KR100766661B1

KR100766661B1 - 콘크리트 충전 강관 거더

Info

Publication number: KR100766661B1
Application number: KR1020060047254A
Authority: KR
Inventors: 이흥수; 손유식; 정철헌; 조충영; 이명재; 김용한; 정원주; 김성훈
Original assignee: 비비엠코리아(주); 주식회사유신코퍼레이션
Priority date: 2006-05-25
Filing date: 2006-05-25
Publication date: 2007-10-12

Abstract

본 발명은 교량의 거더를 구축함에 있어서, 콘크리트가 충전된 강관을 공장에서 프리캐스트 부재로 미리 제작하고, 이렇게 제작된 콘크리트 충전 강관을 현장으로 운반하여 용이하게 시공할 수 있는 것을 특징으로 한다. 이를 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 강관 거더는 강관의 일단에 소정의 깊이만큼 안쪽으로 설치되어 강관을 폐쇄하는 정착판과, 강관의 일단으로 돌출되며 콘크리트가 충전되는 강관소켓과, 강관소켓의 외부로 소정의 길이만큼 돌출되어 있는 강봉과, 이웃하는 강관의 강관소켓이 긴밀하게 삽입될 수 있도록 형성된 소켓끼움부와, 강봉이 관통하기 위한 구멍이 마련되어 있는 결합판과, 결합판에서 소정의 거리를 두고 강관의 안쪽으로 설치되어 강관을 폐쇄하는 막음판을 포함하고, 강관소켓이 이웃하는 강관의 소켓끼움부에 삽입되는 방식에 의해 연속적으로 연결이 가능한 것을 특징으로 한다.

강관, 정착판, 강관소켓, 강봉, 소켓끼움부, 결합판

Description

콘크리트 충전 강관 거더{Tube girder filled with concrete}

도 1는 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더의 제1실시예를 도시한 분리 사시도이다.

도 2는 도 1에서 도시된 제1실시예의 결합 상태를 도시한 단면도이다.

도 3는 도 1에서 도시된 부착보강재를 별도로 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더의 제2실시예를 도시한 분리 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더의 제3실시예를 도시한 분리 사시도이다.

도 6은 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더의 제4실시예를 도시한 분리 사시도이다.

도 7은 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더의 제5실시예를 도시한 분리 사시도이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

강관 : 100 정착판 : 102

강관소켓 : 104 강봉 : 106

소켓끼움부 : 108 결합판 : 110

막음판 : 112 충전재 :120

외부이음판 : 130 연결철근 : 140

부착보강재 :200 복부 : 202

부착돌기 : 204 부착공 : 206

체결관 : 300 이음턱 : 302

체결봉 : 304 덕트 : 402

너트 : 404 전단키 : 502

철근망 : 504 전단홈 : 506

본 발명은 교량의 강관거더에 관한 것으로서, 종래의 교량 거더와 비교하여 시공상의 작업성을 확보함과 동시에 구조물의 내구성을 향상시킨 것이다.

구체적으로는, 본 발명은 강관의 일단에 소정의 깊이만큼 안쪽으로 긴밀하게 삽입되는 강관소켓을 구비하고, 강관의 타단에는 이웃하는 강관의 강관소켓이 긴밀하게 삽입될 수 있도록 소켓끼움부를 형성함으로써, 강관소켓이 이웃하는 강관의 소켓끼움부에 끼워지는 방식에 의해 계속적으로 결합이 가능한 강관거더에 관한 것이다.

교량의 거더에 대한 종래의 기술로는 상자형 거더가 일반적으로 사용되고 있다. 상자형 거더는 두 개의 수직판을 양 옆으로 세우고 그 상, 하단에 각각 플랜지를 고정하여 사각의 통형으로 구성되는 것이다. 상자형 거더는 그 폭을 크게 하여 단독으로 교량의 상판을 떠받치거나 폭을 작게 제작하여 여러 개를 사용함으로써 교량의 상판을 지지하게 된다.

한편, 상자형 거더의 내부에는 거더의 변형을 막기 위하여 사각형의 판상으로 이루어진 다이아프램을 설치하게 되고, 이웃하는 박스형 거더는 보로 연결되어 하중을 고루 분담하도록 구성된다.

또 다른 종래의 기술로는 복부와 상, 하부의 플랜지로 I자형의 단면 구조를 갖도록 구성한 후, 이렇게 구성된 여러 개의 I자형의 구조물을 수직 및 수평으로 서로 브레이싱하여 교량의 거더로 사용하는 방법이 있다.

상기의 종래 기술들은 복부판과 플랜지를 용접하여 고정한 후에 수직 및 수평의 여러 개의 보강재를 별도로 다시 부착하거나 별도의 브레이싱을 필요로 하는 것이어서, 작업성이 매우 떨어지게 되고 따라서 공기가 상당히 소요되는 문제점이 있는 것이다. 또한 수많은 보강 부재들이 필요로 되기 때문에 재료의 소모가 많아 경제적이지 못하다는 문제점이 있었다.

한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 콘크리트가 충전된 강관(Concrete Filled Tube)을 교량의 거더로 이용하는 기술이 최근에 들어 나타나고 있다. 콘크리트가 충전된 강관은 그 시공이 간편하면서도 구조물의 소요 강도를 충분히 나타낸다는 점에서 진일보한 거더라고 할 수 있다.

그러나 교량의 특성상 거더로 사용되는 강관을 연결해야 하는 경우가 발생하게 되고, 이러한 경우 종래에는 강관을 단순히 볼트 등을 이용해서 결합시키는 것이 일반적이었다.

그러나 이러한 강관의 연결부는 구조물에 있어서 구조적으로 매우 취약한 부분이 된다는 문제가 있었다.

따라서 보다 시공이 간편하고 재료의 소모도 줄이면서 구조적으로 충분히 안정된 거더의 개발이 절실히 요구되어 왔다.

본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더는 불필요한 재료의 소모를 최대한 줄임으로써 경제성을 높이고, 미리 공장에서 프리캐스트로 제작되어 현장에서 간단히 시공이 가능하도록 함으로써 공기를 단축시키는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더는 강관끼리의 연결을 견고히 함으로써 구조적 강성을 현저하게 개선시키는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더는,

강관의 일단에 소정의 깊이만큼 안쪽으로 설치되어 강관을 폐쇄하는 정착판과, 강관의 내경과 일치하는 외경을 가지는 관의 형상으로 되어 있어서, 강관의 일 단에 긴밀하게 삽입되어 정착판에 이르고, 강관의 일단으로 돌출되며 콘크리트가 충전되는 강관소켓과, 일단은 정착판에 연결되고, 타단은 볼트 가공이 되어 있으며 강관소켓의 외부로 소정의 길이만큼 돌출되어 있는 강봉과, 강관의 타단에 설치되며, 이웃하는 강관의 강관소켓이 긴밀하게 삽입될 수 있도록 형성된 소켓끼움부와, 강관소켓이 강관에서 돌출된 길이에 해당하는 깊이만큼 강관의 안쪽으로 들여서 강관의 타단에 설치되어 강관을 폐쇄하며, 강봉이 관통하기 위한 구멍이 마련되어 있는 결합판과, 결합판의 구멍을 관통하면서 돌출된 강봉의 끝단과 결합되어 강봉에 인장을 가하게 되는 너트와, 상기 결합판에서 소정의 거리를 두고 강관의 안쪽으로 설치되어 강관을 폐쇄하는 막음판과, 강관, 결합판 및 막음판에 의해서 마련되는 공간에 채워지는 충전재를 포함하고, 강관소켓이 이웃하는 강관의 소켓끼움부에 삽입되는 방식에 의해 연속적으로 연결이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더는,

강관의 내경과 일치하는 외경을 가지는 관의 형상으로 되어 있어서, 소정의 부분은 강관의 안쪽으로 긴밀하게 삽입되고, 그 나머지 부분은 강관의 일단으로 돌출되어 콘크리트가 충전되어 있는 강관소켓과, 강관의 타단에 설치되며, 이웃하는 강관의 강관소켓이 긴밀하게 끼워질 수 있도록 형성된 소켓끼움부와, 강관의 타단에 강관의 안쪽으로 설치되어 강관을 폐쇄하는 막음판과, 강관소켓의 내부에 충전되어 있는 콘크리트에 일정 길이가 묻히고, 타단은 상기 강관소켓의 외부로 돌출되는 다수의 연결철근과, 강관소켓 및 막음판에 의해서 마련되는 공간에 채워져 돌출된 상기의 연결철근을 매립하게 되는 충전재를 포함하고, 강관소켓이 이웃하는 강관의 소켓끼움부에 삽입되는 방식에 의해 연속적으로 연결이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더는,

소정의 거리만큼 강관의 안쪽으로 강관의 양단에 설치되어 강관을 폐쇄하는 막음판과, 강관의 내경과 일치하는 외경을 가지는 관의 형상으로 되어 있고, 외부면에는 이음턱이 구비되어 있어, 강관이 이음턱에 걸림될 때까지 두 개의 강관에 양단이 긴밀하게 삽입되는 체결관과, 체결과 및 막음판에 의해서 마련되는 공간에 채워지는 충전재와, 체결관 및 막음판 중 충전재와 접하게 되는 면에 설치되어 충전재와의 부착력을 강화시키는 부착보강재를 포함하고, 체결관의 양단이 이웃하는 두 개의 강관에 삽입되는 방식에 의해 연속적으로 연결이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더는,

강관의 일단에 소정의 깊이만큼 안쪽으로 설치되어 강관을 폐쇄하는 정착판과, 일단은 정착판에 부착되는 한편 강관 내부에 충전된 콘크리트에 매립되고, 타단은 볼트 가공이 되어 있으며, 강관의 외부로 소정의 길이만큼 돌츨되어 있는 강봉과, 이웃하는 강관의 강봉이 결합될 수 있도록 강관의 안쪽으로 소정의 깊이만큼 들여서 강관의 타단에 설치되어 강관을 폐쇄하며, 강봉이 관통하기 위한 구멍이 마련되어 있는 결합판과, 결합판으로부터 강관의 끝단까지 마련된 공간에 채워지며, 강봉이 관통하여 삽입될 수 있도록 강봉의 수만큼 덕트가 형성되어 있는 충전재와, 결합판의 구멍을 관통하는 강봉의 끝단과 결합되어 강봉에 인장을 가하게 되는 너 트와, 결합판에서 소정의 거리를 두고 강관의 안쪽으로 설치되어 강관을 폐쇄하는 막음판과, 강관, 결합판 및 막음판에 의해서 마련되는 공간에 채워지는 충전재를 포함하고, 강봉이 이웃하는 강관에 마련된 덕트에 삽입되는 방식에 의해 계속적으로 연결이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더는,

강관의 일단에 소정의 깊이만큼 안쪽으로 들여서 설치되어 강관을 폐쇄하는 정착판과, 강관의 타단에 소정의 깊이만큼 안쪽으로 들여서 설치되어 강관을 폐쇄하는 결합판과, 일단은 정착판에 부착된 후에 긴장되어 강관 내부에 충전된 콘크리트에 매립되고, 타단은 이웃하는 강관의 결합판에 정착되어짐으로써 강관의 연결부에 프리스트레스를 도입하기 위한 강선과, 결합판으로부터 강관의 끝단까지 마련된 공간에 채워지며, 강선이 관통할 수 있도록 강선의 수만큼 덕트가 형성되어 있는 충전재와, 결합판에서 소정의 거리를 두고 강관의 안쪽으로 설치되어 강관을 폐쇄하는 막음판과, 강관, 결합판 및 막음판에 의해서 마련되는 공간에 채워지는 충전재를 포함하고, 강선이 이웃하는 강관에 마련된 결합판에 긴장되어 정착되는 방식에 의해 계속적으로 연결이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더는,

강관의 내부에 충전된 콘크리트와 일체로 형성되며, 강관의 외부로 소정의 길이 만큼 돌출되는 전단키와, 전단키와 강관의 내부에 충전된 콘크리트 간의 일체성의 도모하기 위하여 상기 전단키 및 콘크리트의 내부에 연속적으로 설치되는 철근망과, 강관의 타단에 설치되며, 이웃하는 강관에 형성된 전단키가 긴밀하게 끼워 지도록 전단키와 대응되는 형상으로 함몰된 전단홈을 포함하고, 전단키가 이웃하는 강관에 마련된 상기 전단홈에 끼워지는 방식에 의해 연속적으로 연결이 가능한 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 충전 강관 거더의 구성에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 동일한 부재에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1는 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더의 제1실시예를 도시한 분리 사시도이고, 도 2는 도 1에서 도시된 제1실시예의 결합 상태를 도시한 단면도이다. 한편, 도 3는 도 1에서 도시된 부착보강재를 별도로 도시한 사시도이다.

본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더는 공장에서 강관(100)의 내부에 콘크리트가 충전된 상태로 미리 제작되어 현장으로 운반되는 것이다. 즉 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더는 강관(100)의 내부에 콘크리트가 채워지고, 양단에는 결합을 위한 여러 수단들이 미리 공장에서 형성되는 프리캐스트 부재에 해당하는 것이다.

정착판(102)은 강관(100)의 안쪽으로 일정 깊이만큼 들여서 설치되는데, 후술하게 될 강봉(106) 및 연결철근(140)이 결합되는 구성에 해당한다. 정착판(102)은 그 직경이 강관(100)의 내부 직경과 같으므로 강관(100)에 설치되어 강관(100) 의 일단을 폐쇄하게 된다. 정착판(102)을 기준으로 강관(100)의 안쪽으로는 콘크리트가 채워져 있다.

강관소켓(104)은 강관(100)의 내경과 일치하는 외경을 가지며, 관의 형상으로 되어 있다. 강관소켓(104)은 강관(100)의 일단에 강관(100)의 내측으로 긴밀하게 삽입되며, 강관(100)의 내부에 설치된 정착판(102)에 그 끝단이 안착하게 된다. 강관(100)의 타단에는 강관소켓(104)이 끼워지는 소켓끼움부(108)가 마련되어 있다.

즉 강관(100)의 일단에는 강관소켓(104)이 삽입되고, 강관(100)의 타단에는 이웃하는 강관(100)의 강관소켓(104)이 끼워지는 소켓끼움부(108)가 마련되어 있는 것이다. 이렇게 강관소켓(104)이 소켓끼움부(108)에 끼워지면서 강관(100)들은 계속적으로 연결이 가능하게 된다. 강관소켓(104)의 내부에는 콘크리트 등의 충전재(120)가 채워져 있다.

강봉(106)은 일단이 정착판(102)에 부착되어 있고, 타단은 소정의 길이만큼 강관소켓(104)의 외부로 돌출된다. 강관(100)의 외부로 돌출된 강봉(106)은 이웃하는 강관(100)에 구비되어 있는 결합판(110)에 결합된다. 즉 강관(100)의 일단에 강봉(106)이 돌출되어 있고, 강관(100)의 타단에는 결합판(110)이 구비되어 있어 이웃하는 강관(100)들이 서로 결합하게 된다.

강봉(106)의 끝단이 정착판(102)에 연결되는 방식은 용접에 의해서도 가능하지만, 보다 큰 강도가 요구되는 경우에는 볼트결합에 의해서도 가능하다. 볼트결합에 의하는 경우에는 강봉(106)의 끝단을 볼트가공하고, 정착판(102)에 강봉(106)이 관통하기 위한 구멍을 형성한다. 그 후에 볼트가공이 된 강봉(106)의 끝단을 정착판(102)에 관통시킨 뒤 너트 등에 의해 강봉(106)을 체결하는 방식에 의할 것이다.

결합판(110)은 이웃하는 강관(100)에 설치된 강관소켓(104)이 강관(100)으로부터 돌츨된 길이 만큼 강관(100)의 안쪽으로 들여서 설치되어 있으며, 강관(100)을 폐쇄하게 된다. 결합판(110)에는 이웃하는 강관(100)의 강관소켓(104)에서 돌출되어 형성된 강봉(106)의 수만큼 구멍이 형성되어 있고, 강봉(106)은 이러한 구멍을 통하여 관통된 후 너트(404)에 의해 결합판(110)에 결합된다. 강봉(106)이 너트(404)에 의해 조여지면서 강봉(106)에는 긴장력이 가해지게 되고, 이렇게 강봉(106)에 가해지는 긴장력은 강관(100)끼리의 결합을 더욱 견고히 하는 작용을 하게 된다.

막음판(112)은 결합판(110)에서 소정의 거리를 두고 강관(100)의 더욱 안쪽으로 강관(100)을 폐쇄하면서 설치되어 있다. 강봉(106)이 결합판(110)에 결합된 후에 결합판(110)과 막음판(112)으로 이루어진 공간에는 콘크리트 등의 충전재(120)가 타설된다.

연결철근(140)은 강봉(106)과 마찬가지로 그 일단이 정착판(102)에 정착되고, 타단은 강관소켓(104)의 외부로 돌출되어 연장되어 있다. 결합판(110)에는 연결철근(140)의 수만큼 연결철근(140)이 관통할 수 있도록 구멍이 형성되어 있고, 결합판(110)의 구멍을 통하여 관통된 연결철근(140)들은 결합판(110)과 막음판(112)의 사이 공간에 충전되는 충전재(120)에 매립된다. 연결철근(140)은 강봉(106)에 더하여 강관(100)끼리의 결합력을 더욱 증가시키는 작용을 하게 된다.

외부이음판(130)은 두 강관(100)이 상기한 바와 같이 연결된 후에 강관(100)의 외면에 결착된다. 외부이음판(130)은 반원통형의 형상으로 되어 있으며, 두 개가 한 조가 되어 강관(100)의 외면에 결착된다. 강관소켓(104)이 이웃하는 강관(100)에 마련된 소켓끼움부(108)에 삽입이 완료되면, 외부이음판(130)은 소켓끼움부(108)와 이에 이웃하는 강관(100)이 맞닿는 부분을 긴밀하게 감싸면서 강관(100) 및 소켓끼움부(108)의 외면에 결착된다.

부착보강재(200)는 도 2에 도시한 바와 같이, 복부(202), 부착돌기(204), 부착공(206) 등으로 구성된다. 부착보강재(200)는 막음판(112) 또는/및 강관(100)의 내면 중 후타설되는 충전재(120)와 접촉되는 부분에 설치됨으로써 후타설되는 충전재(120)와의 부착력을 강화시키는 작용을 하게 된다.

부착돌기(204)는 복부(202)의 상부 끝단을 절단하고, 절단된 끝단을 번갈아가며 양쪽으로 절곡시킴으로써 이루어지고, 부착공(206)은 복부(202)를 천공함으로써 이루어지며, 이러한 구성들은 모두 충전재(120)와의 기계적 맞물림에 의한 부착강도를 개선하는 작용을 한다. 도면에 직접적으로 도시되지는 않았지만, 부착공(206)의 형상은 원형 이외에도 사각형 등의 다각형으로 할 수도 있는 것임은 당업자에게 자명한 것이다.

강관소켓(104)은 도 1 및 도 2에서 설명된 것과 마찬가지로, 강관(100)의 일단에 긴밀하게 삽입되다. 강관소켓(104)이 강관(100)에 삽입되는 길이는 강관(100) 의 연결을 확보할 수 있는 정도이어야 하며, 그 길이의 절반 정도가 강관(100)에 삽입되는 것이 바람직하다. 강관(100) 및 이에 삽입된 강관소켓(104)의 내부에는 콘크리트 등의 충전재(120)가 충전되어 있다.

연결철근(140)은 강관소켓(104)의 내부에 충전되어 있는 충전재(120)에 소정의 길이만큼 매립되어 있고, 나머지는 강관(100)의 외부로 돌출되어 진다. 즉, 강관(100) 및 이에 삽입된 강관소켓(104)의 일부 내부에는 연결철근(140)이 매립된 상태로 콘크리트가 일체로서 충전되어 있다. 설치되는 연결철근(140)의 종류(원형철근, 이형철근, 갈고리 철근 등), 개수 및 배치 구조(중심 배치, 환형의 가장자리 배치 등)는 시공 환경에 따라 적절하게 조절이 가능한 것이며, 이러한 변형예들 또한 본 발명의 기술적 범주에 속한다고 볼 것이다.

강관소켓(104)은 이웃하는 강관(100)에 마련되어 있는 소켓끼움부(108)에 삽입되고, 이로써 두 강관(100)은 결합하게 된다. 강관소켓(104)의 외부로 돌출된 연결철근(140)은 이웃하는 강관(100)에 마련된 소켓끼움부(108)의 내부까지 연장되어 있다. 강관소켓(104)이 소켓끼움부(108)에 끼움되어 결합되면, 콘크리트 등의 충전재(120)가 타설되고 이로써 두 강관(100)의 결합이 완료된다.

충전재(120)와 접하게 되는 막음판(112) 및 강관소켓(104)의 내면에는 도 1에서 도시된 본 발명의 제1실시예와 마찬가지로 충전재(120)와의 부착강도를 개선하기 위하여 부착보강재(200)를 설치할 수 있고, 또한 강관(100)의 결합을 더욱 견고히 하기 위하여 외부이음판(130)을 추가적으로 구성할 수도 있다.

강관(100)의 양단에는 강관(100)의 안쪽으로 소정의 깊이만큼 들여서 막음판(112)이 설치되어 있다. 막음판(112)은 강관(100)을 폐쇄하며, 막음판(112)에 의해 폐쇄된 강관(100)의 내부에는 콘크리트가 충전되어 있다.

본 발명에 따른 제3실시예의 특징은 체결관(300)을 이용한 점에 있다. 체결관(300)은 관의 형상으로 되어 있으며, 그 외경이 강관(100)의 내경과 일치하기 때문에 강관(100)의 내부로 긴밀하게 삽입된다. 체결관(300)의 양단은 연결되는 두 강관(100)의 내부로 삽입되는데, 체결관(300)의 중심부 외면에는 이음턱(302)이 구비되어 있다. 연결되는 두 강관(100)이 체결관(300)의 외면에 형성되어 있는 이음턱(302)에 걸림될 때까지 체결관(300)은 강관(100)의 내부로 삽입된다. 한편, 체결관(300)의 내부에는 콘크리트 등의 충전재(120)가 충전되어 있고, 충전재(120)에는 후술할 체결봉(304)이 관통하여 삽입되기 위한 구멍이 형성되어 있다.

체결관(300)의 강관(100)으로의 삽입이 완료되면, 체결관(300)과 강관(100)은 체결봉(304)에 의해 더욱 견고하게 결합된다. 강관(100) 및 체결관(300)에는 결합후 서로 일치되는 위치에 구멍이 마련되어 체결봉(304)이 삽입될 수 있도록 되어 있다. 체결봉(304)이 강관(100) 및 체결관(300)을 관통하기 위해서는 체결관(300)의 충전재(120)에도 구멍이 마련되어 있어야 한다.

결국, 체결봉(304)은 강관(100)의 길이방향에 직각으로 강관(100), 체결관(300) 및 충전재(120)를 차례로 관통하게 된다. 체결봉(304)은 핀과 같이 억지 끼움 방식으로 결합되거나, 또는 그 끝단에 볼트 가공을 하여 강관(100)의 외면에 너트(404)로 결합될 수도 있다.

본 발명에 따른 제3실시예에 대해서도 전술한 외부이음판(130)이나 연결철근(140)을 설치할 수 있음은 물론이고, 이러한 사항들은 모두 본 발명의 기술적 요지를 구성한다.

도 5는 체결관(300)의 직경이 강관(100)의 직경보다 작아 체결관(300)이 강관(100)의 안쪽으로 삽입되는 것으로만 도시되었으나, 체결관(300)의 직경을 강관(100)보다 크게 함으로써 강관(100)이 체결관(300)의 내측으로 삽입되게 하도록 구성하는 것도 얼마든지 가능하다.

강봉(106)은 그 일단이 정착판(102)에 부착되고, 그로부터 연장되어 강관(100)의 외부로 소정의 길이만큼 돌출된다. 강봉(106)은 정착판(102)으로부터 강관(100)의 단부까지 채워져 있는 콘크리트에 매립된 상태로 강관(100) 외부로 돌츨되며, 강봉(106)의 끝단에는 볼트 가공이 되어 있다.

강관(100)의 타단에는 강관(100)의 안쪽으로 소정의 깊이만큼 들여서 결합판(110)이 설치되어 있다. 결합판(110)은 이웃하는 강관(100)의 강봉(106)이 관통할 수 있도록 강봉(106)의 수만큼 구멍이 형성되어 있다. 강봉(106)은 결합판(110)에 형성된 구멍을 관통한 후에 너트(404)에 의해 결합된다. 결합판(110)과 강관(100)의 단부까지는 충전재(120)가 채워져 있는데 충전재(120)는 강봉(106)이 관통할 수 있도록 구멍(덕트)이 마련되어져 있어야 한다.

한편, 강봉(106)은 너트(404)에 의해 결합판(110)과 결합되면서 긴장되고, 따라서 강관(100) 연결부의 인장강도를 향상시키는 작용을 하게 된다. 강봉(106)이 결합판(110)과 결합되면, 결합판(110)과 막음판(112)으로 마련된 공간에 콘크리트 등의 충전재(120)가 현장에서 채워지게 된다.

도면에 직접적으로 도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 제4실시예는 강봉(106)을 대신하여 강선 등의 긴장재를 사용함으로서 그 목적이 달성될 수도 있다.

즉, 강선을 정착판(102)에 정착하고 이를 긴장한 후에 이웃하는 강관(100)에 설치된 결합판(110)에 정착하는 방식(이는 종래의 일반적인 프리스트레스 시공 방법과 동일하다.)에 의해 강관(100)의 연결부에 프리스트레스를 도입함으로써 강관(100)의 연결부를 보강할 수도 있고, 이 역시 본 발명의 기술적 요지에 해당한다.

결국 본 발명에 따른 제4실시예는, 강봉(106)이나 강선이 이웃하는 강관(100)에 마련된 덕트(402)를 관통하여 결합판(110)과 너트(404)에 의해 결합되거나 일반적인 PC강선의 정착 방식에 의해서 결합됨으로써 강관(100)들이 연속적으로 결합하게 된다.

본 발명에 따른 제4실시예에 대해서도 전술한 외부이음판(130)을 적용할 수 있음은 당업자에게 자명한 것이다.

도 7에 도시된 본 발명의 제5실시예는 강관(100)의 내부에 콘크리트를 충전함에 있어서, 강관(100)의 일단으로는 콘크리트가 강관(100)의 외부로 돌출되도록 성형하고, 강관(100)의 타단으로는 콘크리트가 강관(100)의 내부로 함몰되도록 성형한 것이다. 이로써 강관(100)의 일단으로 돌출되어 성형된 콘크리트 부분이 이웃하는 강관(100)의 함몰되어 성형된 콘크리트 부분에 끼워져 맞추어지면서 강관(100)이 연속적으로 결합되는 것을 가능하게 한다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

전단키(502)는 강관(100)의 내부에 충전되는 콘크리트와 일체로서 성형되며, 강관(100)의 단부 외부로 볼록하게 돌출되도록 형성된다. 강관(100)의 타단에는 전단키(502)가 맞춤되어 끼워질 수 있도록 전단홈(506)이 형성되어 있다.

전단홈(506)은 강관(100)의 내부에 콘크리트를 충전할 때 콘크리트를 강관(100)의 단부에서 안쪽으로 오목하게 들여져 홈이 생기도록 콘크리트를 성형함으로써 형성되는 구성에 해당한다.

전단홈(506)의 오목한 형상은 전단키(502)의 볼록한 형상과 서로 맞추어지도록 되어 있어, 강관(100)의 전단키(502)가 이웃하는 강관(100)의 전단홈(506)에 끼워지는 방식에 의해 강관(100)이 연속적으로 결합하는 것이 가능하게 된다.

전단키(502)의 볼록한 형상 및 전단홈(506)의 오목한 형상은 원기둥, 사각기둥, 육각기둥 등의 형상을 가지면서 강관(100)의 단부에서 멀어질수록 그 단면이 감소하는 형상으로 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 전단키(502) 및 전단홈(506)은 단일의 것으로 구성할 수도 있고, 작은 크기로 나누어진 여러 개의 구성으로 할 수도 있을 것이다.

전단키(502)가 전단홈(506)에 끼워지면, 그 결합을 위하여 전술한 체결봉(304)이 끼워지게 된다. 따라서 전단키(502)와 전단홈(506)에는 체결봉(304)이 관통하여 끼워지기 위한 구멍(덕트)가 형성되어 있다. 물론, 강관(100)에도 체결봉(304)이 관통하기 위한 구멍이 마련되어 있어야 한다.

체결봉(304)이 핀과 같이 억지 끼움 방식으로 결합되거나, 또는 그 끝단에 볼트 가공을 하여 강관(100)의 외면에 너트(404)로 결합될 수도 있음은 제3실시예에서와 마찬가지이다.

철근망(504)은 강관(100)의 외부로 돌출된 전단키(502)의 내부 및 이에 일체로 형성된 콘크리트의 내부에 연속되어져 설치된다. 철근망(504)은 강관(100)의 외부로 돌출 성형된 전단키(502)가 강관(100) 내부의 콘크리트로부터 부러지는 등의 파쇄를 막음으로써 강관(100)의 결합을 더욱 견고히 하는 작용을 한다.

한편, 도 7에서 도시된 제5실시예에서도 앞서 설명한 외부이음판(130)을 추가적으로 구성할 수 있음은 물론이다.

본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더는 교량의 거더를 구축함에 있어서, 불필요한 재료의 소모를 최대한 줄임으로써 경제적인 시공이 되도록 하는 것을 가능하게 하는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더는 미리 공장에서 프리캐스트로 제작되는 콘크리트 충전 강관을 현장으로 운반하여 조립만 하면 되는 것이므로, 현장에서의 시공 작업을 단순화시킴으로써 공기를 현저하게 단축시키는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더는 강관끼리의 연결을 견고히 함으로써 역학적으로 안정된 강관 거더를 구축할 수 있도록 하는 효과를 가진다.

비록 본 발명이 상기에서 언급된 바람직한 실시예에 관하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 일실시예를 설명한 것에 지나지 아니하므로 본 발명의 요지를 벗어나지 아니하는 범위에서 다양한 수정과 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 발명의 진정한 범위 내에 속하는 이러한 수정과 변형을 포함할 것으로 예상된다.

Claims

강관의 일단에 소정의 깊이만큼 안쪽으로 설치되어 강관을 폐쇄하는 정착판;

강관의 내경과 일치하는 외경을 가지는 관의 형상으로 되어 있어서, 강관의 일단에 긴밀하게 삽입되어 상기 정착판에 이르고, 강관의 일단으로 돌출되며 콘크리트가 충전되는 강관소켓;

일단은 상기 정착판에 연결되고, 타단은 볼트 가공이 되어 있으며 상기 강관소켓의 외부로 소정의 길이만큼 돌출되어 있는 강봉;

강관의 타단에 설치되며, 이웃하는 강관의 강관소켓이 긴밀하게 삽입될 수 있도록 형성된 소켓끼움부;

상기 강관소켓이 강관에서 돌출된 길이에 해당하는 깊이만큼 강관의 안쪽으로 들여서 강관의 타단에 설치되어 강관을 폐쇄하며, 상기 강봉이 관통하기 위한 구멍이 마련되어 있는 결합판;

상기 결합판의 구멍을 관통하면서 돌출된 강봉의 끝단과 결합되어 상기 강봉에 인장을 가하게 되는 너트;

상기 결합판에서 소정의 거리를 두고 강관의 안쪽으로 설치되어 강관을 폐쇄하는 막음판; 및

강관, 상기 결합판 및 상기 막음판에 의해서 마련되는 공간에 채워지는 충전재를 포함하고,

상기 강관소켓이 이웃하는 강관의 상기 소켓끼움부에 삽입되는 방식에 의해 연속적으로 연결이 가능한 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 거더.
제1항에 있어서,

강관의 외면의 곡률과 동일한 내면 곡률을 가지며, 상기 소켓끼움부와 강관이 맞닿은 부분을 긴밀하게 감싸면서 결합되는 한 쌍의 외부이음판을 더 포함하는 콘크리트 충전 강관 거더.
제1항 또는 제2항에 있어서,

일단이 상기 정착판에 정착되면서 강관소켓의 내부에 충전되어 있는 콘크리트에 묻히고, 타단은 강관소켓의 외측으로 돌출되는 다수의 연결철근을 더 포함하고,

상기 결합판은 상기 연결철근이 통과할 수 있는 구멍을 상기 연결철근의 수만큼 가지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 거더.
제3항에 있어서,

상기 강봉은 용접에 의한 결합 방식 또는 그 끝단에 볼트를 가공하여 정착판을 관통시킨 후에 너트 결합에 의한 방식 중 선택되어 지는 어느 하나에 의해 상기 정착판에 결합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 거더.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 막음판 또는 강관 중 상기 충전재와 접하게 되는 면에 설치되어 상기 충전재와의 부착력을 강화시켜 주는 부착보강재를 더 포함하는 콘크리트 충전 강관 거더.
제5항에 있어서,

상기 강봉은 용접에 의한 결합 방식 또는 그 끝단에 볼트를 가공하여 정착판을 관통시킨 후에 너트 결합에 의한 방식 중 선택되어 지는 어느 하나에 의해 상기 정착판에 결합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 거더.
강관의 내경과 일치하는 외경을 가지는 관의 형상으로 되어 있어서, 소정의 부분은 강관의 안쪽으로 긴밀하게 삽입되고, 그 나머지 부분은 강관의 일단으로 돌출되어 콘크리트가 충전되어 있는 강관소켓;

강관의 타단에 설치되며, 이웃하는 강관의 상기 강관소켓이 긴밀하게 끼워질 수 있도록 형성된 소켓끼움부;

강관의 타단에 안쪽으로 설치되어 강관을 폐쇄하는 막음판;

강관소켓의 내부에 충전되어 있는 콘크리트에 일정 길이가 묻히고, 타단은 상기 강관소켓의 외부로 돌출되는 다수의 연결철근; 및

상기 강관소켓 및 상기 막음판에 의해서 마련되는 공간에 채워져 돌출된 상기의 연결철근을 매립하게 되는 충전재를 포함하고,

상기 강관소켓이 이웃하는 강관의 소켓끼움부에 삽입되는 방식에 의해 연속적으로 연결이 가능한 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 거더.
제7항에 있어서,

강관의 외면의 곡률과 동일한 내면 곡률을 가지며, 상기 소켓끼움부와 강관이 맞닿는 부분을 긴밀하게 감싸면서 결합되는 한 쌍의 외부이음판을 더 포함하는 콘크리트 충전 강관 거더.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 막음판 또는 강관 중 상기 충전재와 접하게 되는 면에 설치되어 상기 충전재와의 부착력을 강화시키는 부착보강재를 더 포함하는 콘크리트 충전 강관 거더.
소정의 거리만큼 강관의 안쪽으로 강관의 양단에 설치되어 강관을 폐쇄하는 막음판;

강관의 내경과 일치하는 외경을 가지는 관의 형상으로 되어 있고, 외부면에는 이음턱이 구비되어 있어, 강관이 상기 이음턱에 걸림될 때까지 두 개의 강관에 양단이 긴밀하게 삽입되는 체결관;

상기 체결관 및 상기 막음판에 의해서 마련되는 공간에 채워지는 충전재; 및

상기 체결관 및 상기 막음판 중 상기 충전재와 접하게 되는 면에 설치되어 상기 충전재와의 부착력을 강화시키는 부착보강재를 포함하고,

상기 체결관의 양단이 이웃하는 두 개의 강관에 삽입되는 방식에 의해 연속적으로 연결이 가능한 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 거더.
제10항에 있어서,

일단이 상기 막음판에 정착되거나, 상기 막음판을 관통하여 강관의 내부에 충전된 콘크리트에 매립되고,

타단은 상기 체결관 및 상기 막음판에 의해서 마련되는 공간에 채워지는 충전재에 묻히는 연결철근을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 거더.
제10항 또는 제11항에 있어서,

강관의 외면의 곡률과 동일한 내면 곡률을 가지며, 상기 체결관의 상기 이음턱과 강관이 맞닿는 부분을 긴밀하게 감싸면서 결합되는 한 쌍의 외부이음판을 더 포함하는 콘크리트 충전 강관 거더.
제10항 또는 제11항에 있어서,

상기 체결관과 상기 체결관이 삽입된 강관을 동시에 관통하는 구멍을 통하여 강관의 길이 방향에 직각으로 삽입된 후에 강관의 외면에 너트로 결합되는 체결봉을 더 포함하는 콘크리트 충전 강관 거더.
강관의 일단에 소정의 깊이만큼 안쪽으로 설치되어 강관을 폐쇄하는 정착판;

일단은 상기 정착판에 부착되는 한편 강관 내부에 충전된 콘크리트에 매립되고, 타단은 볼트 가공이 되어 있으며, 강관의 외부로 소정의 길이만큼 돌츨되어 있는 강봉;

이웃하는 강관의 상기 강봉이 결합될 수 있도록 강관의 안쪽으로 소정의 깊이만큼 들여서 강관의 타단에 설치되어 강관을 폐쇄하며, 상기 강봉이 관통하기 위한 구멍이 마련되어 있는 결합판;

상기 결합판으로부터 강관의 끝단까지 마련된 공간에 채워지며, 상기 강봉이 관통하여 삽입될 수 있도록 상기 강봉의 수만큼 덕트가 형성되어 있는 충전재;

상기 결합판의 상기 구멍을 관통하는 강봉의 끝단과 결합되어 상기 강봉에 인장을 가하게 되는 너트;

상기 결합판에서 소정의 거리를 두고 강관의 안쪽으로 설치되어 강관을 폐쇄하는 막음판; 및

강관, 상기 결합판 및 상기 막음판에 의해서 마련되는 공간에 채워지는 충전재를 포함하고,

상기 강봉이 이웃하는 강관에 마련된 덕트에 삽입되는 방식에 의해 계속적으로 연결이 가능한 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 거더.
강관의 일단에 소정의 깊이만큼 안쪽으로 들여서 설치되어 강관을 폐쇄하는 정착판;

강관의 타단에 소정의 깊이만큼 안쪽으로 들여서 설치되어 강관을 폐쇄하는 결합판;

일단은 상기 정착판에 부착된 후에 긴장되어 강관 내부에 충전된 콘크리트에 매립되고, 타단은 이웃하는 강관의 상기 결합판에 정착되어짐으로써 강관의 연결부에 프리스트레스를 도입하기 위한 강선;

상기 결합판으로부터 강관의 끝단까지 마련된 공간에 채워지며, 상기 강선이 관통할 수 있도록 상기 강선의 수만큼 덕트가 형성되어 있는 충전재;

상기 결합판에서 소정의 거리를 두고 강관의 안쪽으로 설치되어 강관을 폐쇄하는 막음판; 및

강관, 상기 결합판 및 상기 막음판에 의해서 마련되는 공간에 채워지는 충전재를 포함하고,

상기 강선이 이웃하는 강관에 마련된 결합판에 긴장되어 정착되는 방식에 의해 계속적으로 연결이 가능한 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 거더.
제14항 또는 제15항에 있어서,

강관의 외면의 곡률과 동일한 내면 곡률을 가지며, 서로 이웃하는 두 개의 강관이 맞닿는 부분을 긴밀하게 감싸면서 강관에 결합되는 한 쌍의 외부이음판을 더 포함하는 콘크리트 충전 강관 거더.
강관의 내부에 충전된 콘크리트와 일체로 형성되며, 강관의 외부로 소정의 길이 만큼 돌출되는 전단키;

상기 전단키와 강관의 내부에 충전된 콘크리트 간의 일체성의 도모하기 위하여 상기 전단키 및 콘크리트의 내부에 연속적으로 설치되는 철근망;

강관의 타단에 설치되며, 이웃하는 강관에 형성된 상기 전단키가 긴밀하게 끼워지도록 상기 전단키와 대응되는 형상으로 함몰된 전단홈을 포함하고,

상기 전단키가 이웃하는 강관에 마련된 상기 전단홈에 끼워지는 방식에 의해 연속적으로 연결이 가능한 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 거더.
제17항에 있어서,

강관의 외면의 곡률과 동일한 곡률을 가지며, 서로 이웃하는 두 개의 강관이 맞닿는 부분을 긴밀하게 감싸면서 강관의 외면에 결합되는 한 쌍의 외부이음판을 더 포함하는 콘크리트 충전 강관 거더.
제17항 또는 제18항에 있어서,

상기 전단키가 이웃하는 강관의 상기 전단홈에 끼워진 후에, 상기 전단키와 상기 전단홈이 결합되는 부분을 강관의 길이 방향에 직각으로 관통한 후에 강관의 외며네 너트로 결합되는 체결봉을 더 포함하는 콘크리트 충전 강관 거더.