KR20100069857A - 연속지점부 세그먼트 및 제작방법 - Google Patents

Abstract

연속지점부 세그먼트에 긴장재를 이용하여 하중에 의해 작용하는 모멘트의 반대방향의 모멘트를 미리 재하시켜 연속지점부의 강성을 증가시키지 않으면서도 내하력을 확보할 수 있는 연속지점부 세그먼트 및 제작방법을 제공한다. 연속지점부 세그먼트는 복수의 강재거더가 설정간격을 두고 이격 배치되어 교축방향으로 변단면을 갖는 개단면형의 박스거더, 박스거더의 강재거더 사이에 결합되며, 강재거더들의 편향 변위를 억제하는 수평브레이싱, 및 수평브레이싱을 경유하는 긴장재의 양단에 결합되어 박스거더의 일측과 타측에 각각 장착되는 정착부재를 포함한다.

박스거더, 세그먼트, 긴장재, 정착

Description

연속지점부 세그먼트 및 제작방법{GIRDER SEGMENT FOR CONTINUOUS SUPPORT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 박스거더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연속지점부 세그먼트 및 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로, 50m 이상의 교량에는 강박스 거더를 이용하여 시공한다.

이를 위해 박스형태로 공장 제작된 거더가 현장으로 옮겨지면, 운반 가능하도록 분절되었던 강박스는 현장에서 볼트로 접합되어 일체로 된다. 일체화된 거더는 크레인을 통해 교대 및 교각 위에 길이 방향으로 거치된다. 이때 거치되는 거더 수는 교량 폭에 따라 여러 개를 설치할 수 있다.

이후, 강박스 거더 상부에 교량 바닥판을 제작한다. 그리고 방호벽 등 필요한 구조물을 더 설치한다. 이어서, 교량 바닥판 상면에 포장층을 놓으면 최종적인 교량이 완성된다.

연속지점부 세그먼트에 긴장재를 이용하여 하중에 의해 작용하는 모멘트의 반대방향의 모멘트를 미리 재하시켜 연속지점부의 강성을 증가시키지 않으면서도 내하력을 확보할 수 있는 연속지점부 세그먼트 및 제작방법을 제공한다.

연속지점부 세그먼트는 복수의 강재거더가 설정간격을 두고 이격 배치되어 교축방향으로 변단면을 갖는 개단면형의 박스거더, 박스거더의 강재거더 사이에 결합되며, 강재거더들의 편향 변위를 억제하는 수평브레이싱, 및 수평브레이싱을 경유하는 긴장재의 양단에 결합되어 박스거더의 일측과 타측에 각각 장착되는 정착부재를 포함한다.

박스거더는 길이방향을 따라 하부 양측에서 변단면의 경사부분을 가지며, 수평브레이싱은 박스거더의 길이방향에서 가운데에 배치되며, 정착부재는 각각의 경사부분에 결합될 수 있다.

박스거더의 하부에 합성되는 콘크리트부재를 더 포함할 수 있다.

한편, 연속지점부 세그먼트 제작방법은 복수의 강재거더가 설정간격을 두고 이격 배치되어 교축방향으로 변단면을 갖는 개단면형의 박스거더를 구비하는 단계, 박스거더의 강재거더 사이에 수평브레이싱을 결합하여 강재거더들의 편향 변위를 억제하는 단계, 및 수평브레이싱을 경유하는 긴장재의 양단에 각각 결합되는 정착부재를 박스거더의 일측과 타측에 각각 장착하여 긴장하는 단계를 포함한다.

긴장하는 단계는 박스거더에 정착부재가 장착된 상태에서 박스거더를 뒤집어 인장잭에 의해 긴장력을 도입하여 정착하는 단계, 및 긴장력이 도입된 박스거더를 다시 뒤집는 단계를 더 포함할 수 있다.

박스거더의 하부에 콘크리트부재를 합성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

연속지점부 세그먼트 및 제작방법은 긴장재를 이용하여 하중에 의해 작용하는 모멘트의 반대방향에 모멘트를 미리 재하시켜 연속지점부 세그먼트의 강성을 증가시키지 않으면서도 내하력을 확보할 수 있다.

따라서, 강재 사용량을 절감하여 경제성을 확보할 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 연속지점부 세그먼트에 가해지는 응력 분포를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 연속교에 하중이 재하될 때 정모멘트부 세그먼트(10) 사이에 결합되는 연속지점부 세그먼트(20)에는 부모멘트가 집중된다.

이러한 부모멘트에 저항하기 위해 연속지점부 세그먼트(20)는 정모멘트부 세그먼트(10)보다 형고가 높고 지점부에서 단면 형고가 가장 높은 변단면의 형태를 갖는다.

따라서, 교량 전체 형고가 연속지점부 세그먼트(20)의 형고와 같아 저형고 구현이 곤란하고 강재량도 증가되는 단점이 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연속지점부 세그먼트 구성을 측방향에서 본 부분 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연속지점부 세그먼트 구성을 정방향에서 본 부분 단면도이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연속지점부 세그먼트(200)는 박스거더(22), 수평브레이싱(30), 정착부재(50)를 포함한다.

박스거더(22)는 복수의 강재거더가 설정간격을 두고 이격 배치되어 교축방향으로 변단면을 갖는 개단면형으로 형성된다. 개단면형의 박스거더(22)는 길이방향을 따라 하부 양측에서 변단면의 경사부분을 갖는다. 박스거더(22)의 하부에는 콘크리트부재(60)가 합성된다.

수평브레이싱(30)은 박스거더(22)의 강재거더 사이에 결합되며, 강재거더들의 편향 변위를 억제하는 기능을 한다. 수평브레이싱(30)은 박스거더(22)의 길이방향에서 가운데에 배치된다.

정착부재(50)는 수평브레이싱(30)을 경유하는 긴장재(40)의 양단에 결합되어 박스거더(22)의 일측과 타측에 각각 장착된다. 정착부재(50)는 박스거더(22)에서 하부에 위치되는 각각의 경사부분에 결합된다.

참고로, 긴장재(40)는 복수의 스트랜드(strand, 피씨 강연선)로 이루어져 쉬스관에 적어도 일부분이 각각 내설되도록 구비될 수 있다. 정착부재(50)는 박스거 더(22)의 경사부분에 결합되어 박스거더(22)에 긴장력을 제공하는 가동 정착구(live anchorage)로 구성할 수 있다.

정착부재(50)는 박스거더(22)의 경사부분에 노출되므로 인장잭을 이용하여 긴장재(40)를 긴장시키는 가동지점의 기능을 한다.

본 발명의 실시예에 따른 연속지점부 세그먼트(200)는 강성을 증가시키지 않으면서도 내하력을 확보할 수 있기 때문에 강재 사용량을 절감하여 경제성을 확보할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연속지점부 세그먼트 제작과정을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 연속지점부 세그먼트(200) 제작방법을 설명한다.

일반적으로, 강박스 거더는 강재의 자중, 교량 바닥판의 자중, 방호벽, 중앙분리대 등을 포함하는 2차 고정하중 및 교통하중을 포함한 활하중까지 받는 것으로 단면설계가 이루어진다. 이러한 이유로, 강박스 거더의 하연에는 인장응력이 발생하고, 상연에는 압축응력이 발생하게 된다. 따라서, 경간장(span length)이 증가할수록 경간장의 자승에 비례하여 압축 플렌지 및 인장 플렌지의 사용량이 증가된다. 이에 따라 보강재가 증가되어야 하므로 강재사용량이 급격히 증가되어 경제성이 떨어지게 된다.

또한, 강박스 거더는 박스의 상부를 덮는 강재가 바닥판이 합성된 후에는 구조적으로 필요 없는 부재가 되기 때문에 비경제적이다. 그리고 바닥판 균열을 통한 누수는 박스거더 상면에 건조되지 않은 상태로 남아있게 되어 강재 부식을 촉진하여 유지관리에 어려움을 준다. 이에 상부를 개방한 박스거더가 적용되고 있기는 하나 경간장이 증가함에 따른 인장 플렌지의 강재 사용량 증가는 불가피하다.

또한, 연속교량 시공시에는 연속지점부 세그먼트에서 가장 큰 모멘트가 작용하여 하부 플렌지에 과도한 압축응력에 저항하기 위해서 형고 증가 또는 과다한 강재의 사용이 불가피하다.

본 발명의 실시예에 따른 연속지점부 세그먼트(200)는 박스거더(22), 수평브레이싱(30), 긴장재(40), 정착부재(50)를 포함하며, 연속지점부 세그먼트(200)에 긴장재(40)를 이용하여 하중에 의해 작용하는 모멘트의 반대방향에 모멘트를 미리 재하시켜 연속지점부 세그먼트(200)의 강성을 증가시키지 않으면서도 내하력을 확보할 수 있다.

이를 위해, 도 4의 (a)단계에서와 같이 박스거더(22)의 교축방향으로 변단면을 갖는 개단면형의 박스거더(22)를 형성하고 편향장치로 활용할 수평브레이싱(30)을 강재거더의 상부에 결합한다.

그리고 긴장재(40)를 도 4의 (b)단계에서와 같이 변단면의 경사진 부분에 정착부재(50)를 통해 정착하되 중앙부의 편향장치인 수평 브레이싱에 걸쳐 지도록 세팅한다.

긴장력 도입을 위해서는 연속지점부 세그먼트(200)를 뒤집어 인장잭에 의해 긴장력을 도입하고 정착부재(50)에 정착한다(c).

교량 가설을 위해서 다시 연속지점부 세그먼트(200)를 뒤집는다(d).

압축부 보강을 위해서 가설한 뒤에 콘크리트부재(60)를 형성한다(e).

그런데, 단순히 콘크리트부재를 합성하는 경우 연속지점부 세그먼트(200)의 강성이 커짐에 따라 작용하는 부모멘트 또한 증가하여 인장측 플렌지의 단면이 커져 전체적인 강중 저감의 효과는 미미할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 연속지점부 세그먼트(200) 제작방법은 연속지점부 세그먼트(200)에 긴장재(40)를 이용하여 하중에 의해 작용하는 모멘트의 반대방향에 모멘트를 미리 재하시켜 강성을 증가시키지 않으면서도 내하력을 확보할 수 있다. 그리고 연속지점부 세그먼트(200)의 강성을 보다 증대시키기 위해 연속지점부 세그먼트(200)의 하부에 콘크리트부재(60)를 합성하여 하연의 압축 플렌지의 강재량을 줄일 수 있다.

도 1은 연속지점부 세그먼트에 가해지는 응력 분포를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연속지점부 세그먼트 구성을 측방향에서 본 부분 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연속지점부 세그먼트 구성을 정방향에서 본 부분 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연속지점부 세그먼트 제작과정을 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 ; 정모멘트부 세그먼트 20, 200 ; 연속지점부 세그먼트

22 ; 박스거더 30 ; 수평브레이싱

40 ; 긴장재 50 ; 정착부재

60 ; 콘크리트부재

Claims (6)

1. 복수의 강재거더가 설정간격을 두고 이격 배치되어 교축방향으로 변단면을 갖는 개단면형의 박스거더;

   상기 박스거더의 강재거더 사이에 결합되며, 상기 강재거더들의 편향 변위를 억제하는 수평브레이싱, 및

   상기 수평브레이싱을 경유하는 긴장재의 양단에 결합되어 상기 박스거더의 일측과 타측에 각각 장착되는 정착부재

   를 포함하는 연속지점부 세그먼트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 박스거더는 길이방향을 따라 하부 양측에서 변단면의 경사부분을 가지며, 상기 수평브레이싱은 상기 박스거더의 길이방향에서 가운데에 배치되며, 상기 정착부재는 상기 각각의 경사부분에 결합되는 연속지점부 세그먼트.
3. 제2항에 있어서,

   상기 박스거더의 하부에 합성되는 콘크리트부재를 더 포함하는 연속지점부 세그먼트.
4. 복수의 강재거더가 설정간격을 두고 이격 배치되어 교축방향으로 변단면을 갖는 개단면형의 박스거더를 구비하는 단계;

   상기 박스거더의 강재거더 사이에 수평브레이싱을 결합하여 상기 강재거더들의 편향 변위를 억제하는 단계, 및

   상기 수평브레이싱을 경유하는 긴장재의 양단에 각각 결합되는 정착부재를 상기 박스거더의 일측과 타측에 각각 장착하여 긴장하는 단계

   를 포함하는 연속지점부 세그먼트 제작방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 긴장하는 단계는

   상기 박스거더에 상기 정착부재가 장착된 상태에서 상기 박스거더를 뒤집어 인장잭에 의해 긴장력을 도입하여 정착하는 단계, 및

   상기 긴장력이 도입된 박스거더를 다시 뒤집는 단계

   를 더 포함하는 박스거더 연속지점부 세그먼트 제작방법
6. 제5항에 있어서,

   상기 박스거더의 하부에 콘크리트부재를 합성하는 단계를 더 포함하는 연속지점부 세그먼트 제작방법.

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