KR200286023Y1 - 프리스트레스트 콘크리트 라멘 교량 - Google Patents

Abstract

본 고안은 라멘 교량의 벽체상부 및 바닥판에 프리스트레스트 강선을 배치하고 긴장하여 콘크리트에 압축응력을 도입하므로써 외부에서 작용하는 하중에 의한 인장 및 균열에 대하여 큰 저항강도를 가지며 장경간에도 적용할 수 있는 새로운 형식의 프리스트레스트 콘크리트 라멘 교량에 관한 것이다.

본 고안에서는 양측의 기초 위에 각각 수직벽체가 세워져 있고 상기 수직벽체 사이를 가로질러 철근 콘크리트 바닥판이 상기 수직벽체와 일체를 이루어 강절로 연결되어 라멘 형식의 교량을 이루고, 상기 바닥판에는 하중의 작용에 따라 발생하는 휨모멘트의 분포상태에 맞추어 경간 방향으로 강선이 배치되어 긴장되므로써 상기 바닥판내에 프리스트레싱에 의한 압축력이 도입되고, 상기 긴장된 강선은 상기 바닥판의 단부에서 수직벽체의 상부 방향으로 곡선지게 배치되어 수직벽체의 상부 단부에 형성된 코벨 부분에 정착되는 구조를 가진 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 라멘 교랑이 제공된다.

Description

프리스트레스트 콘크리트 라멘 교량{Prestressed Concrete Rahmen Bridges}

본 고안은 프리스트레스트 콘크리트 라멘 교량(Prestressed Concrete Rahmen Bridges)에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 라멘 교량의 벽체상부 및 바닥판에 프리스트레스트 강선을 배치하고 긴장하여 콘크리트에 압축응력을 도입하므로써 외부에서 작용하는 하중에 의한 인장 및 균열에 대하여 큰 저항강도를 가지며 장경간에도 적용할 수 있는 새로운 형식의 프리스트레스트 콘크리트 라멘 교량에 관한 것이다.

도로나 철도, 하천 등을 가로질러 넘어갈 수 있도록 하는 오버 브리지 등으로서 라멘 교량이 많이 사용된다. 라멘 교량은 특히 본선의 하부를 지나가는 도로나 철도, 또는 소하천 등의 폭이 12m 내외인 경우, 이러한 도로 등을 횡단하는데 적합하다.

그러나, 일반적으로 라멘 교량은 휨모멘트와 전단력에 의하여 지배되는 구조로 이루어져 있으므로, 경간이 커지게 되면 콘크리트 부재 내부에 과대 응력이 발생하게 되고, 그에 따라 콘크리트 인장 및 균열이 발생하게 되므로, 콘크리트 단면 확대의 제한으로 인하여, 교량의 경간에 큰 제한이 있다. 따라서, 이러한 종래의 라멘 교량은 일반적으로 15m을 초과하는 경간에는 적용이 곤란하다.

일반적으로 경간이 15m을 초과하는 경우에는 라멘 교량이 아니라 프리스트레스트 콘크리트 빔을 이용한 단순교 또는 연속교 형태로 교량을 시공하게 되는데, 이러한 프리스트레스트 콘크리트 빔을 이용하는 경우에는, 빔의 높은 단면으로 인하여 형고가 높아져(일반적으로 2.0m 내외) 교량의 하부 공간에 비하여 빔에 의하여 형성된 교량의 주형이 높이가 커지게 되고, 그에 따라 충분한 교량 하부 공간을 확보하기 어렵다는 문제점 이외에도 전체적으로 교량이 육중하고 위압적인 느낌을 주게 된다는 단점이 있다.

본 고안은 위와 같은 종래의 라멘 교량이 가지는 한계점을 극복하기 위하여 개발된 것이다. 구체적으로 본 고안은 프리스트레스트 콘크리트 빔의 장점을 라멘 교량에 응용하여, 라멘 교량의 콘크리트 바닥판과 벽체상부에 강선을 배치하여 프리스트레스트에 의한 압축력을 도입하므로써 바닥판의 두께를 키우지 않고서도 적용 가능한 경간을 종래의 라멘 교량에 비하여 현저하게 증가시킬 수 있는 새로운 형식의 라멘 교량을 제공하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로 본 고안에서는 양측의 기초 위에 각각 수직벽체가 세워져 있고 상기 수직벽체사이를 가로질러 철근 콘크리트 바닥판이 상기 수직벽체와 일체를 이루어 강절로 연결되어 라멘 형식의 교량을 이루고, 상기 바닥판에는 하중의 작용에 따라 발생하는 휨모멘트의 분포상태에 맞추어 경간 방향으로 강선이 배치되어 긴장되므로써 상기 바닥판내에 프리스트레싱에 의한 압축력이 도입되고, 상기 긴장된 강선은 상기 바닥판의 단부에서 수직벽체의 상부 방향으로 곡선지게 배치되어 수직벽체의 상부 단부에 형성된 코벨 부분에 정착되는 구조를 가진 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 라멘 교량이 제공된다.

도 1은 본 고안에 따른 프리스트레스트 콘크리트 라멘 교량(10)이 시공된 상태의 개략적인 종단면도이다.

도 2는 일반적인 라멘 교량에 있어서의 개략적인 휨모멘트도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

1 바닥판 2 수직벽체

3 강선 4 코벨 부분

5 기초

이하 첨부된 예시도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 프리스트레스트 콘크리트 라멘 교량(10)이 시공된 상태의 개략적인 종단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 기초(5)에는 수직하게 철근 콘크리트 수직벽체(2)가 설치된다. 각각의 수직벽체(2)의 배면으로는 상기 수직벽체에 대하여 수직하게 날개벽(도시되지 않음)이 각각 설치된다. 교량의 시공시, 상기 수직벽체(2)와 날개벽에 의하여 형성된 공간에는 되메움 토사가 채워지게 된다.

상기 수직벽체(2)의 상부에는 상기 수직벽체(2) 사이를 가로질러 소정 두께의 철근 콘크리트 바닥판(1)이 설치된다. 상기 바닥판(1)은 상기 수직벽체(2)와 일체로 되어 강절로 연결된다.

본 고안의 프리스트레스트 콘크리트 라멘 교량(10)에 있어서는, 상기 바닥판(1)에는 강선(3)이 배치되어 긴장되므로써 프리스트레스트에 의한 응력이 바닥판(1)에 도입된다.

도 2에는 라멘 교량에 있어서의 휨모멘트도가 도시되어 있다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이. 라멘 교량에 있어서는 바닥판(1)의 중앙에서는 정방향의 휨모멘트가 작용하게 되나, 수직벽체(2)와 바닥판(1)이 강절로 연결되는 부분에서는 부모멘트가 작용하게 된다. 이러한 휨모멘트의 분포에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 강선(3)은 바닥판(1)의 중앙에서는 바닥판(1)의 하부측에 위치되도록, 그리고 바닥판(1)과 수직벽체(2)가 강절로 연결되는 부분에서는 상부측에 위치하도록 곡선 형태로 배치되어 긴장된다.

특별히 본 고안에서 있어서, 상기 강선(3)의 양단부는 바닥판(1)의 단부를 지나 수직벽체(2)의 상단에 형성된 코벨 부분(4)에 정착된다. 앞서 도 2에서 살펴본 바와 같이, 라멘 교량(10)에 있어서는 바닥판(1)과 수직벽체(2)가 강절로 연결되는 부분에 최대 부모멘트가 발생하게 된다.

특히, 이러한 부모멘트는 바닥판(1)의 단부뿐만 아니라 수직벽체(2)의 상단부에도 발생하게 되어 균열을 야기하는데, 본 고안에서는 상기 강선(3)을 수직벽체(2) 방향으로 곡선지게 배치하여, 수직벽체(2)의 상단부에 형성된 코벨 부분(4), 더 구체적으로는 코벨 부분의 하부면에 정착하므로써 수직벽체(2)의 상단부를 강선(3)에 의하여 더욱 보강할 수 있게 되므로써, 부모멘트에 의한 균열 발생을 억제할 수 있게 된다.

도면에 도시된 바와 같이, 바닥판(1)과 수직벽체(2)가 강절로 연결되는 부분의 하부면에 형성되는 헌치부(5)의 경사면은 이 부분에 배치되는 강선(3)의 경사방향에 대응하는 각도를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 바닥판(1)에 배치된 강선(3)이 긴장되어 그 단부가 수직벽체(2) 상단의 코벨 부분 하부면에 정착되면, 바닥판(1)에는 강선(3)의 배치 형태에 따라 압축력이 작용하게 되어, 하중상태에서 콘크리트로 이루어진 바닥판(1)에 발생하는 인장력을 감소시킬 수 있게 된다.

일반적인 종래의 라멘 교량의 경우, 바닥판의 경간이 15m을 초과하게 되면 바닥판의 처짐, 균열 등의 영향이 발생하게 된다.

그러나, 본 고안의 프리스트레스트 콘크리트 라멘 교량(10)의 경우, 강선의 프리스트레싱에 의하여 수직벽체의 상부와 바닥판(1) 내에 압축력을 도입하므로써,하중에 의하여 콘크리트 바닥판(1)에 발생하는 인장력을 감소시키므로써 교량의 경간을 길게 할 수 있어 기존의 라멘 교량에서는 적용하기 곤란하였던 15 ~ 30m의 장경간 교량에도 적용할 수 있게 된다.

15 ~ 30m의 장경간 교량에 대하여 종래의 프리스트레스트 빔을 이용한 교량에 비하여, 본 고안에 따른 프리스트레스트 콘크리트 라멘 교량의 경우 교량의 형고를 1.0m 내외로 줄일 수 있어 하부 개방감 학보가 우수하게 되고, 교량 하부 공간과 교량간의 우수한 조화를 이룰 수 있게 된다.

특히, 시공성과 비용에 있어서, 본 고안에 따른 프리스트레스트 콘크리트 라멘 교량은, 기존의 일반적인 라멘 교량과 같이 시공한 후 추가적으로 강선만을 긴장하면 되므로, 타 교량의 형식에 비하여 시공이 간편하며 시공비가 저렴하다는 장점이 있다.

상기한 설명에 기초하여 본 고안의 다양한 실시예가 가능하다는 것은 당업자에게 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 상기한 내용은 설명하기 위한 것으로만 해석되어야 하며, 본 고안을 설명하기 위한 최선의 실시예를 기술한 것이다. 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다.

Claims (1)

1. 양측의 기초(5) 위에 각각 수직벽체(2)가 세워져 있고 상기 수직벽체(2)사이를 가로질러 철근 콘크리트 바닥판(1)이 상기 수직벽체(2)와 일체로 되어 강절로 연결되어 라멘 형식의 교량을 이루고,

   상기 바닥판(1)에는 하중의 작용에 따라 발생하는 휨모멘트의 분포상태에 맞추어 경간 방향으로 강선(3)이 배치되어 긴장되므로써 상기 바닥판(1) 내에 프리스트레싱에 의한 압축력이 도입되고,

   상기 긴장된 강선(3)은 상기 바닥판(1)의 단부에서 수직벽체(2)의 상부 방향으로 곡선지게 배치되어 수직벽체(2)의 상부 단부에 형성된 코벨 부분(4)에 정착되는 구조를 가진 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 라멘 교량.