KR100689091B1 - 하이브리드 거더를 이용한 연속교 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 거더, 특히 압축응력에 강한 콘크리트와 인장응력에 강한 스틸의 장점을 극대화한 강합성 거더(steel-concrete composite girder)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교대 또는 교각에 거치될 경우 하부에는 스틸부가 위치하고 상부에는 콘크리트부가 위치하되, 상기 스틸부와 상기 콘크리트부의 경계에 압축응력 및 인장응력이 영(零)인 중립축이 형성되고, 상기 스틸부 하부에는 프리스트레싱 강판을 배열하여 인위적인 하중을 도입하여 초기 압축력을 받게 함으로써 사하중 및 활하중에 의한 휨모멘트로 인한 인장응력이 특히 거더의 중립축 상부에 발생하는 것을 방지함으로써 기존 거더교의 단점을 보완한 최적의 단면형태를 가지며, 기존 교량이 설계하중에 저항하기 위하여 변단면을 사용하는 것을 제고할 수 있고, 또 콘크리트 강거더를 사용함에 따라 거더의 높이를 낮출 수 있으므로 경제성을 제고할 수 있고, 다양한 공법 및 다양한 지간에 적용이 가능한 하이브리드 거더를 이용한 연속교에 관한 것이다.

본 발명에 따른 하이브리드 거더를 이용한 연속교는 스틸부; 상기 스틸부 상부에 위치하는 콘크리트부; 및 상기 스틸부 하부에 배열된 프리스트레싱 강판을 포함하여 이루어지되, 압축응력 및 인장응력이 영(零)인 중립축이 상기 스틸부와 상기 콘크리트부의 경계에 위치하고 있는 거더를 갖는다.

교량, 거더, 하이브리드, 스틸부, 콘크리트부, 단순교, 프리스트레스

Description

하이브리드 거더를 이용한 연속교{CONTINUOUS BRIDGE USING HYBRID GIRDER}

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 각각 본 발명에 따른 하이브리드 거더를 이용한 연속교의 정면도, 거더간 연결부의 부분확대 정단면도, 그리고 다양한 외피 형상을 갖는 거더의 측단면도들이다.

도 2a 및 도 2b와 도 3a 및 도 3b는 신속한 시공을 위하여 슬래브(slab)를 일체화한 거더의 측단면도들이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

B: 거더교 G: 거더

10: 스틸부 11: 상부판

13: 하부판 15: 연결판

17: 연장부 19: 체결수단

20: 콘크리트부 21: 외피

23: 돌출부재 25: 현장타설부

30: 긴장재 31: 쉬스관

본 발명은 하이브리드 거더, 특히 압축응력에 강한 콘크리트와 인장응력에 강한 스틸의 장점을 극대화한 강합성 거더(steel-concrete composite girder)에 관한 것으로,

보다 상세하게는 교대 또는 교각에 거치될 경우 하부에는 스틸부가 위치하고 상부에는 콘크리트부가 위치하되, 상기 스틸부와 상기 콘크리트부의 경계에 압축응력 및 인장응력이 영(零)인 중립축이 형성되고, 상기 스틸부 하부에는 프리스트레싱 강판을 배열하여 인위적인 하중을 도입하여 초기 압축력을 받게 함으로써 사하중 및 활하중에 의한 휨모멘트로 인한 인장응력이 특히 거더의 중립축 상부에 발생하는 것을 방지함으로써 기존 거더교의 단점을 보완한 최적의 단면형태를 가지며, 기존 교량이 설계하중에 저항하기 위하여 변단면을 사용하는 것을 제고할 수 있고, 또 콘크리트 강거더를 사용함에 따라 거더의 높이를 낮출 수 있으므로 경제성을 제고할 수 있고, 다양한 공법 및 다양한 지간에 적용이 가능한 하이브리드 거더를 이용한 연속교에 관한 것이다.

본 발명의 발명자인 김상효는 학교법인 연세대학교 사회환경시스템공학부 교수로 재직 중에 있으며,

특허공개 제2000-0013197호(2000.03.06) 『온도응력을 이용하여 제작된 연속 강합성교 및 그의 시공방법』(최종처분: 등록),

특허공개 제2002-0017114호(2002.03.07) 『가지점과 온도응력을 이용하여 제작된 연속 강합성교 및 그의 시공방법』(최종처분: 거절),

특허공개 제2002-0026775호(2002.04.12) 『온도프리스트레싱을 이용하여 제작된 강뼈대 구조물 및 그의 시공방법』(최종처분: 거절),

특허공개 제2002-0041719호(2002.06.03) 『온도프리스트레싱을 이용한 교량의 보강공법』(최종처분: 등록),

특허공개 제2002-0071272호(2002.09.12) 『온도프리스트레싱 보강재 접합방식을 이용한 교량의 보강공법』(최종처분: 등록),

특허공개 제2003-0055061호(2003.07.02) 『다단계 온도프리스트레싱 공법을 이용한 PSC빔교의 연속화공법』(최종처분: 등록)

특허공개 제2004-0097591호(2004.11.18) 『교량보호장치 및 이에 사용되는 희생부재, 희생부재구속기구, 이를 이용한 교량보강공법』(최종처분: 등록), 및

특허출원 제2006-0007423호(2006.01.24) 『반력 모멘트 도입을 이용한 라멘식 구조물의 시공방법』(최종처분: 우선심사신청에 이은특허결정)과 같은 프리스트레싱 등을 이용한 교량 또는 건축물과 관련된 연구성과물을 출원한 바 있으며,

본 발명 또한 이러한 지속적인 연구의 결과물이다.

종래 거더교의 소재로 사용되어 온 콘크리트 교량은 중량이 크고 지진에 취약하며 운반 작업이 어려워 현장작업이 많아 시공이 번거롭다는 단점이 있으며,

또 강교는 처짐 정도가 크고 가격 경쟁력이 떨어지며 상대적으로 운반에 어려움이 있다.

이를 고려하여 여러 개량 거더들이 제시되고 있는데, 그 예로는

거더 내부에 중공부를 형성하고, 필요에 따라 추가적으로 긴장재를 설치하여 프리스트레스를 도입하기 위한 특허공개 제2004-0088433호(2004.10.16) 『중공관을 내부에 장착한 복합거더』가 있으며,

특허공개 제2003-0041933호(2003.05.27) 『교량 또는 건축 공사의 설계·시공에서 주형보(main girder)로 사용할 수 있는 프리스트레스 콘크리트 부재를 상·하현재로 사용하고 강(鋼)부재를 수직재와 사재(diagonal member)사 사용한 하이브리드(hybrid) 조립식 트러스형 거더(Girder)』,

중간 부분을 협소하게 하고 내부에 중공부를 형성한 보강재를 구비하고, 상기 보강재의 중공부에 고강도 콘크리트를 그라우팅하여 제조되는 특허공개 제2000-0030243호(2000.06.05) 『교량용 합성 빔』,

강재 거더와 콘크리트 패널이 일체로 합성된 강합성 거더를 이용한 교량에서 현장 타설 콘크리트로 강재 거더의 복부를 피복하는 대신에 경량의 소재로 이루어진 복부 마감패널을 이용하여 복부를 피복하므로 피복에 따른 사하중의 증가를 피할 수 있게 되며 현장 타설 콘크리트를 이용하는데 따른 거푸집 조립 및 해체와 같은 추가 작업이 필요하지 않아 공기와 비용을 절감할 수 있는 실용신안등록 제0317932호(2003.06.16) 『강합성 거더 교량의 복부표면 마감처리 구조』, 그리고

내부에 철근을 배치하고 콘크리트를 그라우팅하며 보강재를 도입한 교량용 합성거더에서, 상기 보강재에 복수의 스터드가 형성되어 있어 보강재와 콘크리트와의 결합력이 증가된 것과 관련된 특허공개 제2005-0052041호(2005.06.02) 『교량용 합성거더』 등이 있다.

그러나 상기와 같은 여러 공지의 혼성 거더들은 나름의 이유를 갖고 변형 개량된 것이기는 하나 콘크리트가 갖는 장점과 스틸이 갖는 장점을 혼합하여 극대화하고 서로 상승작용을 일으키는 것과는 직접적인 관련이 없으며, 구조가 복잡한 것이 대부분이어서 그만큼 제조 및 공사 비용의 상승을 초래할 수밖에 없다.

본 발명은 스틸과 콘크리트를 이용한 교량용 하이브리드 거더교를 개량하기 위하여 제안된 것으로,

이에 본 발명은 교대 또는 교각에 거치될 경우 하부에는 스틸부가 위치하고 상부에는 콘크리트부가 위치하되, 상기 스틸부와 상기 콘크리트부의 경계에 압축응력 및 인장응력이 영(零)인 중립축이 배열되도록 함으로써 압축응력에 강한 콘크리트의 장점과 인장응력에 강한 스틸의 장점은 도입하고 단점은 배제될 수 있도록 한 하이브리드 거더를 이용한 연속교를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 상기 콘크리트부를 감싸는 외피를 도입하고, 나아가 상기 외피 내면에 돌출부재를 형성하여 스틸부와의 결합력을 높인 하이브리드 거더를 이용한 연속교를 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러 본 발명은 거더와 거더의 연결을 위하여 상기 스틸부의 양단부가 상기 콘크리트부의 양단부 보다 더 길게 형성하여 스틸부는 체결수단으로 상호 결속하고, 거더와 거더의 연결부에는 콘크리트로 현장 타설하여 연결한 거더를 이용한 연속교를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 합성형 교량에서 사하중 및 활하중에 의한 휨모멘트로 인한 인장응력이 특히 거더 상부에 발생하는 것을 방지하기 위하여 다양한 프리스트레스의 도입, 특히 긴장재(tendon)를 이용한 프리스트레싱 방식 또는 프리스트레싱 강판 이용 방식, 또는 이들의 복합 방식의 프리스트레스를 도입한 연속교를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 신속시공을 위하여 슬래브(slab)가 일체로 성형된 거더를 이용한 연속교를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 하이브리드 거더를 이용한 연속교는 스틸부; 상기 스틸부 상부에 위치하는 콘크리트부; 및 상기 스틸부 하부에 배열된 프리스트레싱 강판을 포함하여 이루어지되, 압축응력 및 인장응력이 영(零)인 중립축이 상기 스틸부와 상기 콘크리트부의 경계에 위치하고 있는 거더를 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

본 발명에 따른 하이브리드 거더를 이용한 연속교를 설명함에 있어 방향 기준을 도 1a 및 도 1c를 참고하여 특정하면,

본 발명에 따른 거더(G)가 단순 거더교(B)의 교대(P1) 또는 교각(P2)에 거치된 상태에서 중력방향을 기준으로 하부에 배열된 스틸부(10) 쪽을 하부로 하고 그 반대쪽을 상부로 정하며,

도 1c에서와 같이 중앙에 배열된 상기 스틸부(10)의 연결판(15)을 중심으로 좌우측을 나눈다.

먼저 하이브리드 거더를 이용한 연속교(B)의 정면도, 거더간 연결부의 부분확대 정단면도, 그리고 다양한 외피 형상을 갖는 거더의 측단면도들을 각각 도시하고 있는 도 1a, 도 1b 및 도 1c에서,

본 발명에 따른 연속교(B)를 위한 하이브리드 거더(G)는 크게 스틸부(10)와 콘크리트부(20)로 이루어지며,

상기 스틸부(10)는 알파벳 'I'자 형상, 즉 통상의 I형강과 같은 형상으로 상 부판(11)과 하부판(13), 그리고 상기 상하부판(11)(13)을 잇는 연결판(15)으로 이루어진 것으로 도시되어 있는데,

이는 건설현장에서 광범위하게 사용되는 I형강(또는 H빔)을 고려한 것으로, 당업자에 의하여 다양한 대체 스틸부가 구현될 수 있다.

상기 콘크리트부(20)는 통상의 골재 배합 콘크리트 또는 공지된 고강도 콘크리트를 사용하여 형성되며,

도면에서 상기 콘크리트부(20)는 상기 스틸부(10)의 상부판(11)과 연결된 외피(21)에 의하여 감싸여 있어 교량 시공 현장이 아닌 외부 공장에서 상기 거더(G)를 제조할 경우 용이하도록 되어 있으며,

이러한 스틸부(10) 및 콘크리트부(20)의 규격은 설계된 거더 및 교량의 크기, 이에 따라 예상되는 사하중과 활하중, 각 부분의 소재, 거더가 거치될 교대 또는 교각의 간격 등의 인자에 따라 다를 것이다.

상기 외피(21)는 상기 콘크리트부(20)의 형상을 지지하고 상기 스틸부(10)와의 결합력을 보장하기에 충분하여야 하며, 상기 스틸부와의 일체화(예: 용접 또는 볼트 체결)를 위하여 같은 강철 소재이거나, 그 외 필요에 따라 다른 비철금속, 합금 또는 합성수지 소재로 이루어질 수 있다.

본 발명의 핵심 중 하나는 압축응력 및 인장응력이 영(零)인 중립축이 상기 거더(G)의 스틸부(10)와 상기 콘크리트부(20)의 경계에 위치하고 있다는 것인데,

즉, 교대(P1) 또는 교각(P2)에 거치된 거더에 휨모멘트가 작용할 경우 발생 되는 휨응력은 압축응력과 인장응력의 중립축을 경계로 작용하는데, 도면에서와 같이 거더(G)의 구조를 하부에 스틸부(10)를 배열하고 상부에 콘크리트부(20)를 배열함에 있어 설계에 의하여 중립축이 두 부위(10)(20)의 경계에 배열되도록 하면 콘크리트의 장점(압축응력에 강함)과 스틸의 장점(인장응력에 강함)을 최대로 활용한 하이브리드 거더의 구현이 가능하며,

이에 따라 압축응력에 강한 콘크리트의 장점과 인장응력에 강한 스틸의 장점은 도입하고 단점은 배제될 수 있도록 하여 최적의 단면형태를 갖고, 이에 따라 형고를 낮출 수 있으며 경제성을 제고하고 다양한 공법 및 다양한 지간에 적용 가능하다.

나아가 상기 외피(21)는 상기 콘크리트부(20)의 양측면까지 감싸고 상면은 덮지 않는 형태인데 이는 교량의 축조 과정에서 거더(G)의 상부로 아스콘과 같은 재료로 슬래브(slab)(B')가 도입되는 경우를 고려한 것이다(상기 콘크리트부 하면에는 외피가 연장되어 있지 않은 구조일 수 있다).

아울러 상기 외피 내부에는 필요에 따라 이형봉강이 배근될 수 있는데,

일일이 이형봉강을 결속하여 골조를 형성하거나 외부에서 별도의 작업으로 미리 특정 거더에 맞게 조립된 골조체를 투입하고, 골재가 배합된 콘크리트를 투입하여 양생하여 콘크리트부(20)를 형성할 수 있다.

또 상기 외피(21) 내면에는 돌출부재(23)를 더 형성하여 상기 콘크리트 부(20)와 상기 외피의 결합력, 나아가 상기 콘크리트부(20)와 상기 스틸부(10)의 결합력을 높일 수 있는데,

상기 돌출부재의 형상, 크기, 개수는 다양하게 선택될 수 있으며,

일례로 도 1c에서와 같이 (가)에는 상기 스틸부 상부판(11) 상면(또는 외피 상면)에만 돌출부재(23)가 형성되어 있고,

(나)에는 (가)에 비하여 외피 양측면에도 돌출부재가 형성되어 있으며,

각 돌출부재(23)는 (가)와 (나)에서 모두 상기 외피와 일단이 결합된 본체부(23a)와, 상기 본체부(23a)의 타단에서 본체부의 길이방향에서 벗어나 있어(도면에서는 직교하는 형태로 형성) 낚시바늘의 미늘과 같은 역할을 하는 저항부(23b)를 갖는 형태이다.

다음으로 도 1c의 (다)에 도시된 돌출부재의 형태는 (나)의 것과 비교하여 외피의 양측 내면에 형성된 돌출부재에 저항부가 없는 것이 다르다.

상기 본체부와 저항부로 이루어진 돌출부재는 공사현장에서 많이 사용하는 대형 볼트를 사용하여 볼트 헤드가 저항부 역할을 하도록 상기 외피 내면에 용접결합 또는 나사결합 시키는 방식으로 구현될 수 있다.

다음으로 일정 길이로 공장 또는 시공현장에서 제조된 거더(G)를 교대(P1) 또는 교각(P2)에 거치한 다음에 거더와 거더를 상호 결속하거나,

또는 미리 일정 길이로 거더와 거더를 결합하여 교대 또는 교각에 거치할 경우에

상기 거더와 거더의 상호결속을 위하여 상기 스틸부(10)의 양단부는 상기 콘크리트부(20)의 양단부 보다 더 길어 연장부(17)를 형성하고 있으며,

상기 연장부에는 거더와 거더를 결속하는 체결수단(19)을 위한 결합공(미도시 됨)이 복수 개 천공되어 있어,

상기 체결수단(19)을 이루는 결속플레이트(19A)를 스틸부(10) 연장부(17)의 상하부판(11)(13)의 상하부에 각각 대고, 또 연결판(15) 내외부에 각각 대고 볼트(19B)를 상기 결합공에 삽입하고 체결한다.

필요에 따라서는 볼트에 의한 거더와 거더의 상호 결속 대신에 용접에 의한 연결이 가능하다.

나아가 상기 콘크리트부의 양단부에도 거더와 거더의 연결을 위하여 철근이 노출되어 있고, 상기 거더와 거더의 콘크리트부(20) 양단부는 현장에서 콘크리트를 타설하여 연결될 수 있어, 결국 상기 스틸부(10)의 연장부(17) 상부에는 콘크리트 현장타설부(25)가 형성된다.

필요에 따라 상기 현장타설부(25) 외면에도 외피가 추가적으로 용접 등의 방식으로 덮일 수 있다.

다음으로 도 1a 내지 도 1c에서 상기 하이브리드 거더를 이용한 단순교(B)에 실재 거더(G)를 교량 또는 교각에 거치할 경우 사하중 및 활하중에 의한 휨모멘트(특히 정모멘트)로 인한 인장응력이 거더 상부에 발생하여 균열이 생기는 것을 억제하기 위하여 프리스트레싱을 추가하고자 도입한 상기 스틸부(10)의 하부판(13)에 는 교축(橋軸) 방향으로 프리스트레싱 강판(S)을 살펴 보도록 한다.

상기 강판(S)의 도입과 관련하여 콘크리트부(20)의 타설 이전에 이후 프리스트레싱 강판의 원활한 고정을 위한 고정수단을 도입하는 것이 바람직한데,

이러한 고정수단은 볼트 또는 단순한 고정핀, 또는 용접방식일 수 있고,

상기 고정수단의 강도와 고정력은 상기 강판 자체의 스트레스와 강판에 가해지는 모멘트 등에 충분히 견딜 수 있는 것이어야 한다.

이때 양생된 거더의 스틸부 하부판에 상기 프리스트레싱을 도입함에 있어 편리성을 추구하고자 콘크리트부(20)가 성형된 거더를 뒤집어 스틸부의 하부판이 상부를 향한 상태에서 상기 강판(S)을 도입하는 것이 바람직하다.

만약 상기 고정수단이 볼트 또는 고정핀일 경우 프리스트레스를 가한 강판(S)을 거더(G)의 스틸부 하부판(13)에 체결하는데,

상기 강판(S)에 프리스트레스를 가하는 방식은 가열에 의한 온도변형이거나 경우에 따라 강판을 늘일 수 있는 유압잭과 같은 공구일 수 있으나,

앞서 언급한 본 발명자에 의한 특허공개 제2002-0041719호 또는 특허공개 제2003-0055061호에서와 같이 비교적 정밀한 프리스트레싱 제어가 가능하고 다단계의 프리스트레스를 도입할 수 있는 온도 프리스트레싱인 것이 바람직하다.

이와 같이 온도 프리스트레싱을 가한 강판(S)을 상기 고정수단에 체결한 다음 스트레스를 제거하여 결국 본 발명에 따른 거더(G)를 교대와 교대 사이, 교대와 교각 사이, 또는 교각과 교각 사이에 거치할 경우 발생하는 사하중과 활하중에 의한 인장응력에 대비할 수 있게 된다.

상기 강판의 규격은 설계된 거더 및 교량의 크기, 이에 따라 예상되는 사하중과 활하중, 강판의 소재, 거더가 거치될 교대 또는 교각의 간격 등의 인자에 따라 다르지만,

적어도 거더에 가해지는 인장응력에는 충분히 대응할 수 있어야 하므로 거더 하부 길이의 50~90%에 해당하는 길이를 갖고, 거더의 하부 폭의 50~100%에 해당하는 폭을 갖는 것이 바람직하다.

이와 같이 연속교(B)에 강판(S)을 이용한 프리스트레싱을 도입하는 것은

특허공개 제2003-0069766호(2003.08.27) 『연속 절곡 긴장재를 이용한 프리스트레스트 거더』에서와 같이 종래 쉬스(sheath)관 매립 긴장재(tendon) 설치 방법에서 쉬스관 설치의 번거로움, 긴장재와 쉬스관 과의 마찰에 의한 프리스트레싱력 손실, 현장작업의 어려움, 고가의 긴장재를 다수 도입해야 하므로 경제적으로 불리, 그리고 긴장력 도입으로 정착부에 응력집중 발생 등의 문제점이

발생하지 않게 되므로 결국 경제성과 시공편리성을 갖게 되고

또 프리스트레싱 강판으로 인하여 하중에 저항할 수 있는 단면적이 커지게 되므로 결국 거더의 형고를 줄일 수 있고,

나아가 기존 긴장재와 비교하여 프리스트레싱의 도입량이 많아지므로 하나의 강판으로 도입할 수 있는 프리스트레싱력이 커지게 되어 효율적인 프리스트레싱 제어가 가능하게 된다.

공지된 긴장재를 사용하는 것에 비하여 강판에 의한 프리스트레싱 도입이 많은 장점을 갖음에도 불구하고, 도 2c에 도시된 바와 같이 강판(S)과 긴장재(30)를 함께 사용하거나,

상기 스틸부와 상기 콘크리트부의 경계에 압축응력 및 인장응력이 영(零)인 중립축을 배열함으로써 거동 특성을 개선한 본 발명의 특성상 도 3에 도시한 바와 같이, 지점부와 지점부 사이에 긴장재(30)만을 도입하여도 충분히 연속교(B)에서 발생하는 정모멘트에 대처할 수 있을 것이다.

이어서 도 1a 및 도 1c에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 콘크리트부(20), 특히 지점(持點)부(P2)에서 사하중 및 활하중에 의한 휨모멘트, 특히 부(-)모멘트로 인한 인장응력이 거더 상부에 발생하여 균열이 생기는 것을 억제하기 위하여 교축방향에 프리스트레싱을 추가하고자 상기 콘크리트부에는 긴장재(tendon)(30)를 교축(橋軸) 방향에 대하여 대칭된 형태로 배열하였는데,

특히 상기 긴장재(30)의 도입을 위하여 상기 콘크리트부에는 미리 쉬스(sheath)관(31)(도 1c 참조)이 매립되어 있는 형태이다.

도 1a에서 상기 긴장재(30)는 콘크리트부(20)의 현장타설부(25)에는 구비되지 않은 형태이지만,

필요에 따라서는 특허공개 제2003-0069766호(2003.08.27) 『연속 절곡 긴장재를 이용한 프리스트레스트 거더』에서와 같이 제1긴장재를 콘크리트부(20)에 도입함과 아울러 상기 현장타설부(25)에도 별도의 제2긴장재를 상기 제1긴장재와 동 일직선상에 배열되지는 않지만 중첩되는 형태로 배열할 수 있다.

또 각 거더에는 상부와 하부에 각각 쉬스관이 배열되어 있고,

쉬스관은 현장타설부(25)에도 배열되어 있어,

우선 제1 및 제2 거더의 각 콘크리트부에 하나의 연속된 제1긴장재가 상부 쉬스관에 배열되고,

이어서 제2 및 제3 거더의 각 콘크리트부에 역시 연속된 제2긴장재가 하부 쉬스관에 배열되는 형태로 하여

현장타설부(25)에도 긴장재가 도입되도록 할 수 있다.

다음으로 본 발명에서는 보다 신속한 시공을 위하여 도 2a에서와 같이, 거더(G)의 콘크리트부(20) 상부에는 슬래브(slab)(B')를 일체로 성형할 수 있는데,

또 필요에 따라 도 2b에서와 같이 긴장재(30)를 교축방향에 대하여 대칭되게 상기 슬래브에 도입할 수 있다.

이어서 도 3a에는 도 2a에 비하여 슬래브(B')가 측면으로 연장되어 날개부(B")를 갖는 형태인데, 이는 광폭 교량을 위하여 거더(G)와 거더를 측면으로 연속 배열하기 위한 것으로, 상기 슬래브(B')의 측면으로는 보강재(33)가 구비되어 있다.

도 3b에 도시된 거더(G)는 도 3a의 것에 비하여 긴장재(30)가 교축방향에 대하여 대칭되게 배열된 점이 다르다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 거더를 이용한 연속교는 교대 또는 교각에 거치될 경우 하부에는 스틸부가 위치하고 상부에는 콘크리트부가 위치하되, 상기 스틸부와 상기 콘크리트부의 경계에 압축응력 및 인장응력이 영(零)인 중립축이 배열되도록 함으로써 압축응력에 강한 콘크리트의 장점과 인장응력에 강한 스틸의 장점은 도입하고 단점은 배제될 수 있으며,

또 상기 콘크리트부를 감싸는 외피를 도입하고, 나아가 상기 외피 내면에 돌출부재를 형성하여 스틸부와의 결합력을 높였으며,

아울러 거더와 거더의 연결을 위하여 상기 스틸부의 양단부가 상기 콘크리트부의 양단부 보다 더 길게 형성하여 스틸부는 체결수단으로 상호 결속하고, 거더와 거더의 연결부에는 콘크리트로 현장 타설하여 연결하였고,

나아가 본 발명은 합성형 교량에서 사하중 및 활하중에 의한 휨모멘트로 인한 인장응력이 특히 거더 상부에 발생하는 것을 방지하기 위하여 다양한 프리스트레스의 도입, 특히 긴장재(tendon)를 이용한 프리스트레싱 방식 또는 프리스트레싱 강판 이용 방식, 또는 이들의 복합 방식의 프리스트레스를 도입하였으며,

또 신속시공을 위하여 슬래브(slab)가 일체로 성형된 거더를 이용한 연속교를 제공할 수 있다.

이상의 설명에서 다양한 교량의 시공방법과 거더교와 관련된 통상의 공지된 기술에 대한 구체적인 언급은 생략되어 있으나, 당업자라면 이를 당연히 추측 및 추론할 수 있을 것이다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 개략적인 형상과 특정 공정에 따른 거더 및 연속교를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

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11. 스틸부;

    상기 스틸부 상부에 위치하는 콘크리트부; 및

    상기 스틸부 하부에 배열된 프리스트레싱 강판을 포함하여 이루어지되,

    압축응력 및 인장응력이 영(零)인 중립축이 상기 스틸부와 상기 콘크리트부의 경계에 위치하고 있고,

    상기 콘크리트부의 외곽은 상기 스틸부의 상부판과 연결된 외피에 의하여 감싸져 있으며,

    상기 외피의 내면에는 상기 콘크리트부와 상기 외피의 결합력을 높이기 위하여,

    상기 외피와 일단이 결합된 본체부와, 상기 본체부의 타단에서 본체부의 길이방향에서 벗어나 있어 낚시바늘의 미늘과 같은 역할을 하는 저항부로 이루어진 돌출부재가 형성되어 있으며,

    상기 스틸부는 상부판, 하부판, 상기 상하부판을 잇는 연결판으로 이루어져, 단면의 형상이 알파벳 'I'형태이고,

    거더와 거더의 연결을 위하여 상기 스틸부의 양단부는 상기 콘크리트부의 양단부 보다 더 길어 연장부를 형성하되,

    상기 스틸부의 양단 연장부에는 거더와 거더를 결속하는 체결수단을 위한 결합공이 복수 개 천공되어 있고,

    상기 콘크리트부의 양단부에는 거더와 거더의 연결을 위하여 철근이 노출되어 있고,

    상기 프리스트레싱 강판의 프리스트레싱 방식은 가열에 의한 온도변형이고,

    상기 콘크리트부에는 긴장재(tendon)가 교축(橋軸) 방향에 대하여 대칭되게 배열되어 있고

    상기 긴장재의 도입을 위하여 상기 콘크리트부에는 미리 쉬스(sheath)관이 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 거더를 이용한 연속교.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 콘크리트부의 상부에는 슬래브(slab)가 일체로 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 거더를 이용한 연속교.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 슬래브는 측면으로 거더를 연속 배열하기 위한 날개부를 갖는 것을 특징으로 하는 하이브리드 거더를 이용한 연속교.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 슬래브에는 긴장재(tendon)가 교축(橋軸) 방향에 대하여 대칭되게 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 거더를 이용한 연속교.

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