KR101672355B1 - 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조 - Google Patents

강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조 Download PDF

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Abstract

이 건 발명은 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조에 관한 것이다.
이를 위하여, 이 건 발명은 하부 플랜지부재와 상부 플랜지부재 사이로 웹부재가 결합된 강거더에 지점 보강구가 구비되어지는 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조에 있어서, 상기 지점 보강구는 하부 플랜지부재의 상부에 하부 지지대가 구비되어지고, 상기 하부 지지대로부터 일정 간격 이격된 포인트에 트러스 아암 지지대가 구비되며, 상기 상부 플랜지부재의 하부에 상부 지지대의 중심이 상기 하부 지지대와 일치되게 구비되어지고, 상기 하부 지지대와 상부 지지대 사이에 리드 스크류가 구비되어지고, 상기 리드 스크류에는 상,하로 이동되어지는 슬라이더가 끼워져 구비되어지되, 상기 슬라이더와 트러스 아암 지지대 사이에 트러스 아암이 구비됨을 특징으로 한다.
따라서, 이 건 발명은 강거더의 지점부 보강이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 가운데 작업성을 향상시켜 작업 공기를 줄 일 수 있도록 하고, 이를 통해 구조적인 안정성이 확보될 수 있도록 한 것이다.

Description

강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조{INTRODUCTION OF TENSION STRESS BY TRUSS ARM STEEL GIRDER BRIDGE}
이 건 발명은 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조에 관한 것으로서, 특히 압축력이 작용되는 강거더의 지점에 트러스 아암을 이용하여 인장력이 작용되도록 함으로써, 지점부에 충분한 강성이 유지될 수 있도록 하는 가운데 이를 통해 구조적인 안정성이 확보될 수 있도록 하고, 지점을 보강하기 위한 보강재의 사용을 줄여 하중을 낮출 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 강, 계곡, 바다 등에 설치되어 사람, 차량 등이 이동할 수 있는 통로를 제공하기 위한 방안으로 교량이 설치되어 있고, 이러한 교량은 지반 위에 세워지는 교대 및 교각 위에 거더가 거치되고, 거더 위에 슬래브 및 포장층이 덮혀지게 설치되어 있다.
거더의 설계 및 시공은 교각 및 교대를 지점으로 거더에 작용하는 외력을 해석하는 과정을 통해 이루어지고, 이때, 외력에 의하여 단면에 작용하는 단면력은 휨모멘트, 전단력, 비틀림 등이 있고, 휨모멘트를 주로 하여 단면을 설계하게 된다.
교량은 길이 방향으로 정모멘트 영역 및 부모멘트 영역이 교차하는 가운데 교각 및 교각 인접부에 부모멘트가 작용하고, 부모멘트 영역은 최대 모멘트부 및 모멘트 감소부로 이루어져 있다. 즉, 최대 모멘트가 작용하는 교각 및 교각 인접부는 외력에 의한 휨모멘트, 전단력, 비틀림 모멘트에 대응하도록 보강이 필요하고, 교대 및 교대 인접부의 경우에는 외력에 의한 전단력 및 비틀림에 대응하도록 보강이 필요하다.
이러한 보강은 거더의 지점부에 별도의 공간부를 형성하여 충전재가 충전 및 경화되도록 하여 보강되도록 하였으나, 이를 시공하는 과정에서 작업 공정수의 증가로 인하여 시공성이 낮아지는 문제점이 있었고, 지점부의 하중 증가로 안전성이 낮아지는 문제점이 있었고, 충전재가 충전 및 경화되어진 후 지점부의 강성 즉, 지점부의 압축 인장력을 조절할 수 없는 문제점이 있었다.
등록특허공보 제10-957718호(2010.05.06)
이 건 발명은 강거더의 지점부 보강이 용이하게 이루어질 수 있게 작업성을 향상시킬 수 있도록 하는 가운데 하중이 절감될 수 있도록 하고, 아울러 지점부의 강성 즉, 지점에 작용하는 압축력을 인장력으로 상쇄시켜 높은 안정성이 유지될 수 있도록 하고, 이를 통해 수명이 더 연장될 수 있도록 한 것이다.
이 건 발명은 하부 플랜지부재(LF)와 상부 플랜지부재(UF) 사이로 웹부재(W)가 결합된 강거더(G)에 지점 보강구(A)가 구비되어지는 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조에 있어서, 상기 지점 보강구(A)는 하부 플랜지부재(LF)의 상부에 하부 지지대(10)가 구비되어지고, 상기 하부 지지대(10)로부터 일정 간격 이격된 포인트(P)에 트러스 아암 지지대(20)가 구비되며, 상기 상부 플랜지부재(UF)의 하부에 상부 지지대(30)의 중심이 상기 하부 지지대(10)와 일치되게 구비되어지고, 상기 하부 지지대(10)와 상부 지지대(30) 사이에 리드 스크류(40)가 구비되어지고, 상기 리드 스크류(40)에는 상,하로 이동되어지는 슬라이더(50)가 끼워져 구비되어지되, 상기 슬라이더(50)와 트러스 아암 지지대(20) 사이에 트러스 아암(60)이 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부 지지대(10)로부터 일정 간격 이격된 포인트(P)는 상기 하부 지지대(10)를 기준으로 일측 또는 타측으로 이격되도록 함으로써, 양측으로 휨모멘트가 작용하지 않은 강거더(G)의 단부측 지점(EP)에 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부 지지대(10)로부터 일정 간격 이격된 포인트(P)는 상기 하부 지지대(10)를 기준으로 양측으로 이격되도록 함으로써, 양측으로 휨모멘트가 작용하는 강거더(G)의 내측 지점(IP)에 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 리드 스크류(40)는 외주연부에 나사부(401)가 형성되고, 상기 나사부(401)에 가압 너트(70)가 구비되어 상기 슬라이더(50)가 가압됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부 지지대(10)와 상부 지지대(30)는 각각 평판패널(101)(301)에 +형태를 갖는 지지패널(102)(302)이 결합됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 슬라이더(50)는 슬라이더 몸체(501)에 상,하로 슬라이더홀(502)이 수직되게 형성되고, 측면에는 상부가 막힌 형태를 갖는 트러스 아암 지지홈(503)이 일측과 타측 또는 양측에 형성됨을 특징으로 한다.
그리고 상기 트러스 아암(60)은 아이형, 사각형 및 원형 중 어느 하나의 단면을 갖는 아암부재(601)의 양측단부에 보강편(602)이 결합됨을 특징으로 한다.
이 건 발명은 압축력이 작용되는 강거더의 지점부에 트러스 아암을 이용하여 인장력이 작용되도록 함으로써, 강거더의 지점부 보강이 용이하게 이루어질 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이를 통해 작업성을 향상시켜 작업공기를 줄 일 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.
또한, 이를 통해 강거더의 지점부를 보강하기 위한 보강재의 사용을 줄여 하중을 더 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고 이를 통해 지점부에 충분한 강성이 유지될 수 있도록 하는 가운데 구조적인 안정성이 확보될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도1은 이 건 발명에 따른 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조를 절개하여 도시한 사시도.
도2는 이 건 발명에 따른 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조를 절개하여 도시한 분해 사시도.
도3은 이 건 발명에 따른 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조를 분리 도시한 사시도.
도4는 이 건 발명에 따른 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암의 다른 설치구조를 분리 도시한 사시도.
도5는 이 건 발명에 따른 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조를 도시한 종단면도.
이 건 발명에 따른 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
이 발명에 따른 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조는 강거더의 지점부 보강이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 가운데 작업성을 향상시킬 수 있도록 하고, 아울러 지점부에 충분한 강성이 유지되어 구조적인 안정성이 확보될 수 있도록 한 것으로 도1 내지 도5에 도시된 바와 같이, 인장력이 작용하는 강거더(G)의 지점부에 지점 보강구(A)가 구비되어 있다.
여기에서, 상기 강거더(G)는 하부 플랜지부재(LF)와 상부 플랜지부재(UF) 사이로 웹부재(W)가 결합된 형태를 갖도록 구비되어 있다. 이때, 상기 웹부재(W)는 하나 일 경우, 강거더(G)가 I형태를 갖도록 하고, 웹부재(W)가 하나 이상일 경우, 강거더(G)가 박스형태를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
상기 지점 보강구(A)는 평상시 교량에 작용하는 휨모멘트에 의하여 강거더(G)의 상부에는 인장력에 의한 인장응력이 작용하게 됨과 동시에 하부에는 압축력에 의한 압축응력이 작용되는 과정에서 하부에 작용하는 압축응력을 상쇄시켜 높은 안정성이 확보될 수 있도록 구비되어 있다.
이를 위해, 상기 지점 보강구(A)는 강거더(G)를 구성하는 하부 플랜지부재(LF)의 지점부에 하부 지지대(10), 트러스 아암 지지대(20), 상부 지지대(30), 리드 스크류(40), 슬라이더(50) 및 트러스 아암(60)으로 구비되어 있다.
상기 하부 지지대(10)는 하부 플랜지부재(LF)의 지점부 상부에 구비된 것으로 평판패널(101)에 +형태를 갖는 지지패널(102)이 결합된 상태에서 용접이음으로 고정되어 있다.
상기 트러스 아암 지지대(20)는 트러스 아암(60)의 하단이 지지될 수 있도록 한 것으로 상기 하부 지지대(10)로부터 일정 간격 이격된 포인트(P)에 구비되어 있다.
이러한 상기 트러스 아암 지지대(20)는 관통홀(211)이 형성된 지지판(21)의 배면에 지지리브(22)가 구비되어 하부 플랜지부재(LF)에 얹혀져 용접이음으로 결합되어 있다.
상기 지지판(21)은 탄성패드(23)의 타측이 맞대어지며, 일측이 상기 트러스 아암(60)의 단부에 구비된 보강편(602)이 맞대어져 볼트(B)로 결합되어 유동이 발생되는 것을 방지할 수 있게 구비되어 있다.
상기 트러스 아암 지지대(20)는 하부 지지대(10)로부터 일정 간격 이격된 포인트(P)에 구비되도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 하부 지지대(10)를 기준으로 일측 또는 타측으로 트러스 아암 지지대(20)가 이격되도록 함으로써, 도5에 도시된 바와 같이, 양측으로 휨모멘트가 작용하지 않은 강거더(G)의 단부측 지점(EP)에 구비되도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 상기 트러스 아암 지지대(20)는 하부 지지대(10)로부터 일정 간격 이격된 포인트(P)에 구비되도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 하부 지지대(10)를 기준으로 양측에 이격되도록 함으로써, 도5에 도시된 바와 같이, 양측으로 휨모멘트가 작용하는 강거더(G)의 내측 지점(IP)에 구비되도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 상부 지지대(30)는 상부 플랜지부재(UF)의 하부에 상기 하부 지지대(10)와 중심이 일치되게 구비된 것으로 평판패널(301)에 +형태를 갖는 지지패널(302)이 결합되어 있다.
상기 리드 스크류(40)는 하부 지지대(10)와 상부 지지대(30) 사이에 수직된 형태를 갖도록 구비된 것으로 외주연부에 사다리꼴의 형태를 갖는 나사부(401)가 형성되어 상기 나사부(401)에 후술하는 가압 너트(70)가 구비되어 상기 슬라이더(50)가 하부로 가압될 수 있게 구비되어 있다.
상기 리드 스크류(40)에는 상,하로 이동되어지는 슬라이더(50)가 끼워져 트러스 아암(60)에 압축하중이 가해질 수 있게 구비되어 있다.
상기 슬라이더(50)는 리드 스크류(40)에 나사결합된 가압너트(70)의 조임력에 의하여 리드 스크류(40)를 따라 하부로 이동되는 것으로 슬라이더 몸체(501)에 상,하로 슬라이더홀(502)이 수직되게 형성되어 있고, 측면에는 상부가 막힌 형태를 갖는 트러스 아암 지지홈(503)이 일측과 타측 또는 양측에 형성되어 있다. 이때, 상기 트러스 아암 지지홈(503)이 슬라이더 몸체(501)의 일측면과 타측면에 각각 형성될 경우, 지점부를 기준으로 양측에 휨모멘트가 작용하지 않은 강거더(G)의 단부측 지점(EP)에 구비되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 트러스 아암 지지홈(503)이 슬라이더 몸체(501)의 양측면에 형성될 경우, 지점부를 기준으로 양측에 휨모멘트가 작용하는 강거더(G)의 내측 지점(IP)에 구비되도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 트러스 아암(60)은 리드 스크류(40)에 결합된 가압 너트(70)가 슬라이더(50)를 하부로 가압시키는 과정에서 발생되는 가압력이 하부지지대(10)의 일측 또는 양측으로 구비된 아암 지지대(20)에 작용되도록 함으로써, 하부 플랜지부재(LF)에 작용하는 압축력이 상쇄될 수 있게 구비되어 있다.
이를 위해, 상기 트러스 아암(60)은 슬라이더(50)와 트러스 아암 지지대(20) 사이에 구비되어 있다.
이러한 트러스 아암(60)은 이 건 발명에서는 I형태의 단면을 갖도록 하였으나, 이러한 형태 이외에 사각형 및 원형 중 어느 하나의 단면을 갖는 아암부재(601)가 이용될 수 있도록 할 수 있다. 이때, 상기 트러스 아암(60)의 양측단부에 보강편(602)이 결합되어 변형되는 것을 방지할 수 있게 구비되어 있다.
상기 가압 너트(70)는 리드 스크류(40)의 나사부(410)에 나사 결합된 상태에서 양측으로 노출되게 구비된 조임 로드(701)를 회전 시킴과 동시에 리드 스크류(40)의 축방향으로 이동되는 과정에서 발생되는 이송량 만큼 슬라이더(50)를 하부로 가압시켜 하부 플랜지부재(LF)에 작용하고 있는 압축력을 상쇄시킬 수 있게 구비되어 있다.
상기 가압 너트(70)가 결합된 리드 스크류(40)는 가압 너트(70)의 상부에 언록킹 너트(80)가 결합됨에 따라 진동에 의하여 가압 너트(70)가 리드 스크류(40)에서 역방향으로 풀려 가압력에 변화가 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이러한 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조는 먼저, 하부 플랜지부재(LF)와 상부 플랜지부재(UF) 사이에 사이드 웹부재(W)가 결합되어 강거더(G)로 제조된 후 지점부로 위치되는 하부 플랜지부재(LF)와 상부 플랜지부재(UF)에 각각 하부 지지대(10)와 상부 지지대(30)가 중심이 일치되도록 한 후 슬라이더(50)와 가압 너트(70) 및 언록킹 너트(80)가 결합된 리드 스크류(40)의 상단과 하단이 각각 상부 지지대(30)와 하부 지지대(10) 사이로 삽입된 상태로 고정되도록 한다.
다음, 하부 플랜지부재(LF)에 구비된 하부 지지대(10)로 부터 일정 간격으로 이격된 곳인 각각의 지점부인 포인트(P)에 각각 트러스 아암 지지대(20)가 용접이음으로 구비되도록 한 후 트러스 아암(60)의 양측단이 각각 슬라이더(50)에 형성된 트러스 아암 지지홈(503)과 트러스 아암 지지대(20)의 지지판(21)에 맞대어지도록 한다. 이때, 지지판(21)과 보강편(602) 사이에는 탄성패드(23)가 삽입되어진 후 볼트(B)로 결합되도록 한다.
다음, 이와 같은 과정을 통해 얻어진 강거더를 현장으로 운반하여 교대와 교각 위에 거치 한 후 도5에 도시된 화살표 방향으로 가압 너트(70)에 형성된 조임로드(71)를 회전시켜 슬라이더(50)가 하부 플랜지부재(LF)를 향하여 이동됨과 동시에 트러스 아암(60)에 압축력이 작용하여 아암 지지대(20)를 일측 또는 양측으로 밀게 됨으로써, 지점부에 작용하고 있는 압축력이 상쇄되어 응력이 줄어 들게 됨에 따라 안정성을 높일 수 있게 되며, 그에 따른 소재의 사용량을 줄여 무게를 더 줄일 수 있게 된다.
10:하부 지지대 20:트러스 아암 지지대
30:상부 지지대 40:리드 스크류
50:슬라이더 60:트러스 아암
A:지점 보강구 G:강거더
LF:하부 플랜지부재 P:포인트
UF:상부 플랜지부재 W:웹부재

Claims (7)

  1. 하부 플랜지부재(LF)와 상부 플랜지부재(UF) 사이로 웹부재(W)가 결합된 강거더(G)에 지점 보강구(A)가 구비되어지는 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조에 있어서,
    상기 지점 보강구(A)는 하부 플랜지부재(LF)의 상부에 하부 지지대(10)가 구비되어지고, 상기 하부 지지대(10)로부터 일정 간격 이격된 포인트(P)에 트러스 아암 지지대(20)가 구비되며, 상기 상부 플랜지부재(UF)의 하부에 상부 지지대(30)의 중심이 상기 하부 지지대(10)와 일치되게 구비되어지고, 상기 하부 지지대(10)와 상부 지지대(30) 사이에 리드 스크류(40)가 구비되어지고, 상기 리드 스크류(40)에는 상,하로 이동되어지는 슬라이더(50)가 끼워져 구비되어지되, 상기 슬라이더(50)와 트러스 아암 지지대(20) 사이에 트러스 아암(60)이 구비됨을 특징으로 하는 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부 지지대(10)로부터 일정 간격 이격된 포인트(P)는 상기 하부 지지대(10)를 기준으로 일측 또는 타측으로 이격되도록 함으로써, 양측으로 휨모멘트가 작용하지 않은 강거더(G)의 단부측 지점(EP)에 구비됨을 특징으로 하는 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하부 지지대(10)로부터 일정 간격 이격된 포인트(P)는 상기 하부 지지대(10)를 기준으로 양측으로 이격되도록 함으로써, 양측으로 휨모멘트가 작용하는 강거더(G)의 내측 지점(IP)에 구비됨을 특징으로 하는 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 리드 스크류(40)는 외주연부에 나사부(401)가 형성되고, 상기 나사부(401)에 가압 너트(70)가 구비되어 상기 슬라이더(50)가 가압됨을 특징으로 하는강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부 지지대(10)와 상부 지지대(30)는 각각 평판패널(101)(301)에 +형태를 갖는 지지패널(102)(302)이 결합됨을 특징으로 하는 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이더(50)는 슬라이더 몸체(501)에 상,하로 슬라이더홀(502)이 수직되게 형성되고, 측면에는 상부가 막힌 형태를 갖는 트러스 아암 지지홈(503)이 일측과 타측 또는 양측에 형성됨을 특징으로 하는 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 트러스 아암(60)은 아이형, 사각형 및 원형 중 어느 하나의 단면을 갖는 아암부재(601)의 양측단부에 보강편(602)이 결합됨을 특징으로 하는 강거더 교량의 지점부 인장도입을 위한 트러스 아암 설치구조.
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