KR20200034655A - 복합 u 자형 강화된 거더 교량 데크의 건설을 위한 시스템 및 이의 방법. - Google Patents

복합 u 자형 강화된 거더 교량 데크의 건설을 위한 시스템 및 이의 방법. Download PDF

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Abstract

복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 건설 시스템 및 이의 방법이 기재된다. 이 시스템은 메인 거더의 하부 플랜지 및 메인 거더, 웨브 및 크로스 거더 위에 데크 슬래브 위의 콘크리트 플랜지를 포함하는 U 자형 RCC 거더 위에 연결된 복수의 크로스 거더의 비대칭적인 상부 플랜지로 복수의 강철 메인 거더로 구성한다. 철도/도로에 대해 검사 통로(Inspection path)/충돌 장벽을 제공하였다. 시스템은 3개 이하 트랙(Tracks)/4개 레인 로드(lane Road)를 채택할 수 있다. 주조 인 시투 건설에서, 메인 거더는 지지체 위에 놓인다. 크로스 거더가 연결되고 콘크리트되어 있다. 프리캐스트 건설에서, 상부 슬래브가 있는 메인 거더는 프리캐스트되고 지지에 위에 놓인다. 프리캐스트 슬래브가 있는 두 개 이상 크로스 거더는 메인 거더의 웨브에 연결된다. 콘크리트 웨브 부분은 인 시투 주조된다.

Description

복합 U 자형 강화된 거더 교량 데크의 건설을 위한 시스템 및 이의 방법.
본 발명은 교량 공학 분야에 관한 것으로, 특히 경제적이며 신속한 건설을 위한 강철 콘크리트 복합 교량 데크에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 철로, 지하철 및 고속도로 교량에 사용하기 위한 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크(girders bridge deck)의 건설 시스템 및 건설 방법에 관한 것이다.
도로 교량의 복합 건설에서, 메인 거더(main girder)는 교통 방향을 따라 약 2.5 m의 간격으로 놓고 데크 너비(deck width)를 덮는다. 각 거더는 그 정렬을 통과하는 동하중(live load)을 받도록 디자인되었다. 건설 깊이(Construction depth)는 교량의 디자인 및 접근 비용에 중요한 역할을 한다. 건설의 깊이(도로 수준의 상부에서 거더의 하부)는 24 m 내지 45 m의 스팬(span)에서 2 m 내지 3.5m이다. 하프 스루 강철 거더(Half through steel girders)는 건설되어 관성 모먼트가 더 작기 때문에 더 짧은 스팬(span)에 적용할 수 있다.
다중 거더 시스템(multi girder system)에서, 각 거더는 그 스트립(strip)에서의 하중을 받도록 디자인된다. 건설의 깊이(메인 거더의 하부에서 도로 수준까지)가 높다. 사용된 강철의 무게가 크다. 브레이싱(Bracing) 및 다이어프램(diaphragm) 배열로 인해 무게가 추가되고 건설 시간은 증가된다. 건설은 인 시투(in situ)로 이루어진다. 트레슬 빔(Trestle beams) 및 다중 컬럼(multiple columns)은 데크를 지지하는데 필요하다. 정교한 거푸집 공사(formworks)가 필요하다. 교차점(crossing)은 간섭하는 교통을 차단하는데 필요하며, 빠른 트랙 건설에는 적합하지 않다. 사다리 데크 시스템 강철 사용량은 적지만, 건설의 깊이가 더 커서, 접근 비용이 증가한다. 더 많은 지역이 노출되면 비와 풍화 작용 제제(weathering agents)에 취약하다. 하프 스루 강철 건설(Half through steel construction)은 메인 거더 강철 특성(main girder steel property) 단독으로 사용된다. 더 큰 거더의 깊이 및 강철이 필요한데, 이는 짧은 스팬의 경우에는 채택할 수 있다. 더 많은 지역이 노출되면 비와 풍화 작용 제제에 취약하다. PSC U자 거더는 단일 레인 철도 교량에만 사용된다. 주조(casting)는 정교한 형태 작업을 필요로 하는 현장에서 이루어지며, 18m 이하의 짧은 스팬에 대하여 건설되며 다중 레인 로드/철도 교량에는 적합하지 않다.
약 2.5m 거더 간격으로 교량 위에 다중 거더 복합 거더 로드가 건설된다. 트윈 거더 사다리 데크(twin girder ladder deck)는 상부 플랜지 수준에서 크로스 거더로 건설된다. 하프 스루 강철 거더(half through steel girder)의 건설은 메인 거더 강철 특성 단독으로 사용된다. U 자형 PSC 거더는 짧은 스팬을 위한 단일 레인 철도 교량(single lane Railway bridge)에 대해 건설된다. U 자형 RCC 거더 및 강철 거더 복합 교량은 Chennai 근처의 Loco Works Railway station에서 대칭적 단면(symmetrical section) 플랫 하부 및 상부 크로스 거더의 메인 I 거더가 있는 단일 레인 로드를 위해 건설되었다. U자 거더의 웨브(web)는 메인 거더의 대칭적 플랜지로 인해 파손된다. 콘크리트의 상부 플랜지 너비는 동일하지 않으며, 메인 거더의 복합 특성이 완전하게 사용되지 않는다.
선행기술 중 하나인 KR1016546657에 측면빔(side beam)과 슬래브 세그먼트(slab segments)를 사용하는 교량 건설 방법이 기재되어 있다. 하로교(through bridge)는하부기초를 형성하는 종방향으로 서로 이격 형성된 양 교대 단위(abutment units) 상면에 하부 저면이 지지되도록 설치되며, 횡방향으로 서로 이격 형성된 두 개 이상의 측면 빔(side beam); 상기 측면빔 상면에 직접적으로 지지된 양 단부 플랜지(end flange); 및 양 단부 플랜지 사이에 형성된 U-자형 바닥판 단위(U-shaped floor board unit)를 포함하는 U-자형 슬래브 세그먼트(U-shaped slab segment)를 포함하며, U-자형 바닥판 단위가 양 측면빔 상면에 직접 지지되는 양 단부 플랜지와 접촉할 때, 상기 U-자형 바닥판 단위는 서로 인접한 양 측면빔의 내측면과 접촉하고 양 측면빔의 내측을 횡방향으로 지지한다. 상기 발명의 결점으로는, 교대(abutment) 및 데크 너비 위에 지지되는 메인 거더 사이의 슬래브 스팬이 적어서 다중 레인 도로/철로 및 더 긴 스팬에 적합하지 않다. 메인 거더를 지지하는 교대 및 정교한 거푸집 공사 준비로 인해 기존의 교통이 방해된다.
다른 선행기술 KR101476290는 콘크리트층(12), 및 상기 콘크리트층(12) 내부에 종방향으로 설치된 다수의 PS 강철 재료(11)를 포함하는 하부플랜지(10); 상기 하부플랜지(10)의 양측에 각각 결합된 한쌍의 복합 부품(2)으로서, 상기 복합 부품 사이의 간격에 있어서 상부 간격이 하부 간격보다 넓게 설치된 한 쌍의 복합 부품(20); 및 상기 한 쌍의 복합 부품(20)의 상부 측에 각각 결합되고 콘크리트로 형성된 한 쌍의 상부 플랜지(30)를 포함하는 복합 PSC 파형(corrugated) 강철 플레이트 U 거더를 기재하고 있는데, 상기 복합 부품(20)은, 파형 강철 플래이트(corrugated steel plate, 24), 상기 파형 강철 플레이트(24)의 하부와 상기 하부 플랜지(10)의 콘크리트(12)를 결합하도록 구성된 하부 결합 부재(lower coupling members, 22), 및 상기 파형 강철 플레이트(24)의 상부와 상기 상부 플랜지(30)의 콘크리트를 결합하도록 구성된 상부 결합 부재(upper coupling members, 26)를 포함한다. 상기 발명의 파형 플레이트는 웨브에 독립적인 한 쌍의 복합 부품을 형성하며, 더 넓은/다중-레인 로드/철도 교량에 적합하지 않다.
또 다른 선행기술 KR100881921 “개구형 강철 복합 Ｕ자 거더 건설방법(Opening steel composite U girder construction method)”은 부분적인 프리-스트레스(partial pre stressing)를 갖는 상부 플랜지 양성 모먼트 부위 및 음성 모먼트 부위에 고강도 콘크리트를 갖는 사다리꼴 형태의 개구형 강철 거더를 기재한다.
상기 내용에서 이전의 건설 방법들을 살펴보았는데, 이들 방법들은 다중 레인 로드/철로 및 교통 방해에 적절하지 않다는 것을 이해할 수 있다. 두 개 거더는 다중 거더 대신에 하중 및 힘을 수용할 수 있다. 강철 거더 교량이 있는 U 자형 RCC 거더는 하부 수준에서 크로스 거더 배열로 건설되고 있다. 더 긴 스팬에 적절하며 메인/크로스 거더의 스팬의 중심에서 처짐(deflection) 및 모먼트(moment) 실질적인 감소를 야기하도록 U 자형 RCC 거더, 메인 거더 및 크로스 거더의 복합 상호 작용을 통해 새로운 힘 전달 시스템을 제공함으로써 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 교량 데크의 건설이 필요하다.
따라서, 본 발명의 주요 목적은 복합 U자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 건설 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
1. 본 발명의 주요 목적은 그리드 패턴(grid pattern)으로 강철 메인 거더(steel main girder) 및 크로스 거더(cross girder) 위에 U 자형 RCC 거더를 제공하는 것이다.
2. 본 발명의 다른 목적은 상부 플랜지 위에 U자 슬래브(U slab)를 얻기 위해 메인 거더 상부 플랜지(main girder top flange)를 비-대칭적으로 확실하게 유지하는 것이다.
3. 본 발명의 또 다른 목적은 메인 거더의 하부 플랜지 위로 5 cm에 위치한 크로스 거더, 및 메인 거더의 하부 플랜지 위에 위치하고 하중을 베어링(bearing)으로 양호하게 전달하기 위해 메인 거더의 플랜지 및 웨브에 연결된 말단 거더(end girder)를 제공하는 것이다.
4. 본 발명의 또 다른 목적은 메인 거더의 하부 플렌지와 일치하도록 하부 플랜지가 구부려진 크로스 거더를 제공하는 것이다.
5. 본 발명의 또 다른 목적은 상부 플랜지가 구부러져 캐리지 방식(carriage way)으로 캠버(camber)를 제공하는 크로스 거더를 제공하는 것이다.
6. 본 발명의 다른 목적은 더 긴 스팬에 적절하게 만든 메인 거더에서 스팬의 중심에서 처짐 및 모먼트의 실질적인 감소를 야기하는 U 자형 RCC 거더 및 메인 거더의 복합 상호 작용을 갖는 새로운 힘 전달 시스템을 제공하는 것이다.
7. 본 발명의 또 다른 목적은 프레임 작동(frame action)이 크로스 거더에서 모먼트 및 처짐의 실질적인 감소를 야기하는 U 자형 RCC 거더를 제공하는 것이다.
8. 본 발명의 또 다른 목적은 교차점 및 작업에서 트레슬 빔(trestle beam)/지지체가 없음으로 인해 장애 없이 신속한 교량 건설 방법을 제공하는 것이다.
본원은 본원에서 명확하게 예시된 다수 가능한 본원의 실시양태일 수 있으며, 특정 시스템, 및 설명된 방법에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 또한, 본원에서 사용된 용어는 특정 버전 또는 실시양태만을 설명하기 위한 것일 뿐, 본원의 범위를 제한하려는 의도는 아니라는 것을 이해해야 한다.
본 발명의 기본 양태에 따르면, 복수의 메인 거더(main girder), 말단 크로스 거더(end cross girders) 및 중간 크로스 거더(intermediate cross girders)를 포함하는 복수의 크로스 거더(cross girder), U 자형 RCC 거더(U shaped RCC girder), 배수관(drainage duct)/점검 패스(inspection path) (철도(Railway)/지하철(Metro)), 크래쉬 배리어(crash barrier)(고속도로) 및 트랙(track)을 포함하는 복합 U 자형 강화된 거더 교량 데크(composite U shaped reinforced girders bridge deck)를 제공한다. 상기 메인 거더(강철로 만듦)에는 비-대칭적 상부 플랜지(unsymmetrical top flange), 웨브(web) 및 대칭적 하부 플랜지(symmetrical bottom flange)가 제공된다. 크로스 거더는 메인 거더의 하부 플랜지 위에 연결된다. 상기 크로스 거더는 상기 메인 거더의 하부 플랜지에 일치하도록 지지체 근처에서 구부러진다. 상기 말단 크로스 거더는 RCC 빔(beam)을 감싸는 U 자형이며, 중간 크로스 거더는 I자 거더이다. 상기 크로스 거더의 균일한 간격은 약 2.5m이다. 상기 U 자형 RCC 거더는 상부 플랜지, 웨브 및 데크 슬래브(deck slab)로 제공되며, 데크 슬래브는 메인 거더의 하부 플랜지 위로 5cm에서 상기 웨브에 연결된 크로스 거더 위에 건설된다. 상기 데크 슬래브, 콘크리트 웨브 및 메인 거더의 상부 플랜지 위의 콘크리트는 U 자형을 형성한다. 1.5m의 풋 패스(foot path) 또는 0.45m의 서비스 패스(service path)는 상기 크래쉬 배리어와 U 자형 RCC 거더의 웨브 사이에 제공된다. 점검 패스 겸 케이블/배수관은 철도/지하철 교량 위에 제공된다.
게다가, 상기 메인 거더의 상부 플랜지는 비-대칭이어서 상부 플랜지 위에서 U 자형 RCC 거더를 수용한다. 상기 메인 거더의 상부 플랜지는 용접을 위해 콘크리트 내 3cm 돌출되어 있다. 메인 거더, 크로스 거더 및 U 자형 거더의 특성은 관성 모먼트를 증가시키도록 수정된다. 보강재(stiffeners)는 메인 거더의 외부 표면에 제공된다. 크로스 거더의 상부 플랜지는 구부러져 고속도로용 4개 이하 레인 및 철도/지하철 트랙을 위한 3개 이하 레인이 사용되는 캐리지 방식(carriage way) 으로 캠버(camber)를 제공한다. 상기 시스템의 프레임 작동(frame action)은 메인 및 크로스 거더의 모먼트 및 처짐(deflection)을 감소시킨다. 메인 및 크로스 거더의 건설을 경제적으로 하기 위해, 프리 캠버(pre camber)는 고정 하중(dead load) 및 50%의 동하중(life load)을 상쇄시키기 위해 제공된다. 세미 스루 강철 복합 거더 배열(semi through steel composite girder arrangement)은 플레이트 거더 E250/350 등급을 가진 36m 이하 스팬 및 E410 등급을 가진 45m 이하 스팬을 제공할 수 있다. 스팬 45 이상인 경우, 프리 캠버는 L/600 미만의 처짐이 되도록 제공된다. Expanded Shale Clay와 Slate로 만들어진 밀도 1600 kg/m3의 경량 콘크리트를 사용하면 더 긴 스팬에 대해 동일한 단면을 채택할 때 건설비용을 절약할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 관성의 모먼트를 강화시켜 고정 하중 및 동하중을 지탱할 수 있도록 하기 위해 상부 슬래브로 메인 거더를 프리캐스트(precasting) 하는 단계를 포함하는, 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 건설 프리캐스트 방법을 제공한다. 용량 조절(handling capacity)이 가능하다면 상기 웨브를 프리캐스트 할 수 있다. 거푸집 공사(formworks)를 피하기 위해, 상기 슬래브를 가진 메인 거더는 뒤집어서 프리캐스트(precast)하는 반면, 콘크리트의 등급은 데크 콘크리트보다 동등하거나 더 높게 하여 스트레스가 허용 한계 내에 있도록 유지할 수 있다. 두 개 이상의 크로스 거더는 상부 슬래브에 프리캐스트하여, 관성의 모먼트가 강화되어 고정 하중 및 동하중을 지탱한다. 상부 슬래브를 가진 메인 거더는 제자리에서 유지된다. 데크를 가진 크로스 거더는 메인 거더의 웨브에 연결되고, 콘크리트 웨브는 주조 인 시투(casting in situ)할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 크로스 거더가 연결되는 위치에 메인 거더를 놓는 단계를 포함하는 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크 건설의 인 시투(in situ) 방법이 제공된다. 콘크리트하는 단계는 한꺼번에 할 수 있다. 건설을 경제적으로 하기 위해, 상기 콘크리트하는 단계는 먼저 메인 거더 및 웨브 부분(web portion)의 상부 플랜지 위의 슬래브에서 수행된다. 상기 크로스 거더의 상부 위에 6mm 연강(mild steel)의 데크 시트(deck sheet)를 스프레딩하고, 3mm 필렛 용접(fillet welds)으로 용접할 수 있다. 데크 부분에 콘크리트하는 단계는 메인 거더의 웨브 부분 및 플랜지에 콘크리트 하고 14일 후 더 양호한 힘의 이동 및 처짐의 조절을 위해 수행될 수 있다. 크래쉬 배리어, 겉입히기(wearing coat), 점검 패스 겸 배수 겸 케이블 관 및 보호 배열(protective arrangements)은 개통하기 전에 만들어진다.
본 발명의 전술한 특징 및 다른 특징은 첨부된 도면과 함께 읽혀질 때 본 발명의 상세한 설명에서 더 명백해진다.
도 1은 본 발명에 따른 철도 교량에 구현된 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 건설 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 고속도로 교량에 구현된 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 건설 시스템의 개략도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시양태는 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그러나 기재된 실시양태는 다양한 형태로 실시될 수 있는 본 발명의 예시에 불과한 것으로 이해되어야 한다. 하기 설명 및 도면은 본 발명을 제한하는 것으로 해석되지 않고, 청구 범위의 기초 및 본 발명을 제조 및/또는 용도 방법을 당업자에게 교시하기 위한 기초로서 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위하여 다수의 특정한 세부 사항을 설명한다. 그러나 특정 예시에서, 본 발명을 불필요하게 불명료하게 하지 않기 위해 잘 알려지거나 기존의 세부 사항은 설명되지 않는다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 복수의 메인 거더, 말단 크로스 거더 및 중간 크로스 거더를 포함하는 복수의 크로스 거더(2), U 자형 RCC 거더, 배수관(4) 및 트랙(5)을 포함하는, 철도 교량에서 구현된 복합 U 자형 강화된 콘크리트(composite U shaped reinforced concrete) 및 강철 거더 교량 데크(steel girders bridge deck)의 건설 시스템의 개략도에 적용되는 것으로 예시되어 있다. 상기 메인 거더(강철로 제조)는 비-대칭적 상부 플랜지(unsymmetrical top flange, 1a), 대칭적 하부 플랜지(symmetrical bottom flange, 1b) 및 웨브(web, 1c)를 가지는 것으로 제공된다. 상기 크로스 거더(2)는 상기 메인 거더에 연결된다. 상기 크로스 거더는 상기 메인 거더의 하부 플랜지(1b)와 일치하도록 지지체 근처에서 구부러진다. 상기 메인 거더와 크로스 거더의 균일한 간격 거리는 2.5m이다. 상기 말단 크로스 거더는 RCC 빔(beam)을 감싸는 U 자형이며, 상기 중간 크로스 거더는 I 자 거더이다. 상기 U 자형 RCC 거더는 상부 플랜지(3a), 웨브(3b) 및 데크 슬래브(3c)를 가지는 것으로 제공되며, 상기 데크 슬래브(3c) 및 상기 웨브(3b)는 메인 거더의 비-대칭적 상부 플랜지(1a) 위의 플랜지(flange, 3) 및 크로스 거더 위에 건설된다. 상기 콘크리트 데크 슬래브(3c), 웨브(3b) 및 상기 콘크리트 플랜지(3a)는 U 자형을 형성한다. 상기 메인 거더의 상부 플랜지(1a)는 비-대칭적이어서 상기 상부 플랜지(1a) 위에 상기 U 자형 RCC 거더를 수용한다. 상기 메인 거더의 상부 플랜지(1a)는 용접을 위해 콘크리트 내에 3cm 돌출되어 있다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 상기 보강재(stiffeners)는 상기 메인 거더의 외부 표면 상에 제공된다. 크로스 거더(2)의 상부 플랜지는 고속도로용 4개 이하 레인 및 철도/지하철 트랙을 위한 3개 이하 레인이 사용되는 캐리지 방식(carriage way)으로 캠버(camber)를 제공하기 위해 구부러진다. 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 건설은 U 자형 RCC 거더, 메인 거더 및 크로스 거더의 복합 상호작용을 갖는 새로운 힘 전달 시스템을 제공함으로써 메인 거더 및 크로스 거더에서 스팬의 중심에서 처짐 및 모먼트의 상당한 감소를 야기하고 더 긴 스팬용으로 채택할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명은 복수의 메인 거더, 말단 크로스 거더 및 중간 크로스 거더를 포함하는 복수의 크로스 거더(2), U 자형 RCC 거더 및 크래쉬 배리어(4)를 포함하는 고속도로 교량에 구현된 복합 U자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 건설 시스템의 개략도에 적용되는 것으로 예시되어 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 1.5m의 풋 패스(foot path) 또는 0.45m의 서비스 패스(service path)는 U 자형 RCC 거더의 웨브(3b) 및 크래쉬 배리어(4)의 사이에 제공된다.
본 발명의 장점:
1. 본 발명을 통해, 가벼운 중량 및 더 적은 깊이의 데크로 인해 서브 구조(sub structure) 및 기초가 더 가벼워지고, 접근 거리가 더 짧아지며, 토지 수용(land acquisition)이 감소되는 결과를 야기한다. 이로 인해, 교량 및 접근 비용을 감소하고 신속한 건설을 도우므로 비용 및 시간 초과가 발생하지 않는다. 메인 거더의 복합 작용은 더 가벼운 구조를 만들고, 개선된 미학적 외관과 72m 이하의 더 긴 스팬을 채택할 수 있게 한다.
2. 기존의 철도, 지하철 및 고속도로 교량의 경우, 트레슬 빔(trestle beam)이 없는 더 가벼운 데크는 증가된 수직 통로 간격(vertical clearance)이외에 증가된 스팬으로 신속한 재개통(rehabilitation)/재건축(rebuilding)에 적절하며, 전체 교량 비용을 절약한다.
3. 상기 거더는 공장에서 만들 수 있어 현장에서 더 나은 품질 및 더 적은 작업을 야기하므로, 신속하고 우수한 품질의 건설을 유도한다.
4. 상부에 슬래브를 가지는 상기 메인 거더는 프리캐스트(precast) 할 수 있고, 상기 데크는 크로스 거더로 프리캐스트 할 수 있으며, 서로 각각 연결하여 신속한 건설을 유도할 수 있다. 프리캐스트 트윈 거더 시스템(Precast twin girder system)은 웨브 부위 위에 최소한의 콘크리트 단계로 지지체 위에 착수할 수 있다. 브레이싱 시스템 다이어프램(bracing system diaphragm)의 부재, 컬럼/지지체에 연결하는 트레슬 빔, 정교한 거푸집 공사 배열 및 교통에 대한 간섭 최소화는 또한 신속한 건설에 적절하다.
5. 대안적으로, 메인 거더 및 크로스 거더는 착수할 수 있고, 6mm 연강의 데크 시트는 스프레드할 수 있고 크로스 거더에 용접할 수 있으며, 인시투 건설(in situ construction) 방법으로 콘크리트 할 수 있다. 강화재(reinforcements)는 미리 조립될 수 있다. 브레이싱 시스템 다이어프램의 부재, 컬럼/지지체에 연결하는 트레슬 빔, 정교한 거푸집 공사 배열 및 교통에 대한 간섭 최소화는 또한 신속한 건설에 적절하다.
6. 부분 또는 전체 데크는 서브 구조 및 기초의 중량, 처짐, 무게 및 거더 깊이를 감소시키기 위해 앞서 복합 특성을 갖기 위해 프리캐스트 할 수 있다. 교량의 전체 비용은 1/3 이상 감소할 수 있다.
7. 강철 거더 특성만을 갖는 하프 스루 강철 거더 데크(half through steel girder deck)대신에 하중을 공유하기 위한 U 자형 RCC 거더를 갖는 두 개 메인 거더를 디자인함으로서 사용된 강철의 중량이 감소한다.
8, 트윈 거더 복합 사다리 데크(twin girder composite ladder deck)와 비교하여 건설의 깊이가 더 적은 반면, 건설의 깊이 (즉) 크로스/메인 거더의 상부에서 하부까지 로드는 고속도로용 4개 레인 이하 및 철도 또는 지하철 트랙에 대한 3개 레인 이하인 캐리지 방식에 있어서 약 1m이다. 로드(road) 수준에서 미터 감소는 접근 길이(approach length)가 60m 감소한다.
9. 트윈 거더 사다리 및 하프 스루 강철 거더(half through steel girder)와 비교하여, 비 및 풍화 제제에 덜 노출되어 있기 때문에 교량의 내구성이 더 크다.
본 발명의 기술적 기재 내용의 특성을 독자가 빠르게 확인할 수 있도록 본원의 초록이 제공되어 있음을 강조한다. 이는 청구항의 범위 또는 의미를 해석하거나 제한하는데 사용되지 않을 것이라는 이해하에 제출된다. 또한, 전술한 상세한 설명에서, 본원을 간소화하는 목적으로 단일 실시양태에서 다양한 특징들이 함께 그룹화되는 것을 알 수 있다. 본원의 방법은 청구된 실시양태는 각각 청구항에 명시적으로 언급된 것보다 더 많은 특징을 요구한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 하기 청구 범위가 반영하는 바와 같이, 본 발명의 주제는 단일 기재된 실시양태의 모든 특징보다 적다. 그러므로 하기 청구범위는 발명의 상세한 설명에 포함되며, 각 청구 범위는 각각 별도의 실시양태로서 독자적으로 이해된다. 첨부된 청구항에서, 용어 “포함하는(including)” 및 “~에 있어서(in which)”는 각 용어“포함하는(comprising)” 및 “~에 있어서(wherein)”의 일반적인-영어 동의어(plain-English equivalents)로서 사용된다. 게다가, 상기 용어 “1차(first)”, “2차(second)”, “3차(third)” 등은 라벨로서의 의미로서 사용되며, 각 대상에 있어서 수치적 요구사항을 부여하는 것은 아니다.
추가 설명이 없이, 당업자는 전술한 설명 및 예시적인 예를 사용하여, 본 발명을 제조 및 이용할 수 있으며, 청구된 방법을 실시할 수 있다고 믿는다. 상기 전술한 논의 및 실시예는 특정의 바람직한 실시양태의 상세한 설명을 나타낼 뿐이라는 것을 이해해야 한다. 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 변형 및 동등물을 만들 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (10)

  1. 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 건설 시스템으로서, 상기 시스템은:
    비-대칭적 상부 플랜지(unsymmetrical top flange, 1a), 대칭적 하부 플랜지(symmetrical bottom flange. 1b) 및 웨브(web, 1c)를 포함하는 복수의 메인 거더(main girder);
    말단 크로스 거더(end cross girder) 및 중간 크로스 거더(intermediate cross girder)를 포함하며, 상기 메인 거더에 연결되는 복수의 크로스 거더(cross girder, 2)이며, 상기 크로스 거더는 상기 메인 거더의 하부 플랜지(1b)와 일치하도록 지지체 근처에서 구부러지는 크로스 거더(cross girder, 2);
    상부 플랜지(3a), 웨브(3b) 및 데크 슬래브(deck slab, 3c)가 제공되는 적어도 하나 이상의 U 자형 RCC 거더이며, 상기 데크 슬래브(3c) 및 상기 웨브(3b)는 메인 거더의 상기 비-대칭적 상부 플랜지(1a) 위에 구성되고, 메인 거더의 상기 상부 플랜지(1a) 위의 콘크리트 플랜지(3a), 웨브(3b), 및 상기 콘크리트 데크 슬래브(3c)가 U 자형을 형성하는 U 자형 RCC 거더;
    적어도 하나 이상의 크래쉬 배리어(crash barrier, 4)이며, 1.5m의 풋 패스(foot path) 또는 0.45m의 서비스 패스(service path)가 상기 크래쉬 배리어(4) 및 상기 U 자형 RCC 거더의 웨브(3b) 사이에 제공되는 크래쉬 배리어(crash barrier, 4);
    를 포함하는 건설 시스템이며,
    상기 메인 거더의 상부 플랜지(1a)는 비-대칭이어서 상기 메인 거더의 상부 플랜지(1a) 위에 U 자형 RCC 거더의 상부 플랜지(3a)를 수용하고;
    상기 U 자형 RCC 거더의 상부 플랜지(3a)는 용접(welding)을 위해 콘크리트 내 3cm 돌출되어 있는, 건설 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 메인 거더 및 크로스 거더는 2.5m의 균일한 간격 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 건설 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 말단 크로스 거더는 RCC 빔(beam)을 감싸는 U 자형이고 중간 크로스 거더는 I자 거더인 것을 특징으로 하는 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 건설 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 메인 거더의 외부 표면에 제공된 보강재(stiffeners)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 건설 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 강철로 만들어진 상기 메인 거더를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 건설 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상부 플랜지가 구부러져 고속도로용 4개 이하 레인 및 철도/지하철 트랙을 위한 3개 이하 레인에 사용되는 캐리지 방식(carriage way)으로 캠버(camber)를 제공하는 상기 크로스 거더(2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 건설 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 프레임 작동(frame action)이 상기 메인 및 크로스 거더의 모먼트(moment) 및 처짐(deflection)을 감소시켜 더 긴 스팬에 적절하게 만드는 것을 특징으로 하는 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 건설 시스템.
  8. 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 프리캐스트(precast) 건설 방법으로서, 상기 방법은:
    15m 보다 긴 스팬(span)에 대하여 현장에서 전단 연결재(shear connectors)로 제작된 강철 메인 거더 및 크로스 거더를 조립하는 단계;
    상기 슬래브로 메인 거더를 뒤집어서 주조하는 단계로서, 콘크리트의 등급이 데크 콘크리트와 같거나 더 높아서 스트레스가 허용 한계 내에 있도록 하는 단계;
    용량 조절(handing capacity)이 가능하다면 웨브를 프리캐스트 하는 단계;
    관성의 모먼트를 강화시켜 고정 하중(dead loads) 및 동하중(live loads)을 지탱할 수 있도록 하기 위해, 상부 슬래브로 2개 이상의 크로스 거더를 프리캐스트 하는 단계;
    상기 메인 거더를 슬래브와 함께 지지체 위의 위치에 놓고 데크와 함께 크로스 거더를 메인 거더의 웨브에 연결하고 웨브 부분(web portion)을 인 시투(in situ) 주조하는 단계를 포함하는, 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 프리캐스트(precast) 건설 방법.
  9. 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 인 시투(in situ) 건설 방법으로서, 상기 건설 방법은:
    15m 보다 긴 스팬에 대하여 현장에서 전단 연결재로 제작된 강철 메인 거더 및 크로스 거더를 조립하는 단계;
    상기 크로스 거더가 연결되는 위치에 메인 거더를 놓는 단계;
    메인 거더 및 웨브 부분의 상부 플랜지 위에 슬래브로 콘크리트를 수행하는 단계;
    상기 크로스 거더의 상부 위에 6mm MS 데크 시트(deck sheet)를 스프레딩하고 3mm 필렛 용접(fillet welds)으로 용접하는 단계;
    메인 거더 슬래브의 상부 플랜지 및 웨브 부분 위에 콘크리트하고 14일 후 더 양호한 힘의 이동 및 처짐(deflection)의 조절을 위해 데크 부분에서 콘크리트를 수행하는 단계를 포함하는, 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 인 시투(in situ) 건설 방법.
  10. 제9항에 있어서, 1 mm 범위의 GI로 형성된 파형(corrugated type)인 상기 데크 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 U 자형 강화된 콘크리트 및 강철 거더 교량 데크의 인 시투 건설 방법.
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