KR102556625B1 - 트러스 보강 강관거더 및 이를 이용한 교량 시공방법 - Google Patents

트러스 보강 강관거더 및 이를 이용한 교량 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 트러스가 보강된 강관거더 및 이의 제작방법에 관한 것을 목적으로 하며, 구체적으로 원형이며 중공의 강관부재; 상기 강관부재의 축방향 내부로 삽입되며, 하나 이상의 연결재가 연속화 구성되는 강관보강부재; 및 상기 강관부재 단부에 형성되어 상기 강관보강부재를 지지하는 마감부재;를 포함한다.

Description

트러스 보강 강관거더 및 이를 이용한 교량 시공방법 {Truss-reinforced steel pipe girder and construction method of bridge using the same.}
본 발명은 트러스가 보강된 강관거더 및 이의 제작방법에 관한 것을 목적으로 한다.
특허발명 001 내지 특허발명 004는 본 발명이 이르게 되는 관련기술의 종래발명을 제시한다.
특허문헌 001은 콘크리트 충전강관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강봉으로 휨 내력이 보강된 콘크리트 충전강관 거더 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, 강관, 강관의 양단부 내면에 고정되는 격벽판, 격벽판 사이에 고정되는 강봉 및 격벽판 사이의 강관 내부에 채워지는 콘크리트를 포함하는 것을 특징으로 하는 강봉으로 휨 내력이 보강된 콘크리트 충전강관 거더가 제공된다. 본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따르면, 강관을 준비하는 단계, 강관의 양단부에 각각 격벽판을 용접하는 단계, 격벽판 사이에 강봉을 배치하고 격벽판과 강봉을 용접하는 단계 및 강관 내부에 콘크리트를 충전하고 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강봉으로 휨 내력이 보강된 콘크리트 충전강관 거더의 제조방법이 제공된다. 본 발명에 따르면 강관의 내부에 격벽판을 설치하고 강봉을 격벽판에 직접 용접 고정한 후 콘크리트를 타설함으로써 콘크리트로 충전된 강관의 휨 내력을 증진시킬 수 있다.
특허문헌 002는 프리스트레스가 도입되는 콘크리트 충전 원형강관 및 이를 거더로 이용하는 교량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트 충전 원형강관을 휨부재로 사용할 수 있도록 프리스트레스를 도입하되 프리스트레스 도입위치를 정확히 고정할 수 있는 스페이서를 이용하는 프리스트레스가 도입되는 콘크리트 충전 원형강관 및 이를 거더로 이용하는 교량에 관한 것이다. 본 발명의 적절한 실시형태에 따른 프리스트레스가 도입되는 콘크리트 충전 원형강관은 중공을 갖는 원형 강관; 원형 강관의 중공에 매립되는 비부착 긴장재; 비부착 긴장재의 길이방향으로 일정 간격을 두고 비부착 긴장재의 위치를 고정하는 복수의 스페이서; 원형 강관에 충전되는 콘크리트;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
특허문헌 003에 따른 프리스트레스가 도입된 콘크리트 부분 충전 원형강관 거더 및 이를 이용한 구조물의 시공방법은, 일단에 정착블록부가 형성되어 있고, 그 타단에는 고정블록부가 형성되어 있는 제1강관과, 제1강관에 연속적으로 접합되는 제2강관과, 제2강관에 연속적으로 접합되며, 그 일단에는 고정블록부가 형성되어 있고, 그 타단에는 정착블록부가 형성되어 있는 제3강관으로 구성된 것을 특징으로 한다. 한편, 본 발명에 따른 프리스트레스가 도입된 콘크리트 부분 충전 원형강관 거더 및 이를 이용한 구조물의 시공방법은 제1강관, 제2강관 및 제3강관을 순차적으로 길이방향으로 접합시킨 이후 그 내부에 PC강선을 통과시켜 긴장함으로써 제1강관, 제2강관 및 제3강관에 일체적으로 프리스트레스가 도입되는 것을 특징으로 하는 것이다.
특허문헌 004는 교량이나 도로 변에 독립적으로 시공되는 지주식 인도교에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강관 거더의 내측 하부에 강관 거더의 길이방향을 따라 형성된 한 쌍의 수직지지대를 형성하고, 상기 수직지지대의 상측에는 강관 거더의 길이방향을 따라 상기 수직지지대에 연결된 하중저항판을 형성하며, 상기 하중저항판의 양측 상부에 는 강관 거더의 내면에 고정 형성된 저항부재를 형성하고, 상기 하중저항판의 상부에는 선단이 강관 거더의 내측선단에 고정되도록 한 수직빔을 갖는 반력보정체를 강관 거더의 길이방향을 따라 일정간격으로 연속 형성함에 따라, 강관 거더에 작용하는 하중을 강관 거더 전체로 확산 및 분산시켜 더욱 효율적인 하중 지지력을 갖도록 하고, 강관 거더에 작용하는 수직 방향으로의 하중으로부터 강관 거더에 상향의 하중 반발력이 유도되도록 하여 더욱 뛰어난 하중 저항력이 유발되도록 하는 것이며, 필요에 따라 반력보정체를 회전시켜 지지력 보강 및 강관 거더의 압축 변형이 방지되게 하므로 인도교 전체에 대한 높은 수준의 구조적 안정성이 보장되도록 하는 것은 물론 고품질의 시공 상태가 지속적으로 유지되도록 하는 동시에 인도교의 사용 수명 연장을 크게 연장시킬 수 있는 것이다.
KR 10-2010-0063532 A (공개일자 2010년6월11일) KR 10-1585835 B1 (등록일자 2016년01월14일) KR 10-2018-0069554 A (공개일자 2018년6월25일) KR 10-2332409 B1 (등록일자 2021년11월24일)
본 발명은 트러스가 보강된 강관거더 및 이의 제작방법에 관한 것을 목적으로 한다.
본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 구체적으로 원형이며 중공의 강관부재; 상기 강관부재의 축방향 내부로 삽입되며, 하나 이상의 연결재가 연속화 구성되는 강관보강부재; 및 상기 강관부재 단부에 형성되어 상기 강관보강부재를 지지하는 마감부재;를 포함한다.
본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 연결재의 단부에는 상기 연결재를 연속화 시키는 링크부;가 형성되고, 상기 링크부와 힌지결합을 위한 핀홀;이 형성된 것을 포함한다.
본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 링크부는 수평방향 형성되어 상기 강관부재의 내면에 지지되는 지지판; 및 상기 지지판 상면에서 수직방향 형성되어 상기 연결재와 체결되는 체결판;으로 형성된 것을 포함한다.
본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 링크부는 상기 강관부재의 축방향 길이에 대응되게 형성되는 것을 포함한다.
본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서,상기 마감부재는 상기 강관보강부재를 가압 구속시키는 것을 포함한다.
본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 마감부재는 상기 강관부재의 일단에 위치하는 키형마감부재;와 상기 강관부재의 타단에 위치하는 홀형마감부재;로 형성되는 것을 포함한다.
본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 강관보강부재는 상기 강관부재 내부에 비부착 형성된 것을 포함한다.
본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 강관부재 내면에는 상측에 축방향 설치되는 상부가이드바; 및 상기 강관부재 내면의 하측에 축방향 설치되는 하부가이드바;를 포함한다.
본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 강관부재는 일단의 직경이 타단의 직경보다 큰 변단면 강관인 것을 포함한다.
본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 강관부재는 중앙부 내측에 형성되는 중앙보강부를 포함한다.
본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 구체적으로, 앞에서 제시한 발명의 트러스 보강 강관거더의 제작 방법에 있어서, 중공의 강관부재를 준비하는 단계(S1); 및 하나 이상의 연속화된 연결재를 결합하여 강관보강부재를 형성하는 단계(S2); 및 상기 강관부재의 일단으로부터 상기 강관보강부재를 삽입하는 단계(S3); 및 상기 강관부재에 삽입된 강관보강부재의 일단부를 상기 강관부재의 타단 단부에 지지시키는 단계(S4); 및 지지된 상기 강관보강부재를 가압하여 기립시키는 단계(S5); 및 기립된 상기 강관보강부재를 상기 강관부재 상측내면에 지지시키는 단계(S6); 및 상기 강관보강부재의 타단부를 상기 강관부재의 일단 단부에 지지시키는 단계(S7);를 포함한다.
본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 구체적으로, 앞에서 제시한 발명의 트러스 보강 강관거더의 시공 방법에 있어서, 트러스 보강 강관거더를 현장으로 운반하는 단계(S1); 및 상기 현장에 이송된 트러스 보강 강관거더를 크레인으로 인상하여 교대(교각)에 안착시키는 단계(S2); 안착된 복수개의 상기 트러스 보강 강관거더를 연결하는 단계(S3); 및 상기 강관거더 연결단계 이후 거더 상부에 슬래브를 형성하는 단계(S4); 및 형성된 슬래브 상부를 마감하여 교량을 형성하는 단계(S5);를 포함한다.
본 발명의 트러스 보강 강관거더를 활용하는 것으로 휨강성을 강화, 강관거더의 처짐을 방지할 수 있고, 종래의 내부보강 강관거더보다 보강재 형성 및 이를 통한 거더의 제작이 간단하여, 경제적, 시간적 효율성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 트러스 보강 강관거더가 적용된 교량.
도 2는 본 발명의 트러스 보강 강관거더의 제작 형상을 나타낸 단면도.
도 3 및 4는 본 발명의 트러스 보강 강관거더의 실시예.
도 5는 본 발명의 트러스 보강 강관거더의 다른 실시예.
도 6은 본 발명의 트러스 보강 강관거더 마감부재의 단면도 및 측면도.
도 7은 본 발명의 트러스 보강 강관거더의 실시예.
도 8은 본 발명 트러스보강 강관거더교량 시공방법의 순서도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다.
[실시예 1-1] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 구체적으로 원형이며 중공의 강관부재(100); 상기 강관부재의 축방향 내부로 삽입되며, 하나 이상의 연결재(210)가 연속화 구성되는 강관보강부재(200); 및 상기 강관부재(100) 단부에 형성되어 상기 강관보강부재를 지지하는 마감부재(300);를 포함한다.
본 발명은 교량 구조물(Bridge Structure) 중 거더(Girder)에 관한 것이며, 구체적으로 트러스 보강 강관거더(10)에 대한 것이다. 통상의 교량(Br.) 구조물은 하천 또는 협곡을 가로질러 구축되는 구조물로서 상부구조물과 하부구조물로 나뉜다. 교량구조물의 상부구조물에 해당하는 거더(G)는 대표적으로 콘크리트 거더 및 강재거더, 강합성 거더와 같은 형식으로 주로 활용된다. 거더(G)는 교량의 상부구조물로서 거더 상면에 형성되는 슬래브(S, Slab)를 지지하고, 아래로 형성되는 교각 및 교대인 하부구조물에 거치되어 활하중 및 고정하중을 하부구조물로 안정적으로 전달하는 역할을 수행한다. 통상 강재를 활용한 거더(G)는 콘크리트 거더와는 달리 기본적으로 박판을 보강하여 구조체를 형성함으로서 와력에 저항하는 구조물이므로 형식, 보강방법등에 따라 구조물의 거동이 다양하게 구현될 수 있다. 또한 콘크리트 거더에 비해 제작기간 및 시공(경량)에 있어 훨씬 유리한 특성이 있어, 급속 시공, 공용중 교차로 구간 시공 등 다양한 목적으로 현장에 널리 이용되고 있다. 강재를 활용한 거더는 강관, 강박스, 트러스 등의 형태로 제작되어 강재의 휨에 따른 변형을 최소화 하는 형상으로 발전되어 왔다. 이 중 강관거더(10)는 통상 원형의 강관으로 제작되어 타 강재거더 대비 제작 시 활용되는 부재의 수를 최소화 할 수 있어 부재간 용접량을 적게 실시할 수 있고, 형상한정에 따른 응력집중 및 좌굴등의 영향이 가장 적은 강재류의 거더(G)의 형상이라 할 수 있다. 본 발명에서는 내부에 트러스 구조가 보강된 강관거더(10)를 활용하여 거더의 휨저항 성능을 향상시키고, 거더 전체의 중앙부, 지점부등 그 적용을 다양하게 할 수 있는 교량구조물을 구현하고자 한다. 이에 따라 실시예 1-1에 있어서, 원형의 중공 강관부재에 하나 이상의 연결재가 연속화 구성된 강관보강부재를 삽입하고, 상기 강관보강부재의 일단 및 타단을 지지하는 역할을 하는 마감부재로 상기 강관부재의 단부를 마감하는 것으로 트러스 보강 강관거더(10)를 형성할 수 있다. 상기 마감부재는 강관부재 단면 전체를 커버할 수도 있고, 단순히 강관보강부재의 지지만을 위한 목적으로 최소한의 결합 형상으로 적용될 수 있다.
[실시예 2-1] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 연결재(210)의 단부에는 상기 연결재를 연속화 시키는 링크부(220);가 형성되고, 상기 링크부(220)와 힌지결합을 위한 핀홀(211);이 형성된 것을 포함한다.
[실시예 2-2] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 연결재(210)는 상기 링크부(220)와 핀 체결에 의해 회동가능하게 결합;되는 것을 포함한다.
[실시예 2-3] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 연결재(210)는 강재로서 강관 또는 판재 또는 각재형상인 것을 포함한다.
[실시예 2-4] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 강관보강부재(200)는 강관부재 상측 및 하측을 직접 지지하는 복수개의 제1연결재(210a) 및 상기 제1연결재의 일측 및 이웃하는 제1연결재의 타측에 직접 연결되어 회동되는 복수개의 제2연결재(210b)를 포함한다.
본 발명(실시예 2-1 내지 2-4)은 강관보강부재의 세부구성을 구체화한다. 상기 강관보강부재는 통상의 핀-홀(Pin-Hole) 결합의 절점부를 형성하는 복수개의 링크부와 연결재의 결합으로 형성되는데 최종적으로 강관부재에 삽입된 후 강관부재의 상측 및 하측 내면에 상기 링크부가 지지되는 것으로 안정적인 트러스 형상의 구조가 형성될 수 있어 강관부재의 보강재로서 역할을 효과적으로 수행한다.
상기 강관보강부재는 공용 중 강관거더(10)의 상기 강관부재 내부에서 외력에 의한 진동등 변형에 거동할 수 있도록 통상의 핀-홀 결합으로 형성될 수 있고, 리벳, 용접등 링크부를 형성하기 위한 다양한 연결방식을 적용할 수 있다. 이를 위해 연결재의 단부에는 상기 링크부와 힌지결합(Pin-Hole)을 위해 핀이 삽입되는 홀(핀홀)을 형성한다. 핀홀이 형성된 연결재 및 링크부가 핀으로 결합됨으로서 허용 범위 내에서 연결재 및 링크부는 회동이 가능하게 결합될 수 있다. 상기 연결재는 상기 강관부재 내부에서 안정적으로 강관부재를 보강하기 위해 그 형상을 한정할 수 있는데, 강재로서 ‘L형’, ‘T형’, ‘ㄷ형’ ‘O형’의 각재(Angle) 와 강관(Hollow), 강봉(Solid), 판재(Plate)등 경제성 및 시공성을 고려하여 그 형상을 정할 수 있고, 휨, 비틀림등 저항에 효과적이기 위해서는 바람직하게 강관 형상의 연결재가 적용되는 것이 바람직하다.
상기 연결재는 상기 강관보강부재를 형성하기 위해 다른 실시예로 구현될 수 있는데, 강관부재의 상측 및 하측을 직접 지지하는 형태로 복수개의 제1연결재가 구비되고, 상기 제1연결재의 일측에 일단이 결합되고 상기 제1연결재와 이웃한 위치에 형성된 제1연결재의 타측에 타단이 연결되는 제2연결재의 결합구조로 강관보강부재를 형성할 수 있다. 상기 실시예를 통해 별도의 링크부재를 형성할 필요가 없고, 체결부재의 개수를 줄일 수 있어 원가절감을 통한 경제성 효과를 기대할 수 있다. 상기 강관보강부재는 강관부재 외부에서 하나 이상의 제1연결재와 복수개의 제2연결재를 직접 결합하여 제작한 후 상기 강관부재의 일단으로부터 내부로 삽입시키고, 강관부재 타단부에 지지시킨 후 연결재의 기립을 통해 상기 제1연결재 및 상기 제2연결재가 상하 지그재그(ZigZag)형상으로 형성되어 상기 제1연결재가 강관부재 내부 상측 및 하측에 지지되어 강관부재를 보강한다.
[실시예 3-1] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 링크부(220)는 수평방향 형성되어 상기 강관부재(100)의 내면에 지지되는 지지판(221); 및 상기 지지판 상면에서 수직방향 형성되어 상기 연결재(210)와 체결되는 체결판(222);으로 형성된 것을 포함한다.
[실시예 3-2] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 지지판(221)은 곡률형성되는 것을 포함한다.
[실시예 3-3] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 3-2에 있어서, 상기 지지판(221)은 상기 강관부재(100) 내면의 곡률보다 작은 곡률로 형성되는 것을 포함한다.
[실시예 3-4] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 강관부재(100) 내면에 지지되는 지지판(221) 외면에는 마찰재가 형성되는 것을 포함한다.
본 발명(실시예 3-1 내지 3-4)은 강관보강부재의 링크부 구성을 구체화한다. 상기 링크부는 트러스 구조에서 연결재를 통해 전달되는 하중을 지지하고, 이웃하는 부재에 전달하는 역할을 수행한다. 이를 위해 상기 링크부는 수평방향 형성되어 상기 강관부재의 내면에 지지되는 지지판과 상기 지지판 상면에서 수직방향 형성되어 상기 연결재와 체결되는 체결판으로 형성될 수 있다. 상기 링크부는 통상 판재형 플랜지로 형성되는 것이 바람직하나, 곡률형성된 강관 내부에 적용되어 강관 내면을 지지하는 효과를 극대화(면지지효과) 하기 위해 상기 링크부의 지지판을 곡률 형성할 수 있다. 상기 곡률은 강관부재 내면의 곡률에 맞게 형성할 수 있고, 통상 강관부재 내면의 곡률보다 작게 형성하는 것으로 면지지성능을 향상시킬 수 있다. 상기와 같이 곡률에 맞게 형성 시 강관부재 내부 곡률과 지지판의 곡률이 동일하여 상호간 간격이 발생하게 되며, 상기 간격은 강관거더(10) 운용 중 발생되는 휨에 탄성저항하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 지지판은 상기 강관부재 내면에 결합없이 지지되는 것으로 상시 거동에 의해 강관부재와 마찰이 발생할 수 있다. 이는 곧 마모로 연결되어 구조부재의 손상을 가져올 수 있다. 따라서 상기 강관부재 내부에 지지되는 상기 지지판 외면에는 마찰재가 형성될 수 있다. 구체적으로 상기 마찰재는 DU드라이베어링(Dry Bearing)이 적용될 수 있는데, DU드라이베어링은 윤활성과 내마모성이 뛰어난 테프론과 납혼합물을 고체 윤활제로 사용한 복층구조의 건식윤활베어링으로서 낮은 마찰계수로 강관보강부재의 삽입을 원활히 수행하고 상시 트러스 보강 강관거더(10)의 거동에 따른 강관보강부재의 강관부재 내부에서의 거동을 저마찰 거동환경하에서 구현함으로서 거더의 수명향상을 도모할 수 있다.
[실시예 4-1] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 링크부(220)는 상기 강관부재(100)의 축방향 길이에 대응되게 형성되는 것을 포함한다.
[실시예 4-2] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 링크부(220)는 하나 이상의 상기 연결재(210)의 일단을 연결하며, 상기 강관부재(100) 내면 상측에 위치되는 상부링크부;와 하나 이상의 상기 연결재의 타단을 연결하며, 상기 강관부재 내면 하측에 위치되는 하부링크부;로 구성되는 것을 포함한다.
본 발명(실시예 4-1 내지 4-2)은 강관보강부재의 링크부의 다른 실시예 구성을 구체화한다. 상기 링크부는 상기 연결재와의 결합을 위해 다양한 형상으로 적용될 수 있으며, 본 실시예에서는 강관부재 길이에 대응되는 형상으로 적용하여 하나 이상의 연결재들이 상기 링크부에 결합되도록 형성될 수 있다. 구체적으로 강관부재 내부 상측에 강관부재의 길이에 맞게 형성된 상부링크부와 강관부재 내부 하측에 강관부재의 길이에 맞게 형성된 하부링크부가 형성되고, 상기 상부링크부 및 하부링크부 사이에 복수개의 연결재가 트러스 형상으로 배치 적용함으로서 손쉽게 트러스 보강 강관거더(10)를 형성할 수 있다. 상기의 강관보강부재는 그 형성을 강관 외부에서 완료 후 강관부재 내부로 삽입하는 것으로 작업이 용이한 측면이 있으며, 강관부재 내부에 설치 후 상기 마감부재를 활용해 지지될 수 있고, 강관부재 내부에서 강관부재와 결합 및 기립상태 유지를 위해 리브, 브레이싱 등 별도의 지지장치가 필요할 수 있다.
[실시예 5-1] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 마감부재(300)는 상기 강관보강부재(200)를 가압 구속시키는 것을 포함한다.
[실시예 5-2] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 마감부재(300)에는 상기 강관보강부재(200)를 탄성지지하기 위한 탄성재;가 형성되는 것을 포함한다.
[실시예 5-3] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 5-2에 있어서, 상기 탄성재는 고장력 스프링인 것을 포함한다.
본 발명(실시예 5-1 내지 5-3)은 마감부재의 내측구성을 구체화한다. 상기 마감부재는 상기 강관부재 단부에 형성되어 강관보강부재의 단부를 가압 구속할 수 있다. 상기 마감부재는 강관거더(10)의 공용중 상황에서 상기 강관보강부재의 거동을 일부 수용해야 하는 것으로 강관보강부재를 탄성지지하기 위해 탄성재를 형성할 수 있다. 상기 탄성재는 통상의 스프링 형상일 수 있고, 구체적으로는 고장력 스프링으로 형성될 수 있다.
[실시예 6-1] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 마감부재(300)는 상기 강관부재(100)의 일단에 위치하는 키형마감부재(300A);와 상기 강관부재(100)의 타단에 위치하는 홀형마감부재(300B);로 형성되는 것을 포함한다.
[실시예 6-2] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 6-1에 있어서, 상기 강관부재(100)는 이웃하는 강관부재와 상기 키형마감부재(300A) 및 상기 홀형마감부재(300B)의 결합으로 연속화 되는 것을 포함한다.
[실시예 6-3] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 6-2에 있어서, 상기 강관부재(100)의 연결은 상기 키형마감부재(300A)가 상기 홀형마감부재(300B)에 삽입되는 것으로만 형성되는 것을 포함한다.
[실시예 6-4] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 6-2에 있어서, 상기 강관부재(100)는 상기 키형마감부재(300A) 및 상기 홀형마감부재(300B) 결합 후 상기 강관부재(100)의 용접에 의해 연속화 되는 것을 포함한다.
[실시예 6-5] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 6-1에 있어서, 상기 키형마감부재(300A)는 하나 이상의 돌부;로 형성되고, 상기 홀형 마감부재는 하나 이상의 홀;로 형성되는 것을 포함한다.
[실시예 6-6] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 6-5에 있어서, 상기 홀의 단면적은 상기 돌부의 단면적보다 크게 형성되는 것을 포함한다.
본 발명(실시예 6-1 내지 6-6)은 마감부재의 외측구성을 구체화한다. 상기 강관거더(10)는 공장에서 제작되어 현장으로 이송 후 현장여건에 맞게 복수개의 강관거더를 연결하여 적용할 수 있다. 이를 위해 상기 마감부재는 상기 강관부재의 일단에 키형마감부재와 타단에 홀형마감부재를 형성할 수 있다. 상기 강관거더(10)를 연속화 시키기 위해 강관거더의 상기 키형마감부재를 이웃하는 강관거더(10)의 상기 홀형마감부재에 삽입하는 것만으로 연속화 시킬 수 있고, 최종적으로 강관부재간 맞닿는 단부 외경을 용접하는 것으로 연속화 할 수 있다. 구체적으로 상기 키형마감부재 및 상기 홀형마감부재는 하나 이상의 돌부 및 홀로 형성되고, 상호 삽입에 의해 강관 거더의 분절부에 발생할 수 있는 전단력에 저항하며, 연속화된 거더로서의 기능을 안정적으로 수행할 수 있다. 또한, 상기 강관거더(10)의 연결 시 작업성 향상을 위해 상기 홀의 단면적은 상기 돌부의 단면적보다 크게 형성할 수 있고, 원형의 강관부재 형상을 고려했을 때 상기 홀은 강관의 회전축방향으로 형성되는 등 미세조정이 가능하도록 방향성을 가지는 형상으로 적용하는 것이 바람직하다.
[실시예 7-1] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 강관보강부재(200)는 상기 강관부재(100) 내부에 비부착 형성된 것을 포함한다.
[실시예 7-2] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 7-1에 있어서, 상기 강관보강부재는 상기 강관부재(100)에 삽입되고, 상기 강관부재에 지지된 후, 기립되어 상기 강관부재(100)의 내측을 가압하는 것으로 상기 강관부재를 보강하는 것을 포함한다.
[실시예 7-3] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 7-1에 있어서, 상기 강관보강부재(200)는 상기 강관부재(100)에 복수 개 삽입되는 것을 포함한다.
본 발명(실시예 7-1 내지 7-3)은 강관보강부재의 구조를 구체화한다. 상기 강관보강부재는 상기 강관부재 내부에 비부착 상태로 형성된다. 따라서 상기 강관거더(10)의 휨거동 발생 시 강관부재 내부에서 연결재와 링크부의 힌지거동에 따른 변형을 일부수용하며 강관거더를 안정적으로 보강한다. 이러한 기능을 위해 상기 강관보강부재는 강관부재 외부에서 하나 이상의 연결재와 복수개의 링크부를 결합하여 제작한 후 상기 강관부재의 일단으로부터 내부로 삽입시키고, 강관부재 타단부에 지지시킨 후 연결재의 기립을 통해 상하 지그재그(ZigZag)형상으로 강관부재 내부에 지지되어 강관부재를 보강한다. 상기 강관보강부재는 대구경강관이 적용되는 현장 등 여건에 따라 복수개를 강관부재에 삽입하여 그 보강성능을 향상시킬 수 있다.
[실시예 8-1] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 강관부재(100) 내면에는 상측에 축방향 설치되는 상부가이드바(110); 및 상기 강관부재 내면의 하측에 축방향 설치되는 하부가이드바(120);를 포함한다.
[실시예 8-2] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 8-1에 있어서, 상기 상부가이드바(110) 및 상기 하부가이드바(120)는 각각 상기 강관부재(100) 축방향 내면에 하나 이상 설치되는 것을 포함한다.
[실시예 8-3] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 8-1에 있어서, 상기 강관보강부재(200)는 상기 상부가이드바(110) 및 하부가이드바(120)에 안내되어 상기 강관부재(100)의 내면에 삽입되는 것을 포함한다.
[실시예 8-4] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 8-1에 있어서, 상기 강관보강부재(200)는 상기 하부가이드바(120)에 안내되어 상기 강관부재(100)에 삽입되고, 일단이 상기 강관부재의 단부에 지지되고, 기립되어 상기 상부가이드바(110)에 지지되는 것을 포함한다.
[실시예 8-5] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 8-1에 있어서, 상기 상부가이드바(110) 및 하부가이드바(120)의 외면에는 마찰재가 형성되는 것을 포함한다.
본 발명(실시예 8-1 내지 8-5)은 강관부재 내부에 강관보강부재의 결합구조를 구체화한다. 상기 강관보강부재를 상기 강관부재에 안정적이고 손쉽게 삽입시키기 위해 상기 강관부재 내면에는 상측에 축방향 설치되는 상부가이드바; 및 상기 강관부재(100) 내면의 하측에 축방향 설치되는 하부가이드바;를 포함할 수 있다. 따라서 상기 강관보강부재의 링크부가 상기 강관부재 내부에 레일형상으로 형성된 상부가이드바 및 하부가이드바를 따라서 상기 강관부재(100) 내부로 손쉽게 삽입될 수 있다. 상기 상부가이드바 및 상기 하부가이드바는 바(Bar)형상의 강봉을 강관부재 축방향 길이에 맞게 강관 내부에 형성하는 것으로 구현될 수 있고, 상기 강관보강부재의 링크부가 가이드되어 상기 강관부재 내부로 안정적으로 이송될 수 있는 형상이면 어떠한 형상이든 가능하다. 상기 강관보강부재는 상기 하부가이드바에 안내되어 상기 강관부재에 삽입되고, 일단이 상기 강관부재의 단부에 지지되고, 기립되어 상기 상부가이드바에 지지되며, 상기 상부가이드바 및 하부가이드바의 외면에 마찰재를 형성하여 상기 강관보강부재의 삽입을 도모하고, 공용중 거동에 따른 마모, 마멸등의 상황을 방지할 수 있다. 상기 마찰재는 DU드라이베어링(Dry Bearing)이 적용될 수 있고, DU드라이 베어링은 윤활성과 내마모성이 뛰어난 테프론과 납혼합물을 고체 윤활제로 사용한 복층구조의 건식윤활베어링으로서 낮은 마찰계수로 강관보강부재의 삽입을 원활히 수행하고 상시 트러스 보강 강관거더(10)의 거동에 따른 강관보강부재의 강관부재 내부에서의 거동을 저마찰 거동환경하에서 구현함으로서 거더의 수명향상을 도모할 수 있다.
[실시예 9-1] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 강관부재(100)는 일단의 직경이 타단의 직경보다 큰 변단면 강관인 것을 포함한다.
본 발명(실시예 9-1)은 강관부재의 형상을 구체화한다. 상기 강관부재는 거더를형성함에 있어서, 지점부 및 중앙부에 선택적으로 적용될 수 있고, 한정된 위치에 적용됨을 고려하여 콘 형상의 변단면 강관으로 형성될 수 있다. 예를들어 지점부에 상기 트러스 보강 강관거더(10) 적용 시 단부로 갈수록 점진적으로 확대되는 변단면 강관을 적용할 경우 지점부에 발생되는 부모멘트의 크기를 효과적으로 줄일 수 있게 되는 것이다.
[실시예 10-1] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 강관부재(100)는 중앙부 내측에 형성되는 중앙보강부(400)를 포함한다.
[실시예 10-2] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 10-1에 있어서, 상기 중앙보강부는 강관부재(100)는 중앙부 내측에 형성되는 중앙제1보강부(410); 및 상기 중앙제1보강부를 중심으로 교축방향 양측으로 확장된 형상으로 보강구조를 형성하는 중앙제2보강부(420); 를 포함한다.
[실시예 10-3] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 10-2에 있어서, 상기 중앙제1보강부는 강관부재 내부에 형성되는 다이아프램;인 것을 포함한다.
[실시예 10-4] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 실시예 10-2에 있어서, 상기 중앙제2보강부(420)는 콘크리트 충진으로 형성된 것;을 포함한다.
본 발명(실시예 10-1 내지 10-4)은 강관부재에 형성되는 중앙보강부구성을 구체화한다. 상기 강관부재를 활용하여 트러스 보강 강관거더를 형성함에 있어서, 거더는 지점부 및 중앙부에 선택적으로 적용될 수 있다. 상기 트러스 보강 강관거더의 중앙부가 교각의 상단에 안착되는 경우 거더에 발생되는 부모멘트의 크기를 줄이기 위해 거더 내부 중앙에 중앙보강부를 형성할 수 있다. 이는 보강되는 강관보강부재와 병행하여 설치되는 것으로 중앙보강부를 중심으로 상기 강관부재 양측에 강관보강부재를 설치하게 되는 것이다. 상기 중앙보강부는 보강구조의 신뢰성을 향상시키기 위해 중앙제1보강부와 상기 중앙제1보강부를 중심으로 교축방향 양측으로 확장된 형상으로 보강구조를 형성하는 중앙제2보강부; 로 구현될 수 있다. 이는 지점부 부모멘트의 크기에 따른 중앙부 보강영역을 형성하기 위한 것으로 중앙제1보강부는 통상의 강재부재에 적용되는 다이아프램(Diaphram)이거나, 강재리브구조일 수 있다. 상기 중앙제2보강부는 상기 중앙제1보강부 양측주변에 통상 대칭으로형성되어 상기 중앙제1보강부의 확장된 형태로 형성되며, 통상의 리브형태로 형성될 수 있고, 콘크리트 충진등의 형태로 복합재료로서 형성될 수 있다. 이를 통해 거더 중앙부에 발생되는 부모멘트의 크기를 효과적으로 줄일 수 있게 되는 것이다.
[실시예 11-1] 본 발명은 트러스 보강 강관거더에 대한 발명이며, 구체적으로, 실시예 1-1의 트러스 보강 강관거더의 제작 방법에 있어서, 중공의 강관부재(100)를 준비하는 단계(S1); 및 하나 이상의 연속화된 연결재를 결합하여 강관보강부재를 형성하는 단계(S2); 및 상기 강관부재의 일단으로부터 상기 강관보강부재(200)를 삽입하는 단계(S3); 및 상기 강관부재(100)에 삽입된 강관보강부재의 일단부를 상기 강관부재(100)의 타단 단부에 지지시키는 단계(S4); 및 지지된 상기 강관보강부재(200)를 가압하여 기립시키는 단계(S5); 및 기립된 상기 강관보강부재를 상기 강관부재(100) 상측내면에 지지시키는 단계(S6); 및 상기 강관보강부재의 타단부를 상기 강관부재의 일단 단부에 지지시키는 단계(S7);를 포함한다.
[실시예 11-2] 본 발명은 트러스 보강 강관거더의 제작방법에 대한 발명이며, 실시예 11-1에 있어서, 상기 강관보강부재(200)를 상기 강관부재(100)의 단부에 지지시키는 단계(S4, S7)에서는 각 단부에 마감부재(300)를 형성하는 것으로 상기 강관보강부재를 지지하는 것을 포함한다.
본 발명(실시예 11-1 내지 11-2)은 트러스 보강 강관거더의 제작방법을 구체화 한다. 강관부재의 형상을 구체화한다. 상기의 트러스 보강 강관거더(10)를 제작하기 위해 중공의 강관부재를 준비하고(S1); 하나 이상의 연결재와 상기 연결재를 연속화 결합하여 강관보강부재를 형성하는 단계(S2); 이후 상기 강관부재(100)의 일단으로부터 상기 강관보강부재를 삽입하는 단계(S3);를 수행하고, 상기 강관부재에 삽입된 강관보강부재의 일단부를 상기 강관부재의 타단 단부에 지지시키는 단계(S4); 및 지지된 상기 강관보강부재를 가압하여 기립시키는 단계(S5);와 기립된 상기 강관보강부재를 상기 강관부재 상측 내면에 지지시키는 단계(S6); 및 상기 강관보강부재의 타단부를 상기 강관부재의 일단 단부에 지지시키는 단계(S7);를 통해 트러스 보강 강관거더(10)를 제작할 수 있다. 여기에서 상기 강관보강부재를 상기 강관부재의 단부에 지지시키는 단계(S4, S7)에서는 각 단부에 마감부재를 형성하는 것으로 상기 강관보강부재를 지지하여 트러스 보강 강관거더(10)의 제작을 완성할 수 있다.
[실시예 12-1] 본 발명은 트러스보강 강관거더교량 시공방법에 대한 것이며, 구체적으로 복수의 강관부재를 축방향으로 연결하여 한나의 원통형 거더를 형성하는 거더형성단계(S100); 상기 거더형성단계 후, 복수의 거더를 교대 또는 교각에 안착하는 안착단계(S200); 상기 안착단계 후 또는 거더형성단계 전, 강관내부에 강관보강부재를 삽입하는 삽입단계(S300); 상기 삽입단계 후, 원통형거더 양단을 마감부재로 마감하는 단부마감단계(S500);를 포함하는 단계로 이루어진다.
[실시예 12-2] 본 발명은 트러스보강 강관거더교량 시공방법에 대한 것이며, 실시예 12-1에 있어서, 상기 삽입단계 후, 강관보강부재에 압축응력을 부여하는 가중단계(S310);를 포함한다.
[실시예 12-3] 본 발명은 트러스보강 강관거더교량 시공방법에 대한 것이며, 실시예 12-1에 있어서, 상기 삽입단계 후, 강관내부 및 강관보강부재를 결합하는 결합단계(S420);를 포함한다.
[실시예 12-4] 본 발명은 트러스보강 강관거더교량 시공방법에 대한 것이며, 실시예 12-1에 있어서, 상기 단부마감단계 후, 거더상부에 슬래브를 형성하는 슬래브단계(S910); 상기 슬래브단계 후, 슬래브 상부를 마감하여 교량을 형성하는 교량형성단계(S920);를 포함한다.
본 발명(실시예 12-1 내지 12-4)은 트러스보강 강관거더를 이용한 교량의 시공방법을 제시하고 있다.
원통형거더는 교대 및/또는 교각에 고정되며, 복수의 원통형 거더 상부에 슬래브와 마감처리하여 교량을 형성한다. 원통형 거더의 강도를 높이고자, 거더 내부에 강관보강부재를 삽입하며, 상기 강관보강부재는 트러스형태를 취하고 있다.
각각의 트러스부재는 강관내부에 하중을 부여하므로 압축응력을 가지게 되며, 트러스부재는 상호 연결되므로, 거더의 강성을 높이는 효과를 가진다.
강관보강부재를 삽입하는 과정은 원통형거더를 제작하는 과정에서 부여하거나 또는 현장에서 교대 또는 교각에 설치된 이후에 부여될 수 있다. 또한 강관보강부재의 위치에 따라 응력을 차등으로 부여할 수 있다.
Br. : 교량 G : 거더
S : 슬래브 10 : 강관거더
100 : 강관부재 110 : 상부가이드바
120 : 하부가이드바
200 : 강관보강부재 210 : 연결재
210a : 제1연결재 210b : 제2연결재
211 : 핀홀 220 : 링크부
221 : 지지판 222 : 체결판
300 : 마감부재
300A : 키형마감부재 300B : 홀형마감부재
400 : 중앙보강부
410 : 중앙제1보강부 420 : 중앙제2보강부

Claims (12)

  1. 원형이며 중공의 강관부재(100); 상기 강관부재의 축방향 내부로 삽입되며, 하나 이상의 연결재(210)가 연속화 구성되는 강관보강부재(200); 상기 강관부재(100) 단부에 형성되어 상기 강관보강부재를 지지하는 마감부재(300);를 포함하는 트러스보강 강관거더에 있어서,
    상기 연결재(210)의 단부에는 상기 연결재를 연속화 시키는 링크부(220);
    상기 링크부(220)와 힌지결합을 위한 핀홀(211);
    상기 마감부재(300)는 상기 강관부재(100)의 일단에 위치하는 키형마감부재(300A);
    상기 강관부재의 타단에 위치하는 홀형마감부재(300B);
    상기 강관부재(100) 내면에는 상측에 축방향 설치되는 상부가이드바(110);
    상기 강관부재 내면의 하측에 축방향 설치되는 하부가이드바(120);
    를 포함하는 트러스 보강 강관거더.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 링크부(220)는 수평방향 형성되어 상기 강관부재(100)의 내면에 지지되는 지지판(221); 및 상기 지지판 상면에서 수직방향 형성되어 상기 연결재(210)와 체결되는 체결판(222);으로 형성된 것을 포함하는 트러스 보강 강관거더.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 링크부(220)는 상기 강관부재(100)의 축방향 길이에 대응되게 형성되는 것을 포함하는 트러스 보강 강관거더.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 마감부재(300)는 상기 강관보강부재(200)를 가압 구속시키는 것을 포함하는 트러스 보강 강관거더.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 강관보강부재(200)는 상기 강관부재(100) 내부에 비부착 형성된 것을 포함하는 트러스 보강 강관거더.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 강관부재(100)는 일단의 직경이 타단의 직경보다 큰 변단면 강관인 것을 포함하는 트러스 보강 강관거더.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 강관부재(100)는 중앙부 내측에 형성되는 중앙보강부(400)를 포함하는 트러스 보강 강관거더.
  11. 청구항 1의 트러스 보강 강관거더의 제작 방법에 있어서, 중공의 강관부재(100)를 준비하는 단계(S1); 및
    하나 이상의 연속화된 연결재를 결합하여 강관보강부재(200)를 형성하는 단계(S2); 및
    상기 강관부재(100)의 일단으로부터 상기 강관보강부재를 삽입하는 단계(S3); 및
    상기 강관부재에 삽입된 강관보강부재(200)의 일단부를 상기 강관부재의 타단 단부에 지지시키는 단계(S4); 및
    지지된 상기 강관보강부재를 가압하여 기립시키는 단계(S5); 및
    기립된 상기 강관보강부재(200)를 상기 강관부재(100) 상측내면에 지지시키는 단계(S6); 및
    상기 강관보강부재의 타단부를 상기 강관부재의 일단 단부에 지지시키는 단계(S7);를 포함하는 트러스 보강 강관거더의 제작 방법.
  12. 청구항 1의 트러스보강 강관거더교량 시공방법에 있어서,
    복수의 강관부재를 축방향으로 연결하여 한나의 원통형 거더를 형성하는 거더형성단계(S100);
    상기 거더형성단계 후, 복수의 거더를 교대 또는 교각에 안착하는 안착단계(S200);
    상기 안착단계 후 또는 거더형성단계 전, 강관내부에 강관보강부재를 삽입하는 삽입단계(S300);
    상기 삽입단계 후, 원통형거더 양단을 마감부재로 마감하는 단부마감단계(S500);
    를 포함하는 트러스보강 강관거더교량 시공방법.
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