KR20070088341A

KR20070088341A - 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형파형강판 구조물 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20070088341A
Application number: KR1020070008756A
Authority: KR
Inventors: 원종국
Original assignee: (주)내경엔지니어링
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2007-08-29

Abstract

본 발명은 파형강판을 두 겹으로 배치하고, 파형강판 내부에 PS강선을 배치한 후, 고강도의 프리스트레스트 콘크리트를 타설하여 긴장하고, 합성작용을 함으로써 휨모멘트에 의해 발생하는 인장력을 압축력이 상쇄하게 함으로써 인장력의 발생을 최소화하여 프리스트레스트 콘크리트의 허용인장응력 이내로 하거나 프리스트레스트 콘크리트의 허용인장응력을 약간 초과하는 인장응력에 대해서는 파형강판이 인장에 저항하고, 압축력은 프리스트레스트 콘크리트가 저항하여 구조물의 경간을 증대시키도록 한 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물은 한 겹으로 이루어진 파형강판이 서로 대향되면서 가운데에 일정한 공간이 형성되도록 두 겹으로 배치하고, 상기 일측의 파형강판과 타측의 파형강판간을 고장력볼트와 너트로 체결하며, 상기 두 겹으로 체결된 파형강판내의 공간에 고강도의 프리스트레스트 콘크리트와 PS강선을 배치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물 제조방법은 한 겹으로 이루어진 파형강판이 서로 대향되면서 가운데에 일정한 공간이 형성되도록 두 겹으로 배치하고, 상기 일측의 파형강판과 타측의 파형강판간을 고장력볼트와 너트로 체결하여 전체 적으로 반원호형 또는 아치형 단면형상을 갖는 파형강판 구조물을 형성하며, 상기 파형강판 구조물의 내측 공간에 고강도의 프리스트레스트 콘크리트와 PS강선을 배치함을 특징으로 한다.

두 겹, 합성형, 파형강판 구조물, 프리스트레스트 콘크리트, PS강선

Description

두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물 및 이의 제조방법{prestressed concrete composite corrugated steel plate structure and the manufacture method of this}

도 1은 일반적인 합성형 파형강판 구조물을 도시한 정면도,

도 2는 도 1의 A-A선 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물을 도시한 정면도,

도 4는 도 3의 A-A선 단면도,

도 5는 파형강판을 두 겹으로 결합하는 상태를 도시한 사시도.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10: 파형강판 12: 공간

20: 고장력볼트 22: 너트

30: 프리스트레스트 콘크리트 40: PS강선

50: PS강선 정착구

S: 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물

본 발명은 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 특히 터널이나 지중 라멘 교량 등의 공사에 사용되는 파형강판을 두 겹으로 보강하여 단면 강성을 증대시킨 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 파형강판 구조물은 두께 2.7∼7㎜의 강판을 150 × 50㎜의 크기를 가지는 파형으로 제작하여 현장에서는 이 파형강판을 단순히 볼트로 체결하여 만든 구조물이다.

이 파형강판 구조물은 구조 자체가 연성구조물로서 부등침하 등에 유연하게 대응이 가능하여 기존의 콘크리트구조물의 단점을 보완하는 호환성이 있으므로 도로나 철도를 횡단하는 지하통로, 용수 또는 배수용 암거에 사용되고 있으며, 최근에는 소하천을 횡단하는 소교량이나 골재 사이로, 수조 및 건축용 건자재 등으로 널리 이용되고 있다.

특히, 상기한 파형강판 구조물은 파형강판을 조립하여 완성하는 구조물이므로, 각각의 파형강판의 조합에 따라 그 구조물의 크기 및 형상을 다양하게 변형시켜 사용할 수 있는 장점이 있다.

그러나 상기한 파형강판 구조물은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 한 겹 의 파형강판으로 이루어진 구조물이므로 경간이 커지게 되면, 이에 따라 휨모멘트 및 압축력이 증가하게 되며, 이러한 압축력과 휨모멘트를 동시에 견딜 수 있는 단면성능이 필요하지만, 이러한 파형강판 구조물은 콘크리트의 인장응력 제한과 파형강판의 두께의 제한 및 파형의 크기가 제한되어 있어 단면성능에 한계가 있는 단점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 파형강판을 두 겹으로 배치하고, PS강선을 배치하고, 고강도의 프리스트레스트 콘크리트를 타설하고, 긴장하여 압축력을 아치단면에 도입함으로써 아치구조물의 특성인 압축력이 지배가 되는 구조물이 되도록 하여 아치 전단면에서 인장력이 발생하지 않도록 하거나 인장력이 발생하더라도 프리스트레스트 콘크리트의 허용인장응력 이내이거나 프리스트레스트 콘크리트와 파형강판의 합성작용에 의한 인장응력 이내가 되도록 PS강선을 배치하고 긴장력을 조정하여 어떠한 경우에도 휨모멘트에 의해 발생하는 휨모멘트에 대해서도 파형강판과 프리스트레스트 콘크리트가 인장에 저항하고, 압축력은 프리스트레스트 콘크리트가 저항하여 구조물의 경간을 획기적으로 증대시키도록 한 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물은 한 겹으로 이루어진 파형강판이 서로 대 향되면서 가운데에 일정한 공간이 형성되도록 두 겹으로 배치하고, 상기 일측의 파형강판과 타측의 파형강판간을 고장력볼트와 너트로 체결하며, 상기 두 겹으로 체결된 파형강판내의 공간에 PS강선과 고강도의 프리스트레스트 콘크리트로 이루어진 충전재를 삽입하여 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물 제조방법은 한 겹으로 이루어진 파형강판이 서로 대향되면서 가운데에 일정한 공간이 형성되도록 두 겹으로 배치하고, 상기 일측의 파형강판과 타측의 파형강판간을 고장력볼트와 너트로 체결하여 전체적으로 반원호형 또는 아치형 단면형상을 갖는 파형강판 구조물을 형성하며, 상기 파형강판 구조물의 내측 공간에 고강도의 프리스트레스트 콘크리트와 PS강선을 배치함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물을 도시한 정면도이며, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이며, 도 5는 파형강판을 두 겹으로 결합하는 상태를 도시한 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물(S)은 한 겹으로 이루어진 파형강판(10)이 서로 대향되면서 가운데에 일정한 공간(12)이 형성되도록 두 겹으로 배치하고, 상기 일측의 파형강판(10)과 타측의 파형강판(10)간을 고장력볼트(20)와 너트(22)로 체결하며, 상기 두 겹으로 체결된 파형강판(10)내의 공간(12)에 PS강선(40)과 고강 도의 프리스트레스트 콘크리트(30)를 타설하여 형성된 구조이다.

여기서, 상기 PS강선(30)이 삽입된 공간(12)에 고강도 콘크리트, 모르타르, 소일시멘트 중 어느 하나가 타설된다.

또한, 상기 PS강선(40)을 두 겹으로 체결된 파형강판(10)내의 공간(12)에 PS강선(40)을 전체적으로 설치하거나 또는 부분적으로 설치한다.

그리고, 상기 PS강선(30)을 유지관리 및 내구성용으로 파형강판(10)의 외측에 너트(22)가 설치된 부분에 일정량의 PS강선(30)을 설치할 수도 있음을 밝혀둔다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 파형강판 구조물(S)은 파형강판(10) 고유의 단면성능 이상의 단면성능이 필요한 경우에는 파형강판(10)을 두 겹으로 배치하고, 상기 두 겹으로 배치된 파형강판(10)내를 PS강선(40)과 고강도의 프리스트레스트 콘크리트(30)를 타설하여 형성함으로써, 파형강판(10)과 프리스트레스트 콘크리트(30)의 합성구조이므로 파형강판(10)에서 필요한 단면성능을 확보할 수 있는 작용효과가 있다.

즉, 본 발명에 따른 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 파형강판 구조물(S)은 프리스트레스트 콘크리트(30)와 파형강판(10)이 합성된 파형강판 구조물(S)의 단면에 휨모멘트가 작용할 경우, PS강선(40)을 긴장함으로써 아치의 전단면이 압축력을 받을 경우 프리스트레스트 콘크리트(30)가 주로 압축력을 담당하고, 혹시 발생할지도 모르는 압축력을 상쇄하고, 미소하게 발생하는 인장력은 파형강판(10)과 프리스트레스트 콘크리트(30)의 인장응력이 합산하여 작용하여 두 재료의 성능을 효과적으로 이용할 수 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물 제조에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물 제조방법은 한 겹으로 이루어진 파형강판(10)이 서로 대향되면서 가운데에 일정한 공간(12)이 형성되도록 두 겹으로 배치하고, 상기 일측의 파형강판(10)과 타측의 파형강판(10)간을 고장력볼트(20)와 너트(22)로 체결하여 전체적으로 반원호형 또는 아치형 단면형상을 갖는 파형강판(10) 구조물을 형성하며, 상기 파형강판(10) 구조물의 내측 공간(12)에 PS강선(40)과 프리스트레스트 콘크리트(30)를 타설하고 PS강선(40)을 긴장하여 제조한다.

또한, 상기 PS강선(30)이 삽입된 공간(12)에 고강도 콘크리트, 모르타르, 소일시멘트 중 어느 하나를 타설한다.

그리고, 상기 PS강선(40)을 두 겹으로 체결된 파형강판(10)내의 공간(12)에 전체적으로 설치하거나 또는 부분적으로 설치한다.

또한, 상기 PS강선(30)을 유지관리 및 내구성용으로 파형강판(10)의 외측에 너트(22)가 설치된 부분에 일정량 PS강선(40)을 설치할 수도 있음을 밝혀두는 바이다.

상기한 바와 같은 시공으로 이루어진 본 발명에 따른 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 두 겹으로 파형강판(10)을 배치하고, 상기 파형강판(10)의 부식방지를 위해 아연도 금된 고장력볼트(20) 및 너트(22)로 연결하며, 두 겹으로 배치된 파형강판(10)내에 콘크리트를 타설 및 양생함으로써 합성형 파형강판 구조물(S)을 제조함으로써, 강성을 획기적으로 증가시키고, 하중에 대한 저항은 폐합된 파형강판(10)내의 사다리꼴단면에서 PS강선(40)을 배치하고, 프리스트레스트 콘크리트(30)를 타설하여 프리스트레스트 콘크리트(30)와 파형강판(10)의 합성작용을 하여, 프리스트레스트 콘크리트(30)는 압축력을 받고, PS강선(40)의 긴장으로 도입된 압축력을 상쇄하고, 남은 휨모멘트에 의해 발생되는 인장력은 파형강판(10)과 프리스트레스트 콘크리트(30)의 인장응력이 받도록 하여 장경간 구조물에도 적용할 수 있는 작용효과가 있다.

또한, 상기한 프리스트레스트 콘크리트(30)로 본 발명에서는 고강도의 프리스트레스트 콘크리트(30)만을 사용하여 설명하였으나, 필요에 따라 고강도의 모르타르나, 소일시멘트 등을 현장여건에 따라 적절히 사용할 수 있으므로 인하여 어떠한 한가지 재료에 대해서 본 발명을 국한하는 게 아님을 밝혀두며, 널리 범용적으로 사용할 수 있음을 밝혀둔다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물 및 이의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 두 겹으로 보강된 파형강판과 프리스트레스트 콘크리트로 구성 및 제조됨으로써, 시공이 편리하고, 공기단축이 가능하며, 강성이 커서 장경 간 지중구조물에도 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 본 발명은 PS강선의 배치량과 긴장력에 따라서는 아치단면을 완전하게 압축력만을 받도록 하여 아치구조의 장점을 극대화함에 따라 인장을 받음으로써 발생할지도 모르는 균열 등을 사전에 제거하여 구조물의 내구성을 증대시키는 장점이 있다.

Claims

한 겹으로 이루어진 파형강판(10)이 서로 대향되면서 가운데에 일정한 공간(12)이 형성되도록 두 겹으로 배치하고, 상기 일측의 파형강판(10)과 타측의 파형강판(10)간을 고장력볼트(20)와 너트(22)로 체결하며, 상기 두 겹으로 체결된 파형강판(10)내의 공간(12)에 PS강선(40)을 배치하고, 프리스트레스트 콘크리트(30)을 타설한 후 긴장하여 형성됨을 특징으로 하는 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물.
제 1항에 있어서,

상기 PS강선(30)이 삽입된 공간(12)에 고강도 콘크리트, 모르타르, 소일시멘트 중 어느 하나가 타설됨을 특징으로 하는 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물.
제 1항에 있어서,

상기 PS강선(40)을 두 겹으로 체결된 파형강판(10)내의 공간(12)에 전체적으로 설치하거나 또는 부분적으로 설치하는 것을 특징으로 하는 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물.
제 1항 또는 제 3항에 있어서,

상기 PS강선(30)을 유지관리 및 내구성용으로 파형강판(10)의 외측에 너트(22)가 설치된 부분에 일정량의 PS강선(30)을 설치하는 것을 특징으로 하는 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물.
한 겹으로 이루어진 파형강판(10)이 서로 대향되면서 가운데에 일정한 공간(12)이 형성되도록 두 겹으로 배치하고, 상기 일측의 파형강판(10)과 타측의 파형강판(10)간을 고장력볼트(20)와 너트(22)로 체결하여 전체적으로 반원호형 또는 아치형 단면형상을 갖는 파형강판(10) 구조물을 형성하며, 상기 파형강판(10) 구조물의 내측 공간(12)에 PS강선(40)을 배치하고, 프리스트레스트 콘크리트(30)를 타설한 후 PS강선(40)을 긴장하여 제조함을 특징으로 하는 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물 제조방법.
제 5항에 있어서,

상기 PS강선(30)이 삽입된 공간(12)에 고강도 콘크리트, 모르타르, 소일시멘트 중 어느 하나를 타설함을 특징으로 하는 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물 제조방법.
제 5항에 있어서,

상기 PS강선(40)을 두 겹으로 체결된 파형강판(10)내의 공간(12)에 전체적으로 설치하거나 또는 부분적으로 설치하는 것을 특징으로 하는 두 겹으로 보강된 프 리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물.
제 5항 또는 제 7항에 있어서,

상기 PS강선(30)을 유지관리 및 내구성용으로 파형강판(10)의 외측에 너트(22)가 설치된 부분에 일정량 PS강선(40)을 설치하는 것을 특징으로 하는 두 겹으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 합성형 파형강판 구조물.