KR100816003B1

KR100816003B1 - 강합성 거더의 연속화 방법

Info

Publication number: KR100816003B1
Application number: KR1020060068625A
Authority: KR
Inventors: 이필구
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2008-03-21
Anticipated expiration: 2026-07-21
Also published as: KR20080008841A

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 강합성 거더의 연속화 방법은, 강재 I-거더의 적어도 일측 단부를 제외한 나머지의 하부 플랜지에 하부 케이싱 콘크리트가 합성된 각각의 강합성 거더를 연속화 하기 위한 것으로서, (a) 교각 위에 설치된 하나의 받침부에 상기 강재 I-거더의 일측 단부를 각각 거치시키는 단계와, (b) 상기 각 강재 I-거더의 일측 단부와 상기 받침부를 용접하는 단계와, (c) 서로 맞대고 있는 상기 강재 I-거더의 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 복부를 일체로 연결시키는 단계와, (d) 상기 각 강재 I-거더의 단부측 하부 플랜지에 콘크리트를 타설, 양생하는 단계를 포함한다.

교량, 강재, 거더, I형, 강합성, 프리플렉스, 프리스트레스트, 하부케이싱콘크리트, 소울플레이트, 받침부, 용접, 연결

Description

강합성 거더의 연속화 방법 {CONTINUING METHOD FOR COMPOSITE GIRDER}

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.

도 1은 본 발명에 적용되는 강합성 거더의 일예를 도시한 사시도이다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 강합성 거더의 연속화 방법을 설명하기 위한 개략적인 정면 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명>

10... 강재 I-거더 11... 상부 플랜지

13... 하부 플랜지 15... 복부

17... 소울 플레이트 40... 정착부

71... 교각 73... 받침부

75... 슈

본 발명은 강합성 거더의 연속화 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강재의 하부에 콘크리트가 합성된 강합성 거더의 연속화 방법에 관한 것이다.

교량의 형식은 교각 또는 교량의 양단 사이로 주형이 단순하게 걸쳐진 단순보의 구조로 사용하는 것이 일반적이며, 여러 경간이 연속적으로 구성될 경우, 신축 이음의 설치에 따른 공사의 불편함과, 신축 이음장치의 유지 보수에 많은 비용이 소요되는 문제를 안고 있다.

연속교는 교량 바닥판이 신축 이음 없이 연속성을 갖도록 부설하는 방식의 교량으로서, 시공이 간단하고 시공 후의 유지 보수가 간편한 이점이 있어서 널리 활용되고 있으며, 특히 바닥판을 지지시키기 위한 주형으로서 강합성 거더를 이용하여 부설하는 방식이 유리한 것으로 평가되고 있다.

그런데 기존의 강합성 거더를 적용하여 행하는 연속교의 시공 방법에 있어, 양 거더를 거치시키기 위하여 교각 위에는 각각의 강합성 거더를 지지할 수 있는 슈와 같은 교량 받침장치가 두 개 설치되어야 하며, 교각은 두 개의 교량 받침장치를 설치할 수 있을 정도로 커야만 한다.

이를 해결하기 위하여 종래에는 연속 거더의 제작시, 강거더의 하부 플랜지에 연결삽입부재를 장착하고, 이 연결삽입부재를 교각의 받침 위에 미리 설치되어 있는 연결장착부재에 삽입하고, 볼트를 이용하여 연결삽입부재와 연결장착부재를 일체로 연결시키는 연속화 방법(대한민국 특허공고 제374017호)이 개시된 바 있다.

그러나 이러한 종래의 연속화 방법은 연결장착부재에 연결삽입부재를 끼워 넣은 후 볼트를 체결하는 방식으로서 강거더의 하부 플랜지와 받침의 연결 작업이 이루어지기 때문에, 정밀 시공이 요구되어 연속 거더의 시공오차를 흡수하기 힘든 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 그 목적은 양 거더의 연결 작업성을 높이면서 일체화된 연속 구조물의 고유한 기능을 확보할 수 있는 강합성 거더의 연속화 방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 강합성 거더의 연속화 방법은, 강재 I-거더의 적어도 일측 단부를 제외한 나머지의 하부 플랜지에 하부 케이싱 콘크리트가 합성된 각각의 강합성 거더를 연속화 하기 위한 것으로서, (a) 교각 위에 설치된 하나의 받침부에 상기 강재 I-거더의 일측 단부를 각각 거치시키는 단계와, (b) 상기 각 강재 I-거더의 일측 단부와 상기 받침부를 용접하는 단계와, (c) 서로 맞대고 있는 상기 강재 I-거더의 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 복부를 일체로 연결시키는 단계와, (d) 상기 각 강재 I-거더의 단부측 하부 플랜지에 콘크리트를 타설, 양생하는 단계를 포함한다.

상기 강합성 거더의 연속화 방법은, 상기 강합성 거더로서 상기 각 강재 I-거더의 단부측 하부 플랜지에 소울 플레이트가 설치된 것을 사용할 수 있다. 이 경우 상기 (b) 단계에서는 상기 각 소울 플레이트와 상기 받침부를 용접하는 것이 바람직하다.

상기 강합성 거더의 연속화 방법은, 상기 (c) 단계에서, 상기 각 강재 I-거더의 하부 플랜지를 용접하여 연결하며, 상기 각 강재 I-거더의 상부 플랜지와 복부의 연결 부위에 강재판을 덧대고, 상기 연결 부위와 상기 강재판을 볼트로서 체 결할 수 있다.

상기 강합성 거더의 연속화 방법은, 상기 (d) 단계에서, 상기 각 강합성 거더의 상기 하부 케이싱 콘크리트에 설치된 철근을 서로 연결할 수 있다.

상기 강합성 거더의 연속화 방법은, 상기 강합성 거더로서 상기 강재 I-거더의 휨 복원력에 의해 상기 하부 케이싱 콘크리트에 압축 응력을 도입하는 프리플렉스 강합성 거더를 사용할 수 있다.

상기 강합성 거더의 연속화 방법은, 상기 강합성 거더로서 긴장재에 의해 상기 하부 케이싱 콘크리트에 압축 응력을 도입하는 프리스트레스트 강합성 거더를 사용할 수도 있다. 이 경우 상기 강합성 거더는 상기 하부 케이싱 콘크리트에 정착부를 구비할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면을 참고하면, 본 발명에 적용되는 강합성 거더(100)는 I형 강재의 하단부에 콘크리트부를 합성시키고, 그 강재의 휨 복원력에 의해 콘크리트부에 압축 응력을 도입하는 프리플렉스, 또는 긴장재의 긴장력을 이용하여 상기 콘크리트부에 일정량의 압축 응력을 도입시키는 프리스트레스트 강합성 거더로서 이루어진다.

이러한 강합성 거더(100)는 교대 또는 교각 위에 가설되어 콘크리트 슬래브 를 지지하면서 사하중과 활하중 작용시 발생하는 인장응력을 상기한 압축 응력을 통해 상쇄시키는 기능을 하게 된다.

구체적으로, 강합성 거더(100)는 강재 I-거더(10)와, 이 강재 I-거더(10)의 하단부에 합성되는 하부 케이싱 콘크리트(20)를 포함한다.

상기에서, 강재 I-거더(10)는 소정 길이를 가지면서 상부 플랜지(11), 하부 플랜지(13) 및 이들 플랜지(11, 13)를 연결하는 복부(web)(15)로서 구성되며, 수직 방향으로 배치되는 복부(15)의 상,하측에 상부 플랜지(11)와 하부 플랜지(13)가 서로 평행하게 배치되고 있다.

하부 케이싱 콘크리트(20)는 강재 I-거더(10)의 양단이 지점부에 단순 지지된 상태에서, 철근 및 거푸집에 의하여 강재 I-거더(10)의 하부 플랜지(13)에 콘크리트가 합성된 구조로 이루어진다. 이 경우 하부 케이싱 콘크리트(20)에는 긴장재(41)에 긴장력을 가해서 콘크리트에 압축 응력을 도입시키기 위한 통상적인 구조의 정착부(40)를 설치하고 있다.
여기서, 정착부(40)는 하부 케이싱 콘크리트(20)의 단부로부터 기 설정된 거리로 이격되는데, 그 이격 거리는 강합성 거더가 연속화된 상태에서 하부 케이싱 콘크리트(20)의 인장응력이 발생하지 않을 정도의 이격 거리를 말한다.

이와 같은 강합성 거더(100)는 일반적으로 널리 알려진 공지의 프리플렉스 또는 프리스트레스트 강합성 거더의 제작 방법에 의해 제작될 수 있으므로 이의 제작 방법에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략하기로 한다.

한편, 본 실시예에 의한 강합성 거더(100)는 이웃하는 거더와 연결되는 강재 I-거더(10)의 적어도 일측 단부에 하부 케이싱 콘크리트(20)가 합성되고 있지 않은 구조로 이루어진다.

여기서, 강재 I-거더(10)의 일측 단부에는 교각의 받침부와 연결될 소울 플 레이트(sole plate)(17)를 설치하고 있다. 강재 I-거더(10)의 단부측 상부 플랜지(11)와 복부(15)에는 볼트 체결을 위한 복수의 볼트공(11a, 15a)을 각각 형성하고 있다. 하부 케이싱 콘크리트(20)는 강재 I-거더(10)의 단부측에 대응하는 단면으로부터 외부로 돌출되는 복수의 철근(21)을 구비하고 있다.

상기에서, 소울 플레이트(17)는 강재 I-거더(10)의 단부측 하부 플랜지(13)에 연결되게 설치되는 바, 그 하부 플랜지(13)의 아랫면에 용접식으로 고정되게 설치된다. 바람직하게, 소울 플레이트(17)는 하부 플랜지(13)의 아랫면에 부착된 복수의 보강띠(18)에 용접식으로 고정되게 설치된다.

우선, 도 2a에 도시된 바와 같이, 교각(71) 위에 설치된 하나의 받침부(73)에 양측 강합성 거더(100)의 단부 즉, 하부 케이싱 콘크리트(20)가 합성되지 않은 강재 I-거더(10)의 일측 단부를 거치시킨다(S10 단계).

구체적으로, 이 단계(S10)에서는 양측의 강합성 거더(100)에 있어 강재 I-거더(10)의 단부측(하부 플랜지에 하부 케이싱 콘크리트가 합성되지 않은 부분) 하부 플랜지(13)에 각각 설치된 소울 플레이트(17)를 받침부(73)의 슈(shoe)(75) 위에 거치시킨다.

이 상태에서, 소울 플레이트(17)와 받침부(73)의 슈(75)를 용접하여 각 강재 I-거더(10)의 일측 단부를 상기 슈(75)에 고정시킨다(S20 단계).

다음으로는 S30 단계로서 도 2b에 도시된 바와 같이, 서로 맞대고 있는 각 강재 I-거더(10)의 단부측 상부 플랜지(11), 하부 플랜지(13) 및 복부(15)를 일체로 연결시킨다(S30 단계).

이 단계(S30)에서는, 우선적으로 서로 맞대고 있는 각 강재 I-거더(10)의 단부측 하부 플랜지(13)를 용접하여 연결한다. 이 후, 서로 맞대고 있는 각 강재 I-거더(10)의 단부측 상부 플랜지(11)와 복부(15)의 연결 부위에 강재판(31)을 덧대고, 그 연결 부위와 강재판(31)을 볼트(32)로 체결하여 각 강재 I-거더(10)의 단부측 상부 플랜지(11)와 복부(15)를 일체로 연결시킨다.

여기서, 강재판(31)에는 각 강재 I-거더(10)의 단부측 상부 플랜지(11)와 복부(15)의 연결 부위에 형성된 복수의 볼트공들(11a, 15a)과 상호 연통하는 볼트공들(도면에 도시되지 않음)을 형성하고 있다(도 2a 참조).

대안으로서, 본 실시예에서는 각 강재 I-거더(10)의 단부측 상부 플랜지(11) 및 복부(15)의 단면을 직접적으로 용접하여 상기 각 강재 I-거더(10)의 단부를 일체로 연결할 수도 있다.

다음으로는 S40 단계로서, 도 2c에 도시된 바와 같이 각 강합성 거더(100)의 하부 케이싱 콘크리트(20)에 돌출되게 설치된 철근들(21)을 서로 연결하고, 거푸집(도면에 도시되지 않음)을 설치한 후, 서로 연결된 강재 I-거더(10)의 단부측 하부 플랜지(13)(콘크리트가 합성되지 않은 부분)에 콘크리트를 타설, 양생한다. 이 과정에서, 각 강합성 거더(100)의 하부 케이싱 콘크리트(20)에 설치된 철근들(21)은 도면에 일점 쇄선으로 도시된 별도의 이음 철근(41)에 의하여 서로 연결될 수 있다.

따라서 본 실시예에서는 상술한 바와 같은 일련의 과정을 통해 서로 연결되고 있는 강합성 거더(100)의 일측 단부에 하부 케이싱 콘크리트(20a)가 합성된 연속 거더를 완성할 수 있게 된다(도 2d 참조).

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 단일의 받침부 위에 양 거더의 하부 플랜지를 각각 용접하여 연결하고 상부 플랜지와 복부를 볼트로 연결한 후 하부 케이싱 콘크리트를 타설하는 방식으로서 연속 거더를 완성하게 되므로, 종래에 비해 작업성이 향상되고, 구조적으로 효율적인 단면을 계획할 수 있으며, 받침용 슈의 개수를 줄일 수 있어 유지 관리 측면에서도 유리한 효과가 있다.

Claims

강재 I-거더의 적어도 일측 단부를 제외한 나머지의 하부 플랜지에 하부 케이싱 콘크리트가 합성된 각각의 강합성 거더를 연속화 하는 방법에 있어서,

(a) 교각 위에 설치된 하나의 받침부에 상기 강재 I-거더의 일측 단부를 각각 거치시키는 단계;

(b) 상기 각 강재 I-거더의 일측 단부와 상기 받침부를 용접하는 단계;

(c) 서로 맞대고 있는 상기 강재 I-거더의 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 복부를 일체로 연결시키는 단계; 및

(d) 상기 각 강재 I-거더의 단부측 하부 플랜지에 콘크리트를 타설, 양생하는 단계를 포함하며,

상기 강합성 거더로서 긴장재만에 의해 상기 하부 케이싱 콘크리트에 압축 응력을 도입하며, 상기 하부 케이싱 콘크리트에는 상기 하부 케이싱 콘크리트의 단부에서 기 설정된 거리로 이격된 위치에 정착부를 형성하여 상기 긴장재에 긴장력을 가하는 프리스트레스트 강합성 거더를 사용하고,

상기 기 설정된 거리는 상기 강합성 거더가 연속화된 상태에서 상기 하부 케이싱 콘크리트의 인장응력이 발생하지 않는 거리인 강합성 거더의 연속화 방법.
제1 항에 있어서,

상기 강합성 거더로서 상기 각 강재 I-거더의 단부측 하부 플랜지에 소울 플레이트가 설치된 것을 사용하는 강합성 거더의 연속화 방법.
제2 항에 있어서,

상기 (b) 단계에서,

상기 각 소울 플레이트와 상기 받침부를 용접하는 강합성 거더의 연속화 방 법.
제1 항에 있어서,

상기 (c) 단계에서,

상기 각 강재 I-거더의 하부 플랜지를 용접하여 연결하며, 상기 각 강재 I-거더의 상부 플랜지와 복부의 연결 부위에 강재판을 덧대고, 상기 연결 부위와 상기 강재판을 볼트로서 체결하는 강합성 거더의 연속화 방법.
제1 항에 있어서,

상기 (d) 단계에서,

상기 각 강합성 거더의 상기 하부 케이싱 콘크리트에 설치된 철근을 서로 연결하는 강합성 거더의 연속화 방법.
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