KR101738577B1 - 양방향 강합성 2주형 거더교 - Google Patents

양방향 강합성 2주형 거더교 Download PDF

Info

Publication number
KR101738577B1
KR101738577B1 KR1020160132547A KR20160132547A KR101738577B1 KR 101738577 B1 KR101738577 B1 KR 101738577B1 KR 1020160132547 A KR1020160132547 A KR 1020160132547A KR 20160132547 A KR20160132547 A KR 20160132547A KR 101738577 B1 KR101738577 B1 KR 101738577B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
girder
bridge
transverse girder
transverse
bottom plate
Prior art date
Application number
KR1020160132547A
Other languages
English (en)
Inventor
서진원
김기헌
김대호
임진선
Original Assignee
(주)삼우아이엠씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)삼우아이엠씨 filed Critical (주)삼우아이엠씨
Priority to KR1020160132547A priority Critical patent/KR101738577B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101738577B1 publication Critical patent/KR101738577B1/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2/00—Bridges characterised by the cross-section of their bearing spanning structure
    • E01D2/02—Bridges characterised by the cross-section of their bearing spanning structure of the I-girder type
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/12—Grating or flooring for bridges; Fastening railway sleepers or tracks to bridges
    • E01D19/125—Grating or flooring for bridges
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2101/00—Material constitution of bridges
    • E01D2101/20—Concrete, stone or stone-like material
    • E01D2101/24—Concrete
    • E01D2101/26—Concrete reinforced
    • E01D2101/268—Composite concrete-metal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)

Abstract

본 발명은 본 발명은 교축 방향으로 설치되는 한 쌍의 주거더와 주거더 사이를 연결하는 가로거더를 콘크리트 바닥판 하부에 밀착하여 종·횡 양방향으로 합성시킴으로써, 교축 방향이 주지간을 이루도록 구성하여 별도의 세로빔이나 브레이싱이 없이 교량 폭에 구애받지 않으며 바닥판에 별도의 프리스트레싱 없이 자유롭게 시공할 수 있는 양방향 강합성 2주형 거더교에 대한 것이다.
본 발명 양방향 강합성 2주형 거더교는 교축 방향으로 배치되는 한 쌍의 주거더; 이웃하는 주거더를 폭 방향으로 연결하는 가로거더; 및 상기 주거더 상부에 설치되는 콘크리트 바닥판; 을 포함하여 구성되되, 상기 가로거더는 상면이 주거더의 상면과 동일한 레벨이 되도록 콘크리트 바닥판의 하부에 밀착되도록 구성되어 콘크리트 바닥판을 지지하고, 가로거더의 간격이 주거더의 간격보다 좁게 형성되며, 주근이 교축 방향으로 배근되어 교축 방향이 주경간이 되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

양방향 강합성 2주형 거더교{Two girder bridge}
본 발명은 본 발명은 교축 방향으로 설치되는 한 쌍의 주거더와 주거더 사이를 연결하는 가로거더를 콘크리트 바닥판 하부에 밀착하여 종·횡 양방향으로 합성시킴으로써, 교축 방향이 주지간을 이루도록 구성하여 별도의 세로빔이나 브레이싱이 없이 교량 폭에 구애받지 않으며 바닥판에 별도의 프리스트레싱 없이 자유롭게 시공할 수 있는 양방향 강합성 2주형 거더교에 대한 것이다.
일반적으로 교량은 강, 하천 또는 계곡 등의 상부에 설치하여 차량이나 보행자가 안전하게 이동하도록 하는 사회 기반 시설물이다. 이러한 교량은 교량의 폭이나 지간 등의 조건에 따라 다양한 형식으로 구성할 수 있다.
이러한 교량 중 콘크리트 바닥판과 합성구조를 갖는 강합성 거더교는 교각 또는 교대 위에 거더를 설치한 후, 상기 거더 위에 소정의 두께로 콘크리트 바닥판 및 포장층을 시공하여 도로 등으로 사용한다.
도 1은 교량의 폭 방향으로 여러 개의 거더를 조밀하게 배치한 기존의 다주형 거더교이다. 이러한 다주형 거더교는 거더의 내하력을 증가시키기 위해 단면에 수직 및 수평 보강재를 다수 부착하고, 거더의 횡방향 안정성을 도모하기 위해 거더 사이에 수평 및 수직 브레이싱을 조밀하게 배치한다.
상기 다주형 거더교는 사용 부재의 수가 많고 이에 따라 용접량과 도장면적이 증가하여 시공 및 유지 관리에 어려움이 있고, 비용 상승의 문제가 있다.
이러한 기존 강합성 다주형 거더교의 문제점을 개선하기 위하여, 도 2와 같이 후판 강재를 사용하고 부재를 대형화하여 거더의 단면을 단순화하면서 수직 및 수평 브레이싱을 생략하고 주거더(1) 사이 중간 높이에 바닥판(3)과 분리된 가로거더(2)만 설치한 강합성 2주형 거더교가 개발되었다.
도 2와 같은 종래 강합성 2주형 거더교는 주거더(1) 사이에 바닥판을 지지하는 부재가 없기 때문에 두께가 두꺼운 PSC 바닥판을 사용할 수밖에 없다.
그러나 PSC 바닥판은 PSC 강선을 설치하고 별도의 긴장 작업을 반복적으로 실시해야 하므로 시공성이 떨어진다. 그리고 PSC 강선 설치를 위해 바닥판 내에 쉬스관이 매설되는데, 쉬스관을 따라 횡방향 균열이 발생하는 문제가 있다.
뿐만 아니라 교량 폭 방향이 지간이 되어 주근이 주로 폭 방향으로 배근되므로, 횡방향으로 온도 및 수축 균열이 발생한다.
아울러 이러한 교량 형식은 주거더 사이 간격이 다주형 거더교에 비하여 넓어서 PC 패널을 이용한 영구거푸집의 사용이 곤란하고, 교량 폭이 넓어지는 경우 바닥판의 두께가 두꺼워져 사하중이 증가하게 되므로 시공성 및 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.
한편, 교량의 구간이 길어지는 경우 차량 통과시 승차감을 향상시키고 교량의 장경간화를 위해 상부 구조를 연속화시킨다. 이와 같이 교량을 연속화시키는 경우에 지점과 지점 사이의 중앙부에 발생하는 정모멘트를 감소시켜 구조물의 단면을 효율화할 수 있다. 그러나 중간 지점부에 발생하는 부모멘트는 중앙부 정모멘트보다 훨씬 크게 발생하므로 주거더의 높이를 증가시켜 단면 계수를 크게 하여야 한다. 그러나 도로 운행 차량의 제한 기준으로 인해, 주거더의 높이가 3m 이상이 되면 운반이 곤란하여 주거더의 높이를 증가시키는 것에는 한계가 있다. 따라서 연속교를 장경간화하기 위해서는 지점부에 발생하는 부모멘트를 효율적으로 줄일 수 있는 방안이 필요하다.
또한, 교량의 중간 지점부에는 주거더와 교각 사이에 받침을 설치하여 상부구조를 지지하게 되는데, 하부 공간에 제약이 있는 경우에는 주거더 아래에서 상부구조를 지지하기 어려워 지점부의 위치, 경간 구성 또는 선형을 부득이하게 변경하여야 한다. 따라서 이러한 문제를 해소하기 위해 받침을 주거더 하부가 아닌 다른 위치에 설치할 수 있는 방안이 필요하다.
KR 10-0543501 B1
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 교폭에 상관없이 모멘트를 효과적으로 지지하고, 충분한 여유도를 확보할 수 있는 양방향 강합성 2주형 거더교를 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 교축 방향으로 배치되는 한 쌍의 주거더; 이웃하는 주거더를 폭 방향으로 연결하는 가로거더; 및 상기 주거더 상부에 설치되는 콘크리트 바닥판; 을 포함하여 구성되되, 상기 가로거더는 상면이 주거더의 상면과 동일한 레벨이 되도록 콘크리트 바닥판의 하부에 밀착되도록 구성되어 콘크리트 바닥판을 지지하고, 가로거더의 간격이 주거더의 간격보다 좁게 형성되며, 주근이 교축 방향으로 배근되어 교축 방향이 주경간이 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교를 제공한다.
삭제
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 주거더와 가로거더의 결합부에서 주거더의 내측에는 스티프너가 결합되고, 상기 가로거더는 스티프너에 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 주거더의 정모멘트 구간에 결합되는 가로거더는 웨브의 양단이 돌출되어 돌출된 웨브가 스티프너의 일측에 밀착되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 주거더의 부모멘트 구간에 결합되는 가로거더는 한 쌍의 스플라이스 플레이트를 가로거더의 웨브와 스티프너의 양측에 맞대어 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 주거더의 부모멘트 구간 중 주거더가 교각과 교차하는 지점부에는 스티프너의 양측에 가로거더의 하부플랜지와 대응되는 위치에 거셋플레이트가 더 구비되고, 상기 가로거더의 하부플랜지가 거셋플레이트와 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 가로거더의 하부플랜지와 거셋플레이트는 상측 및 하측에 각각 결합되는 스플라이스 플레이트에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 가로거더 양단의 하부플랜지 하부에는 웨브와 하부플랜지로 구성되는 역 T형의 지지부재가 결합되되, 상기 지지부재의 하부플랜지는 주거더의 하부플랜지와 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 거셋플레이트는 가로거더 측으로 일정 길이 돌출되도록 형성되고, 상기 가로거더는 하부플랜지가 거셋플레이트의 돌출된 부분 상면에 거치되어 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 가로거더의 상부플랜지는 콘크리트 바닥판의 상면 구배와 동일한 경사로 경사지게 구성되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 콘크리트 바닥판에 배근되는 철근은 아래 [수학식 1]에 의해 최소철근비가 결정되고, [수학식 2]에 의해 최대 철근간격이 결정되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교를 제공한다.
[수학식 1]
Figure 112016099122598-pat00001
[수학식 2]
Figure 112016099122598-pat00002
여기서, α는 교량 형식에 따른 철근비 보정계수(단경간 교량=0.75, 연속교=1.0), ρ는 철근비(%), fct는 콘크리트의 유효 인장강도(MPa), φ는 철근의 직경(㎜), β는 교량 형식에 따른 철근 간격 보정계수(단경간 교량=1.25, 연속교=1.0).
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 교각의 상부에는 V자 형태의 경사부재가 구비되어, 상기 주거더가 경사부재의 상부에 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교를 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 교축 방향으로 설치되는 한 쌍의 주거더를 연결하는 가로거더를 콘크리트 바닥판 하부에 밀착하여 합성시킴으로써, 교량 폭에 구애받지 않고 자유롭게 시공할 수 있다.
둘째, 주거더와 가로거더가 콘크리트 바닥판과 양방향으로 합성되어 주 구조부재 파손에 의한 구조물 붕괴 평가지수인 여유도 측면에서 교축 방향의 주거더로만 하중을 지지하던 기존의 2주형 강합성 거더에 비하여 유리하다.
셋째, 가로거더가 주거더의 횡좌굴을 방지할 뿐 아니라 이웃하는 가로거더 사이의 간격을 자유롭게 조절할 수 있으므로 영구거푸집의 사용이 자유롭다. 따라서 시공성, 경제성 향상이 가능하다.
넷째, 가로거더의 상부플랜지를 콘크리트 바닥판의 상면 구배와 동일하게 경사지게 구성하면 헌치에 의하여 바닥판의 구배를 조절할 필요가 없어 편리하다.
삭제
다섯째, 사각(斜角)이 큰 교량에 대해서도, 지점부에서 주거더 사이에 설치되는 가로거더의 간격을 조정할 수 있으므로 강재 배치 및 시공이 간편하다.
여섯째, 지점부에서 교각 받침부를 주거더 하부뿐 아니라 가로거더에도 위치시킬 수 있어 교량 하부 구조를 보다 효과적으로 이용할 수 있다.
일곱째, 지점부에서 상부 구조가 경사부재에 의해 지지되므로 부모멘트를 저감할 수 있으며, 장경간 연속화 교량 시공이 가능하다.
도 1은 종래 강합성 다주형 거더교의 정단면도.
도 2는 종래 강합성 2주형 거더교의 정단면도.
도 3은 본 발명 양방향 강합성 2주형 거더교의 정단면도.
도 4는 본 발명 양방향 강합성 2주형 거더교의 사시도.
도 5는 일실시예에 의한 주거더와 가로거더의 결합 관계를 도시하는 도면.
도 6은 다른 실시예에 의한 주거더와 가로거더의 결합 관계를 도시하는 정단면도.
도 7은 거셋플레이트가 구비된 경우 주거더와 가로거더의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 8은 지지부재가 구비된 경우 주거더와 가로거더의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 9는 거셋플레이트 상면에 가로거더가 위치되는 경우 주거더와 가로거더의 결합 관계를 도시하는 도면.
도 10은 주거더 외측에 캔틸레버 가로거더가 설치된 상태를 도시하는 정단면도.
도 11은 사각이 있는 교량에서 일실시예에 의한 가로거더의 배치를 나타내는 평면도.
도 12는 사각이 있는 교량에서 다른 실시예에 의한 가로거더의 배치를 나타내는 평면도.
도 13은 가로거더 하부에 브레이싱이 설치된 실시예를 도시하는 정단면도.
도 14는 다이아프램 형태의 가로거더가 설치된 실시예를 도시하는 정단면도.
도 15는 경사부재가 구비된 상태를 도시하는 측단면도.
도 16은 경사부재의 실시예들을 도시하는 도면.
도 17은 주거더의 모멘트 분포를 도시하는 도면
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명 양방향 강합성 2주형 거더교의 정단면도로, 도 3의 (a)는 콘크리트 바닥판(3)이 수평인 경우를, 도 3의 (b)는 콘크리트 바닥판(3)과 가로거더(2) 상부에 구배가 형성된 경우를 도시한다.
도 3 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 양방향 강합성 2주형 거더교는 교축 방향으로 배치되는 한 쌍의 주거더(1); 이웃하는 주거더(1)를 폭 방향으로 연결하는 가로거더(2); 및 상기 주거더(1) 상부에 설치되는 콘크리트 바닥판(3); 을 포함하여 구성되되, 상기 가로거더(2)는 상면이 주거더(1)의 상면과 동일한 레벨이 되도록 콘크리트 바닥판(3)의 하부에 밀착되도록 구성되어 콘크리트 바닥판(3)을 지지하고, 가로거더(2)의 간격이 주거더(1)의 간격보다 좁게 형성되며, 주근(31)이 교축 방향으로 배근되어 교축 방향이 주경간이 되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 주거더(1)는 교축 방향으로 상호 이격되게 한 쌍이 설치된다.
상기 주거더(1)는 I형강재 플레이트 거더, 강재 박스 거더 등을 이용할 수 있다.
상기 가로거더(2)는 교축 방향으로 배치되는 한 쌍의 주거더(1)를 연결하는 것으로, 교폭 방향을 따라 상호 일정 간격 이격되도록 복수 개 설치 가능하다.
상기 가로거더(2)는 콘크리트 바닥판(3)의 하부에 밀착되도록 구성되어 콘크리트 바닥판(3)을 직접 지지한다.
상기 가로거더(2)는 상면에 전단연결재 등을 결합함으로써, 콘크리트 바닥판(3)과 밀착 및 합성되도록 구성하고, 가로거더(2)의 간격을 주거더(1)의 간격보다 좁게 구성함으로써, 주지간을 교축 방향으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 가로거더(2)의 상면을 주거더(1)의 상면과 동일한 레벨이 되도록 배치하여 가로거더(2)가 콘크리트 바닥판(3)을 지지하도록 구성할 수 있다.
이에 따라 가로거더(2)가 주거더(1)의 횡좌굴을 방지할 뿐 아니라 콘크리트 바닥판(3)의 하중을 지지하는 지점 역할을 하게 된다.
따라서 교축 방향이 주경간을 이루게 되며, 이웃하는 가로거더(2) 사이가 지간이 되므로 교량 폭에 구애 받지 않고 시공할 수 있다.
이웃하는 가로거더(2) 사이의 간격은 자유롭게 조절 가능하며, 종래 기술에 비하여 지간을 적절하게 유지할 수 있으므로 영구거푸집의 사용이 자유롭다. 따라서 시공성, 경제성 및 내구성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 콘크리트 바닥판(3)의 주근(31)이 종방향, 즉 교축 방향으로 배근되므로 횡방향 균열을 방지할 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따르면 한 쌍의 주거더(1)를 연결하는 가로거더(2)가 콘크리트 바닥판(3)에 밀착 결합되므로, 세로빔이나 브레이싱을 사용하지 않으면서 주거더(1)의 횡방향 좌굴을 방지할 수 있다. 나아가 교축 방향이 지간이 되어 지간을 자유롭게 조절할 수 있으므로 교량 폭에 상관없이 시공이 가능하다.
상기 주거더(1)와 가로거더(2)의 결합부에서 주거더(1)의 내측에는 스티프너(4)가 결합되고, 상기 가로거더(2)는 스티프너(4)에 결합되도록 구성할 수 있다.
상기 가로거더(2)는 주거더(1)의 일측에 결합되므로, 주거더(1)의 일측에 스티프너(4)를 결합하여 스티프너(4)에 가로거더(2)를 결합할 수 있다.
이때, 상기 스티프너(4)는 주거더(1)의 웨브(11) 일측과 상하부플랜지(12, 13) 사이에 용접 결합할 수 있다.
상기 스티프너(4)는 주거더(1)의 상하부플랜지(12, 13)에 각각 결합되어 지지되므로, 주거더(1)의 상부플랜지(12) 또는 하부플랜지(13)의 횡좌굴을 방지할 수 있다.
상기 가로거더(2)의 상부플랜지(22)는 콘크리트 바닥판(3)의 상면 구배와 동일한 경사로 경사지게 구성할 수 있다.
이와 같이 콘크리트 바닥판(3)에 면하는 가로거더(2)의 상부플랜지(22) 자체를 콘크리트 바닥판(3)의 상면 구배와 동일하게 구성하면, 종래 도 2와 같이 콘크리트 바닥판(3) 하부에 별도의 헌치(32)를 설치하고 헌치(32)의 높이에 의하여 구배를 조정할 필요가 없다.
따라서 가로거더(2) 상부에 일정 두께로 바닥판을 타설하기만 하면 자연스럽게 콘크리트 바닥판(3)의 구배를 형성할 수 있다.
상기 가로거더(2)는 도 3과 같이 중앙을 기준으로 양측이 하향 경사지도록 구성할 수도 있고, 일측으로만 경사지게 구성할 수도 있다.
한편, 상기 가로거더(2)는 전단연결재의 용접 및 바닥판 거푸집 설치 등의 시공성을 고려하여 상부 플랜지의 폭은 250㎜, 두께는 15㎜ 정도가 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 그리고 주거더(1)의 간격에 따라 결정되는 가로거더(2)의 길이에 따라 웨브 및 하부 플랜지의 단면 크기를 결정할 수 있다.
아래 [표 1]은 가로거더(2)의 시공성과 단면 효율성 및 주거더(1)의 간격에 따른 가로거더(2)의 바람직한 단면 크기를 나타낸 것이다.

주거더
간격
(m)		 상부플랜지
(㎜)		 웨브
(㎜)		 하부플랜지
(㎜)		 가로거더
높이
(㎜)
b d b d b d 250
5
250
15		 16 220 250 15 750
10 12 720 250 15 750
15 12 705 500 30 750
20 12 695 700 40 750
도 4는 본 발명 양방향 강합성 2주형 거더교의 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 콘크리트 바닥판(3)은 2방향 슬래브로 배근할 수 있다.
상기 콘크리트 바닥판(3)은 이웃하는 가로거더(2)의 사이, 즉 교축 방향(y)으로 지지될 뿐 아니라 이웃하는 주거더(1)의 사이, 즉 교폭 방향(x)으로도 지지되도록 2방향 슬래브로 구성할 수 있다.
상기 콘크리트 바닥판(3)에 배근되는 철근은 아래 [수학식 1]에 의해 최소철근비가 결정되고, [수학식 2]에 의해 최대 철근간격이 결정되도록 구성할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112016099122598-pat00003
[수학식 2]
Figure 112016099122598-pat00004
여기서, α는 교량 형식에 따른 철근비 보정계수(단경간 교량=0.75, 연속교=1.0), ρ는 철근비(%), fct는 콘크리트의 유효 인장강도(MPa), φ는 철근의 직경(㎜), β는 교량 형식에 따른 철근 간격 보정계수(단경간 교량=1.25, 연속교=1.0)를 의미한다.
기존 강합성 2주형 거더교는 콘크리트 바닥판에 발생되는 균열로 인하여 교량의 안전 및 유지 관리상에 많은 문제가 제기되어 왔으며, 이러한 균열을 제어하기 위한 도로교설계기준도 미흡한 상태이다. 따라서 이러한 콘크리트 바닥판(3)의 균열을 감소시키기 위해서 철근비는 상기 [수학식 1] 이상으로, 철근간격은 [수학식 2] 이하로 배근하는 것이 바람직하다.
상기 주거더(1)의 횡방향 좌굴 방지 및 거푸집 설치 등을 고려하여 가로거더(2)의 간격을 4m 이내로 하는 경우, 상기 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 의해 철근을 배근하면 일반적인 활화중과 사하중에 대해서 구조적으로 충분한 안전률을 갖게 된다.
도 5는 일실시예에 의한 주거더와 가로거더의 결합 관계를 도시하는 도면이다.
도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 주거더(1)의 정모멘트 구간에 결합되는 가로거더(2)는 웨브(21)의 양단이 돌출되어 돌출된 웨브(21)가 스티프너(4)의 일측에 밀착되도록 결합할 수 있다.
구체적으로 도 5의 (a)는 일실시예에 의한 주거더(1)와 가로거더(2)의 결합 관계를 도시하는 정단면도이고, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)에서 A-A'에 따른 단면을 나타내는 평단면도이다.
상기 주거더(1)에 휨 하중이 작용하면 압축 응력이 발생하는 플랜지는 플랜지가 횡방향으로 급작스럽게 변형되는 횡좌굴(lateral buckling)이 발생한다.
상기 주거더(1)의 정모멘트 구간에서는 압축 응력이 상부플랜지(12)에 발생한다.
그러나 가로거더(2)가 주거더(1) 측면의 상부에 결합되므로, 자연스럽게 가로거더(2)가 주거더(1)의 횡좌굴을 방지할 수 있다.
상기 가로거더(2)는 스티프너(4)에 편측으로 결합하여도 무방하다.
이를 위하여 별도의 스플라이스 플레이트(5) 없이 가로거더(2)의 웨브(21)를 상하부플랜지(22, 23)보다 외측으로 연장하여 돌출된 웨브(21)를 직접 스티프너(4)에 볼트 결합하여 주거더(1)에 가로거더(2)를 결합할 수 있다.
아울러 활화중에 대해서는 주거더(1)와 가로거더(2)의 상부에 타설되는 콘크리트 바닥판(3)이 주거더(1)와 가로거더(2)를 일체화된 하나의 구조체로 형성하므로, 주거더(1)의 횡좌굴이나 비틀림 등에 전혀 문제가 발생하지 않는다.
이를 위하여 상기 주거더(1) 및 가로거더(2)의 상면에는 전단연결재를 결합하여 상부에 위치하는 콘크리트 바닥판(3)과 더욱 일체화되도록 구성함이 바람직하다.
이때, 상기 가로거더(2)의 길이는 주거더(1)의 상하부플랜지(12, 13) 사이의 순간격보다 길게 마련이다.
따라서 가로거더(2) 설치시, 평면상 가로거더(2)를 일정 각도 회전시켜 이웃하는 주거더(1) 사이로 진입시킨 후 다시 원위치로 돌려 가로거더(2)의 돌출된 웨브(21)를 스티프너(4)의 일측에 밀착시켜 결합한다.
도 6은 다른 실시예에 의한 주거더와 가로거더의 결합 관계를 도시하는 정단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 주거더(1)의 부모멘트 구간에 결합되는 가로거더(2)는 한 쌍의 스플라이스 플레이트(5)를 가로거더(2)의 웨브(21)와 스티프너(4)의 양측에 맞대어 결합되도록 구성 가능하다.
부모멘트 구간에서는 주거더(1)의 하부플랜지(13)에 압축 응력이 발생하므로, 하부플랜지(13)에 횡좌굴 가능성이 있다.
따라서 주거더(1)에 작용하는 하중의 편심을 최소화할 필요가 있게 된다.
이를 위하여 상기 가로거더(2)의 웨브(21)와 스티프너(4)의 축을 일치시키고, 가로거더(2)의 웨브(21) 양 측면에서 스플라이스 플레이트(5)를 각각 결합함으로써, 편심을 최소화하도록 한다. 이에 따라 편심으로 인하여 하부플랜지(13)의 좌굴을 방지할 수 있다.
정모멘트 구간에서도 가로거더(2)를 롤빔으로 형성하는 경우에는 부모멘트 구간과 마찬가지로 가로거더(2)의 웨브(21)를 스티프터(4)의 축에 일치시켜 한 쌍의 스플라이스 플레이트(5)에 의해 결합시킬 수 있다.
도 7은 거셋플레이트가 구비된 경우 주거더와 가로거더의 결합 관계를 도시하는 사시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 주거더(1)의 부모멘트 구간 중 주거더(1)가 교각과 교차하는 지점부에는 스티프너(4)의 양측에 가로거더(2)의 하부플랜지(23)와 대응되는 위치에 거셋플레이트(6)가 더 구비되고, 상기 가로거더(2)의 하부플랜지(23)가 거셋플레이트(6)와 결합되도록 구성할 수 있다.
상기 주거더(1)의 지점부에서는 부모멘트가 가장 크게 작용한다.
따라서 거셋플레이트(6)를 추가로 구비하여 가로거더(2)의 하부플랜지(23)가 거셋플레이트(6)를 통하여 지점부 하중을 지지하도록 함으로써, 하부플랜지(23)의 횡좌굴 방지에 기여하도록 한다.
상기 거셋플레이트(6)의 추가로 인하여, 스티프너(4)와 가로거더(2)의 웨브(21) 및 거셋플레이트(6)와 가로거더(2)의 하부플랜지(23)가 각각 스플라이스 플레이트(5)에 의하여 결합될 수 있다.
특히, 상기 거셋플레이트(6)는 스티프너(4)를 보강하여 주기 때문에, 스티프너(4) 자체가 가로거더(2)의 하부플랜지(23)에 발생하는 횡좌굴을 방지하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
상기와 같이, 스티프너(4) 양측의 가로거더(2)의 하부플랜지(23)와 대응되는 위치에 거셋플레이트(6)가 구비된 경우, 상기 가로거더(2)의 하부플랜지(23)와 거셋플레이트(6)는 상측 및 하측에 각각 결합되는 스플라이스 플레이트(5)에 의해 결합할 수 있다.
이와 같이, 상기 가로거더(2)의 하부플랜지(23)와 거셋플레이트(6)의 상측 및 하측에서 거셋플레이트(6)를 결합하는 경우, 가로거더(2)의 하부플랜지(23)와 거셋플레이트(6)의 축선을 일치시킬 수 있으므로 편심 없이 효율적인 응력 전달이 가능하다.
도 8은 지지부재가 구비된 경우 주거더와 가로거더의 결합 관계를 도시하는 사시도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 가로거더(2) 양단의 하부플랜지(23) 하부에는 웨브와 하부플랜지로 구성되는 역 T형의 지지부재(7)가 결합되되, 상기 지지부재(7)의 하부플랜지는 주거더(1)의 하부플랜지(13)와 결합되도록 구성 가능하다.
본 발명에서는 종래와 달리 가로거더(2)가 상부로 이동하여 가로거더(2)가 콘크리트 바닥판(3) 하부를 직접 지지하도록 구성된다. 따라서 지점부와 같이 부모멘트가 크게 작용하는 부분에서는 주거더(1)의 하부플랜지(13)가 횡좌굴될 위험이 크다.
따라서 지점부의 경우 가로거더(2)의 하부에 웨브와 하부플랜지로 구성되는 지지부재(7)를 결합하고, 상기 지지부재(7)의 하부플랜지가 주거더(1)의 하부플랜지(13)에 결합되도록 지지부재(7)를 주거더(1)에 결합한다. 이에 따라 주거더(1)의 하부플랜지(13)를 가로거더(2)가 지지할 수 있게 되므로, 주거더(1)의 횡좌굴을 방지할 수 있다.
상기 지지부재(7)의 웨브는 스티프너(4)에 결합되도록 구성 가능하다.
이때, 상기 지지부재(7)의 하부플랜지는 주거더(1)의 하부플랜지(13)와 스플라이스 플레이트(5)에 의하여 볼트 또는 용접 결합 가능하다.
도 9는 거셋플레이트 상면에 가로거더가 위치되는 경우 주거더와 가로거더의 결합 관계를 도시하는 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 주거더(1)의 부모멘트 구간 중 주거더(1)가 교각과 교차하는 지점부에서 스티프너(4)의 양측에 가로거더(2)의 하부플랜지(23)와 대응되는 위치에 거셋플레이트(6)가 구비된 경우, 상기 거셋플레이트(6)는 가로거더(2) 측으로 일정 길이 돌출되도록 형성되고, 상기 가로거더(2)는 하부플랜지(23)가 거셋플레이트(6)의 돌출된 부분 상면에 거치되어 상호 결합되도록 구성 가능하다.
즉, 도 9의 (a)에 도시된 사시도 및 도 9의 (b)에 도시된 정단면도에서 볼 수 있는 바와 같이, 가로거더(2)의 하부플랜지(23)를 거셋플레이트(6)가 스티프너(4) 외측으로 돌출된 부분에 위치시켜 가로거더(2)를 주거더(1)에 결합할 수 있다.
이 경우 상기 거셋플레이트(6)는 가로거더(2)의 하부플랜지(23)를 결합할 뿐만 아니라 가로거더(2) 설치시 가로거더(2)를 거치할 수 있는 부분으로 역할을 함으로 가로거더(2)의 설치를 용이하게 할 수 있다.
도 10은 주거더 외측에 캔틸레버 가로거더가 설치된 상태를 도시하는 정단면도이다.
도 10과 같이 주거더(1) 외측의 캔틸레버부 하부에 하부플랜지가 없는 T형의 캔틸레버 가로거더(2')을 설치하면 교량 바닥판 전체에 대해 영구 거푸집을 사용할 수 있어 시공성 및 작업 안정성이 향상된다.
이 경우 T형의 캔틸레버 가로거더(2')의 웨브만 주거더(1)와 결합함으로써 바닥판(3) 양생 후에 캔틸레버부에 작용하는 모멘트를 바닥판(3)이 주로 담당하도록 하여 주거더(1)의 국부적인 비틀림을 방지할 수 있다.
도 11은 사각이 있는 교량에서 일실시예에 의한 가로거더의 배치를 나타내는 평면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이 주거더(1)의 중심선과 받침선(X-X')에 사각(斜角)이 있는 교량의 경우, 지점부의 받침에서는 한 쌍의 스플라이스 플레이트(5)에 의해 가로거더(2)의 일단을 스티프너(4)에 결합하고, 타단은 웨브를 연장하여 일반 구간의 스티프너 일측에 결합 가능하도록 가로거더(2)의 간격을 조절할 수 있다.
이때, 중간 지점부에 결합되는 가로거더(2)의 하부플랜지(23)가 주거더(1)의 하부플랜지(13) 인근까지 내려와서 연결되므로 압축을 받는 주형 하부플랜지의 횡방향 좌굴을 방지할 수 있다.
도 12는 사각이 있는 교량에서 다른 실시예에 의한 가로거더의 배치를 나타내는 평면도이다.
도 12와 같이 가로거더(2)의 길이를 달리하여 받침 거더(8)의 웨브에 결합된 스티프너(4) 일측에 가로거더(2)의 연장 돌출된 웨브를 밀착 결합하여 배치하면 사각이 있는 교량에서도 교량 상부구조물의 배치와 시공을 간편하게 할 수 있다.
도 13은 가로거더 하부에 브레이싱이 설치된 실시예를 도시하는 정단면도이다.
밀어내기 공법(ILM, Incremental Launching Method)으로 시공하는 경우 밀어내기 중에 주거더(1)에 부모멘트가 발생한다. 따라서 도 23와 같이 스티프너(4)와 가로거더(2)의 사이에 브레이싱(9)을 설치하면 주거더(1)의 하부플랜지(13)에 발생하는 횡방향 좌굴을 방지할 수 있다.
도 14는 다이아프램 형태의 가로거더가 설치된 실시예를 도시하는 정단면도이다.
교각부(P)에서 받침이 주거더(1) 아래에 직접 지지되기 어려운 경우, 도 14와 같이 주거더(1) 사이에 설치되는 가로거더(2)를 별도의 스티프너(4')로 보강한 다이아프램 형태로 구성하여 가로거더(2)의 하부에 받침을 설치함으로써 공간상의 제약을 해결할 수 있다.
상기 스티프너(4')는 도 14의 (a)와 같은 플레이트 형태의 스티프너(4')나 도 14의 (b)와 같은 원형 강관 또는 콘크리트 충전 강관 형태의 스티프너(4')를 이용할 수 있다.
도 15는 경사부재가 구비된 상태를 도시하는 측단면도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 교각(P)의 상부에는 V자 형태의 경사부재(10)가 구비되어, 상기 주거더(1)가 경사부재(10)의 상부에 결합되도록 구성할 수 있다.
즉, 장경간의 연속교 형태로 구성될 경우 등에 있어서, 지점부 지지구조는 지점부에서 양측 교축방향으로 30~45°의 강도로 경사진 경사부재(10)로 지지하도록 구성할 수 있다.
상기 경사부재(10)가 주거더(1)와 만나는 지점은 경간의 0.1~0.15배 정도에 위치하도록 함이 바람직하다.
도 16은 경사부재의 실시예들을 도시하는 도면이다.
상기 경사부재(10)는 다양한 실시예들이 가능하며, 도 16의 (a)와 같이 CFT으로 구성하거나 도 16의 (b)와 같이 강재로 구성하는 것도 가능하다.
도 17은 주거더의 모멘트 분포를 도시하는 도면이다.
도 17의 (a)와 (b)는 각각 경사부재(10)가 없는 경우와 설치된 경우에 대하여 총 연장 330m의 양방향 강합성 2주형 거더교에서 설계 하중으로 인해 발생한 모멘트 분포를 도시한다.
도 17의 (a) 내지 (b)를 통하여 삼각으로 지지하는 경사부재(10)를 설치할 경우 일반적인 연속교보다 부모멘트가 절반 정도로 감소함을 확인할 수 있다.
1: 주거더 11: 웨브
12: 상부플랜지 13: 하부플랜지
2: 가로거더 2': 캔틸레버 가로거더
21: 웨브 22: 상부플랜지
23: 하부플랜지 3: 콘크리트 바닥판
31: 주근 32: 헌치
4, 4': 스티프너 5: 스플라이스 플레이트
6: 거셋플레이트 7: 지지부재
8: 받침 거더 9: 브레이싱
10: 경사부재 P: 교각

Claims (12)

  1. 교축 방향으로 배치되는 한 쌍의 주거더(1);
    이웃하는 주거더(1)를 폭 방향으로 연결하는 가로거더(2); 및
    상기 주거더(1) 상부에 설치되는 콘크리트 바닥판(3); 을 포함하여 구성되되,
    상기 가로거더(2)는 상면이 주거더(1)의 상면과 동일한 레벨이 되도록 콘크리트 바닥판(3)의 하부에 밀착되도록 구성되어 콘크리트 바닥판(3)을 지지하고, 가로거더(2)의 간격이 주거더(1)의 간격보다 좁게 형성되며, 주근(31)이 교축 방향으로 배근되어 교축 방향이 주경간이 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 주거더(1)와 가로거더(2)의 결합부에서 주거더(1)의 내측에는 스티프너(4)가 결합되고, 상기 가로거더(2)는 스티프너(4)에 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교.
  4. 제3항에서,
    상기 주거더(1)의 정모멘트 구간에 결합되는 가로거더(2)는 웨브(21)의 양단이 돌출되어 돌출된 웨브(21)가 스티프너(4)의 일측에 밀착되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교.
  5. 제3항에서,
    상기 주거더(1)의 부모멘트 구간에 결합되는 가로거더(2)는 한 쌍의 스플라이스 플레이트(5)를 가로거더(2)의 웨브(21)와 스티프너(4)의 양측에 맞대어 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교.
  6. 제5항에서,
    상기 주거더(1)의 부모멘트 구간 중 주거더(1)가 교각과 교차하는 지점부에는 스티프너(4)의 양측에 가로거더(2)의 하부플랜지(23)와 대응되는 위치에 거셋플레이트(6)가 더 구비되고, 상기 가로거더(2)의 하부플랜지(23)가 거셋플레이트(6)와 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교.
  7. 제6항에서,
    상기 가로거더(2)의 하부플랜지(23)와 거셋플레이트(6)는 상측 및 하측에 각각 결합되는 스플라이스 플레이트(5)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교.
  8. 제7항에서,
    상기 가로거더(2) 양단의 하부플랜지(23) 하부에는 웨브와 하부플랜지로 구성되는 역 T형의 지지부재(7)가 결합되되, 상기 지지부재(7)의 하부플랜지는 주거더(1)의 하부플랜지(13)와 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교.
  9. 제6항에서,
    상기 거셋플레이트(6)는 가로거더(2) 측으로 일정 길이 돌출되도록 형성되고, 상기 가로거더(2)는 하부플랜지(23)가 거셋플레이트(6)의 돌출된 부분 상면에 거치되어 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교.
  10. 제1항에서,
    상기 가로거더(2)의 상부플랜지(22)는 콘크리트 바닥판(3)의 상면 구배와 동일한 경사로 경사지게 구성되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교.
  11. 제1항에서,
    상기 콘크리트 바닥판(3)에 배근되는 철근은 아래 [수학식 1]에 의해 최소철근비가 결정되고, [수학식 2]에 의해 최대 철근간격이 결정되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교.
    [수학식 1]
    Figure 112017013471615-pat00005

    [수학식 2]
    Figure 112017013471615-pat00006

    여기서, α는 교량 형식에 따른 철근비 보정계수(단경간 교량=0.75, 연속교=1.0), ρ는 철근비(%), fct는 콘크리트의 유효 인장강도(MPa), φ는 철근의 직경(㎜), β는 교량 형식에 따른 철근 간격 보정계수(단경간 교량=1.25, 연속교=1.0).
  12. 제1항에서,
    교각(P)의 상부에는 V자 형태의 경사부재(10)가 구비되어, 상기 주거더(1)가 경사부재(10)의 상부에 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향 강합성 2주형 거더교.
KR1020160132547A 2016-10-13 2016-10-13 양방향 강합성 2주형 거더교 KR101738577B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160132547A KR101738577B1 (ko) 2016-10-13 2016-10-13 양방향 강합성 2주형 거더교

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160132547A KR101738577B1 (ko) 2016-10-13 2016-10-13 양방향 강합성 2주형 거더교

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101738577B1 true KR101738577B1 (ko) 2017-05-23

Family

ID=59050255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160132547A KR101738577B1 (ko) 2016-10-13 2016-10-13 양방향 강합성 2주형 거더교

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101738577B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108221636A (zh) * 2018-03-28 2018-06-29 北京市市政工程设计研究总院有限公司 中跨采用无支架方案施工的钢混组合梁桥及成桥方法
CN109386091A (zh) * 2018-12-14 2019-02-26 苏州光彩建筑钢品有限公司 一种便于施工的集成型钢类住宅的横梁

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100679664B1 (ko) * 2006-11-17 2007-02-06 주식회사 스틸코리아 철골뼈대 거더교 설치구조 및 그 시공방법
KR100739823B1 (ko) * 2007-02-05 2007-07-13 연세대학교 산학협력단 복공판과 거더 일체형 가설교량
KR101024259B1 (ko) * 2010-06-07 2011-03-29 주식회사 하이드로코리아 파일두부 브라켓을 이용한 가설교량 시공방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100679664B1 (ko) * 2006-11-17 2007-02-06 주식회사 스틸코리아 철골뼈대 거더교 설치구조 및 그 시공방법
KR100739823B1 (ko) * 2007-02-05 2007-07-13 연세대학교 산학협력단 복공판과 거더 일체형 가설교량
KR101024259B1 (ko) * 2010-06-07 2011-03-29 주식회사 하이드로코리아 파일두부 브라켓을 이용한 가설교량 시공방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108221636A (zh) * 2018-03-28 2018-06-29 北京市市政工程设计研究总院有限公司 中跨采用无支架方案施工的钢混组合梁桥及成桥方法
CN109386091A (zh) * 2018-12-14 2019-02-26 苏州光彩建筑钢品有限公司 一种便于施工的集成型钢类住宅的横梁

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2015246120B2 (en) Open web composite shear connector construction
US7047704B1 (en) Method for designing and fabricating multi-step tension prestressed girder
KR20010078870A (ko) 프리스트레스트 복합 트러스 보의 개발 및 제작공법
KR20010012496A (ko) 철강/콘크리트 복합 칼럼
JP2007077630A (ja) プレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁およびその架設方法
KR101347113B1 (ko) 강합성 교량의 전단포켓형 상부슬래브 시공을 위한 압출가설 장치
KR20110126866A (ko) 강관 매립형 콘크리트 블록 일체식 지점부 시공방법
KR101135634B1 (ko) 지점부 힌지연결 및 우각부 강결방식을 이용한 라멘교 시공방법
KR101738577B1 (ko) 양방향 강합성 2주형 거더교
KR100823448B1 (ko) 면진성이 향상된 프리스트레스트 콘크리트 합성빔 교량의연속화 구조 및 그 공법
CZ2019435A3 (cs) Mostní konstrukce pro mosty na pozemních komunikacích
KR101998822B1 (ko) 합성형 라멘교, 합성형 라멘교용 강거더 및 합성형 라멘교의 시공 방법
KR100937252B1 (ko) 프리스트레스 강합성빔 및 그 제작 방법
KR100529518B1 (ko) 솔 플레이트를 이용한 프리스트레스트 콘크리트 빔 중간 지점부 연속화 구조 및 방법
KR20140125754A (ko) 교각 연속지점부를 거더 연결형 코핑부로 형성하는 교량 시공 방법
KR20080111686A (ko) Ｐｈｃ거더를 이용한 교량 및 슬래브 일체형ｐｈｃ합성거더
CN216338993U (zh) 一种用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝
KR102274358B1 (ko) 교량 구조물의 캔틸레버용 프리캐스트 바닥판
KR102226271B1 (ko) 단부 절개면을 갖는 거더를 활용한 교량 구조물
KR102033052B1 (ko) Src 거더를 이용한 충전강관 트러스교의 지점부 시공방법
KR102327700B1 (ko) 거더 구조체 및 이를 이용한 거더 지점부 연속화 시공방법
KR102206777B1 (ko) 개구형 단경간 강합성 거더 및 이의 제작방법
KR102060168B1 (ko) 프리캐스트 풀데크, 이를 구비한 교량, 도로 및 그 시공방법
KR101342894B1 (ko) 트러스형 프리스트레스 콘크리트 거더, 그 제작 방법 및 연속화 교량의 제작 방법
KR20170058734A (ko) 가로보의 강재량 절감을 위한 강합성 거더 시공 구조 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant