KR101413058B1

KR101413058B1 - 케이블 교량의 박스 거더

Info

Publication number: KR101413058B1
Application number: KR1020120081034A
Authority: KR
Inventors: 이석용; 이병주
Original assignee: 삼성물산 주식회사
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2014-06-30
Anticipated expiration: 2032-07-25
Also published as: KR20140014604A

Abstract

본 발명은 케이블 교량을 형성하기 위하여 설치되는 박스 거더에 있어서, 본체(200); 본체의 측방으로 상호 간격을 두고 돌출 형성된 다수의 브라켓(100); 다수의 브라켓 위에 설치된 바닥판(300);을 포함하는 것을 특징으로 하는 박스 거더를 제공함으로써, 바닥판이 경량화됨에 따라 보도부의 자중이 경감되고, 이를 통해 박스 거더를 지지하는 행어로프, 주케이블, 주탑 규격의 최적화가 가능하며, 구조적으로 안정적이고 경제성, 시공성이 높아지도록 한다.

Description

케이블 교량의 박스 거더{BOX GIRDER}

본 발명은 토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 케이블 교량의 박스 거더에 관한 것이다.

사장교, 현수교와 같은 케이블 교량의 시공에는 강 박스 거더가 사용될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 강 박스 거더의 보도부는 일체형 강판 구조로 형성된다.

이러한 구조는 보도부의 자중이 매우 커서 구조적 안정성이 저하되고, 강재량이 많이 소요될 뿐만 아니라, 이를 지지하는 행어로프(현수교), 주케이블, 주탑 및 교각에 소요되는 공사비가 증가되어 비경제적이라는 단점이 있다.

또한, 강 박스 거더의 상부에 형성되는 바닥판의 무게 또한 자중이 크고, 유지 관리가 힘들며, 도장 작업에 따른 환경훼손까지 우려된다는 단점이 있다.

종래의 강 박스 거더의 구조는 바닥판이 설치된 영역에서 보강 거더로서의 작용과 캔틸레버 작용이 동시에 발생하여 응력의 흐름이 복잡하기 때문에 구조적으로 불안정하다는 문제점도 있다.

박스 거더에 관련된 종래의 기술로는 강교용 박스 거더의 제조방법 (한국특허 등록번호 1001945470000, 19990209), 리프리스트레스트 박스거더 합성교량 (한국특허 등록번호 1003103010000, 20010914)등이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 바닥판이 경량화됨에 따라 보도부의 자중이 경감되고, 이를 통해 박스 거더를 지지하는 행어로프, 주케이블, 주탑 규격의 최적화가 가능하며, 구조적으로 안정적이고 경제성, 시공성이 높은 박스 거더를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 교량을 형성하기 위하여 설치되는 박스 거더에 있어서, 본체(200); 상기 본체의 측방으로 상호 간격을 두고 돌출 형성된 다수의 브라켓(100); 상기 다수의 브라켓(100) 위에 설치된 바닥판(300);을 포함하는 것을 특징으로 하는 박스 거더를 제시한다.

상기 본체(200)의 측방에는 결합부(210)가 돌출 형성되고, 상기 브라켓(100)은 상기 결합부(210)에 결합하는 것이 바람직하다.

상기 다수의 브라켓(100) 위에 세로방향으로 설치된 세로보(110); 상기 세로보(110) 위에 가로방향으로 설치된 다수의 가로보(120);를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 가로보(120)의 양단에 연석부(130)가 설치되고, 상기 가로보(120)의 양단을 지지하도록 상기 연석부(130)에 앵글(140);이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 바닥판(300)은 FRP 재질의 바닥층(310); 상기 바닥층(310) 위에 설치된 미끄럼 방지층(320);을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 바닥판(300)은 세로방향의 단면이 격자 구조로 형성된 것이 바람직하다.

상기 바닥판(300)은 인접 바닥판(300a)과 결합하도록 일단 및 타단에 연결부(330);가 형성된 것이 바람직하다.

상기 연결부(330)는 상기 인접 바닥판(300a)의 타단의 상부에 돌출 형성된 'ㄱ'자형 단면의 상측 결합부재(334a)가 결합하도록, 상기 바닥판(300)의 일단의 중앙부에 돌출 형성된 'ㄱ'자형 단면의 상향 지지부재(331); 상기 인접 바닥판(300a)의 타단의 중앙부에 돌출 형성된 'ㄱ'자형 단면의 하향 지지부재(333a)에 결합하도록, 상기 바닥판(300)의 일단의 하부에 돌출형성된 'ㄱ'자형 단면의 하측 결합부재(332);를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 하측 결합부재(332)와 상기 가로보(120)의 상하 방향으로 결합하는 연결재(335);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 바닥판이 경량화됨에 따라 보도부의 자중이 경감되고, 이를 통해 박스 거더를 지지하는 행어로프, 주케이블, 주탑 규격의 최적화가 가능하며, 구조적으로 안정적이고 경제성, 시공성이 높은 박스 거더를 제공한다.

도 1은 종래의 박스 거더의 단면도.
도 2 이하는 본 발명에 의한 박스 거더의 실시예를 도시한 것으로서,
도 2는 박스 거더의 단면도.
도 3은 브라켓과 본체의 평면도.
도 4는 보도부의 평면도.
도 5는 보도부의 횡단면도.
도 6은 보도부의 제 1실시예의 종단면도.
도 7은 연석부의 횡단면도.
도 8은 브라켓의 횡단면도.
도 9는 바닥판의 분해 사시도.
도 10은 바닥판의 종단면도.
도 11은 보도부의 제 2실시예의 종단면도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 2 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명의 박스 거더는 기본적으로 교량을 형성하기 위하여 설치되는 박스 거더에 있어서, 본체(200); 본체의 측방으로 상호 간격을 두고 돌출 형성된 다수의 브라켓(100); 다수의 브라켓(100) 위에 설치된 바닥판(300);을 포함하는 구조로 형성된다(도 2,3).

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 강 박스 거더의 보도부는 일체형 강판 구조로 형성된다(도 1).

이러한 구조는 보도부의 자중이 매우 커서 구조적 안정성이 저하되고, 강재량이 많이 소요될 뿐만 아니라, 이를 지지하는 행어로프(현수교), 주케이블, 주탑 및 교각에 소요되는 공사비가 증가되어 비경제적이며, 일체형이기 때문에 유지 관리가 힘들다는 단점이 있다.

또한, 강 박스 거더의 상부에 형성되는 바닥판의 무게 또한 자중이 크고, 도장 작업에 따른 환경훼손까지 우려된다는 단점이 있다.

반면, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 강 박스 거더는 일체형 강판 구조 대신에 다수의 브라켓(100)을 조립형 구조로 설치하고, 그 위에 바닥판(300)을 형성하는 구조이다.

이러한, 브라켓(100) 조립형 구조는 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 다수의 브라켓(100) 조립형 구조를 형성함으로써, 종래의 일체형 강판 구조와 비교하여 보도부의 자중이 절반 이상 경감되는 효과를 얻는다.

이를 통해, 구조적 안정성을 확보할 수 있다.

둘째, 일체형 강판 구조를 형성하는데 필요한 강재의 설치비용이 감소함에 따라, 경제적이라는 효과를 얻는다.

또한, 박스 거더의 자중을 경감함으로써 케이블 교량에서 이를 지지하는 행어로프, 주케이블, 주탑의 단면에 대한 최적화가 가능하여 이들의 설치 비용이 감소함에 따라 경제성을 확보할 수 있다.

본 발명에서는 다수의 브라켓(100)위에 설치된 바닥판(300)을 종래의 일체형 강바닥판과 비교하여 경량이되, 강도가 높은 소재를 사용함으로써, 구조적 안정성을 높인다.

앞서 설명한 바와 같이, 다수의 브라켓(100)은 본체의 측방으로 상호 간격을 두고 돌출 형성된다.

이러한 구조를 위하여, 본체(200)의 측방에는 결합부(210)가 돌출 형성되고, 결합부(210)에 브라켓(100)이 결합함으로써 브라켓(100) 조립형 구조를 형성한다(도 3).

또한, 다수의 브라켓(100)이 상호 결합하는 이음부에 덧대기판(1)을 덧대는 구조를 형성하여 다수의 브라켓(100)의 상호 결합이 견고하게 유지되도록 한다(도 4,5).

이와 같이 브라켓(100)을 조립형으로 설치한 구조의 장점은, 운반 및 설치가 용이하여 시공성 뛰어나고, 공기가 단축된다는 것이다.

또한, 유지 보수가 편리하다는 장점도 있다.

다수의 브라켓(100) 위에는 세로보(110);와 다수의 가로보(120);가 더 설치되는 것이 바람직하다(도 4,5,6).

여기서, 세로보(110)와 다수의 가로보(120)는 넓은 면적으로 형성된 다수의 브라켓(100) 사이 공간을 보강하는 역할을 한다.

따라서, 설치되는 브라켓(100)의 수를 감소시켜 경제성을 높일 수 있다.

또한, 상부에 형성되는 바닥판(300)이 안정적으로 거치되는 효과를 얻어 구조적 안정성을 확보할 수 있다.

구체적으로, 세로보(110)는 다수의 브라켓(100) 위에 세로방향으로 설치되고, 다수의 가로보(120)는 세로보(110) 위에 가로방향으로 설치된다.

여기서, 세로보(110)는 가로보(120)를 지지하는 역할을 한다.

또한, 가로보(120)의 양단에는 연석부(130)가 설치된다(도 5,7,8).

연석부(130)에는 앵글(140)이 설치되어 가로보(120)의 양단을 지지하는 역할을 한다.

본 발명의 박스 거더에서 다수의 브라켓(100) 위에 설치된 바닥판(300)은 FRP 재질의 바닥층(310); 바닥층(310) 위에 설치된 미끄럼 방지층(320);으로 형성되는 것이 바람직하다(도 9).

종래의 강 박스 거더의 상부에 형성되는 강 바닥판은 자중이 크고, 유지 관리가 힘들며, 도장 작업에 따른 환경훼손까지 우려되는 단점이 있다.

반면, 본 발명에 사용된 FRP 재질의 바닥층(310)의 장점은 다음과 같다.

첫째, 강 바닥판 대신 FRP 재질의 바닥층(310)을 사용함에 따라, 종래의 강 바닥판의 자중과 비교하여 바닥판 자중이 50% 이상 경감되는 효과를 얻는다.

둘째, 외기에 바닥판 하부 리브가 노출되고, 유지관리가 힘든 강 바닥판과 비교하여 내부식, 고내구성인 FRP 재질을 사용함으로써 유지관리를 최소화할 수 있다는 장점이 있다.

셋째, 도장작업에 따른 환경훼손의 우려가 있는 강 바닥판과 비교하여, 내화학성 재료인 FRP 재질을 사용함으로써 환경적 측면에서 바람직하다는 장점이 있다.

본 발명에서는 도 10에 도시된 바와 같이, 바닥판(300)은 세로방향의 단면이 격자 구조로 형성된 것이 바람직하다.

바닥판(300)은 인접 바닥판(300a)과 결합하도록 바닥판(300)의 일단 및 타단에 연결부(330);가 형성된다(도 10).

연결부(330)를 형성함으로써, 바닥판(300)과 인접 바닥판(300a)의 결합이 쉽게 이루어져 시공성이 용이하며, 결합성이 뛰어나서 구조적 안정성을 확보할 수 있다.

구체적으로 연결부(330)에는, 인접 바닥판(300a)의 타단의 상부에 돌출 형성된 'ㄱ'자형 단면의 상측 결합부재(334a)가 결합하도록, 바닥판(300)의 일단의 중앙부에 돌출 형성된 'ㄱ'자형 단면의 상향 지지부재(331);가 설치된다.

또한, 인접 바닥판(300a)의 타단의 중앙부에 돌출 형성된 'ㄱ'자형 단면의 하향 지지부재(333a)에 결합하도록, 바닥판(300)의 일단의 하부에 돌출형성된 'ㄱ'자형 단면의 하측 결합부재(332);도 설치된다(도 10).

이와 같은 부재들이 연결부(330)에 형성됨으로써, 바닥판(300)과 인접 바닥판(300a)의 결합이 견고하고, 안정적으로 이루어질 수 있다는 효과를 얻는다.

가로보(120)와 그 상부에 형성되는 바닥판(300)의 하측 결합부재(332)에 상하 방향으로 결합하는 연결재(335);를 더 설치하는 것이 구조적으로 바람직하다(도 11).

그 이유는 다음과 같다.

바닥판(300)과 가로보(120) 사이에는 수평 전단력이 발생하는데, 두 부재의 상하 방향으로 연결재(335)를 설치할 경우, 연결재(335)가 수평 전단력에 저항하는 역할을 하여 구조적 안정성을 확보할 수 있기 때문이다.

또한, 연결재(335)는 바닥판(300)의 부상(浮上)을 방지하는 역할도 한다.

따라서, 하측 결합부재(332)의 하면을 천공한 후, 연결재(335)를 설치하여 용접하는 것이 바람직하다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

100 : 브라켓 110 : 세로보
120 : 가로보 130 : 연석부
140 : 앵글 200 : 본체
210 : 결합부 300 : 바닥판
310 : 바닥층 320 : 미끄럼 방지층
330 : 연결부 331 : 상향 지지부재
332 : 하층 결합부재 333a : 하향 지지부재
334a : 상층 결합부재 335 : 연결재

Claims

케이블 교량을 형성하기 위하여 설치되는 박스 거더에 있어서,
본체(200);
상기 본체의 측방으로 상호 간격을 두고 돌출 형성된 다수의 브라켓(100);
상기 다수의 브라켓(100) 위에 설치된 바닥판(300);
상기 다수의 브라켓(100) 위에 세로방향으로 설치된 세로보(110);
상기 세로보(110) 위에 가로방향으로 설치된 다수의 가로보(120);를
포함하며,
상기 바닥판(300)은
세로방향의 단면이 격자 구조로 형성됨과 아울러,
FRP 재질의 바닥층(310);
상기 바닥층(310) 위에 설치된 미끄럼 방지층(320);
인접 바닥판(300a)과 결합하도록 일단 및 타단에 연결부(330);를
포함하고,
상기 연결부(330)는
상기 인접 바닥판(300a)의 타단의 상부에 돌출 형성된 'ㄱ'자형 단면의 상측 결합부재(334a)가 결합하도록,
상기 바닥판(300)의 일단의 중앙부에 돌출 형성된 'ㄱ'자형 단면의 상향 지지부재(331);
상기 인접 바닥판(300a)의 타단의 중앙부에 돌출 형성된 'ㄱ'자형 단면의 하향 지지부재(333a)에 결합하도록,
상기 바닥판(300)의 일단의 하부에 돌출형성된 'ㄱ'자형 단면의 하측 결합부재(332);
상기 하측 결합부재(332)와 상기 가로보(120)의 상하 방향으로 결합하는 연결재(335);를
포함하는 것을 특징으로 하는 박스 거더.
제 1항에 있어서,
상기 본체(200)의 측방에는 결합부(210)가 돌출 형성되고,
상기 브라켓(100)은 상기 결합부(210)에 결합하는 것을 특징으로 하는 박스 거더.
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제 1항에 있어서,
상기 가로보(120)의 양단에 연석부(130)가 설치되고,
상기 가로보(120)의 양단을 지지하도록 상기 연석부(130)에 앵글(140);이 설치되는 것을 특징으로 하는 박스 거더.
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