KR101156553B1 - 모듈화된 조립식 상판 - Google Patents

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KR101156553B1
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Abstract

본 발명은 양쪽 단부에 한 쌍의 힌지가 구비되는 단위 하부 프레임과, 상기 단위 하부 프레임의 상면에 고정 결합되는 단위 상부 프레임과, 상기 단위 하부 프레임의 측면에 구비되는 난간으로 구성되는 단위 상판 구조체의 복수 개 조합으로 이루어지는 상판과; 상호 대향하여 설치되는 주탑의 상단부에 고정 결합되는 와이어 로프와 행어에 의해 연결되며, 인접하는 단위 상판 구조체의 힌지 상호 간을 연결하는 홀더와; 외력에 의해 상기 단위 상판 구조체의 변위가 변하면 이를 복원시키기 위하여 상기 힌지와 홀더의 연결 부위에 개재되는 탄성 수단을; 포함하여 이루어지는 모듈화된 조립식 상판에 관한 것이다.
이러한 구성에 따라 본 발명은 현장의 작업 여건이 아무리 까다롭다 할지라도 매우 용이하게 시공이 가능하며, 그 보수 관리도 매우 편리한 장점이 있으며, 나아가 상판이 다리의 기능을 충분히 발휘하면서도 구조적으로 매우 안정된 상판 구조를 제공해 주는 이점이 기대된다.

Description

모듈화된 조립식 상판{Modularized and prefabricated upper plate}
본 발명은 모듈화된 조립식 상판에 관한 것으로서, 특히 양쪽 단부에 한 쌍의 힌지가 구비되는 단위 하부 프레임과, 상기 단위 하부 프레임의 상면에 고정 결합되는 단위 상부 프레임과, 상기 단위 하부 프레임의 측면에 구비되는 난간으로 구성되는 단위 상판 구조체의 복수 개 조합으로 이루어지는 상판과; 상호 대향하여 설치되는 주탑의 상단부에 고정 결합되는 와이어 로프와 행어에 의해 연결되며, 인접하는 단위 상판 구조체의 힌지 상호 간을 연결하는 홀더와; 외력에 의해 상기 단위 상판 구조체의 변위가 변하면 이를 복원시키기 위하여 상기 힌지와 홀더의 연결 부위에 개재되는 탄성 수단을; 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모듈화된 조립식 상판에 관한 것이다.
통상적으로 현수식 다리는 다리의 상판이 교각에 의해 지지되지 않고 상호 간에 대향하는 주탑의 상단부에 고정 결합된 와이어 로프에 의해 지지되도록 하여 상판이 공중에 뜬 상태를 이루게 한 다리를 칭한다. 이러한 현수식 다리는 깊은 산의 계곡 또는 양쪽 건물 사이에 다리를 설치하면서 다리의 상판을 지지하는 교각을 설치할 수 없을 때 자주 사용하는 구조이다.
현수식 다리에 있어 상판은 와이어 로프에 의해 지지되어 구조로 이루어지기 때문에 무게가 무거운 재질보다는 가볍고 다루기가 쉬운 나무를 많이 사용하고 있으며, 나무를 상판으로 사용하는 경우에는 대한민국 등록특허 제0810678호, 대한민국 공개특허 제2009-0098492호 각각에 개시된 것과 같이 목재로 이루어지는 디딤 막대의 양단부를 개별적으로 하부 와이어 로프에 고정시켜 주는 방식을 주로 사용하고 있다.
그런데, 이처럼 개별적으로 상판을 구성하는 디딤 막대 각각을 와이어 로프와 결합하는 방식은 구조적으로 복잡하며 작업량이 많은 단점이 있을 뿐 아니라, 시공이 완료된 이후에 개별 디딤 막대마다 보수를 해주어야 하는 불편함이 있다. 더욱이, 현수식 다리가 설치되는 장소는 대개 바람이 일정 방향으로 집중되는 측풍의 빈도가 높은데, 상판을 이처럼 개별적으로 와이어 로프와 연결하는 구조는 측풍에 의한 공기 저항에 의해 매우 취약하여 안정성 면에서 심각한 문제를 유발할 수 있다.
한편, 대한민국 등록실용신안 제0411341호는 금속 재질로 이루어지는 판 형상의 상판 구조를 제안하고 있다. 이 기술은 상판을 판 형상으로 구성하고, 와이어 로프에 일정 간격 이격되어 상판과 연결된 행어를 매개로 연결함으로써 상판에 작용하는 하중을 지지하는 구조로서, 전술한 기술에 비하여 작업량을 현저히 감소시킬 수 있다는 장점이 어느 정도 기대된다.
하지만, 이 기술은 동일한 구조로 이루어지는 개개 상판 모듈을 용접 등의 방법으로 일체화한 상태에서 행어와 연결해야 한다는 점에서 현장 시공이 까다로운 문제가 있다. 즉, 이 기술을 적용하기 위해서는, 현장이 적어도 전체 상판의 길이에 해당하는 정도의 작업 공간을 제공할 수 있어야 하는데, 통상적으로 현수식 다리가 설치되는 장소가 협곡 등임을 감안하면 현실적으로 그 정도의 작업 공간을 확보하기가 용이하지 않을 뿐 아니라, 이는 자연을 심하게 훼손할 수 있다는 점에서 바람직하지 않다.
만일, 현장에서의 작업이 곤란하다면 제조 공장에서 상판 모듈을 용접으로 일체화시킨 상태에서 현장으로 이송하여 설치해야 하는데, 일체화된 상판이 일정한 길이 및 크기를 가진다는 점을 감안하면 현장에서 행어와 연결하며 상판을 설치하기 위해서는 크레인 등과 같은 중장비가 현장에 투입되어야 한다는 점에서, 적어도 중장비의 용이한 작업을 위한 공간 확보가 필수적이다. 즉, 이 경우에도 상당한 범위 내에서 자연 훼손이 발생하게 되는 것이다.
대한민국 등록특허 제0810678호, 대한민국 공개특허 제2009-0098492호, 대한민국 등록실용신안 제0411341호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명은 상판을 모듈 구조화함으로써 시공성을 획기적으로 증진시킬 수 있는 조립식 상판을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 공장에서 생산된 단위 상판 모듈을 현장으로 이송하여 상호 간에 연결시켜 상판을 시공함으로써 작업 현장으로서의 자연 환경 훼손을 최소화할 수 있는 모듈화된 상판을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 와이어 로프가 개별 상판을 지지하는 것이 아니라 일정 면적을 가지는 단위 상판 구조체 들을 지지하도록 함으로써 안정성을 획기적으로 제고할 수 있는 상판을 제공함에 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 양쪽 단부에 한 쌍의 힌지(150)가 구비되는 단위 하부 프레임(120)과, 상기 단위 하부 프레임(120)의 상면에 고정 결합되는 단위 상부 프레임(140)과, 상기 단위 하부 프레임(120)의 측면에 구비되는 난간(130)으로 구성되는 단위 상판 구조체(100)의 복수 개 조합으로 이루어지는 상판과; 상호 대향하여 설치되는 주탑(10)의 상단부에 고정 결합되는 와이어 로프(20)와 행어(180)에 의해 연결되며, 인접하는 단위 상판 구조체의 힌지(150) 상호 간을 연결하는 홀더(160)와; 외력에 의해 상기 단위 상판 구조체(100)의 변위가 변하면 이를 복원시키기 위하여 상기 힌지(150)와 홀더(160)의 연결 부위에 개재되는 탄성 수단(170)을; 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
상기 단위 하부 프레임(120)은, 상호 간에 대향하는 한 쌍의 가로 바(122)와 상기 가로 바(122)에 수직한 상태로 상호 대향하며 상기 가로 바(122)의 각 단부에 고정 결합되는 한 쌍의 세로 바(124)로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 단위 상부 프레임(140)은 네트, 또는 복수 개의 디딤 막대로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 단위 상부 프레임(140)은 일체형으로 이루어져 상기 단위 하부 프레임(120)에 고정 결합되는 것이 바람직하다.
본 발명은 현수식 다리의 상판을 단위 상판 구조체라는 단위 모듈을 상호 연결시키는 구조를 제안함으로써 현장의 작업 여건이 아무리 까다롭다 할지라도 매우 용이하게 시공이 가능하며, 그 보수 관리도 매우 편리한 장점이 기대된다.
또한, 본 발명은 공장에서 단위 상판 구조체를 제작하고 이를 현장으로 이송한 다음에, 현장에서는 단순히 이들 상호 간을 결합시키는 작업만을 수행하기 때문에 필요한 현장 공간을 최소화할 수 있다는 점에서 자연 환경의 훼손을 최대한 방지할 수 있도록 해준다.
또한, 본 발명은 주탑에 지지되는 와이어 로프가 개별 디딤 막대가 아닌 일정한 구조를 가지는 단위 상판 구조체를 지지하도록 구성함으로써 상판이 다리의 기능을 충분히 발휘하면서도 구조적으로 매우 안정된 상판 구조를 제공해준다.
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 모듈화된 조립식 상판에 대한 개략적인 구성도.
도 2a 및 도 2b 각각은 본 발명에 따른 모듈화된 조립식 상판에 있어 단위 상판 구조체 구조체의 개략적인 일 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 모듈화된 조립식 상판에 있어 단위 상판 구조체의 개략적인 다른 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 모듈화된 조립식 상판에 있어 힌지와 홀더 상호 간의 결합을 보여주는 개략적인 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 모듈화된 조립식 상판에 있어 탄성 수단이 게재된 힌지와 홀더 상호 간의 개략적인 작동 구성도.
본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴본다. 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 현수식 다리의 모듈화된 조립식 상판의 개략적인 구성도이며, 도 2a 및 도 2b 각각은 본 발명에 따른 모듈화된 조립식 상판에 있어 단위 상판 구조체의 개략적인 일 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 모듈화된 조립식 상판에 있어 힌지와 홀더 상호 간의 결합을 보여주는 개략적인 구성도이다.
도면에 개시된 것과 같이, 본 발명은 기본적으로 상호 대향하여 설치되는 주탑(10)과, 상기 각 주탑(10)의 상단부에 고정 결합되는 와이어 로프(20)에 의해 지지되는 상판으로 이루어지는 현수식 다리의 상판에 관한 것이다. 즉, 상판이 교각에 의해 지지되는 통상적인 상판이 아니라, 상판이 와이어 로프에 의해 지지되도록 하여 상판이 공중에 뜬 상태를 이루는 다리의 상판에 관한 것이다.
이러한 구조의 상판을 구성함에 있어, 본 발명은 상판을 단위 하부 프레임(120)과 단위 상부 프레임(140)의 일체형으로 이루어지는 단위 모듈로 구성한 다음, 이들 단위 모듈 상호 간을 연결하는 방식을 제안한다. 상판을 이루는 기본 단위 모듈을 단위 상판 구조체라 칭한다.
상기 단위 하부 프레임(120)은 단위 상판 구조체에 작용하는 외력에 대항하거나 또는 하중을 지지하는 부분으로서, 상기 단위 하부 프레임(120)의 양쪽 단부에는 한 쌍의 힌지(150)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 힌지(150)는 단위 하부 프레임의 단부에서 상부로 돌출 형성되는 것이 바람직하며, 힌지에는 후술할 홀더(160)와의 결합을 위한 체결 홀(미도시)이 형성된다.
본 발명은 단위 하부 프레임(120)을 구성함에 있어, 상호 간에 대향하는 한 쌍의 가로 바(122)와 상기 가로 바(122)에 수직한 상태로 상호 대향하며 상기 가로 바(122)의 각 단부에 고정 결합되는 한 쌍의 세로 바(124)로 이루어지는 경우를 제안한다. 이 구조는 최소한의 프레임을 사용하여 외력에 대한 최대한의 지지 구조를 제공해 줄 수 있다. 미설명 도면부호 126은 지지바이다.
상기 단위 상부 프레임(140)은 다리 이용자들의 디딤판으로 기능하며, 상기 단위 하부 프레임(120)의 상면에 고정 결합된다. 단위 상부 프레임은 여러 가지 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 도 2a에는 이 중에서 복수 개의 막대형 디딤 막대를 이용하여 단위 상부 프레임을 구성하는 예를 보여준다. 하지만, 본 발명은 이러한 구성 외에도 관련 분야에서 널리 사용하고 있는 도 3과 같은 네트 구성의 단위 상부 프레임(142)을 사용하는 경우도 배제하지 않는다.
한편, 본 발명은 단위 상부 프레임이 도 2a와 같이 복수 개의 디딤판 조합으로 이루어지더라도, 그 구성은 개별적 조합이 아니라 단일 구조의 일체형으로 이루어지는 것을 제안한다. 즉, 별도의 체결수단을 이용하거나, 혹은 별도의 연결 바를 이용하여 디딤판들을 연결하여 구조적 일체화를 이루는 것이다. 이는, 단위 상판 구조체의 구조적 안정성을 제고하고, 나아가 상판 구조체를 편리하게 시공할 수 있을 뿐 아니라, 시공 완료 이후에 유지 관리를 보다 편리하게 수행할 수 있기 때문이다.
상기 난간(130)은 구름다리 이용자들의 추락을 방지하기 위한 것으로서, 단위 하부 프레임(120)의 측면에 수직하게 구비된다. 도면에는, 한 쌍의 지지 봉 사이에 사각 프레임이 결합되어 이루어지는 구성이 개시되어 있으나, 이는 단지 예시일 뿐 관련 분야에서 알려진 구성은 모두 적용 가능함은 물론이다.
상기와 같이 본 발명은 와이어 로프(20)에 의해 지지되는 상판을 구성함에 있어, 개별 단위 상부 프레임이 아니라, 단위 상부 프레임 및 단위 하부 프레임으로 이루어지는 일정한 단위 구조 단위체로서 단위 상판 구조체를 구성하고 이들 단위 상판 구조체를 홀더(160)로서 상호 연결하는 방식을 제안하고 있는 것이다.
상기 홀더(160)는 행어(180)를 매개로 와이어 로프(20)와 연결되며, 단위 상판 구조체(120)에 구비되는 힌지(150) 상호 간을 연결한다. 행어(180)는 홀더(160)의 고정 홀(162)에 고정 결합되며, 힌지(150)는 미도시된 힌지 홀을 통해 홀더(160)의 체결 홀(미도시)과 결합된다. 단위 상판 구조체(100)에 전달되는 외력은 힌지, 홀더, 행어를 통해 와이어 로프로 전달되면서 적절하게 분산된다. 미설명 도면부호 128은 브라켓으로서, 본 발명은 힌지(150)가 브라켓의 매개 없이 단위 하부 프레임의 단부에 직접 고정되는 경우도 배제하지 않는다.
한편, 본 발명은 힌지(150)와 홀더(160)의 연결 부위에 탄성 수단(170)을 게재되는 것을 제안한다. 상기 탄성 수단(170)은 이용자들의 하중 또는 측풍과 같이 단위 상판 구조체에 외력이 작용하여 단위 상판 구조체의 변위가 변하는 경우 이를 용이하게 복원시키기 위한 구성이다. 도면에는 탄성 수단의 일례로서 특정 형상의 스프링이 홀더(160)와 힌지(150) 사이에 개재되는 경우가 개시되어 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고 작용하는 외력에 대하여 단위 상판 구조체에 복원력을 제공해 줄 수만 있다면 다양한 수단 중에서 임의 선택할 수 있음은 자명하다.
상기와 같은 구성으로 본 발명은 불연속한 상태로 인접하여 대향하고 있는 각 단위 상판 구조체를 홀더와 탄성 수단으로 연결하여 연속하는 상판을 제공하게 되는데 그 작동을 첨부된 도 1, 도 2a, 도 5를 참조해서 간단히 살펴본다.
먼저, 다리를 구성하는 상판은 기본적으로 상호 간에 일정 간격 이격되어 위치하는 단위 상판 구조체(100)의 불연속 구조로 이루어지며, 인접하는 단위 상판 구조체 상호 간은 일정 간격 이격된 상태를 유지하며 홀더(160)에 의해 연결되어 상판을 이룬다. 이러한 상태에서 이용자들에 의한 하중이 특정 단위 상판 구조체(도 5의 오른쪽 단위 상판 구조체)에 작용하면, 하중은 홀더(160)와 행어(180)를 통해 와이어 로프(20)에 작용하여 와이어 로프(20)를 하방으로 당기게 된다.
이에 따라 그 단위 상판 구조체는 인접한 단위 상판 구조체와의 연결 부위, 즉 힌지(150) 및 홀더(160) 결합 지점을 중심으로 하중이 작용하는 단위 상판 구조체의 전면부위(ⓐ)는 도 4에 실선으로 표현된 것과 같이 하방으로 내려가며, 이와 동시에 타 상판 구조체의 후면부위(ⓑ) 역시 실선과 같이 하방으로 내려간다. 이러한 하중 전달 현상은 순차적으로 연결되어 있는 각 단위 상판 구조체 구조체에 상대적으로 작아지면서 순차적으로 전달되어 다리가 출렁거리는 현상을 일으키게 된다.
뒤이어 이용자가 다른 단위 상판 구조체로 이동하여 그 단위 상판 구조체 구조체의 전면부위에 하중을 가하면, 이전 단위 상판 구조체에 가해지던 하중이 자동적으로 해제됨에 따라 이전 상판 구조체는 탄성 수단(170)의 복원력에 의해 도면에 점선으로 표현된 것과 같이 상방으로 이동하면서 처음 위치로 복원하여 다음의 하중 전달에 대비하게 된다. 이처럼, 본 발명은 종래와 같이 상판을 개별 디딤 막대의 복잡한 연결 구조를 구성하지 않더라도, 홀더 및 탄성 수단의 적절한 조합을 통해 다리의 기능을 충분히 발휘할 수 있게 되는 것이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
10 : 주탑 20 : 와이어 로프
100 : 단위 상판 구조체 120 : 단위 하부 프레임
122 : 가로 바 124 : 세로 바
130 : 난간 140 : 단위 상부 프레임
150 : 힌지 160 : 홀더
170 : 탄성 수단 180 : 행어

Claims (4)

  1. 양쪽 단부에 한 쌍의 힌지(150)가 구비되는 단위 하부 프레임(120)과, 상기 단위 하부 프레임(120)의 상면에 고정 결합되는 단위 상부 프레임(140)과, 상기 단위 하부 프레임(120)의 측면에 구비되는 난간(130)으로 구성되는 단위 상판 구조체(100)의 복수 개 조합으로 이루어지는 상판과;
    상호 대향하여 설치되는 주탑(10)의 상단부에 고정 결합되는 와이어 로프(20)와 행어(180)에 의해 연결되며, 인접하는 단위 상판 구조체의 힌지(150) 상호 간을 연결하는 홀더(160)와;
    외력에 의해 상기 단위 상판 구조체(100)의 변위가 변하면 이를 복원시키기 위하여 상기 힌지(150)와 홀더(160)의 연결 부위에 개재되는 탄성 수단(170)을;
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모듈화된 조립식 상판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단위 하부 프레임(120)은, 상호 간에 대향하는 한 쌍의 가로 바(122)와 상기 가로 바(122)에 수직한 상태로 상호 대향하며 상기 가로 바(122)의 각 단부에 고정 결합되는 한 쌍의 세로 바(124)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모듈화된 조립식 상판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단위 상부 프레임(140)은 네트, 또는 복수 개의 디딤 막대로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모듈화된 조립식 상판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 단위 상부 프레임(140)은 일체형으로 이루어져 상기 단위 하부 프레임(120)에 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 모듈화된 조립식 상판.
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