KR101546067B1

KR101546067B1 - 중공형 콘크리트 충전 거더와 그 제작방법

Info

Publication number: KR101546067B1
Application number: KR1020130122422A
Authority: KR
Inventors: 백규호
Original assignee: 백규호; 주식회사 파일웍스
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2015-08-21
Also published as: KR20150043708A

Abstract

본 발명은 콘크리트 충전 거더의 원심성형으로 튜브와 튜브 내부의 공간에 충전된 콘크리트간의 접착을 밀실하게 함은 물론 튜브와 PC강선 및 나선형 강선이 튜브 내부의 중공형 충전콘크리트를 외부 및 내부에서 구속해서 콘크리트에 대한 구속효과를 극대화하여 콘크리트 충전 거더의 휨내력을 향상시키고 자중에 의해 거더에 발생하는 휨력을 감소시킬 뿐만 아니라 튜브 내면에 돌출된 보강리브가 휨력에 대한 강성을 극대화하여 안정감있게 사용할 수 있도록 하는 중공형 콘크리트 충전 거더와 그 제작방법에 관한 것이다.

Description

중공형 콘크리트 충전 거더와 그 제작방법{Hollow concrete-filled girder and its production method}

본 발명은 중공형 콘크리트 충전 거더에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 콘크리트 충전 거더의 원심성형으로 튜브와 튜브 내부의 공간에 충전된 콘크리트와의 접착을 밀실하게 함은 물론 튜브와 PC강선 및 나선형 강선이 튜브 내부에 중공형으로 충전되는 충전콘크리트의 외부와 내부를 구속해서 구속효과를 극대화하여 콘크리트 충전 거더의 휨내력을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 튜브 내부를 채우는 충전콘크리트를 중공형으로 성형함으로써 거더의 자중을 감소시켜 자중에 의해 거더에 발생하는 휨력을 감소시킬 수 있고, 튜브 내면에 돌출된 보강리브가 휨력에 대한 강성을 극대화하여 구조적으로 더욱 안정되도록 하는 중공형 콘크리트 충전 거더와 그 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 CFT(Concrete Filled Tube)라 불리는 콘크리트 충전 강관은 폐단면인 강관에 콘크리트를 채워 일체화시킨 합성기둥으로 강관에 의한 콘크리트의 구속효과로 인해 휨내력이 약 30% 이상 증가하여 우수한 내력과 변형 성능, 소음 및 진동 억제, 콘크리트의 염해방지와 같이 구조 성능을 현저히 향상시킬 수 있어 근래에는 교량의 거더(Girder)에 많이 활용되고 있다.

상기 콘크리트 충전 강관이 갖는 장점을 교량 거더에 활용하기 위한 기술이 대한민국 등록특허 제10-0499019호에 게재되어 있고, 이는 콘크리트를 충전시킨 강관 및 이 강관의 외주면에 길이방향으로 용접된 한 쌍의 지지판과, 지지판 사이의 강관 외주면에 상부 바닥판과 연결하기 위한 복수의 전단 연결재를 포함한다.

그러나 등록된 특허는, 현장에서 콘크리트를 충전하기 때문에 콘크리트의 충전도를 확인하기가 어렵고, 시간 경과에 따라 재료가 분리되는 콘크리트의 블리딩(Bleeding) 현상으로 인해 콘크리트 충전 강관 거더의 최상부는 콘크리트가 충전되지 않고 공극이 형성되어 콘크리트의 구속효과가 감소함으로써, 강관 거더의 최상부 지점에서 가장 먼저 국부 좌굴이 발생하여 강관 거더의 휨내력이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 콘크리트 충전 강관 거더는 강관 내부에 콘크리트를 완전 충전함으로써, 충전되는 재료인 콘크리트 자체의 무게로 인해 거더에 발생하는 휨력이 커지고, 거더의 운반 및 설치가 어려우며, 교량 거더로 사용할 만큼 긴 길이의 강관 내부에 콘크리트와 강관의 부착력 증대를 위한 복수의 전단 연결구 설치 및 콘크리트의 충전이 어려워 생산성 및 시공품질이 떨어질 뿐만 아니라 현장에서 콘크리트를 충전함에 따라 균질한 품질확보가 어렵고 공사시간이 길어져서 현장의 교통흐름에 방해를 주는 등의 문제점이 있었다.

상기의 종래 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허 제10-1059578호로 등록된 특허는, 강관 내부에 길이방향으로 I형상의 격벽부재을 설치하고, 격벽부재 사이에 형성된 콘크리트 충전부를 콘크리트로 충전하는 구성이다.

그러나 등록된 특허는 콘크리트 충전 강관 거더의 중량을 감소시켜서 거더의 자중에 의해 거더에 발생하는 휨력을 줄이는 장점은 갖고 있으나, 콘크리트의 블리딩 특성으로 인해 강관 최상부에 공극이 발생함으로써 강관에 의한 콘크리트의 구속효과가 감소해서 강관 거더의 휨내력이 떨어지는 구조적인 문제점을 여전히 갖고 있다.

또한, 교량 거더로 사용할 만큼 긴 길이의 강관 내부에 격벽 설치 및 콘크리트의 충전이 어려워 생산성 및 시공품질이 떨어지는 문제점도 있었다.

상기의 종래 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허 제10-0923978호로 등록된 특허는, 원심성형을 통해 강관 내부에 중공의 콘크리트를 충전하고 인장을 받는 콘크리트 하부에는 PC강선을 설치함으로써 콘크리트와 강관의 부착력이 향상되어 보 부재로 활용할 경우, 휨내력이 커지고 중량이 가벼워 운반 및 설치가 용이할 뿐만 아니라 공장제작이 가능해져 품질확보 및 공기단축이 가능한 이점이 있다.

그러나 등록된 특허는, 교량 거더로 사용 시, 긴 길이의 폐합된 강관 내부에 콘크리트를 타설하고 PC강선을 배근하는 작업에 어려움이 있어 생산성과 시공성이 떨어지고, 거더가 휨력을 받을 때 중공형 콘크리트의 외측 변형은 강관에 의해 구속되지만 중공부 내측의 변형은 구속하지 못하므로 강관 내부의 전면적이 콘크리트로 충전된 중실형 콘크리트 충전 거더보다 휨내력이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 강관 하부에만 PC강선을 설치하기 때문에 부(-)의 휨력이 작용해서 거더의 상부에 인장력이 가해지는 교량 지점부에서는 거더의 휨내력이 매우 작아져서 구조적으로 취약해지는 문제점도 있었다.

이에 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 콘크리트 충전 거더의 원심성형으로 튜브와 충전콘크리트와의 접착을 밀실하게 하여 튜브와 PC강선 및 나선형 강선이 튜브 내부의 충전콘크리트를 각각 외부와 내부에서 구속해서 콘크리트의 구속효과를 극대화하고, PC강선에 프리스트레스를 도입하여 콘크리트 충전 거더의 휨내력을 향상시킴으로써 구조적으로 더욱 안정된 중공형 콘크리트 충전 거더와 그 제작방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 콘크리트 충전 거더의 내부를 중공형으로 형성하여 중량을 줄임으로써 거더의 자중에 의해 거더에 발생하는 휨력을 감소시키고 콘크리트의 재료비 절감 및 설치 작업의 간소화로 경제성을 향상시킬 수 있는 중공형 콘크리트 충전 거더와 그 제작방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 교량의 거더 길이에 맞게 튜브와 덮개를 이용해서 콘크리트 충전 거더를 손쉽게 제작할 수 있어 공장제작을 통해 생산성을 향상시킬 수 있고, 장경간 교량의 시공을 위해 적어도 3개 이상의 거더를 연결할 때, 거더의 중앙부가 위로 볼록하게 하여 거더의 휨내력을 증대시키는 프리플렉스 공법의 효과를 발휘할 수도 있는 중공형 콘크리트 충전 거더와 그 제작방법을 제공함에 있다.

본 발명 중공형 콘크리트 충전 거더는,

내부에 공간이 형성되면서 상향으로 개구부가 형성된 튜브와;

상기 튜브의 개구부를 폐쇄시키도록 튜브에 안착 고정하는 덮개와;

상기 튜브와 덮개의 양측단부를 마감하면서 내부에 나선형 강선이 감겨진 PC강선이 결합 및 고정되도록 결합공 및 고정공이 관통된 마감판과;

상기 마감판의 결합공에 결합된 후, 고정공에 장착되어 프리스트레스되는 나선형 강선이 감겨진 PC강선과;

상기 튜브의 내부 공간에 충전되어 원심성형으로 튜브와 덮개의 내면과 밀실하게 접착되는 중공형 충전콘크리트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명 중공형 콘크리트 충전 거더는,

상기 튜브의 개구부 양단부를 연결하여 고정하는 연결부재와;

상기 튜브의 양측단부를 마감하면서 내부에 나선형 강선이 감견진 PC강선이 결합 및 고정되도록 결합공 및 고정공이 관통된 마감판과;

상기 튜브의 내부 공간에 충전되어 원심성형으로 튜브와 연결부재의 내면과 밀실하게 접착되는 중공형 충전콘크리트와;

상기 중공형 충전콘크리트의 원심성형시, 튜브의 내부 공간에 충전된 콘크리트의 이탈을 방지하도록 튜브의 개구부에 장착되고, 상기 중공형 충전콘크리트가 원심성형되면 튜브에서 분리하는 분리부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명 중공형 콘크리트 충전 거더 제작방법은,

내부에 공간이 형성되면서 상향으로 개구부가 형성되는 튜브와 상기 개구부를 폐쇄하는 덮개를 형성하는 단계와;

마감판에 형성된 결합공을 통해 고정공에 나선형 강선이 감겨진 PC강선을 결합하는 단계와;

상기 나선형 강선이 감겨진 PC강선을 튜브의 내부 공간에 위치시키면서 마감판이 튜브의 양측 단부에 밀착되도록 하는 단계와;

상기 튜브의 내부 공간에 콘크리트를 충전하는 단계와;

상기 콘크리트가 튜브에 충전되면, 상기 튜브의 개구부에 덮개를 안착 고정시켜 개구부를 폐쇄하는 단계와;

상기 나선형 강선이 감겨진 PC강선을 인장기에 의해 긴장시켜 정착하는 단계와;

상기 나선형 강선이 감겨진 PC강선이 포함된 튜브를 몰드유닛에 안착시킨 후, 로울러의 회전으로 몰드유닛을 회전시키면서 원심성형하여 중공형 충전콘크리트가 형성되는 중공형 콘크리트 충전 거더를 제작하는 단계와;

제작된 중공형 콘크리트 충전 거더를 몰드유닛에서 분리하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명 중공형 콘크리트 충전 거더 제작방법은,

내부에 공간이 형성되면서 상향으로 개구부가 형성되는 튜브와 상기 튜브의 개구부 양단부를 연결하는 연결부재 및 상기 개구부를 폐쇄하는 분리부재를 형성하는 단계와;

상기 튜브의 내부 공간에 콘크리트를 충전하는 단계와;

상기 콘크리트가 튜브에 충전되면, 상기 튜브의 개구부 양단부를 연결부재로 연결고정한 후, 튜브의 개구부를 분리부재로 폐쇄하는 단계와;

제작된 중공형 콘크리트 충전 거더를 몰드유닛에서 분리한 후, 중공형 콘크리트 충전 거더의 튜브로부터 분리부재를 분리하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 콘크리트 충전 거더의 원심성형으로 튜브와 충전콘크리트와의 접착을 밀실하게 하여 튜브와 PC강선 및 나선형 강선이 튜브 내부의 중공형 충전콘크리트의 변형을 각각 외부와 내부에서 구속해서 충전콘크리트의 구속효과를 극대화하고, 동시에 나선형 강선이 감겨진 PC강선에 프리스트레스를 도입함으로써 콘크리트 충전 거더의 휨내력을 향상시켜서 사용자에게 구조적으로 더욱 안정된 거더를 제공하는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 콘크리트 충전 거더의 내부를 중공형으로 형성하여 중량을 줄임으로써 거더의 자중에 의해 거더에 발생하는 휨력을 감소시키고 콘크리트의 재료비 절감 및 설치 작업의 간소화로 경제성을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 교량의 길이에 맞게 튜브와 덮개를 이용해서 콘크리트 충전 거더를 손쉽게 제작할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있고, 장경간 교량의 시공을 위해 적어도 3개 이상의 거더를 연결할 때, 거더의 중앙부가 위로 볼록하게 하여 거더의 휨내력을 증대시키는 프리플렉스 공법의 효과를 발휘할 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명 일실시예의 분리사시도
도 2는 본 발명 일실시예의 단면도
도 3은 도 1 튜브의 다른 실시예 단면도
도 4는 도 1 마감판의 다른 실시예 사시도
도 5는 본 발명 일실시예의 제작과정도
도 6은 본 발명 일실시예의 중공형 콘크리트 충전 거더를 나타낸 사시도
도 7은 본 발명 다른 실시예의 분리사시도
도 8은 본 발명 다른 실시예의 단면도
도 9은 도 7 튜브의 다른 실시예 단면도
도 10은 도 7 마감판의 다른 실시예 사시도
도 11 내지 도 12는 본 발명 다른 실시예의 제작과정도
도 13은 본 발명 다른 실시예의 중공형 콘크리트 충전 거더를 나타낸 사시도
도 14 내지 도 15는 본 발명 중공형 콘크리트 충전 거더의 설치상태도
도 16은 본 발명 중공형 콘크리트 충전 거더의 연결상태도
도 17은 본 발명 중공형 콘크리트 충전 거더의 다른 실시예 설치상태도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명 일실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명 일실시예의 분리사시도이고, 도 2는 본 발명 일실시예의 단면도이다.

본 발명 중공형 콘크리트 충전 거더(100)는, 내부에 공간(111)이 형성되면서 상향으로 개구부(112)가 형성된 튜브(110)가 구성되고, 상기 튜브(110)의 개구부(112)를 폐쇄시키도록 튜브(110)에 안착 고정하는 덮개(120)가 구성되며, 상기 튜브(110)의 양측단부를 마감하면서 내부에 나선형 강선(미도시)이 감겨진 PC강선(140)이 결합 및 고정되도록 결합공(131) 및 고정공(132)이 관통된 마감판(130)(130')이 구성되고, 상기 마감판(130)(130')의 결합공(131)에 결합된 후, 고정공(132)에 장착되어 프리스트레스되는 나선형 강선(미도시)이 감겨진 PC강선(140)이 구성되며, 상기 튜브(110)의 내부 공간(111)에 충전되어 원심성형으로 튜브(110)와 덮개(120)의 내면과 밀실하게 접착되는 중공형 충전콘크리트(150)를 포함하여 구성되는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 덮개(120)가 안착되도록 개구부(112)가 형성된 튜브(110) 양단부에 안착홈(113)이 구비된다.

상기 튜브(110)와 덮개(120)는 스터드볼트(160)에 의해 체결되어 고정되는 것이 바람직하다.

상기 튜브(110) 또는 덮개(120)의 내면에 돌출되어 보강하는 보강리브(114)를 더 포함하여 구비된다.

상기 튜브(110)는, 하나의 부재를 다단으로 절곡 및 만곡시켜 형성하거나, 다단으로 절곡 및 만곡시키면서 보강리브(114)가 돌출되도록 절곡된 부재를 대향하게 한 쌍으로 고정하여 형성하는 것 중 어느 하나로 형성된다.

상기 튜브(110)의 재질은 금속 및 FRP(Fiber Reinforced Plastics) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

상기 마감판(130)은, 모서리에 용접용 경사면(133)이 구비된다.

상기 마감판(130)은, 다수개의 거더를 연결했을 때, 프리플렉스(preflex) 공법의 효과가 발휘될 수 있도록 측면이 상향 또는 하향으로 경사지게 구비된다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명 중공형 콘크리트 충전 거더의 제작과정을 설명한다.

먼저, 교량의 길이에 맞게 1개 또는 복수개의 부재로 튜브(110) 및 덮개(120)를 형성하고, 상기 튜브(110)를 절곡하거나 만곡시켜 내부에 공간(111)이 형성되면서 상향으로 개구부(112)가 형성되도록 하며, 상기 개구부(112)가 형성된 튜브(110)의 양단부에는 덮개(120)가 안착되는 안착홈(113)이 형성되도록 한다.

또한, 상기 튜브(110) 내면에는 휨력에 대한 강성이 극대화되도록 보강리브(114)가 구비되는데, 상기 보강리브(114)는 'ㅡ', 'l', 'ㅗ'. 'ㄱ', 'ㄷ', 'ㅁ', 'o', 'T' 자 중 어느 하나로 그 표면에 돌기가 형성될 수 있고, 상기 덮개(120)에도 구비될 수 있다.

여기서, 상기 튜브(110)는, 상향으로 개구부가 형성된 사각형, 원형, 사다리꼴형 중 어느 하나의 형상으로 하나의 부재를 다단으로 절곡 및 만곡시켜 형성하거나, 도 3에 도시된 바와 같이, 다단으로 절곡 및 만곡시키면서 보강리브(114)가 돌출되도록 절곡된 부재를 대향하게 한 쌍으로 고정하여 형성하는 것 중 어느 하나로 형성된다.

상기 튜브(110)가 형성되면, 마감판(130)(130')에 방사상으로 형성된 결합공(131)으로 나선형 강선(미도시)이 감겨진 PC강선(140)을 결합한 후, 고정공(132)에 위치하도록 한 상태에서 상기 마감판(130)(130')을 튜브(110)의 양측단부에 밀착시킴과 동시에 나선형 강선(미도시)이 감겨진 PC강선(140)이 튜브(110) 내부의 공간(111)에 위치하도록 한다.

상기 튜브(110) 양측단부에 마감판(130)(130')이 밀착되면, 상기 튜브(110)의 개구부(112)를 통해 내부 공간(111)으로 콘크리트를 충전한 후, 상기 튜브(110)의 개구부(112)를 폐쇄시키도록 덮개(120)를 튜브(110)에 안착시키는데, 상기 덮개(120)는 튜브(110)의 안착홈(113)에 안착시키는 것이 바람직하다.

상기 덮개(120)가 튜브(110)에 안착되어 개구부(112)를 폐쇄시키면, 상기 덮개(120)와 튜브(110)는 용접으로 고정할 수도 있으나, 상기 덮개(120)와 튜브(110)에 관통된 체결공(120')(110')을 통해 스터드볼트(160)를 체결하여 고정하는 것이 바람직하며, 상기 스터드볼트(160)의 상단부는 교량의 바닥슬래브(S)에 매설되어 중공형 콘크리트 충전 거더(100)와 바닥슬래브(S) 간의 부착력을 높이는 역할을 하게 된다.

상기 덮개(120)가 튜브(110)의 개구부(112)를 폐쇄하면, 마감판(130)의 고정공(132)에 결합된 나선형 강선(미도시)이 감겨진 PC강선(140)을 인장기(미도시)에 의해 긴장시켜 정착시키는데, 상기 PC강선(140)이 긴장됨에 따라 마감판(130)(130')과 튜브(110) 및 덮개(120)의 밀착력이 높아지게 된다.

여기서, 상기 마감판(130)(130')에 요입홈(130a)이 형성되어 튜브(110)와 덮개(120)의 단부 부분을 수용할 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 마감판(130)(130')에 단면축소부(130b)가 형성되어 마감판(130)(130')의 단부 부분이 튜브(110)와 덮개(120)의 단부 내부로 결합되면서 상기 마감판(130)(130')의 좌,우측에 형성된 걸림턱(130c)이 튜브(110)에 밀착되므로 PC강선(140)의 긴장을 지지할 수 있는 것이다.

상기 나선형 강선(미도시)이 감겨진 PC강선(140)이 긴장되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 나선형 강선(미도시)이 감겨진 PC강선(140)을 내부에 포함하는 튜브(110)와 덮개(120) 및 마감판(130)(130')을 몰드유닛(M)에 안착시킨 상태에서 구동부의 동력으로 회전하는 로울러(B)에 의해 몰드유닛(M)를 회전시키면서 원심성형하여 중공형 충전콘크리트(150)가 형성되도록 한 후, 통상의 방법으로 오토클레이브에서 증기양생하여 중공형 콘크리트 충전 거더(100)의 제작을 완료하고, 제작이 완료되면, 몰드유닛(M)에서 중공형 콘크리트 충전 거더(100)를 도 6에 도시된 바와 같이 분리하면 된다.

또한, 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명 다른 실시예의 중공형 콘크리트 충전 거더(100')는, 내부에 공간(111)이 형성되면서 상향으로 개구부(112)가 형성된 튜브(110)가 구성되고, 상기 튜브(110)의 개구부(112) 양단부를 연결하여 고정하는 연결부재(170)가 구성되며, 상기 튜브(110)의 양측단부를 마감하면서 내부에 나선형 강선(미도시)이 감겨진 PC강선(140)이 결합 및 고정되도록 결합공(131) 및 고정공(132)이 관통된 마감판(130)(130')이 구성되고, 상기 마감판(130)(130')의 결합공(131)에 결합된 후, 고정공(132)에 장착되어 프리스트레스되는 나선형 강선(미도시)이 감겨진 PC강선(140)이 구성되며, 상기 튜브(110)의 내부 공간(111)에 충전되어 원심성형으로 튜브(110)와 연결부재(170)의 내면과 밀실하게 접착되는 중공형 충전콘크리트(150)가 구성되고, 상기 중공형 충전콘크리트(150)의 원심성형시, 튜브(100)의 내부 공간(111)에 충전된 콘크리트(150)의 이탈을 방지하도록 튜브(110)의 개구부(112)에 장착되고, 상기 중공형 충전콘크리트(150)가 원심성형되면 튜브(110)에서 분리하는 분리부재(180)를 포함하여 구성되는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 연결부재(170)가 안착되도록 개구부(112)가 형성된 튜브(110) 양단부에 안착홈(113)이 구비된다.

상기 튜브(110)와 연결부재(170)는 스터드볼트(160)에 의해 체결되어 고정되는 것이 바람직하다.

상기 튜브(110) 내면에 돌출되어 보강하는 보강리브(114)를 더 포함하여 구비된다.

먼저, 교량의 길이에 맞게 1개 또는 복수개의 부재로 튜브(110) 및 분리부재(180)를 형성하고, 상기 튜브(110)를 절곡하거나 만곡시켜 내부에 공간(111)이 형성되면서 상향으로 개구부(112)가 형성되도록 하며, 상기 개구부(112)가 형성된 튜브(110)의 양단부에는 연결부재(170) 및 분리부재(180)가 안착되는 안착홈(113)이 형성되도록 한다.

또한, 상기 튜브(110) 내면에는 휨력에 대한 강성을 극대화하도록 보강리브(114)가 구비되는데, 상기 보강리브(114)는 'ㅡ', 'l', 'ㅗ'. 'ㄱ', 'ㄷ', 'ㅁ', 'o', 'T' 자 중 어느 하나로 그 표면에 돌기가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 튜브(110)는, 상향으로 개구부가 형성된 사각형, 원형, 사다리꼴형 중 어느 하나의 형상으로 하나의 부재를 다단으로 절곡 및 만곡시켜 형성하거나, 도 9에 도시된 바와 같이, 다단으로 절곡 및 만곡시키면서 보강리브(114)가 돌출되도록 절곡된 부재를 대향하게 한 쌍으로 고정하여 형성하는 것 중 어느 하나로 형성된다.

상기 튜브(110) 양측단부에 마감판(130)(130')이 밀착되면, 상기 튜브(110)의 개구부(112)를 통해 내부 공간(111)으로 콘크리트를 충전한 후, 튜브(110)의 양단부를 연결하도록 연결부재(170)를 안착홈(113)에 안착시키는데, 상기 연결부재(170)와 튜브(110)는 용접으로 고정할 수 있으나, 연결부재(170)와 튜브(110)에 관통된 체결공(170')(110')을 통해 스터드볼트(160)를 체결하여 고정하는 것이 바람직하며, 상기 스터드볼트(160)의 상단부는 교량의 바닥슬래브(S)에 매설되어 중공형 콘크리트 충전 거더(100')와 바닥슬래브(S) 간의 부착력을 높이는 역할을 하게 된다.

상기 연결부재(170)는, 'ㅡ', 'X', 'W' 등 다양한 모양으로 연결할 수 있다.

여기서, 상기 튜브(110)의 내부 공간(111)으로 충전되는 콘크리트는, 상기 튜브(110)의 양단부를 연결부재(170)로 연결하여 고정시킨 후, 충전할 수도 있는 것이다.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 튜브(110)의 내부 공간(111)에 콘크리트를 충전하고 연결부재(170)를 고정하게 되면, 상기 튜브(110)의 개구부(112)를 분리부재(180)로 폐쇄시키는데, 상기 분리부재(180)와 튜브(110)는, 분리부재(180)와 튜브(110)에 관통된 체결공(180')(110')으로 체결부재(B)를 체결하여 고정하며, 상기 분리부재(180)에는 연결부재(170)와 튜브(110)를 고정한 스터드볼트(160)를 수용하는 홈(181)이 형성되어 있어야 한다.

상기 분리부재(180)가 튜브(110)의 개구부(112)를 폐쇄하면, 마감판(130)의 고정공(132)에 결합된 나선형 강선(미도시)이 감겨진 PC강선(140)을 인장기(미도시)에 의해 긴장시켜 정착시키는데, 상기 PC강선(140)이 긴장됨에 따라 마감판(130)(130')과 튜브(110) 및 덮개(120)의 밀착력이 높아지게 된다.

여기서, 상기 마감판(130)(130')에 요입홈(130a)이 형성되어 튜브(110)의 단부 부분을 수용할 수도 있고, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 마감판(130)(130')에 단면축소부(130b)가 형성되어 마감판(130)(130')의 단부 부분이 튜브(110)와 덮개(120)의 단부 내부로 결합되면서 상기 마감판(130)(130')의 좌,우측에 형성된 걸림턱(130c)이 튜브(110)에 밀착되므로 PC강선(140)의 긴장을 지지할 수 있는 것이다.

상기 나선형 강선(미도시)이 감겨진 PC강선(140)이 긴장되면, 도 12에 도시된 바와 같이, 나선형 강선(미도시)이 감겨진 PC강선(140)을 포함하는 튜브(110)와 분리부재(180) 및 마감판(130)(130')을 몰드유닛(M)에 안착시킨 상태에서 구동부의 동력으로 회전하는 로울러(B)에 의해 몰드유닛(M)를 회전시키면서 원심성형하여 중공형 충전콘크리트(150)가 형성되도록 한 후, 통상의 방법으로 오토클레이브에서 증기양생하여 중공형 콘크리트 충전 거더(100')의 제작을 완료하고, 몰드유닛(M)에서 중공형 콘크리트 충전 거더(100')를 분리한다.

상기 중공형 충전콘크리트(150)의 원심성형시, 튜브(110)에 고정된 분리부재(180)에 의해 튜브(100)의 내부 공간(111)에 충전된 콘크리트의 이탈을 방지하면서 중공형 콘크리트 충전 거더(100')의 제작이 완료되면, 체결부재(B)를 튜브(110) 및 분리부재(180)로부터 분리한 후, 상기 분리부재(180)를 튜브(110)에서 분리함으로써, 도 13에 도시된 바와 같이 중공형 콘크리트 충전 거더(100')의 제작이 완료된다.

상기의 과정으로 제작된 중공형 콘크리트 충전 거더(100)(100')를 도 14 내지 도 15에 도시된 바와 같이 교량의 거더로 설치할 수 있는데, 상기 중공형 콘크리트 충전 거더(100)(100')를 연결할 경우, 중공형 콘크리트 충전 거더(100)(100')의 마감판(130)(130')을 밀착시킨 상태에서 마감판(130)(130')의 용접용 경사면(133)을 용접으로 고정하여 연결할 수 있는 것이다.

여기서, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 마감판(130)(130')은 두 개의 중공형 콘크리트 충전 거더(100)(100')가 판연결부재(135)에 의해 볼트(B)로 체결고정되어 연결될 수 있도록 다수의 체결공(134)이 형성될 수도 있는 것이다.

또한, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 마감판(130)(130')의 측면이 상향 또는 하향으로 경사지게 형성되어 있으므로 다수개의 거더를 연결함으로써 프리플렉스(preflex) 공법의 효과를 발휘할 수도 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 중공형 콘크리트 충전 거더
110: 튜브 120: 덮개
130,130': 마감판 140: PC강선
150: 충전콘크리트 160: 스터드볼트

Claims

내부에 공간이 형성되면서 상향으로 개구부가 형성되고, 양단부에 덮개가 안착되도록 안착홈이 구비된 튜브와;
상기 튜브의 안착홈에 안착되어 개구부를 폐쇄시키면서 스터드볼트의 체결에 의해 튜브와 고정하는 덮개와;
상기 튜브와 덮개의 양측단부를 마감하면서 내부에 나선형 강선이 감겨진 PC강선이 결합 및 고정되도록 결합공 및 고정공이 관통된 마감판과;
상기 마감판의 결합공에 결합된 후, 고정공에 장착되어 프리스트레스되는 나선형 강선이 감겨진 PC강선과;
상기 튜브의 내부 공간에 충전되어 원심성형으로 튜브와 덮개의 내면과 밀실하게 접착되는 중공형 충전콘크리트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
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청구항 1에 있어서,
상기 튜브 또는 덮개의 내면에 돌출되어 보강하는 보강리브를 더 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 4에 있어서,
상기 보강리브는 'ㅡ', 'l', 'ㅗ'. 'ㄱ', 'ㄷ', 'ㅁ', 'o', 'T' 자 중 어느 하나로 표면에 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
상기 튜브는, 하나의 부재를 다단으로 절곡 및 만곡시켜 형성하거나, 다단으로 절곡 및 만곡시키면서 보강리브가 돌출되도록 절곡된 부재를 대향하게 한 쌍으로 고정하여 형성하는 것 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 6에 있어서,
상기 튜브의 재질은 금속 및 FRP(Fiber Reinforced Plastics) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 1에 있어서,
상기 튜브의 형상은 상향으로 개구부가 형성된 사각형, 원형, 사다리꼴형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 1에 있어서,
상기 마감판은, 모서리에 용접용 경사면이 구비되는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 1에 있어서,
두 개의 중공형 콘크리트 충전 거더가 판연결부재에 의해 볼트로 체결고정되어 연결될 수 있도록 상기 마감판에 다수의 체결공이 형성되는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
상기 마감판은, 다수개의 거더를 연결했을 때, 프리플렉스(preflex) 공법의 효과가 발휘될 수 있도록 측면이 상향 또는 하향으로 경사지게 구비되는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
내부에 공간이 형성되면서 상향으로 개구부가 형성되는 튜브 및 상기 개구부를 폐쇄하는 덮개를 형성하는 단계와;
마감판에 형성된 결합공을 통해 고정공에 나선형 강선이 감겨진 PC강선을 결합하는 단계와;
상기 나선형 강선이 감겨진 PC강선을 튜브의 내부 공간에 위치시키면서 마감판이 튜브의 양측 단부에 밀착되도록 하는 단계와;
상기 튜브의 내부 공간에 콘크리트를 충전하는 단계와;
상기 콘크리트가 튜브에 충전되면, 상기 튜브의 개구부에 덮개를 안착 고정시켜 개구부를 폐쇄하는 단계와;
상기 나선형 강선이 감겨진 PC강선을 인장기에 의해 긴장시켜 정착하는 단계와;
상기 나선형 강선이 감겨진 PC강선이 포함된 튜브를 몰드유닛에 안착시킨 후, 로울러의 회전으로 몰드유닛을 회전시키면서 원심성형하여 중공형 충전콘크리트가 형성되는 중공형 콘크리트 충전 거더를 제작하는 단계와;
제작된 중공형 콘크리트 충전 거더를 몰드유닛에서 분리하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더 제작방법.
청구항 12에 있어서,
상기 튜브 내면에 돌출되어 보강하는 보강리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더 제작방법.
내부에 공간이 형성되면서 상향으로 개구부가 형성된 튜브와;
상기 튜브의 개구부 양단부를 연결하여 고정하는 연결부재와;
상기 튜브의 양측단부를 마감하면서 내부에 나선형 강선이 감겨진 PC강선이 결합 및 고정되도록 결합공 및 고정공이 관통된 마감판과;
상기 마감판의 결합공에 결합된 후, 고정공에 장착되어 프리스트레스되는 나선형 강선이 감겨진 PC강선과;
상기 튜브의 내부 공간에 충전되어 원심성형으로 튜브와 연결부재의 내면과 밀실하게 접착되는 중공형 충전콘크리트와;
상기 중공형 충전콘크리트의 원심성형시, 튜브의 내부 공간에 충전된 콘크리트의 이탈을 방지하도록 튜브의 개구부에 장착되고, 상기 중공형 충전콘크리트가 원심성형되면 튜브에서 분리하는 분리부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 14에 있어서,
상기 연결부재가 안착되도록 개구부가 형성된 튜브 양단부에 안착홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 14에 있어서,
상기 튜브와 연결부재는 스터드볼트에 의해 체결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 14에 있어서,
상기 튜브 내면에 돌출되어 보강하는 보강리브를 더 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 17에 있어서,
상기 보강리브는 'ㅡ', 'l', 'ㅗ'. 'ㄱ', 'ㄷ', 'ㅁ', 'o', 'T' 자 중 어느 하나로 표면에 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 14 내지 청구항 17 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 튜브는, 하나의 부재를 다단으로 절곡 및 만곡시켜 형성하거나, 다단으로 절곡 및 만곡시키면서 보강리브가 돌출되도록 절곡된 부재를 대향하게 한 쌍으로 고정하여 형성하는 것 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 19에 있어서,
상기 튜브의 재질은 금속 및 FRP(Fiber Reinforced Plastics) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 14에 있어서,
상기 튜브의 형상은 상향으로 개구부가 형성된 사각형, 원형, 사다리꼴형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 14에 있어서,
상기 마감판은, 모서리에 용접용 경사면이 구비되는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 14에 있어서,
두 개의 중공형 콘크리트 충전 거더가 판연결부재에 의해 볼트로 체결고정되어 연결될 수 있도록 상기 마감판에 다수의 체결공이 형성되는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
청구항 22 또는 청구항 23에 있어서,
상기 마감판은, 다수개의 거더를 연결했을 때, 프리플렉스(preflex) 공법의 효과가 발휘될 수 있도록 측면이 상향 또는 하향으로 경사지게 구비되는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더.
내부에 공간이 형성되면서 상향으로 개구부가 형성되는 튜브와 상기 튜브의 개구부 양단부를 연결하는 연결부재 및 상기 개구부를 폐쇄하는 분리부재를 형성하는 단계와;
마감판에 형성된 결합공을 통해 고정공에 나선형 강선이 감겨진 PC강선을 결합하는 단계와;
상기 나선형 강선이 감겨진 PC강선을 튜브의 내부 공간에 위치시키면서 마감판이 튜브의 양측 단부에 밀착되도록 하는 단계와;
상기 튜브의 내부 공간에 콘크리트를 충전하는 단계와;
상기 콘크리트가 튜브에 충전되면, 상기 튜브의 개구부 양단부를 연결부재로 연결고정한 후, 튜브의 개구부를 분리부재로 폐쇄하는 단계와;
상기 나선형 강선이 감겨진 PC강선을 인장기에 의해 긴장시켜 정착하는 단계와;
상기 나선형 강선이 감겨진 PC강선이 포함된 튜브를 몰드유닛에 안착시킨 후, 로울러의 회전으로 몰드유닛을 회전시키면서 원심성형하여 중공형 충전콘크리트가 형성되는 중공형 콘크리트 충전 거더를 제작하는 단계와;
제작된 중공형 콘크리트 충전 거더를 몰드유닛에서 분리한 후, 중공형 콘크리트 충전 거더의 튜브로부터 분리부재를 분리하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더 제작방법.
청구항 25에 있어서,
상기 튜브 내면에 돌출되어 보강하는 보강리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형 콘크리트 충전 거더 제작방법.