KR101354499B1 - 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재 및 이의 제작방법 - Google Patents

종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재 및 이의 제작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 교량에 사용되는 거더부재 및 이의 제작방법에 관한 것으로서, 거더의 종방향 뿐만 아니라 횡방향에 대해서도 프리모멘트를 도입함으로써 교량의 사용시 작용하는 하중에 대해 효과적으로 대응할 수 있는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재 및 이의 제작방법에 관한 것이다.
상기 박스형 거더부재는, 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지고 종방향으로 캠버가 형성되어 있는 제1형강과, 상기 제1형강의 폭방향 일측에 제1형강과 간격을 두고 위치하며 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 제2형강과, 상기 제1·2형강의 상부플랜지를 연결해주는 제1연결판, 및 제1·2형강의 하부플랜지를 연결해주는 제2연결판을 포함하여 이루어지되; 상기 제1·2연결판은, 제1형강이 일직선을 이루도록 하중이 재하되어 있는 상태에서 제1형강 및 제2형강에 접합된 후, 제1형강에서 재하되어 있던 하중이 제거됨으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재 및 이의 제작방법{Longitudinal and transverse pre-moment girder and its manufacturing method}
본 발명은 교량에 사용되는 거더부재 및 이의 제작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 거더의 종방향 뿐만 아니라 횡방향에 대해서도 프리모멘트를 도입함으로써 교량의 사용시 작용하는 하중에 대해 효과적으로 대응할 수 있는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재 및 이의 제작방법에 관한 것이다.
교량용 거더는 교량의 길이방향, 즉 종방향으로 설치되어 교량 상부구조의 주요한 골격을 이루게 되는 부재로서, 거더와 거더 상부에 위치한 상판의 자중 및 교량 사용시의 활하중을 하부구조로 전달해주는 역할을 한다. 교량을 시공할 때에는 경간의 길이를 크게 하여 교각의 수를 줄이는 것이 공기 및 공사비 측면에서 유리하고 형하 공간의 활용도를 높일 수 있기 때문에 거더의 강성을 높여 거더가 긴 길이를 가질 수 있도록 하는 데에 관련 기술들의 초점이 맞추어져 있다. 거더를 사용시의 하중에 의해 변형되는 형태와 반대되는 형태로 형성시키거나, 거더에 사용시 작용하는 하중의 방향과 반대되는 방향의 하중을 미리 도입시킴으로써 프리스트레스가 사용시 작용하는 하중과 상쇄되도록 하는 것은 이러한 기술들의 대표적인 방법이다.
한편, 교량의 횡방향으로는 가로보가 설치되는데, 가로보는 거더에 비해 그 길이가 짧고 교량 상부구조에서 주요한 역할을 하는 부재가 아니기 때문에 이와 관련된 기술이 많지 않다.
그러나 교량 위를 통과하는 교통량이 많은 등의 이유로 교량의 폭이 커야 하는 경우에는 교량이 횡방향으로도 보강될 필요가 있는데, 거더가 시공된 후 거더들 사이에 설치되는 짧은 가로보를 거더에서와 같은 방법을 사용하여 보강하는 것은 적합하지 않다.
거더와 거더 사이에 설치되는 가로보가 아닌, 박스형 거더와 같이 큰 폭을 갖는 거더의 경우에는 거더의 제작시에 거더의 폭방향으로 보강을 하기도 한다. 도 1에 도시되어 있는 등록번호 10-0755605의 '양방향 프리스트레싱 시스템'에서는 거더의 종방향 뿐만 아니라 횡방향에 대해서도 보강이 가능한 거더의 제작방법에 대하여 개시하고 있는데, 상기 종래기술에서는 거더의 종방향을 보강하는 방법에서와 마찬가지로 거더의 횡방향으로 횡방향 긴장재(20)를 다수 개 설치하는 방법을 사용하고 있다.
상기와 같은 방법은 거더의 횡방향 강성을 보강한다는 측면에서는 효과가 있을 수 있으나, 단가가 높고 설치가 쉽지 않은 긴장재를 다수 개 설치하여야 하므로 제작의 용이성 및 경제성의 측면에서 불리할 수 있다. 그리고 횡방향 긴장재와 종방향 긴장재가 간섭하지 않고 설치되기 위해서는 거더의 단면이 커야하기 때문에 이러한 방법을 단면이 작은 거더에 적용하기에는 무리가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 2개 이상의 I형강 및 강판 등으로 제작되어 거더의 종방향 뿐만 아니라 횡방향에 대해서도 프리모멘트가 도입되어 있는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재 및 이의 제작방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지고 종방향으로 캠버가 형성되어 있는 제1형강과, 상기 제1형강의 폭방향 일측에 제1형강과 간격을 두고 위치하며 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 제2형강과, 상기 제1·2형강의 상부플랜지를 연결해주는 제1연결판, 및 제1·2형강의 하부플랜지를 연결해주는 제2연결판을 포함하여 이루어지되; 상기 제1·2연결판은, 제1형강이 일직선을 이루도록 하중이 재하되어 있는 상태에서 제1형강 및 제2형강에 접합된 후, 제1형강에서 재하되어 있던 하중이 제거됨으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재가 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지고 종방향으로 캠버가 형성되어 있는 하나의 제1형강과, 상기 제1형강의 폭방향 양측에 하나씩 제1형강과 간격을 두고 위치하며 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 두 개의 제2형강과, 상기 제1·2형강의 상부플랜지를 연결해주는 제1연결판, 및 제1·2형강의 하부플랜지를 연결해주는 제2연결판을 포함하여 이루어지되; 상기 제1·2연결판은, 제1형강이 일직선을 이루도록 하중이 재하되어 있는 상태에서 제1형강 및 제2형강에 접합된 후, 제1형강에서 재하되어 있던 하중이 제거됨으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재가 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제1·2연결판 사이 공간에는 콘크리트가 채워져 있는 것을 특징으로 하는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재가 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제1·2연결판 사이 공간에는 제1·2형강의 폭방향으로 설치되어 제1·2형강을 연결해주는 다수 개의 보강부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재가 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, a) 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지고 종방향 상에서 캠버가 형성된 제1형강을 제작하는 단계; b) 상기 제1형강이 일직선이 되도록 제1형강에 제1형강의 플랜지면과 수직한 하중을 재하하는 단계; c) 상기 제1형강의 폭방향 일측에 제1형강과 간격을 갖고 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 제2형강을 위치시키는 단계; d) 판형으로 이루어지는 제1연결판의 폭방향 양단부를 상기 제1·2형강의 상부플랜지에 접합하고 제2연결판의 폭방향 양단부를 제1·2형강의 하부플랜지에 접합하는 단계; e) 상기 제1형강에 재하되어 있던 하중을 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재의 제작방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, a) 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지고 종방향 상에서 캠버가 형성된 제1형강을 제작하는 단계; b) 상기 제1형강이 일직선이 되도록 제1형강에 제1형강의 플랜지면과 수직한 하중을 재하하는 단계; c) 상기 제1형강의 폭방향 양측에 제1형강과 간격을 갖고 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 두 개의 제2형강을 각각 위치시키는 단계; d) 판형으로 이루어지는 제1연결판의 폭방향 중앙부 및 양단부를 제1·2형강의 상부플랜지에 접합하고 제2연결판의 폭방향 중앙부 및 양단부를 제1·2형강의 하부플랜지에 접합하는 단계; e) 상기 제1형강에 재하되어 있던 하중을 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재의 제작방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 d)단계 이후에, 상기 제1·2연결판 사이의 공간에 콘크리트를 타설·양생하는 과정이 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재의 제작방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 c)단계와 d)단계 사이에, 상기 제1·2형강의 폭방향으로 놓여 제1·2형강을 연결해주는 다수 개의 보강부재를 설치하는 과정이 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재의 제작방법이 제공된다.
본 발명에 의한 거더부재는 일반적인 프리스트레스트 거더에 프리스트레스가 종방향으로만 도입되어 있는 것과는 달리, 거더부재의 종방향 뿐만 아니라 횡방향으로도 프리모멘트가 도입되어 있어 교량에 작용하는 하중에 대해 효과적으로 대응할 수 있다.
상기 거더부재의 두 연결판 사이에 보강부재 및/또는 콘크리트가 구비되는 경우에는 거더부재의 성능을 더 향상시킬 수 있다.
또한, 거더부재의 횡방향 상에서 프리모멘트를 비대칭적으로 도입하거나 교량의 횡방향 중심을 기준으로 다른 크기의 횡방향 프리모멘트를 갖는 거더부재를 사용하여 교량의 폭방향 상에서 불균일하게 작용할 수 있는 하중에 대해 대응할 수 있다.
그리고 본 발명에 의한 거더부재는 폭이 넓게 형성되기 때문에 거더부재의 설치 및 사용시에 거더부재가 전도될 위험이 적고, 거더가 전도되는 것을 방지하기 위한 부재의 시공 개소를 감소시킬 수 있다.
본 발명에 의한 거더부재를 제작하는 방법에 의하면, 하나의 과정을 거치는 것만으로 거더부재의 종방향 뿐만 아니라 횡방향에 대해서도 프리모멘트가 도입된 거더부재를 제작할 수 있으므로 거더부재의 제작이 용이하고 제작하는 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 종래기술로서 '양방향 프리스트레싱 시스템'에 의한 박스형 거더의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 거더부재의 사시도 및 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 거더부재가 교대 상부에 설치되어 있는 모습을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 거더부재에 보강부재 및/또는 콘크리트가 더 구비되어 있는 경우의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 의한 거더부재를 제작하는 과정을 순서대로 도시한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 의한 거더부재에 있어, 연결판을 부착하는 방법에 관한 타 실시예를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 의한 거더부재의 사시도 및 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 의한 거더부재가 교대 상부에 설치되어 있는 모습을 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 의한 거더부재를 제작하는 과정을 순서대로 도시한 설명도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 의한 거더부재에 있어, 연결판을 부착하는 방법에 관한 타 실시예를 도시한 사시도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관하여는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 2에는 본 발명의 제1실시예에 의한 거더부재(100)의 사시도 및 단면도가 도시되어 있다.
본 발명에 의한 거더부재(100)는, 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지고 종방향으로 캠버가 형성되어 있는 제1형강(110)과, 상기 제1형강(110)의 폭방향 일측에 제1형강(110)과 간격을 두고 위치하며 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 제2형강(120)과, 상기 제1·2형강(110, 120)의 상부플랜지를 연결해주는 제1연결판(130), 및 제1·2형강(110, 120)의 하부플랜지를 연결해주는 제2연결판(140)을 포함하여 이루어지되; 상기 제1·2연결판(130, 140)은, 제1형강(110)이 일직선을 이루도록 하중(P)이 재하되어 있는 상태에서 제1형강(110) 및 제2형강(120)에 접합된 후, 제1형강(110)에서 재하되어 있던 하중(P)이 제거됨으로써 형성된다.
상기 거더부재(100)는 제1·2형강(110, 120)과 상기 형강(110, 120)들을 연결하는 제1·2연결판(130, 140)으로 구성되는데, 제1형강(110)으로는 종방향으로 캠버를 가지도록 제작된 I형강을 사용하고, 제2형강(120)으로는 일직선으로 형성된 일반적인 I형강을 사용한다. 그리고 제1·2연결판(130, 140)으로는 상기 형강(110, 120)들과 같은 길이를 갖는 강판을 사용한다.
상기 연결판(130, 140)들은 제1형강(110)에 하중(P)이 재하되어 제1형강(110)이 일직선으로 곧게 펴진 상태에서 제1형강(110)과 제2형강(120)을 연결하게 되고 연결판(130, 140)이 형강(110, 120)들을 연결하고 나면 제1형강(110)에 재하되어 있던 하중이 제거되기 때문에, 제1형강(110)이 본래의 형태로 되돌아가려는 힘에 의해 거더부재는, 도 2의 (b)에서와 같이, 거더부재의 종방향으로 캠버가 형성되되 제1형강(110) 쪽에서 제2형강(120) 쪽으로 갈수록 곡률이 점차적으로 줄어드는 형태를 가지게 된다. 즉, 본 발명에 의한 거더부재에는, 종방향으로는 캠버에 의해, 횡방향으로는 캠버량의 차이에 의해 휨모멘트가 발생하게 된다.
교량의 상부구조는 교대(교각 포함)와 교대 사이에 거치되는 거더의 종방향 중앙부 및 교량의 폭방향 중앙부에서 가장 큰 처짐이 발생하게 되는데, 본 발명에 의한 거더부재 한 쌍을, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 교대(200) 상부에 각 거더부재(100)의 제1형강(110)이 교량의 폭방향 중앙측에 위치하도록 대칭되게, 그리고 캠버가 상향되도록 설치하게 되면, 교량의 사용시 하중에 의해 발생하게 되는 처짐이 캠버와 상쇄될 수 있다.
일반적인 프리스트레스트 거더의 경우, 프리스트레스가 거더의 종방향으로 도입되지만, 본 발명에 의한 거더부재는 그 종방향 뿐만 아니라 횡방향으로도 프리스트레스가 도입되기 때문에 교량의 상부구조에 발생하는 변형에 대해 보다 실제적으로 대응할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 거더부재는 넓은 폭을 가지기 때문에 교대(200)와 접합되지 않은 상태에서도 교대 상부에 안정적으로 거치될 수 있어 거더부재의 설치작업 및 사용시에 거더부재가 전도될 가능성이 현저하게 줄어들게 되며, 거더의 전도 방지 등을 목적으로 하여 거더들 사이에 횡방향으로 설치되는 부재의 시공 개소를 감소시킬 수 있다.
본 발명에 의한 거더부재는, 교량의 소요 폭에 따라 다른 일반적인 I형강 거더와 함께 사용될 수도 있으며, 교량을 통과하는 각 방향 교통량의 차이 등으로 인해 교량의 폭방향 상에서 불균일한 하중이 작용할 것으로 예상되는 경우에는 캠버량이 다른 거더부재를 함께 사용하여 교량에 불균일하게 작용하는 하중에 대하여 대비하도록 할 수도 있다.
상기 두 연결판(130, 140) 사이의 공간에는 콘크리트(150)가 채워질 수 있다.
콘크리트(150)는 그 자체로 강도 증가에 기여할 뿐만 아니라 제1·2형강(110, 120) 및 연결판(130, 140)과의 합성작용으로 거더부재의 강도를 증가시키게 되며, 거더부재의 내화성능, 내진동 성능을 향상시켜주게 된다.
상기 두 연결판(130, 140) 사이 공간에는 형강(110, 120)들의 폭방향으로 설치되어 형강들을 연결해주는 다수 개의 보강부재(160)가 구비될 수 있다.
보강부재(160)는, 도 4의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이, 연결판(130, 140) 사이 공간의 높이와 같은 높이를 가지도록 형성되어 제1·2형강(110, 120)과 함께 본 발명에 의한 거더부재의 뼈대를 이룸으로써 제1형강(110)과 제2형강(120)의 일체성을 향상시켜주고 넓은 판형을 가지는 연결판에 좌굴이 발생하는 것을 방지해주게 된다.
상기 보강부재(160)는 콘크리트(150)와 함께 연결판(130, 140) 사이에 구비될 수 있는데, 이 경우에는, 도 4의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이, 보강부재(160)에 관통홀(161)을 형성하여 콘크리트의 타설작업이 용이하게 이루어질 수 있고, 연결판(130, 140)과 콘크리트의 합성효과가 커질 수 있도록 한다.
도 5에는 제1실시예에 의한 거더부재(100)의 제작과정이 순서대로 도시되어 있다.
제1실시예에 의한 거더부재는, a) 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지고 종방향 상에서 캠버가 형성된 제1형강(110)을 제작하는 단계; b) 상기 제1형강(110)이 일직선이 되도록 제1형강(110)에 제1형강(110)의 플랜지면과 수직한 하중(P)을 재하하는 단계; c) 상기 제1형강(110)의 폭방향 일측에 제1형강(110)과 간격을 갖고 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 제2형강(120)을 위치시키는 단계; d) 판형으로 이루어지는 제1연결판(130)의 폭방향 양단부를 상기 제1·2형강(110, 120)의 상부플랜지에 접합하고 제2연결판(140)의 폭방향 양단부를 제1·2형강(110, 120)의 하부플랜지에 접합하는 단계; e) 상기 제1형강(110)에 재하되어 있던 하중(P)을 제거하는 단계;를 통하여 제작된다.
이하에서는 상기 제1실시예에 의한 거더부재의 제작과정을 단계별로 상세하게 설명하도록 하겠다.
a) 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지고 종방향 상에서 캠버가 형성된 제1형강(110)을 제작하는 단계;
본 발명에 의한 거더부재에 프리모멘트를 도입해주는 역할을 하게 될 제1형강(110)을 제작한다. 상기 제1형강(110)에는, 거더부재에 도입되는 프리모멘트의 크기에 맞추어 캠버를 도입한다.
b) 상기 제1형강(110)이 일직선이 되도록 제1형강(110)에 제1형강(110)의 플랜지면과 수직한 하중(P)을 재하하는 단계;
평평한 판형의 연결판(130, 140)으로 제1형강(110)과 제2형강(120)을 용이하게 연결하고, 제1형강(110)의 캠버진 본래 형태에 따라 거더부재의 다른 부분들이 변형될 수 있도록 제1형강(110)에 하중(P)을 재하하여 제1형강(110)이 일직선을 이루도록 한다.
c) 상기 제1형강(110)의 폭방향 일측에 제1형강(110)과 간격을 갖고 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 제2형강(120)을 위치시키는 단계;
계획한 거더부재의 폭에 맞추어 제1형강(110)의 폭방향 일측에 제2형강(120)을 위치시킨다.
d) 판형으로 이루어지는 제1연결판(130)의 폭방향 양단부를 상기 제1·2형강(110, 120)의 상부플랜지에 접합하고 제2연결판(140)의 폭방향 양단부를 제1·2형강(110, 120)의 하부플랜지에 접합하는 단계;
상기 제1형강(110)에 재하되어 있는 하중에 의해 거더부재 전체에 걸쳐 프리모멘트가 도입될 수 있도록 연결판(130, 140)으로 제1형강(110)과 제2형강(120)을 연결해준다. 상기 연결판(130, 140)과 각 형강(110, 120)들은 용접접합 또는 볼트접합에 의해 연결될 수 있는데, 볼트접합에 의해 연결되는 경우에는 각 형강(110, 120) 및 연결판(130, 140)에 미리 볼트공을 형성해두는 것이 바람직하다.
연결판(130, 140)은, 도 5의 (d)에 도시되어 있는 바와 같이, 제1·2형강(110, 120)의 상부플랜지 상면 및 하부플랜지 하면을 덮도록 형성될 수도 있고, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 제1·2형강(110, 120)의 상부플랜지 하면 및 하부플랜지 상면에 부착되도록 형성될 수도 있다.
e) 상기 제1형강(110)에 재하되어 있던 하중을 제거하는 단계;
제1형강(110)에 재하되어 있던 하중을 제거하게 되면, 상기 d)단계의 작업에 의해 제1형강(110)과 제2형강(120)이 일체화되었으므로 제1형강(110)이 본래 형태로 돌아가려는 힘에 의해 거더부재 전체에 변형이 발생하게 된다. 이에 따라, 본 발명에 의한 거더부재는 종방향 상에서 캠버를 갖되 캠버의 곡률이 제1형강(110)에서 제2형강(120) 쪽으로 갈수록 점점 줄어드는 형태를 가지게 되어 거더부재의 종방향 뿐만 아니라 횡방향에 대해서도 프리모멘트가 도입되게 된다.
이와 같이, 본 발명에 의한 거더부재를 제작하는 방법에 의하면 하나의 과정을 거치는 것만으로 종방향 뿐만 아니라 횡방향에 대해서도 프리모멘트가 도입된 거더부재를 제작할 수 있어 프리모멘트 거더부재의 제작이 용이하고 거더부재를 제작하는 시간을 절약할 수 있다.
본 발명에 의한 거더부재의 두 연결판(130, 140) 사이에 콘크리트(150)가 형성되는 경우에는, 상기 d)단계 이후에, 두 연결판(130, 140) 사이의 공간에 콘크리트를 타설·양생하는 과정이 더 포함될 수 있다.
두 연결판(130, 140) 사이의 공간은 두 연결판(130, 140) 및 제1·2형강(110, 120)의 웨브에 의해 구획되어 있으므로 거더부재의 종방향 양단부에만 거푸집 작업을 하면 콘크리트가 타설되는 공간을 형성시킬 수 있다.
그리고 거더부재의 두 연결판(130, 140) 사이의 공간에 보강부재(160)가 구비되는 경우에는, 상기 c)단계와 d)단계 사이에, 상기 형강(110, 120)들의 폭방향으로 놓여 형강들을 연결해주는 다수 개의 보강부재(160)를 설치하는 과정이 더 포함될 수 있다.
상기 보강부재(160)에는 길이방향 단부의 상하로 형강(110, 120)들의 플랜지 두께와 같은 단턱을 형성하여, 보강부재(160)가 제1·2형강(110, 120)의 상부플랜지 하면, 하부플랜지 상면, 웨브 내측면 및 연결판(130, 140)의 내측면과 접합될 수 있도록 한다.
이하에서는 본 발명의 제2실시예에 의한 거더부재에 대하여 설명한다. 제2실시예에 의한 거더부재를 설명하면서 제1실시예에 의한 거더부재와 중복되는 특징에 관하여는 그 설명을 생략한다.
도 7에는 본 발명의 제2실시예에 의한 거더부재(100)의 사시도 및 단면도가 도시되어 있다.
본 발명의 제2실시예에 의한 거더부재(100)는, 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지고 종방향으로 캠버가 형성되어 있는 하나의 제1형강(110)과, 상기 제1형강(110)의 폭방향 양측에 하나씩 제1형강(110)과 간격을 두고 위치하며 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 두 개의 제2형강(120)과, 상기 제1·2형강의 상부플랜지를 연결해주는 제1연결판(130), 및 제1·2형강의 하부플랜지를 연결해주는 제2연결판(140)을 포함하여 이루어지되; 상기 제1·2연결판(130, 140)은, 제1형강(110)이 일직선을 이루도록 하중(P)이 재하되어 있는 상태에서 제1형강(110) 및 제2형강(120)에 접합된 후, 제1형강(110)에서 재하되어 있던 하중(P)이 제거됨으로써 형성된다.
제2실시예에 의한 거더부재는, 제1실시예에 의한 거더부재와는 달리, 하나의 제1형강(110)과 상기 제1형강(110)의 폭방향 양측에 위치한 두 개의 제2형강(120)으로 이루어진다.
그리고 제1실시예에 의한 거더부재와 마찬가지로 제1형강(110)과 제2형강(120)을 일체화시키는 역할을 하는 제1·2연결판(130, 140)은 제1형강(110)이 일직선을 이루도록 하중이 재하되어 있는 상태에서 제1·2형강에 접합된 후, 제1형강(110)에서 재하되어 있던 하중이 제거됨으로써 형성된다. 이에 따라 거더부재는, 도 7의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이, 제1형강(110)의 폭방향 중앙 및 종방향 중앙을 기준으로 하여 대칭을 이루는 캠버를 갖게 된다.
이렇게 제2실시예에 의한 거더부재는 제1실시예에 의한 거더부재와는 달리 단면이 대칭적으로 형성되기 때문에, 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 거더부재가 교량의 폭 중앙에 위치하도록 교대(200) 상에 설치된다.
제2실시예에 의한 거더부재(100)는, a) 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지고 종방향 상에서 캠버가 형성된 제1형강(110)을 제작하는 단계; b) 상기 제1형강(110)이 일직선이 되도록 제1형강(110)에 제1형강(110)의 플랜지면과 수직한 하중(P)을 재하하는 단계; c) 상기 제1형강(110)의 폭방향 양측에 제1형강(110)과 간격을 갖고 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 두 개의 제2형강(120)을 각각 위치시키는 단계; d) 판형으로 이루어지는 제1연결판(130)의 폭방향 중앙부 및 양단부를 제1·2형강(110, 120)의 상부플랜지에 접합하고 제2연결판(140)의 폭방향 중앙부 및 양단부를 제1·2형강(110, 120)의 하부플랜지에 접합하는 단계; e) 상기 제1형강(110)에 재하되어 있던 하중(P)을 제거하는 단계;를 통하여 제작된다.
도 9에는 제2실시예에 의한 거더부재를 제작하는 과정이 순서대로 도시되어 있다.
제2실시예에 의한 거더부재의 제작과정은, 상기 c) 및 d) 단계에서 제1형강(110)의 폭방향 양측에 두 개의 제2형강(120)을 각각 위치시키고, 제1연결판(130)의 폭방향 중앙부 및 양단부가 각 형강(110, 120)의 상부플랜지에 접합되고 제2연결판(140)의 폭방향 중앙부 및 양단부가 각 형강(110, 120)의 하부플랜지에 접합된다는 점에서 차이가 있다.
제2실시예에 있어 상기 연결판(130, 140)은, 도 9의 (d)에 도시되어 있는 바와 같이, 거더부재의 폭 상에서 하나의 판으로 형성되어 형강(110, 120)들의 상부플랜지 상면 및 하부플랜지 하면에 접하도록 할 수도 있고, 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 제1형강(110)을 기준으로 거더부재의 폭 상에서 두 개로 나뉘어 제1·2형강의 상부플랜지 하면 및 하부플랜지 상면에 접하도록 할 수도 있다.
교량의 폭방향 상에서 불균일한 하중이 작용할 것으로 예상되는 경우에는, 상기 제2실시예에 의한 거더부재의 제1형과 제2형강(120) 사이의 좌우 거리를 달리 형성하여 비대칭적인 프리모멘트를 도입함으로써 교량에 불균일하게 작용하는 하중에 대해 대비할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하게 하기 위한 예시에 불과한 것이므로 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.
100 : 거더부재 110 : 제1형강
120 : 제2형강 130 : 제1연결판
140 : 제2연결판 150 : 콘크리트
160 : 보강부재 161 : 관통홀
200 : 교대

Claims (8)

  1. 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지고 종방향으로 캠버가 형성되어 있는 제1형강(110)과, 상기 제1형강(110)의 폭방향 일측에 제1형강(110)과 간격을 두고 위치하며 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 제2형강(120)과, 상기 제1·2형강(110, 120)의 상부플랜지를 연결해주는 제1연결판(130), 및 제1·2형강(110, 120)의 하부플랜지를 연결해주는 제2연결판(140)을 포함하여 이루어지되;
    상기 제1·2연결판(130, 140)은, 제1형강(110)이 일직선을 이루도록 하중이 재하되어 있는 상태에서 제1형강(110) 및 제2형강(120)에 접합된 후, 제1형강(110)에서 재하되어 있던 하중이 제거됨으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재.
  2. 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지고 종방향으로 캠버가 형성되어 있는 하나의 제1형강(110)과, 상기 제1형강(110)의 폭방향 양측에 하나씩 제1형강(110)과 간격을 두고 위치하며 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 두 개의 제2형강(120)과, 상기 제1·2형강(110, 120)의 상부플랜지를 연결해주는 제1연결판(130), 및 제1·2형강(110, 120)의 하부플랜지를 연결해주는 제2연결판(140)을 포함하여 이루어지되;
    상기 제1·2연결판(130, 140)은, 제1형강(110)이 일직선을 이루도록 하중이 재하되어 있는 상태에서 제1형강(110) 및 제2형강(120)에 접합된 후, 제1형강(110)에서 재하되어 있던 하중이 제거됨으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1·2연결판(130, 140) 사이 공간에는 콘크리트(150)가 채워져 있는 것을 특징으로 하는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1·2연결판(130, 140) 사이 공간에는 제1·2형강(110, 120)의 폭방향으로 설치되어 제1·2형강(110, 120)을 연결해주는 다수 개의 보강부재(160)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재.
  5. a) 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지고 종방향 상에서 캠버가 형성된 제1형강(110)을 제작하는 단계;
    b) 상기 제1형강(110)이 일직선이 되도록 제1형강(110)에 제1형강(110)의 플랜지면과 수직한 하중(P)을 재하하는 단계;
    c) 상기 제1형강(110)의 폭방향 일측에 제1형강(110)과 간격을 갖고 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 제2형강(120)을 위치시키는 단계;
    d) 판형으로 이루어지는 제1연결판(130)의 폭방향 양단부를 상기 제1·2형강(110, 120)의 상부플랜지에 접합하고 제2연결판(140)의 폭방향 양단부를 제1·2형강(110, 120)의 하부플랜지에 접합하는 단계;
    e) 상기 제1형강(110)에 재하되어 있던 하중(P)을 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재의 제작방법.
  6. a) 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지고 종방향 상에서 캠버가 형성된 제1형강(110)을 제작하는 단계;
    b) 상기 제1형강(110)이 일직선이 되도록 제1형강(110)에 제1형강(110)의 플랜지면과 수직한 하중(P)을 재하하는 단계;
    c) 상기 제1형강(110)의 폭방향 양측에 제1형강(110)과 간격을 갖고 상·하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 두 개의 제2형강(120)을 각각 위치시키는 단계;
    d) 판형으로 이루어지는 제1연결판(130)의 폭방향 중앙부 및 양단부를 제1·2형강(110, 120)의 상부플랜지에 접합하고 제2연결판(140)의 폭방향 중앙부 및 양단부를 제1·2형강(110, 120)의 하부플랜지에 접합하는 단계;
    e) 상기 제1형강(110)에 재하되어 있던 하중(P)을 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재의 제작방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 d)단계 이후에, 상기 제1·2연결판(130, 140) 사이의 공간에 콘크리트(150)를 타설·양생하는 과정이 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재의 제작방법.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 c)단계와 d)단계 사이에, 상기 제1·2형강(110, 120)의 폭방향으로 놓여 제1·2형강(110, 120)을 연결해주는 다수 개의 보강부재(160)를 설치하는 과정이 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 종·횡방향으로 프리모멘트가 도입된 박스형 거더부재의 제작방법.







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