KR101274990B1

KR101274990B1 - 중간가로보 및 이를 포함하는 플레이트 거더교

Info

Publication number: KR101274990B1
Application number: KR1020110142271A
Authority: KR
Inventors: 강수창
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2013-06-17
Anticipated expiration: 2031-12-26

Abstract

목재로 이루어진 중간가로보 및 이를 포함하는 플레이트 거더교가 개시된다.
개시되는 중간가로보는 일체적으로 결합된 복수의 판형상 목재로 구성되고, 상기 플레이트거더 상에 바닥판이 설치되면 제거가능할 수 있다.
또한, 개시되는 플레이트 거더교는 교각 또는 교대에 의해 지지되는 복수의 플레이트거더; 상기 플레이트거더의 상부에 설치되어 복수의 상기 플레이트거더에 의해 지지되는 바닥판; 복수의 상기 플레이트거더 간을 가로방향으로 연결지지하는 복수의 가로보; 및 복수의 상기 가로보 사이에 설치되는 상기 중간가로보;를 포함한다.
이러한 중간가로보 및 이를 포함하는 플레이트 거더교는 중간가로보를 가볍고 저렴한 목재로 구성함으로써, 중간가로보가 시공 중 거더의 횡좌굴을 방지하고, 바닥판이 설치된 이후에는 볼트결합을 해제하고 톱으로 절단하거나 열을 이용하여 용이하게 제거될 수 있어 합리적이고 경제적인 거더교 건설이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

Description

중간가로보 및 이를 포함하는 플레이트 거더교{Auxiliary cross beam and plate girder bridge having the same}

본 발명은 중간가로보 및 이를 포함하는 플레이트 거더교에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 목재로 이루어진 중간가로보 및 이를 포함하는 플레이트 거더교에 관한 것이다.

일반적으로 교량은 하천, 해안, 도로 등의 상부를 지나갈 수 있도록 가설된 고가 구조물을 칭한다.

이러한 교량은 구조 형식에 따라 라멘교, 거더교, 트러스트, 아치교, 현수교 등으로 분리될 수 있다. 이 중에서 거더교는 소정 간격으로 세워진 교각의 상부에 거더를 설치하고 상기 거더의 상부에 교량 상판을 설치하여 이루어지는 교량 형식을 의미한다.

또한, 거더교에 사용되는 메인 거더에는 목재 거더, 철근 콘크리트 거더, 강거더, 프리스트레스트 콘크리트 거더 등이 있으며, 사용되는 메인 거더에 따라 거더교의 종류가 분류될 수 있다.

여기서, 강판 또는 형강을 조합하여 I형 또는 박스형 단면을 구성한 플레이트 거더를 메인 거더로 사용한 교량이 플레이트 거더교이다.

도 1은 종래의 플레이트 거더교의 사시도이고, 도 2는 종래의 플레이트 거더교의 상부구조를 나타내는 정단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 플레이트 거더교는 지면에 설치되는 기초 슬래브(10), 교각(20), 메인 거더(30), 가로보(40), 중간가로보(50) 및 바닥판(60)을 포함하여 구성된다.

여기서, 메인 거더(30)는 교각(20)에 의해 지지되며 복수개가 평행하게 배치며, 메인 거더(30)의 위에는 바닥판(60)이 메인 거더(30)에 의해 지지되며 설치된다. 바닥판(60)은 철근 거푸집과 콘크리트로 이루어지는 슬래브로 구성될 수 있으나, 강판으로 구성되는 방식도 있다.

또한, 상기 가로보(40)와 중간가로보(50)는 복수의 메인 거더(30) 중에서 이웃하는 두 개의 메인 거더(30) 간을 가로방향으로 연결하며 지지한다.

이러한 플레이트 거더교에서, 바닥판(60)은 상부에 지나가는 차량 하중을 메인 거더(30)에 전달하는 역할을 수행하며, 메인 거더(30)는 차량 하중의 대부분을 지지하게 된다. 이때, 가로보(40)는 차량 하중의 횡분배가 원활히 되도록 한다.

한편, 플레이트 거더교를 시공하는 과정에서 메인 거더(30)에 바닥판(60)이 설치되기 전이나 설치중에 메인 거더(30)에는 횡좌굴이 발생할 수 있다. 특히, 메인 거더(30)가 휨강성이 약한 I형강으로 이루어지는 경우에는 횡좌굴이 더 심하게 발생하는 문제가 있다.

이를 방지하기 위해 복수의 가로보들(40) 사이에 적절한 간격으로 중간가로보(50)가 설치되는데, 종래에는 보통 형강으로 중간가로보(50)를 구성하였으며, 영구적인 구조로 설치되었다.

그러나, 메인 거더(30) 상에 바닥판(60)이 설치된 이후에는 메인 거더(30)와 바닥판(60)의 합성작용으로 인해 횡좌굴이 방지된다.

따라서, 바닥판(60)이 설치된 이후에 중간가로보(50)는 오히려 교량 상부구조물의 중량을 증가시킬 뿐만 아니라 메인 거더(30) 및 중간가로보(50) 간의 복잡한 용접상세로 인해 피로 및 부식 등에 취약하여 결국 메인 거더(30)의 내구성에도 악영향을 미치게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 바닥판이 설치된 이후에 용이하게 제거될 수 있는 중간가로보 및 이를 포함하는 플레이트 거더교를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하며, 강성이 조절될 수 있는 중간가로보 및 이를 포함하는 플레이트 거더교를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 플레이트 거더교에서 복수의 플레이트거더 간을 가로방향으로 연결지지하는 가로보들 사이에 상기 플레이트거더의 횡좌굴을 방지하기 위해 설치되는 중간가로보에 있어서, 상기 중간가로보는 일체적으로 결합된 복수의 판형상 목재로 구성되고, 상기 플레이트거더 상에 바닥판이 설치되면 제거가능한 것을 특징으로 하는 중간가로보를 제공한다.

바람직하게, 복수의 상기 목재는 복수의 상기 목재를 일괄적으로 체결하는 복수의 볼트와 상기 볼트에 체결되는 너트를 통해 일체적으로 결합될 수 있다.

더욱 바람직하게, 상기 목재의 볼트 및 너트 결합부에는 상기 목재에 대한 상기 볼트와 너트의 압박을 보조하는 압박플레이트;가 결합될 수 있다.

한편, 상기 목재의 상하단에는 결합된 상기 목재의 전체 두께보다 넓은 판재로 구성된 목재플랜지;가 구비될 수도 있다.

또한, 다른 일 측면으로서, 본 발명은 교각 또는 교대에 의해 지지되는 복수의 플레이트거더; 상기 플레이트거더의 상부에 설치되어 복수의 상기 플레이트거더에 의해 지지되는 바닥판; 복수의 상기 플레이트거더 간을 가로방향으로 연결지지하는 복수의 가로보; 및 복수의 상기 가로보 사이에 설치되는 상기 중간가로보;를 포함하는 플레이트 거더교를 제공한다.

바람직하게, 상기 플레이트거더에는 상기 중간가로보와의 결합부에 수직방향으로 용접결합된 강판으로 구성되는 결합보강재;가 구비될 수 있다.

더욱 바람직하게, 상기 결합보강재에는 복수의 볼트결합공이 형성되고, 상기 가로보는 상기 결합보강재에 볼트결합될 수 있다.

또한 바람직하게, 상기 중간가로보는 전후단에 형성된 홈에 상기 결합보강재를 수용하여 상기 결합보강재와 일괄적으로 볼트결합될 수 있다.

이러한 상기 중간가로보는 상기 플레이트거더 상에 상기 바닥판이 설치된 후에 제거될 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 중간가로보를 가볍고 저렴한 목재로 구성함으로써, 중간가로보가 시공 중 거더의 횡좌굴을 방지하고, 바닥판이 설치된 이후에는 볼트결합을 해제하고 톱으로 절단하거나 열을 이용하여 용이하게 제거될 수 있어 합리적이고 경제적인 거더교 건설이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 목재로 이루어진 중간가로보로 인해 거더교의 상부구조물의 중량이 감소되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하며, 중간가로보의 강성이 추가로 필요한 경우에 적층되는 목재의 개수를 증가시킴으로써 중간가로보에 필요한 강성을 용이하게 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 플레이트 거더교의 사시도.
도 2는 종래의 플레이트 거더교의 상부구조를 나타내는 정면도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 중간가로보의 분해 사시도 및 평면도.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 중간가로보의 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 플레이트 거더교의 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 플레이트 거더교에 포함된 플레이트거더의 정면도.
도 8 및 도 9는 도 6에 도시된 플레이트 거더교에 포함된 플레이트거더와 중간가로보의 결합구조를 나타내는 측면도 및 평단면도.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

그리고, 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다", "가지다(갖다)" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

먼저, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 중간가로보에 대해서 살펴본다. 여기서, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 중간가로보의 분해사시도이고, 도 4는 평면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 중간가로보(100)는 복수의 판형상 목재(110)로 구성될 수 있고, 복수의 상기 목재(110)를 결합하는 볼트(120)와 압박플레이트(140)를 추가로 포함할 수 있다.

상기 중간가로보(100)는 플레이트 거더교(200)에서 복수의 플레이트거더(230) 간을 가로방향으로 연결지지하는 가로보(240)들 사이에 일정한 간격으로 설치될 수 있으며, 복수의 플레이트거더(230) 중에서 이웃하는 플레이트거더(230) 간에 결합되어 플레이트 거더의 횡좌굴을 방지할 수 있다.

이러한 중간가로보(100)는 판형상의 목재(110) 복수개가 겹겹이 적층되어 복수의 목재(110)의 거동이 일체화되도록 결합되어 구성될 수 있다.

여기서, 적층되는 목재(110)의 개수를 통해 본 발명의 일 실시예에 의한 중간가로보(100)의 강성을 조절할 수 있다. 즉, 중간가로보(100)에 추가적인 강성이 필요한 경우에 적층되는 목재(110)의 개수를 늘려서 중간가로보(100)의 강성을 향상시킬 수 있다.

일 실시예에서, 각 목재(110) 간의 일체적인 결합에는 접착제가 사용되거나, 복수의 목재(110)를 일괄적으로 체결하는 복수의 볼트(120)와 볼트(120)에 체결되는 너트(130)가 사용될 수 있다. 또한, 결합의 견고함을 위해 접착제와 볼트(120) 및 너트(130)를 모두 사용할 수도 있다.

여기서, 볼트(120)와 너트(130)는 결합된 복수의 목재(110)를 양측에서 압박하여 복수의 목재(110)가 일체로 거동할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 일 실시예에서 볼트(120)와 너트(130) 조합의 복수의 목재(110)에 대한 압력이 넓은 면을 통해 효과적으로 목재(110)에 전달될 수 있도록 목재(110)의 볼트(120) 결합부 및 너트(130) 결합부에는 압박플레이트(140)가 결합될 수 있다.

즉, 압박플레이트(140)는 볼트(120) 머리와 목재(110) 사이 그리고 너트(130)와 목재(110) 사이에 결합되어 목재(110)에 대한 볼트(120)와 너트(130)의 압박을 보조할 수 있게 된다. 이러한 압박플레이트(140)는 중공부를 갖는 강판으로 구성될 수 있다.

또한, 일 실시예에서 중간가로보(100)의 전후단에는 도 7 내지 도 9를 참조하여 후술할 결합보강재(250)가 결합되기 위한 결합홈부(114)가 형성될 수 있으며, 이 부분에는 높이방향으로 복수의 관통공(112)이 형성될 수 있다. 이러한 결합홈부(114)는 중간가로보(100)의 플레이트거더(230)와의 결합부의 중앙부분에 형성될 수 있다.

이를 위해, 일 실시예에서 결합보강재(250)의 두께는 중간가로보(100)를 구성하는 목재(110) 하나의 두께와 동일하게 구성될 수 있고, 중간가로보(100)의 중앙에 결합된 목재(110)의 전후단은 결합보강재(250)의 크기에 대응하여 삭제된 형태로 구성될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 중간가로보(100)는 플레이트 거더교 시공중에 메인 거더의 횡좌굴을 방지하기 위해 임시로 설치될 수 있으므로, 메인 거더 상에 바닥판이 설치된 후에는 제거가능하다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 의한 중간가로보(100)는 목재(110)로 구성되므로 톱으로 절단하거나 열을 이용하여 용이하게 제거될 수 있는 장점이 있다.

다음으로, 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 중간가로보에 대해서 살펴본다. 여기서 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 중간가로보의 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 중간가로보(100')에는 목재플랜지(160)가 구비될 수 있다.

상기 목재플랜지(160)는 도 3 및 도 4에 도시된 중간가로보(100)의 상하단에 결합되는 판상의 목재(110)로 구성될 수 있으며, 결합된 복수의 목재(110) 전체 두께보다 넓게 구성될 수 이다.

이러한 목재플랜지(160)는 결합된 복수의 목재(110)의 상하단에 못이나 결합제를 이용해 수직으로 결합될 수 있다.

이를 통해, 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 중간가로보(100')의 단면은 I형상으로 구성될 수 있고, 이 경우에 중간가로보(100')의 횡압력에 대한 강성은 강화될 수 있으며, 이로써 거더교에 설치되는 메인 거더의 횡좌굴을 방지하는 성능이 향상될 수 있다.

다음으로, 도 6 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 플레이트 거더교에 대해서 살펴본다. 여기서, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 플레이트 거더교의 사시도이고, 도 7은 플레이트거더의 정면도이다. 그리고, 도 8 및 도 9는 플레이트거더와 중간가로보의 결합구조를 나타내는 측면도 및 평단면도이다.

우선, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 플레이트 거더교(200)는 교각(220), 플레이트거더(230), 바닥판(260), 가로보(240) 및 중간가로보(100)를 포함한다.

상기 교각(220)은 지면에 설치된 기초슬래브(210) 상에 설치되어 플레이트거더(230)를 지지할 수 있다.

또한, 상기 플레이트거더(230)는 교각(220) 또는 교대(미도시)에 의해 지지되는 메인 거더로서, 일 실시예에서 I형강으로 구성될 수 있다. 플레이트거더(230)는 복수개로 구성될 수 있고, 교각(220) 상에 일정간격을 가지고 서로 평행하게 설치될 수 있다.

또한, 상기 바닥판(260)은 플레이트거더(230)의 상부에 설치되어 복수의 플레이트거더(230)에 의해 지지될 수 있다. 일반적으로 바닥판(260)은 철근콘크리트 구조의 슬래브로 구성될 수 있지만, 강판으로 구성되는 방식도 있다.

또한, 상기 가로보(240)는 플레이트거더(230) 간을 가로방향으로 연결지지할 수 있다. 가로보(240)는 복수개가 일정간격을 가지고 평행하게 설치될 수 있으며, 플레이트거더(230)에 양단이 용접을 통해 강접합될 수 있다.

그리고, 상기 중간가로보(100)는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 중간가로보(100)와 실질적으로 동일하며, 복수의 가로보(240) 사이에 설치될 수 있다.

다시 말해, 중간가로보(100)는 복수개가 일정간격으로 설치된 가로보(240) 사이에 플레이트거더(230)의 횡좌굴을 방지할 수 있도록 양단을 서로 이웃하는 플레이트거더(230)에 각각 연결하여 설치될 수 있다.

한편, 도 7을 보면, 플레이트거더(230)와 중간가로보(100)의 결합을 위해 일 실시예에서 플레이트거더(230)에는 중간가로보(100)와의 결합부에 수직방향으로 용접결합된 강판으로 구성되는 결합보강재(250)가 구비될 수 있다.

여기서, 결합보강재(250)는 플레이트거더(230)의 웨브(232)에 수직으로 돌출되도록 결합될 수 있고, 플레이트거더(230)의 상측 플랜지(234a)부터 하측 플랜지(234b)까지 연장형성되어 플레이트거더(230)의 수직 압력에 대한 저항을 지지하는 수직보강재 역할도 수행할 수 있다.

또한, 결합보강재(250)에는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 중간가로보(100)의 전후단 부분에 형성된 관통공(112)에 대응하는 볼트결합공(252)이 형성될 수 있고, 이를 통해 중간가로보(100)와 결합보강재(250)는 볼트(120)를 통해 일괄적으로 결합될 수 있다.

한편, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서 중간가로보(100)의 단부는 플레이트거더(230)의 웨브(232)에 밀착되게 결합되어 플레이트거더(230)를 지지할 수 있다.

이러한 중간가로보(100)는 전후단에 형성된 결합홈부(114)에 결합보강재(250)를 수용하여 결합보강재(250)와 일괄적으로 볼트(120)결합될 수 있다.

또한, 중간가로보(100)와 결합보강재(250)의 결합부에는 중간가로보(100)의 관통공(112)에 대응하는 구멍이 형성된 결합부 압박플레이트(150)가 결합될 수 있다. 여기서, 결합부 압박플레이트(150)는 중간가로보(100)를 구성하는 복수의 목재(110)에 볼트(120) 및 너트(130) 조합의 압력을 전달하여 중간가로보(100)와 결합보강재(250) 간의 결합을 지지할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 플레이트 거더교(200)에서, 중간가로보(100)는 바닥판(260)이 설치되기 전에 플레이트거더(230)의 횡좌굴을 효과적으로 방지할 수 있다.

그리고, 중간가로보(100)는 목재(110)로 이루어져 있으므로 바닥판(260)이 설치된 후에는 볼트(120)결합이 해제되고 톱으로 절단되거나 열을 이용하여 용이하게 제거될 수 있다.

그러나, 바닥판(260) 설치 이후에 중간가로보(100)가 반드시 제거되어야 하는 것은 아니며, 제거되지 않고 유지되어 플레이트거더(230)와 함께 바닥판(260)에 작용하는 하중의 횡분배를 원활하게 할 수도 있다. 이 경우는 중간가로보(100)가 형강으로 구성되는 경우보다 플레이트 거더교(200)의 상부구조의 중량이 감소되는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

100, 100': 중간가로보 110 : 목재
120 : 볼트 130 : 너트
140 : 압박플레이트 150 : 결합부 압박플레이트
160 : 목재플랜지 200 : 플레이트 거더교
210 : 기초슬래브 220 : 교각
230 : 플레이트거더 240 : 가로보
250 : 결합보강재 260 : 바닥판

Claims

플레이트 거더교에서 복수의 플레이트거더 간을 가로방향으로 연결지지하는 가로보들 사이에 상기 플레이트거더의 횡좌굴을 방지하기 위해 설치되는 중간가로보에 있어서,
상기 중간가로보는 일체적으로 결합된 복수의 판형상 목재로 구성되고, 상기 플레이트거더 상에 바닥판이 설치되면 제거가능한 것을 특징으로 하는 중간가로보.
제1항에 있어서,
복수의 상기 목재는,
복수의 상기 목재를 일괄적으로 체결하는 복수의 볼트와 상기 볼트에 체결되는 너트를 통해 일체적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 중간가로보.
제2항에 있어서,
상기 목재의 볼트 및 너트 결합부에는 상기 목재에 대한 상기 볼트와 너트의 압박을 보조하는 압박플레이트;가 결합되는 것을 특징으로 하는 중간가로보.
제1항에 있어서,
상기 목재의 상하단에는 결합된 상기 목재의 전체 두께보다 넓은 판재로 구성된 목재플랜지;가 구비되는 것을 특징으로 하는 중간가로보.
교각 또는 교대에 의해 지지되는 복수의 플레이트거더;
상기 플레이트거더의 상부에 설치되어 복수의 상기 플레이트거더에 의해 지지되는 바닥판;
복수의 상기 플레이트거더 간을 가로방향으로 연결지지하는 복수의 가로보; 및
복수의 상기 가로보 사이에 설치되는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 중간가로보;
를 포함하는 플레이트 거더교.
제5항에 있어서,
상기 플레이트거더에는 상기 중간가로보와의 결합부에 수직방향으로 용접결합된 강판으로 구성되는 결합보강재;가 구비되는 것을 특징으로 하는 플레이트 거더교.
제6항에 있어서,
상기 결합보강재에는 복수의 볼트결합공이 형성되고,
상기 가로보는 상기 결합보강재에 볼트결합되는 것을 특징으로 하는 플레이트 거더교.
제7항에 있어서,
상기 중간가로보는,
전후단에 형성된 홈에 상기 결합보강재를 수용하여 상기 결합보강재와 일괄적으로 볼트결합되는 것을 특징으로 하는 플레이트 거더교.
제5항에 있어서,
상기 플레이트거더 상에 상기 바닥판이 설치된 후 상기 중간가로보는 제거되는 것을 특징으로 하는 플레이트 거더교.