KR101058613B1 - 하천 횡단 교량의 경간 내 단순지지 중앙 상부구조물의 가동 힌지점 구조, 고정 힌지점 구조 및 이러한 힌지점을 가지는 하천 횡단 다경간 교량 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다경간 교량의 상부구조를 형성함에 있어서, 경간 내에서 교축방향으로 일정 길이부분을 단순지지 형태의 상부구조를 구축함으로써, 교량의 형고를 줄이고 시공비용을 크게 절감할 수 있는 다경간 교량에 관한 것이다.
본 발명에서는 교각(3)의 상부에는 슬래브로 이루어진 교각 상부구조물(2)이 캔틸레버 형태로 뻗어 있고, 슬래브로 이루어지진 중앙 상부구조물(1)이, 그 양단이 각각 교각 상부구조물(2)에 의해 지지되도록 교각 상부구조물(2) 사이에 배치되어 교량 상부구조를 이루고 있으며; 중앙 상부구조물(1)의 양단은 각각 가동 힌지점과 고정 힌지점의 구조로 교각 상부구조물(2)의 단부에서 지지되어 있으며; 상기 가동 힌지점과 상기 고정 힌지점에서, 중앙 상부구조물(1)의 단부는 상부돌출부(11)로 이루어지고, 교각 상부구조물(2)의 단부는 하부돌출부(21)로 이루어져 상기 상부돌출부(11)가 상기 하부돌출부(21) 위에 놓이게 되며; 수평자유이동 요철받침장치(5)가 상기 가동 힌지점에서 구비되어 있어, 중앙 상부구조물(1)의 일단이 교각 상부구조물(2)의 단부 위에서 자유로운 수평슬라이딩 이동이 가능하도록 지지되어 있으며; 수평이동구속 받침장치(6)와 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)가 상기 고정 힌지점에서 중앙 상부구조물(1)과 교각 상부구조물(2) 사이에 구비되어 있어, 고정 힌지점에서 중앙 상부구조물(1)의 타단이 교각 상부구조물(2)의 단부 위에서 교축방향과 교폭방향으로의 수평이동은 가능하지 아니하되, 교폭방향으로 온도 등에 의한 상부구조의 신축은 허용하도록 지지되어 있는 구조를 가지고 있어; 경간 내에 단순지지 형태의 슬래브로 이루어진 상부구조가 존재하여 저형고를 가지게 되는 것을 특징으로 하는 다경간 교량이 제공된다.

Description

하천 횡단 교량의 경간 내 단순지지 중앙 상부구조물의 가동 힌지점 구조, 고정 힌지점 구조 및 이러한 힌지점을 가지는 하천 횡단 다경간 교량{Hinge Support Structure in Middle Span of Multi-span Bridge}

본 발명은 교량 경간 내의 단순지지 중앙 상부구조물의 가동 힌지점 구조, 고정 힌지점 구조 및 이러한 힌지점을 가지는 다경간 교량에 관한 것으로서, 구체적으로는 교량 경간 내에서 교축방향으로 일정 길이부분을 단순지지 형태의 상부구조물로 구축하되, 상부구조물의 일단은 가동 힌지점의 형태로 지지되도록 하고 타단은 고정 힌지점의 형태로 지지하도록 하되, 이러한 가동 힌지점과 고정 힌지점을 이루는 장치의 구조를 단순화함으로써, 설치시 시공이 간단하고, 설치 후에는 보수보강이 없이 영구적으로 사용이 가능 하도록 하고, 가동 힌지점과 고정 힌지점을 이루는 장치의 높이를 낮게 함으로써, 상부구조물의 단면 손실을 최소화하여 강성의 저하를 방지함과 동시에, 낮은 형고를 가진 교량의 경간장을 최대화하여 교량 밑의 형하공간 확보가 용이하고 교량 공사비를 절감할 수 있는, 교량 경간 내의 단순지지 중앙 상부구조물의 가동 힌지점 구조, 고정 힌지점 구조 및 이러한 힌지점을 가지는 다경간 교량에 관한 것이다.

복수개의 경간(span)을 가지는 다경간 교량을 시공함에 있어서, 1 경간의 길이가 약 15m 이상인 교량은, 사람이나 차량이 통행하도록 교각 사이에 설치되는 상부구조는, 거더와 그 위에 설치되는 바닥판을 이용한 거더교로 시공되는 것이 일반적이다.

그러나 교각 사이에 거더를 설치하고 그 위에 바닥판을 설치하여 상부구조를 형성하는 거더교의 경우에는 상당한 높이의 거더를 이용하게 되므로 형하공간의 잠식이 크다는 단점이 있고, 경간의 길이가 커질수록 거더의 높이도 증가하게 되어 형하공간의 잠식이 더욱 커지게 된다. 거더에 긴장재를 배치하여 긴장력을 도입함으로써 거더의 높이를 다소 줄일 수는 있지만, 여전히 거더는 상당한 수직높이를 가지고 있으므로 형하공간의 감식을 피할 수 없으며, 교량 경간장이 늘어나면 전체적인 교량의 시공비를 증가시키게 되는 문제가 있다. 교량의 경간장과 형고는 비례적인 관계를 가지고 있으므로, 교량의 경간장이 늘어나면 형고가 높아지고 공사비도 증가하게 된다.

한편, 일정한 길이의 경간장 내에서 교량 상부구조물에 힌지점을 설치하게 되면, 설계 지간이 줄어들게 되고, 이에 따른 형고도 줄일 수가 있으나, 힌지점에 설치되는 받침이 차지하는 높이가 크다(종래의 힌지점 구축용 받침의 설치시 필요한 높이 : 약 450mm). 이러한 이유 때문에 힌지점에서의 교량 상부구조물을 이루는 콘크리트 부재의 높이가 상대적으로 낮아지게 되고, 그에 따라 힌지점에서 교량 상부구조물의 단면력이 부족하게 되는 현상이 발생하게 되고, 그에 따라 교량의 안전에 불리하게 작용하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 교각 사이, 또는 교각과 교대 사이에 설치되어 차량이나 사람이 통행하게 되는 교량의 상부구조에, 일단은 가동 힌지점으로 지지되고 타단은 고정 힌지점으로 지지되는 단순지지형 상부구조물을 설치하되, 상기 가동 힌지점과 고정 힌지점을 구현하는 장치의 높이를 대폭 줄임으로써, 형하공간 잠식의 최소화 및 시공비용 절감의 잇점을 발휘하면서도, 가동 힌지점 및 고정 힌지점에서 상부구조물의 콘크리트 부재 높이를 충분히 확보함으로써 힌지점에서의 단면력 저하를 방지하여, 25m를 초과하는 중, 장경간을 가지는 다경간 교량을 시공할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 교축방향의 양단에 위치하는 교대 사이에 복수개의 교각이 위치하여 복수개의 경간을 가지고 있고, 슬래브로 이루어져 교각과 일체를 이루는 교각 상부구조물이 교각과 일체를 이루면서 이웃하는 교각 및 교대 방향으로 캔틸레버 형태로 뻗어 있고, 슬래브로 이루어지진 중앙 상부구조물이 그 양단이 각각의 교각에 구비된 교각 상부구조물에 의해 각각 지지되도록 교각 상부구조물 사이에 배치되어 교각 사이 경간 및 교각과 교대 사이에서 전체 교량 상부구조를 이루고 있는 다경간 교량에서, 상기 중앙 상부구조물의 일측 단부가 서로 마주하는 교각 상부구조물의 단부에 의해 지지되는 가동 힌지점의 구조로서, 상기 중앙 상부구조물의 단부는 상부측이 돌출된 형태의 상부돌출부로 이루어지고, 상기 중앙 상부구조물의 단부를 지지하는 각각의 교각 상부구조물의 단부는 하부측이 돌출된 형태의 하부돌출부로 이루어져 상기 상부돌출부가 상기 하부돌출부 위에 놓이게 되며; 상기 중앙 상부구조물의 상부돌출부와 교각 상부구조물의 하부돌출부 사이에, 오목판과 볼록판이 서로 접촉하여 교축방향 및 교폭방향으로 수평하게 슬라이딩이 자유롭게 배치되는 구조의 수평자유이동 요철받침장치가 구비되어 있어, 중앙 상부구조물의 일단이 교각 상부구조물의 단부 위에서 자유로운 수평슬라이딩 이동이 가능하도록 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 다경간 교량의 가동 힌지점 구조가 제공된다.

또한, 본 발명에서는 위와 같은 다경간 교량에서, 상기 중앙 상부구조물의 일측 단부가 서로 마주하는 교각 상부구조물의 단부에 의해 지지되는 고정 힌지점의 구조로서, 상기 중앙 상부구조물의 단부는 상부측이 돌출된 형태의 상부돌출부로 이루어지고, 상기 중앙 상부구조물의 단부를 지지하는 각각의 교각 상부구조물의 단부는 하부측이 돌출된 형태의 하부돌출부로 이루어져 상기 상부돌출부가 상기 하부돌출부 위에 놓이게 되며; 상기 중앙 상부구조물의 상부돌출부와 교각 상부구조물의 하부돌출부 사이에, 제1돌출삽입부가 수직하게 돌출되어 있는 제1판과, 상기 제1돌출삽입부가 삽입되는 오목한 제1끼움부가 형성되어 있는 제2판으로 이루어진 수평이동구속 받침장치가 구비되어 있고; 상기 중앙 상부구조물의 상부돌출부와 교각 상부구조물의 하부돌출부 사이에, 제2돌출삽입부가 수직하게 돌출되어 있는 제1판과, 교축방향으로는 제2돌출삽입부의 교축방향 두께에 대응되는 내경을 가지고 있지만 교폭방향으로는 길게 연장되어 있는 제2끼움부가 형성되어 제2돌출삽입부가 제2끼움부 내에서 교폭방향으로 이동할 수 있도록 하는 제2판으로 이루어진 교폭방향 신축허용 요철받침장치가 구비되어 있어; 수평이동구속 받침장치에 의하여 상기 중앙 상부구조물의 단부가 교각 상부구조물의 단부 위에서 교축방향과 교폭방향으로의 수평이동은 가능하지 아니하지만, 교폭방향 신축허용 요철받침장치에 의해 교폭방향으로 상부구조물의 신축은 허용하도록 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 다경간 교량의 고정 힌지점 구조가 제공된다.

본 발명에서는 위와 같은 가동 힌지점 구조와 고정 힌지점 구조를 구비한 다경간 교량이 제공되는데, 구체적으로, 교축방향의 양단에 위치하는 교대 사이에 복수개의 교각이 위치하여 복수개의 경간을 가지는 다경간 교량으로서, 교각의 상부에는 슬래브로 이루어진 교각 상부구조물이 교각과 일체를 이루면서 이웃하는 교각 및 교대 방향으로 캔틸레버 형태로 뻗어 있고, 슬래브로 이루어지진 중앙 상부구조물이, 그 양단이 각각 교각 상부구조물에 의해 지지되도록 교각 상부구조물 사이에 배치되어 교각 사이 경간 및 교각과 교대 사이에서 전체 교량 상부구조를 이루고 있으며; 상기 중앙 상부구조물의 일측 단부는 서로 마주하는 교각 상부구조물의 단부에서 가동 힌지점으로 지지되어 있고, 타측 단부는 서로 마주하는 교각 상부구조물의 단부에서 고정 힌지점으로 지지되어 있으며; 상기 가동 힌지점과 상기 고정 힌지점에서, 중앙 상부구조물의 단부는 상부측이 돌출된 형태의 상부돌출부로 이루어지고, 이를 지지하는 교각 상부구조물의 단부는 하부측이 돌출된 형태의 하부돌출부로 이루어져 상기 상부돌출부가 상기 하부돌출부 위에 놓이게 되며; 오목판과 볼록판이 서로 접촉하여 교축방향 및 교폭방향으로 수평하게 슬라이딩이 자유롭게 배치되는 구조의 수평자유이동 요철받침장치가 상기 가동 힌지점에서 상기 중앙 상부구조물의 상부돌출부와 교각 상부구조물의 하부돌출부 사이에 구비되어 있어, 중앙 상부구조물의 일단이 교각 상부구조물의 단부 위에서 자유로운 수평슬라이딩 이동이 가능하도록 지지되어 있으며; 제1돌출삽입부가 수직하게 돌출되어 있는 제1판과, 상기 제1돌출삽입부가 삽입되는 오목한 제1끼움부가 형성되어 있는 제2판으로 이루어진 수평이동구속 받침장치가 상기 고정 힌지점에서 중앙 상부구조물의 상부돌출부와 교각 상부구조물의 하부돌출부 사이에 구비되어 있고; 제2돌출삽입부가 수직하게 돌출되어 있는 제1판과, 교축방향으로는 제2돌출삽입부의 교축방향 두께에 대응되는 내경을 가지고 있지만 교폭방향으로는 길게 연장되어 있는 제2끼움부가 형성되어 제2돌출삽입부가 제2끼움부 내에서 교폭방향으로 이동할 수 있도록 하는 제2판으로 이루어진 교폭방향 신축허용 요철받침장치가 상기 고정 힌지점에서 중앙 상부구조물의 상부돌출부와 교각 상부구조물의 하부돌출부 사이에 구비되어 있어, 고정 힌지점에서 중앙 상부구조물의 타단이 교각 상부구조물의 단부 위에서 교축방향과 교폭방향으로의 수평이동은 가능하지 아니하되, 교폭방향으로 온도 등에 의한 상부구조의 신축은 허용하도록 지지되어 있는 구조를 가지고 있어; 경간 내에 단순지지 형태의 슬래브로 이루어진 상부구조가 존재하여 저형고를 가지게 되는 것을 특징으로 하는 다경간 교량이 제공된다.

본 발명에 의하면, 교각 사이, 또는 교각과 교대 사이에 설치되어 차량이나 사람이 통행하게 되는 교량의 상부구조를, 슬래브에 의하여 형성함으로써, 형하공간 잠식의 최소화 및 시공비용 절감의 잇점을 누리면서도, 25m를 초과하는 중, 장경간을 가지는 다경간 교량을 시공할 수 있게 된다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명에서 교량의 상부구조를 이루는 "슬래브"의 일예에 대한 개략적인 교축방향 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3경간 교량의 개략적인 측면도이다.
도 4 및 도 5는 각각 도 3의 원 A로 표시된 가동 힌지점(movable end)의 결합 상태를 바라보는 각도를 달리하여 보여주는 개략적인 분해사시도이다.
도 6은 가동 힌지점에서 중앙 상부구조물과 교각 상부구조물이 결합되어 있는 상태를 보여주는 도 4의 선 C-C에 따른 개략적인 단면도이다.
도 7은 가동 힌지점에 구비된 본 발명의 수평자유이동 요철받침장치의 또다른 실시예에 구비된 오목판에 대한 개략적인 사시도이다.
도 8은 도 7의 선 F-F에 따른 개략적인 단면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 오목판을 이용하여 가동 힌지점을 구성한 상태를 보여주는 도 6에 대응되는 개략적인 단면도이다.
도 10은 가동 힌지점에서 회전변위가 발생할 때 도 7 내지 도 9에 도시된 실시예의 볼록판과 오목판이 변형되는 상태를 보여주는 볼록판과 오목판만의 개략적인 측단면도이다.
도 11 및 도 12는 각각 도 3의 원 B로 표시된 고정 힌지점(fixed end)로 교각 상부구조물에 지지되어 있는 상태를 바라보는 각도를 달리하여 보여주는 개략적인 분해사시도이다.
도 13은 고정 힌지점에서, "수평이동구속 받침장치"를 이용하여 중앙 상부구조물이 교각 상부구조물에 의해 지지되고 있는 상태를 보여주는 도 11의 선 D-D에 따른 개략적인 단면도이다.
도 14는 고정 힌지점에서, "교폭방향 신축허용 요철받침장치"를 이용하여 중앙 상부구조물이 교각 상부구조물에 의해 지지되고 있는 상태를 보여주는 도 11의 선 E-E에 따른 개략적인 단면도이다.
도 15는 고정 힌지점에 구비된 본 발명의 수평이동구속 받침장치의 또다른 실시예에 구비된 제1판의 개략적인 사시도이다.
도 16는 도 15의 선 G-G에 따른 개략적인 단면도이다.
도 17은 도 15에 도시된 제1판을 이용하여 고정 힌지점을 구성한 상태를 보여주는 도 13에 대응되는 개략적인 단면도이다.
도 18은 고정 힌지점에 구비된 본 발명의 교축방향 신축허용 요철받침장치의 또다른 실시예에 구비된 제1판의 개략적인 사시도이다.
도 19는 도 18의 선 H-H에 따른 개략적인 단면도이다.
도 20은 도 18에 도시된 제1판을 이용하여 고정 힌지점을 구성한 상태를 보여주는 도 14에 대응되는 개략적인 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 1 및 도 2에는 각각 본 발명에서 교량의 상부구조물을 이루는 "슬래브"의 일예에 대한 개략적인 교축방향 단면도가 도시되어 있는데, 본 발명에 있어서, "슬래브"는 도 1에 도시된 것처럼, 교축직각 방향(교폭방향)으로 일정 두께를 가지는 판형 단면을 가지는 부재뿐만 아니라, 도 2에 도시된 것처럼, 이러한 판형 단면을 가지되 하면으로 돌출된 보강부가 교축방향으로 길게 연장되어 있고 이러한 보강부가 교폭방향으로 1개 내지 간격을 두고 복수개로 배치되어 있는 형상의 단면을 가지는 부재를 모두 포함하여 지칭하는 것으로 이해되어야 한다. 상기 보강부에는 교축방향으로 긴장재가 배치되어 슬래브에 교축방향으로 긴장력이 도입될 수도 있다.

본 발명에 따른 다경간 교량은, 경간 내에서 교축방향으로 일정 길이 부분이, 단순보 형태의 슬래브에 의해 상부구조가 형성되어 있는 구성을 가지고 있다. 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 3경간 교량의 개략적인 측면도가 도시되어 있는데, 다음에서는 교축방향의 양단에 위치하는 교대(4) 사이에 2개의 교각(3)이 위치하여 3개의 경간을 가지는 도 3의 3경간 교량을 예로 들어 본 발명의 구성을 설명한다. 그러나 본 발명은 3경간 교량에만 한정되는 것이 아니라, 후술하는 2경간 교량 및 기타 4경간 이상의 교량도 포함한다.

도 3에 도시된 것처럼, 교각(3) 사이의 경간 내에는, 양단이 단순보 형태로 지지되는 슬래브가 교축방향으로 일정 길이의 구간에 배치되어 전체 교량 상부구조의 일부를 이루고 있다. 즉, 교각(3)과 일체로 이루어서 캔틸레버 형태로 교축방향으로 뻗어있는 일체형 "교각 상부구조물(2)"과, 상기 2개의 교각(3)에 각각 형성되어 서로 마주하도록 교축방향으로 뻗어 있는 상기 교각 상부구조물(2) 사이에서 연속하여 배치되어 있되 양단이 상기 교각 상부구조물(2)에 의해 단순지지되고 있는 "중앙 상부구조물(1)"에 의하여, 서로 이웃하는 교각(3) 사이에 상부구조가 형성되어 있는 것이다. 본 발명에서, 상기 중앙 상부구조물(1)과 교각 상부구조물(2)은 모두 앞서 도 1 및 도 2를 통해서 살펴본 "슬래브"로 제작된다.

구체적으로, 본 발명의 교량에 있어서, 서로 이웃하는 교각(3)에는 "교각 상부구조물(2)"이 일체로 구비되어 있는데, 상기 "교각 상부구조물(2)"은 앞서 설명한 슬래브로 이루어지고, 교각(3)의 상단에서 교각(3)과 일체로 되어 있으며, 이웃하는 교각(3) 방향으로 캔틸레버 형태로 뻗어 있다. 이와 같이, 이웃하는 교각(3)의 각각에서 서로 마주보는 방향으로 캔틸레버 형태로 뻗어 있는 상기 교각 상부구조물(2) 사이에는, 슬래브로 이루어진 "중앙 상부구조물(1)"이 단순지지 형태로 배치된다. 본 발명에서는 이와 같이, 중앙 상부구조물(1)과, 그 양단 각각에 위치하는 교각 상부구조물(2)에 의해, 교각(3) 사이 경간에서 교량 상부구조가 구축되는 것이다.

여기서 "단순지지"라는 것은, 슬래브로 이루어진 중앙 상부구조물의 교축방향 일단에서는 강절로 결합되지 아니하여 휨모멘트가 전달되지 아니하고 교축방향의 수평 변위는 허용하도록 지지되고, 타단에서는 강절로 결합되지 아니하여 휨모멘트가 전달되지 아니하되 교축방향의 수평변위도 허용하지 아니하도록 지지되는 것으로서, 구체적으로는 다음에서 설명하는 바와 같은 구성을 가지는 것을 의미한다.

도 4 및 도 5에는 각각 도 3의 원 A로 표시된 부분 즉, "가동 힌지점(movable end)"의 결합 상태를 바라보는 각도를 달리하여 보여주는 개략적인 분해사시도가 도시되어 있다. 상기 가동 힌지점에서는, 중앙 상부구조물(1)의 교축방향 단부와 이웃하는 교각 상부구조물(2)이 강절로 결합되지 아니하여 휨모멘트가 전달되지 아니하고 교축방향의 수평 변위도 허용하도록 지지되어 있다. 즉, "가동 힌지점"은 휨모멘트가 전달되지 않고, 교축방향의 수평 변위는 허용하도록 중앙 상부구조물(1)의 교축방향 단부와 이웃하는 교각 상부구조물(2)의 단부가 연결되는 부분을 의미하는 것이다. 도 6에는 상기 가동 힌지점에서 중앙 상부구조물(1)과 교각 상부구조물(2)이 결합되어 있는 상태를 보여주는 도 4의 선 C-C에 따른 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

도 4 내지 도 6에 도시된 것처럼, 가동 힌지점에서 중앙 상부구조물(1)의 교축방향 단부는 상부측이 하부측보다 교축방향으로 더 돌출된 형태의 상부돌출부(11)로 이루어지고, 이를 지지하는 교각 상부구조물(2)의 단부는 상기 상부돌출부(11)가 위에 놓이도록 상부측이 제거되어 하부측이 더 돌출된 형태의 하부돌출부(21)로 이루어져 있다. 따라서 가동 힌지점에서는, 중앙 상부구조물(1)의 상부돌출부(11)가 교각 상부구조물(2)에 형성된 하부돌출부(21) 위에 놓이게 된다. 이 때, 상부돌출부(11)와 하부돌출부(21) 사이에는 다음과 같은 구성의 "수평자유이동 요철받침장치(5)"가 설치되어, 상부돌출부(11)가 하부돌출부(21) 위에 놓인 상태에서 수평방향으로 자유롭게 슬라이딩될 수 있다.

상기 수평자유이동 요철받침장치(5)는 오목판(50)과 볼록판(51)으로 구성되는데, 우선 오목판(50)을 살펴보면, 상기 오목판(50)은 강재판과 같은 판부재로 이루어지며 후술하는 볼록판(51)과 마주하게 되는 대향면에는 오목하되 평평한 면을 이루도록 함몰된 오목부(500)가 형성되어 있다. 상기 대향면에 반대쪽에 위치하는 상기 오목판(50)의 "접합면"은 중앙 상부구조물(1) 또는 교각 상부구조물(2)을 이루는 콘크리트에 부착된다. 이 때, 오목판(50)이 일체로 콘크리트와 결합되도록 하기 위하여 스터드와 같은 매립부재(501)를 오목판(50)의 접합면에 돌출 구비하도록 하여, 상기 매립부재(501)가 중앙 상부구조물(1) 또는 교각 상부구조물(2)을 이루는 콘크리트에 매립되도록 할 수 있다.

볼록판(51) 역시 판부재로 이루질 수 있는데, 상기 오목판(50)과 마주하게 되는 대향면에 해당하는 볼록판(51)의 외면에는 볼록부(510)가 돌출되어 형성되어 있다. 상기 볼록부(510)는 상기 오목부(500)의 평평한 면에 놓여서 그 면을 따라 수평하게 슬라이딩될 수 있는데, 슬라이딩이 안정적으로 이루어지도록 상기 볼록부(510)의 표면은 평평하게 되어 있는 것이 바람직하다. 상기 볼록판(51)도 중앙 상부구조물(1) 또는 교각 상부구조물(2)을 이루는 콘크리트에 부착되어 일체화되므로, 상기 볼록판(51)의 외면(볼록부가 형성된 면)의 반대쪽 면에 해당하는 "접합면"에는 중앙 상부구조물(1) 또는 교각 상부구조물(2)을 이루는 콘크리트에 매립되는 스터드 등의 매립부재(501)가 구비될 수 있다.

이와 같이 상기 수평자유이동 요철받침장치(5)의 오목판(50)과 볼록판(51)은 서로 포개져 위치하여 상기 볼록부(510)가 오목부(500)에 접촉하게 되고, 이렇게 서로 접촉한 상태로 수평방향으로 이동이 가능하게 된다. 이 때, 접촉한 상태에서의 원활한 수평방향 슬라이딩 이동이 가능하도록 상기 볼록부(510)의 돌출된 표면과 오목부(500)의 표면 사이에는 마찰력 저감재(520)가 존재하는 것이 바람직하다. 마찰력 저감재로는 테플론 등의 재료를 이용할 수 있는데, 테플론 등으로 이루어진 판재형 마찰력 저감재를 볼록부(510)의 돌출된 표면과 오목부(500)의 표면 중 어느 한쪽 또는 양쪽 모두에 부착할 수 있다. 마찰력 저감재(520)를 판재형으로 만들어서 부착하지 아니하고, 액상으로 만들어서 볼록부(510)의 돌출된 표면과 오목부(500)의 표면 중 어느 한쪽 또는 양쪽 모두에 도포할 수도 있다.

도 4 내지 도 6에 도시된 실시예의 경우에는, 오목판(50)이 교각 상부구조물(2)의 하부돌출부(21) 상면에 구비되어 있고, 볼록판(51)이 중앙 상부구조물(1)의 상부돌출부(11) 하면에 구비되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이와 반대로 볼록판(51)이 교각 상부구조물(2)의 하부돌출부(21) 상면에 구비되고 오목판(50)이 중앙 상부구조물(1)의 상부돌출부(11) 하면에 구비되어도 무방하다.

또한 도면에 도시된 것처럼 교폭방향으로 이러한 수평자유이동 요철받침장치(5)가 간격을 두고 복수개로 배치되는데, 일부 수평자유이동 요철받침장치(5)는 오목판(50)이 교각 상부구조물(2)의 하부돌출부(21) 상면에 구비되고 볼록판(51)이 중앙 상부구조물(1)의 상부돌출부(11) 하면에 구비되며, 다른 수평자유이동 요철받침장치(5)는 이와 반대로 구비될 수도 있다.

이와 같이 본 발명의 가동 힌지점에서는, 중앙 상부구조물(1)의 단부가, 교각 상부구조물(2)의 단부에 놓여 지지되어 있되, 교축방향 및 교폭방향으로 자유로운 수평슬라이딩 이동이 가능한 상태로 지지되어 있는 것이다. 특히, 본 발명에서는 가동 힌지점에서 중앙 상부구조물(1)의 단부가 교각 상부구조물(2)의 단부 위에서 자유로운 수평슬라이딩 이동이 가능하도록 결합함에 있어서, 종래의 교량 받침 장치를 이용하는 것이 아니라, 위와 같이 간단한 구조를 가지고 있고 수직높이를 증가시키지 않는 2개의 판부재로 이루어진 수평자유이동 요철받침장치(5)를 이용하고 있다. 만일 종래의 교량 받침 장치를 이용한다면, 교량 받침 장치 자체의 수직 높이로 인하여, 상기한 상부돌출부(11)와 하부돌출부(21)의 콘크리트 두께가 줄어들게 되며, 그로 인하여 상부돌출부(11)와 하부돌출부(21)의 단면력이 감소하여 파괴 가능성이 높아지고, 결국 가동 힌지점은 구조적으로 취약한 부분이 된다. 그러나 본 발명에 상기 수평자유이동 요철받침장치(5)는 두 개의 판부재로 이루어져 있으므로, 수평자유이동 요철받침장치(5)의 설치로 인한 상부돌출부(11)와 하부돌출부(21)의 콘크리트 두께의 감소는 매우 미미할 뿐만 아니라, 수평자유이동 요철받침장치(5)의 오목판(50) 및 볼록판(51)이, 상부돌출부(11)와 하부돌출부(21)의 콘크리트와 일체로 되어 있는 상태이므로 오히려 상부돌출부(11)와 하부돌출부(21)의 강성을 더욱 증가시키는 효과가 발휘되므로, 비록 상부구조에 가동 힌지점이 존재하더라도 이러한 가동 힌지점은 구조적인 취약부에 해당하지 않게 된다.

한편, 도면에는 도시하지 아니하였지만, 상부돌출부(11)와 하부돌출부(21) 사이에는 수직방향으로 상부돌출부(11)와 하부돌출부(21) 사이가 벌어지지 않도록 하는 공지의 수직변위 구속커플러가 구비될 수 있다. 즉, 수평방향으로의 자유로운 변위는 허용하되, 수직방향으로는 변위를 허용하지 아니하는 구조를 가지는 수직변위 구속커플러가 이미 공지되어 있는데, 이러한 공지의 수직변위 구속커플러를 상부돌출부(11)와 하부돌출부(21) 사이에 배치하여, 불측의 힘에 의하여 상부돌출부(11)와 하부돌출부(21) 사이가 벌어지는 것을 방지하는 것이다. 이러한 수직변위 구속커플러는 교폭방향으로, 수평자유이동 요철받침장치(5) 사이의 공간에 배치하는 것이 바람직하다.

도 7 내지 도 9는 각각 위와 같은 가동 힌지점에 구비된 본 발명의 수평자유이동 요철받침장치(5)의 또다른 실시예에 대한 도면인데, 도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 수평자유이동 요철받침장치(5)의 오목판(50)에 대한 개략적인 사시도이고, 도 8은 도 7의 선 F-F에 따른 개략적인 단면도이며, 도 9는 도 7에 도시된 오목판(50)을 이용하여 가동 힌지점을 구성한 상태를 보여주는 도 6에 대응되는 개략적인 단면도이다. 도 7 내지 도 9에 도시된 실시예에서는, 수평자유이동 요철받침장치(5)의 오목판(50)이, 3차례로 적층되어 결합되어 있는 3개의 판부재로 이루어져 있다. 즉, 상기 오목판(50)은, 볼록판(51)과 마주하게 되며 오목부(500)가 형성되어 있는 제1적층판(5010), 매립부재(501)가 부착되어 있는 제2적층판(5020), 그리고 상기 제1적층판(5010)과 제2적층판(5020) 사이에 배치되어 있는 탄성판(5030)으로 이루어져 있다. 상기 제1적층판(5010) 및 제2적층판(5020)은, 예를 들어 강재 등과 같이 강성을 가지는 판으로 이루어지는데, 제1적층판(5010)과 제2적층판(5020)의 중간에 배치는 탄성판(5030)은 고무판이나 합성수지판 등과 같이 탄성을 가지는 판으로 이루어져 접착제 등에 의해 제1적층판(5010)과 제2적층판(5020)에 일체로 결합되어 있는 것이다. 특히, 제2적층판(5020)은 그 가장자리가 절곡되어 제1적층판(5010)의 가장자리를 감싸게 된다. 즉, 제2적층판(5020)의 가장자리 중에서 교축방향으로 나란하게 뻗어 있는 가장자리는 상부로 절곡되어 레일부를 만들어서 제1적층판(5010)의 가장자리를 감싸고 있는 것이다. 이와 같이, 3개의 판으로 이루어진 오목판(50)은 도 9에 도시된 것처럼, 하부돌출부(21)에 일체로 부착되어 볼록판(51)과 마주하여 배치된다.

교량의 상재하중이 작용하게 되면 중앙 상부구조물(1)과 교각 상부구조물(2)에는 수직방향으로 처짐이 발행하게 되고, 그에 따라 가동 힌지점에서는 소정의 회전각을 가지는 회전변위가 발생하게 된다. 가동 힌지점에서는, 중앙 상부구조물(1)에 가해지는 상재하중이 중앙 상부구조물(1)의 상부돌출부(11)를 통해서 교각 상부구조물(2)의 하부돌출부(21)로 전달되고, 이러한 힘의 전달은 실질적으로 "수평자유이동 요철받침장치(5)"에 의해 이루어진다. 그런데, 위와 같이 가동 힌지점에서 회전변위가 발생하게 되면, 회전변위의 회전각으로 인하여, 상재하중은 오목판(50)에 고르게 작용하지 못하고 오목판(50) 가장자리의 모서리부분에서 집중하중으로 작용하게 되며, 그에 따라 오목판(50)에 국부적인 손상이 발생할 수 있다. 그러나, 도 7 내지 도 9에 도시된 실시예에서는, 위와 같이, 제1적층판(5010)과 제2적층판(5020) 사이에 탄성판(5030)이 구비되어 있으므로, 위와 같은 문제점이 발생되지 않는다. 도 10에는 가동 힌지점에서 회전변위가 발생할 때 도 7 내지 도 9에 도시된 실시예의 볼록판(51)과 오목판(50)이 변형되는 상태를 보여주는 볼록판(51)과 오목판(50)만의 개략적인 측단면도가 도시되어 있는데, 도 10의 (a)는 회전변위 발생전의 상태이고, 도 10의 (b)는 회전변위가 발생한 상태이다. 도 10에 도시된 것처럼, 가동 힌지점에서 회전변위가 발생하게 되었을 때, 회전각에 의한 제1적층판(5010)의 변위를 탄성판(5030)이 변형되면서 수용하게 되어, 제2적층판(5020)에 집중하중이 가해지는 것을 방지하게 된다. 따라서 집중하중으로 인한 오목판(50)의 손상을 효과적으로 방지할 수 있으며, 오목판(50)을 통해서 하부돌출부(21)로 전달되는 하중이 판 전체를 통해서 고르게 작용하여 전달되는 효과가 발휘된다.

도 7 내지 도 10에 도시된 실시예에 따른 수평자유이동 요철받침장치(5)의 구성에서, 위와 같이 오목판(50)이 3개의 판부재로 이루어져 있다는 특징 이외에, 오목판(50)에 오목부(500)가 존재한다는 특징, 볼록판(51)의 구성, 볼록판(51)과 오목판(50)이 포개져 배치되는 구성 등 기타 사항은 앞서 도 4 내지 도 6과 관련하여 설명한 실시예와 동일하므로 반복 설명을 생략한다.

다음에서는 도 11 내지 도 15를 참조하여 도 3의 원 B로 표시된 "고정 힌지점(fixed end)"의 구성을 설명한다. 도 11 및 도 12에는 각각 상기 고정 힌지점 즉, 중앙 상부구조물(1)의 교축방향 타단이, 휨모멘트가 전달되지 아니함과 동시에 교축방향의 수평변위도 허용하지 아니하는 구조로 교각 상부구조물(2)에 지지되어 있는 상태를 바라보는 각도를 달리하여 보여주는 개략적인 분해사시도가 도시되어 있다. 도 13에는 상기 고정 힌지점에서, "수평이동구속 받침장치(6)"를 이용하여 중앙 상부구조물(1)이 교각 상부구조물(2)에 의해 지지되고 있는 상태를 보여주는 도 11의 선 D-D에 따른 개략적인 단면도가 도시되어 있으며, 도 14에는 상기 고정 힌지점에서, "교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)"를 이용하여 중앙 상부구조물(1)이 교각 상부구조물(2)에 의해 지지되고 있는 상태를 보여주는 도 11의 선 E-E에 따른 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

본 발명에서 "고정 힌지점"은, 중앙 상부구조물(1)의 교축방향 단부와 이웃하는 교각 상부구조물(2)이 강절로 결합되지 아니하여 휨모멘트가 전달되지 아니하지만, 교축방향의 수평 변위는 허용하지 않도록 중앙 상부구조물(1)의 교축방향 단부와 이웃하는 교각 상부구조물(2)의 단부가 연결되는 부분을 의미하는 것이다.

고정 힌지점에서도 중앙 상부구조물(1)의 교축방향 단부는 상부측이 하부측보다 교축방향으로 더 돌출된 형태의 상부돌출부(11)로 이루어지고, 이를 지지하는 교각 상부구조물(2)의 단부는 상기 상부돌출부(11)가 놓이도록 상부측이 제거되어 하부측이 더 돌출된 형태의 하부돌출부(21)로 이루어져 있다. 즉, 중앙 상부구조물(1)의 교축방향 단부에 형성된 상부돌출부(11)가 교각 상부구조물(2)의 단부에 형성된 하부돌출부(21) 위에 놓이는 것이다. 이 때, 고정 힌지점의 경우에는, 가동 힌지점과 달리, 상부돌출부(11)와 하부돌출부(21) 사이에는 "수평이동구속 받침장치(6)"와 "교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)"가 모두 설치되어, 상부돌출부(11)가 하부돌출부(21) 위에 놓인 상태에서 교축방향과 교폭방향으로의 수평이동은 가능하지 아니하되, 교폭방향으로 온도 등에 의한 상부구조의 신축은 허용하는 구조를 가지고 있다.

우선, 도 11 내지 도 13을 참조하면, 수평이동구속 받침장치(6)는 서로 마주하여 포개지는 제1판(60)과 제2판(61)의 2개 판부재로 이루어지는데, 제2판(61)과 마주하게 되는 제1판(60)의 제1면에는 제1돌출삽입부(600)가 수직하게 돌출되어 있다. 상기 제1돌출삽입부(600)는 원기둥형상으로 이루어질 수 있다.

상기 제1판(60)의 반대쪽 제2면은 단부지지 중앙 상부구조물(1) 또는 교각 상부구조물(2)을 이루는 콘크리트에 부착되는데, 제1판(60)이 일체로 콘크리트와 결합되도록 하기 위하여 스터드와 같은 매립부재(501)를 제1판(60)의 제2면에 구비하도록 하여, 상기 매립부재(501)가 단부지지 중앙 상부구조물(1) 또는 교각 상부구조물(2)을 이루는 콘크리트에 매립되도록 할 수 있다. 한편, 제2판(61) 역시 판부재로 이루어질 수 있는데, 상기 제1판(60)과 마주하게 되는 제1면에는 상기 제1돌출삽입부(600)가 삽입되는 오목한 제1끼움부(610)가 형성되어 있다. 따라서 제1판(60)과 제2판(61)이 서로 마주하여 포개진 상태에서 상기 제1돌출삽입부(600)가 제1끼움부(610)에 삽입되고, 그에 따라 제1판(60)과 제2판(61)은 서로 수평이동이 가능하지 않도록 구속된다. 한편, 상기 제2판(61)의 제1면과 반대쪽에 위치하는 제2면에도 매립부재(501)를 돌출 구비하도록 하여, 상기 매립부재(501)가 단부지지 중앙 상부구조물(1) 또는 교각 상부구조물(2)을 이루는 콘크리트에 매립되도록 할 수 있다.

더 나아가, 도면에 예시된 것처럼, 제1판(60)의 제1면 즉, 제1돌출삽입부(600)가 구비되는 제1면은 오목하게 함몰된 오목부가 형성되도록 할 수 있다. 이 경우, 이에 대응하여 제2판(61)의 제1면 즉, 제1끼움부(610)가 형성되는 제1면은 상기 오목부의 깊이에 대응되는 높이로 볼록부가 형성되도록 한다. 제1돌출삽입부(600)가 제1끼움부(610)로부터 빠지는 것을 방지하려면 제1돌출삽입부(600)의 돌출 높이가 길고 그에 맞추어서 제1끼움부(610)도 깊은 것이 유리하다. 그런데 제1끼움부(610)의 깊이를 증가시키게 되면 제2판(61)을 관통시켜야 하고, 더 나아가 제2판(61)이 고정되는 콘크리트 부분에도 제1끼움부(610)에 해당하는 구멍을 형성하여야 하는데, 제2판(61)을 콘크리트에 고정하면서 이와 같이 콘크리트 부분에 구멍을 형성하는 것은 매우 번거롭고 어렵다.

그렇지만, 본 발명에서와 같이, 제1판(60)에 오목부를 형성하고, 제2판(61)에 볼록부를 형성하게 되면, 제1끼움부(610)를 제2판(61)에 형성할 때, 제2판(61)을 관통한 상태로 제1끼움부(610)를 형성하지 않고 제2판(61)의 두께 즉, 볼록부의 두께 내에서 충분한 깊이의 제1끼움부(610)를 형성할 수 있으며, 따라서 제1끼움부(610)를 형성하는 것이 용이할 뿐만 아니라, 제1돌출삽입부(600)의 높이도 필요한 만큼 높일 수 있게 되어, 제1돌출삽입부(600)가 제1끼움부(610)로부터 빠지는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 제1돌출삽입부(600)와 제1끼움부(610)가 형성된 위치 주변에서 제1판(60)과 제2판(61)이 접촉하는 면에는 마찰 등으로 인한 소음 발생을 방지할 수 있도록, 상기한 수평자유이동 요철받침장치(5)에서와 같이, 마찰력 저감재(520)를 설치하는 것이 바람직하다. 상기 마찰력 저감재(520)에 대한 내용은 앞서 설명하였으므로, 반복 설명은 생략한다.

고정 힌지점에서, 중앙 상부구조물(1)의 상부돌출부(11)와 교각 상부구조물(2)의 하부돌출부(21) 사이에, 이와 같은 수평이동구속 받침장치(6)를 설치함에 있어서, 도면에 도시된 실시예에서는 제1돌출삽입부(600)가 형성된 제1판(60)이 하부돌출부(21)에 구비되고 제1끼움부(610)가 형성된 제2판(61)이 상부돌출부(20)에 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 이와 반대로 제2판(61)이 하부돌출부(21)에 구비되고 제1판(60)이 상부돌출부(20)에 구비될 수도 있다.

앞서 언급한 것처럼, 고정 힌지점에는 이와 같은 수평이동구속 받침장치(6) 뿐만 아니라, 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)가 중앙 상부구조물(1)의 상부돌출부(11)와 교각 상부구조물(2)의 하부돌출부(21) 사이에 구비된다.

앞서 설명한 것처럼, 고정 힌지점에는 수평이동구속 받침장치(6)가 구비되어 있어, 중앙 상부구조물(1)의 단부가 교각 상부구조물(2)에 의해 수평방향의 이동이 구속된 상태로 지지되지만, 교폭방향으로는 온도 등으로 인한 상부구조의 팽창과 수축이 허용되어야 한다. 이러한 상부구조의 교폭방향 신축 허용을 위하여 수평이동구속 받침장치(6)와 함께 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)가 구비되는 것이다.

교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)의 일실시예에 대한 구성은 도 11, 도 12 및 도 14를 통해서 알 수 있는데, 상기 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)는 끼움부의 구성과 돌출삽입부의 구성을 제외하고는 앞서 설명한 수평이동구속 받침장치(6)의 구성과 동일하게 이루어질 수 있다. 즉, 교축방향 신축허용 요철받침장치(7)도, 수평이동구속 받침장치(6)와 마찬가지로, 서로 마주하여 포개지는 제1판(70)과 제2판(71)의 2개 판부재로 이루어진다. 그런데, 수평이동구속 받침장치(6)와 달리, 상기 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)의 경우는, 중앙 상부구조물(1)이 교폭방향으로 팽창/수축하는 것을 허용하게 된다. 이를 위하여 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)에서는, 제1끼움부(610)를 대신하여, 교축방향으로는 제2돌출삽입부(700)의 교축방향 두께에 대응되는 내경을 가지고 있지만 교폭방향으로는 길게 연장되어 있는 채널 형태를 가지는 제2끼움부(710)가 제2판(71)에 형성되어 있다. 따라서 제1판(70)에 돌출된 형태로 구비된 제2돌출삽입부(700)는 상기 제2끼움부(710)에 삽입된 상태에서 교축방향으로는 움직임이 구속되어 있지만, 교폭방향으로는 채널을 따라 움직일 수 있게 되어 있다. 이 때, 제2돌출삽입부(700)는 수평이동구속 받침장치(6)의 제1돌출삽입부(600)처럼 단순히 기둥형태의 부재로 이루어질 수도 있지만, 채널 형태의 제2끼움부(710)의 형상에 맞추어서 교폭방향으로 연속된 돌출 레일 형태를 가질 수도 있다.

기타 매립부재(501)의 구성, 오목부와 볼록부 구성, 마찰력 저감재(520)의 구성, 제1판과 제2판이 각각 상부돌출부와 하부돌출부 중 어느 한곳에 설치된다는 내용 등에 대해서는 수평이동구속 받침장치(6)에서 설명한 내용이 동일하게 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)에도 동일하게 적용된다. 따라서 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)의 구성 중에서 수평이동구속 받침장치(6)와 공통되는 구성에 대한 반복 설명은 생략한다.

한편, 도면에 도시된 것처럼 고정 힌지점에서 교폭방향으로 이러한 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)는 간격을 두고 복수개로 배치된다. 수평이동구속 받침장치(6)는 한 개만 배치되어도 충분하며, 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)는 교폭방향으로 수평이동구속 받침장치(6)와 간격을 두고 복수개로 배치되는 것이다.

이와 같은 구조에 의해서 본 발명의 고정 힌지점에서는, 중앙 상부구조물(1)의 단부가, 교각 상부구조물(2)의 단부에 놓여 지지되어 있되, 교축방향으로는 이동이 구속되어 있고, 교폭방향으로는 단지 온도 등에 의한 상부구조의 신축을 허용하는 형태로 결합되어 있는 것이다.

특히, 본 발명에서는 이와 같이 고정 힌지점을 구성함에 있어서, 종래의 교량 받침 장치를 이용하는 것이 아니라, 위와 같이 간단한 구조를 가지고 있고, 수직높이를 증가시키지 않는, 2개의 판부재로 이루어진 수평이동구속 받침장치(6)와 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)를 이용하고 있다. 따라서 가동 힌지점의 경우와 마찬가지로, 받침장치의 설치로 인한 상부돌출부(11)와 하부돌출부(21)의 콘크리트 두께의 감소는 매우 미미할 뿐만 아니라, 콘크리트에 판부재가 일체 결합되어 있음을 통해서 상부돌출부(11)와 하부돌출부(21)의 단면 강성을 더욱 증가시키는 효과가 발휘되므로, 비록 상부구조에 휨모멘트를 상부구조 사이에 전달시키지 않는 고정 힌지점이 존재하더라도 이러한 고정 힌지점은 구조적인 취약부에 해당하지 않게 된다.

한편, 도면에는 도시하지 아니하였지만, 고정 힌지점에서도 가동 힌지점과 마찬가지로 상부돌출부(11)와 하부돌출부(21) 사이에는 수직방향으로 상부돌출부(11)와 하부돌출부(21) 사이가 벌어지지 않도록 하는 공지의 수직변위 구속커플러가 구비될 수 있다. 이러한 수직변위 구속커플러에 대한 내용에 대해서는 반복설명을 생략한다.

도 15 내지 도 17은 각각 위와 같은 고정 힌지점에 구비된 본 발명의 수평이동구속 받침장치(6)의 또다른 실시예에 대한 도면인데, 도 15는 수평이동구속 받침장치(6)의 제1판(60)에 대한 개략적인 사시도이고, 도 16은 도 15의 선 G-G에 따른 개략적인 단면도이며, 도 17은 도 15에 도시된 제1판(60)을 이용하여 고정 힌지점을 구성한 상태를 보여주는 도 13에 대응되는 개략적인 단면도이다.

도 15 내지 도 17에 도시된 수평이동구속 받침장치(6)의 제1판(60)은 3차례로 적층되어 결합되어 있는 3개의 판부재로 이루어져 있다. 즉, 제2판(61)과 마주하게 되며 제1돌출삽입부(600)가 수직하게 돌출되어 있는 상판(6010), 매립부재(501)가 구비되어 있는 하판(6020), 그리고 상기 상판(6010)과 하판(6020) 사이에 배치되어 있는 탄성판(6030)으로 이루어져 있다. 상기 상판(6010) 및 하판(6020)은, 예를 들어 강재 등과 같이 강성을 가지는 판으로 이루어지는데, 상판(6010)과 하판(6020)의 중간에 배치는 탄성판(6030)은 고무판이나 합성수지판 등과 같이 탄성을 가지는 판으로 이루어져 접착제 등에 의해 상판(6010)과 하판(6020)에 일체로 결합되어 있는 것이다.

특히, 하판(6020)은 그 가장자리가 절곡되어 상판(6010)의 가장자리를 감싸게 된다. 즉, 하판(6020)의 가장자리 중에서 교축방향으로 나란하게 뻗어 있는 가장자리는 상부로 절곡되어 레일부를 만들어서 상판(6010)의 가장자리를 감싸고 있는 것이다. 이와 같이, 3개의 판으로 이루어진 수평이동구속 받침장치(6)의 제1판(60)은 도 16에 도시된 것처럼, 고정 힌지점에서 하부돌출부(21)에 일체로 부착되어 제2판(61)과 마주하여 배치된다. 이러한 수평이동구속 받침장치(6)에서 상기 탄성판(6030)은, 앞서 도 7 내지 도 9에 도시된 수평자유이동 요철받침장치(5)의 오목판(50)에 구비된 탄성판(5030)과 마찬가지로 집중하중의 작용을 방지하여, 제1판(61)을 통해서 하부돌출부(21)로 전달되는 하중이 판 전체를 통해서 고르게 작용하게 되는 효과가 발휘된다.

도 15 내지 도 17에 도시된 실시예에 따른 수평이동구속 받침장치(6)의 경우도, 제1판(60)이 상판(6010)과 하판(6020) 사이에 탄성판(6030)이 존재하므로, 상재하중으로 인하여 고정 힌지점에서 회전변위가 발생하더라도, 탄성판(6030)이 변형되면서, 상판(6010)의 회전변위를 수용하므로, 하판(6020)에 집중하중이 가해지는 것을 방지하게 되며, 그에 따라 회전변위로 인한 집중하중에 의해 제1판(60)이 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 제1판(60)을 통해서 하부돌출부(21)로 전달되는 하중이 판 전체를 통해서 고르게 작용하여 전달되는 효과가 발휘된다.

도 15 내지 도 17에 도시된 실시예에 따른 수평이동구속 받침장치(6)의 기타 구성 및 효과에서, 위와 같이 제1판(60)이 3개의 판부재로 이루어져 있다는 특징 이외에, 제1판(60)에 제1돌출삽입부(600)가 존재한다는 구성, 제2판(61)에 제1끼움부(610)가 형성되어 있는 구성, 제1돌출삽입부(600)가 제1끼움부(610)에 끼워져서 교축방향 및 교폭방향으로 제1판(60)과 제2판(61) 간의 상대 이동이 허용되지 않는다는 구성 등의 기타 사항은 앞서 도 11 내지 도 13과 관련하여 설명한 수평이동구속 받침장치(6)의 실시예와 동일하므로 반복 설명을 생략한다.

도 18 내지 도 20은 각각 위와 같은 고정 힌지점에 구비된 본 발명의 교축방향 신축허용 요철받침장치(7)의 또다른 실시예에 대한 도면인데, 도 18은 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)의 제1판(70)에 대한 개략적인 사시도이고, 도 19는 도 18의 선 H-H에 따른 개략적인 단면도이며, 도 20은 도 18에 도시된 제1판(70)을 이용하여 고정 힌지점을 구성한 상태를 보여주는 도 14에 대응되는 개략적인 단면도이다.

도 18 내지 도 20에 도시된 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)의 제1판(70)은 3차례로 적층되어 결합되어 있는 3개의 판부재로 이루어져 있다. 즉, 제2판(71)과 마주하게 되며 제2돌출삽입부(700)가 수직하게 돌출되어 있는 상판(7010), 매립부재(501)가 구비되어 있는 하판(7020), 그리고 상기 상판(7010)과 하판(7020) 사이에 배치되어 있는 탄성판(7030)으로 이루어져 있다. 상기 상판(7010) 및 하판(7020)은, 예를 들어 강재 등과 같이 강성을 가지는 판으로 이루어지는데, 상판(7010)과 하판(7020)의 중간에 배치는 탄성판(7030)은 고무판이나 합성수지판 등과 같이 탄성을 가지는 판으로 이루어져 접착제 등에 의해 상판(7010)과 하판(7020)에 일체로 결합되어 있는 것이다.

특히, 하판(7020)은 그 가장자리가 절곡되어 상판(7010)의 가장자리를 감싸게 된다. 즉, 하판(7020)의 가장자리 중에서 교축방향으로 나란하게 뻗어 있는 가장자리는 상부로 절곡되어 레일부를 만들어서 상판(7010)의 가장자리를 감싸고 있는 것이다. 이와 같이, 3개의 판으로 이루어진 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)의 제1판(70)은 도 20에 도시된 것처럼, 고정 힌지점에서 하부돌출부(21)에 일체로 부착되어 제2판(71)과 마주하여 배치된다. 이러한 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)에서 상기 탄성판(7030)은, 앞서 도 7 내지 도 10에 도시된 수평자유이동 요철받침장치(5)의 오목판(50)에 구비된 탄성판(5030)과 마찬가지로 집중하중의 작용을 방지하여, 제1판(71)을 통해서 하부돌출부(21)로 전달되는 하중이 판 전체를 통해서 고르게 작용하게 되는 효과가 발휘된다.

도 18 내지 도 20에 도시된 실시예에 따른 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)의 구성에서, 위와 같이 제1판(70)이 3개의 판부재로 이루어져 있다는 특징 이외에, 제1판(70)에 제2돌출삽입부(700)가 존재한다는 구성, 제2판(71)에 제2끼움부(710)가 형성되어 있는 구성, 제2돌출삽입부(700)가 제2끼움부(710)에 끼워져서 제1판(70)과 제2판(71) 간의교축방향으로의 상대 이동은 허용되지 않지만, 온도 등으로 인한 교폭방향의 신축은 허용된다는 구성 등의 기타 사항은 앞서 도 11, 도 12 및 도 14과 관련하여 설명한 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)의 실시예와 동일하므로 반복 설명을 생략한다.

이상에서 살펴본 것처럼, 본 발명의 일실시예로서 3경간으로 이루어진 교량의 경우, 서로 이웃하는 교각(3) 사이의 경간에서, 교각(3)과 일체로 되어 있는 "교각 상부구조물(2)"가 마주보는 교각(3) 방향으로 캔틸레버 형태로 뻗어 있고, 상기 양측 교각(3)의 "교각 상부구조물(2)" 사이에는 "중앙 상부구조물(1)"이 각각 상기한 고정 힌지점과 가동 힌지점의 형태로 양단이 지지되어 배치됨으로써, 중앙 상부구조물(1)과, 그 양단 각각에 위치하는 교각 상부구조물(2)에 의해 교각(3) 사이 경간의 전체 상부구조를 이루게 된다. 따라서 교각 사이의 경간장이 긴 교량에서도, 경간 중간의 일부 구간에서 상부구조물을 슬래브로 제작할 수 있게 되고, 그에 따라 형하공간 잠식을 최소화시킬 수 있고, 시공비용을 크게 절감할 수 있게 된다. 즉, 종래에는 슬래브교를 적용하기 어려웠던 긴 길이의 경간장을 가지는 중, 장경간의 다경간 교량에도 슬래브교를 적용할 수 있게 되어, 슬래브교가 가지는 잇점들을 향유할 수 있게 되는 효과가 발휘하게 되는 것이다.

한편, 외측 경간의 경우에는, 교대(4)를 마주하는 교각(3)으로부터 교대(4) 방향으로 캔틸레버 형태로 뻗어 있는 교각 상부구조물(2)과 교대(4) 사이에도 중앙 상부구조물(1)이 배치되는데, 이 경우, 교각 상부구조물(2)의 단부와 중앙 상부구조의 타단이 연결되는 부분은 앞서 설명한 형태의 고정 힌지점으로 형성되지만, 교대(4) 위에서는 상부구조물의 수직두께 잠식의 문제가 없으므로, 통상의 교좌장치가 설치되어 상기 중앙 상부구조물(1)의 외측 단부는, 슬래브의 하면이 통상의 교좌장치에 의해 교축방향의 수평이동이 허용되는 형태로 지지된다.

이와 같이, 본 발명에서는 경간 내에 단순지지 형태로 양단이 지지되는 중앙 상부구조물(1)이 설치되어 교량을 이루게 되므로, 경간의 길이가 긴 중, 장대 교량에 대해서도, 형하공간의 잠식 및 시공비용에서 거더교보다 유리한 슬래브를 이용하여 상부구조를 형성할 수 있게 되며, 그에 따라 충분한 형하공간의 확보가 어려운 지역에 설치되는 교량에서도 경제적으로 중, 장대 교량을 시공할 수 있게 되는 효과가 발휘된다. 위의 설명에서는 3경간 교량을 예시하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 4경간 이상의 다경간 교량에 적용할 수 있다.

더 나아가, 본 발명에 따른 수평자유이동 요철받침장치(5), 수평이동구속 받침장치(6), 및 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)는 그 구조와 구성이 단순하고, 설치가 용이하며, 설치 후에는 보수보강이 없이 영구적으로 사용할 수 있으므로, 시공 및 유지 관리에 소요되는 비용을 절감할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

1 : 중앙 상부구조물
2 : 교각 상부구조물
3 : 교각
4 : 교대

Claims (5)

1. 교축방향의 양단에 위치하는 교대(4) 사이에 복수개의 교각(3)이 위치하여 복수개의 경간을 가지고 있고, 슬래브로 이루어져 교각(3)과 일체를 이루는 교각 상부구조물(2)이 교각(3)과 일체를 이루면서 이웃하는 교각(3) 및 교대(4) 방향으로 캔틸레버 형태로 뻗어 있고, 슬래브로 이루어지진 중앙 상부구조물(1)이 그 양단이 각각의 교각(3)에 구비된 교각 상부구조물(2)에 의해 각각 지지되도록 교각 상부구조물(2) 사이에 배치되어 교각(3) 사이 경간 및 교각(3)과 교대(4) 사이에서 전체 교량 상부구조를 이루고 있는 다경간 교량에서, 상기 중앙 상부구조물(1)의 일측 단부가 서로 마주하는 교각 상부구조물(2)의 단부에 의해 지지되는 가동 힌지점의 구조로서,
   상기 중앙 상부구조물(1)의 단부는 상부측이 돌출된 형태의 상부돌출부(11)로 이루어지고, 상기 중앙 상부구조물(1)의 단부를 지지하는 각각의 교각 상부구조물(2)의 단부는 하부측이 돌출된 형태의 하부돌출부(21)로 이루어져 상기 상부돌출부(11)가 상기 하부돌출부(21) 위에 놓이게 되며;
   상기 중앙 상부구조물(1)의 상부돌출부(11)와 교각 상부구조물(2)의 하부돌출부(21) 사이에, 오목판(50)과 볼록판(51)이 서로 접촉하여 교축방향 및 교폭방향으로 수평하게 슬라이딩이 자유롭게 배치되는 구조의 수평자유이동 요철받침장치(5)가 구비되어 있어, 중앙 상부구조물(1)의 일단이 교각 상부구조물(2)의 단부 위에서 자유로운 수평슬라이딩 이동이 가능하도록 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 다경간 교량의 가동 힌지점 구조.
   
2. 교축방향의 양단에 위치하는 교대(4) 사이에 복수개의 교각(3)이 위치하여 복수개의 경간을 가지고 있고, 슬래브로 이루어져 교각(3)과 일체를 이루는 교각 상부구조물(2)이 교각(3)과 일체를 이루면서 이웃하는 교각(3) 및 교대(4) 방향으로 캔틸레버 형태로 뻗어 있고, 슬래브로 이루어지진 중앙 상부구조물(1)이 그 양단이 각각의 교각(3)에 구비된 교각 상부구조물(2)에 의해 각각 지지되도록 교각 상부구조물(2) 사이에 배치되어 교각(3) 사이 경간 및 교각(3)과 교대(4) 사이에서 전체 교량 상부구조를 이루고 있는 다경간 교량에서, 상기 중앙 상부구조물(1)의 일측 단부가 서로 마주하는 교각 상부구조물(2)의 단부에 의해 지지되는 고정 힌지점의 구조로서,
   상기 중앙 상부구조물(1)의 단부는 상부측이 돌출된 형태의 상부돌출부(11)로 이루어지고, 상기 중앙 상부구조물(1)의 단부를 지지하는 각각의 교각 상부구조물(2)의 단부는 하부측이 돌출된 형태의 하부돌출부(21)로 이루어져 상기 상부돌출부(11)가 상기 하부돌출부(21) 위에 놓이게 되며;
   상기 중앙 상부구조물(1)의 상부돌출부(11)와 교각 상부구조물(2)의 하부돌출부(21) 사이에, 제1돌출삽입부(600)가 수직하게 돌출되어 있는 제1판(60)과, 상기 제1돌출삽입부(600)가 삽입되는 오목한 제1끼움부(610)가 형성되어 있는 제2판(61)으로 이루어진 수평이동구속 받침장치(6)가 구비되어 있고;
   상기 중앙 상부구조물(1)의 상부돌출부(11)와 교각 상부구조물(2)의 하부돌출부(21) 사이에, 제2돌출삽입부(700)가 수직하게 돌출되어 있는 제1판(70)과, 교축방향으로는 제2돌출삽입부(700)의 교축방향 두께에 대응되는 내경을 가지고 있지만 교폭방향으로는 길게 연장되어 있는 제2끼움부(710)가 형성되어 제2돌출삽입부(700)가 제2끼움부(710) 내에서 교폭방향으로 이동할 수 있도록 하는 제2판(71)으로 이루어진 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)가 구비되어 있어;
   수평이동구속 받침장치(6)에 의하여 상기 중앙 상부구조물(1)의 단부가 교각 상부구조물(2)의 단부 위에서 교축방향과 교폭방향으로의 수평이동은 가능하지 아니하지만, 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)에 의해 교폭방향으로 상부구조물의 신축은 허용하도록 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 다경간 교량의 고정 힌지점 구조.
   
3. 교축방향의 양단에 위치하는 교대(4) 사이에 복수개의 교각(3)이 위치하여 복수개의 경간을 가지는 다경간 교량으로서,
   교각(3)의 상부에는 슬래브로 이루어진 교각 상부구조물(2)이 교각(3)과 일체를 이루면서 이웃하는 교각(3) 및 교대(4) 방향으로 캔틸레버 형태로 뻗어 있고, 슬래브로 이루어지진 중앙 상부구조물(1)이 그 양단이 각각의 교각(3)에 구비된 교각 상부구조물(2)에 의해 각각 지지되도록 교각 상부구조물(2) 사이에 배치되어 교각(3) 사이 경간 및 교각(3)과 교대(4) 사이에서 전체 교량 상부구조를 이루고 있으며;
   상기 중앙 상부구조물(1)의 일측 단부는 서로 마주하는 교각 상부구조물(2)의 단부에서 가동 힌지점으로 지지되어 있고, 상기 중앙 상부구조물(1)의 타측 단부는 서로 마주하는 교각 상부구조물(2)의 단부에서 고정 힌지점으로 지지되어 있으며;
   상기 가동 힌지점 및 상기 고정 힌지점에서, 중앙 상부구조물(1)의 단부는 상부측이 돌출된 형태의 상부돌출부(11)로 이루어지고, 상기 중앙 상부구조물(1)의 단부를 지지하는 각각의 교각 상부구조물(2)의 단부는 하부측이 돌출된 형태의 하부돌출부(21)로 이루어져 상기 상부돌출부(11)가 상기 하부돌출부(21) 위에 놓이게 되며;
   상기 가동 힌지점에서는, 상기 중앙 상부구조물(1)의 상부돌출부(11)와 교각 상부구조물(2)의 하부돌출부(21) 사이에, 오목판(50)과 볼록판(51)이 서로 접촉하여 교축방향 및 교폭방향으로 수평하게 슬라이딩이 자유롭게 배치되는 구조의 수평자유이동 요철받침장치(5)가 구비되어 있어, 중앙 상부구조물(1)의 일단이 교각 상부구조물(2)의 단부 위에서 자유로운 수평슬라이딩 이동이 가능하도록 지지되어 있으며;
   상기 고정 힌지점에서는, 중앙 상부구조물(1)의 상부돌출부(11)와 교각 상부구조물(2)의 하부돌출부(21) 사이에, 제1돌출삽입부(600)가 수직하게 돌출되어 있는 제1판(60)과, 상기 제1돌출삽입부(600)가 삽입되는 오목한 제1끼움부(610)가 형성되어 있는 제2판(61)으로 이루어진 수평이동구속 받침장치(6)가 구비되어 있고;
   상기 고정 힌지점에서는, 중앙 상부구조물(1)의 상부돌출부(11)와 교각 상부구조물(2)의 하부돌출부(21) 사이에, 제2돌출삽입부(700)가 수직하게 돌출되어 있는 제1판(70)과, 교축방향으로는 제2돌출삽입부(700)의 교축방향 두께에 대응되는 내경을 가지고 있지만 교폭방향으로는 길게 연장되어 있는 제2끼움부(710)가 형성되어 제2돌출삽입부(700)가 제2끼움부(710) 내에서 교폭방향으로 이동할 수 있도록 하는 제2판(71)으로 이루어진 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)가 구비되어 있으며;
   상기 고정 힌지점에서는, 수평이동구속 받침장치(6)에 의하여 상기 중앙 상부구조물(1)의 단부가 교각 상부구조물(2)의 단부 위에서 교축방향과 교폭방향으로의 수평이동은 가능하지 아니하지만, 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)에 의해 교폭방향으로 상부구조물의 신축은 허용하도록 지지되어 있는 구조를 가지도록 교량의 경간 내에 가동 힌지점과 고정 힌지점에 의해 양단이 각각 단순지지되는 슬래브로 이루어진 상부구조물이 존재하여 저형고를 가지게 되는 것을 특징으로 하는 다경간 교량.
   
4. 제3항에 있어서,
   수평이동구속 받침장치(6)의 제1판(60)에서 제1돌출삽입부(600)가 돌출되어 있는 제1면은 오목하게 함몰된 오목부가 형성되어 있고;
   수평이동구속 받침장치(6)의 제2판(61)에서 제1끼움부(610)가 형성되어 있는 제2면은 상기 제1판(60)의 오목부 깊이에 대응되는 높이로 볼록부가 형성되어 있으며 상기 제1끼움부(610)는 상기 볼록부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다경간 교량.
   
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   수평자유이동 요철받침장치(5)의 오목판(50)과 볼록판(51)이 서로 접촉하는 표면, 수평이동구속 받침장치(6)의 제1판(60)과 제2판(61)이 서로 접촉하는 표면, 및 교폭방향 신축허용 요철받침장치(7)의 제1판(70)과 제2판(71)이 서로 접촉하는 표면에는 각각 슬라이딩이 원활하게 이루어지도록 하는 마찰력 저감재(520)가 위치하는 것을 특징으로 하는 다경간 교량.

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