KR101229472B1 - 교량용 강관 거더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량용 강관 거더에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 구조용 강관의 상단 에 강재 상판과 합성되는 강관 거더에서 도심축이 중심이동된 단면으로 이루어지도록 하여 압축응력과 인장응력이 거의 동일하게 작용하도록 한 구성으로 강재 사용량을 줄여 공사비의 절감이 이루어지고 장지간에 적용이 가능하면서 구조물의 안정성과 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 교량용 강관 거더에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 교량의 길이방향으로 설치되는 강관과, 상기 강관의 상단 양측에서 강재 상판과 합성되도록 한 수직 연결재와, 상기 강관의 하부 내주면과 같은 곡률로 부착되는 보강판으로 이루어진 구성과, 상기 강관 내부 중심축부에서 상하 방향으로 강관의 상,하단 중심점 부분에 수직 보강재를 강관의 길이방향으로 일정간격으로 부착하여서 된 교량용 강관 거더를 특징으로 한다.

Description

교량용 강관 거더 {Steel pipe girder for bridge}

본 발명은 교량용 강관 거더에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 구조용 강관의 상단 에 강재 상판과 합성되는 강관 거더에서 도심축이 중심이동된 단면으로 이루어지도록 하여 압축응력과 인장응력이 거의 동일하게 작용하도록 한 구성으로 강재 사용량을 줄여 공사비의 절감이 이루어지고 장지간에 적용이 가능하면서 구조물의 안정성과 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 교량용 강관 거더에 관한 것이다.

일반적으로 거더는 교량의 상부에서 작용하는 고정하중 및 차량하중 등의 적재하중을 교각 또는 교대로 전달하는 역할을 하는 중요한 교량의 요소로서, 형식에 따라 여러 종류로 나뉘어진다.

그리고 도 1과 같이 구조용 강관은 도심축이 중앙에 위치하여 인장응력과 압축응력이 동일하도록 한 곳에 적용하게 될 때 효율적인 사용이 가능한 것이다.

그러나 도 2에서 보는 바와 같이 구조용 강관을 교량에서 거더로 사용하게 될 때는 강관의 상부에 강재 상판을 합성하게 되면 도심축이 중심부에서 상측으로 이동되어 압축응력은 작고 인장응력은 증가하는 불균형을 이루는 구조로 인하여 강관의 직경 및 두께가 증가된 것을 사용하여야 구조물의 안정성과 내구성을 확보할 수 있기 때문에 이로 인하여 강재 사용량이 증가하고 이로 인하여 공사비가 많이 들게 되는 단점이 있다.

또한, 선행기술로서 특허 제10-1011866호로 개시된 트러스가 결합된 강관 거더에서는 강관과 트러스를 응력 협동체로 결합한 거더를 제공하고, 강관을 길이 방향으로 반분한 두 개의 반쪽 강관을 먼저 제작하고 트러스를 반쪽 강관에 내재시킨 다음 두 개의 반쪽 강관을 접합하여 제조되는 강관거더를 제공하고, 굽은 경간에 설치되는 굽은 거더에서 굽은 거더의 응력 방향으로 트러스의 상하 삼각점을 잇는 축을 일치시켜 굽은거더의 유효한 하중 응력을 최대화시킨 강관 거더로 되어 있는바, 이러한 상기와 같은 강관 거더에서는 강관을 길이방향으로 반분하고 트러스를 접합하는 구성이므로 작업공정이 번거롭고 도심축이 중앙에 위치하는 구성이므로 강재 사용량이 증가하고 이로 인하여 공사비가 많이 들게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 구조용 강관의 상단 양측에 수직 연결재를 부착하여 강재 상판과 합성되도록 하고 강관의 하부 내주면과 같은 곡률로 이루어진 보강판을 부착하여 도심축이 중심이동된 단면을 구성하도록 하여 압축응력과 인장응력이 거의 동일하게 작용하도록 한 수단으로 강재 사용량을 줄여 공사비의 절감이 이루어지고 장지간에 적용이 가능하면서 구조물의 안정성과 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 교량용 강관 거더를 제공함에 있다.

또한, 상기 강관의 내부에 수직 보강재를 부착하여 보강판의 탈락을 방지하면서 하중전달이 명확하게 이루어질 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 교량의 길이방향으로 설치되는 강관과, 상기 강관의 상단 양측에서 강재 상판과 합성되도록 한 수직 연결재와, 상기 강관의 하부 내주면과 같은 곡률로 부착되는 보강판으로 이루어진 교량용 강관 거더를 특징으로 한다.

또한, 상기 수직 연결재는, 강관의 상단 양측면과 강재 상판의 연결단부 저면 내측이 직각으로 연결되게 부착하여서 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수직 연결재는, 강관의 상단 중심점에서 양측면으로 40~60도 방향이 되는 지점에 부착하여서 됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 보강판은, 강관의 하단 중심점에서 양측면으로 30~50도 방향이 되는 지점에 부착하여서 됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 강관 내부 중심축부에서 상하 방향으로 강관의 상,하단 중심점 부분에 수직 보강재를 강관의 길이방향으로 일정간격으로 부착하여서 됨을 특징으로 한다.

본 발명은 강관의 상단에 강재 상판과 합성되는 강관 거더에서 도심축이 중심이동되게 한 구조에 의해 압축응력과 인장응력이 거의 동일하게 작용하도록 함으로써 기존의 도심축이 이동되는 구성에 비해 강재 사용량을 크게 줄일 수 있게 되어 공사비의 절감이 이루어질 수 있도록 하면서 장지간에 적용이 가능하고 구조물의 안정성과 내구성을 향상시킬 수 있게 되므로 매우 경제적인 교량용 강관 거더를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 구조용 강관에 의한 압축응력과 인장응력의 작용상태를 나타낸 측면 예시도.
도 2는 종래의 강관의 상단에 강재 상판과 합성되는 강관 거더에서 압축응력은 작고 인장응력은 증가하는 구조를 나타낸 측면 예시도.
도 3은 본 발명에 의한 교량용 강관 거더에서 강관의 상단에 강재 상판과 합성되는 강관 거더에서 압축응력과 인장응력이 거의 동일한 구조를 나타내는 측면 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 교량용 강관 거더에서 강관의 내부에 길이방향으로 일정간격 수직 보강재를 설치한 상태를 나타낸 전면 예시도.
도 5는 상기 도 3의 구성에서 구조용 강관이 2열 배치된 상태를 나타낸 측면 예시도.
도 6은 상기 도 3의 본 발명 도면에서 주요구성요소를 일부 확대한 도면.
도 7은 상기 도 2의 종래 발명 도면에서 주요구성요소를 일부 확대한 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

일반적으로 거더는 교량의 상부에서 작용하는 고정하중 및 차량하중 등의 적재하중을 교각 또는 교대로 전달하는 역할을 하는 중요한 교량의 요소이다.

본 발명에서는 강관의 상단에 강재 상판과 합성되는 강관 거더에서 도심축(10a)이 중심이동되게 한 구조로 개선하여 압축응력과 인장응력이 거의 동일하게 작용하도록 한 구성으로 강재 사용량을 줄여 공사비의 절감이 이루어지고 장지간에 적용이 가능하면서 구조물의 안정성과 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 교량용 강관 거더는, 교량의 길이방향으로 설치되는 강관(10)과, 상기 강관(10)의 길이방향으로 상단 양측에서 강재 상판(20)과 합성되도록 한 수직 연결재(30)(30')와, 상기 강관(10)의 하부 내주면과 같은 곡률로 부착되는 보강판(40)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 수직 연결재(30)(30')는, 강관(10)과 강재 상판(20)의 합성이 용이하도록 하면서 강관(10)의 상단부위에 압축응력이 골고루 전달되도록 하기 위한 것으로서 강관(10)의 상단 양측면과 강재 상판(20)의 연결단부(20a) 저면 내측이 직각으로 연결되게 용접 등으로 부착하여서 된 것이다.

또한, 상기 수직 연결재(30)(30')가 부착되는 강관(10)의 상단 양측면은 강재 상판(20)에 의한 압축응력이 강관(10) 전체에 골고루 전달될 수 있도록 상단 중심점(11)에서 양측면 40~60도 방향이 되는 지점에 부착하되 가장 바람직한 형태로는 강관(10)의 상단 양측면 45도 방향으로 함이 더욱 효과적이다.

상기 보강판(40)은, 강관(10)의 도심축 중심이동을 위한 것으로서 강관(10)의 하부 내주면과 같은 곡률로 이루어진 보강판(40)을 강관(10)의 내주면에 부착하되 보강판(40)의 부착지점은 강관(10)의 하단 중심점(12)에서 양측면 30~50도 방향이 되는 지점에 부착하되 가장 바람직한 형태로는 강관(10)의 상단 양측면 40도 방향으로 함이 더욱 효과적이다.

이러한 본 발명은 상기 강관(10) 상단의 양측면에 부착되는 수직 연결재(30)(30')와 강관(10) 하단 내측면에 부착되는 보강판(40)의 양단은 동일한 수직선상에 놓여질 수 있는 위치에 부착되도록 하여 강관의 상부면에 작용하는 압축력이 작용하고 하부면에 작용하는 인장력이 상호 대응될 수 있도록 함이 바람직하다.

그리고 본 발명에서는 강관(10) 내부 중심축부(14)에서 상하 방향으로 강관(10)의 상,하단 중심점(11)(12) 부분에 수직 보강재(50)를 강관(10)의 길이방향으로 일정간격으로 부착하여 보강판(40)의 탈락을 방지할 수 있도록 함과 아울러 강관(10)의 하중전달이 명확하게 이루어질 수 있도록 한다.

이와 같이 된 본 발명의 교량용 강관 거더는 구조용 강관(10)의 상단 양측에 수직 연결재(30)(30')를 부착하여 강재 상판(20)과 합성되도록 하고 강관(10)의 하부 내주면에는 내주면과 같은 곡률로 이루어진 보강판(40)을 부착하여 도심축이 중심이동된 단면을 구성하게 된다.

즉, 본 발명은 강관(10)의 상단 양측면과 강재 상판(20)의 연결단부(20a) 저면 내측이 직각으로 연결되게 부착되어 있는 수직 연결재(30)(30')에 의해 강관(10)과 강재 상판(20)의 합성이 용이하도록 하면서 강관(10)의 상단부위에 압축응력이 골고루 전달되도록 하고. 강관(10)의 하부 내주면과 같은 곡률로 이루어진 보강판(40)이 강관(10)의 내주면에 부착되어 도심축(10a)이 중심이동되게 한 구조에 의해 압축응력이 인장응력이 거의 동일하게 작용하게 된다.

이렇게 강관(10)의 상단에 강재 상판(20)과 합성되는 강관 거더에서 도심축(10a)이 중심이동되게 함으로써 강재 사용량을 줄여 공사비의 절감이 이루어지고 장지간에 적용이 가능하면서 구조물의 안정성과 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 강관 거더에 의해 강관(10) 내부 중심축부(14)에서 상하 방향으로 강관(10)의 상,하단 중심점(11)(12) 부분에 수직 보강재(50)를 부착함으로써 수직 보강재(50)에 의해 보강판(40)이 견고하게 부착될 수 있도록 지지할 수 있게 되고, 강관(10)의 상단 중심점(11)에서 하단 중심점(12) 부분에 하중에 명확하게 전달되도록 함으로써 작용 응력을 효율적으로 배분될 수 있도록 유도하는 역할을 하게 된다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

10 : 강관 10a : 도심축
11 : 상단 중심점 12 : 하단 중심점
14 : 중심축부 20 : 상판
20a : 연결단부 30,30' : 수직 연결재
40 : 보강판 50 : 수직 보강재

Claims (5)

1. 교량의 길이방향으로 설치되는 강관(10)과,
   상기 강관(10)의 길이방향으로 상단 양측에서 강재 상판(20)과 합성되도록 한 수직 연결재(30)(30')와, 상기 강관(10)의 하부 내주면과 같은 곡률로 부착되는 보강판(40)으로 이루어지되,
   상기 수직 연결재(30)(30')는, 강관(10)의 상단 양측면과 강재 상판(20)의 연결단부(20a) 저면 내측이 직각으로 연결되게 부착되고,
   상기 강관(10) 내부 중심축부(14)에서 상하 방향으로 강관(10)의 상,하단 중심점(11)(12)부분에 수직 보강재(50)를 강관(10)의 길이방향으로 일정간격으로 부착하되,
   상기 수직 연결재(30)(30')는, 강관(10)의 상단 중심점(11)에서 양측면으로 45도 방향이 되는 지점에 부착하고,
   상기 보강판(40)은, 강관(10)의 하단 중심점(12)에서 양측면으로 45도 방향이 되는 지점에 부착함으로써
   상기 수직연결재(30)(30')와 상기 보강판(40)의 양단은 동일한 수직선상에 놓여지는 위치에 부착되어 강관의 상부면에 작용하는 압축력과 하부면에 작용하는 인장력이 상호 대응될 수 있도록 함을 특징으로 하는 교량용 강관 거더.
   
   
   
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제

Images