KR101034337B1 - 충전형 강성차등 강상자형교 - Google Patents

충전형 강성차등 강상자형교 Download PDF

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KR101034337B1
KR101034337B1 KR1020100003236A KR20100003236A KR101034337B1 KR 101034337 B1 KR101034337 B1 KR 101034337B1 KR 1020100003236 A KR1020100003236 A KR 1020100003236A KR 20100003236 A KR20100003236 A KR 20100003236A KR 101034337 B1 KR101034337 B1 KR 101034337B1
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최동천
김혜숙
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산이건설 주식회사
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Abstract

본 발명은 충전형 강성차등 강상자형교에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 교대와 교대 사이의 교각 상부로 안착된 교좌부에 의하여 강성차등형 강상자가 받쳐지게 구성된 강성차등형 강상자형교에 있어서, 상기 교각의 상부로 받쳐지는 강상자는 내부에 교각지점 보강부가 구비되어지되, 상기 교각지점 보강부는 길이방향을 따라 일정간격으로 이격된 각각의 찬넬마감플레이트의 외부 하측이 하부플랜지에 맞대어져 용접이음되어지며, 외부 좌우측이 복부판에 맞대어져 용접이음되어지고, 상기 찬넬마감플레이트의 내부 하측과 내부 좌,우측에 찬넬플레이트가 용접으로 결합되어 "
Figure 112010002306231-pat00030
"형 공간부가 형성되어지고, 상기 "
Figure 112010002306231-pat00031
"형 공간부에 충전재가 충전 및 경화된 강결구조로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

충전형 강성차등 강상자형교{Steel box bridge of hardness radation}
본 발명은 충전형 강성차등 강상자형교에 관한 것으로서, 특히 교각의 상부로 지지되어 부모멘트가 발생되는 부분인 강상자 내부로 중립축 하부에 충전재가 충전 및 경화되어지도록 하여 균열단면 모멘트에 유효하도록 한 것이다.
일반적으로 도로, 철로, 수로, 파이프 라인 등이 하천, 호수, 해협이나 다른 교통로 위를 건널 수 있도록 하기 위한 방안으로 교량이 시공되어 있다. 교량은 자동차 교통을 위하여 가설된 도로교, 궤도가 시공된 철도전용의 철로교 및 수도, 관개용수, 발전용수 등이 지나는 수로교, 하천, 해협, 호수, 습지 등을 넘도록 가설한 하천교, 도시내고속도로, 입체교차로에 적용된 고가교 등 그 용도에 따라 시공되어있다.
콘크리트로 시공된 콘크리트 교량은 강성이 적어서 소요강성을 확보하기 위해 단면 높이를 확보해야됨으로써, 자중이 큰 구조물 이어서 활하중의 영향이 강교에 비해 적다.
강재로 시공된 강재 교량(이하, "강상자형교"라 함)은 강성이 우수하며 전체적으로 자중이 적은 것으로 두께가 얇은 박판에 격벽, 수직보강재, 수평보강재 및 횡보강재가 결합된 강상자가 교대 및 교대 사이의 교각에 설치된 교좌부에 의하여 받쳐지게 시공되어 있다.
그러나 교대와 교각 사이로 위치된 강상자에서 발생되는 정모멘트와 부모멘트에 의하여 강상자의 지점부위에 응력이 집중됨으로써, 국부적인 좌굴현상이 발생됨과 동시에 지점인 교대와 교각의 상부로 위치된 강상자에 변형이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 강상자가 교좌부에 맞대어지게 얹혀진 상태임으로써, 활하중에 의한 진동이 심하게 발생되어 도심지 구간에서 소음공해를 일으킴과 동시에 피로하중의 증가로 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
또한, 진동으로 인한 처짐이 발생하여 사용자에게 심리적 불안감을 주며, 동시에 거동이 매우 복잡하여 제어하기에 어려움에 따라 안전성이 낮은 문제점이 있었다.
또한, 강상자의 형고가 높아 도시미관저해, 횡단차량의 중압감 증가, 시선차단, 철도교량, 수로교, 생태통로 등 하중이 크게 작용하는 곳에 사용하기에 부적함이 있었고, 교량의 경간이 줄어들어 고가교나 하천교량에 사용하기에 어려운 문제점이 있었다.
그리고 폭이 넓을 경우, 바닥판의 종방향 수직응력의 분포가 일정치 않고, 복부판과의 결합부분에서 최대의 전단 뒤틀림 현상이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 강상자에서 발생되는 국부적인 좌굴현상을 방지하여 변형이 발생되는 것을 막을 수 있도록 하고, 활하중에 의한 진동 발생을 줄여 도심지 구간에서 용이하게 사용할 수 있도록 하며, 피로하중을 줄여 수명이 연장될 수 있도록 하고, 처짐발생율을 줄여 사용자에게 심리적 안전감을 주며, 거동을 단순화시켜 안전성을 높일 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 교대(10)와 교대(10) 사이의 교각(20) 상부로 안착된 교좌부(30)에 의하여 강성차등형 강상자(40)가 받쳐지게 구성된 충전형 강성차등 강상자형교(A)에 있어서, 상기 교각(20)의 상부로 받쳐지는 강상자(40)는 내부에 교각지점 보강부(41)가 구비되어지되, 상기 교각지점 보강부(41)는 길이방향을 따라 일정간격으로 이격된 각각의 찬넬마감플레이트(411)의 외부 하측이 하부플랜지(403)에 맞대어져 용접이음되어지며, 외부 좌,우측이 복부판(402)에 맞대어져 용접이음되어지고, 상기 찬넬마감플레이트(411)의 내부 하측과 내부 좌,우측에 찬넬플레이트(412)가 용접으로 결합되어 "
Figure 112010002306231-pat00001
"형 공간부(413)가 형성되어지고, 상기 "
Figure 112010002306231-pat00002
"형 공간부(413)에 충전재(C)가 충전 및 경화된 강결구조로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 교대(10)의 상부로 받쳐지는 강상자(40) 내부에는 교대지점 보강부(50)가 구비되어지되, 상기 교대지점 보강부(50)는 일정간격으로 이격되게 용접이음된 마감패널(51) 사이의 "
Figure 112010002306231-pat00003
"형 공간부(52)에 충전재(C)가 충전 및 경화된 강결구조로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 교각지점 보강부(41)의 "
Figure 112010002306231-pat00004
"형 공간부(413)와 상기 교대지점 보강부(50)의 "
Figure 112010002306231-pat00005
"형 공간부(52)의 내부에는 다수개의 스터드(S)가 결합되어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 교각지점 보강부(41)의 "
Figure 112010002306231-pat00006
"형 공간부(413)는 상단이 강상자(40)의 중립축 높이를 갖도록 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 충전재(C)가 충전되어지는 "
Figure 112010002306231-pat00007
"형 공간부(413)와 "
Figure 112010002306231-pat00008
"형 공간부(52)에는 죄굴방지부(60)가 구비되어지되, 상기 좌굴방지부(60)는 일정 간격으로 이격되어지며 상,하부가 각각 상부플랜지(401)의 밑면과 하부플랜지(403)의 윗면에 맞대어져 용접이음된 원통 또는 다각통으로 형성된 수직중공부재(601)의 내부에 충전재(C)가 충전 및 경화되어지며, 상기 수직중공부재(601)의 내면에 다수개의 스터드(S)가 결합되어지고,
상기 각각의 수직중공부재(601) 사이의 이격된 부분에 좌굴방지패널(602)이 결합되어지고, 상기 중공부재(601) 사이의 좌굴방지패널(602) 사이에 맨홀(603)이 관통되어지게 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 강상자(40)는 교대(10)와 교각(20) 사이에서 정모멘트와 부모멘트가 발생되어지되, 상기 부모멘트에서 정모멘트로 변화가 완만하게 이루어지게 상부플랜지(401)에 개구부(401-1)가 형성되어짐을 특징으로 한다.
그리고 상기 강상자(40)는 상부플랜지(401)의 하부 양측에 복부판(402)의 상단이 용접이음되어지며, 상기 복부판(402)의 하부에 하부플랜지(403)의 상부가 용접이음되어 내부로 형성된 공간부(404)에 격벽(405)이 용접이음으로 결합되어지되, 상기 공간부(404)에 세로리브(406)가 용접이음으로 결합되어짐을 특징으로 한다.
본 발명은 교각의 상부로 지지되어지는 강상자의 내부에 중립축을 기준으로 중립축의 상부는 오픈되어지도록 하며, 중립축의 하부는 콘크리트로 이루어진 충전재가 충전 및 경화되어지도록 함으로써, 균열단면 모멘트에 의한 인장응력이 유효한 단면을 갖도록 하여 강판으로 이루어진 상부플랜지, 복부판 및 하부플랜지에 국부좌굴을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 활하중에 의한 진동 발생을 줄여 도심지 구간에서 용이하게 사용할 수 있도록 하며, 피로하중을 줄여 수명이 연장될 수 있도록 하고, 처짐발생율을 줄여 사용자에게 심리적 안전감을 주며, 거동을 단순화시켜 안전성을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고 이를 통해 충전재의 충전을 용이하게 이루어지게 작업성을 높일 수 있으며, 집중하중 및 활화중에 의한 유지관리가 용이하게 이루어질 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 충전형 강성차등 강상자형교의 사시도.
도2는 본 발명에 따른 충전형 강성차등 강상자형교의 요부를 절개하여 도시한 사시도.
도3은 본 발명에 따른 충전형 강성차등 강상자형교의 교각지점 보강부를 분리하여 도시한 분해 사시도.
도4는 본 발명에 따른 충전형 강성차등 강상자형교의 정면도.
도5는 본 발명에 따른 충전형 강성차등 강상자형교의 교각지점 보강부 중 "
Figure 112010002306231-pat00009
"형 공간부에 충전재가 충전된 상태를 도시한 종단면도.
도6은 본 발명에 따른 충전형 강성차등 강상자형교의 교각지점 보강부 중 "
Figure 112010002306231-pat00010
"형 공간부의 좌굴방지부를 도시한 종단면도.
도7은 본 발명에 따른 충전형 강성차등 강상자형교의 교대지점 보강부를 도시한 종단면도.
도8은 본 발명에 따른 강성차등형 강상자가 2열로 배열된 상태를 도시한 충전형 강성차등 강상자형의 단면도.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 충전형 강성차등 강상자형교(A)는 도1 내지 도8에 도시된 바와 같이, 교대(10)와 교대(10) 사이의 교각(20) 상부로 안착된 교좌부(30)에 의하여 일렬 또는 이렬 이상의 강성차등형 강상자(40)가 받쳐지게되며, 상기 강성차등형 강상자(40)의 상부에 받닥판(70)이 받쳐질 수 있게 되어있다.
상기 강상자(40)는 소정 두께를 가지며 길이 방향을 따라 길게 절단된 강판이 결합되어진 것으로 상부플랜지(401)의 하부 양측에 동일한 길이를 갖는 복부판(402)의 상단이 용접 이음으로 결합되어지고, 상기 복부판(402)의 하부에 하부플랜지(403)의 상부가 용접 이음으로 결합되어지며 그 내부로 제공되어지는 공간부(404)에 격벽(405)이 용접이음으로 결합되어진다.
상기 공간부(404)에 접하는 상부플랜지(401)와 하부플랜지(403)에는 각각 세로리브(406)가 용접 이음으로 결합되어 강성이 증가된다.
상기 교각(20)의 상부로 받쳐지는 즉, 교각(20)의 상부에 구비된 교좌부(30)의 직상부로 위치된 강상자(40) 내부는 부모멘트 구간으로 강성과 중량 및 거동영역을 높이기 위한 교각지점 보강부(41)가 구비된다.
상기 교각지점 보강부(41)는 교좌부(30)를 중심으로 부모멘트 영역의 강성을 증가시키기 위해 좌,우측 또는 전,후인 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 이격된 각각의 찬넬마감플레이트(411)가 구비되어지고, 상기 찬넬마감플레이트(411)의 외부 하측이 하부플랜지(403)의 윗면에 맞대어지며, 외부 좌,우측이 복부판(402)의 내면에 맞대어져 용접이음으로 결합된다.
상기 찬넬마감플레이트(411)의 내부 하측과 내부 좌,우측에는 길이방향으로 이격된 간격과 동일한 길이를 갖는 찬넬플레이트(412)가 맞대어져 용접 이음으로 결합되어 "
Figure 112010002306231-pat00011
"형 공간부(413)가 형성되어지고, 상기 "
Figure 112010002306231-pat00012
"형 공간부(413)에 충전재(C)가 충전 및 경화된 강결구조로 형성된다.
상기 교각지점 보강부(41)의 "
Figure 112010002306231-pat00013
"형 공간부(413)에는 다수개의 스터드(S)가 결합되어 충전재(C)와 부착력을 높일 수 있고, 상기 교각지점 보강부(41)의 "
Figure 112010002306231-pat00014
"형 공간부(413)는 상단이 강상자(40)의 중립축 높이를 갖도록 하여 강판의 사용량을 줄임과 동시에 충전재(C)가 용이하게 충전될 수 있게 된다. 이때, 상기 찬넬플레이트(412)의 외부로 제공되어지는 "
Figure 112010002306231-pat00015
"형 공간부(413)는 다수개의 스페이서볼트(80)에 의하여 일정 간격이 유지될 수 있게 된다.
상기 강상자(40)는 교대(10)와 교각(20) 사이에서 발생되어지는 정모멘트와 부모멘트 중 부모멘트에서 정모멘트로 변화가 완만하게 이루어지게 상부플랜지(401)에 다수개의 개구부(401-1)가 형성되어 있다. 이를 통해 상부플랜지(401)를 형성하는 강판 사용량을 줄이는 즉, 강성이 차등되어지는 가운데 강성이 낮아지는 것을 막을 수 있게 된다.
상기 교각지점 보강부(41)의 "
Figure 112010002306231-pat00016
"형 공간부(413)는 가운데 즉, 부모멘트가 최대로되는 지점에 좌굴방지부(60)가 구비되어지고, 이러한 좌굴방지부(60)는 일정 간격으로 이격되어지며, 상,하부가 각각 상부플랜지(401)의 밑면과 하부플랜지(403)의 윗면에 맞대어져 용접 이음으로 고정된 원통 또는 다각통으로 형성된 수직중공부재(601)의 내부에 충전재(C)가 충전되어 경화된다. 상기 수직중공부재(601)의 내면에는 다수개의 스터드(S)가 결합되어 충전재(C)와의 접촉력을 높일 수 있게 된다.
상기 각각의 수직중공부재(601) 사이의 이격된 부분은 좌굴방지패널(602)이 결합되어 중공부재(601)가 틀어지는 것을 방지함과 동시에 격벽과 같은 기능으로 강도가 더 증가될 수 있게 되며, 상기 중공부재(601) 사이의 좌굴방지패널(602)에 맨홀(603)이 형성되어 작업자나 관리자가 용이하게 이동할 수 있게 된다.
상기 교대(10)의 상부로 받쳐지는 강상자(40) 내부의 양측에는 양교대지점 보강부(50)가 구비되어 변형되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이러한 상기 교대지점 보강부(50)는 일정한 간격으로 이격되게 용접 이음으로 결합된 마감패널(51) 사이의 "
Figure 112010002306231-pat00017
"형 공간부(52)에 충전재(C)가 충전되어 경화된 강결구조를 갖게 된다. 상기 "
Figure 112010002306231-pat00018
"형 공간부(52)의 내부는 다수개의 스터드(S)가 결합되어 충전재(C)와 접속력을 높일 수 있게 된다.
상기 "
Figure 112010002306231-pat00019
"형 공간부(52)의 내부는 "
Figure 112010002306231-pat00020
"형 공간부(413)에 구비된 동일한 구조를 갖는 좌굴방지부(60)가 구비되어 지점부에서 발생되는 변형을 줄이고, 안전성을 증가시키게 된다.
A:강상자형교 C:충전재
10:교대 20:교각
30:교좌부 40:강상자
41:교각지점 보강부 411:찬넬마감플레이트
402:복부판 403:하부플랜지
412:찬넬플레이트 413:"
Figure 112010002306231-pat00021
"형 공간부

Claims (7)

  1. 교대(10)와 교대(10) 사이의 교각(20) 상부로 안착된 교좌부(30)에 의하여 강성차등형 강상자(40)가 받쳐지게 구성된 충전형 강성차등 강상자형교(A)에 있어서,
    상기 교각(20)의 상부로 받쳐지는 강상자(40)는 내부에 교각지점 보강부(41)가 구비되어지되, 상기 교각지점 보강부(41)는 길이방향을 따라 일정간격으로 이격된 각각의 찬넬마감플레이트(411)의 외부 하측이 하부플랜지(403)에 맞대어져 용접이음되어지며, 외부 좌우측이 복부판(402)에 맞대어져 용접이음되어지고, 상기 찬넬마감플레이트(411)의 내부 하측과 내부 좌,우측에 찬넬플레이트(412)가 용접으로 결합되어 "
    Figure 112011012060038-pat00022
    "형 공간부(413)가 형성되어지고, 상기 "
    Figure 112011012060038-pat00023
    "형 공간부(413)에 충전재(C)가 충전 및 경화된 강결구조로 구성되며,
    상기 교대(10)의 상부로 받쳐지는 강상자(40) 내부에는 교대지점 보강부(50)가 구비되어지되, 상기 교대지점 보강부(50)는 일정간격으로 이격되게 용접이음된 마감패널(51) 사이의 "
    Figure 112011012060038-pat00024
    "형 공간부(52)에 충전재(C)가 충전 및 경화된 강결구조로 구성되며,
    상기 교각지점 보강부(41)의 "
    Figure 112011012060038-pat00025
    "형 공간부(413)와 상기 교대지점 보강부(50)의 "
    Figure 112011012060038-pat00026
    "형 공간부(52)의 내부에는 다수개의 스터드(S)가 결합되어짐을 특징으로 하는 충전형 강성차등 강상자형교.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 교각지점 보강부(41)의 "
    Figure 112010002306231-pat00027
    "형 공간부(413)는 상단이 강상자(40)의 중립축 높이를 갖도록 구성됨을 특징으로 하는 충전형 강성차등 강상자형교.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 충전재(C)가 충전되어지는 "
    Figure 112011012060038-pat00028
    "형 공간부(413)와 "
    Figure 112011012060038-pat00029
    "형 공간부(52)에는 죄굴방지부(60)가 구비되어지되, 상기 좌굴방지부(60)는 일정 간격으로 이격되어지며 상,하부가 각각 상부플랜지(401)의 밑면과 하부플랜지(403)의 윗면에 맞대어져 용접이음된 원통 또는 다각통으로 형성된 수직중공부재(601)의 내부에 충전재(C)가 충전 및 경화되어지며, 상기 수직중공부재(601)의 내면에 다수개의 스터드(S)가 결합되어지고, 상기 각각의 수직중공부재(601) 사이의 이격된 부분에 좌굴방지패널(602)이 결합되어지고, 상기 중공부재(601) 사이의 좌굴방지패널(602) 사이에 맨홀(603)이 관통되어지게 형성됨을 특징으로 하는 충전형 강성차등 강상자형교.

  6. 삭제
  7. 삭제
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