KR20200137334A - Advanced Interlocking Girder adapt to Load Factor Resistance Design Method - Google Patents

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KR20200137334A KR1020190063509A KR20190063509A KR20200137334A KR 20200137334 A KR20200137334 A KR 20200137334A KR 1020190063509 A KR1020190063509 A KR 1020190063509A KR 20190063509 A KR20190063509 A KR 20190063509A KR 20200137334 A KR20200137334 A KR 20200137334A
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Abstract

The purpose of the present invention is to devise a new concept of a main girder which is suitable for a limit state design method, thereby enabling the construction of a more economical and durable composite girder bridge. To this end, the main girder constituting the composite girder bridge can have a portion completely surrounded by at least one steel plate, and a compression flange and a web, which are member sections vulnerable to local buckling due to compression and shear, are synthesized with high-strength concrete having a predetermined thickness, thereby greatly increasing flexural and torsional rigidity. As a result, an applicable span of a conventional steel-concrete composite girder is increased, and there is no need to install horizontal and vertical stiffeners respectively arranged on the web and the compression flange of the cross-section of the composite girder, thereby significantly reducing girder manufacturing costs.

Description

한계상태설계법에 적합한 구조성능을 갖는 체결형 거더{Advanced Interlocking Girder adapt to Load Factor Resistance Design Method}Fastening girder with structural performance suitable for limit state design method {Advanced Interlocking Girder adapt to Load Factor Resistance Design Method}

본 발명은 콘크리트 바닥판과 결합하는 합성거더 교량의 주거더 제작에 관한 것으로, 보다 상세히는 상기 주거더의 압축플랜지와 복부재에 강-콘크리트 합성패널을 사용하는 것을 통해 휨과 비틀림강성을 대폭 증대시키고, 이를 통해 압축응력과 전단응력을 각각 또는 동시에 받는 강판의 국부좌굴에 대한 저항성을 향상시켜 곡선교량 내지 장경간 교량에도 적합한 주거더의 개발에 관한 것이다. The present invention relates to the fabrication of a housing for a composite girder bridge combined with a concrete deck, and in more detail, the flexural and torsional stiffness is greatly increased by using a steel-concrete composite panel for the compression flange and abdominal member of the housing. And, through this, it is related to the development of a housing suitable for curved bridges or long span bridges by improving the resistance to local buckling of steel plates that are subjected to compressive stress and shear stress respectively or at the same time.

먼저 본 발명의 배경이 되는 합성형 교량의 구조특성에 대해 간략히 설명하기로 한다. 합성형 교량은 먼저 주거더를 공장 내지 교량가설 현장에서 제작한 다음에 크레인으로 거치한 후에 차량하중에 직접적으로 저항하는 콘크리트 바닥판과 합성하는 시공과정을 거치게 된다. 이러한 시공과정에서 주거더는 자체 무게뿐만 아니라 바닥판 시공 중에 발생하는 외적하중으로 인한 단면력, 특히 휨 모멘트에 효과적으로 저항할 수 있도록 휨에 대한 구조저항성이 높은 I자형의 단면형상(이하 'I형'이라 한다)을 갖도록 하는 것이 일반적이다. First, the structural characteristics of the composite bridge, which is the background of the present invention, will be briefly described. The composite bridge goes through a construction process in which the housing is first manufactured at the factory or bridge construction site, and then mounted with a crane, and then combined with a concrete deck that directly resists vehicle load. In such a construction process, the housing has an I-shaped cross-sectional shape with high structural resistance to bending so that it can effectively resist not only its own weight but also the sectional force caused by the external load generated during the construction of the floor plate, especially the bending moment. It is common to have).

도 1에 나타낸 것처럼, 종래의 합성형 교량의 주거더는 도 1(a)의 강재 또는 도 1(b)의 콘크리트 단일재료로 각각 제작된 I형으로 제작되는 경우가 많지만, 콘크리트로 제작된 주거더는 경제성 측면에서 유리하지만, 경간이 길어지면 주거더의 중량도 급격히 증가하여 대형크레인의 사용이 필요하다는 문제점을 갖는다. 반면, 강재로만 제작된 주거더는 중량이 가벼워 거치는 용이하지만 경제성 측면에서는 콘크리트로 제작된 주거더에 비해 불리하고, 비틀림강성이 약해 곡선형태의 교량에는 사용이 어렵다는 문제점을 갖는다. As shown in Fig. 1, the housing of the conventional composite bridge is often made of type I made of the steel material of Fig. 1(a) or the concrete single material of Fig. 1(b), but the dwelling made of concrete It is no longer advantageous in terms of economics, but as the span increases, the weight of the housing increases sharply, and the use of a large crane is required. On the other hand, the housing made of only steel is light in weight and is easy to install, but it is disadvantageous compared to the housing made of concrete in terms of economical efficiency, and it has a problem that it is difficult to use for curved bridges due to its weak torsional stiffness.

최근에는 콘크리트 주거더의 중량을 감소시키기 위하여 도 1의 (c) 내지 (d)에 나타낸 것과 같이 복부에 강재를 사용하는 혼합형 주거더가 개발되기도 하였으며, 도 1(e)에 나타낸 프리플렉스 합성형 거더교의 경우에는 주거더의 휨강성 증대를 위해 인장측 강재를 콘크리트로 감싸는 구조를 도입하고 있다. 또한 프리플렉스와는 반대로 도 1(f)에 나타낸 것처럼 휨에 의한 압축응력을 받는 영역에 강-콘크리트 합성구조를 적용한 주거더도 개발되어 사용되고 있다. 그리고 도 1(g)에 나타낸 것처럼 외기에 노출되는 콘크리트 주거더의 외부형상을 따라 얇은 강판으로 둘러싸고, 이 강판 내부를 콘크리트로 충전한 후에 PS강선을 이용하여 합성단면 전체에 선행압축력을 도입하는 거더형식도 개발되어져 있다.Recently, in order to reduce the weight of the concrete housing, as shown in (c) to (d) of Fig. 1, a mixed type housing using a steel material on the abdomen has been developed, and the preflex composite type shown in Fig. 1 (e) In the case of the girder bridge, a structure that wraps the tension-side steel with concrete is introduced to increase the flexural stiffness of the housing. In addition, as shown in Fig. 1(f), contrary to the preflex, a steel-concrete composite structure has been developed and used in the area subject to compressive stress due to bending. And as shown in Fig.1(g), a girder that surrounds the concrete housing with a thin steel plate along the outer shape of the concrete housing exposed to the outside air, fills the inside of the steel plate with concrete, and then introduces the pre-compression force to the entire composite section using a PS steel wire. The format has also been developed.

이상에서 살펴본 바와 같이 다양한 형상을 갖는 주거더가 개발되어 합성교량에 사용되고 있지만, 이들 대부분은 I형의 단면형상을 하고 있기에 평면상으로 작은 곡선 반경을 가지는 교량에는 적용할 수 없다는 한계를 가지고 있다.As discussed above, housings with various shapes have been developed and used for composite bridges, but most of them have I-shaped cross-sectional shapes, so they have a limitation that they cannot be applied to bridges with a small curved radius in plan.

한편, 평면상으로 작은 곡선 반경을 갖는 합성거더 교량에는 도 1(h)에 나타낸 비틀림강성이 증대된 폐합형의 강재로 된 박스단면이 주로 사용되지만, 이러한 박스단면은 상대적으로 복잡한 제작과정을 거쳐야 한다. 즉, 사각형의 단면형상 유지를 위한 박스내측의 격벽설치와 압축력과 전단력에 의한 강판의 좌굴현상 방지를 위한 수평보강재와 수직보강재 등이 반드시 배치되어야 하므로 I형상의 주거더에 비해 강재중량이 크게 늘어나고, 제작 또한 상대적으로 어려워져 경제성이 떨어진다. On the other hand, in a composite girder bridge having a small curved radius in a plane, a box section made of closed-type steel with increased torsional stiffness shown in Fig. 1(h) is mainly used, but such a box section has to undergo a relatively complicated manufacturing process. do. In other words, the horizontal and vertical stiffeners must be arranged to install bulkheads inside the box to maintain the rectangular cross-sectional shape and to prevent the buckling of the steel plate due to compressive and shear forces, so the weight of the steel material is greatly increased compared to the I-shaped housing. In addition, production is also relatively difficult, resulting in poor economic efficiency.

국내에서는 2012년부터 합성거더 교량의 설계기준이 허용응력설계법(ASD)에서 한계상태설계법(LRFD)으로 바뀌었는데, 사용하중에 의한 발생응력이 재료항복응력의 50~60% 수준으로 설정된 허용응력이하가 되도록 하는 허용응력설계법과는 달리, 한계상태설계법은 극한상태에서의 단면의 저항능력을 재료의 항복응력을 기준으로 산정하도록 하고 있다.In Korea, the design standard for composite girder bridges has been changed from the Allowable Stress Design Method (ASD) to the Limit State Design Method (LRFD) since 2012, and the stress generated by the working load is less than the allowable stress set at 50 to 60% of the material yield stress. Unlike the allowable stress design method, which makes it equal to, the limit state design method calculates the resistance capability of the section in the extreme state based on the yield stress of the material.

합성거더 교량의 주요특징은 주거더의 종류에 관계없이 콘크리트 바닥판과 주거더와의 결합이 이루어지면, 휨과 비틀림에 대한 단면의 저항성능이 크게 증대된다는 것이다. 대부분의 합성거더 교량에서는 시공의 간편성 때문에 주거더 단독으로 주거더 및 굳지 않은 상태의 바닥판 콘크리트의 자중을 모두 견디는 활하중 합성거더(반합성거더)로 시공되고 있다. 하지만 일부에서는 경간장을 길게 하면서 주거더의 제작비용을 줄이기 위해 콘크리트 바닥판에 속하는 요소의 일부를 미리 주거더와 합성시킨 상태(부분합성거더)로 시공하거나 또는 경간 내에 다수의 임시지점을 형성하여 굳지 않은 콘크리트의 자중을 이들 임시지점들이 견디도록 한 후에 콘크리트 바닥판의 양생이 완료된 후 임시지점들을 제거하는 사하중과 활하중에 대한 합성거더(전체합성거더)로 시공되기도 한다.The main characteristic of the composite girder bridge is that the resistance performance of the cross section against bending and torsion is greatly increased when the concrete deck and the housing are combined regardless of the type of housing. Most of the composite girder bridges are constructed with live-load composite girders (semi-composite girders) that withstand both the self-weight of the dwelling alone and the floor plate concrete in an unhardened state due to the simplicity of construction. However, in some cases, in order to lengthen the span and reduce the manufacturing cost of the housing, some of the elements belonging to the concrete floor plate are pre-combined with the housing (partial composite girder), or it is hardened by forming a number of temporary points within the span. After the temporary points are allowed to withstand the self-weight of the unrefined concrete, it is sometimes constructed as a composite girder (total composite girder) for dead load and live load that removes temporary points after curing of the concrete deck is completed.

만약 합성거더 교량의 형상과 치수 그리고 재질이 같다면, 활하중(차량하중)이 가해질 때 주거더 단면에 발생하는 응력의 크기는 "반합성거더 >부분합성거더>전체합성거더"의 순으로 작아진다. 즉, 주거더 단면을 구성하는 재료응력의 크기를 제한하는 허용응력 설계법에서는 전체합성거더로 시공될 때 가장 경제적인 합성교량이 된다. 지금까지 많은 교량기술자들이 합성거더 교량의 주거더에 생기는 응력크기를 줄일 수 있는 시공법 내지 주거더 단면형상의 개발에 노력을 기울여왔다. If the shape, dimensions and materials of the composite girder bridge are the same, the magnitude of the stress generated in the cross section of the housing when a live load (vehicle load) is applied decreases in the order of "semi-composite girder> partial composite girder> total composite girder". In other words, in the allowable stress design method, which limits the amount of material stress constituting the cross section of the housing, it becomes the most economical composite bridge when it is constructed with an entire composite girder. Until now, many bridge engineers have been making efforts to develop the construction method or the cross-sectional shape of the housing section to reduce the amount of stress that occurs in the housing of the composite girder bridge.

하지만 한계상태설계법에서는 합성거더 단면의 극한상태의 저항력을 확보하는데 초점을 두고 있으며, 동시에 사용하중으로 강재에 발생하는 응력의 크기를 콘크리트 바닥판과 비합성상태인 경우에 재료항복응력의 80% 그리고 합성상태에서는 95%까지 각각 허용하고 있다. However, the limit state design method focuses on securing the ultimate resistance of the cross section of the composite girder, and at the same time, the magnitude of the stress generated in the steel material due to the working load is 80% of the material yield stress in the case of the non-composite state with the concrete deck. In the synthetic state, up to 95% each is allowed.

도 2에 콘크리트 바닥판과의 합성방법에 따른 단순 지지된 교량의 하중과 처짐곡선 관계에 대한 개요도를 나타내었다. 도 2로부터, 합성거더의 극한저항력은 공법의 종류에 관계없이 최종적으로 같아진다는 것을 알 수 있다. 다만, "전체합성거더>부분합성거더>반합성거더"의 순으로 합성거더의 탄성거동영역을 확장시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.Figure 2 shows a schematic diagram of the relationship between the load and the deflection curve of a simple supported bridge according to the method of synthesizing with a concrete deck. From Fig. 2, it can be seen that the ultimate resistance of the composite girder is finally the same regardless of the type of construction method. However, it can be seen that the elastic behavior area of the composite girder can be expanded in the order of "full composite girder> partial composite girder> semi-composite girder".

이상에서 살펴본 바와 같이, 합성거더 교량에 대한 설계기준의 변화는 주거더의 단면형상과 시공법에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있으며, 지금까지 개발된 공법들은 주로 사용하중상태에서의 발생응력의 크기를 줄이는 것에 대해 초점을 두고 있었다. 하지만 극한상태에서의 저항능력 확보에 중점을 둔 한계상태설계에서는 이러한 응력크기를 줄일 수 있는 공법개발보다는 주거더를 구성하고 있는 단면전체가 극한상태에서 일제히 항복상태에 도달하도록 하는 방안이 절실히 요구된다는 것을 알 수 있다.As discussed above, it can be seen that the change in the design standard for the composite girder bridge has a great influence on the cross-sectional shape and construction method of the housing, and the construction methods developed so far mainly determine the magnitude of the stress generated in the working load condition. It was focused on reducing. However, in the limit state design that focuses on securing the resistance capability in the extreme state, rather than the development of a method that can reduce this stress level, it is urgently required to ensure that the entire section of the housing reaches the yield state at the same time in the extreme state. Can be seen.

합성거더 교량의 단면 저항능력을 증대시키는데 있어서 가장 효과적인 방법은 주거더의 높이를 증가시키는 것에 있으며, 따라서 주로 단순교로 시공되는 콘크리트 주거더의 경우에는 휨 모멘트로 인한 인장영역에 배치되는 철근 또는 PS강재의 양에 따라 저항강도가 크기가 결정되며, 단순교 및 연속교로 시공되는 강재 주거더의 경우에는 압축 및 인장플랜지의 크기가 단면의 저항력을 결정하는 요인이 된다.The most effective way to increase the cross-sectional resistance capacity of a composite girder bridge is to increase the height of the housing. Therefore, in the case of a concrete housing mainly constructed as a simple bridge, reinforcing bars or PS placed in the tensile area due to the bending moment The size of the resistance strength is determined by the amount of steel, and in the case of a steel housing constructed as a simple bridge or a continuous bridge, the size of the compression and tensile flange is a factor that determines the resistance of the section.

하지만 주거더 높이를 증가시키면 복부재가 콘크리트로 된 경우에는 거더자중이 급격히 늘어나게 되는 문제가 발생하며, 강재인 경우에는 얇은 복부판이 전단좌굴에 취약해져 필요이상으로 복부판의 두께를 증가시켜야 하거나 또는 많은 양의 수직 및 수평의 보강판을 복부판에 첨가하여야 한다는 문제들이 발생한다. 또한 주거더가 높아지면 거더인양 및 바닥판 콘크리트 시공시의 횡방향 좌굴로 인한 안전성 문제가 발생하며, 이를 방지하기 위해서는 주거더를 연결하는 세로보의 강성증대 및 개수증가 또는 주거더의 비틀림강성을 증대시키도록 단면형상을 변화하여야 하는 등의 대책을 필요로 한다.However, if the height of the housing is increased, when the abdominal material is made of concrete, the weight of the girder increases rapidly.In the case of steel material, the thin abdominal plate becomes vulnerable to shear buckling, so the thickness of the abdominal plate must be increased more than necessary, or a large amount Problems arise that vertical and horizontal reinforcement plates must be added to the abdominal plate. In addition, when the height of the dwelling is higher, safety problems occur due to the lateral buckling of the girder lifting and the floor plate concrete construction.To prevent this, increase the stiffness of the columnar beams connecting the dwellings and increase the number or torsional stiffness of the dwellings. It is necessary to take measures such as changing the cross-sectional shape to make it possible.

한편 강재주거더에서의 압축플랜지는 휨 저항성을 늘이기 위해 플랜지의 폭을 키우면 강판의 국부좌굴로 인해 재료의 항복응력에 도달하기 훨씬 전에 저항력을 상실하게 될 우려가 있다. 이러한 국부좌굴 현상을 방지하지 위해서는 압축플랜지를 구성하는 강판을 소정두께 이상으로 하든지, 아니면 압축플랜지의 돌출길이를 줄여야 하지만 이로 인한 휨강성의 저하로 주거더 높이를 또 다시 키워야 하는 문제가 발생한다.On the other hand, the compression flange in the steel housing girder may lose its resistance long before it reaches the yield stress of the material due to local buckling of the steel plate if the width of the flange is increased to increase the bending resistance. In order to prevent this local buckling phenomenon, the steel sheet constituting the compression flange must be made to have a predetermined thickness or more, or the protruding length of the compression flange must be reduced, but due to this decrease in flexural stiffness, the height of the housing must be increased again.

합성거더 교량에 사용되는 주거더는 효율적인 휨강성의 확보와 제작의 편의성을 위해 주로 I자 형태를 사용하고 있지만, 교량선형이 평면상으로 작은 곡선반경을 갖는 경우에는 비틀림 모멘트로 인한 뒤틀림(distortion)작용으로 축방향으로 큰

Figure pat00001
(warping stress)이 발생하게 되는 이유로 인해 폐합된 박스단면형상이 사용되고 있다. 박스단면을 사용하는 경우에도 비틀림으로 인한 뒤틀림 변형을 무시할 수 있도록 박스 내부에 적절한 보강재의 설치가 필요하며, 압축응력을 받는 플랜지와 전단응력과 압축력을 동시에 받는 복부판의 국부좌굴현상에 대해서도 검토되어야 하는 이유 등으로 인해 I형 단면에 비해 박스단면형상의 주거더 제작비가 크게 늘어난다.Housing used for composite girder bridges mainly use I-shape for securing efficient flexural stiffness and convenience in manufacturing, but when the bridge linearity has a small curved radius on the plane, distortion due to torsional moment As axially large
Figure pat00001
The closed box cross-section shape is used for the reason that (warping stress) occurs. Even when the box cross-section is used, it is necessary to install an appropriate stiffener inside the box so that the torsion deformation due to torsion can be neglected, and the local buckling phenomenon of the flange subjected to compression stress and the abdominal plate subjected to shear stress and compression force at the same time should be considered. Due to reasons, etc., the cost of manufacturing a box sectional housing is significantly increased compared to the I-shaped section.

또한, 종래의 박스거더 단면은 복잡한 보강재의 배치 등으로 인해 강재제작공장에서 박스형상의 세그먼트로 미리 제작되어 교량가설현장으로 반입하고, 이후 고장력볼트를 이용한 마찰접합으로 각 세그먼트를 체결하도록 하고 있다. 통상적으로 고장력볼트를 이용한 마찰이음은 사용강판 두께가 30mm 이하인 경우에만 효과적으로 사용될 수 있으며, 실제에서는 이것보다 사용강판이 두꺼워지지 않도록 박스거더 높이를 조절하는 설계를 많이 하고 있다. 하지만 교량경간장이 늘어나거나 평면상으로 곡선반경이 작은 경우에는 상대적으로 큰 휨모멘트와 비틀림 모멘트로 인해 강판의 두께를 늘이지 않으려면 필연적으로 박스거더의 높이를 증대시켜야 하는데, 이 경우에는 복부강판의 전단에 국부좌굴 문제가 동시에 수반되어 강재량이 급격히 늘어나게 되어 경제성이 급격히 저하된다.In addition, the cross section of the conventional box girder is pre-fabricated as a box-shaped segment in a steel manufacturing plant due to the complicated arrangement of reinforcing materials, and is brought into the bridge construction site, and each segment is then fastened by friction bonding using high-tension bolts. In general, friction joints using high-tension bolts can be effectively used only when the thickness of the steel plate is less than 30mm, and in reality, there are many designs that control the height of the box girder so that the steel plate does not become thicker than this. However, when the length of the bridge span is increased or the radius of the curve is small in the plane, in order not to increase the thickness of the steel plate due to the relatively large bending moment and torsion moment, the height of the box girder must be increased. The local buckling problem simultaneously accompanies the shear and the amount of steel material increases rapidly, resulting in a sharp decline in economic feasibility.

현장용접에 의한 강판연결은 고장력볼트체결을 통한 마찰이음에 비해 수정가능성과 재료비 절감면에서는 유리하지만, 용접을 위한 부재의 세팅, 적절한 용접자세 확보 그리고 용접부위의 품질확보 등의 문제로 부득이한 경우가 아니면 꺼려하고 있다. 특히 인장 및 압축응력을 받는 강판연결을 위한 완전용입 그루브용접은 고도로 숙련된 용접사를 필요로 하며, 용접으로 인한 모재의 변형현상이 발생하기 쉽고, 또한 품질확인을 위한 비파괴 검사비용도 많이 소요되는 문제점이 있다. 이에 비해, 용접축에 평행한 압축이나 인장에 대한 필릿용접은 적절한 용접자세만 확보되면 비교적 간편하면서 품질확보도 용이하다는 장점이 있어서, 고장력볼트에 의한 마찰이음과 병용하여 사용되는 경우도 많이 있다.Steel plate connection by field welding is advantageous in terms of modification possibility and material cost reduction compared to friction joint through high-tension bolt fastening, but it is inevitable due to problems such as setting of members for welding, securing proper welding posture, and securing the quality of the welded part. Or they are reluctant. Particularly, full penetration groove welding for connecting steel plates subjected to tensile and compressive stress requires a highly skilled welder, it is easy to cause deformation of the base metal due to welding, and also requires a lot of non-destructive inspection costs for quality verification. There is this. In contrast, fillet welding for compression or tension parallel to the welding axis has the advantage that it is relatively simple and easy to secure quality as long as an appropriate welding posture is secured.Therefore, it is often used in combination with friction joints due to high tension bolts.

최근 일본과 유럽 등에서는 교량단면에 사용되는 I형 강재주거더의 개수를 2개로 줄이는 대신에 주거더를 구성하는 강판을 고강도의 두께 30mm 이상이 되도록 세그먼트 단위로 공장에서 제작한 후에, 현장용접으로 결합하는 형식의 합성거더교의 사용이 많이 늘어나고 있는 추세에 있다. 이들 교량은 평면상으로 직선이면서 경간장이 60m 이하에서 주로 사용되고 있으며, 국내에서도 여러 교량의 건설에 도입되었지만 현장용접 등의 문제로 인해 지금은 그다지 활성화 되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 강재주거더 단면형상 및 구성부재의 구조특성의 개선을 통해 강판두께를 30mm이하가 되도록 하고, 고장력볼트를 이용한 마찰연결과 필릿용접만으로 주거더를 구성하는 강판들을 교량가설현장에서 연결하도록 한다면 기존에 비해 훨씬 경제적인 교량건설이 가능해질 것이다. In recent years, in Japan and Europe, instead of reducing the number of I-type steel housings used in the bridge section to two, the steel plates that make up the housings are manufactured in segments so that they have a high strength of 30mm or more, and then welded on site. There is a trend that the use of composite girder bridges of the combined type is increasing. These bridges are mainly used in a straight plane with a span length of less than 60m, and have been introduced in the construction of several bridges in Korea, but are not so active now due to problems such as field welding. Therefore, if the steel plate thickness is made to be less than 30mm by improving the cross-sectional shape of the steel housing girder and structural characteristics of the constituent members, and if the steel plates constituting the housing are connected at the bridge construction site only by friction connection and fillet welding using high-tension bolts, the existing Compared to that, a much more economical bridge construction will be possible.

본 발명의 목적은 한계상태 설계법에 적합한 새로운 개념의 주거더를 고안하여 보다 경제적이고 내구성이 뛰어난 합성거더 교량을 건설하는 것에 있으며, 이러한 목적을 달성하기 위해 합성거더 교량건설에 이미 사용되고 있는 기존의 여러 주거더들이 가지는 다음의 기술적 과제들을 해결하는데 있다.An object of the present invention is to construct a more economical and durable composite girder bridge by devising a new concept housing der suitable for the limit state design method, and to achieve this purpose, several existing composite girder bridges are already used. It is to solve the following technical challenges that dwellers have.

첫째, 한계상태 설계기준에서 요구하는 극한상태에서의 저항력을 가장 경제적으로 확보할 수 있도록 주거더를 구성하는 부재요소들이 설계기준에서 정하고 있는 극한상태에서 전부 소성상태에 이를 수 있는 단면구성이 되도록 한다.First, to ensure the most economical resistance to extreme conditions required by the limit state design standard, the member elements constituting the housing should have a cross-sectional configuration that can reach the plastic state from the extreme state specified in the design standard. .

둘째, 개방형의 I형 주거더의 형상을 가지면서도 충분한 비틀림강성을 가질 수 있도록 하여, 경간길이로 조립된 주거더의 운반 및 거치시에 생길 수 있는 횡방향 좌굴에 대한 안전성을 높일 수 있도록 한다. Second, it is possible to have sufficient torsional stiffness while having the shape of an open-type I-type housing, thereby increasing the safety against lateral buckling that may occur during transportation and installation of the housing that is assembled with a span length.

셋째, 주거더의 높이증가에 따른 복부강판의 전단응력에 의한 좌굴현상과 휨강성 증대에 필수적인 압축플랜지의 좌굴현상을 방지하기 위해 미소변위이론에 따른 단면력에 저항하는데 필요한 강판두께 보다도 훨씬 두꺼운 강판사용을 억제함으로써 주거더의 강중을 줄여 제작비를 감소시킬 수 있도록 한다. Third, in order to prevent the buckling phenomenon due to the shear stress of the abdominal steel plate due to the increase in the height of the housing and the buckling of the compression flange, which is essential to increase the flexural stiffness, the use of a steel plate that is much thicker than the steel plate thickness required to resist the sectional force according to the micro-displacement theory is recommended By suppressing it, it is possible to reduce the manufacturing cost by reducing the strength of the housing.

넷째, 평면상으로 곡선을 갖는 교량에 주로 사용되는 종래의 박스거더 보다도 거더높이는 낮지만 전단과 비틀림에 대한 단면저항성을 향상시키는 것을 통해 거더제작에 소요되는 강재량은 오히려 줄이면서, 박스단면을 구성하는 각 부재요소의 제작을 간단히 함으로써 보다 경제적인 주거더를 제작할 수 있도록 한다. Fourth, the height of the girder is lower than that of the conventional box girder, which is mainly used for bridges having a curve in a plane, but by improving the cross-sectional resistance against shear and torsion, the amount of steel required for girder manufacturing is rather reduced, and the box cross-section is constructed. By simplifying the fabrication of each member element, it is possible to manufacture more economical housing.

다섯째, 주거더를 구성하는 상부플랜지, 복부재 그리고 하부플랜지를 분리된 상태로 공장에서 제작한 다음에 현장으로 반입하여, 고장력볼트를 이용한 마찰접합내지 비교적 현장용접이 용이한 필릿용접만으로 소정의 단면형상으로 조립할 수 있도록 하는데 있다.Fifth, the upper flange, the abdominal material, and the lower flange constituting the housing are manufactured in a separate state at the factory, and then brought to the site, and a predetermined cross section with only fillet welding, which is relatively easy to field welding or friction welding using high-tension bolts. It is intended to be able to assemble into shape.

먼저 한계상태 설계법에서 요구하고 있는 극한한계상태에서의 단면저항강도를 최대로 높이기 위해서는 모든 외적하중으로 인한 단면력에 대해 주거더 단면이 조밀단면(compact section)이 되도록 하는 것이 요구된다. 특히, 조밀단면의 압축플랜지가 되기 위해서는 플랜지 폭(bf)에 대한 플랜지 두께(tf)의 비(=bf/tf)를 작게 하는 것이 필요하지만, 이러한 규정을 만족시키도록 두께를 증가시키면 강재중량의 증가로 인해 제작비가 상승할 뿐만 아니라, 설령 아주 두꺼운 강판을 사용하여 관련 설계규정을 만족시켜 조밀단면을 만들게 된 경우라도 강판연결에 용접만이 사용될 수 있기에 실제 교량구조물에 사용될 가능성은 매우 낮다.First, in order to maximize the cross-sectional resistance strength in the ultimate limit state required by the limit state design method, it is required to make the housing section a compact section against the cross-sectional force due to all external loads. In particular, it is necessary to reduce the ratio of the flange thickness (t f ) to the flange width (b f ) (= b f / t f ) in order to become a compression flange of a dense section, but increase the thickness to satisfy these regulations. If you do, not only will the production cost increase due to the increase in the weight of the steel, but even if a dense section is made by using a very thick steel plate to satisfy the relevant design regulations, only welding can be used for the steel plate connection. Very low.

강판의 두께를 증가시키지 않으면서도 압축을 받는 플랜지와 복부판이 탄성좌굴을 일으키지 않은 상태에서 항복강도에 이를 수 있게 할 수 있는 가장 효과적인 방법으로는 소정두께의 고강도 콘크리트를 전단연결재를 통해 강판에다 합성시킨 합성강판을 사용하는 것이다.The most effective way to achieve yield strength without increasing the thickness of the steel plate but without causing elastic buckling of the compressed flange and abdominal plate is to synthesize a high-strength concrete of a predetermined thickness on the steel plate through a shear connector. It is to use a synthetic steel plate.

한편 지금까지의 강거더를 형성하는 구성부재간의 연결에는 주로 용접만이 사용되었다. 즉, 지금까지는 합성교량의 주거더의 단면은 단면을 구성하는 강판들의 접합면에 작용하는 수평전단응력에 저항하기 위해 용접만을 사용하였기에 공장에서 결합된 단면으로 구성된 부재단위로 현장으로 반입할 수밖에 없었고, 현장에서는 이미 완성된 단면형상을 대상으로 고장력볼트에 의한 마찰접합 또는 용접으로 부재들을 결합시키는 과정을 거치도록 하였기에 결합방법과 단면형상도 많은 제약을 받게 되었다. 하지만, 먼저 고장력볼트로 단면구성요소를 체결하여 소정의 단면을 형성시킨 후에 강판의 좌굴 방지를 위한 상기의 고강도 콘크리트를 이용해 이들 강판들을 서로 체결시킨다면 고비용의 용접과정을 완전히 생략할 수 있다. On the other hand, only welding has been mainly used for the connection between the constituent members forming the steel girder. In other words, until now, the cross section of the housing of the composite bridge was only used by welding to resist the horizontal shear stress acting on the joint surfaces of the steel plates constituting the cross section, so it had to be brought to the site as a member unit consisting of the combined cross section at the factory. In addition, in the field, the already completed cross-sectional shape was subjected to a process of joining the members by friction welding or welding by high-tension bolts, so the coupling method and cross-sectional shape were also subject to many restrictions. However, if the cross-sectional components are first fastened with high-tension bolts to form a predetermined cross section, and then these steel sheets are fastened to each other using the high-strength concrete for preventing buckling of the steel sheets, the expensive welding process can be completely omitted.

일반적으로 압축강도 40MPa의 고강도 콘크리트의 탄성계수는 약 2.9x104MPa가 되며, 반면에 항복응력 360MPa의 구조용 강재의 탄성계수는 2.0x105MPa로써 두 재료사이의 탄성계수비 n은 약 7이 된다. 사변이 단순지지된 강판의 좌굴강도는 다음의 식으로 계산되며In general, the elastic modulus of high-strength concrete with a compressive strength of 40 MPa is about 2.9x10 4 MPa, while the elastic modulus of structural steel with a yield stress of 360 MPa is 2.0x10 5 MPa, and the elastic modulus ratio n between the two materials is about 7. . The buckling strength of a steel plate with a simple quadrant is calculated by the following equation.

Figure pat00002
식(1)
Figure pat00002
Equation (1)

여기서,

Figure pat00003
는 좌굴계수이며 다음 식으로 구해진다.here,
Figure pat00003
Is the buckling coefficient and is obtained by the following equation.

Figure pat00004
식(2)
Figure pat00004
Equation (2)

여기서,here,

Figure pat00005
Figure pat00005

식(1)로부터, 압축을 받는 판의 좌굴강도는 판의 재료특성과 폭원비가 정해진 경우에는 판의 두께의 제곱에 비례한다. 강-콘크리트 합성판의 좌굴강도는 강판에 의한 좌굴강도(

Figure pat00006
)와 콘크리트 부분에 의한 좌굴강도
Figure pat00007
의 합인 다음의 식으로 구해지므로From equation (1), the buckling strength of a plate subjected to compression is proportional to the square of the thickness of the plate when the material properties and width ratio of the plate are determined. The buckling strength of the steel-concrete composite plate is the buckling strength of the steel plate (
Figure pat00006
) And the buckling strength by the concrete part
Figure pat00007
It is obtained by the following equation, which is the sum of

Figure pat00008
식(3)
Figure pat00008
Equation (3)

만약 두께 10mm의 강판을 두께 100mm의 콘크리트로 보강한 것으로 가정하면 합성판의 좌굴강도는 강판만으로 구성된 경우에 비해 약 15배 정도가 증가하게 되며, 이 값은 두께 40mm의 강판만을 사용한 경우의 좌굴강도에 해당한다. 따라서 합성강판을 압축플랜지에 사용할 경우에 강판의 두께를 늘이지 않고도 압축플랜지를 구성하는 강판전체를 국부좌굴없이 항복상태에 이르게 되는 조밀단면을 구성할 수 있다. If it is assumed that a steel plate with a thickness of 10 mm is reinforced with concrete with a thickness of 100 mm, the buckling strength of the composite plate increases by about 15 times compared to that of the steel plate alone, and this value is the buckling strength when only a steel plate with a thickness of 40 mm is used. Corresponds to. Therefore, when a composite steel sheet is used for a compression flange, it is possible to construct a dense cross-section in which the entire steel sheet constituting the compression flange reaches a yield state without local buckling without increasing the thickness of the steel sheet.

또한, I형거더 및 박스거더 복부판의 압축 및 전단좌굴 강도는 좌굴계수의 값이 복부판에 작용하는 압축응력의 경사도에 따라 달라지는 것만 제외하고는 기본적으로 식(1)로부터 구해지므로, 만약 두께 10mm의 복부판에 두께 100mm 정도의 콘크리트를 부착한 합성판을 사용하게 된다면 복부판에 오로지 강재만을 사용했을 때 요구되는 두께가 40mm 이하인 모든 경우에 대해 좌굴안정성을 확보할 수 있는 조밀단면을 얻을 수 있게 된다.In addition, the compressive and shear buckling strength of the I-shaped girder and box girder abdominal plate is basically obtained from Equation (1), except that the value of the buckling coefficient varies depending on the inclination of the compressive stress acting on the abdominal plate. If a composite plate with a thickness of about 100 mm attached to the abdomen plate is used, it is possible to obtain a dense section that can secure buckling stability in all cases where the required thickness is less than 40 mm when only steel is used for the abdomen plate.

한편 I형 단면을 주거더로 사용하게 되면 비틀림강성이 폐합단면에 비해 크게 떨어지는데, 이것은 도 3에 나타낸 3가지 단면의 비틀림강성의 비교를 통해 용이하게 알 수 있다. 먼저 도 3(a)에 나타낸 폭800mm×높이 2000mm×두께30mm의 강판으로만 제작된 I형단면, 도 3(b)는 폭800mm×높이 2000mm×두께:플랜지250mm,복부:100mm의 콘크리트로 제작된 I형단면, 도 3(c)는 폭780mm×높이1980mm×두께:플랜지125mm,복부:60mm의 콘크리트를 두께10mm의 강판으로 완전히 둘러싼 싼 경우, 그리고 도 3(d)는 도 3(c)의 경우에서 외부강판을 폐합시키지 않은 경우를 각각 나타낸다. 이들 4가지 경우에 대한 순수비틀림강성을 구한 결과를 표 1에 나타내었다.On the other hand, when the I-shaped section is used as a housing, the torsional stiffness is significantly lower than that of the closed section, which can be easily seen through comparison of the torsional stiffness of the three sections shown in FIG. 3. First, the I-shaped section made of only steel plates of width 800mm x height 2000mm x thickness 30mm shown in Fig.3(a), Fig.3(b) is made of concrete with width 800mm x height 2000mm x thickness:flange 250mm, abdomen:100mm Figure 3(c) shows a case where the concrete of width 780 mm x height 1980 mm x thickness: flange 125 mm, abdomen: 60 mm is completely surrounded by a steel plate of 10 mm thickness, and Figure 3 (d) is shown in Figure 3 (c). In the case of, each of the external steel plates is not closed. Table 1 shows the results of obtaining the pure torsional stiffness for these four cases.

Figure pat00009
Figure pat00009

표 1로부터, 얇은 강판으로만 제작된 I형거더(도 3(a))는 유사한 휨강성을 갖는 콘크리트 I형거더(도 3(b))에 비해 비틀림강성이 크게 떨어진다는 것을 알 수 있다. 한편, 콘크리트의 외부를 두께 10mm의 강판으로 둘러싼 도 3(c)의 단면은 도 3(b)의 콘크리트 I형거더에 비해 단면무게를 절반수준으로 감소시켰음에도 불구하고 오히려 비틀림강성이 2%정도 증가한 것을 알 수 있다. 하지만 비록 강판으로 콘크리트를 감싸고는 있지만 강판이 폐합되지 않은 경우에 비틀림강성의 증가효과는 그다지 크지 않다는 것을 알 수 있다. 이상으로부터, 완전히 폐합된 두께10mm의 얇은 강재로 콘크리트 단면을 외부에서 감싸면 거더단면의 비틀림강성을 크게 증대시킬 수 있다는 사실을 알 수 있다. From Table 1, it can be seen that the torsional stiffness of the I-shaped girder made only of thin steel plates (Fig. 3(a)) is significantly inferior to the concrete I-shaped girder (Fig. 3(b)) having similar flexural stiffness. On the other hand, the cross-section of Fig. 3(c) surrounding the outside of the concrete with a steel plate having a thickness of 10 mm has a torsional stiffness of about 2%, although the cross-sectional weight is reduced by half compared to the concrete I-shaped girder of Fig. 3(b). It can be seen that it has increased. However, it can be seen that although the concrete is covered with the steel plate, the effect of increasing the torsional stiffness is not so great when the steel plate is not closed. From the above, it can be seen that the torsional stiffness of the girder section can be greatly increased by wrapping the concrete section from the outside with a thin steel material with a thickness of 10 mm completely closed.

제 1도는 종래의 합성거더 교량에 사용되는 단면형상도
제 2도는 시공방법의 차이에 따른 강-콘크리트 합성거더의 극한내력과 처짐곡선의 변화양상
제 3도는 비틀림강성비교를 위한 예시에 사용된 단면형상
제 4도는 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 박스형상의 주거더
제 5도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주거더를 구성하는 강판사이의 접합방법에 대한 상세도
제 6도는 본 발명의 바람직한 제 2실시예에 따른 I형상의 주거더
제 7도는 본 발명의 바람직한 제 3실시예에 따른 박스형상의 주거더
제 8도는 본 발명의 바람직한 제 4실시예에 따른 박스형상의 주거더
제 9도는 본 발명의 바람직한 제 5실시예에 따른 개방형 합성거더교량의 단면도
제 10도는 본 발명의 바람직한 제 6실시예에 따른 단일박스형상의 합성거더교량의 단면도
Figure 1 is a cross-sectional shape diagram used in a conventional composite girder bridge.
Figure 2 shows the changes in the ultimate strength and deflection curve of the steel-concrete composite girder according to the difference in construction method.
Figure 3 is a cross-sectional shape used in an example for comparing torsional stiffness.
4 is a box-shaped housing according to a first preferred embodiment of the present invention.
5 is a detailed view of a method of joining steel plates constituting a housing according to a preferred embodiment of the present invention
6 is an I-shaped housing according to a second preferred embodiment of the present invention.
7 is a box-shaped housing according to a third preferred embodiment of the present invention.
8 is a box-shaped housing according to a fourth preferred embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view of an open composite girder bridge according to a fifth preferred embodiment of the present invention
10 is a cross-sectional view of a single box-shaped composite girder bridge according to a sixth embodiment of the present invention.

다음으로 실시예를 나타낸 첨부도면을 참조로 하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. Next, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings showing examples.

도 4는 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 박스형상의 거더단면을 나타낸 것으로, 박스단면의 상부플랜지강판(1)은 하부플랜지강판(2)의 1/5 ~ 1/3 정도의 너비(바람직하게는 1/4)를 가지며, 박스단면 양쪽에 위치한 복부재는 각각 외측복부강판(3)과 내측복부강판(4)으로 구성되며, 상기 내측복부강판(4)의 상부는 단면의 중심까지 연장되어 반대편에 위치한 내측복부강판과 맞대게 되도록 하며, 상기 (1)내지 (4)의 강판조립이 완료되면 고강도의 충전콘크리트(5)를 사용한 박스내부 공간의 채움을 통해 일체형의 박스단면을 형성하는 것을 주요 특징으로 한다.4 is a cross-sectional view of a box-shaped girder according to a first preferred embodiment of the present invention. The upper flange steel plate 1 of the box cross-section has a width of about 1/5 to 1/3 of the lower flange steel plate 2 ( Preferably, it has 1/4), and the abdominal material located on both sides of the box section is composed of an lateral abdominal steel plate 3 and an inner abdominal steel plate 4, respectively, and the upper part of the inner abdominal steel plate 4 extends to the center of the cross section It is made to face the inner abdominal steel plate located on the opposite side, and when the steel plate assembly of (1) to (4) is completed, the integrated box cross-section is formed by filling the space inside the box using high-strength filled concrete (5). It is characterized by its main features.

도 4에 나타낸 것과 같이, 충전콘크리트(5)와 각 강판(1,2,3,4)사이의 일체거동을 확보하기 위하여 복부 강판두께의 2.5배 이하의 직경을 갖는 머리부착 스터드(6)를 강판면의 양방향에 걸쳐 일정한 간격으로 용착시킨다. 내측복부강판(4)의 연결에는 고장력볼트(7)를 이용한 마찰접합이음을 사용한다.As shown in Fig. 4, in order to secure the integral behavior between the filled concrete 5 and each steel plate 1, 2, 3, 4, a head stud 6 having a diameter of 2.5 times or less the thickness of the abdominal steel plate is used. It is welded at regular intervals across both sides of the steel plate surface. For the connection of the inner abdominal steel plate (4), a friction joint using a high-tension bolt (7) is used.

또한, 콘크리트 상부슬래브와 합성작용 확보를 위해 상기의 상부플랜지강판(1) 상면에도 상부플랜지 판두께의 2.5배 이하의 직경을 갖는 머리부착 스터드(8)를 용착시킨다. 그리고 인장력을 받는 하부플랜지강판(2)의 형상유지 및 전단좌굴 방지를 위해 직사각형 단면의 강판을 하부플랜지강판(2)의 상면에 일정간격으로 용착된 수평보강재(9)로 추가로 설치하며, 상기 수평보강재(9)와 내측복부강판(4)과의 결합을 위해 소정형상의 연결판(10)을 박스단면 내측에 구비한다.In addition, in order to secure a synthetic effect with the concrete upper slab, a head stud 8 having a diameter less than 2.5 times the thickness of the upper flange plate is welded to the upper surface of the upper flange steel plate 1. And in order to maintain the shape of the lower flange steel plate 2 subjected to tensile force and prevent shear buckling, a rectangular cross-section steel plate is additionally installed with horizontal stiffeners 9 welded to the upper surface of the lower flange steel plate 2 at regular intervals, and the above A connection plate 10 having a predetermined shape is provided inside the cross section of the box for coupling the horizontal stiffener 9 and the inner abdominal steel plate 4.

한편, 강판사이의 체결방법은 박스단면으로 조립되는 장소에 따라 달리할 수 있다. 강재제작 공장에서 강재단면을 조립된 상태로 교량현장으로 운반하는 경우에는 도 5(a)에 나타낸 것과 같이 각 강판들이 서로 맞닿는 부분에서 용접(11)으로 서로 연결한다. On the other hand, the method of fastening between the steel plates may be different depending on the place where the cross section of the box is assembled. In the case of transporting the steel sections to the bridge site in the assembled state in the steel manufacturing plant, the steel plates are connected to each other by welding 11 at the portions where they contact each other as shown in Fig. 5(a).

각 강판을 분리된 상태로 교량현장으로 운반하여 체결하는 경우에는 도 5(b)에 나타낸 것과 같이 각 강판들이 맞닿는 부분에서 30mm ~ 40mm 정도 떨어진 위치에서 소정 크기의 구멍(12)을 미리 설치한 다음에 이들 구멍에 고장력볼트(7)를 삽입한 후에 소정크기의 토크로 상기 고장력볼트(7)의 너트(13)를 조이도록 하는 마찰접합이음을 실시한다. 한편, 고장력볼트(7)와 너트(13)를 이용하는 대신 필릿 용접으로 강판들을 결합할 수도 있다. 즉, 고장력볼트(7)와 너트(13) 또는 필릿 용접을 이용하여 외측복부강판(3)의 상,하단을 상,하부플랜지강판(1)(2)에 각각 결합하고 내측복부강판(4)의 하단을 하부플랜지강판(2)에 결합하며 내측복부강판(4)의 상부끝단을 반대편 내측복부강판(4)의 상부끝단과 결합할 수 있다. In the case of conveying and fastening each steel plate to the bridge site in a separate state, as shown in Fig. 5(b), a hole 12 of a predetermined size is pre-installed at a location 30 mm to 40 mm away from the contact portion of each steel plate. After inserting the high tension bolts 7 into these holes, a friction joint is made to tighten the nuts 13 of the high tension bolts 7 with a predetermined torque. On the other hand, instead of using the high-tension bolt 7 and the nut 13, the steel plates may be combined by fillet welding. That is, the upper and lower ends of the outer abdominal steel plate (3) are connected to the upper and lower flange steel plates (1) (2) using high-tension bolts (7) and nuts (13) or fillet welding, respectively, and the inner abdominal steel plate (4) The lower end of the lower flange plate (2) is coupled, and the upper end of the inner abdominal steel plate (4) can be combined with the upper end of the opposite inner abdominal steel plate (4).

충전콘크리트(5)의 채움시기는 조립된 거더를 크레인으로 인양하는 현장여건에 따라 달리할 수 있는데, 현장여건상 대용량의 크레인 사용이 어려운 경우에는 인양시의 거더무게 경감을 위해 강재로만 구성된 단면으로 된 거더를 교량 위로 거치한 후에 충전콘크리트(5)를 채우며, 대용량 크레인 사용이 용이할 때에는 지상에서 강부재들의 조립이 완료되면 바로 충전콘크리트(5)를 채우고 소정기간의 양생이 이루어진 후에 완성된 거더형태로 거치할 수도 있다.The filling time of the rechargeable concrete (5) can vary depending on the site conditions in which the assembled girder is lifted with a crane.If the use of a large-capacity crane is difficult due to the site conditions, the section consisting of only steel is used to reduce the weight of the girder during lifting. After mounting the girder on the bridge, the filled concrete (5) is filled, and when it is easy to use a large-capacity crane, when the assembly of the steel members is completed on the ground, the filled concrete (5) is immediately filled and the girder is completed after curing for a predetermined period of time. It can also be mounted in a form.

도 6은 본 발명의 바람직한 제 2실시예에 따른 I형의 거더단면을 나타낸 것으로, 각각 소정너비와 두께를 갖는 상부플랜지강판(1)과 하부플랜지강판(2)을 가지며, I형의 복부재에는 상부 및 하부에 각각 곡선 반경 150mm 이상의 냉간상태에서 절곡된 부분(3a)을 갖도록 각각 동일한 형상으로 제작된 두 개의 외측복부강판(3)으로 구성되며, 상기(1) 내지 (3)의 강판조립이 완료되면 고강도의 충전콘크리트(5)로 I형 단면의 복부공간을 채움으로써 거더의 휨강성과 비틀림강성을 동시에 향상시키도록 하는 것을 주요 특징으로 한다.6 is a cross-sectional view of an I-shaped girder according to a second preferred embodiment of the present invention, having an upper flange steel plate 1 and a lower flange steel plate 2 having a predetermined width and thickness, respectively, and an I-shaped abdominal member Consists of two outer abdominal steel plates (3) each made of the same shape so as to have portions (3a) bent in a cold state with a curved radius of 150 mm or more at the upper and lower portions, respectively, and assembling the steel plates of (1) to (3) above. The main feature is to improve the flexural stiffness and torsional stiffness of the girder at the same time by filling the abdominal space of the I-shaped section with high-strength filled concrete (5) when completed.

도 6에 나타낸 것과 같이, 충전콘크리트(5)의 시공을 위해 상부플랜지의 중앙부에 직경 80~100mm의 구멍(14)을 강판의 길이방향으로 500mm이내의 간격으로 설치하고, 이들 구멍에 길이 200mm 이내의 강관(15)을 삽입하여 강관의 길이중앙이 강판의 중심에 놓이도록 한 후에 서로 용착한다. As shown in Fig. 6, for the construction of the filled concrete 5, holes 14 with a diameter of 80 to 100 mm are installed in the center of the upper flange at intervals of 500 mm or less in the length direction of the steel plate, and the length of these holes is 200 mm or less. After inserting the steel pipe (15) of the length center of the steel pipe to the center of the steel plate, they are welded together.

또한, 충전콘크리트와 각 강판(1,2,3)사이의 일체거동을 확보하기 위하여 복부 강판두께의 2.5배 이하의 직경을 갖는 머리부착 스터드(6)를 내측 모든 강판면의 양 방향에 걸쳐 일정한 간격으로 용착하며, 바닥판 콘크리트와의 합성작용 확보를 위해 상기의 강관(15)외에도 별도의 머리부착 스터드(8)를 상부플랜지 상면에 용착한다.In addition, in order to secure the integral behavior between the filled concrete and each steel plate (1, 2, 3), a head-attached stud (6) having a diameter of 2.5 times or less of the thickness of the abdominal steel plate is uniform across both directions of all inner steel plate surfaces. They are welded at intervals, and in addition to the steel pipe 15, a separate head stud 8 is welded to the upper surface of the upper flange in order to secure a composite action with the concrete of the bottom plate.

각 강판(1,2,3)들 사이의 체결방법과 충전콘크리트(5)의 시공시기는 본 발명의 제 1실시예에서 기술한 것과 같이 현장여건에 따라 달리할 수 있으며, 그 시행방법은 앞에서 기술한 방법과 동일하다. 즉, 강재제작 공장에서 강재단면을 조립된 상태로 교량현장으로 운반하는 경우에는 각 강판(1)(2)(3)들이 서로 맞닿는 부분을 용접으로 서로 연결한다. The method of fastening between the steel plates 1, 2, 3 and the construction time of the filled concrete 5 may vary according to the site conditions as described in the first embodiment of the present invention, and the implementation method is as described above. It is the same as described. In other words, in the case of transporting the steel sections to the bridge site in an assembled state in a steel manufacturing plant, the portions where the steel plates (1), (2) and (3) abut each other are connected to each other by welding.

그리고, 각 강판(1)(2)(3)을 분리된 상태로 교량현장으로 운반하여 체결하는 경우에는 고장력볼트(7)와 너트(13)를 이용하여 마찰접합이음을 하거나 필릿 용접으로 결합한다. In addition, when each steel plate (1) (2) (3) is transported to the bridge site in a separate state and fastened, the high-tension bolts (7) and nuts (13) are used to make friction joints or by fillet welding. .

도 7은 본 발명의 바람직한 제 3실시예에 따른 박스형상의 거더단면을 나타낸 것으로, 각각 소정너비와 두께를 갖는 상부플랜지강판(1)과 하부플랜지강판(2)을 가지며, 내부가 콘크리트로 충전된 긴 직사각형 형상의 두 개의 복부재(16)로 구성되며, 상기(1), (2) 그리고 (16)의 조립이 완료되면 거더자중 및 콘크리트 바닥판 시공으로 인해 생기는 휨모멘트에 의해 압축력을 받는 상부플랜지강판(1)을 고강도의 충전콘크리트(5)로 합성시키는 것을 주요 특징으로 한다.7 is a cross-sectional view of a box-shaped girder according to a third preferred embodiment of the present invention, having an upper flange steel plate 1 and a lower flange steel plate 2 each having a predetermined width and thickness, and the inside is filled with concrete. It is composed of two long rectangular abdominal members (16), and when the assembly of the above (1), (2) and (16) is completed, it receives compressive force due to the girder weight and the bending moment generated by the construction of the concrete deck. The main feature is that the upper flange steel plate (1) is synthesized with high-strength filled concrete (5).

도 7은 자중과 바닥판 시공으로 인해 상부플랜지가 압축력을 받는 경우에 대한 거더단면의 실시예를 나타낸 것으로써, 콘크리트가 충전된 복부재(16)와 상부플랜지강판(1) 사이의 결합에는 고장력볼트를 이용한 마찰접합이음을 사용하며, 충전콘크리트(5)와의 합성작용을 위해 상부플랜지강판(1)의 상면에는 강판두께의 2.5배 이하의 머리부착 스터드(6)를 소정간격으로 용착시킨다.Figure 7 shows an embodiment of the girder cross section for the case where the upper flange receives a compressive force due to its own weight and the construction of the floor plate, and there is a high tensile strength in the coupling between the abdominal member 16 filled with concrete and the upper flange steel plate 1 Friction joints using bolts are used, and head studs 6 less than 2.5 times the thickness of the steel plate are welded to the upper surface of the upper flange steel plate 1 for a compounding action with the filled concrete 5 at predetermined intervals.

한편 인장력을 받는 하부플랜지강판(2)의 형상유지 및 전단좌굴의 방지를 위해 직사각형 단면의 강판을 하부플랜지강판(2)의 상면에 일정간격으로 용착한 수평보강재(9)로 추가로 설치하며, 수평보강재(9)와 복부재(16)와의 결합을 위해 소정형상의 연결판(10)을 복부재의 내측면에 구비한다.Meanwhile, in order to maintain the shape of the lower flange steel plate 2 under tension and prevent shear buckling, a rectangular cross-section steel plate is additionally installed as a horizontal stiffener 9 welded to the upper surface of the lower flange steel plate 2 at regular intervals. A connection plate 10 having a predetermined shape is provided on the inner side of the abdominal member for coupling the horizontal stiffener 9 and the abdominal member 16.

또한, 복부재(16)는 2개의 수직강판을 구비하는 것을 원칙으로 하지만 평면상으로 곡선 반경이 큰 경우에는 박스내측에 위치하는 강판을 생략할 수도 있다. 또한 복부재(16) 상면에는 바닥판 콘크리트와의 합성작용을 위해 머리부착 스터드(8)를 용착한다. In addition, the abdominal member 16 is provided with two vertical steel plates in principle, but in the case of a large curved radius in a plane, the steel plate located inside the box may be omitted. In addition, the upper surface of the abdominal member 16 is welded with a head stud 8 for a composite action with the concrete of the bottom plate.

도 8은 본 발명의 바람직한 제 4실시예에 따른 박스형상의 거더단면을 나타낸 것으로, 각각 소정너비와 두께를 갖는 상부플랜지강판(1)과 하부플랜지강판(2)을 가지며, 내부가 콘크리트로 충전된 긴 직사각형 형상의 두 개의 복부재(16)로 구성되며, 상기(1), (2) 그리고 (16)의 조립이 완료되면 거더자중 및 콘크리트 바닥판 시공으로 인해 생기는 휨모멘트에 의해 압축력을 받는 하부플랜지강판(2)을 고강도의 충전콘크리트(5)로 합성시키는 것을 주요 특징으로 한다.8 is a cross-sectional view of a box-shaped girder according to a fourth preferred embodiment of the present invention, having an upper flange steel plate 1 and a lower flange steel plate 2 each having a predetermined width and thickness, and the inside is filled with concrete. It is composed of two long rectangular abdominal members (16), and when the assembly of the above (1), (2) and (16) is completed, it receives compressive force due to the girder weight and the bending moment generated by the construction of the concrete deck. The main feature is to synthesize the lower flange steel plate (2) into high-strength filled concrete (5).

도 8은 자중과 바닥판 시공으로 인해 하부플랜지가 압축력을 받는 경우에 대한 거더단면의 실시예를 나타낸 것으로써, 콘크리트가 충전된 복부재(16)와 상부플랜지강판(1)과 하부플랜지강판(2) 사이의 결합에는 각각 고장력볼트(7)를 이용한 마찰접합이음을 실시하며, 충전콘크리트(5)와의 합성작용을 위해 복부재(16) 내측하면과 하부플랜지강판(2)의 상면에는 강판두께의 2.5배 이하의 머리부착 스터드(6)를 소정간격으로 용착시킨다.8 shows an embodiment of a girder cross section for a case in which the lower flange receives a compressive force due to its own weight and the construction of the floor plate, and the abdominal member 16 and the upper flange steel plate 1 and the lower flange steel plate filled with concrete ( 2) Friction joints are made using high-tensile bolts (7), respectively, and the inner surface of the abdominal member (16) and the upper surface of the lower flanged steel sheet (2) are formed with the thickness of the steel sheet for synthesizing with the filled concrete (5). The head studs (6) of 2.5 times or less are welded at predetermined intervals.

또한, 콘크리트 바닥판과의 합성작용 확보를 위해 복부재(16)와 상부플랜지강판(1)의 상면에 전단연결재로 각각 소정길이의 머리부착 스터드(6,8)를 용착하는데, 이들 머리부착 스터드의 직경은 용착되는 강판두께의 2.5배 이하가 되도록 한다.In addition, head studs 6 and 8 of a predetermined length are respectively welded as shear connectors on the upper surfaces of the abdominal member 16 and the upper flange steel plate 1 in order to secure a synthetic effect with the concrete base plate. These head studs The diameter of is not more than 2.5 times the thickness of the steel sheet to be welded.

아울러, 양쪽의 복부재(16)를 연결하도록 소정 간격으로 수평보강재(9)를 상부플랜지강판(1)의 아랫면에 용착한다.In addition, horizontal stiffeners 9 are welded to the lower surface of the upper flange steel plate 1 at predetermined intervals to connect both abdominal members 16.

도 7~8의 주거더는 아래 순서로 제작될 수 있다. The housing of FIGS. 7 to 8 may be manufactured in the following order.

강재제작 공장에서 강재단면을 조립된 상태로 교량현장으로 운반하는 경우에는 각 강판(1)(2)과 복부재(16)가 서로 맞닿는 부분을 용접으로 서로 연결한다. In the case of transporting the steel section to the bridge site in an assembled state in a steel manufacturing plant, the parts where each steel plate (1) (2) and the abdominal member (16) contact each other are connected by welding.

한편, 각 강판(1)(2)과 복부재(16)를 분리된 상태로 교량현장으로 운반하여 체결하는 경우에는 고장력볼트(7)와 너트(13)를 이용한 마찰접합이음 또는 필릿 용접으로 상부플랜지강판과 복부재를 결합하고 하부플랜지강판과 복부재를 결합한다. On the other hand, when each steel plate (1) (2) and the abdominal member (16) are transported to the bridge site in a separate state and fastened, the upper part is formed by friction joint or fillet welding using high tension bolts (7) and nuts (13). Combine the flange steel plate and the abdominal material, and combine the lower flange steel plate and the abdominal material.

이어서, 거더자중 및 콘크리트 바닥판 시공으로 인해 생기는 휨모멘트에 의해 압축력을 받는 상부플랜지강판(1) 또는 하부플랜지강판(2)을 고강도의 충전콘크리트(5)로 합성시켜 박스형상의 합성단면을 형성한다. Then, the upper flange steel plate (1) or the lower flange steel plate (2), which is subjected to compressive force due to the bending moment generated by the construction of the girder weight and the concrete floor plate, is synthesized with high-strength filled concrete (5) to form a box-shaped composite section. do.

도 9는 본 발명의 바람직한 제 2실시예에 따라 제작된 2개의 I형 거더(17)를 이용하여 교량전체 폭원을 지지할 수 있는 합성거더 교량을 시공하는 방법을 나타낸 것으로, 먼저 크레인을 이용해 대상교량의 경간길이로 제작된 2개의 주거더(17)를 거치시키고, 바닥판 콘크리트(18) 시공시의 횡방향 좌굴현상이 생기는 것을 방지하기 위하여 강성이 큰 가로보(19)를 경간길이를 따라 20m이내의 간격으로 설치한다. 가로보(19)는 주거더(17) 높이의 1/3 이상 1/2 이하의 높이를 갖는 것이 바람직하다.Figure 9 shows a method of constructing a composite girder bridge capable of supporting the entire width of the bridge using two I-shaped girders 17 manufactured according to a second preferred embodiment of the present invention. To prevent the occurrence of lateral buckling when constructing the floor plate concrete (18) by mounting the two housings (17) made of the span length of the bridge, a crossbeam (19) with high rigidity is 20m along the span length. Install at intervals within. It is preferable that the crossbeam 19 has a height of 1/3 or more and 1/2 or less of the height of the housing 17.

상기 주거더(17)와 가로보(19)는 고장력볼트(7)에 의한 마찰접합이음으로 강결하며, 가로보(19)가 설치되는 곳에서의 주거더 내측면에는 주거더와 같은 높이를 갖는 수직보강재(20)를 미리 설치해둔다.The housing (17) and the crossbeam (19) are tightened by a friction joint joint by a high-tension bolt (7), and a vertical stiffener having the same height as the housing (on the inside of the housing where the crossbeam (19) is installed) (20) is installed in advance.

다음으로 바닥판 콘크리트 시공을 위해 주거더 사이에 거푸집 기능을 겸하는 소정두께의 바닥판강판(21)을 주거더 상면에 용착시키며, 상기 강판(21)의 양 단부는 주거더 내측에서의 바닥판 콘크리트와 두께를 조절할 목적으로 반경(R)이 150mm이상이 되도록 냉간상태에서 절곡하며, 바닥판 콘크리트와의 합성작용을 위해 직경이 바닥판 강판두께의 2.5배 이하인 다수의 머리부착 스터드(6)를 소정간격으로 용착한다.Next, for the construction of the floor plate concrete, a floor plate steel plate 21 of a predetermined thickness, which serves as a formwork function, is welded to the upper surface of the housing, and both ends of the steel plate 21 are the floor plate concrete inside the housing. Bending in a cold state so that the radius (R) is more than 150mm for the purpose of adjusting the thickness and, and a plurality of head studs (6) having a diameter of 2.5 times or less of the thickness of the steel plate of the floor plate are prescribed for compounding action with the floor plate concrete. Weld at intervals.

도 10은 본 발명의 바람직한 제 6실시예에 따른 단일박스형상의 합성거더 교량단면도를 나타낸 것으로, 강판으로 형성된 내부공간에 콘크리트가 충전된 긴 직사각형 형상의 2개의 경사진 주거더(22), 주거더(22)의 하부플랜지를 서로 연결시키는 하부플랜지강판(2) 그리고 주거더의 상부플랜지를 서로 연결시키는 수평스터럿(23) 및 경사스터럿(24), 그리고 콘크리트 바닥판 시공시에 폐합된 박스단면이 되도록 해주는 바닥판강판(21)을 갖는 것을 주요 특징으로 한다.FIG. 10 is a cross-sectional view of a single box-shaped composite girder bridge according to a sixth embodiment of the present invention, in which two inclined dwellings 22 of a long rectangular shape filled with concrete in an inner space formed of steel plate, a dwelling The lower flange steel plate (2) that connects the lower flange of the more (22) to each other, the horizontal stator (23) and the inclined stirrut (24) that connect the upper flange of the housing to each other, and the concrete floor plate The main feature is that it has a bottom plate steel plate 21 that makes the box cross-section.

시공방법으로는 2개의 주거더(22)를 크레인 등을 이용해 먼저 교각내지 가설벤트 위에 거치시키고, 다음으로 수평스터럿(23) 및 경사스터럿(24) 그리고 하부플랜지강판(2)을 고장력볼트 또는 용접을 통해 순차적으로 조립해나가면서 교량전체 길이에 걸쳐 박스형태의 단면을 형성시킨다. 이때 바닥판 시공시의 하중과 활하중으로 인해 압축력이 작용하는 지점부근의 하부플랜지강판에 대해서는 미리 고강도 콘크리트(5)를 충전하여 합성강판 구조가 되도록 한다. As for the construction method, the two housing dors (22) are first mounted on the pier or temporary vent using a crane, etc., and then the horizontal and inclined studs (24) and the lower flange steel plate (2) are mounted with high-tension bolts. Or, assembling sequentially through welding, a box-shaped cross section is formed over the entire length of the bridge. At this time, for the lower flange steel plate near the point where the compressive force acts due to the load and live load during the construction of the floor plate, high-strength concrete (5) is filled in advance to form a composite steel plate structure.

그런 다음에 콘크리트 바닥판(18) 시공을 위해 주거더 사이에 거푸집 기능을 겸하는 소정두께의 바닥판강판(21)을 주거더 상면에 용착시켜 비틀림강성이 매우 큰 완전한 폐합단면을 형성시킨다. Then, for the construction of the concrete floor plate 18, the floor plate steel plate 21 of a predetermined thickness, which also functions as a formwork, is welded to the upper surface of the housing to form a complete closed section with very high torsional rigidity.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 사용한 용어들은 본 발명을 설명하기 위해 사용된 것들이지 의미의 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.The terms used to describe the embodiments of the present invention above are those used to describe the present invention, and are not used to limit the meaning or the scope of the present invention described in the claims.

1 : 상부플랜지강판
2 : 하부플랜지강판
3 : 외측복부강판
4 : 내측복부강판
5 : 충전콘크리트
6,8 : 머리부착 스터드
7 : 고장력볼트
9 : 플랜지강판보강을 위한 수평보강판
10 : 연결판
11 : 용접이음
12 : 고장력볼트 설치용 구멍
13 : 고장력볼트 조임을 위한 너트
14 : 콘크리트 충전용 구멍
15 : 매입강관
16 : 콘크리트가 충전된 직사각형의 복부재
17 : 콘크리트 충전이 완료된 I형 주거더
18 : 콘크리트 바닥판
19 : 가로보
20 : 수직보강재
21 : 바닥판강판
22 : 콘크리트가 충전된 경사진 직사각형의 주거더
23 : 수평스터럿
24 : 경사스터럿
1: Upper flange steel plate
2: Lower flange steel plate
3: lateral abdominal steel plate
4: medial abdominal steel plate
5: Filled concrete
6,8: Head attached stud
7: High tension bolt
9: horizontal reinforcing plate for reinforcing flanged steel plate
10: connecting plate
11: Welded joint
12: Hole for high tension bolt installation
13: Nut for tightening high tension bolt
14: hole for concrete filling
15: purchased steel pipe
16: Concrete-filled rectangular abdominal material
17: I-type housing with concrete filling
18: concrete floor plate
19: crossbeam
20: vertical stiffener
21: floor plate steel plate
22: Inclined rectangular housing filled with concrete
23: horizontal stutter
24: Inclined Stirut

Claims (12)

콘크리트 바닥판과의 합성작용을 통해 외적하중에 저항하는 박스형상의 합성거더 교량의 주거더에 있어서
상기 박스단면의 상부플랜지강판은 하부플랜지강판의 1/5 ~ 1/3 되는 너비를 가지며, 박스단면 양 측면에 위치한 복부강판은 각각 외측복부강판과 내측복부강판을 포함하며,
상기 내측복부강판의 상부끝단은 박스단면의 중심까지 연장되어 반대편에 위치한 내측복부강판과 서로 결합 되도록 하며, 외측복부강판을 상부플랜지강판과 하부플랜지강판과 각각 결합시키며, 내측복부강판을 하부플랜지강판에 결합시키고 서로 마주보는 내측복부강판 사이를 수평보강재로 결합시켜 내부가 폐합된 박스단면을 형성시키고,
상기 내부 폐합단면과 상부플랜지강판, 외측복부강판 그리고 하부플랜지강판으로 둘러싸인 공간에 고강도 콘크리트를 충전하여 일체형의 박스단면을 형성하는 것을 특징으로 합성교량용 주거더.
In the housing of the box-shaped composite girder bridge that resists external load through the composite action with the concrete deck
The upper flange steel plate of the box section has a width of 1/5 to 1/3 of the lower flange steel plate, and the abdominal steel plates located on both sides of the box section include an lateral abdominal steel plate and an inner abdominal steel plate, respectively,
The upper end of the inner abdominal steel plate extends to the center of the cross-section of the box so as to be combined with the inner abdominal steel plate located on the opposite side, the outer abdominal steel plate is combined with the upper and lower flange steel plates, respectively, and the inner abdominal steel plate is the lower flange steel plate. And the inner abdominal steel plates facing each other with a horizontal stiffener to form a closed box cross-section,
The housing for a composite bridge, characterized in that the space surrounded by the inner closed section, the upper flange steel plate, the outer abdominal steel plate, and the lower flange steel plate is filled with high-strength concrete to form an integral box cross section.
제1항에 있어서,
상,하부플랜지강판과 내,외측복부강판에는 고강도 콘크리트와의 일체 거동을 위해 머리부착 스터드가 설치된 것을 특징으로 합성교량용 주거더.
The method of claim 1,
A housing for composite bridges, characterized in that head studs are installed on the upper and lower flange steel plates and the inner and outer abdominal steel plates for integral behavior with high-strength concrete.
콘크리트 바닥판과의 합성작용을 통해 외적하중에 저항하는 박스형상의 합성거더 교량의 주거더에 있어서
소정너비와 두께를 갖는 상부플랜지강판과 하부플랜지강판을 가지며, 복부재는 그 상부와 하부에 각각 곡선 반경 150mm 이상의 냉간상태에서 절곡된 부분을 갖는 각각 동일한 형상으로 제작된 두 개의 외측복부강판을 포함하며,
상기 상부플랜지강판, 하부플랜지강판 그리고 외측복부강판사이의 조립이 완료되면 고강도의 충전콘크리트로 I형 단면의 복부공간을 채움으로써 거더의 휨강성과 비틀림강성을 동시에 향상시키도록 하는 것을 특징으로 하는 합성교량용 주거더.
In the housing of the box-shaped composite girder bridge that resists external load through the composite action with the concrete deck
It has an upper flange steel plate and a lower flange steel plate having a predetermined width and thickness, and the abdominal member includes two outer abdominal steel plates manufactured in the same shape each having a portion bent in a cold state with a curved radius of 150 mm or more, respectively, at the upper and lower portions thereof. ,
When the assembly between the upper flange steel plate, the lower flange steel plate, and the outer abdominal steel plate is completed, the abdominal space of the I-shaped section is filled with high-strength filled concrete, thereby simultaneously improving the flexural and torsional stiffness of the girder. For housing more.
제3항에 있어서,
충전콘크리트의 시공을 위해 상부플랜지강판의 중앙부에 직경 80mm ~ 100mm의 구멍을 강판의 길이방향으로 소정 간격으로 설치하고, 상기 구멍에 강관을 삽입하여 설치하는 것을 특징으로 하는 합성교량용 주거더.
The method of claim 3,
A housing for a composite bridge, characterized in that a hole with a diameter of 80mm to 100mm is installed in the center of the upper flange steel sheet at predetermined intervals in the length direction of the steel sheet for the construction of filled concrete, and a steel pipe is inserted into the hole.
콘크리트 바닥판과의 합성작용을 통해 외적하중에 저항하는 박스형상의 합성거더 교량의 주거더에 있어서
소정너비와 두께를 갖는 상부플랜지강판과 하부플랜지강판을 가지며, 내부가 콘크리트로 충전된 긴 직사각형의 강판으로 둘러싸인 두 개의 복부재로 구성되는 단면을 가지며,
상기 상부플랜지강판, 하부플랜지강판 그리고 복부재의 조립이 완료되면 거더자중 및 콘크리트 바닥판 시공으로 인해 생기는 휨모멘트에 의해 압축력을 받는 상부플랜지강판 또는 하부플랜지강판을 고강도의 충전콘크리트로 합성시켜 박스형상의 합성단면을 형성시키는 것을 특징으로 하는 합성교량용 주거더.
In the housing of the box-shaped composite girder bridge that resists external load through the composite action with the concrete deck
It has an upper flange steel plate and a lower flange steel plate having a predetermined width and thickness, and has a cross-section consisting of two abdominal members surrounded by a long rectangular steel plate filled with concrete,
When the assembly of the upper flange steel plate, the lower flange steel plate, and the abdominal material is completed, the upper flange steel plate or the lower flange steel plate, which is subjected to compressive force by the bending moment generated by the construction of the girder weight and the concrete floor plate, are synthesized with high-strength filled concrete to form a box shape. The housing for a composite bridge, characterized in that to form a composite section.
제5항에 있어서,
상부플랜지강판에 압축력이 작용하는 경우에는 양쪽의 복부재를 연결하도록 소정 간격으로 수평보강재(9)를 하부플랜지강판의 상면에 용착하고,
하부플랜지강판에 압축력이 작용하는 경우에는 양쪽의 복부재를 연결하도록 소정 간격으로 수평보강재(9)를 상부플랜지강판의 아랫면에 용착하는 것을 특징으로 하는 합성교량용 주거더.
The method of claim 5,
When a compressive force acts on the upper flange steel plate, horizontal stiffeners 9 are welded to the upper surface of the lower flange steel plate at predetermined intervals to connect both abdominal members,
A housing for a composite bridge, characterized in that when a compressive force acts on the lower flange steel plate, horizontal stiffeners (9) are welded to the lower surface of the upper flange steel plate at predetermined intervals to connect both abdominal members.
콘크리트 바닥판과의 합성작용을 통해 외적하중에 저항하는 박스형상의 합성거더 교량의 주거더 제작방법에 있어서
(a) 상,하부플랜지강판과 내,외측복부강판을 교량 공사 현장으로 운반하는 단계;
(b) 외측복부강판의 상,하단을 상,하부플랜지강판에 각각 결합하고, 내측복부강판의 하단을 하부플랜지강판에 결합하며, 내측복부강판의 상부끝단을 반대편 내측복부강판의 상부끝단과 결합하고, 양측 내측복부강판을 수평보강재로 연결하여 내부가 폐합된 박스단면을 형성하는 단계; 및,
(c) 상기 내부 폐합단면과 상부플랜지강판, 외측복부강판 그리고 하부플랜지강판으로 둘러싸인 공간에 고강도 콘크리트를 충전하여 일체형의 박스단면을 형성하는 것을 특징으로 합성교량용 주거더 제작방법.
In the method of manufacturing the housing of the box-shaped composite girder bridge that resists external load through the composite action with the concrete deck
(a) transporting the upper and lower flange steel plates and the inner and outer abdominal steel plates to the bridge construction site;
(b) Combine the upper and lower ends of the outer abdominal steel plate to the upper and lower flange steel plates, respectively, the lower end of the inner abdominal steel plate to the lower flange steel plate, and the upper end of the inner abdominal steel plate with the upper end of the opposite inner abdominal steel plate. And, by connecting both sides of the inner abdominal steel plate with a horizontal stiffener to form a closed box cross-section inside; And,
(c) A method of manufacturing a housing for a composite bridge, characterized in that the space surrounded by the inner closed section, the upper flange steel plate, the outer abdominal steel plate, and the lower flange steel plate is filled with high-strength concrete to form an integral box section.
콘크리트 바닥판과의 합성작용을 통해 외적하중에 저항하는 박스형상의 합성거더 교량의 주거더 제작방법에 있어서,
(a) 상,하부플랜지강판과 외측복부강판을 교량 공사 현장으로 운반하는 단계;
(b) 두 개의 외측복부강판의 상,하단을 상,하부플랜지강판에 결합하는 단계; 및,
(c) 두 개의 외측복부강판과 상,하부플랜지강판으로 둘러싸인 공간에 고강도 콘크리트를 충전하여 일체형의 박스단면을 형성하는 것을 특징으로 합성교량용 주거더 제작방법.
In the method of manufacturing a housing for a box-shaped composite girder bridge that resists external load through a composite action with a concrete deck,
(a) transporting the upper and lower flange steel plates and the outer abdominal steel plates to the bridge construction site;
(b) coupling the upper and lower ends of the two outer abdominal steel plates to the upper and lower flange steel plates; And,
(c) A method of manufacturing a housing for a composite bridge, characterized in that the space surrounded by two outer abdominal steel plates and upper and lower flange steel plates is filled with high-strength concrete to form an integral box section.
콘크리트 바닥판과의 합성작용을 통해 외적하중에 저항하는 박스형상의 합성거더 교량의 주거더 제작 방법에 있어서,
(a) 상,하부플랜지강판과, 내부가 고강도 콘크리트로 충전된 두 개의 복부재를 교량 공사 현장으로 운반하는 단계; 및,
(b) 상부플랜지강판과 복부재를 결합하고 하부플랜지강판과 복부재를 결합하는 단계;
(c) 상기 (b) 단계 이후에, 거더자중 및 콘크리트 바닥판 시공으로 인해 생기는 휨모멘트에 의해 압축력을 받는 상부플랜지강판 또는 하부플랜지강판을 고강도의 충전콘크리트로 합성시켜 박스형상의 합성단면을 형성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성교량용 주거더 제작방법.
In the method of manufacturing a housing for a box-shaped composite girder bridge that resists external load through a composite action with a concrete deck,
(a) transporting upper and lower flange steel plates and two abdominal members filled with high-strength concrete inside to a bridge construction site; And,
(b) combining the upper flange steel plate and the abdominal member, and combining the lower flange steel plate and the abdominal member;
(c) After step (b), the upper flange steel plate or the lower flange steel plate, which is subjected to compressive force due to the bending moment generated by the construction of the girder weight and the concrete floor plate, are synthesized with high-strength filled concrete to form a box-shaped composite section. A method for manufacturing a housing for a composite bridge, comprising a.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (b) 단계의 결합은 고장력볼트로 이루어지거나 필릿 용접으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성교량용 주거더 제작방법.
The method according to any one of claims 7 to 9,
The method of manufacturing a housing for a composite bridge, characterized in that the combination of step (b) is made of high-tension bolts or fillet welding.
콘크리트 바닥판과의 합성작용을 통해 차량 등의 외적하중에 저항하는 개방형의 합성거더 교량의 시공방법에 있어서
대상교량의 경간길이로 제작된 제3항의 주거더를 크레인을 이용해 거치시키고, 콘크리트 바닥판 시공시의 주거더의 횡방향좌굴 방지를 위하여 주거더 높이의 1/3 이상 1/2 이하의 높이를 가진 가로보를 경간방향으로 20m이내의 간격으로 설치하여 2개의 주거더를 서로 연결하고,
다음으로 주거더 사이에 콘크리트 바닥판 시공시의 거푸집 기능을 겸하는 소정두께의 바닥판강판을 주거더 상면에 용착시키며, 상기 바닥판강판의 양 단부는 바닥판 콘크리트의 두께를 조절할 목적으로 소정의 반경을 갖도록 냉간상태에서 절곡하는 것을 특징으로 하는 개방형 합성거더 교량의 시공방법.
In the construction method of an open type composite girder bridge that resists external loads of vehicles, etc. through a composite action with a concrete deck
A crane is used to mount the dwelling deck of Clause 3, which is made with the span length of the target bridge, and to prevent lateral buckling of the dwelling when constructing a concrete deck, the height of the dwelling is not less than 1/3 of the height of the dwelling. Install a crossbeam with an interval of less than 20m in the span direction to connect the two housings to each other.
Next, a floor plate steel plate of a predetermined thickness, which serves as a formwork function when constructing a concrete floor plate, is welded to the upper surface of the floor plate, and both ends of the floor plate steel plate have a predetermined radius for the purpose of controlling the thickness of the floor plate concrete. Construction method of an open composite girder bridge, characterized in that bending in a cold state to have a.
콘크리트 바닥판과의 합성작용을 통해 외적하중에 저항하는 단일박스형상의 합성거더 교량의 시공방법에 있어서;
강판으로 형성된 내부공간에 콘크리트가 충전된 긴 직사각형 형상의 2개의 경사진 주거더, 주거더의 하부플랜지를 서로 연결시키는 하부플랜지강판 그리고 주거더의 상부플랜지를 서로 연결시키는 수평스터럿 및 경사스터럿, 그리고 콘크리트 바닥판 시공시에 폐합된 박스단면이 되도록 해주는 바닥판강판의 구성요소를 포함하고;
먼저 상기의 주거더를 크레인을 이용해 교각 또는 가설벤트 위에 거치시키고, 다음으로 수평스터럿과 경사스터럿 그리고 하부플랜지강판을 고장력볼트 또는 용접을 통해 순차적으로 체결하여 교량전체 길이에 걸쳐 박스형태의 단면을 형성시키며, 이때 바닥판 시공시의 하중과 활하중으로 인해 압축력이 작용하는 지점부근의 하부플랜지강판에 대해서는 미리 고강도 콘크리트를 충전하여 합성강판 구조가 되도록 하고;
그런 다음으로 콘크리트 바닥판 시공을 위해 주거더 사이에 거푸집 기능을 겸하는 소정두께의 바닥판강판을 주거더 상면에 용착시켜 비틀림강성이 매우 큰 완전한 폐합단면을 형성시키는 것을 특징으로 하는 단일박스형 합성거더 교량의 시공방법.
In the construction method of a single box-shaped composite girder bridge that resists external load through a composite action with a concrete deck;
Two inclined housings in a long rectangular shape filled with concrete in the inner space formed of steel plates, a lower flange steel plate that connects the lower flanges of the housings to each other, and horizontal and inclined studs that connect the upper flanges of the housings to each other. And, it includes a constituent element of the floor plate steel plate that makes the box cross-section closed during construction of the concrete floor plate;
First, the above housing is mounted on the pier or temporary vent using a crane, and then the horizontal and inclined studs, and the lower flange steel plate are sequentially fastened through high-tension bolts or welding to form a box-shaped cross section over the entire length of the bridge. In this case, the lower flange steel plate near the point where the compressive force acts due to the load and live load during the construction of the floor plate is filled with high-strength concrete in advance to form a composite steel plate structure;
Then, for concrete deck construction, a single box-type composite girder bridge, characterized in that a complete closed section with very high torsional stiffness is formed by welding a floor plate steel plate of a predetermined thickness that serves as a formwork function between the dwellings. Construction method.
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