KR101167754B1 - 아치교의 수직재 연결구조 및 이를 시공하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아치교의 수직재 연결구조 및 이를 시공하는 방법에 관한 것으로 교각상판과 아치리브 사이에서 각각 힌지결합에 의해 연동이 가능하도록 수직재가 설치됨으로써 시공 후 하중을 완화할 수 있으며, 자중감소 등 시공 면에서 용이한 아치교의 수직재 연결구조 및 이를 시공하는 방법에 관한 것이다.

아치교, 아치리브, 수직재

Description

아치교의 수직재 연결구조 및 이를 시공하는 방법{A CABLE CONNECTING STRUCTURE FOR ARCH BRIDGE AND METHOD FOR CONSTRUCTING IT}

본 발명은 아치교의 수직재 연결구조 및 이를 시공하는 방법에 관한 것으로 교각상판과 아치리브 사이에서 각각 힌지결합에 의해 연동이 가능하도록 수직재가 설치됨으로써 시공 후 하중을 완화할 수 있으며, 자중감소 등 시공면에서 용이한 아치교의 수직재 연결구조 및 이를 시공하는 방법에 관한 것이다.

종래의 아치교는 상로 아치교와 하로 아치교가 있는데, 상로 아치교는 아치리브 상부에 교각상판을 두는 구조로 아치리브는 콘크리트를 주로 사용하며 원형강재를 사용하는 경우도 있다. 하로 아치교는 아치리브 아래에 교각상판을 두는 구조로 모든 구조가 강재로 구성된다. 이러한 아치구조는 모든 아치리브(부재)가 압축력에 지배되는 구조이므로 아치리브 단면은 지간이 증가할수록 매우 커진다.

이러한 아치교에 있어서 종래에 수직재의 연결구조가 다양하게 제시되나 시공이 복잡하여 이러한 시공의 복잡성으로 인해 시간적으로나 비용적으로 비경제적 인 문제가 있었다.

이에 본 발명은 상기 종래 기술에 의한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 구조적으로 안정되면서도 시공이 용이하고 경제적인 아치교의 수직재 연결구조 및 이를 시공하는 방법을 제공하고자 함이다.

본 발명의 아치교의 수직재 연결구조는 양단에 나사산이 형성된 직봉형상의 수직재와; 상기 수직재의 양단의 나사산에 회전결합에 의해 체결될 수 있도록 나사홈이 형성된 체결홈이 일단에 구성되고 타단에 힌지결합부가 형성되는 한 쌍의 연결부와; 상기 연결부의 힌지결합부와 힌지결합 되는 돌출단이 형성되며 상기 돌출단과 일체로 형성되며 아치리브에 삽입되는 중공형의 몸체로 구성되는 소켓슬리브와; 교각상판에 부착되며 상기 연결부의 힌지결합부와 힌지결합 되는 부착단으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 힌지결합부는 한 쌍의 힌지단으로 구성되어 상기 힌지단의 사이에 상기 돌출단 및 상기 부착단이 삽입되도록 구성된다.

상기 수직재와 각각의 연결부에 있어 힌지에 의한 이탈을 방지하도록 상기 수직재의 양단에 삽입되며, 각각의 연결부의 일단과 접하도록 고정너트가 더 구성 됨이 타당하다.

또한 바람직하게는 상기 수직재는 강관으로 구성될 수 있다.

상기 소켓슬리브를 아치리브에 체결함에 있어 상기 몸체에는 복수의 볼트공이 형성되어 아치리브와 볼트결합에 의해 체결될 수 있다.

한편 본 발명의 아치교의 수직재 연결구조의 시공방법은 교각상판과 아치리브에 부착단과 소켓슬리브를 부착하는 단계와; 수직재의 양단에 연결부를 체결하는 단계와; 연결부가 체결된 수직재를 부착단과 소켓슬리브에 힌지결합 시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

여기서 수직재의 양단에 연결부를 체결하는 단계에는 케이블의 양단에 고정볼트를 체결하고, 고정보트가 체결된 상태에서 연결부를 체결하는 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 교각상판과 아치리브 사이에서 수직재를 용이하게 힌지결합에 의해 체결할 수 있으며, 시공 후 수직재의 상.하에서 힌지결합으로 인해 하중을 완화할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 수직재의 양단 연결부에 고정너트를 장착하여 시공 후 하중 등에 의해 수직재에서 연결부가 이탈됨을 방지하여 견고한 연결이 가능한 장점이 있다.

셋째, 수직재를 강관으로 구성할 수 있음에 따라 자중을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도 1 내지 도 5에 의해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 아치교의 수직재 연결구조가 설치된 아치교의 측단면도이고, 도 2는 본 발명의 아치교의 수직재 연결구조를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 아치교의 수직재 연결구조의 일 구성인 수직재를 나타내는 측단면도이고, 도 4는 본 발명의 아치교의 수직재 연결구조의 일 구성인 연결부를 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 아치교의 수직재 연결구조의 일 구성인 소켓슬리브를 나타내는 사시도이다.

본 발명은 도 1에서 보는 바와 같이 아치교의 수직재 연결구조에 관한 것으로 수직재(110)와 연결부(120), 소켓슬리브(140) 및 부착단(150)으로 구성된다.

우선 상기 수직재(110)는 도 3에서 보는 바와 같이 직봉형상으로 양단에 나사산(111)이 형성되어 이하에서 설명할 연결부(120)의 체결홈(121)에 회전결합에 의해 체결되도록 구성된다. 상기 수직재(110)는 아치리브(10)의 형상에 기인하여 아치리브(10)에 설치될 위치에 따라 각각의 길이가 다르게 구성되어야 한다. 특히 상기 수직재(110)는 강봉 등으로 구성될 수도 있으나, 강관으로 구성하여 중량 면에서 경제적이며 시공이 용이하도록 구성할 수 있다.

상기 연결부(120)는 도 4에서 보는 바와 같이 일단에 나사홈(122)이 형성되는 체결홈(121)이 형성되며 타단에 힌지결합부(123)가 형성되도록 구성되는데, 상기 체결홈(121)에 형성된 나사홈(122)에 기해 상기 수직재(110)의 양단이 회전결합이나 핀이나 볼트 등을 이용 다양한 기구적 결속방법에 의해 체결되도록 구성되는 것이다. 상기 힌지결합부(123)는 다양하게 구성되어 이하에서 설명할 돌출단(141) 및 부착단(150)과 힌지결합이 되도록 구성될 수 있으며, 도 4 등에서는 그 일 실시 예를 도시하는 것으로 상기 힌지결합부(123)가 내부에 공간이 형성되며 상호 대향하는 한 쌍의 힌지단(124)으로 구성될 수 있다. 상기 한 쌍의 힌지단(124)에 도 2에서 보는 바와 같이 돌출단(141) 및 부착단(150)이 삽입되고 한 쌍의 힌지단(124)에 각각 관통공(125)이 구성되어 돌출단(141) 및 부착단(150)을 관통하도록 핀(P)에 의해 힌지결합이 되도록 구성될 수 있다.

상기 힌지단(124)은 도 4에서 보는 바와 같이 각각 외부면을 평활면으로 구성하여 핀과 힌지결합에 의해 회전운동이 용이하도록 구성됨이 타당하다. 이렇게 연결부(120)가 수직재(110)의 양단에 체결됨에 의해 도 1에서 보는 바와 같이 교각상판(20)과 아치리브(10) 사이에서 각각 수직재(110)의 힌지 나 핀 결합을 할 수 있게 되는 것이며, 이렇게 수직재(110)의 양단이 힌지 나 핀 결합이 됨으로써 교각에 작용하는 하중을 완화시킬 수 있게 되는 것이며, 설치가 용이하게 되는 것이다. 한편 상기 수직재(110)의 양단으로 각각의 연결부(120)의 일단과 접하도록 고정너트(130)가 더 구성될 수 있는데, 이러한 고정너트(130)에 의해 시공 후 하중 등에 의해 수직재(110)로부터 연결부(120)가 이탈됨을 방지할 수 있게 되는 것이다. 상 기 고정너트(130)는 상기 수직재(110)의 양단의 나사산(111)에 회전결합에 의해 체결하고 고정너트(130)가 체결된 수직재(110)의 양단에 상기 연결부(120)를 회전결합에 의해 체결하는데, 상기 연결부(120)를 수직재(110)의 양단에 체결한 후에 상기 고정너트(130)를 상기 연결부(120)의 일단과 접하도록 회전에 의해 이동시키는 것이다.

상기 소켓슬리브(140)는 도 4에서 보는 바와 같이 중공이 형성된 파이프 형상의 몸체(142)와 상기 몸체(142)의 외주연에서 돌출 형성되는 돌출단(141)이 구성된다. 상기 몸체(142)에는 도 1에서 보는 바와 같이 아치리브(10)가 삽입되어 체결된다. 상기 몸체(142)에는 복수의 볼트공(143)을 구성하여 아치리브(10)와 볼트결합에 의해 체결된다. 상기 돌출단(141)에는 관통공(도면번호 도시되지 않음.)이 형성되어 연결부(120)의 한 쌍의 힌지단(124) 사이에 삽입되어 핀(P)이나 볼트 등으로 힌지결합이 된다.

상기 아치리브(10)는 다양하게 구성될 수 있는 바, 상기 몸체(142)에 삽입되어 볼트나 핀 결합에 의해 체결될 수 있도록 상기 결합홀(143)과 대향하는 위치에 결합홀(도면에 도시되지 않음.)이 형성되어야 한다. 또한, 상기 아치리브(10)의 구조는 다양하게 구성될 수 있는 바, 그 일 예로 그 내부에 콘크리트가 충진되는 구성으로서 단면의 형상을 원형으로 구성할 수도 있으며, 상면이 넓고 하면이 좁은 역사다리꼴 형상, 역삼각형 형상 등으로 구성하여 결국 아치리브(10)가 설치되는 높이를 높이는 효과가 있게 할 수 있다. 이렇게 높이를 높이는 효과에 기인하여 "I"값이 커지는 효과가 있는 것이므로 강도면에서 유리함이 있는 것이다. 또한, 아 치리브(10)의 재질은 강으로 구성될 수 있으나 경우에 따라 다양하게 그 재질을 선택할 수 있으며, 일 예로 부식성 환경 하에서는 내부식성 및 연성능력을 가진 FRP로 구성할 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 FRP는 보강재료를 첨부하여 CFRP(Carbon), AFRP(Aramid),GFRP(Glass) 등을 사용하여 현장 시공여건에 맞는 재료를 선택적으로 사용함이 타당하며 또한 부수적으로 상기 FRP 등을 사용함에 의해 자중을 감소시켜 시공을 용이하게 할 수 있는 기능을 발휘한다.

상기 부착단(150)은 도 1에서 보는 바와 같이 교각상판(20)에 부착되는 구성으로 상기 부착단(150)에도 관통공(도면번호 도시되지 않음.)이 형성되어 연결부(120)의 한 쌍의 힌지단(124) 사이에 삽입되어 핀(P)과 힌지결합이 된다. 상기 부착단(150)은 교각상판(20)에 용접이나 볼트체결 등에 의해 부착되는 구성이다.

한편, 본 발명에서는 아치교의 수직재 연결구조의 시공방법을 제시하고 있는 바, 교각상판(20)과 아치리브(10)에 부착단(150)과 소켓슬리브(140)를 부착하는 단계를 갖는다. 수직재(110)가 설치될 각각의 위치에서 교각상판(20)에 부착단(150)을 용접이나 볼트체결 등에 의해 부착하고, 수직재(110)에 아치리브(10)를 볼트결합에 의해 부착한다.

또한, 상기 교각상판(20)과 아치리브(10)에 부착단과 소켓슬리브를 부착하는 단계와 순서에 상관없이 수직재(110)의 양단에 연결부(120)를 체결하는 단계를 갖는다. 상기 연결부(120)의 체결홈(121)에 수직재(110)의 양단을 삽입하여 체결한다. 이 경우에 케이블의 양단에 연결부를 체결하기에 앞서 케이블(110)의 양단에 고정볼트(130)를 먼저 체결하고, 고정볼트(130)가 체결된 상태에서 연결부(120)를 체결한 후 연결부(120)의 일단과 고정볼트(130)가 접하도록 고정볼트(130)를 수직재(110) 상에서 이동시키는 는 것을 포함하여 이루어질 수 있다.

마지막으로 연결부(120)가 체결된 수직재(110)를 부착단(150)과 소켓슬리브(140)에 핀(P)을 이용하여 힌지 결합 시키는 단계를 포함한다.

이상 설명된 내용은 본 발명의 실시 예 에 의하여 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 당업자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서에 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

도 1은 본 발명의 아치교의 수직재 연결구조가 설치된 아치교의 측단면도이고,

도 2는 본 발명의 아치교의 수직재 연결구조를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 아치교의 수직재 연결구조의 일 구성인 수직재를 나타내는 측단면도이고,

도 4는 본 발명의 아치교의 수직재 연결구조의 일 구성인 연결부를 나타내는 사시도이고,

도 5는 본 발명의 아치교의 수직재 연결구조의 일 구성인 소켓슬리브를 나타내는 사시도이다.

<주요 도면부호>

10 : 아치리브 20 : 교각상판

110 : 수직재 120 : 연결부

130 : 고정너트 140 : 소켓슬리브

150 : 부착단

Claims (7)

1. 양단에 나사산이 형성된 직봉형상의 수직재와;

   상기 수직재의 양단의 나사산에 회전결합에 의해 체결될 수 있도록 나사홈이 형성된 체결홈이 일단에 구성되고, 타단에 힌지결합부가 형성되는 한 쌍의 연결부와;

   상기 연결부의 힌지결합부와 힌지결합되는 돌출단이 형성되며, 상기 돌출단과 일체로 형성되며 아치리브에 삽입되는 중공형의 몸체로 구성되는 소켓슬리브와;

   교각상판에 부착되며 상기 연결부의 힌지결합부와 힌지결합되는 부착단으로 구성됨을 특징으로 하는 아치교의 수직재 연결구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 힌지결합부는 한 쌍의 힌지단으로 구성되어 상기 힌지단의 사이에 상기 돌출단 및 상기 부착단이 삽입되도록 구성됨을 특징으로 하는 아치교의 수직재 연결구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 수직재의 양단에 삽입되며, 각각의 연결부의 일단과 접하도록 고정너트가 더 구성됨을 특징으로 하는 아치교의 수직재 연결구조.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 수직재는 강관으로 구성됨을 특징으로 하는 아치교의 수직교 연결구조.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 몸체에는 복수의 볼트공이 형성됨을 특징으로 하는 아치교의 수직재 연결구조.
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