KR101018714B1

KR101018714B1 - 교량의 설치구조

Info

Publication number: KR101018714B1
Application number: KR1020100070885A
Authority: KR
Inventors: 최동천; 김혜숙
Original assignee: 산이건설 주식회사
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2011-03-04

Abstract

본 발명은 예각을 갖는 교량의 설치구조에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은기초부의 상부로 돌출된 지지부 상단에 강상자부가 교좌부에 의하여 안착되어지며, 상기 강상자부에 부반력억제부가 구비된 교량의 설치구조에 있어서, 상기 강상자부는 전방과 후방으로 배열된 강상자보와, 상기 강상자보 사이에 예각을 갖도록 직각 또는 경사지게 결합된 가로보로 구성되어지고, 상기 부반력억제부는 휨모멘트와 비틀림모멘트에 의하여 부반력이 발생되는 상기 강상자보와 가로보에 각각 구비되어지되, 상기 부반력억제부는 강상자보의 내부에 제1중공부재가 삽입되어지며, 상기 강상자보의 내면과 제1중공부재의 외면 사이에 충전재가 충전되어지고, 상기 가로보의 내부에 충전재가 충전되어짐을 특징으로 한다.

Description

교량의 설치구조{INSTALLATION STRUCTURE OF BRIDGE}

본 발명은 교량의 설치구조에 관한 것으로서, 특히 강상자보 사이로 다수개의 가로보가 결합되어 이루어지는 강상자부가 기초부의 상부로 돌출된 각각의 지지부 상단으로 교좌부에 의하여 안착되어진 상태에서 사하중 또는 활하중에 의한 다양한 동적 거동으로 부반력인 들뜸현상과 가로보의 비틀림현상이 생되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 도로, 철로, 수로, 파이프 라인 등이 하천, 호수, 해협이나 다른 교통로 위를 건널 수 있도록 하기 위한 방안으로 교량이 시공되어 있다. 교량은 자동차 교통을 위하여 가설된 도로교, 궤도가 시공된 철도전용의 철로교 및 수도, 관개용수, 발전용수 등이 지나는 수로교, 하천, 해협, 호수, 습지 등을 넘도록 가설한 하천교, 도시내고속도로, 입체교차로에 적용된 고가교 등 그 용도에 따라 시공되어있다.

콘크리트로 시공된 콘크리트 교량은 강성이 적어서 소요강성을 확보하기 위해 단면 높이를 확보해야됨으로써, 자중이 큰 구조물 이어서 활하중의 영향이 강교에 비해 적다.

강재로 시공된 예각을 갖는 강재 교량(600)은 도1에 도시된 바와 같이, 강성이 우수하며 전체적으로 자중이 적은 것으로 길이방향으로 길게 형성된 주형(610)(610') 사이에 가로보(620)(620')가 결합되어진 주형보(630)가 교각(640)의 상부에 설치된 교좌부(650)에 의하여 받쳐지게 시공되어 있다.

그러나 교각(640) 사이로 위치된 주형(610)(610')은 주로 휨모멘트에 의하여 발생되는 휨에 저항함과 동시에 가로보(620)(620')의 형태 즉, 사각, 곡선반경의 크기, 예각을 갖는 비정형 교량에서 비틀림이 발생되어지게 된다. 이는 주형(610)(610')의 힘 크기는 가로보(620)(620')의 비틀림 크기를 나타내며, 곡선교에서는 각각 주형(610)(610')의 휨 크기 차이에 의하여 가로보(620)(620')의 비틀림현상이 상대적으로 크게 증대되는 현상이 발생되어지게 된다.

이러한 과정에서 휨모멘트의 최대는 도2에 도시된 바와 같이, 주형 AD(610), BC(610')나 가로보 AB(620), CD(620')에서 지간의 중앙에서 발생되나, 둔각(β)에서 발생되는 부모멘트에 의하여 사각(예각)(α)의 영향에 따라 주형 AD(610)의 중앙이 다른 주형 BC(610')의 중앙에 위치되지 않고, 가로보 AB(620), CD(620')의 위치도 교량 형태에 따라 다양한 위치에 있어 사하중에 의한 거동형태를 물론 차량의 활하중 재하시는 다양한 동적거동현상이 발생하게 된다. 즉, 주형 AD(610), BC(610')의 거동 차이와 AB(620), CD(620') 가로보의 2차적 거동으로 인하여 사교에서는 하중의 분배성향이 복잡 다양해져 그 영향을 정확히 해석하기 어렵다.

또한, 교량의 형태와 하중분배에 의한 2차적 거동은 구조물의 안전성을 저해하는 문제점이 있었고, 이러한 안전성을 충족시키기 위해서는 공사비가 추가적으로 지출되는 경제성에 반하는 문제점이 있었다.

또한, 교량의 사각(α)은 통상 90~30°의 범위에서 다양한 형태로 발생되는데 이때, 가로보(620)(620')를 주형에 직각으로 배치 또는 사각으로 배치되어지게 하는 과정에서 적절한 배치에 많은 어려움이 있었다.

본 발명은 사하중에 의한 거동형태를 물론 차량의 활하중 재하시 다양하게 발생하는 동적거동을 부반력제어부에 의하여 부반력이 발생되는 것이 억제되어지도록 함으로써, 주형인 강상자보의 거동과 중앙가로보를 제외한 단부가로보를 강성이 큰 가로보의 2차적 거동을 정확하게 해석하여 적절하게 대처할 수 있도록 하여 구조물의 안전성을 높일 수 있는 가운데 공사비를 절감할 수 있도록 하고, 아울러 강상자가에 중량을 주어 부반력이 더 억제되어질 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 기초부(100)의 상부로 돌출된 지지부(200) 상단에 강상자부(300)가 교좌부(400)에 의하여 안착되어지며, 상기 강상자부(300)에 부반력억제부(500)가 구비된 교량의 설치구조에 있어서, 상기 강상자부(300)는 전방과 후방으로 배열된 강상자보(310)(310')와, 상기 강상자보(310)(310') 사이에 예각(α)을 갖도록 직각 또는 경사지게 결합된 가로보(320)로 구성되어지고, 상기 부반력억제부(500)는 휨모멘트와 비틀림모멘트에 의하여 부반력이 발생되는 상기 강상자보(310) (310')와 가로보(320)에 각각 구비되어지되, 상기 부반력억제부(500)는 강상자보(310)(310')의 내부에 제1중공부재(510)(510')가 삽입되어지며, 상기 강상자보 (310)(310')의 내면과 제1중공부재(510)(510')의 외면 사이에 충전재(C)가 충전되어지고, 상기 가로보(320)의 내부에 충전재(C)가 충전되어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 강상자보(310)(310')는 직선형 또는 곡선형으로 구성되어지고, 상기 가로보(320)는 강상자보(310)(310') 사이의 중간에 전,후 양측이 결합되어지는 중앙가로보(321)와, 상기 강상자보(310)(310') 사이의 양끝에 양측이 결합되어지는 단부가로보(322)로 구성되어지되, 상기 중앙가로보(321)는 수직형태를 갖는 웹부(321-1)의 상,하부에 각각 플랜지(321-2)의 중앙이 일체로 결합된 형태를 갖도록 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 단부가로보(322)는 강상자형태로 구성되어지되, 내부에 충전되어지는 충전재(C)는 일부 또는 전체가 충전되어짐을 특징으로 한다.

그리고 상기 충전재(C)가 충전되어지는 공간으로 위치된 강상자보(310) (310')의 내면과 제1중공부재(510)(510')의 외면 사이 및 가로보(320)를 구성하는 단부가로보(322)의 강상자 내면에 각각 스터드(S)가 결합됨을 특징으로 한다.

본 발명은 강상자보 사이로 다수개의 가로보가 결합되어 이루어지는 강상자부가 기초부의 상부로 돌출된 각각의 지지부 상단에 교좌부에 의하여 안착되어진 상태에서 부반력이 발생되는 부분에 부반력제어부가 설치되어지도록 함으로써,사하중 또는 활하중에 의한 다양한 동적거동으로 인한 부반력인 들뜸현상과 아울러 비틀림현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 사하중에 의한 거동형태를 물론 차량의 활하중 재하시 다양하게 발생하는 동적거동에 의한 주형의 강상자보와 가로보의 2차적 거동을 정확하게 해석하여 적절하게 대처할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 이를 통해 구조물의 안전성을 높일 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.

그리고 공사비가 절감되어질 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.

도1은 종래 기술에 따른 교량의 구조를 도시한 사시도.
도2는 종래 기술에 따른 교량의 설치구조를 개념화하여 부반력과 정반력이 발생되는 모멘트를 도시한 예시도.
도3은 본 발명에 따른 교량의 설치구조를 도시한 사시도.
도4는 본 발명에 따른 교량의 설치구조를 절개하여 도시한 사시도.
도5는 본 발명에 따른 교량의 설치구조의 평면도.
도6은 본 발명에 따른 교량의 설치구조 다른 실시예의 교량을 도시한 평면도.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 교량의 설치구조는 도3 내지 도5에 도시된 바와 같이, 교량이 시공되어질 바닥에 매립되게 시공된 기초부(100)의 상부로 소정 높이를 갖도록 돌출된 지지부(200) 상단에 강상자부(300)가 교좌부(400)에 의하여 받쳐지게 구성되어지고, 상기 강상자부(300)에 부반력억제부(500)가 구비되어 있다.

여기에서, 상기 지지부(200)는 기초부(100)에 의하여 하부가 지지되어짐과 동시에 상부에 설치 또는 안착되어지는 강상자부(300)의 하중이 안정되게 받쳐질 수 있게 구성되어 있다.

상기 강상자부(300)는 미도시한 교량의 상판을 안정되게 지지하는 기능을 갖는 것으로 전방과 후방에 일정간격으로 이격된 상태로 일정하게 배열된 강상자보(310)(310')와, 상기 강상자보(310)(310') 사이에 다수개의 가로보(320)가 결합되어지게 구성되어 있다.

이러한 구성을 갖는 강상자부(300)는 강상자보(310)(310')의 전방과 후방의 양측단 하부가 각각 교좌부(400)의 상부에 안착되게 구성되어 있다.

상기 부반력억제부(500)는 도3에 도시된 바와 같이, 강상자보(310)(310')에 있어 휨모멘트와 비틀림모멘트에 의하여 부반력이 발생되는 단부에 구비되어진 것으로 우선 카운터 웨이트의 기능을 수행하고, 진동흡수 및 응력전달을 수행하도록 예각부는 길게 충전되어지도록 하고, 둔각부는 진동흡수 및 응력전달 기능이 원활하도록 짧게 충전되어지도록 하는 것이 바람직하다.

상기 부반력억제부(500)는 사교 또는 곡선교에 있어 예각에 의한 강상자보(310)(310')의 비정형배치에 의하여 지점부분에서 발생되는 부반력에 의한 들림현상과 아울러 비틀림현상을 방지하여 구조물의 안전성을 높일 수 있는 기능이 제공되어지게 구성되어 있다.

이러한 기능을 갖는 부반력억제부(500)는 다른 곳에 비하여 국부적으로 큰 하중이 작용되어지는 것으로 강상자보(310)(310')의 내부에는 일정한 공간을 갖는 제1중공부재(510)(510')가 형성되어지고, 상기 강상자보(310)(310')의 내부와 제1중공부재(510)(510')의 외부에는 각각 다수개의 스터드(S)가 결합되어지고, 상기 스터드(S)가 결합된 강상자보(310)(310')의 내부와 제1중공부재(510)(510')의 외부 사이로 제공되어지는 공간에 각각 충전재(C)가 충전되어 경화되어지게 구성되어 있다. 이때 상기 스터드(S)에 의하여 충전재(C)가 긴밀하게 맞대어진 상태를 유지하면서 경화되어지고, 충전재(C)가 충전되어지는 길이는 1m~30m 이내로 하는 것이 바람직하다.

상기 가로보(320)는 강상자보(310)(310')의 비틀림현상을 방지할 수 있는 기능을 갖는 것으로 강상자보(310)(310')의 중간에 전후 양측이 각각 결합되어지는 중앙가로보(321)와, 상기 강상자보(310)(310')의 양측단 사이의 양끝에 각각 결합되어지는 단부가로보(322)로 구성되어 있다.

상기 중앙가로보(321)는 수직형태를 갖는 웹부(321-1)의 상,하부에 각각 수평형태를 갖는 플랜지(321-2)의 중앙이 일체로 결합된 형태를 갖도록 구성되어 하중을 줄임과 동시에 강도가 더 높아질 수 있게 구성되어 있다.

상기 단부가로보(322)는 속이 비어 있는 강상자로 형성되어진 것으로 내부 공간에 충전재(C)가 충전되어 경화되어지게 구성되어 있다. 이때, 상기 단부가로보(322)에 충전되는 충전재(C)는 전체 또는 일부가 충전되어지도록 하는 것이 바람직하다. 상기 충전재(C)가 충전되어지는 공간으로 위치된 강상자의 내면에는 다수개의 스터드(S)가 결합되어지게 구성되어 있다.

이러한 교량은 먼저, 기초부(100)의 상부로 지지부(200)가 돌출되게 시공되어지도록 한 후 지지부(200)의 상부에 각각의 교좌부(400)의 하부가 안착되어지도록 한다.

다음, 교좌부(400)의 상부에 각각 강상자보(310)(310')의 양측 하부가 맞대어지게 안착되어지도록 한 후 각각의 강상자보(310)(310') 사이에 중앙가로보(321)와 단부가로보(322)로 이루어진 가로보(320)가 결합되어지도록 한다. 이때, 강상자보(310)(310') 사이의 중앙에는 중앙가로보(321)의 양측단이 각각 맞대어지게 결합되어지도록 하며, 강상자보(310)(310')의 사이의 양끝에는 단부가로보(322)의 양측단이 각각 맞대어지게 결합되어지도록 한다.

다음, 강상자보(310)(310')의 양측단 중 휨모멘트와 비틀림모멘트에 의하여 부반력이 발생되는 단부에 부반력억제부(500)가 구비되어지도록 한다. 이때 부반력억어부(500)는 강상자보(310)(310')의 내부에 미리 제1중공부재(510)(510')가 형성되어지도록 한 후 강상자보(310)의 내면과 제1중공부재(510)(510')의 외면 사이의 공간에 충전재(C)가 충전 및 경화되어지도록 한다. 이때, 상기 단부가로보(322)의 내부에는 동일한 충전재(C)가 일부 또는 전체가 충전되어 경화되어지도록 한다.

이러한 과정을 통해 시공된 교량의 경우, 예각에 의한 강상자보(310)(310')가 비정형배치된 상태에서 사하중과 활하중이 재하시 지점부분에서 발생되는 부반력에 의한 들림현상이 발생하게 되나, 이때 다른 곳에 비하여 국부적으로 큰 하중을 갖는 부반력억제부(500)에 의하여 반력이 제어되어짐으로써, 들림현상을 막을 수 있게 된다. 이때, 강상자보(310)(310')에 충전되어지는 충전재(C)는 예각부는 길게 충전되어지도록 하며, 둔각부는 짧게 충전되어지도록 한다.

또한, 이러한 들림현상을 막을 수 있게 됨으로써, 결국 단부가로보(322)에서 발생되는 비틀림현상이 방지됨에 따라 구조물의 안전성을 높임과 동시에 그 수명을 더 연장시킬 수 있게 된다.

100:기초부 200:지지부
300:강상자부 310,310':강상자보
320:가로보 400:교좌부
500:부반력억제부 510,510':제1중공부재

Claims

기초부(100)의 상부로 돌출된 지지부(200) 상단에 강상자부(300)가 교좌부(400)에 의하여 안착되어지며, 상기 강상자부(300)에 부반력억제부(500)가 구비된 교량의 설치구조에 있어서,
상기 강상자부(300)는 전방과 후방으로 배열된 강상자보(310)(310')와, 상기 강상자보(310)(310') 사이에 예각(α)을 갖도록 직각 또는 경사지게 결합된 가로보(320)로 구성되어지고, 상기 부반력억제부(500)는 휨모멘트와 비틀림모멘트에 의하여 부반력이 발생되는 상기 강상자보(310)(310')와 가로보(320)에 각각 구비되어지되, 상기 부반력억제부(500)는 강상자보(310)(310')의 내부에 제1중공부재(510) (510')가 삽입되어지며, 상기 강상자보(310)(310')의 내면과 제1중공부재(510) (510')의 외면 사이에 충전재(C)가 충전되어지고, 상기 가로보(320)의 내부에 충전재(C)가 충전되어짐을 특징으로 하는 교량의 설치구조.
제1항에 있어서,
상기 강상자보(310)(310')는 직선형 또는 곡선형으로 구성되어지고, 상기 가로보(320)는 강상자보(310)(310') 사이의 중간에 전,후 양측이 결합되어지는 중앙가로보(321)와, 상기 강상자보(310)(310') 사이의 양끝에 양측이 결합되어지는 단부가로보(322)로 구성되어지되, 상기 중앙가로보(321)는 수직형태를 갖는 웹부(321-1)의 상,하부에 각각 플랜지(321-2)의 중앙이 일체로 결합된 형태를 갖도록 구성됨을 특징으로 하는 교량의 설치구조.
제2항에 있어서,
상기 단부가로보(322)는 강상자형태로 구성되어지되, 내부에 충전되어지는 충전재(C)는 일부 또는 전체가 충전되어짐을 특징으로 하는 교량의 설치구조.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 충전재(C)가 충전되어지는 공간으로 위치된 강상자보(310)(310')의 내면과 제1중공부재(510)(510')의 외면 사이 및 가로보(320)를 구성하는 단부가로보(322)의 강상자 내면에 각각 스터드(S)가 결합됨을 특징으로 하는 교량의 설치구조.