KR100957864B1 - 교량용 격자형 거더 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교량용 격자형 거더에 관한 것으로서, 교량상판용 주거더 상부보강판으로부터 가해지는 하중을 분산하여 지지함에 따라 교각에 전달되는 하중을 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라, 교량상판용 주거더 상부보강판을 차도교 및 보도교로 사용할 경우 차량이나 보행자들로부터 가해지는 외압 및 진동을 효율적으로 흡수하므로서 교량이 안정성을 확보할 수 있도록 하고, 경간거리가 길어짐에 따라 교량상판용 주거더 상부보강판의 부피 및 무게가 늘어나더라도 보강벽이나 콘크리트 충진등의 간단한 추가조치로 하중을 효율적으로 분산하여 지지할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 교량용 격자형 거더는 일정간격으로 이격되는 교각에 교량의 상판을 지지하는 교량용 격자형 거더로서, 전,후가 개방되는 박스형상의 사각틀의 내부에 상기 교량의 상판으로부터 가해지는 하중을 지지하면서 수용부가 형성될 수 있도록 다수개의 보강벽이 수직, 수평방향으로 교차형성되어 격자형상을 이루는 것을 특징으로 한다.
교량, 교각, 상판, 거더

Description

교량용 격자형 거더{A LATTLCE TYPE GIRDER FOR BRIDGE}
본 발명은 교량상판용 주거더 상부보강판으로부터 가해지는 하중을 분산하여 지지함에 따라 교각에 전달되는 하중을 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라, 교량상판용 주거더 상부보강판을 차도교 및 보도교로 사용할 경우 차량이나 보행자들로부터 가해지는 외압 및 진동을 효율적으로 흡수하므로서 교량이 안정성을 확보할 수 있도록 하고, 경간거리가 길어짐에 따라 교량상판용 주거더 상부보강판의 부피 및 무게가 늘어나더라도 보강벽이나 콘크리트 충진등의 간단한 추가조치로 하중을 효율적으로 분산하여 지지할 수 있는 교량용 격자형 거더에 관한 것이다.
첨부도면 도 1은 종래의 원형거더를 병렬로 배치한 구조를 일례로 하여 일반적인 강재 교량의 횡단면을 나타내는 것으로서, 도시된 바와 같이 원형거더(10)를 사용한 강재 교량(1)은 원형 단면을 갖는 원형거더(10)를 교량의 길이방향으로 배치하고, 상기 원형거더(10)의 상부에는 상부보강철판(20)를 설치한 구조로 이루어져 있다.
상기 원형거더(10)는 교량의 길이방향으로 2열로 설치되고, 상기 2열의 원형거더를 강재브라켓으로 연결하며, 강재브라켓(24)의 내부 상,하면에는 전단보강판(21)이 설치되며, 그 상부에는 교량 상부보강철판(20)이 설치된다. 교량 상부보강철판(20)의 양쪽라인에는 난간지지대(22) 및 난간(23)이 형성되어 교량(1)이 시공된다.
상기한 종래기술은 교량(1)의 상판으로부터 가해지는 하중(차량 또는 보행자들)을 지지할 수 있는 이점은 있으나, 하중을 지지하기 위하여 원형거더(10)가 대형의 단면을 유지하여야 하는 단점을 가지고 있으며, 교량(1)을 주행하는 차량 및 보행자들로부터 가해지는 외압 및 진동을 흡수하는데 많은 어려움이 있어 진동에 의한 보행시의 안정감을 확보할 수 없는 문제점이 나타나고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 교량상판용 주거더 상부보강판으로부터 가해지는 하중을 분산하여 지지함에 따라 교각에 전달되는 하중을 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라, 교량상판용 주거더 상부보강판을 차도교 및 보도교로 사용할 경우 차량 및 보행자들로부터 가해지는 외압 및 진동을 효율적으로 흡수하므로서 교량이 안정성을 확보할 수 있도록 하고, 경간거리가 길어짐에 따라 교량상판용 주거더 상부보강판의 부피 및 무게가 늘어나더라도 보강벽이나 콘크리트 충진등의 간단한 추가조치로 하중을 효율적으로 분산하여 지지할 수 있는 교량용 격자형 거더를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적과제를 해결하기 위한 본 발명의 수단은 일정간격으로 이격되는 교각에 설치되어 교량의 상판을 지지하는 교량용 격자형 거더로서, 전,후가 개방되는 박스형상의 사각틀의 내부에 상기 교량의 상판으로부터 가해지는 하중을 지지하면서 수용부가 형성될 수 있도록 다수개의 보강벽이 수직, 수평방향으로 교차형성되어 격자형상을 이루는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 교량용 격자형 거더에 의하면, 교량상판용 주거더 상부보강판으로부터 가해지는 하중, 차량 주행에 따른 하중 및 보행자들의 하중을 분산하여 지지함에 따라 교각에 전달되는 하중을 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라, 교량상판용 주거더 상부보강판을 차도교 및 보도교로 사용할 경우 보행자들로부터 가해지는 외압 및 진동을 효율적으로 흡수하므로서 교량이 안정성을 확보할 수 있도록 하고, 경간거리가 길어짐에 따라 교량상판용 주거더 상부보강판의 부피 및 무게가 늘어나더라도 보강벽이나 콘크리트 충진등의 간단한 추가조치로 교량상판용 주거더 상부보강판의 하중을 효율적으로 분산하여 지지할 수 있으며, 교량을 이루는 교량상판용 주거더 상부보강판을 지지하는 기능 이외에도 격자형 거더의 빈공간을 전선 및 통신케이블 통로의 용도로도 사용될 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 함께 상세히 설명하면 더욱 명백해 질것이다.
도 2는 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더의 설치상태를 나타내는 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더의 부분 결합도이며, 도 4는 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더에 적용된 하중분산용패널의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더의 정면도이다.
상기 도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더는 일정간격으로 이격되는 다수개의 교각(2) 상단에 설치되어 교량상판용 주거더 상부보강판(20)을 지지하는 것으로서, 전,후가 개방되는 박스형상의 사각틀(11)의 내부에 다수개의 보강벽(14)이 수직, 수평방향으로 교차형성되어 격자형상을 이루면서 형성된다.
상기와 같이 이루어지는 격자형 거더(10)는 교량상판용 주거더 상부보강판(20)으로부터 가해지는 하중을 분산하여 지지함에 따라 교각(2)에 전달되는 하중을 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라, 교량상판용 주거더 상부보강판(20)을 차도교 및 보도교로 사용할 경우 차량이나 보행자들로부터 가해지는 외압 및 진동을 효율적으로 흡수하므로서 교량(1)이 안정성을 확보할 수 있도록 하며, 경간거리가 길어 짐에 따라 교량상판용 주거더 상부보강판(20)의 부피 및 무게가 늘어나더라도 보강벽(14)의 추가설치나 콘크리트 충진등의 간단한 추가조치로 교량상판용 주거더 상부보강판(20)의 하중을 효율적으로 분산하여 지지할 수 있으며, 이에 따라 종래의 교량용 거더 보다 높이를 현저히 줄일 수 있어 생산단가를 낮출 수 있고, 종래의 원형거더는 내부에 별도의 횡단보강재(미도시)가 필수적으로 설치되어야 하나, 본 발명의 격자형 거더는 내부의 횡단보강재가 필요없으므로 제작의 효율성을 높일 수 있다.
또한, 상기 사각틀(11)의 내부에 수직, 수평방향으로 교차형성된 보강벽(14)으로 인해 형성되는 수용부(12)에는 각종 전선 및 통신케이블(C)을 설치할 수 있어 본 발명의 교량용 격자형 거더는 교량상판용 주거더 상부보강판(20)을 지지하는 기능 뿐만 아니라 전선 및 통신케이블 개별통로도 사용될 수 있다.
또한, 아래의 표 1에서는 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더와 종래의 원형거더의 차이점을 나타내었다.
Figure 112009052395412-pat00001
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더와 종래의 원형거더를 비교하여 보면, 단면 2차 모멘트(Ix)가 격자형 거더인 경우 원형거더보다 2배이상의 값이 크게 나오는 것을 알 수 있다. 그러므로 격자형 거더의 강성이 훨씬 더 크다는 것을 알 수 있다. 상기에서 단면 2차 모멘트(Ix)를 수치로 비교하여 보면 동일한 단면 2차 모멘트(Ix)의 값을 갖는 경우 격자형 거더의 높이(형고)를 기존 원형거더의 높이(형고)에 비하여 50%이상도 줄일 수 있다. 이에 따라 원형거더 보다 높이를 줄이면서도 교량상판용 주거더 상부보강판으로부터 가해지는 하중을 효율적으로 지지할 수 있어 교량의 주형부를 슬림하게 형성할 수 있다.
그리고, 상기 사각틀(11)의 상부에는 상측에 난간지지대(22) 및 교량난간(23)이 더 설치되고 하측에 복수개의 전단보강재(21)가 등간격으로 형성된 교량상판용 주거더 상부보강판(20)이 용접결합되어 상기 사각틀(11)이 상호연결되고, 상기 사각틀(11)의 하부에는 라운딩 형상으로 이루어지는 강재브라켓(24)이 용접결합되어 상기 사각틀(11)이 상호 연결된다.
상기 교량상판용 주거더 상부 보강판(20)은 차량 또는 보행자가 통행할 수 있는 바닥판 기능을 하는 것이며, 하측에는 복수개의 전단보강재(21)가 등간격으로 형성되어 교량상판용 주거더 상부 보강판의 휨 현상을 방지함에 따라 격자형 거더(10)의 휨 현상을 방지한다.
또한 강재브라켓(24)은 라운딩 형상으로 이루어져 상기 격자형 거더(10)를 안정적으로 지지한다.
추가적으로, 상기 사각틀(11)의 일측에는 아치형으로 이루어지거나, 길이방향으로 도중마다 일정간격으로 절곡된 다각형으로 이루어지는 하중분산용패널(30)이 용접결합되어 상기 보강벽(14)과 함께 교량상판용 주거더 상부보강판(20)으로부터 가해지는 하중, 차량 주행에 따른 하중 및 보행자들로부터 가해지는 하중을 지지하여 교각(2)에 전달되는 하중을 분산하는데 일조할 수 뿐만 아니라, 종래의 교량(1)이 구유하고 있는 획일적이며 정형화된 형상을 탈피하고 미관상으로 수려한 경관을 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더의 제 1실시예로서, 상기 도 6에서 도시된 바와 같이, 사각틀(11)의 수용부(12) 중 상부 및 하부에 형성된 수용부(12)에 몰탈 또는 콘크리트로 이루어지는 충진재(40)(이하 '충진재'라 한다.)를 충진하여 교량(1)의 상판으로부터 가해지는 하중에 의해 격자형 거더(10)를 이루는 사각틀(11) 및 보강벽(14)이 휘어지거나 처지는 것을 방지할 수 있다.
상기 설명 중 충진재(40)가 충진되는 수용부(12)의 위치를 상부 및 하부로 설명하였고, 도면상에서 수용부(12)의 갯수를 9개로 도시 하였으나, 충진재(40)가 충진되는 수용부(12)의 위치 및 갯수는 이에 국한되지 않고 교량(1)의 조건, 특성에 따라 당업자의 구조계산에 따라 용이하게 변경되어 실시될 수 있을 것이며, 후술되는 와이어 장착부(50)의 위치 및 갯수 또한 당업자에 의해 용이하게 변경되어 실시될 수 있을 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더의 제 2실시예로서, 상기 도 7에서 도시된 바와 같이, 사각틀(11)의 상단 및 하단에 보강용 철판(13)을 더 용접결합 하여 상기 사각틀(11)이 보강용 철판(13)을 매개로 교량상판용 주거더 상부보강판(20) 및 교량(1)의 교각(2)과 완전히 밀착되어 결합되도록 하므로서 구조적으로 단면능력이 향상된 교량(1)을 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더의 제 3실시예로서, 상기 도 8에서 도시된 바와 같이, 사각틀(11)의 상단 및 하단에 보강용 철판(13)이 결합된 상태에서 사각틀(11)의 수용부(12) 중 하부에 형성된 수용부(12)에는 와이어 장착부(50)을 장착하고, 상기 와이어 장착부(50)에는 소정의 지름과 길이를 갖는 긴장용 와이어(51)를 연결결합한 후 긴장을 가하여 상기 사각틀(11)을 지지토록 하므로서, 격자형 거더(10)가 휨, 변형, 유동 되는 것을 방지하여 교량(1)이 지속적으로 안정된 상태를 이룰 수 있도록 할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더의 제 4실시예로서, 상기 도 9에서 도시된 바와 같이, 사각틀(11)의 상단 및 하단에 보강용 철판(13)이 결합되고, 사각틀(11)의 수용부(12)에 와이어 장착부(50)와 긴장용 와이어(51)를 연결결합하고, 긴장된 상태에서 사각틀(11)의 수용부(12) 중 상부 및 하부에 형성된 수용부(12)에 충진재(40)를 충진함에 따라, 상기 사각틀(11)이 보강용 철판(13)을 매개로 교량상판용 주거더 상부보강판(20) 및 교량(1)의 교각(2)과 완전히 밀착되어 결합되도록 하므로서 구조적으로 견고한 교량(1)을 제공할 수 있고, 격자형 거더(10)가 휨, 변형, 유동 되는 것을 방지하여 교량(1)이 지속적으로 안정된 상태를 이룰 수 있도록 하며, 교량상판용 주거더 상부보강판(20)으로부터 가해지는 하중에 의해 격자형 거더(10)를 이루는 사각틀(11) 및 보강벽(14)이 휘어지거나 처지는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 교량용 거더를 나타내는 도.
도 2는 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더의 설치상태를 나타내는 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더의 부분 결합도.
도 4는 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더에 적용된 하중분산용패널의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더의 정면도.
도 6은 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더의 제 1실시예.
도 7은 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더의 제 2실시예.
도 8은 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더의 제 3실시예.
도 9는 본 발명에 따른 교량용 격자형 거더의 제 4실시예.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호 **
10 : 격자형 거더 11 : 사각틀
12 : 수용부 13 : 보강용 철판
14 : 보강벽 20 : 교량상판용 주거더 상부보강판
21 : 전단보강재 22 : 난간지지대
23 : 교량난간 24 : 강재브라켓
30 : 하중분산용패널 40 : 충진재
50 : 와이어 장착부 51 : 긴장용 와이어

Claims (7)

  1. 일정간격으로 이격되는 교각(2)에 설치되고, 상부측으로는 하측에 복수개의 전단보강재(21)가 등간격으로 형성된 교량상판용 주거더 상부보강판(20)이 결합되며, 하부측으로는 라운딩 형상으로 이루어지는 강재브라켓(24)이 결합되는 교량용 거더에 있어서,
    상기 거더는 전,후가 개방되는 박스형상의 사각틀(11)의 내부에 상기 교량(1)의 상판으로부터 가해지는 하중을 지지하면서 수용부(12)가 형성될 수 있도록 다수개의 보강벽(14)이 수직, 수평방향으로 교차형성되어 구성되고,
    상기 사각틀(11)의 일측에는 아치형 또는 다각형으로 이루어지는 하중분산용패널(30)이 더 구비되며,
    상기 사각틀(11)의 수용부(12) 중 상부 및 하부에 형성된 수용부(12)에는 충진재(40)가 더 충진되고,
    상기 사각틀(11)의 상단 및 하단에는 보강용 철판(13)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 교량용 격자형 거더.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 다수개로 이루어지는 사각틀(11)의 수용부(12) 중 하부에 형성된 수용부(12)에는 와이어 장착부(50)를 장착하고, 상기 와이어 장착부(50)에는 긴장용 와이어(51)를 연결긴장하여 사각틀(11)을 지지하도록 한 것을 특징으로 하는 교량용 격자형 거더.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 사각틀(11)의 수용부(12) 중 상부 및 하부에 형성된 수용부(12)에는 충진재(40)가 더 충진 된 것을 특징으로 하는 교량용 격자형 거더.
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