KR20240012636A - 개방형복부를 가진 강재플레이트, 이를 이용하여 제작된 교량 및 그 시공방법 - Google Patents

개방형복부를 가진 강재플레이트, 이를 이용하여 제작된 교량 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

양 단부 연장구간(L1)은 상,하부 플랜지 및 복부(웨브)를 구비한 양 단부강재플레이트로 형성시키고, 양 단부 연장구간(L1)을 제외한 중앙 연장구간(L2, L=2*L1+L2)에서는 상,하부플랜지에 복부를 형성시키지 않고, 종방향으로 서로 이격된 수직강재만 형성시켜 신속하게 제작이 가능하여 경제적인 개방형복부를 가진 강재플레이트, 이를 이용하여 제작된 교량 및 시공방법이 개시되며, 상기 개방형복부를 가진 강재플레이트는 전체 연장길이(L)에서 양 단부 연장구간(L1)은 상부플랜지, 하부플랜지 및 복부를 구비한 양 단부강재플레이트; 및 상기 양 단부 연장구간(L1)을 제외한 중앙 연장구간(L2, L=2*L1+L2)에서는 상부플랜지와 하부플랜지에 복부를 형성시키지 않고, 종방향으로 서로 이격설치된 수직강재;만 형성된다.

Description

개방형복부를 가진 강재플레이트, 이를 이용하여 제작된 교량 및 그 시공방법{WEB-OPEN TYPE STEEL PLATE, BRIDGE AND CONSTRUCTION METHOD THEREWITH}
본 발명은 개방형복부를 가진 강재플레이트에 대한 것이다. 더욱 구체적으로 양 단부 연장구간(L1)은 상,하부 플랜지 및 복부(웨브)를 구비한 양 단부강재플레이트로 형성시키고, 양 단부 연장구간(L1)을 제외한 중앙 연장구간(L2, L=2*L1+L2)에서는 상,하부플랜지에 복부를 형성시키지 않고, 종방향으로 서로 이격된 수직강재만 형성시켜 신속하게 제작이 가능하여 경제적인 개방형복부를 가진 강재플레이트, 이를 이용하여 제작된 교량 및 시공방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 개방형복부를 구비한 콘크리트 거더(10)의 예시도를 도시한 것이다.
상기 개방형복부를 구비한 콘크리트 거더(10)는 상부플랜지(11), 수직복부(13), 하부플랜지(12)를 포함하고 있음을 알 수 있다.
이때 상기 상부플랜지(11)의 경우 긴장재(14)가 종방향으로 내부에 배치되어 프리스트레스가 추가 도입되도록 하고 있음을 알 수 있다.
또한, 상기 수직복부(13)는 수직강관 형태로 상부 및 하부플랜지(11,12)의 상,하 사이에 종방향으로 다수가 이격되어 배치되도록 하고 있음음 알 수 있다.
즉, 상부 및 하부플랜지(11,12)는 콘크리트 수평판 부재로 제작하고, 수직복부(13)는 강재로 제작하고,
강재로 제작된 수직복부(13)의 상면과 저면에는 상면판과 저면판(15,16)을 일체화시키고,
상기 상면판과 저면판(15,16)을 앵커볼트와 같은 체결구(17)로 상부플랜지(11)와 하부플랜지(12)의 저면과 상면에 각각 고정 시키는 방식을 채택하고 있음을 알 수 있다.
이에 수직복부(13)를 사용함에 따라 수직복부(13) 사이사이는 빈 공간(S)으로 형성되도록 하여 개방형 복부를 구비한 콘크리트 거더의 자중감소가 가능하고, 수직복부(13)를 수직강관을 이용하여 뒤틀림, 좌굴과 전단력에 효과적으로 저항할 수 있도록 하고 있음을 알 수 있다.
하지만 최근 숙련된 인부 부족으로 상부 및 하부플랜지(11,12)는 콘크리트, 수직복부(13)는 강재로 제작한 후, 수직복부(13)를 상부 및 하부플랜지(11,12)에 체결구를 이용하여 고정시키는 방식은 공종이 다소 복잡하다는 한계가 있게 된다.
도 1b는 종래 개방형 복부를 구비한 콘크리트 거더(20)의 다른 예시도를 도시한 것이다.
즉, 도 1a와 대비하여 상부 및 하부플랜지(21,22)는 콘크리트 수평판 부재로 제작하고, 수직복부(23)는 강재로 제작하고, 강재로 제작된 수직복부(23)의 상단과 하단이 삽입 되는 지압받침판(24)을 이용하여 일체화시키고 있음을 알 수 있다.
이러한 지압받침판(24)은 수직복부(23)를 단순 삽입 고정시킬 수 있도록 함으로서 달리 상부 및 하부플랜지(21,22)에 강결되지 않도록 한 것이다.
이에 상부 및 하부플랜지(21,22)의 단부에는 예컨대 일종의 구체콘크리트로 형성되는 전도방지부재(25)를 형성시키고 있음을 알 수 있다.
즉, 전도방지부재(25)는 수직복부(23)가 상부 및 하부플랜지에 강결되지 않아 휨 모멘트에 의하여 수직복부(23)가 전도가 발생할 수 있으므로 상부 및 하부플랜지를 양 단부에서 구속시키기 위한 기능을 가지게 된다.
이에, 도 1b의 경우 수직복부(23)는 강관을 이용하여 설치할 수 있도록 하고 있으나 상부 및 하부플랜지는 역시, 콘크리트 수평판 형태로 제작한 것이고, 전도방지부재(25)를 위한 콘크리트 타설작업이 필요할 뿐만 아니라, 지압받침판(24)을 별도로 제작하여 미리 고정 설치해야 하는 번거로움이 발생하게 된다.
이에 종래 복부가 개방되도록 제작되는 빔부재(거더)의 경우 상부 및 하부플랜지(11,12,21,22)는 콘크리트 수평판으로 형성시켜 작용하중에 따른 압축력에 효과적으로 저항하도록 하면서, 하부플랜지에는 프리스트레스 도입이 가능하도록 하고, 수직복부(13,23)는 주로 전단력에 저항하기 때문에, 상부 및 하부플랜지에 강관과 같은 강재를 이용할 수 있음을 알 수 있으나,
콘크리트와 강재는 서로 이질적인 재료이기 때문에 서로 일체화시킴에 있어 체결구, 지압받침판과 같은 별도의 연결수단을 이용하고 있음을 알 수 있고, 이는 공장제작이라 할지라도 작업량이 많아지게 되기 때문에 오히혀 인건비 상승요인이 많다는 한계가 발생하는 문제점이 발생하게 된다.
대한민국 특허 제10-1286116호(발명의 명칭: 수직강관을 복부재로 이용한 합성거더 및 이를 이용한 교량시공방법, 공개일자:2013년06월21일) 대한민국 공개특허 10-2018-0126939호(발명의 명칭: 충진강관을 복부부재로 사용하고, 강선으로 긴장하여 연결하는 합성거더, 공개일자:2018년11월28일)
이에 본 발명은 제작과 시공을 고려하여 전체 연장길이(L)를 가지는 개방형복부를 가진 강재플레이트에 있어 양 단부 연장구간(L1)은 상부 및 하부플랜지 및 복부는 모두 강재로 제작되도록 함으로서, 재료의 이질성에 따른 일체화에 소요되는 문제를 해결할 수 있도록 하면서, 양 단부 연장구간(L1)을 제외한 중앙 연장구간(L2, L=2*L1+L2)에서는 상,하부플랜지에 복부를 형성시키지 않고, 종방향으로 서로 이격된 수직강재만 형성시켜 신속하게 간단하게 제작이 가능하도록 하여, 경제적인 개방형복부를 가진 강재플레이트, 이를 이용하여 제작된 교량 및 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한, 최근 숙련공 부족 및 국내 중대재해 처벌법 시행등으로 인한 최근 제작여건에 맞아 제작과 시공이 용이한 개방형복부를 가진 강재플레이트, 이를 이용하여 제작된 교량 및 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 개방형복부를 가진 강재플레이트, 이를 이용하여 제작된 교량 및 시공방법은, 전체 연장길이(L)에서 양 단부 연장구간(L1)은 상부플랜지, 하부플랜지 및 복부를 구비한 양 단부강재플레이트; 및 상기 양 단부 연장구간(L1)을 제외한 중앙 연장구간(L2, L=2*L1+L2)에서는 상부플랜지와 하부플랜지에 복부를 형성시키지 않고, 종방향으로 서로 이격설치된 수직강재;만 형성되도록 하는 개방형복부를 가진 강재플레이트를 제공하게 된다.
본 발명에 의하면 양 단부는 I형단면의 양 단부 강재플레이트로 형성시키고, 양 단부 강재플레이트거더 사이에서는 상부 및 하부플랜지 사이에 수직강재로만 복부가 형성되도록 하되, 최소한의 용접으로 간단하게 서로를 일체화시킴에 따라 최소의 인력으로도 제작이 가능하며, 기존 강재플레이트 거더 제작 대비 용접량이 감소하여 탄소배출량 저감되어 친경환적이고, 경제적인 개방형복부를 가진 강재플레이트, 이를 이용하여 제작된 교량 및 시공방법 제공이 가능하게 된다.
또한, 본 발명은 I형단면의 양 단부 강재플레이트와 수직강재 모두 강재로 제작하기 때문에 자성을 가진 지그를 이용하여 초기 세팅이 가능하여 용접(간단히 필렛용접)에 의한 일체화로 숙련되지 않은 인력으로도 제작이 가능한 개방형복부를 가진 강재플레이트, 이를 이용하여 제작된 교량 및 시공방법 제공이 가능하게 된다.
또한, 본 발명은 개방형복부를 가진 강재플레이트에 수직강재를 현장등에서 추가로 설치하는 방식으로 개방형복부를 가진 강재플레이트 보강이 가능할 뿐만 아니라, 최대한 이해하기 쉽고 간단한 구조형식으로 이루어져 최근 숙련공 부족으로 따른 문제점을 해결할 수 있어 시대흐름에 맞게 제작 및 시공을 이해하기 쉽기 때문에 시공 및 유지관리에 유리하게 된다.
도 1a는 종래 개방형 복부를 구비한 콘크리트 거더의 예시도,
도 1b는 종래 개방형 복부를 구비한 콘크리트 거더의 다른 예시도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 개방형복부를 가진 강재플레이트의 예시도,
도 2c는 본 발명의 개방형복부를 가진 강재플레이트와 지그에 의한 일체화 예시도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 개방형복부를 가진 강재플레이트를 이용하여 제작된 교량 및 시공방법 예시도를 도시한 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 본 발명의 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)]
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)의 예시도, 도 2c는 본 발명의 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)와 지그(200)에 의한 일체화 예시도를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 개방형복부를 가진 강재플레이트(100) 전체 연장길이(L)를 기준으로 양 단부 연장구간(L1)은 상,하부 플랜지 및 복부(웨브)를 구비한 양 단부강재플레이트(110,120)로 형성시키고, 양 단부 연장구간(L1)을 제외한 중앙 연장구간(L2, L=2*L1+L2)에서는 상,하부플랜지에 복부를 형성시키지 않고 수직강재(130)만 형성시키게 된다.
이때 상기 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)의 개방형복부는 양 단부강재플레이트(110,120) 사이의 종방향 사이 사이에 수직강재(130)를 서로 이격 설치하여, 상기 중앙 연장구간(L2, L=2*L1+L2)에서의 수직강재(130) 사이사이는 빈 공간(S)으로 개방된다는 의미이다.
또한, 상기 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 구성하는 양 단부강재플레이트(110,120)와 수직강재(130) 모두 강재로 제작되기 때문에 이질적인 재료가 아니라 강재로서 서로 간단하게 용접에 의하여, 일체화에도 문제가 없도록 하게 된다.
또한, 수직강재(130)는 역시 강재로 제작된 상,하부 플랜지의 상,하에 서로 이격 되어 세팅시킨 후 일체화시킴에 있어서 위치 세팅을 위하여 자성을 가진 지그(200)를 이용하여 초기 세팅한 후, 용접에 의하여 일체화가 되도록 한 후, 상기 지그(200)를 제거할 수 있기 때문에, 공장등에서 제작 시, 숙련된 인력이 없더라도 신속하게 제작이 가능하게 된다.
또한, 수직강재(130)는 도 2c와 같이, 가로보(340)의 양 단부가 연결될 수 있도록 연결돌출부(140)를 역시 설치하여 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 이용함에 따른 장점을 극대화 시킬 수 있게 된다.
이러한 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)는 예컨대 가설교량의 거더로서 사용하여 특히 집중호우 시 철거 및 해체에 유리하게 되고, 공사중, 공용중에 풍하중 영향이 최소화(풍하중에 의한 강도 최소화)되어 구조적 안전성을 충분히 확보할 수 있게 된다.
또한, 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)는 단부 연장구간(L1)을 제외한 중앙 연장구간(L2, L=2*L1+L2)에서 수직강재(130)만 설치하기 때문에 직선형 또는 곡선형으로도 제작이 매우 용이하게 된다.
이를 위해 본 발명의 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 양 단부강재플레이트(110,120), 수직강재(130), 연결돌출부(140), 단부블록(150)을 포함하도록 형성시키게 된다.
먼저 상기 양 단부강재플레이트(110,120)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 상부플랜지(111,121), 복부(113,123), 하부플랜지(112,122)를 포함하게 되며, 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)의 양 단부에 형성되도록 하게 되며, I형 단면으로 형성시킨 강재이다.
이에 상기 상부플랜지(111,121)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)의 전체 연장길이(L)에 걸쳐 강재 수평판으로 형성시키게 되며, 직선형으로 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 제작할 경우에는, 직선형 수평판 형태로 제작하되, 곡선형으로 제작하는 경우에는 곡선형 수평판으로 형성시키게 된다.
상기 하부플랜지(112,122)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 상부플랜지(111,121) 하방으로 수평 이격되도록 세팅시킨 것으로서 역시 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)의 전체 연장길이(L)에 걸쳐 강재 수평판으로 형성시키게 되며, 상부플랜지(111,121)에 대응하여 역시 직선형으로 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 제작할 경우에는, 직선형 수평판 형태로 제작하되, 곡선형으로 제작하는 경우에는 곡선형 수평판으로 형성시키게 된다.
상기 복부(113,123)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)의 양 단부면으로부터 중앙부로 이격된 위치(양 단부면으로부터 L1 끝)까지 수직판재가 연속되도록 형성시키게 되며, 상부플랜지(111,121)와 하부플랜지(112,122)에 대응하여 역시 직선형으로 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 제작할 경우에는 직선형 수직판재형태로 제작하되, 곡선형으로 제작하는 경우에는, 곡선형 수직판재로 형성시키게 된다.
이에 상기 강재 수평판인 상부플랜지(111,121), 하부플랜지(112,122)와 수직판재인 복부(113,123)는 I형 단면(횡단면)으로 일체로 형성시키기 있음을 알 수 있고, 상부플랜지(111,121), 복부(113,123), 하부플랜지(112,122)는 예컨대 빌트-업 방식으로 강판을 가공하여 제작한 후, 용접에 의하여 일체화시키면 된다.
이러한 양 단부강재플레이트(110,120)는 교량에 있어 교각, 교대와 같은 (연속)지점부에 지지되도록 설치되기 때문에, 휨 모멘트와 전단력이 크게 발생하게 되므로 상부, 하부플랜지와 복부로 형성되도록 하되 용접에 의하여 일체화시켜 작용하중에 따른 강성을 충분히 확보하도록 한 것이다.
다음으로 상기 수직강재(130)는, 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 양 단부강재플레이트(110,120)가 형성되는 양 단부 연장구간(L1)을 제외한 중앙 연장구간(L2, L=2*L1+L2)에 서로 종방향으로 서로 이격되어 설치되는 수직으로 설치되는 강재이다.
양 단부강재플레이트(110,120)와 동일한 강재를 사용하게 되고, 강봉, 강관, 채널부재를 이용하면 된다. 본 발명은 수직강관을 이용하는 경우를 기준으로 살펴보기로 한다.
수직강재(130)는 역시 강재로 제작한 것이기 때문에, 동일한 강재로 제작된 양 단부강재플레이트(110,120)의 중앙 연장구간(L2, L=2*L1+L2)에 서로 이격되어 일체화시키게 된다.
일체화 방법으로 용접을 이용하게 되는데, 용접은 강재를 서로 일체화시키기 위한 검증된 수단이고, 용접공에 의한 작업이 가능하기 때문에 즉, 도 1a 및 도 1b와 같이 별도의 상면판과 저면판(15,16), 지압받침판(23)을 사용하지 않아도 되기 때문에 공종이 복잡해짐에 따른 문제점을 해결할 수 있게 된다.
이때, 상기 중앙 연장구간(L2)에 위치하는 수직강재(130)의 간격은 교량의 지점부에 거치되어 지지되는 양 단부강재플레이트(110,120)와 가까운 위치에서는 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)의 중앙부에서의 간격과 대비하여 좁게 형성시키게 되며,
나아가 공용 중 추가보강이 필요하는 경우등에 있어 수직강재(130)들 사이사이에 추가로 수직강재를 설치할 수 있고, 이는 후술되는 지그(200)을 이용하게 되면 손쉽게 설치가 가능하게 된다.
이러한 수직강재(130)는 직선형 또는 곡선형 상부플랜지(111,121)와 하부플랜지(112,122)에도 수직으로 설치하기 때문에 간단하게 일체화가 가능하게 되며, 중앙 연장구간(L2, L=2*L1+L2)에서는 양 단부 연장구간(L1)와 대비하여 휨 모멘트와 전단력이 크게 발생하지 않기 때문에 복부(113,123) 없이도 충분히 수직강재(130) 설치만으로도 구조적 안전성 확보가 가능하게 된다.
또한 도 2a 및 도 2b의 경우 종방향으로 1열 설치되도록 하고 있으나, 수직강재(130) 1열 이상으로 형성시킬 수 있다.
또한 상기 연결돌출부(140)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 앞서 살펴본 수직강재(130)의 개략 중간에 수평으로 돌출된 블록형태로서 가로보(340)의 양 단부가 연결되도록 하는 부위이다.
상기 가로보(340)는 교량의 거더로서 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 이용하는 경우, 교량의 횡방향으로 상기 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 다수 이격 설치 함에 있어서, 다수 횡방향으로 배치된 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 횡방향으로 서로 구속시켜 주기 위한 것이다.
이러한 가로보(340) 역시 강재를 이용하여 설치하게 되는데, 수평 또는 브레이싱 형태로 설치하면 되고, 본 발명의 수직강재(130)에 형성시킨 연결돌출부(140)에 간단하게 용접에 의하여, 기계적으로 체결되어 연결되도록 하게 된다.
이에 상기 연결돌출부(140)는 강관 형태의 가로보(340)와 같이 단부가 서로 삽입 설치되도록 하고, 용접시켜 강재 용접이라는 공종의 일관성을 유지함으로서, 신속하고 효율적인 교량시공이 가능하도록 하는 역할을 함을 알 수 있다.
다음으로 상기 단부블록(150)은 도 2a와 같이,양 단부강재플레이트(110,120)의 복부(113,123)에 추가로 설치할 수 있도록 한 것이다.
특히 본 발명에 의한 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 곡선형 거더로 이용하는 경우, 제작후, 운반 및 시공에 있어 발생하는 시공하중에 보다 효과적으로 양 단부를 구속하여 좌굴, 뒤트림에 저항할 수 있도록 하게 된다.
이러한 단부블록(150)은 콘크리트와 강재로 제작된 직육면체 박스(151) 형태로서 간단하게 복부(113,123)에 형성시킨 체결홀(h)을 통해 양 단부강재플레이트(110,120)의 복부(113,123)에 앵커볼트와 같은 체결구(152)를 이용하여 설치 및 해체가 가능하도록 할 수 있다.
즉, 교량 시공 시, 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 거치 한 이후에는 단부블록(150)를 잔존시킬 필요는 없으므로 체결구(152)를 해체하여 제거한 후, 재사용이 가능하도록 하게 된다.
이러한 단부블록(150)도 역시 직선형 또는 곡선형으로 제작된 개방형복부를 가진 강재플레이트(100) 동일하게 적용될 수 있음은 당연하다.
다음으로 상기 지그(200)는, 도 2b와 같이, 양 단부강재플레이트(110,120)와 수직강재(130)를 모두 강재로 제작하기 때문에 발생하는 장점을 이용한 것이다.
수직강재(130)는 강관등을 이용하게 되고, 강재 수평판인 양 단부강재플레이트(110,120)의 저면과 상면 사이에 이격되도록 설치해야 하기 때문에, 제작과정에서 그 위치를 먼저 표시한 다음 용접해야 하는데, 이러한 용접작업 시 위치 이탈등의 문제가 발생할 수 있으므로,
다수의 반원형 형태등으로 제작된 것으로서 자성을 가진 블록형태의 지그(200)를 이용하여 수직강재(130)의 상부플랜지(111,121)와 하부플랜지(112,122)의 저면과 상면에 수직강재(130)를 간단하게 초기 세팅할 수 있도록 하게 된다.
이에 수직강재(130)의 용접에 의하여 양 단부강재플레이트(110,120)와 수직강재(130)를 일체화시킨 이후에는 인력으로 간단하게 탈거하여 재사용이 가능하게 된다.
[ 본 발명의 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 이용하여 제작된 교량(300) 및 그 시공방법]
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 이용하여 제작된 교량(300) 및 시공방법 예시도를 도시한 것이다.
즉, 본 발명의 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 교량용 거더로 이용하여 교량과 상기 본 발명의 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 이용하여 제작된 교량을 시공하는 방법을 도시한 것이 도 3a 및 도 3b이다.
이에 도 3a에 의하면 교량용 하부구조물(310,320)을 시공하고 본 발명의 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)을 제작 및 설치하게 된다.
상기 교량용 하부구조물(310,320)은 연속교에 있어 교대, 교각을 의미하며 수직벽체 형태로 시공하게 되고, 상면에는 통상 교량받침(330)이 설치되도록 하게 된다.
이와는 별도로 본 발명의 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)와 가로보(340)를 준비하게 된다.
상기 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)는 도 2a를 참조하면, 양 단부강재플레이트(110,120), 수직강재(130), 연결돌출부(140)를 포함하도록 형성시킨 것임을 알 수 있다.
이때 단부블록(150)은 도 2a를 참조하면, 개방형복부를 가진 강재플레이트(100) 제작 후, 운반 및 거치시에 이용하고, 최종 탈거시키면 되고, 이는 특히 곡선형으로 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 제작할 경우에 효과적이지만 직선형으로 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 제작한 경우에도 장지간으로 제작한 경우에는 사용 가능하다.
이에 상기 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)는 양 단부강재플레이트(110,120)와 수직강재(130) 모두 강재로 제작된 것으로서, 상기 양 단부강재플레이트(110,120)는 I형 단면으로 형성되고, 수직강재(130)는 수직강관으로 형성시킬 수 있도록 한 것임을 알 수 있다.
상기 가로보(340)는 강관을 이용하면 되고, 가로보(340)는 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 거치한 이후에 횡방향으로 구속시킬 때 사용하되, 수직강재(130)에 형성시킨 연결돌출부(140)를 이용하여 연결 설치하면 된다.
곡선형 교량의 경우에는 종방향을 일정한 곡률을 가지게 됨을 알 수 있고, 횡방향으로도 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)가 거치되어 가로보(340)에 의하여 구속되도록 시공하게 된다.
다음으로는 도 3b에 의하면 교량용 하부구조물(310,320)에 거치시킨 본 발명의 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)에 가로보(340)를 이용하여 횡방향으로 구속시키고, 슬래브(350)를 시공하여 교량을 완성시키게 된다.
상기 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)는 양 단부가 교대, 교각 사이사이에 교량받침(330)에 의하여 단부가 지지되도록 거치되고 있으며,
상기 거치된 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)는 횡방향으로 가로보(340)에 의하여 구속되도록 설치된다. 즉, 연결돌출부(140)에 개방형복부를 가진 강재플레이트(100) 사이에 횡방향으로 설치된 가로보(340)에 의하여 횡방향으로 서로 구속되도록 하게 된다.
슬래브(350)는 예컨대 가설 교량용 데크를 거치된 개방형복부를 가진 강재플레이트(100) 상면에 설치한 후, 슬래브콘크리트를 타설하는 방식으로 시공하면 된다.
이에 거치된 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)의 양 단부는 연속교의 지점부에 위치하게 되고, 지점부에 작용하는 휨 모멘트와 전단력은 양 단부강재플레이트(110,120)에 의하여 충분히 저항할 수 있게 되며, 중앙부의 휨 정모멘트와 전단력은 양 단부강재플레이트(110,120)에 설치된 수직강재(130)에 의하여 빈 공간(S)이 형성되어도 간단하게 저항시킬 수 있게 된다.
교량의 종방향으로 상기 양 단부강재플레이트(110,120)의 양 단부는 간단하게 용접 또는 스플라이스에 의하여 체결하는 방식으로 간단하게 연결시공할 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 개방형복부를 가진 강재플레이트
110,120; 양 단부강재플레이트
111,121: 상부플랜지 112,122: 하부플랜지
113,123: 복부(웨브)
130: 수직강재 140: 연결돌출부
150: 단부블록
151: 직육면체 박스 152: 체결구
200: 지그
300: 개방형복부를 가진 강재플레이트를 이용하여 제작된 교량
310,320: 교량용 하부구조물
330: 교량받침 340: 가로보
350: 슬래브
h: 체결홀
L: 개방형복부를 가진 강재플레이트의 전체 연장길이
L1: 단부 연장구간 L2: 중앙 연장구간
S: 빈 공간

Claims (10)

  1. 전체 연장길이(L)에서 양 단부 연장구간(L1)은 상부플랜지(111,121), 하부플랜지(112,122) 및 복부(113,123)를 구비한 양 단부강재플레이트(110,120); 및
    상기 양 단부 연장구간(L1)을 제외한 중앙 연장구간(L2, L=2*L1+L2)에서는 상부플랜지(111,121)와 하부플랜지(112,122)에 복부를 형성시키지 않고, 종방향으로 서로 이격 설치된 수직강재(130);만 형성되도록 하는 개방형복부를 가진 강재플레이트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수직강재(130)는,
    상부플랜지(111,121)와 하부플랜지(112,122)의 저면과 상면에 용접에 의하여 상부와 하부가 일체화되는 강관을 포함하며,
    상기 중앙 연장구간(L2)에 위치하는 수직강재(130)의 간격은 교량의 지점부에 거치되어 지지되는 양 단부강재플레이트(110,120)와 가까운 위치에서는 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)의 중앙부에서의 간격과 대비하여 좁게 형성되도록 하는 개방형복부를 가진 강재플레이트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 양 단부강재플레이트(110,120)의 상부플랜지(111,121)와 하부플랜지(112,122)는 직선형 또는 곡선형 수평판으로 형성되고, 복부(113,123)는 상부플랜지(111,121)와 하부플랜지(112,122)의 양 단부면으로부터 중앙부로 이격된 위치(양 단부면으로부터 L1 끝)까지 수직판재가 연속되도록 형성시키되, 상부플랜지(111,121)와 하부플랜지(112,122)에 대응하여 직선형 또는 곡선형 수직판재로 형성되도록 하여,
    상기 상부플랜지(111,121), 하부플랜지(112,122)와 수직판재인 복부(113,123)는 I형 단면으로 일체로 형성되도록 하는 개방형복부를 가진 강재플레이트.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수직강재(130)의 중간에 수평으로 돌출된 블록형태로서 가로보(340)의 양 단부가 연결되도록 하는 연결돌출부(140)가 더 형성되도록 하는 개방형복부를 가진 강재플레이트.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 양 단부강재플레이트(110,120)의 복부(113,123)에 추가로 단부블록(150)을 더 설치하되, 상기 단부블록(150)은 콘크리트와 강재로 제작된 직육면체 박스(151) 형태로서 복부(113,123)에 형성시킨 체결홀(h)을 통해 양 단부강재플레이트(110,120)의 복부(113,123)에 체결구(152)를 이용하여 설치 및 해체가 가능하도록 하는 개방형복부를 가진 강재플레이트.
  6. 제1항에 있어서,
    자성을 가진 블록형태의 지그(200)를 이용하여 수직강재(130)의 상부플랜지(111,121)와 하부플랜지(112,122)의 저면과 상면에 수직강재(130)를 초기 세팅하되, 수직강재(130)의 용접에 의하여 양 단부강재플레이트(110,120)와 수직강재(130)를 일체화시킨 이후에는 상기 지그(200)를 탈거하여 재사용이 가능하도록 하는 개방형복부를 가진 강재플레이트.
  7. 전체 연장길이(L)에서 양 단부 연장구간(L1)은 상부플랜지(111,121), 하부플랜지(112,122) 및 복부(113,123)를 구비한 양 단부강재플레이트(110,120); 및 상기 양 단부 연장구간(L1)을 제외한 중앙 연장구간(L2, L=2*L1+L2)에서는 상부플랜지(111,121)와 하부플랜지(112,122)에 복부를 형성시키지 않고, 종방향으로 서로 이격된 수직강재(130);만 형성되도록 하며, 상기 상부플랜지(111,121), 하부플랜지(112,122)와 수직판재인 복부(113,123)는 I형 단면으로 일체로 형성되도록 하는 개방형복부를 가진 강재플레이트(100); 및
    상기 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)가 교량받침(330)에 의하여 지지되는 교량용 하부구조물(310,320);을 포함하는 개방형복부를 가진 강재플레이트를 이용하여 제작된 교량.
  8. (a) 전체 연장길이(L)에서 양 단부 연장구간(L1)은 상부플랜지(111,121), 하부플랜지(112,122) 및 복부(113,123)를 구비한 양 단부강재플레이트(110,120); 및 상기 양 단부 연장구간(L1)을 제외한 중앙 연장구간(L2, L=2*L1+L2)에서는 상부플랜지(111,121)와 하부플랜지(112,122)에 복부를 형성시키지 않고, 종방향으로 서로 이격된 수직강재(130);만 형성되도록 하며, 상기 상부플랜지(111,121), 하부플랜지(112,122)와 수직판재인 복부(113,123)는 I형 단면으로 일체로 형성되도록 하는 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 제작하는 단계; 및
    (b) 상기 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)가 교량받침(330)에 의하여 지지되는 교량용 하부구조물(310,320)을 시공하는 단계;
    (c) 수직강재(130)의 중간에 수평으로 돌출된 블록형태로 형성된 연결돌출부(140)에 개방형복부를 가진 강재플레이트(100) 사이에 횡방향으로 설치되는 가로보(340)의 양 단부가 연결되도록 하여 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)가 횡방향으로 구속되도록 하는 단계;를 포함하는 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 이용하여 제작된 교량 시공방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (a)단계의 양 단부강재플레이트(110,120)의 상부플랜지(111,121)와 하부플랜지(112,122)는 직선형 또는 곡선형 수평판으로 형성되고, 복부(113,123)는 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)의 양 단부면으로부터 중앙부로 이격된 위치(양 단부면으로부터 L1 끝)까지 수직판재가 연속되도록 형성시키되,
    상부플랜지(111,121)와 하부플랜지(112,122)에 대응하여 직선형 또는 곡선형 수직판재로 형성되도록 하여, 상기 상부플랜지(111,121), 하부플랜지(112,122)와 수직판재인 복부(113,123)는 I형 단면으로 일체로 형성되도록 하는 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 이용하여 제작된 교량 시공방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 양 단부강재플레이트(110,120)의 복부(113,123)에 단부블록(150)을 더 설치하되, 상기 단부블록(150)은 콘크리트와 강재로 제작된 직육면체 박스(151) 형태로서 복부(113,123)에 형성시킨 체결홀(h)을 통해 양 단부강재플레이트(110,120)의 복부(113,123)에 체결구(152)를 이용하여 설치되고, 상기 (c) 단계 이후에 해체가 가능하도록 하며,
    상기 (a)단계의 수직강재(130)는 자성을 가진 블록형태의 지그(200)를 이용하여 수직강재(130)의 상부플랜지(111,121)와 하부플랜지(112,122)의 저면과 상면에 수직강재(130)를 초기 세팅하되, 수직강재(130)의 용접에 의하여 양 단부강재플레이트(110,120)와 수직강재(130)를 일체화시킨 이후에는 상기 지그(200)를 탈거하여 재사용이 가능하도록 하는 개방형복부를 가진 강재플레이트(100)를 이용하여 제작된 교량 시공방법.


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KR20180126939A (ko) 2017-05-19 2018-11-28 정하동 충진강관을 복부부재로 사용하고, 강선으로 긴장하여 연결하는 합성거더

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