KR100691872B1 - 원호 모양의 리브 전단연결재 및 이를 이용한 강합성교량의 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강합성 교량을 구성하는 강주형과 콘크리트 바닥판의 사이에 작용하는 수평전단력을 분담하도록 강주형의 상부면에 접합되는 원호 모양의 리브 전단연결재로서, 강주형(300)의 교축방향 상부면에 접합될 연속적인 하부면을 가지며, 상부에 원호형 돌기(210)와 원호형 홈(220)이 교번으로 길이방향을 따라 연속적으로 다수개 형성된다. 본 발명은 상부에 다수개의 원호형 돌기와 홈을 교번으로 연속적으로 형성한 원호 모양을 갖도록 하여 충분한 강도와 극한 거동시 연성을 충분히 확보할 수 있고, 또한 강주형에 접합될 하부면을 연속화하여 용접성을 개선하는 효과가 있다.

Description

원호 모양의 리브 전단연결재 및 이를 이용한 강합성 교량의 결합구조{Arc shaped rib shear connector and connection for steel-concrete composite bridges}

도 1은 통상의 강합성 교량에서 콘크리트 바닥판과 강주형의 결합관계를 도시한 단면도이고,

도 2는 도 1에 도시된 통상적인 강주형의 형상을 도시한 사시도이며,

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 원호 모양의 리브 전단연결재의 구성관계를 도시한 개략도이고,

도 4는 도 3에 도시된 리브 전단연결재를 이용한 강합성 교량의 결합관계를 도시한 단면도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

200 : 전단연결재 210 : 원호형 돌기

220 : 원호형 홈 300 : 강주형

310, 320, 330 : 강판 340 : 콘크리트 바닥판

350 : 철근

본 발명은 콘크리트 바닥판과 강주형으로 구성되는 강합성 교량에서 합성작용을 위한 전단연결재에 관한 것이며, 특히, 전단력이 발생하는 콘크리트 바닥판과 강주형 사이의 경계면에서 큰 전단강성과 극한 상태에서 적절한 연성을 갖는 원호 모양의 리브 전단연결재에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 원호 모양의 리브 전단연결재를 이용하여 콘크리트 바닥판과 강주형을 서로 결합하는 강합성 교량의 결합구조에 관한 것이기도 하다.

강합성 교량은 콘크리트 바닥판과 전단연결부인 강주형을 결합하여 구성하는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같은 결합관계를 갖도록 구성된다. 도 1은 통상의 강합성 교량에서 콘크리트 바닥판과 강주형의 결합관계를 도시한 단면도이고, 도 2는 종래기술에 따른 강주형의 형상을 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 강주형(100)은 H 형상을 갖는 것으로서, 소정의 두께를 갖는 3개의 강판(110, 120, 130)을 H 형상으로 서로 용접하여 구성한 것이다. 이러한 강주형(100)의 구성요소 중에서 상부강판(110)은 콘크리트 바닥판(140)과 접촉하는 부분이다.

이러한 상부강판(110)과 콘크리트 바닥판(140)의 사이에는 수평전단력이 작용한다. 따라서 통상의 강합성 교량에는 상부강판(110)에 일정 간격을 두고 다수의 전단연결재(150)를 각각 용접한 후 그 상부에 콘크리트를 타설하여 합성단면을 구성하고 있다. 이렇듯, 통상의 강합성 교량에서는 상부강판(110)과 콘크리트 바닥판(140)의 사이에서 발생하는 수평전단력을 전단연결재(150)에서 분담하도록 구 성하고 있다.

여기에 사용되는 전단연결재(150)는 스터드, 채널, 트러스 등 다양한 형상을 갖고 있으나, 제작의 편의를 위해 일정한 직경을 갖는 스터드 볼트를 가장 많이 사용하고 있다. 이러한 스터드 전단연결재는 충분한 강도와 극한 거동시 연성을 확보하는 특징이 있으나, 인부들이 직접 강주형의 상부강판에 개별적으로 용접해야 함으로 작업시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 번거롭다는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 강주형에 접합되는 하부면을 연속화하되 상부가 연속적인 원호 모양을 갖도록 구성함으로써 충분한 강도와 극한 거동시 연성을 충분히 확보하면서도 작업성을 개선하는 원호 모양의 리브 전단연결재 및 이를 이용한 강합성 교량의 결합구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원호 모양의 리브 전단연결재는, 강주형의 교축방향 상부면에 접합될 연속적인 하부면을 가지며, 상부에 원호형 돌기와 원호형 홈이 교번으로 길이방향을 따라 연속적으로 다수개 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 원호 모양의 리브 전단연결재를 강주형과 콘크리트 바닥판의 사이에 작용하는 수평전단력을 분담하도록 강주형의 상부면에 접합하여 강합성 교량의 결합구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.

아래에서, 본 발명에 따른 원호 모양의 리브 전단연결재의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 원호 모양의 리브 전단연결재의 구성관계를 도시한 개략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 원호 모양의 리브 전단연결재(200)는 소정의 길이, 높이 및 두께(예를 들어, 10mm)를 갖는 강판을 가공하여 형성한 것으로서, 상부가 연속적인 원호 모양을 갖도록 구성한 것이다. 즉, 본 발명의 리브 전단연결재(200)는 강주형의 길이에 대응하는 하부 길이를 가지며, 상부에 원호형 돌기(210)와 원호형 홈(220)이 교번으로 길이방향을 따라 연속적으로 다수개 형성된다.

본 발명의 리브 전단연결재(200)는 소정의 길이, 높이 및 두께를 갖는 사각형상의 강판을 높이방향의 중심축 라인에 대해 원호형 돌기(210)와 원호형 홈(220)이 교번으로 형성되도록 절단 가공함으로써 상하부가 상호 대칭되는 형태로 2개가 제작된다. 이 때, 다수개의 원호형 돌기(210) 및 원호형 홈(220)은 교번으로 연속적으로 연결되면서 형성되는 것으로서, 가상선으로 연결할 경우 각각 원형 형태를 갖는다. 그리고 원호형 돌기(210)의 하부쪽은 그 양 쪽에 위치하는 원호형 홈(220)에 의해 잘록한 형태를 갖도록 구성된다.

따라서 본 발명의 리브 전단연결재(200)는 극한 거동시 원호형 돌기(210)의 잘록한 부분에서 연성거동을 하게 된다. 또한, 본 발명의 리브 전단연결재(200)는 하부가 일정 두께를 연속적으로 갖기 때문에 강주형에 자동 필렛용접하여 손쉽게 접합할 수가 있다.

아래에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 원호 모양의 리브 전단연결재를 이용한 강합성 교량의 결합구조에 대해 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도 4는 도 3에 도시된 리브 전단연결재를 이용한 강합성 교량의 결합관계를 도시한 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 강합성 교량은 통상적인 강주형(300)의 상부면의 교축방향을 따라 원호 모양의 리브 전단연결재(200)를 자동 필렛용접한 후 그 상부에 콘크리트를 타설하여 콘크리트 바닥판(340)을 형성하여 제작한다. 도 4의 강주형(300)은 통상적인 소정의 두께를 갖는 3개의 강판(310, 320, 330)을 H 형상으로 서로 용접하여 구성한 것이다. 그러나 본 발명은 강주형(300)으로 I형 거더 또는 박스형태의 거더를 사용할 수도 있다.

그리고 본 발명은 강주형(300)의 상부강판(310)의 길이에 대응하는 길이를 갖는 원호 모양의 리브 전단연결재(200)의 하단을 상부강판(310)의 교축방향을 따라 용접하여 고정한다. 이 때, 리브 전단연결재(200)는 강합성 교량의 폭방향으로 일정 간격을 두고 다수개 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 강합성 교량은 콘크리트 바닥판(340) 내에 철근(350)이 매설되도록 리브 전단연결재(200)의 원호형 홈(220)에 철근(350)을 배열한 후에 콘크리트를 타설하는 것이 바람직하다. 이 때, 철근(350)은 리브 전단연결재(200)의 원호형 홈(220)에 각각 한 개씩 위치하는 것이 바람직하다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 리브 전단연결재는 상부에 다수개의 원호형 돌기와 홈을 교번으로 연속적으로 형성한 원호 모양을 갖도록 하여 충분한 강도와 극한 거동시 연성을 충분히 확보할 수 있고, 또한 강주형에 접합될 하부면을 연속화하여 접합 작업을 개선하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 원호 모양의 리브 전단연결재를 콘크리트 바닥판과 강주형을 결합하는 매체로 이용함으로 보다 경제적인 강합성 교량을 제작하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 원호 모양의 리브 전단연결재 및 이를 이용한 강합성 교량의 결합구조에 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 (3)

1. 강합성 교량을 구성하는 강주형과 콘크리트 바닥판의 사이에 작용하는 수평전단력을 분담하도록 강주형의 상부면에 접합되는 전단연결재로서,

   상기 강주형의 교축방향 상부면에 접합될 연속적인 하부면을 가지며, 상부에 원호형 돌기와 원호형 홈이 교번으로 길이방향을 따라 연속적으로 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 원호 모양의 리브 전단연결재.
2. 강주형과 콘크리트 바닥판의 사이에 작용하는 수평전단력을 분담하도록 강주형의 상부면에 전단연결재를 접합하여 구성한 강합성 교량의 결합구조로서,

   상기 강주형의 교축방향 상부면에 접합될 연속적인 하부면을 가지며 상부에 원호형 돌기와 원호형 홈이 교번으로 길이방향을 따라 연속적으로 다수개 형성된 원호 모양의 리브 전단연결재를 상기 강주형의 상부면에 접합하여 구성한 것을 특징으로 하는 강합성 교량의 결합구조.
3. 제2항에 있어서,

   상기 다수개의 원호형 홈 내에는 철근이 각각 배열되는 것을 특징으로 하는 강합성 교량의 결합구조.

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