KR100740888B1 - 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지구조 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지구조 및 그 방법에 관한 것으로, 그 구성은 상기 트러스 하부쪽의 교좌장치와 인접한 위치의 수직재 및 하현재의 개단면 개방부에 설치된 트러스 내부 보강수단 및 일단이 상기 수직재측의 트러스 내부 보강수단에 취부되고 타단이 상기 하현재측의 내부 보강수단에 취부되는 하현 보강용 사재를 포함하는 것으로서, 노후한 교좌장치의 보수 및 교체 작업시 상부 트러스를 인상하는 위치에서의 보다 안정적인 구조적 보강이 이루어짐으로써 트러스 하현재의 굴절로 인한 손상을 방지할 수 있고, 인상시의 수직하중을 트러스 상현재에 안전하게 전달할 수 있으며, 보수교체시공 중에도 열차나 차량 등의 운행을 원활히 확보할 수 있게 되는 효과가 있다.

철도, 차량, 트러스 교량, 인상장치, 보수교체, 하현보강재

Description

트러스 교량의 보수교체용 보강 지지구조 및 그 방법{A Reinforcing Supporting Structure For maintenance of Truss bridge And Method Thereof}

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지구조에 적용되는 하현보강재와 인상수단의 설치상태를 도시한 것으로, 도 1a는 연속보 구간의 교량에 대한 측면도이고, 도 1b는 단순보 구간의 교량에 대한 측면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지구조에 적용되는 하현보강재의 설치상태를 도시한 교량의 정면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지 방법을 순차적 공정별로 나타낸 흐름도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 ; 교각 2 ; 교좌장치

3 ; 트러스 4 ; 침목

5 ; 레일 10 ; 하현보강재

11 ; 사재 12 ; 체결판(Splice Plate)

13 ; 보울트 14 ; 트러스 내부 보강수단

20 ; 인상수단 21 ; 유압잭

22 ; 브래킷

본 발명은 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지구조 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 노후된 교좌장치의 보수 및 교체 작업 시 상부 트러스를 인상하는 위치에 대한 보다 안정적인 보강이 이루어짐으로써 보수교체시공 중의 열차나 차량 등의 운행을 원활히 확보할 수 있으면서도 안전하게 상부 트러스를 지지 및 인상할 수 있게 한 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지구조 및 그 방법에 관한 것이다.

도로나 철도는 국가 기간 교통망으로서 대규모 물류 이동과 원활한 인적 운송을 담당하는 주요 운송 경로로 이용되고 있으며, 산악과 하천이 많은 우리 나라의 지형특성상 터널이나 교량을 건설하고 여기에 도로나 철도를 설치하여 횡단하도록 하는 경우가 빈번하다. 특히, 도로나 철도가 대형 하천을 통과함에 있어서 장대교량의 건설이 필수적으로 수반되는 바, 이에 대한 기술적인 교량 구조형식으로서 트러스 교량이 주로 건설되어 왔다. 이러한 국내의 주요 트러스 교량은 대부분 국가에서 직접 유지 관리하고 있는 1종의 주요 시설물로서 1910~1960년대에 건설된 것이 대부분이어서 이후 상당기간의 시일이 경과되어 그 시설 자체가 상당히 노후한 상태에 있다.

더욱이, 상기 철도 트러스 교량은 대형 하천을 횡단하는데다가 교량보수 등을 위한 운행 제한시 철도교통이 마비될 수밖에 없는 우리 나라의 특성상 열차 차단 또는 서행이 매우 곤란하며, 한강철교의 경우가 그 좋은 예다. 한강철교는 전국 철도운행횟수가 최다인 서울 진입 교량으로서, 열차운행 차단시 즉각적으로 전국적인 철도교통의 마비현상을 초래한다.

따라서, 우리 나라 트러스 교량의 노후화에 대한 대책을 마련함과 아울러 추후의 안전한 철도 운행을 위해서는 적절하고도 확실한 보수 및 보강 조치를 강구하여야 할 필요성이 강력히 대두되고 있는 현실이다.

일반적으로, 상기의 트러스 교량은, 트러스로 이루어진 상부구조물과, 이를 지지하기 위한 교각 및 교대 등의 하부구조물과, 상기 상부구조물과 하부구조물을 연결하여 과중한 상부구조물의 하중을 상기 하부구조물로 적절히 분산시켜 전달할 수 있도록 원활한 신축 지지기능을 수행하기 위한 교좌장치로 이루어져 있으며, 상기 상·하부구조물은 열차운행 중에도 보수 및 보강작업이 가능하다.

그러나, 상기 교좌장치에 대한 보수 및 교체작업을 수행함에 있어서는, 상부구조물인 트러스를 인상한 상태에서만이 비로소 가능하므로 열차운행을 차단한 상태에서 보수 및 교체작업을 수행하는 것이 가장 안전하지만, 이는 앞서 설명한 바와 같이 철도교통의 마비현상을 초래하기 때문에 열차운행을 그대로 유지한 채로 교량의 보수 및 교체작업을 안전하게 수행할 수 있어야 하는데, 현재까지는 이에 대한 마땅한 교량 보수방법 및 장치가 마련되어 있지 못한 실정이다.

또한, 우리 나라의 철도 트러스 교량은 자갈이 없는 무도상 교량으로 상부 트러스를 조금만 인상하여도 레일의 높이가 민감하게 변화할 뿐만 아니라, 경간이 긴 장대 트러스이므로 자체하중과 열차하중이 과중 부하되는 점을 감안한 상기 교좌장치의 보수 및 교체작업이 이루어져야 하는 어려움이 있었다.

또한, 철도 트러스 교량은 열차의 운행시 상기 열차의 사행동으로 인하여 교량의 횡진동이 심하게 발생할 수 있으며, 특히 손상된 교좌장치를 보수 및 교체하고자 상부 트러스를 인상하는 경우에 있어서 상기 교좌장치의 기능이 자유단으로 변환되면서 교량 인상용 유압잭에 의해서만 상부 트러스를 임시로 지지하게 되므로, 이러한 상태에서의 보다 안전한 열차운행을 위해서는 상부 트러스의 안정적인 지지수단이 반드시 필요로 하게 되는데, 이에 대한 적절한 지지수단이 마련되어 있지 못하였다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은, 노후된 트러스 교량 교좌장치의 보수 및 교체 작업시 상부 트러스를 인상하는 위치에서의 보다 안정적인 구조적 보강이 이루어짐으로써 트러스 하현재의 굴절로 인한 손상을 방지할 수 있고, 인상시의 수직하중을 트러스 상현재에 안전하게 전달할 수 있으며, 보수교체시공 중의 열차나 차량 운행을 원활히 확보할 수 있으면서도 안전하게 상부 트러스를 지지 및 인상할 수 있도록 된 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지구조 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지구조는 트러스 하부를 지지하는 교좌장치를 보수 및 교체하기 위해 상기 트러스를 인상하는 경우 상기 트러스를 안정적으로 지지하기 위한 보강 지지구조에 있어서, 상기 트러스 하부쪽의 교좌장치와 인접한 위치의 수직재 및 하현재의 개단면 개방부에 설치된 트러스 내부 보강수단 및 일단이 상기 수직재측의 트러스 내부 보강수단에 취부되고 타단이 상기 하현재측의 내부 보강수단에 취부되는 하현 보강용 사재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지방법은, 트러스 하부쪽의 교좌장치와 인접한 위치의 상현재 및 하현재의 개단면 개방부에 트러스 내부 보강수단을 설치해두는 단계와, 상기 상현재와 하현재의 각 표면상의 상기 트러스 내부 보강수단이 설치된 위치에 체결판을 각각 보울트로 설치해두는 단계와, 상기 상현재와 하현재에 설치된 각 체결판 간에 상기 상현재를 중심으로 하여 대칭되도록 다수의 하현보강용 사재를 소정의 경사각으로 각각 설치하는 단계와, 상기 교좌장치의 보수 및 교체시 상기 각 사재의 하단측 하현재 하부에 설치된 인상수단을 구동하여 적정 높이만큼 상기 트러스를 인상시켜주는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지구조 및 방법을 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 트러스 교량 중에서 특히 철도 트러스 교량에 보다 적합한 구조이며, 이하의 상세한 설명에서는 철도 트러스 교량을 예시하여 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 철도 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지구조 및 방법을 설명하기 위한 것이다. 즉, 도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 철도 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지구조에 적용되는 하현보강재(10)와 인상수단(20)의 설치상태를 도시한 것으로서, 도 1a는 연속보 구간의 교량에 대한 측면도이고, 도 1b는 단순보 구간의 교량에 대한 측면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지구조에 적용되는 하현보강재(10)의 설치상태를 도시한 교량의 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지방법을 순차적 공정별로 나타낸 흐름도이다.

본 발명에 따른 철도 트러스 교량의 구조는, 도 1a(연속보 구간의 예)와 도 1b(단순보 구간의 예) 및 도 2에 도시된 일반적인 트러스 교량의 구조에서 보는 바와 같이, 트러스(3)로 이루어진 상부구조물과, 이를 지지하기 위한 교각(1) 등의 하부구조물과, 상기 상부구조물과 하부구조물을 연결하여 과중한 상부구조물의 하중을 상기 하부구조물로 적절히 분산시켜 전달할 수 있도록 원활한 신축 지지기능을 수행하기 위한 교좌장치(2)로 이루어지며, 상기 트러스(3)의 내부 바닥면상에는 침목(4)이 설치되고, 그 상부에 레일(5)이 설치된 구조를 이룬다.

이러한 트러스 교량에 적용되는 본 발명에 따른 보수교체용 보강 지지구조는, 교량 인상시 트러스(3)의 상현재에 하중을 전달하여 하현재의 좌굴이나 손상을 방지할 수 있도록 상기 트러스(3)의 하부를 보강함과 아울러 이를 들어올릴 수 있는 인상수단(20)을 포함하는 것으로서, 사재(11), 체결판(12) 및 보울트(13)를 포함하여 이루어지는 하현보강재(10)와; 유압잭(21) 및 브래킷(22)을 포함하여 이루어지는 인상수단(20)을 결합한 구조로 되어 있다.

즉, 본 발명에 따른 보수교체용 보강 지지구조는, 교각(1)의 상면에 설치된 교좌장치(2)에 의해 지지되는 트러스(3)의 하부가 안정적으로 지지될 수 있도록 보강함과 아울러 상기 교좌장치(2)를 보수 및 교체할 수 있도록 상기 트러스(3)를 인상하기 위하여 상기 트러스(3)의 하부에 결합되는 것으로서, 상기 트러스(3) 하부쪽의 상현재(6)와 하현재(7)의 모서리부에 상기 상현재(6)를 중심으로 좌우대칭되는 형태로 소정의 경사각을 유지하며 각 해당위치에 체결 고정되는 다수의 하현보강재(10)와, 상기 각 하현보강재(10)의 하단측 하현재 하부에 설치되어 상기 교좌장치(2)의 보수 및 교체시 제어장치(미도시)의 제어에 의해 적정 높이만큼 상기 트러스(3)의 각소를 각각 인상시켜주는 인상수단(20)을 포함하는 구조를 이루는 것이다.

이때, 상기 하현보강재(20)의 사재(11)를 설치하기 위한 경사각은 수평면에 대하여 45∼60°유지할 수 있도록 하고, 상기 인상수단(20)은 나사식의 유압잭(21)이 적용될 수 있으며, 인상수단(20)은 실시예에 따라 교각(1)의 모서리부에 고정된 브래킷(22) 상에 설치되는 경우, 교각(1)의 상부에 직접 설치되는 경우 및 교각(1)과 별도로 교각(1)의 부근에 설치된 가설벤트(미도시) 상에 설치되는 경우 등이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같은 구조를 이루는 본 발명에 따른 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지방법을 첨부된 도 3의 흐름도에 의거하여 설명해보면 다음과 같다.

먼저, 트러스(3) 하부쪽의 교좌장치(2)와 인접한 위치의 상현재(6) 및 하현재(7)의 개단면 개구부에는, 트러스 내부 보강수단(14)이 설치되어 사재(11)가 견고하게 지지될 수 있도록 한다. 도 1a에는 트러스 내부 보강수단(14)으로서 지지용 철판을 설치한 경우로서 상현재(6)의 개구부에 복수개의 지지용 철판이 일정 간격으로 나란하게 이격된 상태로 설치되고 하현재(7)의 개구부에 복수개의 지지용 철판이 적층된 구조가 도시되어 있다. 한편, 도 1b에는 트러스 내부 보강수단(14)으로서 유압나사잭을 설치한 경우를 나타내고 있으며, 그 외, 트러스 내부 보강수단(14)으로서 스크류잭이 사용될 수도 있다.

그 다음, 상기 지지용 철판이 설치된 위치에, 상기 다수의 체결판(12)을 각각 덧대고, 이에 보울트(13)를 체결할 수 있도록 다수의 구멍을 천공한 후, 상기 각 구멍에 보울트(13)를 각각 체결하여 상기 체결판(12)을 고정해둔다.

이와 같이 다수의 체결판(12)이 해당 위치에 각각 설치된 다음에는, 상기 각 체결판(12) 간에 상기 상현재(6)를 중심으로 하여 대칭되도록 다수의 사재(11)를 상기 경사각의 범위 내에서 각각 설치하게 된다.

이와 같이 상기 하현보강재(10)를 설치한 후, 상기 교좌장치(3)의 보수 및 교체를 요하는 경우에는, 상기 각 사재(11)의 하단측 하현재 하부에 설치된 유압잭(21)을 제어장치의 제어에 의해 구동하여 상기 트러스(3)를 적정 높이만큼 인상시킨 상태에서 후속 작업을 수행하면 된다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 따른 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지구조 및 그 방법에 의하면, 노후된 트러스 교량 교좌장치의 보수 및 교체 작업시 상부 트러스를 인상하는 위치에서의 보다 안정적인 구조적 보강이 이루어짐으로써 트러스 하현재의 굴절로 인한 손상을 방지할 수 있고, 인상시의 수직하중을 트러스 상현재에 안전하게 전달할 수 있으며, 보수교체시공 중에도 열차나 차량 운행을 원활히 확보할 수 있게 되어 국민의 편익 증진은 물론, 운영기관의 영업이익을 최대한 보장할 수 있게 되는 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 기준하여 설명되어 있으나 이는 예시적인 것이라 할 수 있고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예들을 생각해 낼 수 있으므로 이러한 균등한 실시예들 또한 본 발명의 특허청구범위 내에 포함되는 것으로 보아야 함은 극히 당연한 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 결정되어야 할 것이다.

Claims (4)

1. 트러스 하부를 지지하는 교좌장치를 보수 및 교체하기 위해 상기 트러스를 인상하는 경우 상기 트러스를 안정적으로 지지하기 위한 보강 지지구조에 있어서,

   상기 트러스 하부쪽의 교좌장치와 인접한 위치의 수직재 및 하현재의 개단면 개방부에 설치된 트러스 내부 보강수단; 및

   일단이 상기 수직재측의 트러스 내부 보강수단에 취부되고 타단이 상기 하현재측의 내부 보강수단에 취부되는 하현 보강용 사재를 포함하는 것을 특징으로 하는 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지구조.
2. 삭제
3. 삭제
4. 트러스 하부쪽의 교좌장치와 인접한 위치의 상현재 및 하현재의 개단면 개방부에 트러스 내부 보강수단을 설치해두는 단계;

   상기 상현재와 하현재의 각 표면상의 상기 트러스 내부 보강수단이 설치된 위치에 체결판을 각각 보울트로 설치해두는 단계;

   상기 상현재와 하현재에 설치된 각 체결판 간에 상기 상현재를 중심으로 하여 대칭되도록 다수의 하현보강용 사재를 소정의 경사각으로 각각 설치하는 단계; 및

   상기 교좌장치의 보수 및 교체시 상기 각 사재의 하단측 하현재 하부에 설치된 인상수단을 구동하여 적정 높이만큼 상기 트러스를 인상시켜주는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 트러스 교량의 보수교체용 보강 지지방법.

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