KR100707650B1 - 교량 구조물의 곡률반경에 맞춰 형성된 플랜지를 갖는프리스트레스트 거더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량 구조물의 곡률반경에 맞춰 형성된 플랜지를 갖는 프리스트레스트 거더에 대한 것으로, 곡률반경이 있는 교량 구조물의 최내측에 위치시키며 거더의 한쪽면 상부 및 하부플랜지는 직선 형태를 가지도록 형성시키고 다른 한쪽면은 상부플랜지만을 양단부에서 중앙부쪽으로 오목한 형태를 가지도록 형성시키거나, 곡률반경이 있는 교량 구조물의 최외측에 위치시키며 거더의 한쪽면 상부 및 하부플랜지는 직선 형태를 가지도록 형성시키고 다른 한쪽면은 상부플랜지만을 양단부에서 중앙부쪽으로 볼록한 형태를 가지도록 형성시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제시한 교량 구조물의 곡률반경에 맞춰 형성된 플랜지를 갖는 프리스트레스트 거더를 슬래브가 생략된 교량 구조물에 적용시에는 일정 곡률반경을 가지는 교량 구조물을 형성할 수가 있으며, 또한 슬래브가 설치되어 있는 교량 구조물에 적용시에는 기존의 곡률반경보다 적은 곡률반경을 가질 수 있는 교량 구조물로의 형성이 가능하다.

곡률반경

Description

교량 구조물의 곡률반경에 맞춰 형성된 플랜지를 갖는 프리스트레스트 거더{.}

[도 1]의 a, b, c, d는 종래기술의 구조물을 나타낸 것이다.

[도 2]의 a, b, c, d는 본 발명의 교량 구조물의 곡률반경에 맞춰 형성된 플랜지를 갖는 프리스트레스트 거더 및 이를 이용하여 완성한 교량 구조물의 평면도 및 이의 횡단면도를 나타낸 것이다.

< 도면의 주요부분에 대한 설명>

10:슬래브 20:강재 거더 30:콘크리트 거더 40:강연선 50:외측 프리스트레스트 거더 60:켄틸레버부 길이 70:도 1d의 빗금친 부분 80:거더의 양단부측 85:곡률반경 최내측에 위치한 프리스트레스트 거더 90:거더의 중앙부측 95:곡률반경 최외측에 위치한 프리스트레스트 거더

본 발명은 교량 구조물의 곡률반경에 맞춰 형성된 플랜지를 갖는 프리스트레 스트 거더에 관한 것으로 통상적으로 곡률반경을 가지는 교량 구조물에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 1은 일정한 곡률반경을 가지는 교량 구조물을 나타낸 것으로 도 1a는 강합성형 거더 구조물에 대한 것으로 이의 평면도와 횡단면도를 나타낸 것이며 도 1b는 프리스트레스트 거더 구조물에 대한 것이다.

먼저 도 1a와 같은 강합성형 거더 구조물은 도로의 선형 유지에 필요한 교량 구조물이 일정한 곡률을 갖더라도(일반적으로 이의 곡률은 교량의 슬래브(10)로 유지시킴)가 곡률에 의해 발생하는 비틀림에 강한 상자형의 강재 거더(20)를 공장에서 슬래브(10)의 곡률과 일치하게 제작하여 현장으로 운반한 후 가설하고 슬래브 콘크리트를 타설하면 되기에 어떠한 곡률반경을 가지는 교량 구조물도 커다란 문제없이 제작이 가능하다.

그러나 도 1b와 같은 프리스트레스트 거더는 콘크리트 거더(30) 내부에 삽입시킨 강연선(40)에 의해 인장력에 약한 콘크리트에 프리스트레스를 가해야 하는 제작상의 특성으로 인해 슬래브와 같은 곡률을 가지게 제작할 수 없기에 도 1c와 같이 슬래브(10)는 곡률을 가지게 형성시키고 프리스트레스트 거더(30)는 직선 형상으로 제작, 거치하여 교량 구조물을 완성시킨다. 그러나 여기서의 곡률을 가지는 프리스트레스트 거더 구조물도 외측 프리스트레스트 거더(50)에 의해 지지되는 슬래브(10)의 캔틸레버부 길이(60)의 한계로 인해 적용시킬 수 있는 곡률반경의 한계를 가지게 된다. 예를 들어 길이 40m 2경간 총 연장 80m 연속교의 프리스트레스트 거더 구조물이 25cm 두께의 슬래브를 지지해야 할 경우 최대 캔틸레버 길이를 고려 해 약 1330m 곡률반경의 한계를 가진다.

또한 근래에는 선출원된 국내특허출원 제10-2006-0018487호(이하 인용발명이라 한다)와 같이 슬래브 콘크리트의 설치를 생략한 교량 구조물(도 1d 참조)의 개발이 확대되고 있는 실정이나 상기 인용발명과 같은 구조물은 구조물이 곡률을 갖을 수 있도록 하는 슬래브가 생략된 구조이기에 더더욱 곡률을 가지는(도 1d의 빗금친 부분(70) 참조) 교량 구조물을 제작할 수 없다는 문제점을 안고 있다.

본 발명은 이상에서 설명한 프리스트레스트 거더 구조물이 안고 있는 단점들을 보완할 수 있는 새로운 구조물을 개발하고자 한다.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 단점을 해결하고자 하는 목적으로 안출되었으며, 종래의 프리스트레스트 거더는 자체가 곡률을 가지게 끔 제작을 할 수 없기에 일정 곡률반경 이하의 곡률반경을 가지는 구조물의 시공은 기대하기 어려운 실정에 있었다.

도 2은 본 발명의 교량 구조물의 곡률반경에 맞춰 형성된 플랜지를 갖는 프리스트레스트 거더와 그를 이용해 실시한 교량 구조물을 도시한 것이다.

이를 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 2a는 본 발명의 교량 구조물의 곡률반경에 맞춰 형성된 플랜지를 갖는 프 리스트레스트 거더를 이용해 실시한 슬래브 콘크리트가 생략된 교량 구조물의 평면도 및 횡단면도를 나타낸 것이다.

상기에서도 전술했듯이 도 1d 및 도 2a는 곡률반경을 고려할 슬래브 콘크리트가 생략된 구조물이기에 본 발명의 곡률반경 최내측에 위치한 프리스트레스트 거더(85)는 전체 구조물이 곡률반경을 유지할 수 있도록 거더의 양단부측(80)에서 중앙부측(90)으로 곡률반경에 맞춰 오목한 형태로 상부플랜지를 형성(85)시킨다(도 2b 참조). 또한 본 발명의 곡률반경 최외측에 위치한 프리스트레스트 거더(95)는 전체 구조물이 곡률반경을 유지할 수 있도록 거더의 양단부측(80)에서 중앙부측(90)으로 곡률반경에 맞춰 볼록한 형태로 상부플랜지를 형성(95)시킨다(도 2c 참조). 도 2a에서 (가)는 평면도의 양단부측에 대한 횡단면도이며 도 2b에서 (나)는 평면도의 중앙부측에 대한 횡단면도이다. 이때 형성된 프리스트레스트 거더(85, 95)는 한쪽의 단면은 곡률반경에 맞춰 상부플랜지를 추가로 형성시킨 상태이고 다른 한쪽은 인접 거더와의 횡방향 접합을 위해 직선으로 처리한 상태이기에 비대칭 단면을 가지는 거더가 형성되어 강연선(40)에 의한 프리스트레스 도입시 횡좌굴이 발생될 수 있으나 이의 좌굴은 허용할 수 있는 설계 범위 내에서 가능할 수 있도록 상부플랜지를 추가로 형성시킨다.

도 2d는 본 발명에서 제시한 곡률반경에 맞춰 형성된 플랜지를 갖는 프리스트레스트 거더를 슬래브 콘크리트가 있는 교량에 적용시킨 일례를 나타낸 평면도 및 이에 대한 양단부에서의 횡단면도(도 2d (가) 참조)와 중앙부에서의 횡단면도(도 2d (나) 참조))이다. 도 1c 및 도 2d에서 나타낸 구조물은 슬래브가 있기에 일 정 곡률반경을 유지하게 할 수 있기는 하지만 전술한 바와 마찬가지로 슬래브의 두께 및 최대 켄틸레버부 길이(60)의 제한으로 인해 그 곡률반경에는 한계가 있다. 그러나 본 발명의 거더를 적용하게 되면 도 2d의 평면도에서도 알 수 있는 바와 같이 도 1c보다 더 적은 곡률반경의 교량 구조물에도 적용이 가능한다. 마찬가지로 예를 들면 길이 40m 2경간 총 연장 80m 연속교의 프리스트레스트 거더 구조물이 25cm 두께의 슬래브를 지지하고 본 발명의 거더를 적용할 경우 최대 캔틸레버 길이를 고려해 약 1000m 곡률반경을 가지는 교량 구조물까지도 시공이 가능해진다.

본 발명에서 제시한 교량 구조물의 곡률반경에 맞춰 형성된 플랜지를 갖는 프리스트레스트 거더를 슬래브가 생략된 교량 구조물에 적용시에는 일정 곡률반경을 가지는 교량 구조물을 형성할 수가 있으며, 또한 슬래브가 설치되어 있는 교량 구조물에 적용시에는 기존의 곡률반경보다 적은 곡률반경을 가질 수 있는 교량 구조물로의 형성이 가능하다.

Claims (2)

1. 곡률반경이 있는 교량 구조물의 최내측에 위치시키는 프리스트레스트 거더에 있어서, 거더의 한쪽면 상부 및 하부플랜지는 직선 형태를 가지도록 형성시키고 다른 한쪽면은 상부플랜지만을 양단부에서 중앙부쪽으로 오목한 형태를 가지도록 형성시킨 것을 특징으로 하는 교량 구조물의 곡률반경에 맞춰 형성된 플랜지를 갖는 프리스트레스트 거더
2. 곡률반경이 있는 교량 구조물의 최외측에 위치시키는 프리스트레스트 거더에 있어서, 거더의 한쪽면 상부 및 하부플랜지는 직선 형태를 가지도록 형성시키고 다른 한쪽면은 상부플랜지만을 양단부에서 중앙부쪽으로 볼록한 형태를 가지도록 형성시킨 것을 특징으로 하는 교량 구조물의 곡률반경에 맞춰 형성된 플랜지를 갖는 프리스트레스트 거더

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