KR20060073207A - 강상자형 교량의 거더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저판의 양측으로 측판이 용접 연결되고, 상기 측판의 상단에 부착되는 플랜지를 갖춘 강상자형 거더에 있어서, 상기 플랜지에 블래킷을 일체로 용접 부착함과 아울러 상기 블래킷 사이로 플레이트를 가설하여 고정 스크루와 너트에 의해 일체로 접합될 수 있는 구성으로서, 상기 플레이트를 바닥 상판의 거푸집으로 영구 활용할 수 있음과 동시에, 양 측판 사이가 용접부 없이 연결될 수 있게 함으로써 용접부의 존재로 인한 피로균열이 생기지 않게 한 것이다.

강상자형 거더, 거더의 플레이트, 비용접 플레이트 거더

Description

강상자형 교량의 거더{girder of steel box girder type bridge}

도 1은 종래의 강상자형 거더에 관한 구성을 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명에 관련된 강상자형 거더의 구조를 나타내는 사시도,

도 3은 도 2의 주요부 A의 상세 구조를 나타내는 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 저판 4 : 측판

6 : 중간 다이어프램 8 : 플랜지

10 : 플레이트 12 : 블래킷

14 : 고정 스크루 16 : 너트

본 발명은 강상자형 교량의 거더에 관한 것으로서, 특히 정모멘트에 쉽게 변형되지 않는 구조를 갖춘 개단면 박스 형태의 강상자형 교량에 관한 것이다.

통상적으로, 교량은 교각과 양단 사이로 프리캐스팅된 거더를 거치하고, 이 거더의 상측으로 철근 콘크리트를 타설하여 교량 상판이 형성되게 한 다음, 상기 상판에 아스콘 등의 포장재를 포설하는 방식으로 완성되고 있다.

이러한 교량의 형식은, 교각 또는 교량의 양단 사이로 거더를 단순하게 걸쳐놓은 단순 보의 구조로 되기 때문에, 보의 중앙에서 사하중 및 활하중이 작용하게 되는 결과로 정모멘트가 발생하여 교량 상판과 거더 사이의 접합부가 균열되거나 분리되는 등의 문제를 나타내고 있다.

상기와는 달리, 거더를 프리캐스팅된 것을 채용하지 않고, 철강재를 가지고 박스 형태로 제작 시공하는 강상자형 거더도 교량에 사용되고 있다.

강상자형 교량 거더는 강판을 용접 등의 수단으로 상자형이 되게 조합하여 시공하는 방식으로서, 상측이 열려진 형태의 개단면 상자형과, 닫혀진 형태의 폐단면 상자형으로 실시되고 있다.

일반적으로, 개단면 상자형은 바닥 상판과 일체로 되는 상부 플랜지의 효율성을 극대화 할 수 있고 폐쇄된 공간 내에서의 작업량과 부재 수를 줄일 수 있는 이점을 가지고 있어서, 최근에는 폐단면 상자형에 대한 대안으로써 국외에서는 더욱 빈번하게 시공되고 있다.

그러나 개단면 상자형은 휨, 비틀림 등의 변형이 없이 단면 형상을 유지시키기 위한 형강 브레이싱을 내부에 설치하고 있다.

도 1은 일반적으로 시공되고 있는 개단면 상자형의 종래 예를 나타내는 사시도로서, 저판(2)의 양측단에 측판(4)이 비스듬하게 배치되어 용접 연결되고, 양 측판(4) 사이로는 소정 개소마다 중간 다이어프램(6)이 비치되어 변형을 방지하게 되어 있으며, 또한 양 측판(4)의 상단에는 바닥 상판을 지지하기 위한 플랜지(8)가 부착되고, 이들 플랜지(8) 사이로는 수평 브레이싱(10)이 방사구조로 요소마다 배 치되는 구성으로 되어 있다.

상술한 개단면 상자형의 구성에 있어서, 수평 브레이싱(10)은 형강을 소재로 하여 설치되는 것이나, 이것은 거더에 바닥 상판이 가설된 후에는 그 실질적 효용 가치를 잃어버리는 부재가 되어 상당한 낭비적 요인을 안고 있다.

즉, 수평 브레이싱은 번거롭게 설치되는 반면, 교량 완성 후에는 이것에 의한 거더의 단면 형상 유지 효과는 소실되어 버리고, 오히려 교량의 중량만 증대시키게 되는 부재이나, 초기에 이 수평 브레이싱을 설치하지 않으면 교량이 완성될 때까지 거더의 단면 형상을 유지시킬 수 없어서 필히 설치해야 하지만, 바닥 상판을 부설한 후에는 내측으로 은폐되기 때문에 제거할 수 없게 되어 교량 중량으로 작용하게 되는 것이다.

상술한 문제점은, 임시로 필요한 상부 수평 브레이싱을 생략하고 영구 거푸집으로 사용될 수 있는 데크 플레이트를 부설하면 공기 단축과, 시공비용 절감 및 작업 안전성의 측면에서 대단히 유리하게 된다.

그러나 데크 플레이트는 측판의 상측 플랜지에 용접 연결되기 때문에, 자연히 용접부를 따라 피로단면이 생성되고, 이것은 교량에 반복하여 작용되는 사하중과 활하중의 영향에 취약한 부분으로 되어, 세월이 경과하면 특히 최대 인장응력과 교번 응력이 분포하는 부모멘트 구간에서 피로균열로 발전되는 사례가 종종 발생하고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 강상자형 교량의 거더를 시공함에 있어서, 불요 자 재의 생략을 통하여 시공의 간편화 및 교량의 총 중량 저감을 도모하고, 용접에 의한 데크 폼의 피로 문제도 발생하지 않는 구성으로 된 강교량의 거더를 제공하여 상술한 문제점을 해소하고자 하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 저판의 양측으로 측판이 용접 연결되고, 상기 측판의 상단에 부착되는 플랜지를 갖춘 강상자형 교량의 거더에 있어서, 상기 플랜지의 내측면으로 블래킷을 일체로 용접 부착하고, 상기 블래킷 사이로 플레이트를 가설하여 고정 스크루와 너트로 일체가 되게 접합 연결시키는 구성으로 된다.

상기 블래킷은 단면 “ㄱ”상으로 형성되고, 그 수평면에는 고정 스크루가 관통 설치될 수 있는 통공이 다수 뚫려진 구조로서 상기 플랜지의 내측변을 따라 연속적으로 배치되어야 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면, 도 2 및 도 3에 따라 상세히 설명한다. 예시한 실시 예는 상기 도 1에 도시한 부분과 동일한 부분에 대하여, 동일 부호 및 명칭으로 표시하고 있다.

본 발명에 관련된 강상자형의 거더는, 저판(2)의 양측에 부착되어 강상자를 형성하는 측판(4)의 상단측 플랜지(8) 사이로 가설되는 플레이트(10)를 포함한 구성으로 된다.

상기 플레이트(10)는 상면에 다수의 보강대가 부착되거나, 혹은 다수의 비드가 형성된 보강판을 상면에 부착시킨 2중판 구조로 하여, 기계적 강도가 보강되게 하는 것이 바람직하다.

또, 플레이트(10)는 도 2에서 일부 구간에는 설치하지 않은 형태로 도시되어 있으나, 이것은 내부 구조를 일목요연하게 나타내려 한 것이고, 실제에 있어서는 양 플랜지(8)를 타고 연속되도록 피복 부설된다.

양 플랜지(8) 사이에서 플레이트(10)는 비용접으로 가설된다.

이러한 구조를 달성하기 위하여, 본 발명에서는 도 3에 나타낸 바와 같이 플랜지(10)의 측면으로 용접 연결되는 블래킷(12)이 개재되어 있다.

블래킷(12)은 “ㄱ”자상의 단면을 가지고 있으며 이것은 플랜지(10)의 측면에 용접되지만, 상하단에 국한하여 용접부(W1, W2)가 형성되는 것이므로, 상방에서 가해지는 하중에 잘 견딜 수 있는 구조로 접합된다.

또, 블래킷(12)은 수평면 소정개소에 통공이 뚫려있고, 상기 플레이트(10)는 고정 스크루(14)와, 너트(16)에 의해 블래킷(12)으로 부착 고정된다.

이와 같은 구성으로 인하여, 플레이트(10)가 용접에 의존하지 않고 양 측판(4)의 상단측 플랜지(8)에 안정되고 견고하게 지지된 강상자가 형성된다.

상술한 바와 같이 양 플랜지(8) 사이에 비용접으로 부착되는 플레이트(10)는 그 상측으로 타설되는 바닥 상판의 하측 거푸집으로 활용된다.

즉, 거더의 설치가 종료되면 거더 상측으로 바닥 상판용 거푸집을 설치할 때에 하측 거푸집은 따로 배치할 필요가 없이 상기 플레이트(10)를 거푸집으로 하여 설치할 수 있고, 이것은 콘크리트 양생이 끝나 바닥 상판이 완성되어도 제거되지 않는 영구 거푸집으로 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 저판의 양측으로 측판을 용접 연결하고, 상방을 플레이트로 피복 시켜 되는 강상자형 교량 거더로서, 상기 양 측판의 상단에 부착되는 플랜지의 측면에 일체로 용접된 블래킷에 의해 상기 플레이트의 양 측변이 지지되게 하여 양 측판의 상면을 피복하게 한 것이므로, 종래의 수평 브레이싱이 없어도 단면 형상이 유지되도록 보강될 수 있고, 또한 상기 플레이트는 용접부 없이 가설되는 것이므로 인장응력이나 교번응력에 취약한 용접부를 남기지 않아, 장기간 경과하여도 피로균열을 일으키는 일이 없다.

그리고 블래킷은 용접에 의해 플랜지로 접합되는 구조이면서도, 그 용접부는 상기 플랜지의 측면에서 상측과 하측으로 국한되어 형성되는 것이고, 이러한 구조는 플레이트로 가해지는 부모멘트에 잘 견디는 구조가 되는 것이므로 이 부분에서도 피로균열은 생길 수 없게 된다.

따라서 본 발명은 강상자형 교량 거더에서 기대할 수 있는 공기 단축과, 시공비용 절감 및 작업 안전성, 그리고 바닥 상판의 균열을 배제하는 구조 등의 이점을 그대로 구비하면서도, 종래의 용접 연결 방식과는 달리 피로균열 문제가 발생하지 않아 교량의 사용 수명까지 연장시켜 주는 장점을 가지고 있는 것이다.

Claims (2)

1. 저판의 양측으로 측판이 용접 연결되고, 상기 측판의 상단에 부착되는 플랜지를 갖춘 강상자형 교량 거더에 있어서, 상기 플랜지에 블래킷이 일체로 용접 부착됨과 아울러 상기 블래킷 사이로 플레이트를 가설하여 고정 스크루와 너트에 의해 일체로 조합 연결되게 한 구성으로 된 강상자형 교량의 거더.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 블래킷은 단면 “ㄱ”상으로 형성되고, 그 수평면에는 고정 스크루가 설치되어서, 상기 플레이트를 연결 고정시킬 수 있게 되어 있음을 특징으로 하는 강상자형 교량의 거더.

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