KR20140105914A - 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더 및 이의 제작 방법 - Google Patents

절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더 및 이의 제작 방법 Download PDF

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KR20140105914A
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최병호
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Abstract

본 발명은 후판과, 후판의 양끝단을 절곡하여 형성된 절곡부로 구성된 U형 부재를 상하부에 배치하고 U형을 이루는 절곡부재 내부에 콘크리트를 타설하여 상부 플랜지와 하부 플랜지를 형성하여 상부 플랜지와 하부플랜지의 내하력을 보강하는 효과가 있으며 후판의 양끝단에 형성된 절곡부에 의해서 콘크리트를 감싸는 형상으로 구비되는 상부 플랜지와 하부 플랜지로 인하여 콘크리트와의 결속력이 우수하고 교량의 바닥판에서 상부 플랜지에 가해지는 수직하중에 대한 합성거더의 내하력이 향상되는 채널형 플랜지로 이루어진 합성거더에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상부 플랜지와 하부플랜지에 내하력을 보강하기위한 목적으로 기존에 콘크리트을 타설하는 과정에서 거푸집설치 작업이 필요하지 않으며 이로 인해 재료 절감 및 제작 효율을 높이는 효과가 있는 채널형 절곡부재로 이루어진 합성거더 제작 방법에 관한 것이다.

Description

절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더 및 이의 제작 방법{COMPOSITE GIRDER USING COLD FORMED CHANNEL AS FORMS METHOD OF CONTRUCTING THE SAME}
본 발명은 후판과, 후판의 양끝단을 절곡하여 형성된 절곡부로 구성된 U형 부재를 상하부에 배치하고 U형을 이루는 절곡부재 내부에 콘크리트를 타설하여 상부 플랜지와 하부 플랜지를 형성하여 상부 플랜지와 하부플랜지의 내하력을 보강하는 효과가 있으며 후판의 양끝단에 형성된 절곡부에 의해서 콘크리트를 감싸는 형상으로 구비되는 상부 플랜지와 하부 플랜지로 인하여 콘크리트와의 결속력이 우수하고 교량의 바닥판에서 상부 플랜지에 가해지는 수직하중에 대한 합성거더의 내하력이 향상되는 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상부 플랜지와 하부플랜지에 내하력을 보강하기위한 목적으로 기존에 콘크리트을 타설하는 과정에서 거푸집설치 작업이 필요하지 않으며 이로 인해 재료 절감 및 제작 효율을 높이는 효과가 있는 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더 제작 방법에 관한 것이다.
일반적으로 거더(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 일정한 간격에 따라서 세워지는 교량(3)의 하부를 지지하는 기둥(2)의 상측 바닥면에 설치된다. 이러한 거더는 교량 등과 같은 토목 구조물의 바닥판을 지지하기 위하여 이용되며 구성에 따라 콘크리트 거더와 강합성 거더가 있다.
기존의 콘크리트 거더(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 거푸집 작업을 통하여 콘크리트을 타설하고 양생하여 제작되며, 몸체의 기둥을 이루는 웨브(12)가 세로 방향으로 배치되고, 웨브(12)의 상측 일단에 상부 플랜지(11)가 일체로 형성되고, 하측 타단에 하부 플랜지(13)가 일체로 형성되는 구조로 이루어진다.
이에, 콘크리트 거더(10)는 상부 플랜지(11)에 가해지는 바닥판의 하중에 의해서 하부 플랜지(13)로 절달되는 압력 때문에 하부 플랜지(13)에서 요구되는 허용응력이 보강 되어야만 한다.
이에, 도 2와 같이 콘크리트 거더(10)는 최대 인장력에 의한 하부 플랜지(13)의 파손을 방지하기 위해서 하부 플랜지(13)의 내부에 하부 플랜지(13)의 길이방향으로 연장된 길이를 갖는 강연선(14)을 구비하여 거더의 상측에 발생하는 수직하중에 의한 거더에 작용하는 인장력에 대응하도록 하부 플랜지(13)에 압축력을 가하는 프리스트레스 작업을 한다.
그러나, 콘크리트 거더(10)는 제작과정에 먼저 거푸집 설치 작업, 콘크리트 타설작업, 콘크리트 양생작업, 거푸집 제거 작업등으로 이루어지며, 거푸집의 설치와 제거 작업등은 현재 인력이 직접 투입되어 작업의 효율이 떨어질 수 있다. 이에, 콘크리트 거더의 제작에 있어 거푸집작업으로 인한 제작기간과 제작 비용이 많이 소요된다.
강거더는 강재로 이루어진 복부판과 상부 플랜지, 하부 플랜지로 형성되며, 상기 콘크리트 거더(10)와 같이 상부 플랜지의 상측에 바닥판이 형성되고, 상기 바닥판에 의한 하중을 상부 플랜지 상측에서 받아 지지하는 구조로서, 현장 투입이 용이하며 현장조건에 따른 거더의 제작이 쉽다. 그러나, 강거더는 구조상 바닥판의 하중에 의한 압축력이 발생으로 인하여 이에 대응되는 하부 플랜지에 발생하는 인장력에 의해서 하부 플랜지에 휨 현상이 일어나거나, 하측이 파손될 수 있다.
이에, 강거더는 강재로 이루어져 휨과 비클림이 크게 발생하는 문제점이 을 해결하기 위해서 강거더의 하부 플랜지 하측에 프리스트레스를 도입할 수 있도록 콘크리트 부재를 하부 플랜지 하측에 타설하여 하부 플랜지에서 발생하는 인장력에 대한 강성을 보강하고 있는 실정이다.
도 3을 참조하여 종래의 I형 강합성 거더(20)는 강재로 이루어진 하부 플랜지(23)에 콘크리트부(24)가 둘러싸도록 합성시키고 상기 콘크리트부(24)에 강연선(25)을 이용한 압축 프리스트레스를 도입하여 강성을 증대시킴으로써 형고를 저감시킬 수 있는 교량용 거더 형식이다.
이러한 I형 강합성 거더(20)는 제작에 있어서, 상부 플랜지(21)와 하부 플랜지(23) 및 웨브판(22)은 후판을 제도하여 모양과 크기에 맞도록 후판을 절단하고 각각에 절단된 조각들은 각각의 용도에 맞도록 위치를 고정하고 각 부분에 이음부분을 용접하여 거더를 형성한다. 이때, I형 강합성 거더(20)의 제작은 후판의 절단 작업으로 인하여 낭비되는 후판의 조각들이 발생하여 재료의 이용성이 떨어지고, 공장에서 거더가 제작되어 오는 경우 현장 연결에 따른 연결성 부분에서 성능 확보가 어려운 문제가 발생할 수 있다.
또한, I형 강합성 거더(20)는 공장에서 강재를 분절하여 제작하고, 현장에서 I형 강재를 용접하여 연결한 후, 하부에 거푸집을 설치하여 콘크리트를 합성시키고 프리스트레스를 도입하여 제작하는 방법도 사용되고 있으나, 이 작업은 현장 작업장 확보가 어렵고, 거푸집 작업으로 인한 제작기간이 연장되는 불가피한 문제가 발생된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 합성거더에 있어서 거푸집 설치 없이 콘크리트 타설작업이 이루질 수 있도록 후판을 절곡시켜 제작된 두 개의 절곡부재를 이용하여 상하 플랜지를 구성하고 절곡된 U형 절곡부재를 이용하여 상하 플랜지 내부에 콘크리트부재를 형성하여 내하력을 보강할 수 있는 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더와, 콘크리트 부재를 상하 플랜지에 형성하여 내하력을 보강하는 작업을 거푸집 작업없이 수행하여 합성거더의 제작에 있어서 제작비용의 절감과 제작기간의 단축 효과를 가져오는 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더의 제작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더는 소정의 길이를 갖는 제 1후판(111)과 상기 제 1후판(111)의 양끝단이 수직으로 절곡되어 형성되는 제 1절곡부(112)를 포함하는 제 1절곡부재(110)를 형성하고, 상기 제 1후판(111)의 평면부와 양끝단의 제 1절곡부(112)가 이루는 제 1공간부(113)에 제 1콘크리트부재(120)를 타설하여 형성되는 상부 플랜지(100);
상기 제 1후판(111)의 하측에 평행하게 이격 배치되는 제 2후판(211)과 상기 제 2후판(211)의 양끝단이 수직으로 절곡되어 형성되는 제 2절곡부(212)를 포함하는 제 2절곡부재(210)를 형성하고, 상기 제 2후판(211)의 평면부와 양끝단의 제 2절곡부(212)가 이루는 제 2공간부(213)에 제 2콘크리트부재(220)를 타설하여 형성되는 하부 플랜지(200);
상기 상부 플랜지(100)와 상기 하부 플랜지(200) 사이에 수직으로 배치되며, 일단이 상기 제 1후판(111)의 하측면에 수직으로 접합되고 타단이 상기 제 2후판(211)의 상측면에 접합되어 상기 상부 플랜지(100)와 상기 하부 플랜지(200)를 지지하는 웨브판(300); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 1절곡부재(100), 상기 2절곡부재(200) 및 상기 웨브판(300)은 20mm이상의 두께를 갖는 후판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 상부 플랜지(100)의 제 1공간부(113)에는 상기 제 1절곡부재(110)의 길이방향으로 쉬스관(a)이 구비되고, 상기 쉬스관(a)의 내부에는 상기 제 1절곡부재(110)의 길이방향 양끝면에 일부가 노출되는 강연선(b)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부 플랜지(200)의 제 2공간부(213)에는 상기 제 2절곡부재(210)의 길이방향으로 쉬스관(a)이 구비되고, 상기 쉬스관(a)의 내부에는 상기 제 2절곡부재(210)의 길이방향 양끝면에 일부가 노출되는 강연선(b)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 쉬스관(a)은 다수개의 고정부재(c)에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 고정부재(c)는 다수개의 관통홀이 형성된 판재로 구성되고, 다수개의 쉬스관(a)이 관통홀에 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 한다.
절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더의 제작방법은 소정의 길이를 갖는 제 1후판(111)의 양끝단을 수직으로 절곡하여 제 1절곡부(112)를 갖는 제 1절곡부재(110)를 준비하고, 소정의 길이를 갖는 제 2후판(211)의 양끝단을 수직으로 절곡하여 제 2절곡부(212)를 갖는 제 2절곡부재(210)를 준비하는 단계(S10);
상기 제 1후판(111)의 하측면에 상기 웨브판(300)의 일단을 접합하고, 상기 제 2후판(211)의 상측면에 상기 웨브판(300)의 타단을 접합하여, 제 1절곡부재(110)와 제 2절곡부재(210)를 고정하고 지지하는 웨브판(300)을 설치하는 단계(S20);
상기 제 1후판(111)의 평면부와 양끝단의 제 1절곡부(112)가 이루는 제 1공간부(113)에 제 1콘크리트부재(120)를 타설하고, 상기 제 2후판(211)의 평면부와 양끝단의 제 2절곡부(212)가 이루는 제 2공간부(213)에 제 2콘크리트부재(220)를 타설하는 단계(S50); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더의 제작방법은 상기 제 1콘크리트부재(120) 및 제 2콘크리트부재(220)를 타설하는 단계(S50) 이전에, 프리플렉스 하중을 가하는 단계(S30); 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더의 제작방법은 상기 제 1콘크리트부재(120) 및 제 2콘크리트부재(220)를 타설하는 단계(S50) 이전에, 다수의 강연선(b)을 내부에 구비한 다수의 쉬스관(a)을 상기 제 1공간부(113)와 상기 제 2공간부(213)에 배치하는 단계(S40); 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 쉬스관(a)은 상기 제 1공간부(113)와 상기 제 2공간부(213)에 에 길이방향으로 일정한 간격을 두고 형성된 다수의 고정부재(c)에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더는 별도의 거푸집 설치 없이 콘크리트 타설작업이 이루질 수 있도록 후판을 절곡시켜 제작된 두 개의 절곡부재를 이용하여 상하 플랜지를 구성하고 절곡된 U형 절곡부재를 이용하여 상하 플랜지 내부에 콘크리트부재를 형성하여 내하력을 보강할 수 있는 장점이 있다.
또한, 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더의 제작 방법은 콘크리트 부재를 상하 플랜지에 형성하여 내하력을 보강하는 작업을 거푸집 작업없이 수행하여 합성거더의 제작에 있어서 제작비용의 절감과 제작기간의 단축을 가져오는 장점이 있다.
또한, 상기 상부 플랜지와 상기 하부 플랜지는 단순한 절곡작업으로 내부에 콘크리트 타설하여 제작되어 단순한 제작 과정으로 인하여 공장에서 제작이 용이하며 그로인해 제품의 품질과 현장 운송의 용이성이 우수하다는 장점이 있다.
이에, 상기 절곡부재는 상기 상하 플랜지의 내하력을 보강하는 콘크리트부재가 상기 절곡부재의 U자 형 내부 공간에 형성되어 상기 절곡부재가 상기 콘크리트부재를 감싸는 형태로 형성되어 상기 절곡부재와 상기 콘크리트부재의 일체성이 향상되며, 상기 콘크리트부재가 안정적인 결합구조로 이루어져 상기 콘크리트부재의 내구성이 향상되는 장점이 있다.
또한, 상기 절곡부재는 상기 상하 플랜지 제작시에 사용 강재량이 줄어들고 용접량이 크게 감소하며 연결부가 단순하여 재고관리 및 시공에 있어서 효율적이며, 전반적인 비용이 저감되는 장점이 있다.
또한, 전체적인 외관이 단순해지고 형고가 낮아져 미관이 향상되는 장점이 있다.
도 1은 교량에 결합되어 있는 거더를 나타낸 정면도
도 2는 종래의 콘크리트 거더를 나타낸 정면도.
도 3은 또 다른 종래의 I형 강합성 거더를 나타낸 정면도.
도 4는 본 발명의 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더를 나타낸 분해사시도.
도 6은 본 발명의 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더를 나타낸 정면도.
도 7은 본 발명에서 쉬스관과 강연선이 설치된 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더를 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명에서 쉬스관과 강연선이 설치된 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더를 나타낸 분해사시도.
도 9는 본 발명에서 쉬스관과 강연선이 설치된 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더를 나타낸 정면도.
도 10은 본 발명에서 고정부재가 설치된 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더를 나타낸 사시도.
도 11은 본 발명의 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더를 제작방법에 대한 제작도.
도 12는 실시예로 본 발명의 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더를 제작방법에서 프리플렉스를 적용시켜 제작하는 제작과정을 나타낸 정면도.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
그런나 첨부된 도면은 본 고안의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 한정되는 것은 아니다.
도 4를 참조하여, 본 발명은 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더(1000)에 관한 것으로 더욱 상세하게는 소정의 길이를 갖는 후판의 양끝단을 절곡하여 U형 절곡부재를 제작하여 거더의 상하 플랜지를 구성하고, 상하 플랜지 내부에 거푸집 작업 없이 콘크리트 부재로 타설하여 합성단면을 형성할 수 있는 합성거더에 대한 것이다.
도 4와 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더(1000)는 상부 플랜지(100)와 하부 플랜지(200) 및 웨브판(300)으로 이루어진 단순한 I형 빔 구조로 형성된다.
상기 상부 플랜지(100)는 제 1절곡부재(110)와 제 1콘크리트부재로 이루어졌으며, 상기 제 1절곡부재는 소정의 길이를 갖는 제 1후판(111)과, 상기 제 1후판(112)의 양끝단에 상기 제 1후판의 상측면에 수직으로 절곡 형성된 각각의 제 1절곡부(112)와, 상기 제 1후판(111)의 상측면과 상기 후판(111)의 양끝단에 형성된 각각의 상기 제 1절곡부(112)들이 이루는 U형 내부 공간에 형성된 제 1공간부(113)로 구성되어 전체적인 모양이 "U"자 형을 이루어 상기 상부 플랜지(100)의 외형을 구성하며, 상기 제 1콘크리트부재(120)는 상기 제 1절곡부재(110)의 내부에 형성된 상기 제 1공간부(113)에 타설되어 상기 상부 플랜지의 내부 공간을 형성된다.
이에, 상기 제 1절곡부재는 상기 상부 플랜지(100)의 내하력을 보강하는 상기 제 1콘크리트부재(120)가 U자 형의 내부 공간에 형성되어 상기 제 1절곡부재(110)가 상기 제 1콘크리트부재(120)를 감싸는 형태로 형성되어 상기 제 1절곡부재(110)와 상기 제 1콘크리트부재(120)의 일체성이 향상되며, 상기 제 1콘크리트부재(120)가 결합구조로 안정적인 이루어져 상기 제 1콘크리트부재(120)의 내구성이 향상된다.
상기 하부 플랜지(200)는 제 2절곡부재(210)와 제 2콘크리트부재(220)로 이루어졌으며, 상기 제 2절곡부재(210)는 상기 제 1절곡부재(110)의 하측에 상기 제 1후판과 평행하게 이격 배치되고 소정의 길이를 갖는 제 2후판(211)과, 상기 제 2후판(212)의 양끝단에 상기 제 2후판의 상측면에 수직으로 절곡 형성된 각각의 제 2절곡부(212)와, 상기 제 2후판(211)의 상측면과 상기 후판(211)의 양끝단에 형성된 각각의 상기 제 2절곡부(212)들이 이루는 U형 내부 공간에 형성된 제 2공간부(213)로 구성되어 전체적인 모양이 "U"자 형을 이루어 상기 하부 플랜지(200)의 외형을 구성하며, 상기 제 2콘크리트부재(120)는 상기 제 2절곡부재(210)의 내부에 형성된 상기 제 2공간부(213)에 타설되어 상기 상부 플랜지의 내부 공간을 형성된다.
이에, 상기 제 2절곡부재는 상기 하부 플랜지(100)의 내하력을 보강하는 상기 제 1콘크리트부재(120)가 U자 형의 내부 공간에 형성되어 상기 제 2절곡부재(210)가 상기 제 2콘크리트부재(220)를 감싸는 형태로 형성되어 상기 제 2절곡부재(210)와 상기 제 2콘크리트부재(220)의 일체성이 향상되며, 상기 제 2콘크리트부재(220)가 결합구조로 안정적인 이루어져 상기 제 2콘크리트부재(220)의 내구성이 향상된다.
또한, 상기 상부 플랜지(100)와 상기 하부 플랜지(200)는 단순한 절곡작업으로 내부에 콘크리트 타설하여 제작되어 단순한 제작 과정으로 인하여 공장에서 제작이 용이하며 그로인해 제품의 품질과 현장 운송의 용이성이 우수하다.
상기 웨브판(300)은 후판으로 이루어져 상기 상부 플랜지(100)와 상기 하부 플랜지(200) 사이에 수직하게 구비되며, 일단이 상기 제 1후판(111)의 하측면에 수직으로 접합되고 타단이 상기 제 2후판(211)의 상측면에 접합되어 상기 상부 플랜지(100)와 상기 하부 플랜지(200)를 지지하는 역할을 한다.
이에 상기 웨브판(300)은 상부 플랜지(100)와 하부 플랜지(200)를 고정하고 지지하는 중요한 합성거더의 구성요소로서, 합성거더에 가해지는 수직하중에 내하력을 증가시키도록 하기 위해서 하나 이상이 배치될 수 있으며, 합성거더의 형고를 결정하는 중요한 구성요소로서 상기 웨프판(300)은 단순한 후판으로 이루어져 상부 플랜지(100)와 하부 플랜지(200)에 결합되는 과정에서 형고의 낮게 형성하여 교량의 안정성을 확보하는 효과를 가져올 수 있으며, 현장조건에 적합한 형고를 형성할 수 있다.
그리고, 상기 1절곡부재 및 상기 2절곡부재와 상기 웨브판(300)은 20mm이상의 두께를 갖는 후판으로 이루어진다.
이에, 상기 웨브판(300)은 상하 플랜지를 지지하는 구조로 형성되어 합성거더의 안전성을 확보하기 위해서 상기 제 1절곡부재와 상기 제 2절곡부재의 후판 두께보다 두꺼운 두께를 갖는 후판으로 이루어질 수 있다.
그리고, 도 7과 도 8 및 도 9를 참조하여, 상기 상부 플랜지(100)는 상기 제 1공간부(113)에 상기 제 1절곡부재(110)의 길이방향으로 연장된 길이로 구비되는 쉬스관(a)과, 상기 쉬스관(a)에 삽입되며 상기 제 1절곡부재(110)의 길이방향으로 연장된 길이를 갖고 상기 제 1절곡부재(110)의 길이방향 양끝면에 일부가 노출되는 강연선(b)이 구비된다.
또한, 상기 상부 플랜지(100)는 상기 제 1공간부(113)에 상기 강연선이 구비된 상기 쉬스관을 설치한 후에 상기 제 1콘크리트부재를 타설하여 제 1콘크리부재(120)를 양생한다.
이에, 상기 상부 플랜지(100)는 상기 강연선(b)을 이용하여 상기 제 1콘크리트부재(120) 내에 응력을 줌으로써 교량의 수직하중에 의한 외력의 내하력을 보강한다.
이에, 상기 강연선(b)은 제 1콘크리트부재(120)가 교량의 수직하중으로 인하여 인장변형력을 받아 균열이 발생하는 경우 이를 방지하기 위하여 상기 제 1콘크리트부재(120)에 강한 압축변형력을 부여하여 상기 제 1콘크리트부재(120) 내부에 인장변형력이 발생시 미리 상기 강연선(b)에 의해서 가해진 압축변형력에 의해 인장변형력이 소거되어 실직적으로 상기 제 1콘크리트부재(120)에 큰 인장변형력을 받지 않도록 하여 상기 제 1콘크리트부재(120)의 균열을 방지할 수 있다.
또한, 도 7과 도 8 및 도 9를 참조하여, 상기 하부 플랜지(200)는 상기 제 2공간부(213)에 상기 제 2절곡부재(210)의 길이방향으로 연장된 길이로 구비되는 쉬스관(a)과, 상기 쉬스관(a)에 삽입되며 상기 제 2절곡부재(210)의 길이방향으로 연장된 길이를 갖고 상기 제 2절곡부재(210)의 길이방향 양끝면에 일부가 노출되는 강연선(b)이 구비된다.
이에, 상기 하부 플랜지(200)는 상기 강연선(b)을 이용하여 상기 제 2콘크리트부재(220) 내에 응력을 줌으로써 교량의 수직하중에 의한 외력의 내하력을 보강한다.
이에, 도 13를 참조하여, 상기 강연선(b)은 제 2콘크리트부재(220)가 교량의 수직하중으로 인하여 인장변형력을 받아 균열이 발생하는 경우 이를 방지하기 위하여 상기 제 2콘크리트부재(220)에 강한 압축변형력을 부여하여 상기 제 2콘크리트부재(220) 내부에 인장변형력이 발생시 미리 상기 강연선(b)에 의해서 가해진 압축변형력에 의해 인장변형력이 소거되어 실직적으로 상기 제 2콘크리트부재(220)에 큰 인장변형력을 받지 않도록 하여 상기 제 2콘크리트부재(220)의 균열을 방지는 프리스트레스 효과가 있다.
그리고, 도 10을 참조하여 상기 상부 플랜지(100)와 상기 하부 플랜지(200)는 상기 제 1절곡부재(110)와 상기 제 2절곡부재(210)에 형성된 상기 제 1공간부(113)와 상기 제 2공간부(213)에 상기 쉬스관(a)이 고정되도록 하는 다수개의 고정부재(c)가 구비된다
또한, 상기 고정부재(c)는 판재로 구성되어 상기 고정부재(c)에 병렬로 다수개의 상기 쉬스관(a)이 삽입되도록 상기 고정부재(c)의 일측면에 병렬로 형성되는 다수개의 관통홀이 형성된다.
이에, 상기 상부 플랜지(100)와 상기 하부 플랜지(200)는 상기 다수의 고정부재가 설치된 후에 상기 쉬스관을 설치하고 , 상기 제 1콘크리트부재와 상기 제 2콘크리트 부재를 타설한다.
그리고, 상기 다수개의 고정부재(c)는 상기 제 1공간부(113)와 상기 제 2공간부(213)에 상기 쉬스관을 고정되도록 하여 상기 제 1콘크리트부재와 상기 제 2콘크리트 부재가 타설한 후에 상기 쉬스관들의 위치 변화가 없도록 하여 합성거더 제작 후 가해지는 프리스트레스 작업의 효과를 증가할 수 있다.
이하, 도 11를 참조하여, 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더의 제작방법은,
소정의 길이를 갖는 제 1후판(111)의 양끝단을 수직으로 절곡하여 제 1절곡부(112)를 갖는 제 1절곡부재(110)를 준비하고, 소정의 길이를 갖는 제 2후판(211)의 양끝단을 수직으로 절곡하여 제 2절곡부(212)를 갖는 제 2절곡부재(210)를 준비하는 단계(S10);
상기 제 1후판(111)의 하측면에 상기 웨브판(300)의 일단을 접합하고, 상기 제 2후판(211)의 상측면에 상기 웨브판(300)의 타단을 접합하여, 제 1절곡부재(110)와 제 2절곡부재(210)를 고정하고 지지하는 웨브판(300)을 설치하는 단계(S20);
상기 제 1후판(111)의 평면부와 양끝단의 제 1절곡부(112)가 이루는 제 1공간부(113)에 제 1콘크리트부재(120)를 타설하고, 상기 제 2후판(211)의 평면부와 양끝단의 제 2절곡부(212)가 이루는 제 2공간부(213)에 제 2콘크리트부재(220)를 타설하는 단계(S50); 를 포함한다.
또한, 도 12를 참조하여, 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더의 제작방법은 상기 제 1콘크리트부재(120) 및 제 2콘크리트부재(220)를 타설하는 단계(S50) 이전에, 프리플렉스 하중을 가하는 단계(S30)를 더 포함한다.
또한, 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더의 제작방법은상기 제 1콘크리트부재(120) 및 제 2콘크리트부재(220)를 타설하는 단계(S50) 이전에, 다수의 강연선(b)을 내부에 구비한 다수의 쉬스관(a)을 상기 제 1공간부(113)와 상기 제 2공간부(213)에 배치하는 단계(S40)를 더 포함한다.
그리고, 상기 상부 플랜지(100)와 상기 하부 플랜지(200)는 상기 제 1공간부(113)와 상기 제 2공간부(213)에 쉬스관(a)이 고정되도록 다수의 고정부재(c)를 상기 제 1절곡부재(110) 및 상기 제 2절곡부재(210)의 길이방향으로 일정한 간격을 두고 설치한다.
이에, 상기 다수의 쉬스관(a)은 상기 제 1공간부(113)와 상기 제 2공간부(213)에 에 길이방향으로 일정한 간격을 두고 형성된 다수의 고정부재(c)에 의해 고정된다.
결과적으로, 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더의 제작방법은 후판의 양끝단을 절곡하여 용접작업 없이 단순한 절곡공장만으로 제작된 절곡부재를 이용하여 상하 플랜지를 구성하는 합성거더 제작 방법으로 공장이나 현장에서 제작이 용이하며, 합성거더제작시 사용되는 거푸집을 사용하지 않고 절곡부의 형태를 이용하여 플랜지 내부에 콘크리트를 타설할 수 있어 합성거더 제작시 재료 절감 효과와 재료 절감으로 인한 제작비 절감 효과가 있으며, 단순 작업으로 인한 제작으로 제작 효율성을 높일 수 있다.
또한, 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더의 제작방법은 콘크리트 내부에 강연선이 설치되어 교량의 바닥판에 의해 가해지는 수직하중 때문에 발생되는 콘크리트 내부의 응력이 강연선에 의한 프리스트레스 작업을 통하여 상쇄되어 콘크리트의 균열을 방지할 수 있다.
이에, 절곡부재를 거푸집으로 겸용하는 합성거더의 제작방법은 제작공정 과정에서 프리플렉스 공정과 강연선을 통한 프리스트레스 작업을 더 포함하여 상기 거더 모듈을 교량에 시공할 시 거더의 높이가 낮음에 비해 휨 강성과 비틀림 강성이 모두 좋으며, 거더의 변형성이 낮은 효과가 있다.
1 : 거더 2 : 기둥 3 : 교량
10 : 콘크리트 거더
11 : 상부 플랜지 12 : 웨브
13 : 하부 플랜지 14 : 강연선
20 : I형 강합성 거더
21 : 상부 플랜지 22 : 웨브판
23 : 하부 플랜지 24 : 콘크리트부
25 : 강연선
1000 : (본 발명에 따른) 채널형 절곡부재로 이루어진 합성거더
100 : 상부 플랜지
110 : 제 1절곡부재
111 : 제 1후판 112 : 제 1절곡부 113 : 제 1공간부
120 : 제 1콘크리트부재
200 : 하부 플랜지
210 : 제 2절곡부재
211 : 제 2후판 212 : 제 2절곡부 213 : 제 2공간부
220 : 제 2콘크리트부재
300 : 웨브판
310 : 제 1판 320 : 제 2판 330 : 연결판
a : 쉬스관 b : 강연선 c : 고정부재

Claims (10)

  1. 소정의 길이를 갖는 제 1후판(111)과 상기 제 1후판(111)의 양끝단이 수직으로 절곡되어 형성되는 제 1절곡부(112)를 포함하는 제 1절곡부재(110)를 형성하고, 상기 제 1후판(111)의 평면부와 양끝단의 제 1절곡부(112)가 이루는 제 1공간부(113)에 제 1콘크리트부재(120)를 타설하여 형성되는 상부 플랜지(100);
    상기 제 1후판(111)의 하측에 평행하게 이격 배치되는 제 2후판(211)과 상기 제 2후판(211)의 양끝단이 수직으로 절곡되어 형성되는 제 2절곡부(212)를 포함하는 제 2절곡부재(210)를 형성하고, 상기 제 2후판(211)의 평면부와 양끝단의 제 2절곡부(212)가 이루는 제 2공간부(213)에 제 2콘크리트부재(220)를 타설하여 형성되는 하부 플랜지(200);
    상기 상부 플랜지(100)와 상기 하부 플랜지(200) 사이에 수직으로 배치되며, 일단이 상기 제 1후판(111)의 하측면에 수직으로 접합되고 타단이 상기 제 2후판(211)의 상측면에 접합되어 상기 상부 플랜지(100)와 상기 하부 플랜지(200)를 지지하는 웨브판(300); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성거더.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 1절곡부재(100), 상기 2절곡부재(200) 및 상기 웨브판(300)은 20mm이상의 두께를 갖는 후판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 합성거더.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 상부 플랜지(100)의 제 1공간부(113)에는 상기 제 1절곡부재(110)의 길이방향으로 쉬스관(a)이 구비되고, 상기 쉬스관(a)의 내부에는 상기 제 1절곡부재(110)의 길이방향 양끝면에 일부가 노출되는 강연선(b)이 구비되는 것을 특징으로 하는 합성거더.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 플랜지(200)의 제 2공간부(213)에는 상기 제 2절곡부재(210)의 길이방향으로 쉬스관(a)이 구비되고, 상기 쉬스관(a)의 내부에는 상기 제 2절곡부재(210)의 길이방향 양끝면에 일부가 노출되는 강연선(b)이 구비되는 것을 특징으로 하는 합성거더.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 쉬스관(a)은 다수개의 고정부재(c)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 합성거더.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 고정부재(c)는 다수개의 관통홀이 형성된 판재로 구성되고, 다수개의 쉬스관(a)이 관통홀에 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 합성거더.
  7. 소정의 길이를 갖는 제 1후판(111)의 양끝단을 수직으로 절곡하여 제 1절곡부(112)를 갖는 제 1절곡부재(110)를 준비하고, 소정의 길이를 갖는 제 2후판(211)의 양끝단을 수직으로 절곡하여 제 2절곡부(212)를 갖는 제 2절곡부재(210)를 준비하는 단계(S10);
    상기 제 1후판(111)의 하측면에 상기 웨브판(300)의 일단을 접합하고, 상기 제 2후판(211)의 상측면에 상기 웨브판(300)의 타단을 접합하여, 제 1절곡부재(110)와 제 2절곡부재(210)를 고정하고 지지하는 웨브판(300)을 설치하는 단계(S20);
    상기 제 1후판(111)의 평면부와 양끝단의 제 1절곡부(112)가 이루는 제 1공간부(113)에 제 1콘크리트부재(120)를 타설하고, 상기 제 2후판(211)의 평면부와 양끝단의 제 2절곡부(212)가 이루는 제 2공간부(213)에 제 2콘크리트부재(220)를 타설하는 단계(S50); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성거더 제작방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1콘크리트부재(120) 및 제 2콘크리트부재(220)를 타설하는 단계(S50) 이전에,
    프리플렉스 하중을 가하는 단계(S30);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성거더 제작방법.
  9. 제 7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제 1콘크리트부재(120) 및 제 2콘크리트부재(220)를 타설하는 단계(S50) 이전에,
    다수의 강연선(b)을 내부에 구비한 다수의 쉬스관(a)을 상기 제 1공간부(113)와 상기 제 2공간부(213)에 배치하는 단계(S40);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널형 절곡부재로 이루어진 합성거더 제작방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 다수의 쉬스관(a)은 상기 제 1공간부(113)와 상기 제 2공간부(213)에 에 길이방향으로 일정한 간격을 두고 형성된 다수의 고정부재(c)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 합성거더 제작방법.
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KR101656492B1 (ko) * 2015-05-11 2016-09-09 한밭대학교 산학협력단 다단계 프리스트레싱 합성거더 및 이의 제작 방법

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