KR101816142B1 - 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교 및 이의 시공방법 - Google Patents

아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교 및 이의 시공방법 Download PDF

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KR101816142B1 KR1020170071837A KR20170071837A KR101816142B1 KR 101816142 B1 KR101816142 B1 KR 101816142B1 KR 1020170071837 A KR1020170071837 A KR 1020170071837A KR 20170071837 A KR20170071837 A KR 20170071837A KR 101816142 B1 KR101816142 B1 KR 101816142B1
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Abstract

본 발명은 측면 거더를 아치형 합성 거더로 형성함으로써 측면 거더의 높이 감소로 운반상 제약이 없고 형하고 확보에 유리하여 고하중 장경간 교량에 적용 가능한 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교 및 이의 시공방법에 대한 것이다.
본 발명 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교는 상호 일정 간격 이격되게 설치되는 한 쌍의 측면 거더; 상기 측면 거더의 내측 하부에 결합되는 복수의 접합보; 좌우 접합보 사이에 결합되는 가로보; 상기 가로보 사이를 연결하는 세로보; 및 상기 가로보 및 세로보의 상부에 구비되는 슬래브; 로 구성되는 것으로, 상기 측면 거더는, 하부플랜지와 하부플랜지의 상부에 구비되는 웨브로 구성되는 하부 부재; 및 상기 하부 부재의 웨브 상부에 구비되는 상부플랜지, 상기 상부플랜지의 상면 양측에 구비되는 한 쌍의 측면 웨브로 구성되는 상부 부재; 로 구성되되, 상기 상부플랜지는 아치형으로 형성되어 측면 거더의 중앙에서 단부로 갈수록 하부 부재의 높이는 작아지고 상부 부재의 높이는 커지도록 구성되며, 상기 상부플랜지와 측면 웨브 사이에는 콘크리트가 타설되는 것을 특징으로 한다.

Description

아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교 및 이의 시공방법{Girder-plate type bridge using arch-shape composite girder and construction method thereof}
본 발명은 측면 거더를 아치형 합성 거더로 형성함으로써 측면 거더의 높이 감소로 운반상 제약이 없고 형하고 확보에 유리하여 고하중 장경간 교량에 적용 가능한 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교 및 이의 시공방법에 대한 것이다.
철도교에서 종래 장경간 교량은 교량 상판이 거더 상부에 배치되는 상로교가 많이 사용된다.
그러나 상로교는 교량 상판이 거더 상부에 배치되기 때문에, 교량 부근의 접속구간에서 토공을 통한 철도의 인상이 불가피하다. 이에 공사비가 많이 소요되며 공기가 증가하는 문제점이 있다.
또한, 역사 인근에 설치되는 교량은 구배 확보 곤란으로 철도 인상이 어려워 상로교 사용이 곤란하며, 경우에 따라 기차 속도를 감속하여야 하여 운행 시간이 지체되거나 사용자의 승차감 또는 적재물의 안전성 등에 불편을 초래할 우려가 높다.
아울러 상로교는 상판 하부에 거더가 배치되므로 형하고 확보 면에서도 불리하다.
이에 따라 측면 거더 내측면에 슬래브가 설치되는 하로교의 사용을 고려할 수 있다. 그러나 하로교를 장경간 교량으로 구성하기 위해서는 측면 거더의 높이가 4m 이상 되어야 하는데, 이 경우 부재 크기의 제약에 따라 도로 운반이 불가능할 수밖에 없다.
따라서 현실적으로 하로교는 교량 폭이 크지 않은 단선에서만 사용되고 있는 실정이다.
KR 10-0879305 B1
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 하로교를 고하중 장경간 구간에 적용할 수 있는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 종래 이용되는 하로교에 비해 높이를 크게 줄일 수 있어 운반 및 형하고 확보 면에서 유리한 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상호 일정 간격 이격되게 설치되는 한 쌍의 측면 거더; 상기 측면 거더의 내측 하부에 결합되는 복수의 접합보; 좌우 접합보 사이에 결합되는 가로보; 상기 가로보 사이를 연결하는 세로보; 및 상기 가로보 및 세로보의 상부에 구비되는 슬래브; 로 구성되는 것으로, 상기 측면 거더는, 하부플랜지와 하부플랜지의 상부에 구비되는 웨브로 구성되는 하부 부재; 및 상기 하부 부재의 웨브 상부에 구비되는 상부플랜지, 상기 상부플랜지의 상면 양측에 구비되는 한 쌍의 측면 웨브로 구성되는 상부 부재; 로 구성되되, 상기 상부플랜지는 아치형으로 형성되어 측면 거더의 중앙에서 단부로 갈수록 하부 부재의 높이는 작아지고 상부 부재의 높이는 커지도록 구성되며, 상기 상부플랜지와 측면 웨브 사이에는 콘크리트가 타설되고, 상기 상부 부재의 상부플랜지 상면에는 하부 부재의 웨브에서 연장되는 상부 웨브가 구비되며, 상기 접합보 중 접합보의 단부 일부가 상부 부재의 측면 웨브에 접하는 접합보는 측면 웨브의 내측으로 연장되어 상기 상부 웨브에 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 상부 부재의 측면 웨브 상부에는 커버플레이트가 결합되어 상부 부재 내부의 공간을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교를 제공한다.
삭제
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 접합보는 측면 거더 측 단부의 높이가 확대되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교를 제공한다.
삭제
삭제
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 가로보의 사이에는 브레이싱재가 결합되는 것을 특징으로 하는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 하부 부재의 웨브 외측에는 상부플랜지와 일정 간격 이격된 위치에 중간플랜지가 결합되는 것을 특징으로 하는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 측면 거더는 양단부에서 상부 부재의 측면 웨브 상단 높이가 중앙보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 접합보의 높이가 확대된 단부의 상단은 상부 부재의 상부플랜지 하면에 결합되는 것을 특징으로 하는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교의 시공방법에 관한 것으로, (a) 하부플랜지와 하부플랜지의 상부에 구비되는 웨브로 구성되는 하부 부재; 및 상기 하부 부재의 웨브 상부에 구비되는 상부플랜지, 상기 상부플랜지의 상면 양측에 구비되는 한 쌍의 측면 웨브로 구성되는 상부 부재; 로 구성되되, 상기 상부플랜지는 아치형으로 형성되어 측면 거더의 중앙에서 단부로 갈수록 하부 부재의 높이는 작아지고 상부 부재의 높이는 커지도록 구성되며, 상기 상부플랜지와 측면 웨브의 사이에는 콘크리트가 타설되는 측면 거더 한 쌍을 상호 일정 간격 이격되게 배치하는 단계; (b) 상기 측면 거더의 내측 하부에 복수의 가로보를 설치하는 단계; (c) 상기 가로보의 사이에 세로보를 설치하는 단계; 및 (d) 상기 가로보 및 세로보의 상부에 슬래브를 설치하는 단계; 를 포함하고, 상기 (a) 단계 이후 단계 중 어느 한 단계에서 측면 거더 상부 부재의 측면 웨브 사이에 콘크리트를 타설하는 것을 특징으로 하는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교의 시공방법를 제공한다.
본 발명에 따르면 하로판형교를 구성하는 측면 거더의 상부 부재를 아치형으로 구성함으로써, 측면 거더의 높이를 줄일 수 있다. 따라서 운반이 용이하고 형하고 확보에도 유리하여 고하중 장경간 구간에 하로교를 적용할 수 있다.
본 발명에 따르면 전단력이 크게 작용하는 거더 단부에서 상부 부재의 단면이 최대가 되어 위험 단면의 전단강도를 크게 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따르면 측면 거더의 상부 부재 내측에 콘크리트가 타설되므로, 콘크리트와 강재의 합성으로 휨 부재의 강성 증대 및 부재의 경량화가 가능하다.
도 1은 일실시예에 의한 본 발명 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교의 사시도.
도 2의 (a) 내지 (c)는 각각 도 1의 A-A', B-B' 및 C-C'에 따른 단면도.
도 3은 측면 거더와 접합보의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 4는 측면 거더의 확대 사시도.
도 5는 측면 거더와 접합보의 결합 관계를 도시하는 단면도.
도 6은 브레이싱재가 결합된 본 발명 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교의 평면도.
도 7은 다른 실시예에 의한 본 발명 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교의 사시도.
도 8은 도 7에서 하로판형교의 중앙부에 대한 단면도.
도 9는 본 발명 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교의 측면도.
도 10은 측면 거더와 접합보의 결합 관계를 도시하는 단면도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 일실시예에 의한 본 발명 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교의 사시도이고, 도 2의 (a) 내지 (c)는 각각 도 1의 A-A', B-B' 및 C-C'에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교는 상호 일정 간격 이격되게 설치되는 상호 일정 간격 이격되게 설치되는 한 쌍의 측면 거더(1); 상기 측면 거더(1)의 내측 하부에 결합되는 복수의 접합보(5); 좌우 접합보(5)의 사이에 결합되는 가로보(2); 상기 가로보(2) 사이를 연결하는 세로보(3); 및 상기 가로보(2) 및 세로보(3)의 상부에 구비되는 슬래브(4); 로 구성되는 것으로, 상기 측면 거더(1)는, 하부플랜지(111)와 하부플랜지(111)의 상부에 구비되는 웨브(112)로 구성되는 하부 부재(11); 및 상기 하부 부재(11)의 웨브(112) 상부에 구비되는 상부플랜지(121), 상기 상부플랜지(121)의 상면 양측에 구비되는 한 쌍의 측면 웨브(122)로 구성되는 상부 부재(12); 로 구성되되, 상기 상부플랜지(121)는 아치형으로 형성되어 측면 거더(1)의 중앙에서 단부로 갈수록 하부 부재(11)의 높이는 작아지고 상부 부재(12)의 높이는 커지도록 구성되며, 상기 상부플랜지(121)와 측면 웨브(122) 사이에는 콘크리트(123)가 타설되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 슬래브(4)가 측면 거더(1)의 내측에 설치되는 하로판형교에 대한 것이다.
본 발명 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교는 한 쌍의 측면 거더(1), 접합보(5), 가로보(2), 세로보(3) 및 슬래브(4)로 구성된다.
상기 측면 거더(1)는 하부 부재(11) 및 그 상부에 결합되는 상부 부재(12)로 구성된다.
상기 하부 부재(11)는 하부플랜지(111)와 그 상부에 구비되는 웨브(112)로 구성된다.
그리고 상기 상부 부재(12)는 상부플랜지(121)와 한 쌍의 측면 웨브(122)로 구성되어, 내부에 소정의 공간이 형성된다.
이러한 상부 부재(12)의 내부에는 콘크리트(123)가 타설된다.
이에 따라 콘크리트(123)와 강재의 합성으로 휨 부재의 강성 증대 및 부재의 경량화가 가능하다.
특히, 상기 상부 부재(12)의 상부플랜지(121)는 측면 거더(1)의 중앙에서 단부로 갈수록 하부 부재(11)의 높이는 작아지고 상부 부재(12)의 높이는 커지도록 전체적으로 아치 형상으로 구성된다.
이와 같이 상부 부재(12)를 아치형으로 구성하면, 스트럿 타이 모델(strut-tie model)에 의해 응력 전달이 가능하다. 즉, 상부 부재(12)는 스트럿, 하부 부재(11)의 하부플랜지(111)는 타이 역할을 한다.
상기 측면 거더(1) 중앙부 상연의 압축력은 상부 부재(12)의 아치를 통해 측면 거더(1)의 단부로 전달되는데, 전단력이 크게 작용하는 단부에서 상부 부재(12)의 단면이 최대가 되므로 위험단면의 전단강도가 증가된다.
또한, 아치 작용에 의하여 측면 거더(1)의 높이를 줄일 수 있기 때문에, 운반이 용이하고 형하고 확보에도 유리하여 고하중 장경간 구간에도 하로교를 적용 가능하다.
도 2 등에 도시된 바와 같이, 상기 상부 부재(12)의 측면 웨브(122) 상부에는 커버플레이트(126)가 결합되어 상부 부재(12) 내부의 공간을 폐쇄하도록 구성할 수 있다.
상기 커버플레이트(126)는 각 측면 웨브(122)의 상부에 결합되는 것으로, 일단이 상부 부재(12) 내부를 덮을 수 있도록 내측으로 연장된다.
이때, 이웃하는 한 쌍의 커버플레이트(126)는 상호 일정 간격 이격되도록 배치하여 상부 부재(12) 상부에 타설공(127)을 형성할 수 있다. 또는 한 쌍의 커버플레이트(126) 상부에 별도로 타설공(127)을 형성할 수도 있다.
상기 타설공(127)을 통하여 상부 부재(12) 내측으로 콘크리트(123)를 타설한다.
상기 커버플레이트(126)는 측면 거더(1) 전체의 상부 플랜지 역할을 할 수 있다. 즉, 정모멘트 구간에서는 압축력, 부모멘트 구간에서는 인장력에 저항 가능하다.
뿐만 아니라 상기 커버플레이트(126)의 결합에 의하여 상부 부재(12)의 상면을 폐쇄할 수 있으므로, 상부 부재(12)를 강관 내에 콘크리트가 충전된 일종의 콘크리트 충전강관(CFT)으로 구성 가능하다. 이에 따라 압축력에 대해 매우 큰 강도와 강성을 지니도록 구성할 수 있다.
특히, 본 발명은 상부 부재(12)가 아치 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는데, 아치 구조는 압축력에 의해 응력을 전달하므로 콘크리트 충전강관으로 아치 구조를 구성하여 구조적 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
도 3은 측면 거더와 접합보의 결합 관계를 도시하는 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 측면 거더(1)의 내측 하부에는 복수의 접합보(5)가 결합되고, 좌우 접합보(5) 사이에는 가로보(2)가 결합되도록 구성 가능하다.
상기 접합보(5)는 가로보(2)를 상호 대면하는 한 쌍의 측면 거더(1) 사이에 접합하기 위한 거셋플레이트 역할을 한다.
상기 접합보(5)는 상부플랜지(51), 웨브(52) 및 하부플랜지(53)로 구성 가능하며, 접합보(5)의 하부플랜지(53)는 하부 부재(11)의 하부플랜지(111)와 동일 수평면상에 위치되도록 구성할 수 있다.
상기 접합보(5)는 공장에서 측면 거더(1) 제작시 측면 거더(1)의 내측에 일체로 결합하여 현장에 반입하고, 가로보(2)는 현장에서 접합보(5)에 결합되도록 조립할 수 있다.
이때, 상기 접합보(5)는 용접에 의해 측면 거더(1)에 결합하고, 가로보(2)는 볼트 등으로 접합보(5)에 결합하면 현장 용접 작업을 최소화할 수 있어 공기 단축 및 안전성 향상이 가능하다.
특히, 본 발명에서는 측면 거더(1)의 상부플랜지(121) 높이가 측면 거더(1)의 길이 방향에 따라 가변된다. 따라서 가로보(2)의 단부를 측면 거더(1)의 상부플랜지(121) 높이에 따라 일일이 개별적으로 형성하여 현장에서 조립하는데 어려움이 있다.
그러므로 비교적 접합이 복잡한 측면 거더(1)와 가로보(2)의 접합부에서는 측면 거더(1)의 내측에 접합보(5)를 공장에서 선조립하고, 가로보(2)는 동일한 규격으로 제작하여 현장에서 접합보(5)와 조립하면 현장 시공이 용이하다.
상기 접합보(5)의 단부는 상부 부재(12)의 상부플랜지(121) 높이에 따라 하부 부재(11)의 측면 또는 하부 부재(11)와 상부 부재(12)의 측면에 결합 가능하다.
이때, 상기 접합보(5)의 단부가 하부 부재(11)와 상부 부재(12)에 걸쳐 결합되는 경우에는 상부 부재(12)의 높이와 형상에 따라 접합보(5)의 단부 상단을 모따기 하여 접합보(5)를 측면 거더(1)의 측면에 밀착할 수 있다.
상기 접합보(5)는 측면 거더(1) 측 단부의 높이가 확대되도록 구성할 수 있다.
상기 측면 거더(1)는 하부 내측에 수직하중이 작용하므로 비틀림 문제가 발생할 수 있다.
그러므로 접합보(5)의 측면 거더(1) 측 단부 높이를 확대하여 측면 거더(1)의 내측면을 지지시킴으로써 측면 거더(1)의 비틀림을 방지하도록 할 수 있다.
이를 위하여 상기 접합보(5)는 측면에서 보아 ㄴ자 형상으로 형성할 수 있다.
아울러 상기 접합보(5)의 웨브(52)는 측면 거더(1) 측으로 갈수록 높이가 증가하도록 구성할 수 있다.
상기 접합보(5)의 높이가 확대되는 부분의 연결부는 만곡되도록 형성하여 응력 집중을 감소시키도록 구성할 수 있다.
상기 접합보(5)의 상하부플랜지(51, 53) 역시 측면 거더(1) 측으로 갈수록 폭이 커지도록 구성하여 응력 집중을 방지하고 하중 전달을 확실히 할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
도 4는 측면 거더의 확대 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 상부 부재(12)의 상부플랜지(121) 상면에는 하부 부재(11)의 웨브(112)에서 연장되는 상부 웨브(124)가 구비될 수 있다.
하로교는 측면 거더(1) 하부에서 하중이 작용하므로, 하부 부재(11)의 하부플랜지(111)에 가해지는 하중이 웨브(112)를 통해 상부 부재(12)로 전달되는 구조이다.
그러므로 하부 부재(11)의 웨브(112)를 상부 부재(12) 내로 연장하여 상부 웨브(124)를 형성하면 전단력이 상부 부재(12)로 더욱 원활하게 전달될 수 있다.
상기 상부 웨브(124)는 상부플랜지(121)와 콘크리트(123) 사이의 부착력을 증가시켜 계면 박리 방지로 합성 능력을 향상하는 효과도 있다.
상기 상부 웨브(124)에는 복수의 유동공(125)을 관통 형성할 수 있으며, 이 경우 콘크리트(123)가 유동공(125) 내측으로 채워져 맞물리게 되므로 강콘크리트 일체화 효과가 증가된다.
상기 하부 부재(11)의 웨브(112)가 상부플랜지(121) 상부로 연장되는 부분은 상부 부재(12)의 상부플랜지(121)를 일부 절개하여 웨브(112)를 연장하거나 하부 부재(11)의 웨브(112)를 절단하여 상부플랜지(121)의 상하로 용접하는 방법으로 형성할 수 있다.
도 5는 측면 거더와 접합보의 결합 관계를 도시하는 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 접합보(5) 중 접합보(5)의 단부 일부가 상부 부재(12)의 측면 웨브(122)에 접하는 접합보(5)는 측면 웨브(122)의 내측으로 연장되어 상기 상부 웨브(124)에 결합되도록 구성할 수 있다.
상기 접합보(5) 단부에 모멘트가 발생하면 접합보(5)가 측면 웨브(122)를 당기면서 측면 웨브(122)에 좌굴이 발생할 가능성이 있다. 아울러 측면 웨브(122)와 콘크리트(123) 간의 계면 박리로 인해 합성 효과가 떨어지게 된다.
그러므로 접합보(5)의 단부를 상부 부재(12) 내측으로 연장하여 상부 웨브(124)에 결합하면, 접합보(5)의 단부가 상부 부재(12) 내부에서 측면 웨브(122)를 지지하여 측면 웨브(122)의 좌굴 발생을 방지하는 한편 측면 웨브(122)와 콘크리트(123) 간의 분리를 방지할 수 있어 스터드 볼트를 대체할 수 있다.
상기 접합보(5)는 접합보(5)의 웨브(52')만 연장할 수도 있고, 웨브(52')와 상부플랜지(51')를 모두 연장하는 것도 가능하다.
상기 접합보(5)는 상부 부재(12)의 측면 웨브(122)를 절개하여 연장할 수도 있고, 측면 웨브(122) 부분에서 접합보(5)를 절단하여 절단된 접합보(5)를 측면 웨브(122) 양측에 용접하여 결합할 수도 있다.
도 6은 브레이싱재가 결합된 본 발명 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교의 평면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 가로보(2)의 사이에는 브레이싱재(6)가 결합될 수 있다.
상기 브레이싱재(6)는 이웃하는 가로보(2) 사이에 대각선 방향으로 결합될 수 있으며, 양측 측면 거더(1)의 교축 방향 상대 변위를 제어한다.
아울러 상기 브레이싱재(6)는 상부 슬래브(4)의 강성을 보강한다.
도 7은 다른 실시예에 의한 본 발명 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교의 사시도이고, 도 8은 도 7에서 하로판형교의 중앙부에 대한 단면도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 하부 부재(11)의 웨브(112) 외측에는 상부플랜지(121)와 일정 간격 이격된 위치에 중간플랜지(113)가 결합될 수 있다.
상기 하부 부재(11)는 웨브(112)의 높이가 증가할수록 웨브(112)가 외측으로 횡좌굴될 우려가 증가한다.
따라서 웨브(112)의 높이가 높은 측면 거더(1) 중앙부의 일정 구간에서 하부 부재(11)의 웨브(112) 외측에 중간플랜지(113)를 구비하여 측면 거더(1)의 횡좌굴 발생을 방지하도록 하였다.
상기 중간플랜지(113)는 상부플랜지(121)와 평행하게 배치하며, 웨브(112)의 높이에 따라 횡좌굴을 효율적으로 방지하도록 구성할 수 있다.
즉, 상기 중간플랜지(113)의 설치 위치는 웨브(112)의 높이에 따라 결정하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 하부 부재(11)의 웨브(112) 내측 및 외측에는 수직 스티프너(114)가 더 구비될 수 있다.
상기 수직 스티프너(114)는 하부 부재(11)의 웨브(112)에 발생하는 횡좌굴을 방지하고, 측면 거더(1)의 전단 강성을 증가시킨다.
도 9는 본 발명 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교의 측면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 측면 거더(1)는 양단부에서 상부 부재(12)의 측면 웨브(122) 상단 높이가 중앙보다 낮게 형성되도록 구성할 수 있다.
상기 측면 거더(1)의 양단부는 모멘트가 작게 걸리는 부분이므로, 상부 부재(12)의 측면 웨브(122) 상단 레벨을 낮게 형성하면 결과적으로 측면 거더(1)의 높이를 줄여 강재량을 줄일 수 있다.
또한, 측면 거더(1)의 단순한 형상에 변화를 가져올 수 있으므로 미려한 외관을 확보할 수 있게 된다.
도 10은 측면 거더와 접합보의 결합 관계를 도시하는 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 접합보(5)의 높이가 확대된 단부의 상단은 상부 부재(12)의 상부플랜지(121) 하면에 결합되도록 구성할 수 있다.
이에 따라 별도의 수직 스티프너 없이 접합보(5)가 스티프너 역할을 할 수 있다.
하로판형교는 측면 거더(1)에 비틀림이 상대적으로 크게 작용하게 되는데, 측면 거더(1)를 가로보(2)와 견고하게 일체화하고, 접합보(5)로 하부 부재(11)의 웨브(112) 내측면 및 상부 부재(12)의 상부플랜지(121) 하부를 지지함으로써 측면 거더(1)의 비틀림 저항성을 증대할 수 있다.
따라서 측면 거더(1)의 전단 및 휨 강성이 증대하여 장경간에 적용하기 용이하다.
특히, 접합보(5)의 단부를 도 10과 같이 아치형으로 만곡되게 구성할 경우 비틀림, 전단 및 휨에 대한 저항성능을 극대화할 수 있다.
아울러 상기 접합보(5)의 단부는 하부 폭을 넓게 하여 수직 스티프너보다 큰 단면으로 형성 가능하므로 양측 수직 스티프너를 대체 가능하다. 이 경우 수직 스티프너와 같은 소부재의 용접 개소가 감소하여 시공이 편리하다.
여기에서 상기 접합보(5)는 가로보(2)와 일체로 형성, 즉 가로보(2)가 연장되어 형성되는 경우도 포함한다.
본 발명은 도 1 내지 도 10을 참조하여 전술한 본 발명 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교의 시공방법을 포함한다.
본 발명 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교의 시공방법에서는 우선 (a) 하부플랜지(111)와 하부플랜지(111)의 상부에 구비되는 웨브(112)로 구성되는 하부 부재(11); 및 상기 하부 부재(11)의 웨브(112) 상부에 구비되는 상부플랜지(121), 상기 상부플랜지(121)의 상면 양측에 구비되는 한 쌍의 측면 웨브(122)로 구성되는 상부 부재(12); 로 구성되되, 상기 상부플랜지(121)는 아치형으로 형성되어 측면 거더(1)의 중앙에서 단부로 갈수록 하부 부재(11)의 높이는 작아지고 상부 부재(12)의 높이는 커지도록 구성되며, 상기 상부플랜지(121)와 측면 웨브(122)의 사이에는 콘크리트(123)가 타설되는 측면 거더(1) 한 쌍을 상호 일정 간격 이격되게 배치한다.
상기 하로판형교는 측면 거더(1), 가로보(2), 세로보(3) 및 슬래브(4)로 구성되는 것으로, 상기 측면 거더(1)는 하부 부재(11) 및 상부 부재(12)로 구성된다.
상기 측면 거더(1)는 상부 부재(12)가 전체적으로 아치형으로 구성되므로 부재의 높이를 줄일 수 있어 고하중 장경간 구간에 적용시에도 운반이 용이하고 형하고를 충분히 확보할 수 있다.
또한, 전단력이 크게 작용하는 측면 거더(1) 단부의 전단 강도를 증가시킬 수 있으며, 상부 부재(12) 내측에는 콘크리트(123)가 타설되어 강합성 콘크리트 거더로 강성 증가 및 부재의 경량화가 가능하다.
다음으로, (b) 상기 측면 거더(1)의 내측 하부에 복수의 가로보(2)를 설치한다.
상기 가로보(2) 설치 후에는 이웃하는 가로보(2) 사이에 브레이싱재(6)를 결합할 수 있다.
그리고 (c) 상기 가로보(2)의 사이에 세로보(3)를 설치한 다음, (d) 상기 가로보(2) 및 세로보(3)의 상부에 슬래브(4)를 설치한다.
이때, 상기 (a) 단계 이후 단계 중 어느 한 단계에서는 측면 거더(1) 상부 부재(12)의 측면 웨브(122) 사이에 콘크리트(123)를 타설한다.
이에 따라 콘크리트와 강재가 합성되어 휨 부재의 강성이 증가된다.
1: 측면 거더 11: 하부 부재
111: 하부플랜지 112: 웨브
113: 중간플랜지 114: 수직 스티프너
12: 상부 부재 121: 상부플랜지
122: 측면 웨브 123: 콘크리트
124: 상부 웨브 125: 유동공
126: 커버플레이트 127: 타설공
2: 가로보 3: 세로보
4: 슬래브 5: 접합보
51, 51': 상부플랜지 52, 52': 웨브
53: 하부플랜지 6: 브레이싱재

Claims (11)

  1. 상호 일정 간격 이격되게 설치되는 한 쌍의 측면 거더(1);
    상기 측면 거더(1)의 내측 하부에 결합되는 복수의 접합보(5);
    좌우 접합보(5)의 사이에 결합되는 가로보(2);
    상기 가로보(2) 사이를 연결하는 세로보(3); 및
    상기 가로보(2) 및 세로보(3)의 상부에 구비되는 슬래브(4); 로 구성되는 것으로,
    상기 측면 거더(1)는, 하부플랜지(111)와 하부플랜지(111)의 상부에 구비되는 웨브(112)로 구성되는 하부 부재(11); 및
    상기 하부 부재(11)의 웨브(112) 상부에 구비되는 상부플랜지(121), 상기 상부플랜지(121)의 상면 양측에 구비되는 한 쌍의 측면 웨브(122)로 구성되는 상부 부재(12); 로 구성되되,
    상기 상부플랜지(121)는 아치형으로 형성되어 측면 거더(1)의 중앙에서 단부로 갈수록 하부 부재(11)의 높이는 작아지고 상부 부재(12)의 높이는 커지도록 구성되며, 상기 상부플랜지(121)와 측면 웨브(122) 사이에는 콘크리트(123)가 타설되고,
    상기 상부 부재(12)의 상부플랜지(121) 상면에는 하부 부재(11)의 웨브(112)에서 연장되는 상부 웨브(124)가 구비되며, 상기 접합보(5) 중 접합보(5)의 단부 일부가 상부 부재(12)의 측면 웨브(122)에 접하는 접합보(5)는 측면 웨브(122)의 내측으로 연장되어 상기 상부 웨브(124)에 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교.
  2. 제1항에서,
    상기 상부 부재(12)의 측면 웨브(122) 상부에는 커버플레이트(126)가 결합되어 상부 부재(12) 내부의 공간을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교.
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 접합보(5)는 측면 거더(1) 측 단부의 높이가 확대되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에서,
    상기 가로보(2)의 사이에는 브레이싱재(6)가 결합되는 것을 특징으로 하는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교.
  8. 제1항에서,
    상기 하부 부재(11)의 웨브(112) 외측에는 상부플랜지(121)와 일정 간격 이격된 위치에 중간플랜지(113)가 결합되는 것을 특징으로 하는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교.
  9. 제1항에서,
    상기 측면 거더(1)는 양단부에서 상부 부재(12)의 측면 웨브(122) 상단 높이가 중앙보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교.
  10. 제4항에서,
    상기 접합보(5)의 높이가 확대된 단부의 상단은 상부 부재(12)의 상부플랜지(121) 하면에 결합되는 것을 특징으로 하는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교.
  11. 제1항, 제2항, 제4항 또는 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 의한 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교의 시공방법에 관한 것으로,
    (a) 하부플랜지(111)와 하부플랜지(111)의 상부에 구비되는 웨브(112)로 구성되는 하부 부재(11); 및 상기 하부 부재(11)의 웨브(112) 상부에 구비되는 상부플랜지(121), 상기 상부플랜지(121)의 상면 양측에 구비되는 한 쌍의 측면 웨브(122)로 구성되는 상부 부재(12); 로 구성되되, 상기 상부플랜지(121)는 아치형으로 형성되어 측면 거더(1)의 중앙에서 단부로 갈수록 하부 부재(11)의 높이는 작아지고 상부 부재(12)의 높이는 커지도록 구성되며, 상기 상부플랜지(121)와 측면 웨브(122)의 사이에는 콘크리트(123)가 타설되는 측면 거더(1) 한 쌍을 상호 일정 간격 이격되게 배치하는 단계;
    (b) 상기 측면 거더(1)의 내측 하부에 복수의 가로보(2)를 설치하는 단계;
    (c) 상기 가로보(2)의 사이에 세로보(3)를 설치하는 단계; 및
    (d) 상기 가로보(2) 및 세로보(3)의 상부에 슬래브(4)를 설치하는 단계; 를 포함하고,
    상기 (a) 단계 이후 단계 중 어느 한 단계에서 측면 거더(1) 상부 부재(12)의 측면 웨브(122) 사이에 콘크리트(123)를 타설하는 것을 특징으로 하는 아치형 합성 거더를 이용한 하로판형교의 시공방법.
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