KR20090066437A

KR20090066437A - 복공판

Info

Publication number: KR20090066437A
Application number: KR1020070133956A
Authority: KR
Inventors: 김진국; 조우연; 황민오; 나승민
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원; 수림산업(주)
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2009-06-24
Also published as: CN101463585B; CN101463585A; KR101067895B1

Abstract

강재와 콘크리트를 적절히 합성하여 복공판을 제작함으로써 강재의 재활용이 가능하고, 형강을 활용하여 복공판의 합성을 최적화함으로써 강재량을 감소시킬 수 있는 복공판을 제공한다. 복공판은 기 설정된 간격을 갖고 배치되는 복수의 복부재, 복부재의 일측에 구비되어 복수의 복부재들을 상호 연결하는 상부재, 및 상부재의 폭방향 양측에 배치되어 상부재와 연결되는 복수의 측부재를 포함하며, 상부재와 복부재의 상면에 타설되는 콘크리트를 매개로 상부재와 복부재 및 측부재는 콘크리트와 일체로 합성된다.

복공판, 형강, 콘크리트

Description

복공판{DECK PLATE}

본 발명은 형강을 이용한 강재와 콘크리트의 합성으로 형성되는 복공판에 관한 것이다.

일반적으로, 복공판은 지하철 공사와 같은 지하시설 공사를 위해 도로를 파헤치는 경우나 가설교량을 설치했을 경우 교통량에 미치는 영향을 최소화하기 위해 노면을 복개하는데 사용된다.

이러한 복공판은 형강 제품들을 용접으로 접합하여 전체적으로 평평한 직육면체 형상을 가지며, 수십 내지 수백 개의 복공판이 평평하게 배열된다. 이렇게 배열된 복수개의 복공판 위로 차량이 이동되며, 노후 교량의 보수시 우회도로를 건설하는데 사용될 수 있다.

그런데, 형강 제품은 용접으로 접합성능을 충분히 발휘하는데 한계가 있다. 따라서, 차량하중에 대한 단면성능을 극대화하지 못하고 용접부 결함에 의한 국부 파괴가 전체 복공판의 기능 상실로 이어지는 문제가 있다.

또한, 복공판의 상면에 체크플레이트나 메틸메타크릴레이트(MMA ; Methylmethacrylate) 코팅을 이용하여 마찰성능을 확보하고 있다. 그러나 체크플레 이트는 우천시 마찰계수가 현격히 떨어지고, 메틸메타크릴레이트 코팅의 경우 시간이 지남에 따라 벗겨지는 문제점이 있다.

강재와 콘크리트를 적절히 합성하여 복공판을 제작함으로써 강재의 재활용이 가능하고, 형강을 활용하여 복공판의 합성을 최적화함으로써 강재량을 감소시킬 수 있는 복공판을 제공한다.

복공판은 기 설정된 간격을 갖고 배치되는 복수의 복부재, 복부재의 일측에 구비되어 복수의 복부재들을 상호 연결하는 상부재, 및 상부재의 폭방향 양측에 배치되어 상부재와 연결되는 복수의 측부재를 포함하며, 상부재와 복부재의 상면에 타설되는 콘크리트를 매개로 상부재와 복부재 및 측부재는 콘크리트와 일체로 합성된다.

복부재는 상부재의 길이방향으로 배치되며, 상부재에 인장저항을 제공하는 "ㅁ"형강으로 형성될 수 있다.

상부재는 복부재의 상면에 배치되며, 콘크리트가 타설되는 전면에 걸쳐 일체의 판 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 상부재는 복수개로 구비되며, 복부재의 사이 및 복부재와 측부재의 사이에 각각 배치될 수 있다. 이러한 경우, 상부재는 복부재의 상측에 결합되어 복부재와 같은 상면을 가질 수 있다.

복부재와 상부재는 용접 결합되며, 상부재는 측부재와 용접 결합될 수 있다.

측부재는 I형강으로 형성되며, 바닥 패널과 일체로 합성되는 상부패널, 기 설정된 간격을 두고 상부패널과 이격 배치되는 하부패널, 상부패널과 하부패널을 연결하는 복부패널을 포함할 수 있다.

상부재는 측부재의 복부패널에 결합되며, 상부재와 측부재의 상부패널 사이에서 복부패널의 길이방향을 따라 기 설정된 간격으로 복수개의 제1 전단 연결부재가 결합될 수 있다.

제1 전단 연결부재는 복부패널을 사이에 두고 내측면과 외측면에 각각의 너트가 체결되는 볼트로 이루어지며, 복부패널은 볼트가 삽입되는 위치에 체결 구멍을 가질 수 있다.

볼트의 헤드는 콘크리트가 타설되는 내측방향으로 결합되며, 측부재는 상부패널의 상면에서 모서리측으로 인양 구멍을 가질 수 있다.

상부재의 상면에는 기 설정된 간격으로 배치되어 상부재의 상면으로부터 돌출 형성되는 복수개의 제2 전단 연결부재가 결합되며, 제2 전단 연결부재는 복부재의 배치 방향으로 형성될 수 있다.

한편, 복부재의 상면에는 기 설정된 간격으로 배치되어 복부재의 상면으로부터 돌출 형성되는 복수개의 제2 전단 연결부재가 결합될 수 있다.

제2 전단 연결부재는 철근으로 이루어지며, 상부재 또는 복부재에 용접 결합될 수 있다.

복부재의 하측에 구비되어 복수의 복부재들을 상호 연결하는 하부재를 더 포함할 수 있다. 복부재와 하부재는 용접 결합될 수 있다.

하부재는 복부재의 길이방향 양측에 각각 구비되며, 복부재의 폭방향으로 배 치되어 복부재를 지지하는 스토퍼부재, 및 스토퍼부재의 사이에 구비되어 복부재의 폭방향으로 배치되는 보강부재를 포함할 수 있다.

복공판의 수명이 다할 경우 연결 볼트를 풀어 강재와 콘크리트를 분리할 수 있어 강재의 재활용이 가능하다.

복공판의 단면내에서 중립축을 콘크리트 하면 근처가 되도록 단면을 구성하여 콘크리트 균열 배제 및 강재량을 감소할 수 있다.

복공판에 사용되는 강재를 형강으로 사용하여 강재의 가공량을 감소할 수 있으며, 복공판 제작비용을 감소시킬 수 있다.

보강판을 "ㅁ"형강의 상면과 하면에 각각 설치함으로써 간단한 용접만으로도 복공판을 보강할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복공판의 강재 패널간 결합관계를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 복공판의 강재 패널에 콘크리트(40)가 합성된 상태를 도시한 사시도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 복공판은 복부재(10), 상부재(20), 측부재(30)를 포함한다.

복부재(10)는 기 설정된 간격을 갖고 배치된다. 복부재(10)는 복수개로 구비된다. 복부재(10)는 상부재(20)의 길이방향으로 배치되며, 상부재(20)에 인장저항을 제공하는 "ㅁ"형강으로 형성된다. 복부재(10)와 상부재(20)는 용접 결합된다.

상부재(20)는 복부재(10)의 상측에 구비되어 복수의 복부재(10)들을 상호 연결한다. 상부재(20)는 콘크리트(40)가 타설되는 전면에 걸쳐 일체의 판 형상으로 형성된다. 상부재(20)는 콘크리트(40)를 지지한다. 콘크리트(40) 타설시 복공판의 길이방향 양단에는 각각 보호판을 구비하여 콘크리트(40) 끝단을 보호할 수 있다. 필요한 경우 보호판은 상부재(20)와 일체로 형성할 수 있다.

측부재(30)는 상부재(20)의 폭방향 양측에 배치되어 상부재(20)와 연결된다. 측부재(30)는 상부재(20)와 용접 결합된다. 측부재(30)는 복수개로 구비된다. 측부재(30)는 I형강으로 형성된다. 측부재(30)는 바닥 패널과 일체로 합성되는 상부패널(32), 기 설정된 간격을 두고 상부패널(32)과 이격 배치되는 하부패널(34), 상부패널(32)과 하부패널(34)을 연결하는 복부패널(36)을 포함한다. 측부재(30)는 상부패널(32)의 상면에서 모서리측으로 인양 구멍(33)을 갖는다. 인양 구멍(33)은 복공판의 운반 및 설치를 위해 크레인 작업시 걸림 작업이 용이하도록 형성된다.

상부재(20)의 상면에는 도 2에 도시한 바와 같이 콘크리트(40)가 타설되는데 콘크리트(40)를 매개로 상부재(20) 및 측부재(30)는 콘크리트(40)와 일체로 합성된다.

상부재(20)는 측부재(30)의 복부패널(36)에 결합되며, 상부재(20)와 측부재(30)의 상부패널(32) 사이에서 복부패널(36)의 길이방향을 따라 기 설정된 간격으로 복수개의 제1 전단 연결부재(50)가 결합된다.

제1 전단 연결부재(50)는 도 4에 도시한 바와 같이 복부패널(36)을 사이에 두고 내측면과 외측면에 각각의 너트(52)가 체결되는 볼트(54)로 이루어진다. 복부패널(36)은 볼트(54)가 삽입되는 위치에 체결 구멍을 갖는다. 볼트(54)의 헤드는 콘크리트(40)가 타설되는 내측방향으로 결합된다. 상기한 바와 같이 이중 너트(52)와 볼트(54)를 체결하는 방식을 이용하여 강재와 콘크리트(40)의 결합 및 분리가 가능하다. 즉, 볼트(54)를 이용하여 전단 연결부재를 구성함으로써 콘크리트(40)와 강재의 전단연결 성능을 확보할 수 있으며, 필요한 경우 강재의 재활용이 가능하다. 또한, 강재와 콘크리트(40)를 적절히 합성하여 복공판을 제작함으로써 형강을 활용하여 복공판의 합성을 최적화함으로써 강재량을 감소시킬 수 있다.

상부재(20)의 상면에는 기 설정된 간격으로 배치되어 상부재(20)의 상면으로부터 돌출 형성되는 복수개의 제2 전단 연결부재(60)가 결합된다.

제2 전단 연결부재(60)는 철근으로 이루어진다. 제2 전단 연결부재(60)는 제1 전단 연결부재(50)와 같이 상부재(20)를 사이에 두고 이중 너트로 체결되는 볼트로 이루어질 수 있다. 제2 전단 연결부재(60)는 상부재(20)에 용접 결합된다. 제2 전단 연결부재(60)는 복부재(10)의 배치 방향으로 형성된다. 제2 전단 연결부재(60)는 복부재(10)의 상면에 설치할 수 있다. 이러한 경우 상부재(20)에는 제2 전단 연결부재(60)가 삽입되는 체결구멍을 별도로 형성한다.

제1 전단 연결부재(50)와 제2 전단 연결부재(60)는 각각의 강재와 콘크리트(40)를 서로 연결하는 부재이다. 상기한 제1 전단 연결부재(50)와 제2 전단 연결부재(60)는 스터드 형의 철근 또는 볼트로 구성하여 각각의 강재에 결합될 수 있으며, 복수개로 결합되는 것을 매개로 강재와 콘크리트(40)의 합성을 강화시킬 수 있으며 본 발명의 실시예에서와 같이 복공판을 강재와 콘크리트(40)가 합성되는 단면 복합구조로 형성할 수 있다.

한편, 복부재(10)의 하측에는 도 3에 도시한 바와 같이 복수의 복부재(10)들을 상호 연결하는 하부재를 더 포함할 수 있다. 복부재(10)와 하부재는 용접 결합된다.

하부재는 복부재(10)의 길이방향 양측에 각각 구비되며, 복부재(10)의 폭방향으로 배치되어 복부재(10)를 지지하는 스토퍼부재(80), 스토퍼부재(80)의 사이에 구비되어 복부재(10)의 폭방향으로 배치되는 보강부재(70)를 포함한다. 보강부재(70)는 복부재(10)의 하면에서 복공판의 폭 방향으로 배치되어 복공판의 가로 휨 성능을 보강한다.

본 발명의 실시예에 의한 복공판은 다음의 과정으로 제작될 수 있다.

(1) I형강으로 형성되는 측부재(30)의 복부패널(36)에 제1 전단 연결부재(50)가 삽입되는 체결 구멍을 형성한다.

(2) 측부재(30)의 상부패널(32) 상면 모서리측에 운반 및 설치를 위한 인양 구멍(33)을 형성한다.

(3) 복부재(10)와 측부재(30)를 적절히 배치하고 복부재(10)와 측부재(30)에 상부재(20)와 하부재를 각각 용접한다.

(4) 측부재(30)의 복부패널(36)에 제1 전단 연결부재(50)를 결합하고, 상부재(20)의 상면에 제2 전단 연결부재(60)를 결합한다.

(5) 상부재(20)의 상면에 콘크리트(40)를 타설하도록 해당되는 위치에 거푸집을 형성한다.

(6) 콘크리트(40)를 타설하여 강재와 콘크리트(40)가 합성되는 복공판을 형성한다.

일반적으로, 복공판의 상면에 강재의 형강들을 용접하여 제작하는 경우 복공판 상면을 구성하는 형강들의 접합성능을 충분히 발휘할 수 없다. 그리고 복공판의 표면 마찰력 확보를 위해 추가적인 구성이 필요하다.

한편, 강재 틀에 콘크리트를 타설하여 복공판을 제작하는 경우 강재의 재활용이 곤란하게 된다. 그리고 복공판 상면 콘크리트를 감싸는 강재의 구성을 위해 강재의 가공이 비교적 크게 필요하다.

본 발명의 실시예는 복부재(10)의 "ㅁ"형강과 측부재(30)의 I형강을 적절한 위치에 배치하고 상부재(20)를 복부재(10) 상면과 측부재(30) 측면에 결합한 상태에서 상부재(20) 상면에 콘크리트(40)를 타설하여 복공판을 제작한다. 즉, 복공판의 상면에 콘크리트(40)를 수용하고, 콘크리트(40)가 타설되는 주변에 강재를 구비함으로써 복공판의 표면 마찰계수를 확보할 수 있다. 뿐만 아니라 형강을 사용하여 복공판 제작시 패널의 가공을 최소화함으로써 경제성을 확보할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부재와 복부재의 연결관계를 도시한 단면도이다.

도 5를 참조하면, 상부재(520)는 복수개로 구비된다. 상부재(520)는 도 5에 도시한 바와 같이 복부재(10)의 사이 및 복부재(10)와 측부재(30)의 사이에 각각 배치된다. 이러한 경우, 상부재(520)는 복부재(10)의 상측에 결합되어 복부재(10)와 같은 상면을 갖는다.

한편, 복수개의 제2 전단 연결부재(560)는 복부재(10)의 상면에 배치된다. 제2 전단 연결부재(560)는 기 설정된 간격으로 배치되어 복부재(10)의 상면으로부터 돌출 형성된다.

상기한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상부재(520)와 복부재(10)가 서로 겹치는 부분을 배제할 수 있다. 즉, 상부재(520)를 복부재(10)의 상면 전체에 걸쳐서 배치하지 않고 복부재(10)가 배치되지 않는 부분에만 상부재(520)를 배치한다. 따라서, 복공판이 완성된 상태에서 상부재(520)의 사용을 감소시킴으로써 강판의 전체 강중을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 복공판에서 나머지 부분들은 본 발명의 실시예에 따른 복공판 구성을 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에서는 복공판의 중복되는 구성 및 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복공판의 강재 패널간 결합관계를 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 복공판의 강재 패널에 콘크리트가 합성된 상태를 도시한 사시도이다.

도 3은 도 2의 하면을 도시한 사시도이다.

도 4는 도 2의 선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 ; 복부재 20 ; 상부재

30 ; 측부재 40 ; 콘크리트

32 ; 상부패널 34 ; 하부패널

36 ; 복부패널 50 ; 제1 전단 연결부재

60 ; 제2 전단 연결부재 70 ; 보강부재

80 ; 스토퍼부재

Claims

기 설정된 간격을 갖고 배치되는 복수의 복부재;

상기 복부재의 일측에 구비되어 상기 복수의 복부재들을 상호 연결하는 상부재, 및

상기 상부재의 폭방향 양측에 배치되어 상기 상부재와 연결되는 복수의 측부재

를 포함하며,

상기 상부재와 상기 복부재의 상면에 타설되는 콘크리트를 매개로 상기 상부재와 상기 복부재 및 상기 측부재는 상기 콘크리트와 일체로 합성되는 복공판.
제1항에 있어서,

상기 복부재는 상기 상부재의 길이방향으로 배치되며, 상기 상부재에 인장저항을 제공하는 "ㅁ"형강으로 형성되는 복공판.
제2항에 있어서,

상기 상부재는 상기 복부재의 상면에 배치되는 복공판.
제2항에 있어서,

상기 상부재는 콘크리트가 타설되는 전면에 걸쳐 일체의 판 형상으로 형성되 는 복공판.
제2항에 있어서,

상기 상부재는 복수개로 구비되는 복공판.
제5항에 있어서,

상기 상부재는 상기 복부재의 사이 및 상기 복부재와 상기 측부재의 사이에 각각 배치되는 복공판.
제5항에 있어서,

상기 상부재는 상기 복부재의 상측에 결합되어 상기 복부재와 같은 상면을 갖는 복공판.
제1항에 있어서,

상기 복부재와 상기 상부재는 용접 결합되는 복공판.
제1항에 있어서,

상기 상부재는 상기 측부재와 용접 결합되는 복공판.
제1항에 있어서,

상기 측부재는 I형강으로 형성되는 복공판.
제10항에 있어서,

상기 측부재는

상기 바닥 패널과 일체로 합성되는 상부패널;

기 설정된 간격을 두고 상기 상부패널과 이격 배치되는 하부패널;

상기 상부패널과 상기 하부패널을 연결하는 복부패널을 포함하는 복공판.
제11항에 있어서,

상기 상부재는 상기 측부재의 복부패널에 결합되는 복공판.
제12항에 있어서,

상기 상부재와 상기 측부재의 상부패널 사이에서 상기 복부패널의 길이방향을 따라 기 설정된 간격으로 복수개의 제1 전단 연결부재가 결합되는 복공판.
제13항에 있어서,

상기 제1 전단 연결부재는 상기 복부패널을 사이에 두고 내측면과 외측면에 각각의 너트가 체결되는 볼트로 이루어지는 복공판.
제14항에 있어서,

상기 복부패널은 상기 볼트가 삽입되는 위치에 체결 구멍을 갖는 복공판.
제14항에 있어서,

상기 볼트의 헤드는 콘크리트가 타설되는 내측방향으로 결합되는 복공판.
제11항에 있어서,

상기 측부재는 상부패널의 상면에서 모서리측으로 인양 구멍을 갖는 복공판.
제3항에 있어서,

상기 상부재의 상면에는 기 설정된 간격으로 배치되어 상기 상부재의 상면으로부터 돌출 형성되는 복수개의 제2 전단 연결부재가 결합되는 복공판.
제18항에 있어서,

상기 제2 전단 연결부재는 상기 복부재의 배치 방향으로 형성되는 복공판.
제7항에 있어서,

상기 복부재의 상면에는 기 설정된 간격으로 배치되어 상기 복부재의 상면으로부터 돌출 형성되는 복수개의 제2 전단 연결부재가 결합되는 복공판.
제18항 또는 제20항에 있어서,

상기 제2 전단 연결부재는 철근으로 이루어지는 복공판.
제21항에 있어서,

상기 제2 전단 연결부재는 상기 상부재 또는 상기 복부재에 용접 결합되는 복공판.
제1항에 있어서,

상기 복부재의 하측에 구비되어 상기 복수의 복부재들을 상호 연결하는 하부재를 더 포함하는 복공판.
제23항에 있어서,

상기 복부재와 상기 하부재는 용접 결합되는 복공판.
제24항에 있어서,

상기 하부재는

상기 복부재의 길이방향 양측에 각각 구비되며, 상기 복부재의 폭방향으로 배치되어 상기 복부재를 지지하는 스토퍼부재, 및

상기 스토퍼부재의 사이에 구비되어 상기 복부재의 폭방향으로 배치되는 보강부재

를 포함하는 복공판.