KR20240060816A - Composite RCC deck and prestressed parabolic deck current underslung open web steel bridge superstructure - Google Patents
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Abstract
복합 데크는 교량의 강도와 강성을 높여준다. 압축 응력된 복합 개방형 웹 스틸 거더는 고강도 케이블 지지의 이점을 추가하였다. 높이가 9.0m, 10.0m, 12.5m인 전형적인 125m 지간 교량과 50.0m 지간, 2.5m 높이의 교량에 대한 결과가 제공된다. 설치 중 부재 응력과 교량 변위는 안전하게 유지된다. 125m 교량의 경우 평균 스틸 오프 테이크가 2.65 t/m이고 50 m 지간 교량의 경우 활하중 변위를 제한하는 Span/800은 1.77 t/m이다. 이의 예비 강도는 서비스 조건 활하중의 3.2배이다. 상기 거더는 패널 방식의 작업장으로 제작, 현장에서 조립, 잭업(jacked up) 또는 크레인을 들어올려 베어링 위에 고정한다. 상기 크로스 부재의 연결과, 단계적 바닥 현재 압축 응력을 사용한 부분들의 현장 데크 캐스팅이 수행된다. 도로, 철도, 지하철 철도 및 해안 연결 프로젝트의 단일 또는 다중 차선을 위한 단지간 내지 장지간 교량이 실현 가능하다.Composite decks increase the strength and rigidity of bridges. Prestressed composite open web steel girders have the added benefit of high-strength cable support. Results are provided for a typical 125 m span bridge with heights of 9.0 m, 10.0 m and 12.5 m, as well as a 50.0 m span and 2.5 m height bridge. During installation, member stresses and bridge displacements are safely maintained. For a 125 m bridge, the average steel off-take is 2.65 t/m, and for a 50 m span bridge, the Span/800, which limits live load displacement, is 1.77 t/m. Its reserve strength is 3.2 times the service condition live load. The girders are manufactured in a panel-type workshop, assembled on site, jacked up or lifted with a crane and fixed on bearings. The connection of the cross members and in-situ deck casting of the sections using graded bottom current compressive stresses are performed. Short to long span bridges for single or multiple lanes of road, rail, metro rail and coastal link projects are feasible.
Description
발명된 '복합 RCC 데크 및 압축 응력된 포물선형 바닥 현재 언더슬렁(chord underslung) 개방형 웹 스틸 교량 상부 구조'는 토목 공학의 교량 공학 분야에 속한다. 단(10m) 내지 장(200m) 지간의 상부 구조는 단일 또는 다중 차선 도로, 철도, 지하철, 고가도로 및 해상 연결과 관련된 인프라 프로젝트(infrastructure project)에 사용될 수 있다.The invented 'composite RCC deck and prestressed parabolic bottom chord underslung open web steel bridge superstructure' belongs to the bridge engineering branch of civil engineering. Short (10 m) to long (200 m) span superstructures can be used for infrastructure projects involving single or multi-lane roads, railways, subways, flyovers and marine connections.
교통 시스템과 같은 도로, 철도 및 지하철 철도에서, 교량은 고가도로 및 해상 연결 등과 같은 강을 건너야 하는 경우가 많다. 교량의 경우 고장력 강도(HTS) 스틸 케이블이 매우 경제적이며, 장경간 현수교, 사장교, 최근에는 스트레스를 받은 리본 교량을 건설하는데 사용된다. 그러나, HTS 케이블은 유연성이 매우 높아 교량에 구조적 단점이 있다.In transportation systems such as road, rail and metro rail, bridges are often required to cross rivers, such as overpasses and sea connections. For bridges, high-tensile strength (HTS) steel cables are very economical and are used to build long-span suspension bridges, cable-stayed bridges and, more recently, stressed ribbon bridges. However, HTS cables are very flexible, which poses structural disadvantages for bridges.
전단 커넥터(shear connector)를 사용하여, RCC 데크 슬래브를 언더슬렁 개방형 웹 스틸 거더(girder) 교량 상부구조의 상부 현재(chord)와 합성하면, 이의 버클링(buckling)이 방지되고 교량의 강도와 강성이 크게 향상된다. 바닥 현재를 압축 응력하는 것은 데크 슬래브에 유리한 사전 압축을 유도하는 것 외에도, 적용된 하중으로 인한 이의 장력에 대응하고, 이는 상방 추력(thrust)의 균형을 발휘하다. 바닥 현재에 HTS 케이블을 사용하는 이러한 유형의 교량은 이의 높은 강도를 위해 고안되었다. 교량의 바닥 현재 프로파일이 포물선형(다각형 모양)으로 만들어지면, 자중 또는 활하중(live load)으로 인해 균일하게 분포된 하중 하에서 이의 균일한 장력이 발생하여, 이의 압축 응력을 받는 것이 용이해진다. 따라서, '복합 RCC 데크 및 압축 응력된 포물선형 바닥 현재 언더슬렁 개방형 웹 스틸 거더 교량 상부구조'(이하 '압축 응력된 복합 교량'으로 나타냄)가 발명되었다.Using shear connectors, composite RCC deck slabs with the upper chords of the underslung open web steel girder bridge superstructure prevent their buckling and increase the strength and rigidity of the bridge. This is greatly improved. Compressively stressing the floor chords, in addition to inducing a beneficial pre-compression in the deck slab, counteracts its tension due to the applied load, which exerts a counterbalance to the upward thrust. This type of bridge using HTS cables in the bottom chord is designed for its high strength. If the bottom chord profile of the bridge is made parabolic (polygonal), its uniform tension occurs under a uniformly distributed load due to its own weight or live load, making it easier for it to be subjected to compressive stress. Accordingly, 'composite RCC deck and prestressed parabolic bottom chord underslung open web steel girder bridge superstructure' (hereinafter referred to as 'prestressed composite bridge') was invented.
고강도, 낮은 구조적 스틸 소모, 저렴한 비용, 높은 예비 강도(reserve strength) 및 쉬운 설치(erection)가 가능한 견고한 압축 응력된 복합 교량 상부구조를 개발하는 것이 목표였으며, 하부 구조(substructure)와 상부 구조 건설을 병행 활동으로 계획하여 건설 시간과 비용을 줄일 수 있다. 또한 단지간(10m)은 물론 장지간(200m), 단일 또는 다중 차선 도로, 철도, 지하철, 해안 연결과 같은 플라이오버(fly over) 및 프로젝트에 적합한 이러한 종류의 교량 상부구조 솔루션을 제공하는 것이 목표였다.The goal was to develop a robust prestressed composite bridge superstructure with high strength, low structural steel consumption, low cost, high reserve strength and easy erection, enabling substructure and superstructure construction. Construction time and costs can be reduced by planning as parallel activities. The goal is also to provide bridge superstructure solutions of this type suitable for short span (10 m) as well as long span (200 m), fly over and projects such as single or multi-lane roads, railways, metros and coastal connections. It was.
125m 지간과 50m 지간의 압축 응력된 복합 교량의 전형적인 설계 및 대략적인 설치 단계 해석 사례를 제공한다. 모든 설치 단계의 거더 응력은 낮고 안전하지만, 서비스 가용성 한계 상태(SLS) 조건 하의 부재 응력도 SLS 조건의 제한 변위이 지배하므로 매우 안전하다.A typical design and approximate installation phase analysis example of a 125 m span and 50 m span prestressed composite bridge is provided. Girder stresses at all stages of installation are low and safe, but member stresses under serviceability limit state (SLS) conditions are also very safe as they are dominated by the limiting displacements of the SLS conditions.
등급-A IRC 하중의 2차선에 대한 SLS 조건 하의 최대 변위(deflection)는 125m 지간의 경우 평균 스틸 오프 테이크가 2.65 t/m으로 155.6mm이고, 50m 지간 교량의 경우 평균 스틸 오프 테이크가 1.77 t/m으로 57.6mm이다.The maximum deflection under SLS conditions for a two-lane Class-A IRC load is 155.6 mm with an average steel off-take of 2.65 t/m for a 125 m span bridge and 1.77 t/m for a 50 m span bridge. It is 57.6mm in m.
낮은 SLS 조건 응력으로 인해, 125m 지간 교량의 경우 SLS 조건을 넘어 항복 조건까지 교량의 보수적 예비 강도(reserve strength)는 SLS 조건의 활하중의 3.2배이고, 50m 지간에서는 2.8배이다. 따라서, 기존 실무 규정에 따라 설계 지침으로 지원되는 이러한 유형의 교량에 대한 설계 및 건설 방법이 발명되었다.Due to the low SLS condition stress, the conservative reserve strength of the bridge beyond SLS condition to yield condition is 3.2 times the SLS condition live load for a 125 m span bridge and 2.8 times the SLS condition live load. Therefore, a design and construction method for this type of bridge was invented, supported by design guidelines in accordance with existing codes of practice.
125m 및 50m 지간 교량에 대한 스틸 오프 테이크, 부재 응력, 적용된 압축 응력 및 활하중 하에서의 변위에 대한 설계 및 설치 단계 분석 결과를 요약하면 표 1에 제공된다.A summary of the design and installation phase analysis results for steel offtake, member stress, applied compressive stress and displacement under live load for the 125 m and 50 m span bridges is provided in Table 1.
표 1 설계 및 설치 단계 분석 결과Table 1 Analysis results of design and installation stages
[표 1][Table 1]
결과로부터 압축 응력된 복합 교량 상부구조는 경제적이고 견고하며 높은 예비 강도를 가지고 있음을 알 수 있다.The results show that the prestressed composite bridge superstructure is economical, robust, and has high reserve strength.
본 발명의 실시형태들의 상기와 추가 특징 및 이점은 특히 첨부 도면과 함께 고려될 때 이의 본 발명의 실시형태들에 대한 하기의 상세한 설명을 고려하면 명백해질 것이다.
도 1은 상부 현재(1), 바닥 현재(2) 및 웹 부재(3)가 표시된 기더의 선 다이어그램을 나타낸다. 'A'에서의 케이블 엥커리지 세부 사항은 도 2에 도시된다. 27T15 표준 케이블(4)과 앵커리지(anchorage; 5)는 바닥 현재 내부에 그리고 바닥 현재를 따라 정렬된다. 복합 RCC 데크는 전단 커넥터(6)를 사용하여, 크로스 거더(cross girder)와 스트링거 빔(stringer beam)을 지지하는 상부 현재 위에 주조된다. 엔드 크로스 기더(7)는 두개의 메인 거더를 연결한다. 단부에서의 거더는 베어링(8) 위에 지지되고, 거더 너머의 RCC 데크 슬래브는 흙벽(9) 위에서 지지된다. 도 3은 교량의 FEM 모델을 나타낸다. 도 4는 압축 응력된 복합 125mx9m 교량의 서비스 부하 응력을 나타낸다. 도 5 내지 10은 해당 건설 단계 1 내지 6 동안 부재 응력을 나타낸다. 50mx2.5m 교량에 대한 선 다이어그램(도 11), 3-d FEM 모델 보기(도 12) 및 활하중 축 응력(도 13)을 나타낸다. 50mx23m 상부구조 배치에 대한 선 스케치가 도 14에 제공된다.
이해를 돕기 위해, 도면 제목과 간략한 설명도가 표 2에 제공된다.
표 2 도면 제목 및 간략한 설명
[표 2]
These and additional features and advantages of embodiments of the invention will become apparent upon consideration of the following detailed description of embodiments of the invention thereof, particularly when considered in conjunction with the accompanying drawings.
Figure 1 shows a line diagram of a girder with top chords (1), bottom chords (2) and web members (3) indicated. Cable anchorage details at 'A' are shown in Figure 2. The 27T15 standard cable (4) and anchorage (5) are aligned within and along the bottom chord. The composite RCC deck is cast on top chords supporting the cross girder and stringer beam, using shear connectors (6). The end cross girder (7) connects the two main girders. The girders at the ends are supported on bearings (8), and the RCC deck slab beyond the girders is supported on earth walls (9). Figure 3 shows the FEM model of the bridge. Figure 4 shows the service load stresses of a prestressed composite 125mx9m bridge. Figures 5 to 10 show member stresses during corresponding construction stages 1 to 6. Line diagram (Figure 11), 3-d FEM model view (Figure 12) and live load axial stress (Figure 13) are shown for a 50 mx2.5 m bridge. A line sketch of the 50mx23m superstructure layout is provided in Figure 14.
To aid understanding, drawing titles and brief explanatory drawings are provided in Table 2.
Table 2 Drawing titles and brief descriptions
[Table 2]
본 발명에서 사용된 표제는 구성의 목적만을 위한 것이며, 설명이나 청구항들의 범위를 제한하기 위해 사용되는 것을 의미하지 않는다. 본 출원서 전반에 걸쳐 사용된 "할 수 있다"라는 단어는 의무적인 의미(즉, ~해야 한다는 의미)보다는 허용적인 의미(즉, ~할 가능성이 있음을 의미)로 사용된다. 마찬가지로, "포함하다", "포함하는", "포함한다"라는 단어는 포함하는 것이지 이에 제한되지는 않음을 의미한다. 이해를 돕기 위해, 가능한 경우, 도면에 공통되는 유사한 요소를 지정하기 위해, 유사한 참조 번호가 사용되었다. 도면의 선택적인 부분은 사용의 맥락에서 달리 나타내지 않는 한, 파선 또는 점선을 사용하여 설명될 수 있다.The headings used herein are for organizational purposes only and are not intended to limit the scope of the description or claims. As used throughout this application, the word "may" is used in a permissive sense (i.e., meaning that it is possible) rather than in a mandatory sense (i.e., that it is necessary to do so). Likewise, the words “comprise,” “including,” and “includes” mean including but not limited to. To aid understanding, where possible, like reference numbers have been used to designate similar elements that are common to the drawings. Optional portions of the drawings may be illustrated using dashed or dotted lines, unless the context of use indicates otherwise.
일반적인 125m 지간과 9m 깊이의 복합 압축 응력된 2차선 개방형 웹 스틸 거더 교량은 도 1에서 제공되는 2차원 선 스케치가 제공되도록 설계되었다. 상부 현재는 500mm x 500mm x 16mm 박스 단면으로 구성되고, 바닥 현재는 500mm x 600mm x 22mm 박스 단면이고, 웹 부재 단면은 500mm x 200mm x 16mm이다.A typical 125 m span and 9 m depth composite prestressed two-lane open web steel girder bridge was designed for which a two-dimensional line sketch is provided in Figure 1. The top chord consists of a 500mm
언더 슬렁 교량 상부구조의 지지체에서의 일반적인 앵커리지 시스템은 도 2에 도시된다. 항복 응력이 410 N/mm2인 E410 등급 스틸은 앵커리지, 지지체 및 전환 영역에서 고강도를 위해 단부 패널에 사용된다. 각각의 거더의 125m 지간 케이스에 대한 2개의 27T15 케이블이 사용된다. 상부 및 바닥 플레이트를 제외한, 케이블 앵커(anchor)로부터의 하중은 연장된 2개의 E410 등급 바닥 현재 측면 플레이트와 1개의 중앙 보강 플레이트(10)를 통해 전달된다. 앵커리지 시스템은 높은 포스(fos)로 설계되고 공장에서 제작되며 조립 전에 테스트되어야 한다.A typical anchorage system in the supports of an under-slung bridge superstructure is shown in Figure 2. E410 grade steel with a yield stress of 410 N/mm 2 is used in end panels for high strength in anchorages, supports and transition areas. Two 27T15 cables for each girder's 125 m span case are used. Excluding the top and bottom plates, the load from the cable anchors is transmitted through two extended E410 grade bottom chord side plates and one central reinforcement plate (10). Anchorage systems must be designed with high fos, manufactured at the factory and tested prior to assembly.
분석:analyze:
FEM 소프트웨어를 사용하여, 상부구조는 플레이트 요소로 모델링된 복합 데크가 있는 공간 프레임으로 분석되며, 이에 대한 모델은 도 3에 도시된다. 분류 A(IRC:6-2017) 하중의 두개 차선에 대해 분석되고 서비스 상태에서의 낮은 부재 축 응력 다이어그램이 도 4에 도시된다.Using FEM software, the superstructure is analyzed as a space frame with a composite deck modeled as plate elements, the model for which is shown in Figure 3. The low member axial stress diagram in service and analyzed for two lanes of Class A (IRC:6-2017) loading is shown in Figure 4.
활하중을 받는 교량의 최대 변위은 155.6mm이며, 이는 미리 규정된 한계인 Span/800 내에 있다. 교량 상부구조의 평균 스틸 오프 테이크는 2.65t/m이며, 이는 유사한 개방형 웹 스틸 거더 상부구조의 스틸 오프테이크보다 상당히 낮다. 평행 125m 지간 깊이 10m, 12.5m 깊이 거더 모델도 분석하여 9m, 10m, 12.5m 깊이 거더의 결과를 비교한다.The maximum displacement of the bridge under live load is 155.6 mm, which is within the predefined limit of Span/800. The average steel off-take of the bridge superstructure is 2.65 t/m, which is significantly lower than the steel off-take of similar open web steel girder superstructures. The parallel 125m span depth 10m and 12.5m depth girder models are also analyzed to compare the results of 9m, 10m, and 12.5m depth girders.
교량 상부구조의 설치:Installation of bridge superstructure:
교량 거더 패널은 용접 또는 HSFG 볼트 연결을 사용하여 작업장에서 제작될 수 있다. 패널은 조립 및 연결되는 현장으로 운반되며, 개별 거더는 잭이나 크레인 또는 임의의 다른 적절한 장치를 사용하여 베어링 위에 안전하게 배치되도록 들어 올려진다. 그런 다음 상부 및 바닥 현재용 크로스 부재(cross member)가 연결될 수 있다. 상부구조용 데크 슬래브는 접합제와 스테이지 압축 응력을 사용하여 대칭 부분으로 주조된다.Bridge girder panels can be fabricated in the workshop using welded or HSFG bolted connections. The panels are transported to site where they are assembled and connected, and the individual girders are lifted into position safely on bearings using jacks, cranes or any other suitable device. The cross members for the top and bottom chords can then be connected. The superstructural deck slabs are cast in symmetrical sections using bonding agents and stage compressive stresses.
HTS 압축 응력 케이블은 포물선형 바닥 현재에 배치된다. 스트랜드의 압축 응력은 설계에 따라 단계적으로 수행된다. 부재 응력 및 최대 변위에 대한 다양한 건설 단계의 결과는 125m x 9m 교량 사례에 대해 도 4 내지 10에 도시된다.HTS prestressed cables are deployed in parabolic bottom currents. Compressive stressing of the strands is carried out in stages according to the design. The results of various construction stages for member stresses and maximum displacements are shown in Figures 4 to 10 for the 125 m x 9 m bridge case.
각각의 바닥 현재에서 두개 번호 27T15 케이블에 대한 단계 압축 응력의 일반적인 실시예가 아래에 제공된다.A typical example of step compressive stress for two No. 27T15 cables in each bottom chord is given below.
단계 1 : 크로스 부재, 크로스 거더, 스트링거빔을 포함하는 거더를 진수하고 2000 kN의 압축 응력을 적절하게 적용한다(도 5). 이러한 단계에서 거더의 중간 지간에서의 변위은 17.8mm(하향)이다.Step 1: Launch the girders including cross members, cross girders, and stringer beams and apply a compressive stress of 2000 kN appropriately (Figure 5). At this stage, the displacement at the mid-span of the girder is 17.8 mm (downward).
단계 2 : 추가로 2000 kN 압축 응력을 가한다(도 6). 이러한 단계에서 거더 중간 지간에서의 변위는 151.7mm(상향)이다.Step 2: Apply an additional 2000 kN compressive stress (Figure 6). At this stage, the displacement at the mid-span of the girder is 151.7 mm (upwards).
단계 3 : 양쪽 단부로부터의 1/5 지간에서 데크 슬래브를 주조한다. 이러한 단계에는 5 kN/m2의 건설 하중이 포함된다. 이 단계에서 거더 중간 지간의 변위는 3.5mm(상향)이다.Step 3: Cast the deck slab at 1/5 span from both ends. These steps include a construction load of 5 kN/m 2 . At this stage, the displacement of the girder mid-span is 3.5 mm (upwards).
단계 4 : 단계 3에서 콘크리트 타설 10일 후 추가로 1000 kN 압축 응력을 가하고 다음 1/5번째 지간(11)을 주조한다. 이 단계에서 거더의 중간 지간의 변위는 121.7mm(하향)이다.Step 4: 10 days after pouring the concrete in Step 3, an additional 1000 kN compressive stress is applied and the next 1/5th span (11) is cast. At this stage, the displacement of the middle span of the girder is 121.7mm (downward).
단계 5 : 단계 4에서 콘크리트 타설 10일 후 추가로 1000 kN 압축 응력을 가하고 중앙 1/5번째 지간(11)을 주조한다. 이 단계에서 거더의 중간 지간의 변위는 7.6mm(하향)이다. Step 5: 10 days after pouring the concrete in Step 4, an additional 1000 kN compressive stress is applied and the central 1/5th span (11) is cast. At this stage, the displacement of the mid-span of the girder is 7.6 mm (downward).
단계 6: 데크(11)에서 SIDL을 적용한 지 28일 후 추가 3100 kN 힘에 의해 압축 응력한다. 이 단계에서 거더의 중간 지간에서의 변위는 75.5mm(상향)이다.Step 6: 28 days after application of SIDL on deck 11, compressively stress by additional 3100 kN force. At this stage, the displacement at the mid-span of the girder is 75.5 mm (upwards).
대안으로, 데크 주조 전 첫번째와 이의 경화 후 두번째의 2단계 압축 응력이 더 나을 수 있다.Alternatively, a two-stage compressive stress, the first before deck casting and the second after its curing, may be better.
이제 활하중이 교량에 적용된다. 이 단계에서 거더의 중간 지간의 변위은 80.5mm(하향)이다. 추가 압축 응력은 새깅(sagging) 변위의 측면에서 반영되는 타인에 따른 손실 등을 보충하기 위해 적절한 시간이 지나면 적용될 수 있다.Live loads are now applied to the bridge. At this stage, the displacement of the middle span of the girder is 80.5mm (downward). Additional compressive stresses may be applied after an appropriate period of time to compensate for losses due to tines, etc., reflected in terms of sagging displacement.
또 다른 전형적인 50m 지간와 2.5m 깊이의 복합 압축 응력된 2차선 개방형 웹 스틸 거더 교량이 설계된다(도 11). 상부 현재는 300mm x 300mm x 16mm 박스 단면으로 구성되고, 바닥 현재는 300mm x 450mm x 22mm 박스 단면으로 구성되며, 웹부재는 폭 300mm, 두께 16mm, 깊이 250mm이다.Another typical 50 m span and 2.5 m deep composite prestressed two-lane open web steel girder bridge is designed (Figure 11). The top chord consists of a 300mm
서비스 조건에서의 FEM 모델과 축 응력 다이어그램이 각각 도 12와 도 13에 제공된다.The FEM model and axial stress diagram in service conditions are provided in Figures 12 and 13, respectively.
하중 균형을 사용한 압축 응력 계산:Compressive stress calculation using load balance:
압축 응력의 적용 후, 거더는 수평이 되고 케이블은 총 영구 하중을 전달하며 충격에 따른 활하중의 절반을 전달한다고 가정한다. 최종 데크 프로파일에 필요한 대로 손실 등에 대한 미세한 압축 응력의 조절이 수행될 수 있다.After application of compressive stress, the girder is horizontal and the cables are assumed to carry the total permanent load and half of the live load due to impact. Fine adjustments of compressive stress for losses, etc. can be made as required for the final deck profile.
포물선형 바닥 현재 중심을 원점으로 취하고, 이에 대한 방정식은 다음과 같다;Taking the parabolic bottom current center as the origin, the equation for this is as follows;
y = ax2, 또는 a= 2.5/(25x25) = 0.004 y = ax 2 , or a= 2.5/(25x25) = 0.004
(dy/dx)end = 2ax = 0.008 x 25 = 0.2 rad(dy/dx) end = 2ax = 0.008 x 25 = 0.2 rad
균형 하중 = SW- 750 + 데크 - 2660 + WC - 610 + CB - 750 + (충격이 있는 LL)/2 - 604 = 5374 kNBalance load = SW- 750 + deck - 2660 + WC - 610 + CB - 750 + (LL with impact)/2 - 604 = 5374 kN
거더마다 요구되는 응축 압력 = 5374/(2x2x0.2) = 6797 kNRequired condensation pressure per girder = 5374/(2x2x0.2) = 6797 kN
2 번호 19T15(3870 kN) 케이블을 제공.2 Supplied with cable number 19T15 (3870 kN).
데크 슬래브에서의 사전 압축:Pre-compression in deck slabs:
데크 슬래브 경화 후 응력을 받은 19T15 케이블을 취하여, 두개의 바닥 현재을 따라 압축 응축이 가해진다.Taking the stressed 19T15 cable after deck slab curing, compression condensation is applied along two bottom chords.
= 2x3870 = 7740 kN= 2x3870 = 7740 kN
수직 성분은 지지체로 이동하고 수평 힘 = 7740 cos11.4 = 7587 kNThe vertical component moves to the support and the horizontal force = 7740 cos11.4 = 7587 kN
면적(Cm2) ; 상부 현재 = 192, 동등 데크 = 1770, 바닥 현재 = 330Area (Cm 2 ) ; Top Chord = 192, Equal Deck = 1770, Bottom Chord = 330
바닥 현재별 힘 샤드(shard) = (330/2292) x 7740x.98 = 1093 kNForce per bottom current shard = (330/2292) x 7740x.98 = 1093 kN
RCC 데크에 의해 받는 힘 = (7740-1093)x 1770/1962 = 5996 kNForce experienced by RCC deck = (7740-1093)x 1770/1962 = 5996 kN
따라서, 데크에서의 축방향 응력 = 5996000/ 2125000 = 2.8 N/mm2 Therefore, axial stress in the deck = 5996000/ 2125000 = 2.8 N/mm 2
콘크리트의 인장강도가 1.4 N/mm2를 추가하고 크로스 거더 간격을 적절하게 유지함으로써, 무균열 기반의 데크 슬래브를 설계할 수 있어 복합 데크에 매우 바람직하다. By adding 1.4 N/mm 2 to the tensile strength of concrete and maintaining appropriate cross girder spacing, it is possible to design a deck slab on a crack-free basis, which is highly desirable for composite decks.
125m 지간, 9m 깊이 및 50m 지간, 2.5m 깊이의 2차선 고속도로 상부구조 거더의 전형적인 예들은 각각 331.0 t 및 88.5 t의 스틸 오프테이크를 생성하도록 최적화된다. 중간 지간에서 활하중으로 인한 최대 변위는 Span/800의 허용 가능한 변위 내에 있는 125m 및 50m 지간에 대해 각각 151.3 mm 및 57.6 mm이다.Typical examples of 125 m span, 9 m deep and 50 m span, 2.5 m deep two-lane highway superstructure girders are optimized to produce steel offtake of 331.0 t and 88.5 t, respectively. The maximum displacement due to live load at intermediate spans is 151.3 mm and 57.6 mm for 125 m and 50 m spans, respectively, which are within the allowable displacement of Span/800.
125m 지간 교량의 경우, 데크의 설치 및 콘크리트 타설 시 축 부재의 응력을 설계에 따라 단계별로 압축 응력을 적용하여 점검하여 안전성을 확보한다. 탄성조건에 대한 제한 활하중은 SLS 활하중의 125 m 지간에서 3.2배, 50 m 지간에서 2.8배로 이들의 견고함을 확인하였다. 125 m 지간의 경우, 평행 10 m 및 12.5 m 깊이 거더의 경우, 스틸 오프테이크는 310 t 및 299 t이고, 해당 활하중 변위은 각각 135.5 mm 및 140.1 mm이다.In the case of a 125m span bridge, safety is ensured by checking the stress of the axial member during deck installation and concrete pouring by applying compressive stress step by step according to the design. The limiting live load for elastic conditions was 3.2 times the SLS live load at a 125 m span and 2.8 times at a 50 m span, confirming their robustness. For a 125 m span, for parallel 10 m and 12.5 m deep girders, the steel offtake is 310 t and 299 t, and the corresponding live load displacements are 135.5 mm and 140.1 mm, respectively.
콘크리트 그라우팅(Concrete Grouting): 상부 구조의 자중(dead weight)은 RCC 데크의 유리한 사전 압축과 함께 압축 응력만으로 완전히 지지되므로, 박스 섹션의 확장 콘크리트 그라우팅이 바람직하다. 콘크리트 충전된 스틸 튜브(CFST)는 이제 복합재가 되어, 교량 상부 구조에 추가적인 강도와 강성을 제공한다.Concrete Grouting: Expanded concrete grouting of box sections is preferred as the dead weight of the superstructure is fully supported by compressive stress alone with favorable pre-compression of the RCC deck. Concrete filled steel tubes (CFST) are now composites, providing additional strength and rigidity to the bridge superstructure.
Claims (12)
복수의 개방형 웹 부재(3)를 사용하여 복합 상부 현재(1)를 압축 응력된 포물선형(다각형) 바닥 현재(2)에 연결하는 단계;
상기 압축 응력된 포물선형 바닥 현재 내부와 이를 따라 케이블(4)과 앵커리지(5)를 정렬하는 단계;
복수의 전단 연결재(6)를 이용하여 크로스 거더(7), 스트링거 빔, 복합 데크 슬래브를 지지하는 단계;
적어도 2개의 주 거더와 단부 크로스 거더(7)를 연결하는 단계 - 상기 단부에서의 거더는 베어링(8) 위에서 지지됨 -;
언더슬렁 교량에 대해 압축 응력된 포물선형(다각형) 바닥 현재(2)를 얻고 균일하게 분포된 하중 하에서 거의 균일한 장력에 대해 상부 현재(1)에 연결되어 압축 응력에 도움이 되는 복합 압축 응력된 언더슬렁 교량을 얻는 단계 - 상기 복합 압축 응력된 언더슬렁 교량은 10 m 내지 200 m의 미리 정의된 지간까지 임 -;
작업장에서 복수의 상부구조 패널을 제작하고, 현장에서 조립 및 연결하며, 거더 방식으로 론칭한 다음, 설계된 단계식 압축 응력을 사용하여 대칭 부분에 현장 복합 RCC 데크 슬래브 콘크리트를 만드는 단계 - 상기 상부구조의 데크 슬래브는 접착제를 사용하여 대칭 부분으로 주조함 -; 및
거더 리프팅 단계로부터 교량 시운전 단계까지, 바닥 현재의 단계별 압축 응력하여, 교량 건설 및 소비스 수명 동안 임계값 한계 내에서 부재 응력 및 교량 변위 관리를 용이하게 하는 단계를 포함하는 방법.A method for constructing a prestressed open web steel girder composite bridge superstructure, comprising:
connecting the composite top chord (1) to a prestressed parabolic (polygonal) bottom chord (2) using a plurality of open web members (3);
aligning cables (4) and anchorages (5) within and along the prestressed parabolic bottom chord;
Supporting the cross girder (7), stringer beam, and composite deck slab using a plurality of shear connectors (6);
connecting at least two main girders with end cross girders (7), wherein the girders at the ends are supported on bearings (8);
For underslung bridges, a prestressed parabolic (polygonal) bottom chord (2) is obtained and connected to the top chord (1) for nearly uniform tension under a uniformly distributed load, which helps in compressive stressing. Obtaining an underslung bridge, wherein the composite prestressed underslung bridge is up to a predefined span of 10 m to 200 m;
Fabricating a plurality of superstructure panels in a workshop, assembling and connecting them on site, launching them in a girder manner, and then using designed stepped compressive stresses to make in-situ composite RCC deck slab concrete in symmetrical sections - of the superstructure. Deck slabs are cast in symmetrical sections using adhesive -; and
A method comprising staged compressive stressing of the bottom chords, from the girder lifting stage to the bridge commissioning stage, to facilitate management of member stresses and bridge displacements within threshold limits during bridge construction and service life.
상기 압축 응력된 포물선형 바닥 현재(2)를 따라 수용되고 정렬된 복수의 케이블(4)과 복수의 앵커리지(5);
크로스 거더와 스트링거 빔을 지지하도록 적용된 복수의 전단 연결부(6);
단부 크로스 거더를 적어도 2개의 주 거더와 연결하도록 구성된 복수의 베어링(8); 및
상부 현재(1), 크로스 커더 및 스트링거 빔 위에서 주조되고, 더 나은 피로 성능을 위해 균열이 없는 설계를 가능하게 하는 압축 응력으로 인해 길이 방향으로 사전 압축된 복합 RCC 데크 슬래브(7) - 상기 상부구조의 데크 슬래브는 접착제를 사용하여 대칭 부분으로 주조함 -를 포함하는 압축 응력된 개방형 웹 스틸 거더 복합 교량.
a top chord (1) connected to a prestressed parabolic (polygonal) bottom chord (2) using a plurality of open web boxes or CFST members (3);
a plurality of cables (4) and a plurality of anchorages (5) received and aligned along the prestressed parabolic bottom chord (2);
A plurality of shear connections (6) adapted to support the cross girders and stringer beams;
a plurality of bearings (8) configured to connect the end cross girders with at least two main girders; and
Composite RCC deck slabs (7) cast on top chords (1), cross cudders and stringer beams and longitudinally pre-compressed due to compressive stresses enabling crack-free design for better fatigue performance - the superstructure The deck slabs of a prestressed open web steel girder composite bridge comprising - are cast into symmetrical sections using adhesives.
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