KR102206777B1 - 개구형 단경간 강합성 거더 및 이의 제작방법 - Google Patents

개구형 단경간 강합성 거더 및 이의 제작방법 Download PDF

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Abstract

개구형 강합성 거더가 제공된다. 일 실시예에 있어서, 상부플랜지, 복부, 및 하부플랜지를 포함하고, 프리스트레스가 도입되는 개구형 거더에 있어서, 상기 프리스트레스를 도입하기 위한 강연선이 내부에 설치되는, 상기 하부플랜지 상에 상기 거더의 길이방향으로 배치되는 복수의 쉬스관; 상기 복수의 쉬스관의 단부에 마련된 정착부; 및 상기 쉬스관을 덮도록 상기 하부플랜지 상에 마련된 콘크리트부;를 포함하고, 상기 콘크리트부는, 중앙부 보다 말단부의 높이가 더 높게 마련되되, 상기 중앙부와 상기 말단부 사이에서 상기 중앙부의 폭과 상기 말단부의 폭 보다 좁은 폭을 갖는 영역을 포함할 수 있다.

Description

개구형 단경간 강합성 거더 및 이의 제작방법{TOP-OPENED SINGLE-SPAN STEEL COMPOSITE GIRDER AND ITS FABRICATION METHOD}
본 발명은 개구형 단경간 강합성 거더 및 이의 제작방법에 관한 것으로, 사용되는 강재량을 최소화시키면서도 정모멘트를 효과적으로 제어하고, 자중을 감소시키면서도 비틀림 저항성과 휨강성을 보강하여 형고가 감소된 장지간의 단경간 철도교 거더를 제작할 수 있는, 개구형 단경간 강합성 거더 및 이의 제작방법을 제공하는 것이다.
거더교는 교량형식 중 가장 많이 쓰이고 일반적인 것으로서, 상부 슬래브에 가해지는 하중(자중과 차량 무게 등)을 버티어 주는 거더의 형태에 따라 PSC I형교, PSC BOX교, PSC T형교, PSC U형교, 강합성 박스교, 스틸플레이트교, 강상판교, 트러스교 등과 같이 여러 가지 종류의 거더교가 알려져 있다.
한편, 도로교에서 PSC I형 거더는 적용가능 지간장이 55m 정도가 최대인 것으로 알려져 있고, 일부 세그먼트 교량은 65m까지 가능한 것으로 알려져 있다.
그러나, 철도교에서 PSC I형 거더로는 통상 40m가 한계 지간장인 것으로 알려져 있다. 종래에 이러한 지간장 한계를 극복하고 비틀림하중에 대한 저항성을 제고하고자 BOX형 단면을 적용하는 시도가 있었는데, PSC BOX거더는 거더의 중량이 무겁고 45m 이상 적용시 형고가 지나치게 높아지는 문제가 발생하였다.
이에 따라, 철도교로 개구형 강합성 거더를 적용하는 방법이 개발되었다.
예를 들어, 종래에 강연선을 U형 거더의 양 단부까지 직선형으로 배치하는 U형 거더교가 개발되었으나, 이러한 기술을 적용 시 쉬스관 단부의 정착판에 단부콘크리트의 응력집중을 분산시키기 위한 소정 이상의 크기가 요구됨에 따라 충분한 개수의 강연선을 설치하지 못하였다. 즉, 강합성 거더 하부플랜지의 좁은 폭에 의해 배치 가능한 강연선의 개수가 양단부 정착판의 크기에 의해 한정되어 충분한 개수의 강연선을 배치하지 못하여, 제한된 긴장력이 도입됨에 따라 구조안전성을 확보하기 위해 강재거더의 형고를 높이고 두꺼운 강재를 적용하고, 적용가능한 지간장 길이도 감소하게 되는 문제가 있다. 그리고, 이러한 종래 기술에 의할 때, 정모멘트가 크게 작용하는 거더의 중앙부뿐 만 아니라 정모멘트가 작게 작용하는 거더의 단부까지 거더의 중앙부와 동일한 프리스트레스력을 도입함에 따라 비효율적인 단면이 형성되어 거더교의 안전성이 열악해지는 문제가 있었다.
예를 들어, 종래에 복부의 좌굴 저항성을 높이기 위해 복부판으로 파형강판을 적용하여 제형의 단면을 구비하고, 하단 콘크리트 플랜지 단면에 프리스트레스를 도입하는 시도가 있었으나, 이러한 경우 세그먼트들의 연결부의 제작이 어려워 시공성이 열악해지는 문제가 있었다.
예를 들어, 종래에 복부를 파형강판으로 구성하고 단부는 콘크리트 블록으로 처리하는 시도가 있었으나, 강연선 배치 방법으로 내부배치 방식(internal)과 외부배치 방식(external)의 강연선 배치 방법을 혼용하여 중간 격벽이 다수 필요하게 됨으로써 시공성이 열악해지는 문제가 있었다.
따라서, 사용되는 강재량을 최소화시키면서도 정모멘트를 효과적으로 제어하고, 자중을 감소시키면서도 비틀림 저항성과 휨강성을 보강하여 형고가 감소된 장지간의 단경간 거더를 제작할 수 있는, 개구형 단경간 강합성 거더 및 이의 제작방법의 개발이 시급하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 사용되는 강재량을 최소화시키면서도 정모멘트를 효과적으로 제어하고, 자중을 감소시키면서도 비틀림 저항성과 휨강성을 보강하여 형고가 감소된 장지간의 단경간 거더를 제작할 수 있는, 개구형 단경간 강합성 거더 및 이의 제작방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 상부플랜지, 복부, 및 하부플랜지를 포함하고, 프리스트레스가 도입되는 개구형 거더에 있어서, 상기 프리스트레스를 도입하기 위한 강연선이 내부에 설치되는, 상기 하부플랜지 상에 상기 거더의 길이방향으로 배치되는 복수의 쉬스관; 상기 복수의 쉬스관의 단부에 마련된 정착부; 및 상기 쉬스관을 덮도록 상기 하부플랜지 상에 마련된 콘크리트부;를 포함하고, 상기 콘크리트부는, 중앙부 보다 말단부의 높이가 더 높게 마련되되, 상기 중앙부와 상기 말단부 사이에서 상기 중앙부의 폭과 상기 말단부의 폭 보다 좁은 폭을 갖는 영역을 포함하는 개구형 강합성 거더를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용되는 강재량을 최소화시키면서도 정모멘트를 효과적으로 제어하고, 자중을 감소시키면서도 비틀림 저항성과 휨강성을 보강하여 형고가 감소된 장지간의 단경간 거더를 제작할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 동일 지간장의 폐합형 강합성 박스 거더와 대비하여 소요되는 강재 물량을 35% 이상 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개구형 강합성 거더를 나타낸 것이고, 도 2는 도 1에 따른 개구형 강합성 거더 중심을 기준으로 지간장의 절반을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 개구형 강합성 거더에서 다단콘크리트, 슬림부콘크리트, 중앙부콘크리트가 마련된 영역을 사시도로 확대 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 개구형 강합성 거더에서 다단콘크리트, 슬림부콘크리트, 중앙부콘크리트가 마련된 영역을 평면도로 확대 도시한 것이다.
도 5 내지 도 9은 도 2에서 AA, BB, CC, DD, EE를 따라 취한 절단면을 각각 나타낸 것이다.
도 10 내지 도 12는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 강합성 거더를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명이 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 내용을 더 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 본 명세서에서, '상부' 또는 '하부' 라는 용어는 관찰자의 시점에서 설정된 상대적인 개념으로, 관찰자의 시점이 달라지면, '상부' 가 '하부'를 의미할 수도 있고, '하부'가 '상부'를 의미할 수도 있다.
복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다. 또한, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 일 실시예는, 상부플랜지, 복부, 및 하부플랜지를 포함하고, 프리스트레스가 도입되는 개구형 거더에 있어서, 상기 프리스트레스를 도입하기 위한 강연선이 내부에 설치되는, 상기 하부플랜지 상에 상기 거더의 길이방향으로 배치되는 복수의 쉬스관; 상기 복수의 쉬스관의 단부에 마련된 정착부; 및 상기 쉬스관을 덮도록 상기 하부플랜지 상에 마련된 콘크리트부;를 포함하고, 상기 콘크리트부는, 중앙부 보다 말단부의 높이가 더 높게 마련되는, 개구형 강합성 거더를 제공한다.
이때, 상기 콘크리트부는, 상기 중앙부와 상기 말단부 사이에서, 상기 중앙부의 폭과 상기 말단부의 폭 보다 좁은 폭을 갖는 영역을 포함할 수 있다.
또한, 상기 콘크리트부는, 거더중앙부에 마련되어 상기 콘크리트부의 중앙부를 정의하는 중앙부콘크리트; 상기 중앙부콘크리트 보다 좁은 폭을 갖고 상기 중앙부콘크리트에서 거더단부 방향으로 연장되는 슬림부콘크리트; 및 상기 슬림부콘크리트에서 상기 거더단부 방향으로 폭이 넓어지는 구간을 갖고, 상기 콘크리트부의 상기 말단부를 정의하는 다단콘크리트부;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 복수의 쉬스관은, 상기 다단콘크리트부 보다 상기 중앙부콘크리트에서 더 많은 개수로 설치될 수 있다.
한편, 상기 정착부는, 상기 복수의 쉬스관 단부의 적어도 일부가 상이한 높이에 위치하도록 설치된 다단정착판을 포함할 수 있다.
이때, 상기 다단정착판은 상기 콘크리트부의 길이방향 양말단에 설치되어, 상기 콘크리트부가 마련되는 영역을 정의할 수 있다.
한편, 상기 다단정착판은, 하부정착판, 상부정착판, 및 상기 하부정착판과 상기 상부정착판을 연결하는 연결판을 포함하되, 상기 하부정착판이 상기 상부정착판 보다 거더단부 방향에 인접하도록 배치되고, 상기 쉬스관이 상기 다단정착판에 정착될 수 있도록, 상기 상부정착판에는 상부정착구가 마련되고, 상기 하부정착판에는 하부정착구가 각각 마련될 수 있다.
이때, 상기 다단정착판을 평면도로 바라볼 때, 상기 상부정착구와 상기 하부정착구가 교대로 배치되는 구간을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 다단정착판을 평면도로 바라볼 때, 상기 상부정착구와 상기 하부정착구가 겹쳐서 배치되는 구간을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 다단정착판은, 상기 콘크리트부가 타설 및 양생될 때 거푸집 기능을 수행하도록, 하부가 상기 하부플랜지에 고정설치되고, 측면이 상기 복부에 고정설치될 수 있다.
일 예로, 상기 다단정착판은, 상기 하부플랜지로의 하중전달 효과를 향상시키기 위해 거더중앙부 방향으로 연장되어 상기 하부플랜지에 고정설치되는 보강재를 더 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 다단정착판은 상기 콘크리트부의 타설 및 양생 시 에어포켓(air pocket) 형성을 방지하기 위한 복수 개의 통공이 마련될 수 있다.
일 예로, 상기 정착부는, 거더중앙부에 마련되어 상기 콘크리트부의 중앙부를 정의하는 중앙부콘크리트의 길이방향 양말단에 설치된 중앙부정착판을 더 포함하고, 상기 중앙부정착판은, 상기 복수의 쉬스관 중 적어도 일부의 단부가 정착되는 중앙부정착구가 마련될 수 있다.
이때, 상기 중앙부정착판은, 상기 중앙부콘크리트의 폭 방향 양 단부에 적어도 한 쌍이 마련되어, 상기 적어도 한 쌍의 중앙부정착판 사이에서 거더단부 방향으로 상기 콘크리트부가 연장될 수 있다.
또한, 상기 중앙부정착판은, 상기 콘크리트부가 타설 및 양생될 때 거푸집 기능을 수행하도록, 하부가 상기 하부플랜지에 고정설치되고, 측면이 상기 복부에 고정설치될 수 있다.
한편, 상기 정착부는, 상기 중앙부콘크리트 상에 마련되는 스페어정착판을 더 포함하고, 상기 스페어정착판은 상기 다단정착판 및 상기 중앙부정착판에 정착된 상기 쉬스관 내의 상기 강연선의 긴장이 완료된 후, 추가의 긴장이 가능한 유지보수용 강연선이 내부에 설치되는 쉬스관이 정착되는 스페어정착구가 마련될 수 있다.
이때, 상기 스페어정착판은 상기 중앙부정착판과 스페어연결판으로 연결될 수 있다.
이때, 상기 중앙부정착판은 상기 콘크리트부의 타설 및 양생 시 에어포켓(air pocket) 형성을 방지하기 위한 복수 개의 통공이 마련될 수 있다.
또한, 상기 정착부는, 상기 중앙부콘크리트 보다 좁은 폭을 갖고 상기 중앙부콘크리트에서 거더단부 방향으로 연장되는 슬림부콘크리트의 적어도 일 측에 마련되는 슬림부정착판을 더 포함하고, 상기 슬림부정착판은, 상기 복수의 쉬스관 중 적어도 일부의 단부가 정착되는 슬림부정착구가 마련될 수 있다.
이때, 상기 슬림부정착판은 상기 콘크리트부가 타설 및 양생될 때 거푸집 기능을 수행하도록, 하부가 상기 하부플랜지에 고정설치되고, 측면이 상기 복부에 고정설치될 수 있다.
일 예로, 상기 다단콘크리트부에 설치되는 쉬스관은 굴곡을 갖고 연장되는 구간을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 다단콘크리트부에 설치되는 쉬스관은 굴곡을 갖고 연장되는 구간을 포함하되, 상기 하부정착구에 정착되는 쉬스관은 상기 거더 폭 방향의 굴곡을 포함하고, 상기 상부정착구에 정착되는 쉬스관은 상기 거더 높이 방향의 굴곡을 포함할 수 있다.
일 예로, 단경간에 적용되는 상기 거더의 연장을 L이라 할 때, 상기 복수의 쉬스관을 덮도록 마련된 상기 콘크리트부의 총 길이는 L X (0.65 ~ 0.75) 일 수 있다.
일 예로, 단경간에 적용되는 상기 거더의 연장을 L이라 할 때, 상기 중앙부콘크리트의 총 길이는 L X (0.40 ~ 0.60) 일 수 있다.
본 발명은 또한, 상부플랜지, 복부, 및 하부플랜지를 포함하는 개구형 거더의 제작방법에 있어서, 상기 하부플랜지 상에 상기 거더의 길이방향으로 복수의 쉬스관을 설치하고; 상기 쉬스관을 덮도록 콘크리트부를 형성하되, 상기 콘크리트부는, 거더중앙부에서 상기 복부에 측면이 밀착되는 중앙부콘크리트, 상기 중앙부콘크리트 보다 좁은 폭을 갖고 상기 중앙부콘크리트에서 거더단부 방향으로 연장되는 슬림부콘크리트, 및 상기 슬림부콘크리트에서 상기 거더단부 방향으로 폭이 넓어지는 구간을 갖는 다단콘크리트를 갖도록 타설하고; 및 상기 쉬스관 내의 강연선을 긴장하는 것;을 포함하고, 상기 쉬스관을 상기 슬림부콘크리트에서 길이방향으로 연장되다가, 상기 다단콘크리트에서 굴곡을 갖고 연장되는 구간을 갖도록 설치하는, 개구형 강합성 거더의 제작방법을 제공할 수 있다.
이때, 상기 쉬스관의 적어도 일부가 상기 다단콘크리트에서 서로 상이한 높이로 연장되도록 상기 쉬스관을 설치할 수 있다.
이때, 상기 다단콘크리트의 하부에서 연장되는 상기 쉬스관의 적어도 일부는 상기 거더의 폭 방향으로 굴곡을 갖도록 설치하고, 상기 다단콘크리트의 상부에서 연장되는 상기 쉬스관의 적어도 일부는 상기 거더의 높이 방향으로 굴곡을 갖도록 설치할 수 있다.
이때, 상기 상부에서 연장되는 상기 쉬스관의 적어도 일부는 상기 거더의 폭 방향으로 굴곡을 더 갖도록 설치하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 쉬스관을 설치하는 것은, 상기 콘크리트부에서 상기 중앙부콘크리트에 설치되는 상기 쉬스관의 개수가 가장 많도록 상기 쉬스관을 설치하여, 거더단부 보다 거더중앙부에서 더 높은 프리스트레스력을 도입할 수 있다.
일 예로, 상기 하부플랜지, 상기 복부, 및 상기 상부플랜지를 갖는 강재거더를 제작한 후, 상기 강재거더를 현장으로 운송하는 개구형 강합성 거더의 제작방법에 있어서, 상기 하부플랜지에 철근을 배근하고; 상기 철근에 의해 정의된 영역 내로 상기 쉬스관을 설치하고; 및 상기 철근 및 상기 쉬스관을 덮도록 상기 콘크리트부를 형성하는 것;을 포함하고, 상기 콘크리트부를 형성하는 것은 상기 강재거더를 현장으로 운송하기 전 또는 운송한 후에 프리캐스트로 제작하여, 상기 하부플랜지에 합성되는 상기 콘크리트부 시공 시의 허용압축강도를 증가시킬 수 있다.
이때, 상기 콘크리트부를 형성하는 것은, 상기 슬림부콘크리트를 프리캐스트로 제작하는 것을 포함할 수 있다.
일 예로, 다단정착판 및 중앙부정착판의 하부 및 측면을 각각 상기 하부플랜지 및 상기 복부에 고정되도록 설치하고; 및 상기 중앙부콘크리트를 형성할 때 상기 중앙부정착판을 거푸집으로 사용하고, 상기 다단콘크리트를 형성할 때 상기 다단정착판을 거푸집으로 사용하는 것;을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 다단정착판 및 상기 중앙부정착판 중 적어도 일부에 통공을 형성하는 것을 더 포함하여, 상기 콘크리트부를 형성할 때 상기 통공을 통해 콘크리트가 새어 나오도록 타설하여, 콘크리트가 밀실하게 채워지고 에어포켓 형성을 방지할 수 있다.
이때, 한 쌍의 상기 상부플랜지를 연결하도록 상기 거더의 길이방향으로 프리캐스트 바닥판을 설치하는 것을 더 포함하여, 상기 상부플랜지 상에 슬래브 시공 시 바닥판 및 거푸집으로 사용할 수 있다.
일 예로, 상기 중앙부콘크리트가 형성되는 구간에 쉬스관이 정착되는 스페어정착부를 설치하는 것을 더 포함하여, 상기 쉬스관 내의 강연선을 긴장하는 것 이후 강연선을 추가로 긴장할 수 있다.
이하, 도면을 들어 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개구형 강합성 거더를 나타낸 것이고, 도 2는 도 1에 따른 개구형 강합성 거더 중심을 기준으로 지간장의 절반을 나타낸 것이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 개구형 강합성 거더에서 다단콘크리트, 슬림부콘크리트, 중앙부콘크리트가 마련된 영역을 사시도 및 평면도로 각각 확대 도시한 것이다. 한편, 도 5 내지 도 9는 도 2에서 AA, BB, CC, DD, EE를 따라 취한 절단면을 각각 나타낸 것이다. 또한, 도 1에 따른 개구형 강합성 거더는 도 2에 도시한 개구형 강합성 거더가 거더중앙부(20)를 중심으로 대칭인 구조가 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 개구형 강합성 거더(10)는, 한 쌍의 상부플랜지(11) 사이 공간이 개구된 것으로, 예를 들어, 상부플랜지(11)와 하부플랜지(13)를 연결하는 복부(12)가 하부플랜지(13)로부터 수직으로 연장되거나 또는 소정의 경사각을 갖고 연장되는 것을 모두 포함한다.
개구형 강합성 거더(10)는, 단경간 거더교의 일 거더에 적용될 수 있고, 또는 다경간 거더교의 일 거더, 예를 들어, 교각 상에 배치되는 거더로 적용될 수도 있다.
개구형 강합성 거더(10)는, 하부플랜지(13), 복부(12), 상부플랜지(11)를 포함하는 강재거더 상에 슬래브(40)가 마련될 수 있다. 하부플랜지(13), 복부(12), 상부플랜지(11)는 강판을 사용하여 공장에서 미리 제작될 수 있다. 또한, 하부플랜지(13), 복부(12), 상부플랜지(11)를 용접 접합하여 강재거더를 공장에서 미리 제작하거나 또는 현장에서 용접 접합하여 제작할 수 있다. 예를 들어, 강재거더는 복수의 세그먼트로 구분될 수 있고, 각각의 세그먼트가 공장에서 미리 제작된 후 현장으로 운송되어 용접 및/또는 볼트 등의 체결부재로 연결되어 개구형 강합성 거더(10)가 제작될 수 있다.
도 2 내지 도 4 및 도 5 내지 도 9를 참조하면, 개구형 강합성 거더(10)는, 하부플랜지(13) 상에 종리브(14), 하부전단연결재(16), 쉬스관(611, 612, 613), 정착부(다단정착판(210), 중앙부정착판(310)), 콘크리트부(다단콘크리트(110), 슬림부콘크리트(120), 중앙부콘크리트(130))가 마련되며, 상부플랜지(11) 상에 상부전단연결재(15)가 마련된다.
종리브(14)는, 하부플랜지(13)를 보강하기 위해 하부플랜지(13)에서 길이방향으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 종리브(14)는 후술하는 다단콘크리트(110)와 거더단부(30) 사이의 영역에서 마련될 수 있다.
하부전단연결재(16) 및 상부전단연결재(15)는 각각 하부플랜지(13)와 상부플랜지(11)의 상면에서 상부로 연장되도록 형성될 수 있고, 예를 들어, 강재 봉형 전단연결재가 적용될 수 있다.
철근(50)은 하부플랜지(13)의 폭 방향으로 배근될 수 있고, 예를 들어, 쉬스관을 폐합하는 스트럽철근(50a)을 배근하되, 거더 길이방향으로 스트럽철근(50a)에 직각되게 추가보강철근(50b)을 배근할 수 있다.
하부플랜지(13)에서 길이방향으로 연속되도록 배근될 수 있다. 철근(50)에 의해 정의된 공간에 쉬스관(611, 612, 613)이 배치될 수 있고, 후술하는 상기 콘크리트부에 매립된다. 예를 들어, 도 6에 나타낸 바와 같이, 다단콘크리트(110)에 설치되는 철근(50)은 복층으로 형성될 수 있다. 일 예로, 하부정착판(212)에서 거더중앙부(20) 방향으로 연장되는 구간에 하부정착판(212)이 설치된 높이 이내로 철근(50)이 배근될 수 있고, 상부정착판(211)에서 거더중앙부(20) 방향으로 연장되는 구간에 상부정착판(211)이 설치된 높이 이내로 철근(50)이 배근될 수 있다. 이에 따라, 하부정착판(212)이 설치된 위치에서 거더중앙부(20) 방향으로 소정 길이만큼 철근(50)이 복층으로 배근될 수 있다. 이에 따라, 중앙부콘크리트(130)의 높이 보다 높게 형성된 다단콘크리트(110)에 압축응력이 적용되더라도, 다단콘크리트(110)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
쉬스관(611, 612, 613)은 프리스트레스를 도입하기 위한 강연선(미도시)이 내부에 설치되며, 하부플랜지(13) 상에 개구형 강합성 거더(10)의 길이방향으로 배치되고, 복수 개가 마련될 수 있다. 예를 들어, 철근(50)에 의해 정의된 영역 내에 설치될 수 있다.
상기 정착부는 복수 개의 쉬스관(611, 612, 613) 단부에 마련되는 것으로, 상기 콘크리트부의 양생이 완료된 후, 강연선을 쉬스관 내부로 삽입 후 강연선의 양 끝을 잡아당겨 긴장시킴으로써 프리스트레스를 도입할 수 있도록 하는 것으로, 후술하는 바와 같이 다단정착판(210), 중앙부정착판(310), 슬림부정착판(410)을 포함할 수 있다. 다단정착판(210), 중앙부정착판(310), 슬림부정착판(410)에는 각각 다단정착구(상부정착구(211a), 하부정착구(212a)), 중앙부정착구(310a), 슬림부정착구(410a)가 마련된다. 쉬스관 단부의 정착판에 단부콘크리트의 응력집중을 분산시키기 위한 소정 이상의 크기가 요구됨에 따라, 종래 기술에 따른 개구형 강합성 거더에서 한정된 하부플랜지의 폭에 설치할 수 있는 쉬스관의 개수는 한정되어 있었다. 본 발명에서는 동일한 폭의 하부플랜지를 가진 종래 기술에 따른 강합성 거더에 비해, 상기 쉬스관의 설치 개수를 획기적으로 증가시킬 수 있는 구성을 적용하였는바, 구체적인 설명은 후술한다.
상기 콘크리트부는 쉬스관(611, 612, 613)을 덮도록 하부플랜지(13) 상에 타설 후 양생되며, 후술하는 바와 같이 중앙부콘크리트(130), 슬림부콘크리트(120), 및 다단콘크리트(110)를 포함한다.
상기 콘크리트부는, 개구형 강합성 거더(10)의 중앙부 보다 말단부에서 높이가 더 높게 형성된다. 여기에서, 개구형 강합성 거더(10)의 상기 중앙부는 중앙부콘크리트(130)가 형성되는 영역을 지칭하며, 개구형 강합성 거더(10)의 상기 말단부는 다단콘크리트(110)가 형성되는 영역을 지칭한다.
전술한 바와 같이, 상기 쉬스관을 강합성 거더의 하부플랜지 상에서 직선배치할 경우 충분히 밀집되도록 설치할 수 없고, 이에 따라 충분한 프리스트레스력이 도입되기 어렵다는 종래의 기술적 어려움이 있었다.
이러한 기술적 어려움을 해결하기 위해 본 발명에 따른 개구형 강합성 거더(10)는, 다단콘크리트(110)의 높이가 중앙부콘크리트(130) 보다 높은 형태를 갖도록 형성하여 복수의 쉬스관(상부쉬스관(611))의 단부가 중앙부콘크리트(130)에 매립된 쉬스관 (611, 612, 613) 보다 높은 위치에 설치되도록 하고, 다단정착판(210)에서 상하로 배치된 하부정착구(212a)와 상부정착구(211a)에 의해 쉬스관(하부쉬스관(612), 상부쉬스관(611))의 단부가 상하로 배치되도록 유도함으로써, 슬림부콘크리트(120)와 중앙부콘크리트(130) 내에 매립된 상기 쉬스관이 충분히 밀집 설치되도록 하여, 종래 기술에 비해 2배 이상의 강연선을 하부플랜지(13)에 배치할 수 있도록 하였고, 큰 프리스트레스력이 도입될 수 있도록 하였다.
따라서, 본 발명에 따른 개구형 강합성 거더(10)는, 타설되는 콘크리트량을 절감하여 자중을 감소시키면서도 충분한 프리스트레스력을 도입할 수 있게 됨에 따라, 소요되는 강재의 소모량을 절감하고 형고를 낮출 수 있게 되었다. 이하, 콘크리트부(110, 120, 130), 정착부(210, 310), 및 굴곡 구간을 갖는 쉬스관(611, 612)에 대하여 구체적으로 설명한다.
중앙부콘크리트(130)는 거더중앙부(20)에 마련되어 상기 콘크리트부의 중앙부를 정의한다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 중앙부콘크리트(130)는 중앙부정착판(310)이 설치된 위치에서 거더중앙부(20) 방향으로 연장된 구간에 형성되고, 도 2는 도 1의 개구형 강합성 거더(10)의 중심을 기준으로 절반을 도시한 것을 고려할 때, 중앙부콘크리트(130)는 중앙부정착판(310) 사이 구간에 형성된다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 중앙부콘크리트(130)에는 가장 많은 쉬스관 (611, 612, 613)이 매립된다. 즉, 정모멘트가 가장 크게 작용하는 개구형 강합성 거더(10)의 중앙부에 가장 많은 강연선을 설치하여 가장 큰 프리스트레스력을 도입할 수 있게 됨으로써, 효율적인 단면을 구성하여, 강재 소모량을 저감하고, 후술하는 슬림부콘크리트(120)를 형성할 수 있게 되어 자중을 저감하여, 형고를 낮출 수 있게 되는 동시에 개구형 강합성 거더(10)의 구조적 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.
슬림부콘크리트(120)는 중앙부콘크리트(130) 보다 좁은 폭을 갖고 중앙부콘크리트(130)에서 거더단부(30) 방향으로 연장되는 부분을 지칭한다. 도 2는 도 1의 개구형 강합성 거더(10)의 중심을 기준으로 절반을 도시한 것을 고려할 때, 슬림부콘크리트(120)는 중앙부콘크리트(130)의 양 말단에서 각각 거더단부(30) 방향으로 연장된다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 슬림부콘크리트(120)에는 복수의 쉬스관(611, 612)이 매립될 수 있다. 예를 들어, 중앙부콘크리트(130)에서 중앙부정착판(310)까지 설치된 중앙부쉬스관(613) 외의 나머지 쉬스관(611, 612)들이 매립된다. 후술하는 바와 같이, 중앙부정착판(310)은 중앙부콘크리트(130)의 폭 방향 양 단부, 즉, 복부(12)에 접합되어 설치되므로, 슬림부콘크리트(120) 내에 매립된 쉬스관(611, 612)은 하부플랜지에서 폭 방향의 중앙으로 밀집 설치된다. 이에 따라, 상기 콘크리트부의 각 단면을 비교할 때, 슬림부콘크리트(120)의 단면은 중앙부콘크리트(130)의 단면과 다단콘크리트(110)의 단면에 비해, 더 높은 밀도로 쉬스관(611, 612)이 설치된다.
다단콘크리트(110)는 슬림부콘크리트(120)에서 거더단부(30) 방향으로 폭이 넓어지는 구간을 갖고, 상기 콘크리트부의 말단부를 정의한다. 다단콘크리트(110)는 또한, 슬림부콘크리트(120) 및 중앙부콘크리트(130) 보다 높게 형성되도록 높이가 높아지는 구간을 갖는다. 후술하는 바와 같이, 쉬스관(611, 612)이 폭 방향의 굴곡 및/또는 높이 방향의 굴곡을 갖게 되는데, 이와 같이 굴곡을 갖고 연장되는 쉬스관(611, 612)을 모두 덮을 수 있도록, 폭 방향으로 넓어지는 구간과 높이가 높아지는 구간을 갖게 된다.
도 2는 도 1의 개구형 강합성 거더(10)의 중심을 기준으로 절반을 도시한 것을 고려할 때, 다단콘크리트(110)는 슬림부콘크리트(120)의 양 말단에서 각각 거더단부(30) 방향으로 연장되고, 슬림부콘크리트(120)의 양 말단에서 한 쌍의 다단정착판(210)까지 각각 연장된다. 이때, 다단콘크리트(110)는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 콘크리트가 다단의 층을 갖고 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 정착부는 중앙부정착판(310), 다단정착판(210)을 포함할 수 있다.
중앙부정착판(310)은, 중앙부콘크리트(130)의 길이방향 양 말단에 설치될 수 있고, 복수의 쉬스관(611, 612, 613) 중 적어도 일부인 중앙부쉬스관(613)의 단부가 정착되는 중앙부정착구(310a)가 마련될 수 있다.
일 예로, 중앙부정착판(310)은, 중앙부콘크리트(130)의 폭 방향 양 단부에 적어도 한 쌍이 마련될 수 있다. 중앙부콘크리트(130)의 폭 방향 양 단부에 마련된 적어도 한 쌍의 중앙부정착판(310) 사이에서 거더단부(30) 방향으로 슬림부콘크리트(120)가 연장될 수 있다. 이에 따라, 슬림부콘크리트(120)는 중앙부콘크리트(130) 보다 좁은 폭을 갖고 연장된다.
일 예로, 중앙부정착판(310)은, 도입되는 프리스트레스력을 중앙부콘크리트(130)에 효과적으로 분산시키고 강재 인 개구형 강합성 거더(10)의 하부플랜지(13)로 직접 프리스트레스력을 전달하기 위해, 중앙부정착판(310)의 하부는 하부플랜지(13)에 고정설치되고, 측면은 복부(12)에 고정 설치될 수 있다. 이때, 상기 고정설치 방법은, 용접 접합이나 체결부재에 의한 체결을 포함한다.
일 예로, 중앙부정착판(310)은, 상기 콘크리트부, 예를 들어, 중앙부콘크리트가(130) 타설 및 양생될 때 거푸집 기능을 수행할 수 있도록, 중앙부정착판(310)의 하부는 하부플랜지(13)에 고정설치되고, 측면은 복부(12)에 고정 설치될 수 있다. 이때, 상기 고정설치 방법은, 용접 접합이나 체결부재에 의한 체결을 포함한다.
다단정착판(210)은, 다단콘크리트(110)의 길이방향 양 말단에 설치될 수 있고, 다단콘크리트(110) 내에 매립된 쉬스관(611, 612)이 정착되는 정착구(211a, 212a)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 상부정착판(211)에는 상부정착구(211a)가, 하부정착판(212)에는 하부정착구(212a)가 마련될 수 있다.
도 2는 도 1의 개구형 강합성 거더(10)의 중심을 기준으로 절반을 도시한 것을 고려할 때, 한 쌍의 다단정착판(210)은 하부플랜지(11) 상에 형성되는 상기 콘크리트부의 양 말단을 정의한다.
다단정착판(210)은, 전술한 바와 같이, 복수의 쉬스관(611, 612) 단부의 적어도 일부가 상이한 높이에 위치할 수 있는 형태를 갖는다.
일 예로, 다단정착판(210)은, 하부정착판(212), 상부정착판(211), 및 이들을 연결하는 연결판(213)을 포함할 수 있다. 이때, 하부정착판(212)이 상부정착판(211) 보다 거더단부(30) 방향에 인접하도록 배치될 수 있다. 한편, 쉬스관(611, 612)이 다단정착판(210)에 정착될 수 있도록, 상부정착판(211)에는 상부정착구(211a)가 마련되고, 하부정착판(212)에는 하부정착구(212a)가 각각 마련된다.
일 예로, 하부정착구(212a)에 정착되는 하부쉬스관(612)은 폭 방향의 굴곡을 포함할 수 있다. 이에 따라, 폭 방향의 굴곡을 갖는 하부쉬스관(612)을 모두 덮을 수 있도록, 슬림부콘크리트(120)에서 다단콘크리트(110)로 폭이 넓어지는 구간을 갖게 된다.
일 예로, 상부정착구(211a)에 정착되는 상부쉬스관(611)은 높이 방향의 굴곡을 포함할 수 있다. 이에 따라, 높이 방향의 굴곡을 갖는 상부쉬스관(611)을 모두 덮을 수 있도록, 다단콘크리트(110)는 폭이 높아지는 구간을 갖게 된다.
일 예로, 상부정착구(211a)에 정착되는 상부쉬스관(611)은 높이 방향의 굴곡과 폭 방향의 굴곡을 모두 포함할 수 있다.
이와 같이, 하부정착구(212a)에 정착되는 하부쉬스관(612) 및 상부정착구(211a)에 정착되는 상부쉬스관(611)은 굴곡을 가짐으로써, 제한된 하부플랜지(13) 폭 내에서 설치될 수 있는 쉬스관의 개수를 현저하게 증가시킬 수 있고, 예를 들어, 동일한 폭에서 단층으로 설치되는 종래의 쉬스관에 비해 2배 이상의 쉬스관을 설치할 수 있다.
예를 들어, 도 4에 나타낸 바와 같이, 다단정착판(210)을 평면도로 바라볼 때, 상부정착구(211a)와 하부정착구(212a)가 교대로 배치되는 구간을 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 다단정착판(210)을 평면도로 바라볼 때, 상부정착구(211a)와 하부정착구(212a)가 겹쳐서 배치되는 구간을 포함할 수 있다(미도시). 이에 따라, 동일한 하부플랜지의 폭을 갖는 종래 기술에 따른 강합성 거더에 비해, 2배 이상 개수의 쉬스관을 하부플랜지(13)에 설치할 수 있게 됨으로써, 개구형 강합성 거더(10)의 단면을 구성하는 강재의 두께를 최소화하면서도, 쉬스관(611, 612, 613) 내에 설치되는 강연선에 의한 긴장력 도입 효과를 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 상부정착구(211a)와 하부정착구(212a)가 교대로 배치되는 구간 및/또는 겹쳐서 배치되는 구간을 포함함으로써, 쉬스관(611, 612, 613)에 형성되는 굴곡의 곡률을 최소화시켜 시공성이 열악해지는 현상을 방지할 수 있다.
본 발명에서, 쉬스관 말단부에 형성되는 강재의 정착판은 도입되는 프리스트레스력을 콘크리트에 분산시킬 수 있는데, 개구형 강합성 거더(10)와 같이 복수의 정착구가 일부구간에 집중되어 설치되는 경우 다단콘크리트(110)에 균열이 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명은, 상부정착판(211)과 하부정착판(212) 각각을 배치시키는 구성이 아닌, 상부정착판(211), 하부정착판(212), 및 연결판(213)이 일체로 다단콘크리트(10)의 말단을 감싸는 형태가 되도록 하되, 다단정착판(210)의 하부가 하부플랜지(13)에 고정설치되고, 측면이 복부(12)에 고정설치되도록 하여, 도입되는 프리스트레스력을 효과적으로 분산시키고 강재 인 개구형 강합성 거더(10)의 하부플랜지(13)에 직접 프리스트레스력을 전달할 수 있도록 하였다.
다단정착판(210)은 다단콘크리트(110)가 타설 및 양생될 때 거푸집 기능을 수행하도록, 다단정착판(210)의 하부가 하부플랜지(13)에 고정설치되고, 측면이 복부(12)에 고정설치될 수 있다. 이때, 상기 고정설치 방법은, 용접 접합이나 체결부재에 의한 체결을 포함한다.
다단정착판(210)에는, 다단콘크리트(110)의 타설 및 양생 시 에어포켓(air pocket) 형성을 방지하기 위한 복수 개의 통공이 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기 통공은 하부정착판(212)의 상부에 마련될 수 있으며, 일 예로, 하부정착구(212a) 보다 높은 위치에 마련될 수 있다. 이에 따라, 콘크리트 타설 시 상기 통공을 통해 콘크리트가 새어 나오는 것을 확인하여, 다단콘크리트(110)에 에어포켓이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
일 예로, 다단정착판(210)은 3개 이상의 층을 가질 수 있다(미도시). 예를 들어, 다단정착판은 전술한 다단정착판(210)의 상부정착판(211)에 추가의 연결판과 상부로 연장되는 추가의 정착판이 마련되어, 제1층, 제2층, 및 제3층을 가질 수 있고, 평면도로 바라볼 때, 제1층의 제1층정착구(미도시), 제2층의 제2층정착구(미도시), 제3층의 제3층정착구(미도시)는 교대로 배치되는 구간 및/또는 겹쳐서 배치되는 구간을 포함함으로써, 쉬스관의 설치 개수를 증가시키는 동시에 쉬스관에 형성되는 굴곡의 곡률을 최소화시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 중앙부콘크리트(130)는 내부에 설치되는 쉬스관(611, 612, 613)의 개수가 가장 많고, 슬림부콘크리트(120)는 내부에 설치되는 쉬스관(611, 612)이 슬림부콘크리트(120)의 단면에서 차지하는 밀도가 가장 높고, 다단콘크리트(110)는 개구형 강합성 거더(10)에서 설치되는 쉬스관(611, 612)의 최장길이를 정의하는 동시에, 슬림부콘크리트(120)에서 폭과 높이가 높아지는 구간을 갖게 된다.
본 발명은, 이러한 구조를 갖는 개구형 강합성 거더(10)에서, 상기 콘크리트부의 각 구간, 즉, 중앙부콘크리트(130), 슬림부콘크리트(120), 다단콘크리트(110)가 형성되는 구간을 개구형 강합성 거더(10)의 연장 L을 기준으로 정의함으로써, 사용되는 강재량을 최소화시키면서도 정모멘트를 효과적으로 제어하고, 자중을 감소시키면서도 비틀림 저항성과 휨강성을 보강하여 형고가 감소된 장지간의 단경간 거더를 제작할 수 있도록 하였다.
도 2를 참조하면, 연장 L을 갖는 개구형 강합성 거더(10)는, 총 2(X) 길이의 상기 콘크리트부가 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 콘크리트부 내에 쉬스관(611, 612, 613)이 매립되므로, 2(X)는 본 발명에서 프리스트레스력이 가해지는 총구간으로 정의된다. 상기 2(X)는 L X (0.65 ~ 0.75) 일 수 있고, 이에 따라, 최대모멘트 구간의 발생 인장응력을 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 연장 L을 갖는 개구형 강합성 거더(10)는, 중앙부콘크리트(130)의 양 말단에 총 2(Y-Z) 길이의 슬림부콘크리트(120)가 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 슬림부콘크리트(120)는 상기 콘크리트부에서 가장 좁은 폭을 갖는 동시에 내부에 설치되는 쉬스관(611, 612)이 단면에서 차지하는 밀도가 가장 높은 영역으로 정의된다.
또한, 연장 L을 갖는 개구형 강합성 거더(10)는, 중앙부에 총 2(Z) 길이의 중앙부콘크리트(130)가 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 중앙부콘크리트(130)는 거더 전체에서 가장 많은 쉬스관(611, 612, 613)이 설치되는 영역으로, 가장 큰 프리스트레스력이 도입되는 구간으로 정의된다. 상기 2(Z)는 L X (0.40 ~ 0.60) 일 수 있고, 이에 따라, 최대모멘트 구간에 최대 강연선 배치를 유도할 수 있다.
도 10 내지 도 12는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 강합성 거더를 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 개구형 강합성 거더(10)는 슬림부정착판(410)을 더 포함할 수 있다.
슬림부정착판(410)은 슬림부콘크리트(120)의 적어도 일 측에 마련되며, 복수의 쉬스관 중 적어도 일부의 단부가 정착되는 슬림부정착구(410a)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 슬림부정착판(410a)은 슬림부콘크리트(120)의 양 측에 마련될 수 있다.
도 10에서는 한 쌍의 슬림부정착판(410)이 서로 대칭되는 구조로 도시하였으나, 슬림부정착판(410)은 비대칭 구조를 가질 수도 있고, 슬림부콘크리트(120)의 측면에 3개 이상, 즉, L 연장일 때 6개 이상이 마련될 수도 있다.
이에 따라, 본 발명의 개구형 강합성 거더(10)는, 거더의 중앙부에 가장 많은 개수의 쉬스관을 설치하고, 이후 정모멘트가 감소됨에 따라 설치되는 쉬스관의 개수를 감소시킬 수 있게 되어, 프리스트레스력을 효과적으로 도입함에 따라 효율적인 단면을 구성할 수 있고, 이에 따라 소요되는 강재 소모량을 크게 저감할 수 있다.
도 11을 참조하면, 개구형 강합성 거더(10)는 다단정착판(210)의 배면에 마련되는 보강재를 더 포함할 수 있다. 상기 배면은 다단정착판(210)에서 거더중앙부(20) 방향에 형성된 면을 지칭한다.
보강재는 다단정착판(210)의 배면에서 하부플랜지(13)로 연장될 수 있다. 예를 들어, 보강재는 다단정착판(210)의 상기 배면과 하부플랜지(13)에 용접 접합되거나 체결부재에 의해 체결될 수 있다. 예를 들어, 보강재는 다단정착판(210)의 배면에서 하부플랜지(13) 방향으로 소정의 기울기를 갖는 구간을 갖고 하부플랜지(13)로 연장될 수 있다.
이에 따라, 다단정착판(210)에서 하부플랜지(13)로의 하중전달 효과를 향상시킬 수 있게 되어 다단정착판(210)의 설치 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 12를 참조하면, 개구형 강합성 거더(10)는 스페어정착판(510)을 더 포함할 수 있다. 스페어정착판(510)은 다단정착판(210) 및 중앙부정착판(310)에 정착된 쉬스관 내의 강연선의 긴장이 완료된 후, 추가의 긴장이 가능하도록 한다. 예를 들어, 스페어정착판(510)에 마련된 스페어정착구(510a)에 쉬스관이 정착될 수 있고, 다단정착판(210) 및 중앙부정착판(310)에 정착된 쉬스관 내의 강연선의 긴장을 완료한 후, 스페어정착구(510a)에 정착된 쉬스관 내의 유지보수용 강연선을 추가로 긴장하여, 유지보수가 가능하도록 할 수 있다.
예를 들어, 스페어정착판(510)은 중앙부콘크리트(130) 상에 마련되어, 정모멘크가 가장 크게 작용하는 영역에서 추가 긴장이 가능하도록 할 수 있다.
예를 들어, 스페어정착판(510)은 중앙부정착판(310)과 스페어연결판(511)으로 연결되는 형태일 수 있다. 일 예로, 중앙부정착판(310)은 하부가 하부플랜지(13)에 고정되고 일 측면이 복부에 고정되는 판 형태일 수 있는데, 중앙부정착판(310)의 상부에서 거더중앙부(20) 방향으로 연장되는 스페어연결판(511)이 형성되고, 스페어연결판(511)의 단부에서 수직 또는 소정의 경사각을 갖고 거더단부(30) 방향으로 기울어진 형태의 스페어정착판(510)이 형성될 수 있다.
이에 따라, 중앙부정착판(310), 스페어연결판(511), 스페어정착판(510)은 중앙부콘크리트(130) 타설 및 양생 시 거푸집 기능을 수행할 수 있는데, 에어포켓 형성을 방지하기 위해 중앙부정착판(310)의 상부에 통공이 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 통공은 중앙부정착구(310a) 상부에 형성될 수 있다.
본 발명은 또한, 개구형 강합성 거더의 제작방법을 제공한다. 이하에서, 도 1 내지 12를 들어 전술한 바와 중복되는 설명은 생략한다.
개구형 강합성 거더(10)에서 하부플랜지(13), 복부(12), 및 상부플랜지(11)는 공장에서 미리 제작한 후 현장으로 운송할 수도 있고, 또는 현장에서 직접 용접 접합할 수도 있다.
또한, 개구형 강합성 거더(10)는, 연장(L) 전체를 하나로 제작할 수도 있고, 또는 공장에서 미리 제작하는 경우 도로 운송 제한 길이를 넘지 않도록 하기 위해 복수 개의 세그먼트로 구분하여 제작할 수도 있다.
강재거더 제작 시, 하부플랜지 강재의 폭방향 양 단부에 2매의 복부 강재를 용접 연결한다. 예를 들어, 상기 복부 강재는 동일한 간격으로 벌어지도록 용접 연결될 수 있고, 또는 상방으로 갈수록 간격이 넓어지도록 용접 연결될 수 있다.
상기 복부 강재는 파형 강판 또는 평판형 강판일 수 있고, 상기 복수 개의 세그먼트로 구분하여 제작하여 연결 시 용접 접합이 용이하다는 점에서 평판형 강판을 적용할 수 있다.
복부(12) 상단에는 상부플랜지(11)를 용접 접합할 수 있다. 이때, 개구형 거더를 제작하기 위해, 한 쌍의 상부플랜지(11)가 서로 소정 간격으로 이격되도록 소정의 폭을 갖는 상부플랜지(11)를 적용할 수 있다.
상부플랜지(11) 상면에는 상부전단연결재(15)가 설치되고, 하부플랜지(13) 상면에는 하부전단연결재(16)가 설치될 수 있다. 예를 들어, 상부전단연결재(15)와 하부전단연결재(16)는 강재 봉형 전단연결재가 적용될 수 있다.
하부플랜지(13) 상면에는 일부 구간, 예를 들어, 거더단부(30)에서 다단정착판(210)이 설치된 방향으로 종리브(14)가 설치되어, 거더 강성을 증대시킬 수 있다.
하부플랜지(13) 상면에는 하부플랜지(13)에 철근(50)을 배근할 수 있다. 예를 들어, 하부플랜지(13)의 폭 방향으로 쉬스관을 폐합하는 스트럽철근(50a)을 배근하되, 거더의 길이방향으로 스트럽철근(50a)에 직각되게 추가보강철근(50b)을 배근할 수 있다.
하부플랜지(13) 상에 거더의 길이방향으로 복수의 쉬스관(611, 612, 613)을 설치할 수 있다. 복수의 쉬스관은 하부플랜지(13) 상에서 철근(50)에 의해 정의된 영역 내로 배치될 수 있다.
하부플랜지(13) 상에 철근(50) 및 쉬스관을 덮도록 콘크리트를 타설 및 양생하여 콘크리트부를 형성할 수 있다.
예를 들어, 콘크리트부 전부 또는 일부를 프리캐스트로 형성할 수 있다. 이때, 프리캐스트화는 공장에서 미리 수행하거나 또는 현장에서 수행할 수 있으며, 현장에서 수행하는 경우에도 프리캐스트화 시점을 유동적으로 선택할 수 있다.
일 예로, 슬림부콘크리트(120)를 공장에서 프리캐스트로 형성하고, 나머지 콘크리트부는 현장 타설로 형성할 수 있다. 즉, 공장에서 콘크리트부를 형성한 후 현장으로 운송하는 경우, 콘크리트가 타설 후 충분한 시간, 예를 들어, 28일의 강도를 발현하여 하부플랜지(13) 상에 합성되는 상기 콘크리트부 시공 시의 허용압축강도를 증대시켜 충분한 압축력을 받도록 할 수 있다.
일 예로, 슬림부콘크리트(120)를 현장 타설로 형성하되, 이후 현장 타설되는 나머지 콘크리트부의 형성 시기 및 긴장력 도입 시기와 충분한 시간차를 가지도록 하여 콘크리트부의 허용압축강도를 증대시킬 수 있다. 즉, 긴장력 도입 시의 슬림부콘크리트(120) 재령이 충분한 시간, 예를 들어, 28일에 이르도록 하여, 슬림부콘크리트(120)를 공장에서 프리캐스트로 형성하여 허용압축강도를 증대시키는 것과 동일한 효과를 달성할 수 있다.
구체적으로, 허용응력설계법(도로교설계기준해설, 2008)에 따르면, 긴장력 도입시 크리프와 건조수축에 의한 손실이 일어나기 전의 허용압축강도는 fci = 0.55 fci' 이며, 이때 fci'는 프리스트레스를 도입할 때의 콘크리트 압축강도를 의미한다. 콘크리트부를 현장 타설하여 형성하는 경우, 긴장력 도입 시 강도발현이 완성되기 전 긴장상황을 가정하여 통상 fci' = 0.8 ~ 0.9fck 이 적용되어, 허용압축강도에 손실이 발생한다. 그러나, 공장에서 강재거더 제작 시 콘크리트를 타설한 후 현장 운반하면, 현장에서 용접 연결 등으로 조립시까지 28일 공칭강도 발현시간을 충분히 확보할 수 있게 되므로, fci' = fck 가 적용되는데, 이 경우 현장 타설하는 제작방법과 비교하여 허용압축강도를 11% 내지 25% 증가시키는 효과를 달성할 수 있다.
즉, 본 발명의 개구형 강합성 거더(10)는 도 1 내지 도 12를 들어 전술한 구조를 채택함에 따라, 콘크리트부 중 특정 구간, 예를 들어, 나머지 콘크리트부에 비해 좁은 폭을 가진 슬림부콘크리트(120)에 압축응력이 집중되는 현상이 발생할 수 있는데, 이에 따른 문제를 해결하기 위해 본 발명 발명자들은 상기 콘크리트부 중 특정 구간에서의 허용압축강도를 증대시키는 기술적 수단으로 전술한 프리캐스트화 또는 시간차를 갖는 현장 타설 공법을 채택하였다.
정착부와 콘크리트부를 형성, 즉, 다단정착판(210), 중앙부정착판(310)을 형성하고, 중앙부콘크리트(130), 슬림부콘크리트(120), 다단콘크리트(110)를 형성하는 것은, 도 2 내지 도 9를 들어 전술한 바를 적용할 수 있다.
이때, 도 2 내지 도 9를 들어 전술한 바와 같이, 다단정착판(210), 중앙부정착판(310)을 거푸집으로 활용하여 시공 효율성을 크게 향상시킬 수 있다. 하부플랜지(13) 상에 형성되는 콘크리트부의 두께가 400 mm 이내인 경우, 긴장력을 중앙부에 집중적으로 도입 시 콘크리트부의 단부에 작용하는 압축응력이 허용응력을 초과하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명과 같이 콘크리트부의 단부 위치에 다단정착판(210)을 용접 접합하여 거푸집으로 활용함으로써 콘크리트부의 단부, 즉, 다단콘크리트(110)에 작용하는 응력 집중을 해소하고, 긴장력을 효과적으로 도입할 수 있다.
다단정착판(10)에 통공을 형성하여 콘크리트부가 밀실하게 형성될 수 있음은 도 2 내지 도 9를 들어 전술한 바를 적용할 수 있다.
다단콘크리트(110), 슬림부콘크리트(120), 중앙부콘크리트(130)의 형성 방법과 그 형태 및 내부에 설치되는 쉬스관(611, 612, 613)의 개수와 그에 따른 효과는 도 2 내지 도 9를 들어 전술한 바를 적용할 수 있다.
개구형 강합성 거더(10)의 제작방법에서, 쉬스관(611, 612)은 슬림부콘크리트(120)에서 길이방향으로 연장되다가, 다단콘크리트(110)에서 굴곡을 갖고 연장되는 구간을 갖도록 설치할 수 있다.
예를 들어, 상부쉬스관(611) 및 하부쉬스관(612)이 다단콘크리트(110)에서 서로 상이한 높이로 연장되도록 설치할 수 있다.
일 예로, 다단콘크리트(110)의 하부에서 연장되는 하부쉬스관(612)의 적어도 일부는 거더의 폭 방향으로 굴곡을 갖도록 설치하고, 다단콘크리트(110)의 상부에서 연장되는 상부쉬스관(611)의 적어도 일부는 거더의 높이 방향으로 굴곡을 갖도록 설치할 수 있다. 이때, 상부에서 연장되는 상부쉬스관(611)의 적어도 일부는 거더의 폭 방향으로 굴곡을 더 갖도록 설치할 수 있다. 이때, 상기 하부에서 연장되는 하부쉬스관(612)은 하부정착판(212)에 연결되고, 상부에서 연장되는 상부쉬스관(611)은 상부정착판(211)에 연결됨은 전술한 바와 같다.
이에 따라, 동일한 폭의 하부플랜지를 갖는 종래 기술에 따른 강합성 거더에 비해 설치가능한 쉬스관의 개수를 2배 이상으로 늘릴 수 있다.
또한, 복수의 쉬스관(611, 612, 613)을 설치하는 것은, 상기 콘크리트부에서 중앙부콘크리트(130)에 설치되는 쉬스관의 개수가 가장 많도록 설치하여, 거더중앙부(20)에서 더 높은 프리스트레스력을 도입할 수 있음은 전술한 바와 같다.
이에 따라, 정모멘트가 최대가 되는 지점에서 긴장되는 강연선의 개수가 가장 많이 설치되어, 정모멘트가 큰 구간에 더 큰 프리스트레스력이 도입될 수 있도록 함으로써, 사용되는 강재의 소모량을 최소화시키면서도 효율적인 단면을 구성할 수 있다.
개구형 강합성 거더(10)의 제작방법에서, 슬림부정착판(410)을 더 설치함으로써, 거더중앙부(20)에 가장 많은 개수의 쉬스관을 설치하고, 이후 정모멘트가 감소됨에 따라 설치되는 쉬스관의 개수를 감소시킬 수 있게 되어, 프리스트레스력을 효과적으로 도입함에 따라 효율적인 단면을 구성할 수 있고, 이에 따라 소요되는 강재 소모량을 크게 저감할 수 있음은 도 10을 들어 전술한 바와 같다.
예를 들어, 슬림부정착판(410)은 하부가 하부플랜지(13)에 용접 접합되고, 일 측면이 복부에 용접 접합되어, 콘크리트 타설 시 거푸집 기능을 수행할 수 있다.
개구형 강합성 거더(10)의 제작방법에서, 다단정착판(210)의 배면에 보강재를 더 설치함으로써, 다단정착판(210)에서 하부플랜지(13)로의 하중전달 효과를 향상시킬 수 있게 되어 다단정착판(210)의 설치 안정성을 향상시킬 수 있음은 도 11을 들어 전술한 바와 같다.
예를 들어, 다단정착판(210)을 하부플랜지(13)에 용접 접합한 후 보강재를 다단정착판(210)과 하부플랜지(13)에 동시에 용접 접합되도록 설치할 수 있고, 또는 다단정착판(210)에 보강재를 용접 접합한 후, 다단정착판(210)을 하부플랜지(13)에 용접 접합 시 함께 설치되도록 할 수도 있다.
개구형 강합성 거더(10)의 제작방법에서, 스페어정착판(510)을 더 설치함으로써, 유지보수가 가능하도록 하고, 정모멘트가 가장 크게 작용하는 영역에서 추가 긴장이 가능하며, 스페어연결판(511)을 가짐으로써 중앙부정착판(310), 스페어연결판(511), 스페어정착판(510)을 거푸집으로 활용할 수 있음은 도 12를 들어 전술한 바와 같다.
한편, 강연선에 의한 긴장력이 모두 도입된 후, 개구형 강합성 거더(10) 상에 슬래브(40)를 시공할 수 있다. 이때, 한 쌍의 상부플랜지(11) 상부에 안착되어 한 쌍의 상부플랜지(11)를 상부에서 연결하도록 거더의 길이방향으로 프리캐스트 바닥판(미도시)을 슬래브(40) 시공 전 미리 설치할 수 있다. 상기 프리캐스트 바닥판은, 소정 두께를 갖는 콘크리트 판 형태로, 개구형 강합성 거더(10)의 상부플랜지(11) 사이를 연결하도록 설치되어, 작업자의 고공 작업에 의한 안전사고를 미연에 방지하고 시공의 편의성을 도모할 수 있다.
예를 들어, 상기 프리캐스트 바닥판은 슬래브(10) 시공 시 거푸집 역할을 수행할 수 있고, lattice bar 또는 트러스 형태의 철물이 콘크리트에 일부 매립되는 형태가 적용될 수 있으며, 이후 시공되는 슬래브의 일부로서 구성될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
예를 들어, 도면은 이해를 돕기 위해 각각의 구성요소를 주체로 하여 모식적으로 나타낸 것으로, 도시된 각 구성요소의 두께, 길이, 개수 등은 도면 작성의 진행상, 실제와 다를 수 있다. 또한, 상기의 실시형태에서 나타낸 각 구성요소의 재질이나 형상, 치수 등은 한 예로서, 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 효과에서 실질적으로 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.
10: 개구형 강합성 거더
11: 상부플랜지
12: 복부
13: 하부플랜지
14: 종리브
15: 상부전단연결재
16: 하부전단연결재
20: 거더중앙부
30: 거더단부
40: 슬래브
50: 철근
50a: 스트럽철근
50b: 폐합철근
110: 다단콘크리트
120: 슬림부콘크리트
130: 중앙부콘크리트
210: 다단정착판
211: 상부정착판
212: 하부정착판
213: 연결판
211a: 상부정착구
212a: 하부정착구
214: 보강재
310: 중앙부정착판
310a: 중앙부정착구
410: 슬림부정착판
410a: 슬림부정착구
510: 스페어정착판
510a: 스페어정착구
511: 스페어연결판
611: 상부쉬스관
612: 하부쉬스관
613: 중앙부쉬스관

Claims (32)

  1. 상부플랜지, 복부, 및 하부플랜지를 포함하고, 프리스트레스가 도입되는 개구형 거더에 있어서,
    상기 프리스트레스를 도입하기 위한 강연선이 내부에 설치되는, 상기 하부플랜지 상에 상기 거더의 길이방향으로 배치되는 복수의 쉬스관;
    상기 복수의 쉬스관의 단부에 마련된 정착부; 및
    상기 쉬스관을 덮도록 상기 하부플랜지 상에 마련된 콘크리트부;
    를 포함하고,
    상기 콘크리트부는, 중앙부 보다 말단부의 높이가 더 높게 마련되되, 상기 중앙부와 상기 말단부 사이에서 상기 중앙부의 폭과 상기 말단부의 폭 보다 좁은 폭을 갖는 영역을 포함하고,
    상기 정착부는, 상기 복수의 쉬스관 단부의 적어도 일부가 상이한 높이에 위치하도록 설치된 다단정착판을 포함하고,
    상기 다단정착판은 상기 콘크리트부의 길이방향 양말단에 설치되어, 상기 콘크리트부가 마련되는 영역을 정의하고,
    상기 다단정착판은, 하부정착판, 상부정착판, 및 상기 하부정착판과 상기 상부정착판을 연결하는 연결판을 포함하되,
    상기 하부정착판이 상기 상부정착판 보다 거더단부 방향에 인접하도록 배치되고,
    상기 쉬스관이 상기 다단정착판에 정착될 수 있도록, 상기 상부정착판에는 상부정착구가 마련되고, 상기 하부정착판에는 하부정착구가 각각 마련되는, 개구형 강합성 거더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 다단정착판을 평면도로 바라볼 때, 상기 상부정착구와 상기 하부정착구가 교대로 배치되는 구간을 포함하는, 개구형 강합성 거더.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 다단정착판을 평면도로 바라볼 때, 상기 상부정착구와 상기 하부정착구가 겹쳐서 배치되는 구간을 포함하는, 개구형 강합성 거더.
  4. 청구항 1에 있어서,
    다단콘크리트부에 설치되는 쉬스관은 굴곡을 갖고 연장되는 구간을 포함하되,
    상기 하부정착구에 정착되는 쉬스관은 상기 거더 폭 방향의 굴곡을 포함하고,
    상기 상부정착구에 정착되는 쉬스관은 상기 거더 높이 방향의 굴곡을 포함하는, 개구형 강합성 거더.
  5. 상부플랜지, 복부, 및 하부플랜지를 포함하고, 프리스트레스가 도입되는 개구형 거더에 있어서,
    상기 프리스트레스를 도입하기 위한 강연선이 내부에 설치되는, 상기 하부플랜지 상에 상기 거더의 길이방향으로 배치되는 복수의 쉬스관;
    상기 복수의 쉬스관의 단부에 마련된 정착부; 및
    상기 쉬스관을 덮도록 상기 하부플랜지 상에 마련된 콘크리트부;
    를 포함하고,
    상기 콘크리트부는, 중앙부 보다 말단부의 높이가 더 높게 마련되되, 상기 중앙부와 상기 말단부 사이에서 상기 중앙부의 폭과 상기 말단부의 폭 보다 좁은 폭을 갖는 영역을 포함하고,
    상기 정착부는, 상기 복수의 쉬스관 단부의 적어도 일부가 상이한 높이에 위치하도록 설치된 다단정착판을 포함하고,
    상기 다단정착판은 상기 콘크리트부의 길이방향 양말단에 설치되어, 상기 콘크리트부가 마련되는 영역을 정의하고,
    상기 다단정착판은, 상기 콘크리트부가 타설 및 양생될 때 거푸집 기능을 수행하도록, 하부가 상기 하부플랜지에 고정설치되고, 측면이 상기 복부에 고정설치되는, 개구형 강합성 거더.
  6. 상부플랜지, 복부, 및 하부플랜지를 포함하고, 프리스트레스가 도입되는 개구형 거더에 있어서,
    상기 프리스트레스를 도입하기 위한 강연선이 내부에 설치되는, 상기 하부플랜지 상에 상기 거더의 길이방향으로 배치되는 복수의 쉬스관;
    상기 복수의 쉬스관의 단부에 마련된 정착부; 및
    상기 쉬스관을 덮도록 상기 하부플랜지 상에 마련된 콘크리트부;
    를 포함하고,
    상기 콘크리트부는, 중앙부 보다 말단부의 높이가 더 높게 마련되되, 상기 중앙부와 상기 말단부 사이에서 상기 중앙부의 폭과 상기 말단부의 폭 보다 좁은 폭을 갖는 영역을 포함하고,
    상기 정착부는, 상기 복수의 쉬스관 단부의 적어도 일부가 상이한 높이에 위치하도록 설치된 다단정착판을 포함하고,
    상기 다단정착판은 상기 콘크리트부의 길이방향 양말단에 설치되어, 상기 콘크리트부가 마련되는 영역을 정의하고,
    상기 다단정착판은, 상기 하부플랜지로의 하중전달 효과를 향상시키기 위해 거더중앙부 방향으로 연장되어 상기 하부플랜지에 고정설치되는 보강재를 더 포함하는, 개구형 강합성 거더.
  7. 상부플랜지, 복부, 및 하부플랜지를 포함하고, 프리스트레스가 도입되는 개구형 거더에 있어서,
    상기 프리스트레스를 도입하기 위한 강연선이 내부에 설치되는, 상기 하부플랜지 상에 상기 거더의 길이방향으로 배치되는 복수의 쉬스관;
    상기 복수의 쉬스관의 단부에 마련된 정착부; 및
    상기 쉬스관을 덮도록 상기 하부플랜지 상에 마련된 콘크리트부;
    를 포함하고,
    상기 콘크리트부는, 중앙부 보다 말단부의 높이가 더 높게 마련되되, 상기 중앙부와 상기 말단부 사이에서 상기 중앙부의 폭과 상기 말단부의 폭 보다 좁은 폭을 갖는 영역을 포함하고,
    상기 정착부는, 상기 복수의 쉬스관 단부의 적어도 일부가 상이한 높이에 위치하도록 설치된 다단정착판을 포함하고,
    상기 다단정착판은 상기 콘크리트부의 길이방향 양말단에 설치되어, 상기 콘크리트부가 마련되는 영역을 정의하고,
    상기 정착부는, 거더중앙부에 마련되어 상기 콘크리트부의 중앙부를 정의하는 중앙부콘크리트의 길이방향 양말단에 설치된 중앙부정착판을 더 포함하고,
    상기 중앙부정착판은, 상기 복수의 쉬스관 중 적어도 일부의 단부가 정착되는 중앙부정착구가 마련된, 개구형 강합성 거더.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 정착부는, 상기 중앙부콘크리트 상에 마련되되, 상기 중앙부정착판과 스페어연결판으로 연결되는 스페어정착판을 더 포함하고,
    상기 스페어정착판은 상기 다단정착판 및 상기 중앙부정착판에 정착된 상기 쉬스관 내의 상기 강연선의 긴장이 완료된 후, 추가의 긴장이 가능한 유지보수용 강연선이 내부에 설치되는 쉬스관이 정착되는 스페어정착구가 마련된, 개구형 강합성 거더.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 정착부는, 상기 중앙부콘크리트 보다 좁은 폭을 갖고 상기 중앙부콘크리트에서 거더단부 방향으로 연장되는 슬림부콘크리트의 적어도 일 측에 마련되는 슬림부정착판을 더 포함하고,
    상기 슬림부정착판은, 상기 복수의 쉬스관 중 적어도 일부의 단부가 정착되는 슬림부정착구가 마련된, 개구형 강합성 거더.
  10. 청구항 1 내지 3 및 청구항 5 내지 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 콘크리트부는,
    거더중앙부에 마련되어 상기 콘크리트부의 중앙부를 정의하는 중앙부콘크리트;
    상기 중앙부콘크리트 보다 좁은 폭을 갖고 상기 중앙부콘크리트에서 거더단부 방향으로 연장되는 슬림부콘크리트; 및
    상기 슬림부콘크리트에서 상기 거더단부 방향으로 폭이 넓어지는 구간을 갖고, 상기 콘크리트부의 상기 말단부를 정의하는 다단콘크리트부;
    를 포함하는, 개구형 강합성 거더.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 복수의 쉬스관은, 상기 다단콘크리트부 보다 상기 중앙부콘크리트에서 더 많은 개수로 설치되는, 개구형 강합성 거더.
  12. 청구항 11에 있어서,
    단경간에 적용되는 상기 거더의 연장을 L이라 할 때,
    상기 복수의 쉬스관을 덮도록 마련된 상기 콘크리트부의 총 길이는 L X (0.65 ~ 0.75) 인, 개구형 강합성 거더.
  13. 청구항 11에 있어서,
    단경간에 적용되는 상기 거더의 연장을 L이라 할 때,
    상기 중앙부콘크리트의 총 길이는 L X (0.40 ~ 0.60)인, 개구형 강합성 거더.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 콘크리트부는, 상기 슬림부콘크리트에서 상기 거더단부 방향으로 폭이 넓어지는 구간을 갖고, 상기 콘크리트부의 상기 말단부를 정의하는 다단콘크리트부를 더 포함하는, 개구형 강합성 거더.
  15. 청구항 7 또는 8에 있어서,
    상기 콘크리트부는,
    상기 중앙부콘크리트 보다 좁은 폭을 갖고 상기 중앙부콘크리트에서 거더단부 방향으로 연장되는 슬림부콘크리트; 및
    상기 슬림부콘크리트에서 상기 거더단부 방향으로 폭이 넓어지는 구간을 갖고, 상기 콘크리트부의 상기 말단부를 정의하는 다단콘크리트부;
    를 더 포함하는, 개구형 강합성 거더.
  16. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 정착부는 내부에 콘크리트부의 타설 및 양생 시 발생할 수 있는 에어포켓(air pocket) 형성을 방지하기 위한 복수 개의 통공이 마련된, 개구형 강합성 거더.
  17. 상부플랜지, 복부, 및 하부플랜지를 포함하는 개구형 거더의 제작방법에 있어서,
    상기 하부플랜지 상에 상기 거더의 길이방향으로 복수의 쉬스관을 설치하고;
    상기 쉬스관을 덮도록 콘크리트부를 형성하되, 상기 콘크리트부는, 거더중앙부에서 상기 복부에 측면이 밀착되는 중앙부콘크리트, 상기 중앙부콘크리트 보다 좁은 폭을 갖고 상기 중앙부콘크리트에서 거더단부 방향으로 연장되는 슬림부콘크리트, 및 상기 슬림부콘크리트에서 상기 거더단부 방향으로 폭이 넓어지는 구간을 갖는 다단콘크리트를 갖도록 타설하고; 및
    상기 쉬스관 내의 강연선을 긴장하는 것;
    을 포함하고,
    상기 쉬스관이 상기 슬림부콘크리트에서 길이방향으로 연장되다가, 상기 다단콘크리트에서 굴곡을 갖고 연장되는 구간을 갖도록 설치하며,
    상기 쉬스관의 적어도 일부가 상기 다단콘크리트에서 서로 상이한 높이로 연장되도록 상기 쉬스관을 설치하고,
    상기 다단콘크리트의 하부에서 연장되는 상기 쉬스관의 적어도 일부는 상기 거더의 폭 방향으로 굴곡을 갖도록 설치하고,
    상기 다단콘크리트의 상부에서 연장되는 상기 쉬스관의 적어도 일부는 상기 거더의 높이 방향으로 굴곡을 갖도록 설치하는, 개구형 강합성 거더의 제작방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 복수의 쉬스관을 설치하는 것은,
    상기 콘크리트부에서 상기 중앙부콘크리트에 설치되는 상기 쉬스관의 개수가 가장 많도록 상기 쉬스관을 설치하여, 거더단부 보다 거더중앙부에서 더 높은 프리스트레스력을 도입하는, 개구형 강합성 거더의 제작방법.
  19. 상부플랜지, 복부, 및 하부플랜지를 포함하는 개구형 거더에서, 상기 하부플랜지, 상기 복부, 및 상기 상부플랜지를 갖는 강재거더를 제작한 후, 상기 강재거더를 현장으로 운송하는 개구형 강합성 거더의 제작방법에 있어서,
    상기 하부플랜지 상에 상기 거더의 길이방향으로 복수의 쉬스관을 설치하고;
    상기 쉬스관을 덮도록 콘크리트부를 형성하되, 상기 콘크리트부는, 거더중앙부에서 상기 복부에 측면이 밀착되는 중앙부콘크리트, 상기 중앙부콘크리트 보다 좁은 폭을 갖고 상기 중앙부콘크리트에서 거더단부 방향으로 연장되는 슬림부콘크리트, 및 상기 슬림부콘크리트에서 상기 거더단부 방향으로 폭이 넓어지는 구간을 갖는 다단콘크리트를 갖도록 타설하고;
    상기 쉬스관 내의 강연선을 긴장하고;
    상기 하부플랜지에 철근을 배근하고;
    상기 철근에 의해 정의된 영역 내로 상기 쉬스관을 설치하고; 및
    상기 철근 및 상기 쉬스관을 덮도록 상기 콘크리트부를 형성하는 것;
    을 포함하고,
    상기 쉬스관이 상기 슬림부콘크리트에서 길이방향으로 연장되다가, 상기 다단콘크리트에서 굴곡을 갖고 연장되는 구간을 갖도록 설치하고,
    상기 콘크리트부를 형성하는 것은 상기 강재거더를 현장으로 운송하기 전 또는 운송한 후에 프리캐스트로 제작하여, 상기 하부플랜지에 합성되는 상기 콘크리트부 시공 시의 허용압축강도를 증가시키는, 개구형 강합성 거더의 제작방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 콘크리트부를 형성하는 것은, 상기 슬림부콘크리트를 프리캐스트로 제작하는 것을 포함하는, 개구형 강합성 거더의 제작방법.
  21. 상부플랜지, 복부, 및 하부플랜지를 포함하는 개구형 거더의 제작방법에 있어서,
    상기 하부플랜지 상에 상기 거더의 길이방향으로 복수의 쉬스관을 설치하고;
    상기 쉬스관을 덮도록 콘크리트부를 형성하되, 상기 콘크리트부는, 거더중앙부에서 상기 복부에 측면이 밀착되는 중앙부콘크리트, 상기 중앙부콘크리트 보다 좁은 폭을 갖고 상기 중앙부콘크리트에서 거더단부 방향으로 연장되는 슬림부콘크리트, 및 상기 슬림부콘크리트에서 상기 거더단부 방향으로 폭이 넓어지는 구간을 갖는 다단콘크리트를 갖도록 타설하고; 및
    상기 쉬스관 내의 강연선을 긴장하는 것;
    을 포함하되,
    다단정착판 및 중앙부정착판의 하부 및 측면을 각각 상기 하부플랜지 및 상기 복부에 고정되도록 설치하고; 및
    상기 중앙부콘크리트를 형성할 때 상기 중앙부정착판을 거푸집으로 사용하고, 상기 다단콘크리트를 형성할 때 상기 다단정착판을 거푸집으로 사용하는 것;
    을 더 포함하며, 상기 쉬스관이 상기 슬림부콘크리트에서 길이방향으로 연장되다가, 상기 다단콘크리트에서 굴곡을 갖고 연장되는 구간을 갖도록 설치하는, 개구형 강합성 거더의 제작방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 다단정착판 및 상기 중앙부정착판 중 적어도 일부에 통공을 형성하는 것을 더 포함하여,
    상기 콘크리트부를 형성할 때 상기 통공을 통해 콘크리트가 새어 나오도록 타설하여, 콘크리트가 밀실하게 채워지고 에어포켓 형성을 방지하는, 개구형 강합성 거더의 제작방법.
  23. 상부플랜지, 복부, 및 하부플랜지를 포함하는 개구형 거더의 제작방법에 있어서,
    상기 하부플랜지 상에 상기 거더의 길이방향으로 복수의 쉬스관을 설치하고;
    상기 쉬스관을 덮도록 콘크리트부를 형성하되, 상기 콘크리트부는, 거더중앙부에서 상기 복부에 측면이 밀착되는 중앙부콘크리트, 상기 중앙부콘크리트 보다 좁은 폭을 갖고 상기 중앙부콘크리트에서 거더단부 방향으로 연장되는 슬림부콘크리트, 및 상기 슬림부콘크리트에서 상기 거더단부 방향으로 폭이 넓어지는 구간을 갖는 다단콘크리트를 갖도록 타설하고; 및
    상기 쉬스관 내의 강연선을 긴장하는 것;
    을 포함하되,
    한 쌍의 상기 상부플랜지를 연결하도록 상기 거더의 길이방향으로 프리캐스트 바닥판을 설치하는 것을 더 포함하여,
    상기 상부플랜지 상에 슬래브 시공 시 바닥판 및 거푸집으로 사용하고,
    상기 쉬스관이 상기 슬림부콘크리트에서 길이방향으로 연장되다가, 상기 다단콘크리트에서 굴곡을 갖고 연장되는 구간을 갖도록 설치하는, 개구형 강합성 거더의 제작방법.
  24. 상부플랜지, 복부, 및 하부플랜지를 포함하는 개구형 거더의 제작방법에 있어서,
    상기 하부플랜지 상에 상기 거더의 길이방향으로 복수의 쉬스관을 설치하고;
    상기 쉬스관을 덮도록 콘크리트부를 형성하되, 상기 콘크리트부는, 거더중앙부에서 상기 복부에 측면이 밀착되는 중앙부콘크리트, 상기 중앙부콘크리트 보다 좁은 폭을 갖고 상기 중앙부콘크리트에서 거더단부 방향으로 연장되는 슬림부콘크리트, 및 상기 슬림부콘크리트에서 상기 거더단부 방향으로 폭이 넓어지는 구간을 갖는 다단콘크리트를 갖도록 타설하고; 및
    상기 쉬스관 내의 강연선을 긴장하는 것;
    을 포함하되,
    상기 중앙부콘크리트가 형성되는 구간에 쉬스관이 정착되는 스페어정착부를 설치하는 것을 더 포함하여,
    상기 쉬스관 내의 강연선을 긴장하는 것 이후 강연선을 추가로 긴장하며,
    상기 쉬스관이 상기 슬림부콘크리트에서 길이방향으로 연장되다가, 상기 다단콘크리트에서 굴곡을 갖고 연장되는 구간을 갖도록 설치하는, 개구형 강합성 거더의 제작방법.
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