KR100601097B1 - 플레이트 거더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량의 바닥 상판을 지지하는 플레이트 거더에 관한 것으로서, 소정 길이를 가지는 웹과, 이 웹의 상 하측에 부착되는 플랜지, 그리고 상기 웹의 양단부에 부착되는 플레이트를 포함하고, 상기 플랜지의 양 단부와 플레이트에는 다수의 전단연결재가 부착 배열됨과 아울러 상기 플레이트의 하측부에 보강판이 일체로 부착하여 된 것이며, 이것은 웹의 상측 중간부로 작용하는 최대 모멘트에 의한 휨 변형력을 상기 보강판이 분산 소멸시키게 할 뿐만 아니라, 단순교로 쓰일 플레이트 거더를 효과적으로 연속교 형태에 적용할 수 있게 한 것이다.

플레이트 거더, 교량 하중 해소, 단경간 교량, 교량 상판,

Description

플레이트 거더{plate girder}

도 1은 본 발명에 관련된 거더의 사시도.

도 2는 본 발명에 의해 가설되는 단순교량의 일 예를 도시하는 측면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 웹 4 : 상부 플랜지

6 : 하부 플랜지 8 : 플레이트

10 : 전단연결재 12 : 보강판

본 발명은 단경간 교량의 시공에 적합한 플레이트 거더로서, 특히 구조적 특징에 의해 플랜지 및 복구의 좌굴강도가 증대되도록 하여 수직 브레이싱의 수를 절감할 수 있고, 거더의 단면을 감소시키거나 보강재를 생략할 수 있는 플레이트 거더에 관한 것이다.

단경간 교량은 강형강교, 강판형교, 슬래브교, PSC(precast prestressed concrete) 박스교 등의 공법으로 가설되는 단순교로서, 교량의 양단에 기부를 설치하고, 양 기부 사이로 거더를 거치한 다음, 거더에 거푸집을 시공하여 콘크리트 타 설함으로써 바닥상판이 부설되게 하는 공정을 통해 완성되고 있다.

여기서 강형강교는 거더가 형강으로 형성되어 있고, 마찬가지로 강판형교는 상기 거더가 철판으로 조합된 구조를 특징으로 하고 있다.

또 슬래브교는 거더를 콘크리트 슬래브로 타설하여 형성하는 방식이며, PSC 박스교는 거더 형성에 필요한 부재요소를 공장 또는 교량 가설 현장 부근에서 미리 제작하고, 이것을 크레인 등으로 들어 올려 거더를 조립 시공하고 그 위로 바닥상판을 타설하는 공법이다.

상술한 종래 방식의 단경간 교량의 시공방식에 있어서, 강판형교는 개단면을 갖는 플레이트 거더를 구비하고, 그 상측에 콘크리트, 아스콘 등의 소재로 바닥 상판을 타설하는 구조로 되어 있다.

이 방식의 강판형 교량은 시공에 있어서, 플레이트 거더의 가장 좋은 단면형상은 보의 중심으로부터 될 수 있는 대로 멀리 플레이트가 배치된 것이어야 하므로 대개는 I형의 단면형상이 사용되고 있고, 최근에는 속이 빈 상자형의 것으로도 실시되고 있다.

플레이트 거더는 최소 단면으로 비교적 큰 강성을 갖도록 제작할 수 있으나, 복부는 압축력을 많이 받는 부분으로, 압궤될 우려성이 높기 때문에 지지점이나 집중하중점에는 브레이싱 등으로 보강시키는 구조를 택하고 있다.

상기 브레이싱은 플레이트 거더의 좌굴(挫屈:buckling)과 비틀림 방지를 위하여 필수적이지만, 교량에 대하여 수직 및 수평 방향으로 다수 배치되어야 그 효과가 나타나는 문제점이 있다. 게다가 수많은 브레이싱의 부착은 교량 전체에 소 요되는 강재의 양을 증대시킬 뿐만 아니라, 그 작업성이 번거로워 공사 기간을 연장시키는 요인으로 작용하기도 한다.

따라서 본 발명의 목적은 좌굴과 비틀림에 저항하는 구조를 갖춘 플레이트 거더를 제공하여 상술한 종래 기술의 문제점을 해소하고자 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 2경간 이상의 교량을 시공하는 경우에도, 이음부분이 좌굴과 비틀림에 견딜 수 있는 구조로 되어 있는 플레이트 거더를 제공함에 두고 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 소정 길이를 가지는 웹과, 이 웹의 상 하측에 부착되는 플랜지, 그리고 상기 웹의 양단부에 부착되는 플레이트를 포함하고, 상기 플랜지의 양 단부와 플레이트에는 다수의 전단연결재가 부착 배열됨과 아울러 상기 플레이트의 하측부에 보강판이 일체로 부착된 구성으로 된다.

상술한 구성이 본 발명에서, 전단연결재는 스터드볼트 등과 같이 부착되면 일정 길이가 외부로 돌출되는 요소이다.

또, 플레이트 하부의 보강판은 플레이트 거더에 발생하는 압축 응력을 분산시켜 그 영향이 최소로 되게 한다.

보강판은 상기 전단연결재에 의지하여 부착되거나, 별도의 지지수단에 의존하여 부착될 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

본 발명에 관련된 플레이트 거더는, 도 1에 도시한 바와 같이, 중간에 위치하는 웹(2)의 상하부에는 각각 상부 플랜지(4)와 하부 플랜지(6)가 일체로 부착되고, 상기 웹(2)의 양단부는 플레이트(8)로 마감되어 있다.

상기 웹(2)의 양단에 부착된 플레이트(8)는 전체 면에 걸쳐 외부로 돌출되게 배치되는 전단연결재(10)를 무수히 구비하고 있으며, 이 전단연결재(10)는 상부 플랜지(4)의 양단 부근에도 일부 배치되는 것이다.

또, 상기 전단연결재(10)는 실제에 있어서 스터드볼트 등의 요소를 이용할 수 있는 것이다.

상기 양 플레이트(8)의 하측부에는 보강판(12)이 수평으로 배치되어 있다.

상기 보강판(12)은 하측에 배열되는 전단연결재(10)의 헤드 부분으로 부착되거나, 혹은 다른 지지수단에 의해 부착되는 것이며, 이것은 상기 웹(2)의 플레이트(8) 보다 약간 앞쪽으로 돌출 위치하고 있게 된다.

상술한 바와 같은 구조의 본 발명 플레이트 거더를 통상의 단경간 교량에 적용하였을 경우에는, 양 플레이트(8) 부분이 교량의 기부(도시 생략) 사이로 가설된 다음. 콘크리트 타설되는 바닥 상판과 일체로 된다.

이 때, 타설되는 콘크리트는 플레이트(8)와 상부 플랜지(4)의 양단부에 배치된 전단연결재(10)를 포함하여 양생되기 때문에 바닥상판과 상기 플레이트 거더는 강고하게 일체로 된다. 또한, 본 발명의 플레이트 거더는 교량으로 가설된 다음에는 상부 플랜지(4)의 중간부로 도면의 수직 화살표로 나타낸 방향으로 최대 정모멘트를 받게 된다.

상기 최대 정모멘트는 플레이트 거더에 휘어지는 압축력으로 가해지고, 이 힘은 웹(2)을 타고 도면의 수평 화살표에 따른 방향으로 작용하여 웹(2)의 중간은 밑으로 처지고, 양단부가 하측에서 상방으로 추켜올려지게 된다.

이와 같이 최대 정모멘트가 작용하여 생기는 변형력에 대하여, 본 발명의 플레이트 거더는, 웹(2)의 양단부가 위로 추켜올려질 때, 플레이트(8) 하측부에 배치된 보강판(12)이 지탱하면서 그 힘을 분산 소멸시켜 주어, 휨 변형이 생기지 않게 해준다.

본 발명은 상술한 실시 예에서와 같이, 단경간 교량에 한정되는 것이 아니고 도 2로 도시한 바와 같이, 다경간 교량에도 적용될 수 있다.

이 경우에, 교량 중간의 지점부 상부에는 본 발명의 플레이트 거더가 대향 배치되어 다이아프램을 형성하게 되고, 그 상방에는 바닥 상판이 콘크리트 타설되어 강고하게 일체로 가설된다.

한편, 상기 대향 배치되는 플레이트 거더는, 그 사이의 다이아프램으로 바닥 상판을 형성하는 콘크리트의 일부가 타설되어, 전단연결재(10)를 포함하게 됨으로써 강고하게 일체로 됨과 동시에 거더의 플레이트(8) 하측에 배치되는 보강판(12)은 상호 접촉하게 되는 상태로 설치되는 것이며, 이에 따라 최대 정모멘트에 의한 플레이트 거더의 변형력이 발생하여도, 이 변형력은 상기 보강판(12)에 의해 분산 소멸되어짐에 따라, 교량의 휨 변형이 발생하지 않게 된다.

그 결과로, 바닥 상판과 플레이트 거더 사이의 접합 사태는 변함없이 유지될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 플레이트 거더에 의해 가설되는 교량에 있어서, 거더의 양단부를 형성하는 플레이트, 그리고 상부 플랜지의 양단부에 전단연결재를 무수히 배열시켜, 콘크리트 타설되는 바닥 상판과의 접합력을 증강시킴과 동시에, 상기 거더의 양단측 플레이트의 하측방에 보강판을 돌출되게 배치시킴에 따라, 상기 상부 플랜지의 중간부로 가해지는 최대 정모멘트에 의해 발생되는 압축력을, 상기 보강판이 분산 소멸시키게 한 구성이므로, 상기 바닥 상판에 균열 등이 발생하지 않게 됨은 물론, 종래의 브레이싱 등을 생략할 수 있어서 교량의 시공기간을 단축시킬 수 있고, 또한 공사비용도 절감할 수 있는 이점을 가지고 있다.

Claims (3)

1. 소정 길이를 가지는 웹과, 이 웹의 상 하측에 부착되는 플랜지, 그리고 상기 웹의 양단부에 부착되는 플레이트를 포함하고, 상기 플랜지의 양 단부와 플레이트에는 다수의 전단연결재가 부착 배열됨과 아울러 상기 플레이트의 하측부에 보강판이 일체로 부착된 구성으로 된 플레이트 거더.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 전단연결재는 스터드볼트 등과 같이 부착되면 일정 길이가 외부로 돌출되는 요소로 구성됨을 특징으로 하는 플레이트 거더.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 플레이트 하부의 보강판은 상기 전단연결재에 의지하여 부착되는 구성으로 됨을 특징으로 하는 플레이트 거더.

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