KR101023175B1 - 프리플렉스 합성보 제작방법 및 이를 이용한 부분 프리플렉스 연속합성보 - Google Patents

프리플렉스 합성보 제작방법 및 이를 이용한 부분 프리플렉스 연속합성보 Download PDF

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Abstract

본 발명은 둘 이상의 빔을 가로빔 및 다이어프램으로 결합한 상태에서 프리플렉스 합성보를 제작하여 자유상태에서 정모멘트를 갖으며, 프리플렉스 합성보 제작시 빔에 발생하는 비틀림모멘트의 발생을 감소시킨 프리플렉스 합성보 제작방법에 관한 것이다.
또한, 상기 프리플렉스 합성보 제작방법을 이용하여 정모멘트를 갖도록 제작된 프리플렉스 합성보를 부모멘트가 발생하는 구간에 설치하여, 사용하중에 의한 모멘트선도와 대칭으로 정모멘트를 일으키는 부분 프리플렉션을 주어 구간내에 단면력 격차를 감소시켜 설계 모멘트에 효율적으로 저항할 수 있도록 하는 부분 프리플렉스 연속합성보에 관한 것이다.

Description

프리플렉스 합성보 제작방법 및 이를 이용한 부분 프리플렉스 연속합성보 {METHOD FOR MANUFACTURING PREFLEX COMPOSITE BEAM AND CONTINUOUS COMPOSITE BEAM USING THE SAME}
본 발명은 둘 이상의 빔을 가로빔 및 다이어프램으로 결합한 상태에서 프리플렉스 합성보를 제작하여 자유상태에서 정모멘트를 갖으며, 프리플렉스 합성보 제작시 빔에 발생하는 비틀림모멘트의 발생을 감소시킨 프리플렉스 합성보 제작방법에 관한 것이다.
또한, 상기 프리플렉스 합성보 제작방법을 이용하여 정모멘트를 갖도록 제작된 프리플렉스 합성보를 부모멘트가 발생하는 구간에 설치하여, 사용하중에 의한 모멘트선도와 대칭으로 정모멘트를 일으키는 프리플렉션을 주어 구간 내에 단면력 격차를 감소시켜 설계 모멘트에 효율적으로 저항할 수 있도록 하는 부분 프리플렉스 연속합성보에 관한 것이다.
일반적으로 장지간의 교량을 가설할 때에는 2개 이상의 합성보를 연결하여 연속합성보로서 시공한다. 그러나 연속지지 조건을 갖는 교량의 보는 수직하중에 의해 모멘트 및 전단력의 분포가 급격히 변화하며, 특히 도 1과 같이 각 중간지지점인 부모멘트 구간에서 매우 심하게 발생한다. 그리고 양단의 지지점 부근과 중간지점의 사이에서는 정모멘트(M1, M3)가 작용하고 각 중간지지점 부근에서는 부모멘트(M2)가 작용하게 되며, 또한 정모멘트에 비해 부모멘트가 크게 작용하게 된다. 이로 인해 효율적인 설계에 도달하기 위해 다수의 단면 변화가 요구되며, 이는 제작비 상승의 주된 요인이 된다.
이를 해결하기 위해 종래에는 도 2 같이, 각각 강재(31)에 프리플렉션 하중을 재하하여 그 강재의 하부에 타설된 케이싱콘크리트(32)에 압축력이 도입되도록 정모멘트 구간용 프리플렉스 합성보(30)들을 양측에 배치하고, 상기 정모멘트 구간용 프리플렉스 합성보(30)들 사이에 강재(21)의 길이방향 중앙 하부에 형고를 높인 돌출부(22)를 따라 케이싱콘크리트(23)를 타설 양생시킨 부모멘트 구간용 SRC(Steel and Reinforced Concrete) 합성보(20)를 연결 조립한 구성으로서, 연속합성보(10)에 작용하는 고정하중과 활하중에 의하여 지점부에서 발생되는 부모멘트에 저항하도록 하였다.
이와 같은 연속합성보(10)는 양측의 정모멘트 구간용 프리플렉스 합성보 (30)들과 부모멘트 구간용 SRC 합성보(20)를 각각 설계 모멘트를 감안하여 연결 조립하여서 제작하게 하므로 전제적인 제작공정이 복잡할 뿐만 아니라, 그로 인하여 제작기간이 연장되는 문제점이 있었으며, 형고를 높인 돌출부(22)를 가지는 변단면의 부모멘트 구간용 SRC 합성보(20)를 제작하는 데 따른 강재량의 증가로 인하여 전체적인 제작비용이 과도하게 소요되는 동시에, 부모멘트 구간용 SRC 합성보(20)의 형고가 높아진 만큼 동일한 시공조건에서 교량의 통수단면이 상대적으로 감소되는 문제점 등이 있다.
한편, 도 3과 같이 각각 상향 볼록형으로 형성된 강재(61)에 프리플렉션 하중을 재하하여 하부에 형성되는 케이싱콘크리트(62)에 압축력이 도입된 정모멘트 구간용 합성보(60)들을 양측에 배치하고, 양측의 정모멘트 구간용 합성보(60)들 사이에 하향 볼록형으로 형성된 강재(51)에 프리플렉션 하중을 재하하여 하부에 형성되는 케이싱콘크리트(52)에 인장력이 도입된 부모멘트 구간용 합성보(50)를 연결 조립하여서 구성되는 분할형 프리플렉스 연속합성보(40)가 개발된바 있다. 이는 상기 분할형 프리플렉스 연속합성보(40)의 상부에 가해지는 고정하중의 크기를 감소시켜 지점부에서 발생되는 부모멘트를 효율적으로 저항하도록 한 것이다.
이와 같은 분할형 프리플렉스 연속합성보(40)는 소요되는 강재량을 줄여 제작원가를 절감하여 주면서도, 교량의 가설시 요구되는 통수단면을 최대한 확보할 수 있는 장점을 가지게 된다.
그러나 상기의 분할형 프리플렉스 연속합성보(40)는 각각의 프리플렉스 합성보를 제작할때 상향 또는 하향으로 제작된 하나의 빔에 프리플렉션 하중을 재하하고 빔의 하부에 케이싱콘크리틀 형성하여 압축 또는 인장력을 도입시키므로 프리플렉스 합성보 제작시 프리플렉션 하중에 의해 빔에 비틀림모멘트가 작용하게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기의 분할형 프리플렉스 연속합성보는 정모멘트가 작용하는 구간에 프리플렉스 합성보를 사용하므로 제작공수가 증가하여 비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 정모멘트를 갖도록 제작된 프리플렉스 합성보를 부모멘트가 발생하는 구간에 설치하여, 사용하중에 의한 모멘트선도와 대칭으로 정모멘트를 일으키는 부분 프리플렉션을 주어 구간내에 단면력 격차를 감소시켜 설계 모멘트에 효율적으로 저항할 수 있도록 하는 부분 프리플렉스 연속합성보를 제공하는 것이다.
또한, 둘 이상의 빔을 가로빔 및 다이어프램으로 결합한 상태에서 프리플렉스 합성보를 제작하여 자유상태에서 정모멘트를 갖으며, 프리플렉스 합성보 제작시 빔에 발생하는 비틀림모멘트의 발생을 감소시킨 프리플렉스 합성보 제작방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프리플렉스 합성보 제작방법은,
위로 볼록한 솟음을 갖는 빔(110)을 제작하는 단계(SA10); 상기 빔(110)을 적어도 두개 이상 병렬 배치하는 단계(SA20); 상기 병렬 배치된 두개 이상의 빔(110) 사이에 수개의 가로빔(130) 및 다이어프램(140)을 결합하는 단계(SA30); 서로 결합된 상기 빔(110)들의 양단에 서로 동일한 상방향 하중을 가하고 상측 중앙부를 지지하여 위로 오목한 솟음을 갖도록 하는 단계(SA40); 상기 빔(110)들의 하부플랜지(113) 부분에 철근 및 거푸집을 설치하고 케이싱콘크리트(120)를 타설하여 양생하는 단계(SA50); 및 상기 빔(110)들의 양단에 가해진 하중을 제거하여 적정한 솟음량에 도달하도록 하는 단계(SA60); 를 포함하여 이루어져, 프리플렉스 합성보(100)가 정모멘트를 갖도록 제작되는 것을 특징으로 한다.
또한, 위로 볼록한 솟음을 갖는 빔(110)을 제작하는 단계(SB10); 상기 빔(110)의 길이방향으로 횡방향 지지대(150)를 설치하고 상기 빔(110)의 양단에 서로 동일한 상방향 하중을 가하고 상측 중앙부를 지지하여 위로 오목한 솟음을 갖도록 하는 단계(SB20); 상기 빔(110)의 하부플랜지(113) 부분에 철근 및 거푸집을 설치하고 케이싱콘크리트(120)를 타설하여 양생하는 단계(SB30); 및 상기 빔(110)의 양단에 가해진 하중을 제거하여 적정한 솟음량에 도달하도록 하는 단계(SB40); 를 포함하여 이루어져 정모멘트를 갖도록 제작되는 프리플렉스 합성보(100)를,
중간지지점(400)에 적어도 두개 이상의 프리플렉스 합성보(100)를 중심이 각각 지지되도록 병렬 배치하는 단계(SB50); 및 상기 병렬 배치된 두개 이상의 프리플렉스 합성보(100)의 빔(110) 사이에 수개의 가로빔(130) 및 다이어프램(140)을 결합하는 단계(SB60); 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프리플렉스 합성보(100)의 상부플랜지(111)에 철근, 쉬스관(170) 및 거푸집을 설치하고 상부케이싱콘크리트(121)를 타설하여 양생하는 단계(S70); 및 상기 상부케이싱콘크리트(121) 내부의 쉬스관(170)에 스트랜드(180)를 설치하고 상기 쉬스관(170) 양단 정착부에 프리스트레스를 가하여 적정한 솟음량에 도달하도록 하는 단계(S80); 를 더 포함하여 이루어져, 프리플렉스 합성보(100)가 추가적인 정모멘트를 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프리플렉스 합성보(100) 상부에 설치되는 콘크리트 바닥판(160)을 제작하기 위해 철근, 쉬스관(171) 및 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 양생하는 단계(S90); 및 상기 콘크리트 바닥판(160) 내부의 쉬스관(171)에 스트랜드(181)를 설치하고 상기 쉬스관(171) 양단 정착부에 프리스트레스를 가하여 적정한 솟음량에 도달하도록 하는 단계(S100); 를 더 포함하여 이루어져, 프리플렉스 합성보(100)가 추가적인 정모멘트를 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프리플렉스 합성보 제작방법에 의하여 제작 되어지는 프리플렉스 합성보를 포함하여 이루어지는 부분 프리플렉스 연속합성보에 있어서,
상기 부분 프리플렉스 연속합성보는 빔 형태로 이루어지는 일반보(200)와 상기 프리플렉스 합성보(100)가 교번 배치되어 이루어지며,
최 외측에 구성되는 상기 한 쌍의 일반보(200)는 양단의 단부지지점(600)에 의해 상기 일반보(200)의 단부가 각각 지지되고, 상기 프리플렉스 합성보(100)는 중간지지점(400)에 의해 상기 프리플렉스 합성보(100)의 중심이 각각 지지되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프리플렉스 합성보(100)의 길이는 설계상의 수직하중에 대한 모멘트선도의 부모멘트 구간에 해당하는 부분의 길이 이내로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프리플렉스 합성보(100)는 설계상의 수직하중에 대한 모멘트선도의 부모멘트 구간에 해당하는 부분의 길이 이내로 케이싱콘크리트(120)가 형성되되, 빔(110)은 상기 케이싱콘크리트(120)보다 길게 하여 상기 프리플렉스 합성보(100)에 케이싱콘크리트가 설치되지 않은 구간이 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 프리플렉스 합성보 제작방법 및 부분 프리플렉스 연속합성보는 둘 이상의 빔을 가로보 및 다이어프램으로 결합한 상태에서 프리플렉스 합성보를 제작하여 빔에 발생하는 비틀림모멘트의 발생을 감소시키는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 프리플렉스 합성보 제작방법 및 부분 프리플렉스 연속합성보는 정모멘트를 갖도록 제작된 프리플렉스 합성보를 부모멘트가 발생하는 구간에 설치하여, 사용하중에 의한 모멘트선도와 대칭으로 정모멘트를 일으키는 부분 프리플렉션을 주어 구간내에 단면력 격차를 감소시켜 설계 모멘트에 효율적으로 저항할 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한, 연속보의 부모멘트 구간에 합성단면을 이루어 단면강성이 증가하며, 연속되는 지점에 미리 부여된 역방향 단면회전각에 의해 증가된 회전연성능력에 의한 모멘트 재분배 효과가 발생하여 거의 균일한 단면의 강재 거더로 이루어지는 단순한 설계가 가능해지는 장점이 있다.
또한, 사용 강재량이 줄어들고 용접량이 크게 감소하며 연결부가 단순하여 재고관리 및 시공에 있어서 효율적이며, 전반적인 비용이 저감되는 장점이 있다.
또한, 전체적인 외관이 단순해지고 형고가 낮아져 미관이 향상되는 장점이 있다.
도 1은 연속합성보의 수직하중에 의한 설계 모멘트를 나타낸 모멘트선도.
도 2는 종래의 연속 프리플렉스 합성보를 나타낸 정면도.
도 3은 또 다른 종래의 분할형 프리플렉스 연속합성보를 나타낸 정면도.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명에 따른 프리플렉스 합성보의 제작과정을 나타내는 정면도.
도 4d는 본 발명에 따른 프리플렉스 합성보의 제작방법의 다른 실시예의 횡방향 지지대를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 프리플렉스 합성보 제작방법의 빔과 가로빔 및 다이어프램의 구성을 나타낸 사시도.
도 6은 도 5의 AA'방향 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 프리플렉스 합성보의 상부프랜지에 상부케이싱콘크리트를 형성한 정면도.
도 8은 도 7의 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 프리플렉스 합성보를 이용한 부분 프리플렉스 연속합성보를 나타낸 정면도.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 부분 프리플렉스 연속합성보의 시공방법을 나타낸 정면도.
도 12는 도 10의 중간지지점에서의 단면을 나타낸 도면.
도 13은 본 발명에 따른 프리플렉스 합성보의 상부에 설치되는 콘크리트 바닥판이 결합된 정면도.
도 14는 도 13의 단면도.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 프리플렉스 합성보 제작방법은,
위로 볼록한 솟음을 갖는 빔(110)을 제작하는 단계(SA10); 상기 빔(110)을 적어도 두개 이상 병렬 배치하는 단계(SA20); 상기 병렬 배치된 두개 이상의 빔(110) 사이에 수개의 가로빔(130) 및 다이어프램(140)을 결합하는 단계(SA30); 서로 결합된 상기 빔(110)들의 양단에 서로 동일한 상방향 하중을 가하고 상측 중앙부를 지지하여 위로 오목한 솟음을 갖도록 하는 단계(SA40); 상기 빔(110)들의 하부플랜지(113) 부분에 철근 및 거푸집을 설치하고 케이싱콘크리트(120)를 타설하여 양생하는 단계(SA50); 및 상기 빔(110)들의 양단에 가해진 하중을 제거하여 적정한 솟음량에 도달하도록 하는 단계(SA60); 를 포함하여 이루어진다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프리플렉스 합성보 제작방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명에 따른 프리플렉스 합성보의 제작과정을 나타내는 정면도이며, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 프리플렉스 합성보 제작방법의 빔과 가로빔, 다이어프램 및 케이싱콘크리트의 구성을 나타낸 사시도 및 단면도이다.
우선 위로 볼록한 솟음을 갖는 빔(110)을 제작하는 단계(SA10)는,
교량을 구성하는 강재인 빔(110)을 도 4a와 같이 위로 볼록한 형태로 제작하는 것으로서 일반적으로 제작되는 직선형태의 빔이 아닌 일정한 곡률을 갖도록 위로 볼록하게 제작하는 단계이다.
즉, 상기 빔(110)은 위로 볼록한 솟음을 갖도록 제작되어 내부에 응력이 존재하지 않으며 휘어진 상태를 유지하도록 제작되는 것이다.
그리고 상기 빔(110)을 적어도 두개 이상 병렬 배치하는 단계(SA20)는,
위로 볼록한 솟음을 갖도록 제작된 빔(110)을 일정한 간격으로 나란히 병렬 배치하는 단계이다.
그리고 상기 두개 이상의 빔(110) 사이에 수개의 가로빔(130) 및 다이어프램(140)을 결합하는 단계(SA30)는, 도 5와 같이 상기 위로 볼록한 솟음을 갖도록 제작된 둘 이상의 빔(110)을 나란히 병렬 배치하고 그 사이에 상기 수개의 가로빔(130) 및 다이어프램(140)을 연결하여 결합하는 단계이다.
이때, 상기 빔(110)은 한 쌍을 나란히 배치하여 그 사이에 상기 수개의 가로빔(130)과 다이어프램(140)을 결합할 수도 있으며, 세개 이상의 빔(110)을 나란히 배치하여 각각의 빔(110) 사이에 수개의 가로빔(130)과 다이어프램(140)을 결합할 수도 있다.
여기에서 상기 가로빔(130)은 상기 나란히 배치된 각각의 빔(110)의 간격을 유지시키며 상기 빔(110)의 폭방향 휨을 방지하는 역할을 하는 동시에 상기 다이어프램(140)과 함께 상기 빔(110)의 비틀림 변형을 방지하는 역할을 한다.
또한, 상기 나란히 배치된 빔(110) 사이에 상기 가로빔(130)과 다이어프램(140) 이외에 비틀림에 대한 강도를 보강하기 위해 X자 형태로 보강용 빔을 추가로 구성하여 결합할 수도 있으며, 상기 가로빔(130)의 양단이 결합되는 부분에 수직보강재(131)를 결합할 수 있다.
그리고 서로 결합된 상기 빔(110)의 양단에 서로 동일한 상방향 하중을 가하고 상측 중앙부를 지지하여 위로 오목한 솟음을 갖도록 하는 단계(SA40)는,
상기 단계(SA30)를 거쳐 두개 이상의 빔(110)에 상기 수개의 가로빔(130) 및 다이어프램(140)을 결합하여 일체형으로 제작된 것을 도 4b와 같이 상기 빔 (110)들의 양단에 서로 동일한 상방향 하중을 가하는 동시에 상기 빔(110)들의 상측 중앙부에 하나 이상의 지지점을 고정하여 위로 오목한 솟음을 갖도록 제작하는 단계이다.
상기 각각의 빔(110)의 하부플랜지 부분에 철근 및 거푸집을 설치하고 케이싱콘크리트(120)를 타설하여 양생하는 단계(SA50)는, 도 4b 및 도 6과 같이 상기 빔(110)들의 양단에 하중이 가해져 위로 오목한 솟음을 갖도록 휘어진 상태에서 상기 빔(110)의 아래쪽인 하부프랜지(113) 부분을 감싸도록 철근 및 거푸집을 설치한 후 케이싱콘크리트(120)를 타설 및 양생하는 단계이다.
이때, 상기 케이싱콘크리트(120)의 양생 시 습윤하고 고온인 상태를 유지하는 조기양생을 통해 상기 케이싱콘크리트(120)의 양생 기간을 단축할 수도 있다.
그리고 양생이 완료된 단계(SA50)에서 상기 케이싱콘크리트(120)는 무응력상태로 유지된다.
그리고 상기 각각의 빔(110)의 양단에 가해진 하중을 제거하여 적정한 솟음량에 도달하도록 하는 단계(SA60)는, 상기 케이싱콘크리트(120)의 양생이 끝난 후 각각의 빔(110)의 양단에 가해진 하중과 상기 빔(110)의 상부에 고정된 지지점을 제거하면 상기 빔(110)의 탄성에 의해 상기 케이싱콘크리트(120)가 압축되며 도 4c와 같이 상기 빔(110)이 적정한 솟음량에 도달하도록 하는 단계이다.
그러므로 상기 각각의 단계를 거쳐 제작된 프리플렉스 합성보(100)는 정모멘트를 갖게 된다.
또한, 상기 각각의 빔(110)의 양단에 동일한 상방향 하중을 가하고 상측 중앙부를 지지하여 위로 오목한 솟음을 갖도록 하는 단계(SA40)에서, 상기 빔(110)에 가해진 하중에 의해 위로 오목한 솟음을 갖도록 휘어지면서 비틀림이 발생할 수 있는데, 이를 이전의 단계(SA30)에서 상기 빔(110)의 사이에 결합된 수개의 가로빔(130) 및 다이어프램(140)이 비틀림을 방지하여 보다 안정되고 신뢰성 있는 프리플렉션 합성보(100)를 제작할 수 있는 장점이 있다. 그리고 오목한 솟음을 갖도록 하는 단계(SA40)에서 양단을 지지하고 중앙부에 하방향 하중을 가하는 방식으로 제작하는 것도 가능하나, 양단에 상방향 하중을 가하는 상기의 방식이 보다 효율적이다.
또한, 프리플렉스 합성보 제작방법의 다른 실시예로,
위로 볼록한 솟음을 갖는 빔(110)을 제작하는 단계(SB10); 상기 빔(110)의 길이방향으로 횡방향 지지대(150)를 설치하고 상기 빔(110)의 양단에 서로 동일한 상방향 하중을 가하고 상측 중앙부를 지지하여 위로 오목한 솟음을 갖도록 하는 단계(SB20); 상기 빔(110)의 하부플랜지(113) 부분에 철근 및 거푸집을 설치하고 케이싱콘크리트(120)를 타설하여 양생하는 단계(SB30); 및 상기 빔(110)의 양단에 가해진 하중을 제거하여 적정한 솟음량에 도달하도록 하는 단계(SB40); 를 포함하여 이루어져 정모멘트를 갖도록 제작되는 프리플렉스 합성보(100)를,
중간지지점(400)에 적어도 두개 이상의 프리플렉스 합성보(100)를 중심이 각각 지지되도록 병렬 배치하는 단계(SB50); 및 상기 병렬 배치된 두개 이상의 프리플렉스 합성보(100)의 빔(110) 사이에 수개의 가로빔(130) 및 다이어프램(140)을 결합하는 단계(SB60); 를 더 포함하여 이루어지도록 하여 프리플렉스 합성보를 제작할 수도 있다.
여기에서 상기 SB10 단계와 SA10 단계, SB30 단계와 SA50 단계, SB40 단계와 SA60 단계, SB60 단계와 SA30 단계는 각각 과정이 동일하다.
즉, 전자의 경우는 위로 볼록한 솟음을 갖는 빔(110)을 제작하고 적어도 두개 이상의 빔(110)을 가로빔(130)과 다이어프램(140)으로 결합하여 프리플렉스 합성보를 제작하는 방법이고, 후자는 도 10과 같이 하나의 빔(110)으로 프리플렉스 합성보를 제작하고 상기 중간지지점(400)에 적어도 두개 이상의 상기 프리플렉스 합성보(100)를 중심이 각각 지지되도록 병렬 배치하여 가로빔(130)과 다이어프램(140)으로 결합하여 프리플렉스 합성보를 제작하는 방법이다.
이때, 후자 제작방법의 상기 빔(110)의 길이방향으로 지지대를 설치하고 상기 빔(110)의 양단에 서로 동일한 상방향 하중을 가하고 상측 중앙부를 지지하여 위로 오목한 솟음을 갖도록 하는 단계(SB20)는, 도 4d와 같이 상기 빔(110)의 길이방향으로 횡방향 지지대(150)를 설치하여 상기 빔(110)의 비틀림 및 변형을 방지하기 위함이다.
또한, 상기 프리플렉스 합성보(100)의 상부플랜지(111)에 철근, 쉬스관(170) 및 거푸집을 설치하고 상부케이싱콘크리트(121)를 타설하여 양생하는 단계(S70); 및 상기 상부케이싱콘크리트(121) 내부의 쉬스관(170)에 스트랜드(180)를 설치하고 상기 쉬스관(170) 양단 정착부에 프리스트레스를 가하여 적정한 솟음량에 도달하도록 하는 단계(S80); 를 더 포함하여 이루어져, 프리플렉스 합성보(100)가 추가적인 정모멘트를 갖도록 제작할 수 있다.
또한, 상기 프리플렉스 합성보(100) 상부에 설치되는 콘크리트 바닥판(160)을 제작하기 위해 철근, 쉬스관(171) 및 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 양생하는 단계(S90); 및 상기 콘크리트 바닥판(160) 내부의 쉬스관(171)에 스트랜드(181)를 설치하고 상기 쉬스관(171) 양단 정착부에 프리스트레스를 가하여 적정한 솟음량에 도달하도록 하는 단계(S100); 를 더 포함하여 이루어져, 프리플렉스 합성보(100)가 추가적인 정모멘트를 갖도록 제작할 수 있다.
즉, 도 7, 도 8, 도 13 및 도 14와 같이 상기 프리플렉스 합성보(100)의 상부플랜지(111)에 형성되는 상부케이싱콘크리트(121) 또는 교량의 시공시 상기 프리플렉스 합성보(100)의 상부에 설치되는 콘크리트 바닥판(160)에 내부에 쉬스관(170,171)을 설치한 후 콘크리트를 양생하고 상기 쉬스관(170,171) 내부에 스트랜드(180,181)를 삽입하여 상기 쉬스관(170,171)의 양단에서 상기 스트랜드(180,181)에 프리스트레스를 가한 후 상기 쉬스관(170,171)의 양단 정착부에 상기 스트랜드(180,181)를 고정하면 상기 프리플렉스 합성보가 적정한 솟음량에 도달하여 추가적인 정모멘트가 발생하게 된다.
그리하여 부모멘트부에 설치되는 상기 프리플렉스 합성보(100)에 정모멘트를 효과적으로 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 프리플렉스 합성보 제작방법에 의해 제작된 프리플렉스 합성보(100)를 이용한 부분 프리플렉스 연속합성보(1000)는,
빔 형태로 이루어지는 일반보(200)와 상기 프리플렉스 합성보(100)가 교번 배치되어 이루어지며,
최 외측에 구성되는 상기 한 쌍의 일반보(200)는 양단의 단부지지점(600)에 의해 상기 일반보(200)의 단부가 각각 지지되고, 상기 프리플렉스 합성보(100)는 중간지지점(400)에 의해 상기 프리플렉스 합성보(100)의 중심이 각각 지지되도록 구성된다. 그리고 상기 프리플렉스 합성보(100)의 중심 위치에 빔 사이에 다이어프램(140)이 설치된다.
상기한 바와 같은 구성의 본 발명의 부분 프리플렉스 연속합성보를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 9는 본 발명에 따른 프리플렉스 합성보 제작방법을 이용하여 제작된 프리플렉스 합성보를 이용한 부분 프리플렉스 연속합성보를 나타낸 정면도이다.
도 9와 같이 본 발명의 부분 프리플렉스 합성보(1000)는,
빔 형태로 이루어지는 일반보(200)와 상기 프리플렉스 합성보(100)가 교번 배치되어 구성되며, 각각의 보의 연결부는 연결판(300)과 체결수단(310)에 의해 연결 조립되어 이루어진다.
이때, 상기 일반보(200)는 강재만으로 제작된 철골보가 사용되거나, 강도 증가를 위해 철골과 콘크리트를 합성한 합성보 등이 사용될 수도 있다.
그리고 도 10과 같이 상기 부분 프리플렉스 합성보(1000)의 최 외측에 구성되는 상기 한 쌍의 일반보(200)는 양단의 단부지지점(600)에 의해 상기 일반보(200)의 단부가 각각 지지되고, 상기 프리플렉스 합성보(100)는 수개의 중간지지점(400)에 의해 상기 프리플렉스 합성보(100)의 중심이 각각 지지되도록 구성되므로, 상기 각각의 프리플렉스 합성보(100)는 수직하중에 의한 설계상의 부모멘트가 작용되는 구간에 설치되어 상기 프리플렉스 합성보(100)가 갖고 있는 정모멘트에 의해 상기 부모멘트가 상쇄되어 단면력의 격차가 감소하게 되며, 설계 모멘트에 효율적으로 저항할 수 있도록 하는 장점을 갖게 된다.
또한, 상기 부분 프리플렉스 연속합성보(1000)의 부모멘트 구간에는 합성단면을 이루어 단면강성이 증가하며, 각각의 보가 연속되는 지점에 상기 프리플렉스 합성보(100)에 미리 부여된 역방향 단면회전각에 의해 증가된 회전연성능력에 의해 모멘트 재분배 효과가 발생하여 거의 균일한 단면의 강재 거더로 이루어지는 단순한 설계가 가능해지는 장점을 갖게 된다.
또한, 상기 부분 프리플렉스 연속합성보(1000)를 구성하는 상기 수개의 프리플렉스 합성보(100)의 길이는, 설계상의 수직하중에 대한 모멘트선도의 부모멘트 구간에 해당하는 부분의 길이 수준으로 형성되나, 위로 오목한 솟음을 주는 단계에서 하중효과를 높이기 위해 강재 빔의 길이는 이보다 더 길게 할 수 있다. 즉 강재 빔의 길이는 더 길더라도, 케이싱콘크리트의 길이는 부모멘트 구간에 해당하는 부분의 길이 수준으로 하는 것이 시공과정에 보다 유리하다.
한편, 상기 부분 프리플렉스 연속합성보(1000)의 시공방법에 있어서,
도 10과 같이 외측에 구성되는 한 쌍의 일반보(200)는 양측에 미리 설치된 상기 단부지지점(600)에 상기 일반보(200)의 일단이 거치되고 타단은 임시로 가설되는 임시지지점(500)에 거치된다.
그리고 상기 프리플렉스 합성보(100) 사이에 구성되는 일반보(200)는 양측이 임시로 가설되는 임시지지점(500)에 거치된다.
또한, 상기 프리플렉스 합성보(100)는 미리 설치된 상기 중간지지점(400)에 상기 프리플렉스 합성보(100)의 중앙부가 지지되도록 거치되고, 상기 거치된 일반보(200)의 양단에 상기 프리플렉스 합성보(100)의 양단을 상기 연결판(300)과 체결수단(310)을 이용하여 결합한다.
그리고 상기 일반보(200)의 설치를 위해 임시로 가설된 상기 임시지지점(500)을 제거하여 상기 부분 프리플렉스 연속합성보(1000)의 시공이 이루어진다.
여기에서 상기 단부지지점(600)은 교량의 양단에 설치되는 교대이고 상기 임시지지점(500)은 보를 설치하기 위해 임시로 가설되고 설치 후에 철거되는 가벤트이며, 상기 중간지지점(400)은 교각이 된다.
상기와 같이 시공한 후 도 11과 같이 상기 부분 프리플렉스 연속합성보(1000) 전체에 복부콘크리트(700) 및 슬래브콘크리트(800)를 타설 양생하여 교량의 시공이 완성된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : (본 발명에 따른) 부분 프리플렉스 연속합성보
100 : 프리플렉스 합성보
110 : 빔 111 : 상부프랜지
112 : 복부 113 : 하부프랜지
120 : 케이싱콘크리트 121 : 상부케이싱콘크리트
130 : 가로빔 131 : 수직보강재
140 : 다이어프램 150 : 횡방향 지지대
160 : 콘크리트 바닥판
170 : 쉬스관 171 : 쉬스관
180 : 스트랜드 181: 스트랜드
200 : 일반보
300 : 연결판 310 : 체결수단
400 : 중간지지점
500 : 임시지지점
600 : 단부지지점
700 : 복부콘크리트
800 : 슬래브콘크리트

Claims (7)

  1. 프리플렉스 합성보를 제작하는 방법에 있어서,
    위로 볼록한 솟음을 갖는 빔(110)을 제작하는 단계(SA10); 상기 빔(110)을 적어도 두개 이상 병렬 배치하는 단계(SA20); 상기 병렬 배치된 두개 이상의 빔(110) 사이에 수개의 가로빔(130) 및 다이어프램(140)을 결합하는 단계(SA30); 서로 결합된 상기 빔(110)들의 양단에 서로 동일한 상방향 하중을 가하고 상측 중앙부를 지지하여 위로 오목한 솟음을 갖도록 하는 단계(SA40); 상기 빔(110)들의 하부플랜지(113) 부분에 철근 및 거푸집을 설치하고 케이싱콘크리트(120)를 타설하여 양생하는 단계(SA50); 및 상기 빔(110)들의 양단에 가해진 하중을 제거하여 적정한 솟음량에 도달하도록 하는 단계(SA60); 를 포함하여 이루어져, 프리플렉스 합성보가 정모멘트를 갖도록 제작하는 프리플렉스 합성보 제작방법.
  2. 위로 볼록한 솟음을 갖는 빔(110)을 제작하는 단계(SB10); 상기 빔(110)의 길이방향으로 횡방향 지지대(150)를 설치하고 상기 빔(110)의 양단에 서로 동일한 상방향 하중을 가하고 상측 중앙부를 지지하여 위로 오목한 솟음을 갖도록 하는 단계(SB20); 상기 빔(110)의 하부플랜지(113) 부분에 철근 및 거푸집을 설치하고 케이싱콘크리트(120)를 타설하여 양생하는 단계(SB30); 및 상기 빔(110)의 양단에 가해진 하중을 제거하여 적정한 솟음량에 도달하도록 하는 단계(SB40); 를 포함하여 이루어져 정모멘트를 갖도록 제작되는 프리플렉스 합성보(100)를,
    중간지지점(400)에 적어도 두개 이상의 프리플렉스 합성보(100)를 중심이 각각 지지되도록 병렬 배치하는 단계(SB50); 및 상기 병렬 배치된 두개 이상의 프리플렉스 합성보(100)의 빔(110) 사이에 수개의 가로빔(130) 및 다이어프램(140)을 결합하는 단계(SB60); 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리플렉스 합성보 제작방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프리플렉스 합성보(100)의 상부플랜지(111)에 철근, 쉬스관(170) 및 거푸집을 설치하고 상부케이싱콘크리트(121)를 타설하여 양생하는 단계(S70); 및 상기 상부케이싱콘크리트(121)의 쉬스관(170)에 스트랜드(180)를 설치하고 상기 쉬스관(170) 양단 정착부에 프리스트레스를 가하여 적정한 솟음량에 도달하도록 하는 단계(S80); 를 더 포함하여 이루어져, 프리플렉스 합성보(100)가 추가적인 정모멘트를 갖도록 하는 프리플렉스 합성보 제작 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프리플렉스 합성보(100) 상부에 설치되는 콘크리트 바닥판(160)을 제작하기 위해 철근, 쉬스관(171) 및 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 양생하는 단계(S90); 및 상기 콘크리트 바닥판(160) 내부의 쉬스관(171)에 스트랜드(181)를 설치하고 상기 쉬스관(171) 양단 정착부에 프리스트레스를 가하여 적정한 솟음량에 도달하도록 하는 단계(S100); 를 더 포함하여 이루어져, 프리플렉스 합성보(100)가 추가적인 정모멘트를 갖도록 하는 프리플렉스 합성보 제작 방법.
  5. 제1항 또는 제2항의 방법에 의하여 제작 되어지는 프리플렉스 합성보를 포함하여 이루어지는 부분 프리플렉스 연속합성보에 있어서,
    상기 부분 프리플렉스 연속합성보는 빔 형태로 이루어지는 일반보(200)와 상기 프리플렉스 합성보(100)가 교번 배치되어 이루어지며,
    최 외측에 구성되는 상기 한 쌍의 일반보(200)는 양단의 단부지지점(600)에 의해 상기 일반보(200)의 단부가 각각 지지되고, 상기 프리플렉스 합성보(100)는 중간지지점(400)에 의해 상기 프리플렉스 합성보(100)의 중심이 각각 지지되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 부분 프리플렉스 연속합성보.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프리플렉스 합성보(100)의 길이는 설계상의 수직하중에 대한 모멘트선도의 부모멘트 구간에 해당하는 부분의 길이 이내로 형성되는 것을 특징으로 하는 부분 프리플렉스 연속합성보.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프리플렉스 합성보(100)는 설계상의 수직하중에 대한 모멘트선도의 부모멘트 구간에 해당하는 부분의 길이 이내로 케이싱콘크리트(120)가 형성되되, 빔(110)은 상기 케이싱콘크리트(120)보다 길게 하여 상기 프리플렉스 합성보(100)에 케이싱콘크리트가 설치되지 않은 구간이 있는 것을 특징으로 하는 부분 프리플렉스 연속합성보.
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