KR101178255B1 - Non-synthetic arch rib for which steel and reinforced concrete were used and the arch bridge construction technique for which this was used - Google Patents
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Abstract
본 발명은 역학적 거동이 특정한 경우에 대해 강재에 전단연결재를 부착하지 않고, 강재와 철근콘크리트를 비합성으로 제작한 아치리브와 이를 이용하여 아치교를 시공하도록 한 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브 및 이를 이용한 아치교 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브는 강재에 콘크리트가 일정한 두께로 피복되고, 상기 콘크리트 내에 철근이 배근됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브를 이용한 아치교 시공방법은 거푸집을 제작하는 단계; 상기 거푸집 내에 철근을 배근하는 단계; 상기 거푸집 내의 가운데에 강재를 삽입 및 고정하는 단계; 상기 거푸집 내에 콘크리트를 타설 및 양생시킨 후, 거푸집을 탈형하여 아치리브를 제작하는 단계; 상기 아치리브를 보강거더에 강결시키고, 상기 아치리브와 보강거더 간에 수직으로 행거를 조립 설치하고, 상기 행거에 초기장력을 도입하여 아치교를 시공하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention provides a non-synthetic arch rib composed of steel ribs and reinforced concrete to be used to construct an arch bridge using non-synthesized steel and reinforced concrete without attaching a shear connector to the steel for specific cases of mechanical behavior. And it aims to provide an arch bridge construction method using the same.
Non-synthetic arch ribs composed of steel and reinforced concrete according to the present invention for achieving the above object is characterized in that the steel is coated with a certain thickness of the steel, the reinforcement in the concrete.
In addition, the arch bridge construction method using a non-synthetic arch rib composed of steel and reinforced concrete according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of manufacturing the formwork; Reinforcing steel bars in the formwork; Inserting and fixing steel in the center of the formwork; After placing and curing concrete in the formwork, demoulding the formwork to produce arch ribs; Hardening the arch ribs to the reinforcement girder, and assembling and installing a hanger vertically between the arch ribs and the reinforcement girder, characterized in that consisting of the step of constructing the arch bridge by introducing the initial tension to the hanger.
Description
본 발명은 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브 및 이를 이용한 아치교 시공방법에 관한 것으로, 특히 역학적 거동이 특정한 경우에 대해 강재에 전단연결재를 부착하지 않고, 강재와 철근콘크리트를 비합성으로 제작한 비합성 아치리브 및 이를 이용한 아치교 시공방법에 관한 것이다. The present invention relates to a non-synthetic arch rib composed of steel and reinforced concrete, and an arch bridge construction method using the same. In particular, in a case where the mechanical behavior is specific, the steel and the reinforced concrete are manufactured in a non-synthetic manner without attaching the shear connector to the steel. Non-synthetic arch ribs and arch bridge construction method using the same.
일반적으로 아치교에 적용되는 아치리브는 강재나 콘크리트로 구성된 경우가 있고, 강재와 콘크리트를 전단연결재로 합성시킨 강합성 콘크리트로 구성된 경우가 있다.In general, arch ribs applied to arch bridges may be composed of steel or concrete, and may be composed of steel composite concrete obtained by combining steel and concrete with shear connectors.
여기서, 상기한 강합성 콘크리트 아치리브는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, I형이나 강관 등 일반적인 강재(14)에 콘크리트(16)와 부착된 경계면에 스터드나 철근 등의 전단연결재(22)를 용접 부착하여 철근(12)과 콘크리트(16) 속에 매립 시공함으로써, 강재(14)와 콘크리트(16)가 일체로 거동하게 한 공법이다.Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the above-described rigid concrete arch ribs are shear connecting members such as studs or reinforcing bars on a boundary surface attached to
상기한 바와 같은 종래의 강합성 콘크리트 아치리브(A)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 강재(14)에 스터드나 철근 등의 전단연결재(22) 등을 용접 연결하므로, 콘크리트(16) 피복 자체가 얇은 합성 단면인 경우에는 강재(14)에 용접되는 전단연결재(22)와 철근(12) 간에 간섭이 발생되어, 강재(14)에 철근(12) 배근이 사실상 어려워 작업성이 떨어지는 문제점이 있다.As described above, the conventional rigid composite concrete arch ribs A, as shown in FIGS. 1 and 2, by welding the
또한, 상기한 종래의 강합성 콘크리트 아치리브(A)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전단연결재(22)가 콘크리트(16) 속에 충분히 매립되고, 콘크리트(16) 내에 철근(12)까지 배근해야 하므로 대형 단면에 적용될 수밖에 없는 구조적 한계가 있다.In addition, the conventional rigid composite concrete arch ribs (A) described above, as shown in Figures 1 and 2, the
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 역학적 거동이 특정한 경우에 대해 강재에 전단연결재를 부착하지 않고, 강재와 철근콘크리트를 비합성으로 제작한 아치리브와 이를 이용하여 아치교를 시공하도록 한 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브 및 이를 이용한 아치교 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, the arch ribs made of steel and reinforced concrete non-synthetic without using a shear connector to the steel for a specific case of mechanical behavior and use The purpose of the present invention is to provide a non-synthetic arch rib composed of steel and reinforced concrete for the construction of an arch bridge and an arch bridge construction method using the same.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브는 강재에 콘크리트가 일정한 두께로 피복되고, 상기 콘크리트 내에 철근이 배근됨을 특징으로 한다.Non-synthetic arch ribs composed of steel and reinforced concrete according to the present invention for achieving the above object is characterized in that the steel is coated with a certain thickness of the steel, the reinforcement in the concrete.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브를 이용한 아치교 시공방법은 거푸집을 제작하는 단계; 상기 거푸집 내에 철근을 배근하는 단계; 상기 거푸집 내의 가운데에 강재를 삽입 및 고정하는 단계; 상기 거푸집 내에 콘크리트를 타설 및 양생시킨 후, 거푸집을 탈형하여 아치리브를 제작하는 단계; 상기 아치리브를 보강거더에 강결시키고, 상기 아치리브와 보강거더 간에 수직으로 행거를 조립 설치하고, 상기 행거에 초기장력을 도입하여 아치교를 시공하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.In addition, the arch bridge construction method using a non-synthetic arch rib composed of steel and reinforced concrete according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of manufacturing the formwork; Reinforcing steel bars in the formwork; Inserting and fixing steel in the center of the formwork; After placing and curing concrete in the formwork, demoulding the formwork to produce arch ribs; Hardening the arch ribs to the reinforcement girder, and assembling and installing a hanger vertically between the arch ribs and the reinforcement girder, characterized in that consisting of the step of constructing the arch bridge by introducing the initial tension to the hanger.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브 및 이를 이용한 아치교 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the non-synthetic arch ribs composed of steel and reinforced concrete according to the present invention and the arch bridge construction method using the same have the following effects.
첫째, 본 발명은 소형 강재 아치리브에 페인트 등 표면의 유지관리를 쉽게 하기 위해 얇게 콘크리트 모르타르 층으로 피복하는 경우에는 전단연결재의 설치 없이 비합성으로 아치리브를 구성하면, 내부는 강재이고, 표면은 철근콘크리트인 비합성 아치리브를 미리 제작하여 간단한 공정으로 아치교를 건설할 수 있다.First, in the present invention, when the thin steel arch rib is coated with a thin layer of concrete mortar for easy maintenance of a surface such as paint, when the arch rib is formed in a non-synthetic structure without the installation of a shear connector, the interior is steel, and the surface is Reinforced concrete non-synthetic arch ribs can be manufactured in advance and the arch bridge can be constructed in a simple process.
둘째, 본 발명은 회전반경이 큰 파이프나 박스 단면에 콘크리트로 피복하면 압축 응력만 받는 콘크리트 피복은 균열 없이 강재 단면의 부식을 방지하므로 별도의 유지관리 없이 내구성 있는 아치리브가 될 수 있으며, 시공의 공정도 단순화되므로 공사비 절감 효과도 있다.Second, the present invention is to cover the pipe or box section with a large radius of rotation with concrete, the concrete coating that receives only compressive stress prevents corrosion of the steel section without cracking, so it can be a durable arch rib without additional maintenance, construction process It also simplifies construction costs.
도 1은 종래의 강합성 아치리브를 도시한 단면도 1,
도 2는 종래의 강합성 아치리브를 도시한 단면도 2,
도 3은 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브를 도시한 단면도 1,
도 4는 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브를 도시한 단면도 2,
도 5a 내지 5e는 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브의 제작 및 시공순서를 도시한 공정도.1 is a cross-sectional view 1 showing a conventional rigid composite arch rib;
2 is a cross-sectional view 2 showing a conventional rigid composite arch rib;
Figure 3 is a cross-sectional view 1 showing a non-synthetic arch rib composed of steel and reinforced concrete according to the present invention;
4 is a cross-sectional view 2 showing a non-synthetic arch rib composed of steel and reinforced concrete according to the present invention;
5a to 5e is a process chart showing the fabrication and construction sequence of the non-synthetic arch rib composed of steel and reinforced concrete according to the present invention.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.
도 3은 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브를 도시한 단면도 1이고, 도 4는 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브를 도시한 단면도 2이다.Figure 3 is a cross-sectional view showing a non-synthetic arch rib composed of steel and reinforced concrete according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing a non-synthetic arch rib composed of steel and reinforced concrete according to the present invention.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 아치리브(A)는 강재(14)에 콘크리트(16)가 일정한 두께로 피복되고, 상기 콘크리트(16) 내에 철근(12)이 배근된 구조이다.As shown in this figure, the arch rib A consisting of steel and reinforced concrete according to the present invention is coated with
여기서, 상기 강재(14)의 표면이 비닐(18)로 피복된 구조이다.Here, the surface of the
즉, 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 아치리브(A)는 내부는 강재(14)로 구성되고, 상기 강재(14)의 외부는 철근(12)과 콘크리트(16)로 피복된 것이다.That is, the arch rib (A) made of a steel material and reinforced concrete according to the present invention is composed of a
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 아치리브(A)는 중소형 교량에 적용되고, 파이프 형상 또는 박스 형상으로 이루어진 강재(14)로 회전반경이 크므로 좌굴에 대해 유리한 형상이 되며, 또한 강재(14)의 표면에 철근(12)과 콘크리트(16)를 피복함으로써, 압축 응력만을 받는 콘크리트(16) 피복은 균열 없이 강재(14)의 부식을 방지할 수 있다.Arch rib (A) consisting of the steel and the reinforced concrete according to the present invention having the configuration as described above is applied to small and medium bridges, and is advantageous for buckling because the radius of rotation is large as
이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브를 이용한 아치교 시공에 대해 설명한다.Hereinafter, the construction of the arch bridge using the non-synthetic arch rib composed of the steel and reinforced concrete according to the present invention having the configuration as described above.
도 5a 내지 5e는 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브의 제작 및 시공순서를 도시한 공정도이다.5a to 5e is a process chart showing the manufacturing and construction sequence of the non-synthetic arch rib composed of steel and reinforced concrete according to the present invention.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브를 이용한 아치교 시공방법은 거푸집(10)을 제작하는 단계; 상기 거푸집(10) 내에 철근(12)을 배근하는 단계; 상기 거푸집(10) 내의 가운데에 강재(14)를 삽입 및 고정하는 단계; 상기 거푸집(10) 내에 콘크리트(16)를 타설 및 양생시킨 후, 거푸집(10)을 탈형하여 아치리브(A)를 제작하는 단계; 상기 아치리브(A)를 보강거더(G)에 강결시키고, 상기 아치리브(A)와 보강거더(G) 간에 수직으로 행거(H)를 조립 설치하고, 상기 행거(H)에 초기장력을 도입하여 아치교(B)를 시공하는 단계로 이루어진다.As shown in these drawings, the arch bridge construction method using a non-synthetic arch rib composed of steel and reinforced concrete according to the present invention comprises the steps of manufacturing the formwork (10); Placing the
여기서, 상기 강재(14)를 삽입 및 고정하는 단계는 강재(14)를 비닐(18)로 피복한 상태로 거푸집(10)의 내측에 고정철물(20)로 고정 설치한다.Here, the step of inserting and fixing the
즉, 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브를 이용한 아치교 시공방법은 거푸집(10)을 제작하고, 상기 거푸집(10) 내에 철근(12)을 배근하며, 상기 거푸집(10) 내의 가운데에 강재(14)를 비닐(18)로 피복한 상태로 거푸집(10)의 내측에 고정철물(20)로 고정 설치한 후, 상기 거푸집(10) 내에 콘크리트(16)를 타설 및 양생시킨 후, 상기 거푸집(10)을 탈형하여 아치리브(A)를 제작한 후, 상기 아치리브(A)를 보강거더(G)에 강결시키고, 상기 아치리브(A)와 보강거더(G) 간에 수직으로 행거(H)를 조립 설치하고, 상기 행거(H)에 초기장력을 도입하여 아치교(B)를 시공한다.That is, the arch bridge construction method using a non-synthetic arch rib composed of steel and reinforced concrete according to the present invention to manufacture the
특히, 본 발명에 따른 강재와 철근콘크리트로 구성된 비합성 아치리브를 이용한 아치교 시공방법은 중소형 아치교(B)에 적용되는 아치리브(A)는 파이프 형상이나 박스형상으로 회전반경이 크므로 좌굴에 대해 유리하므로 적합한 형상이 된다.In particular, the arch bridge construction method using a non-synthetic arch rib composed of steel and reinforced concrete according to the present invention arch arch (A) applied to the small and medium arch bridge (B) is a pipe shape or box shape because the rotation radius is large for buckling As it is advantageous, it becomes a suitable shape.
상기 강재(14)는 주로 포물선 형상으로 제작되어 현장에서 조립연결을 하게 되는데 연직 포물선으로 거치하기 전에 아치리브(A)가 무응력 상태가 되도록 제작함과 동시에 역학적 거동이 특정한 경우에 대해 전단연결재를 강재(14)에 부착하지 않고 강재(14)와 철근콘크리트(12, 16)를 비합성으로 연결하여 아치리브(A)를 제작하고, 보강거더(G)에 연결하고, 행거(H)에 초기장력을 도입하여 아치교(B)를 시공한다.The
여기서, 상기 행거(H) 설치시 적절한 초기장력을 도입하여 시공하는 경우는 아치리브(A)에 고정하중에 의해 모멘트가 발생되지 않도록 초기장력을 결정할 수가 있고, 보강거더(G)의 아치리브(A) 대비 상대강성을 적절히 키우면, 활하중 및 기타 모든 외력에 대해서도 아치리브(A)에 인장응력을 배제시킬 수가 있다.Here, when installing the appropriate initial tension when installing the hanger (H), the initial tension can be determined so that the moment is not generated by the fixed load on the arch rib (A), the arch rib of the reinforcement girder (G) A) If the relative stiffness is properly increased, the tensile stress can be excluded from the arch rib (A) for live loads and all other external forces.
이 경우 강재(14) 단면과 콘크리트(16) 단면의 중립축을 일치시키면 콘크리트(16)와 강재(14) 사이에 전단류(shear flow)가 없어지므로, 전단연결재가 필요치 않게 된다.In this case, if the neutral axis of the cross section of the
또한, 상기 강재(14)는 회전반경이 큰 파이프나 박스 단면으로 구성되어, 그 표면을 콘크리트(16)로 피복함으로써 압축응력만 받는 콘크리트(16) 피복은 균열 없이 강재(14)의 부식을 방지하므로 별도의 유지관리 없이 내구성 있는 아치리브(A)가 될 수 있다.In addition, the
그리고 시공의 공정도 단순화되므로 공사비가 절감되는 작용효과도 기대된다.In addition, the construction process is simplified, so the effect of reducing the construction cost is also expected.
10: 거푸집 12: 철근
14: 강재 16: 콘크리트
18: 비닐 20: 고정철물
22: 전단연결재 A: 아치리브
B: 아치교 G: 보강거더
H: 행거10: die 12: rebar
14: steel 16: concrete
18: vinyl 20: fixed hardware
22: Shear connector A: Arch rib
B: arch bridge G: reinforcement girder
H: Hanger
Claims (4)
Manufacturing the formwork (10); Placing the reinforcing bars 12 in the formwork 10; Inserting and fixing the steel material 14 in the center of the formwork 10; After pouring and curing the concrete 16 in the formwork 10, demoulding the formwork (10) to produce an arch rib (A); The arch rib (A) is rigidly reinforced to the reinforcement girder (G), the hanger (H) is assembled and installed vertically between the arch rib (A) and the reinforcement girder (G), and the initial tension is introduced into the hanger (H). Consists of the construction of the arch bridge (B), the step of inserting and fixing the steel 14 is fixed steel 20 inside the formwork 10 in a state in which the steel 14 is covered with a vinyl (18) Arch bridge construction method using non-synthetic arch rib consisting of steel and reinforced concrete, characterized in that the fixed installation.
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