KR101933673B1 - 강재 거더의 연속지점부 보강구조 - Google Patents

강재 거더의 연속지점부 보강구조 Download PDF

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노실근
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에스오씨기술지주 주식회사
노실근
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Abstract

본 발명은 연속형 강재 거더의 부모멘트부 하부플랜지에 구비되어 부모멘트부를 보강하는 압축보강수단을 포함하는 연속형 강재 거더의 부모멘트부 보강구조에 있어서, 상기 압축보강수단은, 상기 연속형 강재 거더의 복부와 일정 간격 이격되도록 하부플랜지의 상면에 교축방향으로 설치되는 한 쌍의 이격 보강강판; 및 상기 한 쌍의 이격 보강강판 내측에 충진되는 충진재;를 포함하는 연속형 강재 거더의 부모멘트부 보강구조를 제공한다.

Description

강재 거더의 연속지점부 보강구조{REINFORCING STRUCTURE FOR CONTINUOUS STPPORT OF STEEL GIRDER}
본 발명은 강재 거더의 연속지점부 보강구조 및 그 제작방법, 상세하게는 연속형 강재 거더의 부모멘트부 하부플랜지에 압축보강수단을 구비하는 강재 거더의 연속지점부 보강구조 및 그 제작방법에 관한 것이다.
연속교에 설치되는 연속형 강재 거더의 경우 교각 지점부에서 매우 큰 부모멘트가 발생하고, 이에 따라 거더의 하부플랜지는 큰 압축응력이 발생하게 된다. 이러한 큰 압축응력에 대응하고자 하부플랜지 두께를 두껍게 할 수 있다. 이와 같이 하부플랜지의 두께를 두껍게 하는 경우 고가의 강재가 사용되고 특히 두꺼운 강재가 필요하지 아니한 부분까지 불필요하게 과다 사용됨으로써 비용이 크게 증가하는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하는 한 방법으로는 하부플랜지에 콘크리트를 타설하여 합성하는 강합성 강재 거더로 제작할 수 있다. 이러한 강합성 강재 거더는 강재를 절약하여 비용을 줄일 뿐 아니라, 강재의 좌굴을 방지하고 진동을 감소시키는 장점이 있다. 그러나 강합성 강재 거더의 경우 콘크리트에 의해 자중이 증가하는 문제점이 있다. 또한 밀폐된 강재 거더의 하부플랜지에 타설된 콘크리트는 기온 등의 변화에 따라 습기를 흡수하거나 방출하는 과정을 반복함으로써 강재 거더 내부의 부식을 촉진하는 문제점이 있다. 또한 하부플랜지에 타설된 콘크리트는 하부플랜지와 완전 일체화되기 어렵고, 특히 콘크리트와 강재 거더의 부착면으로 물이 침투하여 결로에 의해 콘크리트 내부의 철근 및 강재의 부식 유발 및 콘크리트를 열화시키거나, 차량 등의 반복하중 등으로 균열이 발생하여 지속적으로 유지 보수가 필요한 문제점이 있다.
특히, 빗물의 침투 및 결로는 강재 거더의 복부면을 따라 유입되므로 하부플랜지의 콘크리트 타설 부위 상에 위치한 다이아프램과 복부면에 수분침투방지판을 테두리 형태로 부착 설치하여 수분에 의한 콘크리트의 열화 및 부식 등을 방지하기 위한 기술이 등록특허 제10-1573734호에 제안된 바 있다.
그러나 제안된 기술을 적용하더라도 빗물이나 결로 등 수분의 양이 많아지게 되면, 강재 거더 내부에 오랜시간 동안 수분이 잔류하면서 수분이 수분침투방지판을 넘어서 여전히 하부플랜지에 타설된 콘크리트면으로 침투하는 현상이 발생하고 있다.
특허 1 : 대한민국 등록특허 제10-1573734호
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해서 강재 거더 내부에 침투되는 수분으로부터 콘크리트면을 보호할 수 있고 잔류한 수분이 콘크리트에 침투됨이 없어 강재 부식의 문제, 하부플랜지에 타설된 콘크리트 파손 등에 따른 유지 보수의 문제 등이 발생하지 아니하면서도 하부플랜지를 경제적으로 보강할 수 있는 강재 거더의 연속지점부 보강구조 및 그 제작방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 강재 거더의 연속지점부의 부모멘트부 하부플랜지에 구비되어 부모멘트부를 보강하는 압축보강수단을 포함하는 강재 거더의 연속지점부 보강구조에 있어서, 상기 압축보강수단은, 상기 강재 거더의 복부와 일정 간격 이격되도록 하부플랜지의 상면에 교축방향으로 설치되는 한 쌍의 이격 보강강판; 및 상기 한 쌍의 이격 보강강판 내측에 충진되는 충진재;를 포함할 수 있다.
상기 이격 보강강판은 상기 하부플랜지의 상면에서 수직으로 배치되는 제1 부재; 및 상기 제1 부재에 직각으로 결합되는 제2 부재를 포함할 수 있다.
상기 이격 보강강판의 단면은 T 자형, ㄱ자형 중 어느 하나일 수 있다.
상기 한 쌍의 이격 보강강판의 단부를 연결하는 한 쌍의 단부 연결강판을 더 포함할 수 있다.
상기 압축보강수단은 상기 충진재 내부에 설치되는 내측 보강부를 더 포함할 수 있다.
상기 내측 보강부는 상기 이격 보강강판 사이의 하부플랜지에 결합되는 종방향 보강리브; 상기 종방향 보강리브와 연결되는 횡방향 보강리브; 및 상기 종방향 보강리브와 상기 횡방향 보강리브 사이사이에 설치되는 전단 연결재를 더 포함할 수 있다.
상기 내측 보강부는 종방향 보강철근과 띠철근을 더 포함할 수 있다.
상기 이격 보강강판의 상면을 덮는 덮개 보강강판을 더 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 이격 보강강판은 상기 강재 거더의 다이아프램을 관통하여 설치될 수 있다.
상기 덮개 보강강판과 상기 이격 보강강판을 체결하는 체결부재를 더 포함할 수 있다.
상기 덮개 보강강판은 상기 다이아프램 근처의 중앙부에만 설치되어 하측의 충진재와 합성 결합되고, 그 외 양측에는 방수 시공하거나, 또는 비합성 덮개판이 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 충진재는 콘크리트, 모르타르, 또는 고강도콘크리트일 수 있다.
또한, 공용중 유지관리가 필요한 경우에 설치할 수 있는 유지관리용정착부를 더 포함하고, 상기 유지관리용정착부는 상기 덮개 보강강판에 접하여 설치되는 수평접합판, 상기 다이아프램과 접하여 설치되는 수직접합판, 상기 수평접합판과 수직접합판에 걸쳐서 설치되는 삼각형상인 버팀판들과, 상기 버팀판들의 대각선면에 설치되는 지압판을 포함할 수 있다.
또한, 상기 버팀판들의 상측 꼭지점부에서 상측으로 연장되어 상기 다이아프램의 측면에 결합되는 수직 보강판들과, 상기 지압판에 설치되는 정착부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 강재 거더의 복부와 이격되도록 하부플랜지에 이격 보강강판를 구비한 압축보강수단을 설치함으로써, 수분에 의해 콘크리트가 노출되는 것을 방지하고 수분으로부터 차단될 수 있기 때문에 부식 및 콘크리트의 열화 등에 의한 손상을 방지하여 수명을 연장하는 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 압축보강수단은 수분의 접촉을 근원적으로 차단하여 강합성 큰크리트의 손상을 방지하고 강재와 콘크리트와의 합성성능을 최상의 상태로 구현하여 강재와 콘크리트의 거동을 동일하게 하므로 교량의 성능을 공용수명이 다할 때까지 보장할 수 있다.
또한, 강합성 콘크리트부는 교량의 장기간의 공용에도 유지관리가 거의 필요가 없고, 교량 내부의 안전점검시 강합성된 콘크리트면이 보행통로로도 활용이 가능한 다양한 기능을 구현할 수 있다.
또한, 장기간 공용후에 예측치 못한 사유 등으로 강재 거더의 중앙부의 내하력을 보강할 필요가 있을 경우는 탈부착이 용이한 정착구를 손쉽게 부착할 수 있는 구조가 되어 유지관리가 용이하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강재 거더의 연속지점부 보강구조를 보여주는 종단면도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 A-A, B-B 선에서 본 단면도이다.
도 4는 도 1 및 도 2의 부분 절개 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 강재 거더의 연속지점부 보강구조를 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 5의 A-A, B-B 선에서 본 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 강재 거더를 교각에 설치하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 8은 교각에 설치된 강재 거더의 압축보강수단에 콘크리트를 타설하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 9는 교각에 설치된 강재 거더의 압축보강수단에 그라우팅을 실시하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 강재 거더의 연속지점부 보강구조의 유지관리용정착부를 보여주는 횡단면도이다.
도 11은 도 10의 종단면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강재 거더의 연속지점부 보강구조를 보여주는 종단면도이고, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 도 1 및 도 2의 A-A, B-B 선에서 본 단면도이고, 도 4는 도 1 및 도 2의 부분 절개 사시도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일례에 따른 강재 거더의 연속지점부 보강구조를 자세히 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 강재 거더(10)는 교각(1)의 교량 받침(2)에 설치되는 하부플랜지(11), 복부(12), 상부플랜지(13) 및 다이아프램(20)을 포함할 수 있다.
하부플랜지(11)는 교량 받침(2)에 교축 방향으로 길게 설치되고, 상부플랜지(13)는 하부플랜지(11)의 상측에 이격되도록 배치된다. 복부(12)는 하부플랜지(11)와 상부플랜지(13)를 서로 연결하며 한 쌍으로 구비된다. 하부플랜지(11), 복부(12) 및 상부플랜지(13)는 용접에 의해 결합될 수 있다.
강재 거더(10)는 단면 형상이 사각 형상이거나, 사다리꼴 형상일 수도 있고, 또한 강재 거더(10)의 부모멘트 구간의 지점부 측 일부만 상부플랜지(13)가 연결되어 상부가 폐합된 형상일 수도 있다.
다이아프램(20)은 각 교각(1) 상의 지점부에서 하부플랜지(11)와 한 쌍의 복부(12)와 상부플랜지(13)를 연결하도록 구비된다. 다이아프램(20)의 측면에는 연직 방향으로 수직 보강판(500, 도 10 및 도 11 참조)이 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 강재 거더의 연속지점부 보강구조는, 강재 거더(10)의 부모멘트부 하부플랜지(11)에 구비되어 부모멘트부를 보강하는 압축보강수단(5)을 포함한다.
압축보강수단(5)은 한 쌍의 이격 보강강판(100)과, 한 쌍의 이격 보강강판(100) 내측에 충진되는 충진재(40)를 포함할 수 있다.
이격 보강강판(100)은 강재 거더(10)의 복부(12)와 일정 간격(d1) 이격되도록 하부플랜지(11)의 상면에 교축방향으로 설치될 수 있다.
상기 이격 보강강판(100)은 하부플랜지(11)의 상면에서 수직으로 배치되는 제1 부재(110)와, 제1 부재(110)에 직각으로 결합되는 제2 부재(120)를 포함할 수 있다.
이러한 이격 보강강판(100)의 단면은 T 자형, ㄱ자형 중 어느 하나일 수 있다. 도면에는 설명의 편의상, 이격 보강강판(100)의 형상을 T 자형으로 도시하였다.
제1 부재(110)는 내측에 타설되는 콘크리트 등 충진재(40)의 측면을 보강함과 동시에 복부(12)로부터 이격된다. 따라서 제1 부재(110)는 충진재(40)를 결속하여 강재 거더(10)와 일체화 되게 하여 구조적 강성을 증대시킨다. 또한, 제1 부재(110)는 복부(12)면을 타고 흐르는 빗물이나, 복부(12) 등에 응결된 응결수 등이 직접적으로 콘크리트면에 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 따라서 충진재(40)와 이격 보강강판(100) 사이로 응결수가 스며 듦에 따라 발생할 수 있는 문제점 즉, 이격 보강강판(100)이나 강재 거더(10)의 부식, 동결유해에 따른 충진재(40)의 파손 등의 문제점이 해결될 수 있다.
제2 부재(120)는 콘크리트의 상면 가장자리를 덮음으로써, 콘크리트의 가장자리를 보호하고, 동시에 콘크리트 내부로 수분 침입을 방지하며, 후술할 덮개 보강강판(50)이 용이하게 결합될 수 있도록 가장자리에 설치면을 제공한다. 즉, 제2 부재(120)는 충진재(40)의 가장자리 상측을 덮거나, 외측 방향으로 돌출됨으로써, 충진재(40)의 가장자리를 보호하고, 수분이 침투하는 것을 방지하며, 덮개 보강강판(50)의 결합을 용이하게 할 수 있다.
종래기술의 경우 덮개 보강강판(50)과 같은 구성은 강재 거더(10)의 복부에 용접으로 결합하였는데, 이 경우 현장에서의 용접 작업이 용이하지 아니할 뿐 아니라, 용접으로 인한 구조적 문제점을 야기할 수 있었다.
본 실시예는 제2 부재(120)에 덮개 보강강판(50)을 볼트 결합할 수 있어, 현장에서의 결합 작업이 용이할 뿐 아니라, 강재 거더(10)에 구조적 손상을 전혀 발생하지 아니한다. 또한, 제2 부재(120)에 덮개 보강강판(50)을 용접 결합하는 경우에도, 강재 거더(10)가 아닌 제2 부재에 용접함으로써 강재 거더(10)에 구조적 문제점이 전혀 발생하지 아니하고, 상대적으로 용접 작업도 용이한 장점이 있다.
또한, 한 쌍의 이격 보강강판(100)은 한 쌍의 단부 연결강판(200)을 통해 각각의 단부가 서로 연결될 수 있다. 즉, 단부 연결강판(200)은 교축 방향과 수직인 횡방향으로 설치될 수 있다. 예를 들어 단부 연결강판(200)은 이격 보강강판(100)과 마찬가지로 단면이 T 자형, ㄱ자형 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
한 쌍의 단부 연결강판(200) 및 한 쌍의 이격 보강강판(100)에 의해 하부플랜지(11)에 타설되는 콘크리트의 외곽은 모두 감싸지면서 강도가 보강되고 수분으로부터 차단될 수 있다.
충진재(40)는 콘크리트, 모르타르, 또는 고강도 콘크리트일 수 있다.
예를 들어 충진재(40)인 콘크리트는 상술한 바와 같이 강재 거더(10)의 부모멘트 구간의 하부플랜지(11) 상에 타설된다. 이 콘크리트는 강재 거더의 하부플랜지(11)를 보강함으로써 하부플랜지(11)의 두께를 감소시켜 강재량을 현저히 절약할 수 있다. 또한 큰 부모멘트에 의한 취약점인 지점부를 경제적으로 보강할 수 있다.
콘크리트의 상측 일부 영역 즉, 지점부 근처의 중앙부는 덮개 보강강판(50)이 설치될 수 있다. 또한, 덮개 보강강판(50)은 콘크리트 전체 영역에 설치될 수 있다. 덮개 보강강판(50)은 다이아프램(20)의 전후에 각각 설치하게된다.
덮개 보강강판(50)은 한 쌍의 이격 보강강판(100)의 상면에 결합되면서 콘크리트의 상면을 덮을 수 있다. 이때, 한 쌍의 이격 보강강판(100)은 강재 거더(10)의 다이아프램(20)을 관통하여 설치될 수 있다. 이를 위해 다이아프램(20)에는 관통홀(22)이 형성될 수 있다. 한 쌍의 이격 보강강판(100)이 지점부 전후로 연속됨으로써, 지점부에서의 구조적 강성이 증대될 수 있다. 관통홀(22)은 이격 보강강판(100)과 동일하게 형성하여 삽입될 수 있는 정도로 형성되는 것이 바람직하다.
덮개 보강강판(50)과 이격 보강강판(100)은 볼트, 용접 등의 체결부재(60)에 의해 견고하게 결합될 수 있다. 또한, 덮개 보강강판(50)의 하면에는 전단 연결재가 결합될 수 있다. 이 전단 연결재는 덮개 보강강판(50)을 충진재(40)에 견고하게 결합되게 할 수 있다. 즉, 덮개 보강강판(50)을 먼저 이격 보강강판(100)에 결합한 후 충진재(40)를 타설함으로써, 전단 연결재가 결합된 덮개 보강강판(50)은 충진재(40)와 완전히 합성 결합될 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 압축보강수단(5)은 콘크리트 등 충진재(40) 내부에 설치되는 내측 보강부(300)를 더 포함할 수 있다.
내측 보강부(300)는 콘크리트와 결합되면서 압축보강수단(5)의 강도를 보강할 수 있다. 예를 들어 내측 보강부(300)는 이격 보강강판(100) 사이에 배치되어 하부플랜지(11)에 결합되는 종방향 보강리브(310)와, 종방향 보강리브(310)와 연결되고 하부플랜지(11)에 결합되는 횡방향 보강리브(320)와, 종방향 보강리브(310)와 횡방향 보강리브(320)의 사이사이에 설치되는 전단 연결재(330)를 포함할 수 있다.
또한, 내측 보강부(300)는 종방향 보강철근과 띠철근 등을 포함할 수 있다.
내측 보강부(300)는 상술한 종방향 보강리브(310), 횡방향 보강리브(320), 전단 연결재(330), 종방향 보강철근, 띠철근을 모두 포함하거나 선택된 일부의 조합으로 실시될 수 있다.
종방향 보강리브(310), 종방향 보강철근 등은 다이아프램(20)을 관통하여 설치될 수 있다. 이를 위해 다이아프램(20)에는 종방향 보강리브(310), 종방향 보강철근 등이 관통할 수 있는 관통홀이 형성될 수 있다. 종방향 보강리브(310), 종방향 보강철근이 다이아프램(20) 전후로 연결됨으로써 구조적 강성이 증대될 수 있다.
여기서 이격 보강강판(100), 덮개 보강강판(50), 콘크리트 및 내측 보강부(300)가 모두 설치된 압축보강수단(5)은 하부플랜지(11)의 부모멘부 영역에서 폐합 보강부(70)로 명칭할 수 있다. 덮개 보강강판(50)이 덮여져 있지 않은 압축보강수단(5)은 개구 보강부로 명칭할 수 있다.
특히, 폐합 보강부(70)는 다이아프램(20)을 관통하면서 설치되는데, 빗물 등에 의해 수분이 다이아프램(20)을 따라서 폐합 보강부(70)로 유입될 수 있다. 그런데, 폐합 보강부(70)는 덮개 보강강판(50)에 의해 콘크리트의 상면이 덮여져 있고, 이격 보강강판(100)에 의해 콘크리트의 측면이 덮여져 있기 때문에 수분의 유입이 차단될 수 있다.
또한, 유입되는 수분이 복부(12)나 다이아프램(20)을 타고 흐르면서 이격 보강강판(100)과 복부(12)의 이격 공간으로 유입되므로 콘크리트면으로 직접 유입되지 않고 강재 거더(10)의 외부로 빠져 나가거나 일정 시간 후에는 증발될 수 있다.
또한, 덮개 보강강판(50)은 다이아프램(20) 근처의 중앙부에만 설치하고, 그 외 양측에는 방수 시공할 수 있다. 즉, 큰 휨모멘트가 작용하는 중앙부에는 강재의 덮개 보강강판(50)을 설치하고, 그 이외의 양측에는 강재의 덮개 보강강판(50)을 생략하고, 방수 시공할 수 있다. 또한, 방수 시공 이외에 플라스틱 등의 덮개판을 비합성으로 덮을 수도 있다.
이와 같이 본 발명은 강재 거더(10)의 복부(12)와 이격되도록 하부플랜지(11)에 이격 보강강판(100)를 구비한 압축보강수단(5)을 설치함으로써, 수분에 의해 콘크리트가 노출되는 것을 방지하고 수분으로부터 차단될 수 있기 때문에 부식 및 콘크리트의 열화 등에 의한 손상을 방지하여 수명을 연장하는 효과를 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 강재 거더의 연속지점부 보강구조를 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 5의 A-A, B-B 선에서 본 단면도이다.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 전술한 실시예와 다른 부분을 위주로 설명하기로 한다.
도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 강재 거더(10)는 교각(1)에 마련된 2개의 교량 받침(2)에 설치되는 점이 전술한 실시예와 차이가 있다.
이 경우, 교량 받침(2)은 서로 이격되어 교각(1) 내에서 넓은 면적을 가질 수 있다. 따라서 본 실시예의 압축보강수단(5a)에서 이격 보강강판(100a)은 폐합 보강부(70a) 영역이 개구 보강부보다 더 넓은 면적을 가질 수 있다.
이로 인해 이격 보강강판(100a)은 폐합 보강부(70a) 영역에서 조금 더 볼록한 형상을 가질 수 있으며, 덮개 보강강판(50a)은 전술한 실시예(50)보다 좀 더 넓은 면적을 가질 수 있다.
이하, 실시예들의 압축보강수단(5, 5a)을 구비한 강재 거더(10)를 교각(1)에 설치하는 시공 방법에 대해서 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 강재 거더를 교각에 설치하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 8은 교각에 설치된 강재 거더의 압축보강수단에 콘크리트를 타설하는 과정을 보여주는 도면이며, 도 9는 교각에 설치된 강재 거더의 압축보강수단에 그라우팅을 실시하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 강재 거더(10)는 콘크리트가 타설되지 않은 상태의 압축보강수단(5)이 하부플랜지(11)에 미리 설치된 상태로 와이어(W)에 지지되면서 크레인(C)을 통해 교각(1)에 설치될 수 있다.
즉, 교각(1)에 설치되는 강재 거더(10)에는 한 쌍의 이격 보강강판(100), 한 쌍의 단부 연결강판(200), 내측 보강부(300)를 포함하는 압축보강수단(5)이 구비될 수 있다.
교각(1)에 강재 거더(10)가 설치되면, 도 8에 도시된 바와 같이 콘크리트가 호스에 의해 공급되면서 이격 보강강판(100) 내부로 타설될 수 있다. 이때, 콘크리트는 내측 보강부(300) 사이로 유입되고 이격 보강강판(100) 및 단부 연결강판(200)에 의해 강도가 보강되면서 양생될 수 있다.
한편, 다이아프램(20)을 관통하는 이격 보강강판(100)의 상부에는 덮개 보강강판(50)이 체결부재(60)를 통해 체결된 상태이며, 개구된 이격 보강강판(100)의 내측으로 콘크리트가 타설될 수 있다.
덮개 보강강판(50)이 전체에 설치된 경우에는 도 9에 도시된 바와 같이 공기주입구(51)를 설치하고, 콘크리트 타설 후에는 공기주입구(51)를 제거하고 밀봉할 수 있다.
이와 같은 시공 방법에 의해 교각에 설치되는 강재 거더의 연속지점부 보강구조에서, 고강도 콘크리트는 복부면과 이격되면서 강재에 의해 덮여지므로 대부분이 외부공기와 수분에 노출되는 면적이 최소화될 수 있어 강재와 콘크리트의 부식, 콘크리트의 균열, 열화 등의 문제를 사전에 방지할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 강재 거더의 연속지점부 보강구조의 유지관리용정착부를 보여주는 횡단면도이고, 도 11은 도 10의 종단면도이다. 유지관리용정착부는 공용중 유지관리가 필요한 경우 추가로 설치할 수 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명은 유지관리용정착부를 더 포함하고, 유지관리용정착부는 덮개 보강강판에 접하여 설치되는 수평접합판(420), 다이아프램과 접하여 설치되는 수직접합판(440), 수평접합판(420)과 수직접합판(440)에 걸쳐서 설치되는 삼각형상인 버팀판(520)들과, 버팀판들의 대각선면에 설치되는 지압판(400)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 버팀판(520)들의 상측 꼭지점부에서 상측으로 연장되어 다이아프램(20)의 측면에 결합되는 수직 보강판(500)들과, 지압판(400)에 설치되는 정착부(600)를 더 포함할 수 있다.
즉, 강재 거더(10)의 장기 공용 후에 처짐 등에 따른 보정이 요구되는 경우, 탈부착이 가능한 유지관리용정착부를 설치할 수 있다. 유지관리용정착부는 덮개 보강강판에 접하여 설치되는 수평접합판(420)과 다이아프램과 접하여 설치되는 수직접합판(440)이 ㄴ자 형상으로 설치되고, 이 수평접합판(420)과 수직접합판(440)에 걸쳐서 설치되는 삼각형상인 버팀판(520)들이 횡방향으로 일정 간격으로 설치된다. 이후 이 버팀판들의 대각선면에 횡방향으로 접하여 지압판(400)이 설치된다. 또한, 버팀판(520)들의 상측 꼭지점부에서 상측으로 연장되어 다이아프램(20)의 측면에 결합되는 수직 보강판(500)들과 지압판(400)에 설치되는 정착부(600)를 더 포함할 수 있다.
탈부착이 가능한 유지관리용정착부는 다이아프램(20)을 매개로 다이아프램(20)을 가운데 두고 서로 마주보고 고장력 볼트로 접합될 수 있다. 유지관리용정착부는 공용중 유지관리의 필요성이 있을 때 간단하게 볼트로 결합하여 PS강재를 긴장하는 구조로 사용될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 강재 거더의 복부와 이격되도록 하부플랜지에 이격 보강강판을 구비한 압축보강수단을 설치함으로써, 수분에 의해 콘크리트가 노출되는 것을 방지하고 수분으로부터 차단될 수 있기 때문에 부식 및 콘크리트의 열화 등에 의한 손상을 방지하여 수명을 연장하는 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 압축보강수단은 수분의 접촉을 근원적으로 차단하여 강합성 큰크리트의 손상을 방지하고 강재와 콘크리트와의 합성성능을 최상의 상태로 구현하여 강재와 콘크리트의 거동을 동일하게 하므로 교량의 성능을 공용수명이 다할 때까지 보장할 수 있다.
또한, 강합성 콘크리트부는 교량의 장기간의 공용에도 유지관리가 거의 필요가 없고, 교량 내부의 안전점검시 강합성된 콘크리트면이 보행통로로도 활용이 가능한 다양한 기능을 구현할 수도 있다.
또한, 장기간 공용후에 예측치 못한 사유 등으로 강재 거더의 내하력을 보강할 필요가 있을 경우는 탈부착이 용이한 유지관리용정착부를 손쉽게 결합할 수 있어 유지관리가 용이하다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 구성되거나 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 교각 2 : 교량 받침
5 : 압축보강수단 10 : 거더
11 : 하부플랜지 12 : 복부
13 : 상부플랜지 20 : 다이아프램
22 : 관통홀 30 : 바닥판 슬래브
40 : 콘크리트(충진재) 50 : 덮개 보강강판
60 : 체결부재 70 : 폐합 보강부
100 : 이격 보강강판 110 : 제1 부재
120 : 제2 부재 200 : 단부 연결강판
300 : 내측 보강부 310 : 종방향 보강리브
320 : 횡방향 보강리브 330 : 전단 연결재
400 : 지압판 420 : 수평접합판
440 : 수직접합판 500 : 수직 보강판
520 : 버팀판 600 : 정착부

Claims (13)

  1. 강재 거더의 연속지점부의 부모멘트부 하부플랜지에 구비되어 부모멘트부를 보강하는 압축보강수단을 포함하는 강재 거더의 연속지점부 보강구조에 있어서,
    상기 압축보강수단은,
    상기 강재 거더의 복부와 일정 간격 이격되도록 하부플랜지의 상면에 교축방향으로 설치되는 한 쌍의 이격 보강강판; 및
    상기 한 쌍의 이격 보강강판 내측에 충진되는 충진재;를 포함하고,
    상기 이격 보강강판의 상면을 덮는 덮개 보강강판을 더 포함하고,
    상기 덮게 보강강판의 하측에는 전단 연결재들이 결합되며,
    공용중 유지관리가 필요한 경우에 설치할 수 있는 유지관리용정착부를 더 포함하고,
    상기 유지관리용정착부는
    상기 덮개 보강강판에 접하여 설치되는 수평접합판, 상기 강재 거더의 다이아프램과 접하여 설치되는 수직접합판, 상기 수평접합판과 수직접합판에 걸쳐서 설치되는 삼각형상인 버팀판들과, 상기 버팀판들의 대각선면에 설치되는 지압판을 포함하는 강재 거더의 연속지점부 보강구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이격 보강강판은
    상기 하부플랜지의 상면에서 수직으로 배치되는 제1 부재; 및
    상기 제1 부재에 직각으로 결합되는 제2 부재를 포함하는 강재 거더의 연속지점부 보강구조.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 이격 보강강판의 단면은 T 자형, ㄱ자형 중 어느 하나인 강재 거더의 연속지점부 보강구조.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 이격 보강강판의 단부를 연결하는 한 쌍의 단부 연결강판을 더 포함하는 강재 거더의 연속지점부 보강구조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 압축보강수단은
    상기 충진재 내부에 설치되는 내측 보강부를 더 포함하고,
    상기 내측 보강부는
    상기 이격 보강강판 사이의 하부플랜지에 결합되는 종방향 보강리브; 및
    상기 종방향 보강리브와 연결되는 횡방향 보강리브를 포함하는 강재 거더의 연속지점부 보강구조.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 내측 보강부는
    상기 종방향 보강리브와 상기 횡방향 보강리브 사이사이에 설치되는 전단 연결재를 더 포함하는 강재 거더의 연속지점부 보강구조.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 내측 보강부는 종방향 보강철근과 띠철근을 더 포함하는 강재 거더의 연속지점부 보강구조.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 한 쌍의 이격 보강강판은 상기 연속형 강재 거더의 다이아프램을 관통하여 설치되는 강재 거더의 연속지점부 보강구조.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 덮개 보강강판과 상기 이격 보강강판을 체결하는 체결부재를 더 포함하는 강재 거더의 연속지점부 보강구조.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 덮개 보강강판은 상기 강재 거더의 다이아프램 근처의 중앙부에만 설치되어 하측의 충진재와 합성 결합되고,
    그 외 양측에는 방수 시공하거나, 또는 비합성 덮개판이 설치되는 것을 특징으로 하는 강재 거더의 연속지점부 보강구조.
  12. 삭제
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 버팀판들의 상측 꼭지점부에서 상측으로 연장되어 상기 다이아프램의 측면에 결합되는 수직 보강판들과, 상기 지압판에 설치되는 정착부를 더 포함하는 강재 거더의 연속지점부 보강구조.
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