KR100411417B1 - A bridge maintain inspection apparatus manufactured with steel and composition resin and its method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스틸과 합성수지로 제조된 교량유지 점검 장치와 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bridge maintenance inspection device made of steel and synthetic resin and a method of manufacturing the same.
교량의 유지 점검 장치는 공용중인 교량의 구조물 각 부위의 기능상태, 노후도, 결함 등의 확인 점검과 유지보수 등 교량관리의 효율성을 제고하기 위해 설치하는 시설이다.Bridge maintenance inspection device is a facility installed to enhance the efficiency of bridge management such as checking and maintaining the functional status, deterioration, and defects of each part of the structure of the bridge in common.
교량 점검대용 난간은 상기 교량점검시설의 일환으로 관리대상 교량의 가설위치, 교차조건, 구조형식, 형하고 등의 관련 규정에 따른 제조조건을 감안하여 교대, 교각의 균열, 파손 등의 점검 및 유지보수작업을 원활히 하기 위한 시설물이다.As a part of the bridge inspection facility, the inspection bridge for bridge inspection bridges inspects and maintains bridges, bridges, cracks, breakages, etc. in consideration of manufacturing conditions according to relevant provisions such as construction site, cross condition, structure type, mold height, etc. It is a facility to facilitate the maintenance work.
점검대용 난간은 교대 및 교각에 설치되어 상판하부, 주형, 교좌 장치. 교각의 균열, 파손 등의 점검 및 유지보수를 위해 설치하며 난간부(난간브라켓)와 교각 및 교대에 고정시키는 정착부(고정브라켓), 점검통로하부의 바닥부(지지브라켓)이 U자형으로 일체구조를 이루고 있으며 일정 간격으로 장착되게 된다.Guard rails are installed on the alternating and piers and have upper plate, mold, and stairway. It is installed for inspection and maintenance of cracks, breakages, etc. of bridge piers, and the railings (handrail brackets), fixing parts (fixed brackets) fixed to the piers and shifts, and bottom parts (support brackets) under the inspection passage are U-shaped. It is structured and installed at regular intervals.
본 발명은 점검대용 난간의 재질로는 구조용 강재와 폴리우레탄을 사용하며 작용하중은 주프레임인 구조용 강재가 부담하며 미관, 충격 및 표면처리는 폴리우레탄을 사용한다. 그리고 강재와 폴리우레탄은 일체로 합성시켜 진동, 온도, 외부변형에 의한 분리를 방지하게 한다.The present invention uses the structural steel and polyurethane as the material of the railing for the inspection stand, and the working load is the structural steel which is the main frame, and the aesthetic, impact and surface treatment uses the polyurethane. And steel and polyurethane are integrally synthesized to prevent separation by vibration, temperature and external deformation.
또한 본 발명은 교량점검시설의 제반여건을 고려하여 경제성, 시공성, 유지관리 용이성 및 교량 미관측면 등을 효과적으로 개선하고, 실용적이며 안전한 점검대용 난간을 구성하였다In addition, the present invention effectively improves the economics, workability, ease of maintenance and unobserved bridges in consideration of various conditions of the bridge inspection facility, and constituted a practical and safe inspection rail.
Description
본 발명은 스틸과 합성수지로 제조된 교량유지 점검 장치와 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bridge maintenance inspection device made of steel and synthetic resin and a method of manufacturing the same.
고속도로 건설, 공용후 기존 교량의 주기적 점검과 유지관리가 매우 중요하므로 교량의 가설위치, 교차조건, 구조형식, 형하교, 교폭, 하부지지 조건 등의 제조건을 감안, 주요 구조부를 교통제한 없이 상시 점검 가능토록 출입, 점검, 조명, 환풍 등의 시설을 설치하여 구조물 각 부위 기능상태, 노후도, 결함 등의 확인 점검과 유지보수등 도로관리의 효율성을 제고코자 하는데 목적이 있다.Periodic inspection and maintenance of existing bridges after the construction of highways is very important. Therefore, considering the construction conditions of bridges, cross-conditioning, structural type, bridge bridge, bridge width, lower support conditions, etc. The purpose is to improve the efficiency of road management by checking and maintaining the functional status, deterioration, and defects of each part of the structure by installing facilities such as access, inspection, lighting, and ventilation for inspection.
교량점검통로는 상판하부, 주형받침, 교대, 교각부의 균열, 파손 등의 점검과 유지관리 및 보수작업의 효율성을 제고하기 위해 설치하는 것으로 유지관리 작업시 작업원의 안전을 확보하는데 목적이 있기 때문에 충분한 강도와 안정성 있는 재질을 선택해야 한다.The bridge inspection passage is installed to improve the efficiency of inspection, maintenance, and repair work of the upper plate, mold support, shift, piers, etc. Choose a material of sufficient strength and stability.
점검통로 재질을 선정할 때는 강과 바다의 위로 관통할 때의 염분과 수분에 의한 재질의 변형과 부식을 방지하는데 중점을 두어야 하며 중량을 줄이고 경제적인 단면을 구하는데 최대한 역점을 두어야 한다.The selection of inspection corridor materials should focus on the prevention of deformation and corrosion caused by salinity and moisture when penetrating over rivers and seas, with the greatest emphasis on reducing weight and obtaining economic cross sections.
그래서 본 발명에서는 타재료에 비해 자재비가 저렴하며 단위면적당의 강도가 대단히 크고 균질성을 가지며 높은 인장응력하에서도 파괴되지 않으면서 커다란 변형에서 저항할 수 있는 연성을 가지고 있으며 다양한 형상과 치수를 가진 구조로만들 수 있는 특성을 가진 스틸을 교량 점검용 통로의 주재질로서 선정하였다.Therefore, in the present invention, the material cost is cheaper than other materials, the strength per unit area is very large and homogeneous, and it has a ductility to resist large deformation without breaking under high tensile stress. Steel with the manufacturable properties was selected as the main material of the bridge inspection passage.
하지만 종래의 스틸(구조용 강재), AL(알루미늄), STS(스텐레스)등의 금속 재질은 여러 가지 단점들을 가지고 있다.However, conventional metal materials such as steel (structural steel), AL (aluminum), STS (stainless steel) have various disadvantages.
구조용 강재만으로 교량점검용 통로를 구성할 경우는 유지비용이 많이 들며 반복하중에 대한 피로파괴와 별도의 표면처리 비용이 드는 등의 단점을 가지고 있다.In the case of constructing the bridge inspection passage using only structural steel, maintenance costs are high, and there are disadvantages such as fatigue failure for repeated loads and additional surface treatment costs.
상기와 같은 단점들을 보완하기 위해 단열성, 절연성, 내화성, 접착성이 좋으며 내화성, 내후성을 향상시킬 수 있는 폴리우레탄으로 표면처리를 한다. 폴리우레탄으로 표면처리를 함으로써 구조용 강재가 가지고 있는 단점, 즉 전도성, 표면처리 비용, 유지관리 비용 등이 해결될 수 있는 효과가 있다.In order to compensate for the above disadvantages, the surface treatment is performed with a polyurethane that can improve heat insulation, insulation, fire resistance, adhesiveness and improve fire resistance and weather resistance. Surface treatment with polyurethane has the effect that the disadvantages of structural steel, that is, conductivity, surface treatment cost, maintenance cost, etc. can be solved.
종래의 점검용 통로는 금속류인 강철류나 알루미늄 종류나 단순플라스틱만을 주로 사용하였다. 금속류만을 사용하는 경우는 알루미늄이나 주형을 이용하여 주물일체로 제작하거나 또는 기존의 형강을 사용하여 만들어 왔다. 하지만 주물일체로 제작된 것은 무겁고 피로강도가 약하며 표면처리를 해야하는 단점이 있으며 기존의 형강을 사용하는 것도 접합부 구성의 어려움이 있었다. 또한 금속류만을 사용하는 경우는 표면부식을 방지하기 위해 페인팅 등을 사용하여 유지 관리를 계속해야 하는 문제점과 중량이 커서 취급이 불편한 어려움이 있었다. 그리고 자성체이기 때문에 고속전철용 교량에 사용하기에는 안전사고 위험이 따랐으며 미관에도 한계가 있었다. 이러한 단점을 해결하기 위해서 단순 플라스틱류만을 주재료로 사용하는 시도도 있었다. 하지만 단순 플라스틱류는 강도가 작기 때문에 단면이 매우 커져야 하는 문제점이 있으며 섬유강화플라스틱은 섬유이기 때문에 주물과 같이 일체로 제품을 제작하는데 기술의 한계가 있었다.Conventional inspection passages mainly used metals such as steel, aluminum, or simple plastic. In the case of using only metals, it has been made of all-in-one castings using aluminum or molds, or of existing section steels. However, the one-piece cast is heavy, has a weak fatigue strength, has a disadvantage of surface treatment, and the use of the existing section steel also had a difficulty in forming a joint. In addition, in the case of using only metals, there is a problem in that it is difficult to handle due to a large weight and a problem of maintaining maintenance by using a painting to prevent surface corrosion. And because it is a magnetic material, there is a risk of safety accidents to be used in high-speed train bridges, and there was a limit to aesthetics. In order to solve this disadvantage, there have been attempts to use only simple plastics as main materials. However, simple plastics have a problem that the cross section should be very large because of the small strength, and because fiber reinforced plastic is a fiber, there was a limitation in technology of manufacturing products integrally like castings.
본 발명은 상기와 같은 금속류의 단점들을 보완하기 위해 단열성, 절연성, 내화성, 접착성이 좋으며 내화성, 내후성을 향상시킬 수 있는 폴리우레탄으로 표면처리를 한다. 폴리우레탄으로 표면처리를 함으로써 금속류가 가지고 있는 단점, 즉 전도성, 표면처리 비용, 유지관리 비용 등이 해결될 수 있는 효과를 기한 것이다.The present invention is a surface treatment with a polyurethane that can improve the heat resistance, insulation, fire resistance, adhesion and improve the fire resistance, weather resistance in order to compensate for the shortcomings of the metals as described above. Surface treatment with polyurethane is intended to solve the disadvantages of metals, that is, conductivity, surface treatment cost, maintenance cost and the like can be solved.
금속류와 폴리우레탄을 합성시켰을 때 그 각각의 역할은 다음과 같다. 교량유지 점검통로용 주구조로서 요구되는 강도는 금속뼈대류가 감당하도록 하며 폴리우레탄은 모양내기와 색깔, 충격 그리고 절연성 등을 감당하게 한다. 예를 들어 도 1의 주구조 임의의 한 단면을 살펴보면 도 3과 같이 금속류의 뼈대표면에 폴리우레탄(Urethane)재료가 덮어져 있는 형태로 합성한 재료를 사용하도록 했다.When synthesizing metals and polyurethanes, their respective roles are as follows. As the main structure for the bridge maintenance inspection passage, the required strength is to be covered by metal skeletal convection, and polyurethane is to bear shape, color, impact and insulation. For example, looking at an arbitrary cross-section of the main structure of FIG. 1, as shown in FIG. 3, a material synthesized in a form in which a polyurethane material is covered on a skeleton surface of metals is used.
또한 금속류인 구조용 강재에 폴리우레탄으로 표면처리시 충격, 진동, 기상변화 및 외부변형에도 재료가 분리되지 않게 도 3과 같이 합성을 시켜야 한다.In addition, it should be synthesized as shown in Fig. 3 so that the material is not separated even when impact, vibration, weather changes and external deformation when the surface treatment with a structural steel material of polyurethane.
상기와 같이 구조용 강재와 폴리우레탄을 합성하여 사용함으로써 작용하중은 주프레임인 구조용 강재가 부담하며 미관적 효과, 충격흡수 및 표면처리는 폴리우레탄이 감당하게 되어 구조용 강재가 가지고 있는 단점, 즉 전도성, 표면처리 비용, 유지관리 비용 등이 해결될 수 있다.By synthesizing the structural steel and polyurethane as described above, the working load is borne by the structural steel, which is the main frame, and the aesthetic effect, shock absorption, and surface treatment are the polyurethanes to bear the disadvantages of structural steel, that is, conductive, Surface treatment costs, maintenance costs, etc. can be solved.
도 1 은 점검용 통로의 구조측면도1 is a structural side view of an inspection passage
도 2 는 점검용 통로의 구조사시도2 is a structural perspective view of an inspection passage
도 3 은 강재와 폴리우레탄의 합성구조도3 is a structural diagram of steel and polyurethane
도 4 는 구조의 실시 부위별 형태도4 is a configuration diagram for each embodiment of the structure
도 5a 의 (a)는 판형교의 교량점검 장치(거더방향 검사로) 설치장소 표시도도 5a 의 (b)는 박스거더교의 교량점검 장치(거더방향 검사로) 설치장소 표시도도 5a 의 (c)는 트러스교의 교량점검 장치(거더방향 검사로) 설치장소 표시도도 5b 의 (a)는 일반교각의 교량점검장치(횡방향 검사로)의 설치장소 표시도도 5b 의 (b)는 PC거더와 RC 바닥판을 지지하는 교각의 교량점검장치(횡방향 검사로)의 설치장소 표시도도 5b 의 (c)는 독립기둥식 교각에서의 교량점검장치(횡방향 검사로)의 설치장소 표시도도 5c 의 (a)는 지표면 높이 5m 이상에서의 교량점검장치 설치장소 표시도도 5c 의 (b)는 지표면 높이 5m 미만의 승강사다리 설치예시도도 5d 는 교각의 검사용 난각의 설치상태를 보인 예시도FIG. 5A (a) is a diagram showing the installation point of the bridge inspection device (girder direction inspection path) of the plate bridge. FIG. 5A (b) is a diagram showing a location of the bridge inspection device (girder direction inspection path) of the box girder bridge. Figure 5b shows the installation location of the bridge inspection device (by girder direction inspection) of truss bridge and (b) shows the installation location of the bridge inspection device (by the lateral inspection road) of general bridge. 5-2 (c) is a diagram showing the installation location of a bridge inspection device (lateral inspection road) in an independent column pier. Figure 5c (a) is a diagram showing the installation location of the bridge inspection device at the ground height of 5m or more Figure 5c (b) is an illustration of the installation ladder of the lifting ladder of less than 5m above the ground surface 5d shows the installation of the inspection eggshell of the piers Illustration
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
(1) : 난간부(1): handrail
(2) : 바닥부(2): bottom part
(3) : 정착부(3): fixing unit
(4) : 폴리우레탄(4): polyurethane
(5) : 강재(5): steel
(6) : 관통구멍(100) : 맨홀(200) : 검사용 난간(300) : 받침(6): through hole 100: manhole 200: handrail for inspection (300): support
교량유지점검용 통로의 형식은 도 2 와 같이 난간부, 바닥부, 정착부로 이루어져 있으며 도 4 에서와 같이 난간부, 바닥부, 정착부의 금속부분 구조는 강판을H형태로 변형하여 사용하였다. 그리고 교량유지점검용 통로의 주구조 형상은 U자 형태를 이루고 있으며 주구조의 소요강도는 금속류로 만든 뼈대가 감당하고 절연성, 색깔내기, 표면처리 등은 폴리우레탄(Urethane)가 담당하도록 하는 것이다. 또한 난간부, 바닥부, 정착부의 결합은 바닥부 위에서 용접으로 결합되며 절연성과 표면처리 등을 위해 폴리우레탄(Urethane)을 사용하였다. 즉, 도 3의 주구조 임의의 한 단면과 같이 금속류의 뼈대와 그 바깥표면에 폴리우레탄(Urethane)재료가 일체로 합성되어 있다.The bridge maintenance inspection passage is composed of a railing part, a bottom part and a fixing part as shown in FIG. 2, and a metal part structure of the railing part, the bottom part and the fixing part as shown in FIG. In addition, the main structure of the bridge maintenance inspection passage has a U-shape. The required strength of the main structure is handled by metal skeletons, and the insulation, coloring, surface treatment, etc. are made by polyurethane. In addition, the handrail, the bottom, and the fixing part are joined by welding on the bottom and polyurethane is used for insulation and surface treatment. That is, a polyurethane material is integrally synthesized on the skeleton of metals and its outer surface as in any one cross section of the main structure of FIG. 3.
상기 내용과 같이 교량 점검용 통로는 도 2 와 같거나 유사한 형태의 금속뼈대류를 구성하고 그 표면에 폴리우레탄(Urethane)을 덮어서 합성되도록 한다. 폴리우레탄(Urethane)을 합성하는 방법은 스프레이식 발포성형과 주입식 발포성형 등이 있다.As described above, the bridge inspection passage forms a metal convection of the same or similar shape as that of FIG. 2 and covers the surface of polyurethane to synthesize it. Methods of synthesizing polyurethane include spray foam molding and injection foam molding.
경질 폴리우레탄폼 스프레이 발포는 2종류의 혼합액을 특수 제작된 스프레이건으로 대상표면에 직접 분사 발포시키는 방법으로 흡수율이 매우 낮고, 강력한 접착력을 가지며, 단열 시공이 힘든 굴곡면의 단열에 매우 효과적인 시공방법이다. 경질 폴리우레탄폼 주입 발포는 2종류의 혼합액을 발포기를 사용하여 대상물의 공간에 주입 발포시키 방법으로 보드단열에서 생기는 이음새를 없애주고, 대상구조물에 강한 자기 접착력을 발휘한다.Hard Polyurethane Foam Spray Foam is a specially formulated spray gun that sprays and sprays directly onto the target surface. It has a very low absorption rate, strong adhesive force, and is very effective for thermal insulation of curved surfaces. . Rigid polyurethane foam injection foam eliminates the seam from board insulation by injecting and foaming two kinds of mixed liquid into the space of the object using a foaming machine, and exhibits strong self-adhesive force on the target structure.
폴리우레탄의 제조공정과 성형방법은 일반적인 것이므로 상세한 설명은 생략한다.Since the manufacturing process and molding method of the polyurethane is a general one, detailed description thereof will be omitted.
또한 금속류와 폴리우레탄을 합성시킬 때는 원활한 합성작용을 위해 금속류뼈대에 도 3 과 같은 관통구멍을 뚫어서 폴리우레탄(Urethane)이 내부 일체가 되도록 한다. 이렇게 되면 온도변화, 기상작용, 외부변형이 심하게 발생하더라도 금속재료와 폴리우레탄(Urethane)재료는 분리되지 아니한다. 또한 폴리우레탄(Urethane)재료가 어느 정도의 두께(최소 3∼5mm)를 유지하기 때문에 마모나 기계적 충격에 의해 표면이 박탈할 가능성도 적어진다. 따라서 이 방법은 금속류 뼈대에 페인팅을 하는 방법과는 근본적으로 차이가 있는 것이다.In addition, when synthesizing metals and polyurethane, a through hole as shown in FIG. 3 is drilled in the metal skeleton for smooth synthesis, so that polyurethane (Urethane) becomes an internal unit. In this case, the metal material and the polyurethane material are not separated even if the temperature change, the gas phase action, and the external deformation occur severely. In addition, since the polyurethane material maintains a certain thickness (at least 3 to 5 mm), the possibility of surface deprivation due to wear or mechanical impact is reduced. Therefore, this method is fundamentally different from painting a metal skeleton.
(실시예)(Example)
교량유지점검용 통로의 형식은 도 2 와 같이 난간부(1), 바닥부(2), 정착부(3)로 이루는데 금속부분의 구조는 강판을 H형태로 행하고 난간부(1), 바닥부(2), 정착부(3)의 결합은 바닥부(1) 위에서 용접으로 결합하며 이 강재(5)에 스프레이식 발포성형과 주입식 발포성형중 택일하여 폴리우레탄(4)를 덮어서 합성한다.The bridge maintenance inspection passage has a railing part 1, a bottom part 2, and a fixing part 3 as shown in FIG. 2, and the metal part has a steel plate in the H shape, and the railing part 1 and the bottom part. The combination of the part 2 and the fixing part 3 is welded on the bottom part 1, and the steel material 5 is made of spray foam molding or injection foam molding by covering the polyurethane 4 to be synthesized.
상기 강재와 폴리우레탄재를 합성시킬 때 강재에 관통구멍(6)을 뚫어서 폴리우레탄과 일체가 되도록한다. 이때, 두께를 3㎜ 미만으로 할 경우, 마모나 기계적 충격에 의해 표면이 박탈될 가능성이 있으며, 5㎜를 초과할 경우, 공사기간 및 공사비가 증대되므로, 폴리우레탄의 재료의 두께를 3∼5㎜ 로 유지하는 것이 바람직하다.When the steel material and the polyurethane material are synthesized, the through hole 6 is drilled into the steel material so as to be integral with the polyurethane. At this time, if the thickness is less than 3 mm, the surface may be deprived due to wear or mechanical impact. If the thickness is more than 5 mm, the construction period and the construction cost increase, so that the thickness of the polyurethane material is 3 to 5 It is preferable to keep it in mm.
(응용예, 변형예)(Application, Modification)
본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시예와 변형예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 설계변경적 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above specific preferred embodiments and modifications, and any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims can make various design changes. Of course, such changes are within the scope of the claims.
상기와 같이 본 발명은 지금까지의 재질인 강철류, 알루미늄류, 단순 플라스틱류, 단순 섬유강화플라스틱(FRP) 종류보다 유지관리, 강도, 비자성체, 미려한 색상면에서 탁월한 우수성이 있다. 따라서 환경 친화적이며 경제적인 점검통로를 구성할 수 있게 되는 것이다. 또한 경량화가 가능하기 때문에 취급이 용이하고 부착된 상태에서 교각이나 상판에 무리를 주지 않는다.As described above, the present invention has superior advantages in terms of maintenance, strength, nonmagnetic material, and beautiful color than steels, aluminum, simple plastics, and simple fiber reinforced plastics (FRP). Therefore, it is possible to construct an environmentally friendly and economical inspection passage. In addition, because it is light in weight, it is easy to handle and does not cause pier or top plate while attached.
이렇게 됨으로서 국가나 지방자치단체의 교량 유지 보수에 지출되는 막대한 예산을 절감하는 경제적인 효과도 발생되는 것이다.This also has the economic effect of reducing the huge budget spent on bridge maintenance in national and local governments.
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GRNT | Written decision to grant | ||
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