KR101675410B1 - Composite girder for combining ultra-high performance concrete (uhpc) precast module into steel member, and manufacturing method for the same - Google Patents

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KR101675410B1 KR1020140099959A KR20140099959A KR101675410B1 KR 101675410 B1 KR101675410 B1 KR 101675410B1 KR 1020140099959 A KR1020140099959 A KR 1020140099959A KR 20140099959 A KR20140099959 A KR 20140099959A KR 101675410 B1 KR101675410 B1 KR 101675410B1
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한국건설기술연구원
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Abstract

상부 플랜지 없이 하부 플랜지와 웨브를 구비한 강재거더 및 초고성능 콘크리트(UHPC)를 사용하여 프리캐스트 제작된 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈을 서로 결합시킴으로써 시공기간을 단축시킬 수 있고, 또한, 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈을 사용함으로써 강재거더의 웨브 높이를 낮출 수 있고, 강재거더의 웨브를 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈의 상부면보다 높게 노출시켜 전단연결재로 사용함으로써 교량 가설시 초고성능 콘크리트(UHPC) 바닥판의 두께를 감소시킬 수 있는, 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더 및 그 제작 방법이 제공된다.It is possible to shorten the construction period by joining the ultra-high performance concrete precast modules manufactured by precast using the steel girder and the ultra high performance concrete (UHPC) without the upper flange and the lower flange and the web, By using the cast module, the web height of the steel girder can be lowered and the web of the steel girder can be exposed as higher than the upper surface of the ultra high performance concrete precast module to be used as the shear connection material, so that the thickness of the ultra high performance concrete (UHPC) A composite girder in which an ultra high performance concrete precast module and a steel material are combined, and a manufacturing method thereof are provided.

Figure R1020140099959
Figure R1020140099959

Description

초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더 및 그 제작 방법 {COMPOSITE GIRDER FOR COMBINING ULTRA-HIGH PERFORMANCE CONCRETE (UHPC) PRECAST MODULE INTO STEEL MEMBER, AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a composite girder having an ultra-high performance concrete precast module and a steel material, and a method of manufacturing the composite girder and a method of manufacturing the same. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002]

본 발명은 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 상부 플랜지 없이 하부 플랜지와 웨브를 갖는 강재거더(Steel Girder) 및 프리캐스트 제작된 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete: UHPC) 프리캐스트 모듈을 서로 결합한 합성거더 및 그 제작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composite girder in which an ultra high performance concrete precast module is combined with a steel material. More specifically, the present invention relates to a steel girder having a lower flange and a web without an upper flange and an ultra high performance concrete Concrete (UHPC) precast modules are combined with each other and a manufacturing method thereof.

일반적으로, 건축분야 및 토목분야에서 강재와 콘크리트 사이의 합성 효과를 기대할 목적으로 스터드 커넥터를 전단연결재로 사용하여 이종재료간의 면내 전단력을 전달하도록 하고 있다. 이러한 스터드 커넥터는 헤드와 몸체가 일체로 형성된 구성으로서, 현장이나 공장에서 강재에 자동 또는 수작업으로 용접되므로 사용되는 강재의 종류나 직경에 제한이 따른다. 또한, 강판에 다수의 관통홀이 형성된 유공강판(perforated plate)이 강재와 콘크리트간의 연결재로 사용되기도 한다.In general, for the purpose of expecting the synthesis effect between steel and concrete in the field of construction and civil engineering, the in-plane shear force between dissimilar materials is transferred by using stud connectors as shear connectors. Such a stud connector has a structure in which a head and a body are integrally formed, and is automatically or manually welded to a steel material in the field or a factory, so that there is a restriction on the type and diameter of the steel material to be used. Also, a perforated plate having a plurality of through holes formed in the steel sheet may be used as a connection material between the steel and the concrete.

이러한 강재거더의 상부에 콘크리트를 타설하여 제작하는 "강재거더-콘크리트 합성구조물"에서는 강재거더와 상기 강재거더에 결합되는 콘크리트 간의 견고한 일체화가 매우 중요하다.In the "steel girder-concrete composite structure" where concrete is placed on top of the steel girder, solid integration between the steel girder and the concrete coupled to the steel girder is very important.

한편, 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-639795호에는 "일측 개방 구멍을 형성시킨 반강절 전단연결재"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 1을 참조하여 구체적으로, 설명한다.On the other hand, as a prior art, Korean Patent No. 10-639795 discloses an invention entitled "a semi-shear shear connector having a single open hole ", which will be described in detail with reference to FIG.

도 1은 종래의 기술에 따른 전단연결재를 H형강 보의 상부 플랜지에 용접한 강재거더를 나타내는 사시도이고, 도 2는 종래의 기술에 따른 강재거더를 나타내는 사시도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a steel girder in which a shear connection member according to a conventional technique is welded to an upper flange of an H-shaped steel beam, and FIG. 2 is a perspective view showing a steel girder according to a conventional technique.

도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 전단연결재를 H형강 보의 상부 플랜지에 용접한 강재거더(10)는 하부 플랜지(11), 웨브(12) 및 상부 플랜지(13)를 포함하고, 상기 상부 플랜지(13) 상에 전단연결재(20)가 설치된다.Referring to FIG. 1, a steel girder 10 welded to an upper flange of a H-shaped steel beam according to a conventional technique includes a lower flange 11, a web 12 and an upper flange 13, A shear connector 20 is provided on the upper flange 13.

전단연결재(20)는 소정 크기의 강판(21) 상부에 다수개의 일측이 개방된 구멍(22)을 형성하고 상기 구멍(22) 사이 강판(21)에 결합공(24)을 형성하여 상기 결합공(24)에 전단구속철근(25)을 결합시킨 것이다.The shear connection member 20 is formed with a plurality of openings 22 on one side of a steel plate 21 of a predetermined size and a coupling hole 24 is formed in the steel plate 21 between the holes 22, And the shear restraining reinforcing bars 25 are joined to the reinforcing bars 24.

이러한 전단구속철근(25)은 결합공(24)에 끼워져서 결합되며 전단연결재(20)가 연성거동을 하도록 유도한다. 즉, 상기 전단구속철근(25)은 전단연결재(20)의 상부에 위치한 콘크리트에 발생할 수 있는 균열을 분산시키고, 이에 따라, 수평 저항성능을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 전단구속철근(25)에 의하여 강재와 콘크리트 사이의 활동이 방지되고, 두 부분을 밀착시켜서 마찰력을 증가시킬 수 있다.The shear restraining bars 25 are fitted to the coupling holes 24 and are engaged to induce the shear connection members 20 to perform a ductile behavior. That is, the shear confinement reinforcing bar 25 disperses cracks that may occur in the concrete located at the upper portion of the shear connection member 20, thereby improving the horizontal resistance performance. Further, the shear restraining reinforcement 25 prevents the movement between the steel and the concrete, and the frictional force can be increased by closely contacting the two portions.

또한, 상기 일측이 개방된 구멍(22)의 하부에는 다수개의 구멍(23). 즉, 상기 일측이 개방된 구멍(22)과 달리 폐합된 구멍(23)을 소정의 간격으로 더 형성할 수 있다. 이 구멍(23)은 강재와 결합되는 콘크리트의 연속성을 확보할 수 있게 하고 수평, 수직 전단력에 대하여 쐐기 작용을 하여 콘크리트가 층상으로 수평 및 수직 방향으로 분리되는 것을 방지하게 된다. 또한, 강판(21)의 측단부면에 접하는 콘크리트에 국부적으로 작용하는 지압응력을 넓게 분포시켜 콘크리트가 종방향으로 할열 파괴되는 것을 방지하기 위해 강판(21)의 양측단부면에 한 쌍의 지압판(26)을 부착할 수 있다.Further, a plurality of holes 23 are formed in the lower portion of the hole 22 with one side opened. That is, unlike the openings 22 on one side, the closed holes 23 can be further formed at predetermined intervals. This hole 23 ensures the continuity of the concrete to be coupled with the steel and acts as a wedge against the horizontal and vertical shearing forces to prevent the concrete from being separated horizontally and vertically in layers. Further, in order to prevent the concrete from being thermally broken in the longitudinal direction by distributing the local pressure stress locally acting on the concrete contacting the side end face of the steel plate 21, a pair of pressure plates 26 ) Can be attached.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 강재거더-콘크리트 합성구조물에서는, 강재거더(10)의 상부플랜지(13) 상면에 강재로 제작된 별도의 전단연결재(20)를 설치하고, 상기 전단연결재(20)가 콘크리트 내에 매립됨으로써 상기 강재거더(10)와 콘크리트의 일체화를 도모할 수 있지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 전단연결재(20)는 그 구성이 매우 복잡하여 제작이 번거롭고, 비용도 많이 소요된다는 문제점이 있다.As shown in FIG. 1, in the conventional steel composite girder-concrete composite structure, a separate shear connection member 20 made of a steel material is provided on the upper surface of the upper flange 13 of the steel girder 10, The shear connector 20 according to the related art is very complicated in construction, as shown in FIG. 1, because the shear connector 20 is embedded in the concrete so that the steel girder 10 and the concrete can be integrated. There is a problem that it is cumbersome to manufacture and requires a lot of cost.

그 뿐만 아니라, 전단연결재(20)를 반드시 용접에 의하여 강재거더에 설치하게 되므로, 그에 따른 여러 가지 문제점이 발생한다. 우선, 상기 전단연결재(20)를 용접에 의해서 결합하는 경우, 용접열에 의해 강재거더(10)에 열변형이 발생하게 되는 문제점이 존재한다. 또한, 용접을 수행하는데 상당한 시간과 시간이 소요되므로, 그만큼 강재거더(10) 및 콘크리트 합성형 구조물의 시공기간이 늘어날 뿐만 아니라 시공비도 증가되는 문제점이 존재한다.In addition, since the shear connector 20 is necessarily installed on the steel girder by welding, various problems arise. First, when joining the shear connector 20 by welding, thermal deformation may occur in the steel girder 10 due to welding heat. Further, since it takes a considerable time and time to perform the welding, there is a problem that the construction period of the steel girder 10 and the concrete composite structure increases as well as the construction cost increases.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 강재거더(10)의 경우, 복부좌굴을 방지하기 위한 보강판(40)이 사용되며, 많은 강재량이 소요된다는 문제점이 있다.In addition, as shown in FIG. 2, in the case of the conventional steel girder 10, a reinforcing plate 40 for preventing abdominal buckling is used, which requires a large amount of steel.

한편, 종래의 기술에 따른 거더-콘크리트 합성형 구조물의 한 예로서, 강재 거더의 상부에 콘크리트 바닥판이 결합된 구조물의 경우, 종래의 기술에서는 전단연결재가 강재 거더의 상부플랜지 위에 구비되기 때문에, 콘크리트 바닥판이 강재 거더의 상부플랜지 위쪽에 놓여 있는 상태로 구축될 수밖에 없다. 그리고 전단연결재가 상부플랜지 표면으로 돌출되어 있기 때문에, 전단연결재가 콘크리트 바닥판에 매립되려면, 콘크리트 바닥판의 두께는 전단연결재의 돌출 높이 이상이 되어야 하므로, 콘크리트 바닥판의 두께를 줄이는데 큰 제약이 따른다.In the case of a structure in which a concrete bottom plate is coupled to an upper part of a steel girder as an example of a girder-concrete composite structure according to the related art, since the shear connection material is provided on the upper flange of the steel girder in the prior art, It is inevitable that the bottom plate is placed above the upper flange of the steel girder. Since the shear connector is protruded to the upper flange surface, in order for the shear connector to be embedded in the concrete deck, the thickness of the concrete deck must be greater than the protruding height of the shear connector, so that there is a great limitation in reducing the thickness of the concrete deck .

최근에는 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete: UHPC)를 이용하여 콘크리트 바닥판을 시공하려는 시도가 이루어지고 있고, 이러한 UHPC는 우수한 강성 등을 가지고 있으므로, 종래의 기술에 따른 콘크리트 바닥판보다 그 두께를 현저하게 감소시킬 수 있게 되는 장점을 가지고 있는데, 위와 같이 종래 기술에서는 콘크리트 바닥판의 두께가 반드시 상부플랜지 위로 돌출된 전단연결재의 돌출 높이 이상이 되어야 하므로, 종래의 기술에서는 UHPC를 이용하여 콘크리트 바닥판을 시공하는 것에 의해 콘크리트 바닥판의 두께를 감소시키는데 큰 제약이 따른다는 문제점이 있다.In recent years, attempts have been made to construct concrete decks using ultra high performance concrete (UHPC), and since such UHPCs have excellent rigidity, the thickness of the concrete decks Since the thickness of the concrete bottom plate must be equal to or greater than the protrusion height of the front end joint member protruding above the upper flange as in the conventional art as described above, There is a problem in that a great restriction is imposed on reducing the thickness of the concrete bottom plate.

전술한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서, 본 발명의 출원인에 의해 출원되어 특허등록된 대한민국 등록특허번호 제10-1339827호에는 "기계결합식 전단연결재에 의한 강재거더와 콘크리트의 합성구조물 및 그 시공방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 3을 참조하여 설명한다.As a prior art for solving the above-mentioned problems, Korean Patent No. 10-1339827 filed by the applicant of the present invention and registered with the Korean Patent Registration No. 10-1339827 discloses "a composite structure of a steel girder and a concrete by a machine- Method "has been disclosed, which will be described with reference to FIG.

도 3은 종래의 기술에 따른 기계결합식 전단연결재에 의한 강재거더와 콘크리트의 합성구조물이 하나의 빔 형태로 이루어진 것을 나타내는 사시도이다.FIG. 3 is a perspective view showing a composite structure of a steel girder and concrete formed by a mechanically-coupled shear connector according to a conventional technique in the form of a single beam.

도 3을 참조하면, 종래의 기술에 따른 기계결합식 전단연결재에 의한 강재거더와 콘크리트의 합성구조물은, 상부플랜지가 존재하지 않는 강재거더(50)의 웨브 상부에, 용접을 사용하지 않고서도 기계식으로 용이하게 조립되어 일체화될 수 있고 강재거더(50)의 길이 방향(종방향)으로는 확대된 단면을 가지는 확대 전단키 헤드를 가지고 있는 전단연결재(60)를 설치하고, 상기 전단연결재(60)가 매립되도록 콘크리트(70)를 시공함으로써, 전단연결재(60)에 의해 강재거더(50)의 웨브와 콘크리트(70) 사이에 견고한 전단 결합을 이루게 된다.3, the composite structure of the steel girder and the concrete using the mechanically-coupled shear connector according to the related art can be formed on the upper part of the web of the steel girder 50 where the upper flange does not exist, And a shear connection member 60 having an enlarged shear-key head having an enlarged cross-section is provided in the longitudinal direction (longitudinal direction) of the steel girder 50, and the shear connection member 60 A concrete shear bond is formed between the web of the steel girder 50 and the concrete 70 by the shear connector 60 by constructing the concrete 70 so as to be embedded.

종래의 기술에 따른 기계결합식 전단연결재에 의한 강재거더와 콘크리트의 합성구조물의 경우, 강재거더(50)의 웨브 상부에 콘크리트(70)가 결합되어 있는 구성의 강재 거더-콘크리트 합성구조물을 형성함에 있어서, 콘크리트(70)에 매립되는 전단연결재(60)가 강재거더(50)의 웨브 상단에 타격이나 가압에 의해 끼워져 맞물리는 형태로 결합되므로, 신속하고 간편하게 웨브에 결합될 수 있다. 또한, 종래의 기술에 따른 기계결합식 전단연결재에 의한 강재거더와 콘크리트의 합성구조물의 경우, 전단연결재(60)의 존재로 인하여 강재거더(50)의 높이가 크게 증가되지 아니하며, 상기 전단연결재(60)가 상부플랜지로부터 돌출되지 않고, 단지 웨브에 결합된 전단연결재(60)의 높이만큼만 콘크리트(70)에 매립되므로, UHPC로 제작된 콘크리트 바닥판과 강재거더의 합성구조물의 경우, 콘크리트 바닥판의 두께를 감소시킬 수 있다.In the case of the composite structure of the steel girder and the concrete by the mechanical coupling type shear connector according to the prior art, in the case of forming the steel girder-concrete composite structure in which the concrete 70 is connected to the upper part of the web of the steel girder 50 So that the shear connection material 60 embedded in the concrete 70 is fitted to the upper end of the web of the steel girder 50 by being hit or pressed so as to be engaged with each other so that it can be quickly and easily joined to the web. In the case of the composite structure of the steel girder and the concrete by the mechanical coupling type shear connector according to the related art, the height of the steel girder 50 is not greatly increased due to the existence of the shear connector 60, 60 are not protruded from the upper flange but only the height of the shear connector 60 coupled to the web is filled in the concrete 70. Therefore, in the case of the composite structure of the UHPC-made concrete bottom plate and the steel girder, Can be reduced.

하지만, 종래의 기술에 따른 기계결합식 전단연결재에 의한 강재거더와 콘크리트의 합성구조물의 경우, 강재거더(50)에 기계식으로 결합된 전단연결재(60)를 현장에서 콘크리트(70)를 타설 및 양생시켜 매립하는 형식이기 때문에 콘크리트(70)의 타설 및 양생을 위한 상당한 시간이 소요된다는 문제점이 있다.However, in the case of the composite structure of the steel girder and the concrete by the mechanical coupling type shear connector according to the related art, the shear connection member 60 mechanically coupled to the steel girder 50 is installed at the site, So that a considerable amount of time is required for the concrete 70 to be laid and cured.

대한민국 등록특허번호 제10-1267807호(출원일: 2012년 10월 4일), 발명의 명칭: "UHPC 부재를 거푸집과 구조재로서 이용하는 대형 콘크리트 거더 및 그 제작방법"Korean Patent No. 10-1267807 filed on Oct. 4, 2012, entitled "Large Concrete Girders Utilizing UHPC Member as Formwork and Structural Member and Method of Making the Same" 대한민국 등록특허번호 제10-639795호(출원일: 2004년 11월 10일), 발명의 명칭: "일측 개방 구멍을 형성시킨 반강절 전단연결재"Korean Patent No. 10-639795 filed on November 10, 2004, entitled "Semi-shear connector with one open hole" 대한민국 등록특허번호 제10-1339827호(출원일: 2012년 12월 3일), 발명의 명칭: "기계결합식 전단연결재에 의한 강재거더와 콘크리트의 합성구조물 및 그 시공방법"Korean Patent No. 10-1339827 filed on Dec. 3, 2012, entitled "Composite Structure of Steel Girder and Concrete by Mechanical Coupling Shear Connector and Method of Construction & 대한민국 등록특허번호 제10-1178875호(출원일: 2008년 12월 24일), 발명의 명칭: "고인성 콘크리트를 이용한 교량가설공법"Korean Patent No. 10-1178875 filed on Dec. 24, 2008, entitled "Bridging method using high-tensile concrete" 대한민국 등록특허번호 제10-1175940호(출원일: 2010년 11월 22일), 발명의 명칭: "휨모멘트 제로점에서의 연결철근 접합을 이용한 UHPC 프리캐스트 바닥판의 연결 구조 및 연결시공 방법"Korean Patent No. 10-1175940 filed on Nov. 22, 2010, entitled "UHPC precast deck connection structure and connection construction method using joint reinforcing bar joint at zero point of bending moment" 대한민국 등록특허번호 제10-947306호(출원일: 2007년 12월 4일), 발명의 명칭: "콘크리트 전단연결부를 갖는 합성형 교량 구조 및 그 시공방법"Korean Patent No. 10-947306 filed on Dec. 4, 2007, entitled "Composite bridge structure with concrete shear connection and method of construction thereof" 대한민국 공개특허번호 제2012-54705호(공개일: 2012년 5월 31일), 발명의 명칭: "테이퍼 형상의 오목부에 의한 연결철근 접합을 이용한 UHPC 프리캐스트 바닥판의 연결 구조 및 연결시공 방법"Korean Unexamined Patent Publication No. 2012-54705 (Publication date: May 31, 2012), title of the invention: "Connection structure and connection construction method of UHPC precast deck using connection reinforcing bars by tapered concave parts "

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상부 플랜지 없이 하부 플랜지와 웨브를 구비한 강재거더 및 초고성능 콘크리트를 사용하여 프리캐스트 제작된 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈을 서로 결합시킴으로써 시공기간을 단축시킬 수 있는, 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더 및 그 제작 방법을 제공하기 위한 것이다.In order to solve the above problems, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a high- The present invention provides a composite girder which combines an ultra high performance concrete precast module with a steel material, and a method of manufacturing the same.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈을 사용함으로써 강재거더의 웨브 높이를 낮출 수 있고, 상기 강재거더의 웨브를 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈의 상부면보다 높게 노출시켜 전단연결재로 사용함으로써 UHPC 바닥판의 두께를 감소시킬 수 있는, 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더 및 그 제작 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a super high performance concrete precast module which can lower the web height of the steel girder by exposing the web of the steel girder higher than the upper surface of the ultra high performance concrete precast module, Which is capable of reducing the thickness of the UHPC floor slab by using the composite steel pre-casting module and the composite steel girder, and a method of manufacturing the composite girder.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더는, 상부 플랜지 없이 하부 플랜지 및 웨브를 구비하며, 상기 웨브에 복수의 관통홀이 형성된 강재거더; 상기 웨브 양 측면에 각각 설치되고, 초고성능 콘크리트(UHPC)를 사용하여 프리캐스트 제작하여 형성되며, 상기 웨브에 형성된 복수의 관통홀에 대응하는 복수의 체결홀이 형성된 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(UHPC Precast Module); 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈에 형성된 체결홀 및 상기 웨브에 형성된 복수의 관통홀을 관통하도록 삽입되어 상기 웨브와 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈을 체결하는 체결부재; 및 상기 체결부재가 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈에 삽입되어 매립되도록 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈의 체결홀에 주입되는 무수축 몰탈을 포함하며,
상기 체결부재는 웨브의 관통홀 및 상기 웨브의 양측에 설치된 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈의 체결홀을 관통하도록 삽입되는 볼트; 및 상기 볼트와 체결되는 너트를 포함하되, 상기 볼트 및 너트는 각각 수평 전단연결재 역할을 하도록 상기 강재거더 및 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈 내에 매립되도록 하며, 상기 강재거더의 웨브는 교량 가설시 수직 전단연결재 역할을 하도록 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈의 상부면보다 높게 돌출되도록 하되, 상기 웨브를 바닥판 이음부에 매립되도록 형성된 연결철근과 연결한 후, 양측 UHPC 바닥판이 서로 일체화되어 합성되도록 상기 바닥판 이음부 내부에서 웨브, 연결철근과 UHPC 바닥판의 철근을 서로 연결시켜 형성함으로써 UHPC 바닥판의 두께를 감소시킬 수 있도록 구성된다.
As a means for achieving the above-mentioned technical object, a composite girder in which an ultra high performance concrete precast module according to the present invention is combined with a steel material comprises a lower flange and a web without an upper flange, Girder; High-performance concrete precast module (UHPC), which is installed on both sides of the web and is formed by pre-casting using ultrahigh performance concrete (UHPC) and has a plurality of fastening holes corresponding to a plurality of through holes formed in the web, Precast Module); A fastening member inserted into the fastening hole formed in the ultra high performance concrete precast module and the plurality of through holes formed in the web to fasten the web and the ultra high performance concrete precast module; And a non-shrinkage mortar to be injected into a fastening hole of the ultra high performance concrete precast module such that the fastening member is inserted into the ultra high performance concrete precast module,
Wherein the fastening member is a bolt inserted through a through hole of the web and a fastening hole of an ultra high performance concrete precast module installed on both sides of the web; And a nut fastened to the bolt, wherein the bolt and the nut are respectively embedded in the steel girder and the ultra high performance concrete precast module to serve as a horizontal shear connection, the web of the steel girder being connected to the vertical shear And the UHPC bottom plates are integrally joined to each other so that the UHPC bottom plates are integrated with each other to form a bottom plate joint, The UHPC bottom plate is formed by connecting the web, the connecting steel and the reinforcing bars of the UHPC bottom plate to each other to reduce the thickness of the UHPC bottom plate.

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여기서, 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈은, 120MPa 이상의 압축강도, 8MPa 이상의 인장강도 및 25MPa 이상의 휨강도를 갖고, 0.3 이하의 물-결합재의 비(W/B)를 갖는 초고성능 콘크리트(UHPC)를 사용하여 프리캐스트 제작된다.Here, the ultrahigh performance concrete precast module uses ultrahigh performance concrete (UHPC) having a compressive strength of 120 MPa or more, a tensile strength of 8 MPa or more, a flexural strength of 25 MPa or more, and a water-binder ratio (W / B) of 0.3 or less And is precast.

여기서, 상기 초고성능 콘크리트(UHPC)는, 시멘트 및 실리카 퓸이 혼합되어 형성되며, 상기 시멘트를 100중량부로 하여, 6~30중량부의 실리카 퓸이 혼합된 결합재(B); 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 80~130중량부의 잔골재; 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 5~50중량부의 강섬유; 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 15~30중량부의 물(W); 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 32~38중량부의 충전재; 및 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 3~6중량부의 고성능 감수제를 포함하며, 상기 물-결합재의 비(W/B)가 0.3 이하인 것을 특징으로 하는 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더.Here, the ultra high performance concrete (UHPC) is formed by mixing cement and silica fume, and a binder (B) in which 6 to 30 parts by weight of silica fume is mixed with 100 parts by weight of the cement; 80 to 130 parts by weight of fine aggregate based on 100 parts by weight of cement; 5 to 50 parts by weight of a steel fiber based on 100 parts by weight of cement; 15 to 30 parts by weight of water (W) based on 100 parts by weight of cement; 32 to 38 parts by weight of a filler based on 100 parts by weight of cement; And 3 to 6 parts by weight of a high-performance water reducing agent based on 100 parts by weight of cement, wherein a ratio (W / B) of the water-binding material is 0.3 or less. .

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한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더의 제작 방법은, a) 상부 플랜지 없이 하부 플랜지 및 웨브를 구비하고, 상기 웨브에 복수의 관통홀이 형성된 강재거더를 형성하는 단계;b) 상기 웨브에 형성된 관통홀에 대응하는 복수의 체결홀이 형성된 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈을 형성하는 단계;c) 상기 웨브 양 측면에 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈을 각각 설치하는 단계;d) 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 상기 강재거더의 웨브를 연결하기 위한 복수의 체결부재를 각각 삽입 체결하는 단계; 및 e) 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈의 체결홀에 무수축 몰탈을 주입하여 상기 복수의 체결부재가 매립된 합성거더를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 (d) 단계의 체결부재는 웨브의 관통홀 및 상기 웨브의 양측에 설치된 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈의 체결홀을 관통하도록 삽입되는 볼트; 및 상기 볼트와 체결되는 너트를 포함하되, 상기 볼트 및 너트는 각각 수평 전단연결재 역할을 하도록 상기 강재거더 및 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈 내에 매립되도록 하며, 상기 웨브는 교량 가설시 수직 전단연결재 역할을 하도록 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈의 상부면보다 높게 돌출되도록 하되, 상기 웨브를 바닥판 이음부에 매립되도록 형성된 연결철근과 연결한 후, 양측 UHPC 바닥판이 서로 일체화되어 합성되도록 바닥판 이음부 내부에서 웨브, 연결철근과 UHPC 바닥판의 철근을 서로 연결시켜 형성함으로써 UHPC 바닥판의 두께를 감소시킬 수 있도록 하게 된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a composite girder comprising an ultra-high performance concrete precast module and a steel material, the method comprising: a) providing a lower flange and a web without an upper flange, B) forming an ultrahigh performance concrete precast module in which a plurality of fastening holes corresponding to the through holes formed in the web are formed, c) forming a super high performance concrete precast module on both sides of the web, D) installing a plurality of fastening members for connecting the super high performance concrete precast module and the web of the steel girder, respectively; And e) injecting non-shrinkage mortar into the fastening holes of the ultra-high performance concrete precast module to form the composite girder in which the plurality of fastening members are embedded, wherein the fastening member of step (d) Bolts inserted through holes and fastening holes of ultra-high-performance concrete precast modules installed on both sides of the web; And a nut to be fastened to the bolt, wherein the bolt and the nut are respectively embedded in the steel girder and the ultra high performance concrete precast module to serve as a horizontal shear connection, and the web serves as a vertical shear connector And the web is connected to a connection reinforcing bar formed to be embedded in the bottom plate joint, and then the web is integrally formed in the bottom plate joint so that the two UHPC bottom plates are integrated with each other, , The connection reinforcing bars and the reinforcing bars of the UHPC flooring are connected to each other to reduce the thickness of the UHPC flooring.

본 발명에 따르면, 상부 플랜지 없이 하부 플랜지와 웨브를 구비한 강재거더 및 초고성능 콘크리트를 사용하여 프리캐스트 제작된 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈을 서로 결합시킴으로써 시공기간을 단축시킬 수 있다.According to the present invention, the construction period can be shortened by joining together the super high performance concrete precast modules manufactured by precast using the steel girder and the ultra high performance concrete having the lower flange and the web without the upper flange.

본 발명에 따르면, 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈을 사용함으로써 강재거더의 웨브 높이를 낮출 수 있고, 또한, 상기 강재거더의 웨브를 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈의 상부면보다 높게 노출시켜 전단연결재로 사용함으로써 UHPC 바닥판의 두께를 감소시킬 수 있다.According to the present invention, the web height of the steel girder can be lowered by using the ultra high performance concrete precast module, and the web of the steel girder is exposed as higher than the upper surface of the ultra high performance concrete precast module, The thickness of the UHPC bottom plate can be reduced.

도 1은 종래의 기술에 따른 전단연결재를 H형강 보의 상부 플랜지에 용접한 강재거더를 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 강재거더를 나타내는 사시도이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 기계결합식 전단연결재에 의한 강재거더와 콘크리트의 합성구조물이 하나의 빔 형태로 이루어진 것을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 A-A 라인을 절개선으로 하는 수직단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더에서 강재거더를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더에서 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더의 제작 방법을 나타내는 동작흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더를 이용하여 가설된 교량을 나타내는 도면이다.
1 is a perspective view showing a steel girder in which a shear connector according to a conventional technique is welded to an upper flange of an H-shaped steel beam.
2 is a perspective view showing a conventional steel girder.
FIG. 3 is a perspective view showing a composite structure of a steel girder and concrete formed by a mechanically-coupled shear connector according to a conventional technique in the form of a single beam.
4 is a perspective view showing a composite girder in which an ultrahigh performance concrete precast module and a steel material are combined according to an embodiment of the present invention.
5 is a vertical cross-sectional view showing the AA line shown in FIG.
FIG. 6 is a view showing a concrete girder in a composite girder combining an ultra-high performance concrete precast module and a steel material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view showing an ultra-high performance concrete precast module in a composite girder combining an ultra-high performance concrete precast module and a steel material according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining the operation of a composite girder combining an ultra high performance concrete precast module and a steel material according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a composite girder combining an ultra high performance concrete precast module and a steel material according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing a bridge constructed using a composite girder in which an ultra-high performance concrete precast module and a steel material are combined according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

[초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더(100)][Synthetic girder combining ultra-high-performance concrete precast module and steel (100)]

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 A-A 라인을 절개선으로 하는 수직단면도이다.FIG. 4 is a perspective view showing a composite girder combining an ultra-high performance concrete precast module and a steel material according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a vertical cross-sectional view illustrating the A-A line shown in FIG.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더(100)는, 강재거더(110), 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(UHPC Precast Module: 120) 및 체결부재(130)를 포함하고, 도 5에 도시된 바와 같이 무수축 몰탈(140)을 추가로 포함한다.4, the composite girder 100 combining the ultra-high performance concrete precast module and the steel according to the embodiment of the present invention includes a steel girder 110, an ultra high performance concrete precast module 120 And a fastening member 130, and further includes a non-shrinking mortar 140 as shown in FIG.

강재거더(110)는 상부 플랜지 없이 하부 플랜지(111) 및 웨브(112)를 구비하며, 상기 웨브(112)에 복수의 관통홀(113)이 형성된다. 여기서, 상기 강재거더(110)의 웨브(112)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 교량 가설시 수직 전단연결재 역할을 하도록 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)의 상부면보다 높게 돌출된다.The steel girder 110 has a lower flange 111 and a web 112 without an upper flange and a plurality of through holes 113 are formed in the web 112. Here, as shown in FIG. 5, the web 112 of the steel girder 110 protrudes higher than the upper surface of the ultrahigh performance concrete precast module 120 so as to serve as a vertical shear connector when the bridge is installed.

초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)은 상기 웨브(112) 양 측면에 각각 설치되고, 초고성능 콘크리트(UHPC)를 사용하여 프리캐스트 제작하여 형성되며, 상기 웨브(112)에 형성된 복수의 관통홀(113)에 대응하는 복수의 체결홀(121)이 형성된다. 여기서, 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)은, 120MPa 이상의 압축강도, 8MPa 이상의 인장강도 및 25MPa 이상의 휨강도를 갖고, 0.3 이하의 물-결합재의 비(W/B)를 갖는 초고성능 콘크리트(UHPC)를 사용하여 프리캐스트 제작된다.The ultra high performance concrete precast module 120 is installed on both sides of the web 112 and is formed by precast using ultra high performance concrete (UHPC). The plurality of through holes A plurality of fastening holes 121 are formed. Here, the ultra high performance concrete precast module 120 is an ultra-high performance concrete (UHPC) having a compressive strength of 120 MPa or more, a tensile strength of 8 MPa or more, a flexural strength of 25 MPa or more and a ratio of water- ). ≪ / RTI >

예를 들면, 상기 초고성능 콘크리트(UHPC)는, 시멘트 및 실리카 퓸이 혼합되어 형성되며, 상기 시멘트를 100중량부로 하여, 6~30중량부의 실리카 퓸이 혼합된 결합재(B); 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 80~130중량부의 잔골재; 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 5~50중량부의 강섬유; 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 15~30중량부의 물(W); 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 32~38중량부의 충전재; 및 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 3~6중량부의 고성능 감수제를 포함하며, 상기 물-결합재의 비(W/B)가 0.3 이하인 것이 바람직하다.For example, the ultrahigh performance concrete (UHPC) is formed of a mixture of cement and silica fume, a binder (B) in which 6 to 30 parts by weight of silica fume is mixed with 100 parts by weight of the cement; 80 to 130 parts by weight of fine aggregate based on 100 parts by weight of cement; 5 to 50 parts by weight of a steel fiber based on 100 parts by weight of cement; 15 to 30 parts by weight of water (W) based on 100 parts by weight of cement; 32 to 38 parts by weight of a filler based on 100 parts by weight of cement; And 3 to 6 parts by weight of a high-performance water reducing agent based on 100 parts by weight of cement, and the ratio (W / B) of the water-binding material is preferably 0.3 or less.

체결부재(130)는 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)에 형성된 체결홀(121) 및 상기 웨브(112)에 형성된 복수의 관통홀(113)을 관통하도록 삽입되어 상기 웨브(112)와 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)을 체결한다. 여기서, 상기 체결부재(130)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 웨브(112)의 관통홀(113) 및 상기 웨브(112)의 양측에 설치된 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120a, 120b)의 체결홀을 관통하도록 삽입되는 볼트(131); 및 상기 볼트(131)와 체결되는 너트(132)를 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 이때, 상기 볼트(131) 및 너트(132)는 각각 수평 전단연결재 역할을 하도록 상기 강재거더(110) 및 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120a, 120b) 내에 매립될 수 있다.The fastening member 130 is inserted into the fastening hole 121 formed in the ultra high performance concrete precast module 120 and the plurality of through holes 113 formed in the web 112, The ultra high performance concrete precast module 120 is fastened. 5, the fastening member 130 includes ultra-high-performance concrete precast modules 120a and 120b installed on both sides of the through-hole 113 of the web 112 and the web 112, A bolt 131 inserted to penetrate through the fastening hole of the bolt 131; And a nut 132 that is fastened to the bolt 131. At this time, the bolts 131 and the nuts 132 may be embedded in the steel girder 110 and the ultrahigh performance concrete precast modules 120a and 120b to serve as horizontal shear connectors, respectively.

무수축 몰탈(140)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 체결부재(130)가 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)에 삽입되어 매립되도록 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)의 체결홀(121)에 주입된다.As shown in FIG. 5, the non-shrinkage mortar 140 is installed in the ultra-high performance concrete precast module 120 so that the fastening member 130 is embedded in the ultra high performance concrete precast module 120, And is injected into the hole 121.

한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더에서 강재거더를 구체적으로 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더에서 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈을 구체적으로 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a view showing a concrete girder in a composite girder combining an ultra-high performance concrete precast module and a steel material according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic view of a super high performance concrete precast module according to an embodiment of the present invention. Concrete concrete precast module in a composite girder in which a steel plate and a steel plate are combined with each other.

본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더(100)에서, 강재거더(110)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 플랜지 없이 하부 플랜지(111) 및 웨브(112)를 포함하며, 상기 웨브(112)에는 복수의 관통홀이 형성된다. 이때, 상기 강재거더(110)의 웨브(112)는 교량 가설시 수직 전단연결재 역할을 하도록 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)의 상부면보다 높게 돌출되는 것이 바람직하다.6, in the composite girder 100 in which the ultra high performance concrete precast module according to the embodiment of the present invention is combined with the steel material, the steel girder 110 is formed by the lower flange 111 and the web 112, and the web 112 has a plurality of through holes. At this time, it is preferable that the web 112 of the steel girder 110 protrudes higher than the upper surface of the ultrahigh performance concrete precast module 120 to serve as a vertical shear connection member when the bridge is installed.

한편, 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더(100)에서, 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)은 120MPa 이상의 압축강도, 8MPa 이상의 인장강도 및 25MPa 이상의 휨강도를 갖고, 0.3 이하의 물-결합재의 비(W/B)를 갖는 초고성능 콘크리트(UHPC)를 사용하여 프리캐스트 제작된다.7, in the composite girder 100 in which the ultra high performance concrete precast module according to the embodiment of the present invention is combined with the steel material, the ultra high performance concrete precast module 120 has a compressive strength of 120 MPa or more, (UHPC) having a strength and a bending strength of 25 MPa or more and a water-binder ratio (W / B) of 0.3 or less.

통상적으로, 초고성능 콘크리트(UHPC)는 120MPa 이상의 압축강도, 8MPa 이상의 인장강도 및 25MPa 이상의 휨강도의 높은 강도 특성과 열화인자의 침투 및 확산 속도가 보통 콘크리트에 비해 1/20에서 최대 1/10,000까지 낮은 고내구성을 나타내면서 동시에 슬럼프 플로우(Slump Flow)가 약 220㎜ 정도의 자기충전성 특성을 갖는 콘크리트를 말한다. 최근 유럽을 중심으로 초고성능 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며 교량, 플랫폼 지붕구조 및 초고층 건축물 등에 적용이 점차 확대되고 있다.Typically, ultra high performance concrete (UHPC) has a high compressive strength of 120 MPa or more, tensile strength of 8 MPa or more, and flexural strength of 25 MPa or more, and penetration and diffusion rate of deterioration factor is 1/20 to 1 / 10,000 Concrete having a self-filling property with a slump flow of about 220 mm while exhibiting high durability. Recently, studies on ultra high performance concrete mainly in Europe have been actively carried out, and application to bridges, platform roof structures, and skyscraper buildings is gradually expanding.

이러한 초고성능 콘크리트(UHPC)는 구성재료를 미세화하고 시멘트를 포함한 결합재의 물리화학적인 수화반응을 극대화하여 시멘트 매트릭스를 고강도화하며, 여기에 작은 직경 및 큰 길이/직경비(Aspect ratio)를 지닌 섬유(Fiber)를 혼입하여 균열응력에 저항하는 콘크리트이다. 이러한 초고성능 콘크리트(UHPC)는 양생조건에 따라서 강도의 최대 범위가 800MPa까지 가능하지만, 유럽을 비롯한 기술 선진국에서 현재 실용화 단계에 있는 압축강도의 범위는 약 200MPa 수준이다.This ultrahigh performance concrete (UHPC) is made by microfabricating the materials and maximizing the physicochemical hydration reaction of cement-containing binders to increase the strength of the cement matrix and adding fibers with small diameters and large length / aspect ratios Fiber) is mixed with concrete to resist cracking stress. Although the maximum range of strength of this ultra high performance concrete (UHPC) can be up to 800MPa according to the curing conditions, the compressive strength range in the commercialization stage in Europe and other developed countries is about 200MPa.

이러한 초고성능 콘크리트(UHPC)는 높은 압축강도의 시멘트 매트릭스 구조를 갖는 반면에, 섬유를 혼입하지 않은 상태에서는 높은 인장강도를 지니지 못하고 취성 파괴를 한다. 이에 따라 이러한 초고성능 콘크리트에 섬유(Fiber)를 첨가함으로써, 압축강도와 더불어 인장강도를 증진시킬 수 있으며, 구조체의 파괴거동도 유사연성거동(Pseudo-ductile behavior) 또는 연성거동이 가능하게 할 수 있다.This ultra high performance concrete (UHPC) has a cement matrix structure with high compressive strength, but does not have high tensile strength without fiber incorporation and brittle failure. Therefore, by adding fiber to such an ultra-high-performance concrete, it is possible to enhance the tensile strength along with the compressive strength, and the fracture behavior of the structure can make pseudo-ductile behavior or ductility behavior possible .

이러한 초고성능 콘크리트(UHPC)에서는 골재와 시멘트 수화물 사이의 계면 확장의 영향을 최소화하고, 초고성능 콘크리트(UHPC)에 사용하는 섬유의 분리저항성을 향상시키기 위하여 굵은골재를 사용하지 않거나 골재의 최대치수를 작게 하고 분체량이 많은 부배합을 사용한다. 표 1은 초고강도 및 고인성 특성을 지닌 초고성능 콘크리트(UHPC)의 재료구성 예이다.This ultra high performance concrete (UHPC) minimizes the effect of interfacial expansion between aggregate and cement hydrate. In order to improve the separation resistance of the fibers used in ultra high performance concrete (UHPC), the coarse aggregate is not used, Smaller and more powdery digestion is used. Table 1 shows an example of the material composition of ultrahigh performance concrete (UHPC) with ultrahigh strength and toughness properties.

이러한 초고성능 콘크리트(UHPC)는 배합 후에 약 20℃의 온도에서 48시간 후인 초기에는 극히 낮은 물-결합재비(W/B)로 인하여 전체 수화도는 약 20~26% 정도이며, 이때, 모세관 공극률은 전체 7%의 낮은 수준을 유지하게 된다. 그러나 타설 후 90℃에서 24~72시간 가열 양생과정을 거치면 초고성능 콘크리트(UHPC)는 약 1%의 모세관 공극률을 지니게 되며 수화도는 85% 이상 이르게 된다.The ultrahigh performance concrete (UHPC) has a total hydration degree of about 20 to 26% due to an extremely low water-binding ratio (W / B) at the initial stage of 48 hours at a temperature of about 20 ° C. after mixing. Will remain at a low level of 7% overall. However, after curing at 90 ℃ for 24 ~ 72 hours, super high performance concrete (UHPC) has capillary porosity of about 1% and hydration degree is more than 85%.

Figure 112014073713134-pat00001
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이러한 초고성능 콘크리트(UHPC)의 경우, 재료구성에서 굵은골재가 배제되고, 결합재에 첨가된 실리카 퓸이 높은 분말도를 지니기 때문에 배합과정에서 보통콘크리트보다 갖힌 공기(Entraped air)양이 기본적으로 적고, 수화과정과 가열 증기양생 공정에서 모세관 공극을 극히 줄임으로써 초고강도 및 고내구성을 지니게 된다.In the case of ultra high performance concrete (UHPC), since the coarse aggregate is excluded from the material composition and silica fume added to the binder has a high powder degree, the entrained air amount is basically less than that of the ordinary concrete in the mixing process, In the hydration process and heating steam curing process, capillary pores are reduced to extremely high strength and high durability.

이러한 초고성능 콘크리트(UHPC)는 일반 콘크리트와 달리 물-결합재비가 매우 낮고 고분말 충전제 및 혼화제를 혼입하며, 굵은골재도 사용하지 않기 때문에 블리딩(Bleeding) 현상이 발생되지 않고 높은 점성을 갖는다는 특징이 있다.This ultra-high performance concrete (UHPC) is characterized by a very low water-to-binder ratio, high powder filler and admixture, and high viscosity without bleeding because it does not use coarse aggregate have.

본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트는, 시멘트 및 실리카 퓸이 혼합되어 형성되며, 상기 시멘트를 100중량부로 하여, 6~30중량부의 실리카 퓸이 혼합된 결합재(B); 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 80~130중량부의 잔골재; 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 5~50중량부의 강섬유; 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 15~30중량부의 물(W); 및 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 3~6중량부의 고성능 감수제를 포함하고, 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 32~38중량부의 충전재가 추가적으로 포함할 수 있고, 이때, 상기 물-결합재의 비(W/B)가 0.3 이하이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트의 배합은 하기의 표 2와 같이 나타낼 수 있다.The ultra high performance concrete according to the embodiment of the present invention comprises a binder (B) formed by mixing cement and silica fume, wherein 6 to 30 parts by weight of silica fume is mixed with 100 parts by weight of the cement; 80 to 130 parts by weight of fine aggregate based on 100 parts by weight of cement; 5 to 50 parts by weight of a steel fiber based on 100 parts by weight of cement; 15 to 30 parts by weight of water (W) based on 100 parts by weight of cement; And 3 to 6 parts by weight of a high-performance water reducing agent based on 100 parts by weight of cement, and 32 to 38 parts by weight of filler based on 100 parts by weight of cement, W / B) is 0.3 or less. For example, the formulation of the ultra-high performance concrete according to the embodiment of the present invention can be shown in Table 2 below.

Figure 112014073713134-pat00002
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한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더의 작용을 설명하기 위한 도면이다.Meanwhile, FIG. 8 is a view for explaining the operation of a composite girder in which an ultra-high performance concrete precast module and a steel material are combined according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더(100)는 교대/교각(210) 상의 교좌받침(220) 상부에 설치될 수 있고, 이때, 상기 고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더(100)는 그 중앙부에 휨응력이 작용하고, 양단부에 전단응력이 작용하게 되며, 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)은 중앙부에 작용하는 휨응력 및 양단부에 작용하는 전단응력에 저항하도록 아치형으로 제작한다.The composite girder 100 combining the ultra high performance concrete precast module and the steel material according to the embodiment of the present invention can be installed on the upper part of the beam receiver 220 on the alternate bridge 210, And the shear stress acts on both ends of the composite girder 100. The ultrahigh performance concrete precast module 120 has a bending stress acting on the center portion and a shear stress acting on both ends of the composite girder 100. [ To make it arcuate.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 상부 플랜지 없이 하부 플랜지와 웨브를 구비한 강재거더(110) 및 초고성능 콘크리트를 사용하여 프리캐스트 제작된 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)을 서로 결합시킨 합성거더(100)를 제작할 수 있다.As a result, according to the embodiment of the present invention, the composite girder 110 having the lower flange and the web without the upper flange and the super high performance concrete precast module 120 using the ultra high performance concrete combined with each other The girder 100 can be manufactured.

[초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더(100)의 제작 방법][Manufacturing method of composite girder 100 combining ultra-high-performance concrete precast module and steel]

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더의 제작 방법을 나타내는 동작흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a composite girder combining an ultra high performance concrete precast module and a steel material according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더의 제작 방법은, 먼저, 상부 플랜지 없이 하부 플랜지(111) 및 웨브(112)를 구비하고, 상기 웨브(112)에 복수의 관통홀(113)이 형성된 강재거더(110)를 형성한다(S110).Referring to FIG. 9, a method of manufacturing a composite girder combining an ultra-high performance concrete precast module and a steel material according to an embodiment of the present invention includes a lower flange 111 and a web 112 without an upper flange, A steel girder 110 having a plurality of through holes 113 formed in the web 112 is formed (S110).

다음으로, 상기 웨브(112)에 형성된 관통홀(113)에 대응하는 복수의 체결홀(121)이 형성된 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)을 형성한다(S120). 이때, 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)은, 전술한 바와 같이, 120MPa 이상의 압축강도, 8MPa 이상의 인장강도 및 25MPa 이상의 휨강도를 갖고, 0.3 이하의 물-결합재의 비(W/B)를 갖는 초고성능 콘크리트(UHPC)를 사용하여 프리캐스트 제작된다.Next, an ultrahigh performance concrete precast module 120 having a plurality of fastening holes 121 corresponding to the through holes 113 formed in the web 112 is formed (S120). The ultrahigh performance concrete precast module 120 has a compressive strength of 120 MPa or more, a tensile strength of 8 MPa or more and a flexural strength of 25 MPa or more and a ratio (W / B) of water- It is precasted using ultra high performance concrete (UHPC).

다음으로, 상기 웨브(112) 양 측면에 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)을 각각 설치한다(S130). 이때, 상기 강재거더(110)의 웨브(112)는 교량 가설시 수직 전단연결재 역할을 하도록 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)의 상부면보다 높게 돌출되는 것이 바람직하다.Next, the ultrahigh performance concrete precast module 120 is installed on both sides of the web 112 (S130). At this time, it is preferable that the web 112 of the steel girder 110 protrudes higher than the upper surface of the ultrahigh performance concrete precast module 120 to serve as a vertical shear connection member when the bridge is installed.

다음으로, 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)과 상기 강재거더(110)의 웨브를 연결하기 위한 복수의 체결부재(130)를 각각 삽입 체결한다(S140). 이때, 상기 체결부재(130)는 수평 전단연결재 역할을 하도록 상기 강재거더(110) 및 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120) 내에 매립되는 것이 바람직하다.Next, a plurality of fastening members 130 for connecting the ultrahigh performance concrete precast module 120 and the web of the steel girder 110 are respectively inserted (S140). At this time, it is preferable that the fastening member 130 is embedded in the steel girder 110 and the ultrahigh performance concrete precast module 120 so as to serve as a horizontal shear connection member.

다음으로, 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)의 체결홀(121)에 무수축 몰탈(140)을 주입하여 상기 복수의 체결부재(130)가 매립된 합성거더(100)를 형성한다(S150).Next, the non-shrinkage mortar 140 is injected into the fastening holes 121 of the ultra high performance concrete precast module 120 to form the composite girder 100 in which the plurality of fastening members 130 are embedded (S150 ).

[UHPC 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더를 이용하여 가설된 교량][Bridged Bridge Using Composite Girder Combined with UHPC Precast Module and Steel]

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더를 이용하여 가설된 교량을 나타내는 도면이다.10 is a view showing a bridge constructed using a composite girder in which an ultra-high performance concrete precast module and a steel material are combined according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더를 이용하여 가설된 교량은, 교대/교각(210), 교좌받침(220), 합성거더(100), UHPC 바닥판(230), 연결철근(240) 및 바닥판 이음부(250)를 포함하며, 전술한 바와 같이, 상기 합성거더(100)는 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합하여 형성된다.Referring to FIG. 10, a bridge constructed using an ultra-high performance concrete precast module according to an embodiment of the present invention and a composite girder combining steel material includes a bridge / pier 210, a coaxial receiver 220, a composite girder 100 The UHPC bottom plate 230, the connecting reinforcing bar 240 and the bottom plate joint 250. As described above, the composite girder 100 is formed by combining an ultra high performance concrete precast module with a steel material do.

본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더를 이용하여 교량을 가설할 경우, 강섬유를 함유하며 120MPa 이상의 압축강도를 가지는 초고성능 콘크리트(UHPC)를 이용하여 프리캐스트 방식으로 제작되는 UHPC 바닥판(230)을 상기 합성거더(100) 상부에 형성하게 되는데, 이때, 중요한 것은 상기 합성거더(100) 상부에서의 UHPC 바닥판(230) 간의 견고한 일체 연결 및 UHPC 바닥판(230)과 거더 간의 견고한 일체 합성이다.When a bridge is constructed using a composite girder combined with an ultra-high performance concrete precast module according to an embodiment of the present invention, an ultra high performance concrete (UHPC) containing a steel fiber and having a compressive strength of 120 MPa or more is used, The UHPC bottom plate 230 is formed on the synthetic girder 100. It is important that the UHPC bottom plate 230 is firmly connected to the UHPC bottom plate 230 on the synthetic girder 100, 230) and the girder.

콘크리트, 강재 등의 거더의 재질과 무관하게, 상기 합성거더(100)의 상부에는 전단연결재, 예를 들면, 본 발명의 실시예의 경우, 웨브(112)가 일부 돌출되고, 상기 UHPC 바닥판(230)은 합성거더(100)의 상부 양측에 걸쳐져 놓인 상태에서 양측 UHPC 바닥판(230)은 완전하게 일체화되어 연결되어야 하며, 양측 UHPC 바닥판(230)과 합성거더(100)도 완전하게 일체화되어 합성되어야 한다. 특히, 상기 합성거더(100) 부분은 부모멘트가 작용하는 부분으로서, UHPC 바닥판(230)의 상면 부분에 인장력이 집중되므로, 양측 UHPC 바닥판(230)간에는 인장력을 충분히 지지할 수 있는 형태로 견고한 연결이 이루어져야 한다.A web 112 in the case of the embodiment of the present invention is partially protruded on the synthetic girder 100 irrespective of the material of the girder such as concrete or steel and the UHPC bottom plate 230 Side UHPC bottom plate 230 must be completely integrated and connected while both side UHPC bottom plates 230 and the synthetic girder 100 are completely integrated with each other, . Particularly, since the tensile force is concentrated on the upper surface portion of the UHPC bottom plate 230 as the portion of the composite girder 100 where the momentum acts, the tension between the UHPC bottom plates 230 on both sides can be sufficiently supported A solid connection should be made.

UHPC 바닥판(230)의 경우, 120MPa 이상의 압축강도를 가지도록 프리캐스트로 제작되므로, UHPC 바닥판(230)의 두께가 통상의 일반 콘크리트에 의해 제작되는 바닥판에 비하여 매우 얇다. 그러나 종래의 기술에 따르면 UHPC 바닥판(230)의 고유한 특성을 감안하지 않고, 일반 콘크리트에 적용되는 루프이음이나 겹이음에 의한 연결 방법이 그대로 적용되어 왔다. UHPC는 재료적인 특성상 고온 양생이 필수적인데, 종래의 기술에 따른 루프이음이나 겹이음을 하는 경우, 현장 타설 범위가 넓어지게 되고, 그에 따라 고온 양생 범위가 과도하게 넓어지게 되어, 양생 비용이 과대하게 커지게 되고, 고온 양생도 제대로 이루어지지 않아 연결부분에서의 강도 발현이 충분치 않게 되는 문제점이 야기될 수 있지만, 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더를 이용하여 가설된 교량의 경우, 상기 강재거더의 웨브를 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈의 상부면보다 높게 노출시켜 전단연결재로 사용하고, 상기 전단연결재를 연결철근(240)과 연결한 후 바닥판 이음부(250)를 형성함으로써 UHPC 바닥판(230)의 두께를 감소시킬 수 있다. In the case of the UHPC bottom plate 230, since the UHPC bottom plate 230 is manufactured by precast so as to have a compressive strength of 120 MPa or more, the thickness of the UHPC bottom plate 230 is much thinner than that of a bottom plate manufactured by ordinary concrete. However, according to the related art, the connection method by the loop joint or the lap joint applied to the general concrete has been applied without taking the inherent characteristic of the UHPC bottom plate 230 into consideration. UHPC is required to be cured at a high temperature due to its material characteristics. When loop joint or double joint according to the conventional technique is used, the range of putting on-site is widened and accordingly, the high temperature curing range is widened excessively, However, the present invention is not limited to the use of the composite high strength concrete precast module according to the present invention and the composite girder combined with the steel material, In the case of a bridged bridge, the web of the steel girder is exposed to a height higher than the upper surface of the ultra high performance concrete precast module, and used as a shear connection member. After connecting the shear connection member to the connection reinforcing bar 240, The thickness of the UHPC bottom plate 230 can be reduced.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 합성거더
110: 강재거더
120: 초고성능 콘크리트(UHPC) 프리캐스트 모듈
130: 체결부재
140: 무수축 몰탈
111: 하부 플랜지
112: 웨브
113: 관통홀
121: 체결홀
131: 볼트
132: 너트
210: 교대/교각
220: 교좌받침
230: UHPC 바닥판
240: 연결철근
250: 바닥판 이음부
100: synthetic girder
110: Steel girder
120: Ultra High Performance Concrete (UHPC) Precast Module
130: fastening member
140: Non-shrink mortar
111: Lower flange
112: web
113: Through hole
121: fastening hole
131: Bolt
132: Nut
210: Alternating / Pier
220: Timetable
230: UHPC floor plate
240: connection reinforcing bar
250: bottom plate joint

Claims (12)

상부 플랜지 없이 하부 플랜지(111) 및 웨브(112)를 구비하며, 상기 웨브(112)에 복수의 관통홀(113)이 형성된 강재거더(110);
상기 웨브(112) 양 측면에 각각 설치되고, 초고성능 콘크리트(UHPC)를 사용하여 프리캐스트 제작하여 형성되며, 상기 웨브(112)에 형성된 복수의 관통홀(113)에 대응하는 복수의 체결홀(121)이 형성된 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(UHPC Precast Module: 120);
상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)에 형성된 체결홀(121) 및 상기 웨브(112)에 형성된 복수의 관통홀(113)을 관통하도록 삽입되어 상기 웨브(112)와 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)을 체결하는 체결부재(130); 및
상기 체결부재(130)가 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)에 삽입되어 매립되도록 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)의 체결홀(121)에 주입되는 무수축 몰탈(140)을 포함하며,
상기 체결부재(130)는 웨브(112)의 관통홀(113) 및 상기 웨브(112)의 양측에 설치된 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)의 체결홀(121)을 관통하도록 삽입되는 볼트(131); 및 상기 볼트(131)와 체결되는 너트(132)를 포함하되, 상기 볼트(131) 및 너트(132)는 각각 수평 전단연결재 역할을 하도록 상기 강재거더(110) 및 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120) 내에 매립되도록 하며,
상기 강재거더(110)의 웨브(112)는 교량 가설시 수직 전단연결재 역할을 하도록 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)의 상부면보다 높게 돌출되도록 하되, 상기 웨브(112)를 바닥판 이음부(250)에 매립되도록 형성된 연결철근(240)과 연결한 후, 양측 UHPC 바닥판(230)이 서로 일체화되어 합성되도록 상기 바닥판 이음부(250) 내부에서 웨브(112), 연결철근(240)과 UHPC 바닥판(230)의 철근을 서로 연결시켜 형성함으로써 UHPC 바닥판(230)의 두께를 감소시킬 수 있도록 하는 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더.
A steel girder (110) having a lower flange (111) and a web (112) without an upper flange and having a plurality of through holes (113) formed in the web (112);
And a plurality of through holes 113 corresponding to a plurality of through holes 113 formed in the web 112. The plurality of through holes 113 are formed in the web 112 by being precasted using ultra high performance concrete (UHPC) An ultra high performance concrete precast module (UHPC Precast Module) 120 formed with a high-performance concrete precast module 121;
A plurality of through holes 113 formed in the web 112 and a fastening hole 121 formed in the ultrahigh performance concrete precast module 120 are inserted to penetrate the web 112 and the ultra high performance concrete precast module 120. [ A fastening member 130 for fastening the fastening member 120; And
Shrink mortar 140 to be injected into the fastening hole 121 of the ultra high performance concrete precast module 120 so that the fastening member 130 is inserted into the ultra high performance concrete precast module 120, ,
The fastening member 130 includes a through hole 113 of the web 112 and a bolt 131 inserted through the fastening hole 121 of the ultra high performance concrete precast module 120 installed on both sides of the web 112 ); And a nut 132 fastened to the bolt 131. The bolt 131 and the nut 132 are connected to the steel girder 110 and the ultra high performance concrete precast module 120,
The web 112 of the steel girder 110 is projected higher than the upper surface of the ultrahigh performance concrete precast module 120 to serve as a vertical shear connection when the bridge is constructed, 250 and the UHPC bottom plate 230 are integrated with each other so that the webs 112 and the connecting reinforcing bars 240 are formed in the bottom plate joint 250, A composite girder incorporating an ultra-high performance concrete precast module and a steel to reduce the thickness of the UHPC bottom plate 230 by connecting the reinforcing bars of the UHPC bottom plate 230 to each other.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)은, 120MPa 이상의 압축강도, 8MPa 이상의 인장강도 및 25MPa 이상의 휨강도를 갖고, 0.3 이하의 물-결합재의 비(W/B)를 갖는 초고성능 콘크리트(UHPC)를 사용하여 프리캐스트 제작되는 것을 특징으로 하는 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더.
The method according to claim 1,
The ultra high performance concrete precast module 120 is made of ultra high performance concrete (UHPC) having a compressive strength of 120 MPa or higher, a tensile strength of 8 MPa or higher, a flexural strength of 25 MPa or higher, and a water- Wherein the pre-casting is carried out by using a pre-casting method.
제3항에 있어서,
상기 초고성능 콘크리트(UHPC)는, 시멘트 및 실리카 퓸이 혼합되어 형성되며, 상기 시멘트를 100중량부로 하여, 6~30중량부의 실리카 퓸이 혼합된 결합재(B); 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 80~130중량부의 잔골재; 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 5~50중량부의 강섬유; 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 15~30중량부의 물(W); 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 32~38중량부의 충전재; 및 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 3~6중량부의 고성능 감수제를 포함하며, 상기 물-결합재의 비(W/B)가 0.3 이하인 것을 특징으로 하는 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더.
The method of claim 3,
The ultra high performance concrete (UHPC) is formed by mixing cement and silica fume. A binder (B) having 6 to 30 parts by weight of silica fume mixed with 100 parts by weight of the cement; 80 to 130 parts by weight of fine aggregate based on 100 parts by weight of cement; 5 to 50 parts by weight of a steel fiber based on 100 parts by weight of cement; 15 to 30 parts by weight of water (W) based on 100 parts by weight of cement; 32 to 38 parts by weight of a filler based on 100 parts by weight of cement; And 3 to 6 parts by weight of a high-performance water reducing agent based on 100 parts by weight of cement, wherein a ratio (W / B) of the water-binding material is 0.3 or less. .
삭제delete 삭제delete a) 상부 플랜지 없이 하부 플랜지(111) 및 웨브(112)를 구비하고, 상기 웨브(112)에 복수의 관통홀(113)이 형성된 강재거더(110)를 형성하는 단계;
b) 상기 웨브(112)에 형성된 관통홀(113)에 대응하는 복수의 체결홀(121)이 형성된 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)을 형성하는 단계;
c) 상기 웨브(112) 양 측면에 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)을 각각 설치하는 단계;
d) 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)과 상기 강재거더(110)의 웨브를 연결하기 위한 복수의 체결부재(130)를 각각 삽입 체결하는 단계; 및
e) 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)의 체결홀(121)에 무수축 몰탈(140)을 주입하여 상기 복수의 체결부재(130)가 매립된 합성거더(100)를 형성하는 단계를 포함하며,
상기 (d) 단계의 체결부재(130)는 웨브(112)의 관통홀(113) 및 상기 웨브(112)의 양측에 설치된 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)의 체결홀(121)을 관통하도록 삽입되는 볼트(131); 및 상기 볼트(131)와 체결되는 너트(132)를 포함하되, 상기 볼트(131) 및 너트(132)는 각각 수평 전단연결재 역할을 하도록 상기 강재거더(110) 및 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120) 내에 매립되도록 하며,
상기 웨브(112)는 교량 가설시 수직 전단연결재 역할을 하도록 상기 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)의 상부면보다 높게 돌출되도록 하되, 상기 웨브(112)를 바닥판 이음부(250)에 매립되도록 형성된 연결철근(240)과 연결한 후, 양측 UHPC 바닥판(230)이 서로 일체화되어 합성되도록 바닥판 이음부(250) 내부에서 웨브(112), 연결철근(240)과 UHPC 바닥판(230)의 철근을 서로 연결시켜 형성함으로써 UHPC 바닥판(230)의 두께를 감소시킬 수 있도록 하는 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더의 제작 방법.
a) forming a steel girder (110) having a lower flange (111) and a web (112) without an upper flange and having a plurality of through holes (113) formed in the web (112);
b) forming an ultra high performance concrete precast module 120 having a plurality of fastening holes 121 corresponding to the through holes 113 formed in the web 112;
c) installing the ultra high performance concrete precast modules 120 on both sides of the web 112;
d) inserting a plurality of fastening members (130) for connecting the ultra high performance concrete precast module (120) and the web of the steel girder (110); And
e) injecting the non-shrinkage mortar 140 into the fastening holes 121 of the ultra high performance concrete precast module 120 to form the composite girder 100 in which the plurality of fastening members 130 are embedded In addition,
The fastening member 130 of the step (d) is inserted into the through hole 113 of the web 112 and the fastening hole 121 of the ultra high performance concrete precast module 120 installed on both sides of the web 112 A bolt 131 to be inserted; And a nut 132 fastened to the bolt 131. The bolt 131 and the nut 132 are connected to the steel girder 110 and the ultra high performance concrete precast module 120,
The web 112 is formed to be higher than the upper surface of the ultra high performance concrete precast module 120 so as to serve as a vertical shear connection member when the bridge is installed, and the web 112 is formed to be embedded in the bottom plate joint part 250 The connection reinforcing bar 240 and the UHPC bottom plate 230 in the bottom plate joint 250 so that the UHPC bottom plates 230 are integrated with each other after the connection of the UHPC bottom plate 230 with the connection reinforcing bars 240. [ A method of manufacturing an ultra-high performance concrete precast module and a composite girder combined with a steel material to reduce the thickness of the UHPC bottom plate (230) by connecting reinforcing bars to each other.
삭제delete 제7항에 있어서,
상기 b) 단계의 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈(120)은, 120MPa 이상의 압축강도, 8MPa 이상의 인장강도 및 25MPa 이상의 휨강도를 갖고, 0.3 이하의 물-결합재의 비(W/B)를 갖는 초고성능 콘크리트(UHPC)를 사용하여 프리캐스트 제작되는 것을 특징으로 하는 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더의 제작 방법.
8. The method of claim 7,
The ultra high performance concrete precast module 120 of the step b) is characterized in that the ultra high performance concrete precast module 120 having a compressive strength of 120 MPa or more, a tensile strength of 8 MPa or more and a flexural strength of 25 MPa or more and a water- (UHPC) is used for pre-casting the composite precast concrete pre-cast module.
제9항에 있어서,
상기 초고성능 콘크리트(UHPC)는, 시멘트 및 실리카 퓸이 혼합되어 형성되며, 상기 시멘트를 100중량부로 하여, 6~30중량부의 실리카 퓸이 혼합된 결합재(B); 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 80~130중량부의 잔골재; 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 5~50중량부의 강섬유; 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 15~30중량부의 물(W); 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 32~38중량부의 충전재; 및 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 3~6중량부의 고성능 감수제를 포함하며, 상기 물-결합재의 비(W/B)가 0.3 이하인 것을 특징으로 하는 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더의 제작 방법.
10. The method of claim 9,
The ultra high performance concrete (UHPC) is formed by mixing cement and silica fume. A binder (B) having 6 to 30 parts by weight of silica fume mixed with 100 parts by weight of the cement; 80 to 130 parts by weight of fine aggregate based on 100 parts by weight of cement; 5 to 50 parts by weight of a steel fiber based on 100 parts by weight of cement; 15 to 30 parts by weight of water (W) based on 100 parts by weight of cement; 32 to 38 parts by weight of a filler based on 100 parts by weight of cement; And 3 to 6 parts by weight of a high-performance water reducing agent based on 100 parts by weight of cement, wherein a ratio (W / B) of the water-binding material is 0.3 or less. Lt; / RTI >
삭제delete 제7항에 따른 초고성능 콘크리트 프리캐스트 모듈과 강재를 결합한 합성거더의 제작 방법을 이용하여 가설된 교량.A high-performance concrete precast module according to claim 7, wherein the bridge is constructed using a method of manufacturing a composite girder combined with a steel material.
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