KR101082126B1 - 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교 및 이의 시공방법 - Google Patents

합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교 및 이의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부모멘트부의 압축응력이 작용하는 거더의 변단면부 하부 영역에 콘크리트의 타설이 용이하게 이루어질 수 있는 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교는 상기 교량의 하부 구조물에 의해 지지되는 거더의 영역이 합성 변단면 거더로 이루어지며, 상기 합성 변단면 거더는 복부판의 양 단부에 상,하 플랜지가 구비되고, 하부 플랜지의 단부에는 콘크리트의 타설 작업이 가능한 구조로 보강턱이 구비되며, 상기 보강턱과 복부판 사이의 하부 플랜지 상부면에는 콘크리트가 합성되는 구조로 이루어질 수도 있다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 부모멘트가 발생하는 영역에 합성되는 콘크리트의 타설작업이 용이하게 이루어질 수 있고, 콘크리트의 타설 작업이 거더의 설치 전,후 선택적으로 이루어질 수 있게 되어 시공성의 향상과 공기의 단축이 가능하며, 연속 강교량의 내하력을 증진시켜 이중합성 강교량의 강중을 저감시킬 수 있다.
강박스 거더, 연속교, 변단면, 콘크리트, 부모멘트

Description

합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교 및 이의 시공방법{CONTINUOUS GIRDER BRIDGE HAVING COMPOSITE NON-UNIFORM SECTION STRUCTURE AND CONSTRUCTION METHOD THE SAME}
본 발명은 부모멘트부의 압축응력이 작용하는 거더의 변단면부 하부 영역에 콘크리트의 타설이 용이하게 이루어질 수 있는 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교에 관한 것이다.
일반적으로 연속교의 경우, 교량의 하부구조물에 지지되는 연속 지점부는 거더의 자중 및 추가하중에 의한 부모멘트가 발생하게 된다. 이 경우, 연속 지점부에 발생하는 부모멘트에 상응하는 저항력을 갖도록 거더의 연속 지점부는 형고를 키우거나 보다 두꺼운 판재로 거더의 연속 지점부를 형성하고 있다.
즉, 도 1에 도시된 것과 같이, 종래의 연속 거더교(10)는 하부 구조물(1)에 의해 지지되는 강박스 거더(2)의 연속 지점부를 변단면부(2a)로 형성하여 발생하는 부모멘트에 대응하도록 시공되고 있다.
이와 같이, 변단면부(2a)의 구성으로 인해 연속 지점부의 단면이 커짐으로 인해 시공성 및 경제성이 저하되는 문제가 발생한다.
연속 지점부의 단면 증가로 인한 시공성과 경제성의 문제를 해소하기 위하여 부모멘트부의 압축응력이 작용하는 변단면부(2a)의 내측 하부에 콘크리크(2b)를 합성하는 이중합성 방법이 개발되었다.
그러나, 강박스 거더(2)의 연속 지점부, 즉 변단면부(2a)의 내부에 콘크리트를 합성시키기 위해서는 강박스 거더(2)의 협소한 내부 공간에서 콘크리트의 타설을 위한 작업을 수행하여야만 하기 때문에 시공성이 저하되는 문제가 발생하고 있다.
본 발명은 종래의 연속 거더교에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.
본 발명의 일 목적은 부모멘트가 발생하는 영역 하부에 합성되는 콘크리트의 타설작업이 용이하게 이루어질 수도 있도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은 부모멘트가 발생하는 영역 하부에 합성되는 콘크리트의 타설을 위한 거푸집 등의 설치 작업을 최소화 또는 배제시킬 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 부모멘트가 발생하는 영역에 합성되는 콘크리트의 타설 작업이 거더의 설치 전,후 선택적으로 이루어질 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 연속 강교량의 내하력을 증진시켜 이중합성 강교량의 강중을 저감시킬 수 있도록 하는 것이다.
상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일 실시 형태와 관련된 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교 및 이의 시공방법은 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.
본 발명은 기본적으로, 부모멘트가 발생하는 변단면의 영역의 하부에 콘크리트의 합성을 위한 타설작업이 용이하게 이루어질 수도 있도록 구성되는 것을 기초로 한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교는 교량의 하부 구조물에 의해 지지되는 위치에 변단면부가 구비된 강박스 거더로 이루어지는 연속 거더교로, 교량의 하부 구조물에 의해 지지되는 거더의 영역은 합성 변단면 거더로 이루어지며, 합성 변단면 거더는 복부판의 양 단부에 상,하 플랜지가 구비되고, 하부 플랜지의 단부에는 콘크리트의 타설 작업이 가능한 구조로 보강턱이 구비되며, 보강턱과 복부판 사이의 하부 플랜지 상부면에는 콘크리트가 합성되는 구조로 이루어질 수도 있다.
이 경우, 보강턱은 콘크리트의 타설 높이로 형성될 수도 있다.
다른 한편, 보강턱은 타설되는 콘크리트의 하중을 감안하여 콘크리트와 함께 부모멘트부의 압축응력에 상응하는 보강력을 갖는 높이로 형성될 수도 있다.
본 발명의 다른 일 실시 형태에 따른 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교의 시공방법은 복부판의 양 단부에 상,하 플랜지가 구비되고, 하부 플랜지의 단부에는 콘크리트의 타설 작업이 가능하도록 보강턱이 구비되는 구조의 거더로 부모멘트부 영역에 해당하는 거더의 영역을 제작하는 단계와; 정모멘트부 영역에 해당하는 거더의 영역을 박스 형태의 거더로 제작하는 단계와; 부모멘트부 영역에 해당하는 거더의 양 단부에 정모멘트부 영역에 해당하는 거더를 결합하는 단계와; 부모멘트부 영역에 해당하는 거더 및 정모멘트부 영역에 해당하는 거더를 교량의 하부구조물 상부에 가설하는 단계와; 부모멘트부 영역에 해당하는 거더의 보강턱과 복부판 사이의 하부 플랜지 상부면에 콘크리트를 타설하여 합성하는 단계;를 포함하여 이루어질 수도 있다.
이 경우, 콘크리트의 타설은 부모멘트부 영역에 해당하는 거더와 정모멘트부 영역에 해당하는 거더를 결합하여 교량의 하부구조물 상부에 가설한 후 이루어질 수도 있다.
다른 한편, 콘크리트의 타설은 부모멘트부 영역에 해당하는 거더가 교량의 하부구조물 상부에 가설되기 전에 이루어질 수도 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 부모멘트가 발생하는 영역에 합성되는 콘크리트의 타설작업이 용이하게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 부모멘트가 발생하는 영역에 합성되는 콘크리트의 타설을 위한 거푸집 등의 설치 작업을 최소화 하거나 거푸집 등의 설치 작업을 배제시킬 수 있도록 하여 작업이 용이하고, 또한 공기의 단축이 가능하다.
그리고 또한, 본 발명에 따르면, 부모멘트가 발생하는 영역에 합성되는 콘크리트의 타설 작업이 거더의 설치 전,후 선택적으로 이루어질 수 있게 되어 시공성이 향상될 수 있다.
그리고 또한, 본 발명에 따르면, 연속 강교량의 내하력을 증진시키는 이중합성 강교량의 강중을 저감시킬 수 있게 되어 경제성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교 및 이의 시공방법에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.
이하, 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다.
따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다.
그리고, 이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로, 부모멘트가 발생하는 변단면의 영역에 콘크리트의 합성을 위한 타설작업이 용이하게 이루어질 수도 있도록 구성되는 것을 기초로 한다.
도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교(100)는 하부 구조물(110)에 의해 지지되는 위치에 합성 변단면 거더(130)가 거치되고, 상기 합성 변단면 거더(130)의 양 단부로부터 강박스 거더(120)가 연장되어 배치되도록 구성될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 연속 거더교(100)의 하부 구조물(110)에 의해 지지되는 합성 변단면 거더(130)는 변단면 영역에 콘크리트(150)의 타설이 용이하게 이루어질 수 있도록 개단면 구조의 거더로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 상기 합성 변단면 거더(130)는 수직 방향으로 배치되는 복부판(131)의 상측 단부에는 바닥판(140)이 거치되는 상부 플랜지(132)가 구비되고, 하측 단부에는 하부 구조물(110)의 상부에 지지되는 하부 플랜지(133)가 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 하부 플랜지(133)는 상부 플랜지(132)와 거리가 가변되는 구조로 형성될 수 있다. 즉, 복부판(131)의 높이가 가변되는 변단면 구조로 일 단부는 직선 구조로 형성되며, 다른 일 단부의 높이가 가변되게 형성되어 하부 플랜지(133)는 상부 플랜지(132)와 거리가 가변되는 구조로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 하부 플랜지(133)에는 합성 변단면 거더(130)의 중립축 하부 영역에 발생하는 압축응력에 대한 보강력이 부여될 수 있도록 하기 위한 콘크리트(150)의 타설 작업을 가능하도록 보강턱(133a)이 더 형성될 수도 있다.
이 경우 보강턱(133a)은 콘크리트(150)의 타설 작업을 위한 거푸집의 구조로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 보강턱(133a)은 콘크리트(150)와 함께 합성 변단면 거더(130)의 중립축 하부 영역에 내구성이 증가될 수 있는 구조로 이루어질 수도 있다.
한편, 상기 보강턱(133a)은 합성 변단면 거더(130)의 하부 플랜지(133)를 따라 일정한 타설 높이(h)로 형성될 수도 있고, 이와 달리 보강턱(133a)의 상단부가 합성 변단면 거더(130)의 상부 플랜지(132)와 평행하게 형성되도록 타설 높이(h)가 가변되는 구조로 형성될 수도 있다.
상기와 같이 형성되는 보강턱(133a)의 타설 높이(h)를 따라 콘크리트(150)가 합성 변단면 거더(130)의 하부 위치에 타설되어 합성 변단면 거더(130)의 중립축 하부 영역에 대한 압축응력에 대한 보강력의 부여가 가능하게 된다.
이와 같은 구조에 의해 외부에 노출되는 개단면 구조에 대하여 콘크리트(150)의 타설이 이루어지기 때문에 작업이 용이할 뿐만 아니라 콘크리트(150)의 타설을 위한 별도의 거푸집 작업을 최소화 하거나 또는 거푸집 작업이 요구되지 않도록 할 수도 있다.
상기와 같은 구조의 합성 변단면 거더(130)를 이용하여 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교(100)를 시공하는 방법은 다음과 같이 이루어질 수 있다.
우선, 상기 설명된 것과 같이 복부판(131)의 양 단부에는 상,하 플랜지(132,133)가 형성되게 하고, 하부 플랜지의 단부에는 콘크리트의 타설 작업이 가능한 구조로 보강턱(133a)이 구비되는 구조로 변단면 구조의 거더를 제작한다.
그리고, 정모멘트부 영역에 해당하는 거더의 영역을 박스 형태의 강박스 거더(120)로 제작한다. 이 경우 강박스 거더(120)는 합성 변단면 거더(130)로부터 연장되는 구조로 부모멘트부 영역에 해당하는 변단면 구조의 거더의 양 단부에 결합이 이루어지게 된다.
이 경우, 상기 변단면 구조의 거더에는 합성 변단면 구조로 이루어지도록 하부 플랜지(133) 영역에 콘크리트(150)가 타설되는데 상기 부모멘트부 영역에 해당하는 변단면 구조의 거더가 하부 구조물(110)에 거치되고, 상기 정모멘트부 영역에 해당하는 강박스 거더(120)가 변단면 구조의 거더 양 단부에 결합된 후에 콘크리트(150)의 타설작업이 이루어질 수도 있다.
한편, 상기 콘크리트(150)의 타설은 먼저 하부 플랜지(133) 영역에 콘크리 트(150)를 타설하여 합성 변단면 거더(130)의 구조로 제작이 이루어지도록 한 후, 상기 합성 변단면 거더(130)가 교량의 하부 구조물(110) 상부에 부모멘트부 영역에 해당하는 거더로 가설(거치)되게 하고, 양 단부에 정모멘트부 영역에 해당하는 강박스 거더(120)가 연결되게 할 수도 있다.
본 발명에 따른 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교 및 이의 시공방법은 상기와 같이 설명된 실시예들로 한정되게 적용되는 것이 아니라, 다양한 변형을 위하여 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 이루어질 수도 있다.
도 1은 종래의 연속 거더교에서 교량 하부 구조물에 의해 지지되는 변단면부 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 변단면부의 구조를 나타내기 위해 절개된 부분 확대 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 변단면부의 정면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명*
100 ... 합성 변단면 연속 거더교 110 ... 하부 구조물
120 ... 강박스 거더 130 ... 합성 변단면 거더
131 ... 복부판 132 ... 상부 플랜지
133 ... 하부 플랜지 133a ... 보강턱
140 ... 바닥판 150 ... 콘크리트

Claims (6)

  1. 교량의 하부 구조물에 의해 지지되는 위치에 변단면부가 구비된 강박스 거더로 이루어지는 연속 거더교에 있어서,
    상기 교량의 하부 구조물에 의해 지지되는 거더의 영역은 합성 변단면 거더로 이루어지며,
    상기 합성 변단면 거더는 복부판의 양 단부에 상,하 플랜지가 구비되고, 하부 플랜지의 단부에는 콘크리트의 타설 작업이 가능한 구조로 보강턱이 구비되며, 상기 보강턱과 복부판 사이의 하부 플랜지 상부면에는 콘크리트가 합성되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보강턱은 콘크리트의 타설 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 보강턱은 타설되는 콘크리트의 하중을 감안하여 콘크리트와 함께 부모멘트부의 압축응력에 상응하는 보강력을 갖는 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교.
  4. 복부판의 양 단부에 상,하 플랜지가 구비되고, 하부 플랜지의 단부에는 콘크리트의 타설 작업이 가능하도록 보강턱이 구비되는 구조의 거더로 부모멘트부 영역 에 해당하는 거더의 영역을 제작하는 단계와;
    정모멘트부 영역에 해당하는 거더의 영역을 박스 형태의 거더로 제작하는 단계와;
    상기 부모멘트부 영역에 해당하는 거더의 양 단부에 상기 정모멘트부 영역에 해당하는 거더를 결합하는 단계와;
    상기 부모멘트부 영역에 해당하는 거더 및 상기 정모멘트부 영역에 해당하는 거더를 교량의 하부구조물 상부에 가설하는 단계와;
    상기 부모멘트부 영역에 해당하는 거더의 보강턱과 복부판 사이의 하부 플랜지 상부면에 콘크리트를 타설하여 합성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교의 시공방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 콘크리트의 타설은 상기 부모멘트부 영역에 해당하는 거더와 상기 정모멘트부 영역에 해당하는 거더를 결합하여 교량의 하부구조물 상부에 가설한 후 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교의 시공방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 콘크리트의 타설은 상기 부모멘트부 영역에 해당하는 거더가 교량의 하부구조물 상부에 가설되기 전에 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성 변단면 구조를 갖는 연속 거더교의 시공방법.
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