KR101498545B1 - 폐쇄형 브릿지 - Google Patents

Abstract

폐쇄형 브릿지는 브릿지의 외면을 형성하는 하나 이상의 외관(9)과, 상기 외관(9)의 내부에 설치되어 브릿지의 내부 공간을 형성하는 하나 이상의 내관(2)을 포함한다. 상기 브릿지의 구조물에 부착된 트러스 구조물(1)은 상기 내관(2)의 내부에 설치되며 하나 이상의 마디를 형성하는 요소로 구성되어 신장 하중을 감당하는데, 이 트러스 구조물은 브릿지 내면에 있는 한 지점으로부터 상기 내면의 한 지점의 반대측까지 상기 내관을 가로지르는 하나 이상의 코드(익현)를 형성한다.

Description

폐쇄형 브릿지{ENCLOSED BRIDGE}

본 발명은 자재 수송, 보행자 및 자전거 통행, 특히 사람들을 위한 통행로를 만들기 위한 초경량의 폐쇄형 브릿지에 관한 것이다.

현존하는 운송 브릿지, 관형 브릿지 및 컨베이어 브릿지는 로드베어링 구조물을 덮는 지붕부, 바닥부 및 벽부, 그리고 프레임 구성을 갖는 데크를 포함한다. 파이프, 출입 데크, 케이블과 같은 요소는 브릿지 내부에 위치되고 상기 브릿지의 프레임 구조물에 매달려 있는 운반 구조물을 필요로 한다. 예를 들어, 상기 브릿지의 로드베어링 구조물은 운반 구조물뿐만 아니라, 덮개 보호 구조물의 개구부 및 전체 중량을 감당해야 하므로, 튼튼하고 중량이 무거워야 한다. 중량이 무거운 구조물은 지면 또는 빌딩에 짧은 간격으로 설치되어 있는 지지체를 필요로 한다. 상기 중량이 무거운 구조물은 대량의 자재와 노동력을 필요로 하기 때문에 건설속도가 느리고 비용이 많이 소요된다. 통상적으로 브릿지의 단면은 장방형이다. 이러한 형상은 바람 저항면이 크므로 바람의 하중을 많이 받는다. 눈이 많이 내리는 환경에서 상기 브릿지의 지붕에 모이는 눈은 하중을 증가시킨다. 상기 브릿지는 중량이 무거운 지지 다리부가 폭이 넓은 "A"형상의 프레임으로 구성되어 있기 때문에 지면 또는 바닥부 상에 대규모의 면적을 필요로 한다.

전반적으로, 현존하는 종래의 브릿지 구조물은 중량이 매우 무겁고 대형이어서 건설비용이 고가이고 자재비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

상술한 브릿지의 문제점을 해결하기 위한 시도는 국제특허출원 PCT/FI2006/000218호에서 행하여져 왔다. 상기 PCT에 개시된 구조물은 껍질구조의 구조물에 관한 것으로, 브릿지는 서로의 내부에 2개 이상의 관이 형성되어 있으며, 상기 2개 이상의 관들은 서로 접착되어 있다. 건설비용, 제조비용 및 자재비용이 절감되고 건설기간이 단축되는 것이 바람직하다.

본 발명은 종래의 브릿지보다 더 튼튼하고 안전한 껍질구조 브릿지를 제작하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 껍질구조 내부에 위치되어 있는 횡 방향의 트러스 구조물을 기본으로 한다.

더 상세하게, 본 발명에 따른 브릿지는 독립 청구항의 특징 부분에 기재된 내용으로 특징지어진다.

본 발명의 다른 다양한 실시예들은 종속 청구항에 더 상세하게 설명되어 있다.

본 발명에 의해 많은 장점들이 획득된다.

셸(shell) 및/또는 격실/껍질구조로 형성된 브릿지의 최대 강도는 뒤틀림 강도에 의해 결정되는 경향이 있는데, 브릿지의 구조적인 견고함과 강도보다 더 약할 수 있으며 그렇지 않을 수도 있다. 껍질구조의 구조물 내에 있는 자재의 두께는 대체로 매우 얇을 수 있지만, 그러면 껍질구조는 많은 적재물의 하중으로 인해 무너지거나, 적재물이 예상치 않은 방향으로 치우치게 되는 위험성이 있을 것이다. 또한, 구조물의 견고함은 지지체의 전장이 증가함에 따라 약해지는데, 이는 구조물의 강도가 충분하더라도, 불충분한 견고함 및 이로 인해 발생되는 변형이 예를 들어 자재의 두께를 증가시켜야 하는 경우를 발생시킬 수 있다. 얇은 시트로 이루어진 껍질구조에 필요한 자재의 양은 자재의 두께가 두꺼워짐에 따라 급속히 증가하는데, 이는 구조물의 중량 및 단가도 증가시킬 것이다. 본 발명에 따른 해결책에 있어서, 구조물은 트러스 구조에 의해 내부로부터 지지되는데, 상기 트러스 구조의 견고함 및 뒤틀림 강도는 자재의 두께를 증가시키거나 다른 방식으로 구조물을 지지하는 방식에 비해, 중량 및 자재비용에 따라 효과적으로 증대된다. 브릿지의 견고함 및 뒤틀림 강도가 상기 트러스 구조물에 의해 크게 증가된다는 것을 계산적으로 증명하는 것도 가능하다.

공지된 바와 같이, 트러스 구조물은 제조하기가 쉽고, 브릿지의 껍질구조 및/또는 격실구조/케이스 구조에 여러 다양한 방식으로 부착될 수 있다.

도 1은 껍질구조 브릿지의 개략적인 종단면을 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 브릿지의 종단면을 나타내는 도면.

본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.

이하에서 설명된 구조는 국제출원 PCT/FI2006/000218호에 개시된 폐쇄형 브릿지와 함께 사용하기 위해 의도된다. 따라서, 브릿지 자체의 구성 및 다른 선택적인 구조는 본 명세서에 더 상세하게 설명되지 않는 대신, 상술한 PCT 출원 명세서의 본문과 관련된 부분은 본 발명의 상세한 설명에 통합되어 있다.

본 발명에 따른 폐쇄형 브릿지는 상기 폐쇄형 브릿지의 내부 범위를 정하는 내관(2) 및 외피를 형성하는 외관(9)으로 구성된다. 상기 외관(9)과 내관(2)은 2개 층의 껍질 구조를 형성하기 위해 예를 들어 볼트결합 또는 용접에 의해 서로 부착된다. 상기 외관(9)과 내관(2)의 형상은 바람직하게 도 2에 도시된 바와 같은 타원형, 원형 또는 다른 소정의 형상이 될 수 있다. 상기 외관(9)과 내관(2) 사이의 공간에는 파이프(도관(導管), 10)들이 배치되는데, 상기 파이프(10)는 전기 케이블, 통신 케이블 및 이와 유사한 케이블용 공간으로 사용되거나, 물, 증기 또는 다른 물질을 수송하기 위한 공간으로 사용될 수 있다. 상기 파이프(10)들은 상기 내관(2)의 외면에 부착됨과 동시에 상기 외관(9)의 내면에 부착되어, 일체화된 껍질구조, 다공질형상, 또는 케이스 구조로 외관(9) 및 내관(2)을 결합하는 지지체를 형성한다. 또한, 상기 파이프(10)들은 예를 들어 용접 심(seam, 4)에 의해 서로 부착되어, 브릿지 구조물의 견고함을 더 증가시킨다. 상기 파이프(10)에 추가로, 상기 외관(9)과 내관(2)은 예를 들어 케이스 구조물 또는 브릿지의 경계 지점을 형성하는 지지 스틸(6)과 같은 다른 추가의 지지체에 의해 서로 튼튼하게 결합될 수 있다. 또한, 상기 브릿지 구조물은 상기 브릿지의 중간 격벽들과 제조모듈의 단부 격벽(8)에 의해 지지된다. 이 예에서, 통로(11)와 컨베이어 벨트(12)는 모두 상기 브릿지의 내부에 위치된다. 상기 브릿지의 내부 공간은 각 종 구조물에 대하여 다양한 용도로 사용될 수 있고, 필요에 따라 스팀 또는 불활성 가스가 압입되거나 충만될 수 있다.

이 예에서, 상기 브릿지는 2개의 모듈로 구성되는데, 상기 2개의 모듈은 수평으로 움직이는 경계면(13)에 의해 접속되며, 상기 경계면(13)은 케이스 구조물 또는 지지 스틸(6)에 의해 보강된다. 상기 브릿지는 2개 이상의 모듈(예를 들어, 수송용)로 구성되는데, 상기 2개 이상의 모듈은 설치 장소에서 경계면(13)에 의해 서로 부착된다. 상기 경계면(13)은 구조적으로 덮개, 작은 격실(cell), 보강재 또는 이와 유사한 다른 구조물일 수 있다. 상기 2개 이상의 모듈 사이의 접합은 용접이나 볼트결합 또는 이외의 다른 방식에 의해 이루어질 수 있다. 상기 2개 이상의 모듈로 브릿지를 구성함으로써, 상기 브릿지를 공장에서 가능한 빨리 조립식으로 제조할 수 있으므로, 브릿지의 제조가 더 능률적이면서 자동화로 제조되며, 상기 브릿지의 실제적인 조립이 설치 장소에서 신속히 이루어질 것이다. 상기 경계면(13) 부근에 형성된 구조물, 즉 지지 스틸(6)은 수직 및 수평방향의 하중을 감당하고, 순간적인 압력에 견디며, 상기 브릿지의 일부가 뒤틀리는 것을 방지한다. 이 예에서, 단일체인 브릿지는 2개의 모듈, 즉 상부 구조체(14) 및 하부 구조체(15)로 구성된다. 각 상부 및 하부 구조체(14 및 15)의 외관(9)과 내관(2)은 격벽(8)에 의해 서로 부착되는데, 상기 격벽(8)은 조립된 모듈의 말단부 및/또는 상기 모듈의 길이방향을 따라 적절한 간격을 두고 위치될 수 있다. 격벽(8)은 외관(9)과 내관(2)을 서로 결합하여 상기 브릿지 구조물을 견고하게 한다. 상기 격벽은 상기 브릿지의 내부 쪽으로 만곡되어 연장되며, 상기 격벽이 위치되는 곳에 통로를 남겨둘 수 있다. 상기 격벽에 벽 또는 도어를 제작함으로써, 상기 격벽 구성이 브릿지의 단면을 폐쇄하도록 사용될 수도 있다. 또한, 격벽(8)의 단부는 상기 브릿지의 모듈들을 함께 접합하는데 사용될 수 있다. 상기 접합은 예를 들어, 용접, 볼트결합, 리벳고정, 또는 다른 공지된 방식에 의해 이루어질 수 있다. 상기 상부 및 하부 구조체(14 및 15)는 하나 이상의 관, 케이스, 또는 작은 격실로 구성될 수 있으며, 용접, 볼트결합, 또는 다른 방식에 의해 서로 접합된다. 상기 브릿지 구조물은 수직 및 수평 방향의 하중을 감당하고 순간적인 변형에 견딜 것이다. 상기와 같은 방식으로 형성된 모듈은 독립적으로 강성 구조물이므로 설치시 운반 및 취급이 용이하다. 또한, 상기와 같은 방식으로 형성된 모듈은 상기 모듈 내에 방습재 또는 단열재를 쉽게 제작할 수 있게 하는데, 이 경우에 상기 방습재 또는 단열재는 상기 모듈의 외관(9)의 외면에 위치된다. 상기 단열재 및 방습벽은 주물, 스프레이, 압연, 포장 또는 다른 적절한 방식, 예를 들어 아교를 접착함으로써 제작될 수 있다.

트러스 구조물(1)은 브릿지의 내부에 위치되어, 브릿지의 견고함과 뒤틀림(좌굴) 강도를 증가시킨다. 일예로서, 상기 트러스 구조물(1)은 상기 브릿지의 수직축에 위치되며, 수직 지지체(16)와 경사 지지체(17)로 구성된다. 상기 경사 지지체(17)가 상기 수직 지지체(16)의 상단부로부터 하단부까지 이동되므로, 상기 트러스 구조물은 삼각형의 트러스를 형성한다. 이러한 종류의 삼각형 트러스는 튼튼하면서도 경량이다. 수직 트러스에 추가로, 수평 트러스 또는 경사 트러스를 사용하는 것이 가능하며, 지지 트러스가 중심 또는 수평축선으로부터 측면으로 연장될 수 있다.

수직의 트러스 구조물(1)은 내관(2) 내의 위치 결정부(5)에서 용접, 볼트결합, 또는 다른 유사한 방식에 의해 상부 및 하부 구조체(14 및 15)에 부착되거나 하부 구조체 내의 대응하는 구조물에 부착되는데, 상기 트러스 구조물(1)은 다른 형상이거나 또는 다른 유사한 지지 구조물로 제작된 관, 케이스, 작은 격실일 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 예에서, 상기 트러스 구조물의 경사 지지체의 단부와 수직 지지체(16)는 격벽의 단부와 중앙에 위치되어 강한 지지력을 제공한다. 상기 수직의 트러스 구조물은 수직 방향에서 폐쇄형 브릿지를 견고하게 한다. 수직 트러스 구조물은 브릿지가 수직 부분에 대하여 뒤틀리는 것을 방지한다. 수직의 트러스 구조물은 상기 브릿지를 서로 다른 통로가 있게 분할하며, 예를 들어 구획벽을 분리하는 프레임 구조물 또는 설비 설치용 지지 구조물로서 사용될 수 있는 한편, 복수개의 수직 트러스 구조물이 있을 수 있다.

상기 수직의 트러스 구조물은 상부 및 하부 구조체(14 및 15)의 측면에서 용접, 볼트결합, 또는 다른 유사한 수단에 의해 상기 상부 및 하부 구조체(14 및 15)에 부착되는데, 상기 부착 지점은 다른 형상이거나 또는 다른 유사한 지지 구조물로 제작된 관, 케이스, 작은 격실, 보강재일 수 있다. 수평의 트러스 구조물은 수평 방향에서 상기 폐쇄형 브릿지를 견고하게 한다. 상기 수평의 트러스 구조물은 서로 다른 높이일 수 있고, 이와 동시에 격리 레벨, 통로 또는 설비용 선반을 지지할 수 있으며, 복수개의 수평 트러스 구조물이 있을 수 있다.

수평의 트러스 구조물은 브릿지가 수평 부분에 대하여 뒤틀리는 것을 방지하고, 사용된 자재의 중량에 관한 구조적인 견고함을 크게 증가시킨다. 따라서 브릿지는 양호한 적재량을 갖는다.

상술한 바와 같이, 트러스 구조물 또는 구조물들은 수평, 수직 또는 이들 수평면과 수직면에 경사지게 설정될 수 있다. 또한, 하나의 트러스, 또는 복수개의 트러스는 브릿지 구조물의 중심 축선의 측면에 위치될 수도 있는데, 이 경우에는 상기 브릿지의 내부의 단면에 코드(chord, 익현)를 형성할 것이며, 이는 내관의 표면에 있는 한 지점으로부터 반대 표면에 있는 한 지점까지 이동한다. 상술한 예에서 설명된 단일의 삼각형 구조에 더하여, 트러스 구조물은 복합적인 삼각형 구조로 제작되거나 다각형 또는 곡선으로 구성될 수 있다. 상기 트러스 구조물은 서로 부착된 막대형상의 바(bar)로 구성되어 신장 및 압축하중을 감당하는데, 상기 바는 서로 다른 모양을 가질 수 있다. 또한, 상기 트러스 구조물에 케이블 등이 형성될 수 있음을 예상할 수 있는데, 이 경우에 케이블은 예를 들어 루프에 의해 브릿지에 부착된 후 미리 팽팽하게 잡아 당겨진다. 그러나, 케이블과 같은 요소는 신장 하중만을 감당하며, 구조물에 작용하는 응력을 평가할 때와 구조물을 설계할 때 고려되어야 한다. 바, 케이블, 또는 이와 유사한 것들은 마디를 형성하는 말단부에서 서로 부착되거나 일체로 결합된 단일체일 수 있으며, 상기 마디는 적재될 바 또는 케이블과 같은 것들을 구부림으로써 형성된다.

상기 브릿지의 단면은 여러 방식으로 변화할 수 있고, 트러스 구조물은 사용되고 있는 브릿지 단면에 따라 적합하게 변형된다. 상기 브릿지는 말단부에서 서로 부착된 몇 개의 브릿지 유닛으로 구성될 수 있다. 상기 관, 작은 격실, 케이스, 바 및 이와 유사한 구조물의 말단부 사이의 접합은 사용되고 있는 브릿지에 적합한 방식, 즉 용접, 플랜지 접합, 볼트결합, 나사결합, 어댑터, 확장 또는 접합 연결편에 의해 이루어진다. 상기 접합 부재는 격벽의 단부에 일체로 결합될 수 있다.

1 : 트러스 구조물 2 : 내관
4 : 심(seam) 5 : 위치 결정부
6 : 지지 스틸 8 : 격벽
9 : 외관 10 : 파이프
11 : 통로 12 : 컨베이어 벨트
13 : 경계 지점 14 : 상부 구조체
15 : 하부 구조체 16 : 수직 지지체
17 : 경사 지지체

Claims (9)

1. 브릿지의 외면을 형성하는 하나 이상의 외관(9)과,
   상기 외관(9)의 내부에 설치되어 상기 브릿지의 내부 공간을 형성하는 하나 이상의 내관(2)과,
   상기 내관(2)의 내부에 설치되어 상기 브릿지의 구조물에 부착되며, 하나 이상의 마디를 형성하는 요소로 구성되어 상기 내관의 내면에 있는 한 지점으로부터 상기 내면의 반대측까지 상기 내관을 가로지르는 하나 이상의 코드를 형성하는 하나 이상의 트러스 구조물(1)을 포함하는 폐쇄형 브릿지로서,
   상기 트러스 구조물(1)은 신장 및 압축하중을 감당하는 막대형상의 바 요소로 조립된 강성 트러스인 것을 특징으로 하는 폐쇄형 브릿지.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 트러스 구조물(1)은 신장하중만을 감당하는 요소로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐쇄형 브릿지.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 트러스 구조물(1)은 상기 내관(2)에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 폐쇄형 브릿지.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   하나 이상의 격벽(8)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐쇄형 브릿지.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 브릿지는 2개 이상의 모듈로 구성되되, 상기 2개 이상의 모듈은 경계면(13)에 의해 서로 분리되며, 브릿지 유닛을 형성하기 위해 모듈 구조물을 조립가능하게 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 폐쇄형 브릿지.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 브릿지 유닛은, 상기 브릿지 유닛을 서로 접합하기 위한 요소인 단부 격벽(8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐쇄형 브릿지.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 하나 이상의 트러스 구조물(1)은 수직인 것을 특징으로 하는 폐쇄형 브릿지.
8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 하나 이상의 트러스 구조물(1)은 수평인 것을 특징으로 하는 폐쇄형 브릿지.
9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 하나 이상의 트러스 구조물(1)은 상기 브릿지의 내부를 분할하는 벽부 또는 바닥부로 이루어진 프레임을 형성하는 것을 특징으로 하는 폐쇄형 브릿지.

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