KR200436478Y1 - Continuous prestressed concrete structure without baseplate concrete - Google Patents
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Abstract
본 고안은 상부플랜지 및 하부플랜지 측면에 전단키가 형성되어 있는 프리스트레스트 콘크리트 거더가 횡방향으로 플랜지와 플랜지 측면이 맞대어 형성되어 있고 종방향으로는 2경간 이상의 연속구조물에 있어 내측지점부에 상부플랜지 및 하부플랜지에 설치한 연결강판에 의해 연결되어 있으며 상기 전단키 내부에는 몰타르 또는 에폭시가 충전되어 있으며 교량의 종방향으로 횡방향 PC 강선이 설치, 프리스트레스를 도입시킨 것을 특징으로 하는 바닥판 콘크리트가 생략된 연속 프리스트레스트 콘크리트 구조물에 관한 것이다.The present invention is a prestressed concrete girder with shear keys formed on the upper flange and the lower flange side, the flange and the side of the flange is formed in the transverse direction, and in the longitudinal direction in the continuous structure of two or more spans, the upper flange and It is connected by connecting steel plate installed on the lower flange, and the inside of the shear key is filled with mortar or epoxy, and the horizontal plate steel wire is installed in the longitudinal direction of the bridge and the prestress is introduced. A prestressed concrete structure.
본 고안에서 제시한 바닥판 콘크리트가 생략된 연속 프리스트레스트 콘크리트 구조물은 교량 구조물에서 바닥판 콘크리트가 없는 구조이기에 그만큼 교량 구조물 전체의 형고를 낮출 수가 있으며 연결부에도 프리스트레스를 도입시킬 수 있어 연속교로의 거동도 가능케 할 수 있다. 또한 현장에서 각각 제작된 I형의 프리스트레스트 콘크리트 거더를 횡방향으로 일체화시켜 전체 구조물이 큰 비틀림 강성을 가졌기에 기존의 강상자형교를 대체할 수 있는 교량 구조물로도 충분히 가능할 수 있다.The continuous prestressed concrete structure without the bottom plate concrete presented in the present invention is the structure without the bottom plate concrete in the bridge structure, so that the overall height of the bridge structure can be lowered, and the prestress can be introduced in the connection part. It can be possible. In addition, I-shaped prestressed concrete girder fabricated on the site can be integrated as a bridge structure that can replace the existing steel box bridge because the entire structure has great torsional rigidity.
횡방향 PC 강선 Transverse PC Liner
Description
[도 1]은 종래기술의 구조물을 나타낸 사시도로서 [도 1a]는 박스거더 구조물을, [도 1b]는 프리스트레스트 콘크리트 거더 구조물을 나타낸 것이다.FIG. 1 is a perspective view showing a structure of the prior art, FIG. 1A shows a box girder structure, and FIG. 1B shows a prestressed concrete girder structure.
[도 2]는 본 고안의 바닥판 콘크리트가 생략된 연속 프리스트레스트 콘크리트 구조물에서 [도 2a]는 구조물의 형성을 위해 제작되는 각각의 프리스트레스트 콘크리트 거더의 횡단면도를, [도 2b]는 형성된 구조물의 횡단면도를 나타낸 것이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of each prestressed concrete girder fabricated for the formation of the structure in the continuous prestressed concrete structure in which the bottom plate concrete of the present invention is omitted, and FIG. The cross section is shown.
[도 3]는 본 고안 중 제 1 고안의 바닥판 콘크리트가 생략된 연속 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 정면도 및 사시도를 나타낸 것으로 [도 3a]는 정면도를, [도 3b]는 횡방향 프리스트레스를 도입한 후 구조물의 사시도를 [도 3c]는 완공된 구조물의 사시도를 나타낸 것이다.FIG. 3 is a front view and a perspective view of a continuous prestressed concrete structure in which the bottom plate concrete of the first design is omitted, and FIG. 3A is a front view, and FIG. 3B is a transverse prestress. Figure 3c shows a perspective view of the structure after the completed structure.
[도 4]는 본 고안 중 제 2 고안의 바닥판 콘크리트가 생략된 연속 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 정면도 및 사시도를 나타낸 것으로 [도 4a]는 정면도를, [도 4b]는 횡방향 프리스트레스를 도입한 후 구조물의 사시도를 [도 4c]는 완공된 구조물의 사시도를 나타낸 것이다.FIG. 4 is a front view and a perspective view of a continuous prestressed concrete structure in which the bottom plate concrete of the second design is omitted. FIG. 4A is a front view, and FIG. 4B is a transverse prestress. Figure 4c shows a perspective view of the structure after the completed structure.
[도 5]는 본 고안 중 제 1 고안에 의한 바닥판 콘크리트가 생략된 연속 프리 스트레스트 콘크리트 구조물의 연속화 방법에 대한 것으로 [도 5a]는 연결방법에 대한 연결부 정면도 상세도이며 [도 5b]는 상기 [도 5a]의 평면도를, [도 5c]는 본 발명의 연속화 방법에 대한 이론적 설명을 나타내기 위한 상세도이다.5 is a sequential method of the continuous prestressed concrete structure in which the bottom plate concrete is omitted according to the first design of the present invention [FIG. 5A] is a front view of the connection part for the connection method detailed view [FIG. 5B] 5A is a plan view of FIG. 5A, and FIG. 5C is a detailed diagram for illustrating a theoretical explanation of the sequencing method of the present invention.
[도 6]은 본 고안 중 제 2 고안에 의한 바닥판 콘크리트가 생략된 연속 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 연속화 방법에 대한 것으로 [도 6a]는 연결방법에 대한 연결부 정면도 상세도이며 [도 6b]는 상기 [도 6a]의 평면도를, [도 6c]는 본 발명의 연속화 방법에 대한 이론적 설명을 나타내기 위한 상세도이다.[FIG. 6] is a sequential method of the continuous prestressed concrete structure in which the bottom plate concrete according to the second design of the present invention is omitted. [FIG. 6A] is a detailed view of the connection part for the connection method. 6A is a plan view of FIG. 6A, and FIG. 6C is a detailed diagram for illustrating a theoretical explanation of the sequencing method of the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 설명> <Description of Main Parts of Drawing>
10:강상자 20:바닥판 콘크리트 30:PC 강선 정착구 40:프리스트레스트 콘크리트 거더 70:종방향 PC 강선 90:전단키 100:횡방향 PC 강선 110:바닥판 콘크리트가 생략된 프리스트레스트 콘크리트 거더 130:외측거더용 상부 및 하부플랜지의 측면에 전단키가 설치된 프리스트레스트 콘크리트 거더 140:내측거더용 상부 및 하부플랜지의 측면에 전단키가 설치된 프리스트레스트 콘크리트 거더 150:몰타르 또는 에폭시 160:연결부DESCRIPTION OF
본 고안은 바닥판 콘크리트가 생략된 연속 프리스트레스트 콘크리트 구조물에 관한 것으로써 종래기술로는 박스거더 구조물과 일반 프리스트레스트 콘크리트 거더 구조물이 있다.The present invention relates to a continuous prestressed concrete structure in which the bottom plate concrete is omitted, and the prior art includes a box girder structure and a general prestressed concrete girder structure.
먼저 도 1에 나타낸 종래기술의 구조물을 설명하면 다음과 같다.Referring to the structure of the prior art shown in Figure 1 as follows.
도 1a는 통상의 박스거더(10) 구조물을 도시한 것이다. 박스거더 구조물은 슬래브 하면에 거더를 설치하는 방식이 아닌, 거더와 슬래브가 일체로 제작되어 교량하부 구조물에 설치되고, 슬래브 상면 즉, 거더의 상부플랜지 상면에 포장층을 시공하는 방식으로 교량 시공이 완료된다. 도 1b는 아주 일반적인 슬래브(20) 하면에 설치되는 I형 형태를 가지는 프리스트레스트 콘크리트 거더(40) 구조물을 도시한 것이다. 통상 I형 단면의 프리스트레스트 콘크리트 거더의 간격은 2.5m 정도인데 제작이 간단하여 경제성 측면에서는 유리하나, 설치되는 거더의 개수 및 장지간 설치를 위하여 통상 형고를 높이거나 PC 강선을 내부 또는 외부에 설치하는 단면설계방식을 따르게 되지만 이에는 한계가 있고, 횡방향으로의 거더 설치 개수를 줄이기 위하여 거더 간격은 크게 하고, 형고를 높이는 경우 슬래브의 두께를 증가시켜야 하며, 슬래브용 거푸집 지지용 동바리가 항상 필요하게 되어 그 시공성 및 작업성이 매우 떨어진다는 문제점을 가지고 있다. 또한 비틀림에 대한 저항 능력이 적어 장지간의 교량 구조물에는 그 적용성이 현저히 떨어진다.1A shows a
본 고안은 이상에서 설명한 종래기술의 단점들을 보완할 수 있는 새로운 구조물을 개발하고 이를 이용하여 교량을 시공하는 방법을 찾아 그의 적용성을 극대화시키고자 한다.The present invention seeks to maximize the applicability of the method by developing a new structure that can compensate for the disadvantages of the prior art described above and constructing a bridge using the same.
본 고안은 위와 같은 종래 기술의 단점을 해결하고자 하는 목적으로 안출되었으며, 종래의 기술은 바닥판 콘크리트가 추가로 교량에 생성되어 있기에 전체 구조물의 형고가 높을 뿐만 아니라 바닥판 콘크리트를 생략한 구조물을 제작한다고 해도 이를 연속교로의 시도는 전혀 전무하였다.The present invention has been devised for the purpose of solving the above-mentioned disadvantages of the prior art, the prior art is because the bottom plate concrete is additionally generated in the bridge, not only the height of the overall structure is high but also manufactures the structure without the bottom plate concrete Nevertheless, no attempt was made to continue teaching.
도 2에서 도 6는 본 고안의 바닥판 콘크리트가 생략된 연속 프리스트레스트 콘크리트 구조물에 대한 것이다.2 to 6 is for the continuous prestressed concrete structure without the bottom plate concrete of the present invention.
이를 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다. This will be described with reference to the drawings.
도 2는 본 고안의 바닥판 콘크리트가 생략된 연속 프리스트레스트 콘크리트 구조물(110)을 나타낸 것으로 도 2a는 본 고안의 바닥판 콘크리트가 생략된 연속 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 구성을 위해 현장의 제작장에서 제작되는 외측거더용 및 내측거더용 상부 및 하부플랜지의 측면에 전단키(90)가 설치된 프리스트레스트 콘크리트 거더(130, 140)의 횡단면도를 나타낸 것으로 1개의 교량 내에 4개의 프리스트레스트 거더가 사용된 일례를 나타낸 것이다. 도 2b는 본 고안의 바닥판 콘크리트가 생략된 연속 프리스트레스트 콘크리트 구조물(110)의 횡단면을 나타낸 것이다. 바닥판 콘크리트를 생략한 본 고안은 도 2a와 같이 각각 제작한 프리스트레스트 콘크리트 거더의 상부플랜지 위에 포장층을 직접 형성시키고 활하중이 직접 작용하도록 한 것으로 이를 위해서는 제작한 프리스트레스트 콘크리트 거더를 횡으로 플랜지와 플랜지가 직접 맞닿도록 완성하고자하는 교량의 폭만큼 거치시키 고 활하중 작용시 거더가 제각각 처짐이 발생하지 않도록 전단키(90)에는 몰타르 또는 에폭시(150)를 충전한 후 교량의 종방향으로 횡방향 PC 강선(100)을 설치하고 횡방향 프리스트레스를 도입시킨다(도 2b 참조). 이의 사시도를 나타낸 것이 도 3b, 도 3c 및 도 4b, 도 4c이다.Figure 2 shows a continuous
도 3 및 도 4는 본 고안의 바닥판 콘크리트가 생략된 연속 프리스트레스트 콘크리트 구조물을 도시한 것으로 도 3은 그 중 제 1 고안의 실시예를, 도 4는 제 2 고안의 실시예를 나타낸 것이다.3 and 4 illustrate a continuous prestressed concrete structure in which the bottom plate concrete of the present invention is omitted. FIG. 3 shows an embodiment of the first design and FIG. 4 shows an embodiment of the second design.
도 3a는 본 고안의 구조물을 제 1 고안에 대하여 2경간 연속교에 적용시킨 정면도를 보인 것이다. 현장의 제작장에서 한 경간의 길이만큼으로 제작된 프리스트레스트 콘크리트 거더(130, 140)를 교대 및 교각에 거치하고 횡방향 PC 강선(100)에 의해서 각각의 거더를 횡으로 엮은 후 선 발명인 공개특허공보 제 10-2004-0072147호를 이용하여 서로의 거더를 또 종방향으로 연결한다. 다음 공정으로는 거더와 거더 사이의 연결부(160) 공간을 몰타르 또는 에폭시로 충전시키고 이곳에도 추가로 횡방향 PC 강선(100)을 설치하여 프리스트레스를 도입시킨다. 이의 사시도를 나타낸 것이 도 3b이며, 연결된 거더의 상부플랜지 위에 포장층을 포설하여 완성된 구조물을 도 3c에 나타내었다.Figure 3a shows a front view of the structure of the present invention applied to the two-span continuous bridge for the first design. After mounting the
도 4a는 본 고안의 구조물을 제 2 고안에 대하여 2경간 연속교에 적용시킨 정면도를 보인 것이다. 현장의 제작장에서 한 경간의 길이만큼으로 제작된 프리스트레스트 콘크리트 거더(130, 140)를 교대 및 교각에 거치하고 횡방향 PC 강선(100)에 의해서 각각의 거더를 횡으로 엮은 후 선 발명인 공개특허공보 제 10- 2004-0072147호를 이용하여 서로의 거더를 또 종방향으로 연결한다. 다음 공정으로는 거더와 거더 사이의 연결부(160) 공간을 팽창시멘트로 충전시키며 제 2 고안의 경우는 이곳에 횡방향 PC 강선을 설치하지 않는다. 즉, 팽창시멘트의 팽창만을 이용하여 프리스트레스를 도입시키는 것이다. 이의 사시도를 나타낸 것이 도 4b이며, 연결된 거더의 상부플랜지 위에 포장층을 포설하여 완성된 구조물을 도 4c에 나타내었다.Figure 4a shows a front view of the structure of the present invention applied to the two-span continuous bridge for the second design. After mounting the
다음은 본 고안의 핵심이라 할 수 있는 연속화의 이론적 구성에 대하여 자세히 설명한다.The following describes in detail the theoretical construction of sequencing, which is the core of the present invention.
도 5는 본 고안의 제 1 고안인 연속화를 이루기 위한 연결부도 횡방향 PC 강선을 설치하여 프리스트레스를 가할 경우의 이론적 원리에 대한 설명도이다.5 is an explanatory view of a theoretical principle in the case of applying a prestress by installing a transverse PC steel wire to the connection part for continuity which is the first design of the present invention.
도 5a는 본 고안의 바닥판 콘크리트가 생략된 연속 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 연속화를 이루기 위한 연결부(160)를 나타낸 상세도이다. 그림에 나타낸 연결부의 연결방법은 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0072147호의 기술을 그대로 사용하였으며 이에 대한 자세한 연결 방법은 생략한다. 단, 프리스트레스트 콘크리트 거더(130, 140) 사이의 에폭시 주입부는 1개의 정착구가 횡방향으로 설치될 수 있도록 그 폭을 크게 하며 충전은 총 2회에 걸쳐서 실시하는데 먼저 1차 충전은 인장력이 발생하는 단면의 중립축 상단까지만 실시하며 나머지 충전은 횡방향 PC 강선의 인장 후에 실시한다. 도 5b는 상기 도 5a의 연결부를 1개 거더에 해당하는 부분만을 나타낸 평면도이다. 1개 거더의 연결부 및 부모멘트 구간에 횡방향 프리스트레스력 P가 작용할 경우 본 발명의 이론적 구성을 설명하기 위해 도 5c는 일례로 연결부만을 나타내었다. 도 5c의 ①에 보인바와 같이 연결부에 충전한 몰타르 또는 에폭시는 횡방향으로의 강선력에 의하여 횡방향으로 만큼의 변형률이 발생한다. 이렇게 발생한 횡방향 변형률은 종방향으로 횡방향의 변형률 에 포아송비()를 곱한 수치인 만큼의 변형률을 유발시킨다. 도 5c의 ②는 도 5a의 연결부 상세도에서 "A"부분만을 확대한 그림이며 도 5c의 ①에서 발생한 종방향 변형률은 도 5c의 ②에서 나타낸 바와 같이 몰타르 또는 에폭시의 변형률 와 같다. 이때에 상부 연결 강판도 변형을 하는데 강판은 몰타르 또는 에폭시의 재질과 다르기 때문에 강판은 의 변형률을 가진다. 이로서 강판과 몰타르 또는 에폭시는 그 변형률 차이 ()에 몰타르 또는 에폭시의 탄성계수 을 곱한 수치만큼 응력()이 발생하여 결국 종방향으로 부모멘트에 대응하는 프리스트레스를 가할 수 있는 것이다. Figure 5a is a detailed view showing a
다음 도 6은 본 고안의 제 2 고안인 연속화를 이루기 위한 설명도로서 연결부에 횡방향 PC 강선을 설치하지 않고 팽창시멘트만의 충전으로 종방향으로 프리스트레스를 도입시킬 경우의 이론적 원리에 대한 설명도이다.6 is an explanatory diagram for achieving continuity, which is the second design of the present invention, and is an explanatory diagram for explaining the theoretical principle when the prestress is introduced in the longitudinal direction by filling only the expansion cement without installing the transverse PC steel wire in the connecting portion. .
도 6a는 본 고안의 바닥판 콘크리트가 생략된 연속 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 연속화를 이루기 위한 연결부(160)를 나타낸 상세도이다. 그림에 나타낸 연결부의 연결방법은 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0072147호의 기술을 그대로 사용하였으며 이에 대한 자세한 연결 방법은 생략한다. 단, 상기 연결부에의 충전은 총 2회에 걸쳐서 실시하는데 먼저 1차 충전은 인장력이 발생하는 단면의 중립축 상단까지만 실시하며 나머지 충전은 팽창시멘트의 팽창이 충분히 이루어진 후에 실시한다. 도 6b는 상기 도 6a의 연결부에 팽창시멘트를 충전시킬 경우 본 발명의 이론적 구성을 설명하기 위해 도 6c는 일례로 연결부만을 나타내었다. 도 6c에 보인바와 같이 연결부에 충전한 팽창시멘트는 횡방향 및 종방향으로 모두 팽창이 발생하며 본 발명의 논점 방향인 종방향만으로의 팽창을 고려하면 만큼의 변형률이 발생한다. 도 6c는 도 6a의 연결부 상세도에서 "A"부분만을 확대한 그림이다. 이때에 상부 연결 강판은 변형이 발생하지 않고 팽창시멘트의 종방향 팽창을 억제하기 때문에 자연스럽게 종방향으로 압축응력 ()이 발생하여 부모멘트에 대응하는 프리스트레스를 가할 수 있는 것이다. Figure 6a is a detailed view showing a
프리스트레스의 효과를 극대화시키기 위해 상기의 2가지 방법을 혼용해서 사용할 수도 있다.In order to maximize the effect of prestress, the above two methods may be used in combination.
본 고안에서 제시한 바닥판 콘크리트가 생략된 연속 프리스트레스트 콘크리트 구조물은 교량 구조물에서 바닥판 콘크리트가 없는 구조이기에 그만큼 교량 구조물 전체의 형고를 낮출 수가 있으며 연결부에도 프리스트레스를 도입시킬 수 있 어 연속교로의 거동도 가능케 할 수 있다. 또한 현장에서 각각 제작된 I형의 프리스트레스트 콘크리트 거더를 횡방향으로 일체화시켜 전체 구조물이 큰 비틀림 강성을 가졌기에 기존의 강상자형교를 대체할 수 있는 교량 구조물로도 충분히 가능할 수 있다.The continuous prestressed concrete structure without the bottom plate concrete presented in the present invention is the structure without the bottom plate concrete in the bridge structure, so the overall height of the bridge structure can be lowered, and the prestress can be introduced to the connection, so the behavior of the continuous bridge It can also be possible. In addition, I-shaped prestressed concrete girder fabricated on the site can be integrated as a bridge structure that can replace the existing steel box bridge because the entire structure has great torsional rigidity.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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U107 | Dual application of utility model | ||
REGI | Registration of establishment | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20110616 Year of fee payment: 5 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |