KR101458088B1 - 횡방향 프리모멘트 거더부재를 이용한 라멘교 시공방법 - Google Patents

횡방향 프리모멘트 거더부재를 이용한 라멘교 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 횡방향으로 프리스트레스가 도입된 거더부재를 이용하여 횡방향 강성이 큰 상부구조를 가지는 교량을 용이하면서도 경제적으로 시공할 수 있는 라멘교의 시공방법에 관한 것이다.
상기 시공방법은, a) 횡방향으로 대칭적인 프리모멘트가 도입된 거더부재를제작 하는 단계; b) 상기 거더부재의 길이방향 중앙에서 횡방향으로 상향의 캠버를 발생시키는 프리모멘트가 작용하도록 거더부재를 교대 상부에 단순 거치하는 단계; c) 상기 거더부재의 상부에 상판을 시공하면서 거더부재를 교대에 강접합하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

횡방향 프리모멘트 거더부재를 이용한 라멘교 시공방법{Construction method for rahmen bridge using transverse prestressed girder}
본 발명은 라멘교의 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 횡방향으로 프리스트레스로서의 모멘트가 도입된 거더부재를 이용하여 횡방향 강성이 큰 상부구조를 가지는 교량을 용이하면서도 경제적으로 시공할 수 있는 시공방법에 관한 것이다.
교량의 시공에 있어 공기를 단축하고 공사비를 절약하여 시공의 경제성을 확보하기 위한 방안으로 가장 일반적으로 고려되는 방법은 교량 상부구조의 주요 구조체인 거더의 길이를 크게 하여 교각의 수를 줄이는 것이고, 이에 대해서는 많은 관련 기술들이 있다.
시공의 경제성을 확보하기 위한 또 다른 방안으로는 교량의 횡방향 강성을 크게 하여 횡방향 상에서 배치되는 거더의 수를 줄이는 방안이 있는데, 교량의 교통량이 많아 교량이 폭이 큰 경우나 소하천에 건설되는 교량처럼 그 길이가 길지 않은 경우에는 오히려 효과적인 방법이라 할 수 있다.
교량의 횡방향 강성을 크게 하는 것과 관련된 종래기술에는 등록번호 10-1004618의 '임시 강재 횡방향리브와 영구 콘크리트 횡방향리브를 이용한 합성거더교 시공방법'과 같이 춤이 큰 횡방향리브를 이용하여 거더들을 횡방향으로 일체화시키면서 교량의 횡방향을 보강하는 방법이나, 등록번호 10-0655654의 'PC강선 정렬장치 및 이를 이용한 PSC 박스거더 교량의 횡방향 프리스트레싱 방법' 및 등록번호 10-0755605의 '양방향 프리스트레싱 시스템'과 같이 보다 적극적으로 긴장재를 이용하여 교량의 횡방향으로도 프리스트레스를 도입하는 방법이 있다.
상기의 종래기술들은 교량의 횡방향 강성을 향상시키는 방법을 제안하였다는 측면에서는 의의가 있을 수도 있으나, 현장작업이 많아 품질관리가 용이하지 않고 고가의 긴장재를 다수 개 배치 및 정착해주어야 하므로 경제성이 떨어지고 시공이 쉽지 않은 문제점들을 가지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술들의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 라멘교 상부구조의 구축에 공장에서 제작된 횡방향으로 프리스트레스로서의 모멘트가 도입되어 있는 거더를 사용함으로써 교량에 작용하는 하중을 효과적으로 지지할 수 있으면서도 현장작업의 간소화로 경제성 또한 확보활 수 있는 횡방향 프리모멘트 거더부재를 이용한 라멘교 시공방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, a) 병렬로 이격되어 배치되는 I형강 한 쌍과, 상기 I형강의 길이방향 양단부에서 I형강과 직각을 이루도록 배치되는 지지부재 및, I형강의 길이방향 중앙부에 I형강과 직각을 이루도록 배치되는 가모멘트부재로 이루어지는 거더부재를 제작하되; 상기 I형강은 양측면이 곡면이 되도록 길이방향으로 휘어진 벤딩웨브 및 상기 벤딩웨브의 상하 말단면에 각각 접하는 상·하부플랜지로 이루어지는 것으로서 벤딩웨브의 오목한 부분이 마주보게 배치되며; 상기 I형강이 일직선이 되도록 하중을 재하한 상태에서, 지지부재는 I형강의 단면 중심 높이 상에서 벤딩웨브와 접하도록 설치하고, 가모멘트부재는 양단부가 I형강의 단면 중심을 기준으로 하부 높이 상에서 벤딩웨브와 접하도록 설치한 후, 재하하였던 하중을 제거하여 거더부재를 제작함으로써 거더부재의 횡방향으로 대칭적인 프리모멘트가 도입되도록 하는 단계; b) 상기 거더부재의 길이방향 중앙에서 횡방향으로 상향의 캠버를 발생시키는 프리모멘트가 작용하도록 거더부재를 교대 상부에 단순 거치하는 단계; c) 상기 거더부재의 상부에 상판을 시공하면서 거더부재를 교대에 강접합하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 횡방향 프리모멘트 거더부재를 이용한 라멘교 시공방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 a)단계에서 횡방향으로 대칭적인 프리모멘트가 도입된 거더부재를 제작하되, 가모멘트부재는 양단부가 I형강의 단면 중심을 기준으로 상부 높이 상에서 벤딩웨브와 접하도록 설치하여 거더부재를 제작한 후, b) 상기 거더부재의 길이방향 중앙에서 횡방향으로 하향의 캠버를 발생시키는 프리모멘트가 작용하도록 거더부재를 교대 상부에 단순 거치하는 단계; c) 상기 거더부재의 횡방향 양측에 캔틸레버 보를 설치하는 단계; d) 상기 거더부재 및 캔틸레버 보의 상부에 상판을 시공하면서 거더부재를 교대에 강접합하는 단계;가 진행되는 것을 특징으로 하는 횡방향 프리모멘트 거더부재를 이용한 라멘교 시공방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, a) 병렬로 이격되어 배치되는 I형강 한 쌍과, 상기 I형강의 길이방향 양단부에서 I형강과 직각을 이루도록 배치되는 지지부재 및, I형강의 길이방향 중앙부에 I형강과 직각을 이루도록 배치되는 가모멘트부재로 이루어지는 거더부재를 제작하되; 상기 I형강은 양측면이 곡면이 되도록 길이방향으로 휘어진 벤딩웨브 및 상기 벤딩웨브의 상하 말단면에 각각 접하는 상·하부플랜지로 이루어지는 것으로서 벤딩웨브의 오목한 부분이 마주보게 배치되며; 상기 I형강이 일직선이 되도록 하중을 재하한 상태에서, 지지부재는 I형강의 단면 중심 높이 상에서 벤딩웨브와 접하도록 설치하고, 가모멘트부재는 일단부가 I형강의 단면 중심을 기준으로 상부 높이 상에서 벤딩웨브와 접하도록 하고 타단부가 벤딩웨브의 전체 높이 상에서 벤딩웨브와 접하도록 설치한 후, 재하하였던 하중을 제거하여 거더부재를 제작함으로써 거더부재의 횡방향으로 비대칭적인 프리모멘트가 도입되도록 하는 단계; b) 상기 거더부재의 길이방향 중앙에서 횡방향 일측이 상향되게 하는 캠버를 발생시키는 프리모멘트가 작용하도록 거더부재를 교대 상부에 단순 거치하는 단계; c) 상기 거더부재의 상부에 상판을 시공하면서 거더부재를 교대에 강접합하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 횡방향 프리모멘트 거더부재를 이용한 라멘교 시공방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 a)단계에서 횡방향으로 비대칭적인 프리모멘트가 도입된 거더부재를 제작하되, 가모멘트부재는 일단부가 I형강의 단면 중심을 기준으로 하부 높이 상에서 벤딩웨브와 접하도록 하고 타단부가 벤딩웨브의 전체 높이 상에서 벤딩웨브와 접하도록 설치하여 거더부재를 제작한 후, b) 상기 거더부재 한 쌍이 대칭을 이루도록 병렬로 이격하여 배치하되, 거더부재의 길이방향 중앙에서 각 거더부재의 횡방향 외측이 하향되게 하는 캠버를 발생시키는 프리모멘트가 작용하도록 거더부재 한 쌍을 교대 상부에 단순 거치하는 단계; c) 상기 한 쌍의 거더부재 사이에 가로보를 설치하는 단계; d) 상기 한 쌍의 거더부재 및 가로보의 상부에 상판을 시공하면서 각 거더부재를 교대에 강접합하는 단계;가 진행되는 것을 특징으로 하는 횡방향 프리모멘트 거더부재를 이용한 라멘교 시공방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 a)단계에서 거더부재가 가모멘트부재의 주위에서 I형강과 직각을 이루도록 배치되는 임시형상유지재를 더 포함하도록 제작하고, 상기 거더부재가 교대에 강접합된 후 임시형상유지재를 제거하는 것을 특징으로 하는 횡방향 프리모멘트 거더부재를 이용한 라멘교 시공방법이 제공된다.
본 발명에 의한 라멘교 시공방법에 사용되는 거더부재는 그 폭방향으로 프리스트레스로서의 모멘트가 도입되어 있기 때문에 교량 상부구조의 자중 등에 의해 폭방향으로 발생하는 모멘트를 상쇄시킬 수 있고, 이에 따라 구조적 성능이 우수한 교량을 구축하는 것이 가능하다.
상기 거더부재에는 제작 중에 프리모멘트가 도입되므로 라멘교 시공시 현장에서는 상부구조의 폭방향 강성을 보강하기 위한 별도의 번거로운 작업을 할 필요가 없어 시공이 용이하게 이루어지게 된다.
횡방향 상에서 비대칭적인 프리모멘트가 도입되어 있는 거더부재를 사용하게 되면, 교량의 폭방향으로 비대칭적인 하중이 발생하는 경우 등에 효과적을 대응할 수 있고, 이러한 거더부재를 쌍으로 사용하여 보다 큰 폭을 가지는 교량을 경제적으로 시공할 수 있다.
그리고 거더부재가 임시형상유지재를 더 포함하도록 제작되는 경우에는, 거더부재 뿐만 아니라 교량의 상판에도 프리모멘트를 도입할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 라멘교 시공방법을 순서대로 도시한 설명도이다.
도 2는 상기 라멘교 시공방법에 사용되는 거더부재의 제작과정을 순서대로 도시한 설명도이다.
도 3 및 도 4는 상기 거더부재의 다양한 실시예이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 라멘교 시공방법에 관한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 의한 라멘교 시공방법에 관한 설명도이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 의한 라멘교 시공방법에 관한 설명도이다.
도 8은 상기 거더부재가 임시형상유지재를 더 포함하는 경우에 있어 상기 임시형상유지재에 관한 설명도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 대하여 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.
본 발명은 라멘교의 시공방법에 관한 것으로서, 부재의 횡방향으로 프리스트레스로서의 모멘트가 도입되어 있는 거더부재(100)를 이용하여 교량의 사용 중 하중을 상쇄시켜줌으로써 구조적 성능이 우수한 라멘교를 구축하고자 하는 것이다.
도 1에는 본 발명의 제1실시예에 의한 라멘교 시공방법이 순서대로 도시되어 있다.
상기 라멘교 시공방법은, a) 병렬로 이격되어 배치되는 I형강(110) 한 쌍과, 상기 I형강(110)의 길이방향 양단부에서 I형강(110)과 직각을 이루도록 배치되는 지지부재(120) 및, I형강(110)의 길이방향 중앙부에 I형강(110)과 직각을 이루도록 배치되는 가모멘트부재(130)로 이루어지는 거더부재(100)를 제작하되; 상기 I형강(110)은 양측면이 곡면이 되도록 길이방향으로 휘어진 벤딩웨브(111) 및 상기 벤딩웨브(111)의 상하 말단면에 각각 접하는 상·하부플랜지(112, 113)로 이루어지는 것으로서 벤딩웨브(111)의 오목한 부분이 마주보게 배치되며; 상기 I형강(110)이 일직선이 되도록 하중(P)을 재하한 상태에서, 지지부재(120)는 I형강(110)의 단면 중심 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하도록 설치하고, 가모멘트부재(130)는 양단부가 I형강(110)의 단면 중심을 기준으로 하부 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하도록 설치한 후, 재하하였던 하중(P)을 제거하여 거더부재(100)를 제작함으로써 거더부재(100)의 횡방향으로 대칭적인 프리모멘트(Mp)가 도입되도록 하는 단계; b) 상기 거더부재(100)의 길이방향 중앙에서 횡방향으로 상향의 캠버를 발생시키는 프리모멘트(Mp)가 작용하도록 거더부재(100)를 교대(500) 상부에 단순 거치하는 단계; c) 상기 거더부재(100)의 상부에 상판(400)을 시공하면서 거더부재(100)를 교대(500)에 강접합하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
이하에서는 상기 라멘교 시공방법에 대하여 단계별로 상세하게 설명하도록 한다.
a) 횡방향으로 대칭적인 프리모멘트(Mp)가 도입된 거더부재(100)를 제작하는 단계; (도 1의 (a))
교량의 사용 중에 폭방향으로 작용하게 되는 모멘트(Mo)와 반대 방향의 모멘트가 도입되어 있는 거더부재(100)를 제작한다.
상기 거더부재(100)의 제작은 다음과 같은 과정에 의해 이루어지는데, 도 2에는 거더부재(100)의 제작과정이 순서대로 도시되어 있다.
상기 거더부재(100)의 제작은, ⅰ) 양측면이 곡면이 되도록 길이방향으로 휘어진 벤딩웨브(111) 및 상기 벤딩웨브(111)의 상하 말단면에 각각 접하는 상·하부플랜지(112, 113)로 이루어지는 I형강(110) 한 쌍을 준비하는 과정(도 2의 (a)); ⅱ) 한 쌍의 I형강(110)을 병렬로 이격하여 배치하는 과정(도 2의 (b)); ⅲ) 한 쌍의 I형강(110)에 하중(P)을 재하하여 각 I형강(110)을 일직선으로 만드는 과정(도 2의 (c)); ⅳ) I형강(110)의 길이방향 양단부의 I형강(110) 단면 중심 높이 상에 I형강(110)과 직각을 이루는 지지부재(120)를 배치하여 한 쌍의 I형강(110)을 연결하는 과정(도 2의 (d)); ⅴ) I형강(110)의 길이방향 중앙부에 I형강(110)과 직각을 이루는 가모멘트부재(130)를 배치하여 한 쌍의 I형강(110)을 연결하되, 가모멘트부재(130)의 양단부는 I형강(110)의 단면 중심을 기준으로 각각 하부 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접합하는 과정(도 2의 (e)); ⅵ) 상기 한 쌍의 I형강(110)에 재하하였던 하중(P)을 제거하는 과정(도 2의 (f));을 통하여 이루어진다.
위처럼 I형강(110)은 본래 휘어진 형상을 가지고 있기 때문에 I형강(110)에서 재하하였던 하중(P)을 제거함으로 인해 본래의 형태로 되돌아가려는 힘이 발생하게 된다. 그러나 I형강(110)의 단면 중심을 기준으로 가모멘트부재(130)가 접합되어 있는 하부 부분은 가모멘트부재(130)에 의해 고정되어 가모멘트부재(130)가 접합되어 있지 않은 상부 부분만 본래 형태로 되돌아가게 되므로 거더부재(100)에는 폭방향 상에서 상향의 캠버를 발생시키는 방향으로 프리스트레스로서의 모멘트(이하 프리모멘트라 부르기로 한다)가 도입되게 된다.
가모멘트부재(130)가 I형강(110)의 길이방향 중앙부와 양단부 중 어느 곳에 배치되는지, 그리고 I형강(110)의 단면 중심을 기준으로 상부와 하부 중 어느 곳에 위치하는지에 따라 도입되는 프리모멘트(Mp)의 방향은 달라진다. 도 3 및 도 4에는 가모멘트부재(130)의 위치에 따른 프리모멘트(Mp)의 방향이 설명되어 있다.
참고로 본 발명의 제1실시예에 의한 라멘교 시공방법에 사용되는 거더부재(100)는 도 3의 (b)에 도시되어 있는 것을 볼 수 있다.
도 3은 가모멘트부재(130)가 I형강(110)의 길이방향 중앙부에 배치되는 경우로서, 도 3의 (a)와 같이 가모멘트부재(130)가 I형강(110)의 단면 중심을 기준으로 상부에 위치하는 때에는 거더부재(100)의 길이방향 중앙부에서 폭방향으로 하향의 캠버를 발생시키는 방향의 프리모멘트(Mp)가 도입되고, 도 3의 (b)와 같이 하부에 위치하는 때에는 거더부재(100)의 길이방향 중앙부에서 폭방향으로 상향의 캠버를 발생시키는 방향의 프리모멘트(Mp)가 도입된다.
도 4는 가모멘트부재(130)가 I형강(110)의 길이방향 양단부에 배치되는 경우로서, 도 4의 (a)와 같이 가모멘트부재(130)가 I형강(110)의 단면 중심을 기준으로 상부에 위치하는 때에는 거더부재(100)의 길이방향 양단부에서 폭방향으로 상향의 캠버를 발생시키는 방향의 프리모멘트(Mp)가 도입되고, 도 4의 (b)와 같이 하부에 위치하는 때에는 거더부재(100)의 길이방향 양단부에서 폭방향으로 하향의 캠버를 발생시키는 방향의 프리모멘트(Mp)가 도입된다. 즉, 가모멘트부재(130)의 I형강(110)의 단면 중심을 기준으로 상부에 위치하는 때에는 거더부재(100)의 중앙부에서 상대적으로 하향의 캠버를 발생시키는 방향의 프리모멘트(Mp)가 발생하게 되고, 하부에 위치하는 때에는 거더부재(100)의 길이방향 중앙부에서 상대적으로 상향의 캠버를 발생시키는 방향의 프리모멘트(Mp)가 발생하게 된다.
상기 거더부재(100)의 제작에 있어 프리모멘트(Mp)를 도입하는 데에는, 종래에 교량의 폭방향으로 프리스트레스를 도입하기 위하여 긴장재를 사용하였던 것과는 달리 강판 또는 형강을 사용하기 때문에 경제적이면서도 거더부재(100)의 제작이 용이하다.
도 2에는 ⅱ)의 한 쌍의 I형강(110)을 병렬로 배치하는 과정에서 벤딩웨브(111)의 오목한 면끼리 마주보도록 I형강(110)이 배치되는 것을 볼 수 있으나, 이와는 달리 한 쌍의 I형강(110)은 벤딩웨브(111)의 볼록한 면끼리 마주보도록 배치될 수도 있다.
b) 거더부재(100)를 교대(500) 상부에 단순 거치하는 단계; (도 1의 (b))
라멘교의 상부구조를 구축하기 위하여 교대(500) 위에 상기 a)단계에서 미리 제작된 거더부재(100)를 거치한다.
참고로 '교대(500)'는 교량의 길이방향 양끝에 위치하는 지주를 가리키는 것이지만, 여기에서는 '교대'뿐만 아니라 '교각'을 포함하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
라멘교는 교량의 상부구조와 하부구조가 강접합되므로 안정적인 구조를 가지게 되지만, 지지점인 하부구조 바로 위의 상부구조 단부에서는 매우 큰 부모멘트가 발생하게 된다. 본 b)단계에서는 상부구조를 구성하는 거더부재(100)를 하부구조인 교대(500)에 강접합하기 전에 단순 거치하여 거더부재(100)의 자중에 의한 변형이 충분히 발생하도록 한다. 이에 따라 상부구조를 교대(500)와 강접합한 후에도 거더부재(100)의 자중에 의한 부모멘트는 발생하지 않게 된다.
그리고 상기 거더부재(100)는, 길이방향 중앙에서 횡방향으로 상향의 캠버를 발생시키는 방향의 프리모멘트(Mp)가 작용하도록 놓여지기 때문에 이 프리모멘트(Mp)가 교량의 사용시 폭방향으로 발생하는 모멘트(Mo)를 상쇄하게 된다. 이에 따라 한 쌍의 I형강(110)을 포함하여 이루어지는 거더부재(100)로 보다 큰 폭을 가지는 교량을 형성하는 것이 가능하다. 상기 거더부재(100)에는 이미 프리모멘트(Mp)가 도입되어 있기 때문에, 종래기술에서와 같이 현장에서 교량의 폭방향 강성을 보강하기 위하여 긴장재를 긴장해주는 등의 복잡한 작업을 할 필요가 없다.
또한, 상기 거더부재(100)는 일반적인 I형강 거더와 달리 넓은 폭은 가지고 있기 때문에 별도의 수단 없이도 교대(500) 위에 안정적으로 거치되어 있을 수 있어 작업하중 등에 의해 전도될 가능성이 거의 없다.
c) 거더부재(100)의 상부에 상판(400)을 시공하면서 거더부재(100)를 교대(500)에 강접합하는 단계; (도 1의 (c))
교량의 상부구조를 이루는 거더부재(100) 및 상판(400)을 교대(500)와 강접합하여 라멘구조를 완성한다.
상기 b)단계에서 거더부재(100)는 교대(500) 위에 단순 거치되어 이미 충분한 변형이 발생하였으므로 본 단계에서 교대(500)에 강접합되더라도 거더부재(100)의 자중에 의한 부모멘트는 발생하지 않게 되고, 상부구조에는 상판(400)에 의한 부모멘트만이 작용하게 된다.
도 5에는 본 발명의 제2실시예에 관한 설명도가 도시되어 있다.
제2실시예는 교량을 보다 큰 폭으로 구축하고자 할 때 적용될 수 있는 방법으로, 제1실시예에서와 유사한 거더부재(100)를 사용하되 도 3의 (a)에 도시되어 있는 것과 같이 거더부재(100)의 제작단계에서 가모멘트부재(130)를 I형강(110)의 단면 중심을 기준으로 상부 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하도록 하여, 거더부재(100)의 길이방향 중앙에서 횡방향으로 하향의 캠버를 발생시키는 프리모멘트가 도입되도록 한다. 그리고 b)단계에서 거더부재(100)의 길이방향 중앙에서 횡방향으로 하향의 캠버를 발생시키는 프리모멘트(Mp)가 작용하도록 거더부재(100)를 교대(500) 상부에 단순 거치한다. 그리고 b)단계 이후에는, c) 상기 거더부재(100)의 횡방향 양측에 캔틸레버 보(300)를 설치하는 단계; 및 d) 상기 거더부재(100) 및 캔틸레버 보(300)의 상부에 상판(400)을 시공하면서 거더부재(100)를 교대(500)에 강접합하는 단계가 진행된다.
거더부재(100)의 횡방향 외측으로 돌출되는 캔틸레버 보(300)는 그 단부가 아래로 처지도록 변형되므로 거더부재(100)의 횡방향 단부가 상향되도록, 즉 거더부재(100)의 횡방향 중앙부가 하향되도록 교대(500) 위에 거치하여 교량의 사용 중 캔틸레버 보(300)에 작용하는 모멘트(Mo)를 상쇄시킬 수 있도록 한다.
도 6에는 본 발명의 제3실시예에 의한 라멘교 시공방법에 사용되는 거더부재(100)와 상기 거더부재(100)가 적용되는 방법에 관한 설명도가 도시되어 있다.
본 발명의 제3실시예에 의한 라멘교 시공방법은, a) 병렬로 이격되어 배치되는 I형강(110) 한 쌍과, 상기 I형강(110)의 길이방향 양단부에서 I형강(110)과 직각을 이루도록 배치되는 지지부재(120) 및, I형강(110)의 길이방향 중앙부에 I형강(110)과 직각을 이루도록 배치되는 가모멘트부재(130)로 이루어지는 거더부재(100)를 제작하되; 상기 I형강(110)은 양측면이 곡면이 되도록 길이방향으로 휘어진 벤딩웨브(111) 및 상기 벤딩웨브(111)의 상하 말단면에 각각 접하는 상·하부플랜지(112, 113)로 이루어지는 것으로서 벤딩웨브(111)의 오목한 부분이 마주보게 배치되며; 상기 I형강(110)이 일직선이 되도록 하중(P)을 재하한 상태에서, 지지부재(120)는 I형강(110)의 단면 중심 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하도록 설치하고, 가모멘트부재(130)는 일단부가 I형강(110)의 단면 중심을 기준으로 상부 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하도록 하고 타단부가 벤딩웨브(111)의 전체 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하도록 설치한 후, 재하하였던 하중(P)을 제거하여 거더부재(100)를 제작함으로써 거더부재(100)의 횡방향으로 비대칭적인 프리모멘트(Mp)가 도입되도록 하는 단계; b) 상기 거더부재(100)의 길이방향 중앙에서 횡방향 일측이 상향되게 하는 캠버를 발생시키는 프리모멘트(Mp)가 작용하도록 거더부재(100)를 교대(500) 상부에 단순 거치하는 단계; c) 상기 거더부재(100)의 상부에 상판(400)을 시공하면서 거더부재(100)를 교대(500)에 강접합하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
제3실시예는 교량의 폭 일측으로는 자동차의 교통이 이루어지고 타측으로는 보행자의 교통이 이루어지는 경우, 도로가 곡선으로 형성되어 교통시 원심력이 발생하는 경우 등과 같이 교량의 폭방향으로 비대칭적인 하중이 발생하는 경우에 적용될 수 있다.
제1, 2실시예에 사용되는 거더부재(100)의 경우 가모멘트부재(130)의 양단부가 I형강(110)의 단면 중심을 기준으로 같은 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하여 횡방향으로 대칭적인 프리모멘트(Mp)가 도입되었다면, 본 실시예에 사용되는 거더부재(100)는 가모멘트부재(130)의 일단부는 I형강(110)의 단면 중심을 기준으로 상부 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하고 타단부는 벤딩웨브(111)의 전체 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하기 때문에 횡방향 일단부가 상향되도록 하는 비대칭적인 프리모멘트(Mp)가 도입된다.
횡방향으로 비대칭적인 프리모멘트(Mp)가 도입된 거더부재(100)는, 도 6의 (b)에 도시되어 있는 것과 같이 교량의 폭방향 상에서 더 큰 하중이 작용하는 부분에서 상향의 프리모멘트(Mp)가 발생하도록 교대(500) 상부에 거치하여 교량에 비대칭적으로 발생하는 하중에 대응할 수 있다.
도 7에는 본 발명의 제4실시예에 의한 라멘교 시공방법에 관한 설명도가 도시되어 있다.
본 발명의 제4실시예에 의한 라멘교 시공방법에서는, 제3실시예에서와 유사하게 횡방향으로 비대칭적인 프리모멘트(Mp)가 도입된 거더부재(100)를 사용하되, a)단계에서 가모멘트부재(130)의 일단부가 I형강(110)의 단면 중심을 기준으로 하부 높이 상에서 접하도록 하여 거더부재(100)의 길이방향 중앙에서 횡방향 일단부가 하향되게 하는 프리모멘트(Mp)가 도입된다. 이러한 거더부재(100)는 쌍으로 사용되어 매우 큰 폭을 가지는 교량을 형성하게 된다.
이를 위하여 거더부재(100) 한 쌍을 b)단계에서 대칭을 이루도록 병렬로 이격하여 배치하되, 거더부재(100)의 길이방향 중앙에서 각 거더부재(100)의 횡방향 외측이 하향되게 하는 캠버를 발생시키는 프리모멘트(Mp)가 작용하도록 교대(500) 상부에 단순 거치한다.
거더부재(100) 한 쌍을 교대(500) 상부에 단순 거치한 후에는, 한 쌍의 거더부재(100) 사이에 가로보(200)를 설치하게 되는데, 이의 의해 한 쌍의 거더부재(100)는 횡방향 상에서 일체화되고, 거더부재(100) 한 쌍은 교량의 폭방향 상에서 외측이 하향된, 즉 폭방향 중앙이 상향된 형상을 이루게 된다.
거더부재(100) 한 쌍을 교대(500) 상부에 거치한 후에는, 다른 실시예에서와 마찬가지로 상판(400)을 시공하면서 거더부재(100)를 교대(500)에 강접합하는 단계를 진행한다.
상기에서 설명한 각 실시예에서 거더부재(100)를 제작할 때에는 도 8의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 가모멘트부재(130)의 주위에서 I형강(110)과 직각을 이루도록 배치되는 임시형상유지재(600)를 더 포함하도록 제작하고, 도 8의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 상기 거더부재(100)가 교대(500)에 강접합된 후 상기 임시형상유지재(600)를 제거하도록 할 수 있다.
상기 임시형상유지재(600)는, I형강(110) 사이에 지지부재(120) 및 가모멘트부재(130)를 설치한 후 I형강(110)에 재하되었던 하중(P)을 제거하더라도 I형강(110)이 일직선의 상태를 유지할 수 있도록 해주는 역할을 한다. 그리고 거더부재(100) 위에 상판(400)이 시공된 후 제거됨으로써 거더부재(100) 뿐만 아니라 상판(400)에도 프리모멘트(Mp)가 도입될 있도록 해준다.
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 : I형강
111 : 벤딩웨브 112 : 상부플랜지
113 : 하부플랜지 120 : 지지부재
130 : 가모멘트부재 200 : 가로보
300 : 캔틸레버 보 400 : 상판
500 : 교대 600 : 임시형상유지재

Claims (5)

  1. a) 병렬로 이격되어 배치되는 I형강(110) 한 쌍과, 상기 I형강(110)의 길이방향 양단부에서 I형강(110)과 직각을 이루도록 배치되는 지지부재(120) 및, I형강(110)의 길이방향 중앙부에 I형강(110)과 직각을 이루도록 배치되는 가모멘트부재(130)로 이루어지는 거더부재(100)를 제작하되;
    상기 I형강(110)은 양측면이 곡면이 되도록 길이방향으로 휘어진 벤딩웨브(111) 및 상기 벤딩웨브(111)의 상하 말단면에 각각 접하는 상·하부플랜지(112, 113)로 이루어지는 것으로서 벤딩웨브(111)의 오목한 부분이 마주보게 배치되며;
    상기 I형강(110)이 일직선이 되도록 하중(P)을 재하한 상태에서, 지지부재(120)는 I형강(110)의 단면 중심 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하도록 설치하고, 가모멘트부재(130)는 양단부가 I형강(110)의 단면 중심을 기준으로 하부 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하도록 설치한 후, 재하하였던 하중(P)을 제거하여 거더부재(100)를 제작함으로써 거더부재(100)의 횡방향으로 대칭적인 프리모멘트(Mp)가 도입되도록 하는 단계;
    b) 상기 거더부재(100)의 길이방향 중앙에서 횡방향으로 상향의 캠버를 발생시키는 프리모멘트(Mp)가 작용하도록 거더부재(100)를 교대(500) 상부에 단순 거치하는 단계;
    c) 상기 거더부재(100)의 상부에 상판(400)을 시공하면서 거더부재(100)를 교대(500)에 강접합하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 횡방향 프리모멘트 거더부재를 이용한 라멘교 시공방법.
  2. a) 병렬로 이격되어 배치되는 I형강(110) 한 쌍과, 상기 I형강(110)의 길이방향 양단부에서 I형강(110)과 직각을 이루도록 배치되는 지지부재(120) 및, I형강(110)의 길이방향 중앙부에 I형강(110)과 직각을 이루도록 배치되는 가모멘트부재(130)로 이루어지는 거더부재(100)를 제작하되;
    상기 I형강(110)은 양측면이 곡면이 되도록 길이방향으로 휘어진 벤딩웨브(111) 및 상기 벤딩웨브(111)의 상하 말단면에 각각 접하는 상·하부플랜지(112, 113)로 이루어지는 것으로서 벤딩웨브(111)의 오목한 부분이 마주보게 배치되며;
    상기 I형강(110)이 일직선이 되도록 하중(P)을 재하한 상태에서, 지지부재(120)는 I형강(110)의 단면 중심 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하도록 설치하고, 가모멘트부재(130)는 양단부가 I형강(110)의 단면 중심을 기준으로 상부 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하도록 설치한 후, 재하하였던 하중(P)을 제거하여 거더부재(100)를 제작함으로써 거더부재(100)의 횡방향으로 대칭적인 프리모멘트(Mp)가 도입되도록 하는 단계;
    b) 상기 거더부재(100)의 길이방향 중앙에서 횡방향으로 하향의 캠버를 발생시키는 프리모멘트(Mp)가 작용하도록 거더부재(100)를 교대(500) 상부에 단순 거치하는 단계;
    c) 상기 거더부재(100)의 횡방향 양측에 캔틸레버 보(300)를 설치하는 단계;
    d) 상기 거더부재(100) 및 캔틸레버 보(300)의 상부에 상판(400)을 시공하면서 거더부재(100)를 교대(500)에 강접합하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 횡방향 프리모멘트 거더부재를 이용한 라멘교 시공방법.
  3. a) 병렬로 이격되어 배치되는 I형강(110) 한 쌍과, 상기 I형강(110)의 길이방향 양단부에서 I형강(110)과 직각을 이루도록 배치되는 지지부재(120) 및, I형강(110)의 길이방향 중앙부에 I형강(110)과 직각을 이루도록 배치되는 가모멘트부재(130)로 이루어지는 거더부재(100)를 제작하되;
    상기 I형강(110)은 양측면이 곡면이 되도록 길이방향으로 휘어진 벤딩웨브(111) 및 상기 벤딩웨브(111)의 상하 말단면에 각각 접하는 상·하부플랜지(112, 113)로 이루어지는 것으로서 벤딩웨브(111)의 오목한 부분이 마주보게 배치되며;
    상기 I형강(110)이 일직선이 되도록 하중(P)을 재하한 상태에서, 지지부재(120)는 I형강(110)의 단면 중심 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하도록 설치하고, 가모멘트부재(130)는 일단부가 I형강(110)의 단면 중심을 기준으로 상부 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하도록 하고 타단부가 벤딩웨브(111)의 전체 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하도록 설치한 후, 재하하였던 하중(P)을 제거하여 거더부재(100)를 제작함으로써 거더부재(100)의 횡방향으로 비대칭적인 프리모멘트(Mp)가 도입되도록 하는 단계;
    b) 상기 거더부재(100)의 길이방향 중앙에서 횡방향 일측이 상향되게 하는 캠버를 발생시키는 프리모멘트(Mp)가 작용하도록 거더부재(100)를 교대(500) 상부에 단순 거치하는 단계;
    c) 상기 거더부재(100)의 상부에 상판(400)을 시공하면서 거더부재(100)를 교대(500)에 강접합하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 횡방향 프리모멘트 거더부재를 이용한 라멘교 시공방법.
  4. a) 병렬로 이격되어 배치되는 I형강(110) 한 쌍과, 상기 I형강(110)의 길이방향 양단부에서 I형강(110)과 직각을 이루도록 배치되는 지지부재(120) 및, I형강(110)의 길이방향 중앙부에 I형강(110)과 직각을 이루도록 배치되는 가모멘트부재(130)로 이루어지는 거더부재(100)를 제작하되;
    상기 I형강(110)은 양측면이 곡면이 되도록 길이방향으로 휘어진 벤딩웨브(111) 및 상기 벤딩웨브(111)의 상하 말단면에 각각 접하는 상·하부플랜지(112, 113)로 이루어지는 것으로서 벤딩웨브(111)의 오목한 부분이 마주보게 배치되며;
    상기 I형강(110)이 일직선이 되도록 하중(P)을 재하한 상태에서, 지지부재(120)는 I형강의(110)의 단면 중심 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하도록 설치하고, 가모멘트부재(130)는 일단부가 I형강(110)의 단면 중심을 기준으로 하부 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하도록 하고 타단부가 벤딩웨브(111)의 전체 높이 상에서 벤딩웨브(111)와 접하도록 설치한 후, 재하하였던 하중(P)을 제거하여 거더부재(100)를 제작함으로써 거더부재(100)의 횡방향으로 비대칭적인 프리모멘트(Mp)가 도입되도록 하는 단계;
    b) 상기 거더부재(100) 한 쌍이 대칭을 이루도록 병렬로 이격하여 배치하되, 거더부재(100)의 길이방향 중앙에서 각 거더부재(100)의 횡방향 외측이 하향되게 하는 캠버를 발생시키는 프리모멘트(Mp)가 작용하도록 거더부재(100) 한 쌍을 교대(500) 상부에 단순 거치하는 단계;
    c) 상기 한 쌍의 거더부재(100) 사이에 가로보(200)를 설치하는 단계;
    d) 상기 한 쌍의 거더부재(100) 및 가로보(200)의 상부에 상판(400)을 시공하면서 각 거더부재(100)를 교대(500)에 강접합하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 횡방향 프리모멘트 거더부재를 이용한 라멘교 시공방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 a)단계에서 거더부재(100)가 가모멘트부재(130)의 주위에서 I형강(110)과 직각을 이루도록 배치되는 임시형상유지재(600)를 더 포함하도록 제작하고, 상기 거더부재(100)가 교대(500)에 강접합된 후 임시형상유지재(600)를 제거하는 것을 특징으로 하는 횡방향 프리모멘트 거더부재를 이용한 라멘교 시공방법.
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