KR101839791B1

KR101839791B1 - Fabrication method for horizontal preflex girder and the curved girder with non-uniform normal stresses equilibrated

Info

Publication number: KR101839791B1
Application number: KR1020160041603A
Authority: KR
Inventors: 최병호
Original assignee: 한밭대학교 산학협력단
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2016-04-05
Publication date: 2018-03-19
Also published as: KR20170114169A

Abstract

본 발명에 의한 수평방향 프리플렉스 거더의 제작방법은, 수평방향 곡률을 가진 콘크리트(10) 거더 또는 합성거더(200)에, 수평방향으로 지지하는 지지대(20)를 설치하여 콘크리트 거더의 거푸집이나 합성거더의 골격구조(210)를 지지하는 수평지지단계, 상기 거더의 콘크리트 부재를 형성한 후 길이방향 양단에서 원주방향으로 압축력(P1)을 가해 상기 콘크리트에 긴장력을 도입하는 프리스트레싱 단계 및 상기 프리스트레싱 단계에서 상기 압축력(P1)의 수평분력과 비례하여 상기 거더에 곡률 중심 반대방향으로 수평하중(P2)을 가하는 재하단계를 포함하거나 또는 상기 수평지지단계 후 수평방향 프리플렉스를 가하고 상기 프리스트레싱 단계 이후에 이를 제거하는 방식으로써, 거더의 단면 내에 불균일 법선응력분포가 상쇄되고 콘크리트에 인장응력 성분이 효과적으로 제거되도록 하여 거더의 내하력과 내구성을 높인 것을 특징으로 한다. A method of manufacturing a horizontal direction preflex girder according to the present invention is a method of manufacturing a horizontal direction preflex girder by horizontally supporting a support 20 on a concrete 10 girder or a composite girder 200 having a horizontal curvature, A horizontal supporting step of supporting the skeleton structure 210 of the girder, a prestressing step of applying a compressive force P1 in the circumferential direction at both ends in the longitudinal direction after the concrete member of the girder is formed to introduce a tensile force into the concrete, A load step of applying a horizontal load P2 to the girder in a direction opposite to the center of curvature in proportion to a horizontal component of the compressive force P1 or applying a horizontal direction preflex after the horizontal supporting step and removing the horizontal pre- , The non-uniform normal stress distribution in the section of the girder is canceled and the tensile stress To ensure that removal it is effectively characterized by enhanced load-carrying capacity and durability of the girder.

Description

Technical Field [0001] The present invention relates to a horizontal preflex girder and a curved girder with a non-uniform normal stress,

본 발명은 수평방향 프리플렉스 거더의 제작방법 및 이에 의해 제작된 불균일 법선응력이 상쇄된 수평방향 곡선거더에 관한 것으로, 보다 자세히는 프리스트레싱을 도입한 수평방향 곡선 거더에 발생하는 불균일응력, 특히 인장응력을 수평하중이나 프리플렉스를 이용해 서로 상쇄시켜, 내하력과 내구성이 높은 곡선 거더를 제작할 수 있는 수평방향 프리플렉스 거더의 제작방법 및 이에 의해 제작된 불균일 법선응력이 상쇄된 수평방향 곡선거더에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a horizontal direction preflex girder and a horizontally curved girder of which the nonuniform normal stress produced by the method is canceled. More specifically, the present invention relates to a horizontal curved girder which introduces prestressing, To a horizontal curved girder which can cancel out the mutual offset by using a horizontal load or a pre-flex to produce a curved girder with high load-bearing capacity and high durability, and a horizontal curved girder which has been produced by canceling the non-uniform normal stress.

거더(Girder)란 건설 구조물을 떠받치는 보를 뜻하는 말로, 보통 I형이나 상자형 단면으로 만들어 자체 중량을 줄이고, 휨이나 비틀림, 수평하중 등에 대해 입체적으로 저항할 수 있도록 설계된다.Girder is a beam that supports a construction structure. It is usually made of I-shaped or box-shaped section to reduce its own weight and to resist three-dimensionally against bending, twisting, and horizontal loads.

이 거더는 통상 콘크리트와 합성해서 많이 사용하는데, 콘크리트의 경우 수평하중으로 하면에 인장응력이 발생하게 된다. 콘크리트는 재료 특성상 압축응력에 비해 인장응력에 매우 취약함을 보인다. 따라서 콘크리트에는 미리 압축력을 도입하여 수평하중과 압축력을 서로 상쇄시키게 되는데, 이를 프리스트레스 콘크리트(Pre-Stressed Concrete, PSC)라 하고, 미리 압축력을 도입한 거더를 PSC거더라고 한다.Generally, this girder is used in combination with concrete. In case of concrete, tensile stress is generated on the lower side by horizontal load. Concrete is very vulnerable to tensile stress compared with compressive stress due to its material properties. Therefore, pre-stressed concrete (PSC) is used to offset the horizontal load and compressive force by introducing a compressive force in advance. This is called a pre-stressed concrete (PSC)

한편, 거더는 주로 교량에 사용되는데, 최근 교통효율을 위한 도로의 입체화가 많이 이루어지면서 교량을 곡선으로 설계하는 경우가 많아지고 있다. 곡선으로 교량을 설계하면 거더 또한 곡선으로 제작되어야 하는데, 곡선으로 휘어진 교량의 경우 거더의 콘크리트에 프리스트레싱을 도입했을 때 수평방향의 외측면에 인장력이 발생하여 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.On the other hand, girders are mainly used for bridges. Recently, a lot of roads for traffic efficiency have been formed, and bridges are more often designed as curved lines. When a bridge is designed with a curved line, the girder should also be formed of a curved line. In the case of a curved bridge, when the prestressing is applied to the concrete of the girder, tensile force is generated on the outer side in the horizontal direction.

종래 수평방향으로 휘어진 곡선 거더에 관해서는 한국공개특허 제2015-0028049호("곡선형 프리스트레스트 콘크리트 거더 교량의 비틀림 회전거동 제어장치 및 방법", 2015.03.13.)에 개시되어 있다.Conventional curved girders curved in the horizontal direction are disclosed in Korean Laid-Open Patent Application No. 2015-0028049 ("Apparatus and Method for Controlling Torsional Rotational Behavior of a Curved Prestressed Concrete Girder Bridge, ", Mar. 23, 2013).

한국공개특허 제2015-0028049호("곡선형 프리스트레스트 콘크리트 거더 교량의 비틀림 회전거동 제어장치 및 방법", 2015.03.13.)Korean Patent Publication No. 2015-0028049 ("Apparatus and Method for Controlling Torsional Rotational Behavior of a Curved Prestressed Concrete Girder Bridge ", 2015.03.13.)

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 곡선거더를 제작하여 프리스트레싱을 도입할 때, 콘크리트의 외측면에 인장력이 발생하지 않도록 하여 거더의 내구성을 증가시킬 수 있는 불균일 법선응력이 상쇄된 수평방향 프리플렉스 거더의 제작방법 및 이에 의해 제작된 불균일 법선응력이 상쇄된 수평방향 곡선거더를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to increase the durability of a girder by preventing a tensile force from being generated on the outer surface of a concrete when a curved girder is manufactured and prestressing is introduced. Directional preflex girder and a horizontally curved girder of which the non-uniform normal stress produced thereby is canceled.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 불균일 법선응력이 상쇄된 수평방향 프리플렉스 거더의 제작방법은, 수평방향 곡률을 가지고, 콘크리트(10)가 타설 및 양생된 거더에 지지대(20)를 설치하여 상기 거더를 수평으로 지지하는 수평지지단계, 상기 거더의 길이방향 양단에서 원주방향으로 압축력(P1)을 가해 상기 콘크리트에 긴장력을 도입하는 프리스트레싱 단계 및 상기 프리스트레싱 단계에서 상기 압축력(P1)에 비례하여 상기 거더의 곡률 중심 반대방향으로 외력(P2)을 가하는 재하단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a horizontal direction preflex girder according to the present invention for canceling a non-uniform normal stress according to the present invention is a method for manufacturing a horizontal direction preflex girder having a horizontal curvature and having a support base 20 on a girder on which concrete 10 is placed and cured, A prestressing step of applying a compressive force (P1) in a circumferential direction at both ends in the longitudinal direction of the girder to introduce a tensile force into the concrete, and a compressing step of compressing the compressive force (P1) in the prestressing step And a load step of applying an external force (P2) in a direction opposite to the center of curvature of the girder in a proportional manner.

또한 수평방향 곡률을 가지고, 콘크리트(10)가 타설 및 양생된 거더에 지지대(20)를 설치하여 상기 거더를 수평으로 지지하는 수평지지단계, 상기 거더의 곡률 중심 반대방향으로 외력(P2)을 가하는 재하단계 및 상기 거더의 길이방향 양단에서 원주방향으로 압축력(P1)을 가해 상기 콘크리트에 긴장력을 도입하는 프리스트레싱 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A horizontal supporting step of supporting the girder horizontally by providing a support base 20 on the girder on which the concrete 10 is placed and cured with a horizontal curvature and a horizontal supporting step of applying the external force P2 in the direction opposite to the center of curvature of the girder And a prestressing step of applying a compressive force (P1) in the circumferential direction at both ends in the longitudinal direction of the girder to introduce a tensile force into the concrete.

또한, 상기 재하단계와 프리스트레싱 단계는, 순차적으로 반복 수행되거나, 동시에 수행되는 것을 특징으로 한다.Also, the loading step and the prestressing step may be sequentially or repeatedly performed.

또한, 상기 거더는 콘크리트 거더(100)인 것을 특징으로 한다.Further, the girder is a concrete girder (100).

또한, 상기 거더는 거푸집이 설치된 콘크리트 거더 또는 합성거더(200)이고, 상기 수평지지단계는, 상기 지지대(20)가 설치되고, 상기 콘크리트(10)가 양생되기 전에 수행되되, 상기 거더의 중심방향으로 하중(P2')을 가하는 프리플렉스 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The horizontal supporting step is performed before the concrete 10 is cured, and the horizontal supporting step is performed before the concrete 10 is cured, And a pre-plex step of applying a load P2 'to the load.

또한, 상기 재하단계는 상기 하중(P2')을 제거함으로써 상기 외력(P2)을 가하는 것을 특징으로 한다.Further, in the loading step, the external force P2 is applied by removing the load P2 '.

또한, 상기 거더는 길이방향으로 구비되는 강연선(310)을 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the girder includes a strand 310 provided in the longitudinal direction.

또한, 상기 프리스트레싱 단계는 상기 강연선(310)을 긴장시켜 상기 콘크리트(10)에 압축력(P1)을 도입하는 것을 특징으로 한다.Also, the prestressing step is characterized by introducing a compressive force (P1) to the concrete (10) by tensing the stranded wire (310).

또한, 상기한 바와 같은 수평방향 프리플렉스 거더의 제작방법에 의해 제작된 불균일 법선응력이 상쇄된 곡선거더를 제공하는 것을 특징으로 한다.Further, the present invention provides a curved girder in which the nonuniform normal stress produced by the above-described method of manufacturing a horizontal direction preflex girder is canceled.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 곡선거더에 결합된 콘크리트에 인장력이 발생하지 않기 때문에 거더의 내구성이 증가하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, the tensile force is not generated in the concrete coupled to the curved girder, thereby increasing the durability of the girder.

또한 본 발명에 의하면, 프리스트레싱 선하중 도입량을 극대화 할 수 있어 구조성능을 효과적으로 증대할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to maximize the amount of pre-loading linear load introduced, thereby effectively increasing the structural performance.

또한, 콘크리트 거더 또는 합성거더를 수평곡률의 제약 없이 적용 가능하도록 하는 효과가 있다.Further, there is an effect that the concrete girder or the synthetic girder can be applied without restriction of the horizontal curvature.

도 1은 본 발명에서 사용되는 거더의 종류 중 일부의 사시도.
도 2는 본 발명의 제1실시예의 수평지지단계의 개략도.
도 3은 본 발명의 제1실시예의 프리스트레싱 단계 및 재하단계의 개략도.
도 4는 본 발명의 제2실시예의 프리플렉스 단계의 개략도.
도 5는 본 발명의 제2실시예의 프리스트레싱 단계 및 재하단계의 개략도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a perspective view of some of the types of girders used in the present invention. Fig.
2 is a schematic view of a horizontal support step of a first embodiment of the present invention;
3 is a schematic view of a prestressing and loading step of a first embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of a pre-flex step of a second embodiment of the present invention;
5 is a schematic view of a prestressing and loading step of a second embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 불균일 법선응력이 상쇄된 수평방향 프리플렉스 거더의 제작방법에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a horizontal direction preflex girder in which the non-uniform normal stress is canceled according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 수평방향 프리플렉스 거더의 제작방법은 방법에 따라 제1실시예와 제2실시예로 나뉜다.The method of manufacturing the horizontal direction preflex girder according to the present invention is divided into the first embodiment and the second embodiment according to the method.

도 1은 본 발명에서 사용 가능한 거더의 종류 중 대표적인 거더의 종류를 도시한 것이다. 본 발명에 의한 불균일 법선응력이 상쇄된 수평방향 프리플렉스 거더의 제작방법에 적용되는 거더는 몇 가지 종류가 있는데, 도 1(a)에 도시된 콘크리트로 제작된 콘크리트 거더(100), 다른 하나는 도 1(b)에 도시된 구조체와 콘크리트가 서로 합성된 합성거더(200)이다. 본 발명에 의한 불균일 법선응력이 상쇄된 수평방향 곡선거더 제작방법에 적용되는 거더는, 도 1에 도시된 거더의 형식과 종류에 국한하는 것은 아니며, I형 거더, 박스형 거더와 같은 다른 형식이나 종류의 거더에도 적용 가능한 방법이다. 상기 합성거더(200)에서 구조체의 재질은 통상 금속 재질이 사용되지만, 다른 재질로 대체될 수 있다.Fig. 1 shows a typical type of girder among the types of girders that can be used in the present invention. There are several types of girders applied to the method of manufacturing the horizontal direction preflex girder in which the non-uniform normal stress according to the present invention is canceled. The concrete girder 100 made of the concrete shown in FIG. 1 (a) 1B is a composite girder 200 in which a structure and concrete shown in FIG. 1B are combined with each other. The girder to be applied to the horizontal curved girder manufacturing method in which the nonuniform normal stress according to the present invention is canceled is not limited to the type and the type of the girder shown in Fig. 1, but may be other types or types such as I- It is also applicable to girders of In the composite girder 200, a metal material is usually used as the material of the structure, but it can be replaced with another material.

상기 콘크리트 거더(100)의 경우 상기 콘크리트 거더(100)의 외형을 따라 제작된 거푸집(미도시)에 콘크리트를 타설 후 양생하여 제작된다.In the case of the concrete girder 100, the concrete is cast in a formwork (not shown) manufactured along the outer shape of the concrete girder 100, and then cured.

이에 비해 강재와 콘크리트가 서로 합성되어 제작되는 거더는 거푸집을 설치할 수 도 있고, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 강재(210)가 거푸집 역할을 하여, 상기 강재(210) 내부에 콘크리트를 타설할 수 있는 공간이 있는, 별도의 거푸집이 필요 없는 종류일 수 있다.1 (b), the steel material 210 acts as a mold, and concrete is inserted into the steel material 210. As a result, There can be a space that can be used, without the need for a separate mold.

도 1(b)에 도시된 상기 합성거더(200)는 합성거더 한 종류를 도시한 것으로, 도 1(b)에 도시된 합성거더 외에도, I자 빔이나 박스형 거더와 같이 다른 형태를 가진 합성거더 또한 사용될 수 있다.The synthetic girder 200 shown in Fig. 1 (b) shows one type of synthetic girder. In addition to the synthetic girder shown in Fig. 1 (b), synthetic girders having different shapes such as an I- It can also be used.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 콘크리트 거더(100) 및 합성거더(200)는 거더의 길이방향으로 구비되며, 내부에 강연선(310)이 배치되는 복수의 쉬스관(300)을 포함한다. 상기 쉬스관(300) 및 강연선(310)은 상기 콘크리트 거더(100) 또는 합성거더(200)의 콘크리트에 긴장력(緊張力)을 가해 프리스트레싱을 도입하기 위한 구성으로, 양생된 후 당겨지게 된다. 상기 쉬스관(300) 및 강연선(310)은 콘크리트 또는 거더의 설계에 따라 개수 및 재질이 변형 될 수 있다. 또한, 상기 강연선(310)의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 거더의 내부에 위치할 수 도 있고, 상기 거더의 외부에 위치할 수 있다.As shown in FIG. 1, the concrete girder 100 and the composite girder 200 are provided in the longitudinal direction of the girder, and include a plurality of sheath pipes 300 in which a strand 310 is disposed. The sheath pipe 300 and the strand 310 are cured after being cured by introducing prestressing by applying a tensile force to the concrete of the concrete girder 100 or the synthetic girder 200. The sheath pipe 300 and the stranded wire 310 may be modified in number and material depending on the design of the concrete or the girder. In the case of the stranded wire 310, as shown in FIG. 1, it may be located inside the girder, and may be located outside the girder.

도 1에 도시된 상기 콘크리트 거더(100) 및 합성거더(200)는 미리 곡률을 가지도록 제작된 상태로 후술할 본 발명에 의한 불균일 법선응력이 상쇄된 수평방향 프리플렉스 거더의 제작방법이 적용된다.The concrete girder 100 and the composite girder 200 shown in FIG. 1 are manufactured so as to have a curvature in advance and a method of manufacturing a horizontal direction preflex girder in which the non-uniform normal stress according to the present invention is canceled .

[제1실시예 외력을 직접 가하는 방법][First Embodiment Method of Directly Applying External Force]

본 발명에 의한 불균일 법선응력이 상쇄된, 특히 인장응력이 상쇄된 수평방향 프리플렉스 거더의 제작방법의 제1실시예는 수평지지단계, 프리스트레싱 단계 및 재하단계를 포함하여 이루어진다.A first embodiment of a method of manufacturing a horizontal direction preflex girder, in particular, in which the non-uniform normal stress according to the present invention has been canceled, in particular, the tensile stress is canceled, comprises a horizontal supporting step, a prestressing step and a loading step.

상기 수평지지단계는 수평방향 곡률을 가지고, 콘크리트(10)가 타설 및 양생된 거더에 지지대(20)를 설치하여 수평으로 지지하는 단계이다. 도 2는 상기 수평지지단계를 개략적으로 도시한 것으로, 도 2에 도시된 거더는 도 1(b)에 도시된 합성거더(200)이다.The horizontal supporting step is a step of horizontally supporting the support 10 by installing the support 20 on the girder on which the concrete 10 is poured and cured. Fig. 2 schematically shows the horizontal supporting step. The girder shown in Fig. 2 is the composite girder 200 shown in Fig. 1 (b).

도 2는 상기 합성거더(200)의 상부에서 바라본 것으로, 도 2에 도시된 바와 샅이 상기 합성거더(200)는 상측으로 볼록 튀어나와 있는 형태이다. 즉 상기 합성거더(200)의 곡률 중심 방향은 상기 합성거더(200)의 하측이다.2 is a top view of the composite girder 200. As shown in FIG. 2, the composite girder 200 is protruded upward. That is, the center of curvature of the composite girder 200 is the lower side of the composite girder 200.

도 2에 도시된 바와 같이 두 개의 상기 지지대(20)는 상기 합성거더(200)의 길이방향 양단에 설치되나, 경우에 따라서는 상기 합성거더(200)의 다른 위치에 형성될 수 있다. 상기 지지대(20)는 상기 합성거더(200)와 맞닿아 있으며, 상기 지지대(20)는 상기 합성거더(200)에 외력을 가했을 때, 상기 합성거더(200)의 위치를 고정시키는 역할을 한다.As shown in FIG. 2, the two support rods 20 are provided at both ends of the synthetic girder 200 in the longitudinal direction, but may be formed at other positions of the synthetic girder 200, as the case may be. The support 20 is in contact with the composite girder 200 and the support 20 serves to fix the position of the composite girder 200 when an external force is applied to the composite girder 200.

상기 수평지지단계에서 상기 지지대(20)를 설치하고, 상기 콘크리트(10)를 타설 및 양생하는 작업은 서로 순서에 관계없이 진행되어도 관계없다.In the horizontal support step, the support 20 is installed, and the operation of pouring and curing the concrete 10 may be carried out independently of each other.

상기 프리스트레싱 단계는 상기 거더의 길이방향 양단에서 원주방향으로 압축력(P1)을 가해 상기 콘크리트에 긴장력을 도입하는 단계이다. 도 3(a)은 상기 프리스트레싱 단계를 개략적으로 도시한 것으로, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 상기 압축력(P1)은 상기 합성거더(200)의 원주방향으로 작용한다. 상기 프리스트레싱 단계를 수행하는 방법은, 상술했듯 상기 합성거더(200)의 내부 또는 외부(주로 거더의 하부)에 위치한 상기 강연선(310)을 긴장시키는 것으로, 상기 강연선(310)을 긴장시키면 상기 합성거더(200)의 내부에 타설, 양생된 콘크리트 부재 단면에 원주방향으로 기본적으로 압축력이 걸리게 되지만, 불균일 응력이나 더 나아가 인장응력이 발생되기도 한다.The prestressing step is a step of applying a compressive force (P1) in the circumferential direction at both longitudinal ends of the girder to introduce a tensile force into the concrete. 3 (a) schematically shows the prestressing step. As shown in FIG. 3 (a), the compressive force P1 acts in the circumferential direction of the composite girder 200. As shown in FIG. The method of performing the prestressing step may include tensioning the stranded wire 310 located inside or outside the composite girder 200 (mainly the lower portion of the girder) as described above. When the stranded wire 310 is strained, A compressive force is basically applied in the circumferential direction on the end face of the concrete member that is cured and cured inside the mold 200, but nonuniform stress and further tensile stress are generated.

상기 합성거더(200)의 단면을 잘랐을 때, 상기 프리스트레싱 단계에서 상기 압축력(P1)에 의해 발생하는 불균일 응력의 분포는 도 3(b)에 도시되어 있다. 도 3(b)의 좌측은 상기 합성거더(200)의 곡률 중심의 반대쪽 즉 외측, 우측은 곡률 중심 방향 내측이다. 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 상기 합성거더(200)의 단면의 외측은 압축력 성분이 발생하고, 상기 합성거더(200)의 내측은 인장력 성분이 발생한다.The distribution of the nonuniform stress generated by the compressive force P1 in the prestressing step when the section of the composite girder 200 is cut is shown in Fig. 3 (b). The left side of FIG. 3 (b) is the opposite side of the center of curvature of the composite girder 200, that is, the outside, and the right side is the inside of the curvature center direction. 3 (b), a compressive force component is generated on the outer side of the cross section of the composite girder 200, and a tensile force component is generated on the inner side of the composite girder 200.

상기 프리스트레싱 단계는 상기 합성거더(200)의 상부에 위치할 교량의 바닥판의 하중과, 상기 교량의 바닥판 위에 재하될 사용하중에 의한 하중효과에 유리하게 저항하기 위해 하중과 반대방향인 상측으로 도입되는 것이다. 일반적으로 상기 합성거더(200)가 직선일 경우, 상기 합성거더(200)의 단면 내에 도 3(b)에 도시된 바와 같은 불균일한 압축력과 인장력 성분이 발생하지 않지만, 상기 합성거더(200)가 곡선이기 때문에 상기 합성거더(200)의 외측과 내측에 압축력과 인장력이 발생하게 되고, 후술할 상기 재하단계에서 이를 없애거나 최소화할 방법을 도입한다.The prestressing step may be performed in a direction opposite to the load in order to favorably resist the load of the bottom plate of the bridge located at the upper portion of the composite girder 200 and the load effect due to the usage load to be loaded on the bottom plate of the bridge Is introduced. In general, when the composite girder 200 is straight, uneven compressive force and tensile force components as shown in FIG. 3 (b) are not generated in the cross section of the composite girder 200, A compressive force and a tensile force are generated on the outside and the inside of the composite girder 200 and a method of eliminating or minimizing it in the loading step to be described later is introduced.

상기 재하단계는 상기 프리스트레싱 단계에서 상기 압축력(P1)에 의한 수평력 성분에 비례하여 상기 거더의 곡률 중심 반대방향으로 외력(P2)을 가하는 단계이다.The loading step is a step of applying an external force P2 in the direction opposite to the center of curvature of the girder in proportion to the horizontal force component by the compressive force P1 in the prestressing step.

도 3(c)은 상기 재하단계에 의해 상기 합성거더(200)의 단면에 발생되는 압축력과 인장력을 도시한 것이다. 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 상기 합성거더(200)의 단면 외측에는 인장력이 발생하게 되고, 단면 내측에는 압축력이 작용하게 된다. 이는 도 3(b)에 도시된 압축응력과 인장응력의 분포와 대칭되는 것으로, 이 두 응력분포를 합하면 서로 상쇄된다.Fig. 3 (c) shows the compressive and tensile forces generated in the section of the composite girder 200 by the above-mentioned loading step. As shown in FIG. 3 (c), a tensile force is generated outside the end face of the composite girder 200, and a compressive force is applied to the inside of the end face. This is symmetrical with the distribution of the compressive stress and the tensile stress shown in FIG. 3 (b), and when these two stress distributions are added together, they cancel each other.

이를 적절히 상쇄시키기 위해 상기 합성거더(200)에 긴장력에 의해 도입되는 상기 압축력(P1)의 수평분력과 외력(P2)이 서로 대응되도록 한다. 이때, 상기 프리스트레싱 단계와 재하단계는 서로 동시에 진행될 수도 있고, 상기 프리스트레싱 단계와 재하단계가 서로 순차적으로 반복 수행될 수 있는데, 이는 상기 압축력(P1) 또는 외력(P2)에 의한 거더 부재에 과도한 변형 거동이나 응력이 발생되는 것을 방지하기 위함이다.The horizontal force component and the external force force P2 of the compressive force P1 introduced to the composite girder 200 by the tension force are caused to correspond to each other. At this time, the prestressing step and the loading step may be performed simultaneously, and the prestressing step and the loading step may be sequentially and repeatedly performed. This is because the excessive strain acting on the girder member due to the compressive force (P1) So that stress or stress can be prevented from occurring.

상기 프리스트레싱 단계 또는 재하단계가 동시에 진행되지 않고 순차적으로 반복 수행된다면, 상기 단계들에 의해 도입되는 합성거더의 허용응력이나 공칭내하력에 벗어나지 않는 정도로만 도입되어야 한다.If the prestressing step or the loading step is repeatedly carried out sequentially without proceeding simultaneously, it should be introduced only to the extent that it does not deviate from the allowable stress or the nominal load carrying capacity of the composite girder introduced by the above steps.

상기 프리스트레싱 단계와 재하단계가 반복 수행될 때, 순서에 관계없이 수행될 수 있다.When the presting step and the loading step are repeatedly performed, they can be performed in any order.

[제2실시예 프리플렉스를 이용한 방법][Second Embodiment Method Using Pre-Flex]

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 제2실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명에 의한 제2실시예는 상기 콘크리트 거더(100) 또는 합성거더(200)에 적용 가능한데, 단 이때 상기 콘크리트 거더(100)는 콘크리트의 타설 및 양생을 위한 거푸집 및 이의 지지구조체가 마련되어 있는 형태이다.Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The second embodiment according to the present invention is applicable to the concrete girder 100 or the composite girder 200 except that the concrete girder 100 is provided with a form for pouring and curing concrete, to be.

본 발명에 의한 불균일 법선응력이 상쇄된 수평방향 프리플렉스 거더의 제작방법의 제2실시예는 수평지지단계, 프리플렉스 단계, 프리스트레싱 단계 및 재하단계를 포함한다.A second embodiment of a method of making a horizontal direction preflex girder in which the nonuniform normal stress according to the present invention is canceled includes a horizontal supporting step, a pre-flexing step, a prestressing step and a loading step.

상기 수평지지단계는 수평방향 곡률을 가지고, 콘크리트(10)가 타설 및 양생된 거더의 길이 양단에 지지대(20)를 설치하여 수평으로 지지하는 단계이다. 도 4(a)는 상기 수평지지단계와 프리플렉스 단계를 도시한 것이다. 도 4(a)에서 상기 지지대(20)의 위치는 제1실시예와 차이를 보이는데, 제1실시예와는 달리 제2실시예에서 상기 지지대(20)는 상기 합성거더(200)의 양단 끝 내측에 위치한다. 이는 후술할 상기 프리플렉스 단계에서 하중(P2')이 도 4(a)의 상측에서 하측으로 가해지기 때문에 이 때 상기 합성거더(200)의 위치를 고정하기 위함이다.The horizontal supporting step has a horizontal curvature, and supports 20 are installed at both ends of the length of the girder where the concrete 10 is laid and cured, thereby horizontally supporting the girder. 4 (a) shows the horizontal support step and the pre-flex step. 4 (a), the position of the support frame 20 is different from that of the first embodiment. Unlike the first embodiment, in the second embodiment, the support frame 20 is positioned at both ends of the composite girder 200 Lt; / RTI > This is to fix the position of the composite girder 200 at this time since the load P2 'is applied from the upper side to the lower side of FIG. 4 (a) in the pre-flex step to be described later.

상기 프리플렉스 단계는 상기 수평지지단계에 포함되는 단계로, 상기 지지대(20) 및 지지구조체가 설치된 후에, 그리고 상기 콘크리트(10)가 타설 되기 전이나, 타설이 되더라도 양생되지 않은 상태에서 수행되는 단계로, 상기 합성거더(200)의 콘크리트를 제외한 강재(210)에 상기 거더의 곡률 중심방향으로 하중(P2')을 가하는 단계이다. 도 4는 상기 콘크리트(10)가 표시되어있지만, 상기 콘크리트(10)가 타설되지 않고, 상기 지지대(20)만 설치된 상황에서 상기 프리플렉스 단계가 수행될 수 있다. 즉, 상기 콘크리트(10)가 양생만 되지 않고, 지지대(20) 및 지지구조체가 설치되면, 콘크리트를 타설하는 작업과, 상기 프리플렉스 단계의 수행 순서는 관계없다.The preflex step is included in the horizontal support step. The preflex step is performed after the support 20 and the supporting structure are installed, and before the concrete 10 is poured, or when the concrete 10 is poured, A load P2 'is applied to the steel material 210 except for the concrete of the composite girder 200 in the direction of the center of curvature of the girder. 4 shows the concrete 10, the pre-flex step can be performed in a state where the concrete 10 is not installed but only the support 20 is installed. That is, when the support 10 and the supporting structure 20 are installed without the concrete 10 being cured, the operation of placing the concrete and the sequence of performing the pre-flex step are not relevant.

도 4(a)의 상기 합성거더(200)의 상측에 위치한 화살표는 상기 하중(P2')을 도시한 것으로, 상기 하중(P2')으로 발생하는 응력 역시 상기 합성거더(200)의 허용응력이나 공칭내하력을 초과하지 않도록 한다.The arrow P2 located on the upper side of the composite girder 200 shown in FIG. 4A shows the load P2 ', and the stress generated by the load P2' is also the allowable stress of the composite girder 200 Do not exceed the nominal load carrying capacity.

도 4(b)는 상기 합성거더(200)의 단면을 잘랐을 때, 이 단면에 작용하는 압축력 및 인장력을 도시한 것으로, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 도 4(b)의 상측인 상기 합성거더(200)의 강재 구조체의 외측면에는 압축력이 발생하고, 도 4(b)의 하측인 상기 합성거더(200)의 강재 구조체의 내측면에는 인장력이 발생한다.4 (b) shows the compressive force and the tensile force acting on the cross section of the composite girder 200 when it is cut, and as shown in Fig. 4 (b) A compressive force is generated on the outer surface of the steel structural body of the composite girder 200 and a tensile force is generated on the inner side surface of the steel structural body of the synthetic girder 200 which is the lower side of Fig.

상술했듯, 상기 프리플렉스 단계가 수행될 때 상기 콘크리트(10)는 양생되지 않은 상태이고, 따라서 상기 콘크리트(10)에 발생하는 응력은 없다. 상기 프리플렉스 단계가 수행된 후 상기 콘크리트(10)는 타설 또는 양생되는데, 이때에도 상기 콘크리트(10)에 발생하는 응력은 없는 상태이다.As described above, when the pre-flex step is performed, the concrete 10 is not cured, and therefore, there is no stress generated in the concrete 10. After the pre-flex step is performed, the concrete 10 is poured or cured. At this time, no stress is generated in the concrete 10.

도 4에 도시된 상기 프리플렉스 단계에서는 프리플렉스 하중을 상기 강재(210)에 가하지만, 상기 프리플렉스 단계가 적용되는 대상이 콘크리트 거더일 때는 콘크리트 거더의 외부에 위치하는 콘크리트 거더의 거푸집에 프리플렉스를 가하게 된다. 즉, 콘크리트 거더일 경우 거푸집이 상기 강재(210)의 역할을 하게 되는 것이다.In the pre-flex step shown in FIG. 4, a pre-flex load is applied to the steel material 210, but when the object to which the pre-flex step is applied is a concrete girder, . That is, in the case of a concrete girder, the formwork serves as the steel material 210.

도 5(a)는 상기 프리스트레싱 단계 및 재하단계를 개략적으로 도시한 것으로, 도 5(a)에 도시된 바와 같이 상기 프리스트레싱 단계는 상기 거더의 길이방향 양단에서 원주방향으로 압축력(P1)을 가해 상기 콘크리트에 긴장력을 도입하는 단계이다. 제1실시예 및 제2실시예의 프리스트레싱 단계는 동일하므로, 긴장력을 도입하는 방법에 대해서는 설명을 생략한다.5 (a) schematically shows the prestressing step and the loading step. As shown in FIG. 5 (a), the prestressing step applies a compressive force P1 in the circumferential direction at both longitudinal ends of the girder, It is the step of introducing the tension to the concrete. Since the prestressing steps of the first embodiment and the second embodiment are the same, the description of the method of introducing the tensional force is omitted.

도 5(a)에 도시된 프리스트레싱 단계를 통해 발생하는 콘크리트의 응력은 도 5(b)에 도시어 있다. 이 또한 제1실시예와 같은 형태로, 상기 합성거더(200)의 외측에는 압축력이, 내측에는 인장력이 발행한다. 도 4(b) 및 도 5(b)에 도시된 응력의 분포는 동일하다. 본 발명은 도 5(b)에 도시된 압축응력 및 인장응력을 상쇄해서 제거하는 것을 주특징으로 하므로, 도 5(b)에 도시된 응력분포를 바꾸기 위해 재하단계를 수행한다.The stress of the concrete generated through the prestressing step shown in Fig. 5 (a) is shown in Fig. 5 (b). In the same manner as in the first embodiment, a compressive force is exerted on the outside of the composite girder 200, and a tensile force is exerted on the inside thereof. The distributions of the stresses shown in Figs. 4 (b) and 5 (b) are the same. Since the present invention is mainly characterized in that the compressive stress and the tensile stress shown in FIG. 5 (b) are canceled out, the load step is performed to change the stress distribution shown in FIG. 5 (b).

상기 재하단계는 상기 프리스트레싱 단계에서 상기 압축력(P1)의 수평력 성분에 비례해서 상기 거더의 곡률 중심 반대방향으로 외력(P2)을 가하는 단계이다. 이 또한 제1실시예와 같지만, 제2실시예에서 상기 재하단계를 수행하는 방법은 상기 하중(P2')을 제거하는 것이다. 상기 하중(P2')을 제거하면, 상기 강재(210)는 상기 하중(P2')이 가해지기 이전의 형태로 되돌아가려고 할 것이다. 따라서 상기 하중(P2')과 반대 방향인 상기 외력(P2)이 가해지는 것과 같은 효과가 작용하게 되고, 이 때, 상기 강재(210)의 내부에 타설 후 양생된 콘크리트(10)에 의해 강성이 추가 형성되므로 상기 콘크리트(10)에도 응력이 발생하게 되는데, 이는 도 5(c)에 도시되어 있다. 따라서, 상기 하중(P2')을 재하하는 단계와 이 하중을 제거하는 P2 재하단계에서의 단면 강성이 달라지기 때문에 이 차이로 인해 수평하중은 제거되더라도 부재 내 응력은 완전히 제거되지 않고 콘크리트 부재에도 남게 되는데, 도 5(c)에 도시된 바와 같은 분포의 응력성분이 남게 된다. 이와 대조적으로, 강재 거더에는 이와 반대인 분포 즉 도 5(b)에 도시된 바와 같은 분포의 응력성분의 일부가 남는다. 즉 다시말해 도 5(c)의 우측인 상기 합성거더(200)의 콘크리트 부재의 내측은 압축을 받는다. 이는 도 5(b)에 도시된 응력의 분포와 반대 방향으로, 두 응력분포가 서로 같은 양이 되도록 조정되어 합해지면 상기 콘크리트(10)에 발생하는 불균일 응력은 서로 상쇄되거나 거의 없애는 것이 가능하다. 이와 같은 과정에 따른 응력 발현의 원리를 이용하면, 하부에 프리스트레싱을 가함으로써 곡선 콘크리트 거더나 합성거더에 발생하는 불균일응력이나 인장응력을 효과적으로 상쇄할 수 있다. 상기 프리스트레싱 단계 및 재하단계(프리플렉스 하중 P2'의 제거 단계)는 제1실시예와 동일한 이유로, 동시에 진행되거나 순차적으로 반복 수행되게 하여 곡선 콘크리트 거더나 합성거더의 제작 중에 콘크리트 부재에 발생하는 불균일 응력이나 인장응력이 최소화되도록 조정할 수 있다. The loading step is a step of applying an external force P2 in the direction opposite to the center of curvature of the girder in proportion to the horizontal force component of the compressive force P1 in the prestressing step. Is the same as in the first embodiment, but the method of performing the loading step in the second embodiment is to remove the load P2 '. If the load P2 'is removed, the steel material 210 will try to return to the shape before the load P2' is applied. Therefore, the effect of applying the external force P2, which is opposite to the load P2 ', is applied. At this time, the rigidity is reduced by the concrete 10 cured after being poured into the steel material 210 A stress is also generated in the concrete 10, which is shown in Fig. 5 (c). Therefore, even if the horizontal load is removed due to the difference in the section stiffness between the step of loading the load P2 'and the step of loading P2 to remove the load, the stress in the member is not completely removed, The stress component of the distribution as shown in Fig. 5 (c) remains. In contrast, the steel girder remains a part of the opposite distribution, that is, the distribution of stress components as shown in Fig. 5 (b). In other words, the inside of the concrete member of the composite girder 200 on the right side of Fig. 5 (c) is compressed. If the two stress distributions are adjusted so as to be equal to each other in a direction opposite to the distribution of the stress shown in FIG. 5 (b), the uneven stresses occurring in the concrete 10 can be canceled out or substantially eliminated. By using the principle of stress expression according to the above process, by applying prestressing to the lower portion, it is possible to effectively cancel the non-uniform stress or tensile stress generated in the curved concrete girder or the synthetic girder. The prestressing step and the loading step (removal step of pre-flex load P2 ') are performed simultaneously or repeatedly for the same reason as in the first embodiment, and thus the nonuniform stresses occurring in the concrete member during the production of the curved concrete girder or the synthetic girder Or tensile stress can be minimized.

상기한 제1실시예 및 제2실시예를 통해 제작된 곡선거더는 거더의 콘크리트에 별도의 인장력 또는 압축력이 발생하지 않아 내구성이 향상되는 효과가 있다.The curved girder manufactured through the first and second embodiments has no effect of generating tensile force or compressive force on the concrete of the girder, thereby improving durability.

본 발명은 상기한 실시예들에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the present invention as defined by the appended claims.

P1 : 압축력
P2 : 외력 P2' : 하중
10 : 콘크리트
20 : 지지대
100 : 콘크리트거더
200 : 합성거더
210 : 강재
300 : 쉬스관
310 : 강연선P1: Compressive force
P2: External force P2 ': Load
10: Concrete
20: Support
100: Concrete girder
200: composite girder
210: Steel
300: Sheath tube
310: Strand

Claims

A horizontal supporting step of supporting the girder horizontally by installing a support base 20 on a girder having a horizontal curvature and cured concrete 10;
A prestressing step of applying a compressive force (P1) in a circumferential direction at both longitudinal ends of the girder to introduce a tensile force into the concrete; And
A loading step of applying an external force (P2) in a direction opposite to the center of curvature of the girder in proportion to the compressive force (P1) in the prestressing step;
Wherein the preflex girder is made of a material selected from the group consisting of steel,

A horizontal supporting step of supporting the girder horizontally by installing a support base 20 on a girder having a horizontal curvature and cured concrete 10;
Applying an external force (P2) in a direction opposite to the center of curvature of the girder; And
A prestressing step of applying a compressive force (P1) in a circumferential direction at both longitudinal ends of the girder to introduce a tensile force into the concrete;
Wherein the preflex girder is made of a material selected from the group consisting of steel,

3. The method of claim 1 or 2, wherein the loading step and the pre-
Wherein the pre-flexure girders are sequentially or repeatedly performed.

3. The apparatus according to claim 1 or 2, wherein the girder
Wherein the concrete girder (100) is a concrete girder (100).

3. The apparatus according to claim 1 or 2, wherein the girder
A concrete girder or a composite girder 200 having a form,
Wherein the horizontal supporting step comprises:
A preflex step (S2) is performed before the concrete (10) is cured, and a load (P2 ') is applied to the center of the girder
Further comprising the steps of:

6. The method of claim 5,
And the external force (P2) is applied by removing the load (P2 ').

3. The apparatus according to claim 1 or 2, wherein the girder
And a stranded wire (310) provided in the longitudinal direction.

8. The method of claim 7, wherein the pre-
And compressing the strand (310) to introduce compressive force (P1) into the concrete (10).

A curved girder in which the non-uniform normal stress produced by the manufacturing method of the horizontal direction pre-flex girder of claim 1 or 2 is canceled.