KR100584675B1 - 가설 교량의 주 거더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가설 교량의 주 거더에 관한 것으로, 상판을 지지하는 강선의 장착 및 해체 작업이 용이하도록 하고, 주변 온도 등의 변화에 상관없이 강선의 긴장력을 유지할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

개시된 본 발명에 따른 가설 교량의 주 거더는, 상하 수평부(11,12) 및 상기 상하 수평부 사이에 형성되는 수직부(13)로 이루어진 다수의 프레임(10)이 결합되어 이루어진 본체(100)와; 상기 프레임의 수직부의 양측에 상기 수직부에 대해 직각을 이루면서 상기 프레임의 양측 단부측에 각각 형성되는 제1격벽(40)과; 상기 제1격벽들의 사이에 상호 간에 일정 간격을 두고 형성되는 제2격벽(50)과; 중앙부가 하부를 향해 볼록하도록 인장된 상태로 상기 제1,2격벽에 수용되는 다수의 제1강선(20)과; 중앙부가 상부를 향해 볼록하도록 인장된 상태로 상기 제1,2격벽에 결합되는 하나의 제2강선(30)으로 이루어지며, 상기 제1,2격벽에 형성되며 상기 제1,2강선이 각각 안착되는 안착부(41,51), 상기 안착부를 외부와 연통시키는 경사형 안내부(42,52) 및 상기 안내부의 입구측에 상기 안내부를 폐쇄하는 방향을 탄력 지지되어 상기 안내부를 개폐하는 키(43,53)를 더 포함하여 구성된다.

가설 교량, 거더, 강선, 안착부, 안내부, 텐션

Description

가설 교량의 주 거더{A main girder of temporary bridge}

도 1은 본 발명에 따른 가설 교량의 주 거더의 설치 상태도.

도 2는 본 발명에 따른 가설 교량의 주 거더의 정면도.

도 3은 본 발명에 따른 가설 교량의 주 거더에 적용된 프레임의 일부 절결 사시도.

도 4a와 도 4b는 각각 본 발명에 따른 가설 교량의 주 거더에 적용된 제1,2격벽의 정면도.

도 5는 본 발명에 의한 가설 교량의 주 거더에 적용된 텐션유지수단을 보인 일부 발췌 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 프레임, 20,30 : 강선

40,50 : 격벽, 41,51 : 안착부

42,52 : 안내부, 43,53 : 키

60 : 코일스프링,

본 발명은 가설 교량에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가설 교량이 차량 등으로부터 전가되는 하중에 의해 하부로 처지지 않도록 하고, 가설 교량을 지지하기 위한 강선의 탈착이 용이하도록 한 가설 교량의 주 거더에 관한 것이다.

일반적으로, 도로개설이나 다리가설등을 위하여 먼저 가설교량이 개설된다.

종래의 가설교량의 시공법의 일예로 2001년 9월 29일자 공개된 한국 공개특허공보 특2001-88998호에 강현부재를 이용한 프리스트레스 콤팩트 거더의 시공법이 개시되어 있다.

이러한 프리스트레스 콤팩트 거더의 시공법은 H형강의 거더하부에 철근형상의 강현부재(Round Bar)를 부가 사용하여 외부하중에 의한 휨의 변형 방향에 대항할 수 있도록 압축응력 및 인장응력을 외부하중의 반대방향으로 사전에 작용시켜 그 내하력을 높일수 잇다는데 착안, H형강의 거더와 이 H형강의 거더의 길이방향에 있는 정착구에 고정 연결되어 그 양단측에서 상호 안쪽으로 잡아당겨지도록 긴장된 적어도 하나의 강형부재와, 이 적어도 하나의 강형부재를 그 긴장된 상태에서 활모양으로 지탱하는 지지수둔(편향부;Deviator)을 포함하여 상부에서 가해지는 외력에 대한 내하력을 높이기 위한 압축응력 및 인장응력이 미리 작용되어 있는 프리스트레스를 도입한 강재보를 구성하였다.

상기 프리스트레스 콤팩트 거더 가설교량에 대한 다른 예로서는 연속식 장지간 가설교량이 2002년 3월 15일 출원된 국내 실용신안등록 제20-281077호에 개시되 어 있다. '연속식 장지간 가설교량'은 가설교량의 교각의 상부를 포함한 전체 교량빔에 프리 스트레싱 구조를 설치하고 교량 빔의 I형강의 양측면에 고정지지부가 고정되고 상기 I형강의 하측부에 관통부를 형성하여 긴장되는 긴장강선이 관통부를 통하여 고정지지부에 고정되는 구조를 가지므로 교각의 상부의 교량빔에도 연속적으로 스트레싱을 가함으로서 교각의 교량빔의 항복하중과 극한 하중을 증가시키는 것이 가능하게 하는 것이다.

상기 종래의 가설교량 구조는 강현부재가 H형강의 하단부에 볼록하게 돌출되는 형태를 띠는 것으로 취급이 용이하지 못한 단점이 있다. 취급이 용이하지 못한 이유로는 H형강과 H형강에 부수적으로 추가되는 구조물은 H형강의 제조공장에서 일체로 제조 생산하여 가설교량이 설치되는 곳으로 운송하게 되는데, 돌출 형성한 강현부재 때문에 적층이 용이하지 못하고, 부피가 비대해지는 문제점이 있다.

또한 긴장된 강선는 과중차량의 빈번한 통행 때마다 스트레스를 받으면서 강현부재와 마찰이 발생하게 되는데 이러한 마찰에 그대로 노출되어 있어 강선이 전혀 보호되지 못하는 문제점이 있는 지적되었다.

다른 한편으로는 상술한 종래의 두 가지 가설교량 기술은 모두 강현부재를 사용한다는 점에서는 동일하나 강현부재의 부착구조에 있어서 차이가 있는 것으로 후자의 가설교량 기술은 H형강(I형강)의 하측 수평변에 강선이 통과하는 구멍을 산

소용접기 등을 이용하여 뚫어 형성하는 것으로, 이 구멍이 응력이 집중되어구조물의 안정성이 저하되는 치명적인 문제점이 지적되었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 등록실용신안 제385967호로 가설 교량 의 주 거더 구조가 제안된 바 있다.

상기 가설 교량의 주 거더 구조는, 가설교량의 주 거더인 I형강에 강선을 설치하고, 강선이 인장력을 가하여 가설교량의 주 거더에 모멘트를 가하도록 하는 가설교량 주거더의 구조로서, I형강)의 중심부분에는 다수 개의 수직강판을 이격시켜 I형강(10)의 안쪽에 고정형성하고, 일측의 수직강판사이에 수평강판을 고정형성하며, 타측의 수직강판사이에 수평강판을 고정형성하고, 상기 수직강판에는 수평방향으로 다수개의 파이프를 고정한 것과, I형강의 양쪽 단부에는 다수 개의 수직강판을 수직방향으로 이격시켜 형성하고, 각 수직강판사이에는 수평강판을 형성하며, 상기 수직강판에는 수평방향으로 다수개의 파이프를 고정한 것과, 상기 최 외측 수직강판에는 강선을 고정시키기 위하여 자리홈을 형성하고, 자리 홈에는에는 억류관을 삽입시키고, 억류관에는 테이퍼형상으로 끼워지는 쐐기 관을 삽입시키는 것과, 상기 양쪽 파이프와 중앙의 파이프에 강선을 아래쪽이 볼록한 형태로 끼우고, 상기 양쪽 파이프와 중앙의 파이프에 강선을 위쪽이 볼록한 형태로 끼워 인장력이 가해진 긴장상태로 고정하는 것을 포함하여 구성된다.

상술한 가설 교량의 주 거더 구조에 의하면, 과중한 하중이 가해지고 해제되는 과정에서 강선에는 미세한 움직임이 발생하게 되는데, 이러한 미동에 대하여도 강선은 파이프에 의해 보호되는 것으로 파손의 우려가 최소화되는 것이다.

또한 하중이 순간적으로 해제되었을 때에 반발력이 발생하여 중앙부분이 솟구치는 출렁임을 방지할 수 있는 것으로 보다 안정적인 상태를 유지할 수 있는 등의 효과가 있다.

그러나, 종래 기술에 의한 가설 교량의 주 거더 구조에 따르면 다음과 같은 문제점이 있다.

강선이 수직강판을 관통하는 구조이기 때문에 강선을 설치하는 경우 강선을 최외측의 수직강판에 관통시켜 일렬로 배열된 수직강판들에 하나씩 삽입하여야 하며, 반대로, 강선을 해체하기 위해서는 강선을 일측에서 잡아 당겨야 하므로 강선의 설치작업과 해체작업이 매우 불편하고 번거로운 문제점이 있다.

또한, 강선은 재질의 특성상 주변 온도 변화에 따라 수축 팽창하는 변형이 발생된다. 즉, 하절기에는 강선이 늘어나기 때문에 인장력이 작아질 수 밖에 없으며, 이에 따라 제기능(교량에 가해지는 하중에 대한 교량의 처짐과 출렁거림 방지)을 수행하지 못하는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가설 교량에 가해지는 동적하중에 대한 가설 교량의 변형(처짐과 출렁거림)을 막기 위한 강선의 체결과 해체 작업이 용이하도록 한 가설 교량의 주 거더를 제공하려는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 강선이 주변 온도 변화에 의해 수축/팽창하여도 상시 인장력을 유지할 수 있도록 하려는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가설 교량의 주 거더는, 프레임에 긴장된 상태로 장착되어 교량을 지지하는 제1,2강선, 상기 제1,2강선이 장착되는 구조물에 외부와 연통되도록 형성되어 상기 제1,2강선의 장착과 해체 작업이 용이하도록 한 안착부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1,2강선의 양측 단부 중 일개소 이상에는 상기 제1,2강선을 지속적으로 긴장시키는 텐션유지수단이 더 장착된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 가설 교량의 주 거더는, 다수의 프레임(10)이 결합되어 이루어지며 상판(1)이 결합되는 본체(100)와, 본체(100)의 프레임(10)에 긴장된 상태로 장착되어 프레임(10)을 지지하는 다수의 강선(20,30)으로 구성된다.

본체(100)는 다수의 프레임(10)이 스페이서를 매개로 하여 나란하게 연결되어 이루어진다.

프레임(10)은 상하 수평부(11,12), 상하 수평부(11,12)의 사이에 형성되는 수직부(13)로 이루어진 I형강이다.

강선(20,30)은 프레임(10)에 긴장된 상태로 장착되어 프레임(10)에 가해지는 하중에 대한 처짐과 출렁거림을 막는 것으로, 프레임(10)의 처짐을 막기 위한 제1강선(20)과 프레임(10)의 출렁거림을 막기 위한 제2강선(30)으로 구분된다.

도 1 내지 도 3에서와 같이, 제1강선(20)은 프레임(10)에 중앙부가 하부를 향해 볼록하도록 긴장된 상태로 장착되어 상판(1)의 중앙부가 하부로 처지지 않도록 지지하며, 제2강선(30)은 중앙부가 상부를 향해 볼록하도록 긴장된 상태로 장착되어 상판(1)에 가해지던 하중이 제거될 때 상판(1)이 제1강선(20)에 의해 출렁거리지 않도록 하는 것이며, 제1강선(20)은 두 가닥이 사용되며 제2강선(30)은 한가닥이 사용되는 것이 바람직하다.

제1,2강선(20,30)의 장착구조는 다음과 같다.

제1,2강선(20,30)은 프레임(10)의 내부에 외부로 돌출되지 않도록 형성되는 것이 바람직하며, 이에 따라 프레임(10)의 수직부(13)의 양측에는 제1,2강선(20,30)을 수용하는 격벽(40,50)이 형성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1,2강선(20,30)은 중앙부가 하부 또는 상부를 향해 볼록하게 긴장된 상태이므로 이를 위하여 격벽(40,50)은 제1,2격벽(40,50)으로 구분된다.

제1격벽(40)은 프레임(10)의 양측 단부측에 각각 형성되며, 제2격벽(50)은 제1격벽(40)들의 사이, 바람직하게 프레임(10)의 중앙측에 형성된다. 이때, 도면에서 보이는 것처럼, 제1격벽(40)은 3개가 한 셋트일 수 있고, 제2격벽(40)은 2개가 한 셋트로서 2개의 셋트가 상호 간에 일정 간격을 두고 형성된다.

본 발명은 제1,2강선(20,30)을 용이하게 장착 및 해체할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하며, 도 3 내지 도 4b에서 보이는 것처럼, 제1,2격벽(40,50)에는 제1,2 강선(20,30)이 각각 안착되는 안착부(41,51)가 형성되고, 안착부(41,51)에는 안착부(41,51)를 외부와 연통시켜 제1,2강선(20,30)이 각각 끼워지도록 유도하는 안내부(42,52)가 형성된다. 즉, 안착부(41,51)가 안내부(42,52)를 통해 외부와 연통되기 때문에 제1,2강선(20,30)의 설치시 제1,2강선(20,30)을 배열한 상태에서 안착부(41,51)와 대응되는 부분을 안내부(42,52)에 밀어넣음으로써 제1,2강선(20,30)을 장착할 수 있다. 이때, 제1,2강선(20,30)이 안착부(41,51)에서 빠지지 않도록 안착부(41,51)는 안내부(42,52)와 단차지게 형성되고, 안내부(42,52)는 제1,2강선(20,30)이 빠지지 않는 각도로 경사지게 형성된다.

더불어, 제1,2강선(20,30)의 이탈을 효과적으로 방지할 수 있도록 안내부(42,52)의 입구에는 안내부(42,52)의 입구를 개폐하는 키(43,53)가 장착된다. 키(43,53)는 일단(예컨대 하단)이 격벽(40,50)에 각각 회전 가능하게 힌지 결합되면서 미도시된 탄성부재를 통해 안내부(42,52)를 폐쇄하는 방향으로 탄력 설치되고, 그 상단의 자유단부는 안내부(42,52)의 걸림턱(44,54)에 걸려 안내부(42,52)를 폐쇄한다.

제1,2강선(20,30)은 격벽(40,50)과의 마찰계수를 최소화하기 위해 파이프(21,31)를 통해 장착될 수 있다.

본 발명은 제1,2강선(20,30)이 상시 긴장된 상태를 유지할 수 있도록 텐션유지수단이 더 채용된다.

도 5에서 보이는 것처럼, 상기 텐션유지수단은 예컨대, 제1,2강선(20,30)에 긴장력을 제공하는 코일스프링(60)일 수 있다. 코일스프링(60)의 장착구조는 예컨 대, 프레임(10)의 수직부(13)에는 제1,2강선(20,30)이 각각 관통되는 스프링 지지판(61)이 고정되고, 스프링 지지판(61)을 관통한 제1,2강선(20,30)의 단부에는 가압판(62)이 결합되며, 코일스프링(60)은 그 내부에 제1,2강선(20,30)이 관통되며 스프링 지지판(61)과 가압판(62)의 사이에 개재되어 가압판(62)을 탄력 지지한다. 이러한 구조의 텐션유지수단은 제1,2강선(20,30)의 양측 단부 모두에 설치되거나 일측에만 설치될 수 있다(이때 제1,2강선(20,30)의 타측은 프레임(10)에 고정된 상태).

제1,2강선(20,30)의 장착 및 해체가 용이하도록 스프링 지지판(61)도 격벽(40,50)의 안착부(41,51) 및 안내부(42,52)가 동일하게 적용될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 가설 교량의 주 거더의 작용은 다음과 같다.

제1강선(20)을 중앙부가 하부를 향해 볼록하도록 하고 제2강선(30)을 중앙부가 상부를 향해 볼록하도록 배열한 상태에서 제1,2강선(20,30)을 각각 안내부(42,52)에 밀어 넣게 되면 제1,2강선(20,30)이 키(43,53)를 밀고 안내부(42,52)를 경유한 후 안착부(41,51)에 안착된다. 안착부(41,51)에 안착된 제1,2강선(20,30)은 단부가 텐션유지수단의 코일스프링(60)에 의해 탄력 지지됨으로써 긴장된 상태를 유지한다. 코일스프링(60)은 스프링 지지판(61)을 지지기반으로 하여 가압판(62)을 밀기 때문에 제1,2강선(20,30)은 지속적으로 긴장된 상태를 유지할 수 있다. 제1,2강선(20,30)의 장착시 인장기를 이용하여 제1,2강선(20,30)을 긴장시킨 상태에서 가압판(62)을 결합함으로써 제1,2강선(20,30)을 긴장시킬 수 있고, 다르게는 제1,2 강선(20,30)의 중앙부가 하부 또는 상부로 볼록하게 꺽이면서 자연적으로 긴장시킬 수도 있다.

제1,2강선(20,30)이 키(43,53)를 통과하면 키(43,53)는 미도시된 탄성부재의 탄성력에 의해 원상태로 복귀되어 안내부(42,52)를 폐쇄한다.

제1,2강선(20,30)이 장착된 상태에서 제1,2강선(20,30)은 긴장된 상태인 동시에, 안내부(42,52)가 제1,2강선(20,30)이 이탈되지 않은 각도로 경사지고 키(43,53)에 의해 제1,2강선(20,30)은 안착부(41,51)에서 이탈되지 않는다.

이 상태에서 차량 등이 상판(1)을 통과하여 상판(1)을 통해 프레임(10)에 하중이 전가되는 경우 제1강선(20)에 의해 중앙 부분이 상부를 향해 상승하려는 모멘트가 발생됨에 따라 상판(1)이 하부로 처지지 않게 된다.

차량이 통과하여 상판(1)에 전가되는 하중이 없어지면, 제1강선(20)에 의해 순간적으로 상판(1)이 출렁거릴 수 있는데, 이때에는 제2강선(30)이 하부를 향하는 모멘트를 발생하여 상판(1)의 출렁거림을 방지할 수 있다.

한편, 제1,2강선(20,30)을 긴장시키는 코일스프링(60)은 스프링 지지판(61)을 지지기반으로 하여 가압판(62)을 밀어 제1,2강선(20,30)을 긴장시키게 되므로 제1,2강선(20,30)은 항상 긴장력을 유지하게 된다.

제1,2강선(20,30)의 유지보수 또는 교체시에는 키(43,53)를 눌러 안내부(42,52)를 개방한 상태에서 제1,2강선(20,30)을 빼낼 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가설 교량의 주 거더에 의하면, 상판의 처짐 및 출렁거림을 방지하기 위한 강선들을 일측에서부터 타측으로 관통시키거나 잡아 당김으로써 장착/해체할 필요없이 강선을 안내부에 밀어 넣음으로써 장착 및 해체할 수 있으므로 가설 교량의 제조 및 유지보수작업이 매우 용이해진다.

그리고, 강선들이 상시 긴장력을 제공받기 때문에 주변 온도 변화 등에 의해 강선이 팽창되더라도 강선은 상판을 지지할 수 있는 등의 현저한 효과가 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (2)

1. 상하 수평부(11,12) 및 상기 상하 수평부 사이에 형성되는 수직부(13)로 이루어진 다수의 프레임(10)이 결합되어 이루어진 본체(100)와; 상기 프레임의 수직부의 양측에 상기 수직부에 대해 직각을 이루면서 상기 프레임의 양측 단부측에 각각 형성되는 제1격벽(40)과; 상기 제1격벽들의 사이에 상호 간에 일정 간격을 두고 형성되는 제2격벽(50)과; 중앙부가 하부를 향해 볼록하도록 인장된 상태로 상기 제1,2격벽에 수용되는 다수의 제1강선(20)과; 중앙부가 상부를 향해 볼록하도록 인장된 상태로 상기 제1,2격벽에 결합되는 하나의 제2강선(30)으로 이루어진 가설 교량의 주 거더에 있어서,

   상기 제1,2격벽에 형성되며 상기 제1,2강선이 각각 안착되는 안착부(41,51), 상기 안착부를 외부와 연통시키는 경사형 안내부(42,52) 및 상기 안내부의 입구측에 상기 안내부를 폐쇄하는 방향으로 탄력 지지되어 상기 안내부를 개폐하는 키(43,53)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가설 교량의 주 거더.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1,2강선의 최외측 단부에 각각 설치되어 상기 제1,2강선에 인장력을 가함으로써 상기 제1,2강선의 장력을 유지토록 하는 텐션유지수단이 더 포함된 것을 특징으로 하는 가설 교량의 주 거더.

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