KR102182284B1 - 파형강판을 이용한 합성형 거더 및 그 제작 방법 - Google Patents

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KR102182284B1
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steel plate
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박상우
서성한
이정민
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주식회사 하이브리텍
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Abstract

본 발명은, 파형강판과 콘크리트를 합성하여 제작하는 합성형 거더에 있어서, 산부(111)와 골부(112)가 교번되도록 반복 구비되는 파형강판(110); 상기 파형강판(110)의 상부에 콘크리트를 타설하여 구비되는 상부플랜지(200); 상기 파형강판(110)의 하부에 콘크리트를 타설하여 구비되는 하부플랜지(300)를 포함하고, 상기 파형강판(110)의 상부에는 거푸집마감플레이트(120)가 구비되고, 상기 파형강판(110)의 하부에는 하부플레이트(130)가 구비되는 것을 특징으로 하는 파형강판을 이용한 합성형 거더와 그 제작방법에 관한 것이다.

Description

파형강판을 이용한 합성형 거더 및 그 제작 방법{Composite girder using corrugated steel plate and its manufacturing method}
본 발명은, 파형강판을 사용하여 제작하는 합성형 거더와 그 제작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교량의 상부구조물의 일부가 되는 거더를 제작하는데 있어 파형강판을 이용하되, 파형강판을 복부부재(web)로 하고, 파형강판의 상부와 하부에 콘크리트로 제작되는 상부플랜지와 하부플랜지를 형성하여 제작하는 합성형 거더와 그 제작 방법에 관한 것이다.
교량의 상부구조물로 사용되는 거더는 철근콘크리트, 스틸박스, PSC(Prestressed Concrete), PSC 박스, 파형강판 합성형 거더 등을 사용하여 제작하고 있다.
이중 파형강판을 이용한 합성형 거더는, 파형강판을 복부부재로 하고, 파형강판의 상부와 하부에 콘크리트로 된 상부플랜지와 하부플랜지를 형성하는 방식의 거더를 말한다.
교량 상부구조물인 거더에 파형강판을 사용하는 이유는, 거더의 복부부재로 경량의 파형강판을 사용함으로써 교량 상부구조물의 고정하중을 대폭 절감시킬 수 있고, 자중을 줄이면서도 파형강판과 상하부플랜지간의 유기적인 역학거동에 의해 효율적인 거더 구조를 얻을 수 있기 때문이다.
거더에 작용하는 휨모멘트는 콘크리트로 제작되는 상부플랜지와 하부플랜지가 저항하도록 하고, 전단력은 파형강판이 저항하도록 하는 효율적인 구조를 얻을 수 있고, 두께가 얇은 강판으로 제작하면서도 상하방향으로 굴곡이 형성되는 구조이므로 전단좌굴에 대한 저항력이 높으며, 파형강판의 구조상 축방향력에 대해 신축이 자유로운데, 이러한 파형강판의 아코디언 효과에 의해 하부플랜지에 도입되는 프리스트레스의 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
위와 같은 파형강판의 장점을 극대화하기 위해서는 파형강판과 상하부플랜지가 견고하게 일체화되어 강성이 충분히 확보되어야 하고, 철근, 쉬스관, 거푸집의 배치 및 설치작업이 용이하면서 정확하여야 하나, 종래의 합성형 파형강판 거더는 그러하지 못한 문제가 있었다.
즉, 종래의 합성형 파형강판 거더를 제작할 때에는, 콘크리트를 타설하기 전에, 파형강판의 매입깊이와 수직, 수평방향 위치를 고정하고, 파형강판의 종방향 선형을 유지시키기 위해, 거푸집 외부로 별도의 강재(H-Beam) 프레임을 제작해 거더의 길이방향으로 배치하고, 강재 프레임의 상부 가로보 중앙에 체인블록을 설치하며, 이 체인블록에 파형강판을 매달고 콘크리트를 타설하는 방식을 사용하였다.
그러나 종래의 이러한 방식은 파형강판이 체인블록에 매달려 있는 상태에서, 파형강판, 철근, 쉬스관, 거푸집 등을 설치하였으므로, 그 설치작업이 매우 번거롭고 어려우며, 파형강판은 두께가 얇은 강판으로 되어 있어 정확한 선형이 유지되지 않았고, 그 상태에서 콘크리트를 타설하였으므로, 결과적으로 합성형 파형강판 거더의 품질이 떨어지는 문제가 있었다.
특허문헌 0001은, 강재 거더(10)와 그 상, 하부에 합성되는 상부 및 하부 콘크리트 패널(30)(40)로 구성되며, 강재 거더(10)의 웨브는 파형강판(20)으로 구성되고, 강재 거더(10)의 상, 하부에는 관통공(21)이 형성되고 상기 관통공(21)에는 횡방향으로 결합철근(22)이 삽입 배치되어, 상기 결합철근(22)이 상기 콘크리트 패널(30)(40)에 매립되어 강재 거더(10)와 콘크리트 패널(30)(40)이 일체로 합성된 것을 특징으로 하는 파형 강판 웨브를 구비한 프리스트레스트 콘크리트 합성빔에 관한 것인데, 특허문헌 0001 역시 파형강판의 상하 및 수평위치를 유지하기 어렵고, 상부 콘크리트 패널(30)을 형성하기 위한 거푸집, 철근의 설치작업이 어려워 위와 같은 종래기술의 문제점을 그대로 안고 있는 것이었다.
따라서, 파형강판을 이용한 합성형 거더를 제작할 때, 파형강판의 상하 및 수평위치를 정확하게 유지할 수 있고, 거푸집 내부에서 파형강판의 종방향 선형이 정확하게 유지될 수 있으며, 철근, 쉬스관, 거푸집 설치가 쉽고, 철근, 쉬스관, 거푸집의 위치가 정확하게 유지될 수 있어, 설계내용과 오차 없이 정밀하게 제작할 수 있는 파형강판 합성형 거더의 개발이 필요하였다.
등록실용신안공보 20-0361193호
위와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위해, 본 발명에서는, 파형강판의 상하 및 수평위치와 파형강판의 종방향 선형(직선 또는 곡선 등)이 정확하게 유지될 수 있는 파형강판을 이용한 합성형 거더와 그 제작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는, 철근, 쉬스관, 거푸집 등의 설치가 쉽고, 철근, 쉬스관, 거푸집의 위치가 정확하게 유지될 수 있는 파형강판을 이용한 합성형 거더와 그 제작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러 본 발명에서는, 파형강판과 상하부플랜지가 견고하게 일체화되고, 내구성, 강성이 높은 고품질의 파형강판을 이용한 합성형 거더를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는, 산부(111)와 골부(112)가 교번되도록 반복 구비되는 파형강판(110); 상기 파형강판(110)의 상부에 콘크리트를 타설하여 구비되는 상부플랜지(200); 상기 파형강판(110)의 하부에 콘크리트를 타설하여 구비되는 하부플랜지(300)를 포함하는 파형강판을 이용한 합성형 거더에 있어서, 상기 파형강판(110)의 상부에는 거푸집마감플레이트(120)가 구비되되, 상기 거푸집마감플레이트(120)는 상기 파형강판(110)의 상단 끝에서 일정 거리 아래로 이격되어 고정되고, 상기 거푸집마감플레이트(120)에, 상기 상부플랜지(200) 형성을 위한 거푸집(400)이 체결되며, 상기 파형강판(110)의 하부에는 하부플레이트(130)가 구비되되, 상기 하부플레이트(130)는 상기 파형강판(110)의 하단 끝에 고정되어 상기 하부플랜지(300)의 콘크리트에 묻히고, 상기 하부플레이트(130)의 상부에는 선형유지부재가 고정되고, 상기 하부플레이트(130)의 하부로부터 하부플레이트(130)의 상부로 관통하여 높이조절부재가 고정되되, 상기 높이조절부재에는 나사산이 구비되어, 상기 선형유지부재의 상부에서 상너트(1351)가 높이조절부재와 체결되고, 상기 하부플레이트(130)의 하부에서 하너트(1352)가 높이조절부재와 체결되어, 상기 하부플랜지(300)의 콘크리트를 타설하기 전에 상기 상너트(1351)와 하너트(1352)를 조절함으로써 상기 파형강판(110)의 높낮이를 조절할 수 있으며, 상기 높이조절부재는 상기 하부플랜지(300)의 콘크리트에 묻히고, 상기 선형유지부재는, 선형유지플레이트(141) 및/또는 선형유지L형강(142)이며, 상기 선형유지부재는, 하나의 산부(111)에만 고정되는 방식, 2개의 산부(111)에 걸쳐 고정하는 방식, 3개 이상의 산부(111)에 걸쳐 고정하는 방식 중 어느 하나의 방식으로 구비되고, 상기 높이조절부재는, 받침볼트(131), L형철근(132), U형철근(133), J형철근(134) 중 어느 하나이며, 상기 거푸집마감플레이트(120)에는 거푸집(400)을 고정하기 위한 고정볼트(121)를 체결할 수 있는 볼트공이 구비되고, 상기 거푸집마감플레이트(120) 중 콘크리트 속에 묻히는 부분에는 캡너트(122)를 체결하며, 상기 거푸집마감플레이트(120)는 거푸집(400) 탈형 후 그대로 존치되어 구조재로 기능하는 것을 특징으로 하는 파형강판을 이용한 합성형 거더를 제공한다.
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상기 파형강판(110)에는 상부철근공(113), 하부철근공(114)이 구비되고, 상기 상부철근공(113)에는 가로철근(220)이 관통되고, 상기 하부철근공(114)에는 가로철근(320)이 관통되는 것을 특징으로 한다.
상기 하부플레이트(130)에는 전단키홀(136)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에서는, 상기 파형강판을 이용한 합성형 거더를 제작하는 방법에 있어서, a) 거푸집마감플레이트(120)와 하부플레이트(130)가 구비된 파형강판(110)을 준비하는 단계; b) 상기 하부플레이트(130)에 선형유지부재와 높이조절부재를 고정하는 단계; c) 상기 높이조절부재를 이용하여 파형강판(110)의 높낮이를 조절하는 단계; d) 하부플랜지(300)를 성형하는 단계; e) 상기 거푸집마감플레이트(120)에 거푸집(400)을 고정하는 단계; f) 상부플랜지(200)를 성형하는 단계를 포함하는 파형강판을 이용한 합성형 거더 제작방법을 제공한다.
본 발명의 파형강판을 이용한 합성형 거더와 그 제작 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 파형강판의 하단 끝에 하부플레이트를 고정하고, 하부플레이트의 상부에 선형유지부재(선형유지플레이트, 선형유지L형강)를 고정하므로, 콘크리트 타설 전 파형강판의 종방향 선형이 정확하게 유지될 수 있고, 거더가 제작된 후에는 하부플레이트와 선형유지부재가 거더의 휨강성을 증대시키는 역할을 한다.
둘째, 하부플레이트의 하부에 높이조절부재(받침볼트, L형철근, U형철근, J형철근)를 구비하고, 파형강판이 높이조절부재에 의해 지지되므로, 콘크리트 타설 전 파형강판의 상하 및 수평위치가 정확하게 유지될 수 있고, 거더가 제작된 후에는 높이조절부재에 의해 하부플랜지의 콘크리트와 파형강판이 더욱더 견고하게 일체화된다.
특히 높이조절부재를 체결하기 위한 너트를 상너트와 하너트로 구비함으로써 높이조절부재의 높이를 미세하게 조절할 수 있어, 파형강판의 수평, 수직도를 정밀하게 조절할 수 있다. 그 결과 파형강판의 위치를 설계도면과 정확히 일치되도록 제작하고 시공할 수 있다.
셋째, 파형강판의 상부에 거푸집마감플레이트를 고정하므로 거푸집마감플레이트에 의해 파형강판의 선형이 그대로 유지될 수 있고, 거푸집마감플레이트를 이용하여 상부플랜지 콘크리트 타설을 위한 거푸집을 고정하므로, 거푸집 설치가 간편하고, 콘크리트 타설압에도 거푸집의 위치가 그대로 유지될 수 있다. 특히 거푸집의 아래 부분에는 수직부와 수평부가 구비되어 있고, 수평부를 통해 거푸집마감플레이트와 체결되므로, 타설된 콘크리트가 새어 나오지 않는다.
넷째, 거푸집마감플레이트는 거더의 제작 후에 그대로 존치되어 구조재로 활용되므로, 결과적으로 거푸집마감플레이트는 콘크리트 타설 전 파형강판의 선형을 유지하는 효과, 거푸집을 견고하게 고정하고 위치와 형상을 유지시켜 주는 효과, 거더의 휨강성을 증대시키는 효과 등의 특별한 상승효과를 발휘한다.
다섯째, 거푸집마감플레이트와 거푸집을 체결할 때, 거푸집마감플레이트의 상부로는 캡너트를 사용하여 거푸집 탈형시 양생된 콘크리트에 매입된 고정볼트를 간편하게 제거할 수 있다.
여섯째, 파형강판에 구비된 상부철근공과 하부철근공을 통해 가로철근이 통과되어 설치되므로, 가로철근 뿐만 아니라 주철근의 배근과 고정작업이 간편하고, 철근의 위치고정이 정확하며, 거더가 제작된 후에는 가로철근에 의해 상부플랜지 콘크리트와 파형강판이 더욱더 견고하게 일체화된다.
도 1은 종래기술을 나타내는 것이다.
도 2는 선형유지플레이트가 설치된 파형강판 합성형 거더의 사시도이다.
도 3은 선형유지L형강이 설치된 파형강판 합성형 거더의 사시도이다.
도 4는 거푸집마감플레이트에 거푸집이 체결된 사시도이다.
도 5는 선형유지플레이트가 설치된 확대도이다.
도 6은 선형유지L형강이 설치된 확대도이다.
도 7은 도 8의 A-A 단면도이다.
도 8은 제1실시예의 단면도이다.
도 9는 도 8의 B-B 단면도이다.
도 10은 제2실시예의 단면도이다.
도 11은 도 10의 C-C 단면도이다.
도 12는 제3실시예의 단면도이다.
도 13은 도 12의 D-D 단면도이다.
도 14는 제4실시예의 단면도이다.
도 15는 도 14의 E-E 단면도이다.
도 16은 제5실시예의 단면도이다.
도 17은 도 16의 F-F 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2, 3에는 본 발명의 파형강판을 이용한 합성형 거더의 사시도가 도시되어 있다.
거더의 복부부재 역할을 하는 파형강판(110)이 구비되어 있고, 상기 파형강판(110)의 상부와 하부에 각각 상부플랜지(200)와 하부플랜지(300)가 구비된다.
상기 파형강판(110)은 볼록한 부분인 산부(111)와 오목한 부분인 골부(112)가 교번되도록 반복 구비된다. 즉, 파형강판의 길이방향으로 산부(111)와 골부(112)가 교대로 형성되고, 파형강판의 길이방향과 수직인 방향(거더의 폭방향)으로는 산부(111)와 골부(112)가 서로 마주하며 나란하게 형성된다.
상기 상부플랜지(200)와 하부플랜지(300)는 각각 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 형성된다.
콘크리트를 타설하기 전 파형강판(110)의 선형을 유지하고, 거푸집(400)을 고정하며, 콘크리트 경화 후 거더의 휨강성을 증가시키기 위해 파형강판의 상부에는 거푸집마감플레이트(120)가 구비된다.
상기 거푸집마감플레이트(120)는 상기 파형강판(110)의 상단 끝에서 일정 거리 아래로 이격되어 고정된다. 타설된 상부플랜지 콘크리트의 유출을 방지하고, 휨강성을 보강하기 위해 상기 파형강판(110)과 상기 거푸집마감플레이트(120)의 고정은 용접에 의해 부착하는 것이 바람직하다.
상기 거푸집마감플레이트(120)의 양측으로는 거푸집(400)을 고정하기 위한 고정볼트(121)를 체결할 수 있는 볼트공이 형성되어 있고, 도 4에 도시된 것과 같이 고정볼트(121)에 의해 상기 거푸집마감플레이트(120)에, 상부플랜지(200) 성형을 위한 거푸집(400)이 고정된다.
이때 콘크리트 속에 묻히는 부분에는 캡너트(122)를 체결하여 거푸집(400) 탈형시 고정볼트(121)의 제거가 쉽도록 한다.
상기 거푸집마감플레이트(120)는 거푸집(400) 탈형 후 그대로 존치되어 구조재로 기능하게 된다.
상부플랜지(200) 성형을 위한 거푸집(400)의 폭과 상부 형상은 설계된 상부플랜지의 제원에 맞도록 제작하면 되는데, 다만, 상기 거푸집마감플레이트(120)와 체결되는 부분에는 거푸집마감플레이트와 면접될 수 있는 수평부(420)를 두어야 하고, 상기 수평부(420)에는 상기 고정볼트(121)를 체결할 수 있는 볼트공이 형성된다.
그리고 거푸집을 설치하였을 때 파형강판(110)의 산부(111)와 접할 수 있는 수직부(410)를 구비하여 거푸집 전체의 강성을 보강하고, 수평부(420)를 받쳐주도록 하는 것이 바람직하다.
위와 같이 거푸집에 수직부와 수평부를 둠으로써 콘크리트 타설시 거푸집의 변형을 최소화하고, 거푸집마감플레이트와 거푸집 사이로 콘크리트가 유출되는 것을 방지할 수 있다.
상기 거푸집(400) 내부에 콘크리트를 타설하여 상부플랜지(200)를 형성하게 되는데, 상부플랜지의 소요 강도를 확보하기 위해 상기 거푸집(400) 내부에는 철근을 배근하게 된다.
철근은 거더의 길이방향으로 배근되는 주철근(210)과 거더의 길이방향과 수직하게 배근되는 가로철근(220)을 포함할 수 있다. 거더의 길이방향과 수직하게 배근되는 철근으로 띠철근, 스터럽, 전단연결철근 등을 사용할 수 있는데, 상기 가로철근(220)은 이들을 포괄하는 것이다(이는 하부플랜지에 사용되는 주철근과 가로철근에도 마찬가지로 적용된다).
상기 파형강판(110)의 상부, 거푸집마감플레이트의 위부분에는 가로철근(220)이 관통되어 설치될 수 있는 상부철근공(113)을 형성한다.
상기 상부철근공(113)에 가로철근(220)을 관통 설치함으로써, 상기 가로철근의 배근 작업을 쉽게 할 수 있고, 가로철근 뿐만 아니라 가로철근에 연결된 주철근의 위치를 견고하게 고정시켜 줄 수 있으며, 파형강판과 상부플랜지 콘크리트가 견고하게 일체화될 수 있다.
특히 본 발명의 파형강판은 그 상부가 상부플랜지 콘크리트 속에 묻히게 되는데, 상부철근공과 가로철근에 의해 함께 콘크리트와 고정되므로 파형강판, 가로철근, 주철근, 콘크리트가 완전히 일체화가 되는 것이다.
콘크리트를 타설하기 전 파형강판(110)의 선형을 유지하고, 파형강판의 상하 및 수평위치를 고정하며, 콘크리트 경화 후 거더의 휨강성을 증가시키기 위해 파형강판의 하부에는 하부플레이트(130)가 구비된다.
상기 하부플레이트(130)는 상기 파형강판(110)의 하단 끝에 고정되어, 파형강판이 하부플레이트의 위에 얹어진 상태로 하부플랜지(300)의 콘크리트에 묻히게 된다. 상기 파형강판(110)과 하부플레이트(130)의 고정은 용접 또는 볼트 결합이 가능하다.
그리고 하부플레이트(130)에는 하부플랜지 콘크리트와의 전단결합을 강화하기 위해 전단키홀(136)을 구비할 수 있다.
파형강판은 두께가 얇고 길이가 긴 형태이기 때문에 선형을 설계대로 유지하기가 어렵고, 약간의 충격에도 변형이 쉽게 발생한다. 따라서 본 발명에서는 파형강판의 선형유지를 위해 상기 거푸집마감플레이트와 하부플레이트에 더하여 선형유지부재를 더 구비한다.
상기 선형유지부재는, 선형유지플레이트(141) 및/또는 선형유지L형강(142)을 사용할 수 있고, 상기 하부플레이트(130)의 상부에 고정된다. 선형유지부재는 후술하는 높이조절부재에 의해 하부플레이트에 고정될 수 있는데, 하부플레이트에 용접에 의해 부착하는 것도 가능하다.
도 5에는 상기 선형유지플레이트(141)가 산부에 고정된 확대도가 도시되어 있는데, 도 5에 도시된 것과 같이 선형유지플레이트는 두께가 폭보다 얇은 플레이트 형태로 구비된다.
도 6에는 상기 선형유지L형강(142)이 산부에 결합된 확대도가 도시되어 있는데, 도 6에 도시된 것과 같이 선형유지L형강(142)은 L자 형태로 구비되어 볼트결합에 의해 하부플레이트(130)와 산부(111)에 체결될 수 있다.
상기 선형유지플레이트(141)는 높이조절부재에 의해 하부플레이트 상부에 체결되고, 상기 선형유지L형강(142)은 높이조절부재에 의해 하부플레이트에 체결되고, 고정볼트(1421)와 너트(1422)에 의해 산부(111)에 체결될 수 있다.
상기 하부플레이트(130)는, 하나로 구비되어 파형강판(110)의 하단 끝의 전체 길이에 걸쳐 고정되는 방식, 복수 개로 구비되어 파형강판(110)의 하단 끝에 서로 이격되어 고정되는 방식 등 다양한 형태로 실시 가능하고, 상기 선형유지부재는, 하나의 산부(111)에만 고정되는 방식, 2개의 산부(111)에 걸쳐 고정하는 방식, 3개 이상의 산부(111)에 걸쳐 고정하는 방식 등 다양한 형태로 실시 가능한데, 구체적으로는 도 8 내지 도 17을 참조하여 후술하기로 한다.
콘크리트를 타설하기 전 파형강판(110)의 선형 뿐만 아니라 상하 위치와 수평 위치를 정밀하게 조절하고 유지하기 위해, 상기 하부플레이트(130)의 하부에 높이조절부재가 구비된다.
상기 높이조절부재는 다양한 형태로 실시가 가능한데, 산부와 골부에 각각 위치하는 1자형의 볼트인 받침볼트(131)(도 5, 6, 8, 9, 12, 13 참조), 산부와 골부에 각각 위치하는 L자형으로 이루어진 L형철근(132)(도 10, 11 참조), U자 형태로 되고, 산부와 골부에 위치하는 것을 하나로 합친 형태인 U형철근(133)(도 14, 15 참조), 산부와 골부에 각각 위치하는 J자 형으로 이루어진 J형철근(134)(도 16, 17 참조)을 사용할 수 있다.
상기 높이조절부재의 다양한 형태들은 모두, 상기 선형유지부재와 함께 하부플레이트(130)에 나사결합에 의해 서로 일체로 결합될 수 있고, 나사결합을 위해, 상기 받침볼트(131), L형철근(132), U형철근(133), J형철근(134)의 끝부분에는 나사산을 형성하여야 한다.
상기 높이조절부재의 체결은 상기 나사산에 상너트(1351)와 하너트(1352)를 체결하여 이루어지고, 상기 상너트(1351)는 상기 선형유지부재의 상부에 위치하고, 상기 하너트(1352)는 상기 하부플레이트(130)의 하부에 위치하며, 상기 상너트(1351)와 하너트(1352)를 조절함으로써 파형강판의 높낮이를 미세하게 조절할 수 있다.
또한 상기 높이조절부재는 거더의 제작 과정에서는 파형강판의 정밀한 위치 조절의 역할을 하게 되고, 거더의 완성 후에는 전단연결부재로 기능하여 하부플랜지 내부에서 파형강판, 하부플레이트, 콘크리트, 높이조절부재가 서로 일체로 되는데 일조하게 하게 된다.
상기 파형강판(110)의 하부, 하부플레이트의 위부분에는 가로철근(320)이 관통되어 설치될 수 있는 하부철근공(114)을 형성한다.
상기 하부철근공(114)에 가로철근(320)을 관통 설치함으로써, 상기 가로철근의 배근 작업을 쉽게 할 수 있고, 가로철근 뿐만 아니라 가로철근에 연결된 주철근 및 쉬스관의 위치를 견고하게 고정시켜 줄 수 있으며, 파형강판과 하부플랜지 콘크리트가 견고하게 일체화될 수 있다.
이하에서는 도 8 내지 도 17을 참조하여 하부플레이트, 선형유지부재, 높이조절부재의 다양한 실시형태에 대해 설명한다.
도 8, 9에는 제1실시예가 도시되어 있는데, 하부플레이트(130)가 파형강판의 전체 길이에 대해 고정되어 있고, 선형유지부재는 선형유지플레이트(141)가 산부에만 고정되어 있으며, 높이조절부재로 받침볼트(131)가 적용되어 있다.
도 10, 11에는 제2실시예가 도시되어 있는데, 하부플레이트(130)가 파형강판의 서로 마주하는 하나의 산부와 골부에 고정되고, 이러한 하부플레이트가 복수 개로 서로 이격되어 고정되어 있으며, 선형유지부재는 선형유지L형강(142)이 파형강판의 전체 길이방향을 따라 고정되어 있으며, 높이조절부재로 L형철근(132)이 적용되어 있다.
도 12, 13에는 제3실시예가 도시되어 있는데, 하부플레이트(130)가 파형강판의 전체 길이에 대해 고정되어 있고, 선형유지부재는 선형유지L형강(142)이 파형강판의 산부에만 고정되어 있으며, 높이조절부재로 받침볼트(131)가 적용되어 있다.
도 14, 15에는 제4실시예가 도시되어 있는데, 하부플레이트(130)가 파형강판의 서로 마주하는 하나의 산부와 골부에 고정되고, 이러한 하부플레이트가 복수 개로 서로 이격되어 고정되어 있으며, 선형유지부재는 선형유지L형강(142)이 파형강판의 전체 길이방향을 따라 고정되어 있으며, 높이조절부재로 U형철근(133)이 적용되어 있다.
도 16, 17에는 제5실시예가 도시되어 있는데, 하부플레이트(130)가 파형강판의 전체 길이에 대해 고정되어 있고, 선형유지부재는 선형유지L형강(142)이 파형강판의 2개의 산부를 연결하되, 마주보는 선형유지L형강이 교번되도록 배치하는 방식으로 고정되어 있으며, 높이조절부재로 J형철근(134)이 적용되어 있다.
도 8 내지 17을 참조하여 5가지 형태의 실시예를 설명하였는데, 본 발명의 파형강판 합성형 거더는 위에서 설명한 제1실시예 내지 제5실시예로 한정되지 않고, 상기 실시예들이 서로 혼합된 형태가 가능하다.
이하에서는 위에서 설명한 파형강판 합성형 거더의 제작 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 파형강판을 이용한 합성형 거더를 제작하기 위해 위에서 설명한 구성들을 모두 준비한다.
본 발명의 합성형 거더 제작방법의 일실시예는 하부플랜지를 먼저 타설하고, 경화된 후 상부플랜지를 타설할 수 있다.
거푸집마감플레이트와 하부플레이트가 고정되어 있는 파형강판, 하부플랜지 내부에 배치될 주철근(310), 가로철근(320), 쉬스관(330), 선형유지부재, 높이조절부재 등을 준비하고, 하부플랜지 성형을 위한 거푸집(미도시) 내부에 배치하고 고정한다.
이때 하부플랜지 성형용 거푸집과 주철근(310), 가로철근(320), 쉬스관(330) 및 높이조절부재 사이에는 필요에 따라 스페이서가 적절히 배치될 수 있음은 물론이다.
이 과정에서 거푸집마감플레이트, 하부플레이트, 선형유지부재 등에 의해 파형강판의 선형이 설계도서대로 유지될 수 있고, 높이조절부재의 미세한 조절에 의해 파형강판의 정확한 위치를 조절한다.
이후 하부플랜지 성형을 위한 콘크리트를 타설하고, 콘크리트가 경화되면 거푸집을 탈형하고, 상부플랜지 성형을 위한 거푸집(400), 주철근(210), 가로철근(220) 등을 고정한다. 공정에 따라 하부 거푸집 탈형 전에 상부플랜지 성형 준비작업을 병행할 수도 있을 것이다.
거푸집(400)은, 위에서 설명한 것과 같이 거푸집마감플레이트를 이용해서 고정하게 되므로 거푸집(400) 설치작업이 매우 간편한 장점이 있다. 이때 콘크리트 타설압을 고려하여 거푸집의 적절한 위치에 보강대를 설치할 수도 있을 것이다.
이후 상부플랜지 콘크리트를 타설하고 경화 후 거푸집을 탈형하면 거더의 제작이 완료된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110. 파형강판
111. 산부 112. 골부
113. 상부철근공 114. 하부철근공
120. 거푸집마감플레이트
121. 고정볼트 122. 캡너트
130. 하부플레이트
131. 받침볼트 132. L형철근
133. U형철근 134. J형철근
1351. 상너트 1352. 하너트
136. 전단키홀
141. 선형유지플레이트 142. 선형유지L형강
1421. 고정볼트 1422. 너트
200. 상부플랜지
210. 주철근 220. 가로철근
300. 하부플랜지
310. 주철근 320. 가로철근
330. 쉬스관
400. 거푸집
410. 수직부 420. 수평부

Claims (10)

  1. 산부(111)와 골부(112)가 교번되도록 반복 구비되는 파형강판(110); 상기 파형강판(110)의 상부에 콘크리트를 타설하여 구비되는 상부플랜지(200); 상기 파형강판(110)의 하부에 콘크리트를 타설하여 구비되는 하부플랜지(300)를 포함하는 파형강판을 이용한 합성형 거더에 있어서,
    상기 파형강판(110)의 상부에는 거푸집마감플레이트(120)가 구비되되, 상기 거푸집마감플레이트(120)는 상기 파형강판(110)의 상단 끝에서 일정 거리 아래로 이격되어 고정되고, 상기 거푸집마감플레이트(120)에, 상기 상부플랜지(200) 형성을 위한 거푸집(400)이 체결되며,
    상기 파형강판(110)의 하부에는 하부플레이트(130)가 구비되되, 상기 하부플레이트(130)는 상기 파형강판(110)의 하단 끝에 고정되어 상기 하부플랜지(300)의 콘크리트에 묻히고,
    상기 하부플레이트(130)의 상부에는 선형유지부재가 고정되고,
    상기 하부플레이트(130)의 하부로부터 하부플레이트(130)의 상부로 관통하여 높이조절부재가 고정되되, 상기 높이조절부재에는 나사산이 구비되어,
    상기 선형유지부재의 상부에서 상너트(1351)가 높이조절부재와 체결되고, 상기 하부플레이트(130)의 하부에서 하너트(1352)가 높이조절부재와 체결되어, 상기 하부플랜지(300)의 콘크리트를 타설하기 전에 상기 상너트(1351)와 하너트(1352)를 조절함으로써 상기 파형강판(110)의 높낮이를 조절할 수 있으며,
    상기 높이조절부재는 상기 하부플랜지(300)의 콘크리트에 묻히고,
    상기 선형유지부재는, 선형유지플레이트(141) 및/또는 선형유지L형강(142)이며,
    상기 선형유지부재는, 하나의 산부(111)에만 고정되는 방식, 2개의 산부(111)에 걸쳐 고정하는 방식, 3개 이상의 산부(111)에 걸쳐 고정하는 방식 중 어느 하나의 방식으로 구비되고,
    상기 높이조절부재는, 받침볼트(131), L형철근(132), U형철근(133), J형철근(134) 중 어느 하나이며,
    상기 거푸집마감플레이트(120)에는 거푸집(400)을 고정하기 위한 고정볼트(121)를 체결할 수 있는 볼트공이 구비되고, 상기 거푸집마감플레이트(120) 중 콘크리트 속에 묻히는 부분에는 캡너트(122)를 체결하며,
    상기 거푸집마감플레이트(120)는 거푸집(400) 탈형 후 그대로 존치되어 구조재로 기능하는 것을 특징으로 하는
    파형강판을 이용한 합성형 거더.
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  8. 제1항에 있어서,
    상기 파형강판(110)에는 상부철근공(113), 하부철근공(114)이 구비되고,
    상기 상부철근공(113)에는 가로철근(220)이 관통되고, 상기 하부철근공(114)에는 가로철근(320)이 관통되는 것을 특징으로 하는
    파형강판을 이용한 합성형 거더.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하부플레이트(130)에는 전단키홀(136)이 구비되는 것을 특징으로 하는
    파형강판을 이용한 합성형 거더.
  10. 제1항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항의 파형강판을 이용한 합성형 거더를 제작하는 방법에 있어서,
    a) 거푸집마감플레이트(120)와 하부플레이트(130)가 구비된 파형강판(110)을 준비하는 단계;
    b) 상기 하부플레이트(130)에 선형유지부재와 높이조절부재를 고정하는 단계;
    c) 상기 높이조절부재를 이용하여 파형강판(110)의 높낮이를 조절하는 단계;
    d) 하부플랜지(300)를 성형하는 단계;
    e) 상기 거푸집마감플레이트(120)에 거푸집(400)을 고정하는 단계;
    f) 상부플랜지(200)를 성형하는 단계를 포함하는
    파형강판을 이용한 합성형 거더 제작방법.






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