거더를 이용하여 제작되는 거더교의 개략적인 일부 단면도이다.

도 2a는 본 발명에 따른 강관 보강 중공 콘크리트 거더(1)에 의하여 제작되는 거더교의 개략적인 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 선A-A에 따른 개략적인 단면도이며, 도 2c는 도 2a의 선B-B에 따른 개략적인 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 중공 콘크리트 거더 2 바닥판

10 강관 14 긴장재

본 발명은 콘크리트 거더 및 이에 의하여 지지되는 거더교에 관한 것으로서, 종래의 U자형 콘크리트 거더 대신에, 거더의 내부에 중공을 형성하기 위하여 파형강관 또는 일반 구조용 강관을 배치하여, 중공형성에 따른 자중감소 효과를 발휘함과 동시에 강성을 증진시킴으로써 거더 가설시의 파괴 위험을 줄이고, 내부공간의 유지관리가 거의 필요 없으며, 내구성을 향상시키고, 철근 조립을 간단하게 하며, 상부 바닥판을 용이하게 시공할 수 있도록 하는 새로운 구조의 중공 콘크리트 거더와 이에 의하여 지지되는 거더교에 관한 것이다.

교량의 형식 중에서, 거더로 하여금 교량의 바닥판을 지지하도록 하는 거더교가 있다. 일반적으로, 이러한 거더교에서는 상부가 개방되어 U자형 단면구조를 가지는 U자형 빔을 거더로서 활용하게 된다. 이러한 U자형 거더는 주로 콘크리트로 제작되는데, 첨부도면 도 1a에는 종래의 거더교에 사용되는 U자형 거더의 일례로서, 콘크리트로 제작된 U자형 콘크리트 거더(100)의 사시도가 도시되어 있고, 도 1b에는 도 1a의 U자형 거더를 이용하여 제작되는 거더교의 개략적인 일부 단면도가 도시되어 있다.

거더교를 시공함에 있어서, 최근에는 U자형 거더(100)를 프리캐스트로 공장 제작하여 교량 시공현장으로 이송한 후 교각 또는 교대 위에 설치하여 거더교를 완성하는 공법이 일반화되어 있다. 그런데, 위와 같은 종래의 U자형 거더(100)의 경우, 공장 제작 후부터 현장 설치까지 상부가 개방된 형상을 가지고 있으므로, 비틀림 강성이 낮다. 따라서, U자형 거더(100)를 이송하거나 교각 등에 거치할 때 비틀림 하중에 의하여 U자형 거더(100)에 변형이 발생하거나 또는 균열이 발생하여 거더 자체가 손상될 우려가 매우 높다.

한편, 교각 등에 U자형 거더(100)를 거치한 후에는 도 1a 및 도 1b에 도시된 것처럼, U자형 거더(100)의 개방된 상면에 추가로 콘크리트 판부재(101)를 설치하거나 또는 거푸집을 설치한 후, 그 상부에 현장 타설 콘크리트를 이용하여 교량 바닥판(102)을 시공하게 된다. 이와 같이, 종래의 U자형 거더(100)에서는 바닥판 콘크리트를 타설하기 위해서, 별도의 콘크리트 판부재(101)를 설치하거나 거푸집을 설치하여야 하는 번거로움이 있다.

본 발명은 콘크리트 거더 및 거더에 의하여 지지되는 거더교에 있어서, 위와 같이 종래의 U자형 거더를 사용함에 따른 문제점과 단점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 강관을 이용하여 거더의 강성을 향상시키므로써 거더의 거치시에 발생할 수 있는 비틀림, 좌굴 등에 의한 거더의 손상을 방지할 수 있게 되는 새로운 구조의 중공 콘크리트 거더 및 이를 이용한 거더교를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에서는, 철근의 배근을 간단하게 하고 현장 타설 콘크리트 또는 프리캐스트 바닥판을 거더 상부에 설치함에 있어서, 별도의 판부재나 거푸집을 설치할 필요가 없도록 하므로써 시공성 및 경제성을 향상시킬 수 있는 중공 콘크리트 거더 및 이를 이용한 거더교를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 거더교 하부를 지지하는 중공 콘크리트 거더로서, 중앙에 강관이 배치되어 중공을 형성하되, 상기 강관의 최상부는 거더의 상면에 노출되며; 상기 노출된 강관의 최상부에는 전단연결부재가 일체로 설치되고; 상기 거더의 상부 좌우측으로는 소정 폭의 날개판이 형성되어 있으며; 종방향으로 긴장재가 배치되어 프리스트레스가 도입되는 구조를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 중공 콘크리트 거더가 제공된다. 본 발명에 있어서, 상기 강관은 일반 구조용 강관으로 구성하여 강성을 높일 수도 있으며, 콘크리트와의 결합력을 증진하기 위해 파형강관(주름 강관)을 이용할 수도 있다.

본 발명에서는 상기한 중공 콘크리트 거더와, 상기 거더에 의하여 지지되는 콘크리트 바닥판으로 구성된 중공 콘크리트 거더교가 제공된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작용효과에 대하여 설명한다.

도 2a에는 본 발명에 따른 강관 보강 중공 콘크리트 거더(1)에 의하여 제작되는 거더교의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 2b는 도 2a의 선A-A에 따른 개략적인 단면도이고, 도 2c는 도 2a의 선B-B에 따른 개략적인 단면도이다.

본 발명에 따른 중공 콘크리트 거더(1)는, 도 1a에 도시된 바와 같은 U자형 콘크리트 거더(100) 구조 대신에 하여, 다음과 같은 새로운 구조를 가진다. 구체적으로, 상기 중공 콘크리트 거더(1)는 그 중앙에 강관(10)이 배치되어 중공을 이루는 구조를 가지고 있다. 즉, 도 1a에 도시된 종래의 U자형 콘크리트 거더(100)의 내부 중공에 해당하는 부분을, 본 발명에서는 도 2a 및 도 2b에 도시된 것처럼, 소정 두께를 가지는 강관(10)을 배치하여 형성하는 것이다. 상기 중공 콘크리트 거더(1)의 상부에는 좌우측으로 소정 폭의 날개판(11)이 형성되어 있다. 상기 중공 콘크리트 거더(1)에는 종방향으로 긴장재(14)를 설치하여 프리스트레스를 가함으로써 보강하는 것도 바람직하다.

본 발명의 거더교는 상기한 구조를 가지도록 프리캐스트로 제작된 중공 콘크리트 거더(1)가 크레인 등에 의하여 들어올려져 교각 사이 또는 교각과 교대 사이에 한개 또는 횡방향으로 다수개 배치되고, 그 상부에 콘크리트 바닥판(2)이 설치되므로써 완성되는 구조를 가진다. 상기 중공 콘크리트 거더(1) 상부에 설치되는 바닥판(2)은 현장 타설 콘크리트 또는 프리캐스트 콘크리트로 제작되는데, 상기 바닥판(2)과 상기 중공 콘크리트 거더(1) 사이에는 견고한 전단연결이 이루어져야 한다.

이를 위하여 본 발명에서는, 상기 강관(10)을 배치할 때, 상기 강관(10)의 최상부가 거더(1)의 상면에 노출되도록 하고, 스터드 등과 같은 전단연결부재(12)가 용접 등의 방법을 통하여 상기 노출된 강관(10)의 상면에 일체로 설치되도록 한다. 이와 같은 구성에 의하면, 바닥판(2) 설치시 상기 전단연결부재(12)가 바닥판과 결합하여, 중공 콘크리트 거더(1)와 바닥판(2)이 견고한 전단연결을 이루게 된다. 만일, 상기 바닥판(2)이 현장 타설 콘크리트가 아닌 프리캐스트 바닥판으로 이루어지는 경우, 상기 전단연결부재(12)가 존재하는 위치에서 프리캐스트 바닥판에 홈을 형성하고, 상기 전단연결부재(12)가 상기 홈에 삽입된 상태에서 채움재를 채워 전단연결부재(12)가 바닥판(2)과 일체를 이루도록 할 수 있다.

한편, 상기한 구성과는 별도로, 상기 강관(10) 주위의 콘크리트 부분에는 내부의 보강철근(13)을 연장하거나 또는 별도의 철근을 이용하여 만들어진 전단철근을 상부로 노출시켜 전단연결부재로서의 기능을 수행하도록 구성할 수도 있다.

본 발명에 있어서, 상기 강관은 일반 구조용 강관으로 구성하여 강성을 높일 수도 있으며 콘크리트와의 결합력을 증진하기 위해 파형강관(주름 강관)을 이용할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에서는, 교량 하부의 콘크리트 거더(1) 내에 중공을 형성함에 있어서 강관(10)을 이용하므로, 다음과 같은 매우 유리한 이점이 있다.

우선, 강관(10) 자체가 강성을 가지고 있으므로, 종래의 U자형 거더에 비해서 거더의 강성이 높아진다. 따라서 거더(1)의 가설시 종래의 U자형 거더의 경우에는 비틀림 등에 의하여 파손될 가능성이 높으며 교량의 완공 후 내구성이 저하될 수 있으나, 본 발명의 경우, 교량 가설시 거더(1)가 파손될 가능성이 매우 낮게 되는 효과가 있다. 또한, 거더(1)의 가설이 완료된 후에도 강관(10) 자체의 강성이 발휘되어 거더교의 내구성이 증진되는 효과가 있으며, 거더(10)의 단면 축소 효과도 발휘하여 교량의 형고를 낮출 수 있고 철근 설치를 간단하게 할 수 있게 된다.

종래의 U자형 거더에서는 내부의 중공을 만들기 위해서는 외부뿐만 아니라, 거더의 내부에도 거푸집을 설치하여야 하며, 그에 따라 작업이 번거로워지고 비용 도 많이 소요되었다. 그러나, 본 발명에서는 강관(10)이 거푸집의 기능을 수행하므로, 내부의 거푸집 설치가 필요 없고 단지 외부의 거푸집만을 설치하여 거더를 제작할 수 있게 된다. 따라서, 거푸집 설치에 따른 작업의 번잡함, 비용발생 등의 단점을 해소할 수 있게 된다.

특히, 거더의 상부에 현장 타설 콘크리트에 의한 바닥판을 시공하는 경우, 종래의 U자형 거더에서는 개방된 중공부의 상부를 막기 위하여 별도의 판부재(101)를 설치하거나 거푸집을 설치하여야 하지만, 본 발명에서는 강관(10)이 거푸집 역할을 하기 때문에 현장 타설 콘크리트에 의한 바닥판 시공시 별도의 판부재 설치 또는 거푸집 설치가 필요 없게 되어 경제적이고 효율적으로 거더교를 제작할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상 및 실용신안등록청구범위 내에서 자유로운 변형과 개선이 이루어질 수 있다.

Claims (2)

1. 거더교 하부를 지지하는 중공 콘크리트 거더(1)로서,

   중앙에 강관(10)이 배치되어 중공을 형성하되, 상기 강관(10)의 최상부는 거더(1)의 상면에 노출되며;

   상기 노출된 강관(10)의 최상부에는 전단연결부재(12)가 일체로 설치되고;

   상기 거더(1)의 상부 좌우측으로는 소정 폭의 날개판(11)이 형성되어 있으며;

   종방향으로 긴장재(14)가 배치되어 프리스트레스가 도입되는 구조를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 중공 콘크리트 거더.
2. 바닥판(2)과 그 하부를 지지하는 콘크리트 거더(10)로 구성되는 거더교로서,

   상기 콘크리트 거더(10)는, 중앙에 강관(10)이 배치되어 중공을 형성하되, 상기 강관(10)의 최상부는 거더(1)의 상면에 노출되며; 상기 노출된 강관(10)의 최상부에는 전단연결부재(12)가 일체로 설치되고; 상기 거더(1)의 상부 좌우측으로는 소정 폭의 날개판(11)이 형성되어 있으며; 종방향으로 긴장재(14)가 배치되어 프리스트레스가 도입되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 중공 콘크리트 거더교.

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