CPB(복합파셜)거더 공법 개요
CPB(복합파셜)거더 특징
1. 장경간 구현
- 인장부, 압축부, 교번 구간에 가장 효율적인 단면 배치
- 정모멘트 구간에는 I형거더 또는 세폭거더에 인장보강판 적용
- 부모멘트 구간에는 하부플랜지에 고강도 콘크리트를 합성한 BOX단면을 적용하여 장경간 가능
2. 경제성 확보
- 개단면 형태 구조
- 단변을 구성하는 부재수가 적어 구조가 단순하고 제작성 우수
- 최적 단면 적용으로 강재량 감소
3. 선형 대응성 우수
- IC구간의 램프와 같은 선형에도 적용 가능
- 지점부는 비틀림이 우수한 BOX단면 적용
4. 미적구조
- 외부도장의 다양한 색처리가능
- 거더 중앙부를 변단면 처리시 경관성 향상
거더 단면변화부 구조성능 실험
· 단면변화부의 구조안정성을 확인하기 위해 FEM해석을 통한 최적 모델안을 반영하여 실물시험 완료
실험결과(2017.10)
- 복합파셜거더 정적재하 실험 결과 설계하중 250KN, 실험 최대 하중 700KN으로 설계하중 2.8배의 안전율을 보이고, 설계변위가 응력 허용값에 대하여 적합 확인
- 실험결과 거더단면변화부에 대한 효과 입증, 거동에 문제없음
- 단면변화부 횡방향 지지대 추가 및 보강 위치 기술 검증
거더 부모멘트 공개실험
구조성능검증 개요
- 단면변화부 + 부모멘트부 + 이중합성부 내하력 검증
- 복합파셜거더 제작성 평가 검증
- 실교량(55+2@70+55=240M) 부분모델
- 실험체 길이 L=32M / 폭원
실험결과(2018.02)
- 3차원 정밀해석 및 실험결과 설계하중 2,510KN, 최대 가력하중 2,850KN까지 실험검증 확인
CPB(복합파셜)거더 현장적용성
| 구분 | 내용 |
|---|---|
| 경제적인 장경간 필요시 | 경간장 40~100M까지 적용 |
| St.Box 거더교 대안 형식 | |
| 슬림한 단면을 통한 장경간 적용으로 하부공사비절감 | |
| 인장부, 압축부, 교번구간에 최적 단면 형태를 적용하여 경제성 확보 |
교량형식 비교안 I
| 구분 | 복합파셜 거더교 | Steel Box 거더교 |
|---|---|---|
| 이미지 |  |
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| 개요도 | 강재+콘크리트 계열 복합파셜거더는 중앙부에는 휨강성이 우수한 I형 또는 세폭거더를 적용하고 지점부에는 비틀림 강성이 우수한 상자형 박스의 하부 플랜지에 콘크리트 합성단면을 적용하여 구조적 강성은 증대시키고 강재량을 절감시킨 복합거더 공법 |
강재계열 Steel Box거더교는 상자형 강재구조로 상, 하 플랜지와 복부판들이 폐단면으로 용접 결합되어 휨모멘트 전단력, 비들림 모멘트에 저항토록 설계되는 공법 |
| 지간별/형고 | 최대적용지간:40m < L < 100m |
최대적용지간:40m < L < 80m |
| 공법특징 | - 연속경간으로 구성할 경우 중앙부 강재량을 최적화 하여 경제성이 확보 가능하도록 한공법 - 중앙부 플레이트거더 형식의 플랜지 부분은 휨 모멘트를, 웨브 부분은 전단력을 저항하는 구조형식 - 지점부 강상자형 박스 형식은 하부콘크리트를 타설하여 압축응력을 흡수하여 강경간을 가능하게 함으로써 기존 St.Box거더 대비30%이상 강재량 절감 가능 |
- 공장에서 주형이 제작되며 크레인에 의한 현장 거치 및 이음으로 주형의 시공이 완료됨 - 평판을 강리브로 보강한 상자형단면이며 중간 다이아프램을 조밀하게 배치하여 판재의 좌굴 강성을 유지하는 공법 |
| 사용재료 | - 강재 : SM 490B이상 - Con'c:fck=40MPa(지점부 하단) fck=27MPa(슬래브) |
- 강재 : SM 490B이상 - Con'c:fck=27MPa(슬래브) |
| 장·단점 | 장점 - 중앙부에서 지점부에 비해 상, 하부 플랜지를 일부 적용하므로써, 강재량 절감효과가 매우 커 경제성이 증대되어 공사비 저렴 - 단면을 구성하는 부재수가 적어 구조가 단순하고 제작성 우수 - 상부구조 경량화로 내진 및 하부구조 유리 - 현장에서 거치후 추가적인 PC긴장작업이 없어 공정이 단순 - 공장 제작 후 현장조립 거치로 시공 간편/중량이 가벼워 조립설치 용이 - 중앙부 플레이트 형식은 용접량 감소 및 제작 자동화로 제작성 우수 단점 - 주기적인 도장에 따른 유지관리 불리 - 지점부 하단에 콘크리트 타설작업 추가 - 강교 특성상 처짐 진동에서 콘크리트 교량 보다 불리 |
장점 - 강구조 교량의 대표적인 교량형식으로 설계 및 시공사례 많음 - 주형은 공장 제작이 주 공종이며 현장 거치후의 슬라브 시공이 신속강성이 커 P.C BOX와 더불어 장대교에 주로 이용 단점 - 강박스 거더의 단면형상을 유지위해 적당한 간격과 강도를 가진 격벽 설치 필요 - 주기적인 도장의 필요성에 따른 유지관리 불리 - 강교 특성상 처짐 진동에서 콘크리트 교량 보다 불리 |
교량형식 비교안 II
| 구분 | A사 거더교 | B사 거더교 |
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| 이미지 |  |
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| 개요도 | 강재+콘크리트 계열 미국, 유럽 등지에서 Steel Box교로 사용하고 있는 기존의 개구체 U형 거더에 저비용, 저형고, 장경간이 가능하도록 거더에 고강도 콘크리트를 합성하고 부분 프리스트레스를 도입한 하이브리드 U Type Steel Box거더 |
강재+콘크리트 계열 F.S거더는 상부플랜지, 복부판으로 구성된 강상자 사이에 내부강상자를 만들고, 내 외부 두개의 상자공간을 충전재로 채워 구조적으로 일체가 되도록 하여 교량의 구조적 강성을 증가 시켜 교량의 장경간화한 공법 |
| 지간별/형고 | 최대적용지간:40m < L < 100m |
최대적용지간:40m < L < 100m |
| 공법특징 | - 부모멘트부 상부플랜지 콘크리트 및 바닥판 슬래브에 프리스트레스를 도입하고 부모멘트부 내부 하부플랜지에 고강도 콘크리트 합성으로 압축응력을 흡수하여 장경간을 가능하게 하는 공법 | - 일반적인 강박스 거더의 구조적 개념에 강상자의 지점부에 충전재를 채워 구조적 강성을 증가시켜 경제성, 시공성, 안정성을 개선한 공법 |
| 사용재료 | - 강재 : SM 490B이상 - Con'c:fck=40MPa(거더) fck=27MPa(슬래브) - PS긴장재 : SWPC 7B 15.2m/m |
- 강재 : SM 490B이상 - Con'c:fck=40MPa(거더) fck=27MPa(슬래브) |
| 장·단점 | 장점 - 상부플랜지를 일부 개구제형 타입으로 적용하여 강재량 절감효과가 커 경제성이 증대되어 공사비 저렴 - 외관이 box type으로 미관이 우수 - 공장 제작 후 현장조립 거치로 시공 간편/중량이 가벼워 조립설치 용이 - 고강도 콘크리트 및 부분 프리스트레스 도입으로 강성증대와 내하력 보강 단점 - 주기적인 도장의 필요성에 따른 유지관리 불리 - 콘크리트 현장 타설 부분이 있어 다소 공정이 복잡 - 강교 특성상 처짐 진동에서 콘크리트교량 보다 불리 |
장점 - 보강재 설치가 적어 용접량 감소 - 지점부 충진으로 부재 강성이 커 장경간이 가능 - 외관이 box type으로 미관이 우수 - 공장 제작 후 현장조립 거치로 시공 간편/증량이 가벼워 조립설치 용이 단점 - 주기적인 도장의 필요성에 따른 유지관리 불리 - 콘크리트 현장 타설시 완충확인이 어려움 - 콜크리트 현장 거치 후 타설 부분이 있어 다소 공정이 복잡 - 강교 특성상 처짐 진동에서 콘크리트 교량보다 불리 |
