KR101618787B1 - 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조 및 이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조시스템의 대칭성과 비대칭성을 효율적으로 활용하여 주경간장의 장대화를 실현함과 동시에 각 구조시스템의 구조적 거동의 합리성을 이용하여 경제적 설계를 도모할 수 있는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조 및 이의 시공방법에 대한 것이다.
본 발명의 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조는 구조물의 주경간 주축 방향 양측에 설치되는 주기둥; 주경간 양측에 측경간을 이루도록 주기둥의 주축 방향 외측으로 주기둥과 일정 간격 이격되도록 설치되는 앵커기둥; 인접하는 앵커기둥과 주기둥 및 주기둥의 상단을 연속적으로 연결하도록 설치되는 현수케이블; 상기 주기둥 양측의 주경간과 측경간에 대칭적으로 배치되는 것으로 각각의 일측이 주기둥과 사장케이블로 연결되어 일렬로 배치되는 복수의 제1세그먼트; 주경간의 중앙부에 배치되는 것으로 각각의 일측이 현수케이블과 행어로 연결되어 일렬로 배치되는 복수의 제2세그먼트; 및 주경간의 제1세그먼트와 제2세그먼트의 사이에 배치되는 것으로 각각의 일측이 주기둥과 타정케이블로 연결되는 한편 현수케이블과 행어로 연결되어 일렬로 배치되는 복수의 제3세그먼트; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조 및 이의 시공방법{Hybrid cable structure system using radial hangers and earth-anchored cables and construction method thereof}

본 발명은 구조시스템의 대칭성과 비대칭성을 효율적으로 활용하여 주경간장의 장대화를 실현함과 동시에 각 구조시스템의 구조적 거동의 합리성을 이용하여 경제적 설계를 도모할 수 있는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조 및 이의 시공방법에 대한 것이다.

공항이나 대형 스타디움과 같은 막 구조물의 지붕, 교량 구조물 등에서는 구조물을 지탱하기 위하여 구조용 케이블을 사용할 수 있다.

이때, 케이블은 장력을 이용하여 구조물을 지탱하는 것으로, 사장교나 현수교와 같은 교량의 경우를 예로 들면 각각 사장케이블과 현수케이블을 이용하여 교량 상판을 구성하는 각 세그먼트를 지지한다.

즉, 상기 사장교는 주기둥(1)에서 사장케이블(4)을 내려 각각의 세그먼트(6)를 케이블로 직접 연결하여 하중을 지지하는 것으로, 비틀림 강성이 높아 풍하중이나 지진하중 등 횡력에 대한 저항력이 큰 특징이 있다(도 1의 (a)). 또한 현수교는 주기둥(1) 사이에 현수케이블(3)을 매달아 연결하고 현수케이블(3)에서 다시 세그먼트(6) 쪽으로 행어(5)를 내려서 세그먼트(6)와 연결하여 하중을 지지하는 것으로, 사장교에 비하여 보다 장경간 시공이 가능하다(도 1의 (b)).

그러나 사장교는 경간이 증가할 경우 주기둥의 높이가 증가하고 각 세그먼트인 거더에 교축 방향으로 작용하는 압축력이 증가하여 구조적으로 불리하며, 현수교는 주기둥의 높이가 크고 장경간 구조가 가능하나 탑 높이가 크고 메인케이블이 고가일 뿐만 아니라 횡력에 대한 저항력이 떨어지는 한계가 있다.

따라서 상기와 같은 사장교와 현수교의 단점은 보완하면서 이들의 장점을 합친 도 1의 (c)에서와 같은 사장현수교가 제안되었다.

그러나 종래 사장현수교는 도 1의 (c)에서 볼 수 있는 바와 같이, 사장케이블(4)과 현수케이블(3)이 각각 서로 구분되거나 현수케이블(3)에 연결된 행어(5)가 세그먼트(6)와 직각을 이루며 연결되기 때문에, 전체적으로 외관에 불연속성이 있어 시각적 불안정감을 가져올 수 있었다.

또한, 사장케이블(4)이 연결되는 주기둥(1) 주변의 세그먼트에 여전히 압축하중이 집중되어 부담이 될 뿐만 아니라, 수직 방향의 행어(5)에 의한 수직력을 지지하기 위하여 현수케이블(3)의 처짐이 커져 현수케이블(3)의 길이가 길어지므로 비경제적이라는 문제점이 있었다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 종래 사장케이블과 현수케이블이 구분되거나 현수케이블에 연결된 행어가 세그먼트와 직각을 이루며 연결되어 발생하였던 전체적인 구조물 외관의 불연속성을 해소할 수 있는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.

아울러 본 발명은 사장케이블이 연결되는 주기둥 주변의 세그먼트에 집중되는 압축 하중을 경감할 수 있는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 현수케이블이 경사행어에 의하여 수직 방향으로 작용하는 수직력을 분담시킴으로써, 현수케이블의 처짐 및 그 소요 길이를 줄일 수 있는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 구조물의 주경간 주축 방향 양측에 설치되는 주기둥; 주경간 양측에 측경간을 이루도록 주기둥의 주축 방향 외측으로 주기둥과 일정 간격 이격되도록 설치되는 앵커기둥; 인접하는 앵커기둥과 주기둥 및 주기둥의 상단을 연속적으로 연결하도록 설치되는 현수케이블; 상기 주기둥 양측의 주경간과 측경간에 대칭적으로 배치되는 것으로 각각의 일측이 주기둥과 사장케이블로 연결되어 일렬로 배치되는 복수의 제1세그먼트; 주경간의 중앙부에 배치되는 것으로 각각의 일측이 현수케이블과 행어로 연결되어 일렬로 배치되는 복수의 제2세그먼트; 및 주경간의 제1세그먼트와 제2세그먼트의 사이에 배치되는 것으로 각각의 일측이 주기둥과 타정케이블로 연결되는 한편 현수케이블과 행어로 연결되어 일렬로 배치되는 복수의 제3세그먼트; 로 구성되되, 상기 제3세그먼트에 연결되는 행어는 주경간의 중심을 기준으로 현수케이블에서 하향 외측으로 경사져 타정케이블과 대칭을 이룸으로써 제3세그먼트의 압축력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조를 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 제2세그먼트에 연결되는 행어는 주경간의 중심을 기준으로 현수케이블에서 하향 외측으로 경사진 것을 특징으로 하는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조를 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 사장케이블 및 타정케이블은 각각 제1세그먼트와 제3세그먼트의 양측면에 각각 결합되고, 제2세그먼트에 연결되는 행어는 제2세그먼트의 양측면에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조를 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 제3세그먼트에 연결되는 행어는 제3세그먼트의 길이 방향 중앙부에 결합되는 것을 특징으로 하는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조를 제공한다.

아울러 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조를 시공하는 방법에 있어서, (a) 구조물의 주경간 주축 방향 양측에 주기둥을 설치하는 한편, 주경간 양측에 측경간을 이루도록 주기둥의 주축 방향 외측으로 주기둥과 일정 간격 이격되도록 앵커기둥을 설치하는 단계; (b) 인접하는 앵커기둥과 주기둥 및 주기둥의 상단을 현수케이블로 연속되게 설치하는 한편, 복수의 제1세그먼트를 주기둥의 양측에 대칭이 되도록 사장케이블로 각각 주기둥과 연결하여 상호 일렬이 되도록 연결 설치하는 단계; (c) 측경간의 최외각 제1세그먼트의 일측에 복수의 가설앵커리지를 설치하고, 주경간의 중앙측 최외각 제1세그먼트의 단부에 상호 일렬이 되도록 복수의 제3세그먼트를 설치하되, 상기 가설앵커리지, 주기둥 및 제3세그먼트는 타정케이블로 연결 지지시키는 단계; (d) 복수의 제2세그먼트를 주경간의 중앙부터 외측으로 현수케이블에 행어로 연결하여 순차적으로 설치하여 주경간의 중앙측 최외각 제3세그먼트 단부에 결합되도록 설치하는 단계; (e) 상기 제3세그먼트를 행어로 주경간의 중심을 기준으로 현수케이블에서 하향 외측으로 경사지도록 현수케이블과 연결하는 단계; 및 (f) 상기 복수의 가설앵커리지 중 일부를 제거하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조의 시공방법을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (d) 단계에서, 상기 제2세그먼트에 연결되는 행어는 주경간의 중심을 기준으로 현수케이블에서 하향 외측으로 경사진 것을 특징으로 하는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조의 시공방법을 제공한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 공항이나 스타디움 등 각종 대형 막 구조물의 지붕이나 교량 구조물 등에 있어서 주경간 일부에 타정케이블 및 현수케이블에 직접 연결되는 세그먼트를 위치시키고, 상기 세그먼트에서 현수케이블에 연결되는 행어를 하향 외측으로 경사지게 구성함으로써, 외관의 불연속성을 해소하여 시각적인 안정성을 가져오고 구조물의 전체적인 외관미를 향상시킬 수 있다.

둘째, 사장케이블과 타정케이블이 연결되는 주기둥 주변의 세그먼트에 집중되는 압축하중을 경감함으로써, 상판 하중 부담 감소로 부재 단면의 크기를 줄일 수 있다.

셋째, 현수케이블이 경사행어에 의하여 수직 방향으로 작용하는 수직력을 분담시킴으로써, 현수케이블의 처짐 및 그 소요 길이를 줄일 수 있다. 따라서 강재량 절약으로 경제적인 설계가 가능하며 장경간 구조물에 널리 이용할 수 있다.

넷째, 가설앵커리지와 타정케이블을 이용하여 주경간 내측 제1세그먼트에 연결되는 제3세그먼트를 임시로 지지시킨 다음 행어를 이용하여 제3세그먼트를 현수케이블에 지지시킬 수 있으므로, 케이블의 대칭적인 배치를 이용하여 구조적 안정성을 확보할 수 있다.

도 1은 종래 구조 형식에 따른 교량의 다양한 실시예를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조를 도시하는 도면.
도 3은 종래 사장현수교와 본 발명 복합케이블 구조의 수평분력을 비교 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 3의 'A'와 'B' 부분에 대한 확대도면.
도 5는 종래 사장현수교와 본 발명 복합케이블 구조의 수직분력을 비교 설명하기 위한 도면.
도 6은 도 5의 'C'와 'D' 부분에 대한 확대도면.
도 7은 본 발명 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조의 시공방법에 대한 단계별 공정을 도시하는 도면.
도 8은 본 발명 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조를 이용한 교량 일부를 도시하는 사시도.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조를 도시하는 도면이다. 그리고 도 3은 종래 사장현수교와 본 발명 복합케이블 구조의 수평분력을 비교 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 'A'와 'B' 부분에 대한 확대도면이며, 도 5는 종래 사장현수교와 본 발명 복합케이블 구조의 수직분력을 비교 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5의 'C'와 'D' 부분에 대한 확대도면이다.

본 발명의 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조는 공항이나 대형 스타디움과 같은 막 구조물의 지붕, 교량 구조물 등에 이용될 수 있다.

도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조는 구조물의 주경간 주축 방향 양측에 설치되는 주기둥(10); 주경간 양측에 측경간을 이루도록 주축 방향 주기둥(10)의 외측으로 주기둥(10)과 일정 간격 이격되도록 설치되는 앵커기둥(20); 인접하는 앵커기둥(20)과 주기둥(10) 및 주기둥(10)의 상단을 연속적으로 연결하도록 설치되는 현수케이블(30); 상기 주기둥(10) 양측의 주경간과 측경간에 대칭적으로 배치되는 것으로 각각의 일측이 주기둥(10)과 사장케이블(40)로 연결되어 일렬로 배치되는 복수의 제1세그먼트(61); 주경간의 중앙부에 배치되는 것으로 각각의 일측이 현수케이블(30)과 행어(51)로 연결되어 일렬로 배치되는 복수의 제2세그먼트(62); 및 주경간의 제1세그먼트(61)와 제2세그먼트(62)의 사이에 배치되는 것으로 각각의 일측이 주기둥(10)과 타정케이블(41)로 연결되는 한편 현수케이블(30)과 행어(52)로 연결되어 일렬로 배치되는 복수의 제3세그먼트(63); 로 구성되되, 상기 제3세그먼트(63)에 연결되는 행어(52)는 주경간의 중심을 기준으로 현수케이블(30)에서 하향 외측으로 경사져 타정케이블(41)과 대칭을 이룸으로써 제3세그먼트(63)의 압축력을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

상기 주기둥(10)은 구조물의 주경간 주축 방향 양측에 설치된다.

상기 주기둥(10)은 지면 또는 지반 상부에 설치될 수 있으며, 상부에 복수의 사장케이블(40)이 연결되어 사장케이블(40)에 의한 인장력을 지탱한다. 여기에서 주경간 주축은 주경간을 이루는 주기둥(10)을 연결하는 축을 의미한다.

그리고 앵커기둥(20)은 주축 방향을 따라 주기둥(10)의 외측으로 측경간을 이루도록 설치되는 것으로, 철근콘크리트 구조 등으로 시공할 수 있다.

도 2에서 앵커기둥(20)은 현수케이블(30)의 일단을 지지하는 앵커교각이나, 상부로 소정 높이 연장된 앵커기둥으로 구성할 수도 있다.

상기 현수케이블(30)은 인접하는 앵커기둥(20)과 주기둥(10) 및 주기둥(10)의 상단을 연속적으로 연결하도록 설치된다. 즉, 도 2에서 현수케이블(30)은 일측 앵커기둥(20)과 일측 주기둥(10), 타측 주기둥(10) 및 타측 앵커기둥(20)을 연결하는 케이블로, 현수케이블(30)의 양단은 앵커기둥(20)에 의하여 정착 및 지지된다.

상기 제1, 2, 3세그먼트(61, 62, 63)는 구조물 바닥이나 교량 상판을 구성하는 거더 등으로, PC 거더 또는 강재 거더를 이용할 수 있으며, 인접 세그먼트는 연결판을 이용하여 볼트 또는 용접 접합하여 연결한다.

상기 제1세그먼트(61)는 상기 주기둥(10) 양측의 주경간과 측경간에 대칭적으로 배치되는 것으로 각각의 일측이 주기둥(10)과 사장케이블(40)로 연결되어 복수개가 일렬로 배치된다.

상기 제1세그먼트(61)는 주기둥(10) 양측에 좌우 대칭 시공되므로, 사장케이블(40)을 대칭으로 연결하면서 시공중 구조적 안정성을 확보할 수 있다.

그리고 제2세그먼트(62)는 주경간의 중앙부에 배치되는 것으로 각각의 일측이 현수케이블(30)과 행어(51)로 연결되어 일렬로 복수 배치된다.

또한, 제3세그먼트(63)는 주경간의 제1세그먼트(61)와 제2세그먼트(62)의 사이에 배치되는 것으로, 각각의 일측이 주기둥(10)과 타정케이블(41)로 연결되는 한편 현수케이블(30)과 행어(52)로 연결되어 일렬로 복수 배치된다.

즉, 제1세그먼트(61)와 제2세그먼트(62)는 사장케이블(40)과 현수케이블(30)에 각각 연결되며, 제3세그먼트(63)는 타정케이블(41)과 현수케이블(30)에 동시에 연결된다.

이때, 제1세그먼트(61)에 연결되는 제3세그먼트(63)는 주경간 내에만 배치되므로, 주기둥(10) 좌우로 대칭을 유지할 수 없다. 따라서 후술할 도 7에서와 같이 측경간 측에 복수의 가설앵커리지(70)를 임시로 설치하여 주기둥(10)과 가설앵커리지(70)를 타정케이블(41)로 연결하고, 다시 타정케이블(41)로 주기둥(10)과 제3세그먼트(63)를 연결하여 임시로 비대칭적으로 일부 타정식으로 시공할 수 있다. 이후, 현수케이블(30)에 연결된 행어(52)를 제3세그먼트(63)에 연결하면 제3세그먼트(63)는 타정케이블(41)과 행어(52)에 의해 안정적으로 지지된다. 그러므로 이후에는 가설앵커리지(70)를 해체할 수 있다. 물론, 가설앵커리지(70)의 해체시 가설앵커리지(70)와 주기둥(10)을 연결하는 타정케이블(41)도 같이 해체할 수 있으나, 별도로 측경간 측에 위치한 세그먼트 부분에 타정케이블(41)을 고정할 수도 있다. 또한, 가설앵커리지(70)를 모두 해체하면 주기둥(10)에 편심 하중이 과도하게 작용하여 구조적으로 부담이 되므로 복수의 가설앵커리지(70) 중 일부를 존치시켜 타정케이블(41)을 주기둥(10) 외측에서 지지하도록 하는는 것이 바람직하다.

이로써, 본 발명에서는 시공중과 시공후 제3세그먼트(63)를 지지하는 케이블이 대칭을 이루도록 하여 구조적 안정성을 확보할 수 있다.

한편, 상기 제3세그먼트(63)에 연결되는 행어(52)는 주경간의 중심을 기준으로 현수케이블(30)에서 하향 외측으로 경사지도록 구성할 수 있으며, 상기 제2세그먼트(62)에 연결되는 행어(51) 또한 주경간의 중심을 기준으로 현수케이블(30)에서 하향 외측으로 경사지도록 구성할 수 있다.

도 3의 (a)와 같은 종래 사장현수교에서는 주기둥(1) 주변 세그먼트(6)의 수직하중을 사장케이블(4)만으로 지지하므로 사장케이블(4)의 수평력을 세그먼트(6)가 모두 부담하여 주기둥(1) 주변 세그먼트(6)의 압축 하중 부담이 크다.

또한, 도 3의 (b) 및 도 4의 (a)에서와 같은 종래 사장현수교에서는 세그먼트(6)의 수직 하중을 주기둥(1) 방향으로 경사진 사장케이블(4)과 수직방향의 행어(5)가 지지하기는 하나, 역시 힘의 평형에 의해 사장케이블(4)의 수평력을 세그먼트(6)가 부담할 수밖에 없어 세그먼트(6)에 주기둥(1) 방향으로 압축력이 발생할 수밖에 없다.

따라서 본 발명에서는 도 3의 (c) 및 도 4의 (b)에서와 같이, 주기둥(10) 방향으로 경사진 타정케이블(41)과 평형을 이루도록 행어(50)를 경간 중앙 방향으로 경사지게 배치하여 세그먼트(60)를 지지하도록 하였다. 이로써, 타정케이블(41)의 수평력을 경사진 행어(50)의 수평력이 분담하므로 세그먼트(60)에 발생하는 압축력을 대폭 감소시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 도 5의 (a)와 도 6의 (a)에서 볼 수 있는 바와 같이, 종래 수직 방향으로 매달린 행어(5)에 의할 경우 행어(5)의 수직력을 현수케이블(3)이 지지하기 위해서는 힘의 평형상 현수케이블(3)의 수직 하중에 대한 분담이 커져 현수케이블(3)의 곡률이 작아져야 한다. 이 경우 현수케이블(3)의 처짐이 커지게 되므로, 결과적으로 현수케이블(3)의 길이가 길어지고, 이는 곧 강재 소모량 증가로 연결되어 경제적인 시공이 되기 어렵다.

따라서 본 발명에서는 도 5의 (b) 및 도 6의 (b)에서와 같이, 행어(50)를 경사지게 배치하여 현수케이블(30)의 곡률이 증가시키도록 하였다. 이로써, 현수케이블(30)을 직선에 보다 가깝게 배치함으로써, 현수케이블(30)의 길이를 줄여 강재량을 절약할 수 있도록 하였다.

본 발명에서 상기 사장케이블(40) 및 타정케이블(41)은 각각 제1세그먼트(61)와 제3세그먼트(63)의 양측면에 각각 결합되고, 제2세그먼트(62)에 연결되는 행어(51)는 제2세그먼트(62)의 양측면에 각각 결합되는 것을 특징으로 한다.

즉, 전 구간에서 사장케이블(40), 타정케이블(41) 또는 행어(51)에 의해 각 세그먼트의 양측면을 고정함으로써, 횡력에 대한 저항력을 증대할 수 있다. 또한, 제2세그먼트(62) 설치시 행어(51)에 의하여 제2세그먼트(62)가 현수케이블(30)에 연결되므로 시공상 안전성을 확보할 수 있다.

아울러 상기 제3세그먼트(63)에 연결되는 행어(52)는 제3세그먼트(63)의 길이 방향 중앙부에 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 제3세그먼트(63)는 양측면이 타정케이블(41)로 연결되어 있으므로 시공 안전성은 이미 확보된 상태에 있다. 따라서 타정케이블(41)과의 간섭 및 세그먼트의 응력 집중을 막기 위하여 제3세그먼트(63)는 길이 방향 중앙부에 외줄로 연결 시공함이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조의 시공방법에 대한 단계별 공정을 도시하는 도면이다.

본 발명의 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조의 시공방법은 상기 본 발명에 의한 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조를 시공하는 방법에 대한 것이다.

본 발명의 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조의 시공방법에서는 우선 (a) 구조물의 주경간 주축 방향 양측에 주기둥(10)을 설치하는 한편, 주경간 양측에 측경간을 이루도록 주축 방향 주기둥(10)의 외측으로 주기둥(10)과 일정 간격 이격되도록 앵커기둥(20)을 설치한다(도 7의 (a)).

상기 주기둥(10)은 앞서 설명한 바와 같이, 지면 또는 지반 상부에 설치될 수 있으며, 상부에 복수의 사장케이블(40)이 연결되어 사장케이블(40)에 의한 인장력을 지탱한다. 그리고 앵커기둥(20)은 철근콘크리트 구조 등으로 시공할 수 있다.

그리고 (b) 인접하는 앵커기둥(20)과 주기둥(10) 및 주기둥(10)의 상단을 현수케이블(30)로 연속되게 설치하는 한편, 복수의 제1세그먼트(61)를 주기둥(10)의 양측에 대칭이 되도록 사장케이블(40)로 각각 주기둥(10)과 연결하여 상호 일렬이 되도록 연결 설치한다(도 7의 (b)).

상기 현수케이블(30)은 양단이 앵커기둥(20)에 고정된다. 그리고 상기 사장케이블(40)은 제1세그먼트(61)의 양측면에 각각 결합되어 횡력에 대한 저항력을 확보한다.

복수의 제1세그먼트(61)는 주기둥(10)에서부터 외측으로 순차적으로 배치하여 연결한다.

다음으로, (c) 측경간의 최외각 제1세그먼트(61)의 일측에 복수의 가설앵커리지(70)를 설치하고, 주경간의 중앙측 최외각 제1세그먼트(61)의 단부에 상호 일렬이 되도록 복수의 제3세그먼트(63)를 설치하되, 상기 가설앵커리지(70), 주기둥(10) 및 제3세그먼트(63)는 타정케이블(41)로 연결 지지시킨다(도 7의 (c)).

상기 타정케이블(41) 은 제3세그먼트(63)의 양측면에 각각 결합한다.

상기 가설앵커리지(70)는 제3세그먼트(63)의 시공을 위하여 임시로 설치되는 것으로, 주기둥(10)과 가설앵커리지(70)를 타정케이블(41)로 연결하고 주기둥(10)과 제3세그먼트(63)를 타정케이블(41)로 연결한 다음, 현수케이블(30)에 연결된 행어(52)를 제3세그먼트(63)에 연결하여 타정케이블(41)과 행어(52)에 의해 제3세그먼트(63)를 지지하도록 한다.

그리고 복수의 제2세그먼트(62)를 주경간의 중앙부터 외측으로 현수케이블(30)에 행어(51)로 연결하여 순차적으로 설치하여 주경간의 중앙측 최외각 제3세그먼트(63) 단부에 결합되도록 설치한다(도 7의 (d)).

상기 제2세그먼트(62)는 행어(51)에 의하여 현수케이블(30)에 연결되므로 시공상 안전성을 확보할 수 있다.

상기 제2세그먼트(62)에 연결되는 행어(51)는 제2세그먼트(62)의 양측면에 각각 결합되도록 배치한다.

다음으로, (e) 상기 제3세그먼트(63)를 행어(52)로 주경간의 중심을 기준으로 현수케이블(30)에서 하향 외측으로 경사지도록 현수케이블(30)과 연결하고(도 7의 (e)), (f) 상기 복수의 가설앵커리지(70) 중 일부를 제거한다(도 7의 (f)).

이로써, 타정케이블(41)과 현수케이블(30)이 함께 지지하고 있는 세그먼트 부분에서 경사 배치된 행어(52)에 의하여 주기둥(10) 주변의 세그먼트에 작용하는 압축응력의 크기를 감소시킬 수 있으며, 수직 방향의 행어에 비하여 현수케이블(30)의 곡률을 증가시켜 처짐을 줄일 수 있으므로 현수케이블(30)을 직선에 보다 가깝게 배치하여 강재량을 절약할 수 있다.

여기에서 상기 제3세그먼트(63)에 연결되는 행어(52)는 타정케이블(41)과의 간섭 및 세그먼트의 응력 집중을 막기 위하여 제3세그먼트(63)의 길이 방향 중앙부에 결합할 수 있다.

본 발명에서 상기 제1, 2, 3세그먼트(61, 62, 63)는 PC 거더를 이용할 수 있다.

그리고 복수의 제1세그먼트(61) 상호 간, 복수의 제3세그먼트(63) 상호 간, 복수의 제2세그먼트(62) 상호 간, 그리고 제1세그먼트(61)와 제3세그먼트(63)의 접합부, 제3세그먼트(63)와 제2세그먼트(62)의 접합부는 연결판에 의하여 결합하며, 볼트 또는 용접 결합할 수 있다.

한편, 상기 (d) 단계에서, 상기 제2세그먼트(62)에 연결되는 행어(51)는 제3세그먼트(63)에 연결되는 행어(52)와 마찬가지로 주경간의 중심을 기준으로 현수케이블(30)에서 하향 외측으로 경사지도록 구성할 수 있다.

도 8은 본 발명 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조를 이용한 교량 일부를 도시하는 사시도이다.

도 8에서 제1세그먼트(61)와 제3세그먼트(63)의 양측면이 주기둥(10)에 각각 사장케이블(40)과 타정케이블(41)로 연결되었다. 그리고 제2세그먼트(62)는 행어(51)에 의하여 양측면이 현수케이블(30)에 연결되고, 제3세그먼트(63)는 행어(52)에 의하여 길이 방향 중앙부가 현수케이블(30)에 지지되고 있다.

또한, 상기 행어(51, 52)는 모두 주경간의 중심을 기준으로 현수케이블(30)에서 하향 외측으로 경사지게 배치되었는바, 본 발명을 이용하는 경우에는 이와 같은 행어의 경사 배치를 통하여 주기둥(10) 주변에 위치한 세그먼트 부분의 압축 응력 완화 및 현수케이블(30)의 길이 감소로 경제적인 시공을 기대할 수 있다.

아울러 본 발명에서는 제1세그먼트(61)에 사장케이블(40)을 고정하는 자정식과 별도의 가설앵커리지(70)에 타정케이블(41)을 고정하는 타정식을 복합 적용하여, 구조물의 외관미를 향상시키면서 시공중 안정성을 확보할 수 있도록 하였다.

1: 주기둥 2: 앵커기둥
3: 현수케이블 4: 사장케이블
5: 행어 6: 세그먼트
10: 주기둥 20: 앵커기둥
30: 현수케이블 40: 사장케이블
41: 타정케이블 50, 51, 52: 행어
60: 세그먼트 61: 제1세그먼트
62: 제2세그먼트 63: 제3세그먼트
70: 가설앵커리지

Claims (6)

1. 구조물의 주경간 주축 방향 양측에 설치되는 주기둥(10);
   주경간 양측에 측경간을 이루도록 주축 방향 주기둥(10)의 외측으로 주기둥(10)과 일정 간격 이격되도록 설치되는 앵커기둥(20);
   인접하는 앵커기둥(20)과 주기둥(10) 및 주기둥(10)의 상단을 연속적으로 연결하도록 설치되는 현수케이블(30);
   상기 주기둥(10) 양측의 주경간과 측경간에 대칭적으로 배치되는 것으로 각각의 일측이 주기둥(10)과 사장케이블(40)로 연결되어 일렬로 배치되는 복수의 제1세그먼트(61);
   주경간의 중앙부에 배치되는 것으로 각각의 일측이 현수케이블(30)과 행어(51)로 연결되어 일렬로 배치되는 복수의 제2세그먼트(62); 및
   주경간의 제1세그먼트(61)와 제2세그먼트(62)의 사이에 배치되는 것으로 각각의 일측이 주기둥(10)과 타정케이블(41)로 연결되는 한편 현수케이블(30)과 행어(52)로 연결되어 일렬로 배치되는 복수의 제3세그먼트(63); 로 구성되되,
   상기 제3세그먼트(63)에 연결되는 행어(52)는 주경간의 중심을 기준으로 현수케이블(30)에서 하향 외측으로 경사져 타정케이블(41)과 대칭을 이룸으로써 제3세그먼트(63)의 압축력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2세그먼트(62)에 연결되는 행어(51)는 주경간의 중심을 기준으로 현수케이블(30)에서 하향 외측으로 경사진 것을 특징으로 하는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 사장케이블(40) 및 타정케이블(41)은 각각 제1세그먼트(61)와 제3세그먼트(63)의 양측면에 각각 결합되고, 제2세그먼트(62)에 연결되는 행어(51)는 제2세그먼트(62)의 양측면에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제3세그먼트(63)에 연결되는 행어(52)는 제3세그먼트(63)의 길이 방향 중앙부에 결합되는 것을 특징으로 하는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조.
   
5. 제1항에 의한 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조를 시공하는 방법에 있어서,
   (a) 구조물의 주경간 주축 방향 양측에 주기둥(10)을 설치하는 한편, 주경간 양측에 측경간을 이루도록 주축 방향 주기둥(10)의 외측으로 주기둥(10)과 일정 간격 이격되도록 앵커기둥(20)을 설치하는 단계;
   (b) 인접하는 앵커기둥(20)과 주기둥(10) 및 주기둥(10)의 상단을 현수케이블(30)로 연속되게 설치하는 한편, 복수의 제1세그먼트(61)를 주기둥(10)의 양측에 대칭이 되도록 사장케이블(40)로 각각 주기둥(10)과 연결하여 상호 일렬이 되도록 연결 설치하는 단계;
   (c) 측경간의 최외각 제1세그먼트(61)의 일측에 복수의 가설앵커리지(70)를 설치하고, 주경간의 중앙측 최외각 제1세그먼트(61)의 단부에 상호 일렬이 되도록 복수의 제3세그먼트(63)를 설치하되, 상기 가설앵커리지(70), 주기둥(10) 및 제3세그먼트(63)는 타정케이블(41)로 연결 지지시키는 단계;
   (d) 복수의 제2세그먼트(62)를 주경간의 중앙부터 외측으로 현수케이블(30)에 행어(51)로 연결하여 순차적으로 설치하여 주경간의 중앙측 최외각 제3세그먼트(63) 단부에 결합되도록 설치하는 단계;
   (e) 상기 제3세그먼트(63)를 행어(52)로 주경간의 중심을 기준으로 현수케이블(30)에서 하향 외측으로 경사지도록 현수케이블(30)과 연결하는 단계; 및
   (f) 상기 복수의 가설앵커리지(70) 중 일부를 제거하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조의 시공방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 (d) 단계에서, 상기 제2세그먼트(62)에 연결되는 행어(51)는 주경간의 중심을 기준으로 현수케이블(30)에서 하향 외측으로 경사진 것을 특징으로 하는 방사형 행어 및 타정식 케이블을 이용한 복합케이블 구조의 시공방법.

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