KR102429105B1 - 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교좌받침이 설치되는 교각의 코핑부를 상부가 개방된 상자형 틀의 내부에서 교좌받침의 중심선과 일치하도록 상부와 하부에 각각 타이부재와 압축저항 수평부재를 배치하고 상자형 틀 내부의 상부와 하부 응력 흐름을 연결하는 압축저항 경사부재를 일직선상에 배치하여 제작하고 내부에 콘크리트를 충전하도록 하여 구성함으로써 응력흐름을 보강하도록 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 기초부와 기초부 상부에 구성되는 기둥부(30)와 기둥부의 상부에 구성되며 상부에 교좌받침이 구성되는 코핑부(10)로 이루어지는 교각에 있어서, 코핑부는 강판 또는 콘크리트로 이루어지며 상부가 개방된 형상의 상자형상으로 이루어지는 상자형 틀과; 일정 길이로 이루어지며 교좌받침의 중심선의 수직평면상의 하부에 위치하도록 상자형 틀의 내부 하부에 수평으로 구성되는 압축저항 수평부재와; 상자형 틀의 내부의 상부에 수평으로 구성되며 압축저항 수평부재와 일직선상에 위치하도록 구성되는 타이부재와; 압축저항 수평부재와 타이부재를 경사로 연결하여 압축저항 수평부재 및 타이부재와 일직선상에 위치하며 상자형 틀 내부의 상부와 하부 응력 흐름을 연결하는 압축저항 경사부재; 및 상자형 틀의 내부에 충진되는 콘크리트;를 포함하여 이루어진다.

Description

응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각{Pier With Stress Reinforced Steel Composite Member}
본 발명은 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교각의 코핑부를 상부가 개방된 상자형 틀의 내부에서 교좌받침의 중심선과 일치하도록 상부와 하부에 각각 타이부재와 압축저항 수평부재를 배치하고 상자형 틀 내부의 상부와 하부 응력 흐름을 연결하는 압축저항 경사부재를 일직선상에 배치하여 제작하고 내부에 콘크리트를 충전하도록 하여 구성함으로써 응력흐름을 보강하도록 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각에 관한 것이다.
우리나라는 2020년 기준 GDP 경제 규모는 세계 10위 선진국으로 발돋움하였으나, 산업 전반의 근로자 사고사망의 경우 OECD(135개국 조사 결과) 국가의 평균 수준에도 미치지 못하였다.
건설산업은 세계 최상위 사고사망자 비율을 나타내고 있으며, OECD 국가의 근로자 10만명 당 사고사망자 수를 비교(’17년 기준)해보면, 전체산업 중에서는 캐나다 5.8명(1위), 대한민국 3.6명(15위), 네덜란드 0.5명(135위)로 평균 2.4명이었으며, 건설산업 중에서는 대한민국 25.4명(1위), 캐나다 21.8명(13위), 영국 2.3명(135위)로 평균 8.3명 인 것으로 나타났다.
건설관련 전문기술인의 급격한 노령화 및 임금상승으로 공장제작 가속화되고 있으며, 콘크리트 세그멘트 프리캐스트 부재 및 강재부재의 제작 및 접합기술의 발전과 가설장비의 대형화 및 안전사고의 위험성 대비 보다 경제성을 우선한 설계 및 시공의 결과로 반복적인 인사사고가 발생하였다.
이에, 건설 근로자 안전 및 작업환경 개선을 위하여 최근 10년간 건설 안전사고 사상자의 약 40%는 교량시공에서 발생하는 위험공종으로 교량의 교각 설치를 위한 안전설계 및 시공방안을 마련하기 위해 다양한 방법이 연구개발되고 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1526889호 "영구거푸집 및 이를 이용한 코핑 시공방법"(특허문헌 1) 및 특허등록 제1195516호 "프리캐스트 콘크리트 셸을 이용한 피어캡부 설치구조 및 이의 시공방법"(특허문헌 2)가 있다.
그러나 상기 배경기술은 코핑의 문제점을 중공 코핑으로 해결하고자 하였으나, 과대한 운반중량으로 소형 교각(2차로 이하)만 가능하며, 내부중공 코핑을 제작하기 위한 별도의 강재거푸집이 필요하여 경제성 떨어지고, 기둥부와 코핑의 연결과 코핑내부 현장타설 콘크리트 타설을 위한 별도의 비계 및 동바리가 필요하며, 주철근 연결을 위한 과대한 커플러 연결 등으로 시공성이 매우 복잡하고 어렵고 코핑과 기둥부재의 연결방법에 대한 어려운 문제점이 있었다.
특허등록 제1526889호 "영구거푸집 및 이를 이용한 코핑 시공방법" 특허등록 제1195516호 "프리캐스트 콘크리트 셸을 이용한 피어캡부 설치구조 및 이의 시공방법"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강재와 콘크리트의 강합성 구조로 형성하여 압축파괴 성능을 향상시키고 균열을 제어할 수 있어 구조적 안전성을 높일 수 있고, 공장제작에 의한 공사비 절감이 가능하여 경제적이고, 철근배근을 간소화할 수 있으며 거푸집의 설치나 해체와 같은 고위험 작업을 최소화할 수 있어 시공성이 뛰어나 공기단축이 가능하고 교각의 코핑 및 기둥부의 다양한 형상고려가 가능한 거더 지지부 강합성 보강부재를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 기초부와 기초부 상부에 구성되는 기둥부(30)와 기둥부의 상부에 구성되며 상부에 교좌받침이 구성되는 코핑부(10)로 이루어지는 교각에 있어서, 코핑부는 강판 또는 콘크리트로 이루어지며 상부가 개방된 형상의 상자형상으로 이루어지는 상자형 틀과; 일정 길이로 이루어지며 교좌받침의 중심선의 수직평면상의 하부에 위치하도록 상자형 틀의 내부 하부에 수평으로 구성되는 압축저항 수평부재와; 상자형 틀의 내부의 상부에 수평으로 구성되며 압축저항 수평부재와 일직선상에 위치하도록 구성되는 타이부재와; 압축저항 수평부재와 타이부재를 경사로 연결하여 압축저항 수평부재 및 타이부재와 일직선상에 위치하며 상자형 틀 내부의 상부와 하부 응력 흐름을 연결하는 압축저항 경사부재; 및 상자형 틀의 내부에 충진되는 콘크리트;를 포함하며,타이부재와 압축저항 경사부재의 절점부는 교좌받침이 배치되는 위치에 구성되는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각을 제공하고자 한다.
또한, 기둥부는 원형강관 또는 각관으로 이루어지며 길이방향 등간격 또는 부등간격으로 분절된 복수의 세그멘트들로 구성되어 현장에서 결합하고, 내부에 콘크리트를 충전하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각을 제공하고자 한다.
또한, 기둥부는 원형단면 또는 각형 단면의 프리캐스트 콘크리트 부재로 이루어지며 길이방향 등간격 또는 부등간격으로 분절된 복수의 세그멘트들로 구성되어 현장에서 결합하는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각을 제공하고자 한다.
또한, 세그먼트의 하단부에는 각각 내부가 비어있는 수직 원기둥 형상으로 일정간격마다 구성되는 복수의 강봉 가이드부재와, 복수의 강봉 가이드부재를 연결하는 연결부가 일체로 이루어지는 강봉 간격재가 구성되어 강봉이 세그먼트 들의 강봉 가이드부재를 관통하여 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각을 제공하고자 한다.
또한, 압축저항 수평부재 및 압축저항 경사부재는 타이부재에 비해 일정크기 작은 단면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각을 제공하고자 한다.
또한, 타이부재와 압축저항 수평부재 및 압축저항 경사부재의 절점에는 각각 판형상의 절점보강용 지압판이 구성되는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각을 제공하고자 한다.
또한, 압축저항 수평부재는 상자형 틀의 하부면에 구성되는 절점보강용 지압판의 상부에 돌출 용접되어 형성되는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각을 제공하고자 한다.
또한, 상자형 틀이 내측면에는 복수의 전단연결재가 구성되는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각을 제공하고자 한다.
또한, 상자형 틀이 내부에는 수직과 수평방향으로 수평보강재 및 수직보강재가 배치되는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각을 제공하고자 한다.
또한, 타이부재는 교좌받침의 중심선에서 벗어나지 않도록 상자형 틀이 내부에서 고정부재에 의해 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각을 제공하고자 한다.
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또한, 교좌받침은 2열로 구성되며, 압축저항 수평부재, 타이부재 및 압축저항 경사부재는, 상자형 틀의 내부에서 각각 교좌받침 각 열의 중심선의 수직평면상 하부에 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각을 제공하고자 한다.
본 발명의 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각은 코핑부를 상자형 틀을 이용하여 구성하고 내부에 콘크리트를 현장 타설할 수 있도록 함으로써 콘크리트를 제외한 코핑부의 일체형 운반이 가능할 뿐만 아니라, 부재간 연결이 용이하도록 할 수 있으며, 코핑부에 작업발판을 사전에 설치할 수 있어 콘크리트 타설시에 안전할 뿐만 아니라 철근배근을 간소화할 수 있으며 거푸집의 설치나 해체와 같은 고위험 작업을 최소화할 수 있어 시공성이 뛰어나 공기단축이 가능하고 교각의 코핑 및 기둥부의 다양한 형상고려가 가능하여 미적인 요소 향상시킬 수 있으며, 특히, 상부가 개방된 상자형 틀의 내부의 상부와 하부에 각각 타이부재와 압축저항 수평부재를 배치하고 상자형 틀 내부의 상부와 하부 응력 흐름을 연결하는 압축저항 경사부재를 일직선상에 배치하여 콘크리트와 합성으로 저항하도록 함으로써, 강합성 구조의 압축파괴 성능을 20%이상 향상시키고 균열을 제어할 수 있어 구조적 안전성을 높일 수 있고, 공장제작에 의한 공사비 절감이 가능하여 경제적인 매우 유용한 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각이 적용된 교각의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각이 적용된 교각의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각의 일 실시예를 도시한 정면도 및 일부 확대도이다.
도 5는 본 발명의 응력흐름을 보강한 코핑부이 설치된 실시예를 도시한 정면도 및 측면도이다.
도 6은 본 발명의 응력흐름을 보강한 코핑부의 다른 실시예를 도시한 평면도, 정면도 및 측면도이다.
도 7은 본 발명의 본 발명의 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각이 적용된 교각에서 기둥부의 다른 실시예를 도시한 정면도이다.
도 8은 본 발명에서 사용되는 강봉 간격재의 평면도 및 사시도이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각의 구성을 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각이 적용된 교대의 평면도이다.
본 발명의 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각은 도 1에서와 같이, 기초부(40)와 기초부(40) 상부에 구성되는 기둥부(30)와 기둥부(30)의 상부에 구성되며 상부에 교좌받침(20)이 구성되는 코핑부(10)로 이루어지는 교각에서 코핑부(10)를 상자형 틀(110)과 상자형 틀(110)의 내부에는 하부와 상부에 각각 구성되는 압축저항 수평부재(120) 및 타이부재(130)와 압축저항 수평부재(120)와 타이부재(130)를 연결하는 압축저항 경사부재(140)가 구성되고 상자형 틀(110)의 내부에 충전 콘크리트(150)가 충전되어 이루어지도록 하여 응력흐름을 보강하도록 한다.
이와 같은 본 발명에서 적용되는 코핑부(10)는 상자형상으로 이루어지는 상자형 틀(110)와, 상자형 틀(110)의 내부에는 하부와 상부에 각각 구성되는 압축저항 수평부재(120) 및 타이부재(130)와, 압축저항 수평부재(120)와 타이부재(130)를 연결하는 압축저항 경사부재(140)가 구성되고, 상자형 틀(110)의 내부에 충전 콘크리트(150)가 충전되어 이루어지며, 상자형 틀(110)는 강판으로 이루어지며 상부가 개방된 형상의 상자형상으로 이루어지며, 그 형상은 도 2에 도시된 바와 같이 교각 기둥부(30)의 형상에 대응되는 다양한 형상으로 할 수 있다.
이와 같은 상자형 틀(110)의 내부에는 하부와 상부에 각각 구성되는 압축저항 수평부재(120) 및 타이부재(130)와, 압축저항 수평부재(120)와 타이부재(130)를 연결하는 압축저항 경사부재(140)가 구성되는데, 이때, 압축저항 수평부재(120), 타이부재(130) 및 압축저항 경사부재(140)는 도 3에서와 같이, 한 열을 이루는 교좌받침(20)의 중심선(CL)의 수직평면상의 하부에 모두 위치하도록 하여, 교좌받침(20)으로 부터의 응력흐름을 압축저항 수평부재(120), 타이부재(130) 및 압축저항 경사부재(140)가 보강하도록 하며, 상자형 틀(110)의 내부에는 콘크리트(150)가 충진되어 강합성 구조를 갖도록 한다.
압축저항 수평부재(120)는 일정 길이로 이루어지며 상자형 틀(110)의 내부 하부에 수평으로 구성되며, H형강, 강관, 채널, T형강, 플레이트 등 다양한 단면 형상으로 이루어질 수 있다.
이와 같은 압축저항 수평부재(120)는 상자형 틀(110) 내부의 하부 응력 흐름을 연결하도록 하며 압축부재로 콘크리트와 합성으로 저항하도록 설치된다.
타이부재(130)는 상자형 틀(110)의 내부의 상부에 수평으로 구성되며 압축저항 수평부재(120)와 일직선상에 위치하도록 구성되며, H형강, 강관, 채널, T형강, 플레이트 등 다양한 단면 형상으로 이루어질 수 있다.
압축저항 경사부재(140)는 압축저항 수평부재(120)와 타이부재(130)를 경사로 연결하여 압축저항 수평부재(120) 및 타이부재(130)와 일직선상에 위치하며 상자형 틀(110) 내부의 상부와 하부 응력 흐름을 연결하도록 하며, 압축부재로 콘크리트와 합성으로 저항하도록 설치되며, H형강, 강관, 채널, T형강, 플레이트 등 다양한 단면 형상으로 이루어질 수 있다.
특히, 압축저항 수평부재(120) 및 압축저항 경사부재(140)는 콘크리트(150)와 합성거동하기 때문에 타이부재(130)에 비해 일정크기 작은 단면으로 이루어지도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각의 일 실시예를 도시한 정면도 및 일부 확대도이고, 도 5는 본 발명의 응력흐름을 보강한 코핑부이 설치된 실시예를 도시한 정면도 및 측면도이다.
압축저항 경사부재(140)는 압축저항 수평부재(120) 및 압축저항 경사부재(140)와 용접, 볼팅결합 등 다양한 방법으로 연결될 수 있으며, 특히, 도 4 및 도 5에서와 같이, 타이부재(130)와 압축저항 수평부재(120) 및 압축저항 경사부재(140)의 절점에는 각각 판형상의 절점보강용 지압판(160)이 구성되도록 할 수 있다.
이와 같은 지압판(160)은 도 4에서와 같이, 구조계산에 사용되는 압축저항 경사부재(140)의 중심축(c)을 중심으로 유효단면폭(d)에 대응하는 크기로 형성되어 절점을 보강하는 역할을 하도록 한다. 이때, 절점보강용 지압판(160)이 형성되는 부분에는 별도의 스티프너(161)를 구성하여 보강하도록 할 수 있다.
또한, 도 5에서와 같이, 압축저항 수평부재(120)는 상자형 틀(110)의 하부면에 구성되는 절점보강용 지압판(160)의 상부에 돌출 용접되어 형성되도록 할 수도 있다.
이와 같은 상자형 틀(110)의 내부에는 하부와 상부에 각각 구성되는 압축저항 수평부재(120) 및 타이부재(130)와, 압축저항 수평부재(120)와 타이부재(130)를 연결하는 압축저항 경사부재(140)가 구성되는데, 압축저항 수평부재(120)는 상자형 틀(110)의 내부에서 하부면에 용접 등의 방법으로 접합되도록 하고, 상부에 위치하는 타이부재(130)는 상자형 틀(110)이 내부에서 철선 등 다양한 고정 수단 등을 이용한 고정부재(183)에 의해 고정되도록 할 수 있다.
고정부재(183)는 타이부재(130)가 교좌받침(20)의 중심선(CL)에서 벗어나지 않도록 상자형 틀(110)이 내부에서 정확한 위치에 고정되도록 한다.
특히, 타이부재(130)와 압축저항 경사부재(140)의 절점부는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 교좌받침(20)이 배치되는 위치에 구성되도록 하여 교좌받침(20)의 상부에 거치되는 거더 및 기둥(30)과의 사이에서 응력흐름을 보강하도록 한다.
이와 같이, 상자형 틀(110)의 내부에는 하부와 상부에 각각 구성되는 압축저항 수평부재(120) 및 타이부재(130)와, 압축저항 수평부재(120)와 타이부재(130)를 연결하는 압축저항 경사부재(140)는 도 3a 에서와 같이, 1열의 교좌받침(20)에 대응하여 일직선상에 위치하도록 할 수 있으며, 도 3b에서와 같이, 2열의 교좌받침(20)에 대응하여 일직선상에 위치하여 구성되는 압축저항 수평부재(120), 타이부재(130) 및 압축저항 경사부재(140)는, 상자형 틀(110)의 내부에서 일정거리 이격되어 평행하게 한 쌍이 구성되도록 할 수 있다.
이와 같이, 교좌받침(20)은 2열로 구성되는 경우에도 압축저항 수평부재(120), 타이부재(130) 및 압축저항 경사부재(140)는, 상자형 틀(110)의 내부에서 각각 교좌받침(20) 각 열의 중심선(CL)의 수직평면상 하부에 위치하도록 구성되도록 한다.
도 6은 본 발명의 응력흐름을 보강한 코핑부의 다른 실시예를 도시한 평면도, 정면도 및 측면도이다.
상자형 틀(110) 내부에는 콘크리트의 합성 작용을 위해 전단연결재(170)가 구성될 수 있으며, 전단연결재(170)는 스터드 볼트, 철근 등 다양한 부재로 이루어질 수 있다.
또한, 강판으로 이루어지는 상자형 틀(110)의 좌굴이나 변형을 방지하기 위하여, 상자형 틀(110)이 내부에는 수직과 수평방향으로 수평보강재(181) 및 수직보강재(182)가 배치되도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 코핑부(10)를 상자형 틀(110)을 이용하여 구성하고 내부에 콘크리트(150)를 현장 타설할 수 있도록 함으로써, 콘크리트(150)를 제외한 코핑부(10)의 일체형 운반이 가능할 뿐만 아니라, 부재간 연결이 용이하도록 할 수 있으며, 코핑부(10)에 작업발판을 사전에 설치할 수 있어 콘크리트의 타설시에 안전성을 높일 수 있어 거푸집의 설치나 해체와 같은 고위험작업을 최소화하고 작업여건을 개선할 수 있으며 이에 다라 공기를 대폭 단축할 수 있는 것이다.
도 7은 본 발명의 본 발명의 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각이 적용된 교각에서 기둥부의 다른 실시예를 도시한 정면도이고, 도 8은 본 발명에서 사용되는 강봉 간격재의 평면도 및 사시도이다.
특히 본 발명에서는 도 7에서와 같이, 기둥부(30)를 등간격이나 부등간격으로 분절된 복수의 세그먼트(30a)들로 구성하도록 하고, 현장에서 결합하도록 하여 운반이 용이하도록 할 수 있다.
세그먼트(30a)는 공장에서 사전제작후 현장으로의 운반이 가능한 규격으로 이루어지도록 하며, 세그멘트 간에 상호 용접 또는 볼트결합 등 다양한 공지의 방법으로 일체화하도록 할 수 있다.
이때, 기둥부(30)는 원형강관 또는 각관으로 이루어지도록 하고, 길이방향 등간격 또는 부등간격으로 분절된 복수의 세그멘트(30a)들로 구성되어 현장에서 결합하고, 내부에 콘크리트를 충전하여 이루어지도록 할 수 있으며, 기둥부(30)는 원형단면 또는 각형 단면의 프리캐스트 콘크리트 부재로 이루어지며 길이방향 등간격 또는 부등간격으로 분절된 복수의 세그멘트(30a)들로 구성되어 현장에서 결합하도록 할 수도 있다.
본 발명에서는 기초부(40)는 현장에서 기초철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 이루어지도록 하고, 기둥부(30)와 코핑부(10)를 사전제작하여 현장에서 조립하여 시공할 수 있도록 한다. 기초부(40)는 기둥부(30)와의 연결을 위하여 별도의 연결용 앵커볼트가 설치될 수 있다.
특히, 본 발명에서는 복수의 세그먼트(30a)가 기둥부(30)를 이루기 때문에 복수의 세그먼트(30a)의 내부에는 강봉(320)을 삽입하고 양단부를 정착하여 복수의 세그먼트(30a) 들을 일체화 시키도록 할 수 있는데, 이때, 강봉(320)은 기초부(40)의 앵커볼트와 연결되도록 할 수도 있다.
강봉(320)은 일정한 간격을 유지하며 설치될 수 있도록 세그먼트(30a)의 하단부에는 각각 별도의 강봉 간격재(310)가 구성되는데, 강봉 간격재(310)는 강재로 이루어지는데 세그먼트(30a)의 하단부에 홈을 형성하고 삽입하여 용접, 볼팅 접합 등의 방법으로 고정되도록 할 수 있다.
이와 같은 강봉 간격재(320)는 내부가 비어있는 수직 원기둥 형상으로 일정간격마다 구성되는 복수의 강봉 가이드부재(311)와, 복수의 강봉 가이드부재(311)를 연결하는 연결부(312)가 일체로 이루어지도록 한다.
강봉 가이드부재(311)는 세그먼트(30a)가 원형단면인 경우에는 링형상을 이루도록 일정간격마다 배치되며, 세그먼트(30a)가 각형 단면인 경우에는 각형을 이루도록 일정 간격마가 배치되도록 한다. 즉, 세그먼트(30a)의 단면의 형상에 따라 달리 형성될 수 있으며, 원기둥 형상으로 이루어지도록 하여 강봉(320)의 삽입시에 수직을 유지하도록 하는 가이드 역할을 하면서도 강봉 가이드부재(311)간의 일정한 간격을 유지하도록 한다. 연결부(312)는 강판 등으로 이루어질 수 있으며 강봉 가이드부재(311) 간을 연결하여 고정하도록 하는 역할을 한다.
상기와 같은 본 발명의 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각은 코핑부를 상자형 틀을 이용하여 구성하고 내부에 콘크리트를 현장 타설할 수 있도록 함으로써 콘크리트를 제외한 코핑부의 일체형 운반이 가능할 뿐만 아니라, 부재간 연결이 용이하도록 할 수 있으며, 코핑부에 작업발판을 사전에 설치할 수 있어 콘크리트 타설시에 안전할 뿐만 아니라 철근배근을 간소화할 수 있으며 거푸집의 설치나 해체와 같은 고위험 작업을 최소화할 수 있어 시공성이 뛰어나 공기단축이 가능하고 교각의 코핑 및 기둥부의 다양한 형상고려가 가능하여 미적인 요소 향상시킬 수 있으며, 특히, 상부가 개방된 상자형 틀의 내부의 상부와 하부에 각각 타이부재와 압축저항 수평부재를 배치하고 상자형 틀 내부의 상부와 하부 응력 흐름을 연결하는 압축저항 경사부재를 일직선상에 배치하여 콘크리트와 합성으로 저항하도록 함으로써, 강합성 구조의 압축파괴 성능을 20%이상 향상시키고 균열을 제어할 수 있어 구조적 안전성을 높일 수 있고, 공장제작에 의한 공사비 절감이 가능하여 경제적인 매우 유용한 효과가 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10 : 코핑부
110 : 상자형 틀
120 : 압축저항 수평부재
130 : 타이부재
140 : 압축저항 경사부재
150 : 콘크리트
20 : 교좌받침
30 : 기둥부
30a : 세그멘트
40 : 기초부

Claims (12)

  1. 기초부(40)와 기초부(40) 상부에 구성되는 기둥부(30)와 기둥부(30)의 상부에 구성되며 상부에 교좌받침(20)이 구성되는 코핑부(10)로 이루어지는 교각에 있어서,
    코핑부(10)는,
    강판 또는 콘크리트로 이루어지며 상부가 개방된 형상의 상자형상으로 이루어지는 상자형 틀(110)과;
    일정 길이로 이루어지며 교좌받침(20)의 중심선(CL)의 수직평면상의 하부에 위치하도록 상자형 틀(110)의 내부 하부에 수평으로 구성되는 압축저항 수평부재(120)와;
    상자형 틀(110)의 내부의 상부에 수평으로 구성되며 압축저항 수평부재(120)와 일직선상에 위치하도록 구성되는 타이부재(130)와;
    압축저항 수평부재(120)와 타이부재(130)를 경사로 연결하며, 압축저항 수평부재(120) 및 타이부재(130)와 일직선상에 위치하도록 구성되며 상자형 틀(110) 내부의 상부와 하부 응력 흐름을 연결하는 압축저항 경사부재(140); 및
    상자형 틀(110)의 내부에 충진되는 콘크리트(150);를 포함하며,
    타이부재(130)와 압축저항 경사부재(140)의 절점부는 교좌받침(20)이 배치되는 위치에 구성되는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각.
  2. 청구항 1에 있어서,
    기둥부(30)는 원형강관 또는 각관으로 이루어지며 길이방향 등간격 또는 부등간격으로 분절된 복수의 세그멘트(30a)들로 구성되어 현장에서 결합하고, 내부에 콘크리트를 충전하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각.
  3. 청구항 1에 있어서,
    기둥부(30)는 원형단면 또는 각형 단면의 프리캐스트 콘크리트 부재로 이루어지며 길이방향 등간격 또는 부등간격으로 분절된 복수의 세그멘트(30a)들로 구성되어 현장에서 결합하는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    세그먼트(30a)의 하단부에는 각각 내부가 비어있는 수직 원기둥 형상으로 일정간격마다 구성되는 복수의 강봉 가이드부재(311)와, 복수의 강봉 가이드부재(311)를 연결하는 연결부(312)가 일체로 이루어지는 강봉 간격재(310)가 구성되어 강봉(320)이 세그먼트(30a) 들의 강봉 가이드부재(311)를 관통하여 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각.
  5. 청구항 1에 있어서,
    압축저항 수평부재(120) 및 압축저항 경사부재(140)는 타이부재(130)에 비해 일정크기 작은 단면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각.
  6. 청구항 1에 있어서,
    타이부재(130)와 압축저항 수평부재(120) 및 압축저항 경사부재(140)의 절점에는 각각 판형상의 절점보강용 지압판(160)이 구성되는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각.
  7. 청구항 6에 있어서,
    압축저항 수평부재(120)는 상자형 틀(110)의 하부면에 구성되는 절점보강용 지압판(160)의 상부에 돌출 용접되어 형성되는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상자형 틀(110)이 내측면에는 복수의 전단연결재(170)가 구성되는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상자형 틀(110)이 내부에는 수직과 수평방향으로 수평보강재(181) 및 수직보강재(182)가 배치되는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각.
  10. 청구항 1에 있어서,
    타이부재(130)는 교좌받침(20)의 중심선(CL)에서 벗어나지 않도록 상자형 틀(110)이 내부에서 고정부재(183)에 의해 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각.
  11. 삭제
  12. 청구항 1에 있어서,
    교좌받침(20)은 2열로 구성되며,
    압축저항 수평부재(120), 타이부재(130) 및 압축저항 경사부재(140)는,
    상자형 틀(110)의 내부에서 각각 교좌받침(20) 각 열의 중심선(CL)의 수직평면상 하부에 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 응력흐름을 보강한 코핑부를 갖는 교각.
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