KR100698780B1 - Girder of Bridge with Elongated Flange - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교량하부구조물에 지지되는 폐쇄단면의 박스형 콘크리트 거더에 관한 것으로서, 상면이 개방되지 않도록 폐쇄된 박스단면으로 제작되며 하부플랜지부, 복부 및 상부플랜지부를 포함하는 몸통부; 및 상기 몸통부의 상부플랜지부 양 측면으로 돌출 연장된 플랜지부로서 상기 플랜지부는 인접한 다른 거더의 플랜지부와 거의 맞닿도록 연장되어 설치된 확폭플랜지부;를 포함하되, 상기 확폭플랜지부에 의하여 거더 단면의 중립축이 상부로 이동됨에 따른 거더단면의 효율적인 저항능력을 향상시킨 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a box-shaped concrete girder of the closed cross-section supported on the bridge lower structure, the body portion is made of a closed box cross-section so that the upper surface is not opened and includes a lower flange portion, the abdomen and the upper flange portion; And a flange portion protruding from both sides of the upper flange portion of the trunk portion, wherein the flange portion extends to be in contact with the flange portion of another adjacent girder; It is characterized in that the efficient resistance capacity of the girder cross section as it moves to the upper portion.

U형거더, 박스거더 U-girder, box girder

Description

확폭플랜지부가 형성된 교량용 거더{Girder of Bridge with Elongated Flange}Girder of Bridge with Elongated Flange}

도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 1d는 종래의 교량형태를 구분하여 도시한 것이다.1A, 1B, 1C, and 1D show conventional bridge types separately.

도 2a는 본 발명의 교량용 거더를 측면도로 도시한 것이다.Figure 2a shows a side view of the bridge girders of the present invention.

도 2b는 본 발명의 교량용 거더를 횡단면도 및 그 정면도를 각각 도시한 것이다.Figure 2b is a cross-sectional view and a front view of the bridge girders of the present invention, respectively.

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

100: 본 발명의 교량용 거더 110:몸통부100: bridge girder 110 of the present invention:

111:하부플랜지부 112:복부111: lower flange 112: abdomen

113:상부플랜지부 120:확폭플랜지부113: upper flange portion 120: wide flange portion

130:강재 140:PC 강선130: steel 140: PC steel wire

본 발명은 확폭플랜지부가 형성된 교량용 거더에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 교량하부구조물에 지지되며 슬래브와 별도로 설치되는 폐쇄단면의 박스형 콘 크리트 거더에 관한 것이다.The present invention relates to a bridge girder having a wide flange portion. More specifically, the present invention relates to a box-shaped concrete girder of a closed section supported by the bridge undercarriage and installed separately from the slab.

도 1a는 통상의 박스거더교(10)를 도시한 것이다. 이러한 박스거더교를 소개한 이유는 외형상 유사하게 판단될 수 있는 본 발명과의 구별을 위함이다.1A illustrates a conventional box girder bridge 10. The reason for introducing such a box girder bridge is to distinguish it from the present invention which can be judged similarly in appearance.

즉, 도 1a의 박스거더교(10)는 슬래브 하면에 거더를 설치하는 방식이 아닌, 거더(11)와 슬래브(12)가 일체로 제작되어 교량하부구조물에 설치되고, 슬래브 상면에 포장층(13)을 시공하는 방식으로 교량시공이 완료되는 반면, 본 발명은 슬래브와 거더가 별도로 시공되는 방식이라는 점에서 차이가 있다고 할 것이다.That is, in the box girder bridge 10 of FIG. 1A, the girder 11 and the slab 12 are integrally manufactured and installed on the bridge lower structure, rather than the girder is installed on the lower surface of the slab, and the paving layer 13 is disposed on the upper surface of the slab. While the bridge construction is completed in a manner of constructing), the present invention will be different in that the slab and the girder are constructed separately.

도 1b는 종래의 슬래브(20) 하부에 설치되며 교량하부구조물(교대 및 교각)에 지지된 U형 거더(30)를 도시한 것이다.FIG. 1B shows a U-shaped girder 30 installed below the conventional slab 20 and supported on a bridge substructure (alternation and piers).

상기 U형거더(30)는 교량하부구조물에 의하여 교량 횡방향으로 교량폭에 따라 다수가 지지되어 설치되며, 상기 U형거더(30)는 상부가 개방되는 개방형 단면구조로서 콘크리트로 제작되며, 통상은 공장 또는 부근 제작장에서 제작한 후, 교량하부구조물에 거치되는 방식으로 설치된다.The U-shaped girder 30 is installed by a plurality of bridges in the bridge transverse direction by the bridge lower structure is installed, the U-shaped girder 30 is made of concrete as an open cross-sectional structure in which the top is open, usually After being manufactured in a factory or a nearby workshop, it is installed in a way that is mounted on the bridge substructure.

상기 U형거더(30)는 하부플랜지부(33) 및 하부플랜지부에 연결되어 상방으로 설치되는 복부(32) 및 상기 복부(32) 양측 바깥쪽 방향으로 돌출된 플랜지부(31)로 이루어지며, 동일단면형상으로 소정의 길이를 가지도록 제작된다.The U-shaped girder 30 is composed of a lower portion (33) and the lower portion connected to the lower flange portion (32) is installed upward and the flange portion 31 protruding in both the outward direction of the abdomen (32) It is produced to have a predetermined length in the same cross-sectional shape.

이때, 상기 복부(32) 내부에는 통상 길이방향으로 미도시된 포물선형태로 PC 강선이 매립되어 복부 양 단부에서 긴장 후 정착되어 효율적인 구조단면 즉, 보다 작은 형고와 작은 두께의 단면구성으로 U형 거더(30)가 설계되도록 하고 있다.At this time, inside the abdomen 32, PC steel wire is embedded in a parabolic shape, not shown in the longitudinal direction in general, and is fixed after tension at both ends of the abdomen. (30) is to be designed.

교량의 슬래브 폭에 따라 U형 거더(30)의 전체 설치 개수가 정해지게 되는 데, 도 1에는 3개의 U형 거더(30)가 설치되어 있음을 알 수 있다.The total number of installations of the U-girder 30 is determined according to the slab width of the bridge, it can be seen that three U-girder 30 is installed in FIG.

교량 제작 공사비의 경제성을 확보하기 위하여 동일한 슬래브 폭을 기준으로 U형 거더(30)의 설치개수를 최소한으로 하는 것이 가장 바람직한데, 이를 위해서는 설치개수를 줄이는 만큼 개개 U형 거더(30)의 단면크기 및 형고 등을 증대시키거나 복부에 매립되는 PC 강선의 양을 증대시킬 필요가 있다.It is most desirable to minimize the number of installation of the U-type girder 30 based on the same slab width in order to secure the economic efficiency of the bridge construction cost, for this purpose, the cross-sectional size of the individual U-type girder 30 as much as the number of installation is reduced. And increase the amount of PC steel wire embedded in the abdomen or the like.

하지만 U형 거더(30)의 단면크기 및 형고를 증대시키는 것은 곧 그 자중을 증대시키는 것이 되므로 그 제작, 운반 및 설치에 있어 제한되는 경우가 많고, 특히 형고를 증대시키는 것이 현장여건상 불가능한 경우도 있어 현실적으로 바람직하지 않고, PC 강선을 증대시키는 것도 경제성뿐만 아니라, 특히 상부플랜지부에 발생하는 압축응력이 콘크리트 허용압축응력을 초과하는 경우 그 설치량에 있어 한계가 있다는 문제가 있었다.However, since increasing the cross-sectional size and the height of the U-girder 30 is to increase its own weight, it is often limited in its manufacture, transportation and installation, and in particular, even if it is impossible to increase the height in the field conditions There is a problem in that it is not practical, and increasing the PC steel wire is not only economical, but also limited in the amount of installation when the compressive stress generated in the upper flange portion exceeds the allowable compressive stress of concrete.

단면설계에 있어서도 통상 U형 거더(30)의 경우, 상부플랜지 폭과 하부플랜지 폭이 큰 차이가 없도록 제작되기 때문에, 소요 설계하중이 작용하는 경우, 상부플랜지에 대한 압축응력이 허용압축응력에 훨씬 근접하게 되고, 오히려 하부플랜지에 대한 인장응력은 허용인장응력보다 훨씬 낮은 수치를 나타내어 통상은 PC 강선보다도 U형 거더(30)의 형고를 증가시키는 방법으로 단면설계를 하고 있는 실정이다. 따라서 형고가 커질 수밖에 없는 관계로 자중이 커질 수밖에 없고, 미관 즉 사용성이 떨어져 장지간의 교량용 거더로는 적용되지 않는 다는 구조적인 문제점을 내재하고 있었다.Even in the cross-sectional design, since the U-type girder 30 is manufactured so that there is no big difference between the width of the upper flange and the width of the lower flange, if the required design load is applied, the compressive stress on the upper flange is much higher than the allowable compressive stress. As a result, the tensile stress on the lower flange is much lower than the allowable tensile stress, so that the cross-sectional design is generally performed by increasing the mold height of the U-shaped girder 30 than the PC steel wire. Therefore, due to the inevitability of the sentence, the self-weight is inevitably increased, and there is a structural problem that it is not applicable to bridge girders between the bridges because of its aesthetics.

나아가, 곡선교의 경우에는 상부가 개방된 상태로 제작되기 때문에 비틀림에 대한 저항능력이 아주 적어 U형 거더 자체를 곡선형태로 제작하지 못하고, U형 거더는 직선으로 배치하고, 슬래브를 곡선처리하는 방식으로 이용될 수밖에 없다는 문제점이 있었다.Furthermore, in the case of curved bridges, since the upper part is manufactured in an open state, the resistance to torsion is so small that the U type girders themselves cannot be manufactured in a curved shape, and the U type girders are arranged in a straight line, and the slab is curved. There was a problem that it can only be used in a manner.

또한 U형 거더(30) 상부면에 설치되는 슬래브의 경우에도 슬래브콘크리트 타설 시, U형 거더(30) 사이의 이격거리가 항상 존재하여 슬래브용 거푸집 지지용 동바리가 항상 필요하게 되어 그 시공성 및 작업성이 매우 떨어진다는 문제점이 있었으며, 특히 U형 거더(30)의 설치개수를 줄여 U형 거더(30) 사이의 거리가 늘어나는 경우 슬래브의 지간이 커질 수밖에 없어 이에 저항하기 위해서는 슬래브의 두께를 증대시켜야 하는 구조적인 문제점이 있었다. In addition, even in the case of slab installed on the upper surface of the U-shaped girder 30, when the slab concrete is placed, there is always a separation distance between the U-shaped girder 30, so that the formwork for supporting the slab is always needed for its workability and work There is a problem that the castle is very poor, in particular, when the distance between the U-girder 30 is reduced by reducing the number of installation of the U-girder 30, the distance between the slab is bound to increase, the thickness of the slab must be increased to resist this. There was a structural problem.

나아가 상기 U형 거더(30)의 상부플랜지부의 경우 상면이 개방되어 있으므로 U형 거더(30)의 상부면에 소정의 횡방향구배가 형성되도록 하는 것은 불가능하여, 통상 슬래브(20) 또는 슬래브 상부에 포설되는 포장층에 횡방향구배를 주는 방식으로 시방서에 규정된 노면의 횡구배를 잡아주었다. 하지만 이러한 작업은 매우 번거로워 이러한 작업을 줄일 수 있다면 이 또한 효율적이고 경제적인 교량제작이 가능하여 그 문제 해결의 방법에 대한 필요성이 제기 되었다.Furthermore, since the upper surface of the upper flange portion of the U-shaped girder 30 is open, it is impossible to have a predetermined lateral gradient formed on the upper surface of the U-shaped girder 30, so that the slab 20 or the upper slab is usually The lateral gradient of the road surface specified in the specification was captured by giving a lateral gradient to the pavement layer installed on the ground. However, this work is very cumbersome, and if such work can be reduced, it is also possible to manufacture bridges efficiently and economically, which raises the need for a solution to the problem.

도 1c는 종래의 별도의 슬래브 설치작업이 필요 없는 사각박스거더교를 측면도로 도시한 것이다. 상기 사각박스거더교는 다수의 사각박스형 거더(40)를 횡방향으로 서로 연접하여 설치한 상태에서, 사각박스형 거더를 횡방향으로 관통하는 PC 강선(50)을 긴장 후, 정착시키고, 슬래브 타설 없이 포장층을 사각박스형 거더(40) 상면에 형성시키는 방식이라 할 수 있다.Figure 1c is a side view showing a rectangular box girder bridge that does not require a conventional separate slab installation work. The rectangular box girder bridge is installed in a state in which a plurality of rectangular box-type girders 40 are connected to each other in the lateral direction, and after tensioning the PC steel wire 50 penetrating the rectangular box-type girders in the lateral direction, the paving without slab casting It can be said that the layer is formed on the upper surface of the rectangular box girders (40).

본 발명과 관련하여, 설치되는 사각박스형 박스거더의 개수를 많이 설치하여 전체적으로 형고를 상당히 낮출 수 있다는 장점 및 시공성이 뛰어나다는 장점은 있으나, 거더의 설치개수가 증대하여 공사비가 고가이며, 횡구배와 관련하여 배수처리에 어려움이 있고, 횡방향 PC 강선을 위한 정밀시공이 필요하며, 교량(슬래브) 폭이 클 경우 설치되는 거더 수가 증대되어 자중에 의한 제한성이 있다는 문제점 이외에,In connection with the present invention, the number of rectangular box-type box girders to be installed is installed, but there is an advantage that the overall height can be significantly lowered and the construction is excellent, but the number of installation of the girder is increased, the construction cost is expensive, and the horizontal gradient and In addition to the problems that there are difficulties in drainage treatment, precision construction for transverse PC steel wire is needed, and when the bridge (slab) width is large, the number of girders to be installed increases and it is limited by its own weight.

역시 단면설계에 있어서도 상기 U형 거더(30)와 마찬가지로 상부플랜지 폭과 하부플랜지 폭이 거의 같기 때문에 역시 상부플랜지에 대한 압축응력이 허용압축응력에 훨씬 근접하게 되고, 오히려 하부플랜지에 대한 인장응력은 허용인장응력보다 훨씬 낮은 수치를 나타내어 상당히 비경제적인 단면구조라는 문제점이 지적되었다.In the cross-sectional design as well, the width of the upper flange and the width of the lower flange are almost the same as the U-girder 30, so the compressive stress on the upper flange is much closer to the allowable compressive stress, and the tensile stress on the lower flange is The problem of being considerably uneconomical cross-sectional structure was pointed out as much lower than the allowable tensile stress.

도 1d는 아주 일반적인 슬래브 하부에 설치되는 I형 단면의 플레이트 거더교를 도시한 것이다.Figure 1d shows a plate girder bridge of type I cross-section installed on the bottom of a very common slab.

통상 I형 단면의 플레이트 거더(60)의 간격은 2.5M 정도인데 제작이 간단하여 경제성 측면에서는 유리하나, 설치되는 거더 개수 및 장지간 설치를 위하여 통상 형고를 높이거나 PC 강선을 내부 또는 외부에 설치하는 단면설계방식을 따르게 되지만 이에는 한계가 있고, U형 거더와 같이 횡방향으로의 거더 설치개수를 줄이기 위해서 거더 간격을 크게 하고, 형고를 높이는 경우 슬래브의 두께를 증가시켜야 하며, 슬래브용 거푸집 지지용 동바리가 항상 필요하게 되어 그 시공성 및 작업성이 매우 떨어진다는 문제점이 있었으며,Plate Girder (60) of the I-type cross section is usually about 2.5M, but the production is simple and advantageous in terms of economical efficiency, but in order to install the number of girders and long-term installation, usually increase the mold height or install the PC steel wire inside or outside However, there is a limit to this, but there is a limit to this, and in order to reduce the number of girders installed in the lateral direction like U-girder, the girder spacing should be increased, and if the mold height is increased, the slab thickness should be increased, and the slab formwork is supported. There was a problem that the dragon club is always needed and its workability and workability are very poor.

또한 비틀림에 대한 저항능력이 적어 U형 거더와 마찬가지로 곡선교 적용에 있어 거더는 직선으로 배치하고, 슬래브를 곡선처리하는 방식으로 시공하게 된다는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem in that the girder is disposed in a straight line, and the slab is curved in the same way as the U-girder, because the resistance to torsion is small.

본 발명의 목적은 도로교 및 철도교 등의 작용하중을 분석하여 거더에 작용하는 응력을 계산하는 경우 종래의 거더 형식들은 상부플랜지에 작용하는 압축응력이 허용압축응력에 근접하는 반면 하부플랜지에 작용하는 인장응력은 상대적으로 허용인장응력에 여유가 있어, 보다 효율적인 단면구조로서 즉 거더와 별도의 슬래브로 구성되는 거더단면구조에 있어서 상부플랜지의 압축응력을 저감시키고, 슬래브시공을 용이하게 하여 동일 교량 폭(슬래브 폭)에 있어 적은 개수의 교량용 거더를 설치할 수 있도록 함과 더불어 곡선교의 처리가 용이하도록 하는 교량용 거더를 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to calculate the stress acting on the girder by analyzing the working load of road bridges and railway bridges, the conventional girder type is the tension acting on the lower flange while the compressive stress acting on the upper flange is close to the allowable compressive stress The stress has a relatively large allowable tensile stress, and as a more efficient cross-sectional structure, that is, a girder cross-section structure composed of a girder and a separate slab, the compressive stress of the upper flange is reduced, and the slab construction is facilitated, so that the same bridge width ( It is to provide a bridge girder to facilitate the treatment of curved bridges, as well as to install a small number of bridge girders in the slab width).

본 발명은 상기 기술적과제를 달성하기 위하여, 슬래브 하부면에 교량하부구조물 지지되어 설치되는 교량용 프리캐스트 콘크리트 거더에 있어서, In the present invention, in order to achieve the above technical problem, in the precast concrete girder for bridges that are installed to support the lower bridge structure on the lower surface of the slab,

상면이 개방되지 않도록 폐쇄된 박스단면으로 제작되며 하부플랜지부, 복부 및 상부플랜지부를 포함하는 몸통부(110); 및 Body portion 110 is made of a closed box cross-section so that the upper surface is not opened and includes a lower flange portion, the abdomen and the upper flange portion; And

상기 몸통부의 상부플랜지부 양 측면으로 돌출 연장된 플랜지부로서 상기 플랜지부는 인접한 다른 거더의 플랜지부와 거의 맞닿도록 연장되어 설치된 확폭플랜지부(120);를 포함하되, A flange portion protruding and extending to both sides of the upper flange portion of the body portion, and the flange portion expanded flange portion 120 is installed to extend substantially in contact with the flange portion of the adjacent girder;

상기 확폭플랜지부에 의하여 거더 단면의 중립축이 상부로 이동됨에 따라 몸 통부 하부에 발생되는 인장응력에 저항하기 위하여,In order to resist the tensile stress generated in the lower part of the body as the neutral axis of the girder section is moved upward by the wide flange portion,

거더 중앙부의 몸통부 하부플랜지의 두께(h1)를 거더 양 단부 몸통부의 하부플랜지의 두께(h2)보다 크게 형성시키거나, 강판 또는 강봉을 포함하는 강재(130)를 하부플랜지부 내부에 길이방향으로 매립되도록 하였으며, 가장 최적의 거더 단면에 대한 제한적인 거더 부재 단면을 제시하였다. The thickness h1 of the lower flange of the trunk portion of the girder may be greater than the thickness h2 of the lower flange of the trunk portion of the both ends of the girder, or the steel 130 including the steel plate or the steel rod may be formed in the lengthwise direction of the lower flange. Landfill and limited girder member cross section for the most optimal girder cross section.

이하, 본 발명에 따른 확폭플랜지부(120)가 형성된 교량용 거더(100)를 도시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a bridge girder 100 having the wide flange portion 120 according to the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiment.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 교량용 거더(100)를 횡단면도 및 측면도로 도시한 것이다.2A and 2B illustrate a cross-sectional and side view of a bridge girder 100 of the present invention.

상기 교량용거더(100)는 크게 몸통부(110) 및 상기 몸통부 상부 양 측으로 돌출된 확폭플랜지부(120)로 구성되어 있으며, 특히 종래의 U형 거더와 비교하여 상기 확폭플랜지부에 의하여 거더의 상부 폭이 상당히 넓게 형성되어 있으며, 몸통부가 폐쇄단면구조로 되어 있음을 그 기술적 특징으로 한다.The bridge girder 100 is composed of a body portion 110 and a wide flange portion 120 protruding to both sides of the upper portion of the body portion, in particular compared to the conventional U-girder girders by the wide flange portion The upper width of the is formed to be considerably wide, the body is characterized in that the closed cross-sectional structure.

상기 몸통부(110)는 상부플랜지부(113) 양 단부 하면에 하방으로 연장된 복부(112) 및 상기 복부 사이에 형성된 하부플랜지부(111)로 구성되어 박스단면으로 제작되며, 박스 단면구조로 상면이 폐쇄되도록 제작된다.The torso 110 is formed of a box cross-section consisting of a lower portion (111) formed between the abdomen 112 extending downwards on the lower surface of both ends of the upper flange portion 113 and the abdomen, the box cross-sectional structure The upper surface is made to be closed.

이러한 박스 단면구조로 제작함으로서 상기 몸통부 자체로도 슬래브시공을 위한 동바리 역할을 할 수 있어 슬래브시공 및 슬래브 두께를 줄일 수 있다는 장점이 있으며, 그 제작을 위한 거푸집설치 및 해체에 있어 시스템 거푸집을 사용할 수 있으며, 박스형으로 제작되므로 뒤틀림 강성에 매우 유리하고, 곡선교에 있어 그 적용이 매우 유리하다는 장점이 있다.By producing such a box cross-section structure, the body portion itself can act as a swivel for slab construction, thereby reducing the slab construction and slab thickness, and using the system formwork in the formwork installation and dismantling for the fabrication. And, because it is manufactured in a box shape, it is very advantageous for the torsional stiffness, and has an advantage that the application is very advantageous in the curved bridge.

상기 몸통부(110) 상부는 폐쇄되어 있지만, 인접한 거더와 거더 사이가 서로 이격된 경우에는 그 이격거리에 따라 슬래브시공을 위하여 거더와 거더사이에 별도의 슬래브콘크리트 거푸집용 지지판(일종의 데크플레이트)을 별도로 설치하는 등 그 시공성이 매우 떨어지는 문제점이 있는데, 본 발명에서는 이를 해결하기 위하여 상기 몸통부(110)의 상부에 플랜지부를 형성시키되 상기 플랜지부를 종래와 같이 거더의 운반 및 설치에 있어 도움을 주는 역할을 뛰어넘어 슬래브의 동바리 역할을 할 수 있도록 확장 돌출된 확폭플랜지부(120)로 제작되도록 하였다.The upper part of the body 110 is closed, but when the space between the adjacent girder and the girder is spaced apart from each other, a separate slab concrete formwork support plate (type of deck plate) between the girder and the girder for the slab construction according to the separation distance There is a problem that the installation is very poor, such as a separate installation, in the present invention to form a flange portion on the upper portion of the body portion 110 to solve this, the flange portion to help in carrying and installing the girder as in the prior art It was made to be made of a widening flange portion 120 protruded to be able to go beyond the role of the slab club.

이러한 확폭플랜지부(120)의 존재에 의하여 거더(100) 자체의 무게는 다소 증가될 수 있으나, 확폭플랜지부(120)의 두께를 최소화 하는 경우 그 무게의 증가량은 충분히 줄일 수 있다.The weight of the girder 100 itself may be somewhat increased due to the presence of the wide flange 120, but if the thickness of the wide flange 120 is minimized, the increase in weight may be sufficiently reduced.

이로서 확폭플랜지부(120)가 상부 양 측으로 돌출 연장된 몸통부(110)로 이루어진 본 발명의 교량용 거더(100)의 단면은 마치 상부플랜지부가 하부플랜지부의 폭보다 큰 단면구조로 제작되는데, 본 발명의 기술적 특징은 이러한 단면구조를 슬래브 시공이 필요 없는 데크형 교량이 아닌 순수하게 교량용 거더로서 적용하고, 이로서 슬래브 시공성이 매우 뛰어나게 되며, 슬래브 콘크리트 타설 시 거더(100)의 상부면과 일체화되어 추후 교통하중 등을 포함한 공용하중에 대하여 일체로 거동할 수 있어 결과적으로 슬래브의 설계 두께를 구조적으로도 줄일 수 있게 되며, 슬래브콘크리트 타설을 위한 거푸집 및 동바리 설치가 획기적으로 줄어들 수 있게 된다.As a result, the cross section of the bridge girders 100 of the present invention, which includes a trunk portion 110 in which the wide flange portion 120 protrudes from both sides of the upper portion, is formed in a cross-sectional structure in which the upper flange portion is larger than the width of the lower flange portion. The technical feature of the present invention is to apply such a cross-sectional structure purely as a bridge girder rather than a deck type bridge that does not require slab construction, thereby making the slab workability very excellent, and integrating with the upper surface of the girder 100 when placing slab concrete. As a result, it is possible to integrally act on common loads including traffic loads in the future, and as a result, it is possible to structurally reduce the design thickness of the slab, and to significantly reduce the formwork and copper bar installation for slab concrete placement.

본 발명에서는 이러한 몸통부의 상부플랜지부 폭과 확폭플랜지부 폭에 대한 몸통부의 하부플랜지부 폭의 비, 즉 상부폭과 하부폭의 최소 폭을 구체적으로 제시함으로서 종래의 유사한 거더와 차별성을 두고자 한다.In the present invention, the ratio of the width of the upper flange portion and the width of the lower flange portion to the width of the wide flange portion, ie, the minimum width of the upper width and the lower width, is described in detail. .

먼저, 본 발명에서는 몸통부의 상부플랜지부 폭 및 확폭플랜지부 폭을 포함한 상부폭과 몸통부의 하부플랜지부 폭인 하부폭과의 길이비를 적어도 2.5배 되도록 함으로서 자중을 고려한 최적의 단면구조가 될 수 있으며, 구체적으로는 하부폭을 적어도 0.8M~1.3M로 하였을 때, 상부폭을 적어도 2.6M 이상이 되도록 하는 경우에 있어서 가장 설치되는 개수를 줄이면서도 안전성 있는 단면구조설치 방식이 될 수 있음을 확인할 수 있었다.First, in the present invention, the ratio of the upper width including the width of the upper flange portion and the width of the wide flange portion and the width of the lower width of the lower flange portion of the trunk portion may be at least 2.5 times the optimal cross-sectional structure in consideration of its own weight. Specifically, when the lower width is at least 0.8M to 1.3M, in the case where the upper width is at least 2.6M or more, it can be confirmed that it is possible to reduce the number of installations and to provide a safe cross-sectional structure installation method. there was.

본 발명의 거더는 상기와 같이 확폭플랜지부로 제작함에 따라 종래의 거더들 과는 역으로, 중립축 상부는 허용압축응력에 대하여 구조적으로 여유가 많은 반면, 편심효과에 의하여 오히려 중립축 하부에 허용인장응력에 대하여 취약할 우려가 있다. The girder of the present invention, in contrast to the conventional girder as manufactured by the wide flange portion as described above, while the upper portion of the neutral shaft has a large structural allowance for the allowable compressive stress, the allowable tensile stress on the lower portion of the neutral shaft rather by the eccentric effect There is a risk of being vulnerable.

이에 하부플랜지부(113) 내부에는 미리 강재(130)를 하부플랜지부(113) 내부에 매립되도록 하거나, 하부플랜지부(113)에 있어서 중앙부가 양 단부보다 더 뚜껍게 형성되도록 함으로서, 전체적으로 거더(100)의 형고를 낮추면서도 구조적으로 안전한 거더 단면 설계가 가능하도록 하였으며,The lower flange portion 113 inside the steel 130 in advance to be embedded in the lower flange portion 113, or in the lower flange portion 113 to form a thicker than both ends, the girder as a whole ( It is possible to design structurally safe girder section while lowering the height of 100).

도 2b와 같이, PC 강선(140)을 포물선 형태로 거더의 양 단부에 긴장 후 정착시키되, 더 두껍게 형성된 거더 중앙부(C)에 상기 PC 강선이 위치할 수 있도록 함으로서 하부플랜지에 허용압축응력 범위내에서 최대한 압축응력이 도입되도록 PC 강선을 배치하고 중앙부(C)외측에서 단부 사이에는 강선을 포물선 배치함으로써 편심량을 조절하여 하부 플랜지에 과도한 압축응력이 작용하지 않도록 한다. 특히 본 발명에서는 곡선교용 거더제작 및 시공이 가능하도록 프리텐션 방식이 아닌 포스트텐션 방식으로 설치하도록 한다.As shown in Figure 2b, the PC steel wire 140 in the parabolic form after the tension is fixed to both ends of the girder, the thicker formed girder in the center portion (C) by allowing the PC steel wire to be positioned within the allowable compressive stress range The PC steel wire is placed so that the compressive stress is introduced at the maximum, and the parabolic wire is placed between the ends outside the central portion (C) to control the amount of eccentricity so that excessive compressive stress does not act on the lower flange. In particular, the present invention is to be installed in a post-tension method rather than a pre-tension method to enable the manufacture and construction of curved bridge girders.

즉, 곡선교용 거더는 직선형태가 아닌 곡선형태의 거더를 제작할 수밖에 없는데 곡선형태의 거더를 제작하기 위해서는 거더 내부에 매립 등에 의하여 설치되는 PC 강선도 곡선형태로 설치되어야 한다. 이러한 PC 강선의 설치 및 긴장작업의 용이성을 위하여 본 발명에서는 포스트 텐션방식 즉, 쉬스관을 미리 곡선형태로 거더에 설치한뒤, PC 강선을 쉬스관에 매입시키고 추후 PC 강연선을 긴장 후 정착시키는 방식을 따르도록 하는 것이다.That is, the curved bridge girders are bound to produce a curved girder rather than a straight one. However, in order to manufacture a curved girder, the PC rigidity that is installed by embedding in the girder must be installed in a curved form. In order to facilitate the installation and tensioning of the PC steel wire in the present invention, the post-tension method, that is, the sheath pipe is installed in a girder in a curved shape in advance, and the PC steel wire is embedded in the sheath pipe, and the PC steel wire is later tensioned and settled. To follow.

나아가, 본 발명의 거더(100)의 상부면(예컨데, 몸통부의 상부플랜지부 상면 및 확폭플랜지부 상면)에 있어서, 미리 우수등의 집수를 위한 횡구배를 구비시키기 위하여, 종래에는 슬래브 시공에 있어 횡구배가 구비되도록 하였으나 이는 시공성을 저항시키는 요인으로 작용하여, 특히 본 발명에서는 이러한 횡구배를 거더 상부면에 직접 구비되도록 하였다. 이는 본 발명의 거더가 주로 시스템 거푸집에 의하여 제작되므로 이를 조정하는 것은 가능하게 된다.Further, in the upper surface of the girder 100 of the present invention (for example, the upper surface of the upper flange portion and the upper surface of the wide flange portion) of the girder 100, in order to provide a lateral gradient for collecting water such as rainwater in advance, conventionally in the slab construction Although the horizontal gradient is provided, this acts as a factor that prevents the workability, and in the present invention, such a horizontal gradient is provided directly on the upper surface of the girder. This makes it possible to adjust this since the girder of the present invention is made mainly by system formwork.

아래 표 1은 본 발명의 거더(100)에 있어 지간이 40M인 경우를 기준으로 상부폭(Tf), 형고(H) 및 하부폭(Bf)에 따른 거더의 무게 및 이에 작용하는 거더 상연 및 하연의 응력값을 표시한 것이다.Table 1 below shows the weight of the girders according to the upper width (Tf), the height (H) and the lower width (Bf) and the upper and lower girders acting on the basis of the 40M in the girder 100 of the present invention The stress value of is shown.

상기 표 1을 기준으로 하면, 동일지간에서 상부폭을 100cm으로 한 경우 상연 은 거의 허용압축응력 상태에 도달하였고, 하연은 허용인장응력에 있어 여유가 많이 있음을 알 수 있어, 거더의 상부폭을 250cm로 확대하여도 휨 모멘트 증가는 있지만 단면의 중립축이 상부로 이동되어 오히려 상연은 휨모멘트가 다소 줄어들고(159.7=>145.5), 하연은 효율적인 범위내로 오히려 줄어들 수 있음을 알 수 있다. (55.8=>-1.2 < -30) 즉 거더의 상부폭을 2.5배(100=>250)까지 증가시켜도 시방서의 기준을 맞출수 있게 된다. Based on Table 1, when the upper width is set to 100cm in the same area, the upper edge almost reached the allowable compressive stress state, the lower edge can be seen that there is a lot of room for the allowable tensile stress, the upper width of the girder Although the bending moment is increased to 250cm, the neutral axis of the cross section is moved upward, so that the upper edge is slightly reduced in bending moment (159.7 => 145.5), and the lower edge can be reduced in an efficient range. (55.8 =>-1.2 <-30) In other words, increasing the top width of the girder by 2.5 times (100 => 250) will still meet the specification.

또한 동일지간에서 형고(H)를 10cm 만 늘리더라도 상부폭을 300cm까지 증가시킬 수 있으며, 이 경우에도 단면의 중립축이 상부로 올라가게 되어 상연의 휨 모멘트도 낮아지고(145.5=>126.1), 하연의 휨 모멘트는 오히려 약간 증가(-1.2=>0.4)됨을 알 수 있다.In addition, even if you increase the mold height (H) by only 10cm in the same area, the upper width can be increased to 300cm, even in this case, the neutral axis of the cross-section rises to the top, and the bending moment of the upper edge is lowered (145.5 => 126.1), It can be seen that the bending moment of R is rather slightly increased (-1.2 => 0.4).

따라서, 구조적인 계산으로도 본 발명의 거더의 상부폭은 최대한 그 폭을 늘여 설치되는 거더의 개수를 줄이는 거더 단면구조로서 기능할 수 있다는 결론에 이르게 되며,Therefore, even in the structural calculation, the upper width of the girder of the present invention leads to the conclusion that it can function as a girder cross-sectional structure to reduce the number of girders installed by increasing the width as much as possible,

예컨데, 본 발명의 거더의 형고를 0.8~2.5m로 할 경우, 슬래브의 두께는 철근과 슬래브자중에 저항할 수 있을 정도의 8~15cm가 바람직하며, 이때 확폭플랜지부의 확폭길이는 70~150cm이 바람직하며, 전체적으로 거더의 상부폭은 2.6~4.5m로 할 수 있다.For example, when the height of the girder of the present invention is 0.8 ~ 2.5m, the thickness of the slab is preferably 8 ~ 15cm enough to resist between the reinforcing bar and the slab, the expansion length of the wide flange portion is 70 ~ 150cm This is preferable, and the overall width of the girder can be 2.6 ~ 4.5m.

제 원 (cm) Specification (cm) 모멘트 (ton·m)  Moment (tonm) 작용응력 (kg/㎠)  Working stress (kg / ㎠) 허용응력 (kg/㎠)  Allowable Stress (kg / ㎠) 비 고  Remarks Tf=100 H =175 Bf=100 Tf = 100 H = 175 Bf = 100 자중:499.8 슬래브자중:155 활하중,포장:166.4 Self weight: 499.8 Slab weight: 155 Live loads, packaging: 166.4 상연:159.7 하연:55.8 Stage: 159.7 Bottom: 55.8 압축 :160 인장:-30 Compression: 160 Tensile: -30 상연위험단면, 하연 여유 Staging risk section, margin margin Tf=150 H =175 Bf=100  Tf = 150 H = 175 Bf = 100 자중:544.425 슬래브자중:207.5 활하중,포장:249.66 Weight: 544.425 Slab weight: 207.5 Live load, packaging: 249.66 상연:152.8 하연:38.8 Stage: 152.8 Length: 38.8 압축 :160 인장:-30 Compression: 160 Tensile: -30 상연위험단면, 하연 여유 Staging risk section, margin margin Tf=200 H =175 Bf=100  Tf = 200 H = 175 Bf = 100 자중:589.05 슬래브자중:260.0 활하중,포장:332.88  Weight: 589.05 Slab weight: 260.0 Live load, packaging: 332.88 상연:148.5 하연:18.9  Stage: 148.5 Lower stage: 18.9 압축 :160 인장:-30 Compression: 160 Tensile: -30 상연,하연 여유 Upper and lower margin Tf=250 H =175 Bf=100 Tf = 250 H = 175 Bf = 100 자중:633.675 슬래브자중:312.5 활하중,포장:416.1 Self weight: 633.675 Slab weight: 312.5 Live load, packaging: 416.1 상연:145.5 하연:-1.2 Stage: 145.5 Stage: -1.2 압축 :160 인장:-30  Compression: 160 Tensile: -30 상연,하연 여유 Upper and lower margin Tf=250 H =185 Bf=100 Tf = 250 H = 185 Bf = 100 자중:644.176 슬래브자중:312.5 활하중,포장:416.1 Self weight: 644.176 Slab weight: 312.5 Live load, packaging: 416.1 상연:139.2 하연:4.9  Stage: 139.2 Stage: 4.9 압축 :160 인장:-30  Compression: 160 Tensile: -30 상연,하연 여유  Upper and lower margin Tf=300 H =185 Bf=100  Tf = 300 H = 185 Bf = 100 자중:709.8 슬래브자중:365.0 활하중,포장:499.32 Self weight: 709.8 Slab weight: 365.0 Live load, packaging: 499.32 상연:126.1 하연:0.4  Stage: 126.1 Length: 0.4 압축 :160 인장:-30  Compression: 160 Tensile: -30 상연,하연 여유  Upper and lower margin

본 발명에 의한 효율적인 거더 단면구조에 의하여 동일 슬래브폭에 대하여 최소한의 거더 설치가 가능하여 경제적인 교량시공이 가능하며,Efficient girder cross-sectional structure according to the present invention is possible to install the minimum girder for the same slab width, economical bridge construction is possible,

슬래브 시공에 있어 효율적인 두께 및 시공성이 매우 증대될 수 있을 뿐만 아니라, 교량 공사비 절감 및 공기단축에 매우 유리하다.In the slab construction, not only the efficient thickness and workability can be greatly increased, but also the bridge construction cost is reduced and the air is very advantageous.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기 재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.The embodiments of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical spirit of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters set forth in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications fall within the protection scope of the present invention as long as it will be apparent to those skilled in the art.

Claims (4)

슬래브 하면에 교량하부구조물에 지지되어 설치되는 교량용 콘크리트 거더에 있어서, 상면이 개방되지 않도록 폐쇄되어 박스단면으로 제작되며 하부플랜지부, 복부 및 상부플랜지부를 포함하는 몸통부; 및 상기 몸통부의 상부플랜지부 양 측면으로 돌출 연장된 플랜지부로서 상기 플랜지부는 인접한 다른 거더의 플랜지부와 거의 맞닿도록 연장되어 설치된 확폭플랜지부;를 포함하되, 상기 확폭플랜지부에 의하여 거더 단면의 중립축이 상부로 이동됨에 따라 몸통부 하부에 발생되는 인장응력에 저항하기 위하여 거더 중앙부의 몸통부 하부플랜지의 두께를 거더 양 단부 몸통부의 하부플랜지의 두께보다 크게 형성시키고, 상기 확폭플랜지부에 의하여 거더 단면의 중립축이 상부로 이동됨에 따라 몸통부 하부에 발생되는 인장응력에 저항하기 위하여 강판을 하부플랜지부 내부에 길이방향으로 매립시키는 것을 특징으로 하는 확폭플랜지부가 형성된 교량용 거더.In the concrete girder for bridges supported by the lower bridge structure installed on the lower surface of the slab, the upper surface is closed so as not to be opened is made of a box cross-section and including a lower flange portion, the abdomen and the upper flange portion; And a flange portion protruding from both sides of the upper flange portion of the trunk portion, wherein the flange portion extends to be in contact with the flange portion of another adjacent girder; The thickness of the lower flange of the body portion of the girder is formed to be larger than the thickness of the lower flange of the both ends of the girder to resist the tensile stress generated in the lower portion of the body as it is moved to the upper portion, the girder cross section by the wide flange The bridge girder with a wide flange portion, characterized in that the steel sheet is embedded in the longitudinal direction in the longitudinal direction in order to resist the tensile stress generated in the lower body portion as the neutral axis of the upper portion is moved. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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