KR101194482B1 - 강합성보 및 그에 따른 강합성보의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 강합성보(100)는, PC패널(1)과 I형강(2)을 합성하여 일체적으로 거동하게 함으로써 구조물의 강성을 증가시키는 것은 물론, 구조물의 전체적인 재료의 절감을 가져오고 시공성이 우수한 구조물을 제공하고자 하는 것이다. 이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 강합성보(100)는, PC패널(1)의 양 끝단의 단부에 부착되고, 상기 단부의 측면과 상하의 모서리부를 감싸는 단보강부(3)를 설치하고, 상기 PC패널(1)의 중앙부에 길이 방향으로 마련되며, 길이 방향을 따라 2열로서 소정의 간격으로 형성되어 있는 복수 개의 관통공(10)을 형성시키고, 상기 관통공(10)에 매립되는 매립구(20)를 설치함으로써 PC패널(1)을 완성시키고, 상기 매립구(20)와 I형강(2)에 마련된 구멍을 관통하는 연결볼트(12)의 끝단을 너트와 결합시킴으로써 상기 PC패널(1)과 상기 I형강(2)을 결합시키는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

Description

강합성보 및 그에 따른 강합성보의 시공방법{The steel systhesis beam and the method threreof }

본 발명은 가설교량 또는 가시설 등에 사용될 수 있는 강합성보에 관한 것이다. 가설교량은 임시교량이라고도 하며, 본 교량의 시공을 위하여 그 이전에 설치되는 것으로서, 사람이나 차량의 통행을 위한 목적 내지 공사중 크레인 등의 작업을 위한 목적으로 사용되기 위한 것이다.

따라서, 가설교량의 상단에는 본 교량이 완성되기까지 작업을 진행하는 여러 가지의 장비가 통행을 하게 되고, 더불어 공사를 진행하는 작업자가 통행을 하게 된다.

이러한 가설교량의 경우, H 형강의 상단에 강재로 된 플레이트를 거치하여 사용하는 것이 일반적이며, 이 경우 구조적 안전성을 확보하기 위하여 강재 플레이트의 두께는 어느 정도 확보되어야 한다.

복공용으로 사용되는 가설교량의 경우 보를 설치하고 보의 상단에 복공판을 설치하여 가시설을 시공하는 것이 일반적이다. 이러한 복공판 가시설의 경우 복공판이 교통수단의 통행시 들썩이거나 하는 등의 이유로 소음이 심하게 발생하는 것은 물론, 자칫하면 복공판이 보로부터 이탈되어 큰 사고를 일으킬 수 있는 위험성을 가진 것이다.

기존의 가설교량의 경우 H빔 위에 단순히 강재의 복공판을 거치시키는 형식을 취하는 것으로서, H빔과 복공판이 합성적 거동을 전혀 하지 못하여 구조적으로 취약하므로 복공판을 이용한 가시설의 시공을 위하여는 많은 양의 강재소모가 요구되는 것이었다.

즉, 기존의 복공판은 가시설이므로, H빔에 복공판을 고정시키는 것이 아니라 단순히 거치하는 것이어서, 차량 등의 통행에 의해서 복공판이 이탈하여 안전사고의 위험성이 매우 높은 것이었다.

또한, 기존의 가시설재는 강재로 만들어진 것이므로, 가설교량 등으로 사용되는 경우 그 마찰력이 떨어지며 특히, 결빙이나 호우시 마찰력이 더욱 떨어져 그 위를 주행하는 차량 및 작업자 등에게 안전사고를 일으킬 문제점이 있는 것이었다.

한편, 종래의 가설교량 등을 살펴 보면, 현장에서 강재를 조립하여 가설 교량을 완성하는 경우가 대부분이어서 시공 기간이 늘어나는 문제점이 있으며, 특히 시공이 급박히 요구되는 급속 교량 등의 경우에는 사용되기에 부적절한 것이었다.

본 발명에 따른 강합성보의 시공방법은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

콘크리트 성분의 프리캐스트 부재인 PC패널을 이용하여 I 형 빔에 이를 일체화함으로써 구조물의 전체적인 강성을 증가시켜 사용되는 강재의 양을 대폭 줄이는 것을 기술적 과제로 한다.

또한 본 발명에 따른 강합성보는 구조물을 전체적으로 슬림화하여 패널의 하부 공간을 충분히 활용할 수 있으며, 프리캐스트 부재를 활용함으로써 현장에서 간단히 조립만 하면 되는 것으로서 시공성을 향상시키고 공사 기간을 단축시키는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명에 따른 강합성보는 강재가 아닌 콘크리트를 이용하여 패널을 만듦으로써 강재의 단점인 마찰력의 저하 등을 보완함으로써 안전 사고를 미연에 방지하고, 차량의 통행시에 발생하는 소음을 줄여 민원의 발생을 최대한 억제하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여,

a)콘크리트 패널의 양 끝단의 단부에 부착되고, 상기 단부의 측면과 상하의 모서리부를 감싸는 단보강부를 설치하고,

상기 콘크리트 패널의 중앙부에 길이 방향으로 마련되며, 길이 방향을 따라 2열로서 소정의 간격으로 형성되어 있는 복수 개의 관통공을 형성시키고,

전체적으로 원통형 형상인 몸체를 가지며, 상기 몸체의 양 끝단에 보다 큰 지름으로 형성되어 있는 선단부가 형성되어 있으며, 상기 관통공에 매립되는 매립구를 설치함으로써 PC패널을 완성시키는 단계;

b)상기 매립구와 I형강에 마련된 구멍을 관통하는 연결 볼트의 끝단을 너트와 결합시킴으로써 상기 PC패널과 상기 I형강을 결합시키는 단계;

c)상기 a)단계를 반복하여 또 다른 PC패널을 완성시키는 단계;

d)상기 c)단계에서 완성된 PC패널을 이전에 완성된 PC패널과 상기 단보강부가 서로 접촉되도록 위치시키면서 상기 b)단계와 동일한 방법으로 상기 I형강과 결합시키는 단계; 및

e)서로 이웃하는 두 개의 단보강부를 서로 연결 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 강합성보는,

콘크리트 패널의 측면부에 부착되어 측면부의 측면과 상하의 모서리부를 감싸는 측보강부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 강합성보는,

매립구의 몸체 측면에 길이 방향으로 리브가 형성되어 있거나, 돌기 형상의 리브가 형성되어 있어 부착강도를 증가시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 강합성보는,

단보강부 및 측보강부의 연결수단으로서, 단보강부 및 측보강부를 관통하는 곡선의 관통공을 형성시키고, 상기 관통공을 곡볼트를 이용하여 연결하거나, 단보강부의 하단에 브라켓을 일체로 형성시키고, 상기 브라켓을 연결구로 연결하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 강합성보는 프리캐스트 부재인 PC패널을 이용하여 I 형 빔에 일체화함으로써 구조물의 전체적인 강성을 증가시켜 구조물의 안전성을 확보하는 것은 물론, 사용되는 강재의 양을 대폭 줄여 경제성을 향상시키는 효과를 가진다.

또한 본 발명에 따른 강합성보는 구조물을 전체적으로 슬림화하여 패널의 하부 공간을 충분히 활용하게 함으로써 시공성을 향상시키며, 공장에서 미리 제작된 프리캐스트 부재를 활용함으로써 현장에서 간단히 조립만 하면 되므로 공사 기간을 획기적으로 단축시키는 효과를 가진다.

본 발명에 따른 강합성보는 강재가 아닌 콘크리트를 이용하여 패널을 만듦으로써 노면의 마찰력을 증가시켜 상부를 통행하는 차량 및 보행자의 안전 사고를 미연에 방지하고, 교통의 소통시 강재에서 발생하는 소음을 줄여 민원의 발생을 줄여주는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 강합성보의 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 강합성보의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 강합성보의 결합상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 보 발명에 따른 매립구의 다양한 실시예들을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 PC패널의 단보강부를 브라켓 구조를 이용하여 연결한 것을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 PC패널의 단보강부를 곡볼트를 이용하여 연결한 것을 도시한 단면도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 강합성보 및 그에 따른 시공 방법에 대하여 첨부된 도면을 기준으로 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 강합성보의 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 강합성보의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

콘크리트 패널(1)은 직사각형의 형상으로 되어 있으며, 현장에서 제작되는 것이 아니라 공장에서 제작되는 것이다. 콘크리트 패널(1)의 중심부에는 여러 개의 관통공(10)이 형성되어 있는데 이에 대해서는 상세히 후술하기로 한다.

단보강부(3)는 콘크리트 패널(1)의 양 끝단부에 부착되는 구성에 해당하는 것으로서, 콘트리트 패널(1)의 양 끝단과 상하면의 모서리부를 감싸는 형식으로 이루어진다. 단보강부(3)는 콘크리트 패널(1)의 운반중에 또는 시공중에 발생할 수 있는 모서리부의 파손을 방지하는 작용을 한다. 또한, 단보강부(3)는 콘크리트 패널(1)이 연속적으로 시공되는 구조물에 있어서, 콘크리트 패널(1)의 응력이 제대로 전달될 수 있도록 하는 작용을 한다.

측보강부(4)는 콘크리트 패널(1)의 양 측면부에 부착되는 구성에 해당하는 것으로서, 콘크리트 패널(1)의 양 측면과 상하측의 모서리부를 감싸는 형식으로 이루어진다. 후술하겠지만, 콘크리트 패널(1)이 횡방향으로 연속적으로 시공되는 경우 응력 전달을 원활하게 함은 물론, 콘크리트 패널(1)의 측면부의 파손을 방지하는 작용을 한다.

단보강부(3)와 측보강부(4)는 모두 강재로 이루어진 것이 바람직하며, 구조물의 종류 및 시공환경에 따라 합성수지 계열의 소재로 이루어질 수도 있을 것이고, 이러한 변형된 실시예들은 모두 본 발명의 기술적 범주에 속한다고 할 것이다.

콘크리트 패널(1)은 관통공(10)을 통한 연결볼트(12)에 의해 I형강(2)과 견고하게 결합되고(그 결합과정에 대해서는 후술하기로 한다), 이로써 콘크리트 패널(1)과 I형강(2)은 일체화되며 외력에 대하여 일체로서 저항하게 된다. 콘크리트 패널(1)과 I형강(2)이 일체로서 외력에 대하여 거동하므로 구조물의 전체적인 강성이 증가되고, 이러한 작용은 재료의 전체적인 낭비를 줄이는 것은 물론 구조적 안전성을 증가시키게 된다.

또한, 본 발명에 따른 강합성보는 콘크리트 패널(1)과 I형강(2)을 현장에서 조립하여 시공하는 것도 가능하겠지만, 미리 공장에서 프리캐스트 부재로서 조립하여 현장에서 설치만 할 수도 있는 것이고 이 경우 공기를 획기적으로 단축시킬 수 있는 효과를 가진다.

한편, 도 1 및 도 2에서는 하나의 I형강(2)에 두 개의 콘크리트 패널(1)이 연속적으로 설치된 것만을 도시하였으나, 이는 본 발명의 일실시예를 도시한 것에 지나지 아니한다. 예를 들어 하나의 콘크리트 패널(1)에 하나의 I형강(2)을 부착하여 전체적인 PC패널을 완성하고, 각각의 PC패널을 현장에서 운반 조립하는 것도 얼마든지 가능한 것이다. 이 경우 I형강(2)의 복부에 강재 플레이트를 덧댄 후에, 강재 플레이트와 이웃하는 두 개의 I형강(2)의 복부에 대하여 천공을 하고, 볼트 결합 등을 통하여 이웃하는 두 개의 I형강(2)의 복부를 견고하게 결합시키는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 강합성보의 결합상태를 도시한 사시도이다.

관통공(10)은 콘크리트 패널(1)의 중앙부에 길이 방향으로 형성되어 있으며, 길이 방향을 따라 2 열로서 소정의 간격을 유지하며 형성되어 있다. 한편, I형강(2)의 플랜지 부분에도 구멍이 천공되어 있으며, 이는 콘크리트 패널(1)의 관통공(10)과 서로 연통하게 된다.

연결볼트(12)는 관통공(10)과 I형강(2)에 형성된 구멍을 직선으로 관통하여 콘크리트 패널(1)과 I형강(2)을 연결시키는 작용을 한다. 연결볼트(12)는 I형강(2)을 완전히 관통하고 너트와 결합된다.

한편, 연결볼트(12)의 머리 및 너트에는 와셔를 추가하여 결속력을 향상시키고 진동에 의한 풀림 등을 미연에 방지할 수 있다.

매립구(20)는 콘크리트 패널(1)에 형성된 관통공(10)에 미리 매립되어 설치되는 구성에 해당하는 것이다. 콘크리트 패널(1)은 콘크리트로 만들어진 것이므로 기본적으로 취성을 가지고, 관통공(10)에 강재인 연결볼트(12)를 결합시킬 경우 지압 응력을 견디지 못하여 관통공(10)의 파손이 발생할 수 있다. 특히, 가설 교량이나 복공판으로 사용되는 경우 상부의 고정 하중 및 동적 하중이 반복되면서 이러한 위험성은 더욱 증가된다.

관통공(10)의 측면부의 파손은 연결볼트(12)와의 결합력을 감소시켜 구조물 전체의 내구성 및 안전성을 저하시킬 수 있는 것이므로, 이러한 위험 요소는 완전히 배제되어야 한다. 매립구(20)는 상기와 같은 문제점을 보완하여 콘크리트가 단점으로 가지는 지압 응력을 보상함으로써 연결볼트(12)와 콘크리트 패널(1) 사이에 구조적 결합을 더욱 견고하게 하는 작용을 한다.

도 4는 보 발명에 따른 매립구의 다양한 실시예들을 도시한 사시도이다.

매립구(20)는 도 4에 도시된 바와 같이, 원통형의 형상인 몸체(22)를 가지며 양 끝단에는 몸체(22)의 지름보다 큰 지름을 가지는 선단부(24)를 가진다. 선단부(24)는 관통공(10)의 모서리부를 보강함으로써 연결볼트(12) 및 너트와의 지압 응력을 증가시키는 작용을 한다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 매립구(20)는 몸체(22)의 측면에 길이 방향으로 리브(26)를 추가적으로 구성하거나, 몸체의 측면에 돌기나 스터드(27) 형상의 리브(26)를 추가적으로 구성할 수 있다. 리브(26,)는 매립구(20)와 관통공(10) 사이의 결합력을 높여 부착강도를 증가시키는 작용을 한다.

한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 매립구(20)는 그 길이를 연장하여 I형강(2)의 구멍을 완전히 관통하고 그 선단부를 형성하여 I 형강에 견고하게 결합되는 형식을 취할 수도 있다. 매립구(20)를 I형강(2)에까지 연장하여 연결볼트(12)와 너트에 의해 결합시키는 경우 콘크리트 패널(1)과 I형강(2) 사이의 결속력을 더욱 증가시켜 구조물의 강성을 더욱 향상시킬 수 있을 것이다.

이러한 변형예들은 모두 본 발명의 기술적 요지의 단순한 설계변경에 지나지 아니하는 것으로서, 본 발명의 기술적 범주에 속한다고 할 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 PC패널의 단보강부(3)를 브라켓 구조를 이용하여 연결한 것을 도시한 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 단보강부(3)의 밑단을 연장하여 브라켓(30)을 설치하고 브라켓(30)에 천공을 하여 볼트와 너트를 통해 체결함으로써 이웃하는 두 개의 단보강부(3)를 견고히 결속할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 PC패널의 단보강부를 곡볼트를 이용하여 연결한 것을 도시한 단면도이다.

두 개의 이웃하는 콘크리트 패널(1)과 단보강부(3)를 관통하는 곡선 형상의 천공부(32)를 미리 마련하고, 곡볼트를 관통시켜 너트와 결합시킴으로써 두 개의 이웃하는 PC패널을 결합시키는 것이다.

이상 첨부된 도면을 기준으로 본 발명에 다른 실시예를 구체적으로 설명하였으며, 본 발명에 따른 강합성보 및 그에 따른 시공방범은 본 발명의 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 얼마든지 변형이 가능하고, 이러한 변형은 모두 본 발명의 기술적 범주에 속한다고 할 것이다.

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콘크리트 패널 : 1 I형강 : 2
단보강부 : 3 측보강부 : 4
관통공 : 10 연결볼트 : 12
매립구 : 20 브라켓 : 30
결합판 : 42 강합성보 : 100

Claims (12)

1. a)콘크리트패널(1)의 양 끝단의 단부에 부착되고, 상기 단부의 측면과 상하의 모서리부를 감싸는 단보강부(3)를 설치하고,
   상기 콘크리트패널(1)의 중앙부에 길이 방향으로 마련되며, 길이 방향을 따라 2열로서 소정의 간격으로 형성되어 있는 복수 개의 관통공(10)을 형성시키고,
   전체적으로 원통형 형상인 몸체를 가지며, 상기 몸체의 양 끝단에 보다 큰 지름으로 형성되어 있는 선단부가 형성되어 있으며, 상기 관통공(10)에 매립되는 매립구(20)를 설치함으로써 PC패널을 완성시키는 단계;
   b)상기 매립구(20)와 I형강(2)에 마련된 구멍을 관통하는 연결볼트(12)의 끝단을 너트와 결합시킴으로써 상기 PC패널과 상기 I형강(2)을 결합시키는 단계;
   c)상기 a)단계를 반복하여 또 다른 PC패널을 완성시키는 단계;
   d)상기 c)단계에서 완성된 PC패널을 이전에 완성된 PC패널과 상기 단보강부(3)가 서로 접촉되도록 위치시키면서 상기 b)단계와 동일한 방법으로 상기 I형강(2)과 결합시키는 단계; 및
   e)서로 이웃하는 두 개의 단보강부(3)를 서로 연결 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 매립구(20)의 몸체에는 그 측면에 길이 방향으로 리브(26)가 형성되어 있거나, 돌기 형상의 스터드(27)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 강합성보(100)의 시공방법.
   
2. a)콘크리트패널(1)의 양 끝단의 단부에 부착되고, 상기 단부의 측면과 상하의 모서리부를 감싸는 단보강부(3)를 설치하고,
   상기 콘크리트패널(1)의 중앙부에 길이 방향으로 마련되며, 길이 방향을 따라 2열로서 소정의 간격으로 형성되어 있는 복수 개의 관통공(10)을 형성시키고,
   전체적으로 원통형 형상인 몸체를 가지며, 상기 몸체의 양 끝단에 보다 큰 지름으로 형성되어 있는 선단부가 형성되어 있으며, 상기 관통공(10)에 매립되는 매립구(20)를 설치함으로써 PC패널을 완성시키는 단계;
   b)상기 매립구(20)와 I형강(2)에 마련된 구멍을 관통하는 연결볼트(12)의 끝단을 너트와 결합시킴으로써 상기 PC패널과 상기 I형강(2)을 결합시키는 단계;
   c)상기 a)단계를 반복하여 또 다른 PC패널을 완성시키는 단계;
   d)상기 c)단계에서 완성된 PC패널을 이전에 완성된 PC패널과 상기 단보강부(3)가 서로 접촉되도록 위치시키면서 상기 b)단계와 동일한 방법으로 상기 I형강(2)과 결합시키는 단계; 및
   e)서로 이웃하는 두 개의 단보강부(3)를 서로 연결 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 PC패널은, 상기 PC패널의 측면부에 부착되면서 상기 측면부의 측면과 상하의 모서리부를 감싸는 측보강부(4)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 매립구(20)의 몸체에는 그 측면에 길이 방향으로 리브(26)가 형성되어 있거나, 돌기 형상의 스터드(27)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 강합성보(100)의 시공방법.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 e)의 단계는 상기 단보강부(3)를 관통하는 곡선의 관통공(10)을 형성시키고, 상기 관통공(10)을 곡볼트를 이용하여 연결하는 것을 특징으로 하는 강합성보(100)의 시공방법.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 e)의 단계는 상기 단보강부(3)의 하단에 브라켓(30)을 일체로 형성시키고, 상기 브라켓(30)을 연결구로 연결하는 것을 특징으로 하는 강합성보(100)의 시공방법.
   
5. 상기 제1항 내지 상기 제4항 중 어느 하나의 항에 의해서 정해진 방법에 의해서 만들어지는 강합성보(100).
   
   
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