KR102561925B1 - 합성 거더 및 그의 제작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 합성 거더 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 소정의 길이를 가지는 거더부재; 및 상기 거더부재에 인장 프리스트레싱를 부가하도록 상기 거더부재에 상기 거더부재의 길이 방향으로 상기 거더부재에 결합된 강관부재를 포함하고, 상기 강관부재는, 수평 방향으로 소정의 너비를 가지고, 길이 방향 양단이 개방되어 내부에 빈 공간을 가지는 하우징; 상기 하우징의 빈 공간을 채우도록 배치된 콘크리트부; 및 상기 하우징의 빈 공간에 배치된 하나 이상의 파이프를 포함할 수 있다.

Description

합성 거더 및 그의 제작 방법{COMPOSITE GIRDER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 합성 거더 및 그의 제작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트와 거더가 합성된 합성 거더 및 그의 제작 방법에 대한 발명이다.
거더는 상부 플랜지, 웨브 및 하부 플랜지를 포함하고, 교량이나 건축용 보 등에 주된 하중을 지지하도록 배치된다. 이러한 거더의 상부에는 바닥판이나 슬래브가 배치되며, 바닥판이나 슬래브는 차량이나 사람이 다닐 수 있도록 주로 콘크리트 재료로 시공된다.
이러한 거더를 구조물에 적용할 때 강재중량을 절감하는 방법으로 프리스트레싱을 도입하는 방식이 이용된다. 이러한 프리스트레싱은 강연선이나 강봉 등을 이용하여 부재에 압축력을 도입하는 것이 일반적이다. 즉, 정모멘트를 주로 받는 거더는 하부에 압축력을 도입하고, 부모멘트를 받은 거더는 상부에 압축력을 도입하는 방법이 이용된다. 이렇게 작용되는 하중에 반대되는 프리스트레싱을 부가하여 발생응력을 낮춰 물량을 줄이거나 처짐을 줄이는 방법이 이용될 수 있다.
상기와 같이, 거더에 프리스트레싱을 부가할 때 거더의 중량이 증가되는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1585594호 (2016.01.08.) 대한민국 등록특허 제10-0913161호 (2009.08.13.) 대한민국 등록특허 제10-1052305호 (2011.07.21.)
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 배경에서 발명된 것으로서, 거더의 중량을 줄일 수 있는 합성 거더 및 그의 제작 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 소정의 길이를 가지는 거더부재; 및 상기 거더부재에 인장 프리스트레싱를 부가하도록 상기 거더부재에 상기 거더부재의 길이 방향으로 상기 거더부재에 결합된 강관부재를 포함하고, 상기 강관부재는, 수평 방향으로 소정의 너비를 가지고, 길이 방향 양단이 개방되어 내부에 빈 공간을 가지는 하우징; 상기 하우징의 빈 공간을 채우도록 배치된 콘크리트부; 및 상기 하우징의 빈 공간에 배치된 하나 이상의 파이프를 포함할 수 있다.
상기 거더부재는, 소정의 길이를 가지고 수평 방향으로 소정의 너비를 가지도록 배치된 제1 플랜지; 및 소정의 길이를 가지며 길이 방향으로 상기 제1 플랜지의 일면에 수직 방향으로 배치된 웨브를 포함하고, 상기 강관부재는 상기 제1 플랜지와 이격된 위치에 배치되도록 상기 웨브에 결합될 수 있다.
상기 강관부재는 인장 프리스트레싱을 부가하도록 상기 거더부재에 결합될 수 있다.
상기 강관부재는, 상기 하나 이상의 파이프에 긴장재가 삽입되었다가 제거되어 인장력이 작용됨에 따라 상기 거더부재에 인장 프리스트레싱을 부가할 수 있다.
상기 거더부재는, 소정의 길이를 가지고 수평 방향으로 소정의 너비를 가지도록 배치된 제1 플랜지; 상기 제1 플랜지와 이격되어 배치되며, 소정의 길이를 가지고 수평 방향으로 소정의 너비를 가지도록 배치된 제2 플랜지; 및 소정의 길이를 가지며 길이 방향으로 상기 제1 플랜지 및 제2 플랜지 사이에 수직 방향으로 배치된 웨브를 포함하고, 상기 강관부재는 상기 제1 플랜지 및 상기 제2 플랜지 중 어느 하나에 결합될 수 있다.
상기 강관부재는 두 개가 구비되고, 상기 두 개의 강관부재는 상기 웨브의 양측에 각각 배치될 수 있다.
상기 강관부재는 상기 제1 플랜지 및 상기 제2 플랜지 중 상기 웨브를 향한 면에 결합될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 측면에 따르면, 수평 방향으로 소정의 너비를 가지고, 길이 방향 양단이 개방되어 내부에 빈 공간을 가지는 하우징의 상기 빈 공간에 하나 이상의 파이프가 배치되고, 상기 빈 공간을 콘크리트부가 채우도록 배치되도록 강관부재를 제작하는 단계; 상기 강관부재의 상기 하나 이상의 파이프에 긴장재가 삽입되는 단계; 소정의 길이를 가지는 거더부재에 상기 긴장재가 삽입된 강관부재가 결합되는 단계; 및 상기 긴장재가 삽입된 강관부재에서 긴장재가 제거되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 거더부재는, 소정의 길이를 가지고 수평 방향으로 소정의 너비를 가지도록 배치된 제1 플랜지; 및 소정의 길이를 가지며 길이 방향으로 상기 제1 플랜지의 일면에 수직 방향으로 배치된 웨브를 포함하고, 상기 긴장재가 삽입된 강관부재가 결합되는 단계는, 상기 강관부재가 상기 제1 플랜지와 이격된 위치에 배치되도록 상기 웨브에 결합될 수 있다.
상기 거더부재는, 소정의 길이를 가지고 수평 방향으로 소정의 너비를 가지도록 배치된 제1 플랜지; 상기 제1 플랜지와 이격되어 배치되며, 소정의 길이를 가지고 수평 방향으로 소정의 너비를 가지도록 배치된 제2 플랜지; 및 소정의 길이를 가지며 길이 방향으로 상기 제1 플랜지 및 제2 플랜지 사이에 수직 방향으로 배치된 웨브를 포함하고, 상기 긴장재가 삽입된 강관부재가 결합되는 단계는, 상기 강관부재가 상기 제1 플랜지 및 상기 제2 플랜지 중 어느 하나에 결합될 수 있다.
상기 긴장재가 삽입된 강관부재가 결합되는 단계는, 상기 강관부재가 상기 제1 플랜지 및 상기 제2 플랜지 중 상기 웨브를 향한 면에 결합될 수 있다.
상기 긴장재가 삽입되는 단계는, 상기 강관부재에 압축력을 제공하도록 상기 하나 이상의 파이프에 삽입될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 모멘트에 대해 제1 플랜지를 대신하여 강관부재를 배치하여 인장 프리스트레스를 도입함으로써, 응력을 저하시킬 수 있다.
또한, 합성 거더의 높이를 낮출 수 있어, 견강장의 거리가 길어질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 합성 거더를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 합성 거더 제작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 합성 거더의 강관부재를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 합성 거더의 강관부재에 긴장재를 삽입한 상태는 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 합성 거더의 강관부재와 거더부재가 결합되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 합성 거더의 강관부재에서 긴장재를 제거한 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 합성 거더를 서로 연결하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 합성 거더를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 합성 거더를 서로 연결하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 합성 거더를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 합성 거더를 도시한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 실시예들에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있기 위한 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 합성 거더(100)에 대해 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 합성 거더(100)는 거더부재(110), 강관부재(120) 및 연결부(130)를 포함한다.
거더부재(110)는 공업용이나 건설용으로 사용되는 강철인 강재를 포함한다. 이러한 거더부재(110)는 제1 플랜지(112) 및 웨브(114)를 포함한다.
제1 플랜지(112)는 소정의 길이를 가지고 수평 방향으로 소정의 너비를 가지도록 배치되며, 플레이트 형상을 가진다.
웨브(114)는 제1 플랜지(112)의 상부에 수직 방향으로 배치된다. 이러한 웨브(114)는 제1 플랜지(112)와 같이, 소정의 길이를 가지며 수직 방향으로 소정의 높이를 가질 수 있다.
강관부재(120)는 거더부재(110)의 상부에 배치되고, 하우징(122), 콘크리트부(124) 및 파이프(126)를 포함한다.
하우징(122)은 소정의 길이를 가지며, 수평 방향으로 소정의 너비를 가지는 대략 직육면체 형상을 가질 수 있다. 하우징(122)은 내부에 빈 공간을 가질 수 있으며, 길이 방향의 양단이 개방될 수 있다. 이러한 하우징(122)은 제1 플랜지(112)의 길이와 거의 동일한 길이를 가질 수 있다.
콘크리트부(124)는 하우징(122)의 내부에 형성된 빈 공간을 채워 형성될 수 있다. 따라서 콘크리트부(124)는 하우징(122) 내부에 배치되어 하우징(122)의 길이와 동일한 길이를 가질 수 있고, 소정의 너비 및 높이를 가질 수 있다.
파이프(126)는 콘크리트부(124)의 내부에 배치될 수 있다. 파이프(126)는 소정의 길이를 가지고, 하우징(122) 내부를 채운 콘크리트부(124)의 사이에 배치될 수 있다. 이러한 파이프(126)는 하나 이상이 콘크리트부(124)에 배치될 수 있다. 제1 실시예에서, 두 개의 파이프(126)가 콘크리트부(124)에 배치된다.
제1 플랜지(112)는 웨브(114)의 하부에 배치되어 하부 플랜지로 구성되고, 상기와 같은 강관부재(120)는 거더부재(110)의 상부에 배치되어 거더부재(110)의 상부 플랜지를 대체할 수 있다. 따라서 도 1에 도시된 바와 같이, 합성 거더(100)는 상부 플랜지의 두께가 하부 플랜지의 두께보다 두꺼운 형상의 거더와 같은 형상을 가질 수 있다. 이러한 합성 거더(100)는 웨브(114)를 기준으로 일 측에 제1 플랜지(112)가 배치되고, 타 측에 강관부재(120)가 배치되어 제1 플랜지(112)와 강관부재(120)는 서로 이격된 상태로 배치될 수 있다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 합성 거더(100) 제작 방법에 대해 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 합성 거더(100) 제작 방법에 대해 설명하면서, 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
합성 거더(100)를 제작하기 위해, 먼저, 강관부재(120)를 제작한다(S101).
강관부재(120)는 하우징(122), 콘크리트부(124) 및 파이프(126)를 포함하여 제작된다. 하우징(122)은 길이 방향 양단이 개방된 직육면체 형상을 가지며, 이러한 하우징(122)의 내부 공간에 하나 이상의 파이프(126)가 배치되고, 콘크리트가 채워져 콘크리트부(124)가 형성될 수 있다. 이렇게 제작된 강관부재(120)는 이후에 결합되는 거더부재(110)의 제1 플랜지(112)의 너비와 길이가 동일한 너비 및 길이를 가지도록 제작될 수 있다.
강관부재(120)가 제작되면, 강관부재(120)에 긴장재(128)가 삽입된다(S103).
하우징(122) 내부를 채운 콘크리트가 완전히 경화되어 강관부재(120)의 제작이 완료되면, 하우징(122) 내부에 배치된 하나 이상의 파이프(126)에 긴장재(128)가 삽입된다. 이렇게 긴장재(128)가 삽입된 상태에서, 유압잭 등의 기구를 긴장재(128) 양단에 장착하여 강관부재(120)에 압축력을 제공할 수 있다. 이러한 긴장재(128)는 복수의 강선이나 강봉으로 이루어질 수 있다.
따라서 강관부재(120)의 하나 이상의 파이프(126) 내에 긴장재(128)가 삽입됨에 따라 도 4에 도시된 바와 같이, 강관부재(120)는 길이 방향의 중심을 향해 압축력이 가해질 수 있다.
강관부재(120)에 긴장재(128)가 삽입되면, 강관부재(120) 및 거더부재(110)를 결합한다(S105).
도 5에 도시된 바와 같이, 긴장재(128)가 삽입된 강관부재(120)를 거더부재(110)와 결합한다. 이때, 거더부재(110)는 하부에 배치된 제1 플랜지(112)에 웨브(114)가 수직 방향으로 설치된 상태이다. 따라서 강관부재(120)는 거더부재(110)의 상부에 배치되는 플랜지를 대체하여 거더부재(110)에 설치될 수 있다.
여기서, 강관부재(120) 및 거더부재(110)의 결합은 용접 등의 방식이 이용될 수 있다.
강관부재(120)가 거더부재(110)에 결합되면, 강관부재(120)에서 긴장재(128)를 제거한다(S107).
강관부재(120)의 내부에 배치된 하나 이상의 파이프(126)에서 도 6에 도시된 바와 같이, 긴장재(128)를 빼내서 긴장재(128)를 제거한다. 이렇게 강관부재(120)가 거더부재(110)에 결합된 상태에서, 긴장재(128)가 제거됨에 따라 긴장재(128)에 의해 작용되었던 압축력이 강관부재(120)에서 제거되어 강관부재(120)에 인장력이 작용된다. 이렇게 강관부재(120)에 인장력이 작용됨에 따라 강관부재(120)와 직접 접촉되어 결합된 웨브(114)를 통해 거더부재(110)에 인장 프리스트레싱을 부가할 수 있다.
따라서 상기와 같이 제작된 합성 거더(100)는 웨브(114)의 상단에 배치된 강관부재(120)에 인장력이 작용되고, 웨브(114) 및 제1 플랜지(112)에 압축력이 작용되어 정모멘트를 받는 단순교에 이용할 수 있다. 또는 이러한 합성 거더(100)는 연속교의 정모멘트 구간에 사용할 수 있다.
도 7을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 합성 거더(100)를 서로 연결하는 것에 대해 설명한다. 합성 거더(100)를 인접한 다른 합성 거더(100')를 연결할 때, 합성 거더(100) 및 다른 합성 거더(100')의 끝단이 서로 맞닿도록 합성 거더(100)와 다른 합성 거더(100')를 서로 길이 방향으로 나란하게 배치한다. 그리고 합성 거더(100) 및 다른 합성 거더(100')를 연결부(130)를 이용하여 연결한다.
이때, 합성 거더(100)의 길이 방향 끝단에 강관부재(120)가 형성되지 않을 수 있고, 강관부재(120)를 대체하여 제2 플랜지(116)가 배치될 수 있다. 즉, 강관부재(120)의 길이는 제2 플랜지(116)가 배치된 만큼 거더부재(110)의 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 가질 수 있다.
그리고 강관부재(120)를 대체하여 배치된 제2 플랜지(116)의 두께 및 폭은 제1 플랜지(112)의 두께 및 폭보다 상대적으로 두꺼운 두께고 넓은 폭을 가질 수 있다.
연결부(130)는 합성 거더(100) 및 다른 합성 거더(100')를 연결하기 위해, 제1 하부 연결판(131), 제2 하부 연결판(133), 웨브 연결판(135), 제1 상부 연결판(137) 및 제2 상부 연결판(139)을 포함한다.
제1 하부 연결판(131)은 합성 거더(100) 및 다른 합성 거더(100')의 제1 플랜지(112) 하면에 접촉되게 배치되고, 제1 플랜지(112)의 너비와 동일한 너비를 가질 수 있다.
제2 하부 연결판(133)은 합성 거더(100) 및 다른 합성 거더(100')의 제1 플랜지(112) 상면에 접촉되게 배치되며, 웨브(114)를 기준으로 양측에 각각 배치될 수 있다. 제2 하부 연결판(133)은 제1 플랜지(112)의 상면에 배치되어 제1 플랜지(112)의 외측으로 돌출되지 않도록 제1 하부 연결판(131)보다 작은 너비를 가질 수 있다.
상기와 같이, 제1 하부 연결판(131) 및 제2 하부 연결판(133)이 배치된 상태에서, 제1 하부 연결판(131) 및 제2 하부 연결판(133)은 서로 볼트 및 너트 등으로 결합된다.
웨브 연결판(135)은 합성 거더(100) 및 다른 합성 거더(100')의 웨브(114)에 각각 접촉되어 배치되고, 웨브(114)의 양측에 각각 배치될 수 있다. 이렇게 웨브(114)의 양측에 배치된 웨브 연결판(135)은 서로 볼트 및 너트 등으로 결합될 수 있다.
제1 상부 연결판(137)은 합성 거더(100) 및 다른 합성 거더(100')의 제2 플랜지(116) 하면에 접촉되게 배치되고, 웨브(114)를 기준으로 양측에 각각 배치될 수 있다. 제1 상부 연결판(137)은 제2 플랜지(116)의 하면에 배치되어 제2 플랜지(116)의 외측으로 돌출되지 않도록 제2 상부 연결판(139)보다 작은 너비를 가질 수 있다.
제2 상부 연결판(139)은 합성 거더(100) 및 다른 합성 거더(100')의 제2 플랜지(116) 상면에 접촉되게 배치되고, 제2 플랜지(116)의 너비와 동일한 너비를 가질 수 있다.
상기와 같이, 제1 상부 연결판(137) 및 제2 상부 연결판(139)이 배치된 상태에서, 제1 상부 연결판(137) 및 제2 상부 연결판(139)은 서로 볼트 및 너트 등으로 결합된다.
상기와 같이, 제1 하부 연결판(131), 제2 하부 연결판(133), 웨브 연결판(135), 제1 상부 연결판(137) 및 제2 상부 연결판(139)에 의해 합성 거더(100) 및 다른 합성 거더(100')가 서로 연결될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 합성 거더(100)에 대해 설명한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 합성 거더(100)에 대해 설명하면서, 제1 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다.
거더부재(110)는 제1 플랜지(112), 웨브(114) 및 제2 플랜지(116)를 포함한다. 제1 플랜지(112) 및 웨브(114)는 제1 실시예에서와 동일하며, 제2 플랜지(116)는 소정의 길이를 가지고, 수평 방향으로 소정의 너비를 가지도록 배치되며 플레이트 형상을 가질 수 있다. 이러한 제2 플랜지(116)는 제1 플랜지(112)와 길이, 너비 및 두께가 동일할 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 제1 플랜지(112)는 웨브(114)의 하부에 배치되고, 제2 플랜지(116)는 웨브(114)의 상부에 배치될 수 있다.
강관부재(120)는 하우징(122), 콘크리트부(124) 및 파이프(126)를 포함한다. 본 실시예에서, 강관부재(120)는 두 개 이상이 구비될 수 있으며, 두 개의 강관부재(120)는 제2 플랜지(116)의 하면에 배치될 수 있다. 이렇게 강관부재(120)가 제2 플랜지(116)의 하면에 배치된 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 플랜지(116)의 상면에 배치될 수 있다. 또는 강관부재(120)는 제2 플랜지(116)의 상면 및 하면에 각각 배치될 수도 있다.
하우징(122)은 소정의 길이를 가지고, 수평 방향으로 소정의 너비를 가지며 내부에 빈 공간을 가질 수 있다. 이러한 하우징(122)은 대략 직육면체 형상을 가질 수 있고, 길이 방향 양단이 개방될 수 있다. 이러한 하우징(122)은 제2 플랜지(116)의 너비보다 작은 너비를 가질 수 있으며, 도시된 바와 같이, 제2 플랜지(116) 너비의 1/2보다 작은 너비를 가질 수 있다.
콘크리트부(124)는 하우징(122)의 내부 빈 공간을 채워 형성될 수 있으며, 파이프(126)는 콘크리트부(124)의 내부에 배치될 수 있다. 하우징(122)의 너비가 제1 실시예에서보다 작아 파이프(126)는 하나가 하우징(122)의 내부에 배치될 수 있다.
상기와 같은 강관부재(120)는 제2 플랜지(116)의 하면에 각각 부착되어 배치될 수 있으며, 제1 실시예에서와 같이, 강관부재(120)에 긴장재(128)가 삽입된 상태에서 제2 플랜지(116)에 결합된 다음, 삽입된 긴장재(128)가 제거될 수 있다. 따라서 강관부재(120)가 제2 플랜지(116)에 결합됨에 따라 강관부재(120)에 의해 제2 플랜지(116)에 인장 프리스트레싱이 부가될 수 있다.
여기서, 두 개의 강관부재(120)는 제2 플랜지(116)의 하면에 웨브(114)를 기준으로 양측에 각각 배치될 수 있으며, 제2 플랜지(116)의 가장자리에 인접한 위치에 결합될 수 있다.
상기와 같이, 제2 플랜지(116)의 하면에 강관부재(120)가 부착된 경우에 인접한 합성 거더(100)를 서로 결합하는 것이 도 9에 도시된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 합성 거더(100)를 서로 연결하는 것에 대해 설명한다. 합성 거더(100)를 인접한 다른 합성 거더(100')를 연결할 때, 합성 거더(100) 및 다른 합성 거더(100')의 끝단이 서로 맞닿도록 합성 거더(100)와 다른 합성 거더(100')를 서로 길이 방향으로 나란하게 배치한다. 그리고 합성 거더(100) 및 다른 합성 거더(100')를 연결부(130)를 이용하여 연결한다.
이때, 합성 거더(100)는 길이 방향의 끝단에 강관부재(120)가 형성되지 않고, 제2 플랜지(116)의 끝단 일부가 노출될 수 있다. 즉, 강관부재(120)의 길이는 거더부(110)의 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 가질 수 있다.
또한, 강관부재(120)가 형성되지 않은 위치의 제2 플랜지(116)는 다른 부분보다 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 또한, 강관부재(120)가 형성되지 않은 위치의 제2 플랜지(116)는 다른 부분보다 상대적으로 넓은 폭을 가질 수 잇다. 따라서 제2 플랜지(116)는 도 9에 도시된 바와 같이, 끝단이 다른 제2 플랜지(116) 상면보다 상부로 돌출되어 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 수 있다.
연결부(130)는 합성 거더(100) 및 다른 합성 거더(100')를 연결하기 위해, 제1 하부 연결판(131), 제2 하부 연결판(133), 웨브 연결판(135), 제1 상부 연결판(137) 및 제2 상부 연결판(139)을 포함한다. 이러한 연결부(130)의 구성 및 배치는 제1 실시예에서와 동일하여 자세한 설명은 생략한다.
도 10을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 합성 거더(100)에 대해 설명한다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 합성 거더(100)에 대해 설명하면서, 제1 및 제2 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다.
거더부재(110)는 웨브(114) 및 제2 플랜지(116)를 포함한다. 웨브(114)는 제1 실시예에서와 동일하며, 제2 플랜지(116)는 소정의 길이를 가지고, 수평 방향으로 소정의 너비를 가지도록 배치되며 플레이트 형상을 가질 수 있다. 이러한 제2 플랜지(116)는 너비 및 두께가 동일할 수 있다.
제2 플랜지(116)는 웨브(114)의 상부에 배치되어 상부 플랜지로 구성되고, 상기와 같은 강관부재(120)는 거더부재(110)의 하부에 배치되어 거더부재(110)의 하부 플랜지를 대체할 수 있다. 따라서 도 10에 도시된 바와 같이, 합성 거더(100)는 하부 플랜지의 두께가 상부 플랜지의 두께보다 두꺼운 형상의 거더와 같은 형상을 가질 수 있다.
이렇게 강관부재(120)가 거더부재(110)의 하부에 결합될 때, 제1 실시예에서와 같이, 강관부재(120)에 긴장재(128)가 삽입된 상태에서 거더부재(110)에 결합된 다음, 삽입된 긴장재(128)가 제거될 수 있다. 따라서 합성 거더(100)는 웨브(114)의 하단에 배치된 강관부재(120)에 인장력이 작용되고, 웨브(114) 및 제2 플랜지(116)에 압축력이 작용되어 부모멘트를 받는 연속교의 지점부에 사용할 수 있다.
도 11을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 합성 거더(100)에 대해 설명한다. 본 발명의 제4 실시예에 따른 합성 거더(100)에 대해 설명하면서, 제1 내지 제3 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다.
거더부재(110)는 제1 플랜지(112), 웨브(114) 및 제2 플랜지(116)를 포함한다. 제1 플랜지(112) 및 웨브(114)는 제1 실시예에서와 동일하며, 제2 플랜지(116)는 소정의 길이를 가지고, 수평 방향으로 소정의 너비를 가지도록 배치되며 플레이트 형상을 가질 수 있다. 이러한 제2 플랜지(116)는 제1 플랜지(112)와 길이, 너비 및 두께가 동일할 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 제1 플랜지(112)는 웨브(114)의 하부에 배치되고, 제2 플랜지(116)는 웨브(114)의 상부에 배치될 수 있다.
강관부재(120)는 하우징(122), 콘크리트부(124) 및 파이프(126)를 포함한다. 본 실시예에서, 강관부재(120)는 두 개 이상이 구비될 수 있으며, 두 개의 강관부재(120)는 제1 플랜지(112)의 상면에 배치될 수 있다. 이렇게 강관부재(120)가 제1 플랜지(112)의 상면에 배치된 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 플랜지(112)의 하면에 배치될 수 있다. 또는 강관부재(120)는 제1 플랜지(112)의 상면 및 하면에 각각 배치될 수도 있다.
하우징(122)은 제2 플랜지(116)의 너비보다 작은 너비를 가질 수 있으며, 도시된 바와 같이, 제1 플랜지(112) 너비의 1/2보다 작은 너비를 가질 수 있다.
콘크리트부(124)는 하우징(122)의 내부 빈 공간을 채워 형성될 수 있으며, 파이프(126)는 콘크리트부(124)의 내부에 배치될 수 있다. 하우징(122)의 너비가 제1 실시예에서보다 작아 파이프(126)는 하나가 하우징(122)의 내부에 배치될 수 있다.
상기와 같은 강관부재(120)는 제1 플랜지(112)의 상면에 각각 부착되어 배치될 수 있으며, 제1 실시예에서와 같이, 강관부재(120)에 긴장재(128)가 삽입된 상태에서 제1 플랜지(112)에 결합된 다음, 삽입된 긴장재(128)가 제거될 수 있다. 따라서 강관부재(120)가 제1 플랜지(112)에 결합됨에 따라 강관부재(120)에 의해 제1 플랜지(112)에 인장 프리스트레싱이 부가될 수 있다.
여기서, 두 개의 강관부재(120)는 제1 플랜지(112)의 상면에 웨브(114)를 기준으로 양측에 각각 배치될 수 있으며, 제1 플랜지(112)의 가장자리에 인접한 위치에 결합될 수 있다.
100, 100': 합성 거더
110: 거더부재 112: 제1 플랜지
114: 웨브 116: 제2 플랜지
120: 강관부재
122: 하우징 124: 콘크리트부
126: 파이프 128: 긴장재
130: 연결부
131: 제1 하부 연결판 133: 제2 하부 연결판
135: 웨브 연결판
137: 제1 상부 연결판 139: 제2 상부 연결판

Claims (12)

  1. 소정의 길이를 가지고 수직 방향으로 배치된 웨브와, 소정 길이를 가지며 상기 웨브의 수직 방향 일단에 수평 방향으로 소정의 너비를 가지도록 배치된 제1 플랜지 및 소정의 길이를 가지며 상기 웨브의 수직 방향 타단에 수평 방향으로 소정의 너비를 가지도록 배치된 제2 플랜지 포함하는 거더부재; 및
    상기 거더부재에 인장 프리스트레싱를 부가하도록 상기 거더부재의 길이 방향으로 상기 거더부재에 결합된 강관부재를 포함하고,
    상기 강관부재는 상기 웨브의 길이 보다 짧은 길이를 갖도록 마련되어 상기 웨브의 수직 방향 타단에 결합되며,
    상기 제2 플랜지는 연결부를 통해 인접하게 배치된 다른 합성 거더와 연결되도록 상기 강관부재에 의해 노출된 부분의 웨브 길이와 대응되는 길이를 갖도록 마련되어 상기 강관부재의 길이방향 양단에 배치되고,
    상기 강관부재는,
    수평 방향으로 상기 제2 플랜지와 대응되는 너비를 가지고, 길이 방향 양단이 개방되어 내부에 빈 공간을 가지는 하우징;
    상기 하우징의 빈 공간을 채우도록 배치된 콘크리트부; 및
    상기 하우징의 빈 공간에 배치된 하나 이상의 파이프를 포함하며,
    상기 강관부재는 상기 하우징의 빈 공간에 콘크리트부가 형성된 상태에서 상기 하나 이상의 파이프에 긴장재가 삽입된 후 상기 긴장재에 압축력이 제공되고,
    상기 압축력이 제공된 강관부재는 상기 거더부재에 결합된 후 압축력이 가해진 긴장재가 제거됨에 따라 상기 거더부재에 인장 프리스트레싱을 부가하는 합성 거더.
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  8. 소정의 길이를 가지고 수직 방향으로 배치된 웨브와, 소정 길이를 가지며 상기 웨브의 수직 방향 일단에 수평 방향으로 소정의 너비를 가지도록 배치된 제1 플랜지 및 소정의 길이를 가지며 상기 웨브의 수직 방향 타단에 수평 방향으로 소정의 너비를 가지도록 배치된 제2 플랜지 포함하는 거더부재를 준비하는 단계;
    수평 방향으로 상기 제2 플랜지와 대응되는 너비를 가지고, 길이 방향 양단이 개방되어 내부에 빈 공간을 가지는 하우징의 상기 빈 공간에 하나 이상의 파이프가 배치되고, 상기 빈 공간에 콘크리트가 채워져 콘크리트부가 형성되는 강관부재를 상기 웨브의 길이 보다 짧은 길이를 갖도록 제작하는 단계;
    상기 강관부재에 압축력을 제공하도록 상기 강관부재의 상기 하나 이상의 파이프에 긴장재를 삽입하는 단계;
    상기 웨브 보다 짧은 상기 강관부재에 의해 노출된 부분의 웨브 길이와 대응되는 길이를 갖도록 마련된 제2 플랜지가 상기 강관부재의 길이방향 양단에 위치하도록 상기 웨브의 타단에 상기 압축력이 가해진 강관부재를 결합하는 단계; 및
    상기 거더부재에 인장 프리스트레싱을 부가하도록 상기 긴장재가 삽입된 강관부재에서 긴장재를 제거하는 단계를 포함하는 합성 거더 제작 방법.
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