KR20090101633A

KR20090101633A - 구조용 빔을 이용한 가설 구조물

Info

Publication number: KR20090101633A
Application number: KR1020080026897A
Authority: KR
Inventors: 박상현
Original assignee: 박상현; 주식회사 굿테크
Priority date: 2008-03-24
Filing date: 2008-03-24
Publication date: 2009-09-29
Also published as: KR100921825B1

Abstract

본 발명은 강재 I형 단면의 한쌍의 하부지지부재 상부에 채널부재로 연결한 강성증가부재를 연결하여 전체적으로 파이형 단면의 구조용 빔에 관한 것으로서, 이를 이용하여 가교, 영구교량을 보다 경제적으로 시공할 수 있도록 한 것이다.

Description

구조용 빔 및 구조용 빔을 이용한 교량구조물 구조 및 시공방법{STRUCTURAL BEAM AND BRIDGE CONSTRUCTION STRUCTURE AND METOD USING STRUCTURAL BEAM}

본 발명은 구조용 빔 및 구조용 빔을 이용한 교량구조물 구조 및 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 I형 단면의 한쌍의 하부지지부재와 상기 하부지지부재의 상부에 하부지지부재의 강성이 증가되도록 하여 장착된 강성증가부재로 이루어진 구조용 빔 및 구조용 빔을 이용한 교량구조물 구조 및 시공방법에 관한 것이다.

예컨대, 종래 가교 즉 가설교량의 상부구조의 경우 도 1a와 같이, 역학적 지지를 담당하는 I형상의 스틸플레이트(10,주형, 거더)와 차량하중과 같은 윤하중, 활하중을 상기 스틸플레이트에 전달하는 복공판(20)으로 구성된다.

이러한 스틸플레이트(10)는 공장에서 제작되는 압연형강 제품을 그대로 이용하거나 별도로 상부플랜지, 복부 및 하부플랜지로 구성되는 강재빔을 이용하기 때문에 급속시공을 위한 소규모 교량건설에 매우 장점이 발휘되도록 하게 된다.

이에 최근 상기 스틸플레이트의 경우 프리스트레스 도입, 앵글(채널부재)를 이용하여 스틸플레이트의 강성을 증가시키는 방법 등 보다 장지간화된 가교 등에 이용되도록 기술개발이 이루어지고 있는 실정이다.

예컨대, 도 1b의 좌측도면과 같이

ATOM공법으로 지칭되는 가교시공방법에 있어서는, 복공판을 하부에서 지지하는 스틸플레이트(10)의 경우, I형 단면의 강재빔과 상기 강재빔의 하부에 이격된 강봉(31, 긴장재,인장재)가 정착구(32)에 의하여 설치되도록 하여, 상기 강봉을 긴장한 후 그 양단부를 정착구에 정착시킴으로서 강재빔에 일종의 상향력을 발생시켜 결국 스틸플레이트의 전체 단면 강성이 증진되도록 하고 있다.

또한, 도 1b의 중간도면과 같이

비대칭 강재빔에 있어서는, 복공판을 하부에서 지지하는 스틸플레이트(10)의 경우, I형 단면의 강재빔과 상기 강재빔의 복부의 상부 및 /또는 하부에 앵글(채널부재)과 같은 접철부재(33)를 더 장착함으로서 단면 중립축에 의한 편심효과의 증대를 이용하여 결국 스틸플레이트의 전체 단면 강성이 증진되도록 하고 있다.

또한 도 1b의 우측도면과 같이

DHB공법으로 지칭되는 가교시공방법에 있어서는, 복공판을 하부에서 지지하는 스틸플레이트(10)의 경우, I형 단면의 강재빔과 상기 강재빔의 하부에 추가로 작은 높이의 I형 강재빔(34)을 더 고정시켜 전체 스틸플레이트의 높이를 인위적으로 증가시켜 역시 스틸플레이트의 전체 단면 강성이 증진되도록 한다.

또한, 도 1c와 같이,

TALL-BEAM공법으로 지칭되는 최근 가교시공방법에 있어서는, 특히 복공판을 하부에서 지지하는 스틸플레이트(10)의 경우, 그 상부면에 높이가 작은 I형 강재빔(35)을 더 설치하되, I형 강재빔 양측으로 복공판이 스틸플레이트 거더 상부면 양 외측으로 얹어져 설치되도록 함으로서 역시 tm틸플레이트의 전체 단면 강성이 증진되도록 하고 있다.

이때, 상기 TALL-BEAM공법의 경우에 설치되는 I형 강재빔의 경우 스틸플레이트의 단면강성을 위한 부재로 기능을 발휘하면서도 복공판의 역할을 담당하고 있지만 역시 복공판의 전체 설치개수를 줄이기에는 다소 제한적일 수 밖에 없었다.

하지만 위에서 살펴본 스틸플레이트의 단면 강성 증대를 위한 기술개발의 노력에도 불구하고 특히 가교구조물에 있어서는 스틸플레이트를 압연형강 제품으로 이용하는 것이 급속시공을 위해서 필연적인데 이럴 경우 그 단면 강성을 증가시키는 데에는 구조적으로 한계가 있을 수 밖에 없다는 문제점이 있었으며, 특히 가교구조물의 특성상 스틸플레이트와 복공판이 서로 비부착되어 얹어지는 방식을 취하다 보니 이러한 복공판이 스틸플레이트에 일종의 하중으로만 작용하여 스틸플레이트의 단면강성에는 역학적으로 불리한 영향만을 끼친다는 문제점이 있었다.

정리하면, 종래 스틸플레이트를 이용하는 가교 구조물에 있어서는 매우 무거운 복공판이 단순 하중증가요인으로 작용하여 구조적으로 불리한 구조가 될 수 밖에 없고, 이러한 스틸플레이트는 그 단면강성이 작고, 복공판의 설치개수가 많아 전체적인 가교 구조물 공사비가 증가될 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 특히 스틸플레이트의 경우 I형 압연형강 또는 강재빔을 이용하더라도 단면강성에 보다 효과적인 역학구조로 형성되도록 하고, 이러한 스틸플레이트를 사용할 경우라도 고가인 복공판 설치개수를 현저하게 감소될 수 있도록 하여 보다 경제적인 가교를 포함하는 교량구조물을 설치할 수 있도록 하되,

교량구조물에 나아가 건축 구조물에도 이용할 수 있도록 하여 그 사용성을 높일 수 있는 구조용 빔 및 구조용 빔을 이용한 교량구조물 구조 및 시공방법을 제공함을 그 기술적 과제로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같이 구성된다.

즉, 구조물의 하부구조로서 구조용 빔(100)이 제공되도록 하되, 상기 구조용 빔은

이격되어 설치되는 I 형강 또는 I형 강재를 포함하는 한 쌍의 하부지지부재(110); 및

상기 하부지지부재 상부 사이에 일체로 형성되며, 하부지지부재의 단면강성이 증가하도록 각각의 하부지지부재의 상부면을 포함하는 상부로부터 상방으로 돌출되어 다시 내측으로 연장되어 배치된 강성증가부재(120);를 포함되도록 하되,

이때 중요한 것은 상기 강성증가부재의 상부면은 그 자체로서 가교 등과 같은 교량구조물의 상면으로 노출될 수 있도록 할 수 있어 강성증가부재가 차지하는 폭 만금 복공판을 포함한 바닥판의 형성공간이 감소될 수 있도록 하였다는 점이다.

또한, 상기 강성증가부재(120)는 제작 및 조립이 용이하도록 채널부재(앵글부재) 또는 H형 강재를 체결 또는 용접에 의하여 조립 설치할 수 있도록 함으로서 그 사용성 및 시공성이 증진될 수 있도록 하고,

상기 강성증가부재와 양 스틸플레이트를 포함하는 하부지지부재가 1개의 구조용 빔으로 기능하도록 함(π 형상)으로서 보다 효율적인 단면강성을 구비할 수 있는 구조가 될 수 있도록 하였다.

즉, 상기 하부지지부재와 강성증가부재에 의한 내측공간은 하부가 개방되도록 한 단면구조(π 형상)이 될 수 있도록 한 것이다.

또한 상기 강성증가부재와 양 하부지지부재의 단면형태가 박스체 구조로 이루어질 수 있도록 함으로서 특히 장지간의 구조에 있어서 단순 I형 단면의 스틸플레이트와는 달리 좌굴 및 비틀림에 보다 효과적으로 저항할 수 있도록 하고,

상기 박스체 구조에는 긴장부재 및 정착구를 더 설치하여 필요 시 프리스트레스가 더 도입될 수 있도록 하되, 그 구조 내부에 장착되도록 함으로서 그 설치공간을 위한 별도의 공간이 필요없고 작업이 용이하도록 하였다.

본 발명에 의한 구조용 빔의 경우 교량구조물용 거더(주형)으로 사용이 가능하며, 이는 가설교량(가교) 및 영구교량에도 사용이 가능하다.

또한, 건축물에 사용되는 빔으로도 활용이 가능하며 예컨대 철골구조물인 주차장 구조물의 기둥 구조물 사이에 설치되는 빔으로 사용이 가능하다.

이러한 구조용 빔은 단면강성이 증가될 수 있어 장지간의 지간을 가질 수 있으면서도 채널부재 또는 앵글부재를 조립하여 제작할 수 있어 그 제작 및 설치가 용이할 뿐 만 아니라,

좌굴 및 비틀림에 유리하도록 박스체 구조로 변형이 가능하며 프리스트레스 도입에 의한 보다 효율적인 빔 구조로 활용이 가능하게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 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 된다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 종래의 교량용 주형의 예들을 도시한 것이다.

도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 2d, 도 2e, 도 2f 및 도 2g는 본 발명의 구조용 빔 실시예들을 도시한 것이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 구조용 빔을 이용한 가교구조물 시공예들을 도시한 것이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 구조용 빔을 이용한 교량구조물 시공예을 도시한 것이다.

도 6은 본 발명의 구조용 빔을 이용한 철골구조의 주차장구조물 시공예을 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:구조용 빔 110:하부지지부재

120:강성증가부재 130:체결구

140,150:상부 및 하부 중간연결부재

160:긴장수단 200:복공판

300:슬래브

본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.

도 2a 내지 도 2g는 본 발명에 의한 구조용 빔(100)의 실시예 들을 도시한 것이다. 이러한 실시예 들은 구조용 빔(100)을 구성하는 강성증가부재(120)의 여러 다른 형태 및 박스체 구조로 변형된 예에 따라 구분될 것들이라 할 수 있다.

<구조용 빔의 실시예1>

먼저, 도 2a에 의하면, 본 발명의 구조용 빔(100)은 크게 스틸플레이트를 포함하는 하부지지부재(110) 및 강성증가부재(120)으로 크게 구분된다.

상기 하부지지부재(110)는 통상 압연형강으로 구입이 가능한 것으로서 크게 상부플랜지(111), 복부(112) 및 하부플랜지(113)으로 구성될 수 있으며 본 발명에서도 상부플랜지(111), 복부(112) 및 하부플랜지(113)으로 구성된 스틸플레이트를 기준으로 살펴보지만 ㅗ형 단면, L형 단면, 역 L형 단면 등이 가능하다.

또한, 압연형강 제품이 아닌 강판을 가공하여 상부플랜지(111), 복부(112) 및 하부플랜지(113)으로 구성된 것을 이용해도 상관은 없다.

이러한 하부지지부재(110)는 병렬로 서로 수평방향으로 이격된 위치에 2개가 배치되도록 하며, 이격된 위치의 하부지지부재(110)를 서로 구조적으로 연결시켜 주되 구조용 빔의 단면강성을 증가시키는 기능을 가진 부재가 바로 상기 강성증가부재(120)이다.

상기 강성증가부재(120)는 하부지지부재(110) 상부면 각각에 배치되며, 스틸플레이트의 단면강성이 증가하도록 각각의 스틸플레이트의 상부면으로부터 상방으로 돌출되어 다시 내측으로 연장되어 서로 일체화된 것으로서, 이러한 강성증가부재(120)는 L형, 또는 ㄷ 자형 등의 채널부재(앵글부재)를 서로 체결하거나 용접하여 제작할 수 있고, 1개의 부재로서 제작이 가능하나 본 발명에서는 2개 이상의 부재로 강성증가부재를 제작하는 경우를 기준으로 설명하기로 한다.

도 2a의 경우에는 강성증가부재(120)가 상방으로 돌출되도록 L형 채널부재(120a)를 하부지지부재(110)로서 스틸플레이트의 상부면 개략 중앙부위에 볼트(131) 및 너트(132)를 포함하는 체결구(130)를 이용하여 장착되도록 함을 알 수 있다.

즉, L형 채널부재의 수평부(121a)가 양 스틸플레이트 상부면 개략 중앙부위에 외측방향으로 체결구를 이용(용접도 가능)하여 고정되도록 하고, 수평부와 일체로 형성된 수직부(122a)가 스틸플레이트 상부면 상방으로 돌출되도록 한 것이다.

이로서, 상기 상방으로 돌출되도록 L형 채널부재(120a)는 스틸플레이트 상부면에 일체로 고정되므로 스틸플레이트의 높이가 그 만큼 증가하게 되고, 이로서 스틸플레이트의 단면 2차 모멘트가 커지기 때문에 이로 인한 단면 강성이 증가되도록 함을 알 수 있다.

또한 도 2a의 경우에는 강성증가부재(120)가 다시 내측으로 연장되어 서로 연결되도록, 상기 수직부(122a)의 내측면 사이에 ㄷ 자형 채널부재(120b)를 장착되도록 함을 알 수 있다.

이러한 장착수단은 도 2a의 경우 용접의 경우가 도시되어 있으나 역시 상기 체결구를 이용해도 상관은 없다.

이로서 본 발명에 의한 구조용 빔(100)은 양 측의 하부지지부재(110)과 강성증가부재(120)에 의한 단면 형태가 파이형상으로 형성됨을 알 수 있다.

이러한 파이형상의 단면 형태는 구조적으로 하부가 개방된 박스체 형태로 구성되어 단순 I형상의 단면 보다 장지간용으로서 좌굴, 비틀림에 유리하고, 강성증가부재에 의하여 단면 높이가 증가되어 단면강성도 매우 커지게 됨을 알 수 있다.

또한, 상기 L형 채널부재(120a)를 하부지지부재(110)의 상부면 개략 중앙부위에 장착함으로서, 도 3과 같이 복공판과 같은 부재의 일측단부가 얹어져 설치될 수 있도록 한다.

이에 상기 복공판의 외측으로 접하여 그 높이들에 차이가 나지 않도록 상기 L형 채널부재(120a)의 수직부(121a)의 높이를 조정하게 되며, 이로서 본 발명의 구조용 빔(100)의 강성증가부재(120) 중 ㄷ 자형 채널부재(120b) 자체가 복공판의 역할을 할 수 있도록 함을 알 수 있다.

<구조용 빔의 실시예2>

먼저, 도 2b에 의하면, 본 발명의 구조용 빔(100) 역시 크게 하부지지부재(110)로서 스틸플레이트 및 강성증가부재(120)로 크게 구분된다.

상기 스틸플레이트는 통상 압연형강으로 구입이 가능한 것으로서 크게 상부플랜지(111), 복부(112) 및 하부플랜지(113)으로 구성되도록 함을 알 수 있다.

이러한 스틸플레이트 역시 병렬로 서로 수평방향으로 이격된 위치에 2개가 배치되도록 하며, 이격된 위치의 스틸플레이트를 서로 구조적으로 연결시켜 주는 기능을 가진 부재가 바로 상기 강성증가부재(120)이다.

도 2b의 경우에는 강성증가부재(120)가 상방으로 돌출되도록 L형 채널부재(120a)를 스틸플레이트의 상부면 개략 중앙부위에 볼트 및 너트를 포함하는 체결구(130)를 이용하여 장착되도록 함을 알 수 있다.

즉, L형 채널부재의 수평부(121a)가 양 스틸플레이트 상부면 개략 중앙부위에 내측방향으로 체결구를 이용(용접도 가능)하여 고정되도록하고, 수평부와 일체로 형성된 수직부(122a)가 스틸플레이트 상부면 상방으로 돌출되도록 한 것이다.

또한 도 2b의 경우에는 강성증가부재(120)가 다시 내측으로 연장되어 서로 연결되도록, 상기 수직부(122a)의 외측면 사이에 ㄷ 자형 채널부재(120b)를 장착되도록 함을 알 수 있다. 이때 상기 수직부(122a)의 내측면 사이에 ㄷ 자형 채널부재(120b)를 장착되도록 할 수도 있다.

이때 도 2a의 강성증가부재(120)와 다른 점은 수직부(122a)의 내측면 사이에 ㄷ 자형 채널부재(120b)를 다수 연결시켜 제작한다는 점이다.

이는 스틸플레이트의 이격 거리가 변경되는 경우 다수의 ㄷ 자형 채널부재(120b)를 다수 연결시켜 가면서 상기 변경된 이격 거리에 대응하기 위함이라 할 것이다.

물론 이러한 ㄷ 자형 채널부재(120b)를 다수 연결방법은 체결구 또는 용접에 의해서 가능할 것이다.

또한, 미도시하였지만 상기 강성증가부재(120)으로서 ㄷ 자형 채널부재(120b) 다수를 연결시켜 제작할 때, 서로 높이차이가 나도록 하는 경우그 상부면 요철로 기능하여 차량 등의 슬립현상을 방지할 수 있게 된다.

이러한 슬립현상을 방지하는 것은 물론 강성증가부재(120)의 상부면에 직접 스크래치 등으로 형성되도록 하는 요철로도 가능할 것이다.

<구조용 빔의 실시예3>

먼저, 도 2c에 의하면, 본 발명의 구조용 빔(100) 역시 크게 스틸플레이트를 포함하는 하부지지부재(110) 및 강성증가부재(120)으로 크게 구분된다.

상기 스틸플레이트는 통상 압연형강으로 구입이 가능한 것으로서 크게 상부플랜지(111), 복부(112) 및 하부플랜지(113)로 구성된다.

도 2b의 경우에는 강성증가부재(120)가 상방으로 돌출되도록 ㅗ형 부재(120a)를 스틸플레이트의 상부면 폭에 접하여 볼트 및 너트를 포함하는 체결구(130)를 이용하여 장착되도록 함을 알 수 있다.

이러한 ㅗ형 부재(120a)는 통상의 I형 강재빔 등을 상하높이 반으로 절단한 것을 이용할 수 있음을 보이기 위한 것이다.

즉, ㅗ형 부재(120a)의 수평부(121a)가 양 스틸플레이트 상부면 폭에 접하도록 체결구를 이용(용접도 가능)하여 고정되도록하고, 수평부와 일체로 형성된 수직부(122a)가 스틸플레이트 상부면 상방으로 돌출되도록 한 것이다.

또한 도 2c의 경우에는 강성증가부재(120)가 다시 내측으로 연장되어 서로 연결되도록, 상기 수직부(122a)의 내측면 사이에 역시 ㄷ 자형 채널부재(120b) 다수가 연결시켜 제작되며, 물론 상기 강성증가부재(120)가 다시 내측으로 연장되어 서로 연결되도록, 상기 수직부(122a)의 외측면 사이에 역시 ㄷ 자형 채널부재(120b) 다수가 연결시켜 제작할 수도 있을 것이다.

물론 이러한 ㄷ 자형 채널부재(120b)도 다수 연결방법은 체결구 또는 용접에 의해서 가능하다.

역시, 미 도시하였지만 상기 강성증가부재(120)으로서 ㄷ 자형 채널부재(120b) 다수를 연결시켜 제작할 때, 서로 높이차이가 나도록 하는 경우 상부요철로 기능하여 차량 등의 슬립현상을 방지할 수 있게 된다.

<구조용 빔의 실시예4>

상기 실시예 4는 도 2d와 같이 도 2b에 의한 구조용 빔(100)에 있어서, 스틸플레이트를 포함하는 하부지지부재(110)를 구성하는 상부플랜지(111) 및 하부플랜지(113) 들 사이에 중간연결부재(140,150)가 더 설치된 경우이다.

이러한 중간연결부재는 상기 상부플랜지(111) 및 하부플랜지(113) 들 사이에 얹어져 설치되도록 그 폭을 가지고 스틸플레이트의 길이방향으로 연장되도록 설치되며, 용접 뿐만 아니라 미도시된 체결구에 의하여 그 설치가 가능하다.

이렇게 제작하는 이유는 본 발명에 의한 구조용 빔(100)에 있어 스틸플레이트와 중간연결부재에 의한 단면 형태가 폐쇄된 박스체 형태로 제작되도록 함으로서, 구조부재로서 박스체가 가지는 구조적 장점, 즉 좌굴, 비틀림 등에 유리하면서 보다 안정적인 구조부재로 기능할 수 있도록 함을 보인 것이라 할 수 있다.

또한, 상기 스틸플레이트의 복부(112) 하부측면에는 각각 L형 채널부재로서 접철부재(114)가 더 설치되도록 함으로서 스틸플레이트의 중립축 이동으로 인한 휨 모멘트도 상에서의 편심효과를 가질 수 있도록 한 것을 보인 것이며, 상기 접철부재(114)의 위치는 복부의 상부측면이 될 수도 있을 것이다.

이때 상기 중간연결부재는 예컨대, 스틸플레이트를 포함하는 하부지지부재(110)를 구성하는 하부플랜지(113) 사이에만 설치될 수 있을 것이며, 이러한 중간연결부재는 구조용 빔 전장에 걸쳐 설치될 수 있고 교대 또는 교각과 같은 지점부 부위에 해당되는 위치에 설치할 수 있다.

<구조용 빔의 실시예5>

상기 실시예 5는 도 2e와 같이 도 2c에 의한 구조용 빔(100)에 있어서, 하부 중간연결부재(140)의 단부에 정착구(161) 및 긴장부재(162)로 구성된 긴장수단(160)이 더 설치될 수 있음을 보인 것이다.

상기 정착구(161)는 구조용 빔(100)의 하부 중간연결부재(150) 양 단부 상면에 수직판 형태로 설치하고, 긴장부재(162)가 관통되어 설치되도록 구멍이 형성되도록 하고,

상기 긴장부재는(162)는 정착구(162) 사이에 강봉 또는 PC강연선이 배치되어 긴장후, 그 양 단부가 정착구(161)에 정착되도록 한 것이다.

이로서, 상기 긴장수단(160)에 의하여 본 발명의 구조용 빔(100)에 추가 압축 프리스트레스가 도입되도록 함으로서 보다 효율적인 단면 설계가 가능하게 하도록 함을 알 수 있다.

<구조용 빔의 실시예6>

먼저, 도 2f에 의하면, 본 발명의 구조용 빔(100)도 크게 스틸플레이트를 포함하는 하부지지부재(110) 및 강성증가부재(120)로 크게 구분된다.

상기 스틸플레이트는 통상 압연형강으로 구입이 가능한 것으로서 크게 상부플랜지(111), 복부(112) 및 하부플랜지(113)으로 구성된다.

이러한 스틸플레이트는 병렬로 서로 수평방향으로 이격된 위치에 2개가 배치되도록 하며, 이격된 위치의 스틸플레이트를 서로 구조적으로 연결시켜 주되 구조용 빔의 단면강성을 증가시키는 기능을 가진 부재가 바로 상기 강성증가부재(120)이다.

상기 강성증가부재(120)는 스틸플레이트 상부면 각각에 배치되며, 스틸플레이트의 단면강성이 증가하도록 각각의 스틸플레이트의 상부면으로부터 상방으로 돌출되어 다시 내측으로 연장되어 서로 연결되며 이러한 강성증가부재(120)는 I형 또는 H형 빔을 이용하여 제작할 수 있음을 보인 것이다.

도 2f의 경우에는 강성증가부재(120)가 상방으로 돌출되도록 L형 채널부재(120a)를 스틸플레이트의 상부면 개략 중앙부위에 볼트 및 너트를 포함하는 체결구(130)를 이용하여 장착되도록 함을 알 수 있다.

즉, L형 채널부재의 수평부(121a)가 양 스틸플레이트 상부면 개략 중앙부위에 외측방향으로 체결구를 이용(용접도 가능)하여 고정되도록하고, 수평부와 일체로 형성된 수직부(122a)가 스틸플레이트 상부면 상방으로 돌출되도록 한 것이다.

또한 도 2f의 경우에는 강성증가부재(120)가 다시 내측으로 연장되어 서로 연결되도록, 상기 수직부(122a)의 내측면 사이에 I형 또는 H형 빔(120c)를 장착되도록 함을 알 수 있다. 즉, 상기 I형 또는 H형 빔(120c)의 플랜지가 상기 수직부(122a)의 내측면 사이에 용접되어 장착되도록 한 것이다.

이러한 장착수단은 도 2f의 경우 용접의 경우가 도시되어 있으나 역시 상기 체결구를 이용해도 상관은 없다.

이로서 본 발명에 의한 구조용 빔(100)은 양 측의 스틸플레이와 강성증가부재(120)에 의한 단면 형태가 역시 파이형상으로 형성됨을 알 수 있다.

단지 상기 실시예 6의 경우에는 중간연결부재(120)로서 I형 또는 H형 빔(120c)에 의하여 특히 가교구조물에 있어 복공판의 역할을 할 수 없으므로 도 2f와 같이 I형 또는 H형 빔(120c)의 플랜지 부분이 돌출되지 않도록 콘크리트와 같은 표면마감재(A)로 충진시켜 주면 된다.

물론 이러한 표면마감재(A) 없이 용도 또는 기능에 따라 본 발명의 실시예 6으로서 본 발명의 구조용 빔(100)으로 단독 설치될 수 있을 것이다.

<구조용 빔의 실시예7>

먼저, 도 2g에 의하면, 본 발명의 구조용 빔(100)의 변형예를 살펴볼 수 있다.

먼저 도 2g의 왼쪽에 도시된 구조용 빔(100)은 하부지지부재(110) 및 강성증가부재(120)로 크게 구분된다.

상기 하부지지부재(110)는 스틸플레이트가 아닌 ㄱ자형 부재로 형성됨을 알 수 있다.

이러한 ㄱ자형 부재도 병렬로 서로 수평방향으로 이격된 위치에 2개가 배치되도록 하며, 이격된 위치의 스틸플레이트를 서로 구조적으로 연결시켜 주되 구조용 빔의 단면강성을 증가시키는 기능을 가진 부재가 바로 상기 강성증가부재(120)이다.

상기 강성증가부재(120)는

역 L형 부재의 수평부(121)가 양 ㄱ자형 부재 상부면 폭에 접하도록 용접 뿐만 아니라 미도시된 체결구에 의하여 고정되도록 하고, 수평부와 일체로 형성된 수직부(122)가 양 ㄱ자형 부재 상부면 상방으로 돌출되도록 한 것이다.

또한 강성증가부재(120)가 다시 내측으로 연장되어 서로 연결되도록, 상기 수직부(122)의 외측면 사이에 역시 ㄷ 자형 채널부재(123) 다수가 용접되어 형성되며, 물론 상기 강성증가부재(120)가 다시 내측으로 연장되어 서로 연결되도록, 상기 수직부(122)의 외측면 사이에 역시 ㄷ 자형 채널부재 다수가 용접 뿐만 아니라 미도시된 체결구에 의하여 설치할 수 있을 것이다.

물론 이러한 ㄷ 자형 채널부재(123)도 다수 연결방법은 체결구 또는 용접에 의해서 가능하다.

또한, 상기 ㄱ자형 부재인 하부지지부재(110) 외측면 사이에 중간연결부재의 변형으로서 ㄷ 자형 채널부재(124)가 서로 용접되어 수평으로 더 설치될 수도 있다.

다음으로 도 2g의 중간에 도시된 구조용 빔(100)은 하부지지부재(110) 및 강성증가부재(120)로 크게 구분된다.

이러한 구조용 빔(100)은 하부지지부재(110)가 역 L자 부재를 이용하도록 하고, 그 상부 외측면에 도 2g의 왼쪽 강성증가부재(120)이 설치되도록 한 것이다.

다음으로 도 2g의 오른쪽에 도시된 구조용 빔(100)은 하부지지부재(110) 및 강성증가부재(120)로 크게 구분된다.

이러한 구조용 빔(100)은 하부지지부재(110)가 역 L자 부재를 이용하도록 하고, 그 상부 외측면에 도 2g의 왼쪽 강성증가부재(120)이 설치되도록 하고 추가로 상기 하부지지부재(110)의 내측면에 접철부재와 같은 L형강(115)을 추가로 더 설치한 것이라 할 수 있다.

<구조용 빔에 의한 가교용 교량구조물 설치구조>

도 3에 의하면 특히 가교용 교량구조물 시공에 있어서, 본 발명의 구조용 빔(100)의 시공예를 도시한 것이다.

먼저, 미도시된 가교구조물용 가설벤트를 양 쪽 교대로서 시공하게 되며 이는 각종 철골부재를 이용하여 통상의 가설벤트로 시공하게 된다.

다음으로는 상기 가설벤트 사이에 종방향(길이방향)으로 본 발명의 구조용 빔(100)을 설치하게 되는데, 이때 실시예 2에 의한 도 2b의 구조용 빔(100)을 설치하는 것으로 종방향(길이방향)으로의 주형거더 중앙부가 설치되어지며, 그 다음으로는 지점부 단면은 직접적으로 가설벤트와 연결을 도모한다. 이에 대한 설명을 하면 먼저, 지점부 단면은 가설벤트와의 연결을 위해서 도 2b의 실시 예로써 설명을 하면, 도 2b의 구조용 빔(100)은 도 2d에 표기한 것과 같이 하부플랜지(113)을 일체로 하는 중간연결부재(150)에 의해서 지점부 단면은 폐합된 박스형태로 구성된다. 이렇게 폐합된 박스형태의 단면의 중앙 즉, 중간연결부재(150)의 중앙이 가설벤트에 위치하도록 도 2b의 구조용 빔(100)을 설치하게 된다. 이러한 가설교량 시공방법은 도 2b의 구조용 빔(100)을 예로 설명하였으나 다른 실시 예의 경우에도 같이 적용되는 것이다.

다음으로는 상기 구조용 빔(100)의 강성증가부재(120) 중 L형 채널부재의 측면에 접하여 일측단부가 스틸플레이트 외측 상부면에 얹어져 설치되도록 복공판(200)을 안착시키게 된다.

또한 상기 복공판(200)의 타측 단부는 중간부위의 구조용 빔(100)의 양 측부에 설치된 다른 2개의 구조용 빔(100)의 스틸플레이트 상부면 내측에 얹어지도록 하게 된다.

이와 같이 상기 복공판(200)을 설치할 수 있도록 본 발명의 구조용 빔(100)은 강성증가부재(120)를 하부지지부재(110) 상부면에 설치하되 복공판의 일측이 얹어질 수 있는 공간이 확보하도록 배치하게 된다.

이로서 상기 복공판은 강성증가부재 또는 하부지지부재의 외측 상부면에 일측단부가 얹어지도록 설치되고 타측이 다른 구조용 빔의 강성증가부재 또는 하부지지부재의 외측 상부면에 얹어지도록 설치할 수 있을 것이다.

3개의 본 발명에 의한 구조용 빔(100)의 상부면은 복공판의 높이와 일치되도록 하여, 상기 구조용 빔(100)이 설치되는 부위에는 별도의 복공판(200)이 설치되지 않아 종래와 달리 고가인 복공판의 설치개수를 절감할 수 있음을 알 수 있다.

또한 도 4에 의하면, 보다 좁은 폭의 가교구조물에 있어 중간에 본 발명의 구조용 빔(100)이 설치되고, 그 양 쪽에 복공판이 설치되도록 하되, 양쪽 단부에는 통상의 I형 스틸플레이트가 설치될 수도 있음을 알 수 있다.

위와 같이 가교용 교량구조물에 있어 본 발명의 구조용 빔(100)을 사용하게 되면 종래 도 1c에서 보듯이 하나의 주형에 하나의 가설벤트가 설치되어져 도 1c의 경우 4개의 주형에 따른 4개의 가설벤트(수직 빔 4개)가 필요했지만, 본 발명의 모든 실시 예에 의하면 가설벤트는 그 수가 감소된다. 즉, 도 1c에 대응하는 도 2b의 구조용 빔(100)를 적용하는 경우 필요한 가설벤트(수직빔 3개)의 수는 구조용 빔(100)이 3개이므로 3개의 가설벤트만이 설치하게 되므로 본 발명의 구조용 빔(100)과 그것을 시공하는 방법은 가설벤트 자재량과 그에 따른 공사비용을 줄이는 효과를 발휘하게 된다.

<구조용 빔에 의한 교량구조물 설치방법>

본 발명의 구조용 빔을 이용한 교량시공방법은 도 5a 및 도 5b와 같이,

미도시된 교대 또는 교각 구조물과 같은 교량하부구조물을 통상의 방법으로 시공하게 된다.

다음으로는 상기 교량하부구조물에 본 발명의 구조용 빔(100)을 설치하게 된다. 이때 교대, 교각위치에서는 가교용 교량구조물 설치구조와 같이 받침이나 교대, 교각 구조물과 연결을 도모하기 위해서, 도 2d에 표기한 것과 같이 하부플랜지(113)을 일체로 하는 하부 중간연결부재(150)에 의해서 지점부 단면은 폐합된 박스형태로 구성되어 설치되어 진다.

이러한 상기 구조용 빔(100)은 도 5a 및 도 5b의 경우 구조용 빔의 실시예 2가 설치되도록 하고 있으나, 다른 실시예 들도 이용이 가능할 것이다.

다음으로는 상기 구조용 빔(100)의 상부면에 슬래브(300)를 형성시킴으로서 교량을 완성시킬 수 있을 것이다.

도 5a의 경우에는 구조용 빔(100)의 강성증가부재(120) 상부면에 슬래브가 형성되도록 하고 있으나, 강성증가부재(120)이 슬래브 내측에 위치하도록 슬래브를 형성시킬 수도 있다.

또한, 미도시 하였지만 위에서 살펴본 상부 및 하부 중간연결부재와 긴장수단을 구조용 빔(100)에 더 설치할 수 있다.

나아가, 도 5b에 의하면, 상기 구조용 빔(100) 사이에 횡방향으로 슬래브를 형성시킬 때, 구조용 빔(100) 상부면 사이가 아니라, 구조용 빔(100)의 상부 사이에 슬래브(300,물론 콘크리트 또는 강상판이 될 수 있을 것이다.)를 시공하여도 상관은 없다.

Claims

소정의 간격으로 이격되어 설치되는 I 형강 또는 I형 강재를 포함하는 한 쌍의 하부지지부재; 및

상기 하부지지부재 상부 사이에 일체로 형성되며, 하부지지부재의 단면강성이 증가하도록 각각의 하부지지부재의 상부면을 포함하는 상부로부터 상방으로 돌출되어 다시 내측으로 연장되어 배치된 강성증가부재;를 포함하는 구조용 빔.
제 1항에 있어서, 상기 강성증가부재는 채널부재를 이용하거나 H형 강재를 볼트와 너트를 포함하는 체결구 또는 용접에 의하여 서로 조립되어 된 것을 이용하는 구조용 빔.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 강성증가부재의 상방 돌출 높이는 가교용 복공판을 포함하는 다른 부재의 높이에 맞추어 형성되도록 하는 구조용 빔.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 강성증가부재와 하부지지부재는 볼트 및 너트를 포함하는 체결구 또는 용접에 의하여 서로 일체로 형성되도록 하는 구조용 빔.
제 3항에 있어서, 상기 강성증가부재의 상부면은 요철이 형성되도록 하거나, 강성증가부재의 상부면이 콘크리트와 같은 표면마감재로 형성되도록 하는 구조용 빔.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 하부지지부재의 내측 상부사이 또는 내측 상부 및 하부 사이에 길이방향으로 연장된 중간연결부재를 구조용 빔 전체길이 또는 일부부위에 더 설치하여 양 하부지지부재와 중간연결부재에 의한 단면이 폐쇄형 박스형태로 이루어지도록 하는 구조용 빔.
제 6항에 있어서, 상기 폐쇄형 박스형태의 중간연결부재 내측에 길이방향으로 연장되도록 설치된 긴장재와 상기 긴장재가 긴장 후 정착되는 정착구를 중간연결부재에 더 설치되도록 하여 프리스트레스가 도입되도록 하는 구조용 빔.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하부지지부재의 복부에 채널부재를 포함하는 접철부재가 더 설치되도록 하는 구조용 빔.
가교구조물에 있어서,

가설벤트에 의한 하부구조물;

소정의 간격으로 이격되어 설치되는 I 형강 또는 I형 강재를 포함하는 한 쌍의 하부지지부재; 및

상기 하부지지부재 상부 사이에 일체로 형성되며, 하부지지부재의 단면강성이 증가하도록 각각의 하부지지부재의 상부면을 포함하는 상부로부터 상방으로 돌출되어 다시 내측으로 연장됨으로써 배치되며, 채널부재를 이용하거나 H형 강재를 볼트와 너트를 포함하는 체결구 또는 용접에 의하여 서로 조립하여 제작된 강성증가부재;를 포함하는 구조용 빔; 및

상기 강성증가부재 또는 하부지지부재의 외측 상부면에 일측단부가 얹어지도록 설치되고 타측이 다른 구조용 빔의 강성증가부재 또는 하부지지부재의 외측 상부면에 얹어지도록 설치된 복공판;을 포함하여 상기 구조용 빔으로 인한 가설벤트의 설치개수를 감소할 수 있도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 구조용 빔을 이용한 교량구조물 구조.
제 9항에 있어서, 상기 하부지지부재의 내측 상부사이 또는 내측 상부 및 하부 사이에 길이방향으로 연장된 중간연결부재를 더 설치하여 양 하부지지부재와 중간연결부재에 의한 단면이 폐쇄형 박스형태로 이루어지도록 하는 구조용 빔을 이용한 교량구조물 구조.
제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 강성증가부재의 상부면은 요철이 형성되도록 하거나, 강성증가부재의 상부면이 콘크리트와 같은 표면마감재로 형성되도록 하는 구조용 빔을 이용한 교량구조물 구조.
제 11항에 있어서, 상기 폐쇄형 박스형태의 중간연결부재 내측에 길이방향으로 연장되도록 설치된 긴장재와 상기 긴장재가 긴장 후 정착되는 정착구를 중간연결부재에 더 설치되도록 하여 프리스트레스가 도입되도록 하는 구조용 빔을 이용한 교량구조물 구조.
교량구조물 시공 방법에 있어서,

교대 및 교각을 포함하는 교량하부구조물을 설치하고,

상기 교량하부구조물 사이에 이격되어 설치되는 I 형강 또는 I형 강재를 포함하는 한 쌍의 하부지지부재; 및

상기 하부지지부재 상부 사이에 일체로 형성되며, 하부지지부재의 단면강성이 증가하도록 각각의 하부지지부재의 상부면을 포함하는 상부로부터 상방으로 돌출되어 다시 내측으로 연장됨으로써 배치되며, 채널부재를 이용하거나 H형 강재를 볼트와 너트를 포함하는 체결구 또는 용접에 의하여 서로 조립하여 제작된 강성증가부재;를 포함하는 구조용 빔을 횡방향으로 이격 설치하고,

상기 구조용 빔의 강성증가부재 사이에 콘크리트 슬래브 또는 강상판을 포함하는 바닥판을 형성시키는 단계를 포함하는 구조용 빔을 이용한 교량구조물시공방법.
제 13항에 있어서, 상기 하부지지부재의 내측 상부사이 또는 내측 상부 및 하부 사이에 길이방향으로 연장된 중간연결부재를 구조용 빔 전체길이 또는 일부부위에 더 설치하여 양 하부지지부재와 중간연결부재에 의한 단면이 폐쇄형 박스형태로 이루어지도록 하는 구조용 빔을 이용한 교량구조물 시공방법.
제 13항 또는 제 14항에 있어서, 상기 강성증가부재의 상부면은 요철이 형성되도록 하거나, 강성증가부재의 상부면이 콘크리트와 같은 표면마감재로 형성되도록 하는 구조용 빔을 이용한 교량구조물 시공방법.
제 15항에 있어서, 상기 폐쇄형 박스형태의 중간연결부재 내측에 길이방향으로 연장되도록 설치된 긴장재와 상기 긴장재가 긴장 후 정착되는 정착구를 중간연결부재에 더 설치하여 구조용빔에 프리스트레스가 도입되도록 하는 구조용 빔을 이용한 교량구조물 시공방법.