KR100800393B1 - 강합성 콘크리트 ｕ거더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중소규모 및 장경간 교량 시공이 가능하고, 일반적인 교량 시공방법을 적용하여 전체적인 공사비를 감소시킬 수 있도록 한 강합성 콘크리트 U거더를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강합성 콘크리트 U거더는 복부를 파형강판을 사용한 파형강판 PSC U거더 교량에 있어서, 복부는 파형강판복부에 부모멘트구간내에서는 일정두께의 콘크리트 복부가 파형강판복부에 추가로 합성부착되고, 상부플랜지는 오목형태의 강재플랜지에 콘크리트가 전 구간에 걸쳐서 합성된 강합성 상부플랜지콘크리트로 부모멘트구간에는 프리스트레스가 도입되며, 하부플랜지는 강재플레이트에 프리스트레스트 콘크리트가 전 구간에 걸쳐서 합성부착되되 정, 부모멘트구간에서 콘크리트의 단면 차이가 있는 강합성 하부플랜지바닥콘크리트로 구성됨을 특징으로 한다.

파형강판, U거더 교량

Description

강합성 콘크리트 Ｕ거더{Steel synthetic concrete Ｕ girder}

본 발명은 강합성 콘크리트 U거더에 관한 것이다.

기존의 강합성 콘크리트 파형강판 U거더 교량은 양측면 복부를 파형강판 I빔을 사용하여 프리스트레스트 콘크리트를 하부 바닥판으로 합성 접합한 교량이다.

상기한 강합성 콘크리트 파형강판 U거더 교량의 시공방법은 런칭(ILM, FCM) 방법으로만 시공할 수 있는 구조로서, 주로 장경간 교량에 제한적으로 사용되고 있는 실정이다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 기존의 강합성 콘크리트 파형강판 U거더 교량은 경제성 면에서 U거더 교량의 본체는 기존의 스틸 박스거더 보다 고가의 강재 사용량을 대폭적으로 축소하여 시공함으로 스틸 박스거더의 공사비에 비해서 공사비가 많이 절감되는 장점이 있다.

그러나 기존의 강합성 콘크리트 파형강판 U거더 교량의 시공방법은 런칭 가설방법만을 적용하여야 하는 관계로 전체적인 공사비는 기존의 스틸박스 거더교와 차이가 없으며, 가설방법이 런칭 가설방법에만 의존하다 보니 외국에서는 장대교량에만 적용된 다수의 시공사례가 있으며, 국내에서도 전체 교량의 1개소가 시공돼 있으며 국내외를 통틀어 중소규모의 교량에는 적용이 되지 않는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 중소규모 및 장경간 교량 시공이 가능하고, 크레인 가설방법 등에 의한 일반적인 교량 시공방법을 적용하여 전체적인 공사비를 감소시킬 수 있도록 한 강합성 콘크리트 U거더를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강합성 콘크리트 U거더는 복부를 파형강판을 사용한 파형강판 PSC U거더 교량에 있어서, 복부는 파형강판복부에 부모멘트구간내에서는 일정두께의 콘크리트 복부가 파형강판복부에 추가로 합성부착하여 지점부에 전단 응력을 보강하고, 상부플랜지는 오목형태의 강재플랜지에 콘크리트가 전 구간에 걸쳐서 합성된 강합성 상부플랜지콘크리트로 부모멘트부는 프리스트레스를 도입하여 보강하며, 하부플랜지는 강재플레이트에 프리스트레스트 콘크리트가 전 구간에 걸쳐서 합성부착되되 정, 부모멘트구간에서 콘크리트의 단면 차이가 있는 강합성 하부플랜지바닥콘크리트로 구성되어 바닥판에 프리스트레스를 도입함을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 강합성 콘크리트 U거더는 파형강판 U거더를 크레인 가설 등으로 교각 위에 설치하고, 교각 위에 설치된 상태에서 하부플랜지와 상부플랜지에 콘크리트를 타설 양생하고, 프리스트레스를 도입함으로써, 경제적인 공사비로 저형고 및 장경간, 중소규모의 교량에 시공이 가능하여, 기존의 런칭 가설방법뿐만 아니라 크레인 가설 등 일반 교량 시공방법을 적용할 수 있으므로 전체적인 교량 공사비를 대폭적으로 감소시키는 장점이 있다.

또한, 상부플랜지는 단면상 U자 형상으로 하여 콘크리트의 타설을 용이하게 하고, 파형강판복부에는 강합성 콘크리트를 타설하여 전단 응력이 향상되며, 하부플랜지에는 리브가 형성됨으로써, 하부바닥판과 파형강판복부의 결합을 공고히 하는 장점이 있다.

그리고 나사식 유지관리용 정착구를 설치함으로써, 필요에 따라 재긴장이 가능하여 지속적인 유지관리가 가능한 장점이 있다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 강합성 콘크리트 U거더를 도시한 측면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 강합성 콘크리트 U거더를 도시한 평면도이며, 도 3은 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 4는 도 1의 B-B선 단면도이며, 도 5는 도 1의 C-C선 단면도이며, 도 6은 도 1의 D-D선 단면도이며, 도 7은 도 1의 E-E선 단면도이며, 도 8은 도 1의 F-F선 단면도이며, 도 9는 도 1의 G-G선 단면도이며, 도 10은 도 2의 "A" 부분을 확대 도시한 상세도이며, 도 11은 본 발명에 따른 강합성 콘크리트 U거더의 또 다른 실시예를 도시한 단면도이며, 도 12는 나사식 유지관리용 정착구를 도시한 예시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강합성 콘크리트 U거더는 복부를 파형강판을 사용한 파형강판 PSC U거더 교량에 있어서, 복부는 파형강판복부(14)에 부모멘트구간내에서는 일정두께의 콘크리트복부가 파형강판복부(14)에 추가로 합성부착하여 지점부에 전단 응력을 보강하고, 상부플랜지(16)는 오목형태의 강재플랜지에 콘크리트가 전 구간에 걸쳐서 합성된 강합성 상부플랜지콘크리트(20)로 부모멘트부에는 프리스트레스를 도입하여 보강하며, 하부플랜지(12)는 강재플레이트에 프리스트레스트 콘크리트가 전 구간에 걸쳐서 합성부착되되 정, 부모멘트구간에서 콘크리트의 단면 차이가 있는 강합성 하부플랜지바닥콘크리트(18)로 구성되어, 바닥판에 프리스트레스를 도입함을 특징으로 한다.

또한, 지점부 콘크리트격벽(30) 상단에는 공용중 유지관리용 PS강재(35)의 추가 설치를 위한 유지관리용 PS강재정착구(34)가 다수 개 설치되며, 상기 유지관리용 PS강재정착구(34)는 공용중 재긴장과 PS강재(24)의 교체 설치가 가능한 나사식 PS강재정착구(37)를 사용한다.

그리고 상기 상부플랜지(16)는 오목한 형태의 상부플랜지(16)로 양측면에 파형강판이나 평판이 대칭 또는 비대칭으로 형성된다.

또한, 부모멘트 구간내에서 파형강판복부(14)에 일정두께의 콘크리트를 추가 합성부착함에 있어서는 목재거푸집을 사용하거나, 거푸집 겸용 영구구조물 강판(36)을 파형강판복부(14)에 용접 부착하고, 그 사이에 복부콘크리트를 타설 합성한다.

그리고 하부플랜지바닥콘크리트(18)가 파형강판복부(14)와 접하는 상면 부분에 교축방향으로 파형강판복부(14)에 콘크리트합성강화 복부리브(19)가 부착된다.

이는, 하부플랜지바닥콘크리트(18)와 파형강판복부(14)가 완전하게 합성부착하기 위해서 하부플랜지바닥콘크리트(18)가 파형강판복부(14)와 접하는 상면 부분에 교축방향으로 파형강판복부(14)에 일정 폭의 콘크리트합성강화 복부리브(19)를 부착하여 장기 공용중에도 하부플랜지바닥콘크리트(18)가 하부플랜지(12)와 파형강판복부(14)와 완전한 합성이 유지되도록 하기 위함이다.

또한, 상기 파형강판복부(14)는 파형강판 또는 플레이트 강판으로 구성된다.

그리고 상기 파형강판복부(14)와 하부플랜지(12) 상에는 콘크리트가 전 구간에 걸쳐서 타설 형성된다.

즉, 본 발명에 따른 강합성 콘크리트 U거더는 일정한 크기의 강판으로 이루어지며, 표면에 전단연결재(10)가 용접 부착된 하부플랜지(12)와; 상기 하부플랜지(12)의 상면 양측단에 파형강판복부(14)가 개구제형으로 용접 설치되며, 상기 파형강판복부(14)의 각각의 상부에 U자 형상으로 이루어진 강판이 용접 부착된 상부플랜지(16)와; 부모멘트구간 파형강판복부(14)에 타설 양생된 파형강판복부콘크리트(15)와 하부플랜지(12) 표면으로부터 일정한 두께가 형성되도록 콘크리트가 타설되어 양생된 하부플랜지바닥콘크리트(18)와; 상기 상부플랜지(16)의 내측에 콘크리트가 타설되어 양생된 상부플랜지콘크리트(20)와; 상기 상부플랜지콘크리트(20)의 상면에 콘크리트가 타설되어 양생된 상부데크콘크리트(22)와; 상기 하부플랜지바닥콘크리트(18)의 상면 양측단에 각각 주인장PS강재(24)가 정착되도록 고정 설치되는 주인장PS강재정착구(26)와; 상기 상부플랜지콘크리트(20) 각각의 내측에 복수의 PS강재(24)가 정착되도록 고정 설치되는 상부플랜지PS강재정착구(28)로 구성된다.

즉, 본 발명에 따른 강합성 콘크리트 U거더는 하부플랜지(12), 파형강판복부(14), 상부플랜지(16), 파형강판복부콘크리트(15), 하부플랜지바닥콘크리트(18), 상부플랜지콘크리트(20), 상부데크콘크리트(22), 주인장PS강재정착구(26), 상부플랜지PS강재정착구(28)가 유기적으로 결합되어 이루어진 구조이다.

여기서, 상기 하부플랜지(12)는 일정한 크기의 사각형 강판으로 이루어지며, 표면에 전단연결재(10)가 용접 부착된 구조이다.

또한, 상기 파형복부강판(14)는 전체적으로 파형 형상의 강판으로서, 콘크리트와 합성되는 부분은 표면에 전단연결재(10)가 용접 부착되고, 강재하부플랜지(12)의 상면 양측단에 파형복부강판(14)이 개구제형으로 용접 설치된다.

특히, 상기 파형강판복부(14)에는 부모멘트구간에서 내측면과 하면에 걸쳐 일정한 두께의 콘크리트가 타설 양생되어 합성된 강합성콘크리트 구조이다.

그리고 상기 상부플랜지(16)는 전체적인 단면형상이 U자형으로 이루어지면서, 내부면에 전단연결재(10)가 용접 부착되고, 파형강판복부(14)의 각각의 상부에 용접 설치되고, 콘크리트가 타설 합성된다.

그리고 상기 주인장PS강재정착구(26)는 하부플랜지바닥콘크리트(18)의 상면 양측단에 설치되어, 각각 주인장PS강재(24)가 정착되는 부분이고, 상부플랜지PS강재정착구(28)는 상부플랜지콘크리트(20)의 내측에 설치되어, 복수의 PS강재(24)가 정착되는 부분이다.

한편, 상기 하부플랜지바닥콘크리트(18)의 상면에 콘크리트를 타설 양생시켜 격벽(30)이 형성되며, 상기 격벽(30)에는 하부플랜지바닥콘크리트(18)로부터 상향으로 일정한 간격을 두고 사각형상의 통로(32)가 형성되고, 상기 통로(32)의 상면에는 일정한 간격으로 두고 상향에 다수개의 주인장PS강재(24)가 정착되도록 유지관리용 PS강재정착구(34)가 고정 설치된다.

또한, 상기 파형강판복부(14)에는 부모멘트구간내에 거푸집 겸용 영구구조물 강판(36)이 용접 부착되고, 상기 거푸집 겸용 영구구조물 강판(36)에 콘크리트가 타설되어 양생된 구조이며, 하부플랜지바닥콘크리트(18)가 하부플랜지(12)와 파형강판복부(14)와 완전한 합성을 도모하고, 공용중에도 완전한 합성상태를 유지하기 위하여 하부플랜지바닥콘크리트(18)가 파형강판복부(14)와 접하는 상면 부분에 교축방향으로 파형강판복부(14)에 일정규모의 리브(19)가 부착되어 돌출된 구조이다.

상기한 바와 같은 시공으로 이루어진 본 발명에 따른 강합성 콘크리트 U거더는 종래의 강합성 콘크리트 U거더가 안고 있는 런칭(ILM, FCM) 방법으로만 시공할 수 있는 구조에서 탈피하여, 크레인 가설 등의 범용적인 교량시공방법으로 교각 위에 거더를 거치하고, 거더가 거치된 상태에서 콘크리트 타설, 프리스트레스 도입들의 공정을 진행하므로 제반공정을 하부조건에 제약 없이 간단하게 시공할 수 있으므로, 경제성 면에서 스틸 박스거더 및 기존의 강합성 콘크리트 U거더 시공에 비해 서 공사비를 대폭적으로 감소시킬 수 있으며 장대교량뿐만 아니라 중소규모의 교량에도 용이하게 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 강합성 콘크리트 U거더를 도시한 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 강합성 콘크리트 U거더를 도시한 평면도,

도 3은 도 1의 A-A선 단면도,

도 4는 도 1의 B-B선 단면도,

도 5는 도 1의 C-C선 단면도,

도 6은 도 1의 D-D선 단면도,

도 7은 도 1의 E-E선 단면도,

도 8은 도 1의 F-F선 단면도,

도 9는 도 1의 G-G선 단면도,

도 10은 도 2의 "A" 부분을 확대 도시한 상세도,

도 11은 본 발명에 따른 강합성 콘크리트 U거더의 실시예를 도시한 단면도,

도 12는 나사식 유지관리용 정착구를 도시한 예시도.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10: 전단연결재 12: 하부플랜지

14: 파형강판복부 15: 파형강판복부콘크리트

16: 상부플랜지 18: 하부플랜지바닥콘크리트

19: 콘크리트합성강화 복부리브 20: 상부플랜지콘크리트

22: 상부데크콘크리트 24: 주인장PS강재

26: 주인장PS강재정착구 28: 상부플랜지PS강재정착구

29: 상부플랜지PS강재 30: 콘크리트격벽

32: 통로 33: 유지관리용 PS강재 편향부

34: 유지관리용 PS강재정착구 35: 유지관리용 PS강재

36: 거푸집 겸용 영구구조물 강판 37: 나사식 유지관리용 정착구

38: 볼트 39: 너트

40: 지압판

Claims (8)

1. 복부를 파형강판을 사용한 파형강판 PSC U거더 교량에 있어서,

   복부는 파형강판복부에 부모멘트구간내에서는 일정두께의 콘크리트복부가 파형강판복부에 추가로 합성부착하여 지점부에 전단 응력을 보강하고, 상부플랜지는 오목형태의 강재플랜지에 콘크리트가 전 구간에 걸쳐서 합성된 강합성 상부플랜지콘크리트로 부모멘트부는 프리스트레스가 도입되며, 하부플랜지는 강재플레이트에 프리스트레스트 콘크리트가 전 구간에 걸쳐서 합성부착되되 정, 부모멘트구간에서 콘크리트의 단면 차이가 있는 강합성 하부플랜지바닥콘크리트로 구성되어 하부플랜지콘크리트바닥판에 프리스트레스를 도입함을 특징으로 하는 강합성 콘크리트 U거더.
2. 제 1항에 있어서,

   프리스트레스 추가 도입을 위한 유지관리용 PS강재정착구는 콘크리트 격벽 상단에 설치하며, 공용중 재긴장과 PS강재의 교체 설치가 가능한 나사식 PS강재정착구를 사용함을 특징으로 하는 강합성 콘크리트 U거더.
3. 제 1항에 있어서,

   지점부 콘크리트 격벽 상단에는 공용중 유지관리용 PS강재의 추가 설치를 위한 PS강재정착구가 다수 개 설치됨을 특징으로 하는 강합성 콘크리트 U거더.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 상부플랜지는 오목한 형태의 상부플랜지로 양측면에 파형강판이나 평판이 대칭 또는 비대칭으로 형성됨을 특징으로 하는 강합성 콘크리트 U거더.
5. 제 1항에 있어서,

   부모멘트 구간 내에서 파형강판복부에 일정두께의 콘크리트를 추가 합성부착함에 있어, 거푸집 겸용 영구구조물 강판을 파형강판복부에 용접 부착하고, 그 사이에 복부콘크리트를 타설 합성함을 특징으로 하는 강합성 콘크리트 U거더.
6. 제 1항에 있어서,

   하부플랜지바닥콘크리트가 파형강판복부와 접하는 상면 부분에 교축방향으로 파형강판복부에 리브가 부착됨을 특징으로 하는 강합성 콘크리트 U거더.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 파형강판복부는 플레이트 강판으로 구성됨을 특징으로 하는 강합성 콘크리트 U거더.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 파형강판복부와 하부플랜지 상에는 콘크리트가 전 구간에 걸쳐서 타설 형성됨을 특징으로 하는 강합성 콘크리트 U거더.

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