KR20060098739A - 복수의 강선 지지대를 구비한 가설교량용 프리스트레스트거더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가설교량용 거더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건설토목 현장에서 임시로 가설되는 교량의 거더에 있어서 처짐량을 줄여서 보다 긴 경간에 사용할 수 있도록 강선을 지지하기 위한 복수의 강선 지지대를 구비한 프리스트레스트 거더에 관한 것이다.

본 발명에 따른 가설교량용 프리스트레스트 거더는, 상부플랜지와 하부플랜지와 상기 상부플랜지와 하부플랜지를 연결하는 웨브를 구비한 강재 빔과, 상기 강재 빔의 상부 및 하부 플랜지 중 적어도 하나의 하면에 고정된 길이방향으로 일정거리 이격되어 고정된 한 쌍의 정착구와, 양단이 상기 각각의 정착구에 인장되어 고정된 적어도 하나의 강선과, 상기 강선이 고정된 플랜지의 하면에 고정되어 강선을 향하여 돌출되고, 상기 강재 빔의 처짐에 따라서 적어도 하나 이상이 상기 강선과 접하도록 상기 강재 빔의 길이방향을 따라 배열된 복수의 지지대를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 복수의 지지대는 강재 빔이 처질 경우 인장된 강선과 접촉하여 강선의 장력이 증대되도록 하여 강재 빔의 처짐을 줄이게 된다.

거더, 플랜지, 프리스트레스트, 강선, 지지대.

Description

복수의 강선 지지대를 구비한 가설교량용 프리스트레스트 거더{PRESTRESSED GIRDER FOR TEMPORARY BRIDGE HAVING SUPPORTS FOR STRING}

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 가설교량용 프리스트레스트 거더의 일실시예의 부분 절개 정면도 및 측면도

도 2는 도 1의 실시예를 하측방에서 바라본 부분 절개 사시도

도 3은 도 1의 실시예의 거더에 하중이 가해져 처짐이 발생한 상태를 나타내는 설명도

도 4는 본 발명에 따른 가설교량용 프리스트레스트 거더의 다른 실시예의 부분 절개 정면도 및 측면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 강재 빔 11 상부 플랜지

12 하부 플랜지 13 웨브

20 정착구 30 강선

40지지대 50 로울러

본 발명은 가설교량용 거더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건설토목 현장에서 임시로 가설되는 교량의 거더에 있어서 처짐량을 줄여서 보다 긴 경간에 사용할 수 있도록 강선을 지지하기 위한 복수의 강선 지지대를 구비한 프리스트레스트 거더에 관한 것이다. 또한, 강재의 강성을 증가시키기 위하여 강재 빔의 플랜지가 절곡된 강재 빔을 구비한다.

가설교량의 건설 분야에 있어서, 제조 비용과 전체적인 크기를 증가시키지 않으면서도 형고가 낮고 경간 거리가 긴 거더를 개발하기 위한 많은 연구가 있어왔다. 형고가 낮은 거더는 외관이 우수할 뿐만 아니라, 공간을 효율적으로 활용할 수 있도록 하며 상기 거더에 연결되기 위한 자재도 절약할 수 있게 한다. 예를 들면, 가설교량에 있어서 거더의 형고가 낮을 경우에는 도로 램프의 전체 길이가 짧아질 수 있으며, 특히 도로 공사에 있어서 임시로 가설교량을 설치할 경우 형고가 낮은 가설 교량을 사용하면 전체 임시 도로의 수준을 낮게 할 수 있어서 공기를 단축하고 공사비를 절감할 수 있게 된다.

발명의 명칭이 '가설교량 주거더에 있어 편향부를 이용한 프리스트레스트 콤팩트 거더의 시공법과 그 구조'이고 2001년 8월 31일 출원되어 2001년 9월 29일 공개된 공개특허 특2001-088998호에는 구조재 본체의 하부에 긴장된 강현부재 및 지지수단(편향부)을 구비하고, 구조재 본체가 처질 경우 지지수단이 강현부재를 눌러 강현부재를 늘리도록 함으로서 내하력을 향상시킨 프리스트레스트 콤팩트 거더가 개시되어 있다.

그러나 상기 공개특허는 구조재 본체에 작용되는 다양한 크기의 하중에 유연하게 대처할 수 없다. 또한 지지수단(편향부)에 하중이 집중되고, 강현부재 또한 한 점에서 집중하중을 받게 되므로 지지수단과 강현부재 모두가 강도 높은 재질로 만들어져야 한다. 그리고 상기 공개특허는 통상의 H형강 또는 I형강에 강현부재와 지지수단만을 구비토록 하여 내하력 향상에 한계가 있다. 또한 상기 공개특허는 강선이 외부에 노출되어 차량통행시 장애물에 의한 충돌 또는 하천 부유물에 의해 강선이 손상 또는 부식되며 외관이 미려하지 못한 단점이 있다.

본 발명은 거더의 형고를 낮추고 경간 길이를 길게 할 수 있도록 강성이 비약적으로 향상된 강재 빔을 포함한 거더를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 강재 빔에 작용하는 다양한 크기의 하중에 대응하여 단계적으로 대응할 수 있는 거더를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 가설교량용 프리스트레스트 거더는, 상부플랜지와 하부플랜지와 상기 상부플랜지와 하부플랜지를 연결하는 웨브를 구비한 강재 빔과, 상기 강재 빔의 상부 및 하부 플랜지 중 적어도 하나의 하면에 고정된 길이방향으로 일정거리 이격되어 고정된 한 쌍의 정착구와, 양단이 상기 각각의 정착구에 인장되어 고정된 적어도 하나의 강선과, 상기 강선이 고정된 플랜지의 하면에 고정되어 강선을 향하여 돌출되고, 상기 강재 빔의 처짐에 따라서 적어도 하나 이상이 상기 강선과 접하도록 상기 강재 빔의 길이방향을 따라 배열된 복수의 지지대를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 복수의 지지대는 강재 빔이 처질 경우 인장된 강선과 접 촉하여 강선의 장력이 증대되도록 하여 강재 빔의 처짐을 줄이게 된다.

또한, 본 발명에 따른 가설교량용 프리스트레스트 거더는 상기 강선이 설치된 플랜지의 폭 방향의 양단부를 강선이 설치된 방향으로 절곡하여, 상기 강선이 절곡된 플랜지에 의해 형성되는 내측 공간에 배치되도록 하는 것이 바람직하다. 강선을 절곡된 공간에 배치되도록 하여 거더가 설치된 교량의 하부를 통과하는 물체로부터 강선을 보호하고, 거더의 외관을 미려하게 할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 가설교량용 프리스트레스트 거더는 상기 복수의 지지대는 각각 상기 강재 빔의 단부 측에 배치된 지지대가 상기 강재 빔의 중앙부 측에 배치된 지지대보다 높이가 높도록 하여, 강재 빔의 처짐 형태에 따라서 복수의 지지대가 강재 빔을 지지할 수 있도록 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 복수의 지지대 중 적어도 하나의 단부에 강선과 접할 경우 마찰력을 줄이기 로울러를 설치할 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 프리스트레스트 합성거더의 일실시예의 부분 절개 정면도 및 측면도이고, 도 2는 도 1의 실시예를 하측방에서 바라본 부분 절개 사시도이며, 도 3은 도 1의 실시예의 거더에 하중이 가해져 처짐이 발생한 상태를 나타내는 설명도이다.

본 실시예는 강재 빔(10)과, 강선(30)과, 복수의 지지대(40)를 포함한다.

강재 빔(10)은 상부플랜지(11)와, 하부플랜지(12)와, 상기 상부플랜지(11) 및 하부플랜지(12)에 양단이 연결 고정된 웨브(13)로 구성되어 있다. 상기 하부플 랜지(12)는 웨브(13)에 대하여 대칭이 되도록 폭방향의 양단부가 하측으로 절곡되어 있다. 그러나 하부플랜지는 웨브(13)에 대하여 대칭이 되도록 상측으로 절곡될 수도 있다. 또한 하부플랜지(12)가 아닌 상부플랜지(11)가 절곡될 수도 있으며 상부플랜지와 하부플랜지가 모두 절곡될 수도 있다. 플랜지를 절곡하면 강재 빔의 단면계수가 커지므로 굽힘 모멘트에 대한 강재 빔의 강성을 크게 향상시킨다.

한편, 강재 빔의 플랜지에서 절곡된 부분과 절곡되지 않은 부분이 이루는 각은 예각인 것이 바람직하며, 절곡된 부분과 절곡되지 않은 부분이 용접에 의해 접합되어 있는 것이 제작에 용이하다. 그리고 도시하지는 않았지만 상기 강재 빔의 상부플랜지와 웨브에는 보강리브를 고정하여 강도의 증대를 꾀할 수도 있다.

강선(30)은 하부플랜지(12)의 하측에서 강재 빔의 길이방향을 따라 인장되어 양단이 고정된다. 강선(30)은 강재 빔(10)에 프리스트레스를 도입하기 위한 것으로서 선재 뿐만이 아니라 봉재를 사용할 수도 있다. 하부플랜지(12)의 길이방향 양단부에 각각 정착구(20)가 돌출되도록 설치하고 강선(30)의 양단을 상기 정착구(20)에 고정하는 것이 바람직하다. 즉, 강선(30)은 하부플랜지의 절곡된 폭방향 양단부에 의해 형성된 내부공간에 배치되며, 하부플랜지(12)의 절곡되지 않은 하면과 일정 거리 이격되도록 배치된다. 이와 같이 강선(30)은 폭방향 양단이 절곡된 플랜지에 의해 형성된 내부 공간에 배치되면 절곡된 플랜지에 의해 외부로부터의 충격 또는 하천 부유물에 의해 강선이 손상되거나 부식되는 것을 방지할 수 있으므로 바람직하다. 그러나 강선이 반드시 절곡된 플랜지에 의해 형성된 내부 공간에 배치될 필요는 없으며 다른 플랜지의 하면에 배치되어도 강재 빔에 프리스트레스를 도입할 수만 있다면 무방하다.

지지대(40)는 복수개가 하부플랜지(12)의 절곡되지 않은 하면으로부터 돌출 형성된다. 복수의 지지대(40)는 강재 빔(10)의 처짐에 따라 강선(30)에 접하게 된다. 또한 복수의 지지대(40)는 하부플랜지의 길이방향을 따라 소정의 규칙을 갖고 배열되는 것이 바람직하다. 즉, 복수의 지지대 중 하부플랜지의 길이방향 양단부 측에 배치된 지지대는 하부플랜지의 중앙부에 배치된 지지대에 비해 높이가 높은 것이 바람직하다. 이 경우 도 3에 도시한 바와 같이 강재 빔이 하중에 의해 처지기 시작하면 강재 빔의 길이방향 양단부 측에 위치한 제1 지지대(41)가 먼저 강선(30)에 접한다. 제1 지지대(41)는 강선(30)을 압박하고, 강선(30)은 인장되면서 복원력에 의해 제1 지지대(41)를 상측으로 압박한다. 따라서 결과적으로 강재 빔(10)의 처짐이 저지된다. 더욱 큰 하중이 강재 빔에 인가되면 제1 지지대(41)보다 높이가 낮은 제2 지지대(42)가 강선에 접한다. 제2 지지대(42)는 강재 빔(10)의 중앙부 측에 더 가깝기 때문에 처짐량이 제1 지지대(41)보다 크므로 제1 지지대(41)보다 높이가 낮더라도 강선(30)에 접할 수 있다. 제2 지지대(42)가 강선(30)을 압박하면 마찬가지로 강선(30)이 인장되면서 제2 지지대(42)를 상측으로 압박한다. 따라서 강재 빔(10)의 처짐이 2차적으로 저지된다. 제3 지지대(43) 또한 제2 지지대(42)보다 높이가 낮지만, 강재 빔(10)의 처짐량이 더욱 증대되면 강선(30)에 접하고, 마찬가지로 강선(30)에 의해 강재 빔(10)의 처짐이 3차적으로 저지된다. 도 3은 이와 같이 모든 지지대가 순차로 강선에 접한 상태를 도시한 것이다. 즉, 본 실시예에서는 강재 빔(10)의 처짐량에 따라 강재 빔의 길이방향 양단부 측에 배 치된 지지대부터 중앙부 측에 배치된 지지대까지 순차로 강선에 접하면서 강선을 차례로 인장시키고, 강선의 복원력에 의해 상측으로 압박되면서 강재 빔의 처짐을 단계적으로 완화시킨다.

도 4에 도시된 실시예가 도 1에 도시된 실시예와 다른 점은 각각의 지지대의 단부에 로울러(50)가 고정되어 있다는 점이다. 각각의 로울러는 강재 빔(10)이 하중에 의하여 처져서 강선(30)과 지지대(40)가 접촉할 경우, 지지대(40)에 걸리는 힘을 강선에 대하여 수직으로 작용할 수 있도록 하며 동시에 강선(30)과 지지대(40) 사이의 마찰력을 저감시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 프리스트레스트 거더는 폭방향 양단이 절곡된 강재 빔을 포함하므로 상기 강재 빔의 단면계수가 증대되어 거더의 강성이 비약적으로 향상된다. 따라서 거더의 형고를 낮추고 경간 길이를 길게 할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 프리스트레스트 거더는 복수의 지지대를 구비하고 각 지지대가 순차로 강선에 접하면서 강선의 복원력에 의해 상측으로 압박되어 강재 빔의 처짐을 저지할 수 있으므로 다양한 크기의 하중에 대응하여 단계적으로 대응할 수 있다. 그리고 강선이 절곡된 플랜지의 내부 공간에 배치된 경우 외부로부터의 충격이나 하천의 부유물에 의한 영향을 줄일 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명을 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자 는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (4)

1. 상부플랜지와 하부플랜지와 상기 상부플랜지와 하부플랜지를 연결하는 웨브를 구비한 강재 빔과,

   상기 강재 빔의 상부 및 하부 플랜지 중 적어도 하나의 하면에 고정된 길이방향으로 일정거리 이격되어 고정된 한쌍의 정착구와,

   양단이 상기 각각의 정착구에 인장되어 고정된 적어도 하나의 강선과,

   상기 강선이 고정된 플랜지의 하면에 고정되어 강선을 향하여 돌출되고, 상기 강재 빔의 처짐에 따라서 적어도 하나 이상이 상기 강선과 접하도록 상기 강재 빔의 길이방향을 따라 배열된 복수의 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 가설교량용 프리스트레스트 거더.
2. 제1항에 있어서,

   상기 강선이 설치된 플랜지는 폭 방향의 양단부가 강선이 설치된 방향으로 절곡되어 상기 강선이 절곡된 플랜지에 의해 형성되는 내측 공간에 배치된 것을 특징으로 하는 가설교량용 프리스트레스트 거더.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 복수의 지지대는 각각 상기 강재 빔의 단부 측에 배치된 지지대가 상기 강재 빔의 중앙부 측에 배치된 지지대보다 높이가 높은 것을 특징으로 하는 가설교 량용 프리스트레스트 거더.
4. 제3항에 있어서,

   상기 복수의 지지대 중 적어도 하나의 단부에 강선과 접할 경우 마찰력을 줄이기 위하여 설치된 로울러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가설교량용 프리스트레스트 거더.

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