KR102479370B1 - 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더 및 이를 이용한 교량 급속시공방법 - Google Patents

확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더 및 이를 이용한 교량 급속시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복합합성거더의 중앙은 휨모멘트을 위한 하나의 거더 단면과 단부측은 확대강성구조로 확장전이블록과 함께 두 개의 거더으로 전환된 복합거더를 활용하여 교대나 교각과 같은 지점 구조체 상부에서 확실한 일체화 구조가 실현하도록 하여 교량의 구조내력과 급속설치와 시공성이 우수한 강재와 콘크리트를 적절하게 혼합사용하도록 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더 및 이를 이용한 교량 급속시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더의 바람직한 일 실시예는 상부 플랜지, 하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 일정 길이의 H형 또는 I형 단면의 강재로 이루어지는 중앙부 거더과; 상부 플랜지, 하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 일정 길이의 H형 또는 I형 단면의 강재로 한 쌍이 평행하게 구성되는 일정 길이의 단부 거더과, 한 쌍의 단부 거더를 연결하는 가로보로 이루어져 중앙부 거더의 양단부에 각각 위치하는 단부 투거더와; 중앙부 거더의 단부의 일정 구간과 단부 투거더의 일정 구간에 형성되도록 콘크리트로 이루어지는 확장전이블록;을 포함하여 이루어진다.

Description

확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더 및 이를 이용한 교량 급속시공방법{Hybrid Composite Girder and Bridge Construction Method Using Thereof}
본 발명은 일반조인트 또는 무조인트 교량형식에 사용되는 강재나 콘크리트를 활용한 복합합성거더 및 이를 이용한 교량 급속시공방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 복합합성거더의 중앙은 휨모멘트을 위한 하나의 거더 단면과 단부측은 확대강성구조로 확장전이블록과 함께 두 개의 거더으로 전환된 복합거더를 활용하여 교대나 교각과 같은 지점 구조체 상부에서 확실한 일체화 구조가 실현하도록 하여 교량의 구조내력과 급속설치와 시공성이 우수한 강재와 콘크리트를 적절하게 혼합사용하도록 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더 및 이를 이용한 교량 급속시공방법에 관한 것이다.
거더의 중앙부 단면은 휨모멘트의 저항을 위한 단면2차모멘트라는 특성치를 감안하면 합리적으로 형상을 결정하여 하나의 단면을 갖는 강재 합성거더로 설계하여 활용되지만 거더의 양측단부로 갈수록 중앙 휨모멘트로 결정된 단면이 지점부에서 큰 전단력에 저항하고자 거더의 단면에서 전단요소인 거더의 웨브 면적을 증가시켜 사용하는 것이 대부분이다.
또한, 장경간의 거더를 교대구조체나 교각구조체에 일체로 사용하는 교량 형식에서는 단부지점에서 큰 전단력과 함께 지점부 구속부모멘트(-)에 대한 효과적 저항을 위한 보강이 요구되기도 하며, 공장이나 현장에서 조립 제작된 거더를 교대나 교각 간의 설치할 경우 교량이 갖는 횡단구배(교량 길이방향의 직각으로 형성되는 구배)의 변화로 인해 각각의 거더 설치시 레벨값이 달라 거더의 레벨조절과 가조립, 정밀설치가 어렵고 교대나 교각과 같은 지점 구조체에서 일체화 구조 형성이 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제2202618호 "단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더 및 이를 이용한 무조인트교량 시공방법"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 '상부 플랜지(11)와 하부 플랜지(12) 및 상부 플랜지(11)와 하부 플랜지(12)의 폭방향 중앙부를 연결하는 웨브(13)로 이루어져 H형 단면을 형성하는 H형 본체(10)와; 상부 플랜지(11)의 폭보다 일정 폭 크게 형성되는 수평판 형상의 받침부(21)와 받침부(21)에서 상부로 형성되는 측면부(22)로 이루어져 H형 본체(10)의 길이방향 양단부에서 각각 외측으로 일정 길이 돌출되도록 접합되는 단부확장 돌출플랜지(20)와; 단부확장 돌출플랜지(20)의 상부면의 전체 폭 또는 일부 폭에만 일정 두께로 형성되는 받침 콘크리트 블럭(30);을 포함하며, H형 본체(10)의 하부 플랜지(12)가 교량 받침(3)의 상부에 거치되어 단부확장 돌출플랜지(20)가 흉벽(7)의 상부를 가로질러 흉벽(7)에서 더 돌출되고, 단부확장 돌출플랜지(20)의 받침부(21)의 하부면이 흉벽(7)의 상단부에서 일정거리 이격되도록 거치되는 것을 특징으로 하는 단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더'를 제안한다.
그러나 상기 배경기술 역시 레벨조절과 가조립, 본설치가 어렵고 교대나 교각과 같은 지점 구조체에 일체화 구조 형성이 어려운 문제점이 있었다.
특허등록 제2202618호 "단부확장 돌출플랜지와 받침 콘크리트 블럭을 갖는 강거더 및 이를 이용한 무조인트교량 시공방법"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 중앙은 휨모멘트 저항을 위한 하나의 거더 단면과 양단부측은 단부확장블록구조로 형성하여 이를 통해서 전단성능을 향상시켜서 교대나 교각 구조체에 거치시 효과적으로 레벨조절과 가조립, 정밀설치가 용이하면서도 교대나 교각과 같은 지점 구조체에서 확실한 일체화 구조를 실현할 수 있는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더 및 이를 이용한 교량 급속시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상부 플랜지, 하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 일정 길이의 H형 또는 I형 단면의 강재로 이루어지는 중앙부 거더과; 상부 플랜지, 하부플랜지 및 웨브로 이루어지는 일정 길이의 H형 또는 I형 단면의 강재로 한 쌍이 평행하게 구성되는 일정 길이의 단부 거더과, 한 쌍의 단부 거더를 연결하는 가로보로 이루어져 중앙부 거더의 양단부에 각각 위치하며 교대나 교각 구조체에 거치되는 단부 투거더와; 중앙부 거더의 단부의 일정 구간과 단부 투거더의 일정 구간을 동시에 감싸는 형상으로 콘크리트로 이루어지되, 길이방향 외측 단부에서 폭방향 중앙부의 일부가 전체 높이방향으로 블록아웃되어 철근 관통부가 형성되는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더를 제공하고자 한다.
또한, 중앙부 거더는 중앙부부재 및 양측 단부부재로 분할제작하여 접합하여 형성하는 것을 특징으로 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더를 제공하고자 한다.
또한, 중앙부 거더는 단면 하부의 일부 구간에 일정크기 콘크리트로 하부 콘크리트케이싱이 형성되는 것을 특징으로 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더를 제공하고자 한다.
또한, 하부 콘크리트케이싱의 내부에는 길이방향으로 강봉, 강선, 강연선 중 하나로 이루어지는 긴장재가 구성되는 것을 특징으로 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더를 제공하고자 한다.
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또한, 확장전이블록의 내부에서 한 쌍의 단부 거더를 직접 연결하거나 단부 거더와 중앙부 거더를 연결하도록 연결보강재가 구성되는 것을 특징으로 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더를 제공하고자 한다.
또한, 연결보강재는 수직한 판 형상으로 이루어져 단부 거더와 중앙부 거더를 연결하는 것을 특징으로 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더를 제공하고자 한다.
또한, 중앙부 거더는 하부 플랜지의 하부면의 각각 양측의 단부 거더의 하부 플랜지의 상부면에 안착되어 접합되는 것을 특징으로 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더를 제공하고자 한다.
또한, 중앙부 거더는 하부 플랜지의 양측면이 단부 거더의 하부 플랜지의 측면에 각각 접합되는 것을 특징으로 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더를 제공하고자 한다.
또한, (a) 말뚝을 설치하는 단계; (b) 일정 크기의 육면체나 원통체 형상으로 수직방향으로 관통하여 복수의 중공연결구가 형성되는 본체부와, 본체부의 하부면의 폭방향 양단부에서 각각 길이방향 내측으로 일정거리까지의 부분이 하부로 돌출하여 일체로 형성되는 하부 측벽부와, 한 쌍의 하부 측벽부의 사이에 형성되는 하부 연결공간부를 포함하여 이루어지는 중공벽체구체를, 말뚝의 상부가 하부 연결공간부에 삽입되도록 폭방향으로 인접하여 설치하는 단계와; (c) 중공벽체구체의 중공연결구 및 하부 연결공간부에 콘크리트를 타설하여 하부 연결공간부에는 선 공정에서 시공된 말뚝과 일체화를 통한 하부를 연결하는 횡강성빔이 형성되도록 하는 단계; (d) 중공벽체구체의 상부에 하이브리드 복합합성거더의 단부 투거더를 거치하고 레벨링 하는 단계; (e) 중공벽체구체의 상부에 하이브리드 복합합성거더의 단부 투거더를 조립고정앵커로 고정하는 단계; (f) 하이브리드 복합합성거더의 상부에 콘크리트를 타설하여 상부구조를 시공하고 접속슬래브를 시공하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 복합합성거더를 이용한 교량 급속시공방법을 제공하고자 한다.
또한, (c) 단계에서, 중공벽체구체의 상부에 일정 깊이로 앵커 설치구를 구성한 후 앵커설치구를 제외한 부분에 콘크리트를 타설하고, 앵커 설치구에 조립고정앵커를 설치한 후, (e) 단계에서, 조립고정앵커 고정 후에 앵커 설치구에 무수축 모르타르를 타설하도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 복합합성거더를 이용한 교량 급속시공방법을 제공하고자 한다.
또한, (b) 단계에서, 중공벽체구체는 본체부의 상부면의 폭방향 일단부 또는 양단부에서 각각 길이방향 내측으로 일정거리까지의 부분이 상부로 돌출하여 일체로 상부 측벽부가 형성되도록 하여 본체부의 상부면과 상부 측벽부의 사이에 상부 연결공간부가 형성되며, (c) 단계에서, 현장 타설 콘크리트에 의하여 상부 연결공간부에는 상부를 완전구조체로 연결하는 횡강성빔이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 복합합성거더를 이용한 교량 급속시공방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더 및 이를 이용한 교량 급속시공방법은 일반조인트 또는 일체식 교량형식에 사용되는 강재나 콘크리트를 활용한 복합합성거더 및 이를 이용한 교량 급속시공방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 중앙은 휨모멘트 저항을 위한 하나의 거더 단면과 단부측은 확대강성구조로 확장전이블록과 함께 두 개의 지점을 갖는 단부확장구조로 형성하여 이를 통해서 전단성능을 향상시켜서 교대나 교각 구조체에서 효과적으로 레벨조절과 가조립, 정밀설치가 용이하면서도 교대나 교각과 같은 지점 구조체에 확실한 일체화 구조가 실현하도록 할 수 있는 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 하이브리드 복합합성거더의 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 측면도이다.
도 3은 상기 도 1의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 하이브리드 복합합성거더에서 중앙부 거더의 다양한 실시예를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 하이브리드 복합합성거더에 연결보강재가 구성된 실시예를 도시한 일부 확대 사시도이다.
도 6은 본 발명의 하이브리드 복합합성거더의 다양한 실시예를 도시한 정면도이다.
도 7은 상기 도 5의 다른 실시예를 도시한 도이다.
도 8은 상기 도 7의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 하이브리드 복합합성거더를 이용한 교량 급속시공방법에서 사용되는 중공벽체구체의 일 실시예의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 하이브리드 복합합성거더를 이용한 교량 급속시공방법에서 사용되는 중공벽체구체의 다양한 실시예를 도시한 측단면도이다.
도 11은 본 발명의 하이브리드 복합합성거더를 이용한 교량 급속시공방법을 순서대로 도시한 도이다.
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 1은 본 발명의 하이브리드 복합합성거더의 사시도이고, 도 2는 상기 도 1의 측면도이며, 도 3은 상기 도 1의 정면도이다.
도 1 내지 도 3에서와 같이, 본 발명의 하이브리드 복합합성거더(10)는 중앙은 휨모멘트 저항을 위한 하나의 중앙부 거더(110)와 단부측은 확대강성구조로 확장전이블록(130)과 함께 단부 투거더(120)를 구성하여 두 개의 지점을 갖는 단부확장구조로 형성함으로서, 이를 통해서 전단성능을 향상시켜서 교대나 교각 구조체에서 효과적으로 레벨조절과 가조립, 정밀설치가 용이하면서도 교대나 교각과 같은 지점 구조체에 확실한 일체화 구조가 실현하도록 한다.
중앙부 거더(130)는 상부 플랜지(111), 하부플랜지(112) 및 웨브(113)로 이루어지는 일정 길이의 H형 또는 I형 단면의 강재로 이루어지며, 필요에 따라서는 도 1b에서와 같이, 중앙부 거더(110)는 중앙부부재(110a) 및 양측 단부부재(110b)로 분할제작하여 공지의 다양한 방법으로 접합하여 형성하도록 할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 하이브리드 복합합성거더에서 중앙부 거더의 다양한 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4(a)에서와 같이, 중앙부 거더(110)는 H형 또는 I형 단면의 강재로만 이루어질 수도 있으며, 도 4(b)(c)(d)에서와 같이, 중앙부 거더(110)는 단면 하부의 전체 구간이나 일부 구간에 일정크기 콘크리트로 하부 콘크리트케이싱(140)이 형성되도록 하여, 부재 단면의 휨강성을 증대시켜 처짐 저항을 향상되도록 할 수 있다
또한, 도 4(c)(d)에서와 같이, 하부 콘크리트케이싱(140)의 내부에는 길이방향으로 강봉, 강선, 강연선 중 하나로 이루어지는 긴장재(150)가 구성되도록 하고여 프리스트레스를 도입하도록 구성하여 휨저항능력을 극대화하여 사용할 수 있다.
강봉, 강선, 강연선 중 하나를 긴장재로 설치할 경우에는 하부콘크리트케이싱(140)의 양단부에 정착부 또는 정착판이 형성되는 것은 당연하다.
이와 같은 중앙부 거더(110)의 단부에는 단부 투거더(120)가 구성되어 중앙부 거더(110)의 단부가 각각 두 개의 지점을 갖는 단부확장구조를 갖도록 한다.
이를 위하여 단부 투거더(120)는 도시된 바와 같이, 일정 거리 이격되어 구성되는 한 쌍의 단부 거더(121)와 한 쌍의 단부 거더(121)를 연결하는 가로보(122)로 이루어진다.
단부 거더(121)는 상부 플랜지(121a), 하부플랜지(121b) 및 웨브(121c)로 이루어지는 일정 길이의 H형 또는 I형 단면의 강재로 한 쌍이 평행하게 구성되며, 다양한 단면 크기로 이루어질 수 있으며, 중앙부 거더(110)의 단부가 확장된 구조를 갖도록 한다.
단부 투거더(120)는 교대나 교각 구조체에에 거치되어 레벨조절과 가조립을 위하여, 단부 거더(121)의 하부면은 중앙부 거더(110)의 하부면과 동일면에 위치하거나 중앙부 거더(110)의 하부면 보다 일정간격 이격된 하부에 위치하여야 하며, 이 같은 단부 투거더(120)는 지점부 전단력 및 지점부 구속모멘트(부모멘트)에 효율적으로 저항하도록 한다.
이와 같은 중앙부 거더(110)와 단부 투거더(120)는 직접 용접이나 별도의 덧판 등을 이용하여 접합하도록 할 수 있으며, 특히, 중앙부 거더(110)의 단부 일부구간과 단부 투거더(120)의 단부 일부 구간을 동시에 감싸는 형상으로 콘크리트로 이루어지는 확장전이블록(130)이 형성된다.
확장전이블록(130)은 도시된 바와 같이, 중앙부 거더(110)의 상부 플랜지(111) 및 웨브(113)의 상부 일부 구간을 제외한 하부에만 형성되도록 하거나, 전체에 형성되도록 하는 등 다양하게 형성될 수 있다.
이와 같은 확장전이블록(130)는 직육면체 형상으로 이루어질 수 있으며, 특히, 길이방향 외측 단부에서 폭방향 중앙부의 일부가 전체 높이방향으로 블록아웃되어 철근 관통부(131)가 형성되도록 함으로써, 본 발명의 하이브리드 복합합성거더(10)의 단부를 교대나 교각 구조체(후술하는 중공벽체구체(30))에 거치시에 상부로 돌출되는 철근이 철근 관통부(131)를 통하여 위치하도록 하여 확장전이블록(130)에 의하여 교대나 교각 구조체에 거치시에도 상부로 돌출되는 철근이 단절되지 않고 연속될 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 하이브리드 복합합성거더에 연결보강재가 구성된 실시예를 도시한 일부 확대 사시도이고, 도 6은 본 발명의 하이브리드 복합합성거더의 다양한 실시예를 도시한 정면도이며, 도 7은 상기 도 5의 다른 실시예를 도시한 도이고, 도 8은 상기 도 7의 단면도이다.
특히, 도 5에서와 같이, 확장전이블록(130)의 내부에 매입되는 단부 투거더(120)에는 별도의 연결보강재(160)가 구성되도록 할 수 있다.
연결보강재(160)는 도시된 바와 같이, 확장전이블록(130)의 내부에서 한 쌍의 단부 거더(121)를 직접 연결하거나 단부 거더(121)와 중앙부 거더(110)를 연결하도록 구성되며, 전체가 확장전이블록(130)의 내부에 매립되거나 일부가 매립되고 일부는 외부로 노출되도록 할 수도 있다.
이와 같은 연결보강재(160)는 다양한 형상이나 형태로 구성될 수 있으며, 도시된 실시예에서와 같이 수평방향으로 구성될 수 있으며, 이때에는 강판, 앵글, 각형관, 파이프, H형강, T형강, 채널 등 다양한 단면을 갖는 부재로 이루어질 수 있다.
또한, 연결보강재(160)는 도 7 및 도 8에서와 같이, 수직한 판 형상으로 이루어져 단부 거더(121)와 중앙부 거더(110)를 연결하도록 할 수도 있다.
본 발명에서는 중앙부 거더(110)의 단부에 단부 투거더(120)를 구성하고, 중앙부 거더(110)의 단부 일부구간과 단부 투거더(120)의 단부 일부 구간을 동시에 감싸는 형상으로 콘크리트로 이루어지는 확장전이블록(130)이 형성되도록 하는데, 이때, 도 6a에서와 같이, 중앙부 거더(110)의 하부면보가 단부 투거더(120)의 하부면이 더 낮게 구성되도록 할 수 있으며, 도 6b에서와 같이, 중앙부 거더(110)는 하부 플랜지(112)의 하부면의 각각 양측의 단부 거더(121)의 하부 플랜지(121b)의 상부면에 안착되어 접합되도록 할 수도 있고, 도 6c에서와 같이, 중앙부 거더(110)는 하부 플랜지(112)의 양측면이 단부 거더(121)의 하부 플랜지(121b)의 측면에 각각 접합되도록 할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 하이브리드 복합합성거더를 이용한 교량 급속시공방법에서 사용되는 중공벽체구체의 일 실시예의 사시도이고, 도 10은 본 발명의 하이브리드 복합합성거더를 이용한 교량 급속시공방법에서 사용되는 중공벽체구체의 다양한 실시예를 도시한 측단면도이며, 도 11은 본 발명의 하이브리드 복합합성거더를 이용한 교량 급속시공방법을 순서대로 도시한 도이다.
본 발명의 하이브리드 복합합성거더를 이용한 교량 급속시공방법을 순서대로 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 11a에서와 같이, 후술하는 중공벽체구체(30)로 이루어지는 교대나 교각을 설치할 위치에 성토 절토작업을 실시하고 말뚝(20)을 설치하도록 한다(a).
성토 절토 상단부에서 일정 깊이로 선굴착한 후 말뚝(20)을 항타 또는 매입하여 설치하고 철근(21) 등을 설치하여 말뚝머리를 보강한다.
말뚝(20)은 일렬로 설치하거나 필요시 일부 다열로 설치하도록 할 수도 있다. 말뚝(20)으로는 H-말뚝의 사용이 바람직하나 교량의 전장에 따라 강관말뚝, PHC말뚝, 기성콘크리트말뚝을 사용할 수도 있다. 말뚝(20)의 시공방법은 지반 조건, 주변 환경 및 경제성을 고려하여 항타 또는 이 분야에서 공지된 공법 중 임의로 선택되어 시공될 수 있다
이후, 도 11b에서와 같이, 중공벽체구체(30)를 말뚝(20)의 상부에 인접 배치하여 복수개 설치하도록 한다(b).
중공벽체구체(30)는 도 9 및 도 10(a)에서와 같이, 일정 크기의 육면체나 원통체 형상으로 수직방향으로 관통하여 복수의 중공연결구(32)가 형성되는 본체부(31)와, 본체부(31)의 하부면의 폭방향 양단부에서 각각 길이방향 내측으로 일정거리까지의 부분이 하부로 돌출하여 일체로 형성되는 하부 측벽부(33)와, 한 쌍의 하부 측벽부(33)의 사이에 형성되는 하부 연결공간부(38)를 포함하여 이루어진다.
이때, 도 10(a)에서와 같이, 중공벽체구체(30)는 본체부(31)와 하부 측벽부(33) 만으로 이루어질 수 있고, 도 10(b)에서와 같이, 본체부(31)의 상부면의 폭방향 일단부에서 길이방향 내측으로 일정거리까지의 부분이 상부로 돌출하여 일체로 상부 측벽부(34)가 형성되도록 하여 본체부(31)의 상부면과 상부 측벽부(34)의 사이에 상부 연결공간부(39)가 형성되도록 할 수도 있으며, 도 10(c)에서와 같이, 본체부(31)의 상부면의 폭방향 양단부에서 각각 길이방향 내측으로 일정거리까지의 부분이 상부로 돌출하여 일체로 상부 측벽부(34)가 형성되도록 하여 본체부(31)의 상부면과 상부 측벽부(34)의 사이에 상부 연결공간부(39)가 형성되도록 할 수도 있다.
이와 같은 중공벽체구체(30)는 말뚝(20)의 상부가 하부 연결공간부(38)에 삽입되도록 폭방향으로 인접하여 설치하도록 한다.
이후, 도 11c에서와 같이, 중공벽체구체(30)의 중공연결구(32) 및 하부 연결공간부(38)에 콘크리트(50)를 타설하여 하부 연결공간부(38)에는 선 공정에서 시공된 말뚝(20)과 일체화를 통한 하부를 연결하는 횡강성빔이 형성되도록 한다(c).
폭방향으로 인접 배치된 복수의 중공벽체구체(30)의 하부 연결공간부(38)에 각각 수평 방향으로 수평근을 각각 배근하도록 하고, 중공연결구(32) 및 하부 연결공간부(38)에 콘크리트를 현장타설하여, 복수개의 인접한 중공벽체구체(30) 들의 하부 연결공간부(38)에는 선 공정에서 시공된 말뚝(20)과 일체화를 통하여 하부구조를 응력분산하여 강하게 연결하는 횡강성빔이 형성되도록 한다.
특히, 중공벽체구체(30)가 본체부(31)의 상부면의 폭방향 일단부 또는 양단부에서 각각 길이방향 내측으로 일정거리까지의 부분이 상부로 돌출하여 일체로 상부 측벽부(34)가 형성되도록 하여 본체부(31)의 상부면과 상부 측벽부(34)의 사이에 상부 연결공간부(39)가 형성되는 경우에는, 본 단계에서, 현장 타설 콘크리트(50)에 의하여 상부 연결공간부(39)에는 다수의 하이브리드 복합성거더(10)의 단부지점에 작용되는 큰 구속부모멘트에 대해 효과적으로 저항함과 동시에 상부를 완전구조체로 연결하는 횡강성빔이 형성되어, 중공벽체구체(30)의 중공연결구(32)에 의하여 상부 연결공간부(39)에 형성되는 횡강성빔과 하부 연결공간부(38)에 형성되는 횡강성빔이 연결되게 된다.
이후, 도 11d에서와 같이, 중공벽체구체(30)의 상부면에 거더거치를 위한 레벨자리면 시공한 후, 하이브리드 복합합성거더(10)를 거치하고 레벨링을 하고(d), 중공벽체구체(30)의 상부에 하이브리드 복합합성거더(10)의 단부 투거더(120)를 조립고정앵커(40)로 고정하도록 한다(e).
중공벽체구체(30)의 상부에 하이브리드 복합합성거더(10)의 단부 투거더(120)를 거치하고 레벨링하도록 하는데, 이때, 조립고정앵커(40)를 미리 설치한 후 하이브리드 복합합성거더(10)를 거치하거나 하이브리드 복합합성거더(10)를 거치하면서 동시에 조립고정앵커(40)를 설치하도록 할 수도 있다.
마지막으로, 도 11e에서와 같이, 하이브리드 복합합성거더(10)의 상부에 콘크리트를 타설하여 상부구조(70)를 시공하고 접속슬래브(80)를 시공하도록 한다(f).
특히, 본 발명에서는 (c) 단계에서, 중공벽체구체(30)의 상부에 일정 깊이로 앵커 설치구(41)를 구성한 후 앵커설치구(41)를 제외한 상부 연결공간부(39) 부분에 콘크리트(50)를 타설하고, 앵커 설치구(41)에 조립고정앵커(40)를 설치한 후, (e) 단계에서, 조립고정앵커(40) 고정 후에 앵커 설치구(41)에 무수축 모르타르를 타설하도록 하도록 할 수 있다.
앵커 설치구(41)는 상부 연결공간부(39)나 중공연결구(32)에 설치될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더 및 이를 이용한 교량 급속시공방법은 일반조인트 또는 일체식 교량형식에 사용되는 강재나 콘크리트를 활용한 복합합성거더 및 이를 이용한 교량 급속시공방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 중앙은 휨모멘트 저항을 위한 하나의 거더 단면과 단부측은 확대강성구조로 확장전이블록과 함께 두 개의 지점을 갖는 단부확장구조로 형성하여 이를 통해서 전단성능을 향상시켜서 교대나 교각 구조체에서 효과적으로 레벨조절과 가조립, 정밀설치가 용이하면서도 교대나 교각과 같은 지점 구조체에 확실한 일체화 구조가 실현하도록 할 수 있는 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 : 하이브리드 복합합성거더
110 : 중앙부 거더
120 : 단부 투거더
121 : 단부 거더
122 : 가로보
130 : 확장전이블록
140 : 하부 콘크리트케이싱
160 : 연결보강재
20 : 말뚝
30 : 중공벽체구체
31 : 본체부
32 : 중공연결구
33 : 하부 측벽부
34 : 상부 측벽부
38 : 하부 연결공간부
39 : 상부 연결공간부

Claims (12)

  1. 상부 플랜지(111), 하부플랜지(112) 및 웨브(113)로 이루어지는 일정 길이의 H형 또는 I형 단면의 강재로 이루어지는 중앙부 거더(110)과;
    상부 플랜지(121a), 하부플랜지(121b) 및 웨브(121c)로 이루어지는 일정 길이의 H형 또는 I형 단면의 강재로 한 쌍이 평행하게 구성되는 일정 길이의 단부 거더(121)과, 한 쌍의 단부 거더(121)를 연결하는 가로보(122)로 이루어져 중앙부 거더(10)의 양단부에 각각 위치하며 교대나 교각 구조체에 거치되는 단부 투거더(120)와;
    중앙부 거더(10)의 단부의 일정 구간과 단부 투거더(120)의 일정 구간을 동시에 감싸는 형상으로 콘크리트로 이루어지되, 길이방향 외측 단부에서 폭방향 중앙부의 일부가 전체 높이방향으로 블록아웃되어 철근 관통부(131)가 형성되는 확장전이블록(130);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    중앙부 거더(110)는 중앙부부재(110a) 및 양측 단부부재(110b)로 분할제작하여 접합하여 형성하는 것을 특징으로 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더.
  3. 청구항 1에 있어서,
    중앙부 거더(110)는 단면 하부의 일부 구간에 일정크기 콘크리트로 하부 콘크리트케이싱(140)이 형성되는 것을 특징으로 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더.
  4. 청구항 3에 있어서,
    하부 콘크리트케이싱(140)의 내부에는 길이방향으로 강봉, 강선, 강연선 중 하나로 이루어지는 긴장재(150)가 구성되는 것을 특징으로 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    확장전이블록(130)의 내부에서 한 쌍의 단부 거더(121)를 직접 연결하거나 단부 거더(121)와 중앙부 거더(110)를 연결하도록 연결보강재(160)가 구성되는 것을 특징으로 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더.
  7. 청구항 6에 있어서,
    연결보강재(160)는 수직한 판 형상으로 이루어져 단부 거더(121)와 중앙부 거더(110)를 연결하는 것을 특징으로 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더.
  8. 청구항 1에 있어서,
    중앙부 거더(110)는 하부 플랜지(112)의 하부면의 각각 양측의 단부 거더(121)의 하부 플랜지(121b)의 상부면에 안착되어 접합되는 것을 특징으로 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더.
  9. 청구항 1에 있어서,
    중앙부 거더(110)는 하부 플랜지(112)의 양측면이 단부 거더(121)의 하부 플랜지(121b)의 측면에 각각 접합되는 것을 특징으로 하는 확장전이블록을 이용하여 단부를 확대강성구조로 형성한 하이브리드 복합합성거더.
  10. (a) 말뚝(20)을 설치하는 단계;
    (b) 일정 크기의 육면체나 원통체 형상으로 수직방향으로 관통하여 복수의 중공연결구(32)가 형성되는 본체부(31)와, 본체부(31)의 하부면의 폭방향 양단부에서 각각 길이방향 내측으로 일정거리까지의 부분이 하부로 돌출하여 일체로 형성되는 하부 측벽부(33)와, 한 쌍의 하부 측벽부(33)의 사이에 형성되는 하부 연결공간부(38)를 포함하여 이루어지는 중공벽체구체(30)를, 말뚝(20)의 상부가 하부 연결공간부(38)에 삽입되도록 폭방향으로 인접하여 설치하는 단계와;
    (c) 중공벽체구체(30)의 중공연결구(32) 및 하부 연결공간부(38)에 콘크리트(50)를 타설하여 하부 연결공간부(38)에는 선 공정에서 시공된 말뚝(20)과 일체화를 통한 하부를 연결하는 횡강성빔이 형성되도록 하는 단계;
    (d) 중공벽체구체(30)의 상부에 청구항 제1항에 기재된 하이브리드 복합합성거더(10)의 단부 투거더(120)를 거치하고 레벨링 하는 단계;
    (e) 중공벽체구체(30)의 상부에 하이브리드 복합합성거더(10)의 단부 투거더(120)를 조립고정앵커(40)로 고정하는 단계;
    (f) 하이브리드 복합합성거더(10)의 상부에 콘크리트를 타설하여 상부구조(70)를 시공하고 접속슬래브(80)를 시공하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 복합합성거더를 이용한 교량 급속시공방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    (c) 단계에서, 중공벽체구체(30)의 상부에 일정 깊이로 앵커 설치구(41)를 구성한 후 앵커설치구(41)를 제외한 부분에 콘크리트(50)를 타설하고, 앵커 설치구(41)에 조립고정앵커(40)를 설치한 후,
    (e) 단계에서, 조립고정앵커(40) 고정 후에 앵커 설치구(41)에 무수축 모르타르를 타설하도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 복합합성거더를 이용한 교량 급속시공방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    (b) 단계에서, 중공벽체구체(30)는 본체부(31)의 상부면의 폭방향 일단부 또는 양단부에서 각각 길이방향 내측으로 일정거리까지의 부분이 상부로 돌출하여 일체로 상부 측벽부(34)가 형성되도록 하여 본체부(31)의 상부면과 상부 측벽부(34)의 사이에 상부 연결공간부(39)가 형성되며,
    (c) 단계에서, 현장 타설 콘크리트(50)에 의하여 상부 연결공간부(39)에는 상부를 완전구조체로 연결하는 횡강성빔이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 복합합성거더를 이용한 교량 급속시공방법.
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