KR101635851B1 - 경간 폭의 확장 시공이 용이한 교량 - Google Patents

경간 폭의 확장 시공이 용이한 교량 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 내측 상부에 제1단차부(11)가 마련되어 지면에 설치되는 제1교대(12)와, 내측 상부에 제2단차부(15)가 마련되어 상기 제1교대(12)와 일정거리 떨어져 지면에 설치되는 제2교대(16)와; 상면에 호형상의 제1안치면(21)이 마련되어 상기 제1단차부(11)에 고정결합되는 제1교좌(22)와, 상면에 호형상의 제2안치면(25)이 마련되어 상기 제2단차부(15)에 고정설치되는 제2교좌(26)와; 단면이 호형상으로 일정 곡률을 이루며 상부가 개구되되, 양측 하단부위가 상기 제1, 2안치면(21, 25) 각각에 고정되는 일정 길이의 강판거더(30)와; 상기 강판거더(30)의 중앙부위에서 강판거더(30)의 길이방향을 따라 설치되는 제1강재스트립(42)과, 상기 제1강재스트립(42) 좌우에서 강판거더(30)의 길이방향을 따라 설치되는 제2강재스트립(46)과; 상기 강판거더(30)의 길이방향을 따라 설치되되 상기 제1, 2강재스트립(42, 46) 각각에 고정결합되는 일정 두께의 덮개강판(50)과; 상기 덮개강판(50)의 상부에 설치되는 디딤판을; 포함하여 이루어지는 경간 폭의 확장 시공이 용이한 교량을 제공한다.

Description

경간 폭의 확장 시공이 용이한 교량{Bridge for easily constructing long span}
본 발명은 교량에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 호형상으로 일정 곡률을 이루는 강판거더에 삼각형상으로 이루어지는 강재스트립을 일체형으로 마련하고 이에 보강콘크리트를 부가하는 방식을 제안함으로써 구조적으로 매우 안정적일 뿐 아니라 교대 사이의 경간 폭을 용이하게 연장할 수 있는 교량에 관한 것이다.
교량은 차량이나 보행자의 통행을 위한 상판 및 상판을 지지하는 거더를 포함하여 이루어진다. 이때, 거더는 교량의 길이방향으로 단수 또는 복수 개가 나란하게 배치되어 상판을 지지하게 되며, 거더의 재질은 강재나 콘크리트가 주로 사용되며 경우에 따라 강재와 콘크리트가 조합된 것이 사용되기도 한다.
한편, 교량의 상판에는 기능성이나 심미성, 또는 안정성 등을 향상시킬 목적으로 난간, 방음벽 등과 같은 각종 구조물이나 조형물이 설치되는 사례가 증대하고 있는데, 이러한 조형물들은 교량에 작용하는 하중을 전혀 분담하지 못하는 구조체이기 때문에, 교량의 구조적 안정성을 담보하기 위해 시공에 사용되는 거더의 직경 및 두께가 점점 증대되고 있다. 하지만, 시공에 필요한 거더의 직경 및 두께가 증대된다는 것은 시공 자체를 어렵게 할 뿐 아니라 시공 비용을 증대시키는 요인으로 작용한다.
이를 위해, 교량의 구조적인 안정성을 담보하면서 장대 교량을 시공하는 방법으로 제안된 기술 중에 대한민국 등록특허 제1366903호가 있다. 이 기술은 도 8에 개시된 것과 같이, 교대(5)에 거더로서 기능하는 강재빔(12)을 설치하여 상판(14)을 지지하되, 강재빔(12) 각각의 내부에는 일정 각도를 이루는 복수 개의 트러스부재를 마련함으로써, 강재빔의 강성을 증대시켜 장대 교량을 시공하도록 구성함에 그 특징이 있다.
하지만, 이 기술의 경우 상판의 하중은 물론 상판을 보행하는 통행자의 하중 모두가 강재빔으로 집중되는 구조라는 점에서, 아무리 강재빔 내부에 트러스부재가 마련된다고 할지라도 교량의 구조적 안정성을 담보하기 위해서는 강재빔 자체가 적어도 일정 두께 이상으로 이루어질 필요가 있다. 그런데, 강재빔의 두께가 증가하게 되면 종래 교량 시공에 있어 발생하는 동일한 문제를 야기시킬 수 있다는 점에서 종래 교량이 지니는 한계를 극복하지 못하는 단점이 있다.
대한민국 등록특허 제1366903호 대한민국 등록특허 제0720618호
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 종래 교량의 전형적인 구조를 탈피하여 구조적으로 매우 안전하면서 교대 사이의 경간 폭을 용이하게 연장할 수 있는 교량을 제공함에 있다.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 내측 상부에 제1단차부(11)가 마련되어 지면에 설치되는 제1교대(12)와, 내측 상부에 제2단차부(15)가 마련되어 상기 제1교대(12)와 일정거리 떨어져 지면에 설치되는 제2교대(16)와; 상면에 호형상의 제1안치면(21)이 마련되어 상기 제1단차부(11)에 고정결합되는 제1교좌(22)와, 상면에 호형상의 제2안치면(25)이 마련되어 상기 제2단차부(15)에 고정설치되는 제2교좌(26)와; 단면이 호형상으로 일정 곡률을 이루며 상부가 개구되되, 양측 하단부위가 상기 제1, 2안치면(21, 25) 각각에 고정되는 일정 길이의 강판거더(30)와; 상기 강판거더(30)의 중앙부위에서 강판거더(30)의 길이방향을 따라 설치되되 각 상단부위(41)는 꼭지점을 이루며 밀착되고 하방으로 연장되는 각 하단부위(43)는 좌우로 일정각도 벌어져 강판거더(30)의 내면에 고정결합되는 제1강재스트립(42)과, 상기 제1강재스트립(42) 좌우에서 강판거더(30)의 길이방향을 따라 설치되되 각 상단부위(45)는 꼭지점을 이루며 밀착되고 하방으로 연장되는 각 하단부위(47)는 좌우로 일정각도 벌어져 강판거더(30)의 내면에 고정결합되는 제2강재스트립(46)과; 상기 강판거더(30)의 길이방향을 따라 상호 간에 일정간격 이격되어 위치하는 복수 개로 이루어지되, 상기 제1, 2강재스트립(42, 46) 각각에 직교하며 제1, 2강재스트립(42, 46) 각각에 고정결합되는 보강판(48)과; 상기 강판거더(30)의 길이방향을 따라 설치되어 상기 제1, 2강재스트립(42, 46) 각각에 고정결합되는 일정 두께의 덮개강판(50)과; 일정 수직 높이를 가지는 콘크리트의 타설층(62), 또는 목재나 합성수지 재질의 디딤데크(66)가 순차적으로 설치되어 상기 덮개강판(50)의 상부에 설치되는 디딤판을; 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
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상기 강판거더(30)의 양측 각각에는, 강판거더(30)의 길이방향을 따라 내부공간이 형성되는 절곡부(32, 36)가 형성되고, 상기 절곡부(32, 36)의 각 내부공간에는 보강콘크리트(33, 37)가 타설되되, 상기 보강콘크리트(33, 37) 각각은 강판거더(30)의 양단부위에서 강판거더(30)의 중앙부위 방향으로 일정길이 연장되도록 타설될 수 있다.
본 발명은 호형상의 일정 곡률을 이루는 강판거더와 단면이 삼각구조로 이루어지는 제1, 2강재스트립을 일체화시키고, 이러한 일체화된 구조에 복수 개의 보강판이나 보강콘크리트를 선택적으로 부가할 수 있는 구성을 제안함으로써, 교량의 구조적 안정성을 크게 증진시킬 수 있음은 물론, 경간 폭이 넓은 장대 교량을 매우 용이하게 시공할 수 있도록 해준다.
도 1은 본 발명에 따른 일례를 보여주는 교량의 개략적인 측면구성도.
도 2a는 도 1에 있어 A-A′라인의 개략적인 단면구성도.
도 2b는 본 발명에 따른 다른 예를 보여주는 교량에 있어서의 개략적인 단면구성도.
도 3은 도 1에 있어서의 개략적인 교량 내부구조도.
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 예를 보여주는 교량의 개략적인 측면구성도.
도 5a는 도 4에 있어 B-B′라인의 개략적인 단면구성도.
도 5b는 본 발명에 따른 또 다른 예를 보여주는 교량에 있어서의 개략적인 단면구성도.
도 6a 및 도 6b 각각은 본 발명에 따른 또 다른 예를 보여주는 교량에 있어서의 개략적인 단면구성도.
도 7a 및 도 7b 각각은 본 발명에 따른 또 다른 예를 보여주는 교량에 있어서의 개략적인 단면구성도.
도 8은 종래 교량의 개략적인 일 구성도.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1는 본 발명에 따른 일례를 보여주는 교량의 개략적인 측면구성도이며, 도 2a는 도 1에 있어 A-A′라인의 개략적인 단면구성도이다. 각 도면에 개시된 것과 같이 본 발명은 교대, 교좌, 강판거더(30), 제1, 2강재스트립(42, 46), 덮개강판(50), 디딤판을 포함하여 이루어지는 특징이 있다. 이하 이들 각 구성을 상세하게 살펴본다.
교대는 교량를 지지하는 수단으로 상호 간에 일정 간격 떨어져 지면에 설치되는 제1교대(12) 및 제2교대(16)로 이루어진다. 제1, 2교대(12, 16) 각각의 내측 상부에는 제1, 2단차부(11, 15)가 마련된다.
교좌는 강판거더(30)의 안치를 위한 수단으로, 제1, 2교좌(22, 26)로 이루어진다. 제1, 2교좌(22, 26) 각각의 상면에는 호형상의 제1, 2안치면(21, 25)이 마련되며, 제1교좌(22)는 제1교대(12)의 제1단차부(11)에 고정결합되며, 제2교좌(26)는 제2교대(16)의 제2단차부(15)에 고정결합된다.
강판거더(30)는 제1, 2강재스트립(42, 46)과 더불어 교량의 통행 하중이나 바람 및 진동과 같이 교량에 작용하는 외력을 흡수하여 교대로 전달하는 수단이다. 강판거더(30)는 일정 길이를 가지며, 단면이 호형상의 일정 곡률을 이루며 상부가 개구되는 구조로 이루어진다. 강판거더(30)의 양측 하단부위 각각은 제1, 2안치면(21, 25)에 고정결합된다. 강판거더의 두께는 교량의 길이 및 통과 하중 등을 종합적으로 감안하여 결정할 일이다. 도면부호 32, 36 각각은 절곡부로서 후술한다.
제1강재스트립(42)은 강판거더(30)의 중앙부위에서 강판거더(30)의 길이방향을 따라 설치된다. 보다 구체적으로는 도면에 개시된 것과 같이, 각 상단부위(41)는 꼭지점을 이루며 상호 밀착되고, 각 하단부위(43)는 좌우로 일정각도 벌어져 강판거더(30)의 내면에 고정결합된다. 이에 따라, 제1강재스트립(42)은 고정되는 강판거더(30)와 더불어 삼각구조의 단면을 이루게 된다. 상단부위(41)는 절곡부로 이루어질 수 있다.
제2강재스트립(46)은 제1강재스트립(42)의 좌우 각각에 위치하며, 강판거더(30)의 길이방향을 따라 설치된다. 제1강재스트립(42)과 유사하게 제2강재스트립(46) 역시, 각 상단부위(45)는 꼭지점을 이루며 상호 밀착되고, 각 하단부위(47)는 좌우로 일정각도 벌어져 강판거더(30)의 내면에 고정결합된다. 이에 따라, 제2강재스트립(46) 역시 고정되는 강판거더(30)와 더불어 삼각구조의 단면을 이룬다. 제2강재스트립(46)의 각 상단부위(45)는 제1강재스트립(42)과 유사하게 절곡부로 이루어질 수 있다.
이처럼, 강판거더(30)에 길이방향으로 제1, 2강재스트립(42, 46)이 마련됨에 따라, 교량에 작용하는 하중이나 외력은 제1, 2강재스트립 및 강판거더를 통해 자연스럽게 교대로 전달되어 분산될 수 있다. 또한, 단면이 삼각구조로 이루어지는 제1, 2강재스트립이 강판거더에 일체형으로 형성됨에 따라 강판거더의 구조적 안정성은 크게 증진될 수 있으며, 장대 교량의 시공도 매우 용이하게 수행할 수 있게 된다. 제1, 2강재스트립의 두께는 강판거더와 더불어 교량의 길이 및 통과 하중 등을 종합적으로 감안하여 결정하는 것이 바람직하다.
도 2b는 강판거더(30)에 제1, 2강재스트립(42, 46)를 설치함에 있어, 제1, 2강재스트립(42, 46) 각각의 하단부위(43, 47)가 강판거더(30)의 서로 다른 지점에 고정결합되는 경우를 예시한 것이다. 도 2a 및 도 2b 각각은 본 발명에 따른 다양한 예시 중의 일례들을 보여줄 뿐이며, 교대 사이의 경간이나 강판거더의 폭 및 두께에 따라 여러 다양한 결합구조가 가능함은 물론이다.
덮개강판(50)은 제1, 2강재스트립(42, 46) 상부를 밀폐하는 수단으로, 일정 두께를 가지며 강판거더(30)의 길이방향을 따라 설치된다. 덮개강판(50)과 제1, 2강재스트립(42, 46) 각각은 도면과 같이 볼트에 의해 상호 연결될 수 있다.
디딤판은 통행자들의 이동을 위한 부분으로 덮개강판(50) 상부에 설치된다. 디딤판은 덮개강판(50) 상부에 일정 수직 높이를 가지도록 타설된 콘크리트로 이루어지거나, 또는 목재나 합성수지 재질의 디딤데크로 이루어질 수 있다. 도 2a에는 콘크리트 타설층(62)으로 이루어진 디딤판의 경우가 개시되어 있으며, 도 6a에는 목재의 디딤데크(66)로 이루어진 디딤판이 경우가 개시되어 있다. 후자의 경우 일정 폭을 가지는 목재를 덮개강판(50) 상부에 순차적으로 고정설치하는 방식으로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명은 강판거더(30)의 길이방향을 따라 상호 간에 일정간격 이격되어 위치하는 복수 개의 보강판(48)이 마련되는 경우를 배제하지 않는다. 보강판(48)은 도 3과 같이 제1, 2강재스트립(42, 46) 각각에 직교하며, 양단부위가 상호 대향하는 제1, 2강재스트립(42, 46) 각각에 고정결합되는 구조로 이루어질 수 있다.
이처럼, 제1, 2강재스트립(42, 46) 각각이 복수 개의 보강판(48)에 의해 상호 연결되면 교량의 구조적 안정성은 더욱 증진되며, 이에 따라 장대 교량의 시공이 훨씬 용이해질 수 있음은 물론이다. 도면부호 49는 절곡부(32, 36)와 제2강재스트립(46) 일측 사이에 마련되는 보조보강판이다. 강판거더(30)의 폭이 일정 이상이 될 경우 보조보강판(49)이 마련되면 강판거더(30)의 강성이 더 증대될 수 있음은 자명하다.
또한, 본 발명은 도 4 및 도 5a 각각에 개시된 것과 같이, 보강콘크리트를 이용하여 강판거더(30)의 강성을 증대시킬 수 있는 방안을 제안한다. 이는, 강판거더(30)의 양측 각각에 절곡부(32, 36)를 형성하고, 이들 절곡부(32, 36) 각각에 보강콘크리트(33, 37) 채워넣는 방식으로 이루어질 수 있다.
이때, 절곡부(32, 36)는 강판거더(30)의 길이방향을 따라 형성되되 각각에는 내부공간이 마련되는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 내부공간이 마련되는 절곡부(32, 36) 각각의 구체적인 형상은 채워지는 보강콘크리트의 타설 및 양생이 용이할 수만 있다면 도면과 같은 구조에 한정되지는 않는다.
보강콘크리트(33, 37) 각각은 도 4와 같이, 강판거더(30)의 양단부위에서 강관거더(30)의 중앙부위 방향으로 일정길이 연장되는 방식으로 타설되는 것이 바람직하다. 어느 정도 길이까지 타설할지 여부는 강관거더의 두께 및 교대 사이의 경간 등을 종합적으로 감안해서 결정하는 것이 바람직하다.
이처럼, 강판거더의 양측 부위에 마련되는 절곡부 각각에 일정 길이의 보강콘크리트층이 구비되면, 보강콘크리트층은 강판거더와 일체화되어 강판거더의 양측 부위는 교대에 더욱 안정적으로 지지될 수 있으며, 나아가 다소 작은 두께를 가지는 강판거더를 사용하더라도 장대 교량의 시공을 가능하게 해준다. 절곡부(32, 36) 상부 각각에는 미도시된 난간이 설치된다.
도 5b는 절곡부(32, 36) 각각에 보강콘크리트(33, 37)가 타설된 교량의 다른 예를 보여준다. 이 예는 전술한 도 2b와 동일한 교량으로서, 제1, 2강재스트립거더(42, 46) 각각의 하단부위(43, 47)가 강판거더(30)의 서로 다른 지점에 고정결합되는 경우에 대한 것이다.
절곡부(32, 36) 각각에 보강콘크리트(33, 37)를 타설함에 있어 도 5a 및 도 5b 각각에 개시된 어느 구조를 사용하느냐 여부는 완전히 임의사항이다. 다만, 이들 각각이 단지 본 발명에 따른 하나의 예시를 보여주고 있음은 도 2a 및 도 2b 각각의 경우와 동일하다. 도 6b는 디딤판이 목재의 디딤데크(66)로 이루어지는 경우에 있어 절곡부(32, 36) 각각에 보강콘크리트(33, 37)가 타설된 예를 보여준다.
도 7a 및 도 7b 각각은 교대 사이에 하나 이상의 복수 개의 교각(14)이 설치되는 경우를 보여주는 예들이다. 교대 사이에 교각(14)이 설치되는 경우, 교각(14)의 상부에는 좌우 한쌍의 교좌(24)가 마련되며, 좌우에 위치하는 강판거더(30)의 일측단부 및 타측단부 각각은 교각(14)에 마련되는 각각의 교좌(24)에 안치되어 설치된다. 이 예들에 있어 별도의 교각(14)이 더 설치되는 구성을 제외하고 나머지 구성은 대동소이하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
12, 16 : 제1, 2교대 22, 26 : 제1, 2교좌
30 : 강판거더 32, 36 : 절곡부
33, 37 : 보강콘크리트 42, 46 : 제1, 2강재스트립
50 : 덮개강판 62 : 콘크리트 타설층
66 : 디딤데크

Claims (4)

  1. 내측 상부에 제1단차부(11)가 마련되어 지면에 설치되는 제1교대(12)와, 내측 상부에 제2단차부(15)가 마련되어 상기 제1교대(12)와 일정거리 떨어져 지면에 설치되는 제2교대(16)와;
    상면에 호형상의 제1안치면(21)이 마련되어 상기 제1단차부(11)에 고정결합되는 제1교좌(22)와, 상면에 호형상의 제2안치면(25)이 마련되어 상기 제2단차부(15)에 고정설치되는 제2교좌(26)와;
    단면이 호형상으로 일정 곡률을 이루며 상부가 개구되되, 양측 하단부위가 상기 제1, 2안치면(21, 25) 각각에 고정되는 일정 길이의 강판거더(30)와;
    상기 강판거더(30)의 중앙부위에서 강판거더(30)의 길이방향을 따라 설치되되 각 상단부위(41)는 꼭지점을 이루며 밀착되고 하방으로 연장되는 각 하단부위(43)는 좌우로 일정각도 벌어져 강판거더(30)의 내면에 고정결합되는 제1강재스트립(42)과, 상기 제1강재스트립(42) 좌우에서 강판거더(30)의 길이방향을 따라 설치되되 각 상단부위(45)는 꼭지점을 이루며 밀착되고 하방으로 연장되는 각 하단부위(47)는 좌우로 일정각도 벌어져 강판거더(30)의 내면에 고정결합되는 제2강재스트립(46)과;
    상기 강판거더(30)의 길이방향을 따라 상호 간에 일정간격 이격되어 위치하는 복수 개로 이루어지되, 상기 제1, 2강재스트립(42, 46) 각각에 직교하며 제1, 2강재스트립(42, 46) 각각에 고정결합되는 보강판(48)과;
    상기 강판거더(30)의 길이방향을 따라 설치되어 상기 제1, 2강재스트립(42, 46) 각각에 고정결합되는 일정 두께의 덮개강판(50)과;
    일정 수직 높이를 가지는 콘크리트의 타설층(62), 또는 목재나 합성수지 재질의 디딤데크(66)가 순차적으로 설치되어 상기 덮개강판(50)의 상부에 설치되는 디딤판을;
    포함하는 교량.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 강판거더(30)의 양측 각각에는, 강판거더(30)의 길이방향을 따라 내부공간이 형성되는 절곡부(32, 36)가 형성되고, 상기 절곡부(32, 36)의 각 내부공간에는 보강콘크리트(33, 37)가 타설되되, 상기 보강콘크리트(33, 37) 각각은 강판거더(30)의 양단부위에서 강판거더(30)의 중앙부위 방향으로 일정길이 연장되도록 타설되는 것을 특징으로 하는 교량.
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