KR101899751B1 - 효율적인 단면을 가진 강상자형 거더교 - Google Patents

Abstract

본 발명은 거더의 휨모멘트 분포에 따라 저항하여 효율적으로 지지할 수 있고 경제적인 설계가 가능하도록 한 강상자형 거더교에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 일정한 간격을 두고 좌,우에 배치되는 복부, 상기 복부의 상부에 각각 수평하게 배치되는 상부플랜지, 상기 복부의 좌우측의 하부간에 수평하게 연결 배치되는 하부플랜지로 이루어지는 거더와, 상기 거더가 배치된 상태에서 상부 인장이 발생되는 부모멘트 구간과, 거더의 하부 인장이 발생되는 정모멘트 구간으로 이루어지되 상기 부모멘트 구간의 상부플랜지는 종방향 리브가 배치된 폐합단면으로 형성되고 하부플랜지는 개구단면으로 형성되되 교좌장치가 설치되는 지점부 구간은 폐합단면으로 형성되며, 상기 정모멘트 구간의 상부플랜지는 개구단면으로 형성되고 하부플랜지는 종방향 리브가 배치된 폐합단면으로 형성되어 있는 강상자형 거더교를 특징으로 한다.

Description

효율적인 단면을 가진 강상자형 거더교 {Steel box girder bridge with efficient cross section}

본 발명은 거더의 휨모멘트 분포에 따라 저항하여 효율적으로 지지할 수 있고 경제적인 설계가 가능하도록 한 강상자형 거더교에 관한 것이다.

일반적으로 강상자형 거더교에 있어서는 정, 부모멘트구간의 단면형상은 2개의 복부와 상,하플랜지로 구성된 폐합단면으로 이루어져 있다.

이와 같은 종래의 강상자형 거더교는 응력에 따른 불필요한 강재의 절감으로 경제성을 향상시키기 보다는 강상자형 거더교 제작의 편리성만을 고려한 것으로, 가격이 고가인 강재량의 낭비가 심한 실정이다.

즉, 정모멘트구간의 상부플랜지는 압축 응력을 받는 구간으로 강재 상부플랜지보다는 바닥판 슬래브가 주로 압축 응력에 대응하고 있으며, 강재 상부플랜지는 압축 응력에 대응하는 역할을 제대로 하지 못하고, 단순히 사각형 또는 제형의 형상을 유지하는 역할 밖에 못하고 있으므로, 많은 양의 강재를 사용하면서도 그에 걸맞는 역할을 하지 못하여 많은 강재량을 낭비하고 있는 실정이다.

또한, 부모멘트구간의 상부플랜지는 인장 응력에 대응하므로 구조적인 효율성은 있지만, 하부플랜지는 강재가 압축 응력의 대응해야 하는 관계로 강재 소요량이 많이 소요되어 비경제적인 요인이 유발되고 있다.

KR 제10-1779959호 KR 제10-1634307호 KR 제10-0682790호 KR 제10-0906400호 KR 제10-0995501호 KR 제10-0948358호 KR 제10-0615471호

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 강상자형 거더의 상부 인장이 발생되는 부모멘트 구간의 상부플랜지는 종방향 리브가 배치된 폐합단면으로 형성되고 하부플랜지는 트러스형상의 수평브레이싱이 부착된 개구단면으로 형성되되 교좌장치가 설치되는 지점부 구간은 폐합단면으로 형성되며, 하부 인장이 발생되는 정모멘트 구간의 상부플랜지는 개구단면으로 형성되고 하부플랜지는 종방향 리브가 배치된 폐합단면으로 형성되어 거더의 휨모멘트 분포에 따라 저항하여 효율적으로 지지할 수 있고, 정모멘트부의 양측 복부 설치간격이 응력 대비 여유를 갖도록 한 수단으로 경제적인 설계가 가능하도록 한 강상자형 거더교를 제공함에 있다.

본 발명은 일정한 간격을 두고 좌,우에 배치되는 복부, 상기 복부의 상부에 각각 수평하게 배치되는 상부플랜지, 상기 복부의 좌우측의 하부간에 수평하게 연결 배치되는 하부플랜지로 이루어지는 거더와, 상기 거더가 배치된 상태에서 상부 인장이 발생되는 부모멘트 구간과, 거더의 하부 인장이 발생되는 정모멘트 구간으로 이루어지되 상기 부모멘트 구간의 상부플랜지는 종방향 리브가 배치된 폐합단면으로 형성되고 하부플랜지는 개구단면으로 형성되되 교좌장치가 설치되는 지점부 구간은 폐합단면으로 형성되며, 상기 정모멘트 구간의 상부플랜지는 개구단면으로 형성되고 하부플랜지는 종방향 리브가 배치된 폐합단면으로 형성되어 있는 강상자형 거더교를 특징으로 한다.

상기 부모멘트 구간의 상부플랜지는 폐합된 상태로 형성되고, 상기 상부플랜지의 폐합단면 저면에 복수개의 종방향 리브가 거더의 길이방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 정모멘트 구간의 상부플랜지는 개방되어 있는 개구단면으로 형성되고, 하부플랜지는 폐합된 상태로 형성되며, 상기 하부플랜지의 폐합단면 상면에 복수개의 종방향 리브가 거더의 길이방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 거더의 정모멘트 구간은 거더의 부모멘트 구간에 비해 평면상에서 양측 복부의 이격된 간격이 단축되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 일정한 간격을 두고 좌,우에 배치되는 복부, 상기 복부의 상부에 각각 수평하게 배치되는 상부플랜지, 상기 복부의 좌우측의 하부간에 수평하게 연결 배치되는 하부플랜지로 이루어지는 거더와, 상기 거더가 배치된 상태에서 상부 인장이 발생되는 부모멘트 구간과, 거더의 하부 인장이 발생되는 정모멘트 구간으로 이루어지되 상기 부모멘트 구간의 상부플랜지는 종방향 리브가 배치된 폐합단면으로 형성되고 하부플랜지는 폐합된 상태로 배치된 아치형 단면을 갖도록 하되 상기 아치형 단면의 양끝단은 강관을 이용하여 수평으로 연결되도록 하며, 상기 정모멘트 구간의 상부플랜지는 개구단면으로 형성되고 하부플랜지는 종방향 리브가 배치된 폐합단면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 아치형 단면의 중앙부와 강관의 길이방향의 중앙부는 수직받침대로 서로 연결되어 지지력을 갖도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 강상자형 거더교는 거더의 상부 인장이 발생되는 부모멘트 구간에 해당되는 지점부와, 거더의 하부 인장이 발생되는 정모멘트 구간에 해당되는 중앙부의 휨모멘트의 분포에 따라 저항하여 효율적으로 지지할 수 있도록 되어 있고, 거더 중앙부의 정모멘트 구간은 거더 지점부의 부모멘트 구간에 비해 평면상에서 좌,우 양측에 배치되는 복부의 이격된 간격을 단축시켜 설치할 수 있게 되어 강재 소요량을 절감하고 경제적인 설계를 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 강상자형 거더교의 부모멘트 구간 및 정모멘트 구간을 나타낸 전면도.
도 2는 본 발명에 의한 강상자형 거더교에서 부모멘트 구간의 구성을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 강상자형 거더교에서 부모멘트 구간의 설치상태를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 강상자형 거더교에서 정모멘트 구간의 구성을 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 강상자형 거더교에서 정모멘트 구간의 설치상태를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 강상자형 거더교에서 부모멘트 구간 및 정모멘트 구간을 나타낸 평면도.
도 7은 본 발명에 의한 강상자형 거더교에서 부모멘트 구간 및 정모멘트 구간을 나타낸 저면도.
도 8은 본 발명에 의한 강상자형 거더교에서 또 다른 구성 실시예를 나타낸 전면도 및 일부 확대도.
도 9는 본 발명에 의한 강상자형 거더교에서 상기 도 8의 구성 실시예를 나타낸 저면 사시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에 의한 강상자형 거더교는, 도 1 내지 도 7과 같이 일정한 간격을 두고 좌,우에 배치되는 복부(10)와, 상기 복부(10)의 상부에 각각 수평하게 배치되는 상부플랜지(12)와, 상기 복부(10)의 좌우측의 하부간에 수평하게 연결 배치되는 하부플랜지(14)로 이루어지는 강상자형 거더(G)의 상부에 콘크리트를 타설하여 슬래브(80)를 시공하게 된다.

즉, 도 1과 같이 거더(G)가 배치된 상태에서 상기 거더(G)의 지점부는 상부 인장이 발생되는 부모멘트 구간(20)이고, 거더(G)의 중앙부는 하부 인장이 발생되는 정모멘트 구간(30)으로 이루어져 있다.

본 발명은 상기 부모멘트 구간(20)의 상부플랜지(12)는 종방향 리브(16)가 배치된 폐합단면(40)으로 형성되고 하부플랜지(14)는 개구단면(50)으로 형성되되 교좌장치가 설치되는 지점부 구간(S)은 폐합단면(40)으로 형성되며, 상기 정모멘트 구간(30)의 상부플랜지(12)는 개구단면(50)으로 형성되고 하부플랜지(14)는 종방향 리브(16)가 배치된 폐합단면(40)으로 형성되어 거더(G)에 작용하는 휨모멘트의 분포에 따라 저항하여 효율적으로 지지할 수 있도록 함과 아울러 정모멘트 구간(30)의 양측 복부(10) 설치간격이 응력 대비 여유를 갖도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 거더(G)의 부모멘트 구간(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 상부플랜지(12)는 폐합된 상태로 형성되고 상기 상부플랜지(12)의 폐합단면(40) 저면에 복수개의 종방향 리브(16)가 거더(G)의 길이방향으로 배치되어 상부 인장에 대응할 수 있도록 되어 있으며, 하부플랜지(14)는 개방되어 트러스형상의 수평 브레이싱(52)이 부착된 개구단면(50)으로 형성되어 비틀림에 대응할 수 있도록 하되 교좌장치가 설치되는 지점부 구간(S)은 폐합단면(40)으로 형성되어 있다.

상기 거더(G)의 정모멘트 구간(30)은 도 4와 같이 상부플랜지(12)는 개방되어 있는 개구단면(50)으로 형성되고, 하부플랜지(14)는 폐합된 상태로 형성되며, 상기 하부플랜지(14)의 폐합단면(40) 상면에 복수개의 종방향 리브(16)가 거더(G)의 길이방향으로 배치되어 하부 인장에 대응할 수 있도록 되어 있다.

이러한 본 발명은 도 6과 같이 거더(G)의 상부 인장이 발생되는 부모멘트 구간(20)에 해당되는 지점부와, 거더(G)의 하부 인장이 발생되는 정모멘트 구간(30)에 해당되는 중앙부의 휨모멘트의 분포에 따라 저항하여 효율적으로 지지할 수 있게 되어 있으며, 도 6 및 도 7에 도시된 54는 거더들을 상호 연결하는 가로보를 나타낸다.

또한, 거더(G) 중앙부의 정모멘트 구간(30)은 양측 복부(10)의 설치간격이 응력 대비 여유를 갖게 되므로 거더(G) 중앙부의 정모멘트 구간(30)은 거더(G) 지점부의 부모멘트 구간(20)에 비해 평면상에서 좌,우 양측에 배치되는 복부(10)의 이격된 간격을 단축시켜 설치할 수 있게 되는바, 이는 도 4에 도시된 정모멘트 구간(30)의 복부 설치간격(D2)은 도 2에 도시된 부모멘트 구간(20)의 복부 설치간격(D1)에 비해 단축시킬 수 있게 되어 강재 소요량을 절감할 수 있게 되는 한편, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 정모멘트 구간(30)의 좌우 양측의 복부(10)가 부모멘트 구간(20)의 좌우 양측 복부(10)와 연결되는 지점에서는 정모멘트 구간(30)과 부모멘트 구간(20) 각각의 복부(10) 폭을 동일하게 하여 각 모멘트 구간의 연결시 단면의 급격한 변화를 완화하고 당해 부분들에서 응력집중이 초래되지 않도록 한다.

한편, 도 8 및 도 9는 본 발명에 의한 강상자형 거더교의 또 다른 실시예를 나타낸 것이다.

거더(G)가 배치된 상태에서 부모멘트 구간(20)의 상부플랜지(12)는 종방향 리브(16)가 배치된 폐합단면(40)으로 이루어져 있는 도 2의 구성과 동일하게 형성되고, 하부플랜지(14)는 폐합된 상태로 배치된 아치형 단면(60)을 갖도록 하되 상기 아치형 단면(60)의 양끝단은 원형 또는 사각형 등으로 된 강관(70)을 이용하여 수평으로 연결하도록 하고, 아치형 단면(60)의 중앙부와 강관(70)의 길이방향의 중앙부는 수직받침대(62)로 서로 연결하여 지지력을 유지할 수 있도록 한다.

상기와 같이 부모멘트 구간(20)의 하부플랜지(14)가 아치형 단면(60)을 갖도록 한 강상자형 거더교에 의해 강재 사용량을 줄이면서 외관상 미려한 거더를 제공하게 된다.

그리고 원형으로 된 강관(70)은 길이방향 양끝단에 사각관체로 형성되고 경사면을 가진 연결보강재(72)가 구비되어 아치형 단면(60)에 밀착되어 부착될 수 있도록 하고, 수직받침대(62)가 연결되는 강관(70)의 중앙부는 사각관체로 된 받침보강재(74)가 부착되어 강한 지지력을 갖도록 함이 바람직하다.

상기 정모멘트 구간(30)은 도 4와 같이 동일하게 구성되는 것으로, 상부플랜지(12)는 개방되어 있는 개구단면(50)으로 형성되고, 하부플랜지(14)는 폐합된 상태로 형성되며, 상기 하부플랜지(14)의 폐합단면(40) 상면에 복수개의 종방향 리브(16)가 거더(G)의 길이방향으로 배치되어 하부 인장에 대응할 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 강상자형 거더교는 거더(G)의 상부 인장이 발생되는 부모멘트 구간(20)에 해당되는 지점부와, 거더(G)의 하부 인장이 발생되는 정모멘트 구간(30)에 해당되는 중앙부의 휨모멘트의 분포에 따라 저항하여 효율적으로 지지할 수 있게 된다.

또한, 거더(G) 중앙부의 정모멘트 구간(30)은 양측 복부의 설치간격이 응력 대비 여유를 갖게 되므로 거더(G) 중앙부의 정모멘트 구간(30)은 거더(G) 지점부의 부모멘트 구간(20)에 비해 평면상에서 좌,우 양측에 배치되는 복부(10)의 이격된 간격을 단축시킬 수 있게 되어 강재 소요량을 절감을 할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

10 : 복부 12 : 상부플랜지
14: 하부플랜지 16 : 리브
20 : 부모멘트구간 30: 정모멘트구간
40 : 폐합단면 50 : 개구단면
52 : 브레이싱 54 : 가로보
60 : 아치형 단면 62 : 수직받침대
70 : 강관 72 : 연결보강재
74 : 받침보강재 80 : 슬래브
G : 거더 D1,D2 : 복부 설치간격
S : 교좌장치가 설치되는 지점부 구간

Claims (6)

1. 일정한 간격을 두고 좌,우에 배치되는 복부(10), 상기 복부(10)의 상부에 각각 수평하게 배치되는 상부플랜지(12), 상기 복부(10)의 좌우측의 하부간에 수평하게 연결 배치되는 하부플랜지(14)로 이루어지는 거더(G)와, 상기 거더(G)가 배치된 상태에서 상부 인장이 발생되는 부모멘트 구간(20)과, 거더(G)의 하부 인장이 발생되는 정모멘트 구간(30)으로 이루어지는 강상자형 거더의 상부에 콘크리트를 타설하여 슬래브(80)를 시공하는 강상자형 거더교에 있어서,
   상기 부모멘트 구간(20)의 상부플랜지(12)는 종방향 리브(16)가 배치된 폐합단면(40)으로 형성되고 하부플랜지(14)는 개방되어 수평 브레이싱(52)이 부착된 개구단면으로 형성되되 교좌장치가 설치되는 지점부 구간(S)은 폐합단면(40)으로 형성되며,
   상기 정모멘트 구간(30)의 상부플랜지(12)는 개구단면(50)으로 형성되고 하부플랜지(14)는 종방향 리브(16)가 배치된 폐합단면(40)으로 형성되고,
   상기 거더(G)의 정모멘트 구간(30)은 거더(G)의 부모멘트 구간(20)에 비해 평면상에서 양측 복부(10)의 이격된 간격이 단축되어 설치되되,
   상기 정모멘트 구간(30)의 좌우 양측의 복부(10)가 부모멘트 구간(20)의 좌우 양측 복부(10)와 연결되는 지점에서는 정모멘트 구간(30)과 부모멘트 구간(20) 각각의 복부(10) 폭을 동일하게 한 것을 특징으로 하는 강상자형 거더교.
   
   
   
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