KR20100054889A - Development of fabricated internally confined hollow concrete filled tube using corrugated tube - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파형 강관을 이용한 조립식 내부구속 중공 씨에프티(이하, 'CFT'라 함.) 교각 및 그 시공방법에 관한 것으로, 프리 캐스트(Pre Cast)타입으로 제작되어 시공되는 교각 구조물에 있어, 각 위치에 맞게 이미 제작한 기둥 세그먼트, 코핑부를 현장에서 조립시공이 보다 용이하고, 공기 단축 효과를 크게 향상시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a prefabricated internal hollow hollow safety (hereinafter referred to as "CFT") pier using a corrugated steel pipe and its construction method, in the pier structure manufactured and manufactured in a pre-cast (Pre Cast) type, It is easier to assemble and install the pillar segment and coping part which have already been manufactured according to the position, and it can greatly improve the air shortening effect.
본 발명에 구성되는 기둥 세그먼트는 본 출원인의 특허등록 제10-0620860호에 의해 개발된 내부구속 중공 CFT 교각을 기본 토대로 제작한 것으로, 기둥 세그먼트에 포함되는 콘크리트부의 내부 강관으로 파형 강관을 적용하고, 상기 콘크리트부의 외부에는 본 출원인의 특허등록 제10-0713690호 및 특허등록 제10-0713692호에 개시된 외부 강관을 적용하여, 고교각에 굉장히 탁월한 기능을 하며 중공부분이 있어서 건설 단가를 줄이는데 큰 효과가 있고, 조립식 교각의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.The pillar segment of the present invention is manufactured based on the internally bound hollow CFT piers developed by the applicant's patent registration No. 10-0620860, and applies a corrugated steel pipe to the inner steel pipe of the concrete part included in the pillar segment. On the outside of the concrete part by applying the external steel pipe disclosed in the applicant's patent registration No. 10-0713690 and Patent Registration No. 10-0713692, it has a very excellent function in high piers and has a hollow part, which has a great effect in reducing the construction cost It is intended to improve the performance of the prefabricated piers.
조립식 교각의 시공에 따른 장점으로는 단위별로 프리캐스트 타입으로 구조물이 일정한 장소에서 제작되므로 콘크리트의 품질관리가 유리하고, 구조물을 연속적으로 제작하므로 인력관리 및 거푸집 전용에 유리하며, 구조물 제작을 하부공사와 병행해서 실시할 수 있으므로 현장 타설방식에 비해서 공기를 단축시킬 수 있다는 점을 장점으로 들 수 있다.The advantages of the construction of prefabricated piers are the precast type for each unit, so the structure is manufactured in a certain place, which is advantageous for the quality control of concrete, and for the continuous manufacture of the structure. It can be carried out in parallel with the method, which can shorten the air compared to the field pouring method.
이와 같은 프리 캐스트타입으로 제작되어 시공되는 조립식 교각에 적용하고 있는 기둥 세그먼트로는, 본 출원인의 특허등록 제10-0620860호(발명의 명칭: 강관을 삽입한 중공단면 철근콘크리트 기둥)가 개시되어 있다.As a pillar segment that is applied to a prefabricated pier manufactured and constructed in such a precast type, the applicant has disclosed Patent Registration No. 10-0620860 (name of the invention: a hollow section reinforced concrete column with a steel pipe inserted therein). .
도 10 및 도 11은 상기한 특허등록 제10-620860호 관련 도면으로, 도 10은 중공단면 철근콘크리트 기둥의 기본적인 실시구성을 보여주는 평면측 단면도이고, 도 11은 중공단면 철근콘크리트 기둥의 강관으로 파형 강관을 사용한 측단면도이다.10 and 11 are views related to the above Patent Registration No. 10-620860, Figure 10 is a cross-sectional side view showing the basic configuration of the hollow cross-section reinforced concrete pillar, Figure 11 is a corrugated steel pipe of the hollow cross-section reinforced concrete pillar Side cross section using steel pipe.
상기 특허등록 제10-0620860호는, 중공단면 철근콘크리트 기둥이 갖는 내부거푸집 설치문제 및 중공면 내측 콘크리트부의 취성적 거동문제를 해결하기 위해 창안한 것으로, 강관을 중공면에 삽입·설치하여 콘크리트와 일체화시켜 보강하는 구조를 통해 중공단면 기둥의 내부에서 내측부 콘크리트의 구속력을 발휘하게 하여 일반 중공단면 콘크리트 기둥에서 발휘되지 못하는 3축응력상태를 만듬으로써, 기둥 단면의 감소와 재료비의 감소를 유도할 뿐만 아니라, 콘크리트 타설시 강관을 내부거푸집으로 사용할 수 있어 시공이 용이하고, 기둥이 완성된 이후에는 강관의 아치작용을 통해 단면 내측에서 콘크리트 압괴를 지연시킬 수 있으면서 연성능력을 향상시켜 주기 위한 강관을 삽입한 중공단면 철근콘크리트 기둥을 제공하기 위한 것이다.The patent registration No. 10-0620860 was created to solve the problem of the internal formwork of the hollow section reinforced concrete column and brittle behavior of the concrete part inside the hollow surface, inserting and installing a steel pipe in the hollow surface and By integrating and reinforcing the structure, the interior of the hollow section pillars exhibits the restraining force of the inner concrete, creating a three-axis stress state that cannot be used in the general hollow section concrete columns, leading to a reduction in the cross section and material cost. When the concrete is poured, the steel pipe can be used as an internal formwork, so it is easy to construct. After the column is completed, the steel pipe can be inserted to improve the ductility while delaying the concrete collapse inside the cross section through the arch action of the steel pipe. It is to provide a hollow cross-section reinforced concrete column.
상기 특허등록 제10-0620860호에 의한 강관을 삽입한 중공단면 철근콘크리트 기둥은, 축방향 주철근과 횡방향 철근이 배근되는 콘크리트체 내부에 속이 빈 중공부가 중심축을 따라 형성되는 중공단면 철근 콘크리트 기둥에 있어서, 상기 중공부의 중공면을 형성하면서 상기 콘크리트체와 일체화되어 콘크리트체의 내측부를 구속시키는 강관이 삽입·설치된 것을 기술구성상의 기본적인 특징으로 하고 있다.Hollow section reinforced concrete column in which the steel pipe is inserted according to the patent registration No. 10-0620860 is hollow hollow reinforced concrete column formed along the central axis hollow hollow portion in the concrete body in which the axial main and transverse reinforcement In the technical configuration, a hollow pipe is formed and integrated with the concrete body while forming the hollow surface of the hollow part to restrain the inner part of the concrete body.
도 10을 참조하면, 상기 강관(5)은 그 주면이 매끄러운 단면으로 제작된 원형 강관을 적용할 수 있고, 도 11에 나타나 있듯이 상기 강관(5)으로 그 주면이 상하 축방향을 따라 산부와 골부가 반복적으로 형성되는 파형 강관을 적용할 수 있다. 원형 강관을 적용하는 경우에는 축방향 압축력 및 측방향 휨모멘트에 대해 강성을 나타낼 수 있는 장점이 있고, 파형 강관을 적용하는 경우에는 중공면 내측부의 콘크리트 구속효과가 원형 강관에 비해 좋다.Referring to FIG. 10, the
상기한 바와 같이, 중공단면 철근콘크리트 기둥의 내부에 강관을 삽입하여 보강한 특허등록 제10-0620860호에 의하면, 기둥 시공에 있어서 다음과 같은 효과를 가진다.As described above, according to Patent Registration No. 10-0620860, which is reinforced by inserting a steel pipe inside the hollow section reinforced concrete column, has the following effects in the construction of the column.
첫째, 본 발명에 의한 중공단면 철근콘크리트 기둥은 높은 강성과 연성을 동시에 만족시키며, 연성증진에 따른 설계지진력의 감소, 전단강도의 증가 좌굴강도 의 증가 및 자중의 감소 등의 이점이 있다.First, the hollow section reinforced concrete column according to the present invention satisfies high stiffness and ductility at the same time, there are advantages such as decrease in design seismic force, increase of shear strength, increase of buckling strength and decrease of self weight due to ductility increase.
둘째, 기둥이 완성된 이후 기둥의 내부에서 구속력을 발휘하게 하여 일반 중공단면에서 발휘하지 못하는 3축응력상태를 만들며 강관의 아치효과로 인해 단면 내측에서 콘크리트 압괴를 지연시키는 효과를 나타낸다.Secondly, after the completion of the column, it shows the effect of restraining the concrete collapse inside the cross section due to the arch effect of the steel pipe by creating a three-axis stress state that can not be exhibited in the general hollow section by exerting a restraining force inside the column.
셋째, 본 발명에 따르면 원형 충실단면 철근콘크리트 기둥의 안정성, 중공단면 철근콘크리트 기둥의 경제성, 합성기둥의 역학적 우수성을 가지면서 단면의 비대화, 시공의 어려움, 유지보수의 어려움을 해결하는 효과가 있다.Third, according to the present invention has the effect of solving the stability of the circular solid section reinforced concrete column, economical efficiency of hollow section reinforced concrete column, mechanical excellence of the synthetic column, the enlargement of the cross section, construction difficulty, maintenance difficulty.
넷째, 중공단면 기둥에 파형 강관을 삽입함으로써 단면의 감소와 재료비의 감소를 유도할 수 있으며, 그 단점인 취성적인 거동도 막을 수 있다.Fourth, by inserting a corrugated steel pipe into the hollow cross-section column can reduce the cross section and the material cost, and can also prevent brittle behavior, which is a disadvantage.
다섯째, 파형 강관의 삽입으로 전단에 대한 저항력이 향상되며 콘크리트를 구속상태로 만들어 재료의 성능향상도 기대할 수 있다.Fifth, the insertion of corrugated steel pipe improves the resistance to shear, and the concrete can be restrained to improve the performance of materials.
여섯째, 콘크리트 타설시 강관을 내부거푸집으로 이용할 수 있어 시공성이 크게 향상된다.Sixth, the steel pipe can be used as an internal formwork when concrete is poured, greatly improving the workability.
한편, 프리캐스트 유닛으로 제작되어 시공되는 조립식 교각에 대하여 본 출원인의 특허등록 제10-0713690호 및 특허등록 제10-0713692호에 따른 기술이 있다.On the other hand, there is a technique according to the patent registration No. 10-0713690 and the patent registration No. 10-0713692 of the present applicant for the prefabricated piers that are manufactured by the precast unit.
상기한 특허등록 제10-0713690호는 '내부구속 중공 콘크리트 충전유닛을 사용한 조립식교각 및 그 시공방법'에 관한 것으로, 조립식 교각의 프리캐스트 유닛으로 외부 강관과, 상기 외부 강관의 내면에 중공을 형성하면서 콘크리트가 충전되는 콘크리트부, 및 상기 콘크리트부의 중공내면에 설치되어 상기 콘크리트부를 구 속하는 내부 강관으로 구성된 내부구속 중공 콘크리트 충전유닛을 적용한 것이다.The patent registration No. 10-0713690 relates to the 'prefabricated bridge piers and construction methods using the internal binding hollow concrete filling unit', the precast unit of the prefabricated piers to form a hollow on the inner surface of the outer steel pipe and the outer steel pipe While the concrete part is filled with concrete, and the hollow inner surface is installed on the hollow inner surface of the concrete part is applied to the internal confined hollow concrete filling unit consisting of the inner steel pipe belonging to the concrete part.
그리고, 상기한 특허등록 제10-0713692호는 '내부구속 중공 콘크리트 충전유닛을 사용한 프리스트레스 연결형 조립식교각'에 관한 것으로, 조립식교각의 프리캐스트 유닛으로 외부 강관과, 상기 외부 강관의 내면에 중공을 형성하면서 콘크리트가 충전되는 콘크리트부, 및 상기 콘크리트부의 중공내면에 설치되어 상기 콘크리트부를 구속하는 내부 강관으로 구성된 내부구속 중공 콘크리트 충전유닛을 사용하고, 기초부, 각각의 내부구속 중공 콘크리트 충전유닛 및 코핑부를 PS강재를 사용하여 일체화하고, 또한 각각의 접합부를 강결하게 부착할 수 있도록 한 것이다.In addition, the above-mentioned patent registration No. 10-0713692 relates to 'pre-stress connection type prefabricated pier using an internally-restricted hollow concrete filling unit', the precast unit of the prefabricated pier to form an outer steel pipe and a hollow on the inner surface of the outer steel pipe While the concrete part is filled with concrete, and the inner confined hollow concrete filling unit consisting of an inner steel pipe is installed on the hollow inner surface of the concrete part to restrain the concrete part, and the base portion, each of the inner confining hollow concrete filling unit and coping part It is made to integrate using PS steel and to attach each joint part firmly.
상기한 본 출원인의 특허등록 제10-0713690호 및 특허등록 제10-0713692호는 모두 프리캐스트 유닛('기둥 세그먼트'를 말함.)으로 외부 강관, 콘크리트부, 내부 강관으로 이루어지고 중공을 갖는 이미 제작한 내부구속 중공 콘크리트 충전유닛(기둥 세그먼트)를 사용하며, 기초부와 코핑부 사이에 적층되는 프리캐스트 유닛(기둥 세그먼트)와, 기초부의 상부와 프리캐스트 유닛(기둥 세그먼트), 적층되는 프리캐스트 유닛(기둥 세그먼트) 상호간 및 코핑부의 하부와 프리캐스트 유닛(기둥 세그먼트)을 각각 체결시키는 체결수단들의 구성에 차이가 있다.The applicant's Patent Registration No. 10-0713690 and Patent Registration No. 10-0713692 are both precast units ('pillar segments') consisting of an outer steel pipe, a concrete part, an inner steel pipe, and have a hollow Using the internally-constrained hollow concrete filling unit (column segment), the precast unit (column segment) laminated between the base part and the coping part, the upper part of the base part and the precast unit (column segment), and the precast layer There is a difference in the configuration of the fastening means which fastens the unit (column segment) and the lower part of the coping portion and the precast unit (column segment), respectively.
한편, CFT(Concrete Filled Tube; 콘크리트 충전강관)라 함은 원형 혹은 각형단면의 강관내부에 콘크리트를 충전한 구조를 말하는 것으로, 강관이 내부의 콘크리트를 구속하고 있기 때문에 국부좌굴방지의 우수한 장점이 있고, 연성능력이 우수하고, 휨모멘트에 대한 강성의 증가로 인해 단면이 감소되고 기존 콘크리트교 각에 비해서 자중이 감소되는 장점이 있다.On the other hand, CFT (Concrete Filled Tube) refers to a structure in which concrete is filled inside a steel pipe of a circular or rectangular cross section, and has an excellent advantage of preventing local buckling because the steel pipe restrains concrete inside. In addition, the ductility is excellent, and the cross section is reduced due to the increase of rigidity against the bending moment, and the self weight is reduced compared to the existing concrete bridge piers.
여기서, 교량의 교각이나 건축물의 기둥으로 콘크리트 자중이 과도하여 구조적으로 문제시 되는 곳이나, 상대적으로 콘크리트 재료비용이 높은 경우에 속이 찬 충실단면 기둥 대신 속이 빈 중공단면 CFT 교각을 적용하고 있으며, 이러한 조립식 CFT 교각은 교각 구조물이 분리되어 제작된 것으로, 이를 효과적으로 접합하여 시공하는 것이 바로 조립식 CFT 교각의 가장 큰 문제이자 과제라 할 수 있다.Here, a hollow hollow section CFT pier is applied instead of a solid faithful section column when the concrete weight is excessive due to excessive concrete weight as a bridge pier or a pillar of a building. The prefabricated CFT piers are manufactured by separating the pier structures, which can be said to be the biggest problem and task of the prefabricated CFT piers.
본 발명은 프리 캐스트(Pre Cast)타입으로 제작되어 시공되는 교각 구조물에 있어, 각 위치에 맞게 이미 제작한 기둥 세그먼트, 코핑부를 현장에서 조립시공이 보다 용이하고, 공기 단축 효과를 크게 향상시킬 수 있는 파형 강관을 이용한 조립식 내부구속 중공 CFT 교각 및 그 시공방법을 제공하는데 있다. The present invention is a bridge structure that is manufactured in the pre-cast (Pre Cast) type construction, the column segment, the coping part already manufactured for each position in the field is easier to assemble and can greatly improve the air shortening effect The present invention provides a prefabricated internally bound hollow CFT piers using corrugated steel pipes and a construction method thereof.
본 발명에 구성되는 기둥 세그먼트는 본 출원인의 특허등록 제10-0620860호에 의해 개발된 내부구속 중공 CFT 교각을 기본 토대로 제작한 것으로, 기둥 세그먼트에 포함되는 콘크리트부의 내부 강관으로 파형 강관을 적용하고, 상기 콘크리트부의 외부에는 본 출원인의 특허등록 제10-0713690호 및 특허등록 제10-0713692호에 개시된 외부 강관을 적용하여, 고교각에 굉장히 탁월한 기능을 하며 중공부분이 있어서 건설 단가를 줄이는데 큰 효과가 있고, 조립식 교각의 성능을 향상시킬 수 있는 파형 강관을 이용한 조립식 내부구속 중공 CFT 교각 및 그 시공방법을 제 공하는데 있다.The pillar segment of the present invention is manufactured based on the internally bound hollow CFT piers developed by the applicant's patent registration No. 10-0620860, and applies a corrugated steel pipe to the inner steel pipe of the concrete part included in the pillar segment. On the outside of the concrete part by applying the external steel pipe disclosed in the applicant's patent registration No. 10-0713690 and Patent Registration No. 10-0713692, it has a very excellent function in high piers and has a hollow part, which has a great effect in reducing the construction cost In addition, the present invention provides a prefabricated internally bound hollow CFT piers using a corrugated steel pipe that can improve the performance of prefabricated piers and a construction method thereof.
또한, 기둥 세그먼트 상호간을 접합함에 있어 기둥부 연결재를 적용하고, 최상층에 위치하는 기둥 세그먼트와 코핑부를 접합함에 있어서도 기둥 세그먼트와 코핑부에 대응되게 형성된 코핑부 연결부에 의해 일체적으로 접합할 수 있도록 하며, 기초부와 최하층에 위치하는 기둥 세그먼트의 시공도 매우 용이한 파형 강관을 이용한 조립식 내부구속 중공 CFT 교각 및 그 시공방법을 제공하는데 있다.In addition, the pillar connecting member is applied to join the pillar segments to each other, and when joining the pillar segment and the coping portion positioned on the uppermost layer, the joint connecting portion formed to correspond to the pillar segment and the coping portion can be integrally joined. In addition, the present invention provides a prefabricated internally bound hollow CFT piers using corrugated steel pipes, which are very easy to construct pillar segments located at the base and the lowermost floors, and a construction method thereof.
또한, 기둥 세그먼트 상호간을 접합함에 있어, 기둥 세그먼트에 기둥부 연결재를 일체적으로 고정해 둔 상태에서 현장에서 간편하고 신속하게 시공할 수 있는 파형 강관을 이용한 조립식 내부구속 중공 CFT 교각 및 그 시공방법을 제공하는데 있다.In addition, in joining the pillar segments with each other, the prefabricated hollow CFT pier and the construction method using a corrugated steel pipe that can be easily and quickly installed in the field with the column connection member fixed integrally to the pillar segments. To provide.
또한, 기초부에 기둥 세그먼트를 연결하는 시공이 용이한 파형 강관을 이용한 조립식 내부구속 중공 CFT 교각 및 그 시공방법을 제공하는데 있다.In addition, the present invention provides a prefabricated internally bound hollow CFT piers using a corrugated steel pipe that is easy to connect a pillar segment to a foundation and a construction method thereof.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파형 강관을 이용한 조립식 내부구속 중공 CFT 교각은 기둥 세그먼트, 코핑부 및 기초부를 포함하여 이루어지는 조립식 내부구속 중공 CFT 교각에 있어서, 상기 기둥 세그먼트는 외부 강관과, 상기 외부 강관의 내면에 충전되며 축방향 주철근과 횡방향 철근이 내부에 배근된 콘크리트부 및 상기 콘크리트부의 내면에 설치되어 상기 콘크리트부를 구속하는 파형 강관으로 이루어져 내부에 중공을 가지며, 상기 파형 강관의 상단부와 하단부에는 중공을 가지고 있는 플레이트가 고정되고, 상기 플레이트에는 결합공이 다수개 천공되어 구성되며, 적층되는 기둥 세그먼트 상호간을 접합시키는 기둥부 연결재를 포함하되, 상기 기둥부 연결재는 상층과 하층에 위치하게 되는 기둥 세그먼트의 외부 강관 둘레에 밀착 고정되는 외측판과, 상기 외측판의 내측면에서 횡판이 연결되어, 상층과 하층에 위치하게 되는 기둥 세그먼트의 상면과 하면이 접면되도록 이루어지고, 상기 횡판에는 기둥 세그먼트의 상면과 하면에 각각 일체로 된 플레이트의 결합공과 대응되게 결합공이 구비되어, 상기 일치된 결합공을 통해 볼트 및 너트를 체결하여 고정함으로써, 상층에 위치하는 기둥 세그먼트와 하층에 위치하는 기둥 세그먼트 상호간을 접합시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.The prefabricated hollow CFT pier prefabricated using the corrugated steel pipe according to the present invention for achieving the above object is a prefabricated hollow CFT pier comprising a pillar segment, a coping portion and the base portion, the pillar segment is an outer steel pipe, and Filled in the inner surface of the outer steel pipe and the axial main reinforcement and transverse reinforcement is installed inside the concrete part and the corrugated steel pipe is installed on the inner surface of the concrete part to restrain the concrete part has a hollow inside, and the upper end of the corrugated steel pipe and The lower part is fixed to the plate having a hollow, the plate is formed by a plurality of coupling holes perforated, including a column connecting member for joining the stacked pillar segments, the column connecting member is located in the upper and lower layers Tight around the outer steel pipe of the column segment The outer plate is fixed and the horizontal plate is connected at the inner side of the outer plate, and the upper and lower surfaces of the pillar segments positioned on the upper and lower layers are in contact with each other, and the horizontal plate is integrally formed on the upper and lower surfaces of the pillar segments, respectively. The coupling hole is provided to correspond to the coupling hole of the plate, and by fastening the bolt and nut through the matched coupling hole, it is possible to join between the column segment located in the upper layer and the column segment located in the lower layer. It is done.
또, 본 발명에 따른 파형 강관을 이용한 조립식 내부구속 중공 CFT 교각은 기둥 세그먼트, 코핑부 및 기초부를 포함하여 이루어지는 조립식 내부구속 중공 CFT 교각에 있어서, 최상층에 위치하게 되는 기둥 세그먼트는 외부 강관과, 상기 외부 강관의 내면에 충전되며 축방향 주철근과 횡방향 철근이 내부에 배근된 콘크리트부 및 상기 콘크리트부의 내면에 설치되어 상기 콘크리트부를 구속하는 파형 강관으로 이루어져 중공을 가지며, 선단부에 나사산이 형성된 강봉이 상기 콘크리트부에 수직으로 매립 설치되어 이루어지고, 상기 코핑부는 그 하부에 상기 기둥 세그먼트의 상단면에 맞춰 삽입할 수 있게 하는 결착홈과, 상기 결착홈상에는 상기 강봉이 삽입되도록 수직으로 통공이 관통되며, 상기 결착홈 위치의 상면에는 코핑부 상면 단차면이 마련되어, 상기 통공을 통해 결합되어 상기 코핑부 상면 단차면 위로 노출된 강봉의 선단부에 너트로 고정함으로써, 최상층에 위치하는 기둥 세그 먼트와 코핑부를 접합시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, the prefabricated internally bound hollow CFT pier using a corrugated steel pipe according to the present invention is a prefabricated internally bound hollow CFT pier comprising a pillar segment, a coping part and a foundation, wherein the column segment located on the top layer is an outer steel pipe, and Filled in the inner surface of the outer steel pipe, the axial main reinforcement and transverse reinforcement is installed inside the concrete part and the inner surface of the concrete part is provided with a corrugated steel pipe to constrain the concrete part has a hollow, the steel rod formed with a screw thread at the tip end It is made to be buried vertically in the concrete portion, the coping portion is a binding groove that allows to be inserted in accordance with the top surface of the pillar segment in the lower portion, and through the vertical hole so that the steel rod is inserted on the binding groove, An upper stepped surface of the coping portion is provided on an upper surface of the binding groove position. , Is coupled via said aperture characterized in that the said nose pingbu upper surface only by fixing a nut to the tip of the rod becomes exposed to the top, so as to bond parts of pole segments and the coping which is located on the top floor.
또한, 상기 기둥부 연결재는 적층하기 위한 기둥 세그먼트의 상부에서 용접에 의해 미리 고정되어 있고, 적층된 기둥 세그먼트와 기둥부 연결재를 용접에 의해 접합시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, the pillar connecting member is fixed in advance by welding at the top of the pillar segment for lamination, and characterized in that the laminated pillar segment and the pillar connecting member can be joined by welding.
또한, 본 발명에 따른 파형 강관을 이용한 조립식 내부구속 중공 CFT 교각은 기둥 세그먼트, 코핑부 및 기초부를 포함하여 이루어지는 조립식 내부구속 중공 CFT 교각에 있어서, 상기 기초부에 설치하는 기둥 세그먼트의 하부에는 기초부 연결재를 포함하여 구성하되, 상기 기초부 연결재는 기둥 세그먼트의 하부에서 일정높이를 두고 외부 강관 둘레에 부착된 상부판과, 기둥 세그먼트의 하면에 밀착된 바닥판, 상기 상부판과 바닥판 사이에 연결된 다수개의 보강리브로 이루어지고, 상기 상부판과 바닥판에는 상기 기초부에 매설된 다수개의 앵커볼트에 체결할 수 있도록 관통공이 형성되고, 상기 기둥 세그먼트의 중공을 통하여 충전콘크리트를 타설시켜 파형 강관의 내주면과 일체적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Further, in the prefabricated internally bound hollow CFT piers using the corrugated steel pipe according to the present invention includes a pillar segment, a coping portion and a foundation portion, a base portion is provided in the lower portion of the pillar segment installed in the foundation portion. It comprises a connecting member, the base connecting member is a top plate attached around the outer steel pipe at a certain height at the bottom of the column segment, bottom plate in close contact with the bottom of the column segment, connected between the top plate and the bottom plate Comprising a plurality of reinforcing ribs, the upper plate and the bottom plate is formed with a through hole to be fastened to a plurality of anchor bolts embedded in the base portion, and the filling concrete through the hollow of the pillar segment to pour the inner peripheral surface of the corrugated steel pipe It is characterized in that it is made integrally with.
또한, 상기 기초부에 설치하는 기둥 세그먼트의 상부에는 그 위로 적층되는 기둥 세그먼트와 접합시킬 수 있도록 하는 기둥부 연결재를 포함하되, 상기 기둥부 연결재는 상층과 하층에 위치하게 되는 기둥 세그먼트의 외부 강관 둘레에 밀착 고정되는 외측판과, 상기 외측판의 내측면에서 횡판이 연결되어, 상층과 하층에 위치하게 되는 기둥 세그먼트의 상면과 하면이 접면되도록 이루어지고, 상기 횡판에는 기둥 세그먼트의 상면과 하면에 각각 일체로 된 플레이트의 결합공과 대응되게 결합공이 구비되어, 상기 결합공을 통해 볼트 및 너트를 체결하여 고정함으로써, 상 층에 위치하는 기둥 세그먼트와 하층에 위치하는 기둥 세그먼트 상호간을 접합시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.In addition, the upper portion of the pillar segment to be installed in the base portion includes a column connecting member to be joined to the pillar segment stacked thereon, the column connecting member is the outer steel pipe circumference of the column segment located in the upper and lower layers The outer plate is tightly fixed to the inner side and the side plate is connected to the inner side of the outer plate, the upper and lower surfaces of the column segment to be located in the upper and lower layers are in contact with each other, the side plate is formed on the upper and lower surfaces of the column segment, respectively The coupling hole is provided to correspond to the coupling hole of the plate integrated, and by fastening the bolt and the nut through the coupling hole, it is possible to join between the column segment located in the upper layer and the column segment located in the lower layer. It features.
또한, 본 발명에 따른 파형 강관을 이용한 조립식 내부구속 중공 CFT 교각의 시공방법은 기둥 세그먼트, 코핑부 및 기초부를 포함하여 이루어지는 조립식 내부구속 중공 CFT 교각의 시공방법에 있어서, 적층하기 위한 기둥 세그먼트 각각의 상부에는 기둥부 연결재를 미리 고정해두고, 최상층에 위치시키는 기둥 세그먼트의 상부에는 강봉을 미리 설치해두며, 기초부에 설치하기 위한 기둥 세그먼트의 하부에는 기초부 연결재를 부착시키며, 상기 코핑부는 결착홈, 통공, 코핑부 상면 단차면이 형성되도록 제작하는 준비단계; 터파기 작업을 한 후, 앵커볼트가 다수개 관통되어 장착된 하부 앵커프레임과 상부 앵커프레임을 지중에 매설한 상태에서 콘크리트 타설하여 기초부를 시공하는 단계; 준비한 기둥 세그먼트의 하부에 부착된 기초부 연결재를 상기 기초부에 위치시키고, 기초부 연결재의 바닥판과 상부판에 형성된 관통공으로 앵커볼트들을 관통시킨 다음, 상부판의 상부로 돌출된 나사부에 너트를 고정시키며, 상기 파형 강관의 중공 부위에 충전콘크리트를 채워서 타설함으로써, 상기 기초부와 기둥 세그먼트를 접합하는 단계; 상기 기둥 세그먼트의 상부에 고정된 기둥부 연결재상에 또 다른 기둥 세그먼트의 하부를 일치시켜 밀착, 고정하여 기둥 세그먼트 상호간을 접합하는 단계; 상기한 단계와 같은 방법으로 기둥 세그먼트를 반복적으로 적층, 접합하는 단계; 상기 단계에서 최상층에 위치하는 기둥 세그먼트와 코핑부에 대응되게 마련된 코핑부 연결부에 의해 상기 코핑부를 기둥 세그먼트에 접합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the construction method of the prefabricated hollow CFT piers prefabricated using the corrugated steel pipe according to the present invention, in the construction method of the prefabricated hollow hollow CFT piers consisting of a pillar segment, a coping portion and a base portion, The column connecting member is fixed to the upper part in advance, and the steel bar is pre-installed on the upper part of the pillar segment positioned on the uppermost layer, and the base connecting member is attached to the lower part of the pillar segment for installing on the foundation part. The preparation step of manufacturing the through-hole, the coping part upper stepped surface is formed; After the digging operation, constructing the foundation by placing concrete in a state in which the lower anchor frame and the upper anchor frame are installed through a plurality of anchor bolts in the ground; The base connecting material attached to the lower part of the prepared pillar segment is placed in the base part, the anchor bolts are penetrated through the through holes formed in the bottom plate and the upper plate of the base connecting material, and then the nut Fixing and filling the hollow portion of the corrugated steel pipe with filled concrete to bond the base portion and the pillar segment; Joining the pillar segments to each other by bringing the lower part of another pillar segment into close contact with and fixing the lower part of another pillar segment on the pillar connector fixed to the upper part of the pillar segment; Repeatedly stacking and joining pillar segments in the same manner as described above; The step of joining the coping portion to the column segment by the coping portion connecting portion provided corresponding to the pillar segment and the coping portion located on the top layer in the step.
본 발명에 의하면, 프리 캐스트(Pre Cast)타입으로 제작되어 시공되는 교각 구조물에 있어, 각 위치에 맞게 이미 제작한 기둥 세그먼트, 코핑부를 현장에서 조립시공이 보다 용이하고, 공기 단축 효과를 크게 향상시킬 수 있으며, 본 발명에 구성되는 기둥 세그먼트는 본 출원인의 특허등록 제10-0620860호에 의해 개발된 내부구속 중공 CFT 교각을 기본 토대로 제작한 것으로, 기둥 세그먼트에 포함되는 콘크리트부의 내부 강관으로 파형 강관을 적용하고, 상기 콘크리트부의 외부에는 본 출원인의 특허등록 제10-0713690호 및 특허등록 제10-0713692호에 개시된 외부 강관을 적용하여, 고교각에 굉장히 탁월한 기능을 하며 중공부분이 있어서 건설 단가를 줄이는데 큰 효과가 있고, 조립식 교각의 성능을 향상시킬 수 있으며, 다음과 같은 많은 효과도 함께 얻을 수 있다.According to the present invention, in the pier structure that is manufactured and constructed in the pre-cast (Pre Cast) type, it is easier to assemble the field segment and coping part already manufactured for each position, and to greatly improve the air shortening effect The pillar segment configured in the present invention may be manufactured based on the internally-restricted hollow CFT piers developed by the applicant's patent registration No. 10-0620860, and the corrugated steel pipe may be used as the internal steel pipe of the concrete part included in the pillar segment. In addition, by applying the external steel pipe disclosed in the applicant's patent registration No. 10-0713690 and Patent Registration No. 10-0713692 on the outside of the concrete part, it has a very excellent function in high piers and has a hollow part to reduce the construction cost It has great effect, and can improve the performance of prefabricated piers. .
1) 본 발명에 구성되는 기둥 세그먼트는 높은 강성과 연성을 동시에 만족시키며, 연성증진에 따른 설계지진력의 감소, 전단강도의 증가 좌굴강도의 증가 및 자중의 감소 등의 이점이 있다.1) The pillar segment of the present invention satisfies high stiffness and ductility at the same time, and has advantages such as reduction of design seismic force, increase of shear strength, increase of buckling strength, and reduction of self weight due to ductility increase.
2) 본 발명에 구성되는 기둥 세그먼트는, 내부에 설치된 파형 강관에 의하여 구속력을 발휘하면서 3축응력상태를 만들며 강관의 아치효과로 인해 단면 내측에서 콘크리트 압괴를 지연시키는 효과를 나타낸다.2) The column segment configured in the present invention creates a three-axis stress state while exerting a restraint force by a corrugated steel pipe installed therein, and exhibits an effect of delaying concrete crushing inside the cross section due to the arch effect of the steel pipe.
3) 본 발명에 구성되는 기둥 세그먼트는 안정성, 경제성, 합성기둥의 역학적 우수성을 가지면서 단면의 비대화, 시공의 어려움, 유지보수의 어려움을 해결하는 효과가 있다.3) The pillar segment of the present invention has the effect of solving the problems of enlargement of section, difficulty of construction, and maintenance while having stability, economy, and mechanical superiority of composite pillar.
4) 본 발명에 구성되는 기둥 세그먼트는 중공단면 기둥에 파형 강관을 설치함으로써 단면의 감소와 재료비의 감소를 유도할 수 있으며, 그 단점인 취성적인 거동도 막을 수 있을 뿐만 아니라, 파형 강관의 삽입으로 전단에 대한 저항력이 향상되며 콘크리트를 구속상태로 만들어 재료의 성능향상도 기대할 수 있고, 콘크리트 타설시 파형 강관을 내부거푸집으로 이용할 수 있어 시공성이 크게 향상된다.4) The pillar segment of the present invention can induce the reduction of the cross section and the material cost by installing the corrugated steel pipe in the hollow section column, and can also prevent the brittle behavior, which is its disadvantage, and also by the insertion of the corrugated steel pipe. The resistance to shear is improved, and concrete can be restrained so that the performance of materials can be expected. Corrugated steel pipe can be used as an internal formwork when concrete is placed.
5) 본 발명은 기둥 세그먼트 상호간을 접합함에 있어 기둥부 연결재를 적용하고, 최상층에 위치하는 기둥 세그먼트와 코핑부를 접합함에 있어서도 기둥 세그먼트와 코핑부에 대응되게 형성된 코핑부 연결부에 의해 일체적으로 접합할 수 있으며, 기초부와 최하층에 위치하는 기둥 세그먼트의 시공도 매우 용이하여 공기 단축 효과를 향상시킬 수 있다.5) According to the present invention, a column connecting member is applied in joining pillar segments to each other, and even when joining a pillar segment and a coping portion positioned on the uppermost layer, the joints may be integrally joined by a coping portion connecting portion formed corresponding to the pillar segment and the coping portion. In addition, the construction of the pillar segments located at the base and the lowest floor is also very easy to improve the air shortening effect.
6) 기둥 세그먼트 상호간을 접합함에 있어, 기둥 세그먼트에 기둥부 연결재를 일체적으로 미리 고정해 둔 상태에서 현장에서 간편하고 신속하게 시공할 수 있다.6) In joining pillar segments together, it can be easily and quickly installed on site with the pillar connecting material integrally fixed to the pillar segments in advance.
다시 말해서, 기초부의 시공을 제외하고 모든 교각의 제작을 공장에서 실시할 수 있으며, 공사단계에서는 기둥부 연결재가 고정된 기둥 세그먼트, 기초부에 설치하는 기초부 연결재가 고정된 기둥 세그먼트, 최상층에 위치시키는 코핑부 연결부가 형성된 기둥 세그먼트와, 이에 대응되게 코핑부 연결부가 형성된 코핑부를 운송하여 편리하게 적층하면서 접합할 수 있으므로, 도심지 교각 건설에 있어서 분진이 전혀 발생되지 않으며, 빠른 시공으로 인하여 공기를 매우 많이 단축할 수 있 다.In other words, all the piers can be manufactured at the factory except for the construction of the foundation, and in the construction stage, the pillar segment with the pillar connector is fixed, the pillar segment with the foundation connector installed at the foundation is located on the top floor. Since the pillar segment having the coping portion connecting portion and the coping portion formed with the coping portion connecting portion can be transported and laminated conveniently, the dust is not generated at all in the construction of the bridge piers in the downtown, and the air is very high due to the quick construction. It can be shortened a lot.
7) 기둥부 연결재를 사용하여 기둥 세그먼트 상호간을 접합함으로써 시공이 편리하고 접합성능에 있어서도 현재 건설현장에서 사용하고 있는 용접법 및 볼트 연결법에 의해 시공할 수 있는 장점이 있다.7) It is convenient to construct by joining the pillar segments with each other by using the column connection material, and there is an advantage that it can be constructed by the welding method and the bolt connection method currently used in the construction site.
8) 기둥 세그먼트를 이루는 콘크리트부의 내부면에 설치된 파형 강관의 구속력과 함께 콘크리트부의 외부면에 있는 외부 강관에 의한 구속력에 의하여 3축압축하중상태와, 휨모멘트에 대한 강성을 향상시키고, 이에 따라 단면,자중이 감소되어 조립시공이 용이하고, 중공에 의한 콘크리트 사용량 감소, 단면의 감소, 거푸집의 불필요, 철근사용 불필요, 이에 따른 인건비 절약 등 경제적으로 유리하며, 견고한 접합부의 부착을 통해 조립식 교각의 접합부의 취성파괴를 방지할 수 있다.8) The triaxial compression load state and the rigidity of the bending moment are improved by the binding force of the corrugated steel pipe installed on the inner surface of the concrete part constituting the column segment together with the external steel pipe on the outer surface of the concrete part. It is easy to assemble and construction due to the reduced self-weight, and it is economically advantageous such as reducing the amount of concrete used by hollow, reducing the cross section, no need for formwork, no need for reinforcing steel, and saving labor cost. Brittle fracture can be prevented.
끝으로, 국내 연구 논문에 따르면 공기를 단축함에 있어서 본 발명에 따른 기술을 적용하면 기존 현장 시공법에 비해서 약 80%의 교각 건설 기간을 단축할 수 있을 것이라 예상되며, 본 발명과 관련되는 국내 교각 건설 시장은 규모면에서 매우 크다 할 수 있는데, 본 발명에 의한 교각은 내진성능도 우수하기 때문에 앞으로 건설될 차도교나 인도교 고속 철도 교량등 많은 곳에 적용할 예정이다. 특히 앞으로 산간지역을 지나갈 교량들이 많이 시공될 예정이므로 그 시장 규모는 날이 갈 수록 증가할 예정이다. Finally, according to domestic research papers, applying the technology according to the present invention in shortening the air is expected to shorten the construction period of about 80% compared to the existing site construction method, the domestic bridge construction related to the present invention The market can be said to be very large in size, but the pier according to the present invention is excellent in seismic performance, so it will be applied to many places such as driveway bridges and footbridges and high speed railway bridges to be constructed in the future. In particular, the number of bridges that will pass through the mountainous area will be constructed, so the market size is expected to increase day by day.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, only this embodiment to make the disclosure of the present invention complete and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention It is provided to inform you.
본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명에 구성된 기둥 세그먼트(10)는, 본 출원인의 특허등록 제10-0620860호에 개시된 '강관을 삽입한 중공단면 철근콘크리트 기둥'을 기본 토대로 개량한 것임을 밝혀둔다.Prior to explaining the present invention, it is noted that the
본 발명에 구성된 기둥 세그먼트(10)는, 상기한 특허등록에 개시되어 있는 실시예 중에서 도 11을 참조하여 위에서 배경기술로 설명한 바와 같이, 축방향 주철근(1)과 횡방향 철근(2)이 배근되는 콘크리트체(3)의 내부면에 파형 강관(5)이 설치되며, 상기 파형 강관(5)에 의해 구획되는 중공부(4)가 중심축을 따라 형성된 것에 있어서는 동일하며, 상기 파형 강관(5)은 중공부(4)의 중공면을 형성하면서 상기 콘크리트체(3)와 일체화되어 콘크리트체(3)의 내측부를 구속시키는 역할을 수행한다.In the
즉, 상기 기둥 세그먼트(10)는 도 4에 나타나 있듯이, 콘크리트부(12)의 내부면에 파형 강관(13)이 설치된 것에 있어 상기한 특허등록의 일실시예를 적용한 것이다.That is, the
본 발명을 설명하기 위해 첨부한 도면 중에서 도 3, 도 4, 도 7, 도 8, 도 9에서 도면부호 (12)로 표기한 '콘크리트부'의 내부에 배근된 축방향 주철근과 횡방 향 철근은 나타내지 않았다는 것도 미리 밝혀두는 바이며, 본 발명에 따른 기둥 세그먼트(10)의 개량된 부분에 대해서는 해당하는 도면을 참조하여 설명한다.In the accompanying drawings for explaining the present invention, the axial cast iron and the transverse reinforcing bars in the interior of the 'concrete part' indicated by
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 파형 강관을 이용한 조립식 내부구속 중공 CFT 교각의 모습을 보인 도면으로, 도 1은 사시도이고, 도 2는 정면도이며, 도 3은 단면도를 도시한 것이다.1 to 3 is a view showing a state of the prefabricated internally bound hollow CFT piers using the corrugated steel pipe according to the present invention, Figure 1 is a perspective view, Figure 2 is a front view, Figure 3 shows a cross-sectional view.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명은 기둥 세그먼트(10), 코핑부(20) 및 기초부(30; 도 9 참조)로 분리 제작하여 접합하는 프리 캐스트(Pre-Cast)방식의 조립식 CFT 교각으로써, 적층되는 기둥 세그먼트(10) 상호간을 기둥부 연결재(100)에 의해 간편하게 접합시킬 수 있도록 한 것이다.As shown in Figs. 1 to 3, the present invention is a pre-cast method of separately fabricating and joining the
또, 최상층에 위치하는 기둥 세그먼트(10A)와 코핑부(20)를 접합함에 있어서는, 최상층의 기둥 세그먼트(10A) 및 코핑부(20)에 대응되도록 마련된 코핑부 연결부(200)에 의해 시공이 편리하도록 한 것이다.In addition, when joining the
상기 최상층 기둥 세그먼트(10A)의 상부에는, 선단부에 나사산이 형성된 강봉(210)이 콘크리트부(12)에 수직상태로 매립 설치되어 있다.On the upper part of the
상기 코핑부(20)는 하부에 최상층 기둥 세그먼트(10A)의 상단면에 맞춰 삽입할 수 있게 하는 결착홈(220)이 형성되어 있고, 상기 코핑부(20)의 결착홈(220)상에는 상기 최상층 기둥 세그먼트(10A)에 설치된 강봉(210)이 삽입되도록 하기 위하여 통공(240)이 수직으로 관통되어 있으며, 코핑부(20)의 결착홈(220) 위치의 상면에는 코핑부 상면 단차면(230)이 마련되어, 통공(240)을 통해 결합되어 상기 코핑 부 상면 단차면(230) 위로 노출된 강봉(210)의 선단부에 너트(250)로 고정되어 있다.The coping
한편, 기초부(30)에 설치하는 최하층에 위치하게 되는 기둥 세그먼트(10)의 하부에는 기초부 연결재(300)를 포함하여 구성할 수 있다.On the other hand, the lower portion of the
도 4는 본 발명에 구성되는 기둥 세그먼트 상호간을 기둥부 연결재에 의해 접합하는 모습을 보인 분리사시도이고, 도 5는 본 발명에 구성되는 파형 강관을 보인 도면이다.4 is an exploded perspective view showing a state in which the pillar segments of the present invention are joined to each other by a column connecting member, and FIG. 5 is a view showing a corrugated steel pipe configured in the present invention.
도 4에 나타나 있듯이, 본 발명에 구성되는 기둥 세그먼트(10)는 외부 강관(11)과, 상기 외부 강관(11)의 내면에 충전되며 축방향 주철근과 횡방향 철근이 내부에 배근된 콘크리트부(12) 및 상기 콘크리트부(12)의 내면에 설치되어 상기 콘크리트부(12)를 구속하는 파형 강관(13)으로 이루어져 내부에 파형 강관(13)의 내부면에 의하여 중공(14)을 갖는 구조로 제작된 것이다.As shown in FIG. 4, the
상기 파형 강관(13)은 길이방향을 따라 산부와 골부가 반복적으로 형성된 것으로, 상기 콘크리트부(12)의 내면과 일체성을 이루게 되면서 콘크리트부(12)를 효과적으로 구속하게 된다.The
상기 기둥 세그먼트(10)는 그 내부면에 설치된 파형 강관(13)의 중공(14)에 의하여 그 자중이 감소되어 조립시공이 용이하게 되며, 상기 파형 강관(13)에 의해서는 부수적으로 발생할 수 있는 콘크리트부(12)의 중공 단면의 취성파괴를 방지하고, 휨모멘트에 대한 강성을 보강함은 물론이고, 이로 인하여 단면, 자중을 감소시 킴으로 교각의 조립시공을 위한 각각의 프리캐스트 유닛으로서 기둥 세그먼트(10)를 적용할 수 있다.The
도 5를 참조하면, 상기 파형 강관(13)은 그 상단부와 하단부에 중공(15a)을 가지고 있는 플레이트(15)를 용접하여 일체적으로 제작할 수 있는데, 상기 플레이트(15)는 볼트(150)를 결합할 수 있도록 결합공(15b)이 다수개 천공되어 있다. Referring to FIG. 5, the
도 4에 나타나 있는 기둥부 연결재(100)는 상층과 하층에 위치하게 되는 기둥 세그먼트(10)의 외부 강관(11) 둘레에 밀착, 고정되는 외측판(110)과, 상기 외측판(110)의 내측면에서 횡판(120)이 연결되어 이루어진다.The
상기 기둥부 연결재(100)의 횡판(120)은 파형 강관(13)의 상단부에서 일체로 된 플레이트(15)의 중공(15a)에 대응되도록 중공(140)을 갖으며, 기둥 세그먼트(10)의 횡단면 형상과 동일하게, 다시 말해서 기둥부 연결재(100)는 기둥 세그먼트(10)의 상면을 덮을 수 있도록 형성된 것이다.The
상기 기둥부 연결재(100)는 상층과 하층에 위치하게 되는 기둥 세그먼트(10)의 상면과 하면이 바로 맞대어지게 현장 이음 작업을 할 때, 즉 하층에 위치하는 기둥 세그먼트(10)의 상부로 다른 기둥 세그먼트(10)를 올려놓을 때, 발생하게 되는 충격력이 그대로 상하층에 위치하는 기둥 세그먼트(10)의 상하단부에 전해져서 외부 강관(11), 콘크리트부(12), 내관부(13)에 영향을 주게 될 우려를 방지하는 기능도 도모할 수 있다.The pillar
상기 기둥부 연결재(100)는 외측판(110)에서 횡판(120)이 연결되고, 이 횡판(120)에 의해서 하층에 위치하게 되는 기둥 세그먼트(10)의 상면이 덮여져 있는 상태로 미리 제작할 수 있는데, 이에 따라 현장에서 기둥 세그먼트 상호간을 접합하는 시공을 할 때, 각각의 기둥 세그먼트(10)의 외부 강관(11), 콘크리트부(12), 파형 강관(13)을 보호할 수 있다. 특히 콘크리트부(12)의 파손을 방지할 수 있다.The
이와 같은 기둥 세그먼트(10)는 상호간을 기둥부 연결재(100)를 접합하는데, 상기 기둥부 연결재(100)를 외부 강관(11)에서는 용접법을 사용하고, 파형 강관(13)의 상단부에 일체로 된 플레이트(15)와는 볼트 연결법을 사용함으로써 접합능력을 발휘할 수 있다.The
상기 기둥부 연결재(100)는 외측판(110)을 각각의 기둥 세그먼트(10)에 미리 고정해 두는 것이 바람직하다. 즉, 미리 제작한 기둥 세그먼트(10)의 상부에서 외측판(110)과 외부 강관(11)이 맞나는 접면 둘레를 따라 필렛용접(fillet welding)하여 고정해 둘 수 있다.The
이와 같이 기둥부 연결재(100)가 상부에 고정된 기둥 세그먼트(10)의 상부에 또 다른 기둥 세그먼트(10)를 접합하는 방법은, 하층에 위치하는 기둥 세그먼트(10)의 상부로 올라온 외측판(110)의 내부에 안착되어 상층에 위치하는 기둥 세그먼트(10)의 하단부를 끼워서 적층하며, 상층의 기둥 세그먼트(10)의 하부면을 이루고 있는 외부 강관(11)의 상단부와 외측판(110)이 맞나는 접면 둘레를 따라 필렛용접(fillet welding)을 한다.Thus, the method of joining another
그런 다음, 하층에 위치하는 기둥 세그먼트(10)의 상면과, 상층에 위치하는 기둥 세그먼트(10) 하면은 기둥부 연결재(100)의 횡판(120)을 사이에 두고 맞대진 상태가 되는데, 각각의 기둥 세그먼트(10)에서 하면과 상면에 각각 일체로 된 플레 이트(15)의 결합공(15b)과 기둥부 연결재(100)의 횡판(120)에 형성된 결합공(130)을 통해 볼트 및 너트(150)를 체결하여 고정함으로써, 상층에 위치하는 기둥 세그먼트(10)와 하층에 위치하는 기둥 세그먼트(10) 상호간이 강결되도록 접합하게 된다.Then, the upper surface of the
이렇게 기둥부 연결재(100)를 이용하여 외부 강관(11)은 필렛 용접을 통한 접합을 하고 내부면을 이루는 파형 강관(13)은 볼팅에 의하여 접합하는 시공을 하며, 상층과 하층에 위치하게 되는 기둥 세그먼트(10) 상호간을 기둥부 연결재(100)에 의해 연속 적층시키면서 접합하여 조립식 교각의 기둥부를 형성할 수 있다.Thus, the
상기 기둥부 연결재(100)의 외측판(110)의 두께 및 높이는, 기둥 세그먼트(10)의 접합부에 발생하는 휨모멘트 등을 고려하여 설계한다.The thickness and height of the
본 발명에 구성되는 기둥 세그먼트(10)는 교각 시공현장에서 제작할 수 있으나, 공장에서 사전에 제작을 하여 바로 조립 시공이 가능하도록 함이 바람직하다.
상기 기둥 세그먼트(10) 제작시, 각각의 기둥 세그먼트(10)의 상부에 용접법 에 의해 기둥부 연결재(100)를 미리 고정해놓은 후에, 조립식 교각의 시공현장으로 운송하여 현장 이음을 실시할 수 있다. 이렇게 기둥부 연결재(100)가 고정되어 있는 기둥 세그먼트(10)는 현장에서 기둥부 연결재(100)에 의해 편리하고 신속하게 시공할 수 있으므로 공기 단축 효과를 얻을 수 있다.When the
도 6은 본 발명에서 최상층에 위치하는 기둥 상단부와 코핑부의 접합하는 모습을 보인 분리사시도이고, 도 7은 도 6의 접합된 모습을 보인 결합단면도이다.FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating a state in which the upper end of the pillar and the coping part are disposed in the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the bonded state of FIG. 6.
도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 최상층에 위치하는 기둥 세그먼트(10A)의 상단부 및 코핑부(20)에는 코핑부 연결부(200)가 마련되어 있는데, 상기 코핑부 연결부(200)에 의해 최상층에 위치하는 기둥 세그먼트(10A)와 코핑부(20)를 편리하고 신속하게 접합할 수 있다.6 and 7, the coping
상기 최상층 기둥 세그먼트(10A)의 상부에는, 선단부에 나사산이 형성된 강봉(210)이 콘크리트부(12)에 수직으로 매립 설치되어 있다.In the upper part of the
상기 강봉(210)은 최상층에 위치하는 기둥 세그먼트(10A)에 접합하게 되는 코핑부(20)로부터 받는 하중과 접합력 등에 따른 설계에 의해 그 갯수를 결정할 수 있다.The number of
상기 코핑부(20)는 하부에 기둥 세그먼트(10A)의 상단면에 맞춰 삽입할 수 있게 하는 결착홈(220)이 형성되어 있고, 상기 결착홈(220)상에는 상기 강봉(210)이 삽입되도록 수직으로 통공(240)이 관통되어 있으며, 상기 결착홈(220) 위치의 상면에는 상면보다 낮게 단차져서 코핑부 상면 단차면(230)이 마련되어, 통공(240)을 통해 결합되어 상기 코핑부 상면 단차면(230) 위로 노출된 강봉(210)의 선단부에 너트(250)로 고정할 수 있게 되어 있다.The coping
여기서, 최상층에 위치하는 기둥 세그먼트(10)의 상부에는, 위에서 설명한 기둥부 연결재(100)를 적용하지 않으며, 파형 강관(13)의 상단부에 플레이트(15)를 부착해 두지 않는다.Here, the
상기 최상층의 기둥 세그먼트(10A)는 내부에 중공(14)을 가지므로, 이를 이용하기 위해서 코핑부(20)의 하부에는 기둥 세그먼트(10A)의 상단부에 결합시킬 수 있게 결착홈(220)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 결착홈(220)은 그 내측에 기둥 세그먼트(10A)의 중공(14)에 삽입되는 부위(도면부호 미기재)를 가지게 함이 좋다. 그러면 코핑부(20)와 기둥 세그먼트(10A)는 접합하였을 때 일체성을 이루어 보강력을 가지게 된다.Since the
이와 같이, 최상층에 위치하는 기둥 세그먼트(10A)와 코핑부(20)에 마련된 코핑부 연결부(200)는, 최상층에 위치하는 기둥 세그먼트(10A)에 설치된 강봉(210), 코핑부(20)에 형성된 결착홈(220), 통공(240), 코핑부 상면 단차면(230), 상기 강봉(210)의 선단부에 나사결합되는 너트(250)로 이루어지는 것이다.Thus, the coping
최상층에 위치하는 기둥 세그먼트(10A)와 코핑부(20) 접합 작업은, 상기 최상층 기둥 세그먼트(10A)의 상면으로 코핑부(20)에 형성된 결착홈(220)을 삽입시켜 접면되도록 하는데, 이때 상기 결착홈(220)의 내측에서 기둥 세그먼트(10A)의 중공에 맞게 형성된 부위는 기둥 세그먼트(10A)의 중공(14)에 삽입되며, 코핑부(20)에 형성된 통공(240)을 통해 강봉(210)이 결합되어 코핑부 상면 단차면(230)의 상부로 돌출된 강봉(210)들의 선단부에 각각 너트(250)를 체결하여 고정함으로써 시공하게 된다.Bonding operation of the
도 8은 본 발명에서 기초부에 설치되는 기둥 세그먼트의 모습을 보인 일부절개 사시도이고, 도 9는 본 발명에서 기초부의 시공상태를 보인 단면도이다.Figure 8 is a partially cutaway perspective view showing a state of the pillar segment installed in the base portion in the present invention, Figure 9 is a cross-sectional view showing the construction of the base portion in the present invention.
도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 기초부(30)에 설치하는 기둥 세그먼트(10)의 하부에는 기초부 연결재(300)를 포함하여 구성한다.As shown in FIG. 8 and FIG. 9, the lower part of the
상기 기초부 연결재(300)는 기둥 세그먼트(10)의 하부에서 일정높이를 두고 외부 강관(11) 둘레에 부착된 상부판(310)과, 기둥 세그먼트(10)의 하면에 밀착된 바닥판(320), 상기 상부판(310)과 바닥판(320) 사이에 연결된 다수개의 보강리브(330)로 이루어지고, 상기 상부판(310)과 바닥판(320)에는 기초부(30)에 매설된 다수개의 앵커볼트(340)에 체결할 수 있도록 관통공(도면부호 미기재)이 형성되어 있다.The
한편, 기초부(30)에 기둥 세그먼트(10)를 기초부 연결재(300)에 의해 설치한 후에는, 설치한 기둥 세그먼트(10)의 중공(14)을 통해 고강도 콘크리트를 채우게 되는데, 이때 파형 강관(13)의 내주면이 파형을 이루고 있기 때문에 충전콘크리트(370)의 부착강화와 전단력이 증강되어 일체 거동 할 수 있게 된다. 상기 충전콘크리트(370) 타설시에 에폭시를 투입하여 콘크리트 접합을 실시할 수 있다.On the other hand, after the
상기 파형 강관(13)으로 인하여 별도의 전단 연결재를 설치하지 않아도 충전콘크리트(370)의 부착력이 우수하며, 상기 충전콘크리트(370)의 중공(14)에서의 채움높이는 한정하는 것은 아니나 기초부(30)에 설치하는 기둥 세그먼트(10)의 중공(14)을 채우는 정도이면 무난하다.Due to the
상기 충전콘크리트(370)는 기둥 세그먼트(10)의 하부에서 기초부 연결재(300)와 일체성을 가지게 됨에 따라, 가해지는 외력에 대하여 앵커볼트(340)와 함께 부담할 수 있다.As the filling
도 9에 나타나 있듯이, 기초부(30)에 설치하는 기둥 세그먼트(10)의 상부에는 그 위로 적층되는 기둥 세그먼트(10)와 접합시킬 수 있도록 하는 기둥부 연결 재(100)를 포함하고 있다.As shown in FIG. 9, the upper portion of the
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 파형 강관을 이용한 조립식 내부구속 중공 CFC 교각 및 그 시공방법에 대하여 설명한다.Prefabricated internally bound hollow CFC piers using the corrugated steel pipe constructed in this way and a construction method thereof will be described.
최우선적으로, 준비단계(S1)인데, 이 단계는 본 발명에 따른 조립식 내부구속 중공 CFC 교각의 설계에 따라 기초부(30)에 설치하는 기둥 세그먼트(10), 적층하는 기둥 세그먼트(10)들과, 최상층에 위치하는 기둥 세그먼트(10A) 및 코핑부(20)를 프리 캐스팅공법에 의해 미리 공장에서 미리 제작하는 것이다.First and foremost, the preparation step (S1), which is a
각각의 교각 구조물을 교각 시공현장에서 제작하는 경우에는 현장에서의 시공과 주변 소음 분진 등으로 인하여 많은 민원이 들어오고 시공기간도 길어지게 되는 단점이 있다. 이런 단점들을 극복하기 위해서는 공장에서 교각 구조물들을 미리 제작해서 현장에서는 조립 시공만 하도록 함으로써 공기를 단축시키는 것이 바람직하다. 이를 위해 먼저 공장에서 상기한 교각 구조물들을 미리 제작한 상태에서, 이를 운송 후 중장비를 이용하여 조립 시공을 하게 된다.In the case of manufacturing each pier structure at the pier construction site, there are disadvantages in that many complaints come in due to construction in the field and ambient noise, and the construction period becomes longer. In order to overcome these shortcomings, it is desirable to shorten the air by pre-fabricating the pier structures in the factory and assembling them in the field. For this purpose, the above-mentioned pier structures are first manufactured in a factory, and then assembled using heavy equipment after transportation.
여기서, 기둥 세그먼트(10) 및 코핑부(20)를 공장에서 제작함에 있어, 각각의 기둥 세그먼트(10)의 상부에는 기둥부 연결재(100)를 미리 고정해두고, 최상층에 위치시키기 위한 기둥 세그먼트(10A)의 상부에는 강봉(210)을 설치해두며, 기초부(30)에 설치하기 위한 기둥 세그먼트(10)의 하부에는 기초부 연결재(300)를 부착시키는 한편, 상기 코핑부(20)는 결착홈(220), 통공(240), 코핑부 상면 단차면(230)이 형성되도록 제작된다.Here, in manufacturing the
다음으로, 기초부(30)를 시공하는 단계(S2)이다.Next, it is the step (S2) of constructing the
이 단계(S2)는 터파기 작업을 한 후, 앵커볼트(340)가 다수개 관통되어 장착된 하부 앵커프레임(380)과 상부 앵커프레임(390)을 지중에 매설한 상태에서 콘크리트로 타설하여 기초부(30)를 형성한다.This step (S2) after the excavation work, the
이후, 상기 기초부(30)와 상기 기초부에 설치하기 위한 기둥 세그먼트(10) 상호간을 접합하는 단계(S3)이다.After that, the step (S3) of joining the
상기한 준비단계(S1)에서 준비한 기둥 세그먼트(10)의 하부에 부착된 기초부 연결재(300)를 상기 기초부(30)에 위치시키고, 기초부 연결재(300)의 바닥판(320)과 상부판(310)에 형성된 관통공으로 앵커볼트(340)들을 관통시킨 다음, 상부판(310)의 상부로 돌출된 나사부(340a)에 너트(350)를 고정시키며, 상기 기둥 세그먼트(10)의 파형 강관(13)의 중공(14) 부위에 충전콘크리트(370)를 채워서 타설한다.The
다음으로, 기둥 세그먼트(10) 상호간을 접합하는 단계(S4)로서, 기초부(30)에 설치한 기둥 세그먼트(10)의 상부에 고정된 기둥부 연결재(100)상에 또 다른 기둥 세그먼트(10)의 하부를 일치시킨 후, 기둥부 연결재(100)에 의해 접합하여 고정한다.Next, as a step (S4) of joining the
상기 (S4)단계와 같은 방법으로 기둥 세그먼트(10)를 반복적으로 적층, 접합하는 단계(S5)를 실시한다.The step S5 of repeatedly stacking and joining the
마지막으로, 상기 코핑부(20)와 최상층에 위치하는 기둥 세그먼트(10A)를 접 합하는 단계(S6)이다.Finally, the step (S6) of joining the coping
이 단계(S6)에서는 상기한 (S5)단계에서 최상층에 위치하는 기둥 세그먼트(10A)의 상부에 코핑부(20)를 올려놓는데, 이때 강봉(210)은 코핑부(20)의 통공(240)을 통해 결합되어 코핑부 상면 단차면(230)에서 너트(250)로 고정함으로써, 하나의 조립식 교각을 완성된다.In this step (S6), the coping
이와 같이, 본 발명은 기둥 세그먼트(10) 상호간을 기둥부 연결재(100)에 의해 편리하게 적합할 수 있고, 최상층 기둥 세그먼트(10A)와 코핑부(20)는 코핑부 연결부(200)에 의해서, 기초부(30)에서는 기둥 세그먼트(10)의 기초부 연결재(300)에 의해서 편리하게 시공할 수 있다.As such, the present invention may be conveniently adapted to each other between the
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.As described above, the present invention has been described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments and drawings disclosed herein, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. Of course it can be done.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 파형 강관을 이용한 조립식 내부구속 중공 CFT 교각의 모습을 보인 도면으로, 도 1은 사시도이고, 도 2는 정면도이며, 도 3은 단면도,1 to 3 is a view showing a state of the prefabricated internally bound hollow CFT piers using the corrugated steel pipe according to the invention, Figure 1 is a perspective view, Figure 2 is a front view, Figure 3 is a cross-sectional view,
도 4는 본 발명에 구성되는 기둥 세그먼트 상호간을 기둥부 연결재에 의해 접합하는 모습을 보인 분리사시도,Figure 4 is an exploded perspective view showing the state of joining the pillar segments of the present invention to each other by the column connecting member,
도 5는 본 발명에 구성되는 파형 강관을 보인 도면,5 is a view showing a corrugated steel pipe configured in the present invention,
도 6은 본 발명에서 최상층에 위치하는 기둥 상단부와 코핑부의 접합하는 모습을 보인 분리사시도,Figure 6 is an exploded perspective view showing a state of joining the top of the column and the coping portion located in the top layer in the present invention,
도 7은 도 6의 접합된 모습을 보인 결합단면도,7 is a cross-sectional view showing a bonded state of Figure 6,
도 8은 본 발명에서 기초부에 설치되는 기둥 세그먼트의 모습을 보인 일부절개 사시도,8 is a partial cutaway perspective view showing a state of the pillar segment installed in the base portion in the present invention,
도 9는 본 발명에서 기초부의 시공상태를 보인 단면도,9 is a cross-sectional view showing a construction state of the base portion in the present invention,
도 10 및 도 11은 종래 기술인 특허등록 제10-620860호 관련 도면으로, 도 10은 중공단면 철근콘크리트 기둥의 기본적인 실시구성을 보여주는 평면측 단면도이고, 도 11은 중공단면 철근콘크리트 기둥의 강관으로 파형 강관을 사용한 측단면도.10 and 11 are views related to the prior art Patent Registration No. 10-620860, Figure 10 is a cross-sectional side view showing the basic configuration of the hollow cross-section reinforced concrete pillar, Figure 11 is a corrugated steel pipe of the hollow cross-section reinforced concrete pillar Side cross section using steel pipe.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 축방향 주철근 2 : 횡방향 철근1: axial cast steel 2: transverse steel
3 : 콘크리트체 4 : 중공부3: concrete body 4: hollow part
5 : 파형 강관 5: corrugated steel pipe
10 : 기둥 세그먼트 10A : 최상층 기둥 세그먼트10:
11 : 외부 강관 12 : 콘크리트부11: outer steel pipe 12: concrete part
13 : 파형 강관 14, 15a, 140 : 중공13:
15 : 플레이트 15b : 결합공15
20 : 코핑부 30 : 기초부20: coping part 30: foundation part
100 : 기둥부 연결재 110 : 외측판100: pillar connection member 110: outer plate
120 : 횡판 130 : 결합공120: side plate 130: coupling hole
200 : 코핑부 연결부 210 : 강봉200: coping part connection part 210: steel bar
220 : 결착홈 230 : 코핑부 상면 단차면220: binding groove 230: coping part upper stepped surface
250, 350 : 너트 300 : 기초부 연결재250, 350: nut 300: foundation connection member
310 : 상부판 320 : 바닥판310: top plate 320: bottom plate
330 : 보강리브 340 : 앵커볼트330: reinforcement rib 340: anchor bolt
340a : 나사부 370 : 충전콘크리트340a: screw portion 370: filling concrete
380 : 상부 앵커프레임 390 : 하부 앵커프레임380: upper anchor frame 390: lower anchor frame
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