KR102368426B1 - 장경간 교량용 합성 거더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부 플랜지; 하부 플랜지; 상기 상부 플랜지 및 하부 플랜지를 연결하는 리브; 상기 상부 플랜지의 테두리를 둘러싸며 상기 테두리의 상방으로 연장되는 측판; 및 상기 상부 플랜지의 상면과 상기 측판에 의해 특정되는 공간 내에 콘크리트가 타설되어 형성되는 상부 압축 보강부;를 포함하는 H-형강 합성 거더에 관한 것으로, 본 발명의 H-형강 합성 거더는, H-형강 상부 플랜지의 테두리를 둘러싸는 측벽을 설치하고 그 사이에 콘크리트를 충진하여 양생함으로써, 경량이면서도 강성을 증대시켜 저형고 및 장경간이 가능한 효과가 있으며, 또한 시중의 H-형강을 이용하여 측벽 용접 및 콘크리트 타설의 간단한 공정을 통해 쉽게 제작이 가능하고, 특히 현장시공이 용이하며, 제작과정이 단순하여 제작 및 시공기술이 우수한 효과가 있다.

Description

장경간 교량용 합성 거더 {COMPOSITE GIRDER FOR LONG DISTANCE BRIDGE}

본 발명은 장경간 교량용 합성 거더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 H-형강 거더 테두리를 마감 강판으로 용접 폐합시켜 폐합된 내부에 콘크리트를 충진 양생시킨 거더를 이용함으로써, 경량이면서도 강성을 높여 저형고 및 장경간이 가능하며, 현장 조립이 용이하도록 하는 장경간 교량용 합성 거더에 관한 것이다.

일반적으로, 교량은 하천, 저지 또는 다른 교통로나 구축물 위를 건너갈 수 있도록 만든 고가구조물로서, 도 1에 도시된 바와 같이 크게 상부구조와 하부구조로 나뉘어진다.

상부구조는 교대 또는 교각(1) 위에 있는 구조를 말하며, 일반적으로 거더(Girder; 주형)(2), 슬래브(3)로 구성된다. 교량의 형식을 결정짓는 것은 주부재의 모양에 따라 결정되는데, 통상적으로 주부재란 힘을 가장 많이 받는 부재를 말한다. 주부재가 거더인 경우를 거더교라 하고, 아치인 경우를 아치교라 하며, 트러스인 경우를 트러스교라고 한다. 슬래브(3)는 상부에 차량 등이 다닐 수 있도록 하는 바닥판을 말한다.

하부구조는 상부구조에서 작용하는 하중을 지반에 안전하게 전달하는 역할을 하는 교대 또는 교각(1)을 의미한다. 교대는 교량의 시종점부의 받침을 의미하고, 교각은 시종점부 이외의 중간 받침을 의미한다.

한편, 이와 같은 교량에서 일반적으로 많이 활용되고 있는 H-형강 거더교는 거더 위에 바닥판이 설치되므로 형고(즉, 거더 밑부분에서 바닥판 상부까지의 높이)가 높다. 특히 보행교 또는 자전거 도로 등의 건설 시 장경간 거더를 설치는 경우 단면력보다 처짐에 의해 거더 높이가 커져 접속부 연결이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

따라서 보행교나 자전거 도로 등의 건설 시 장경간 교량에 적용할 수 있는 저형고 단면의 H-형강 거더 개발에 대한 요구가 급증하고 있는 실정이다.

1. 대한민국 공개특허 제10-2006-0057307(프리스트레스 강선을 이용한 에이치 형강 거더교 및 그시공 방법). 2. 대한민국 등록실용신안 제20-0377110호(연결판을 이용한 에이치 형강 거더교).

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 경량이면서도 강성을 증대시켜 저형고 및 장경간이 가능하도록한 H-형강 합성 거더를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 하나의 목적은, 시중의 H-형강을 이용하여 용접 및 콘크리트 타설의 간단한 공정을 통해 쉽게 제작이 가능하고, 현장시공이 용이하며, 제작과정이 단순하여 제작 및 시공이 우수한 H-형강 합성 거더를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 하나의 목적은, 합성부재인 콘크리트의 단면적을 휨응력에 대응하여 다단으로 구성함으로써, 강성 증대의 효율은 극대화시키면서도 거더 자체의 자중을 최소화할 수 있는 H-형강 합성 거더를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 상부 플랜지; 하부 플랜지; 상기 상부 플랜지 및 하부 플랜지를 연결하는 리브; 상기 상부 플랜지의 테두리를 둘러싸며 상기 테두리의 상방으로 연장되는 측판; 및 상기 상부 플랜지의 상면과 상기 측판에 의해 특정되는 공간 내에 콘크리트가 타설되어 형성되는 상부 압축 보강부;를 포함하는 H-형강 합성 거더에 관한 것이다.

본 발명의 일 구현예에 따른 H-형강 합성 거더에 있어서, 상기 상부 압축 보강부는, 상부 플랜지의 상면 전체에 걸쳐 동일한 높이로 형성되는 것일 수 있다.

또한, 상기 상부 플랜지의 상면에는, 재료 분리를 방지하기 위한 분리방지수단이 구비되는 것일 수 있다.

그리고, 상기 분리방지수단은, 확장된 단부 단면적을 갖는 돌출 돌기로 형성되는 것일 수 있다.

또한, 상기 돌출 돌기는, 머리부가 플랜지 상방으로 이격되도록, 몸체부 단부가 플랜지 상부에 결합된 볼트로 이루어지는 것일 수 있다.

그리고, 상기 상부 압축 보강부는, 상기 상부 플랜지의 길이방향을 따라 복수 개의 구간으로 구획되며, 상기 각각의 구간 경계면에는, 각 구간의 마주하는 단부면에 설치되는 한 쌍의 구획판과, 상기 구획판과 구획판 사이에 압입되어 인출 가능한 응력조절판이 구비되는 것일 수 있다.

또한, 상기 측판은, 상기 상부 플랜지의 테두리를 둘러싸며 상기 테두리의 하방으로 더 연장되는 것일 수 있다.

그리고, 상기 상부 플랜지의 하면과 상기 측판의 하방 연장면에 의해 특정되는 공간에는, 콘크리트가 타설되어 형성되는 하부 압축 보강부가 구비되는 것일 수 있다.

또한, 상기 측판의 상기 테두리의 하방 연장면은, H-형강의 양쪽 단부에서 중앙으로 갈수록 단차를 이루며 높이가 높게 형성되는 것일 수 있다.

그리고, 상기 서로 다른 단차를 가지는 측판과 측판 사이에는, 다단의 구분된 콘크리트 수용공간이 형성되도록 구획판이 각각 구비되는 것일 수 있다.

또한, 상기 구획판은 단차 경계면에서 한 쌍으로 구성되고, 상기 한 쌍의 구획판과 구획판 사이에는, 상기 구획판과 구획판 사이에 압입되어 인출 가능한 응력조절판이 구비되는 것일 수 있다.

그리고, 상기 응력조절판은, 복수 개 구비되는 것일 수 있다.

또한, 상기 상부 플랜지에는, 재료 분리를 방지하기 위한 분리방지수단이 구비되는 것일 수 있다.

그리고, 상기 분리방지수단은, 상기 상부 플랜지를 관통하여 머리부가 상기 상부 플랜지의 하면과 기 설정된 거리만큼 이격되어 구비되는 볼트와, 상기 상부 플랜지의 상면에 접하여 위치하며 상기 볼트를 상기 상부 플랜지에 결합하는 결합 너트와, 상기 결합 너트와 기 설정된 거리만큼 이격되어 위치하며 콘크리트의 이탈을 방지하는 걸림 너트를 포함하여 구성되는 것일 수 있다.

또한, 상기 분리방지수단의 설치는, (a-1) H-형강 상부 플랜지에 복수 개의 관통공을 천공하는 단계; (a-2) 상기 관통공의 상면에 결합 너트를 거치시키는 단계; (a-3) 상기 관통공의 상면 또는 하면에 볼트를 삽입하여 상기 볼트의 머리부가 상기 관통공의 상면 또는 하면에서 기 설정된 거리만큼 이격되도록 볼트를 상부 플랜지에 결합시키는 단계; 및 (a-4) 상기 볼트 몸체부의 단부에 걸림 너트를 체결하는 단계;를 포함하여 수행될 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 H-형강 합성 거더는, H-형강 상부 플랜지의 테두리를 둘러싸는 측벽을 설치하고 그 사이에 콘크리트를 충진하여 양생함으로써, 경량이면서도 강성을 증대시켜 저형고 및 장경간이 가능한 효과가 있다.

또한, 시중의 H-형강을 이용하여 측벽 용접 및 콘크리트 타설의 간단한 공정을 통해 쉽게 제작이 가능하고, 특히 현장시공이 용이하며, 제작과정이 단순하여 제작 및 시공기술이 우수한 효과가 있다.

특히, 교량의 위치에 따라 작용 응력에 맞게 콘크리트를 채워 합성 거더의 구조를 최적으로 설계함으로써 경량이면서도 강성이 뛰어난 거더교를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 콘크리트 사이에 응력조절판을 구비함으로써, 시공 후 합성부재인 콘크리트에 과도한 압축력이 발생하는 경우, 응력조절판에 의해 압축 응력을 감소시킬 수 있어, 예상치 못한 응력 변화에 대해 합성 거더의 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 H-형강 거더교의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 H-형강 합성 거더의 사시도이다.
도 3은 도 2에 따른 H-형강 합성 거더에 적용되는 분리방지수단의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 H-형강 합성 거더의 사시도이다.
도 5는 도 4에 따른 H-형강 합성 거더의 길이방향 단면도이다.
도 6은 도 4에 따른 H-형강 합성 거더에 적용되는 분리방지수단의 사시도이다.
도 7은 도 4에 따른 H-형강 합성 거더에 적용되는 구획판 및 응력 조절판의 사시도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 구현예를 가질 수 있는 바, 특정 구현예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 본 발명의 H-형강 합성 거더에 대하여 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 H-형강 합성 거더의 사시도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 H-형강 합성 거더(100)는 H-형강과 콘크리트가 합성된 형태로 이루어진다.

본 발명에 있어서, 상기 H-형강은 상부 플랜지(110)와, 하부 플랜지(120), 그리고 상기 상부 플랜지(110) 및 하부 플랜지(120)를 연결하는 리브(130)를 포함하며, 시중에서 판매되는 기성 제품을 사용할 수 있다.

여기에서 본 발명에 따른 H-형강 합성 거더(100)에는, H-형강의 상부 플랜지(110) 테두리를 둘러싸며 상기 테두리의 상방으로 연장되는 측판(140, 150)이 구비된다. 이때, 상기 측판(140, 150)은 H-형강의 길이방향을 따라 연장되며 서로 마주하는 한 쌍의 장변 측판(140)과, 상기 장변 측판(140)의 양쪽 단부에서 상기 장변 측판(140)과 수직방향으로 연장되는 한 쌍의 단변 측판(150)을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 측판(140, 150)은 직사각 형태의 금속판을 H-형강 상부 플랜지(110)의 테두리에 용접함으로써 형성될 수 있다. 이에 의하여, 상기 상부 플랜지(110)의 상면에는 플랜지(110)의 상면과 측판(140, 150)에 의해 내부 공간이 특정되며, 상기 공간 내에 콘크리트가 타설되어 상부 압축 보강부(160)가 형성된다.

일반적으로 H-형강 거더의 경우, 상부 플랜지에는 압축 응력이 작용하고, 하부플랜지에는 인장 응력이 작용하게 된다. 한편, 강재의 경우 재료 특성상 인장 응력에는 강하나, 압축 응력에는 취약한 문제점이 있다.

그러나, 본 발명에 따른 상기 H-형강 합성 거더(100)의 경우, 상기와 같이 압축 응력을 받는 상부 플랜지(110)의 상면에 압축 응력에 강한 콘크리트로 이루어진 압축 보강부(160)가 구비됨으로써 굽힘 강성이 증대되어 거더의 쳐짐을 방지할 수 있게 되며, 따라서 보행교 및 자전거 도로 건설시 장경간 구간에 적용하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 H-형강 합성 거더(100)에 있어서, 상기 상부 압축 보강부(160)는, 상부 플랜지(110)의 상면 전체에 걸쳐 동일한 높이로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 의하여 상기 H-형강 합성 거더(100) 상면에 상판을 설치하는 작업을 용이하게 수행할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 있어서 상기 상부 플랜지(110)의 상면에는, 콘크리트와 플랜지 상면과의 재료 분리를 방지하기 위한 분리방지수단(190)이 구비될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 상기 분리방지수단(190)의 사시도이다. 도 3을 참조하면, 상기 분리방지수단(190)은, 확장된 단부 단면적을 갖는 돌출 돌기로 형성되는 것일 수 있다. 예를 들어 상기 돌출 돌기는, 머리부(191)가 플랜지 상방으로 이격되도록, 몸체부(192) 단부가 플랜지(110) 상부에 결합된 볼트로 이루어질 수 있다. 이에 의하여 본 발명에 따르면 콘크리트(160)와 상부 플랜지(110) 사이의 접촉 면적을 증가시켜 콘크리트와 플랜지와의 분리를 방지하게 된다. 특히 상기 볼트의 머리부(191)가 콘크리트(160) 사이에 매립됨으로써 콘크리트(160)가 플랜지(110) 상면에서 떨어져 나가는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 상부 압축 보강부(160)는, 상부 플랜지(110)의 길이방향을 따라 복수 개의 구간으로 구획되어 이루어질 수 있다. 이때 상기 각각의 구간 별로 콘크리트를 타설하기 위하여 각각의 구간에는 구간 경계면에 한 쌍의 구획판(미도시)이 설치될 수 있다. 여기에서 본 발명에 따르면, 상기 한 쌍의 구획판과 구획판 사이에는 구획판 사이에 압입되어 인출 가능한 응력조절판(미도시)이 구비될 수 있다. 이때 상기 응력조절판은 한 쌍의 구획판과 구획판 사이에 복수 개가 구비될 수도 있다. 상기 응력조절판에 대하여는 후술하는 구현예에서 더욱 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 H-형강 합성 거더의 사시도이고, 도 5는 도 4에 따른 H-형강 합성 거더의 길이방향 단면도이다.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 구현예에 따른 H-형강 합성 거더(100)에 있어서, 상기 측판(140, 150)은 상부 플랜지(110)의 테두리를 둘러싸며 상기 테두리의 하방으로 더욱 연장되는 것일 수 있다. 특히 본 발명에 따르면, 상기 측판의 하방 연장면은 H-형강의 양쪽 단부에서 중앙으로 갈수록 단차를 이루며 높이가 높게 형성될 수 있다.

예를 들어 본 구현예에 따른 상기 측판(140), 즉 H-형강의 길이방향에 따라 연장되는 장변 측판(140)의 하방 연장면은, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 경간의 단부에서 중앙으로 갈수록 높이가 높아지도록 제1 측판부, 제2 측판부, 제3 측판부 등으로 구분될 수 있다. 다만 상기 제1 측판부, 제2 측판부 및 제3 측판부는 하나의 금속판에 의해 일체로 형성될 수 있다. 이때 상기 금속판은 강판으로 이루어질 수 있다.

또한 상기 서로 다른 단차를 가지는 측판(140)과 측판(140) 사이, 즉 제1 측판부와 제2 측판부 및 제2 측판부와 제3 측판부 사이의 경계면에는, 다단의 구분된 콘크리트 수용공간이 형성되도록 구획판(180a, 180c)이 각각 구비될 수 있다. 이때, 상기 상부 플랜지(110)의 하면과 상기 측판의 하방 연장면(140) 및 구획판(180a, 180c)에 의해 특정되는 공간에는, 콘크리트가 타설 후 양생되어 형성되는 하부 압축 보강부(170)가 구비될 수 있다.

이에 의하여 본 발명에 따른 H-형강 합성 거더(100)는, 상부 플랜지(110)의 상면뿐만 아니라 하면에도 압축 응력에 강한 콘크리트로 이루어진 압축 보강부(170)가 구비됨으로써 압축 응력에 대한 강성을 더욱 증대시켜 저형고 및 장경간에 더욱 효과적으로 적용이 가능하게 된다.

특히 본 발명에 따르면, 상기 하부 압축 보강부(170)은 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 경간의 단부에서 중앙으로 갈수록 높이가 높아지도록 제1 측판 압축 보강부(170a), 제2 압축 보강부(170b), 제3 압축 보강부(170c)등으로 구분될 수 있다.

이에 의하여 본 발명에 따르면, 상기 하부 압축 보강부(170)의 경우 압축 응력을 많이 받는 거더의 중앙부로 갈수록 두께가 두껍게 형성됨으로써, 강성 증대의 효율은 극대화시키면서도 거더 자체의 자중을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 상부 플랜지(110)에는, 상부 플랜지(110)와 콘크리트의 분리를 방지하기 위한 분리방지수단(190)이 구비될 수 있다. 도 6은 본 발명에 따른 분리방지수단의 사시도이다.

도 6을 참조하면, 상기 분리방지수단(190)은, 볼트와 너트로 이루어질 수 있다. 이때 상기 볼트는 H-형강의 상부 플랜지(110)를 관통하여 머리부(191)가 상기 상부 플랜지(110)의 상면 또는 하면과 기 설정된 거리만큼 이격되어 구비될 수 있다. 또한 상기 상부 플랜지(110)의 상면에는 상기 볼트를 상기 상부 플랜지(110)에 결합하기 위한 결합 너트(193)가 구비될 수 있다. 또한 상기 볼트의 몸체부(192) 단부에는 콘크리트의 이탈을 방지하는 걸림 너트(194)가 체결될 수 있다.

이에 의하여 본 발명에 따르면 상기 분리방지수단(190)이 콘크리트(160, 170)와의 접촉면적을 증대시켜 콘크리트가 상부 플랜지(110)의 상면 또는 하면에서 분리되는 것을 방지하게 된다. 특히 상기 볼트의 머리부(191)와 걸림 너트는 볼트의 몸체부(192)에 비하여 넒은 단면적을 가지므로 콘크리트(160, 170)의 이탈을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 또한 본 발명에 따르면 주변에서 쉽게 구할 수 있는 볼트와 너트를 이용하여 분리방지수단(190)을 설치함으로써 용이하게 분리방지수단을 제작할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 한 쌍의 구획판과 구획판(180a, 180c) 사이에는, 상기 구획판과 구획판(180a, 180c) 사이에 압입되어 인출 가능한 응력조절판(180b)이 구비될 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 상기 응력조절판(180b)의 사시도이다. 도 7을 참조하면, 상기 응력조절판(180b)은, 구획판과 구획판(180a, 180c) 사이에서 복수 개 구비될 수 있다. 이때 상기 응력조절판(180b)의 하단부 일측에는 개구홀이 형성된 인출 돌기(181-1)가 구비될 수 있다. 이에 의하여 상기 인출 돌기(180-1)의 개구홀에 갈고리 등을 삽입하여 상기 응력조절판(180b)을 용이하게 인출할 수 있게 된다. 상기 응력조절판(180b)은 금속판 또는 고강도 플라스틱판으로 이루어질 수 있다.

이에 의하여 본 발명에 따르면, 시공 후 합성부재인 콘크리트에 과도한 압축력이 발생하는 경우, 응력조절판(180b)에 의해 압축 응력을 감소시킬 수 있어, 예상치 못한 응력 변화에 대해 합성 거더의 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다. 예를 들어 교량에 설계치 이상의 하중이 재하되거나, 타설된 콘크리트가 설계 강도를 나타내지 못하는 경우, 상기 응력조절판(180b)을 인출하여 교량에 걸리는 과도한 압축 응력응 감소시켜 압축보강 콘크리트가 과도한 응력에 의해 파괴되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

즉, 본 발명에 의한 거더교 시공 후, 압축보강 콘크리트에 크랙이 발생하는 경우, 상기 응력조절판을 적절한 개수로 제거시켜, 상기 압축보강 콘크리트에 발생되는 압축응력 일부를 H-형 강재가 부담하도록 하여 압축보강 콘크리트가 파괴되는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 H-형강 합성 거더(100)의 제작 방법에 대해서 설명한다.

상기 H-형강 합성 거더(100)의 제작은, 먼저 H-형강의 상부 플랜지(110) 테두리에 각각 금속판을 용접하여 장변 측판(140) 및 단변 측판(150)을 설치한다. 이때 서로 다른 단차를 갖는 양쪽의 장변 측판(140)과 장변 측편(140)의 단차 경계면에는 다단의 구분된 콘크리트 수용공간이 형성되도록 구획판(180a, 180c)을 설치한다.

이어서, H-형강의 상부 플랜지(110)에 복수 개의 관통공을 천공한다. 이때 상기 관통공은 상부 플랜지(110)의 상면 전체에 걸쳐 랜덤하게 천공할 수 있다. 이어서, 상기 관통공의 상면에 결합 너트(193)를 거치시킨 후 상기 관통공의 상면 또는 하면에서 볼트(190)를 삽입하여 볼트의 머리부(191)가 관통공의 상면 또는 하면에서 기 설정된 거리만큼 이격되도록 볼트(190)를 상부 플랜지(110)에 결합시킨다. 이어서 상기 볼트 몸체부(192)의 단부에 걸림 너트(194)를 체결하여 분리방지수단(190) 설치를 완료한다.

상기와 같이 분리방지수단(190) 설치가 완료되면, 상기 상부 플랜지(110)의 상면과 측판(140, 150)에 의해 특정되는 공간에 콘크리트를 타설한 후 양생하여 상부 압축 보강판(160)을 형성한다. 이어서, 상기와 같이 상부 압축 보강판(160)이 형성된 H-형강을 뒤집어 상기 상부 플랜지(110)의 하면과 측벽(140, 150) 및 구획판(180a, 180c)에 의해 특정되는 공간에 콘크리트를 타설한 후 양생하여 하부 압축 보강판(170)을 형성함으로써 본 발명에 따른 H-형강 합성 거더(110)를 제작하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 H-형강 합성 거더는, H-형강 상부 플랜지의 테두리를 둘러싸는 측벽을 설치하고 그 사이에 콘크리트를 충진하여 양생함으로써, 경량이면서도 강성을 증대시켜 저형고 및 장경간이 가능한 효과가 있으며, 또한 시중의 H-형강을 이용하여 측벽 용접 및 콘크리트 타설의 간단한 공정을 통해 쉽게 제작이 가능하고, 특히 현장시공이 용이하며, 제작과정이 단순하여 제작 및 시공기술이 우수한 효과가 있다.

본 발명은 H-형강 거더 테두리를 마감 강판으로 용접 폐합시켜 폐합된 내부에 콘크리트를 충진 양생시킨 거더를 이용함으로써, 경량이면서도 강성을 높여 저형고 및 장경간이 가능하며, 현장 조립이 용이하도록 하는 H-형강 합성 거더에 관한 것으로, 특히 본 발명의 H-형강 합성 거더는, 교량의 위치에 따라 작용 응력에 맞게 콘크리트를 채워 합성 거더의 구조를 최적으로 설계함으로써 보행교나 자전거 도로 건설 시 장경간 구간에 적용이 우수한 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다. 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 : H-형강 합성 거더 110 : 상부 플랜지
120 : 하부 플랜지 130 : 리브
140 : 장변 측판 150 : 단변 측판
160 : 상부 압축 보강부 170 : 하부 압축 보강부
170a : 제1 하부 압축 보강부 170b : 제2 하부 압축 보강부
170c : 제3 하부 압축 보강부 180a, 180c : 구획판
180b : 응력 조절판 180-1 : 인출 돌기
190 : 분리방지수단 191 : 볼트 머리부
192 : 볼트 몸체부 193 : 결합 너트
194 : 걸림 너트

Claims (2)

1. 상부 플랜지;
   하부 플랜지;
   상기 상부 플랜지 및 하부 플랜지를 연결하는 리브;
   상기 상부 플랜지의 테두리를 둘러싸며 상기 테두리의 상방으로 연장되는 측판; 및
   상기 상부 플랜지의 상면과 상기 측판에 의해 특정되는 공간 내에 콘크리트가 타설되어 형성되는 상부 압축 보강부;를 포함하여 구성되고:
   상기 측판은, 상기 상부 플랜지의 테두리를 둘러싸며 상기 테두리의 하방으로 더 연장되며,
   상기 상부 플랜지의 하면과 상기 측판의 하방 연장면에 의해 특정되는 공간에는, 콘크리트가 타설되어 형성되는 하부 압축 보강부가 구비되고:
   상기 측판의 상기 테두리의 하방 연장면은,
   H-형강의 양쪽 단부에서 중앙으로 갈수록 단차를 이루며 높이가 높게 형성되며:
   상기 서로 다른 단차를 가지는 측판과 측판 사이의 경계면에는,
   다단의 구분된 콘크리트 수용공간이 형성되도록 한쌍의 구획판이 각각 구비되고:
   상기 한 쌍의 구획판과 구획판 사이에는, 상기 구획판과 구획판 사이에 압입되어 인출 가능한 응력조절판이 구비되고:
   상기 응력조절판은,
   금속판 또는 고강도 플라스틱판으로 형성되고, 하단부 일측에 인출돌기가 형성되어, 상기 하부 압축 보강부에 과압축력이 발생되는 경우, 제거됨에 따라 압축 응력을 감소시키며:
   상기 상부 플랜지의 상면에는,
   재료 분리를 방지하기 위한 분리방지수단이 구비되되,
   상기 분리방지수단은,
   상기 상부 플랜지를 관통하여 머리부가 상기 상부 플랜지의 하면과 기 설정된 거리만큼 이격되어 구비되는 볼트와,
   상기 상부 플랜지의 상면에 접하여 위치하도록 상기 볼트에 체결되어 상기 볼트를 상기 상부 플랜지에 결합하는 결합 너트와,
   상기 결합 너트와 기 설정된 거리만큼 이격되어 상기 볼트 단부에 체결되어 압축 보강부의 이탈을 방지하는 걸림 너트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장경간 교량용 합성 거더.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 분리방지수단의 설치는,
   (a-1) H-형강 상부 플랜지에 복수 개의 관통공을 천공하는 단계;
   (a-2) 상기 관통공의 상면에 결합 너트를 거치시키는 단계;
   (a-3) 상기 관통공의 상면 또는 하면에 볼트를 삽입하여 상기 볼트의 머리부가 상기 관통공의 상면 또는 하면에서 기 설정된 거리만큼 이격되도록 볼트를 상부 플랜지에 결합시키는 단계; 및
   (a-4) 상기 볼트 몸체부의 단부에 걸림 너트를 체결하는 단계;를
   포함하여 수행됨을 특징으로 하는 장경간 교량용 합성 거더.
   

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