KR200294571Y1 - Hybrid girder using frp or frc - Google Patents

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KR200294571Y1
KR200294571Y1 KR2020020023090U KR20020023090U KR200294571Y1 KR 200294571 Y1 KR200294571 Y1 KR 200294571Y1 KR 2020020023090 U KR2020020023090 U KR 2020020023090U KR 20020023090 U KR20020023090 U KR 20020023090U KR 200294571 Y1 KR200294571 Y1 KR 200294571Y1
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pipe
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tube
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KR2020020023090U
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Korean (ko)
Inventor
이기홍
김영호
박종면
박대용
Original Assignee
비비엠코리아(주)
한국건설기술연구원
이기홍
박종면
유성근
김영호
강재윤
김병석
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Abstract

본 고안은 일반적인 교량, 철도교, 오버브리지 등에 적용할 수 있는 고분자 복합재료(층상복합재료;FRP, 섬유강화복합재료;FRC)를 이용한 충전 복합관 거더에 관한 것으로, 콘크리트 내지 섬유강화복합재료가 내부에 충전된 복합관(10)과, 상기 복합관(10)과 내부에 충전되는 콘크리트(11)와의 합성작용을 극대화하기 위해 최초 성형제작시 복합관(10)의 내주면에 일체로 형성되는 복수의 연결구(12)와, 상부 바닥판(70)의 시공시 거푸집 설치를 편리하게 하고자 상기 복합관(10)의 길이방향으로 그 상부 외주면에 한 쌍으로 설치되는 지지판(20)과, 상기 지지판(20) 사이에 강관의 길이방향으로 설치되며 상기 복합관(10)을 상부 바닥판(70)에 연결하기 위한 복수의 전단 연결재(30)를 포함하여 구성되며, 일반 강재나 철근콘크리트재로 구성된 교량에 비해 압축강도, 전단강도, 휨강도, 인장강도, 균열저항, 진동저항특성, 경량화, 내구성, 내화성 등이 우수할 뿐만 아니라 현장용접 및 제작설치에 따른 품질 문제를 개선하여 대부분의 고속도로, 도로 및 철도에 다수 사용되는 수평재인 거더 교량을 대체할 수 있으며, 거더의 높이가 작아 오버브리지에서의 사용도 매우 우수한 효과가 있는 것이다.The present invention relates to a filled composite tube girder using a polymer composite material (layered composite material; FRP, fiber reinforced composite material (FRC)) applicable to general bridges, railway bridges, overbridges, etc. A plurality of connectors 12 integrally formed on the inner circumferential surface of the composite tube 10 during the initial molding production to maximize the composite action of the composite tube 10 and the composite tube 10 and the concrete 11 filled therein And, in order to facilitate the installation of the formwork during the construction of the upper bottom plate 70 in the longitudinal direction of the composite pipe 10, the support plate 20 is installed in pairs on the upper peripheral surface of the steel pipe between the support plate 20 It is installed in a longitudinal direction and comprises a plurality of shear connecting members 30 for connecting the composite pipe 10 to the upper bottom plate 70, the compressive strength, compared to the bridge made of ordinary steel or reinforced concrete material, It is not only excellent in single strength, flexural strength, tensile strength, crack resistance, vibration resistance, light weight, durability, and fire resistance, but also improves quality problems due to on-site welding and fabrication. It can replace the ingirder bridge, and the girder's height is small, so the use in the overbridge is very effective.

Description

고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더{HYBRID GIRDER USING FRP OR FRC}HYBRID GIRDER USING FRP OR FRC}

본 고안은 거더 교량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철근콘크리트거더, 강재거더, 콘크리트 충전강관 거더 교량을 대체할 수 있는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더에 관한 것이다.The present invention relates to a girder bridge, and more particularly, to a filled composite tube girder using a polymer composite material that can replace the reinforced concrete girder, steel girder, concrete filled steel pipe girder bridge.

교량에 있어서 거더의 역할은 상부에서 작용하는 고정하중 및 차량하중 등의 작용하중을 거더를 통하여 교량의 교각 또는 교대로 전달하는 역할을 하는 중요한 교량 요소이다.The role of the girder in the bridge is an important bridge element that serves to transfer the working loads such as the fixed load and the vehicle load from the upper portion through the girder bridge or alternately.

기존 거더 교량의 형식은 크게 강재 거더와 철근콘크리트 거더, 그리고 충전강관 거더 교량으로 분류할 수 있다. 그 중 강재 거더 교량은 많은 수의 강재를 사용하여 용접 조립하므로 경제적인 측면에서 비싸고, 압축하중 작용시 압축하중에 의한 좌굴에 손상되기 쉬우므로 스티프너와 같은 보강재가 필요하며 제작 및 시공이 복잡해 지고 강성이 작아 처짐 및 진동 등에 문제가 있으며, 유지관리시 꾸준히 강재 표면에 도장해야 하는 단점이 있다.Conventional girder bridges can be classified into steel girder, reinforced concrete girder, and filled steel girder bridge. Among them, steel girder bridge is welded and assembled using a large number of steels, which is expensive in terms of economics, and it is easy to be damaged by buckling by compressive loads when compressive loads are applied. There is a problem such as deflection and vibration is small, there is a disadvantage that must be painted on the steel surface steadily during maintenance.

콘크리트 거더 교량의 경우 콘크리트 자체의 무게가 무거워져 교량 전체에 작용하는 무게가 커져 교량 설계시 비경제적이며, 현장에서 모든 공정이 이루어져 시공이 복잡하며, 콘크리트의 특성상 균열 등이 문제가 되고 있다.In case of concrete girder bridge, the weight of concrete itself becomes heavy and the weight acting on the entire bridge becomes uneconomical for the design of the bridge.

한편, 콘크리트충전강관 거더는 장경간구조나 고하중에 저항할 수 있도록 사용되나 많은 거더 수가 필요하며, 길이가 12m를 넘는 경우 운반 문제로 현장에서 용접접합이 이루어져야 하며, 극후대단면을 사용함에 따라 설치시 대형 양중기가 필요하여 현장에서 제작 및 설치작업의 번잡함과 많은 현장 용접작업으로 결함 발생 위험도가 높다. 특히 전단연결재의 용접량이 많아 강관의 국부 변형을 발생시키고 용접 입열량에 의한 표면 경화로 취성화의 위험성이 노출된다.On the other hand, concrete filled steel pipe girders are used to withstand long span structures or high loads, but require a large number of girders, and if the length is more than 12m, welded joints should be made in the field due to transport problems. Due to the need for a large lifting machine, the risk of defects is high due to the complexity of manufacturing and installation work in the field and many field welding work. In particular, the welding amount of the shear connector is high, causing local deformation of the steel pipe, and the risk of brittleness is exposed by surface hardening by the welding heat input.

또한 상기 콘크리트 충전 강관 거더는 전단 연결재와 강관의 용접작업의 문제점, 상부 바닥판을 지지하고 거푸집 역할을 하는 지지판과 강관의 용접작업의 문제점, 그리고 강관 내부에 충전된 콘크리트와의 일체적 거동을 확보하기 위한 걸림 돌기 내지 전단연결재의 설치과 제작 문제점 등에 의해 도출되는 콘크리트 충전강관 거더를 제작상과 현장 설치상 내포된 문제점을 해결해야 한다.In addition, the concrete-filled steel pipe girder has a problem of welding work of the shear connector and the steel pipe, the problem of welding work of the support plate and the steel pipe to support the upper bottom plate and form the formwork, and secure the integral behavior with the concrete filled inside the steel pipe In order to solve the problems inherent in the manufacturing and field installation of concrete filled steel pipe girders derived from the installation and manufacturing problems of the hook projections or shear connectors.

본 고안은 상기한 바와 같은 기존 교량의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 강도 및 강성이 우수할 뿐만 아니라 진동, 처짐 및 균열에 대한 사용성이 우수하고 조립이나 설치가 단순하며 사용 거더의 수를 줄이고 거더의 형고를 낮출 수 있으며 단면보강요소를 제작단계에서 구현 하므로서 시공공정을 단축시켜 경제성과 미려한 외관을 제공하는 교량 거더를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the problems of the existing bridges as described above, not only has excellent strength and rigidity, but also has excellent usability against vibration, deflection and cracking, and is simple to assemble and install, and reduces the number of girders used. Its purpose is to provide a bridge girder that can reduce the mold height and shorten the construction process by implementing the section reinforcement element at the manufacturing stage, thereby providing economical and beautiful appearance.

또한 본 고안은 층상복합관 및 섬유강화복합관의 내부에 돌기(shear key) 내지 리브를 설치하여 충전재료와 복합관과의 일체적 거동을 유도하며, 상부바닥판과 복합관과의 합성거동을 확보하기 위한 전단 연결재를 쐐기 내지 접착제를 활용하여 간단하게 접합될 수 있도록 시공 편의성을 제공한 교량 거더를 이루고자함에 그 목적이 있다.In addition, the present invention induces integral behavior between the filling material and the composite pipe by installing a shear key or rib inside the layered composite pipe and the fiber reinforced composite pipe, and a shear for securing a composite behavior between the top plate and the composite pipe. The purpose is to achieve a bridge girder that provides the convenience of construction so that the connecting material can be simply joined using a wedge or an adhesive.

이러한 본 고안의 목적은 콘크리트 또는 섬유강화복합재료가 내부에 충전된 복합관(10)과, 상기 복합관(10)과 내부에 충전되는 콘크리트(11)와의 합성작용을 극대화하기 위해 최초 성형제작시 복합관(10)의 내주면에 일체로 형성되는 복수의연결구(12)와, 상부 바닥판(70)의 시공시 거푸집 설치를 편리하게 하고자 상기 복합관(10)의 길이방향으로 그 상부 외주면에 한 쌍으로 설치되는 지지판(20)과, 상기 지지판(20) 사이에 강관의 길이방향으로 설치되며 상기 복합관(10)을 상부 바닥판(70)에 연결하기 위한 복수의 전단 연결재(30)를 포함하는 충전 복합관 거더에 의해 달성된다.The purpose of this invention is to composite composite tube (10) filled with concrete or fiber-reinforced composite material therein, and composite tube (10) and the composite tube during the initial molding to maximize the composite action of the concrete (11) filled therein ( A plurality of connectors 12 formed integrally with the inner circumferential surface of 10), and in order to facilitate the installation of the formwork during the construction of the upper bottom plate 70 is installed in pairs on the upper outer peripheral surface in the longitudinal direction of the composite pipe (10) The support plate 20 is installed in the longitudinal direction of the steel pipe between the support plate 20 and the filling composite pipe girder including a plurality of shear connector 30 for connecting the composite pipe 10 to the upper bottom plate 70 Is achieved.

이때 복합관과 상부 바닥판과의 일체적 거동을 이룩하고자 강재인 듀벨바 내지 탄소게열 층상복합인 전단 연결재를 이용하여 복합관과 쐐기(edge) 내지 접착제(bond)를 이용한 연결로 바닥판과 층상복합관과의 합성 거동을 유도하는 것이 바람직하다.At this time, in order to achieve the integrated behavior between the composite pipe and the upper bottom plate, the composite pipe and the connection between the bottom plate and the layered composite pipe by using the joint pipe and the edge or the adhesive (bond) using the shear connection material of the steel duvel bar or carbon layered layered composite It is desirable to induce synthetic behavior.

또한, 본 고안의 목적은 외부 복합관(16), 상기 외부 복합관(16)의 내경보다 작은 외경을 갖는 내부 복합관(18), 상기 외부 복합관(16)과 내부 복합관(18)의 간격을 유지하기 위한 간격재(19) 및 상기 외부 복합관(16)과 내부 복합관(18) 사이에 충전된 콘크리트 내지 복합재료(11)를 포함하는 복합관(10)과, 상부 바닥판(70)의 시공시 거푸집의 역할을 하며 상기 외부 복합관(16)의 길이방향으로 상부 외주면에 한 쌍으로 설치된 지지판(20)과, 상기 복합관(10)을 상부 바닥판(70)에 연결하기 위해 상기 외부 복합관(16)의 상부 외주면에 설치되는 복수의 전단 연결재(30)를 포함하는 충전 복합관 거더에 의해 달성된다.In addition, an object of the present invention is to maintain the interval between the outer compound tube 16, the inner compound tube 18 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer compound tube 16, the outer compound tube 16 and the inner compound tube 18. Role of the formwork in the construction of the composite tube 10 and the upper bottom plate 70 and the concrete 19 and the composite material 11 filled between the spacer 19 and the outer composite tube 16 and the inner composite tube 18. The upper outer circumferential surface of the outer composite tube 16 to connect the composite plate 10 to the upper bottom plate 70 and the support plate 20 installed in pairs on the upper outer circumferential surface in the longitudinal direction of the outer composite tube 16 It is achieved by a packed composite tube girder comprising a plurality of shear connectors 30 installed in the.

본 고안의 상기 및 다른 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관 되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.The above and other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments associated with the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1c는 본 고안에 따른 충전 복합관 거더의 제 1 실시예를 도시한 단면도이고,1a to 1c is a cross-sectional view showing a first embodiment of a packed composite tube girder according to the present invention,

도 2a 내지 도 2h는 전단 연결재의 다양한 실시예를 나타낸 사시도이고,2a to 2h are perspective views showing various embodiments of the shear connector,

도 3a 내지 도 3c는 복합관에 접합되는 전단 연결재의 구조를 나타낸 사시도이고,3a to 3c is a perspective view showing the structure of the shear connector joined to the composite pipe,

도 4a 및 도 4b는 본 고안에 따른 충전 복합관 거더의 제 2 실시예를 도시한 단면도이다.4A and 4B are cross-sectional views showing a second embodiment of a packed composite tube girder according to the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>

10 : 복합관 12 : 연결구10: composite pipe 12: connector

16 : 외부 복합관 18 : 내부 복합관16: outer compound pipe 18: inner compound pipe

20 : 지지판 30 : 전단 연결재20: support plate 30: shear connector

70 : 바닥판70: bottom plate

이하 본 고안에 따른 고분자 재료를 이용한 충전 복합관 거더의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of a packed composite tube girder using a polymer material according to the present invention will be described in detail.

도 1a 내지 도 1c는 본 고안에 따른 고분자 재료를 이용한 충전 복합관 거더의 제 1 실시예를 도시한 단면도이다. 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 충전 복합관 거더의 제 1 실시예에서는 콘크리트 내지 섬유강화복합재료가 내부에 충전된 복합관(10)과, 상기 복합관(10)과 내부에 충전되는 콘크리트(11)와의 합성작용을 극대화하기 위해 최초 성형제작시 복합관(10)의 내주면에 일체로 형성되는 복수의 연결구(12)와, 상부 바닥판(70)의 시공시 거푸집 설치를 편리하게 하고자 상기 복합관(10)의 길이방향으로 그 상부 외주면에 한 쌍으로 설치되는 지지판(20)과, 상기 지지판(20) 사이에 강관의 길이방향으로 설치되며 상기 복합관(10)을 상부 바닥판(70)에 연결하기 위한 복수의 전단 연결재(30)를 포함하여 구성된다.1A to 1C are cross-sectional views showing a first embodiment of a packed composite tube girder using a polymer material according to the present invention. As shown in Figure 1a to 1c, in the first embodiment of the filling composite tube girder according to the present invention, the composite tube 10 is filled with concrete or fiber-reinforced composite material, and the composite tube 10 and the inside In order to maximize the synthesizing effect with the concrete 11 to facilitate the installation of the formwork during the construction of the plurality of connectors 12 and the upper bottom plate 70 integrally formed on the inner circumferential surface of the composite pipe 10 during the initial molding. The support plate 20 is installed in pairs on the upper outer peripheral surface in the longitudinal direction of the composite pipe 10 and between the support plate 20 is installed in the longitudinal direction of the steel pipe and the composite pipe 10 is the upper bottom plate 70 It is configured to include a plurality of shear connector 30 for connecting to.

상기 복합관(10)은 일반적인 보강재(무기질섬유; 탄소섬유, 유리섬유, 브론섬유, 또는 유기질섬유; 아라미드섬유)와 결합재(수지계)를 사용하여 원형관 등으로 구성되며, 제작시 내주면에 요철 내지 리브를 형성시켜 제작한다. 또한 복합관(10)과 내부 충전재 간에 일체거동을 더욱 확보하고자 복합관 내부에 일정간격으로 통공을 형성한 복수의 내부 다이아프램을 설치함으로써 내부 콘크리트의 구속효과를 증진시켜 합성작용을 크게 할 수 있다.The composite pipe 10 is composed of a circular tube using a general reinforcing material (inorganic fiber; carbon fiber, glass fiber, bronze fiber, or organic fiber; aramid fiber) and a binder (resin-based), such as irregularities on the inner peripheral surface during the rib Produced by forming. In addition, in order to further secure the integral behavior between the composite pipe 10 and the inner filler, by installing a plurality of internal diaphragms formed through holes at a predetermined interval inside the composite pipe, it is possible to increase the compounding effect by increasing the restraining effect of the internal concrete.

상기 복합관(10)의 내부에는 충전재료(11)인 콘크리트(보통, 경량, 기포) 내지 섬유강화복합재료를 충전함으로써 충전재료와 복합관의 상호 구속효과로 휨강도 및 강성을 증진시키고 소음이나 진동을 감소시킨다. 충전재료(11)를 충전함에 있어 연속교량인 경우 중간 지점부 근처의 복합관 거더에는 가벼운 경량 콘크리트 내지 섬유강화복합재료로 채우고, 경간 중앙부에는 에어 모르타르(air mortar)로 채워 자중을 감소시킨다. 따라서 경간 중앙부의 정 모멘트 영역에 복합관과 충전재료의 합성 거더로서 거동한다.The inside of the composite pipe 10 is filled with concrete 11 (filled, lightweight, foam) or fiber-reinforced composite material of filling material 11 to increase the bending strength and rigidity by the mutual restraint effect of the filling material and the composite pipe and to reduce noise and vibration. Let's do it. In the case of the continuous bridge in filling the filling material 11, the composite pipe girders near the mid-point portion are filled with light lightweight concrete or fiber reinforced composite material, and the middle portion of the span is filled with air mortar to reduce the weight. Therefore, it acts as a composite girder of the composite pipe and the filling material in the constant moment region of the span center part.

그리고 충전재료(11)와 복합관(10)의 합성작용을 극대화하기 위해서 복합관(10) 내부에 복수 요철 내지 리브의 연결구(12)를 설치하여 복합관(10)과 충전재료(11)의 합성작용을 극대화하였다. 이러한 연결구(12)로는 본 실시예에서는 복합관을 최초 제작시 관내부에 성형시키거나, 복합관의 내주면에 층상섬유복합재료인 탄소계를 이용하여 제작된 shear connector(스터드, T자형, ㄷ자형, L자형 등)을 에폭시계 접착제를 사용하여 부착한다. 그리고 복합관 내부에 일정간격으로 격막인 다이아프램을 설치하여 복합충전재료의 구속정도를 높인다.In order to maximize the compounding action of the filling material 11 and the compound pipe 10, a plurality of uneven or rib connectors 12 are installed inside the compound pipe 10 to perform the compounding action of the compound pipe 10 and the filling material 11. Maximized. In this embodiment, as the connector 12, in the present embodiment, the composite tube is molded inside the tube at the time of initial manufacture, or a shear connector (stud, T-shaped, U-shaped, L-shaped) is manufactured on the inner circumferential surface of the composite tube using a carbon-based layered fiber composite material. And the like) are attached using an epoxy adhesive. The diaphragm, which is a diaphragm, is installed inside the composite pipe at regular intervals to increase the degree of restraint of the composite filling material.

상부 바닥판(70) 콘크리트 타설을 원활히 하고자 복합관(10)의 상부 외주면에는 길이방향으로 한 쌍으로 지지판(20)이 부착되어 있으며, 또한 일종의 거푸집의 역할을 수행할 수 있도록 바닥판 폭만큼으로 제작 사용할 수 있도록 한다.Upper bottom plate 70 In order to facilitate the concrete pouring, the upper outer circumferential surface of the composite pipe 10 is attached to the support plate 20 in pairs in the longitudinal direction, and also manufactured as wide as the bottom plate so as to serve as a form of formwork. Make it available.

상부 바닥판(70)과의 전단 연결을 위해 상면에는 길이방향으로 복수의 전단 연결재(30)를 삽입형식, edge형식 내지 에폭시계 접착제를 사용하여 설치한다.For shear connection with the upper bottom plate 70, a plurality of shear connection members 30 are installed on the upper surface in the longitudinal direction using an insert type, edge type or epoxy adhesive.

상부 바닥판(70)은 충전 복합관 거더로 지지되고 복합관 거더 상면에 길이방향으로 복수의 전단 연결재(30)로 접합된다. 이로써 충전 복합관 거더와 상부 바닥판(70)을 연결하여 전체하중에 대해 상부 바닥판(70)과 충전 복합관 거더 전체의 단면이 인장, 압축력에 대하여 전 단면을 유효하게 이용할 수 있다.The upper bottom plate 70 is supported by the filling composite tube girder and bonded to the upper surface of the composite tube girder with a plurality of shear connecting members 30 in the longitudinal direction. As a result, the cross section of the entire upper bottom plate 70 and the entire packed composite tube girder can be effectively used for the tensile and compressive forces by connecting the filling composite tube girder and the upper bottom plate 70 to the total load.

이러한 전단 연결재(30)로는 도 2a 에 도시된 바와 같이 강재를 이용한 dowel bar로 복합관에 끼워 삽입하여 사용할 수 있으며, 도 2b 및 도 2h 에 도시한 바와 같이 유공 복합판인 전단연결재(30)는 판상형, 곡면형, T형, L형, Z형으로 제작하고, 상부 바닥판과 합성작용이 효과적으로 일어나도록 복합판을 천공(33)하거나 가공시 엇갈리게 벌려 찢고(34), 복합판의 면은 빗살무늬(32) 내지 돌기(36)를 설치하며, 플랜지에는 돌기(35)를 설치하여 바닥 콘크리트와의 합성작용을 보다 극대화하는 것이 바람직하다.As the shear connecting member 30 can be inserted into the composite pipe into the dowel bar using the steel as shown in Figure 2a, it is used as shown in Figures 2b and 2h shear connector 30 is a composite plate perforated plate , Curved, T-, L-, Z-shape, perforated composite plate 33, or torn apart during processing (34), so that the compounding effect with the upper floor plate effectively occurs, the surface of the composite plate is comb (32) to the projection 36 is provided, it is preferable to maximize the synthesizing effect with the floor concrete by installing the projection 35 on the flange.

또한 도 3a 내지 도 3c에 도시한 바와 같이 복합관(10)과 전달연결재(30)의 연결방법(구조)은 에폭시계 접착제(37)로 부착하든지(3a) 돌기형 반쐐기(38)(3b) 내지 돌기형 쐐기(39)(3c)로 형성시켜 삽입하여 끼워 맞춘다.In addition, as shown in FIGS. 3A to 3C, the connection method (structure) of the composite pipe 10 and the transfer connector 30 is attached with an epoxy-based adhesive 37 (3a) or a projection-type half wedge 38 (3b). To projection-shaped wedges (39) (3c) to be inserted and fitted.

도 4a는 본 고안에 따른 충전 복합관 거더의 제 2 실시예를 도시한 것으로, 외부 복합관(16), 상기 외부 복합관(16)의 내경보다 작은 외경을 갖는 내부 복합관(18), 상기 외부 복합관(16)과 내부 복합관(18)의 간격을 유지하기 위한 간격재(19) 및 상기 외부 복합관(16)과 내부 복합관(18) 사이에 충전된 콘크리트 내지 복합재료(11)를 포함하는 복합관(10)과, 상부 바닥판(70)의 시공시 거푸집의 역할을 하며 상기 외부 복합관(16)의 길이방향으로 상부 외주면에 한 쌍으로 설치된 지지판(20)과, 상기 복합관(10)을 상부 바닥판(70)에 연결하기 위해 상기 외부 복합관(16)의 상부 외주면에 설치되는 복수의 전단 연결재(30)를 포함하여 구성된다.Figure 4a shows a second embodiment of the filling composite tube girder according to the present invention, the outer composite tube 16, the inner composite tube 18 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer composite tube 16, the outer composite tube 16 And a composite pipe 10 including a spacer 19 for maintaining a gap between the inner composite pipe 18 and a concrete or composite material 11 filled between the outer composite pipe 16 and the inner composite pipe 18. And, when the construction of the upper bottom plate 70 serves as a formwork and the support plate 20 installed in pairs on the upper outer peripheral surface in the longitudinal direction of the outer composite pipe 16, and the composite pipe 10 to the upper bottom plate 70 It is configured to include a plurality of shear connector 30 is installed on the upper outer peripheral surface of the outer composite tube 16 to connect to.

상기 외부 복합관(16)의 내주면 또는 내부 복합관(18)의 외주면은 관 제작시 성형 및 절삭 가공하여 톱니형상, 물결무늬 형상 등의 요철을 원주방향과 관의 길이방향 그리고 나선 형태 등으로 형성함으로써 복합관과 콘크리트 내지 복합재료와의 부착강도 및 미끄럼저항을 증진시켜 합성 작용을 크게 할 수 있다.The inner circumferential surface of the outer composite pipe 16 or the outer circumferential surface of the inner composite pipe 18 is formed and cut during the production of the pipe to form convex and concave-convex shapes such as a sawtooth shape and a wavy pattern in the circumferential direction, the longitudinal direction of the pipe, and the spiral shape. It can increase the bonding strength and sliding resistance between the concrete and the composite or composite material can increase the synthetic action.

그리고 상기 간격재(19)는 내부 복합관(18)과 외부 복합관(16)의 사이에 길이방향으로 일정한 간격을 두고 소정의 간격으로 이격하여 설치한 것으로, 내부 복합관의 외경보다 약간 큰 내경의 중심개구가 형성된 사각 또는 원형의 강판을 분할하여 내부 복합관(18) 및 외부 복합관(16)의 사이에 설치한다. 상기 간격재(19)의 갯수는 전단력에 의해 결정되며, 외부 복합관(16)과 내부 복합관(18)의 간격유지 및 콘크리트 내지 복합충전재료와의 일체적 합성 거동을 확보하는 기능을 한다.The spacer 19 is spaced apart at a predetermined interval between the inner composite pipe 18 and the outer composite pipe 16 at predetermined intervals in the longitudinal direction, and has a central opening of an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the inner composite pipe. The steel plate of the square or circle formed with the divided and installed between the inner composite pipe 18 and the outer composite pipe (16). The number of the spacers 19 is determined by the shear force, and functions to maintain the gap between the outer composite tube 16 and the inner composite tube 18 and to ensure the integral composite behavior of the concrete or the composite filling material.

본 제 2 실시예에 따른 충전 복합관 거더에도 격막인 다이아프램을 추가로 설치할 수 있으며 구체적인 구성은 상기한 제 1 실시예에 따른 충전 복합관 거더와 동일하다.The diaphragm serving as a diaphragm may be additionally installed in the filling composite tube girder according to the second embodiment, and the specific configuration is the same as that of the filling composite tube girder according to the first embodiment.

기타 상기 지지판(20), 전단 연결재(30)의 구체적인 구성 및 연결구조는 상기한 제 1 실시예에 따른 충전 복합관 거더와 동일하다.Other specific configuration and connection structure of the support plate 20, the shear connector 30 is the same as the filling composite tube girder according to the first embodiment.

한편, 섬유강화복합재료 내지 콘크리트 충전 복합관 거더의 강도를 증진시키기 위해서는 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 내부 복합관(18)에도 콘크리트 내지 복합재료(11)를 충전함으로써 거더로서의 내구성 및 사용성을 증진시킬 수 있다.On the other hand, in order to increase the strength of the fiber reinforced composite material to concrete filled composite tube girder, as shown in Figure 4b by filling the inner composite pipe 18 also concrete or composite material 11 can be improved durability and usability as a girder. have.

이하 본 고안에 따른 콘크리트 내지 복합재료을 충전한 복합관 거더의 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter will be described the action of the composite tube girder filled with concrete or composite material according to the present invention.

본 고안은 층상복합재와 콘크리트 내지 섬유강화복합재의 장점을 최대한 활용한 고안으로서, 복합관과 내부 충전 콘크리트 내지 복합재료와의 합성작용으로 복합관의 구속효과에 의한 충전재료의 내력상승과, 충전 콘크리트 내지 복합재료에 의한 복합관의 국부좌굴 방지효과에 의해 내력 및 변형능력 등 구조 성능면에서 우수한 성능을 보유하고, 단면의 증가 없이 내력이 크게 증가하므로 복합관의 효율성을 높일 수 있다.The present invention is designed to make full use of the advantages of layered composites and concrete or fiber reinforced composites. The local buckling prevention effect of the composite pipe by the material has excellent performance in terms of structural performance, such as strength and deformation capacity, and can increase the efficiency of the composite pipe because the strength increases significantly without increasing the cross section.

또한, 복합관과 상부 바닥판 콘크리트와의 합성작용을 dowel bar 내지 층상복합재료로 제작된 전단 연결재(30)를 사용하여 극대화함으로써 상부 바닥판과 거더의 전단면을 유효하게 할 수 있어 상부에서 오는 압축력, 인장력, 균열, 진동 및 소음에 대하여 우수한 구조를 형성한다.In addition, by maximizing the composite action of the composite pipe and the upper bottom concrete using the shear connection material 30 made of dowel bar or layered composite material, the shear surface of the upper bottom plate and the girder can be made effective, and the compressive force coming from the top Excellent structure against tensile force, crack, vibration and noise.

한편, 이중 복합관 거더의 경우 내부 복합관에 콘크리트 내지 복합재료를 충전하지 않는 경우 그 내부에 각종 설비를 위한 전선, 케이블, 배관 등을 배치하여 사용할 수 있다.On the other hand, in the case of double composite pipe girders, when the inner composite pipe is not filled with concrete or composite material, wires, cables, pipes, etc. for various facilities may be disposed therein.

본 고안은 이상에서 설명한 바와 같이 일반적인 강재 거더 교량의 문제점인 중량의 증가로 인한 고비용, 수많은 스티프너의 보강재 삽입, 진동과 소음문제와, 콘크리트 거더 교량에 있어 시공성의 문제, 자체 중량 과다로 인한 하중 증가 문제, 콘크리트 특성상의 균열문제 등을 해결하도록 강관 내부에 콘크리트를 충전하여 구성한 것으로, 일반 강재나 콘크리트재로 구성된 교량에 비해 압축강도, 전단강도, 휨강도, 인장강도, 균열저항 등이 우수하여 대부분의 고속도로, 도로 및 철도교에 다수 사용되는 거더 교량을 대체할 수 있으며, 거더의 형고가 작을 뿐만 아니라 미관 측면에서도 미려한 외형을 형성하기 때문에 오버브리지에서의 사용도 매우 우수한 효과가 것이다.As described above, the present invention is expensive due to the increase in weight, which is a problem of general steel girder bridges, a number of stiffener reinforcement inserts, vibration and noise problems, workability problems in concrete girder bridges, and load increase due to overweight. It is composed by filling concrete inside the steel pipe to solve the problem, cracking problem due to the characteristics of concrete, and it is excellent in compressive strength, shear strength, bending strength, tensile strength, crack resistance, etc. It can replace the girder bridges that are used for highways, roads and railway bridges, and because the girder's height is not only small but also beautiful in appearance, it can be used in overbridge.

또한 교량의 내용연수를 증가시키는 것은 물론 제작비용의 저렴하고 시공기간의 단축을 가져올 수 있어 공사비 절감에도 크게 기여할 수 있는 효과가 있는 것이다.In addition, the service life of the bridge can be increased, as well as the production cost can be reduced and construction time can be shortened, which can greatly contribute to the reduction of construction cost.

비록 본 고안이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 고안의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 실용신안등록청구범위는 본 고안의 요지에 속하는 어떠한 수정이나 변형도 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications or variations without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the appended utility model registration claims will include any modifications or variations belonging to the subject matter of the present invention.

Claims (17)

콘크리트 또는 섬유강화복합재료가 내부에 충전된 복합관(10);A composite pipe 10 filled with concrete or fiber reinforced composite material therein; 상부 바닥판(70)의 시공시 거푸집 설치를 편리하게 하고자 상기 복합관(10)의 길이방향으로 그 상부 외주면에 한 쌍으로 설치되는 지지판(20); 및Support plate 20 installed in pairs on the upper outer peripheral surface in the longitudinal direction of the composite pipe 10 to facilitate the installation of the formwork during the construction of the upper bottom plate (70); And 상기 지지판(20) 사이에 강관의 길이방향으로 설치되며 상기 복합관(10)을 상부 바닥판(70)에 연결하기 위한 복수의 전단 연결재(30)를 포함하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.Filled composite pipe girder using a polymer composite material installed in the longitudinal direction of the steel pipe between the support plate 20 and comprises a plurality of shear connector 30 for connecting the composite pipe 10 to the upper bottom plate (70). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복합관(10)은 섬유강화플라스틱으로 제조되는 것을 특징으로 하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.The composite pipe (10) is filled composite tube girder using a polymer composite material, characterized in that made of fiber-reinforced plastic. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복합관(10)과 내부에 충전되는 콘크리트(11)와의 합성작용을 극대화하기 위해 복합관(10)의 내주면에 복수의 연결구(12)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.Filled composite tube using a polymer composite material, characterized in that a plurality of connectors 12 are further installed on the inner circumferential surface of the composite tube 10 in order to maximize the composite action of the composite tube 10 and the concrete 11 filled therein Girder. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 연결구(12)는 복합관(10)의 제작시 일체로 형성된 돌기인 것을 특징으로 하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.The connector 12 is a filler composite tube girder using a polymer composite material, characterized in that the projection formed integrally during the production of the composite tube (10). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복합관(10)의 내부에는 일정간격으로 격막인 다이아프램이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.Filling composite tube girder using the polymer composite material, characterized in that the diaphragm diaphragm is further installed at a predetermined interval inside the composite tube (10). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전단 연결재(30)는 강재를 이용한 'ㄷ' 형상의 도웰 바(dowel bar)인 것을 특징으로 하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.The shear connector 30 is a filler composite tube girder using a polymer composite material, characterized in that the dowel bar of the 'c' shape using steel. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전단 연결재(30)는 판상형, 곡면형, T형, L형, Z형으로 제작하고, 상부 바닥판과 합성작용이 효과적으로 일어나도록 복합판을 천공(33)하거나 가공시 엇갈리게 벌려 찢고(34), 복합판의 면은 빗살무늬(32) 내지 돌기(36)를 설치하며, 플랜지에는 돌기(35)를 설치한 것을 특징으로 하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.The shear connector 30 is made of a plate-shaped, curved, T-type, L-type, Z-type, perforated 33 composite plate or torn apart during processing (34) so that the composite effect with the upper bottom plate effectively occurs (34) , The surface of the composite plate is installed comb pattern 32 to the projection 36, the filling composite pipe girder using the polymer composite material, characterized in that the projection 35 is installed on the flange. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전단 연결재(30)는 상기 복합관(10)과 에폭시계 접착제로 부착된 것을 특징으로 하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.The shear connector 30 is filled composite tube girder using a polymer composite material, characterized in that attached to the composite tube 10 and the epoxy-based adhesive. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전단 연결재(30)는 돌기형 반쐐기(38) 또는 돌기형 쐐기(39)로 형성시켜 상기 복합관(10)에 끼워 맞춘 것을 특징으로 하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.The shear connector 30 is formed of a projection half wedge (38) or projection wedge (39) formed by filling the composite composite tube girder using a polymer composite material, characterized in that fitted to the composite pipe (10). 외부 복합관(16), 상기 외부 복합관(16)의 내경보다 작은 외경을 갖는 내부 복합관(18), 상기 외부 복합관(16)과 내부 복합관(18)의 간격을 유지하기 위한 간격재(19) 및 상기 외부 복합관(16)과 내부 복합관(18) 사이에 충전된 콘크리트 내지 복합재료(11)를 포함하는 복합관(10);The outer compound pipe 16, the inner compound pipe 18 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer compound pipe 16, the spacer 19 for maintaining the gap between the outer compound pipe 16 and the inner compound pipe 18 and the A composite pipe (10) comprising concrete or composite material (11) filled between the outer composite pipe (16) and the inner composite pipe (18); 상부 바닥판(70)의 시공시 거푸집의 역할을 하며 상기 외부 복합관(16)의 길이방향으로 상부 외주면에 한 쌍으로 설치된 지지판(20); 및A support plate 20 which acts as a formwork during construction of the upper bottom plate 70 and is installed in pairs on the upper outer circumferential surface in the longitudinal direction of the outer composite pipe 16; And 상기 복합관(10)을 상부 바닥판(70)에 연결하기 위해 상기 외부 복합관(16)의 상부 외주면에 설치되는 복수의 전단 연결재(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.Filled composite pipe girder using a polymer composite material, characterized in that it comprises a plurality of shear connector 30 is installed on the upper outer peripheral surface of the outer composite pipe 16 to connect the composite pipe 10 to the upper bottom plate 70 . 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 외부 복합관(16)의 내주면 또는 내부 복합관(18)의 외주면에는 관 제작시 성형 및 절삭 가공하여 톱니형상, 물결무늬 형상 등의 요철을 원주방향과 관의 길이방향 그리고 나선 형태 등으로 형성시킨 것을 특징으로 하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.The inner circumferential surface of the outer composite tube 16 or the outer circumferential surface of the inner composite tube 18 is formed by forming and cutting during tube manufacturing to form irregularities such as a sawtooth shape and a wavy pattern in the circumferential direction, the longitudinal direction of the tube, and the spiral shape. Filled composite tube girder using a polymer composite material characterized in that. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 간격재(19)는 내부 복합관(18)과 외부 복합관(16)의 사이에 길이방향으로 일정한 간격을 두고 소정의 간격으로 이격하여 설치한 것으로, 내부 복합관의 외경보다 약간 큰 내경의 중심개구가 형성된 사각 또는 원형의 강판을 분할하여 내부 복합관(18) 및 외부 복합관(16)의 사이에 설치한 것을 특징으로 하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.The spacer 19 is installed to be spaced apart at a predetermined interval between the inner composite pipe 18 and the outer composite pipe 16 at a predetermined interval in the longitudinal direction, the center opening of the inner diameter slightly larger than the outer diameter of the inner composite pipe Filled composite tube girder using a polymer composite material, characterized in that the formed square or circular steel sheet is divided between the inner composite pipe 18 and the outer composite pipe (16). 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 내, 외부 복합관(18)(16)은 섬유강화플라스틱으로 제조되는 것을 특징으로 하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.The inner and outer composite pipe (18) (16) is filled composite tube girder using a polymer composite material, characterized in that made of fiber-reinforced plastic. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 전단 연결재(30)는 강재를 이용한 'ㄷ' 형상의 도웰 바(dowel bar)인 것을 특징으로 하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.The shear connector 30 is a filler composite tube girder using a polymer composite material, characterized in that the dowel bar of the 'c' shape using steel. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 전단 연결재(30)는 판상형, 곡면형, T형, L형, Z형으로 제작하고, 상부 바닥판과 합성작용이 효과적으로 일어나도록 복합판을 천공(33)하거나 가공시 엇갈리게 벌려 찢고(34), 복합판의 면은 빗살무늬(32) 내지 돌기(36)를 설치하며, 플랜지에는 돌기(35)를 설치한 것을 특징으로 하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.The shear connector 30 is made of a plate-shaped, curved, T-type, L-type, Z-type, perforated 33 composite plate or torn apart during processing (34) so that the composite effect with the upper bottom plate effectively occurs (34) , The surface of the composite plate is installed comb pattern 32 to the projection 36, the filling composite pipe girder using the polymer composite material, characterized in that the projection 35 is installed on the flange. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 전단 연결재(30)는 상기 복합관(10)과 에폭시계 접착제로 부착된 것을 특징으로 하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.The shear connector 30 is filled composite tube girder using a polymer composite material, characterized in that attached to the composite tube 10 and the epoxy-based adhesive. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 전단 연결재(30)는 돌기형 반쐐기(38) 또는 돌기형 쐐기(39)로 형성시켜 상기 복합관(10)에 끼워 맞춘 것을 특징으로 하는 고분자 복합재료를 이용한 충전 복합관 거더.The shear connector 30 is formed of a projection half wedge (38) or projection wedge (39) formed by filling the composite composite tube girder using a polymer composite material, characterized in that fitted to the composite pipe (10).
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