KR101742438B1

KR101742438B1 - Integral abutment bridge having rotation receptive device at abutment-pile jointing site

Info

Publication number: KR101742438B1
Application number: KR1020160076855A
Authority: KR
Inventors: 천진욱; 서동영
Original assignee: 천진욱; 서동영
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2017-06-02

Abstract

본 발명은 교대-말뚝 결합부에 구조거동이 명확한 회전수용장치를 설치함으로써 교량의 시공단계에서 공용수명에 이르기까지 동일한 구조계를 가지도록 하여 공용 중 교량의 갑작스러운 처짐을 방지할 수 있고, 말뚝머리부의 절단면에 말뚝캡을 설치하여 절단면에 형성된 거친 요철부로 인한 응력집중을 완화시켜 교대-말뚝 결합부의 품질을 향상시킬 수 있으며, 말뚝을 교대에 근입시키지 않고도 교대와 말뚝을 연결시킬 수 있는 회전수용장치를 설치함으로써 말뚝의 휨강성이 전체 구조계에 영향을 미치지 않아 일체식 교대교량에서 휨강성이 커서 지양되는 H-말뚝의 강축배열뿐만 아니라 강관말뚝 및 콘크리트말뚝까지 적용시킬 수 있어 일체식 교대교량에서 말뚝의 적용성을 확대시킬 수 있으며, 상기 회전수용장치는 상부구조 및 교대에 작용하는 하중으로 인한 회전변위를 탄성적으로 수용하여 교대-말뚝 결합부에 작용하는 휨모멘트를 감소시킴으로써 말뚝의 수량을 절감시킬 수 있는 교대-말뚝 결합부에 회전수용장치를 갖는 일체식 교대교량을 제공한다.The present invention has the same structure from the construction stage to the common life of the bridge by providing a rotation receiving device having a clear structural behavior in the alternate-pile joint portion, so that sudden sagging of the jointly- The pile cap can be installed on the cut surface of the part so as to alleviate the stress concentration due to the rough unevenness formed on the cut surface and to improve the quality of the alternate pile coupling part and to provide a rotation receiving device capable of connecting the pile with the pile alternately The bending stiffness of the pile does not affect the entire structure. Therefore, it can be applied not only to the arrangement of the strong axis of the H-pile but also to the steel pipe pile and the concrete pile due to the large bending stiffness in the integral bridge. And the rotation receiving device is operable to operate the upper structure and the shift The present invention provides an integral bridge having an alternating-pile coupling portion with a rotation receiving device capable of reducing the bending moment acting on the alternating-pile coupling portion by elastically accommodating the rotational displacement due to the load, thereby reducing the yield of the pile .

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an integral abutment bridge having a rotation receiving device in an alternating-

본 발명은 상부구조와 교대 및 말뚝이 일체로 거동하는 일체식 교대교량(Integral Abutment Bridges)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교량이 시공단계에서 공용수명에 이르기까지 동일한 구조계를 가지도록 하여 공용 중 갑작스런 처짐을 방지할 수 있고, 교대-말뚝 결합부의 응력집중을 완화시켜 결합부의 품질을 향상시키며, 말뚝이 아닌 교대-말뚝 결합부에서 회전수용장치를 통해 회전변위를 직접적으로 수용함으로써 말뚝의 종류 및 설치방향에 상관없이 안정적인 회전변위 수용능력을 확보할 수 있고, 교대-말뚝 결합부에서 회전변위를 탄성적으로 수용하여 교대-말뚝 결합부에 작용하는 휨모멘트를 감소시킴으로써 말뚝의 수량을 절감시킬 수 있는 교대-말뚝 결합부에 회전수용장치를 갖는 일체식 교대교량에 관한 것이다.The present invention relates to an integral abutment bridge which alternates with a superstructure and acts as a pile integrally. More particularly, the present invention relates to an integrated abutment bridge, in which a bridge has the same structure from a construction stage to a common life, And it is possible to improve the quality of the joint by mitigating the stress concentration of the alternating-pile joint portion and to directly receive the rotational displacement through the rotation receiver in the alternate-pile joint portion other than the pile, The pile load capacity can be ensured irrespective of the number of piles and the rotational displacement can be elastically accommodated in the alternating-pile coupling portion to reduce the bending moment acting on the alternating-pile coupling portion, To an integral alternating bridge having a pivot coupling device in the peg coupling portion.

말뚝은 지지력이 약한 지반 등에서 구조물에 작용하는 하중을 지지내력을 확보한 지반까지 전달하는 기둥 부재를 의미한다. 통상 말뚝은 상부구조 및 교대에 작용하는 하중을 말뚝에 전달하기 위해 확대기초에 일정부분 매입되며, 상기 확대기초 하면에 매입된 말뚝머리부와 기초간의 연결부를 말뚝머리 결합부라 칭한다. 이러한 말뚝머리 결합부는 서로 다른 재료 또는 다른 시기에 제조되어 연속적이지 않은 두 부재가 만나는 부분으로서, 말뚝기초 중 가장 취약한 부분이 될 수 있다.The pile means a pillar which transfers the load acting on the structure to the ground where the supporting force is secured in the ground where the bearing force is weak. Generally, a pile is partially embedded in an expansion base to transmit a load acting on an upper structure and an alternating pile to a pile, and a connection portion between a pile head and a foundation embedded in the expansion base is referred to as a pile head coupling portion. Such pile head joints may be the most vulnerable part of the pile foundation, where the two members meet at different materials or at different times and are not continuous.

말뚝머리부의 결합방식은 일반적으로 강결합과 힌지결합이 있으며, 교량기초의 경우 도로교설계기준(국토해양부)에서는 강결합으로 설계하는 것을 원칙으로 한다. 그 이유는 수평변위량에 따라 설계가 지배되는 경우 유리하고, 부정정차수가 높기 때문에 내진상의 안정성이 유리하기 때문이다.The coupling method of the pile head is generally composed of rigid coupling and hinge coupling, and in the case of bridge foundation, it is the principle to design rigid coupling in the design standard of highway bridge (Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs). This is because it is advantageous when the design is controlled according to the horizontal displacement amount, and stability of the anti-vibration phase is advantageous because the number of the stationary stops is high.

말뚝 중 강관말뚝과 확대기초의 강결합 방법은 시공방법에 따라 도 1a 내지 도 1b에 도시된 바와 같이 “방법 A”와 “방법 B”로 구분된다. 방법 A는 확대기초 속에 보통 말뚝의 직경만큼 근입시키고, 매입된 부분이 말뚝머리에 작용하는 축력, 전단력, 휨모멘트를 저항하는 방법이다. 방법 B는 말뚝머리를 확대기초 속에 10cm 정도를 근입하고 말뚝머리부를 철근으로 보강하여 가상의 철근콘크리트 단면에 의해 말뚝머리에 작용하는 축력, 전단력, 휨모멘트를 저항하는 방법이다.The method of joining the steel pipe pile and the enlarged foundation among the piles is classified into " Method A " and " Method B " as shown in FIG. 1A to FIG. 1B depending on the construction method. Method A is a method of inserting as much as the diameter of a pile in an enlarged foundation, and resisting the axial force, shear force, and bending moment acting on the head of the pile. Method B is a method to resist the axial force, shear force, and bending moment acting on the pile head by virtue of the reinforced concrete section by reinforcing the head of the pile with the reinforcing bar by inserting about 10cm in the enlarged base of the pile head.

상기 강결합 방법에 해당하는 방법 A와 방법 B는 각각 장단점이 있는데, 방법 A는 근입깊이가 커서 압축력, 인발력, 수평력에 대한 강결도가 크고, 국부 파괴에 대한 안전도가 높다. 방법 B의 경우는 근입깊이가 얕아 확대기초의 하면철근과 간섭되지 않으므로 시공이 편리한 장점이 있다. 하지만 방법 A는 말뚝머리부의 펀칭전단에 대한 위험이 크고, 근입된 말뚝과 확대기초 하면철근과의 간섭으로 배근이 복잡하게 되어 시공에 어려움이 있다. 방법 B의 경우 방법 A보다 강결도가 낮아 일체 거동에 따른 신뢰성이 부족하므로 힌지결합처럼 간주될 수 있어 구조검토를 추가적으로 수행해야 하며, 축방향 저항력 중 압축 저항력에 비해 인발 저항력이 떨어지는 문제점이 있다. 또한 방법 A 및 방법 B는 강결합 방법으로 휨모멘트에 저항하는 구조로서, 상부구조 및 하부구조에 작용하는 자중, 활하중, 토압, 온도변화, 건조수축, 지점침하 등의 하중을 지지하기 위해 교대 및 확대기초가 상당한 크기의 단면으로 설계되며, 상기 교대 및 확대기초의 단면이 보유한 휨강성을 통해 상당한 크기의 휨모멘트가 말뚝에 전달되므로 상대적으로 교대 및 확대기초에 비해 작은 휨강성을 보유한 말뚝은 그 개수가 증대될 수밖에 없어 경제성이 떨어지는 단점이 있다.The method A and the method B corresponding to the strong bonding method have advantages and disadvantages, respectively. The method A has a large depth of penetration, a high degree of strength against compressive force, pulling force, horizontal force, and high safety against local fracture. In the case of Method B, the depth of penetration is shallow, and there is no interference with the bottom reinforcement of the expansion base, which is advantageous in that the construction is convenient. However, the method A has a great risk for the punching shear of the pile head, and it is difficult to construct because of the complicated arrangement of the pile due to interference with the reinforcing bars when the inserted pile and the enlarged base. In the case of Method B, since the rigidity is lower than that of Method A, it is considered as a hinge joint because of lack of reliability due to the integral behavior. Therefore, structural examination must be additionally performed, and there is a problem that pull resistance is lower than axial resistance. In addition, Method A and Method B are structures that resist bending moment by a rigid joining method. The methods A and B are alternately used to support loads such as self weight, live load, earth pressure, temperature change, drying shrinkage, Since the expansion base is designed in a section of considerable size and a considerable sized bending moment is transmitted to the pile through the bending stiffness possessed by the sections of the alternating and enlarging bases, the number of piles having relatively small bending stiffness There is a disadvantage that economical efficiency is inevitably increased.

콘크리트말뚝과 확대기초간의 강결합 방법은 시공방법에 역시 “방법 A”와 “방법 B”로 구분되며, 도 1c에 “방법 B”를 도시하였다. 여기서 콘크리트말뚝은 PSC·PHC·RC말뚝을 의미한다. 방법 A는 강관말뚝과 확대기초의 강결합 방법과 동일하며, 방법 B의 경우, 콘크리트말뚝 내부 보강철근 또는 긴장재를 손상 없이 말뚝머리 위로 노출시켜야 되므로 상기 노출부위 만큼 콘크리트를 파쇄 해야 한다. 이러한 절단이 아닌 파쇄공정은 말뚝에 충격을 가하므로 말뚝머리부의 균열 및 콘크리트 탈락 등이 수반되므로 콘크리트말뚝의 품질을 하락시키고, 경우에 따라 이미 지반에 매입된 콘크리트말뚝을 폐기하는 경우도 종종 발생된다.The method of strong coupling between the concrete pile and the expansion base is also divided into "Method A" and "Method B" in the construction method, and "Method B" is shown in FIG. 1C. Here, concrete pile means PSC, PHC, RC pile. The method A is the same as the method of joining the steel pipe pile and the enlarged foundation. In the case of the method B, the reinforced concrete or the reinforcing material inside the pile should be exposed without damaging the pile head. Since the crushing process, rather than the cutting, impacts the pile, cracking of the pile head and detachment of the concrete are accompanied by such degradation of the quality of the concrete pile and occasionally the concrete pile already buried in the ground is discarded .

말뚝과 확대기초간의 힌지결합 방법은 말뚝머리를 확대기초 속에 어느 정도 근입하고 말뚝머리부를 철근으로 보강하지 않거나 또는 휨거동에 영향을 미치지 않도록 배근하는 방법이다. 이러한 힌지결합 방법은 결합부가 휨모멘트에 저항하지 않는다고 가정되므로 말뚝본체를 경제적으로 설계할 수 있는 장점이 있다. 하지만 말뚝머리가 확대기초 속에 일정부분 근입되어 있으므로 상기 근입부에 부착파괴가 발생되기 전에는 휨모멘트를 전달하는 구조로서 실제 거동과 설계가 다르며, 상기 근입부의 부착파괴 이후에도 힌지결합 방법의 특성상 말뚝머리 위의 확대기초는 회전에 대해 구속받지 않아야 되나 확대기초 속에 일정부분 근입된 부분에서 작용하는 지압력과 마찰력 등으로 인해 휨모멘트가 말뚝에 전달될 수밖에 없으며, 확대기초의 회전변위로 인해 말뚝머리부에 편심력이 작용되므로 국부적인 응력집중이 발생되어 안전성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서 상기 힌지결합 방법은 구조적 거동의 모호성과 국부적 안전성이 저하되는 문제점 등으로 현재 국내의 일반적인 말뚝기초에는 사용되지 않고 있는 실정이다.The hinge connection method between the pile and the expansion base is a method in which the head of the pile is inserted into the enlarged foundation to some extent and the head of the pile is not reinforced with reinforcement or the reinforcement is not influenced by the flexural behavior. This hinge joint method is advantageous in that the pile body can be economically designed since it is assumed that the coupling portion does not resist bending moment. However, since a certain portion of the pile head is inserted in the enlarged base, the actual behavior and design are different from each other before the attachment failure occurs before the bending moment is transmitted. The bending moment must be transmitted to the pile due to the ground pressure and the frictional force acting on the part inserted into the enlarged base at a certain portion, and due to the rotational displacement of the enlarged base, There is a problem that local stress concentration occurs and safety is lowered because eccentric force is applied. Therefore, the hinge-joining method has not been used in general pile foundations in Korea due to the ambiguity of structural behavior and the problem of degrading local safety.

일체식 교대교량은 도 2에 도시된 바와 같이 상부구조, 낮은 교대, 일렬말뚝으로 구성되며, 북미와 유럽에서 최근 30년간 10,000개 이상의 일체식 교대교량이 성공적으로 건설되어 사용 중에 있다. 하지만 국내의 경우 기초연구 부족과, 구조 안전성 측면에서 보수적 기조로 인한 일렬말뚝에 대한 반감으로 인해 소규모 교량에만 간헐적으로 사용되고 있다.As shown in FIG. 2, the integral bridge is composed of a superstructure, a low alternation, and a series of piles. In North America and Europe, more than 10,000 integral bridge is successfully constructed and used in recent 30 years. However, in Korea, it is intermittently used only for small bridges due to lack of basic research and anti-string pile due to conservative structure in terms of structural safety.

북미와 유럽의 경우 교대 대비 일렬말뚝의 휨강성이 매우 작아 고정하중과 활하중을 포함한 설계하중이 교량에 작용할 경우 교대-말뚝 결합부에서 말뚝부의 전단면이 항복강도에 도달하는 소성상태로 유도하여 교대-말뚝 결합부를 소성힌지로 간주한다. 이러한 소성힌지로 인해 단경간 일체식 교대교량은 마치 단경간 조인트교량으로 간주될 수 있어 구조설계가 간편해지는 특징이 있다. In North America and Europe, the bending stiffness of a series of piles is very small compared to the alternation. Therefore, when the design load including the fixed load and live load acts on the bridge, the shear state of the pendulum at the alternating- The pile coupling portion is regarded as a plastic hinge. Because of this plastic hinge, single - span all - in - one alternating bridge can be regarded as a short span joint bridge, which makes it easy to design the structure.

국내의 경우 교대와 기초로 구성된 하부구조에 다열말뚝이 배치되는 보수적 설계를 고수하고 있으며, 소성힌지는 붕괴 매카니즘의 필요조건으로 상기 소성힌지를 사용상태에서 구조적으로 활용한다는 것은 보수적 성향의 국내 기술자들이 받아들이기 어려운 현실이므로, 국내에 도입된 일체식 교대교량의 대부분은 교대-말뚝 결합부가 탄성상태로 거동하도록 설계되어진다.In the case of Korea, the conservative design in which multiple piles are arranged in the substructure consisting of alternation and foundation is adhered to, and the plastic hinge is a requirement of the collapse mechanism and structurally utilizes the plastic hinge in the use state. Because of the difficult reality, most of the integral bridge structures introduced in Korea are designed so that the alternating - pile joints behave in an elastic state.

따라서 일체식 교대교량의 설계는 크게 두 가지로 구분되며, 말뚝의 휨강성을 무시하여 교대에 휨모멘트가 작용되지 않는 조인트교량으로 설계되거나, 말뚝의 휨강성을 고려하여 교대에 휨모멘트가 작용되는 라멘교로 설계된다.Therefore, the design of the integral bridge is divided into two types. The bridge is designed as a joint bridge in which the bending moment of the pile is neglected and the bending moment of the pile is neglected, or the bending moment is applied to the bending moment in consideration of the bending stiffness of the pile. .

말뚝의 휨강성을 무시하는 설계법은, 교대 대비 말뚝의 휨강성이 작아 활하중 등의 큰 변동하중이 작용하는 경우 도 3a에 도시된 바와 같이 교대-말뚝 결합부에 소성힌지가 발생되어 종국에는 조인트교로 거동한다는 개념이다. 도 3b 내지 도 3c를 참조하면, 일체식 교대교량에 하중이 작용할 경우 구조적으로 연속적인 교대-말뚝 결합부에 휨모멘트(Mpile)가 작용되나, 상기 교대-말뚝 결합부에 소성힌지가 발생될 경우 교대-말뚝 결합부에는 휨모멘트가 작용되지 않으며, 경간 중앙부 휨모멘트는 소성힌지가 발생되기 전 발생한 경간 중앙부 휨모멘트(Mpo)에 지점부 휨모멘트(Mne)를 더한 크기만큼 증가한다. 이러한 이유로 교량 시공 중 및 완성 초기에 소성힌지가 발생되기 전에는 말뚝의 휨강성으로 인해 처짐이 작게 발생되나 교량의 공용 기간이 길어지면서 경험하는 극한하중조합에 가까운 하중을 겪은 후 교대-말뚝 결합부에 소성힌지가 발생되어 경간 중앙부에 증가된 휨모멘트만큼 갑작스런 처짐 증가가 유발된다. 이로 인해 뒤채움부와 교대 사이가 벌어지고, 난간 등 교량 부착물 등에 손상이 발생되며, 처짐 증가로 인해 사용자로 하여금 불안감을 유발시키는 문제점이 있다.In the design method which neglects the bending stiffness of the pile, a plastic hinge is generated in the alternate-pile joint portion as shown in FIG. 3A when a large fluctuating load such as live load acts due to a small bending stiffness of the alternating pile, . 3B to 3C, when a load is applied to the integral alternating bridge, a bending moment Mpile is applied to the alternating-pile joint portion structurally continuous, but when the plastic hinge is generated in the alternate- The bending moment at the center of the span increases with the bending moment at the center of the span (Mpo) before the plastic hinge is generated plus the bending moment at the fingertip (Mne). For this reason, the deflection is small due to the bending stiffness of the pile before the plastic hinge occurs during the construction of the bridge and at the completion of the bridge. However, after experiencing a load close to the ultimate load combination experienced as the bridge becomes longer, A hinge is generated which causes an abrupt increase in deflection by an increased bending moment at the center of the span. This causes a gap between the backfill portion and the alternation, damages to the bridge attachment such as railings and the like, which causes the user to feel anxiety due to an increase in sag.

말뚝의 휨강성을 고려하는 설계법은, 만일 설계와 달리 교대-말뚝 결합부에 소성힌지가 발생될 경우 경간 중앙부에 설계단계에 고려하지 않은 추가의 휨모멘트가 유발되어 교량의 안전성이 저해되므로 말뚝의 휨강성을 충분히 증가시키는 개념이다. 일체식 교대교량이 말뚝의 휨강성을 낮춰 말뚝에 작용하는 휨모멘트를 줄이는 것이 기술적 특징임을 살펴볼 때, 말뚝의 휨강성을 증가시키면 상대적으로 말뚝에 작용하는 휨모멘트를 증대시키는 결과를 초래하므로 말뚝이 교대를 따라 최소 간격으로 촘촘히 배치될 수밖에 없다. 이로 인해 말뚝 공사비를 포함한 지반관련 공사비가 증대되고, 교대-말뚝 접합부에 작용하는 상대적으로 큰 휨모멘트를 처리하기 위해 결합부에서 휨모멘트가 발생되지 않는 지점까지 보강판으로 말뚝을 보강해야 하는 문제점이 있다. 국내의 경우 교대-말뚝 결합부를 보강판으로 보강하는 방법이 주로 적용되고 있으며, 사전 지반조사와 실제 지반정보가 일치하지 않는 문제점으로 인해 말뚝의 지반 매입길이를 정확하게 추정하지 못하므로 설계 길이보다 통상 2m∼3m 정도 더 길게 보강판을 부착시키고 있는 실정이다. 따라서 이로 인한 공사비의 증대는 불가피하다.The design method considering the bending stiffness of the pile is different from the design because if the plastic hinge is generated in the alternating-pile joint part, the additional bending moment not considered in the designing step is caused in the middle part of the span, Is sufficiently increased. It is a technical feature to reduce the bending moment acting on the pile by reducing the bending stiffness of the pile. When the bending stiffness of the pile is increased, it results in increasing the bending moment acting on the pile. They are forced to be arranged at a minimum interval. Therefore, in order to deal with the relatively large bending moment acting on the alternating-pile joint, there is a problem that the pile should be reinforced by the reinforcing plate from the point where the bending moment is not generated at the joint portion have. In the case of Korea, the method of reinforcing alternating-pile joints with reinforcing plates is mainly applied. Since the length of buried piles can not be precisely estimated due to the inconsistency between the pre-ground survey and the actual ground information, And the reinforcing plate is attached for about 3 m longer. Therefore, it is inevitable to increase the construction cost.

최근 일체식 교대교량에서 말뚝의 근입깊이를 줄여 교대-말뚝 결합부를 힌지로 간주한 기술이 소개되었다. 이는 앞서 설명한 말뚝과 확대기초간의 힌지결합 방법과 동일하다. 이러한 힌지결합 방법은 앞서 설명한 바와 같이 여러 문제점을 가지고 있으며, 또한 도 4b에 도시된 바와 같이 교대의 회전변위에 대해 얕은 근입깊이에 해당하는 접촉면에 부착파괴가 발생된 이후 강재 재질의 말뚝에 비해 콘크리트 재질의 교대는 상대적으로 강도가 작아 기하학적인 간섭부위에서 균열이 쉽게 발생된다. 이러한 균열은 일체식 교대교량의 교대가 확대기초에 비해 피복(말뚝 연단에서 교대 연단까지의 수평거리)이 작아 교대의 모서리부가 탈락될 수 있으며, 하중에 저항하는 교대의 유효단면을 급격히 감소시키므로 교량의 안전성을 저감시키는 문제점을 가지고 있다.Recently, a technology has been introduced that reduces the depth of penetration of piles in an integral bridge and considers the alternating - pile joint as a hinge. This is the same as the above-described hinge joint method between the pile and the magnifying base. As shown in FIG. 4B, after the attachment failure is generated on the contact surface corresponding to the shallow penetration depth with respect to the alternating rotational displacement, the hinge connecting method has a problem that the concrete Substitution of material is relatively small and cracks easily occur at geometric interference sites. These cracks can be avoided because the shift of the integral bridge is smaller than that of the enlarged foundation (the horizontal distance from the pile podium to the alternate pivot), and the alternate edges can be dropped, and the effective cross- Thereby reducing the safety of the apparatus.

따라서 일체식 교대교량에서 교대-말뚝 결합부를 말뚝의 소성상태로 유도되는 가상의 힌지가 아닌 실제 힌지장치로 구현되고, 이러한 힌지가 교대에 손상을 주지 않는 교대-말뚝 결합부가 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.Therefore, in the case of the integral bridge, the alternating-pile joint is realized by the actual hinge device, not the virtual hinge which is led to the fired state of the pile. to be.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 국내 등록특허 등록번호 제10-0622008호로서, '일체식 교대 교량의 합성구조'가 제안되어 있다. 이는 상부 거더의 양 측부 및 상기 상부 거더의 양 측부에 각각 수직하게 위치하게 되는 다수의 파일의 상부를 콘크리트로 타설하여 상기 상부 거더와 파일을 일체화시키는 일체식 교대 교량에 있어서, 상기 상부 거더의 양 측부 하단이 기역자 형상으로 모따기되고, 상기 모따기된 부위에 다수의 관통공이 형성된 기역자 형상의 연결판이 결합되며, 상기 다수의 파일의 상단부에 다수의 관통공이 형성된 평평한 이음판이 각각 결합되고, 상기 연결판이 결합된 상기 상부 거더의 양 측부 하단의 모따기 부위에는 다수의 단부보강재가 웨브에 등간격으로 결합된 수평 H형 연결빔이 수평되게 위치하며, 상기 연결판이 결합된 상기 상부 거더의 양 측부 하단의 모따기 부위와 상기 이음판이 결합된 상기 다수의 파일의 상단부는 상기 수평 H형 연결빔을 사이에 두고서 체결부재에 의해 상호 일체로 결합된 것이다As a technology to be a background of the present invention, a 'synthetic structure of integral type alternating bridge' has been proposed as a registered patent registration No. 10-0622008. This is an integral bridge in which the upper portion of a plurality of piles, which are positioned vertically on both sides of the upper girder and on both sides of the upper girder, are poured into concrete to integrate the upper girder and the pile, And a connecting plate having a plurality of through holes formed in the chamfered portion are coupled to each other, a flat connecting plate having a plurality of through holes formed at an upper end of the plurality of connecting pieces, And a plurality of end stiffeners are horizontally disposed on the chamfer at both lower ends of the upper girder so as to horizontally connect the horizontal H beams to the web at equal intervals, And the upper ends of the plurality of files to which the joint plate is coupled are disposed between the horizontal H- And they are integrally joined to each other by the fastening member

따라서 상부 거더의 양측부의 모따기한 부위에 수평 H형 연결빔을 매개로 다수의 파일의 두부를 볼트로 일체화시킴으로써, 지반이 연약한 층에서도 연결부의 강성이 극대화되어 콘크리트의 균열을 방지하는 효과를 갖는다.Therefore, by integrating the head portion of a plurality of piles with bolts through a horizontal H-shaped connecting beam at the chamfered portions of both sides of the upper girder, the rigidity of the connecting portion is maximized even in a case where the ground is fragile, thereby preventing cracks in the concrete.

그러나 상기 배경기술은 교량의 상부구조 및 교대에 작용하는 하중으로 인한 회전변위를 수용할 수 없어 교대-파일 결합부에 작용하는 휨모멘트가 증가됨으로써 파일의 수량을 절감시킬 수 없다.However, the background art can not accommodate the rotational displacement caused by the load acting on the bridge structure and the upper structure of the bridge, and the bending moment acting on the alternate-pile coupling portion is increased, so that the number of pile can not be reduced.

국내 등록특허 등록번호 제10-0622008호Korean Patent Registration No. 10-0622008

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 교대-말뚝 결합부에 구조거동이 명확한 회전수용장치를 설치함으로써 교량의 시공단계에서 공용수명에 이르기까지 동일한 구조계를 가지도록 하여 공용 중 교량의 갑작스러운 처짐을 방지할 수 있고, 말뚝머리부의 절단면에 말뚝캡을 설치하여 절단면에 형성된 거친 요철부로 인한 응력집중을 완화시켜 교대-말뚝 결합부의 품질을 향상시킬 수 있으며, 말뚝을 교대에 근입시키지 않고도 교대와 말뚝을 연결시킬 수 있는 회전수용장치를 설치함으로써 말뚝의 휨강성이 전체 구조계에 영향을 미치지 않아 일체식 교대교량에서 휨강성이 커서 지양되는 H-말뚝의 강축배열뿐만 아니라 강관말뚝 및 콘크리트말뚝까지 적용시킬 수 있어 일체식 교대교량에서 말뚝의 적용성을 확대시킬 수 있으며, 상기 회전수용장치는 상부구조 및 교대에 작용하는 하중으로 인한 회전변위를 탄성적으로 수용하여 교대-말뚝 결합부에 작용하는 휨모멘트를 감소시킴으로써 말뚝의 수량을 절감시킬 수 있는 교대-말뚝 결합부에 회전수용장치를 갖는 일체식 교대교량을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a rotation receiving device having a clear structural behavior in an alternate- And the pile cap is provided on the cut surface of the head portion of the pile to reduce the stress concentration due to rough unevenness formed on the cut surface to improve the quality of the alternate pile coupling portion. And the pile can be connected to each other, the bending stiffness of the pile does not affect the entire structure. Therefore, it is possible to apply not only to the arrangement of the strong axis of the H-pile due to the large bending stiffness in the integral bridge, but also to the steel pipe pile and concrete pile The applicability of the pile can be increased in a single integral bridge, The rotating receptacle is provided with an alternating-pile coupling portion capable of reducing the yield of the pile by reducing the bending moment acting on the alternating-pile coupling portion by elastically receiving the rotational displacement due to the load acting on the upper structure and the alternating rotation And an object of the present invention is to provide an integral alternating bridge having a receiving device.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 교대-말뚝 결합부에 회전수용장치를 갖는 일체식 교대교량은,An integral alternating bridge having a rotation receiving device in an alternating-pile coupling according to a preferred embodiment of the present invention,

지반에 관입된 말뚝의 말뚝머리부 절단면 위에 설치되는 말뚝캡과;A pile cap installed on the cut surface of the pile head of the pile penetrated into the ground;

상기 말뚝캡의 상면에 설치되어 교대의 회전변위를 압축변형으로 흡수하는 탄성판과;An elastic plate installed on an upper surface of the pile cap to absorb alternating rotational displacements as compressive strain;

상기 탄성판의 상면에 설치되어 일면은 교대에 접하고 타면은 상기 탄성판을 감싸는 보호캡과;A protective cap provided on an upper surface of the elastic plate, one surface of which is in contact with the alternating surface and the other surface of the protective cap surrounding the elastic plate;

상기 말뚝캡과 탄성판 및 보호캡을 관통하여 설치되는 하나 이상의 강봉과;At least one steel rod installed through the pile cap, the elastic plate and the protective cap;

상기 강봉의 하단에 설치되어 강봉을 말뚝에 고정시키는 앵커하판; 및An anchor lower plate installed at a lower end of the steel bar to fix the steel bar to the pile; And

상기 강봉의 상단에 설치되어 강봉을 교대에 고정시키는 앵커상판을 포함하는 것을 특징으로 한다.And an anchor upper plate installed at an upper end of the steel bar to fix the steel bar alternately.

또한, 상기 강봉에 나사 결합되어 상기 앵커하판의 상,하부에 배치되어 있는 한 쌍의 하부 고정너트와;A pair of lower fixing nuts threadedly engaged with the steel rods and disposed at upper and lower portions of the lower anchor plate;

상기 강봉에 나사 결합되어 상기 앵커상판의 상,하부에 배치되는 한 쌍의 상부 고정너트를 더 포함한 것을 특징으로 한다.And a pair of upper fixing nuts screwed to the steel rods and disposed on upper and lower portions of the anchor upper plate.

또한, 상기 말뚝은 교축방향에 대해 강축방향으로 배치되는 H-말뚝, 교축방향에 대해 약축방향으로 배치되는 H-말뚝, 강관말뚝, PSC·PHC·RC 말뚝을 총칭하는 콘크리트말뚝 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The pile is any one of an H-pile disposed in the direction of the strong axis with respect to the throttle direction, an H-pile disposed in the direction of the major axis with respect to the throttle direction, a steel pipe pile, and a concrete pile collectively referred to as PSC, PHC, .

또한, 상기 말뚝캡은 강봉이 관통되도록 하는 관통홀을 갖고 말뚝머리부의 절단면을 덮는 수평지압판과, 상기 수평지압판 아래에 설치되어 말뚝머리부의 내측 또는 외측에 위치하는 수직보강판을 포함하는 것을 특징으로 한다.The pile cap may include a horizontal pavement plate having a through hole through which the steel bar penetrates and covering the cut surface of the pile head, and a vertical reinforcing plate provided under the horizontal pavement plate and positioned inside or outside the pile head. do.

또한, 상기 말뚝캡은 수직보강판 아래에 횡방향으로 설치되는 수평보강판을 더 구비한 것을 특징으로 한다.Further, the pile cap may further include a horizontal reinforcing plate disposed laterally below the vertical reinforcing plate.

또한, 상기 수평보강판은 강봉이 관통되도록 하는 관통홀을 갖는 것을 특징으로 한다.Further, the horizontal reinforcing plate is characterized by having a through hole through which the steel bar passes.

또한, 상기 말뚝과 상기 수직보강판에 볼트가 체결될 수 있는 볼트홀이 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.Further, the pile and the vertical reinforcing plate are each formed with bolt holes through which bolts can be fastened.

또한, 상기 수직보강판은 말뚝에 용접되어 고정된 것을 특징으로 한다.Further, the vertical reinforcing plate is welded and fixed to the pile.

또한, 상기 수직보강판은 말뚝과의 마찰력을 통해 고정되기 위해 말뚝 직경 또는 말뚝 폭의 1/3 이상이 되는 높이를 갖는 것을 특징으로 한다.Also, the vertical reinforcing plate has a height that is equal to or greater than 1/3 of the pile diameter or the pile width in order to be fixed through the frictional force with the pile.

또한, 상기 탄성판은 교대와 말뚝의 강성보다 작은 강성을 가지며, 합성고무패드, 폴리우레탄, FRP 중 어느 하나의 것으로 제작된 것을 특징으로 한다.Further, the elastic plate has a stiffness smaller than the alternating pile and the stiffness of the pile, and is characterized by being made of any one of synthetic rubber pad, polyurethane, and FRP.

또한, 상기 보호캡은 상기 탄성판과의 접촉면에 각기 홈부를 갖는 것을 특징으로 한다.Further, the protective cap has a groove portion on the contact surface with the elastic plate.

또한, 상기 홈부는 상기 탄성판의 너비에 여유폭이 더 구비된 것을 특징으로 한다.Further, the groove portion is characterized by having a margin width in addition to the width of the elastic plate.

또한, 상기 홈부는 상기 탄성판의 두께에 여유두께가 더 구비된 것을 특징으로 한다.Further, the groove portion is characterized by further having a margin thickness in addition to the thickness of the elastic plate.

또한, 상기 홈부의 여유폭은 상기 탄성판의 허용전단변형량 이상인 것을 특징으로 한다.Further, an allowable width of the groove portion is not less than an allowable shear deformation amount of the elastic plate.

또한, 상기 홈부의 여유두께는 2mm 이상이고 탄성판 두께의 절반 이하이며, 교대의 회전변형으로 인해 상기 말뚝캡과 간섭되지 않도록 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the allowable thickness of the groove portion is 2 mm or more and less than half the thickness of the elastic plate, and is formed so as not to interfere with the pile cap due to alternate rotational deformation.

또한, 상기 강봉은 말뚝 대비 휨강성을 최소화시키기 위해 교대 단면의 중심에 가깝게 배치되며, 2개 이하로 사용된 것을 특징으로 한다.Also, the steel rods are disposed close to the center of the alternating section so as to minimize the flexural stiffness with respect to the pile, and two or less of them are used.

또한, 상기 강봉이 2개로 사용될 경우 각 강봉 사이의 간격은 말뚝 폭 또는 직경의 절반을 초과하지 않는 것을 특징으로 한다.Further, when two steel rods are used, the distance between the steel rods does not exceed half the pile width or diameter.

또한, 상기 강봉은 연성과 인성을 확보하기 위해 열처리 강봉 또는 PC강봉이 사용된 것을 특징으로 한다.Further, the steel bar is characterized in that a heat-treated steel bar or a PC steel bar is used to ensure ductility and toughness.

또한, 말뚝이 원형인 강관말뚝 및 콘크리트 말뚝인 경우,In the case of a steel pipe pile and a concrete pile having a round pile,

상기 말뚝캡은 원통형으로서 관통홀을 갖는 원형 수평지압판과, 원형 수평지압판의 둘레를 감싸는 원형 수직지압판으로 구성되고;The pile cap is constituted by a circular horizontal pavement plate having a through-hole as a cylindrical shape and a circular vertical pavement plate surrounding the circumference of the circular pavement pressure plate;

말뚝의 내면에 강봉을 지지하는 강봉받침대가 추가로 구비된 것을 특징으로 한다.And a steel bar support for supporting the steel bar is further provided on the inner surface of the pile.

또한, 상기 강봉받침대는 상기 원형 수평지압판의 내면에 일정 간격마다 설치된 브라켓과; 일단이 상기 브라켓에 각기 연결되고 타단이 말뚝의 상부 아래로 배치되는 매달기봉과; 상기 말뚝의 내부에 위치함과 동시에 상기 매달기봉의 타단에 너트로 고정되어 상기 강봉을 지지하는 받침판을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the steel bar pedestal may include a bracket installed on the inner surface of the circular horizontally supporting plate at regular intervals; A plurality of brackets each having one end connected to the bracket and the other end disposed below the upper portion of the pile; And a support plate which is positioned inside the pile and is fixed to the other end of the hanging rod by a nut to support the steel rod.

또한, 상기 받침판은 상기 강봉의 단부가 끼워질 수 있는 삽입홀이 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the receiving plate may be provided with an insertion hole through which the end of the steel rod can be inserted.

또한, 교대 하측에 설치되어 강봉을 길이방향으로 둘러싸도록 나선철근을 더 구비한 것을 특징으로 한다.Further, it is characterized in that a spiral reinforcing bar is further provided so as to surround the steel rods in the longitudinal direction, the reinforcing rods being disposed alternately downward.

또한, 교대 하측에 설치되어 강봉의 하측을 둘러싸도록 십자보강철근을 더 구비한 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is further characterized in that a cross reinforcing steel bar is provided so as to surround the lower side of the steel bar provided alternately downward.

본 발명에 따르면, 교대-말뚝 결합부에 작용하는 회전변위를 물리적으로 명확하게 수용할 수 있는 탄성판이 구비된 회전수용장치가 상기 교대-말뚝 결합부에 설치됨으로써 교량의 시공단계에서부터 공용수명에 이르기까지 구조계가 변경되지 않아 공용 중 교량의 갑작스러운 처짐이 방지되는 효과가 있다.According to the present invention, a rotation receiving device provided with an elastic plate capable of physically and specifically accommodating a rotational displacement acting on an alternate-pile coupling portion is provided in the alternate-pile coupling portion, The bridge is not changed suddenly.

또한, 말뚝머리부 절단면 위에 말뚝캡이 설치됨으로써 현장 절단작업으로 발생되는 거친 요철부로 인하여 교대의 접촉면이 받는 응력집중을 완화시켜 교대-말뚝 결합부의 품질을 향상시키는 효과가 있다.In addition, since the pile cap is installed on the cut surface of the pile head, the stress concentration concentrated on the alternate contact surfaces can be mitigated by the rough unevenness generated by the site cutting operation, thereby improving the quality of the alternate-pile coupling portion.

또한, 말뚝을 직접 교대에 근입시켜 말뚝의 휨강성이 전체 구조계에 영향을 미치는 종래 기술과 달리, 말뚝을 교대에 근입시키지 않고도 교대와 말뚝을 연결시킬 수 있는 회전수용장치가 설치됨으로써 교대-말뚝 결합부에 작용하는 휨모멘트가 회전변위로서 소산되며, 이러한 회전변위는 말뚝의 휨강성에 상관없이 상기 회전수용장치의 독자적인 거동의 결과이므로 일체식 교대교량에서 말뚝의 휨강성이 커서 지양되는 H-말뚝의 강축배열뿐만 아니라 강관말뚝 및 콘크리트말뚝까지 적용시킬 수 있어 일체식 교대교량에서 말뚝의 적용성을 확대시킬 수 있는 효과가 있다.Also, unlike the prior art in which the pile's bending stiffness affects the entire structure by directly piling the pile, the pile can be connected to the pile without rotation, And the rotational displacement is a result of the unique behavior of the rotation receiving device irrespective of the bending stiffness of the pile. Therefore, the bending moment acting on the bending moment of the H- In addition, it can be applied to steel pipe pile and concrete pile, so that it is possible to expand the applicability of the pile in the integral bridge.

또한, 교대-말뚝 결합부에 변형 능력이 우수하여 상부구조 및 교대에 작용하는 하중으로 인한 회전변위를 탄성적으로 수용할 수 있는 탄성판이 회전수용장치에 포함됨으로써 교대-말뚝 결합부에 작용하는 휨모멘트가 감소되어 말뚝의 수량이 절감되는 효과가 있다.In addition, since the elastic plate capable of elastically accommodating the rotational displacement due to the load acting on the upper structure and the alternation is included in the rotation receiving device due to the excellent deformability at the alternating-pile coupling portion, The moment is reduced and the yield of the pile is reduced.

또한, 말뚝머리부가 교대에 직접 근입되지 않으므로 말뚝머리부의 모서리와 교대의 접촉면에 발생되는 교대의 균열 및 탈락을 방지하는 효과가 있다. In addition, since the pile head portion is not directly inserted into the alternating portion, there is an effect of preventing alternate cracks and dropouts occurring on the alternate contact surface with the edge of the pile head portion.

또한, 상기 탄성판을 감싸도록 보호캡이 설치됨으로써, 상기 탄성판이 유실되는 것을 방지하는 효과가 있다.In addition, since the protective cap is provided to enclose the elastic plate, the elastic plate is prevented from being lost.

또한, 전단력을 전달하는 강봉이 교대의 단면의 중심에 배치되거나 중심에 가깝게 2개 이하로 배치됨으로써 말뚝 대비 휨강성이 미소하여 교대-말뚝 결합부에 작용하는 휨모멘트를 최소화시키는 효과가 있다.In addition, since the steel rods for transmitting the shear force are disposed at the centers of the alternate sections or two or less at the center, the flexural stiffness of the piles is small, thereby minimizing the bending moment acting on the alternate-pile coupling portions.

또한, 교대 하측에 상기 강봉을 길이방향으로 둘러싸도록 나선철근을 설치함으로써 강봉이 부담하는 전단력을 나선철근과 나선철근이 둘러싸는 콘크리트 코어가 분담하여 전단력에 대한 저항성능을 향상시키는 효과가 있다.In addition, by providing a spiral reinforcing bar so as to surround the steel rods in the longitudinal direction at an alternate lower side, a concrete core which is surrounded by the spiral reinforcing bars and the spiral reinforcing bars shares the shearing force imposed on the steel rods, thereby improving the resistance performance against the shearing force.

또한, 교대 하측에 상기 강봉의 하측을 둘러싸도록 십자보강철근을 설치함으로써 강봉에 작용하는 전단력으로 인해 교대 하측에 발생될 수 있는 균열을 방지하는 효과가 있다.In addition, by providing the cross reinforcing steel bars so as to surround the lower side of the steel rods in an alternately lower side, there is an effect of preventing cracks that may occur in the alternately lower side due to the shearing force acting on the steel rods.

따라서, 상기 말뚝머리부가 교대에 근입되지 않는 것과 상기 말뚝캡, 상기 나선철근, 상기 십자보강철근의 적용은 교대-말뚝 결합부에 품질을 향상시키는 효과가 있다.Therefore, the application of the pile cap, the spiral reinforcing bar, and the cross reinforcing steel to the alternate-pile coupling part has the effect of improving the quality.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1a는 강관말뚝과 확대기초의 강결합 방법 중 방법 A를 나타낸 도면이다.
도 1b는 강관말뚝과 확대기초의 강결합 방법 중 방법 B를 나타낸 도면이다.
도 1c는 콘크리트말뚝과 확대기초의 강결합 방법 중 방법 B를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 일체식 교대교량을 나타내는 종단면도이다.
도 3a는 종래 일체식 교대교량의 교대-말뚝 결합부에서 H-말뚝에 소성힌지가 발생되어 조인트교로 거동하는 개념을 나타낸 상세도이다.
도 3b는 종래 일체식 교대교량에서 시공 초기 상부구조에 등분포하중이 작용하는 경우 종단면상 휨모멘트를 나타낸 도면이다.
도 3c는 종래 일체식 교대교량에서 공용 중 교대-말뚝 결합부에 소성힌지가 발생된 된 경우 종단면상 휨모멘트를 나타낸 도면이다.
도 4a는 말뚝의 절단면을 나타낸 도면이다.
도 4b는 종래 또 다른 일체식 교대교량에서 힌지결합 방법의 문제점을 나타낸 도면이다.
도 5a는 본 발명의 제1 실시예인 교대-말뚝 결합부를 나타낸 종단면도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 교대-말뚝 결합부를 나타낸 횡단면도이다.
도 5c는 도 5a에 도시된 교대-말뚝 결합부를 나타낸 평면도이다.
도 6a는 본 발명의 제1 실시예인 교대-말뚝 결합부에 적용된 회전수용장치의 조립을 나타낸 사시도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 회전수용장치의 조립을 분해하여 나타낸 분리사시도이다.
도 6c는 도 6b에 도시된 회전수용장치 중 말뚝캡을 나타낸 사시도이다.
도 7a는 본 발명의 제1 실시예인 교대-말뚝 결합부의 회전수용장치가 교대에 시공되어 완성된 것을 나타낸 종단면도이다.
도 7b는 도 7a의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예인 교대-말뚝 결합부에서 교대의 회전변위를 회전수용장치가 흡수하는 것을 나타낸 종단면도이다.
도 9a는 본 발명의 제2 실시예인 교대-말뚝 결합부에서 회전수용장치가 H말뚝의 강축 방향으로 설치되어 교대가 시공된 종단면도이다.
도 9b는 도 9a에 도시된 교대-말뚝 결합부에서 교대가 시공되어 완성된 것을 나타낸 평면도이다.
도 10a는 본 발명의 제3 실시예인 교대-말뚝 결합부를 나타낸 종단면도이다.
도 10b는 도 10a에 도시된 교대-말뚝 결합부를 나타낸 횡단면도이다.
도 10c는 도 10a에 도시된 교대-말뚝 결합부를 나타낸 평면도이다.
도 11a는 본 발명의 제3 실시예인 교대-말뚝 결합부의 회전수용장치의 조립상태를 나타낸 사시도이다.
도 11b는 도 11a에 도시된 회전수용장치의 조립 분해를 나타낸 분리사시도이다.
도 11c는 도 11b에 도시된 회전수용장치 중 말뚝캡을 나타낸 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예인 교대-말뚝 결합부를 나타낸 평면도이다.
도 13a는 본 발명의 제4 실시예인 교대-말뚝 결합부에서 교대가 시공되어 완성된 것을 나타낸 종단면도이다.
도 13b는 도 13a에 도시된 교대-말뚝 결합부에서 교대가 시공되어 완성된 것을 나타낸 평면도이다.
도 14는 본 발명의 제5 실시예인 교대-말뚝 결합부에서 교대가 시공되어 완성된 것을 나타낸 종단면도이다.
도 15a는 본 발명의 제5 실시예인 교대-말뚝 결합부의 회전수용장치를 나타낸 분해사시도이다.
도 15b는 도 15a에 도시된 회전수용장치의 조립을 나타낸 사시도이다.
도 15c는 도 15b에 도시된 회전수용장치 중 말뚝캡을 나타낸 사시도이다.
도 16a는 본 발명의 제1 실시예인 교대-말뚝 결합부에서 교대 하측에 나선철근과 십자보강철근이 배치된 것을 나타낸 종단면도이다.
도 16b는 도 16a에 도시된 교대-말뚝 결합부에서 교대 하측에 나선철근과 십자보강철근이 배치된 것을 나타낸 평면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention, Shall not be construed as limiting.
FIG. 1A is a view showing a method A of a method of joining a steel pipe pile to an expanded base. FIG.
FIG. 1B is a view showing a method B among a method of strong coupling between a steel pipe pile and an expanded base.
FIG. 1C is a view showing a method B among methods of strong coupling between a concrete pile and an enlarged foundation.
2 is a longitudinal sectional view showing a conventional integral type alternating bridge.
FIG. 3A is a detailed view showing the concept of a plastic hinge being generated in an H-pile in an alternating-pile joint portion of a conventional integral type alternating bridge to behave as a joint bridge.
FIG. 3B is a view showing a bending moment on a longitudinal plane when an equally distributed load is applied to the upper structure at the time of construction in a conventional integral type alternating bridge.
FIG. 3c is a diagram showing a bending moment on a longitudinal plane when a plastic hinge is generated in a common inter-pile joint in a conventional integral type alternating bridge.
FIG. 4A is a view showing a cut surface of the pile. FIG.
FIG. 4B is a view showing a problem of a hinge joining method in another conventional integral bridge.
5A is a longitudinal sectional view showing an alternating-pile coupling portion according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 5B is a cross-sectional view of the alternating-pile joint shown in FIG. 5A.
5c is a plan view of the alternating-pile coupling shown in FIG. 5a.
6A is a perspective view showing the assembling of the rotation receiving apparatus applied to the alternate-pile coupling unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6B is an exploded perspective view of the assembly of the rotation receiving apparatus shown in FIG. 6A. FIG.
6C is a perspective view showing the pile cap of the rotation receiving apparatus shown in FIG. 6B.
FIG. 7A is a longitudinal sectional view showing that the rotation receiving apparatus of the alternate-pile coupling unit according to the first embodiment of the present invention is alternately constructed and completed. FIG.
FIG. 7B is a plan view of FIG. 7A. FIG.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing that the rotation receiving apparatus absorbs alternating rotational displacements in the alternating-pile coupling portion according to the first embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 9A is a vertical cross-sectional view of an alternating-pile coupling unit according to a second embodiment of the present invention, in which a rotation receiving apparatus is installed in a direction of a strong axis of an H pile and alternately installed.
FIG. 9B is a plan view showing that the alternating-pile joint shown in FIG.
FIG. 10A is a vertical sectional view showing an alternating-pile joint according to a third embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 10B is a cross-sectional view showing the alternating-pile joint shown in FIG. 10A. FIG.
FIG. 10C is a plan view showing the alternate-pile coupling portion shown in FIG. 10A. FIG.
11A is a perspective view showing an assembled state of the rotation receiving apparatus of the alternate-pile coupling portion according to the third embodiment of the present invention.
Fig. 11B is an exploded perspective view showing assembly disassembly of the rotation receiving apparatus shown in Fig. 11A.
11C is a perspective view showing the pile cap of the rotation receiving apparatus shown in FIG. 11B.
12 is a plan view showing an alternate-pile joint according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13A is a longitudinal sectional view showing that the alternating-pile coupling portion, which is the fourth embodiment of the present invention, is constructed by alternate construction.
FIG. 13B is a plan view showing that the alternating-pile joint shown in FIG.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing that the alternating-pile joint portion of the fifth embodiment of the present invention is constructed by alternate construction.
15A is an exploded perspective view showing a rotation receiving apparatus of an alternating-pile coupling portion according to a fifth embodiment of the present invention.
15B is a perspective view showing the assembly of the rotation receiving apparatus shown in Fig. 15A.
15C is a perspective view showing the pile cap of the rotation receiving apparatus shown in FIG. 15B.
16A is a longitudinal sectional view showing a spiral reinforcing bar and a cross reinforcing reinforcing bar disposed alternately downward in the alternate-pile coupling portion according to the first embodiment of the present invention.
16B is a plan view showing a spiral reinforcing bar and a cross reinforcing reinforcing bar disposed alternately downward in the alternate-pile coupling portion shown in FIG. 16A.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.

도 5a는 본 발명의 제1 실시예인 교대-말뚝 결합부를 나타낸 종단면도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 교대-말뚝 결합부를 나타낸 횡단면도이며, 도 5c는 도 5a에 도시된 교대-말뚝 결합부를 나타낸 평면도이다. 또한 도 6a는 본 발명의 제1 실시예인 교대-말뚝 결합부의 회전수용장치를 나타낸 사시도이고, 도 6b는 도 6a에 도시된 회전수용장치의 조립 분해를 나타낸 분리사시도이며, 도 6c는 도 6b에 도시된 회전수용장치 중 말뚝캡을 나타낸 사시도이다. 본 제1 실시예에서는, 말뚝은 교축방향에 대해 강축방향으로 배치된 H-말뚝(10)임을 전제로 한다.FIG. 5A is a longitudinal sectional view showing an alternate-pile coupling portion according to a first embodiment of the present invention, FIG. 5B is a transverse sectional view showing the alternate-pile coupling portion shown in FIG. 5A, FIG. 5C is a cross- Fig. 6A is a perspective view showing a rotation receiving apparatus of the alternate-pile coupling unit according to the first embodiment of the present invention, FIG. 6B is an exploded perspective view showing the assembly and disassembly of the rotation receiving apparatus shown in FIG. 6A, 1 is a perspective view showing a pile cap of the illustrated rotation receiving device. In the first embodiment, it is assumed that the pile is an H-pile 10 arranged in the direction of the strong axis with respect to the throttle direction.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교대-말뚝 결합부는 회전수용장치(20)를 포함한다. 회전수용장치(20)는 물리적으로 명확하게 회전변위를 수용할 수 있고, 말뚝머리부에 발생되는 거친 절단면에 대해 응력집중을 완화시킬 수 있으며, 말뚝머리부를 교대에 직접 근입시키지 않고도 교대와 말뚝을 연결시킬 수 있는 수단을 제공하여 말뚝의 종류에 구애받지 않고 다양한 말뚝을 일체식 교대교량에 적용시킬 수 있도록 하며, 교대에 작용하는 회전변위를 탄성적으로 수용하여 교대-말뚝 결합부에 작용하는 휨모멘트를 감소시킬 수 있으며, 말뚝머리부를 교대와 이격시켜 말뚝머리부의 모서리와 교대의 접촉면에 발생하는 교대의 균열 및 탈락을 방지하여 교대-말뚝 결합부의 명확한 거동 및 적용성과 안전성을 향상시킬 수 있는 장치이다.4 to 6, the alternate-pile coupling unit according to the preferred embodiment of the present invention includes a rotation receiving apparatus 20. The rotation receiving apparatus 20 can physically and specifically accommodate rotational displacements and can relieve stress concentration on the rough cutting surface generated at the head of the pile, It is possible to apply a variety of piles to an integral type of bridge without regard to the type of pile and to provide a means to connect the piles to the alternating bridge so as to flexibly receive the rotational displacement acting on the alternation, The moment can be reduced and the pile head can be alternately spaced to prevent alternating cracks and dropouts occurring on the alternate contact surfaces of the head portion of the pile to thereby improve the clear behavior of the pile- to be.

도 4a는 말뚝의 절단면을 나타낸 도면이다.FIG. 4A is a view showing a cut surface of the pile. FIG.

도 4a를 참조하면, 말뚝(10)은 상기 말뚝(10)의 선단이 지지되는 지반 속 양질의 지층을 모두 파악하기 어려우므로 계획상 필요로 하는 길이보다 길게 제작되어 지반 속에 매입된다. 추후 말뚝의 노출부는 교량의 계획높이에 맞도록 현장에서 절취되어 말뚝머리부에 거친 절단면(101)을 가진다. 이러한 절단면(101)은 H-말뚝뿐만 아니라 후술되는 강관말뚝과 콘크리트말뚝에도 공통적으로 발생된다.Referring to FIG. 4A, since the pile 10 is difficult to grasp all the quality layers in the ground where the tip of the pile 10 is supported, the pile 10 is manufactured to be longer than the length required in the plan and embedded in the ground. The exposed portion of the later pile is cut at the site to meet the planned height of the bridge and has a rough cut surface 101 at the head of the pile. This cut surface 101 is generated not only in the H-pile but also in the steel pipe pile and the concrete pile described later.

본 제1 실시예에 따른 회전수용장치(20)는 상기 말뚝머리부의 절단면(101) 위에 설치되는 말뚝캡(21)과, 상기 말뚝캡(21)의 상면에 설치되어 교대(12)의 회전변위(θ)를 압축변형으로 흡수하는 탄성판(22)과, 상기 탄성판(22) 위에 설치되어 일면은 교대(12)에 접하고 타면은 상기 탄성판(22)을 감싸는 보호캡(23)과, 상기 말뚝캡(21)과 탄성판(22)과 보호캡(23)을 관통하여 설치되는 하나 이상의 강봉(24)과, 상기 강봉(24)의 하단에 설치되어 강봉(24)을 H-말뚝(10)에 고정시키는 앵커하판(25) 및 상기 앵커하판(25)의 위 아래로 배치되는 한 쌍의 하부 고정너트(26)와, 상기 강봉(24)의 상단에 설치되어 강봉(24)을 교대(12)에 고정시키는 앵커상판(27) 및 앵커상판(27)의 위 아래로 배치되는 한 쌍의 상부 고정너트(28)를 포함하여 구성된다. The rotation receiving apparatus 20 according to the first embodiment includes a pile cap 21 installed on a cut surface 101 of the head of the pile and a pile cap 21 installed on the pile cap 21 to rotate a protective cap 23 provided on the elastic plate 22 and having one side in contact with the alternating surface 12 and the other surface surrounding the elastic plate 22; At least one steel rod 24 installed to penetrate the pile cap 21, the elastic plate 22 and the protective cap 23 and the steel rod 24 provided at the lower end of the steel rod 24 to be connected to the H- A pair of lower fixing nuts 26 disposed above and below the anchor lower plate 25 and a pair of lower fixing nuts 26 fixed to the anchor lower plate 25 and fixed to the upper ends of the steel rods 24, And an upper plate 27 fixed to the upper plate 12 and a pair of upper fixing nuts 28 arranged above and below the anchor plate 27.

말뚝캡(21)은 말뚝머리부의 절단면(101)을 덮을 수 있는 수평지압판(211)과, 상기 수평지압판(211)의 둘레에 설치되어 말뚝머리부를 측면에서 감싸는 수직보강판(212)을 포함하여 구성된다. 수평지압판(211)은 강봉(24)이 관통되도록 하는 관통홀(211a)을 갖는다. 본 실시 예에서는 2개의 강봉(24)이 적용되어 있어 관통홀(211a)은 수평지압판(211)에 2개소로 형성된다. 수직보강판(212)은 H-말뚝(10)의 외측면을 감싸도록 수평지압판(211)의 둘레에 배치된다.The pile cap 21 includes a horizontal pavement plate 211 that can cover the cut surface 101 of the pile head and a vertical reinforcing plate 212 that is installed around the horizontal pavement plate 211 and surrounds the pile head . The horizontal pressure plate 211 has a through hole 211a through which the steel bar 24 passes. In the present embodiment, two steel rods 24 are applied, and the through holes 211a are formed at two positions on the horizontal pressure plate 211. [ The vertical reinforcing plate 212 is disposed around the horizontal pliers 211 so as to surround the outer surface of the H-pile 10.

상기 수직보강판(212)은 회전수용장치(20)를 H-말뚝(10)에 고정시키기 위해 복수개의 볼트(29)를 체결할 수 있는 동수의 볼트홀(212a)이 형성된다. 또한 수직보강판(212)은 도시되지 않았지만 회전수용장치(20)를 H-말뚝(10)에 고정시키기 위해 수직보강판(212)의 밑단이 H-말뚝(10)에 용접될 수도 있다. 또한 수직보강판(212)은 도시되지 않았지만 회전수용장치(20)를 H-말뚝(10)에 마찰로서 고정되기 위해 수직보강판(212)의 높이(h)가 H-말뚝 폭의 1/3 이상 확보되도록 구성될 수도 있다.The vertical reinforcing plate 212 is formed with a bolt hole 212a having the same number of bolts 29a to which a plurality of bolts 29 can be fastened in order to fix the rotary accommodating unit 20 to the H- The vertical stiffening plate 212 may also be welded to the H-pile 10 with the foot of the vertical stiffening plate 212 to secure the rotation receiving device 20 to the H-pile 10, although not shown. The vertical stiffening plate 212 is not shown but the height h of the vertical stiffening plate 212 is 1/3 of the H-pile width so as to be frictionally fixed to the H- Or more.

정리하자면, 수직보강판(212)은 수평지압판(211)을 H-말뚝(10)에 고정시키기 위한 말뚝캡(21)의 구성요소로서, 볼트 연결방법 또는 용접 연결방법이나 마찰 연결방법 중 어느 하나 또는 그 이상을 사용해도 무방하다. 본 제1 실시예에서는 말뚝머리부와 수직보강판(212)에 각각 형성된 볼트홀(212a)에 볼트(29)를 이용하여 말뚝캡(21)을 H-말뚝(10)에 고정시킨 것을 일 예로 나타낸 것이다.The vertical stiffening plate 212 is a component of the pile cap 21 for securing the horizontal pavement plate 211 to the H-pile 10 and is either a bolt connection method or a welding connection method or a friction connection method Or more may be used. In the first embodiment, the pile cap 21 is fixed to the H-pile 10 using bolts 29 in bolt holes 212a formed in the pile head portion and the vertical reinforcing plate 212, .

탄성판(22)은 상기 말뚝캡(21) 위에 설치되며 강봉(24)이 관통될 수 있는 관통홀(22a)이 구비된다. 상기 탄성판(22)은 교대(12)와 H-말뚝(10)의 강성보다 작은 강성을 가지며, 주로 합성고무패드, 폴리우레탄, FRP 등이 사용될 수도 있다.The elastic plate 22 is provided on the pile cap 21 and has a through hole 22a through which the steel bar 24 can pass. The elastic plate 22 has a stiffness lower than the rigidity of the alternating 12 and the H-pile 10, and may be mainly a synthetic rubber pad, polyurethane, FRP, or the like.

보호캡(23)은 상기 탄성판(22) 위에 설치되며 강봉(24)이 관통될 수 있는 관통홀(23a)이 구비된다. 상기 보호캡(23)은 탄성판(22)과의 접촉면에 홈부(23b)를 갖는다. 홈부(23b)는 탄성판(22)의 너비보다 여유폭(△h)만큼 더 큰 너비를 갖을 수 있다. 여기서 홈부(23b)의 여유폭(△h)은 탄성판(22)의 허용전단변형량 이상이 되도록 형성될 수 있다. 또한 홈부(23b)는 탄성판(22)의 두께보다 여유두께(△v)만큼 더 큰 깊이를 갖을 수 있다. 또한 홈부(23b)의 여유두께(△v)는 2mm 이상이고 탄성판(22) 두께의 절반 이하이며, 교대(12)의 회전변형으로 인해 상기 말뚝캡(21)과 간섭되지 않도록 형성될 수 있다.The protection cap 23 is provided on the elastic plate 22 and has a through hole 23a through which the steel bar 24 can pass. The protective cap 23 has a groove 23b on the contact surface with the elastic plate 22. The groove portion 23b may have a width larger than the width of the elastic plate 22 by the margin width DELTA h. Here, the allowable width? H of the groove portion 23b may be formed to be equal to or larger than an allowable shear deformation amount of the elastic plate 22. The groove portion 23b may have a depth greater than the thickness of the elastic plate 22 by the margin thickness DELTA v. The allowable thickness Δv of the groove portion 23b is not less than 2 mm and not more than half the thickness of the elastic plate 22 and can be formed so as not to interfere with the pile cap 21 due to rotational deformation of the alternating portion 12 .

강봉(24)은 하단부가 말뚝캡(21)과 탄성판(22)과 보호캡(23)에 각각 형성된 관통홀(211a,22a,23a)을 통과하도록 배치된다. 상기 강봉(24)은 말뚝(10) 대비 휨강성을 최소화시키기 위해 후술되는 교대(12) 단면의 중심에 배치되어 콘크리트에 매입 설치된다. 또한 강봉(24)은 연성과 인성을 확보하기 위해 열처리 강봉 또는 PC강봉이 사용될 수 있다. 특히 PC강봉은 일반 구조용 강재에 비해 인장강도가 2∼4배이고, 연성과 인성이 매우 크다. 이러한 PC강봉을 프리스트레스하지 않고 사용할 경우 재료가 보유한 허용응력이 상당하여 일체식 교대교량을 구성하는 타 부재가 파괴 또는 파단되기 전에 PC강봉의 파단은 불가능하므로 교대-말뚝 결합부의 안전성을 향상시키는 효과가 있다. 본 실시 예에서 강봉(24)은 전길이에 나사산이 형성되어 있으나 양단부에만 나사산이 형성될 수도 있다.The steel rods 24 are arranged so that their lower ends pass through the through holes 211a, 22a and 23a formed in the pile cap 21, the elastic plate 22 and the protective cap 23, respectively. The steel rods 24 are disposed at the center of the alternating section 12 to be described later to minimize the flexural stiffness with respect to the pile 10. The steel rods 24 are installed in the concrete. In order to secure the ductility and toughness of the steel bar 24, a heat-treated steel bar or a PC steel bar may be used. In particular, PC steel rods have a tensile strength of 2 to 4 times that of general structural steels, and have high ductility and toughness. When such a PC steel bar is used without a prestressing, the allowable stress of the material is significant, so that it is not possible to break the PC steel bar before the other members constituting the integral bridge are broken or broken, so that the safety of the alternating- have. In this embodiment, the steel rods 24 are formed with threads in their entire lengths, but they may be formed only at both ends.

앵커하판(25)은 강봉(24)이 관통될 수 있는 관통홀(25a)이 구비되며, 상기 관통홀(25a)을 통해 강봉(24)의 하단에 앵커하판(25)이 삽입되며, 한 쌍의 하부 고정너트(26)가 앵커하판(25)의 하면과 보호캡(23)의 상면에 각각 설치되어 강봉(24)에 나사 결합으로 고정된다.The anchor lower plate 25 is provided with a through hole 25a through which the steel bar 24 can pass and the lower anchor plate 25 is inserted into the lower end of the steel bar 24 through the through hole 25a, The lower fixing nut 26 is fixed to the lower surface of the lower anchor plate 25 and the upper surface of the protection cap 23 by screws.

상기 앵커하판(25)과 한 쌍의 하부 고정너트(26)는 강봉(24)을 말뚝캡(21)에 고정시키는 역할을 수행하며, 상기 말뚝캡(21)은 볼트 연결방법 또는 용접 연결방법이나 마찰 연결방법을 통해 H-말뚝(10)에 연결되어 있으므로 종국에는 앵커하판(25)과 한 쌍의 하부 고정너트(26)는 강봉(24)을 H-말뚝(10)에 고정시키는 역할을 수행한다.The anchor lower plate 25 and the pair of lower fixing nuts 26 serve to fix the steel rods 24 to the pile cap 21 and the pile cap 21 can be connected by a bolt connection method or a welding connection method The anchor lower plate 25 and the pair of lower fixing nuts 26 serve to fix the steel rods 24 to the H-pile 10 because they are connected to the H-pile 10 through the friction connection method. do.

앵커상판(27)은 강봉(24)이 관통될 수 있는 관통홀(27a)이 구비되며, 상기 관통홀(27a)을 통해 강봉(24)의 상단에 앵커상판(27)이 삽입되며, 한 쌍의 상부 고정너트(28)가 앵커상판(27)의 상하면에 각각 설치되어 강봉(24)에 나사 결합으로 고정된다.The anchor upper plate 27 is provided with a through hole 27a through which the steel bar 24 can pass and an anchor upper plate 27 is inserted into the upper end of the steel bar 24 through the through hole 27a, The upper fixing nut 28 is fixed to the upper end of the anchor upper plate 27 by screws.

상기 앵커상판(27)은 추후 시공하게 되는 교대(12)에 매입되므로 종국에는 앵커상판(27)과 한 쌍의 상부 고정너트(28)는 강봉(24)을 교대(12)에 고정시키는 역할을 수행한다.The anchor upper plate 27 and the pair of upper fixing nuts 28 serve to fix the steel rods 24 to the shift 12 since the anchor upper plate 27 is embedded in the alternation 12 to be installed later .

회전수용장치(20)는 공장에서 말뚝캡(21), 탄성판(22), 보호캡(23), 강봉(24), 앵커하판(25)과 한 쌍의 하부 고정너트(26), 앵커상판(27)과 한 쌍의 상부 고정너트(28)가 우선 조립된 후, 현장으로 운송하여 말뚝(10)의 말뚝머리부에 얹는 다음 볼트 연결방법 또는 용접 연결방법이나 마찰 연결방법을 사용해서 H-말뚝(10)에 간단히 설치를 완료할 수가 있다. 즉 회전수용장치(20)는 공장에서 모듈화되어 현장에 간단히 설치하는 것으로 도 7a와 같이 교대-말뚝 결합부가 완료되므로 시공이 간편해지는 효과가 있다.The rotation receiving apparatus 20 is provided with a pile cap 21, an elastic plate 22, a protective cap 23, a steel bar 24, an anchor lower plate 25 and a pair of lower fixing nuts 26, The upper fixing nut 28 and the pair of upper fixing nuts 28 are first assembled and then transported to the site and placed on the pile head of the pile 10. Then, It is possible to complete the installation simply with the pile 10. That is, the rotary accommodation device 20 is modularized in the factory and is simply installed on the site, so that the alternate-pile coupling portion is completed as shown in FIG. 7A, so that the construction is simplified.

도 7a는 본 발명의 제1 실시예인 교대-말뚝 결합부에서 교대가 시공되어 완성된 것을 나타낸 종단면도이고, 도 7b는 도 7a에 도시된 교대-말뚝 결합부에서 교대가 시공되어 완성된 것을 나타낸 평면도이다.FIG. 7A is a longitudinal sectional view showing completion of the alternating-pile joint portion according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the alternate-pile joint portion shown in FIG. FIG.

앞서 H-말뚝(10)에 회전수용장치(20)가 설치된 다음, 비구조체로 시공성 확보와 주 구조물용 콘크리트 타설 시 품질확보를 위해 버림 콘크리트(11)가 타설되며, 추후 버림 콘크리트(11) 위에 교대(12)가 시공된다.After the rotary receiving device 20 is installed on the H-pile 10, the concrete structure 11 is placed in order to secure the workability with the non-structural body and to secure the quality when pouring the concrete for the main structure. An alternation 12 is constructed.

버림 콘크리트(11)의 상면이 교대(12)의 하면이 되므로, H-말뚝(10)의 말뚝머리부가 교대(12)에 매입되지 않도록 버림 콘크리트(11)의 상면은 탄성판(22)과 보호캡(23)의 두께 내에 배치됨이 바람직하다.The upper surface of the abandoned concrete 11 is the lower surface of the alternation 12 so that the upper surface of the abandoned concrete 11 is prevented from being damaged by the elastic plate 22 and the protection plate 12 so that the pile head of the H- It is preferable that it is disposed within the thickness of the cap 23.

도 8은 본 발명의 제1 실시예인 교대-말뚝 결합부에서 교대의 회전변위를 회전수용장치가 흡수하는 것을 나타낸 종단면도이다.FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing that the rotation receiving apparatus absorbs alternating rotational displacements in the alternating-pile coupling portion according to the first embodiment of the present invention. FIG.

일체식 교대교량의 상부구조는 역학에서 휨부재로 분류되며, 상부구조가 하중에 의해 휘어짐에 따라 상기 상부구조와 일체화된 교대(12)에는 H-말뚝(10)을 기준으로 회전변위(θ)가 발생된다.The upper structure of the integral type alternating bridge is classified as a flexural member in the dynamics and a rotation displacement (?) Is defined in the alternation (12) integrated with the upper structure as the upper structure is warped by the load, Is generated.

회전수용장치(20)내 강봉(24)은 선부재로서 휨강성이 미소하여 회전변위(θ)에 저항하지 못하며, 더불어 탄성판(22)이 상기 회전변위(θ)를 탄성적인 압축변형을 통해 수용함으로써 교대-말뚝 결합부에 작용하는 휨모멘트를 “0”에 가깝게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.The steel bar 24 in the rotation receiving device 20 is a linear member and has a small bending stiffness so that it can not resist the rotational displacement θ and that the elastic plate 22 is capable of receiving the rotational displacement? The bending moment acting on the alternate-pile coupling portion can be reduced to be close to " 0 ".

즉, 본 발명의 회전수용장치(20)는 탄성판(22)이 회전변위(θ)를 탄성적인 압축변형을 통해 직접 수용함으로써 물리적으로 명확하게 회전변위를 수용할 수 있고, 말뚝머리부에 말뚝캡(21)을 설치함으로써 거친 절단면(101)으로 발생되는 응력집중을 완화시킬 수 있으며, H-말뚝(10)이 직접 교대(12)에 근입됨이 없이 강봉(24)이 교대(12)와 H-말뚝(10)을 연결시킴으로써 말뚝의 종류에 구애받지 않고 다양한 말뚝을 일체식 교대교량에 적용시킬 수 있으며, 탄성판(22)을 통한 회전변위(θ)의 수용으로 교대-말뚝 결합부에 작용하는 휨모멘트를 감소시킬 수 있으며, 말뚝캡(21)과 탄성판(22)과 보호캡(23)의 두께만큼 H-말뚝(10)을 교대(12)와 이격시켜 말뚝머리부의 모서리와 접촉면에 발생하는 교대의 균열 및 탈락을 방지하는 효과가 있다.In other words, the rotation receiving apparatus 20 of the present invention is capable of physically and clearly receiving the rotational displacement by directly receiving the rotational displacement (?) Through elastic compression deformation of the elastic plate 22, It is possible to relieve the concentration of stress generated in the coarse cut surface 101 by providing the cap 21 and to prevent the steel rods 24 from being displaced by the shift 12 By connecting the H-pile 10, various piles can be applied to the integral bridge without being affected by the type of pile. The pile can be applied to the alternating-pile joint by receiving the rotational displacement (?) Through the elastic plate 22 The bending moment acting on the pile head can be reduced and the H-pile 10 is separated from the alternate 12 by the thickness of the pile cap 21, the elastic plate 22 and the protective cap 23, There is an effect of preventing alternating cracks and dropouts occurring in the substrate.

도 9a는 본 발명의 제2 실시예인 교대-말뚝 결합부에서 교대가 시공되어 완성된 것을 나타낸 종단면도이고, 도 9b는 도 9a에 도시된 교대-말뚝 결합부에서 교대가 시공되어 완성된 것을 나타낸 평면도이다. 본 제2 실시예는, 제1 실시예의 회전수용장치(20)와 상세는 동일하며, 다만 H-말뚝(10)이 교축방향에 대해 약축방향으로 배치됨에 따라 회전수용장치(20) 역시 제1 실시예에서 90도 회전되어 설치된다.FIG. 9A is a vertical sectional view showing completion of the alternate-pile joint portion according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a cross-sectional view of the alternate-pile joint portion shown in FIG. FIG. The second embodiment is the same in details as the rotation receiving apparatus 20 of the first embodiment except that the H-pile 10 is arranged in the direction of the axially axis with respect to the throttling direction, In the embodiment, it is installed rotated by 90 degrees.

본 제2 실시예에서 강봉(24)은 교축방향으로 나란히 2개가 배치됨에 따라 휨강성을 최소화시키기 위해 각 강봉(24) 사이의 간격은 H-말뚝(10) 폭의 절반을 초과하지 않는 것이 바람직하다.In the second embodiment, since two steel rods 24 are arranged side by side in the throttle direction, it is preferable that the interval between each steel rods 24 does not exceed half the width of the H-pile 10 in order to minimize the bending stiffness .

도 10a는 본 발명의 제3 실시예인 교대-말뚝 결합부를 나타낸 종단면도이고, 도 10b는 도 10a에 도시된 교대-말뚝 결합부를 나타낸 횡단면도이며, 도 10c는 도 10a에 도시된 교대-말뚝 결합부를 나타낸 평면도이다. 또한 도 11a는 본 발명의 제3 실시예인 교대-말뚝 결합부의 회전수용장치를 나타낸 사시도이고, 도 11b는 도 11a에 도시된 회전수용장치의 조립 분해를 나타낸 분리사시도이며, 도 11c는 도 11b에 도시된 회전수용장치 중 말뚝캡을 나타낸 사시도이다. 본 제3 실시예에서는, 말뚝은 교축방향에 대해 강축방향뿐만 아니라 약축방향으로도 배치될 수 있는 H-말뚝(10)임을 전제로 한다.FIG. 10A is a longitudinal sectional view showing an alternate-pile coupling portion according to a third embodiment of the present invention, FIG. 10B is a transverse sectional view showing the alternate-pile coupling portion shown in FIG. 10A, Fig. 11A is a perspective view showing a rotation receiving apparatus of an alternating-pile coupling unit according to a third embodiment of the present invention, FIG. 11B is an exploded perspective view showing assembly disassembly of the rotation receiving apparatus shown in FIG. 11A, 1 is a perspective view showing a pile cap of the illustrated rotation receiving device. In the third embodiment, it is assumed that the pile is an H-pile 10 which can be arranged not only in the direction of the strong axis but also in the direction of the weak axis with respect to the throttling direction.

본 제3 실시예에서 회전수용장치(20)는 제1 실시예의 회전수용장치(20)에서 말뚝갭(21)을 제외하고 동일한 구성을 갖는다. 따라서 변형된 말뚝캡(21)에 대한 설명만으로 제3 실시예의 전체 설명을 갈음하기로 한다.In the third embodiment, the rotation receiving apparatus 20 has the same configuration except for the pile gap 21 in the rotation receiving apparatus 20 of the first embodiment. Therefore, the description of the modified pile cap 21 will be omitted.

변형된 말뚝캡(21)은 말뚝머리부의 절단면(101)을 덮을 수 있는 수평지압판(211)과, 상기 수평지압판(211) 아래에 설치되어 말뚝머리부를 측면에서 감싸는 수직보강판(212)과, 상기 수직보강판(212) 아래에 횡방향으로 설치되는 수평보강판(213)을 포함하여 구성된다.The deformed pile cap 21 includes a horizontal pavement plate 211 capable of covering the cut surface 101 of the pile head portion, a vertical reinforcing plate 212 installed below the horizontal pavement plate 211 and surrounding the pile head portion from the side, And a horizontal reinforcing plate 213 installed horizontally below the vertical reinforcing plate 212.

수평지압판(211)과 수평보강판(213)은 강봉(24)이 관통되도록 하는 관통홀(211a,213a)을 각각 갖는다. 수직보강판(212)은 H-말뚝(10)의 내측면을 감싸도록 배치된다. 상기 수직보강판(212)은 회전수용장치(20)를 H-말뚝(10)에 고정시키기 위해 볼트(29)를 체결할 수 있는 볼트홀(212a)이 구비될 수도 있다.The horizontal support plate 211 and the horizontal reinforcing plate 213 have through holes 211a and 213a through which the steel rods 24 pass, respectively. The vertical stiffening plate 212 is disposed to surround the inner surface of the H-pile 10. The vertical reinforcing plate 212 may be provided with a bolt hole 212a for fastening the bolt 29 to fix the rotation receiving device 20 to the H-pile 10.

또한 수직보강판(212)은 도시되지 않았지만 회전수용장치(20)를 H-말뚝(10)에 고정시키기 위해 수직보강판(212)의 밑단이 H-말뚝(10)에 용접될 수도 있다.The vertical stiffening plate 212 may also be welded to the H-pile 10 with the foot of the vertical stiffening plate 212 to secure the rotation receiving device 20 to the H-pile 10, although not shown.

또한 수직보강판(212)은 도시되지 않았지만 회전수용장치(20)를 H-말뚝(10)에 마찰로서 고정되기 위해 수직보강판(212)의 높이(h)가 H-말뚝 폭의 1/3 이상 확보되도록 구성될 수도 있다.The vertical stiffening plate 212 is not shown but the height h of the vertical stiffening plate 212 is 1/3 of the H-pile width so as to be frictionally fixed to the H- Or more.

정리하자면, 수직보강판(212)은 수평지압판(211)을 H-말뚝(10)에 고정시키기 위한 말뚝캡(21)의 구성요소로서, 볼트 연결방법 또는 용접 연결방법이나 마찰 연결방법 중 어느 하나 또는 그 이상을 사용해도 무방하다. 본 제3 실시예에서는 말뚝머리부와 말뚝캡(21)의 수직보강판(212)에 각각 형성된 볼트홀(212a)에 볼트(29)를 이용하여 말뚝캡(21)을 H-말뚝(10)에 고정시킨 것을 나타낸다.The vertical stiffening plate 212 is a component of the pile cap 21 for securing the horizontal pavement plate 211 to the H-pile 10 and is either a bolt connection method or a welding connection method or a friction connection method Or more may be used. The pile cap 21 is connected to the H-pile 10 using bolts 29 in bolt holes 212a formed in the vertical reinforcing plate 212 of the pile head and the pile cap 21, As shown in Fig.

수평보강판(213)은 수평지압판(211)과 더불어 말뚝캡(21)에서 강봉(24)을 2개소에서 횡방향으로 구속시킴에 따라 강봉(24)에 작용하는 전단력을 절반으로 각각 분산시키는 효과가 있다.The horizontal reinforcing plate 213 is provided with the effect of dispersing the shear force applied to the steel rods 24 in half by restricting the steel rods 24 in the lateral direction at two places in the pile cap 21 together with the horizontal pressure plate 211 .

도 12는 본 발명의 제4 실시예인 교대-말뚝 결합부를 나타낸 평면도이며, 도 13a는 본 발명의 제4 실시예인 교대-말뚝 결합부에서 교대가 시공되어 완성된 것을 나타낸 종단면도이고, 도 13b는 도 13a에 도시된 교대-말뚝 결합부에서 교대가 시공되어 완성된 것을 나타낸 평면도이다. 본 제4 실시예에서는, 말뚝(10)은 강관말뚝인 것을 전제로 한다. 후술되는 도 15a 내지 도 15c는 제5 실시예에 대한 것이나 본 제4 실시예와 유사한 원형말뚝에 사용되는 회전수용장치(20)의 사시도를 나타내므로 상세는 도 15a 내지 15c를 참조한다.FIG. 12 is a plan view showing an alternate-pile coupling portion according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 13a is a vertical sectional view showing completion of the alternating-pile coupling portion, which is a fourth embodiment of the present invention, FIG. 13A is a plan view showing that the alternating-pile joint portion shown in FIG. In the fourth embodiment, it is assumed that the pile 10 is a steel pipe pile. 15A to 15C, which will be described later, show a perspective view of a rotation receiving apparatus 20 used for a circular pile similar to that of the fifth embodiment, but the details are described with reference to Figs. 15A to 15C.

본 제4 실시예에 적용된 말뚝(10')은 원형 강관말뚝으로서, 제1 내지 제3 실시예에 적용된 H-말뚝(10)과 형상이 상이하므로 본 제4 실시예의 말뚝머리부에 설치되는 회전수용장치(20)는 사각형에서 원형으로 변형되나, 앞서 설명한 실시예와 일관된 목적과 구성요소를 가진다.Since the pile 10 'applied to the fourth embodiment is a circular steel pipe pile having a shape different from that of the H-pile 10 applied to the first to third embodiments, the pile 10' The receiving device 20 is deformed from a rectangle to a circle, but has objects and components consistent with the embodiments described above.

또한 본 제4 실시예에서는 회전수용장치(20)의 설치와 시공이 간편하도록 회전수용장치(20) 외에 가설재인 강봉받침대(30)가 더 포함된다.In addition, the fourth embodiment further includes a steel bar support 30, which is a construction material, in addition to the rotation receiving device 20, so that the installation and construction of the rotation receiving device 20 can be simplified.

본 제4 실시예에 따른 회전수용장치(20)에서 전술한 실시 예와 동일한 구성은 동일 부호를 사용한다. 본 제4 실시예에 따른 회전수용장치(20)는 상기 말뚝머리부의 절단면(101) 위에 설치되는 원형 말뚝캡(21')과, 상기 원형 말뚝캡(21') 위에 설치되는 원형 탄성판(22')과, 상기 원형 탄성판(22') 위에 설치되어 일면은 교대(12)에 접하고 타면은 상기 원형 탄성판(22')을 감싸는 원형 보호캡(23')과, 상기 원형 말뚝캡(21')과 원형 탄성판(22')과 원형 보호캡(23')을 관통하여 설치되는 강봉(24)과, 상기 강봉(24)의 하단에 설치되어 속채움 콘크리트(102)를 통해 강봉(24)을 강관말뚝(10')에 고정시키는 앵커하판(25) 및 상기 앵커하판(25)의 위 아래로 배치되는 한 쌍의 하부 고정너트(26)와, 상기 강봉(24)의 상단에 설치되어 강봉(24)을 교대(12)에 고정시키는 앵커상판(27) 및 앵커상판(27)의 위 아래로 배치되는 한 쌍의 상부 고정너트(28)를 포함하여 구성된다.In the rotation receiving apparatus 20 according to the fourth embodiment, the same components as those of the above-described embodiment are designated by the same reference numerals. The rotation receiving apparatus 20 according to the fourth embodiment includes a circular pile cap 21 'installed on a cut surface 101 of the pile head and a circular elastic plate 22' provided on the circular pile cap 21 ' A circular protective cap 23 'installed on the circular elastic plate 22', one side of which is in contact with the alternating surface 12 and the other side of which encircles the circular elastic plate 22 ', and the circular pile cap 21' A steel bar 24 installed at a lower end of the steel bar 24 to penetrate through the circular reinforcing plate 22 'and the circular protective cap 23' A pair of lower fixing nuts 26 disposed above and below the anchor lower plate 25 and fixed to the upper end of the steel bar 24; An anchor upper plate 27 for fixing the steel rods 24 to the shift 12 and a pair of upper fixing nuts 28 arranged above and below the anchor upper plate 27. [

원형 말뚝캡(21')은 말뚝머리부의 절단면(101)을 덮을 수 있는 원형 수평지압판(211')과, 상기 원형 수평지압판(211') 아래에 설치되어 말뚝머리부를 측면에서 감싸는 원형 수직보강판(212')을 포함하여 구성된다. 원형 수평지압판(211')은 강봉(24)이 관통되도록 하는 관통홀(211a')을 갖는다. 상기 원형 수평지압판(211')에 형성된 관통홀(211a')의 최대 직경은 강관말뚝(10')의 내경이고, 최소 직경은 강봉(24)의 직경에 도로교설계기준에 제시된 여유치인 +2~+8mm를 더한 크기가 될 수 있다.The circular pile cap 21 'includes a circular horizontal pavement plate 211' capable of covering the cut surface 101 of the pile head and a circular vertical reinforcing plate 211 'installed below the circular pavement plate 211' (212 '). The circular horizontal pliers 211 'have through holes 211a' through which the steel rods 24 pass. The maximum diameter of the through hole 211a formed in the circular horizontal pneumatic plate 211 'is the inner diameter of the steel pipe pile 10' and the minimum diameter is the diameter of the steel bar 24, + 8mm plus the size can be.

상기 원형 수평지압판(211')의 목적이 절단면(101)을 덮어 응력집중을 완화시키는데 있으므로, 상기 관통홀(211a')의 크기는 재료까지 절감되는 강관말뚝(10')의 내경이 됨이 바람직하다. 원형 수직보강판(212')은 강관말뚝(10')의 외측면을 감싸도록 배치된다. 상기 원형 수직보강판(212')은 회전수용장치(20)를 강관말뚝(10')에 고정시키기 위해 볼트(미도시)를 체결할 수 있는 볼트홀(212'a)이 구비될 수도 있다. 또한 원형 수직보강판(212')은 도시되지 않았지만 회전수용장치(20)를 강관말뚝(10')에 고정시키기 위해 원형 수직보강판(212')의 밑단이 강관말뚝(10')에 용접될 수도 있다. 또한 원형 수직보강판(212')은 도시되지 않았지만 회전수용장치(20)를 강관말뚝(10')에 마찰로서 고정되기 위해 원형 수직보강판(212')의 높이(h)가 강관말뚝(10') 직경(D)의 1/3 이상 확보되도록 구성될 수도 있다.Since the purpose of the circular horizontally supporting plate 211 'covers the cut surface 101 to relieve stress concentration, the size of the through hole 211a' is preferably the inner diameter of the steel pipe pile 10 ' Do. The circular vertical stiffening plate 212 'is arranged to surround the outer surface of the steel pipe pile 10'. The circular vertical stiffening plate 212 'may be provided with a bolt hole 212'a for fastening a bolt (not shown) to fix the rotation receiving device 20 to the steel pipe pile 10'. The circular vertical stiffening plate 212 'is not shown but the hem of the circular vertical stiffening plate 212' is welded to the steel pipe pile 10 'in order to fix the rotation receiving device 20 to the steel pipe pile 10' It is possible. The circular vertical reinforcing plate 212 'is not shown but the height h of the circular vertical reinforcing plate 212' is larger than that of the steel pipe pile 10 'in order to fix the rotation receiving device 20 to the steel pipe pile 10' ') Of the diameter D is secured.

정리하자면, 원형 수직보강판(212')은 원형 수평지압판(211')을 강관말뚝(10')에 고정시키기 위한 원형 말뚝캡(21')의 구성요소로서, 볼트 연결방법 또는 용접 연결방법이나 마찰 연결방법 중 어느 하나 또는 그 이상을 사용해도 무방하다. 본 제4 실시예에서는 말뚝머리부와 원형 수직보강판(212')에 각각 형성된 볼트홀(212'a)에 볼트(29)를 이용하여 원형 말뚝캡(21')을 강관말뚝(10')에 고정시킨 것을 일 예로 나타낸 것이다.In summary, the circular vertical stiffening plate 212 'is a component of the circular pile cap 21' for fixing the circular horizontal pavement 211 'to the steel pipe pile 10' Any one or more of friction connection methods may be used. In the fourth embodiment, the circular pile cap 21 'is inserted into the steel pipe pile 10' by using bolts 29 in the bolt holes 212'a formed in the pile head portion and the circular vertical reinforcing plate 212 ' As shown in Fig.

원형 탄성판(22')은 상기 원형 말뚝캡(21') 위에 설치되며 강봉(24)이 관통될 수 있는 관통홀(22a')이 구비된다. 상기 원형 탄성판(22')은 교대(12)와 강관말뚝(10')의 강성보다 작은 강성을 가지며, 주로 합성고무패드, 폴리우레탄, FRP 등이 사용될 수도 있다.The circular elastic plate 22 'is provided on the circular pile cap 21' and has a through hole 22a 'through which the steel rod 24 can pass. The circular elastic plate 22 'has a smaller stiffness than the rigidity of the alternating 12 and the steel pipe pile 10', and a synthetic rubber pad, polyurethane, FRP, or the like may be mainly used.

원형 보호캡(23')은 상기 원형 탄성판(22') 위에 설치되며 강봉(24)이 관통될 수 있는 관통홀(23a')이 구비된다. 상기 원형 보호캡(23')은 원형 탄성판(22')과의 접촉면에 홈부(23b')를 갖는다. 홈부(23b')는 원형 탄성판(22')의 직경에 여유폭(△h)이 더 구비된다. 또한 홈부(23b')는 원형 탄성판(22')의 두께에 여유두께(△v)가 더 구비된다. 여기서 홈부(23b')의 여유폭(△h)은 원형 탄성판(22')의 허용전단변형량 이상이 되도록 형성될 수 있다. 또한 홈부(23b')의 여유두께(△v)는 2mm 이상이고 원형 탄성판(22') 두께의 절반 이하이며, 교대(12)의 회전변형으로 인해 상기 원형 말뚝캡(21')과 간섭되지 않도록 형성될 수 있다.The circular protective cap 23 'is provided on the circular elastic plate 22' and has a through hole 23a 'through which the steel rod 24 can pass. The circular protective cap 23 'has a groove 23b' on the contact surface with the circular elastic plate 22 '. The groove portion 23b 'is further provided with a margin width Δh in the diameter of the circular elastic plate 22'. The groove 23b 'is further provided with a margin thickness Δv in the thickness of the circular elastic plate 22'. Here, the allowable width? H of the groove 23b 'may be formed to be equal to or larger than the allowable shear deformation amount of the circular elastic plate 22'. The allowable thickness Δv of the groove portion 23b 'is not less than 2 mm and less than half the thickness of the circular elastic plate 22' and does not interfere with the circular pile cap 21 ' .

상기 원형 탄성판(22')과 원형 보호캡(23')에 형성된 관통홀(22a',23a')의 직경은 후술되는 속채움 콘크리트(102)의 시공방법에 따라 결정된다. 속채움 콘크리트(102)가 교대 벽체와 별도로 타설될 경우, 상기 관통홀(22a',23a')의 직경은 강봉(24)의 직경에 도로교설계기준에 제시된 여유치인 +2~+8mm를 더한 크기가 될 수 있다.The diameters of the through holes 22a 'and 23a' formed in the circular elastic plate 22 'and the circular protective cap 23' are determined according to the method of constructing the quick filler concrete 102 described later. The diameter of the through holes 22a 'and 23a' is larger than the diameter of the steel rods 24 plus +2 to +8 mm, which is an allowance value given in the design standard of the bridge design, when the filled concrete 102 is installed separately from the alternating wall body. .

속채움 콘크리트(102)가 교대 벽체와 동시에 타설될 경우, 상기 관통홀(22a',23a')은 콘크리트가 타설될 통로로도 사용되며 최대 직경은 강관말뚝(10') 직경의 절반이고, 최소 직경은 후술할 횡지지대(31)측 지지너트(311)의 너비에 80mm를 더한 크기가 될 수 있다.The through holes 22a 'and 23a' are also used as a passage through which the concrete is to be installed. The maximum diameter is half of the diameter of the steel pipe pile 10 ', and the minimum The diameter may be a value obtained by adding 80 mm to the width of the support nut 311 on the lateral support 31 to be described later.

상기 관통홀(22a',23a')의 최대 직경 제한은 콘크리트의 휨인장성능을 제한하기 위해서이다. 통상 구조설계에서 콘크리트의 인장성능이 무시되는 것이 관례이나, 회전수용장치(20)에서 회전변위(θ)의 흡수 능력을 극대화시키기 위해 콘크리트의 휨인장성능을 최소화시켜야 한다.The maximum diameter limitation of the through-holes 22a 'and 23a' is to limit the bending tensile performance of the concrete. In general, it is customary that the tensile performance of concrete is neglected in the structural design. However, in order to maximize the absorption capacity of the rotational displacement (?) In the rotation receiving apparatus 20, the bending tensile performance of the concrete should be minimized.

원형단면의 콘크리가 받을 수 있는 균열 모멘트(Mr)은 다음과 같다.The crack moment (Mr) that can be received by the circular cross section concrete is as follows.

여기서, d는 원형단면의 직경이고, fr은 허용균열응력으로서 도로교설계기준에 명시되어 있으며 통상적으로 기준압축강도의 10% 정도의 값을 가진다. Here, d is the diameter of the circular cross-section, and fr is the allowable crack stress, which is specified in the design standard for the bridge, and usually has a value of about 10% of the reference compressive strength.

원형 탄성판(22')과 원형 보호캡(23')에 형성된 관통홀(22a',23a')의 직경을 강관말뚝(10') 직경의 1/2로 제한될 경우 상기 식에서 d³ 대신 (1/2d)³이 적용되어 균열 모멘트는 0.125·Mr이 된다.When limiting the diameter of the circular elastic member (22 ') and a circular protective cap (23' through-hole (22a ', 23a') formed on) a steel pipe pile (10 ') one-half of the diameter d ³ wherein instead of the ( 1 / 2d) ³ is applied and the crack moment is 0.125 · Mr.

일반적인 구조설계에서 부재의 허용응력은 설계하중 대비 110% 내외이다. 시공 중의 경우 고정하중이 지배적이며 완성계 대비 2~3배 정도의 허용응력을 가지므로 시공 중 최대 허용응력은 대략 300% 내외이다. 이러한 허용응력이 12.5%로 감소되면 최종 허용응력은 37.5%(=300×0.125)가 된다. 허용응력은 설계하중 대비 100% 이상이 되어야 안전하므로 결국 상기 관통홀(22a',23a')로 인해 콘크리트 단면은 반드시 균열이 발생된다.In general structural design, the allowable stress of members is about 110% of design load. The maximum allowable stress during construction is around 300%, because the fixed load is dominant during construction and it has an allowable stress of about 2 ~ 3 times compared to that of finished steel. When the allowable stress is reduced to 12.5%, the final allowable stress is 37.5% (= 300 × 0.125). The permissible stress must be at least 100% of the design load so that the concrete section is always cracked due to the through holes 22a 'and 23a'.

따라서 상기 관통홀(22a',23a')의 최대 직경을 강관말뚝(10') 직경의 절반으로 제한함으로써, 관통홀(22a',23a')의 직경에 해당하는 콘크리트는 시공 중에 휨균열이 발생되어 회전변위(θ)에 저항하지 못함에 따라 제1 내지 제3 실시예와 동일하게 강봉(24)만이 유일한 연결부재가 되며, 시공단계에서 공용수명에 이르기까지 동일한 구조계를 가지게 된다.Therefore, by limiting the maximum diameter of the through holes 22a 'and 23a' to half the diameter of the steel pipe pile 10 ', the concrete corresponding to the diameter of the through holes 22a' and 23a ' The steel rods 24 are the only connecting members as in the first to third embodiments and have the same structure from the construction stage to the common life span.

강봉(24)은 원형 말뚝캡(21')과 원형 탄성판(22')과 원형 보호캡(23')에 각각 형성된 관통홀(211a',22a',23a')을 통과하도록 배치된다. 상기 강봉(24)은 말뚝(10) 대비 휨강성을 최소화시키기 위해 교대(12) 단면의 중심에 배치되어 교대 벽체에 매입 설치된다.The steel rods 24 are arranged to pass through the through holes 211a ', 22a' and 23a 'formed in the circular pile cap 21', the circular elastic plate 22 'and the circular protective cap 23', respectively. The steel rods 24 are disposed at the center of the alternating section 12 in order to minimize flexural stiffness with respect to the pile 10 and are embedded in the alternating wall.

상기 앵커하판(25)과 한 쌍의 하부 고정너트(26)는 강봉(24)을 속채움 콘크리트(102)에 고정시키는 역할을 수행하며, 상기 속채움 콘크리트(102)는 강관말뚝(10')에 구속되어 있으므로 종국에는 앵커하판(25)과 한 쌍의 하부 고정너트(26)는 강봉(24)을 강관말뚝(10')에 고정시키는 역할을 수행한다.The anchor lower plate 25 and the pair of lower fixing nuts 26 serve to fix the steel rods 24 to the quick filler concrete 102. The quick filler concrete 102 has a function of fixing the steel pipe pile 10 ' The anchor lower plate 25 and the pair of lower fixing nuts 26 serve to fix the steel rods 24 to the steel pipe pile 10 '.

강봉(24)은 강봉받침대(30)를 이용하여 강관말뚝(10')에 설치된다.The steel bar 24 is installed in the steel pipe pile 10 'by using the steel bar bracket 30.

강봉받침대(30)는 강봉(24)의 중간에 방사형태로 설치되는 횡지지대(31)와, 원형 수평지압판(211)의 내면인 관통홀(211a')에 구비되는 브라켓(32)과, 상기 브라켓(32)에 너트(33)로 고정되어 강관말뚝(10')의 하방으로 설치되는 매달기봉(34)과, 상기 매달기봉(34)의 끝단에 너트(35)로 고정되는 원형의 받침판(36)을 포함한다.The steel bar support 30 includes a transverse support 31 disposed radially in the middle of the steel bar 24, a bracket 32 provided in the through hole 211a ', which is the inner surface of the circular horizontal support plate 211, A hanging bar 34 fixed to the bracket 32 by a nut 33 and installed below the steel pipe pile 10 'and a circular pedestal fixed to the end of the hanging bar 34 by a nut 35 36).

횡지지대(31)는 지지너트(311)와 상기 지지너트(311)에 용접되어 방사형태로 배치되는 방사철근(312)을 포함한다. 방사철근(312)은 강봉(24)의 위치 고정을 위해 3개 이상 배치됨이 바람직하다. 브라켓(32)은 ㄱ형강 또는 L형태의 판재이며, 일단은 원형 수평지압판(211)의 내면인 관통홀(211a')에 용접되며, 타단에는 매달기봉(34)을 설치하기 위한 고정홀(32a)이 구비된다. 받침판(36)은 매달기봉(34)을 설치하기 위한 고정홀(361)이 구비되며, 중앙에는 강봉(24)을 끼울 수 있는 삽입홀(362)이 더 구비된다. 상기 브라켓(32)과 매달기봉(34)은 세트로 3개 이상 설치됨이 바람직하다.The transverse support 31 includes a support nut 311 and a radial reinforcement 312 welded to the support nut 311 and disposed radially. It is preferable that three or more radiating bars 312 are disposed for fixing the position of the steel rods 24. One end of the bracket 32 is welded to the through hole 211a 'which is the inner surface of the circular horizontal support plate 211 and the other end is provided with a fixing hole 32a . The support plate 36 is provided with a fixing hole 361 for mounting the bar 36 every month and further has an insertion hole 362 at the center for inserting the steel bar 24 therein. It is preferable that three or more sets of the bracket 32 and the hanging rods 34 are provided as a set.

이러한 강봉받침대(30)를 통해 강봉(24)을 상기 강봉받침대(30)에 얹는 작업만으로 간단하게 강봉(24)을 강관말뚝(10')에 설치할 수 있으며, 추후 속채움 콘크리트(102)를 지지할 수 있는 받침대 역할을 동시에 수행하므로 시공이 편리해지는 효과가 있다.The steel rods 24 can be easily installed on the steel pipe pile 10 'by simply placing the steel rods 24 on the steel rod pedestal 30 through the steel rod rods 30, It is possible to simplify the construction.

도 14는 본 발명의 제5 실시예인 교대-말뚝 결합부에서 교대가 시공되어 완성된 것을 나타낸 종단면도이고, 도 15a는 본 발명의 제5 실시예인 교대-말뚝 결합부의 회전수용장치를 나타낸 사시도이다. 또한 도 15b는 도 15a에 도시된 회전수용장치의 조립을 나타낸 분리사시도이고, 도 15c는 도 15b에 도시된 회전수용장치 중 말뚝캡을 나타낸 사시도이다. 본 제5 실시예에서는, 말뚝은 PSC·PHC·RC말뚝을 총칭하는 콘크리트말뚝임을 전제로 한다.FIG. 14 is a vertical sectional view showing completion of an alternate construction in an alternating-pile coupling portion according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 15A is a perspective view showing a rotation receiving device of an alternating- pile coupling portion according to a fifth embodiment of the present invention . Fig. 15B is an exploded perspective view showing the assembly of the rotation receiving apparatus shown in Fig. 15A, and Fig. 15C is a perspective view showing the pile cap of the rotation receiving apparatus shown in Fig. 15B. In this fifth embodiment, it is assumed that the pile is a concrete pile generally referred to as PSC, PHC, or RC pile.

본 제5 실시예에 적용된 말뚝(10')은 원형의 콘크리트말뚝으로서, 제4 실시예와 동일한 형태와 구성요소를 가지나 콘크리트말뚝의 특성상 볼트 연결이 되지 않으므로 원형 말뚝캡(21')과 말뚝(10')의 결합방식이 제4 실시예에 비해 한정적이다. 따라서 본 제5 실시예는 원형 말뚝캡(21')에 대한 설명만으로 전체 설명을 갈음하기로 한다.The pile 10 'applied to the fifth embodiment is a circular concrete pile having the same shape and components as those of the fourth embodiment but is not connected to a bolt due to the characteristics of the concrete pile. Therefore, the circular pile cap 21' 10 'are limited as compared with the fourth embodiment. Therefore, the fifth embodiment will be described with reference to the circular pile cap 21 '.

원형 말뚝캡(21')은 말뚝머리부의 절단면(101)을 덮을 수 있는 원형 수평지압판(211')과, 상기 원형 수평지압판(211') 아래에 설치되어 말뚝머리부를 측면에서 감싸는 원형 수직보강판(212')을 포함하여 구성된다. 원형 수평지압판(211')은 강봉(24)이 관통되도록 하는 관통홀(211a')을 갖는다. 상기 원형 수평지압판(211')에 형성된 관통홀(211a')의 최대 직경은 콘크리트말뚝(10')의 내경이고, 최소 직경은 강봉(24)의 직경에 도로교설계기준에 제시된 여유치인 +2~+8mm를 더한 크기가 될 수 있다.The circular pile cap 21 'includes a circular horizontal pavement plate 211' capable of covering the cut surface 101 of the pile head and a circular vertical reinforcing plate 211 'installed below the circular pavement plate 211' (212 '). The circular horizontal pliers 211 'have through holes 211a' through which the steel rods 24 pass. The maximum diameter of the through hole 211a 'formed in the circular horizontal pneumatic pressure plate 211' is the inner diameter of the concrete pile 10 ', and the minimum diameter is an allowance value of +2 ~ + 8mm plus the size can be.

상기 원형 수평지압판(211')의 목적이 절단면(101)을 덮어 응력집중을 완화시키는데 있으므로, 상기 관통홀(211a')의 크기는 재료까지 절감되는 콘크리트말뚝(10)의 내경이 됨이 바람직하다. 원형 수직보강판(212')은 콘크리트말뚝(10)의 외측면을 감싸도록 배치된다. 상기 원형 수직보강판(212')은 회전수용장치(20)를 말뚝(10')에 마찰로서 고정되기 위해 원형 수직보강판(212')의 높이(h)가 말뚝(10') 직경(D)의 1/3 이상 확보되도록 구성될 수도 있다.Since the purpose of the circular horizontally supporting plate 211 'covers the cut surface 101 to relieve stress concentration, the size of the through hole 211a' is preferably the inner diameter of the concrete pile 10 which is reduced to the material . The circular vertical stiffening plate 212 'is disposed so as to surround the outer surface of the concrete pile 10. The circular vertical stiffening plate 212'is designed such that the height h of the circular vertical stiffening plate 212'is greater than the diameter D of the pile 10'for the purpose of being secured to the pile 10 ' Or more than one-third of the time required for the operation.

도 16a는 본 발명의 제1 실시예인 교대-말뚝 결합부에서 교대 하측에 나선철근과 십자보강철근이 배치된 것을 나타낸 종단면도이고, 도 16b는 도 16a에 도시된 교대-말뚝 결합부에서 교대 하측에 나선철근과 십자보강철근이 배치된 것을 나타낸 평면도이다.16A is a longitudinal sectional view showing a spiral reinforcing bar and a cruciform reinforcing bar disposed alternately downward in the alternate-pile coupling portion according to the first embodiment of the present invention, FIG. 16B is a longitudinal sectional view showing the alternating- In which the reinforcing bar and the cross reinforcing steel are disposed.

나설철근(40)은 강봉(24)을 길이방향으로 둘러싸도록 교대(12) 하측에 구비될 수도 있다. 십자보강철근(50)은 강봉(24)의 하측을 둘러싸도록 교대(12) 하측에 구비될 수도 있다. 상기 나선철근(40)과 나선철근(40)이 둘러싸는 콘크리트 코어가 교대 벽체 내 강봉(24)이 부담하는 전단력을 분담하여 전단력에 대한 저항성능을 향상시키는 효과가 있다.The reinforcing bar 40 may be provided on the lower side of the alternating 12 so as to surround the steel rods 24 in the longitudinal direction. The cross reinforcing steel bars 50 may be provided on the lower side of the alternating 12 so as to surround the lower side of the steel rods 24. The concrete core surrounded by the spiral reinforcement 40 and the spiral reinforcement 40 shares the shearing force imposed on the steel rods 24 in the alternating wall to improve the resistance against shear force.

또한 십자보강철근(50)은 전단력이 집중되는 강봉(24)의 하측을 둘러싸도록 교대(12) 하측에 배근됨에 따라 전단력으로 인한 교대(12) 하측에 발생되는 균열에 대한 저항성능을 향상시키는 효과가 있다.Further, the cross-reinforced steel reinforcing bars 50 are disposed at the lower side of the alternation 12 so as to surround the lower side of the steel rods 24 to which the shear force is concentrated, thereby improving the resistance against the cracks generated under the alternation 12 due to the shearing force .

상기 나선철근(40)과 십자보강철근(50)은 제1 실시예에 적용되어 있으나, 본 발명에 속하는 모든 실시예에 적용될 수 있다.The helical reinforcing bar 40 and the cross reinforcing reinforcing bar 50 are applied to the first embodiment, but they can be applied to all the embodiments of the present invention.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. will be. The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.

21 : 말뚝캡
21' : 원형 말뚝캡
22 : 탄성판
22' : 원형 탄성판
23 : 보호캡
23' : 원형 보호캡
24: 강봉
25: 앵커하판
27: 앵커상판
30: 강봉받침대21: Pile cap
21 ': Circular pile cap
22: elastic plate
22 ': circular elastic plate
23: Protective cap
23 ': Protective cap
24: steel rods
25: Anchor bottom plate
27: Anchor top plate
30: Steel bar support

Claims

A pile cap (21) installed on the cut surface of the pile head of the pile (10) penetrated into the ground;
An elastic plate 22 installed on the upper surface of the pile cap 21 and absorbing a rotational displacement? Of the alternation 12 by compressive deformation;
A protection cap 23 installed on the upper surface of the elastic plate 22 and having one side abutting the alternating 12 and the other side surrounding the elastic plate 22;
One or more steel rods (24) installed through the pile cap (21), the elastic plate (22) and the protective cap (23);
An anchor lower plate 25 installed at the lower end of the steel bar 24 to fix the steel bar 24 to the pile 10; And
And an anchor upper plate 27 installed at an upper end of the steel bar 24 to fix the steel bar 24 to the alternate 12,
The pile cap 21 includes a horizontal pneumatic pressure plate 211 having a through hole 22a through which the steel rod 24 penetrates and covering the cut surface of the pile head, And a vertical reinforcing plate 212 positioned on the outer side of the pile 10. The vertical reinforcing plate 212 has a height that is equal to or greater than one third of the pile diameter or pile width And the piles (10) are connected through a frictional force with the piles (10).

The method according to claim 1,
A pair of lower fixing nuts (26) screwed to the steel rods (24) and disposed on upper and lower portions of the lower anchor plate (25);
Further comprising a pair of upper fixing nuts (28) screwed to the steel rods (24) and disposed on upper and lower portions of the anchor upper plate (27) Expression alternating bridge.

The method according to claim 1,
Wherein the pile (10) is an H-pile arranged in the direction of the strong axis with respect to the throttling axis or an H-pile arranged in the direction of the major axis with respect to the throttling direction. Bridges.

delete

The method according to claim 1,
The pile cap (21) further comprises a horizontal reinforcing plate (213) installed laterally below the vertical reinforcing plate (212) located inside the pile head. The pile cap (21) With an alternating bridge.

6. The method of claim 5,
Wherein the horizontal reinforcing plate (213) has a through hole (213a) through which the steel bar (24) penetrates, and the horizontal reinforcing plate (213) has a rotation receiving device in the alternate - pile coupling part.

delete

The method according to claim 1,
Characterized in that the elastic plate (22) has a rigidity smaller than the stiffness of the alternating (12) and the pile (10) and is made of any one of synthetic rubber pads, polyurethane, FRP Integral alternating bridges with receiving devices.

The method according to claim 1,
Wherein the protection cap (23) has grooves (23b) on the contact surfaces with the elastic plate (22).

12. The method of claim 11,
Wherein the groove portion (23b) is further provided with an allowance width (? H) in the width of the elastic plate (22).

12. The method of claim 11,
Wherein the groove portion (23b) is further provided with an allowable thickness (? V) in the thickness of the elastic plate (22).

13. The method of claim 12,
Wherein an allowance width (DELTA h) of the groove portion (23b) is equal to or larger than an allowable shear deformation amount of the elastic plate (22).

14. The method of claim 13,
The allowable thickness Δv of the groove portion 23b is 2 mm or more and less than half the thickness of the elastic plate 22 and is formed so as not to interfere with the pile cap 21 due to rotational deformation of the alternating portion 12 An alternating alternating bridge with alternating-pile joints with a rotation receptacle.

The method according to claim 1,
The steel rods (24) are arranged close to the center of an alternating section in order to minimize the flexural stiffness with respect to the pile (10). The steel rods (24) .

The method according to claim 1,
Wherein when the steel rods (24) are used in two, the spacing between each steel rods does not exceed half the pile width or diameter.

The method according to claim 1,
Wherein the steel rods (24) are provided with heat-treated steel rods or PC steel rods for ensuring ductility and toughness.

A circular pile cap 21 'installed on a cut surface of a pile head of a pile 10' having a circular sectional shape penetrated into the ground;
A circular elastic plate 22 'installed on the upper surface of the circular pile cap 21' and absorbing the rotational displacement? Of the alternation 12 by compression strain;
A circular protective cap 23 'provided on the upper surface of the circular elastic plate 22' and having one side abutting on the alternation 12 and the other side surrounding the circular elastic plate 22 ';
One or more steel rods 24 installed through the circular pile cap 21 ', the circular elastic plate 22' and the circular protective cap 23 ';
An anchor lower plate 25 installed at the lower end of the steel bar 24 to fix the steel bar 24 to the pile 10; And
And an anchor upper plate 27 installed at an upper end of the steel bar 24 to fix the steel bar 24 to the alternate 12,
The circular pile cap 21 'is cylindrical and has a circular horizontal pillar 211' having a through hole 211a 'and a circular horizontal pillar 211' formed under the circular pillar 211 ' And a circular vertical stiffening plate 211 'which surrounds the pile and is joined to the pile 10';
And a steel bar support (30) for supporting the steel bar (24) is further provided on the inner surface of the pile (10 ').

20. The method of claim 19,
The steel bar pedestal (30)
A bracket 32 installed on the inner surface of the circular horizontal support plate 211 'at regular intervals;
A hanging rod 34 having one end connected to the bracket 32 and the other end disposed below the upper portion of the pile 10 ';
And a support plate (36) which is positioned inside the pile (10 ') and which is fixed to the other end of the hanging rod (34) with a nut to support the steel rod (24) An integrated alternating bridge with a rotation receiving device.

21. The method of claim 20,
Wherein the support plate (36) is formed with an insertion hole (362) through which the end of the steel bar (24) can be inserted.

The method according to claim 1 or 19,
And a spiral reinforcing bar (40) provided on the lower side of the alternation (12) so as to surround the steel rods (24) in the longitudinal direction.

The method according to claim 1 or 19,
Further comprising a cross reinforcing reinforcing bar (50) provided below the alternation (12) so as to surround the lower side of the steel rods (24).