KR20030087764A - Concrete-Filled Steel Pipe Girder - Google Patents

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KR20030087764A
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한국건설기술연구원
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이기홍
박종면
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    • E04C3/293Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures the materials being steel and concrete

Abstract

PURPOSE: A concrete filled steel pipe girder is provided to replace a girder bridge used for an expressway, a road and a railway bridge with excellent compressive strength, shear strength, bending strength, tensile strength, crack resistance and vibration resistance. CONSTITUTION: The concrete filled steel pipe girder contains: a steel pipe(10) filled with concrete; a pair of support plates(20) functioning as a form when constructing an upper floor plate(70) and welded longitudinally to the upper outside of the steel pipe(10); and many shear connectors(30) installed longitudinally to the steel pipe(10) between the support plates(20) to connect the steel pipe(10) with the upper floor plate(70).

Description

콘크리트 충전강관 거더{Concrete-Filled Steel Pipe Girder}Concrete-Filled Steel Pipe Girder
본 발명은 거더 교량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일반적인 거더(콘크리트, 강재) 교량에 적용할 수 있는 콘크리트 충전강관 거더에 관한 것이다.The present invention relates to girder bridges, and more particularly to concrete filled steel pipe girders applicable to general girder (concrete, steel) bridge.
교량에 있어서 거더의 역할은 상부에서 작용하는 고정하중 및 차량하중 등의 적재하중을 교량의 교각 또는 교대로 전달하는 역할을 하는 중요한 교량 요소이다.The girder's role in bridges is an important bridge element that serves to transfer the loading loads such as fixed loads and vehicle loads acting on the upper part of bridges or alternately.
기존 거더 교량의 형식은 크게 강재 거더와 콘크리트 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 and concrete 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.
한편, 콘크리트 거더 교량의 경우 콘크리트 자체의 무게가 무거워져 교량 전체에 작용하는 무게가 커져 교량 설계시 비경제적이며, 현장에서 모든 공정이 이루어져 시공이 복잡하며, 콘크리트의 특성상 균열등이 문제가 되고 있다.On the other hand, 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.In addition, the construction is complicated by all the processes in the field, and the characteristics of concrete are causing problems such as cracking. .
본 발명은 상기한 바와 같은 기존 교량의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 강도 및 강성이 우수할 뿐만 아니라 진동, 처짐 및 균열에 대한 사용성이 우수하고 거더의 형고를 낮출 수 있으며 미려한 외관을 제공하는 교량 거더를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the problems of the existing bridge as described above, not only excellent in strength and rigidity, but also excellent in usability against vibration, deflection and cracking, can lower the height of the girder, and provide a beautiful appearance. Its purpose is to provide bridge girder.
이러한 본 발명의 목적은 콘크리트가 내부에 충전된 강관과 상부 바닥판의 시공시 거푸집의 역할을 하며 상기 강관의 길이방향으로 상부 외주면에 한 쌍으로 용접된 지지판과 상기 지지판 사이에 강관의 길이방향으로 설치되며 상기 강관을 상부 바닥판에 연결하기 위한 복수의 전단 연결재를 포함하여 구성되는 콘크리트 충전강관 거더에 의해 달성된다.The object of the present invention serves as a formwork during the construction of the steel pipe and the upper bottom plate filled with concrete in the longitudinal direction of the steel pipe between the support plate and the support plate welded in pairs on the upper peripheral surface in the longitudinal direction of the steel pipe. It is achieved by a concrete filled steel pipe girder that is installed and comprises a plurality of shear connectors for connecting the steel pipe to the upper bottom plate.
또한, 본 발명의 목적은 외부강관과 상기 외부강관의 내경보다 작은 외경을 갖는 내부강관과 상기 외부강관과 내부강관의 간격을 유지하기 위한 간격재를 포함하며 상기 외부강관과 내부강관 사이에 콘크리트를 충전한 강관과, 상부 바닥판의 시공시 거푸집의 역할을 하며 상기 강관의 길이방향으로 상부 외주면에 한 쌍으로 용접된 지지판과, 상기 지지판 사이에 강관의 길이방향으로 설치되며 상기 강관을 상부 바닥판에 연결하기 위해 상기 외부강관의 외주면에 설치된 복수의 전단 연결재를 포함하여 구성되는 콘크리트 충전강관 거더에 의해 달성된다.In addition, an object of the present invention includes an inner steel pipe having an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer steel pipe and the outer steel pipe and a spacer for maintaining the gap between the outer steel pipe and the inner steel pipe and the concrete between the outer steel pipe and the inner steel pipe. Filled steel pipe, and the support plate welded in pairs on the upper outer peripheral surface in the longitudinal direction of the steel pipe and acts as a formwork during the construction of the upper bottom plate, and is installed in the longitudinal direction of the steel pipe between the support plate and the steel pipe is the upper bottom plate It is achieved by a concrete filled steel pipe girder comprising a plurality of shear connection material installed on the outer circumferential surface of the outer steel pipe to connect to.
본 발명의 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 1은 본 발명에 따른 콘크리트 충전강관 거더의 제 1 실시예를 도시한 단면도이고,1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a concrete filled steel pipe girder according to the present invention,
도 2a 내지 도 2d는 전단 연결재의 다양한 실시예를 나타낸 사시도이고,2A to 2D are perspective views illustrating various embodiments of a shear connector,
도 3a는 정모멘트구간에 중간보강지지판을 설치한 사시도이고,Figure 3a is a perspective view of the intermediate reinforcement support plate is installed in the constant moment section,
도 3b는 부모멘트구간에 격막강판을 설치한 사시도이고,Figure 3b is a perspective view of installing a diaphragm steel sheet in the parent section;
도 4a는 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더의 제 2 실시예를 도시한 단면도이고,Figure 4a is a cross-sectional view showing a second embodiment of a concrete filled steel pipe girder according to the present invention,
도 4b는 본 발명에 따른 콘크리트 충전 강관 거더의 제 2 실시예의 변형예를 나타낸 단면도이다.Figure 4b is a cross-sectional view showing a modification of the second embodiment of a concrete filled steel pipe girder according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>
10 : 강관12 : 연결구10: steel pipe 12: connector
16 : 외부강관 18 : 내부강관16: outer steel pipe 18: inner steel pipe
20 : 지지판30 : 전단 연결재20: support plate 30: shear connector
70 : 바닥판70: bottom plate
이하 본 발명에 따른 콘크리트 충전강관 거더의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the concrete filled steel pipe girder according to the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 충전강관 거더의 제 1 실시예를 도시한 단면도이고, 도 2a 내지 도 2d는 전단 연결재의 다양한 실시예를 나타낸 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a concrete filled steel pipe girder according to the present invention, Figures 2a to 2d is a perspective view showing various embodiments of the shear connector.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 충전강관 거더의 제 1 실시예에서는 콘크리트가 내부에 충전된 강관(10)과, 상기 강관(10)의 내주면에 용접되어 강관(10)과 콘크리트(11)의 합성작용을 극대화하기 위한 복수의 연결구(12)와, 상부 바닥판(70)의 시공시 거푸집의 역할을 하며 상기 강관(10)의 길이방향으로 상부 외주면에 한 쌍으로 용접된 지지판(20)과, 상기 지지판(20) 사이에 강관의 길이방향으로 설치되며 상기 강관(10)을 상부 바닥판(70)에 연결하기 위한 복수의 전단 연결재(30)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, in the first embodiment of the concrete filled steel pipe girder according to the present invention, the steel pipe 10 filled with concrete is welded to the inner circumferential surface of the steel pipe 10, and the steel pipe 10 and concrete A plurality of connectors 12 for maximizing the synthesis of the (11) and the support plate welded in pairs to the upper outer peripheral surface in the longitudinal direction of the steel pipe 10 and serves as a formwork during the construction of the upper bottom plate (70) It is installed in the longitudinal direction of the steel pipe between the 20 and the support plate 20, and comprises a plurality of shear connector 30 for connecting the steel pipe 10 to the upper bottom plate (70).
강관(10)은 일반적인 탄소강관으로 주로 원형강관이 사용되나 강판을 프레스 또는 압연 가공하여 내, 외주면에 요철을 형성시킨 후 용접하여 제작하여 사용할 수도 있다. 또한 강관(10)의 내주면은 강관 제작시 절삭가공하여 톱니형상, 물결무늬 형상 등의 요철을 형성시키거나, 강관(10)의 내부에 일정간격으로 통공을 형성한 복수의 보강리브를 강관의 길이방향으로 설치함으로써 강관과 콘크리트의 부착강도를 증진시켜 합성작용을 크게 할 수 있다.Steel pipe 10 is a general carbon steel pipe is mainly used as a circular steel pipe, but can also be produced by pressing or rolling the steel plate to form the unevenness on the inner, outer peripheral surface and then welded. In addition, the inner circumferential surface of the steel pipe 10 is cut during the production of the steel pipe to form irregularities such as a sawtooth shape, a wavy pattern, or the like, or a plurality of reinforcing ribs formed through holes at regular intervals in the steel pipe 10 to have a length of the steel pipe. By installing in the direction, the bonding strength between the steel pipe and the concrete can be enhanced to increase the compounding action.
강관(10)의 내부에는 콘크리트(11)를 충전함으로써 충전 콘크리트의 구속효과로 휨강도 및 강성을 증진시키고 소음이나 진동을 감소시킨다. 콘크리트(11)를 충전함에 있어 연속교량인 경우 중간 지점부 근처의 강관 거더에는 가벼운 경량 콘크리트를 채우고, 경간 중앙부에는 에어 모르타르(air mortar)로 채워 자중을 감소시킨다. 따라서 경간 중앙부의 정 모멘트 영역에 강관과 콘크리트의 합성 거더로서 거동한다.By filling the concrete 11 inside the steel pipe 10 to increase the bending strength and rigidity by the restraining effect of the filled concrete and to reduce the noise or vibration. In the case of the continuous bridge in filling the concrete (11), the steel pipe girders near the middle point is filled with light lightweight concrete, and the middle of the span is filled with air mortar (air mortar) to reduce the weight. Therefore, it acts as a composite girder of steel pipe and concrete in the constant moment region of the span center part.
그리고 충전 콘크리트(11)와 강관(10)의 합성작용을 극대화하기 위해서강관(10) 내부에 복수의 연결구(12)를 설치하여 강관(10)과 콘크리트(11)의 합성작용을 극대화하였다. 이러한 연결구(12)로는 본 실시예에서는 스터트 커넥터(stud connector)를 강관의 내주면에 용접하였으나, 이에 한정되지 않고 강관 자체의 제작시에 강관의 내주면을 절삭하거나 프레스 또는 압연 가공하여 형성된 요철을 주어 연결구로 작용하게 할 수 있다. 또한, 강봉, 이형철근, 강판, L형강, T형강, Z형강, ㄷ형강, 절곡철근 또는 나선철근이 사용될 수 있으며, 2a 및 도 2d에 도시된 바와 같이 강판, T형강 또는 Z형강의 웨브(32)에 구멍(33)을 뚫거나 구멍(33) 자체의 가공시에 철판을 얻갈리게 벌려 찢고, 플랜지(34)는 다양한 형상으로 찢어 콘크리트와의 합성작용을 보다 극대화하는 것이 바람직하다.In addition, in order to maximize the composite action of the filled concrete (11) and the steel pipe 10, a plurality of connectors 12 were installed inside the steel pipe (10) to maximize the composite action of the steel pipe (10) and the concrete (11). In this embodiment, as the connector 12, a stud connector is welded to the inner circumferential surface of the steel pipe. However, the connector 12 is not limited thereto, and the inner circumferential surface of the steel pipe is cut, pressed, or rolled in the manufacture of the steel pipe itself. Can act as a connector. In addition, steel bar, deformed steel, steel plate, L-shaped steel, T-shaped steel, Z-shaped steel, c-shaped steel, bent bar or spiral reinforcing bar may be used, as shown in 2a and 2d web of steel sheet, T-shaped steel or Z-shaped steel ( It is preferable to pierce the hole 33 in the 32 or to tear apart the iron plate during the processing of the hole 33 itself, the flange 34 is torn in various shapes to maximize the compounding effect with concrete.
상부 바닥판(70) 콘크리트 타설을 위해 강관(10)의 상부면에는 강관의 길이방향으로 한 쌍으로 강판을 절곡한 지지판(20)이 용접되어 있으며, 일종의 거푸집의 역할을 수행한다. 그리고 상기 지지판(20)의 상면은 콘크리트와의 합성작용을 위해 원형, 타원형, 별모양 또는 빗살무늬의 요철을 형성할 수 있으며, 상부 바닥판(70)과의 전단 연결을 위해 상면에는 길이방향으로 복수의 전단 연결재(30)를 용접하여 설치한다.The upper plate 70 is welded to the upper surface of the steel pipe 10 in order to cast concrete, the support plate 20 bent a pair of steel plates in the longitudinal direction of the steel pipe, and serves as a form of formwork. And the upper surface of the support plate 20 may form a concave-convex shape of a circular, elliptical, star or comb for the composite action with the concrete, the upper surface in the longitudinal direction for the shear connection with the upper plate 70 A plurality of shear connecting members 30 are welded and installed.
상부 바닥판(70)은 콘크리트 충전강관(10)으로 지지되고 충전강관 거더 상면에 길이방향으로 용접된 복수의 전단 연결재(30)로 접합된다. 이로써 충전강관 거더(10)와 상부 바닥판(70)을 연결하여 전체하중에 대해 상부 바닥판(70)과 충전강관 거더(10) 전체의 단면이 인장, 압축력에 대하여 전 단면을 유효하게 이용할 수 있다. 이러한 전단 연결재(30)로는 본 실시예에서는 스터드 커넥터를 사용하는 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 강봉, 이형철근, 강판, L형강, T형강, Z형강, ㄷ형강, 절곡철근 또는 나선철근이 사용될 수 있다. 또한, 도 2a 및 도 2d에 도시된 바와 같이 강판, T형강 또는 Z형강의 웨브(32)에 구멍(33)을 뚫거나 구멍(33) 자체의 가공시에 철판을 얻갈리게 벌려 찢고, 플랜지(34)는 다양한 형상으로 찢어 콘크리트와의 합성작용을 보다 극대화하는 것이 바람직하다.The upper bottom plate 70 is joined by a plurality of shear connecting members 30 supported by the concrete filled steel pipe 10 and welded longitudinally to the top surface of the filled steel pipe girder. As a result, the cross section of the entire top bottom plate 70 and the filled steel tube girder 10 can be effectively used for the tensile and compressive forces by connecting the filled steel pipe girder 10 and the upper bottom plate 70 to the total load. have. The shear connector 30 is shown using a stud connector in this embodiment, but is not limited to this, steel bar, deformed reinforcing bar, steel sheet, L-shaped steel, T-shaped steel, Z-shaped steel, c-shaped steel, bent steel bar or spiral reinforcement is used Can be. Also, as shown in FIGS. 2A and 2D, holes 33 are drilled in the web 32 of the steel sheet, the T-shaped steel, or the Z-shaped steel, or the steel sheet is torn apart during the processing of the hole 33 itself. 34) tearing into various shapes is more desirable to maximize the composite action with concrete.
한편, 도 3a 및 도 3b는 정모멘트구간이나 부모멘트구간에 중간보강지지판 또는 격막강판을 설치한 사시도이다.3A and 3B are perspective views in which an intermediate reinforcement support plate or a diaphragm steel plate is installed in a constant moment section or a parent moment section.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 정모메트구간에서는 강관(10)의 길이방향으로 복수의 중간보강지지판(40)을 상기 지지판(20)의 하면에 더 설치하고, 부모멘트구간에서는 강관(10)의 길이방향으로 복수의 격막강판(50)을 상기 한 쌍의 지지판(20) 사이의 상기 강관(10)의 상부면에 더 설치함으로써 강관의 강성을 증진시킬 수 있다. 또한, 이 때 상기 전달 연결재(30)의 배치는 정모멘트구간에서는 스터드 커넥터(30)를 강관(10)의 상면에 용접하고, 부모멘트구간에서는 일정간격으로 통공을 형성한 유공강판(30)을 강관(10)의 길이방향으로 용접하여 조합할 수 있다.As shown in FIGS. 3A and 3B, a plurality of intermediate reinforcement support plates 40 may be further installed on the lower surface of the support plate 20 in the longitudinal direction of the steel pipe 10 in the square mat section, and the steel pipe 10 in the parent cement section. The stiffness of the steel pipe can be improved by further installing a plurality of diaphragm steel sheets 50 in the longitudinal direction of the upper surface of the steel pipe 10 between the pair of support plates 20. In this case, the arrangement of the transfer connecting member 30 welds the stud connector 30 to the upper surface of the steel pipe 10 in the constant moment section, and the perforated steel plate 30 having a through hole at a predetermined interval in the parent section. It can be combined by welding in the longitudinal direction of the steel pipe (10).
도 4a는 본 발명에 따른 콘크리트 충전강관 거더의 제 2 실시예를 도시한 것으로, 외부강관(16)과 상기 외부강관(16)의 내경보다 작은 외경을 갖는 내부강관(18)과 상기 외부강관(16)과 내부강관(18)의 간격을 유지하기 위한 간격재(19)를 포함하며, 상기 외부강관(16)과 내부강관(18) 사이에 콘크리트(11)를 충전한 강관(10)과, 상부 바닥판(70)의 시공시 거푸집의 역할을 하며 상기 외부강관(16)의 길이방향으로 상부 외주면에 한 쌍으로 용접된 지지판(20)과, 상기 지지판(20) 사이에 설치되며 상기 강관(10)을 상부 바닥판(70)에 연결하기 위해 상기 외부강관(16)의 외주면에 용접된 복수의 전단 연결재(30)를 포함하여 구성된다.Figure 4a shows a second embodiment of the concrete filled steel pipe girder according to the present invention, the inner steel pipe 18 and the outer steel pipe having an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer steel pipe 16 and the outer steel pipe 16 ( And a spacer 19 for maintaining a gap between the inner steel pipe 18 and the inner steel pipe 18, and the steel pipe 10 filled with the concrete 11 between the outer steel pipe 16 and the inner steel pipe 18; It serves as a formwork during construction of the upper bottom plate 70 and is installed between the support plate 20 and the support plate 20 welded in pairs to the upper outer peripheral surface in the longitudinal direction of the outer steel pipe 16, the steel pipe ( It comprises a plurality of shear connector 30 welded to the outer peripheral surface of the outer steel pipe 16 to connect 10) to the upper bottom plate (70).
상기 외부강관(16)의 내주면 또는 내부강관(18)의 외주면은 강관 제작시 절삭 가공하여 톱니형상, 물결무늬 형상 등의 요철을 원주방향과 강관의 길이방향 그리고 나선 형태 등으로 형성함으로써 강관과 콘크리트의 부착강도을 증진시켜 합성 작용을 크게 할 수 있다.The inner circumferential surface of the outer steel pipe (16) or the outer circumferential surface of the inner steel pipe (18) is cut during the manufacture of the steel pipe to form irregularities such as sawtooth shape, wave pattern in the circumferential direction and the longitudinal direction of the steel pipe and spiral shape, etc. Synthetic action can be increased by increasing the adhesion strength of.
그리고 상기 간격재(19)는 내부강관(18)과 외부강관(16)의 사이에 길이방향으로 일정한 간격을 두고 소정의 간격으로 이격하여 설치한 것으로, 내부강관의 외경보다 약간 큰 내경의 중심개구가 형성된 사각 또는 원형의 강판을 분할하여 내부강관(18) 및 외부강관(16)의 사이에 용접하여 설치한다. 상기 간격재(19)의 갯수는 전단력에 의해 결정되며, 외부강관(16)과 내부강관(18)의 간격유지 및 콘크리트와의 일체적 합성 거동을 확보하는 기능을 한다.And the spacer 19 is installed spaced apart at predetermined intervals at regular intervals in the longitudinal direction between the inner steel pipe 18 and the outer steel pipe 16, the central opening of the inner diameter slightly larger than the outer diameter of the inner steel pipe The steel plate of the square or round formed is divided and installed by welding between the inner steel pipe 18 and the outer steel pipe 16. The number of the spacers 19 is determined by the shear force, and functions to maintain the gap between the outer steel pipe 16 and the inner steel pipe 18 and to integrate the composite with the concrete.
본 제 2 실시예에 따른 콘크리트 충전강관 거더에도 중간보강지지판(40) 및 격막강판(50)을 추가로 설치할 수 있으며 구체적인 구성은 상기한 제 1 실시예에 따른 콘크리트 충전 강관 거더와 동일하다.The intermediate reinforcing support plate 40 and the diaphragm steel plate 50 may be further installed in the concrete filled steel pipe girder according to the second embodiment, and the specific configuration is the same as that of the concrete filled steel pipe girder according to the first embodiment.
기타 상기 지지판(20), 전단 연결재(30)의 구체적인 구성은 상기한 제 1 실시예에 따른 콘크리트 충전 강관 거더와 동일하다.Other specific configuration of the support plate 20, the shear connector 30 is the same as the concrete filled steel pipe girder according to the first embodiment.
한편, 콘크리트 충전 강관 거더의 강도를 증진시키기 위해서는 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 내부강관(18)에도 콘크리트(11)를 충전함으로써 거더로서의 내구성 및 사용성을 증진시킬 수 있다.On the other hand, in order to increase the strength of the concrete-filled steel pipe girders, as shown in Figure 4b by filling the concrete 11 in the inner steel pipe 18 can be improved durability and usability as a girder.
이하 본 발명에 따른 콘크리트 충전강관 거더의 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter will be described the action of the concrete filled steel pipe girders according to the present invention.
본 발명은 강재와 콘크리트의 장점을 최대한 활용한 발명으로서, 강관과 내부 충전 콘크리트와의 합성작용으로 강관의 구속효과에 의한 충전 콘크리트의 내력상승과 충전 콘크리트에 의한 강관의 국부좌굴 방지효과에 의해 내력 및 변형능력 등 구조 성능면에서 우수한 성능을 보유하고, 단면의 증가없이 내력이 크게 증가하므로 강관의 효율성을 높일 수 있다.The present invention is an invention that takes full advantage of the advantages of steel and concrete, by the composite action of the steel pipe and the interior filled concrete, the strength of the filled concrete due to the restraining effect of the steel pipe and the local buckling prevention effect of the steel pipe by the filled concrete And it has excellent performance in terms of structural performance, such as deformation capacity, and can increase the efficiency of the steel pipe because the strength is greatly increased without increasing the cross section.
또한, 강관과 상부 바닥판 콘크리트와의 합성작용을 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 synthesizing effect between the steel pipe and the upper bottom plate concrete, it is possible to make the shear surface of the upper bottom plate and the girder effective, thereby forming an excellent structure against the compressive force, tensile force, crack, vibration and noise coming from the top.
한편, 이중 강관 거더의 경우 내부강관에 콘크리트를 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 steel pipe girders, when the concrete is not filled in the inner steel pipes can be used by placing wires, cables, piping, etc. for various equipment therein.
본 발명은 이상에서 설명한 바와 같이 일반적인 강재 거더 교량의 문제점인 강재 중량의 증가로 인한 고비용, 수많은 스티프너의 보강재 삽입, 강재 거더의 특징인 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, 거더의형고가 작을 뿐만 아니라 미관 측면에서도 미려한 외형을 형성하기 때문에 오버브리지에서의 사용도 매우 우수한 효과가 것이다.As described above, the present invention has a high cost due to the increase in steel weight, which is a problem of general steel girder bridges, reinforcement of numerous stiffeners, vibration and noise characteristics of steel girder, and workability in concrete girder bridges, and its own weight. It is composed by filling concrete inside the steel pipe to solve the problem of increase of load due to excessiveness and cracking problem of concrete characteristics, and it is composed of compressive strength, shear strength, flexural strength, tensile strength, crack resistance, etc. Its superiority makes it possible to replace the girder bridges used in most highways, roads and railway bridges, and because the girder's height is not only small but also beautiful in appearance, it is also very good for use 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 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 어떠한 수정이나 변형도 포함할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications or variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims will include any modifications or variations that fall within the spirit of the invention.

Claims (17)

  1. 콘크리트가 내부에 충전된 강관(10)과;Steel pipe 10 is filled with concrete therein;
    상부 바닥판(70)의 시공시 거푸집의 역할을 하며 상기 강관(10)의 길이방향으로 상부 외주면에 한 쌍으로 용접된 지지판(20)과;A support plate 20 which serves as a formwork during construction of the upper bottom plate 70 and is welded in pairs to the upper outer circumferential surface in the longitudinal direction of the steel pipe 10;
    상기 지지판(20) 사이에 강관(10)의 길이방향으로 설치되며 상기 강관(10)을 상부 바닥판(70)에 연결하기 위한 복수의 전단 연결재(30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 거더.Concrete installed between the support plate 20 in the longitudinal direction of the steel pipe 10 and comprises a plurality of shear connecting members 30 for connecting the steel pipe 10 to the upper bottom plate 70 Filling steel pipe girder.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 강관(10)의 내주면에 용접되어 강관(10)과 콘크리트(11)의 합성작용을 극대화하기 위한 복수의 연결구(12)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 거더.Concrete filled steel pipe girder, characterized in that a plurality of connectors 12 are further installed to maximize the composite action of the steel pipe 10 and the concrete 11 is welded to the inner peripheral surface of the steel pipe (10).
  3. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 강관(10)의 내부에는 일정간격으로 통공을 형성한 복수의 보강리브를 강관의 길이방향으로 설치한 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 거더.The inside of the steel pipe 10 is a concrete filled steel pipe girder, characterized in that a plurality of reinforcing ribs formed through holes at a predetermined interval in the longitudinal direction of the steel pipe.
  4. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 강관(10) 내부를 절삭 또는 강관(10) 자체의 제작시 프레스 가공하여강관의 내, 외면에 요철을 형성한 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 거더.Concrete-filled steel pipe girder, characterized in that the inner and outer surfaces of the steel pipe 10 is formed by pressing or cutting during the production of the steel pipe 10 or the steel pipe 10 itself.
  5. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 지지판(20)의 상면에는 상부 바닥판(70)과의 합성작용을 위해 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 거더.Concrete filled steel pipe girders, characterized in that irregularities are formed on the upper surface of the support plate 20 for the composite action with the upper bottom plate (70).
  6. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 전단 연결재(30)는 스터드 커넥터, 강봉, 이형철근, 강판, L형강, T형강, Z형강, ㄷ형강, 절곡철근 및 나선철근으로 구성된 그룹으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 거더.The shear connector 30 is any one selected from the group consisting of a stud connector, steel bar, deformed reinforcing bar, steel plate, L-shaped steel, T-shaped steel, Z-shaped steel, c-shaped steel, bending reinforcement and spiral reinforcing bar girder .
  7. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 전단 연결재(30)는 강판, T형강 또는 Z형강의 웨브(32)에 구멍(33)을 뚫거나 구멍(33) 자체의 가공시에 철판을 얻갈리게 벌려 찢고, 플랜지(34)는 다양한 형상으로 찢어 형성한 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 거더.The shear connecting member 30 is to pierce the hole 33 in the web 32 of the steel plate, T-shaped steel or Z-shaped steel or to tear apart the iron plate when processing the hole 33 itself, the flange 34 has a variety of shapes Concrete-filled steel pipe girders, characterized in that formed by tearing.
  8. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 연결구(12)는 스터드 커넥터 또는 강관의 내면을 절삭 또는 프레스 가공하여 형성된 요철인 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 거더.The connector 12 is a concrete filled steel pipe girder, characterized in that the irregularities formed by cutting or pressing the inner surface of the stud connector or steel pipe.
  9. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 연결구(12)는 스터드 커넥터, 강봉, 이형철근, 강판, L형강, T형강, Z형강, ㄷ형강, 절곡철근 및 나선철근으로 구성된 그룹으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 거더.The connector 12 is any one selected from the group consisting of a stud connector, steel bar, deformed rebar, steel plate, L-shaped steel, T-shaped steel, Z-shaped steel, c-shaped steel, bent steel and spiral reinforcement.
  10. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 연결구(12)는 강판, T형강 또는 Z형강의 웨브(32)에 구멍(33)을 뚫거나 구멍(33) 자체의 가공시에 철판을 얻갈리게 벌려 찢고, 플랜지(34)는 다양한 형상으로 찢어 형성한 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 거더.The connector 12 drills a hole 33 in the web 32 of a steel plate, a T-shaped steel or a Z-shaped steel, or tears apart the iron sheet when processing the hole 33 itself, and the flange 34 has various shapes. Concrete filled steel pipe girders, characterized in that torn.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,
    정모멘트 구간에서는 강관(10)의 길이방향으로 복수의 중간보강지지판(40)을 상기 지지판(20)의 하면에 더 설치하고, 부모멘트구간에서는 강관(10)의 길이방향으로 복수의 격막강판(50)을 상기 한 쌍의 지지판(20) 사이의 상기 강관(10)의 상부면에 더 설치한 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 거더.In the constant moment section, a plurality of intermediate reinforcing support plates 40 are further installed on the bottom surface of the support plate 20 in the longitudinal direction of the steel pipe 10, and in the parental section, a plurality of diaphragm steel plates are formed in the longitudinal direction of the steel pipe 10. Concrete filled steel pipe girder, characterized in that 50 is further installed on the upper surface of the steel pipe (10) between the pair of support plates (20).
  12. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11,
    전단 연결재(30)의 배치는 정모멘트구간에서는 스터드 커넥터(30)를 강관(10)의 상면에 용접하고, 부모멘트구간에서는 일정간격으로 통공을 형성한 유공강판(30)을 강관(10)의 길이방향으로 용접한 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 거더.Arrangement of the shear connector 30 welds the stud connector 30 to the upper surface of the steel pipe 10 in the constant moment section, and the perforated steel plate 30 formed through the hole at a predetermined interval in the parent moment section of the steel pipe 10 Concrete filled steel pipe girders, characterized in that welded in the longitudinal direction.
  13. 외부강관(16)과 상기 외부강관(16)의 내경보다 작은 외경을 갖는 내부강관(18)과 상기 내부강관(18)과 외부강관(16)의 사이에 길이방향으로 일정한 간격을 두고 소정의 간격으로 이격하여 설치하여 상기 외부강관(16)과 내부강관(18)의 간격을 유지하기 위한 간격재(19)를 포함하며, 상기 외부강관(16)과 내부강관(18) 사이에 콘크리트(11)를 충전한 강관(10)과;A predetermined interval in the longitudinal direction between the inner steel pipe 18 and the inner steel pipe 18 and the outer steel pipe 16 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer steel pipe 16 and the outer steel pipe 16 at a predetermined interval It is installed spaced apart to include a spacer 19 for maintaining the gap between the outer steel pipe 16 and the inner steel pipe 18, the concrete 11 between the outer steel pipe 16 and the inner steel pipe 18 Filled steel pipe 10 and;
    상부 바닥판(70)의 시공시 거푸집의 역할을 하며 상기 강관(10)의 길이방향으로 상부 외주면에 한 쌍으로 용접된 지지판(20)과;A support plate 20 which serves as a formwork during construction of the upper bottom plate 70 and is welded in pairs to the upper outer circumferential surface in the longitudinal direction of the steel pipe 10;
    상기 강판(20) 사이에 강관(10)의 길이방향으로 설치되며 상기 강관(20)을 상부 바닥판(70)에 연결하기 위해 상기 외부강관(16)의 외주면에 설치된 복수의 전단 연결재(30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 거더.A plurality of shear connecting members 30 installed in the longitudinal direction of the steel pipe 10 between the steel plate 20 and installed on the outer circumferential surface of the outer steel pipe 16 to connect the steel pipe 20 to the upper bottom plate 70. Concrete filled steel pipe girder, characterized in that comprises a.
  14. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13,
    상기 간격재(19)는 내부강관의 외경보다 약간 큰 내경의 중심개구가 형성된 사각 또는 원형의 강판을 분할하여 형성한 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 거더.The spacer 19 is a concrete-filled steel pipe girder, characterized in that formed by dividing the square or round steel plate formed with a central opening of the inner diameter slightly larger than the outer diameter of the inner steel pipe.
  15. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13,
    상기 내부강관(18)에도 콘크리트(11)가 충전된 것을 특징으로 하는 콘크리트충전강관 거더.Concrete filled steel pipe girder, characterized in that the concrete 11 is also filled in the inner steel pipe (18).
  16. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13,
    상기 지지판(20)의 상면에는 상부 바닥판(70)과의 합성작용을 위해 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 거더.Concrete filled steel pipe girders, characterized in that irregularities are formed on the upper surface of the support plate 20 for the composite action with the upper bottom plate (70).
  17. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13,
    상기 전단 연결재(30)는 강판, T형강 또는 Z형강의 웨브(32)에 구멍(33)을 뚫거나 구멍(33) 자체의 가공시에 철판을 얻갈리게 벌려 찢고, 플랜지(34)는 다양한 형상으로 찢어 형성한 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 거더.The shear connecting member 30 is to pierce the hole 33 in the web 32 of the steel plate, T-shaped steel or Z-shaped steel or to tear apart the iron plate when processing the hole 33 itself, the flange 34 has a variety of shapes Concrete-filled steel pipe girders, characterized in that formed by tearing.
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