KR20070111241A

KR20070111241A - 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템

Info

Publication number: KR20070111241A
Application number: KR1020060044366A
Authority: KR
Inventors: 최병호
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2007-11-21

Abstract

거더의 구조적인 강성, 미관 및 경제성을 크게 개선한 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템이 제공된다.

본 발명은, 강재 거더를 이용한 교량 시스템에 있어서, 하부플랜지; 상기 하부플랜지를 꼭지점으로 하는 삼각 단면의 구조를 갖추고 그 상부측으로 연결되는 거더 복부; 상기 거더 복부의 상부 측으로 형성되는 상부플랜지; 및 상기 상부플랜지의 상부 측으로 합성 결합되는 바닥 판;을 포함하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

본 발명에 의하면 거더의 비틀림 강성이 크게 증가되어 구조적으로 안정되고, 강재 사용량이 크게 감소되어 재료비 및 시공비가 절감되며, 시공 공기가 크게 단축되고 교량 유지관리 측면에서 더욱 유리한 효과를 갖는다.

강재 거더, 강 거더 교량시스템, 강관 하부플랜지, 사각 박스형 거더 교량, 개단면 강박스 거더 교량

Description

강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템{Bottom Tube Composite(BTC) Steel Girder Bridge System}

제 1도는 종래의 기술에 따른 사각 박스형 거더 교량을 도시한 절개 사시도.

제 2도는 종래의 기술에 따른 개단면 강박스 거더 교량을 도시한 절개 사시도.

제 3도는 도 2에 도시된 종래의 개단면 강박스 거더를 확대하여 도시한 절개 사시도.

제 4도는 본 발명에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량 시스템이 교각에 장착된 구조를 도시한 절개 사시도.

제 5도는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 확대하여 도시한 절개 사시도.

제 6도는 본 발명에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템에 구비된 하부 플랜지의 구조를 도시한 단면도.

제 7도는 본 발명의 변형 실시예에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 확대하여 도시한 사시도로서,

a)도는 상부 방향으로부터 본 구조도, b)도는 하부 방향으로부터 본 구조도.

제 8도는 도 7에 도시된 본 발명에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스 템을 도시한 정 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1,1'.... 본 발명에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템

10,10'... 하부플랜지 12a... 중공 강관구조

12b... 콘크리트 충진 강관 14....콘크리트

14a... 강재 스토퍼 18.... 평편 받침

20,20'.... 거더 복부 22... 보강 부재

25.... 교각 40,40'.... 상부플랜지

42,42'... 브레이싱 부재 44,44'.... 스터드 부재

60,60'... 바닥 판 70.... 브레이싱 구조물

100.... 종래의 기술에 따른 사각 박스형 거더 교량

110.... 콘크리트 바닥 판 120.... 사각 박스형의 강재 거더

200.... 종래의 개단면 강박스 거더 교량

210.... 강재 거더 220.... 교각

230.... 콘크리트 바닥 판 232.... 상부플랜지

234.... 하부플랜지

본 발명은 강재 거더를 이용한 교량 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 콘크리트 합성 고성능 강관을 하부플랜지로 활용하고, 거더 복부가 삼각 단면의 구조를 갖도록 함으로써 거더의 구조적인 강성, 미관 및 경제성을 크게 개선한 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템에 관한 것이다.

최근에 강재를 거더로 활용하거나, 평면 트러스를 주로 활용하는 교량형식에 대한 기술개발이 이루어져 오고 있다.

종래의 일반 강재 거더 교에서는 구간별로 소요 강성에 큰 차이가 있어 효율적인 거더를 형성하는 데에 설계자가 많은 노력을 기울여야 한다.

도 1에는 종래의 기술에 따른 사각 박스형 거더 교량(100)이 도시되어 있다.

이와 같은 종래의 사각 박스형 거더 교량(100)은 가장 일반적으로 채택되고 있는 교량 형식으로서, 콘크리트 바닥 판(110)의 하부 측에 사각 박스형의 강재 거더(120)를 설치한 구조이다. 그렇지만, 이와 같은 종래의 박스형 거더 교량(100)은 경제성 측면에서 비효율적인 것이고, 교량의 유지관리 측면에서도 개선의 여지가 많은 것이다.

이와 같은 사각 박스형 거더 교량보다 개선된 종래의 개구제형(開口梯形)교로 불리우는 개단면 강박스 거더 교량(Open-Topped Box Girder, Steel Tub Girder Bridge)이 도 2와 같이 제시되어 있다.

이와 같은 종래의 개단면 강박스 거더 교량(200)은 강재 거더(210)를 개단면(Open-Section) 박스형으로 구성하고, 교각(220) 상부에 설치되며, 이를 콘크리트 바닥 판(230)에 폐합하여 강거더-콘크리트 바닥 판의 합성 구조 성능을 최대한 활용한 구조이다.

이와 같은 종래 기술은 제형(梯形)이라는 거더의 단면특성으로 교량 횡단면 구성을 단순화하고, 고성능 후물 재인 후판을 적용하여 보강 부재의 양을 크게 줄이며, 구조적으로 안정되고 경제적인 설계가 가능하도록 한 것이다.

즉, 상기 콘크리트 바닥 판(230)과 거더(210)의 합성 후, 그 효율성이 크게 저감되는 상부플랜지(232)의 강재 량을 최소화하고, 교량 횡단면 구성에 필요한 가로 보, 세로 보 등의 부재요소를 최대한 생략하도록 하여 경제적인 설계가 가능하도록 한 것이다.

이와 같은 종래의 개단면 강박스 거더 교량(200)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상,하부플랜지(232)(234)에 후물재 후판, 예를 들면 TCM 강재 등이 적용되기 때문에 부 모멘트 구간을 포함한 전 구간에 대해 개단면 구조의 채택이 가능하고, 종래의 폐합 단면의 상부플랜지를 구성하기 위해 필요하였던 소재 판재 및 보강 부재 사용량의 저감을 이룰 수 있는 것이다.

그리고 거더 복부(210a)의 강판에 대해서는 최소 두께만 적용되더라도 충분한 허용 응력을 확보하는 것이 가능하므로 최소한의 수평 보강재(212)로써 내부를 보강하고 최소 두께의 강판을 사용하는 것이 가능한 것이다.

따라서 이와 같은 구조를 갖는 종래의 개단면 강박스 거더 교량(200)은 종래의 박스형 거더 교량에 비하여 사용 강중이 대략 70%에 불과하여 매우 경제적인 것임을 알 수 있다. 뿐만 아니라, 이와 같은 종래의 개단면 강박스 거더 교량(200)은 그 입체적인 외관 때문에 종래의 사각 박스형 거더 교량(100) 구조보다 우수한 미관을 형성하는 데에 효과적인 것으로 알려져 있다.

그렇지만 이와 같은 종래의 개단면 강박스 거더 교량의 경우에도 뒤틀림 거동의 영향 측면 및 최대 응력이 발생하지만 상대적으로 폭-두께비가 큰 하부플랜지 구조등에 대해서 개선의 여지가 있는 것이다. 이러한 개선은 본 삼각박스형 고성능 강관 하부 플랜지 시스템으로써 효율적으로 달성될 수 있는 것이며, 결과적으로 보다 구조적으로 안정되고 효율적인 강거더 구조를 이룰 수 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 하부플랜지를 고성능 강관으로써 구성하고 상부 개방된 강재플랜지는 콘크리트 바닥 판과 효율적으로 합성 구조를 이룸으로써 구조적 효율성을 극대화하여 경제적인 강관 하부플랜지를 갖는 삼각박스형 거더구조를 이루고자 함에 있다.

또 하나의 형식은 입체 트러스 및 강관구조를 최적으로 활용하여 미적 외관 이 뛰어나도록 하는 강 거더 교량시스템을 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 상,하부플랜지에 고성능 강재를 최적 활용하는 효율적인 구조로 이루어짐으로써 구간별 소요강성 변화에 대해 상부플랜지 및 하부강관의 두께 조정만으로도 효율적인 단면 구성이 가능하고, 그 효율적인 단면 구성으로 인한 시공 공기단축 및 시공비 절감 효과가 기대되는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 강재 거더를 이용한 교량 시스템에 있어서,

하부플랜지;

상기 하부플랜지를 꼭지점으로 하는 삼각 단면의 구조를 갖추고 그 상부측으로 연결되는 거더 복부;

상기 거더 복부의 상부 측으로 형성되는 상부플랜지; 및

상기 상부플랜지의 상부 측으로 합성 결합되는 바닥 판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 하부플랜지는 원형 강관 부재임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 원형 강관 부재는 고성능 TMCP강재나 API강관을 활용한 부재인 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는상기 원형 강관 부재는 일부분이 강관구조이고 일부분은 콘크리트가 충진된 강관 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 원형 강관 부재는 정 모멘트 부가 강관구조이고, 지점 부 또는 부 모멘트 부는 콘크리트가 충진된 강관 구조임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는상기 콘크리트가 충진된 강관 구조는 상기 원형 강관 부재 내부에 강재 스토퍼와 콘크리트가 내장된 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 지점 부는 상기 원형 강관 부재 밑면에 평평한 받침을 장착한 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는상기 거더 복부는 삼각 단면의 박스 형 구조를 갖는 평편 강판들로 이루어진 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 거더 복부는 삼각 단면의 박스 형 구조를 갖는 파형 강판들로 이루어진 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는상기 강판들의 내부에는 보강 부재들이 배치된 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 거더 복부는 삼각 단면의 입체 트러스로 구성됨을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는상기 상부플랜지는 상기 거더 복부의 상부에서 종 방향으로 나란하게 복수 개 배치된 것을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 상부플랜지는 TMCP 고성능 후판으로 이루 어진 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는상부플랜지는 그 사이에 거더 상부를 보강하기 위한 브레이싱 부재들이 배치된 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 브레이싱 부재들은 단면 계수가 큰 T형이나 L형의 강재 부재들로 이루어지고, 상기 상부플랜지에 직접 용접 또는 볼트로 고정된 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는상기 바닥 판은 콘크리트 바닥 판임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 상부플랜지의 상부 면에는 스터드 부재가 형성되어 콘크리트 바닥 판에 합성된 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기 로 한다.

본 발명에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템(1)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 삼각 단면의 거더 복부 및 하부 강관구조를 활용하여 효율적이면서 미관을 크게 향상한 구조를 갖추고 이를 구체적으로 구현하는 교량구조이다.

본 발명에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템(1)은 도 5에 도시된 바와 같이, 하부플랜지(10) 역할을 담당하도록 강관 부재가 배치된다.

상기 강관 부재는 원형 강관 부재이고, 바람직하게는 고성능 TMCP강재나 API(American Petroleum Institute) 강관을 활용한 부재이다.

그리고 본 발명에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템(1)은 상기 하부플랜지(10)를 꼭지점으로 하는 삼각 단면의 구조를 갖추고 그 상부측으로 연결되는 거더 복부(20)를 구비한다. 상기 거더 복부(20)는 강판들이 상광하협(上廣下狹)의 구조로 배치된 삼각 단면의 박스 형 구조이다.

이러한 거더 복부(20)는 그 내측으로 최소한의 보강 부재(22)들이 배치되어 강재 사용을 최소화하고 경량화를 이루는 것이다.

또한 본 발명은 상기 거더 복부(20)의 상부 측으로 TMCP(Thermo-Mechnical Control Process) 고성능 후판을 활용한 상부플랜지(40)가 거더 복부(20)의 종 방 향으로 나란하게 배치된 구조이다.

즉 상기 상부플랜지(40)는 거더 복부(20)의 상부에서 종 방향으로 나란하게 복수 개 배치된 것이고, 상기 상부플랜지(40)는 TMCP 고성능 후판으로 이루어진 것이다.

이러한 상부플랜지(40)들 사이에는 거더 상부를 보강하기 위한 브레이싱 부재(42)들이 배치되며, 상기 상부플랜지(40)의 상부 면에는 바닥 판(60)과의 합성구조를 이루기 위한 스터드 부재(44)들이 다수 돌출 형성된 것이다.

상기 바닥 판(60)은 바람직하게는 콘크리트 바닥 판으로 이루어지지만 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 본 발명은 상기 바닥 판(60)이 차량이 통행할 수 있는 아스팔트 혹은 콘크리트와 동등 기능을 하는 모든 시공 재료들을 포함하는 것이다.

또한 상기 상부플랜지(40)를 보강시키는 브레이싱 부재(42)들은 기본적으로 단면 계수가 큰 T형이나 L형의 강재 부재들로 이루어지고, 상부플랜지(40)에 직접 용접 또는 볼트로 접합된 구조이다. 그리고 도 6은 하부플랜지(10)로서 배치된 원형 강관 부재의 전형적인 종단면도를 도시하고 있다.

상기 하부플랜지(10)를 이루는 원형 강관 부재는 소요 강성이 상대적으로 작고 인장력이 발생하는 정 모멘트 부는 중공 강관구조(12a) 만으로 이루어져 있고, 도 6에서 점선으로 표시된 바와 같이, 지점 부 또는 부 모멘트 부는 최대 압축력이 작용하게 되므로, 상대적으로 두꺼운 강관이 적용되며 강관(12b) 내부에는 콘크리트(14)가 충진되어 보다 구조적인 강성이 증대되고, 효과적인 단면 구성을 이루도록 되어 있다.

이와 같이 원형 강관 부재 내에 콘크리트를 충진하는 작업은 강관(12b)의 일측 부분을 강재 스토퍼(14a)로 막고 지점 부 또는 부 모멘트 부에 콘크리트(14) 충진 시공을 하며, 양생 후에는 인접한 중공 강관(12a)과 용접 결합시킨다. 이처럼 지점 부 또는 부 모멘트 부에서 강관(12b) 내부에 콘크리트(14)를 충진함으로써 지점 부의 부 반력에 대해 보다 강력하게 저항하는 유리한 구조를 갖게 된다. 상기 지점 부에는 강관(12b) 밑면에 평평한 받침(18)을 고정하여, 도 4에 도시된 바와 같이 교각(25) 상에 거더 설치를 위한 시공성을 좋게 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템(1)은 도 4에 도시된 바와 같이 교각(25) 상에 복수 개가 나란하게 배치되고, 그 사이를 브레이싱 구조물(70)들로 서로 연결한 다음, 그 상부 측으로 바닥 판(60)을 합성하여 하나의 교량을 완성할 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명의 강 거더 교량시스템(1)은 하나 또는 적절한 수로 연결 배치되어 교량을 구축할 수 있는 것으로서, 교량을 구축하기 위해 사용되는 특정 숫자에 제한되지 않으며, 하나 혹은 그 이상 적절한 숫자로 배치되어 사용될 수 있는 것이다.

도 7 및 도 8에는 본 발명의 변형 실시 예에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템(1')이 도시되어 있다.

본 발명의 변형 실시 예에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템(1')은 거더 복부(20')가 상광하협(上廣下狹)의 구조로 배치된 삼각 단면의 입체 트러스로 구성됨으로써, 보다 단순하면서도 준 폐합 단면을 이루어 비틀림 강성이 보다 증대되는 효과를 기대할 수 있다.

또한 상기 거더 복부(20')는 강관이나 형강으로 입체 트러스 구조를 이루기 때문에, 도 4 및 도 5에 관련하여 설명한 본 발명의 실시 예에 비하여 더욱더 강재 사용량이 줄어들게 되어 거더 효율성이 증대되며, 경우에 따라서는 파형 강판으로써 거더 복부(20')를 이룰 수도 있다.

상기 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템(1')은 삼각 단면 입체 트러스 구조의 거더 복부(20')에서 하부플랜지(10')를 이루는 꼭지점에 고강성 강관의 하부플랜지(10')를 배치한 것이기 때문에, 거더를 통한 응력 흐름이 유연하게 되어 각각의 거더 부재 간 연결 상세에 높은 안정성이 기대된다. 또한 거더 부재 간의 연결 상세 구조를 일반적인 구조로 시공할 수 있음으로써 설계 및 제작과정이 단순하고, 외관도 입체적으로 이루어지게 되어 미관이 수려해지는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

그리고 상기 입체 트러스형의 거더 복부(20')에 배치되는 복수의 판형 상부플랜지(40')에는 스터드 부재(44') 등으로 이루어진 전단 연결재가 돌출되어 바닥 판(60')과의 합성이 가능하다.

상기와 같은 본 발명의 변형 실시 예에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템(1')도 하부플랜지(10')를 이루는 강관 부재는 전 모멘트 부 구간에서 일반적인 강관구조만으로 이루어지고, 지점 부 또는 부 모멘트 부에서는 내부에 콘크리트가 충진된 강관이 적용되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템(1)(1')은 상,하부플랜지(10)(10')(40)(40')에 고성능 강재를 최적 활용하는 효율적인 구조로 이루어져, 구간별 소요강성 변화에 대해 상부플랜지(40)(40') 및 하부플랜지(10)(10')를 이루는 원형 강관 부재의 두께 조정만으로도 효율적인 단면 구성이 가능하다.

본 발명에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템(1)(1')은 상부플랜지(40)(40')가 기본적으로 고성능 후물재 후판을 보강하여 활용하도록 한 것이며, 특히 거더 부재 중 최대 부재력이 발생되는 하부플랜지(10)(10')의 기능을 하는 원형 강관 부재는 일반적인 강관보다는 바람직하게는 콘크리트 충진 강관으로 이루어지며, 인장력에 취약한 면이 있어 프리-스트레싱(Pre-Stressing)을 가해주는 것이다.

그렇지만 본 발명은 하부플랜지(10)(10')를 이루는 원형 강관 부재가 이와 같은 콘크리트 충진 강관과, 프리-스트레싱(Pre-Stressing)을 받은 구조만으로 한정되는 것이 아니고, 고성능 API 강관 또는 그 관련 기술 등을 활용하여 선택적으로 콘크리트를 충진하거나, 콘크리트의 충진없이 보다 단순한 구조를 갖추고, 더욱 효과적인 구조로 이루어질 수 있으며, 본 발명은 이들을 모두 포함하는 것이다.

즉, 본 발명에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템(1)(1')은 압축력이 크게 발생하는 지점 부나 부 모멘트 발생 구간에서는 프리-스트레싱 없이 콘크리트를 충진한 형태로 활용할 수도 있다.

그리고 본 발명에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템(1)(1')은 상기 하부플랜지(10)(10')를 이루는 원형 강관 부재가 API 강관과 같은 고성능, 고인성 강관을 활용하면 더욱 바람직한 것이다.

이와 같은 고성능 및 고인성 강관은 거더 복부(20)(20')를 구성하는 삼각 단면의 강판 박스 구조나 입체 트러스 구조에 연결되는 경우, 각 부재들의 용접 접합 상세 부분에서 내피로 성능이 크게 증진되고 고내구성을 확보할 수 있음으로써 구조적으로 안정화를 이룰 수 있고, 교량 유지관리 측면에서도 보다 안전하게 되어 공용구조물인 교량에 보다 적합한 것이다.

또한 본 발명에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템(1)(1')은 상부플랜지(40)(40')의 폭을 크게 하지 않고, TMCP와 같은 고성능 후판을 활용하게 되면, 좌굴 안정성을 더욱 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 그 상부측으로 배치되는 콘크리트 바닥 판과의 합성성능을 최대화할 수 있는 것이다.

이와 같은 구조에서 본 발명은 상부플랜지(40)(40')의 횡간 사이가 벌어져 있는 구조가 되므로 콘크리트 바닥 판의 설치나 시공 중에, 구조적 안정성의 확보를 위해 상부플랜지(40)(40') 사이에 수평 브레이싱 부재(42)(42')들을 배치한 것이다.

이러한 구조를 갖춤으로써 본 발명에 따른 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템(1)(1')은 미관, 경제성 및 유지관리 측면에서 종래에 비하여 크게 우수한 것이고, 기술적인 측면에서 크게 향상된 강재 거더 교량을 시공할 수 있는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 거더의 하부플랜지를 고성능 강관으로써 구성하고, 거더의 단면을 전체적으로 삼각 단면 구조로 이루어짐으로써 거더의 비틀림 강성이 크게 증가되고, 일반 사각박스형 거더에서 우려되는 뒤틀림의 영향은 크게 감소하여 구조적으로 안정되는 우수한 효과가 얻어진다.

뿐만 아니라 본 발명에 의하면 이와 같이 비틀림 강성이 크게 증가되기 때문에 종래에 다량 소요되는 부부재 및 보강재 사용량이 크게 감소되어 경제적인 효과를 얻을 수 있으며, 재료비 및 시공비가 절감되고, 시공 공기가 크게 단축되며, 교량 유지관리 측면에서 더욱 유리하게 된다.

그리고 본 발명에 의하면 상,하부플랜지에 고성능 강재를 효율적으로 적용하는 구조를 갖춤으로써 경제성 및 구조성능이 뛰어나다. 또한 본 발명에 의하면 거더가 삼각 단면의 박스형 또는 입체 트러스 형으로 제작되기 때문에 교량 횡단면 구성에 매우 효율적이고, 종래의 사각 박스형 거더 교량에 비해 형고가 낮아지기 때문에 교량 위를 주행하는 운전자의 시야가 넓게 확보되어 안전사고 없이 안전한 주행이 가능하고, 교량의 미관향상에 크게 이바지할 수 있는 것이다.

더욱이 본 발명에 따르면 높은 단면 강성이 확보되기 때문에 일반적인 거더 교량의 범위뿐만 아니라, 스판(Span) 길이가 큰 장지간 구조에 적합한 것이다.

또한 본 발명에 의하면 지점 부 또는 부 모멘트 부에서 하부플랜지(10)를 이루는 원형 강관 부재에 콘크리트를 충진 시공하여 그 구조적인 강성을 크게 향상시킨 것이기 때문에 지점 부 또는 부 모멘트 부에서 부 반력에 대한 저항성이 높아지게 되어 구조적으로 안정된 효과를 얻는 것이다.

상기에서 본 발명은 특정한 실시 예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 이는 단지 예시적으로 본 발명을 설명하기 위하여 기재된 것이며, 본 발명을 이와 같은 특정 구조로 제한하려는 것은 아니다. 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.

Claims

강재 거더를 이용한 교량 시스템에 있어서,

하부플랜지;

상기 하부플랜지를 꼭지점으로 하는 삼각 단면의 구조를 갖추고 그 상부측으로 연결되는 거더 복부;

상기 거더 복부의 상부 측으로 형성되는 상부플랜지; 및

상기 상부플랜지의 상부 측으로 합성 결합되는 바닥 판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템.
제1항에 있어서, 상기 하부플랜지는 원형 강관 부재임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템.
제2항에 있어서, 상기 원형 강관 부재는 고성능 TMCP강재나 API강관을 활용한 부재인 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템.
제2항에 있어서,상기 원형 강관 부재는 일부분이 강관구조이고 일부분은 콘 크리트가 충진된 강관 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템.
제2항에 있어서, 상기 원형 강관 부재는 정 모멘트 부가 강관구조이고, 지점 부 또는 부 모멘트 부는 콘크리트가 충진된 강관 구조임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템.
제4항에 있어서,상기 콘크리트가 충진된 강관 구조는 상기 원형 강관 부재 내부에 강재 스토퍼와 콘크리트가 내장된 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템.
제5항에 있어서, 상기 지점 부는 상기 원형 강관 부재 밑면에 평평한 받침을 장착한 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템.
제1항에 있어서,상기 거더 복부는 삼각 단면의 박스 형 구조를 갖는 평편 강판들로 이루어진 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스 템.
제1항에 있어서, 상기 거더 복부는 삼각 단면의 박스 형 구조를 갖는 파형 강판들로 이루어진 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템.
제8항 또는 제9항에 있어서,상기 강판들의 내부에는 보강 부재들이 배치된 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템.
제1항에 있어서, 상기 거더 복부는 삼각 단면의 입체 트러스로 구성됨을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템.
제1항에 있어서,상기 상부플랜지는 상기 거더 복부의 상부에서 종 방향으로 나란하게 복수 개 배치된 것을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템.
제12항에 있어서, 상기 상부플랜지는 TMCP 고성능 후판으로 이루어진 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템.
제12항에 있어서,상부플랜지는 그 사이에 거더 상부를 보강하기 위한 브레이싱 부재들이 배치된 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템.
제13항에 있어서, 상기 브레이싱 부재들은 단면 계수가 큰 T형이나 L형의 강재 부재들로 이루어지고, 상기 상부플랜지에 직접 용접 또는 볼트로 고정된 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템.
제1항에 있어서,상기 바닥 판은 콘크리트 바닥 판임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템.
제1항에 있어서, 상기 상부플랜지의 상부 면에는 스터드 부재가 형성되어 콘 크리트 바닥 판에 합성된 것임을 특징으로 하는 강관 하부플랜지를 갖는 강 거더 교량시스템.