KR20090068525A

KR20090068525A - 교량 구조물

Info

Publication number: KR20090068525A
Application number: KR1020070136186A
Authority: KR
Inventors: 성택룡; 윤태양; 이대용; 김진국; 김기석; 이필구; 박찬희
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2007-12-24
Filing date: 2007-12-24
Publication date: 2009-06-29

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 교량 구조물은, 하중을 지지하는 거더 어셈블리와, 상기 거더 어셈블리의 상부에 합성되는 콘크리트 바닥판으로서 이루어지며, 상기 거더 어셈블리는 상부 플랜지와, 상기 상부 플랜지로부터 일체로 절곡되게 형성되는 복부판과, 상기 복부판으로부터 일체로 절곡되게 형성되는 하부 플랜지를 포함하여 구성되며, 횡방향을 따라 상호 대칭하게 배치되는 한 쌍의 제1 거더부재 및 제2 거더부재로서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

거더, 압연 형강, 롤밴딩, 롤포밍, 프레스, 용접

Description

교량 구조물 {BRIDGE STRUCTURE}

본 발명의 예시적인 실시예는 교량 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교량의 하중을 효과적이면서도 경제적으로 지지할 수 있도록 하는 교량 구조물에 관한 것이다.

일반적으로, 종래에는 교량을 구성하는 거더가 I형 거더, 박스형 거더 등으로 한정되어 있었다.

이러한 I형 거더나 박스형 거더의 제작에는 많은 용접 작업이 요구되어 공사비 증가의 원인이 되어 왔다. 그러나, 최근에는 교량 구조물에 대한 경제성 확보가 중요한 요구 조건이 되고 있다.

종래 기술에 따른 I형 거더교나 박스 거더교는 강판을 가공 절단하여 준비한 판부재들을 설계도에 따라 주로 용접을 통해 구조부재를 제작하고, 이들 구조부재가 교량의 하중을 주로 지탱하는 거더가 되면서 콘크리트 바닥판과 합성하거나 강바닥판과 연결하는 방식이다.

이러한 종래 기술에 따른 방식에서는 용접 작업에 요구되는 제작비를 구성하는 용접 인건비, 용접 재료비 등의 변화에 민감하게 되고, 이들 비용이 고가이기 때문에 경제성을 저하시키는 원인이 되고 있다.

본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 거더 구조물의 부재간 용접을 최대한 줄여 용접 제작 비용을 절감하는 등 경제성을 향상시킬 수 있도록 하는 교량 구조물을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 교량 구조물은, 하중을 지지하는 거더 어셈블리와, 상기 거더 어셈블리의 상부에 합성되는 콘크리트 바닥판으로서 이루어지며, 상기 거더 어셈블리는 상부 플랜지와, 상기 상부 플랜지로부터 일체로 절곡되게 형성되는 복부판과, 상기 복부판으로부터 일체로 절곡되게 형성되는 하부 플랜지를 포함하여 구성되며, 횡방향을 따라 상호 대칭하게 배치되는 한 쌍의 제1 거더부재 및 제2 거더부재로서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 교량 구조물에 있어서, 상기 각 거더부재는 상기 복부판이 상기 상부 플랜지 및 하부 플랜지에 대해 연직 방향으로서 형성될 수 있다.

상기 교량 구조물에 있어서, 상기 각 거더부재는 상기 복부판이 상기 상부 플랜지 및 하부 플랜지에 대해 횡방향 측으로 하향 경사지게 형성될 수 있다.

상기 교량 구조물에 있어서, 상기 각 거더부재는 상기 상부 플랜지와 상기 복부판의 연결 부분, 및 상기 복부판과 상기 하부 플랜지의 연결 부분이 직각을 이 루며 연결될 수 있다.

상기 교량 구조물에 있어서, 상기 각 거더부재는 상기 상부 플랜지와 상기 복부판의 연결 부분, 및 상기 복부판과 상기 하부 플랜지의 연결 부분이 소정의 곡률을 지니며 연결될 수도 있다.

상기 교량 구조물에 있어서, 상기 제1 거더부재 및 상기 제2 거더부재는 상호 이격되게 배치될 수 있다.

상기 교량 구조물에 있어서, 상기 제1 거더부재 및 상기 제2 거더부재는 상기 상부 플랜지 또는 하부 플랜지가 상호 접촉될 수도 있다.

상기 교량 구조물에 있어서, 상기 제1 거더부재 및 상기 제2 거더부재는 연결부재를 통하여 상호 연결될 수 있다.

상기 교량 구조물에 있어서, 상기 제1 거더부재 및 상기 제2 거더부재는 압연 형강으로서 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 교량 구조물에 있어서, 상기 제1 거더부재 및 상기 제2 거더부재는 강판의 롤포밍, 롤밴딩, 및 프레스 가공 중에서 선택되는 어느 하나의 강판 가공으로서 성형될 수 있다.

상기 교량 구조물은, 상기 제1 거더부재 및 제2 거더부재의 상부 플랜지 상면에 상기 콘크리트 바닥판이 합성되어 이루어질 수 있다.

상기 교량 구조물은, 상기 제1 거더부재 및 제2 거더부재의 상부 플랜지가 상기 콘크리트 바닥판에 매립되어 구성될 수도 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 의하면, 거더 어셈블리가 압연 형강으로 이루어지거나 강판의 롤포밍, 롤밴딩, 또는 프레스 가공을 통해 이루어지는 한 쌍의 제1 및 제2 거더부재로서 구성됨에 따라, 종래에서와 같은 I형 거더교나 박스 거더교의 거더 구조물과 달리 거더 구조물의 부재간 용접을 최대한 줄여 용접 제작 비용을 절감할 수 있게 된다.

즉, 본 실시예에서는 거더 어셈블리의 제1 및 제2 거더부재를 용접 제작하지 않고 이들을 이용하여 교량을 구성함으로 구조적인 성능은 그대로 유지하면서 경제성을 향상시키는 효과가 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. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 교량 구조물을 개략적으로 도시한 횡단면 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 교량 구조물(100)은 종래에서와 같이 판부재들의 용접으로서 이루어지는 I형 거더교나 박스 거더교의 거더 구조물과 달리, 그 거더 구조물의 부재간 용접을 최대한 줄여 용접 제작 비용을 절감할 수 있는 구조로서 이루어진다.

이러한 교량 구조물(100)은 기본적으로 교량의 하중을 지지하는 거더 어셈블 리(10)와, 거더 어셈블리(10)의 상부에 합성되는 콘크리트 바닥판(50)을 포함하여 이루어진다.

본 실시예에서, 상기 거더 어셈블리(10)는 횡방향을 따라 상호 대칭하게 배치되는 제1 거더부재(20) 및 제2 거더부재(30)로서 구성된다.

상기 각 거더부재(20, 30)는 상부 플랜지(21, 31)와, 상부 플랜지(21, 31)로부터 일체로 절곡되게 형성되는 복부판(23, 33)과, 그 복부판(23, 33)으로부터 일체로 절곡되게 형성되는 하부 플랜지(25, 35)로 이루어진다.

구체적으로, 상기 제1 및 제2 거더부재(20, 30)는 서로 접촉되지 않고 상호 이격되게 배치되며, 복부판(23, 33)이 상부 플랜지(21, 31) 및 하부 플랜지(25, 35)에 대해 연직(수직) 방향으로 연결되는 형태로서 그 단면 형상이 ㄷ자 형태로 구성되며, 이들의 개방부가 서로 마주하여 상호 대칭되게 배치된다.

이 경우 상기 제1 및 제2 거더부재(20, 30)는 각각 압연 형강으로서 이루어질 수 있으며, 대안으로는 강판의 롤포밍, 롤밴딩 또는 프레스 가공을 통해 성형될 수도 있다.

그리고 상기 제1 및 제2 거더부재(20, 30)는 상부 플랜지(21, 31)와 복부판(23, 33)의 연결 부분, 및 복부판(23, 33)과 하부 플랜지(25, 35)의 연결 부분이 소정의 곡률을 지니며 라운드 형태로서 연결되는 구조로 이루어진다.

이는 상기 제1 및 제2 거더부재(20, 30)가 강판의 롤포밍, 롤밴딩 또는 프레스 가공으로서 성형되는 경우, 구조적인 영향을 없애기 위해 최소한의 곡률 반경을 부여한 것이다.

그러나 본 실시예에서는 이에 특별히 한정되지 않고 도면에 일점 쇄선으로 표시한 바와 같이, 상부 플랜지(21, 31)와 복부판(23, 33)의 연결 부분, 및 복부판(23, 33)과 하부 플랜지(25, 35)의 연결 부분 즉, 평면과 평면이 만나는 부분이 직각을 이루며 연결될 수도 있다.

한편 본 실시예에서, 상기 콘크리트 바닥판(50)은 제1 및 제2 거더부재(20, 30)에 있어 상부 플랜지(21, 31)의 상면에 설치된 다수의 전단 연결재들(미도시)을 통해 그 상부 플랜지(21, 31)의 상면에 부착되어 제1 및 제2 거더부재(20, 30)와 상호 합성 작용을 발휘하게 된다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 교량 구조물에 적용되는 거더 어셈블리의 제1 변형예들을 도시한 횡단면 구성도이다.

도 2a에서와 같이, 본 실시예에 의한 상기 거더 어셈블리(10)의 제1 및 제2 거더부재(20, 30)는 앞서 설명한 바와 같이 이들이 서로 접촉되지 않고 상호 이격되게 배치되며, 복부판(23, 33)이 상부 플랜지(21, 31) 및 하부 플랜지(25, 35)에 대해 연직 방향으로 연결되는 형태로서 그 단면 형상이 ㄷ자 형태로 구성되는데, 이의 복부판(23, 33)이 서로 마주하면서 상호 대칭하게 배치될 수 있다.

그리고, 본 실시예에 의한 상기 거더 어셈블리(10)의 제1 및 제2 거더부재(20, 30)는 도 2b에서와 같이, 복부판(23, 33)이 상부 플랜지(21, 31) 및 하부 플랜지(25, 35)에 대해 횡 방향측, 바람직하게는 도면을 기준할 때 이들 사이의 중앙에서 좌우 측을 향하여 하향 경사진 형태로서 이루어질 수도 있다.

또한, 본 실시예에 의한 상기 거더 어셈블리(10)의 제1 및 제2 거더부재(20, 30)는 도 2c에서와 같이, 복부판(23, 33)이 상부 플랜지(21, 31) 및 하부 플랜지(25, 35)에 대해 횡 방향측, 바람직하게는 도면을 기준할 때 좌우 측에서 이들 사이의 중앙을 향하여 하향 경사진 형태로서 이루어질 수도 있다.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 교량 구조물에 적용되는 거더 어셈블리의 제2 변형예를 도시한 횡단면 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 거더 어셈블리(10)의 제1 및 제2 거더부재(20, 30)는 상부 플랜지(21, 31) 또는 하부 플랜지(25, 35), 바람직하게는 상부 플랜지(21, 31)가 상호 접촉되게 구성될 수 있다.

이 경우 상기 제1 및 제2 거더부재(20, 30)의 상부 플랜지(21, 31)는 용접 또는 볼트(미도시)를 통하여 종방향을 따라 접합될 수 있다.

즉, 상기 제1 및 제2 거더부재(20, 30)는 용접 또는 볼트(미도시)를 통하여 상부 플랜지(21, 31)가 접합되는 바, 이들 거더부재(20, 30)의 전체 길이가 연속적으로 접합될 수 있으며, 그 전체 길이에 대해 부분적으로 접합될 수도 있다.

이와 같이, 상기 제1 및 제2 거더부재(20, 30)의 상부 플랜지(21, 31)가 상호 접촉되도록 구성하는 이유는 구조적인 안정성을 보유하면서 가설 및 바닥판 타설을 수행하기 위함이다.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 교량 구조물에 적용되는 거더 어셈블리의 제3 변형예를 도시한 횡단면 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 거더 어셈블리(10)의 제1 및 제2 거더부재(20, 30)는 서로 대칭되게 이격된 상태로 별도의 연결부재(70)를 통해 상 호 연결되게 구성될 수 있다.

상기 연결부재(70)는 제1 및 제2 거더부재(20, 30)의 전체 길이에 대해 이들의 상부 플랜지(21, 31) 및 하부 플랜지(25, 35)를 일체로서 연결한다.

여기서, 상기 연결부재(70)는 당 업계에서 널리 사용되는 공지 기술의 스트립 또는 브레이싱으로서 이루어지는 것이 바람직하다.

이 경우에도 마찬가지로, 서로 대칭되게 이격된 제1 및 제2 거더부재(20, 30)를 연결부재(70)를 통해 상호 연결함으로, 구조적인 안정성을 보유하면서 가설 및 바닥판 타설을 수행할 수 있게 된다.

이로써 상기와 같이 구성되는 본 실시예에 의한 교량 구조물(100)에 의하면, 거더 어셈블리(10)가 압연 형강으로 이루어지거나 강판의 롤포밍, 롤밴딩, 또는 프레스 가공을 통해 이루어지는 한 쌍의 제1 및 제2 거더부재(20, 30)로서 구성됨에 따라, 종래에서와 같은 I형 거더교나 박스 거더교의 거더 구조물과 달리 거더 구조물의 부재간 용접을 최대한 줄여 용접 제작 비용을 절감할 수 있게 된다.

즉, 본 실시예에서는 거더 어셈블리(10)의 제1 및 제2 거더부재(20, 30)를 용접 제작하지 않고 이들을 이용하여 교량을 구성함으로 구조적인 성능은 그대로 유지하면서 경제성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 교량 구조물을 개략적으로 도시한 횡단면 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 의한 교량 구조물(200)은 전기 실시예의 구조를 기본으로 하면서, 제1 거더부재(120) 및 제2 거더부재(130)의 상부 플랜지(121, 131)가 콘크리트 바닥판(150)에 매립되는 거더 어셈블리(110)를 구성할 수 있다.

따라서, 상기 콘크리트 바닥판(150)이 제1 및 제2 거더부재(120, 130)의 상부 플랜지(121, 131)가 관입되면서 제1 및 제2 거더부재(120, 130)에 합성됨으로, 제1 및 제2 거더부재(120, 130)와의 합성 작용을 향상시키고, 형고를 저감시킬 수 있게 된다.

본 실시예에 의한 교량 구조물(200)의 나머지 구성 및 작용은 전기 실시예와 같으므로, 본 명세서에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.

Claims

하중을 지지하는 거더 어셈블리와, 상기 거더 어셈블리의 상부에 합성되는 콘크리트 바닥판으로서 이루어지는 교량 구조물에 있어서,

상기 거더 어셈블리는,

상부 플랜지와, 상기 상부 플랜지로부터 일체로 절곡되게 형성되는 복부판과, 상기 복부판으로부터 일체로 절곡되게 형성되는 하부 플랜지를 포함하여 구성되며, 횡방향을 따라 상호 대칭하게 배치되는 한 쌍의 제1 거더부재 및 제2 거더부재로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 교량 구조물.
제1 항에 있어서,

상기 각 거더부재는,

상기 복부판이 상기 상부 플랜지 및 하부 플랜지에 대해 연직 방향으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 교량 구조물.
제1 항에 있어서,

상기 각 거더부재는,

상기 복부판이 상기 상부 플랜지 및 하부 플랜지에 대해 횡방향 측으로 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 교량 구조물.
제1 항에 있어서,

상기 각 거더부재는,

상기 상부 플랜지와 상기 복부판의 연결 부분, 및 상기 복부판과 상기 하부 플랜지의 연결 부분이 직각을 이루며 연결되는 것을 특징으로 하는 교량 구조물.
제1 항에 있어서,

상기 각 거더부재는,

상기 상부 플랜지와 상기 복부판의 연결 부분, 및 상기 복부판과 상기 하부 플랜지의 연결 부분이 소정의 곡률을 지니며 연결되는 것을 특징으로 하는 교량 구조물.
제1 항에 있어서,

상기 제1 거더부재 및 상기 제2 거더부재는 상호 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 교량 구조물.
제1 항에 있어서,

상기 제1 거더부재 및 상기 제2 거더부재는 상기 상부 플랜지 또는 하부 플랜지가 상호 접촉되는 것을 특징으로 하는 교량 구조물.
제7 항에 있어서,

상기 제1 거더부재 및 상기 제2 거더부재는 연결부재를 통하여 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 교량 구조물.
제1 항에 있어서,

상기 제1 거더부재 및 상기 제2 거더부재는 압연 형강으로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 교량 구조물.
제1 항에 있어서,

상기 제1 거더부재 및 상기 제2 거더부재는 강판의 롤포밍, 롤밴딩, 및 프레스 가공 중에서 선택되는 어느 하나의 강판 가공으로서 성형되는 것을 특징으로 하는 교량 구조물.
제1 항에 있어서,

상기 제1 거더부재 및 제2 거더부재의 상부 플랜지 상면에 상기 콘크리트 바닥판이 합성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 교량 구조물.
제1 항에 있어서,

상기 제1 거더부재 및 제2 거더부재의 상부 플랜지가 상기 콘크리트 바닥판에 매립되어 구성되는 것을 특징으로 하는 교량 구조물.