KR102527859B1 - 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더 - Google Patents
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Abstract
부력방지부재를 구비한 강합성 거더에 있어서, 지압응력 저항용 블록을 부력방지부재의 하면에 설치함으로써 부력에 의해 발생하는 지압응력에 저항하여 내부중공재의 부력방지부재에 파고드는 현상 등에 의한 위치 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 또한, 내부충전 콘크리트의 타설시, 내부충전 콘크리트의 타설을 확인하면서 내부충전 콘크리트를 원활하고 밀실하게 충전할 수 있고, 또한, 내부중공재의 종방향 절단부를 현장이음 위치와 일치시켜 격벽부를 형성함으로써 현장에서 내부중공재의 추가 설치작업이 필요 없고, 내부중공재의 중간 연결시 발생할 수 있는 유해한 변형을 방지할 수 있는, 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더가 제공된다.
Description
본 발명은 강합성 거더에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 부력방지부재를 구비한 U자 형태의 강합성 거더에 있어서, 내부중공재의 부력에 의해 발생하는 유해한 변형을 최소화하고 내부충전 콘크리트를 밀실 타설할 수 있는, 강합성 거더에 관한 것이다.
통상적으로, 종래의 거더(Girder)는 바닥판 또는 슬래브의 자중과 여기에 작용하는 하중을 지지하며, 전달받은 하중을 기둥 또는 교각에 전달하는 역할을 한다. 이러한 거더는 철근콘크리트(RC) 또는 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 구조가 오랜 기간 사용되어왔다.
이와 같이 콘크리트가 사용되는 부재는 필연적으로 철근의 배근과 거푸집의 설치 및 해체가 수반되며, 하중의 작용과 환경의 영향으로 균열과 철근부식 등으로 인해 유지관리가 어렵고 수명이 단축될 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 복합거더를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 철근콘크리트(RC)와 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 구조의 거더의 단점을 보완하기 위하여, 최근 내부에 형성된 철근콘크리트 거더의 외부에 거푸집 겸용 보강재(11)가 둘러싼 복합거더(10)가 개발되었다.
그러나 종래의 기술에 따른 복합거더(10)는 단순히 철근(12)이 배근된 콘크리트거더의 외부에 강재를 둘러싼 형식으로서, 내부의 콘크리트가 인장에 저항하지 못하기 때문에 불필요한 인장측 콘크리트의 사용에 의해 자중이 증가하게 되며, 내부 인장측 보강을 위하여 철근의 배근이 필요하다.
따라서 이러한 복합거더(10)는 큰 상부하중을 지지하여야 하는 장지간의 거더로 사용하기에는 적합하지 않다는 문제점이 있었다.
한편, 전술한 복합거더(10)의 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-785907호에는 "중공관을 내부에 장착한 복합거더"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한다.
도 2a는 종래의 기술에 따른 중공관을 내부에 장착한 복합거더를 나타내는 단면도이고, 도 2b는 중공관을 내부에 장착한 복합거더의 설치 사시도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 종래의 기술에 따른 중공관을 내부에 장착한 복합거더(30)는 콘크리트 및 강재를 포함하는 합성재로 제작되는 복합거더로서, 합성재를 거더 단면형상으로 절곡 또는 용접시켜 내부공간을 형성시키되 상부면이 개방된 외부합성재(31); 및 외부합성재(31) 내의 내부공간에 중공부(33)가 형성되도록 폐합되거나 내부공간을 공간적으로 분리시킬 수 있도록 절곡되는 내부중공관(32a)을 포함하는 합성재로서, 외부합성재(31)에 별도로 삽입되어 연결 결합되는 내부합성재(32)를 포함하여 구성된다.
여기서, 내부합성재(32)는 외부합성재의 상부에 형성되는 상부 합성재 및 이러한 상부 합성재에 연결재(32b)에 의하여 위치가 고정되는 내부 중공관(32a)을 포함하고, 이때, 내부 중공관(32a)이 폐합되거나 비폐합된 관형상이 아닌 상부 합성재로부터 연장되어 형성된 연결재(32b)에 의하여 형성된 공간에 허니콤을 포함하는 내부중공재가 추가로 설치될 수 있다.
이때, 외부합성재(31)는 U형, 원형 및 각형 단면 중 어느 하나로 제작되고, 강판의 절곡 또는 용접을 통해 제작되며, 또한, 연결재(32b)는 연결와이어, 연결봉 및 연결판 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
종래의 기술에 따른 중공관을 내부에 장착한 복합거더에 따르면, 콘크리트의 타설과 양생에 필요한 거푸집을 대용하며 영구적인 내하구조물로 사용되는 외부합성재 및 내부합성재로 인해 콘크리트의 균열을 방지할 수 있고, 공장제작이 가능하여 품질관리와 기계화 및 자동화로 공기를 단축시킬 수 있다.
또한, 거더 내부에 중공부를 두어 콘크리트의 양을 줄여 자중을 경감시킴으로 인해 기존 콘크리트 거더에 비해 장경간의 시공이 가능하며, 합성재로 사용되는 강재로 인해서 거더 내부의 철근배근이 불필요하고, 이에 따라, 인건비와 공기를 줄일 수 있다. 또한, 거더의 단면이 박스 형태로서, 기존의 I형이나 T형 등과 비교하여 비틀림 강성이 큰 장점이 있으며, 시공 및 제작 시에 작업성이 좋으며 전도에 대한 안정성 또한 높다. 나아가 거더를 연속화할 경우, 보다 장지간의 거더 시공이 가능하며, 연속지점부의 부모멘트도 상부 합성재에 의해 제어할 수 있는 장점이 있다.
또한, 공장제작으로 중소지간용 거더의 경우, 현장운반하여 신속 시공이 가능하며, 기존의 유사한 합성거더와 비교하여 제작공정이 매우 단순하고, 유지관리나 미관 측면에서 보다 유리하다.
하지만, 종래의 기술에 따른 중공관을 내부에 장착한 복합거더의 경우, 외부합성재의 내측 공간부에 내부충전 콘크리트를 타설할 때, 내부중공재의 상부 합성재 사이의 이격공간을 통해 타설해야 하는데, 이때, 이격공간이 좁기 때문에 내부충전 콘크리트를 타설하는 것이 용이하지 않고, 또한, 내측 공간부에 밀실하게 내부충전 콘크리트가 채워졌는지 확인하는 것도 역시 용이하지 않다는 문제점이 있었다.
또한, 내부중공재의 형상을 유지하면서 외부합성재 내부로 삽입함에 있어서 내부중공재를 강재로 제작할 경우 무게가 커질 수밖에 없고, 설치과정에서 상부합성재와 연결재로 무게를 지탱하다 보니 변형 가능성이 있다. 또한, 복합거더의 단면이 커질 경우, 내부 중공관이 내부충전 콘크리트의 타설 압력을 견디기 위해서는 내부 중공관의 내부에 추가적인 강성 확보를 위한 보조재료의 설치가 요구되므로 작업성과 효율성이 낮아지게 된다.
또한, 복합거더에 중공부를 형성하기 위하여 내부중공재를 대체하여 경량 내부중공재를 설치할 경우, 경량 내부중공재에 접하는 무근 내부충전 콘크리트가 외력에 취약하게 되는 문제점이 있었다.
이에 따라, 경량의 내부중공재가 내부충전 콘크리트 타설시에 유동하지 않으면서 정확한 위치를 확보하고, 경량 내부중공재에 접한 내부충전 콘크리트의 보강을 위해 철근의 용이한 설치가 요구되었다.
한편, 전술한 중공관을 내부에 장착한 복합거더의 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서, 대한민국 공개특허번호 제2012-140386호에는 "내부중공재를 이용한 합성거더 및 이를 이용한 교량 시공방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 종래의 기술에 따른 EPS 재질의 내부중공재와 외부합성재의 조립사시도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 종래의 기술에 따른 내부중공재를 이용한 합성거더는, 내측공간부(S)가 형성되도록 강재인 저판(51)과 내측부(F)에 상하로 고정시킬 수 있는 연결고리(54a)가 형성된 고정설치구(54)가 설치된 양 복부(52)와 수평판 형태의 상부플랜지(53)를 포함하여 구성된 중공박스체 형태의 외부합성재(50); 외부합성재(50)의 내측공간부(S)에 타설되는 내부충전 콘크리트에 매립되도록 세팅되는 블록체이다. 이때, 블록체를 상하로 관통하도록 형성되고 하부가 외부합성재의 저판 상면에 접하고 상부가 외부합성재의 상부플랜지보다 더 높이 연장되도록 형성된 수직보강재(41)와 블록체를 수평으로 관통하도록 수평보강재(42)가 형성된다.
또한, 양 단부가 고정설치구의 연결고리에 삽입 고정되는 수평보강재(42)를 포함하여 구성된 내부중공재(40); 및 외부합성재(50)의 내측공간에 내부중공재(40)가 매립되도록 타설되어 양생된 내부충전 콘크리트(60)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 외부합성재(50)는, 내부중공재(40) 하부에 배치되어 종방향으로 연장되는 쉬스(55, Sheath)를 더 설치하고, 내부충전 콘크리트 양생후 쉬스(55)에 삽입된 긴장재(70)에 의하여 합성거더에 프리스트레스가 도입되도록 하고, 상기 쉬스(55)는 외부합성재의 양 복부 내측부(F)에 상하로 고정된 연결고리(54a)가 형성된 고정설치구(54)에 삽입 설치된 쉬스고정부재(56)에 연결되어 세팅될 수 있다.
구체적으로, 외부합성재(50)의 상부플랜지(53)는, 양 복부(52)의 상면에 양 측방으로 연장된 수평판 형태로 형성되고, 내부충전 콘크리트가 타설되는 공간을 확보할 수 있도록 양 상부플랜지 사이의 이격거리는 내부중공재의 횡방향 폭보다 크게 형성된다.
또한, 내부중공재(40)는 긴장재에 의하여 도입되는 프리스트레스에 저항하기 위하여 내부중공재를 감싸는 철근조립체(43)가 더 형성되며, 내부중공재(40)인 수직보강재(41)의 상부는 타설되는 슬래브 콘크리트에 매립되어 합성거더가 슬래브를 합성시키는 전단연결재로 작용한다.
또한, 합성거더는 다수로 분절되어 서로 연결되도록 하되, 연결부위의 내부중공재(40)는 단면이 축소된 단면축소부로 형성되도록 하여 연결부 외부합성재와 단면축소부 사이에 타설된 내부충전 콘크리트로 인하여 연결부위에 내측 격벽이 형성될 수 있다.
종래의 기술에 따른 내부중공재를 이용한 합성거더에 따르면, 내부중공재에 의하여 배제된 공간에 내부충전 콘크리트가 타설되므로 전체 합성거더의 자중을 크게 줄일 수 있다. 또한, 합성거더 내부에 배치된 긴장재에 의하여 프리스트레스가 도입되도록 함으로써 보다 장지간의 거더로 사용할 수 있다.
또한, 종래의 기술에 따른 내부중공재를 이용한 합성거더에 따르면, 내부중공재에 경량인 EPS 재질의 내부중공재를 설치하는 경우, 작업성이 매우 뛰어나므로 합성거더의 시공 작업성이 매우 증진되며 작업과정에서 내부중공재의 변형이 초래되지 않아 곡선 형태의 합성거더 제작에 매우 유리하게 된다. 또한, 내부중공재를 도입함에 따른 내부충전 콘크리트의 하중 저항 성능을 확보하기 위한 보강철근을 도입하되 설치를 용이하게 하여 구조성능과 작업성을 크게 향상시킬 수 있다.
하지만, 종래의 기술에 따른 내부중공재를 이용한 합성거더의 경우, 경량인 EPS 재질의 내부중공재가 부력에 의해 부상하거나 또는 쉬스가 이동할 수 있다는 문제점이 있다.
한편, 다른 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1763149호(에는 "내부중공재 누름부재를 구비한 PSC 거더의 거푸집"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 종래의 기술에 따른 내부중공재 누름부재를 구비한 PSC 거더의 거푸집 사용 상태를 예시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 종래의 기술에 따른 내부중공재 누름부재를 구비한 PSC 거더의 거푸집은, 상부 플랜지(82)의 상단면을 형성하기 위한 상부 거푸집(83)을 포함하는 PSC 거더(81)의 거푸집에 있어서, 상부 거푸집(83)의 하부에 높이 조절 가능하도록 수직하게 설치되되, 원하는 PSC 거더(81)의 단면형상으로 설치된 하부 거푸집(85)과 좌측 및 우측의 두 측면 거푸집(84a, 84b)에 의해 형성된 내부 공간부(S)에 상부 플랜지(82)를 형성하기 위해 타설된 양생용 콘크리트(82a) 내의 내부중공재(82b)의 상부에 닿을 수 있는 길이만큼 하부로 돌출되게 설치된다.
아때, 양생용 콘크리트(82a) 내에 내설된 내부중공재(82b)를 하부로 눌러주는 다수의 누름부재(90)를 포함하여 구성된다.
누름부재(90)는, 스크류 삽입공(91), 스크류 지지부재(92), 스크류(93) 및 플랜지 너트(94)를 포함한다.
구체적으로, 스크류 삽입공(91)은 상부 거푸집(83)의 몸체를 상하로 관통하여 형성되며, 스크류 지지부재(92)를 압입 가능한 직경의 통공으로 형성된다.
스크류 지지부재(92)는 스크류 삽입공(91)의 내주면에 끼움 가능한 외경과 스크류(93)를 조립 가능한 내경, 및 스크류(93)를 상하방향으로 안정되게 지지 가능한 길이의 관으로 형성되며, 스크류 삽입공(91)에 끼움 조립되어 상부 거푸집(83)에 수직하게 설치된다.
스크류(93)는 스크류 지지부재(92)의 내부에 삽입 가능한 직경과 상부 거푸집(83)으로부터 내부 공간부(S) 내에 타설된 양생용 콘크리트(82a) 내의 내부중공재(82b) 상부까지 닿을 수 있는 길이의 원통형 몸체로 이루어진다. 이때, 원통형 몸체의 일측 단부에는 나사 결합부(93a)를 외주면에 형성하고, 타측 단부에는 양생용 콘크리트(82a) 내에 관입되어 내부중공재(82b)를 하부로 눌러주는 누름부(93b)를 형성하여, 누름부(93b)가 하부를 향하도록 스크류 지지부재(92)의 내부에 나사 결합부(93a)가 조립되어 설치된다.
플랜지 너트(94)는 스크류 지지부재(92)에 하단부에 걸릴 수 있는 직경의 너트몸체(94a) 내부에 스크류(93)의 나사 결합부(93a)에 대응되는 나사 조립홈을 형성하고, 너트몸체(94a)의 외부 둘레에 수평하게 플랜지부(94b)를 연설하여, 스크류(93)의 나사 결합부(93a)에 조립된다.
특히, 다수의 누름부재(90)는, 상부 거푸집(83)의 몸체 중심부에서 폭방향으로 균등하게 이격되어 각각 대응되게 설치되되, 상부 거푸집(83)의 길이방향을 따라 2열로 배열되어 형성된다.
종래의 기술에 따른 내부중공재 누름부재를 구비한 PSC 거더의 거푸집에 따르면, 양생용 콘크리트 내에 내설되는 EPS, 스티로폼 등의 내부중공재를 하부로 균등하게 눌러줄 수 있는 다수 개의 누름부재를 PSC 거더의 상부 거푸집에 높이 조절 가능하도록 구비하여, 양생용 콘크리트 내에서의 내부중공재의 부상을 방지하고 원하는 높이로의 정위치 조정이 용이하도록 하여 작업성을 향상시킬 수 있다.
하지만, 종래의 기술에 따른 내부중공재 누름부재를 구비한 PSC 거더의 거푸집의 경우, 하부 및 상부 거푸집을 사용하여 PSC 거더를 제작하되, 다수의 누름부재(90)는 PSC 거더와 일체화되지 않기 때문에 강합성 거더에 적용할 수 없다는 한계가 있다.
한편, 전술한 내부중공재 누름부재의 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서, 본 발명의 출원인 및 발명자에 의해 특허출원되어 등록된 대한민국 등록특허번호 제10-2404761호에는 "내부중공재의 부력을 방지하는 부력방지부재를 구비한 강합성 거더 및 그 시공방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 본 명세서 내에 참조되어 본 발명의 일부를 이루며, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한다.
도 5a는 종래의 기술에 따른 내부중공재의 부력을 방지하는 부력방지부재를 구비한 강합성 거더를 나타내는 사시도이고, 도 5b는 강합성 거더의 단면도이다.
도 5a를 참조하면, 종래의 기술에 따른 내부중공재의 부력을 방지하는 부력방지부재를 구비한 강합성 거더는, 내부중공재 및 긴장재가 U형 강재거더 내에서 정위치를 확보하고, 내부중공재가 상승하거나 긴장재의 이동을 방지하는 강합성 거더에 있어서, U형 강재거더(110), 쉬스(120), 쉬스고정부재(130), 앵글 프레임(140), 부력방지판(150) 및 내부중공재(170)를 포함하며, 도 5b에 도시된 바와 같이, 전단연결재(180) 및 내부충전 콘크리트(190)를 추가로 포함한다.
U형 강재거더(110)는 U자 형태로 형성한 강재거더로서, 외부 하부플랜지(111), 외부 저판(112), 외부 복부판(113) 및 외부 상부플랜지(114)의 구조용 강재 또는 강판으로 이루어진다.
쉬스(120)는 U형 강재거더(110)의 하부에 종방향으로 다수가 연장 설치된다. 이때, 쉬스(120) 내에는 긴장재가 삽입되고 긴장재에 긴장력을 도입하게 된다.
쉬스고정부재(130)는 연결고리 형태로서 쉬스(120)의 이동을 방지하여 보호하도록 쉬스(120) 각각의 상부에 설치된다.
앵글 프레임(140)은 하부 수직판, 하부 수평판, 중간 수평판, 상부 수직판, 상부 수평판 및 보조 중간 수평판으로 이루어지며, U형 강재거더(110) 내에 결합되며, 내부중공재(170)의 하부 및 양 측면을 지지한다. 특히, 앵글 프레임(140)에서 내부중공재 상면과 같은 수직위치의 상부 수직판에 체결홈이 형성되어 부력방지부재인 부력방지판(150)이 슬릿 형태로 삽입 체결될 수 있다. 또한, 앵글 프레임(140)의 하부 수평판 상에 쉬스(120)를 배치한 후 쉬스고정부재(130)를 하부 수평판에 결합함으로써 쉬스(120)의 이동을 방지할 수 있다.
종래의 기술에 따른 내부중공재의 부력을 방지하는 부력방지부재를 구비한 강합성 거더에 따르면, U형 강재거더와 내부충전 콘크리트를 합성하는 강합성 거더에 있어서, 부력방지판을 설치함으로써, U형 강재거더의 단면 내에서 내부중공재 및 긴장재의 정위치를 확보하고, 내부충전 콘크리트 타설 시 부력에 의한 내부중공재의 상승을 방지하고 긴장재의 이동을 방지할 수 있다.
하지만, 종래의 기술에 따른 내부중공재의 부력을 방지하는 부력방지부재를 구비한 강합성 거더의 시공시 다음과 같은 문제점을 보완할 필요가 있었다.
먼저, 내부중공재 및 부력방지부재를 적용하여 중공부를 형성하는 U형 강재거더에 있어서, 중공부는 경량의 내부중공재로서 주로 EPS 블록을 적용하는데, U형 강재거더의 높이가 높거나 연장이 길 경우, 운반상의 제약 등으로 내부중공재의 중간연결부를 형성해야 하고, 또한, U형 강재거더의 현장 연결부로서 연결부위나 단속부위가 형성됨에 따라 이러한 부위에 유해한 변형이 발생할 수 있으므로, 이러한 유해한 변형을 방지하는 원활한 연결처리 방안이 필요하다.
또한, U형 합성거더의 높이가 높아질수록 부력에 의한 영향이 커져서 내부중공재의 위치를 변형시키려는 외력도 커지게 된다, 이때, 내부중공재의 경우, 자중 경감을 목적으로 경량부재를 주로 사용하는데, 허용치보다 큰 지압응력이 발생할 경우, 지압에 의한 일그러짐이 발생할 수 있고, 이로 의해 영구변형을 수반하는 내부중공재의 위치 변형이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
다시 말하면, 종래의 기술에 따른 내부중공재의 부력을 방지하는 부력방지부재를 구비한 강합성 거더의 경우, 외력 및 부력에 의한 내부중공재의 위치 이동 및 영구 변형이 내부충전 콘크리트의 부위별 크기를 변형시킴으로써 콘크리트 구조물의 응력계를 변화시킬 수 있고 유해한 영향을 미칠 수 있다. 이에 따라, 콘크리트 타설시 내부충전 콘크리트의 원활 및 밀실한 충전이 필요하며, 또한, 내부중공재의 변형 및 위치 이동이 일어나지 않도록 방지하는 시공방안이 필요한 실정이다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 부력방지부재를 구비한 강합성 거더에 있어서, 지압응력 저항용 블록을 부력방지부재의 하면에 설치함으로써 부력에 의해 발생하는 지압응력에 저항하여 내부중공재의 부력방지부재에 파고드는 현상 등에 의한 위치 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있는, 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 내부충전 콘크리트의 타설시 내부충전 콘크리트의 타설을 확인하면서 내부충전 콘크리트를 원활하고 밀실하게 충전할 수 있는, 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 내부중공재의 종방향 절단부를 현장이음 위치와 일치시켜 격벽부를 형성함으로써 현장에서 내부중공재의 추가 설치작업이 필요 없고, 내부중공재의 중간 연결시 발생할 수 있는 유해한 변형을 방지할 수 있는, 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더를 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더는, 내부중공재와 부력방지부재를 구비한 강합성 거더에 있어서 U자 형태로 형성한 강재거더로서, 외부 하부플랜지, 외부 저판, 외부 복부판 및 외부 상부플랜지의 구조용 강재 또는 강판으로 이루어진 U형 강재거더; 상기 U형 강재거더 내에 결합되며, 내부중공재의 하부 및 양 측면을 지지하는 앵글 프레임; 상기 내부중공재의 상면에 위치하고 상부 수직판에 형성된 체결홈에 삽입 체결되어 내부충전 콘크리트의 타설 시 부력에 저항하는 부력방지부재; 경량재질로 제작되며, 상기 앵글 프레임의 내측 공간에 삽입되는 크기로 형성되는 내부중공재; 상기 내부중공재의 부력에 의해 발생하는 지압응력에 저항하도록 상기 내부중공재의 상면에 적어도 하나 이상 설치되는 지압응력 저항용 블록; 및 상기 U형 강재거더 내부에 타설되어 상기 U형 강재거더와 일체화되는 내부충전 콘크리트를 포함하되, 상기 지압응력 저항용 블록은 종방향으로 상기 부력방지부재 설치 위치의 하면에 설치되고, 그리고 상기 내부충전 콘크리트의 원활하고 밀실한 타설을 위해 상기 내부중공재 하면의 좌우 측면부를 소정 기울기로 형성하며, 상기 내부중공재의 상면 및 하면을 관통하는 콘크리트 충전 확인용 관통홀이 형성되며, 상기 내부중공재 간의 내부 연결부위에 대해 상기 내부중공재의 단부가 엇갈리게 배치되도록 요철 부위를 형성하되, 상기 부력방지부재의 설치 위치에 중심을 맞추어 제작 설치되도록 하게 된다.
본 발명에 따르면, 부력방지부재를 구비한 강합성 거더에 있어서, 지압응력 저항용 블록을 부력방지부재의 하면에 설치함으로써 부력에 의해 발생하는 지압응력에 저항하여 내부중공재의 부력방지부재에 파고드는 현상 등에 의한 위치 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 내부충전 콘크리트의 타설시, 내부충전 콘크리트의 타설을 확인하면서 내부충전 콘크리트를 원활하고 밀실하게 충전할 수 있다.
본 발명에 따르면, 내부중공재의 종방향 절단부를 현장이음 위치와 일치시켜 격벽부를 형성함으로써 현장에서 내부중공재의 추가 설치작업이 필요 없고, 내부중공재의 중간 연결시 발생할 수 있는 유해한 변형을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 복합거더를 나타내는 도면이다.
도 2a는 종래의 기술에 따른 중공관을 내부에 장착한 복합거더를 나타내는 단면도이고, 도 2b는 중공관을 내부에 장착한 복합거더의 설치 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 종래의 기술에 따른 EPS 재질의 내부중공재와 외부합성재의 조립사시도이다.
도 4는 종래의 기술에 따른 내부중공재 누름부재를 구비한 PSC 거더의 거푸집 사용 상태를 예시한 단면도이다.
도 5a는 종래의 기술에 따른 내부중공재의 부력을 방지하는 부력방지부재를 구비한 강합성 거더를 나타내는 사시도이고, 도 5b는 강합성 거더의 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더를 나타내는 단면도이고, 도 6b는 강합성 거더의 앵글 프레임을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 내부중공재 하면에 지압응력 저항용 블록을 1개 설치하는 것을 나타내는 단면도이며, 도 7b는 지압응력 저항용 블록을 2개 설치하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더의 연결부위를 나타내는 도면이다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 내부중공재의 이격부와 양측 부력방지부재를 연결하고 내부중공재를 지지하는 "ㅠ"형상의 채널부재를 설치하는 것을 나타내는 단면도이고, 도 9b는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 내부중공재 간의 연결부위에 대해 연결부위의 내부중공재가 엇갈리게 배치되도록 요철 부위를 형성하여 연결하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 11a는 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 지압응력 저항용 블록을 1개 설치할 경우의 이격거리를 나타내는 도면이고, 도 11b는 지압응력 저항용 블록을 2개 설치할 경우의 이격거리를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 내부충전 콘크리트의 밀실한 타설을 위해 내부중공재의 하면 좌우 측면부에 소정 기울기를 형성하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 13 및 도 14는 각각 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 내부충전 콘크리트의 밀실한 타설을 확인하는 것을 나타내는 도면이다.
도 2a는 종래의 기술에 따른 중공관을 내부에 장착한 복합거더를 나타내는 단면도이고, 도 2b는 중공관을 내부에 장착한 복합거더의 설치 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 종래의 기술에 따른 EPS 재질의 내부중공재와 외부합성재의 조립사시도이다.
도 4는 종래의 기술에 따른 내부중공재 누름부재를 구비한 PSC 거더의 거푸집 사용 상태를 예시한 단면도이다.
도 5a는 종래의 기술에 따른 내부중공재의 부력을 방지하는 부력방지부재를 구비한 강합성 거더를 나타내는 사시도이고, 도 5b는 강합성 거더의 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더를 나타내는 단면도이고, 도 6b는 강합성 거더의 앵글 프레임을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 내부중공재 하면에 지압응력 저항용 블록을 1개 설치하는 것을 나타내는 단면도이며, 도 7b는 지압응력 저항용 블록을 2개 설치하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더의 연결부위를 나타내는 도면이다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 내부중공재의 이격부와 양측 부력방지부재를 연결하고 내부중공재를 지지하는 "ㅠ"형상의 채널부재를 설치하는 것을 나타내는 단면도이고, 도 9b는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 내부중공재 간의 연결부위에 대해 연결부위의 내부중공재가 엇갈리게 배치되도록 요철 부위를 형성하여 연결하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 11a는 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 지압응력 저항용 블록을 1개 설치할 경우의 이격거리를 나타내는 도면이고, 도 11b는 지압응력 저항용 블록을 2개 설치할 경우의 이격거리를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 내부충전 콘크리트의 밀실한 타설을 위해 내부중공재의 하면 좌우 측면부에 소정 기울기를 형성하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 13 및 도 14는 각각 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 내부충전 콘크리트의 밀실한 타설을 확인하는 것을 나타내는 도면이다.
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.
[내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더(200)]
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더를 나타내는 단면도이고, 도 6b는 강합성 거더의 앵글 프레임을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더(200)는, 내부중공재가 상승하거나 긴장재의 이동을 방지하는 강합성 거더에 있어서, U형 강재거더(210), 쉬스(220), 쉬스고정부재(230), 앵글 프레임(240), 부력방지부재(250), 내부중공재(260), 전단연결재(270) 및 내부충전 콘크리트(280)를 포함하여 구성되며, 제1 하면 지압응력 저항용 블록(320)을 추가로 포함한다.
U형 강재거더(210)는 U자 형태로 형성한 강재거더로서, 외부 하부플랜지, 외부 저판, 외부 복부판 및 외부 상부플랜지의 구조용 강재 또는 강판으로 이루어진다.
쉬스(220)는 상기 U형 강재거더(210)의 하부에 종방향으로 다수가 연장 설치된다. 이때, 상기 쉬스(220) 내에는 긴장재가 삽입되고 상기 긴장재에 긴장력을 도입하게 된다.
쉬스고정부재(230)는 연결고리 형태로서 상기 쉬스(220)의 이동을 방지하여 보호하도록 상기 쉬스(220) 각각의 상부에 설치된다.
앵글 프레임(240)은, 도 6b에 도시된 바와 같이, 하부 수직판(241), 하부 수평판(242), 중간 수평판(243), 상부 수직판(244), 상부 수평판(245) 및 보조 중간 수평판(246)으로 이루어지며, 상기 U형 강재거더(210) 내에 결합되며, 상기 내부중공재(260)의 하부 및 양 측면을 지지한다. 특히, 상기 앵글 프레임(240)의 하부 수평판(242) 상에 상기 쉬스(220)를 배치한 후 상기 쉬스고정부재(230)를 상기 하부 수평판(242)에 결합함으로써 상기 쉬스(220)의 이동을 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 앵글 프레임(240)의 하부 수직판(241)은 강판으로 형성된 U형 강재거더(210)의 외부 저판(212)의 상부에 설치되어 상부 하중을 지탱한다.
또한, 상기 앵글 프레임(240)의 하부 수평판(242)은 상기 하부 수직판(241)의 사이 및 상기 외부 복부판(213) 내부와 상기 하부 수직판(241) 사이에 설치되어 긴장재를 수용하는 쉬스(220)의 위치를 확보한다. 또한, 상기 앵글 프레임(240)의 중간 수평판(243)은 상기 하부 수직판(241)의 상부에 설치되어 경량의 내부중공재(260)의 하면을 지지한다.
또한, 상기 앵글 프레임(240)의 상부 수직판(244)은 상기 중간 수평판(243)의 상부에 설치되어 상기 내부중공재(260)의 양 측면을 지지한다. 또한, 상기 앵글 프레임(240)의 상부 수평판(245)은 상기 상부 수직판(244)의 상연과 상기 U형 강재거더(210)의 외부 상부플랜지(214)의 하연에 설치되어 부력에 저항하며, 상기 내부중공재(260)의 위치를 확보하는 상부 수직판(244)을 지지한다.
또한, 상기 앵글 프레임(240)의 보조 중간 수평판(246)은 상기 상부 수직판(244)과 상기 U형 강재거더(210)의 외부 복부판(213)의 내부에 설치되며, 상기 내부중공재(260)의 위치를 확보하는 상부 수직판(244)을 지지한다.
또한, 상기 상부 수직판(244)의 상연과 상기 U형 강재거더(210)의 외부 상부플랜지의 하연에 설치되는 상부 수평판(245)은 상기 상부 수직판(244)의 상연과 상기 U형 강재거더(210)의 외부 상부플랜지의 하연에 용접 연결되어 내부충전 콘크리트(280) 타설 시 측압에 의해 상기 U형 강재거더(210)의 외부 복부판이 외측으로 벌어지려 하는 것을 상부수직판에 형성된 체결홈에 삽입 체결된 부력방지부재와 함께 방지한다.
또한, 상기 앵글 프레임(240)의 보조 중간 수평판(246)은 상기 상부 수직판(244)과 상기 U형 강재거더(210)의 외부 복부판의 내부에 설치되며, 상기 내부중공재(260)의 위치를 확보하는 상부 수직판(244)을 지지한다.
부력방지부재(250)는 상기 내부중공재(260)의 상면에 위치하고 상기 상부 수직판(244)에 형성된 체결홈에 삽입 체결되어 내부충전 콘크리트(280)의 타설 시 부력에 저항한다. 여기서, 상기 부력방지부재(250)는 부력방지용 형강 또는 부력방지용 강판일 수 있다. 또한, 상기 부력방지부재(250)는 내부중공재(260) 상면에 지압응력 저항용 블록을 설치할 경우, 상기 지압응력 저항용 블록의 상부에 설치된다.
내부중공재(260)는 경량재질, 예를 들면, EPS 또는 스티로폼 등으로 제작되며, 상기 앵글 프레임(240)의 내측 공간에 삽입되는 크기로 형성되며, 사각블럭 형태로 형성될 수 있지만, 이에 국한되지 않고 다양한 형태로 제작할 수 있다.
전단연결재(270)는 내부충전 콘크리트(280)의 타설시 확실하게 합성될 수 있도록 상기 U형 강재거더(210) 내부의 하면 및 양 측면에 돌출되도록 형성된다.
내부충전 콘크리트(280)는 상기 U형 강재거더(210) 내부에 타설되어 상기 U형 강재거더(210)와 일체화되고, 이에 따라, 상기 U형 강재거더(210)와 상기 내부충전 콘크리트(280)가 합성된 강합성 거더(200)를 형성하게 된다.
한편, 외부 하부플랜지, 외부 저판, 외부 복부판 및 외부 상부플랜지로 이루어진 중공형 박스체인 U형 강재거더(210)의 내부에 EPS 또는 스티로폼 등의 경량재료로 형성되는 내부중공재(260)가 배치되고, 내부충전 콘크리트(280)를 타설하여 자중을 줄일 수 있다.
또한, 상기 U형 강재거더(210)의 하부에 쉬스(220)가 다수 배치되며, 상기 U형 강재거더(210)의 내부의 복부 쪽으로는 다수의 강판이나 각관으로 형성되는 앵글 프레임(240)이 배치된다.
이후, 상기 U형 강재거더(210)의 내부에 내부충전 콘크리트(280)가 타설됨으로써 강합성이 이루어진다.
한편, 상기 U형 강재거더(210)의 내부 하부에는 긴장재가 수용될 수 있도록 다수의 쉬스(220)와 쉬스고정부재(230)를 배치하며, 내부충전 콘크리트(280) 타설 중에 상기 쉬스(220)에 손상이 발생하여도 긴장재의 삽입이 가능한 공간을 확보할 수 있도록 유연성이 있는 고무 또는 플라스틱 재질의 긴장재 설치 위치확보용 관을 상기 쉬스(220) 내부에 내부충전 콘크리트 타설 전에 설치하고 양생 후에 제거할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더(200)는, 상기 내부중공재(260)의 부력에 의해 발생하는 지압응력에 저항하도록 상기 내부중공재(260)의 상면에 설치되는 지압응력 저항용 블록을 추가로 포함한다.
이때, 상기 상면 지압응력 저항용 블록은 종방향으로 상기 부력방지부재(250) 설치 위치의 하면에 설치되고, 또한, 도면부호 A로 도시된 바와 같이, 상기 내부충전 콘크리트(280)의 원활하고 밀실한 타설을 위해 상기 내부중공재(260) 하면의 좌우 측면부를 소정 기울기로 형성하며, 후술하는 바와 같이, 상기 내부중공재(260)의 상면 및 하면을 관통하는 콘크리트 충전 확인용 관통홀(370)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 후술하는 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 지압응력 저항용 블록은, 상기 부력방지부재(250)의 하면에 1개가 횡방향으로 설치되는 제1 하면 지압응력 저항용 블록(320); 또는 상기 부력방지부재(250)의 하면에 적어도 2개 이상 횡방향으로 설치되는 제2 하면 지압응력 저항용 블록(330) 중에서 선택될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더(200)에 따르면, U형 강재거더와 내부충전 콘크리트를 합성하는 강합성 거더에 있어서, 부력방지부재(250)와 지압응력 저항용 블록을 설치함으로써, U형 강재거더의 단면 내에서 내부중공재 및 긴장재의 정위치를 확보하고, 내부충전 콘크리트 타설 시 부력에 의한 내부중공재의 상승을 방지하고 긴장재의 이동을 방지할 수 있다.
또한, U형 강재거더의 외부 하부플랜지, 외부 저판 및 외부 복부판이 영구거푸집 역할을 수행하고, U형 강재거더 내부에 앵글 프레임을 결합하며, 내부중공재로서 EPS 또는 스티로폼과 같은 경량재료를 사용하고 외력에 저항하도록 내부에 긴장재를 사용함으로써, 강합성 거더의 자중을 줄일 수 있다.
한편, 도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 내부중공재 하면에 콘크리트 블록을 1개 설치하는 것을 나타내는 단면도이고, 도 7b는 콘크리트 블록을 2개 설치하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 7a에 도시된 제1 하면 지압응력 저항용 블록(320) 및 도 7b에 도시된 제2 하면 제2 하면 지압응력 저항용 블록(330)은 각각 상기 내부중공재(260)의 상면을 일부 절취한 후에 콘크리트를 타설하여 설치하거나 또는 절취 부위에 기제작 블록을 설치할 수 있다. 이때, 상기 기제작 블록은 콘크리트블록 또는 목재블록 및 일정한 강성을 지닌 다른 재료의 블록일 수 있다.
이때, 상기 제1 및 제2 하면 지압응력 저항용 블록(320, 330)을 형성하기 위해 설치되는 콘크리트의 타설강도 또는 기제작 블록의 강도는 지압응력에 저항할 수 있는 강도 이상이어야 하며, 설치는 종방향으로 부력방지부재(250)의 설치 위치에 대응하여 설치하되, 종방향으로 단속적으로 설치하며, 종횡방향 절취 부위 길이는 지압응력에 저항할 수 있고 유해한 변형을 억제할 수 있는 최소 크기로 하여 외력에 의한 자중을 감소시킬 수 있다.
이때, 절취 부위의 횡방향 위치는 단부에서는 헌치 크기와 블록깊이를 더한 길이 이상 이격시켜 위치시키며, 상기 제2 하면 지압응력 저항용 블록(330)을 횡방향으로 2개 이상 설치할 경우, 블록간 거리는 블록깊이의 2배 이상 이격시킨다. 이에 따라, 부력방지부재(250)에 걸리는 힘의 크기를 집중되지 않게 분산시킬 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더의 연결부위를 나타내는 도면으로서, 도 8의 a)는 평면도이고, 도 8의 b)는 측면도이며, 도 8의 a) 및 b)에 도시된 바와 같이, 상기 내부중공재(260) 간의 연결부위를 U형거더의 연결부위에 이격하여 위치시켜 격벽 설치부가 형성되도록 한다.
도 8의 b)에서 도면부호 C로 도시된 바와 같이, 상기 내부중공재(260)의 종방향 절단부인 격벽부를 현장이음 위치(B)와 일치시킴으로써 현장에서 내부중공재(260)의 추가 설치 작업이 필요하지 않게 된다.
한편, 도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 내부중공재의 이격부와 양측 부력방지부재를 연결하고 내부중공재를 지지하는 "ㅠ"형상의 채널부재를 설치하는 것을 나타내는 단면도이고, 도 9b는 사시도이다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 부력방지부재(350)는 상기 내부중공재(260)의 부력에 의한 캔틸레버 작용을 최소화시켜 지압응력에 유리하게 작용하도록 상기 내부중공재(260)의 단부 부분에서 최소필요거리만큼 이격시켜 설치하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 부력방지부재(350)를 상기 내부중공재(260)의 단부로부터 내부중공재의 헌치폭에 지압응력 저항용 블록의 높이를 더한 길이 정도 이격시켜 설치하고, 상기 내부중공재(260)의 캔틸레버 부분의 유해한 변형을 최소화하도록 상기 내부중공재(260)의 이격부와 양측 부력방지부재(350)를 연결 지지하도록 "ㅠ" 형상의 채널부재(340)를 설치하되, 상기 "ㅠ" 형상의 채널부재(340)는 부력방지부재(350) 하면에 위치시켜 고정시킨다.
한편, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 내부중공재 간의 연결부위에 대해 연결부위의 내부중공재가 엇갈리게 배치되도록 요철 부위를 형성하여 연결하는 것을 나타내는 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더(200)의 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, U형 강재거더(210)의 현장이음부가 아닌 내부중공재(260) 간의 연결부위에 대해서, 연결부위의 내부중공재(260)가 엇갈려 배치되도록 요철 부위를 형성하고, 이때 내부중공재(260)의 연결부는 부력방지부재(250)의 설치 위치에 중심을 맞추어 설치하여 부력에 의한 유해한 변형을 최소화시킬 수 있다.
한편, 도 11a는 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 지압응력 저항용 블록을 1개 설치할 경우의 이격거리를 나타내는 도면이고, 도 11b는 지압응력 저항용 블록을 2개 설치할 경우의 이격거리를 나타내는 도면이다.
도 11a에 도시된 바와 같이, 상기 제1 하면 지압응력 저항용 블록(320) 및 제2 하면 지압응력 저항용 블록(330)의 종횡방향 절취 부위 길이는 지압응력에 저항하고 유해한 변형을 억제하는 최소 크기로 설치되고, 상기 절취 부위의 횡방향 위치는 단부에서 헌치크기와 블록깊이를 더한 길이 이상 이격시켜 설치하는 것이 바람직하다. 즉, 지압응력 저항용 블록의 설치시 종방향으로 상기 부력방지부재 설치 위치에 설치하되, 상기 내부중공재 상면의 절취부위 면적 및 길이는 지압응력에 저항할 수 있고 유해한 변형을 억제할 정도의 길이로 형성한다.
도 11b에 도시된 바와 같이, 상기 제2 하면 지압응력 저항용 블록(330)은 상기 부력방지부재(250)에 걸리는 힘의 크기가 집중되지 않게 분산시키도록 상기 제2 하면 지압응력 저항용 블록(330)간 거리는 블록깊이의 2배 이상 이격시켜 설치하는 것이 바람직하다.
한편, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 내부충전 콘크리트의 밀실한 타설을 위해 내부중공재의 하면 좌우 측면부에 소정 기울기를 형성하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 12의 a) 및 b)를 참조하면, 상기 내부충전 콘크리트(280)의 밀실한 타설을 위해 상기 내부중공재(260) 하면의 좌우 측면부에 소정 기울기를 형성하여 원활한 타설이 이루어지게 하고, 상기 내부중공재(260) 하면의 중앙부는 자립을 위해 50㎝ 이상 수평부가 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 내부중공재(260) 하면 좌우 측면부의 소정 기울기는 높이대 폭의 비가 1:10 정도로 형성된다.
한편, 도 13 및 도 14는 각각 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더에서 내부충전 콘크리트의 밀실한 타설을 확인하는 것을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더(200)의 경우, 도 13에 도시된 바와 같이, 내부충전 콘크리트(280)의 밀실한 타설을 확인하기 위해, 상기 내부중공재(260)의 상면 및 하면을 관통하는 100~200㎜의 콘크리트 충전 확인용 관통홀(370)을 1~2m 간격으로 설치한다.
이때, 상기 콘크리트 충전 확인용 관통홀(370)을 통해 상기 내부충전 콘크리트(280)가 충전되는 것을 확인할 수 있기 때문에, 상기 내부 충전콘크리트(280)의 밀실한 타설 여부를 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 강합성 거더(200)의 경우, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 내부충전 콘크리트(280)의 밀실한 타설을 확인하기 위해, 복부의 한쪽에서 타설하며, 반대쪽 복부면에 콘크리트 충전확인용 볼트(380)를 일정 간격, 예를 들면, 약 5m로 설치한다.
이때, 콘크리트 충전확인용 관통홀의 설치 위치는 상기 내부중공재(260)의 하면에 헌치높이를 더한 면과 복부 측면이 교차하는 곳보다 5㎝ 정도 높은 곳에 설치함으로써 상기 내부충전 콘크리트(280)의 밀실한 타설 여부를 확인한 후, 상기 콘크리트 충전확인용 볼트(380)에 너트 체결하여 밀폐시킬 수 있다. 이때, 상기 너트는 미리 태그(Tag) 용접되어 너트 태그 용접부(390)가 형성될 수 있다.
이때, 콘크리트 충전 확인용 관통홀은 편측으로 설치하며, 미관을 위해 가급적 교량 내측으로 설치하고, 또한, 흘러나온 시멘트는 스펀지 등을 사용하여 바로 청소한다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 부력방지부재를 구비한 강합성 거더에 있어서, 지압응력 저항용 블록을 부력방지부재의 하면에 설치함으로써 부력에 의해 발생하는 지압응력에 저항하여 내부중공재의 부력방지부재에 파고드는 현상 등에 의한 위치 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 내부충전 콘크리트의 타설시, 내부충전 콘크리트의 타설을 확인하면서 내부충전 콘크리트를 원활하고 밀실하게 충전할 수 있다. 또한, 내부중공재의 종방향 절단부를 현장이음 위치와 일치시켜 격벽부를 형성함으로써 현장에서 내부중공재의 추가 설치작업이 필요 없고, 내부중공재의 중간 연결시 발생할 수 있는 유해한 변형을 방지할 수 있다.
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.
200: 강합성 거더
210: U형 강재거더 220: 쉬스
230: 쉬스고정부재 240: 앵글 프레임
241: 하부 수직판 242: 하부 수평판
243: 중간 수평판 244: 상부 수직판
245: 상부 수평판 246: 보조 중간 수평판
250: 부력방지부재 260: 내부중공재
270: 전단연결재 280: 내부충전 콘크리트
320: 제1 하면 지압응력 저항용 블록
330: 제2 하면 지압응력 저항용 블록
340: "ㅠ" 형상 채널부재
350: 부력방지부재
370: 콘크리트 충전 확인용 관통홀
380: 콘크리트 충전 확인용 볼트
390: 너트 태그 용접부
210: U형 강재거더 220: 쉬스
230: 쉬스고정부재 240: 앵글 프레임
241: 하부 수직판 242: 하부 수평판
243: 중간 수평판 244: 상부 수직판
245: 상부 수평판 246: 보조 중간 수평판
250: 부력방지부재 260: 내부중공재
270: 전단연결재 280: 내부충전 콘크리트
320: 제1 하면 지압응력 저항용 블록
330: 제2 하면 지압응력 저항용 블록
340: "ㅠ" 형상 채널부재
350: 부력방지부재
370: 콘크리트 충전 확인용 관통홀
380: 콘크리트 충전 확인용 볼트
390: 너트 태그 용접부
Claims (10)
- 내부중공재와 부력방지부재를 구비한 강합성 거더에 있어서,
U자 형태로 형성한 강재거더로서, 외부 하부플랜지, 외부 저판, 외부 복부판 및 외부 상부플랜지의 구조용 강재 또는 강판으로 이루어진 U형 강재거더(210);
상기 U형 강재거더(210) 내에 결합되며, 내부중공재(260)의 하부 및 양 측면을 지지하는 앵글 프레임(240);
상기 내부중공재(260)의 상면에 위치하고 상부 수직판에 형성된 체결홈에 삽입 체결되어 내부충전 콘크리트(280)의 타설 시 부력에 저항하는 부력방지부재(250);
경량재질로 제작되며, 상기 앵글 프레임(240)의 내측 공간에 삽입되는 크기로 형성되는 내부중공재(260);
상기 내부중공재(260)의 부력에 의해 발생하는 지압응력에 저항하도록 상기 내부중공재(260)의 상면에 적어도 하나 이상 설치되는 제1 및 제2 하면 지압응력 저항용 블록(320, 330); 및
상기 U형 강재거더(210) 내부에 타설되어 상기 U형 강재거더(210)와 일체화되는 내부충전 콘크리트(280)를 포함하되,
상기 제1 및 제2 하면 지압응력 저항용 블록(320, 330)은 종방향으로 상기 부력방지부재(250) 설치 위치의 하면에 설치되고, 그리고
상기 내부충전 콘크리트(280)의 원활하고 밀실한 타설을 위해 상기 내부중공재 하면의 좌우 측면부를 소정 기울기로 형성하며, 상기 내부중공재(260)의 상면 및 하면을 관통하는 콘크리트 충전 확인용 관통홀이 형성되며, 상기 내부중공재(260) 간의 내부 연결부위에 대해 상기 내부중공재의 단부가 엇갈리게 배치되도록 요철 부위를 형성하되, 상기 부력방지부재(250)의 설치 위치에 중심을 맞추어 제작 설치되는 것을 특징으로 하는 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 하면 지압응력 저항용 블록(320, 330)은, 상기 부력방지부재(250)의 하면에 1개가 횡방향으로 설치되는 제1 하면 지압응력 저항용 블록(320); 또는 상기 부력방지부재(250)의 하면에 적어도 2개 이상 횡방향으로 설치되는 제2 하면 지압응력 저항용 블록(330) 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더. - 제2항에 있어서,
상기 제1 하면 지압응력 저항용 블록(320) 및 제2 하면 지압응력 저항용 블록(330)은 각각 상기 내부중공재(260)의 상면을 일부 절취한 후에 콘크리트를 타설하여 설치하거나 또는 절취 부위에 기제작 블록을 설치하는 것을 특징으로 하는 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더. - 제3항에 있어서,
상기 기제작 블록은 콘크리트블록 또는 목재블록인 것을 특징으로 하는 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더. - 제2항에 있어서,
상기 제1 하면 지압응력 저항용 블록(320) 및 제2 하면 지압응력 저항용 블록(330)의 종횡방향 절취 부위 길이는 지압응력에 저항하고 유해한 변형을 억제하는 최소 크기로 설치되고, 상기 절취 부위의 횡방향 위치는 단부에서 헌치크기와 블록깊이를 더한 길이 이상 이격시켜 설치하는 것을 특징으로 하는 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더. - 제1항에 있어서,
상기 U형 강재거더(210)의 현장연결부에 내부중공재(260) 간의 이격을 두어 격벽부를 설치하되, 상기 부력방지부재(250)는 상기 내부중공재(260)의 부력에 의한 캔틸레버 작용을 최소화시켜 지압응력에 작용하도록 상기 내부중공재(260)의 단부 부분에서 최소필요거리 만큼 이격시켜 설치되는 것을 특징으로 하는 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더. - 제6항에 있어서,
상기 내부중공재(260)의 캔틸레버 부분의 유해한 변형을 최소화하도록 상기 내부중공재(260)의 이격부와 양측 부력방지부재(250)를 연결 지지하도록 "ㅠ" 형상의 채널부재(340)가 설치되는 것을 특징으로 하는 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 내부충전 콘크리트(280)의 밀실한 타설 및 충전 확인을 위해 상기 내부충전 콘크리트(280)의 타설시 복부의 일측에서 타설하며, 복부의 타측면에 콘크리트 충전확인용 볼트(380)를 일정 간격으로 설치하는 것을 특징으로 하는 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더. - 제9항에 있어서,
상기 콘크리트 충전확인용 관통홀(370)의 설치 위치는 상기 내부중공재(260)의 하면에 헌치높이를 더한 면과 복부의 측면이 교차하는 곳보다 높은 곳에 설치하며, 상기 내부충전 콘크리트(280)의 밀실한 타설 여부를 확인하면서 콘크리트의 충전을 확인한 후 볼트(380)와 너트 체결하여 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 내부중공재의 변형 방지와 내부충전 콘크리트의 밀실 타설이 가능한 강합성 거더.
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07329038A (ja) * | 1994-06-10 | 1995-12-19 | Uchiyama Mfg Corp | 中空プレストレストコンクリート橋桁用中空枠 |
| KR100785907B1 (ko) | 2004-09-17 | 2007-12-17 | 조현준 | 중공관을 내부에 장착한 복합거더 |
| KR100938572B1 (ko) | 2009-05-29 | 2010-01-26 | 산이건설 주식회사 | 강성차등형 강상자 거더 |
| JP2012087526A (ja) * | 2010-10-19 | 2012-05-10 | Kurimoto Ltd | 中空型枠、コンクリート構造体及びその製造方法 |
| KR20120071913A (ko) | 2010-12-23 | 2012-07-03 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 긴장도입장치 |
| KR20120140386A (ko) | 2011-06-21 | 2012-12-31 | 한국건설기술연구원 | 내부중공재를 이용한 합성거더 및 이를 이용한 교량 시공방법 |
| KR101763149B1 (ko) | 2015-12-02 | 2017-07-31 | 한성산업(주) | 내부중공재 누름부재를 구비한 psc 거더의 거푸집 |
| KR102404761B1 (ko) | 2021-11-08 | 2022-06-07 | 주식회사 하영이앤씨 | 내부중공재의 부력을 방지하는 부력방지부재를 구비한 강합성 거더 및 그 시공방법 |
-
2022
- 2022-11-02 KR KR1020220144625A patent/KR102527859B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07329038A (ja) * | 1994-06-10 | 1995-12-19 | Uchiyama Mfg Corp | 中空プレストレストコンクリート橋桁用中空枠 |
| KR100785907B1 (ko) | 2004-09-17 | 2007-12-17 | 조현준 | 중공관을 내부에 장착한 복합거더 |
| KR100938572B1 (ko) | 2009-05-29 | 2010-01-26 | 산이건설 주식회사 | 강성차등형 강상자 거더 |
| JP2012087526A (ja) * | 2010-10-19 | 2012-05-10 | Kurimoto Ltd | 中空型枠、コンクリート構造体及びその製造方法 |
| KR20120071913A (ko) | 2010-12-23 | 2012-07-03 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 긴장도입장치 |
| KR20120140386A (ko) | 2011-06-21 | 2012-12-31 | 한국건설기술연구원 | 내부중공재를 이용한 합성거더 및 이를 이용한 교량 시공방법 |
| KR101763149B1 (ko) | 2015-12-02 | 2017-07-31 | 한성산업(주) | 내부중공재 누름부재를 구비한 psc 거더의 거푸집 |
| KR102404761B1 (ko) | 2021-11-08 | 2022-06-07 | 주식회사 하영이앤씨 | 내부중공재의 부력을 방지하는 부력방지부재를 구비한 강합성 거더 및 그 시공방법 |
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