KR101590065B1 - 조립형 합성 트러스거더 및 그 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 철근콘크리트로 형성되는 상현재와; 상기 상현재의 하측에 이격 구비되고 철근콘크리트로 형성되는 하현재와; 상기 상현재와 상기 하현재 사이에 구비되고, 양측 단부에 절개홈이 형성되며, 강재로 형성되는 사재와; 상기 사재와 상기 상현재, 또는 상기 사재와 상기 하현재를 연결하는 연결재를; 포함하고, 상기 연결재는 상기 상현재 또는 하현재의 철근콘크리트의 표면에 부착설치되는 수평플레이트와, 상기 수평플레이트의 일측에 수직으로 결합되고 상기 사재 단부에 형성된 상기 절개홈에 삽입되어 결합되는 V자형상의 수직플레이트와, 상기 수평플레이트의 타측에 구비되고 상기 상현재 또는 하현재의 철근콘크리트에 매설되는 복수의 스터드볼트를 포함하는 조립형 합성 트러스거더에 관한 것이다.
본 발명을 통해, 상현재와 하현재를 철근콘크리트로 구성하고 사재를 강재로 구성하여 서로 결합함으로써, 내구성이 우수하고, 경제적이며, 미관이 수려한 효과를 제공할 수 있고, 또한 철근콘크리트 상현재와, 철근콘크리트 하현재와, 강재 사재를 공장에서 제작하고 이들을 공장 및 현장에서 조립하여 교량을 완성함으로써, 품질이 우수하고, 시공성이 향상되며, 경제적인 효과를 제공할 수 있다.

Description

조립형 합성 트러스거더 및 그 시공방법{Prefabricated composite truss girder and method for constructing thereof}
본 발명은 철근콘크리트 상현재와 철근콘크리트 하현재와 강재 사재를 포함하여 형성되는 조립형 합성 트러스거더 및 그 시공방법에 관한 것으로, 특히 공장에서 각 개별 구성품들을 제작한 후 현장에서 합성하여 완성하는 조립형 합성 트러스거더 및 그 시공방법에 관한 것이다.
종래의 트러스거더는 그 규모가 큰 관계로 현장에서 주로 시공하였고, 이로 인하여 현장에서의 부지 확보의 어려움, 품질 관리의 어려움 등이 있었다. 또한 트러스거더를 철근콘크리트만으로 형성하는 경우에는 인장력이 작용되는 부분까지 인장력에 취약한 콘크리트 재질로 형성되므로 콘크리트에 크랙이 발생하여 트러스거더의 내구성이 저해되는 문제점과, 시공기간이 길고, 외관이 미려하지 못한 문제점이 있었다. 또한, 트러스거더를 강재만으로 형성하는 경우에는 불필요한 부분까지 고가인 강재를 사용하게 되므로 비용이 증가되어 비경제적인 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하고자 상현재, 하현재, 및 사재의 일부는 철근콘크리트로 형성하고, 일부는 강재로 형성하여 합성하기도 하나, 이 경우 철근콘크리트와 강재의 연결에는 강결의 격점구조를 철근콘크리트 속에 매설하는 방식을 주로 사용하는데, 이 경우 철근콘크리트와 강재의 결합이 용이하지 아니하고, 작용하중에 가장 취약한 격점부의 효율적인 설계가 어려워 구조적인 문제점이 있었다.
특허 1 : 대한민국 등록특허 10-1226597
상기한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 상현재와 하현재를 철근콘크리트로 구성하고 사재를 강재로 구성하여 서로 결합함으로써, 내구성이 우수하고, 경제적이며, 미관이 수려한 조립형 합성 트러스거더 및 그 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, 철근콘크리트 상현재와, 철근콘크리트 하현재와, 강재 사재를 공장에서 제작하고 이들을 공장 및 현장에서 조립하여 교량을 완성함으로써, 품질이 우수하고, 시공성이 향상되며, 경제적인 조립형 합성 트러스거더 및 그 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, 철근콘크리트 상현재 또는 철근콘크리트 하현재와 강재 사재의 연결구조를 개선함으로써, 구조적으로 안전하고도 견고한 조립형 합성 트러스거더 및 그 시공방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더는, 철근콘크리트로 형성되는 상현재와; 상기 상현재의 하측에 이격 구비되고 철근콘크리트로 형성되는 하현재와; 상기 상현재와 상기 하현재 사이에 구비되고, 양측 단부에 절개홈이 형성되며, 강재로 형성되는 사재와; 상기 사재와 상기 상현재, 또는 상기 사재와 상기 하현재를 결합하는 연결재를; 포함하고, 상기 연결재는 상기 상현재 또는 하현재의 철근콘크리트의 표면에 부착설치되는 수평플레이트와, 상기 수평플레이트의 일측에 수직으로 결합되고 상기 사재 단부에 형성된 상기 절개홈에 삽입되어 결합되는 V자형상의 수직플레이트와, 상기 수평플레이트의 타측에 구비되고 상기 상현재 또는 하현재의 철근콘크리트에 매설되는 복수의 스터드볼트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연결재는 상기 수평플레이트의 타측에 결합되고 상기 상현재 또는 하현재의 철근콘크리트에 매설되는 매설수직플레이트를 더 포함하고, 상기 스터드볼트는 상기 매설수직플레이트에 결합되는 것일 수 있다.
또한, 상기 연결재는 상기 매설수직플레이트에 결합되고 상기 상현재 또는 하현재의 철근콘크리트에 매설되는 매설수평플레이트를 더 포함하고, 상기 스터드볼트는 상기 매설수평플레이트에 결합되는 것일 수 있다.
또한, 상기 연결재는 상기 V자형상의 수직플레이트의 양측에 구비되는 보조수직플레이트를 더 포함하고, 상기 보조수직플레이트는 내면은 상기 V자형상의 수직플레이트에 접하고, 하면은 상기 수평플레이트에 접하며, 양측면은 상기 사재의 내면에 접하고, 상측은 단부로 갈수록 그 폭이 점차 감소하는 완만한 곡선형상으로 형성되어 상기 보조수직플레이트의 단부지점에서 상기 사재에 국부 집중응력이 발생하지 않도록 하는 것일 수 있다.
또한, 상기 연결재는 상기 V자형상의 수직플레이트의 양측에 구비되는 반원띠형상의 보강재를 더 포함하고, 상기 보강재는 양측면은 상기 보조수직플레이트의 외면에 접하고, 외면은 상기 사재의 내면에 접하여 상기 사재의 횡방향 지지력이 강화되며, 상측은 단부로 갈수록 두께가 점차 내측으로 감소하여 상기 보강재의 단부지점에서 상기 사재에 국부 집중응력이 발생하지 않도록 하는 것일 수 있다.
또한, 상기 사재는 단부에 외광내협의 커팅부가 구비되어 상기 사재와 상기 수평플레이트의 용접 결합시 상기 사재, 상기 보강재, 및 상기 수평플레이트가 함께 용접되어 결합이 강화되는 것일 수 있다.
또한, 상기 사재는 상기 절개홈에 외광내협의 커팅부가 구비되어 상기 사재와 상기 수직플레이트의 용접 결합시 상기 사재, 상기 보조수직플레이트, 및 상기 수직플레이트가 함께 용접되어 결합이 강화되는 것일 수 있다.
또한, 상기 사재는 상기 절개홈의 단부에 상기 절개홈을 가로질러 구비되는 균열방지판을 더 포함하고, 상기 사재와 상기 수직플레이트는 상기 보조수직플레이트의 양측면이 상기 사재의 내측면에 접하는 부분까지만 용접 결합되는 것일 수 있다.
또한, 상기 상현재는 그 단부에 구비되는 단부플레이트와, 상기 단부플레이트의 외측으로 돌출되는 연결커플러를 더 포함하고, 상기 하현재는 그 단부에 구비되는 단부플레이트와, 상기 단부플레이트의 외측으로 돌출되는 연결커플러와, 그 내부에 배치되는 쉬스관과, 상기 단부플레이트의 외측으로 돌출되는 쉬스관커플러를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더의 시공방법은, 상기 사재와, 상기 연결재와, 상기 단부플레이트와, 상기 연결커플러와, 상기 쉬스관커플러와, 상기 쉬스관과, PC강재, 철근 등을 준비하는 단계와; 상기 철근 가공, 거푸집 설치, 상기 철근 조립, 상기 연결재 설치, 상기 단부플레이트 설치, 콘크리트 타설, 상기 콘크리트 양생, 및 상기 거푸집 해체 등을 포함하는 상기 상현재를 제작하는 단계와; 상기 철근 가공, 거푸집 설치, 상기 철근 조립, 상기 연결재 설치, 상기 단부플레이트 설치, 상기 PC강재의 정착구 설치, 상기 쉬스관 설치, 콘크리트 타설, 상기 콘크리트 양생, 및 상기 거푸집 해체 등을 포함하는 상기 하현재를 제작하는 단계와; 상기 상현재와, 상기 하현재와, 상기 사재를 연결하여 단위 조립형 합성 트러스거더를 제작하는 단계와; 상기 제작된 복수의 단위 조립형 합성 트러스거더를 현장으로 이동하여 배치한 후 상기 연결커플러 및 상기 쉬스관커플러를 연결하고 연결부에 콘크리트를 타설하는 단계와; 상기 쉬스관에 상기 PC강재를 배치하여 긴장 및 정착하는 단계를; 포함할 수 있다.
본 발명을 통해, 상현재와 하현재를 철근콘크리트로 구성하고 사재를 강재로 구성하여 서로 결합함으로써, 내구성이 우수하고, 경제적이며, 미관이 수려한 효과를 제공할 수 있다.
또한, 철근콘크리트 상현재와, 철근콘크리트 하현재와, 강재 사재를 공장에서 제작하고 이들을 공장 및 현장에서 조립하여 교량을 완성함으로써, 품질이 우수하고, 시공성이 향상되며, 경제적인 효과를 제공할 수 있다.
또한, 철근콘크리트 상현재 또는 철근콘크리트 하현재와 강재 사재의 연결구조를 개선함으로써, 구조적으로 안전하고도 견고한 효과를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더를 도시하는 사시도이다.
도 2는, 도1의 종단면도이다.
도 3은, 본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더의 사재를 도시하는 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더의 균열방지판이 구비된 사재를 도시하는 사시도이다.
도 5a는, 본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더의 연결재를 도시하는 사시도이다.
도 5b는, 도 5a의 연결재에 사재가 결합되는 모습을 도시하는 사시도이다.
도 6a는, 본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더의 매설수직플레이트를 포함하는 연결재를 도시하는 사시도이다.
도 6b는, 도 6a의 연결재에 사재가 결합되는 모습을 도시하는 사시도이다.
도 7a는, 본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더의 매설수직플레이트 및 매설수평플레이트를 포함하는 연결재를 도시하는 사시도이다.
도 7b는, 도 7a의 연결재에 사재가 결합되는 모습을 도시하는 사시도이다.
도 8은, 본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더의 보조수직플레이트 및 보강재가 구비된 연결재에 사재가 결합되는 모습을 도시하는 사시도이다.
도 9는, 본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더의 보조수직플레이트가 구비된 연결재에 사재가 결합된 모습을 도시하는 종단면도이다.
도 10은, 본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더의 보조수직플레이트 및 보강재가 구비된 연결재에 사재가 결합된 모습을 도시하는 종단면도이다.
도 11은, 도 10의 횡단면도이다.
도 12a는, 본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더의 연결부를 도시하는 종단면도이다.
도 12b는, 본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더의 단부플레이트와 연결커플러를 도시하는 사시도이다.
도 13은, 본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더의 시공방법을 도시하는 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더의 구성을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더는, 상현재(10)와, 상현재(10)의 하측에 이격 구비되는 하현재(20)와, 상현재(10)와 하현재(20)의 사이에 구비되는 사재(30)와, 상현재(10) 또는 하현재(20)와 사재(30)를 결합하는 연결재(40)를 포함하여 구성된다.
상현재(10)와 하현재(20)는 철근콘크리트로 형성되며, 상현재(10)와 하현재(20)의 사이에 구비되는 사재(30)는 강재로 형성된다. 상기 사재(30)는 양측 단부에 절개홈(31)이 형성(도 3 참조)되어 후술할 연결재(40)가 삽입되어 용접 등으로 결합되며, 상기 절개홈(31)은 삽입되는 연결재(40)의 길이에 알맞게 형성되는 것이 좋다. 또한 사재(30)에는 상기 절개홈(31)이 사재(30)의 내측으로 균열이 진행하지 않도록 절개홈(31)의 내측 단부에 절개홈(31)을 가로질러 균열방지판(35)(도 4 참조)이 구비될 수도 있다.
상기 강재 사재(30)가 철근콘크리트 상현재(10) 및 하현재(20)와 구조적으로 안전하고도 견고하면서 효과적으로 결합되기 위해 상현재(10), 또는 하현재(20)와 사재(30)의 사이에는 이들을 결합하는 연결재(40)가 구비된다. 사재(30)와 상현재(10), 및 사재(30)와 하현재(20)를 연결하는 연결재(40)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상현재(10) 또는 하현재(20)의 철근콘크리트의 표면에 부착설치되는 수평플레이트(41)와, 수평플레이트(41)의 일측에 수직으로 결합되는 수직플레이트(42)와, 수평플레이트(41)의 타측에 구비되어 상현재(10) 또는 하현재(20)의 철근콘크리트에 매설되는 복수의 스터드볼트(43)를 포함한다(여기서 일측은 사재(30) 쪽을 지칭하고, 타측은 상현재(10) 또는 하현재(20) 쪽을 지칭하는 의미로 사용되며, 이하에서도 동일하다). 상기 사재(30)는 그 단부에 형성된 절개홈(31)에 수직플레이트(42)가 삽입된 후 수직플레이트(42) 및 수평플레이트(41)와 용접 등으로 결합되며, 수직플레이트(42)는 서로 대칭이 되도록 경사진 V자형상으로 구비되어 1개의 연결재(40)에 2개의 사재(30)가 결합될 수 있다. 한편, 연결재(40)는 나사 또는 용접 등으로 그 타측에 결합된 스터드볼트(43)가 상기 상현재(10)와 하현재(20)의 콘크리트에 매설되어 결합된다.
연결재(40)와 상현재(10) 또는 하현재(20) 간의 결합력은 상현재(10) 또는 하현재(20)에 매설되어 있는 연결재(40)의 스터드볼트(43)에 의해서 발생한다. 그러나 교량에서는 그 자중이나 차량 등에 하중 외에도 풍하중이나 지진하중 등과 같이 다양한 하중이 반복적이고도 복합적으로 작용하며, 이에 따라 스터드볼트(43)만으로는 상기 하중에 효과적으로 저항하기 어려운 경우가 있다. 즉, 상현재(10) 또는 하현재(20)와 연결재(40)의 결합력이 부족하여 상현재(10) 또는 하현재(20)로부터 연결재(40)의 인발, 이탈, 분리 등이 발생할 수 있다. 이를 개선하기 위해 연결재(40)는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 수평플레이트(41)의 타측에 결합되면서 상현재(10) 또는 하현재(20)의 철근콘크리트에 매설되는 매설수직플레이트(45)를 더 포함할 수 있다. 상기 매설수직플레이트(45)는 수직플레이트(42)의 직 하부에 구비되며 상현재(10) 또는 하현재(20)의 철근콘크리트에 매설되어 상현재(10), 또는 하현재(20)와 연결재(40) 상호 간을 견고하게 결합한다. 즉, 매설수직플레이트(45)는 상현재(10) 또는 하현재(20)의 철근콘크리트에 매설되어 교축방향이나, 교축의 직각방향으로의 변형 뿐 아니라 비틀림 등에 대해 강하게 저항하게 된다. 또한, 스터드볼트(43)는 수평플레이트(41)의 타측에 수직으로 결합하거나, 매설수직플레이트(45)의 좌, 우면에 수평으로 결합하거나, 또는 수평플레이트(41)와 매설수직플레이트(45) 모두에 결합함으로써, 연결재(40)가 상현재(10) 또는 하현재(20)에 더욱 견고하게 고정되게 한다. 또한 매설수직플레이트(45)에는 구멍을 형성할 수 있는데, 매설수직플레이트(45)를 상현재(10) 또는 하현재(20)에 매설시 상기 구멍을 관통하여 상현재(10) 또는 하현재(20)의 콘크리트가 채워짐으로써 상현재(10) 또는 하현재(20)의 철근콘크리트와 매설수직플레이트(45)의 결합력이 더욱 증대될 수도 있다.
또한, 연결재(40)는 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 매설수직플레이트(45)에 용접 등으로 결합되면서 상현재(10) 또는 하현재(20)의 철근콘크리트에 매설되는 매설수평플레이트(46)를 더 포함할 수 있다. 즉 수평플레이트(41)의 타측에 매설수직플레이트(45)가 수직플레이트(42)에 연장되어 설치되거나 또는 별도로 용접 등에 의해 결합되고, 상기 매설수직플레이트(45)에 매설수평플레이트(46)가 용접 등으로 결합되므로써, 연결재(40)는 매설수직플레이트(45)만 포함된 연결재(40)보다 상현재(10) 또는 하현재(20)에 더 견고하게 결합되어 인발, 전단, 비틀림 등에 대한 저항력이 매우 크게 되며, 따라서 조립형 합성 트러스거더는 구조적으로 매우 안정된다. 즉 매설수평플레이트(46)는 상현재(10) 또는 하현재(20)의 콘크리트에 매설되어 사재(30)의 종방향 또는 횡방향 변형뿐 아니라 비틀림 등에 대해 견고한 저항력을 가지게 된다. 이 경우 스터드볼트(43)는 매설수평플레이트(46)의 타측에 수직으로 결합되거나, 매설수평플레이트(46)의 일측과 타측 모두에 수직으로 결합될 수 있으며, 또는 수평플레이트(41)나 매설수직플레이트(45)에도 결합될 수 있다. 이 스터드볼트(43)는 매설수직플레이트(45) 및 매설수평플레이트(46)와 함께 콘크리트에 매설되어 연결재(40)를 상현재(10) 또는 하현재(20)에 견고하게 고정되게 한다.
한편, 사재(30)와 연결재(40) 간의 결합을 더 강화하기 위해 도 8에 도시된 바와 같이 연결재(40)의 수직플레이트(42)의 양 측면에 보조수직플레이트(48)를 더 포함(도 9 참조)하거나, 또는 보조수직플레이트(48)와 함께 반원띠형상의 보강재(49)를 더 포함(도 10 참조)할 수 있다.
상기 보조수직플레이트(48)는 평형사변형으로 형성되어 연결재(40)의 V자형상의 수직플레이트(42)의 양측에 용접 등으로 결합될 수 있으며, 보조수직플레이트(48)의 내면은 V자형상의 수직플레이트(42)에 접하고, 하면은 수평플레이트(41)에 접하여 설치되며, 양 측면은 사재(30)의 내면에 접하게 된다. 보조수직플레이트(48)의 양 측면이 사재(30)의 내면에 접하여 설치됨으로써, 사재(30)가 용접만으로 수직플랜지에 결합되는 것에 비해 종방향 변형에 대해 매우 견고하게 지지된다. 이 보조수직플레이트(48)는 V자형상의 수직플레이트(42)의 양측에 각각 구비되어 V자형상의 수직플레이트(42)에는 총 4개가 구비된다. 또한 사재(30)의 절개홈(31)에는 외광내협의 커팅부를 구비하여 상기 사재(30)와 수직플레이트(42)의 용접 결합력이 증대되게 하거나, 또는 사재(30), 보조수직플레이트(48), 및 수직플레이트(42)가 함께 용접되도록 할 수도 있는데, 이 경우에는 사재(30)와 연결재(40)의 결합이 강화되어 지지력이 더욱 증대된다. 이 경우 사재(30), 보조수직플레이트(48), 및 수직플레이트(42)가 함께 용접되게 하는 구간은 상기 절개홈(31)의 전체에 하거나 일부분에만 단속적으로 할 수 있다. 한편, 상기 보조수직플레이트(48)는 도 9에 도시된 바와 같이, 상측의 단부로 갈수록 그 폭이 점차 감소하는 완만한 곡선형상으로 형성할 수 있는데, 이는 사재(30)가 종방향으로 변형할 때 보조수직플레이트(48)의 단부지점에서 보조수직플레이트(48)에 의해 사재(30)에 국부 집중응력이 발생하는 것을 방지하게 된다. 이 경우 사재(30)와 수직플레이트(42) 사이의 용접은 보조수직플레이트(48)의 양측면이 사재(30)의 내측면에 접하는 부분까지만 함으로써 보조수직플레이트(48)의 단부에서 응력집중에 의한 용접부의 파괴를 방지할 수도 있다.
상기 보강재(49)는 반원띠형상으로 형성되어 연결재(40)의 V자형상의 수직플레이트(42)의 양측에 구비되어 용접 등으로 결합되며, 보강재(49)의 양측면은 보조수직플레이트(48)의 외면(여기서 외면은 수직플레이트와 접하는 면의 반대쪽 면을 지칭한다)의 단부 쪽에 접하고, 외면은 사재(30)의 내면에 접한다. 보강재(49)의 외면 전체가 사재(30)의 내면에 접함으로써, 사재(30)의 종방향 및 횡방향 지지력이 강화된다. 상기 보강재(49)는 도 10에 도시된 바와 같이, 상측을 단부로 갈수록 두께가 점차 내측으로 감소하도록 형성하여 사재(30)가 종방향이나 횡방향으로 변형될 때 보강재(49)의 단부지점에서 보강재(49)에 의해 사재(30)에 국부 집중응력이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
사재(30)의 단부에는 도 11에 도시된 바와 같이, 외광내협의 커팅부(33)가 구비될 수 있다. 사재(30)의 단부에 사재(30)의 외측에서 내측으로 경사지도록 커팅부(33)를 형성함으로써, 상기 사재(30)와 수평플레이트(41)의 용접 결합을 강화시키고, 또한 사재(30), 보강재(49), 및 수평플레이트(41)가 함께 용접되게 하여 사재(30)와 연결재(40)의 결합이 더욱 강화되게 할 수 있다. 상기 사재(30), 보강재(49), 및 수평플레이트(41)가 함께 용접 결합되게 하는 것은 사재(30) 둘레 전체에 하거나 또는 단속적으로 할 수도 있다. 즉 사재(30)의 외측에서 내측으로 경사지면서 내측 단부가 수평플레이트(41)에 접하도록 형성(도 11의 왼쪽 커팅부 참조)하여 사재(30)와 수평플레이트(41)가 용접되게 할 수도 있지만, 사재(30)의 외측에서 내측으로 경사지면서 보강재(49)의 일부가 노출되도록 함으로써(도 11의 오른쪽 커팅부 참조), 용접시 사재(30), 보강재(49), 및 수평플레이트(41)가 함께 용접 결합되게 함으로써 사재(30)와 수평플레이트(41)의 용접 및 결합 효과가 더욱 뛰어나게 할 수 있다.
상기 보조수직플레이트(48)와 보강재(49)는 조립형 합성 트러스거더를 구성하는 연결재(40) 전부에 설치될 수도 있지만, 상현재(10)와 사재(30)를 연결하는 연결재(40)들 또는 그 일부에만 구비하거나, 하현재(20)와 사재(30)를 연결하는 연결재(40)들 또는 그 일부에만 구비할 수 있으며, 또한 응력이 많이 발생하는 등 구조적으로 취약한 부분의 연결재(40)에만 부분적으로 구비할 수도 있다. 한편, 보조수직플레이트(48)와 보강재(49)를 연결재(40)에 용접 등으로 결합한 상태에서 사재(30)를 끼운 후 용접 결합할 수도 있고, 보조수직플레이트(48)와 보강재(49)를 사재(30) 내부에 미리 용접 등으로 결합한 후 연결재(40)에 결합할 수도 있다.
본 발명은 철근콘크리트로 형성된 상현재(10) 또는 하현재(20)와 강재로 형성된 사재(30)를 결합함으로써, 종래보다 내구성이 우수하고, 경제적이며, 미관이 수려한 효과가 있다. 또한 상기 상현재(10)와, 하현재(20)와, 사재(30)를 필요한 규격에 맞추어 공장에서 제작한 후에 공장에서 일부 조립하고, 현장에서 완전히 조립하여 단위 조립형 합성 트러스거더를 제작하고, 이를 연결 시공하여 교량을 완성할 수 있으므로, 품질이 우수하고, 현장에서의 시공이 간편하고 용이하여 시공성이 향상되며, 경제적이다.
한편, 상기 단위 조립형 합성 트러스거더 상호 간은 도 12a에 도시된 바와 같이, 단위 조립형 합성 트러스거더들을 서로 이격하여 배치한 후 연결커플러(53)와 쉬스관커플러(57)로 이음한 후에 이격된 연결부에 콘크리트를 타설하여 연결한다. 즉, 상현재(10)와 하현재(20)의 단부에는 도 12b에 도시된 바와 같은 단부플레이트(51)가 구비되고, 단부플레이트(51)의 외측으로 연결커플러(53)가 돌출되어 구비된다. 특히, 하현재(20)는 PC강재를 설치하기 위해 내부에 쉬스관(55)이 배치되고, 쉬스관(55)을 연결하는 쉬스관커플러(57)가 단부플레이트(51)의 외측으로 돌출 구비된다. 또한 필요한 경우 상현재(10)에도 PC강재를 설치하기 위해 내부에 쉬스관(55)이 배치될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더의 시공방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일례에 따른 조립형 합성 트러스거더의 시공방법은, 구성품들을 준비하는 단계(S10)와, 상현재를 제작하는 단계(S20)와, 하현재를 제작하는 단계(S30)와, 단위 조립형 합성 트러스거더를 제작하는 단계(S40)와, 단위 조립형 합성 트러스거더를 현장에 배치한 후 연결하는 단계(S50)와, PC강재를 긴장 및 정착하는 단계(S60)를 포함한다. 한편, 조립형 합성 트러스거더와 관련된 구성은 전술한 설명을 참조한다.
구성품들을 준비하는 단계(S10)는 사재(30), 연결재(40), 단부플레이트(51), 연결커플러(53), 쉬스관커플러(57), 쉬스관(55), PC강재, 및 철근 등을 준비하는 단계이다. 이때, 연결재(40)에는 수평플레이트(41)의 타측에 매설수직플레이트(45)가 결합되거나, 상기 매설수직플레이트(45)에 매설수평플레이트(46)가 더 결합되거나, 수직플레이트(42)의 양측에 보조수직플레이트(48) 또는 보강재(49)가 구비될 수 있다.
상현재를 제작하는 단계(S20)는 철근 가공, 거푸집 설치, 철근 조립, 연결재(40) 설치, 단부플레이트(51) 설치, 콘크리트 타설, 콘크리트 양생, 및 거푸집 해체 등을 실시하여 상현재(10)를 제작하는 단계이다.
하현재를 제작하는 단계(S30)는 철근 가공, 거푸집 설치, 철근 조립, 연결재(40) 설치, 단부플레이트(51) 설치, PC강재의 정착구 설치, 쉬스관(55) 설치, 콘크리트 타설, 콘크리트 양생, 및 거푸집 해체 등을 실시하여 하현재(20)를 제작하는 단계이다.
단위 조립형 합성 트러스거더를 제작하는 단계(S40)는 상현재(10), 하현재(20), 및 사재(30)를 연결하여 단위 조립형 합성 트러스거더를 제작하는 단계이다. 즉, 전술한 상현재를 제작하는 단계(S20)와 하현재를 제작하는 단계(S30)에서 상현재(10)와 하현재(20)에 연결재(40)를 정확한 위치에 매설하여 제작하고, 상기 하현재(20)(또는 상현재)에 매설 결합된 연결재(40)와 사재(30)를 먼저 연결한 후, 하현재(20)(또는 상현재)와 결합된 사재(30)에 상현재(10)(또는 하현재)를 연결 결합하여 단위 조립형 합성 트러스거더를 형성한다.
단위 조립형 합성 트러스거더를 현장에 배치한 후 연결하는 단계(S50)는 전술한 단계에서 제작된 복수의 단위 조립형 합성 트러스거더를 현장으로 이동하여 배치한 후 단부플레이트(51)에 돌출 구비된 연결커플러(53) 및 쉬스관커플러(57)를 연결하고 연결부에 콘크리트를 타설하는 단계이다.
PC강재를 긴장 및 정착하는 단계(S60)는 쉬스관(55)에 PC강재를 배치하여 긴장 및 정착하는 단계로서, 쉬스관(55)의 내부에 PC강재를 삽입한 후 상기 PC강재를 긴장하고, 그라우트를 주입 및 양생한다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 구성되거나 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 상현재
20 : 하현재
30 : 사재
31 : 절개홈
33 : 커팅부
35 : 균열방지판
40 : 연결재
41 : 수평플레이트
42 : 수직플레이트
43 : 스터드볼트
45 : 매설수직플레이트
46 : 매설수평플레이트
48 : 보조수직플레이트
49 : 보강재
51 : 단부플레이트
53 : 연결커플러
55 : 쉬스관
57 : 쉬스관커플러
S10 : 구성품들을 준비하는 단계
S20 : 상현재를 제작하는 단계
S30 : 하현재를 제작하는 단계
S40 : 단위 조립형 합성 트러스거더를 제작하는 단계
S50 : 단위 조립형 합성 트러스거더를 현장에 배치한 후 연결하는 단계
S60 : PC강재를 긴장 및 정착하는 단계

Claims (10)

  1. 철근콘크리트로 형성되는 상현재와;
    상기 상현재의 하측에 이격 구비되고 철근콘크리트로 형성되는 하현재와;
    상기 상현재와 상기 하현재 사이에 구비되고, 양측 단부에 절개홈이 형성되며, 강재로 형성되는 사재와;
    상기 사재와 상기 상현재, 및 상기 사재와 상기 하현재를 결합하는 연결재를; 포함하고,
    상기 연결재는 상기 상현재 또는 하현재의 철근콘크리트의 표면에 부착설치되는 수평플레이트와, 상기 수평플레이트의 일측에 수직으로 결합되고 상기 사재 단부에 형성된 상기 절개홈에 삽입되어 결합되는 V자형상의 수직플레이트와, 상기 수평플레이트의 타측에 구비되고 상기 상현재 또는 하현재의 철근콘크리트에 매설되는 복수의 스터드볼트를 포함하며,
    상기 연결재는 상기 V자형상의 수직플레이트의 양측에 구비되는 보조수직플레이트를 더 포함하고,
    상기 보조수직플레이트는 내면은 상기 V자형상의 수직플레이트에 접하고, 하면은 상기 수평플레이트에 접하며, 양측면은 상기 사재의 내면에 접하고, 상측은 단부로 갈수록 그 폭이 점차 감소하는 완만한 곡선형상으로 형성되어 상기 보조수직플레이트의 단부지점에서 상기 사재에 국부 집중응력이 발생하지 않도록 하며,
    상기 연결재는 상기 V자형상의 수직플레이트의 양측에 구비되는 반원띠형상의 보강재를 더 포함하고,
    상기 보강재는 양측면은 상기 보조수직플레이트의 외면에 접하고, 외면은 상기 사재의 내면에 접하여 상기 사재의 횡방향 지지력이 강화되며, 상측은 단부로 갈수록 두께가 점차 내측으로 감소하여 상기 보강재의 단부지점에서 상기 사재에 국부 집중응력이 발생하지 않도록 하는 것인 조립형 합성 트러스거더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결재는 상기 수평플레이트의 타측에 결합되고 상기 상현재 또는 하현재의 철근콘크리트에 매설되는 매설수직플레이트를 더 포함하고,
    상기 스터드볼트는 상기 매설수직플레이트에 결합되는 것인 조립형 합성 트러스거더.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 연결재는 상기 매설수직플레이트에 결합되고 상기 상현재 또는 하현재의 철근콘크리트에 매설되는 매설수평플레이트를 더 포함하고,
    상기 스터드볼트는 상기 매설수평플레이트에 결합되는 것인 조립형 합성 트러스거더.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 사재는 단부에 외광내협의 커팅부가 구비되어 상기 사재와 상기 수평플레이트의 용접 결합시 상기 사재, 상기 보강재, 및 상기 수평플레이트가 함께 용접되어 결합이 강화되는 것인 조립형 합성 트러스거더.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 사재는 상기 절개홈에 외광내협의 커팅부가 구비되어 상기 사재와 상기 수직플레이트의 용접 결합시 상기 사재, 상기 보조수직플레이트, 및 상기 수직플레이트가 함께 용접되어 결합이 강화되는 것인 조립형 합성 트러스거더.
  8. 청구항 6 또는 7에 있어서,
    상기 사재는 상기 절개홈의 단부에 상기 절개홈을 가로질러 구비되는 균열방지판을 더 포함하고,
    상기 사재와 상기 수직플레이트는 상기 보조수직플레이트의 양측면이 상기 사재의 내측면에 접하는 부분까지만 용접 결합되는 것인 조립형 합성 트러스거더.
  9. 청구항 1 내지 3, 6, 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상현재는 그 단부에 구비되는 단부플레이트와, 상기 단부플레이트의 외측으로 돌출되는 연결커플러를 더 포함하고,
    상기 하현재는 그 단부에 구비되는 단부플레이트와, 상기 단부플레이트의 외측으로 돌출되는 연결커플러와, 그 내부에 배치되는 쉬스관과, 상기 단부플레이트의 외측으로 돌출되는 쉬스관커플러를 더 포함하는 조립형 합성 트러스거더.
  10. 청구항 9의 조립형 합성 트러스거더의 시공방법에 있어서,
    상기 사재와, 상기 연결재와, 상기 단부플레이트와, 상기 연결커플러와, 상기 쉬스관커플러와, 상기 쉬스관과, PC강재, 철근 등을 준비하는 단계와;
    상기 철근 가공, 거푸집 설치, 상기 철근 조립, 상기 연결재 설치, 상기 단부플레이트 설치, 콘크리트 타설, 상기 콘크리트 양생, 및 상기 거푸집 해체 등을 포함하는 상기 상현재를 제작하는 단계와;
    상기 철근 가공, 거푸집 설치, 상기 철근 조립, 상기 연결재 설치, 상기 단부플레이트 설치, 상기 PC강재의 정착구 설치, 상기 쉬스관 설치, 콘크리트 타설, 상기 콘크리트 양생, 및 상기 거푸집 해체 등을 포함하는 상기 하현재를 제작하는 단계와;
    상기 상현재와, 상기 하현재와, 상기 사재를 연결하여 단위 조립형 합성 트러스거더를 제작하는 단계와;
    상기 제작된 복수의 단위 조립형 합성 트러스거더를 현장으로 이동하여 배치한 후 상기 연결커플러 및 상기 쉬스관커플러를 연결하고 연결부에 콘크리트를 타설하는 단계와;
    상기 쉬스관에 상기 PC강재를 배치하여 긴장 및 정착하는 단계를; 포함하는 조립형 합성 트러스거더 시공방법.
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