KR101740004B1 - 교량 시공용 박스 거더 및 이를 이용한 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 교량 시공용 박스 거더 및 이를 이용한 조립체에 관한 것으로, 플레이트의 형태로 길이 방향을 따라 길게 연장 형성되되 폭 방향을 따라 설정 간격 상호 이격되며, 상기 길이 방향을 따라 프리스트레스를 도입하도록 제1 강연선이 삽입되는 복부들; 플레이트의 형태로 상기 복부들과 동일한 길이로 형성되되, 상기 복부들의 하단을 연결하는 하부 플랜지; 플레이트의 형태로 상기 복부들과 동일한 길이로 형성되고 상기 복부들의 상단을 연결하되, 폭 방향의 길이가 상기 복부들의 이격 간격보다 더 길게 형성되는 상부 플랜지; 상기 복부들, 상기 하부 플랜지 및 상기 상부 플랜지에 의해 상기 길이 방향의 양측 단부가 차폐되거나 개구되게 형성되는 중공부에 설치되는 경량 구조물; 상기 경량 구조물의 상단으로부터 설정 간격 이격되어, 상기 상부 플랜지에 매립되는 보강 철근망; 및 상기 경량 구조물 상측에 상기 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되며, 복수 개 구비되어 상기 보강 철근망을 지지하는 지지부재들을 포함하며, 상기 상부 플랜지는 상면으로부터 설정 높이만큼 돌출되며, 폭 방향의 길이가 상기 경량 구조물의 폭 방향 길이보다 더 길게 연장되는 리브가 형성된다.

Description

교량 시공용 박스 거더 및 이를 이용한 조립체{Box girder bridge construction and assembly using the same}

본 발명은 교량 시공용 박스 거더 및 이를 이용한 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고정하중 및 활하중에 의한 휨 모멘트에 저항하여 변형을 방지할 수 있어 안정성 및 시공성이 향상된 교량 시공용 박스 거더 및 이를 이용한 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 교량은 강, 계곡, 바다 등에 설치되어 사람, 차량 등이 이동할 수 있는 통로를 제공하는 구조물로서, 지반 위에 세워지는 교대 및 교각 위에 거더가 거치되고, 거더 위에 상부 슬래브 및 포장층이 형성되어지게 시공된다.

거더는 교각 및 교대를 지점으로 거더에 작용하는 외력 즉, 휨모멘트, 전단력, 비틀림을 해석하여 설계가 이루어지는 과정에서 최대 모멘트부가 작용하는 거더의 교각 및 교각 인접부에는 외력에 의한 휨모멘트, 전단력, 비틀림 모멘트에 대응하도록 내부 보강이 필요하게 되는 반면, 교대 및 교각 사이는 상대적으로 내부 보강의 필요성이 적어지게 된다.

그러나 이러한 거더는 최대 단면적을 기준으로 전 길이의 단면이 일률적으로 동일하게 설계됨으로써, 형고가 높아지게 되면서 외관이 투박하여 도시경관 연출효과가 낮아지는 문제점이 있었다. 또한, 이를 통해 교차로의 하부 공간활용율이 낮아지는 문제점과 아울러 교량 위 도로 노면의 높이가 높아지는 문제점이 있었다.

최근에는 교량에 적용되는 거더 본 수를 감소시키기 위해 거더의 배치 간격을 증가시키고자 하는 노력이 이루어지고 있는 실정이다. 교량에 배치되는 거더의 배치 간격을 증가시켜 거더 본 수를 감소시키면 교량 건설비용을 절감할 수 있다. 그러나 거더의 배치 간격을 증가시키기 위해서는 거더의 폭이 넓어져야 하며, 거더의 폭이 넓어지면 거더들을 배치하고 콘크리트 타설 시 고정하중 및 활하중과 같은 외력에 의해 거더의 폭 방향 중앙에 커다란 정(+)의 휨 모멘트가 발생하게 된다.

이는 거더 상부플랜지의 변형과 손상을 가져와 제작 안전성의 문제를 갖게 된다. 따라서 거더 본 수를 감소시킬 수 있으면서 고정하중 및 활하중에 의한 폭 방향 휨모멘트에 저항하여 변형을 방지할 수 있어 안정성 및 시공성이 향상되는 거더에 대한 기술 개발이 필요하다.

한국등록실용신안 제20-0358036호

본 발명은 고정하중 및 활하중에 의한 휨 모멘트에 저항하여 변형을 방지할 수 있어 안정성 및 시공성이 향상된 교량 시공용 박스 거더 및 이를 이용한 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 교량 시공 시 하부 구조물에 안착되는 교량 시공용 박스 거더에 있어서, 플레이트의 형태로 길이 방향을 따라 길게 연장 형성되되 폭 방향을 따라 설정 간격 상호 이격되며, 상기 길이 방향을 따라 프리스트레스를 도입하도록 제1 강연선이 삽입되는 복부들; 플레이트의 형태로 상기 복부들과 동일한 길이로 형성되되, 상기 복부들의 하단을 연결하는 하부 플랜지; 플레이트의 형태로 상기 복부들과 동일한 길이로 형성되고 상기 복부들의 상단을 연결하되, 폭 방향의 길이가 상기 복부들의 이격 간격보다 더 길게 형성되는 상부 플랜지; 상기 복부들, 상기 하부 플랜지 및 상기 상부 플랜지에 의해 상기 길이 방향의 양측 단부가 차폐되거나 개구되게 형성되는 중공부에 설치되는 경량 구조물; 상기 경량 구조물의 상단으로부터 설정 간격 이격되어, 상기 상부 플랜지에 매립되는 보강 철근망; 및 상기 경량 구조물 상측에 상기 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되며, 복수 개 구비되어 상기 보강 철근망을 지지하는 지지부재들을 포함하며, 상기 상부 플랜지는 상면으로부터 설정 높이만큼 돌출되며, 폭 방향의 길이가 상기 경량 구조물의 폭 방향 길이보다 더 길게 연장되는 리브가 형성되는 교량 시공용 박스 거더를 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 교량 시공 시 하부 구조물에 안착되는 교량 시공용 박스 거더 조립체에 있어서, 플레이트의 형태로 길이 방향을 따라 길게 연장 형성되되 폭 방향을 따라 설정 간격 상호 이격되며, 상기 길이 방향을 따라 프리스트레스를 도입하도록 제1 강연선이 삽입되는 복부들과, 플레이트의 형태로 상기 복부들과 동일한 길이로 형성되되, 상기 복부들의 하단을 연결하는 하부 플랜지와, 플레이트의 형태로 상기 복부들과 동일한 길이로 형성되고 상기 복부들의 상단을 연결하되, 폭 방향의 길이가 상기 복부들의 이격 간격보다 더 길게 형성되는 상부 플랜지와, 상기 복부들, 상기 하부 플랜지 및 상기 상부 플랜지에 의해 상기 길이 방향의 양측 단부가 차폐되거나 개구되게 형성되는 중공부에 설치되는 경량 구조물과, 상기 경량 구조물의 상단으로부터 설정 간격 이격되어, 상기 상부 플랜지에 매립되는 보강 철근망 및 상기 경량 구조물 상측에 상기 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되며, 복수 개 구비되어 상기 보강 철근망을 지지하는 지지부재들을 포함하며, 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되어 배치되는 복수 개의 박스 거더들; 및 이웃하는 상기 박스 거더들 사이에 배치되며, 폭 방향 양측이 인접하는 상기 박스 거더의 상기 상부 플랜지에 걸침되면서 안착되고 플레이트 구조를 가지는 프리캐스트 블록을 포함하는 교량 시공용 박스 거더 조립체를 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 교량 시공 시 하부 구조물에 안착되는 교량 시공용 박스 거더 조립체에 있어서, 플레이트의 형태로 길이 방향을 따라 길게 연장 형성되되 폭 방향을 따라 설정 간격 상호 이격되며, 상기 길이 방향을 따라 프리스트레스를 도입하도록 제1 강연선이 삽입되는 복부들과, 플레이트의 형태로 상기 복부들과 동일한 길이로 형성되되, 상기 복부들의 하단을 연결하는 하부 플랜지와, 플레이트의 형태로 상기 복부들과 동일한 길이로 형성되고 상기 복부들의 상단을 연결하되, 폭 방향의 길이가 상기 복부들의 이격 간격보다 더 길게 형성되는 상부 플랜지와, 상기 복부들, 상기 하부 플랜지 및 상기 상부 플랜지에 의해 상기 길이 방향의 양측 단부가 차폐되거나 개구되게 형성되는 중공부에 설치되는 경량 구조물과, 상기 경량 구조물의 상단으로부터 설정 간격 이격되어, 상기 상부 플랜지에 매립되는 보강 철근망 및 상기 경량 구조물 상측에 상기 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되며, 복수 개 구비되어 상기 보강 철근망을 지지하는 지지부재들을 포함하며, 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되어 배치되는 복수 개의 박스 거더들; 및 상기 복수 개의 박스 거더들과 동시에 결합되도록 상기 복수 개의 박스 거더들 상에 배치되는 바닥판 슬래브를 포함하며. 상기 바닥판 슬래브는, 하면과, 상기 하면으로부터 상측 방향으로 설정 높이 이격되는 상면과, 상기 하면과 상기 상면을 연결하는 전면, 후면, 측면들을 포함하며, 폭 방향을 따라 설정 간격 상호 이격되며 상기 하면에서 상기 상면으로 오목하게 형성되는 복수 개의 끼움홈들; 및 이웃하는 상기 끼움홈들 사이와 상기 끼움홈의 외측에 상기 하면으로부터 하측 방향으로 돌출 형성되는 돌출턱들을 포함하며, 상기 상부 플랜지에는, 폭 방향 양측에는 길이 방향을 따라 연장되며, 상기 상부 플랜지의 상면에서 하면을 향해 오목하게 형성되어 상기 상부 플랜지의 상면과 설정 높이 높이차를 갖는 단차홈이 형성되어 있어, 상기 돌출턱이 상기 단차홈에 걸침되어 상기 바닥판 슬래브가 상기 박스 거더들 상에 안착되는 교량 시공용 박스 거더 조립체를 제공한다.

본 발명에 따른 교량 시공용 박스 거더 및 이를 이용한 조립체는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 상부 플랜지에 리브가 형성되며, 특히, 리브는 폭 방향의 길이가 경량 구조물의 폭 방향 길이보다 더 길게 형성되기 때문에 박스 거더 상에 바닥판을 형성하기 위한 콘크리트가 타설될 때의 타설하중, 고정하중 및 활화중과 같은 외력에 저항할 수 있다.

둘째, 상부 플랜지에 보강 철근망이 매립되어 상부 플랜지 철근 콘크리트 구조로 형성되기 때문에 단면 저항성이 향상되는 효과를 갖는다.

셋째, 상부 플랜지의 폭 방향 양측 단부에 단차홈을 형성함으로써, 박스 거더들 사이에 프리캐스트 블록을 배치하거나 박스 거더들 상에 바닥면 슬래브를 조립하여 배치할 수 있어 교량의 시공 편의성이 향상되는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 시공용 박스 거더가 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 교량 시공용 박스 거더의 단면이 도시된 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 교량 시공용 박스 거더가 도시된 사시도이다.
도 4는 도 3에 따른 교량 시공용 박스 거더의 개략도이다.
도 5는 도 3에 따른 교량 시공용 박스 거더를 이용하여 시공하는 예가 도시된 개략도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교량 시공용 박스 거더를 이용하여 시공하는 예가 도시된 개략도이다.
도 7은 도 6에 따른 교량 시공용 박스 거더가 도시된 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교량 시공용 박스 거더가 도시된 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교량 시공용 박스 거더가 도시된 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교량 시공용 박스 거더가 도시된 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교량 시공용 박스 거더가 도시된 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교량 시공용 박스 거더가 도시된 사시도이다.
도 13 및 도 14는 도 12에 따른 교량 시공용 박스 거더를 이용한 조립체가 도시된 사시도이다.

도 1 내지 도 14에는 본 발명에 따른 교량 시공용 박스 거더 및 이를 이용한 조립체가 도시되어 있다.

먼저, 도 1 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 시공용 박스 거더(이하, 박스 거더로 병기)에 대해 설명하여 보면 다음과 같다. 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 시공용 박스 거더(100)는, 복부(110)들, 하부 플랜지(130), 상부 플랜지(150), 경량 구조물(170), 보강 철근망(120) 및 지지부재(140)를 포함한다.

상기 복부(110)는 직육면체의 플레이트 형태로 길이 방향을 따라 길게 연장 형성된다. 상기 복부(110)는 두 개 구비되는데, 폭 방향을 따라 설정 간격 상호 이격되어 구비된다.

상기 하부 플랜지(130)는 상기 복부(110)와 마찬가지로 직육면체의 플레이트로 형성된다. 상기 하부 플랜지(130)는 상기 복부(110)들의 하단을 연결한다. 상기 하부 플랜지(130)는 상기 박스 거더(100)의 지지면 역할을 하여, 상기 박스 거더(100)를 이용하여 교량 시공 시 상기 하부 플랜지(130)에 의해 하부 구조물(미도시)에 안착된다.

상기 박스 거더(100)는 상기 복부(110)들 및 상기 하부 플랜지(130)에 의해 상기 길이 방향의 양측 단부는 차폐되거나 개구되는 중공부(미표기)가 형성된다. 상기 중공부(미표기)에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 경량 구조물(170)이 설치된다. 전술한 바와 같이, 상기 박스 거더(100)에 상기 중공부(미표기)를 형성하여 상기 박스 거더(100)의 중량을 절감시키는 효과를 얻을 수 있다.

상기 복부(110)들 및 상기 하부 플랜지(130)는 각각 별도로 제작되는 것이 아니며, 상기 박스 거더(100)를 제작하기 위해 구비되는 거푸집(미도시)에 콘크리트를 타설하여 일체로 제작된다. 상기 경량 구조물(170)은 전술한 바와 같이, 상기 복부(110)들 및 상기 하부 플랜지(130)를 제작할 때 상기 중공부(미표기)를 유지하기 위해 설치되는 것이다. 즉, 상기 경량 구조물(170)에 의해 상기 중공부(미표기)가 유지될 수 있다. 그러나 상기 경량 구조물(170)이 반드시 설치되어야 하는 것은 아니며, 필요에 따라서는 생략되어도 무방하다.

상기 상부 플랜지(150)는 상기 하부 플랜지(130)와 마찬가지로 상기 복부(110)와 동일한 길이의 플레이트 형태로 형성된다. 상기 상부 플랜지(150)는 상기 복부(110)들의 상단을 연결한다. 상기 상부 플랜지(150)의 폭 방향 길이가 상기 복부(110)들이 이격된 간격보다 더 길어 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상부 플랜지(150)의 폭 방향 양측 단부는 상기 복부(110)들 외측면보다 더 돌출된다.

한편, 상기 상부 플랜지(150)에는 상기 상부 플랜지(150)의 상면(153)으로부터 상측 방향으로 설정 높이만큼 돌출되며, 폭 방향의 길이가 상기 경량 구조물(170)의 폭 방향 길이보다 더 길게 연장되는 리브(155)가 형성된다. 상기 상부 플랜지(150)에 상기 리브(155)가 형성됨으로써, 정(+)의 휨모멘트를 발생시키는 외력에 저항하여 상기 상부 플랜지(150)의 변형을 방지할 수 있다.

교량의 시공 시, 박스 거더가 배치되는 개수를 줄이기 위해서는 박스 거더의 폭 방향 길이가 길어질 수밖에 없다. 이와 같이 폭 방향의 길이가 길어진 박스 거더를 이용하여 교량을 시공하면, 박스 거더 상에 바닥판을 형성하기 위한 콘크리트를 타설할 때 콘크리트의 타설하중과 고정하중 및 활하중과 같은 외력에 의해 정(+)의 휨모멘트가 상부 플랜지에 발생하여 박스 거더의 변형이 발생하는 문제점이 있다.

그러나 본 실시예에서와 같이 상기 상부 플랜지(150)에 상기 리브(155)를 형성하면, 정(+)의 휨 모멘트를 발생시키는 외력에 저항할 수 있어 상기 상부 플랜지(150)에 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 보강 철근망(120)은 상기 경량 구조물(170)의 상단으로부터 설정 간격 이격되어, 상기 상부 플랜지(150)에 매립된다. 상기 보강 철근망(120)은 제1 철근(121)들 및 제2 철근(123)들을 포함한다. 도면 상에 구체적으로 도시되지 않았으나, 상기 제1 철근(121)들은 상기 길이 방향을 따라 설정 간격 이격되어 복수 개 구비되고, 상기 제2 철근(123)들은 상기 제1 철근(121)들 상에 상기 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되어 복수 개 구비된다. 즉, 상기 제1 철근(121)들 및 상기 제2 철근(123)들이 교차하여 상기 보강 철근망(120)을 형성한다.

상기 보강 철근망(120)이 상기 상부 플랜지(150)에 매립됨으로써, 상기 상부 플랜지(150)는 철근 콘크리트의 구조로 형성된다. 상기 상부 플랜지(150)가 철근 콘크리트 구조로 형성되면, 상기 상부 플랜지(150)의 중앙에 정(+)의 휨 모멘트를 발생시키는 외력에 저항하는 단면 강성이 향상되는 효과를 갖는다.

상기 지지부재(140)는 상기 경량 구조물(170)의 상측 즉, 상기 경량 구조물(170)의 상면 상에 상기 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되며, 복수 개 구비되어 상기 보강 철근망(120)을 지지하는 역할을 한다. 본 실시예에서 상기 지지부재(140)는 도 2에 도시된 바와 같이, 횡단면이 사각형이며 상기 길이 방향을 따라 길이가 긴 막대 형태로 형성된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니므로 상기 보강 철근망(120)을 지지할 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다.

상기 박스 거더(100)를 제작하는 과정에서 상기 거푸집(미도시)에 콘크리트를 타설할 때, 상기 경량 구조물(170)은 매우 가볍기 때문에 부력에 의해 뜨는 문제가 발생될 수 있다. 그런데 상기 보강 철근망(120)의 중량이 상기 지지부재(140)를 통해 상기 경량 구조물(170)로 전달되어 상기 경량 구조물(170)이 뜨는 것을 방지할 수 있다. 특히, 상기 경량 구조물(170)이 뜨는 것을 방지하면 상기 경량 구조물(170)의 위치가 변하는 것을 방지하여 상기 박스 거더(100)의 제작성이 향상되는 효과를 가질 수 있다.

한편, 하나의 상기 보강 철근망(120)으로 상기 경량 구조물(170)에 부력이 발생하는 것을 방지하는 못하는 경우에는 상기 보강 철근망(120)을 높이 방향을 따라 설정 간격 이격시켜 복수 개 구비할 수도 있다. 상기 보강 철근망(120)이 복수 개 구비될 때에는, 높이 방향을 따라 이웃하는 상기 보강 철근망(120)들 사이에 연결부재(125)들이 구비된다.

상기 연결부재(125)들은 상기 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되어 복수 개 구비된다. 상기 연결부재(125)의 일측은 하측에 위치하는 상기 보강 철근망(120)과 접하고, 타측은 상측에 위치하는 상기 보강 철근망(120)과 접한다. 상기 연결부재(125)는 예시적으로 상기 폭 방향과 나란한 종단면이 'I' 형, 'H' 형 또는 'ㄷ' 형 중 어느 하나의 형상으로 형성된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니므로, 보다 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

상기 박스 거더(100)는 보강 플레이트(145)를 더 포함한다. 상기 보강 플레이트(145)는 상기 경량 구조물(170)의 폭 방향 양측 상면에 설치되어 상기 경량 구조물(170) 상면 상에 배치되는 상기 지지부재(140)들에 의해 상기 경량 구조물(170)이 변형되는 것을 방지하는 역할을 한다.

특히, 상기 보강 플레이트(145)가 상기 경량 구조물(170)의 상면 전체를 덮도록 설치되는 것이 아니라, 폭 방향 양측 단부로부터 설정 길이까지의 상면만 덮도록 설치된다. 상기 경량 구조물(170)의 상면 상에 상기 지지부재(140)들이 상기 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되어 복수 개 구비될 때, 상기 경량 구조물(170)과 상기 지지부재(140) 사이의 접촉 면적이 좁기 때문에 하중이 집중된다.

특히, 상기 경량 구조물(170)의 폭 방향 양측에 하중이 집중적으로 작용하여 손상을 유발할 수 있다. 그런데 상기 보강 플레이트(145)를 설치하면, 상기 보강 플레이트(145)에 의해 상기 지지부재(140)에 의해 하중이 분산되어 상기 경량 구조물(170)의 손상을 방지할 수 있다.

상기 보강 플레이트(145)를 구체적으로 살펴보면, 상기 보강 플레이트(145)는 제1 플레이트(145a) 및 제2 플레이트(145b)를 포함한다. 상기 제1 플레이트(145a)는 직사각형의 평면의 플레이트이며, 상기 경량 구조물(170)의 길이와 동일한 길이로 형성된다. 상기 제2 플레이트(145b)는 상기 제1 플레이트(145a)와 마찬가지로 직사각형의 평면의 플레이트이며, 상기 제1 플레이트(145a)의 일면으로부터 상기 제1 플레이트(145a)와 교차하는 방향으로 연장된다. 한편, 상기 제2 플레이트(145b)는 하나 또는 복수 개 구비될 수 있다.

따라서 상기 보강 플레이트(145)는 예시적으로 상기 폭 방향과 나란한 종단면이 'ㄱ' 형, 'T' 형 또는 'ㅠ'형 중 어느 하나의 형상으로 형성된다. 그러나 이들의 형상에만 한정되는 것은 아니므로, 상기 경량 구조물(170)에 설치가 용이한 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 박스 거더(100)는 상기 복부(110)의 상단으로부터 하단을 향해 설정 위치에 상기 길이 방향을 따라 쉬스관(미도시)이 매립되어 있으며, 상기 쉬스관(미도시)에 프리스트레스를 도입하도록 제1 강연선(1, 도 4참조)이 삽입되어 있다. 상기 제1 강연선(1)을 통해 상기 복부(110)에 프리스트레스를 도입함으로써, 상기 복부(110)의 강성이 보강된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 박스 거더(100a)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하부 플랜지(130)에 제1 단차홈(135)이 형성될 수 있다. 전술한 본 발명의 일 실시예에서는 상기 박스 거더(100)의 길이 방향 양측 단부가 개구된 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 실시예에서는 상기 박스 거더(100a)의 길이 방향 양 측 단부가 차폐된 것을 예로 들어 설명한다.

전술한 바와 같이, 상기 복부(110)에 상기 제1 강연선(1)을 통해 프리스트레스를 도입하기 위해서는 상기 박스 거더(100a)의 길이 방향 양측 단부가 차폐되어야 한다. 그런데 상기 박스 거더(100a)의 길이 방향 양측 단부가 차폐되면, 상기 박스 거더(100a)의 중량이 증가하게 된다. 따라서 상기 하부 플랜지(130)에 상기 제1 단차홈(135)을 형성하여 상기 박스 거더(100a)의 중량을 절감시킬 수 있다.

상기 제1 단차홈(135)은 상기 하부 플랜지(130)의 길이 방향 양측에 단부에 폭 방향을 따라 연장되며, 상기 하부 플랜지(130)의 하면과 설정 높이만큼의 높이차를 갖도록 형성되는 것이다.

본 실시예와 같이 상기 하부 플랜지(130)에 상기 제1 단차홈(135)이 형성된 상기 박스 거더(100a)를 이용하여 교량을 시공할 때에는, 상기 박스 거더(100a)가 하부 구조물(미도시)에 배치되면 상기 제1 단차홈(135)만큼 높이가 낮아지게 된다. 이를 보상하기 위해 상기 제1 단차홈(135)에는 높이조절부재(10, 도 4 참조)가 설치될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 상기 박스 거더(100a)는 상기 제1 단차홈(135)들 사이로 돌출되는 상기 하부 플랜지(130)에 쉬스관(미도시)을 매립하고, 상기 쉬스관(미도시)에 제2 강연선(3, 도 4 참조)을 삽입하여 상기 제2 강연선(3)을 통해 프리스트레스를 도입할 수도 있다.

상기 박스 거더를 2경간 이상 배치하여 시공하는 경우, 지점부(미도시)에서 선 배치된 상기 박스 거더와 후 배치된 상기 박스 거더에 프리스트레스를 도입한다. 지점부에서 프레스트레스를 도입하는 방법으로는 예시적으로 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 두 가지 방법이 있다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 지점부(미도시)에서 상호 마주하는 선 배치된 상기 박스 거더(100a-1)의 상기 제2 강연선(3`)의 타단과, 후 배치된 상기 박스 거더(100a-2)의 상기 제2 강연선(3`)의 선단을 서로 연결하여 프리스트레스를 도입할 수 있다. 또는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 지점부에서 상호 마주하는 선 배치된 상기 박스 거더(100a`-1)와 후 배치된 상기 박스 거더(100a`-2)에 별도의 제3 강연선(5)을 삽입하여 프리스트레스를 도입할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 상기 제3 강연선(5)을 통해 프리스트레스를 도입하는 경우, 상기 박스 거더(100a`)에는 도 7에서와 같이 상기 제3 강연선(5)을 삽입하기 위한 제1 돌출부(160)가 형성된다. 상기 제1 돌출부(160)는 상기 박스 거더(100a1)의 길이 방향 양측 단부 중 어느 일 단부로부터 길이 방향을 따라 설정 길이만큼 연장되며, 상기 복부(110)의 외측면에 돌출 형성된다. 이와 같이 형성된 상기 제1 돌출부(160)에 길이 방향을 따라 쉬스관(미도시)이 삽입되며, 상기 쉬스관에 상기 제3 강연선(5)을 삽입하는 것이다.

한편, 상기 제3 강연선(5)의 일측은 선 배치된 상기 박스 거더(100a`-1)에 삽입되고, 상기 제3 강연선(5)의 타측은 후 배치된 상기 박스 거더(100a`-2)에 삽입된다. 즉, 하나의 상기 제3 강연선(5)이 선 배치된 상기 박스 거더(100a`-1)와 후 배치된 상기 박스 거더(100a`-2)를 연결하는 것이다.

도 8에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 박스 거더(100b)가 도시되어 있다. 본 실시예에 따른 상기 박스 거더(100b)는 도 1에 도시된 상기 박스 거더(100)와 대부분의 구성이 동일하며, 일부 구성에 대해서만 차이가 있다. 따라서 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 기재하고 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예에 따른 상기 박스 거더(100b)는 상기 복부(110b)의 양측 단부에 경사진 차폐면(111b)이 형성된다.

상기 복부(110b)의 양측 단부는 길이 방향 상부 길이가 하부 길이보다 짧도록 길이 방향 양측 단부가 상단에서 하단을 향할수록 경사지게 형성된다. 보다 구체적으로는 상기 복부(110b)의 상단으로부터 하단을 향하는 설정 위치까지만 경사지게 형성된다.

이와 같이 상기 복부(110b)의 길이 방향 양측 단부가 경사지게 형성되어 경사진 차폐면(111d)이 형성되면 상기 박스 거더(100b)의 중량을 절감할 수 있다. 이러한 상기 박스 거더(100b)는 라멘교의 거더로 사용 시 우각부의 철근 연결을 손쉽게 할 수 있는 장점을 갖는다.

도 9에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 박스 거더(100c)가 도시되어 있다. 본 실시예에 따른 상기 박스 거더(100c)도, 도 1에 도시된 상기 박스 거더(100)와 대부분의 구성이 동일하며, 일부 구성에 대해서만 차이를 갖는다. 따라서 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 기재하고 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예에 따른 상기 박스 거더(100c)는 상기 하부 플랜지(130c)의 길이 방향 양측에 제2 돌출부(135c)가 형성된다.

상기 제2 돌출부(135c)는 상기 하부 플랜지(130c)의 하면으로부터 하측 방향으로 설정 높이 돌출되어 폭 방향을 따라 연장 형성된다. 상기 돌출부(135c)는 교량 시공 시 2경간 이상 배치할 때, 지점부에서 상기 박스 거더(100c)의 높이가 높아지도록 형성되는 것이다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 박스 거더(100d)가 도시되어 있다. 도 10은 도 2에 도시된 상기 박스 거더(100)와 비교할 때 일부 구성에 있어 차이가 있는 것으로, 차이점을 보다 명확하게 보이기 위해 상/하부를 뒤집어 도시한 것이다. 교량 시공 시 박스 거더가 배치되는 개수를 줄이기 위해서 복부 사이의 이격 간격을 길게 연장하여 박스 거더를 제작할 때에는 박스 거더의 길이 방향 설정 위치에 가로보가 형성되어야 한다. 도 10에 도시된 상기 박스 거더(100d)는 가로보(190)가 형성된 실시예이다. 본 실시예에서와 같이 상기 박스 거더(100d)에 상기 가로보(190)가 형성되는 경우, 상기 박스 거더(100d)는 단위 박스 거더(100d-1, 100d-2, 100d-3)로 복수 개 분할되어 제작될 수 있다.

본 실시예에서는 상기 박스 거더(100d)가 3개의 단위 박스 거더(100d-1, 100d-2, 100d-3)로 제작되는 것이 도시되어 있다. 상기 가로보(190)는 상기 단위 박스 거더(100d-1, 100d-2, 100d-3)가 상기 복부(110)들, 상기 하부 플랜지(130) 및 상기 상부 플랜지(150)에 의해 형성될 때, 길이 방향 양측 단부 중 적어도 일측 단부가 차폐되어 형성되는 것이다.

이와 같이 분할된 상기 단위 박스 거더(100d-1, 100d-2, 100d-3)들로 상기 박스 거더(100d)를 제작할 때에는 상기 제1 강연선(1)으로 상기 단위 박스 거더(100d-1, 100d-2, 100d-3)들을 연결한다. 그리고 상기 제1 강연선(1)을 통해 상기 박스 거더(100d)에 프리스트레스를 도입할 때, 상기 가로보(190)에서 압력을 받는 면적이 증가하기 때문에 상기 단위 박스 거더(100d-1, 100d-2, 100d-3)들을 안정적으로 일체화하여 상기 박스 거더(100d)를 제작할 수 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 박스 거더(100e)가 도시된 것이다. 상기 박스 거더(100e)는 도 11을 참조하는 바와 같이 상기 복부(110) 사이에 보조 복부(110e)가 더 구비되는 것이다. 이에 따라 본 실시예에 따른 상기 박스 거더(100e)에는 두 개의 중공부(미표기)가 형성되며, 상기 각각의 중공부(미표기)에 상기 경량 구조물(170)이 설치된다.

한편, 본 실시예에서는 상기 복부(110) 사이에 하나의 상기 보조 복부(110e)가 더 구비되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 상기 보조 복부(110e)는 복수 개 구비될 수 있다. 본 실시예에 따른 상기 박스 거더(100e)는 상기 보조 복부(110e)를 구비함으로써, 상기 박스 거더(100e)의 폭 방향 길이가 길어지더라도 상기 박스 거더(100e)의 제작 안정성을 확보할 수 있다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박스 거더(100f)가 도시된 것이다. 도 12에 도시된 상기 박스 거더(100f)는 상기 상부 플랜지(150f)의 폭 방향 양측 단부에 제2 단차홈(157)이 형성된다. 상기 제2 단차홈(157)은 상기 상부 플랜지(150f)의 길이 방향을 따라 연장되되, 상기 상부 플랜지(150f)의 상면(153)으로부터 하면(151)을 향해 형성되어 상기 상면(153)과 설정 높이만큼의 높이차를 갖도록 형성된다.

도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 제2 단차홈(157)은 상기 박스 거더(100f)가 폭 방향을 따라 설정 간격 상호 이격되어 복수 개 배치될 때, 이웃하는 상기 박스 거더(100f)들 사이에 프리캐스트 블록(200)이 배치되거나 바닥판 슬래브(300)가 배치되어 조립될 수 있도록 형성되는 것이다.

도 13을 참조하여 보면, 상기 박스 거더(100f)가 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되어 복수 개의 배치될 때, 이웃하는 상기 박스 거더(100f)들 사이에 상기 프리캐스트 블록(200)을 배치하여 교량의 바닥판을 형성한다. 이때, 상기 프리캐스트 블록(200)은 폭 방향의 양측 단부가 상기 제2 단차홈(157)에 걸침되어 안착된다.

도 14를 참조하여 보면, 상기 박스 거더(100f)가 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되어 복수 개 배치될 때, 상기 박스 거더(100f)들 상측에 상기 바닥판 슬래브(300)가 배치면서 교량의 바닥판을 형성한다. 상기 바닥판 슬래브(300)는 도 14에 도시된 바와 같이, 하면(310)과, 상기 하면(310)으로부터 상측 방향으로 설정 높이 이격되는 상면(320)과, 상기 하면(310)과 상기 상면(320)을 연결하는 전면(미표기), 후면(미표기), 우측면(330) 및 좌측면(340)을 포함하여, 직육면체의 플레이트 형태로 형성된다.

상기 바닥판 슬래브(300)의 하면(310)에는 상기 박스 거더(100f)의 상기 상부 플랜지(150f)가 끼워져 결합될 수 있도록 끼움홈(311)이 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되어 복수 개 형성된다. 도 14에는 하나의 상기 바닥판 슬래브(300)가 두 개의 상기 박스 거더(100f) 상에 배치되므로 상기 하면(310)에 두 개의 상기 끼움홈(311)이 형성된다. 그러나 이는 본 실시예에만 한정되는 것일 뿐이므로 상기 박스 거더(100f)들이 배치되는 개수에 따라 상기 끼움홈(311)의 개수도 다양하게 변경될 수 있다.

상기 끼움홈(311)은 상기 상부 플랜지(150f)와 형합되어 결합될 수 있도록 폭 방향과 나란한 상기 끼움홈(311)의 종단면은 상기 상부 플랜지(150f)의 종단면과 동일한 형상으로 형성되며, 길이 방향을 따라 길게 연장된다. 한편, 이웃하는 상기 끼움홈(311) 사이와, 상기 끼움홈(311)의 외측에는 돌출턱(312)이 형성된다.

상기 돌출턱(312)은 상기 박스 거더(100f)의 상기 제2 단차홈(157)에 걸침되어 상기 바닥판 슬래브(300)가 상기 박스 거더(100f)들 상에 배치되어 고정될 수 있다. 특히, 상기 끼움홈(311) 사이에 상기 돌출턱(312)이 형성됨으로써 상기 박스 거더(100f)들의 위치가 변경되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 상기 박스 거더(100f)의 상기 상부 플랜지(150f)에 상기 제2 단차홈(157)을 형성하면, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같은 상기 프리캐스트 블록(200) 또는 상기 바닥판 슬래드(300)를 배치하여 교량의 바닥판으로 형성하기 용이한 장점을 갖는다. 특히, 상기 박스 거더(100f)와 상기 프리캐스트 블록(200) 또는 상기 박스 거더(100f)와 상기 바닥판 슬래브(300)를 조립모듈의 형태로 교량의 시공 현장에 제공할 수 있어 시공성이 향상되는 효과를 갖는다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100, 100a, 100a`, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f: 박스 거더
110: 복부 130, 130c: 하부 플랜지
135: 제1 단차홈 135c: 제2 돌출부
150, 150f: 상부 플랜지 151: 하면
153: 상면 155: 리브
157: 제2 단차홈 170: 경량 구조물
120: 보강 철근망 121: 제1 철근
123: 제2 철근 125: 연결부재
140: 지지부재 145: 보강 플레이트
160: 제1 돌출부 190: 가로보
100d-1, 100d-2, 100d-3: 단위 박스 거더
1: 제1 강연선 3, 3`: 제2 강연선
5: 제3 강연선 10: 높이조절부재

Claims (13)

1. 교량 시공 시 하부 구조물에 안착되는 교량 시공용 박스 거더에 있어서,
   플레이트의 형태로 길이 방향을 따라 길게 연장 형성되되 폭 방향을 따라 설정 간격 상호 이격되며, 상기 길이 방향을 따라 프리스트레스를 도입하도록 제1 강연선이 삽입되는 복부들;
   플레이트의 형태로 상기 복부들과 동일한 길이로 형성되되, 상기 복부들의 하단을 연결하는 하부 플랜지;
   플레이트의 형태로 상기 복부들과 동일한 길이로 형성되고 상기 복부들의 상단을 연결하되, 폭 방향의 길이가 상기 복부들의 이격 간격보다 더 길게 형성되는 상부 플랜지;
   상기 복부들, 상기 하부 플랜지 및 상기 상부 플랜지에 의해 상기 길이 방향의 양 측 단부가 차폐되거나 개구되게 형성되는 중공부에 설치되는 경량 구조물;
   상기 경량 구조물의 상단으로부터 설정 간격 이격되어, 상기 상부 플랜지에 매립되는 보강 철근망; 및
   상기 경량 구조물 상측에 상기 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되며, 복수 개 구비되어 상기 보강 철근망을 지지하는 지지부재들을 포함하며,
   상기 상부 플랜지는 상면으로부터 설정 높이만큼 돌출되며, 폭 방향의 길이가 상기 경량 구조물의 폭 방향 길이보다 더 길게 연장되는 리브가 형성되는 것을 특징으로 하며,
   상기 보강 철근망은, 높이 방향을 따라 설정 간격 이격되어 복수 개 구비되며, 상기 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되어 복수 개 구비되고, 일측은 하측에 위치하는 상기 보강 철근망과 연결되고, 타측은 상측에 위치하는 상기 보강 철근망과 연결되어 상기 높이 방향을 따라 상호 이격된 이웃하는 상기 보강 철근망들을 연결하는 연결부재들을 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 하부 플랜지의 길이 방향 양측에는 상기 폭 방향을 따라 연장되며, 상기 하부 플랜지의 하면과 설정 높이만큼의 높이차를 갖는 제1 단차홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 교량 시공용 박스 거더.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 지지부재들과 접촉된 상기 경량 구조물의 변형이 방지되도록 상기 경량 구조물의 상측에 설치되는 보강 플레이트를 더 포함하는 교량 시공용 박스 거더.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 보강 플레이트는 상기 경량 구조물의 폭 방향 양 상측에 설치되며,
   상기 보강 플레이트는,
   상기 경량 구조물의 폭 방향과 나란하며, 상기 경량 구조물의 길이와 동일한 길이로 형성되는 제1 플레이트; 및
   상기 제1 플레이트의 일면으로부터 상기 제1 플레이트와 교차하는 방향으로 연장되어 상기 경량 구조물의 길이로 형성되는 하나 이상의 제2 플레이트를 포함하는 교량 시공용 박스 거더.
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 하부 플랜지에는,
   상기 제1 단차홈과 상기 제1 단차홈 사이 상기 하부 플랜지의 길이 방향을 따라 프리스트레스를 도입하도록 제2 강연선이 삽입되는 교량 시공용 박스 거더.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부 플랜지의 폭 방향 양측에는 상기 길이 방향을 따라 연장되며, 상기 상부 플랜지의 상면에서 하면을 향해 오목하게 형성되어 상기 상부 플랜지의 상면과 설정 높이 높이차를 갖는 제2 단차홈이 형성되는 교량 시공용 박스 거더.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 교량 시공용 박스거더가 길이 방향을 따라 상호 이격되어 복수 개 배치될 때, 프리스트레스를 도입하도록 구비되는 제3 강연선이 선 배치되는 상기 교량 시공용 박스 거더와 후 배치되는 상기 교량 시공용 박스 거더에 동시에 삽입되어 이웃하는 상기 교량 시공용 박스 거더를 연결하며,
   상기 교량 시공용 박스 거더는,
   상기 복부의 외측면에 돌출되되, 길이 방향 양측 단부 중 적어도 어느 하나의 단부로부터 길이 방향을 따라 설정 길이만큼 연장 형성되는 제1 돌출부를 더 포함하는 교량 시공용 박스 거더.
9. 교량 시공 시 하부 구조물에 안착되는 교량 시공용 박스 거더 조립체에 있어서,
   플레이트의 형태로 길이 방향을 따라 길게 연장 형성되되 폭 방향을 따라 설정 간격 상호 이격되며, 상기 길이 방향을 따라 프리스트레스를 도입하도록 제1 강연선이 삽입되는 복부들과, 플레이트의 형태로 상기 복부들과 동일한 길이로 형성되되, 상기 복부들의 하단을 연결하는 하부 플랜지와, 플레이트의 형태로 상기 복부들과 동일한 길이로 형성되고 상기 복부들의 상단을 연결하되, 폭 방향의 길이가 상기 복부들의 이격 간격보다 더 길게 형성되는 상부 플랜지와, 상기 복부들, 상기 하부 플랜지 및 상기 상부 플랜지에 의해 상기 길이 방향의 양측 단부가 차폐되거나 개구되게 형성되는 중공부에 설치되는 경량 구조물과, 상기 경량 구조물의 상단으로부터 설정 간격 이격되어, 상기 상부 플랜지에 매립되는 보강 철근망 및 상기 경량 구조물 상측에 상기 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되며, 복수 개 구비되어 상기 보강 철근망을 지지하는 지지부재들을 포함하며, 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되어 배치되는 복수 개의 박스 거더들; 및
   이웃하는 상기 박스 거더들 사이에 배치되며, 폭 방향 양측이 인접하는 상기 박스 거더의 상기 상부 플랜지에 걸침되면서 안착되고 플레이트 구조를 가지는 프리캐스트 블록을 포함하는 교량 시공용 박스 거더 조립체.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 상부 플랜지는,
    상면으로부터 설정 높이만큼 돌출되며, 폭 방향의 길이가 상기 경량 구조물의 폭 방향 길이보다 더 길게 연장되는 리브가 형성되는 교량 시공용 박스 거더 조립체.
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 상부 플랜지에는,
    폭 방향 양측에는 길이 방향을 따라 연장되며, 상기 상부 플랜지의 상면에서 하면을 향해 오목하게 형성되어 상기 상부 플랜지의 상면과 설정 높이 높이차를 갖는 단차홈이 형성되어 있어, 상기 프리캐스트 블록의 폭 방향 양 측 단부가 상기 단차홈에 걸쳐져 안착되는 교량 시공용 박스 거더 조립체.
12. 교량 시공 시 하부 구조물에 안착되는 교량 시공용 박스 거더 조립체에 있어서,
    플레이트의 형태로 길이 방향을 따라 길게 연장 형성되되 폭 방향을 따라 설정 간격 상호 이격되며, 상기 길이 방향을 따라 프리스트레스를 도입하도록 제1 강연선이 삽입되는 복부들과, 플레이트의 형태로 상기 복부들과 동일한 길이로 형성되되, 상기 복부들의 하단을 연결하는 하부 플랜지와, 플레이트의 형태로 상기 복부들과 동일한 길이로 형성되고 상기 복부들의 상단을 연결하되, 폭 방향의 길이가 상기 복부들의 이격 간격보다 더 길게 형성되는 상부 플랜지와, 상기 복부들, 상기 하부 플랜지 및 상기 상부 플랜지에 의해 상기 길이 방향의 양측 단부가 차폐되거나 개구되게 형성되는 중공부에 설치되는 경량 구조물과, 상기 경량 구조물의 상단으로부터 설정 간격 이격되어, 상기 상부 플랜지에 매립되는 보강 철근망 및 상기 경량 구조물 상측에 상기 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되며, 복수 개 구비되어 상기 보강 철근망을 지지하는 지지부재들을 포함하며, 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되어 배치되는 복수 개의 박스 거더들; 및
    상기 복수 개의 박스 거더들과 동시에 결합되도록 상기 복수 개의 박스 거더들 상에 배치되는 바닥판 슬래브를 포함하며,
    상기 바닥판 슬래브는,
    하면과, 상기 하면으로부터 상측 방향으로 설정 높이 이격되는 상면과, 상기 하면과 상기 상면을 연결하는 전면, 후면, 측면들을 포함하며, 폭 방향을 따라 설정 간격 상호 이격되며 상기 하면에서 상기 상면으로 오목하게 형성되는 복수 개의 끼움홈들; 및
    이웃하는 상기 끼움홈들 사이와 상기 끼움홈의 외측에 상기 하면으로부터 하측 방향으로 돌출 형성되는 돌출턱들을 포함하며,
    상기 상부 플랜지에는,
    폭 방향 양측에는 길이 방향을 따라 연장되며, 상기 상부 플랜지의 상면에서 하면을 향해 오목하게 형성되어 상기 상부 플랜지의 상면과 설정 높이 높이차를 갖는 단차홈이 형성되어 있어, 상기 돌출턱이 상기 단차홈에 걸침되어 상기 바닥판 슬래브가 상기 박스 거더들 상에 안착되는 교량 시공용 박스 거더 조립체.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 상부 플랜지는,
    상면으로부터 설정 높이만큼 돌출되며, 폭 방향의 길이가 상기 경량 구조물의 폭 방향 길이보다 더 길게 연장되는 리브가 형성되며,
    상기 리브가 상기 끼움홈에 형합되어 결합되는 교량 시공용 박스 거더 조립체.

Images