KR101704684B1

KR101704684B1 - 융설 기능이 구비된 사장교 케이블

Info

Publication number: KR101704684B1
Application number: KR1020160083945A
Authority: KR
Inventors: 박시현; 오달수; 주형석; 이상철; 유동우
Original assignee: 한국시설안전공단
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2017-02-08

Abstract

본 발명은 심재를 감싸는 제1관과 제2관 사이에 형성된 공기이동통로를 이동하는 공기의 온도에 의하여 사장케이블 상부의 눈이나 얼음을 상시로 녹일 수 있도록 함으로써, 얼음이 낙하하여 발생하는 안전사고를 예방할 수 있는 융설 기능이 구비된 사장교 케이블에 대한 것이다.
본 발명 융설 기능이 구비된 사장교 케이블은 강선 또는 강연선으로 구성되는 심재; 상기 심재를 감싸는 제1관; 상기 제1관의 외부에 상기 제1관의 외부면과 일정 간격 이격되게 형성되는 제2관; 상기 제1관과 제2관의 사이에 구비되어 공기가 이동되는 공기이동통로; 및 상기 공기이동통로 내부로 공기를 유입하는 공기주입기; 로 구성되고, 상기 제2관의 상면에는 공기이동통로의 공기를 사장케이블의 외부로 배출하는 복수의 공기배출공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

융설 기능이 구비된 사장교 케이블{Cable of cable-stayed bridge with snow-melting function}

본 발명은 심재를 감싸는 제1관과 제2관 사이에 형성된 공기이동통로를 이동하는 공기의 온도에 의하여 사장케이블 상부의 눈이나 얼음을 상시로 녹일 수 있도록 함으로써, 얼음이 낙하하여 발생하는 안전사고를 예방할 수 있는 융설 기능이 구비된 사장교 케이블에 대한 것이다.

사장교는 주탑(1)과 상판(2)을 사장케이블(3)을 이용하여 경사지게 연결하여 상판(2) 하중 지지할 수 있도록 설계된 다리로, 하부 구조와 상판(2)의 두께를 줄일 수 있어 경제적이고 미관이 아름다워 많이 사용되고 있다(도 1).

일반적으로 사장교는 교량의 장경간화에 따라 장대화된 대구경의 케이블을 사용하는데, 케이블 자체의 진동이나 부식 등 여러 가지 요인들이 케이블의 장력에 영향을 미칠 수 있어 초기 설계 단계에서부터 면밀하게 검토하여야 할 필요가 있다.

특히, 기온이 영하로 내려가는 겨울철에 눈이 내려 사장케이블 위에 눈이 쌓이거나 비가 온 후 기온이 급강하하여 사장케이블 위에 눈이나 물이 결빙되어 얼음이 생기는 경우가 있다.

이와 같이 사장케이블 위에 쌓인 얼음은 교량 상판으로 떨어지면서 보행자나 차량의 통행시 안전사고를 유발할 우려가 상당하다.

아울러 사장케이블은 폴리에틸렌관 등으로 외부를 피복하여 소정의 방수 성능 확보로 외부의 유해물질이 내부로 침투하는 것을 차단한다.

그러나 사장케이블 상부에 쌓이는 눈이 결빙 및 해빙을 반복하면서 피복물질을 손상시키는 경우에는 공기의 흐름이나 와류 현상 등에 의하여 이물질이 사장케이블 내부로 침투하면서 사장케이블 내 긴장재를 부식시키는 등 손상을 일으킬 수 있다.

따라서 사장케이블에 눈이 쌓이거나 결빙되는 즉시 이를 제거할 수 있어야 하나, 종래 사장케이블 상부의 눈이나 얼음을 제거하기 위한 근본적이고 효과적인 제설 방법 또는 제빙 방법은 부재한 실정이다.

JP 특개평8-296206 A

본 발명은 사장케이블 상부에 눈이나 얼음이 결빙되어 쌓이는 것을 방지함으로써, 중량의 물질이 낙하함에 따라 보행자나 차량 통행시 발생하는 안전사고를 예방할 수 있는 융설 기능이 구비된 사장교 케이블을 제공하고자 한다.

본 발명은 사장케이블을 적정 온도로 유지함으로써 반복적인 온도 변화에 따른 사장케이블의 손상을 방지할 수 있는 융설 기능이 구비된 사장교 케이블을 제공하고자 한다.

바람직한 실시예에 따른 본 발명은 강선 또는 강연선으로 구성되는 심재; 상기 심재를 감싸는 제1관; 상기 제1관의 외부에 상기 제1관의 외부면과 일정 간격 이격되게 형성되는 제2관; 상기 제1관과 제2관의 사이에 구비되어 공기가 이동되는 공기이동통로; 및 상기 공기이동통로 내부로 공기를 유입하는 공기주입기; 로 구성되고, 상기 제2관의 상면에는 공기이동통로의 공기를 사장케이블의 외부로 배출하는 복수의 공기배출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 융설 기능이 구비된 사장교 케이블을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 공기주입기는 공기이동통로에 온풍을 공급하는 것을 특징으로 하는 융설 기능이 구비된 사장교 케이블을 제공한다.

삭제

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 공기배출공은 사장케이블의 길이 방향 측으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 융설 기능이 구비된 사장교 케이블을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 공기배출공의 외측 상부에는 보호커버가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 융설 기능이 구비된 사장교 케이블을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 제2관의 외주면에는 헬리컬 필렛이 돌출 형성되고, 상기 헬리컬 필렛 일측 또는 내부에는 열선이 구비되는 것을 특징으로 하는 융설 기능이 구비된 사장교 케이블을 제공한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 사장케이블을 구성하는 심재의 외주면에 공기이동통로가 형성되도록 제1관과 제2관으로 이중 피복함으로써, 공기이동통로를 따라 이동하는 공기의 온도에 의하여 사장케이블 상부에 위치되는 눈이나 얼음을 녹여 제거할 수 있다. 따라서 사장케이블 하부로 얼음이 낙하하여 보행자나 차량 통행시 발생하는 안전사고를 예방할 수 있다.

둘째, 사장케이블을 적정 온도로 유지함으로써 반복적인 온도 변화에 따른 사장케이블의 손상을 방지하여 유지 관리 비용을 절감할 수 있다.

셋째, 제2관 상면에 공기배출공을 형성하는 경우, 공기배출공을 통하여 배출되는 공기의 압력에 의하여 사장케이블의 눈이나 얼음을 더욱 용이하게 제거할 수 있다.

도 1은 사장교를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명 융설 기능이 구비된 사장교 케이블의 횡단면이 도시된 사시도.
도 3은 공기주입기와 사장케이블의 결합 관계를 도시하는 도면.
도 4는 공기배출공이 구비된 본 발명 융설 기능이 구비된 사장교 케이블의 종단면도.
도 5는 경사진 공기배출공이 구비된 본 발명 융설 기능이 구비된 사장교 케이블의 종단면도.
도 6은 보호커버가 구비된 본 발명 융설 기능이 구비된 사장교 케이블의 종단면도.
도 7은 열선이 구비된 본 발명 융설 기능이 구비된 사장교 케이블을 도시하는 도면.

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

도 2는 본 발명 융설 기능이 구비된 사장교 케이블의 횡단면이 도시된 사시도이고, 도 3은 공기주입기와 사장케이블의 결합 관계를 도시하는 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명 융설 기능이 구비된 사장교 케이블은 강선 또는 강연선으로 구성되는 심재(31); 상기 심재(31)를 감싸는 제1관(32); 상기 제1관(32)의 외부에 상기 제1관(32)의 외부면과 일정 간격 이격되게 형성되는 제2관(33); 상기 제1관(32)과 제2관(33)의 사이에 구비되어 공기가 이동되는 공기이동통로(34); 및 상기 공기이동통로(34) 내부로 공기를 유입하는 공기주입기(35); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 심재(31)는 강선 또는 일정 지름의 강선을 여러 가닥 꼬아 만든 강연선으로, 아연 도금하여 사용할 수 있다.

상기 심재(31)는 주인장재로 주탑(1) 또는 교량 상판(2)에 설치되는 정착구 일측에서 소요 장력이 도입될 때까지 긴장하여 긴장력이 도입되는 부분이다.

상기 제1관(32)과 제2관(33)은 덕트 형상으로, 심재(31)의 외부를 차례대로 감싸 심재(31)를 보호한다.

상기 제1관(32) 및 제2관(33)은 경도, 기계적 강도, 내열성 등이 우수한 고밀도 폴리에틸렌인 HDPE(High density polyethylene) 튜브로 구성할 수 있다.

상기 심재(31)와 제1관(32) 사이에는 아연 도금의 부식을 방지하기 위해 그리스(grease), 왁스, 에폭시계 본드 등의 충진재로 충전함이 바람직하다.

상기 제1관(32)과 제2관(33)은 양측이 각각 제1관(32) 외측과 제2관(33) 내측에 결합되는 지지부(36)에 의해 상호 일정한 간격을 유지할 수 있다.

상기 지지부(36)는 상호 일정 간격 이격되도록 복수 개 위치될 수 있다.

상기 공기이동통로(34)는 제1관(32)과 제2관(33)의 사이에 구비되어 공기가 이동되는 통로이다.

상기 공기이동통로(34) 내부에는 공기주입기(35)에 의하여 공기가 주입된다.

눈이나 얼음은 사장케이블(3)의 상부에만 쌓이므로 유지 관리 비용 및 효율을 고려하여 사장케이블(3)의 상부 측에 위치되는 공기이동통로(34)에만 공기를 주입하거나 사장케이블(3)의 상부 측에만 공기이동통로(34)를 형성할 수도 있다.

상기 공기주입기(35)는 사장케이블(3)의 하단 부분에 설치될 수도 있다.

그러나 사장케이블(3)의 상부 측 결빙이 하부 측 결빙보다 더 위험하므로, 도 3과 같이 주탑(1)이나 사장케이블(3)의 상단 부분에 공기주입기(35)를 설치하고 상부에서 공기를 공급함으로써 사장케이블(3)의 상부 측 결빙을 신속하게 제거하도록 하는 것이 바람직하다.

공기주입기(35)가 설치된 측의 반대 측에 위치하는 제2관(33) 측에는 공기이동통로(34)로 주입된 공기를 외부로 배출하는 공기 배출로가 형성될 수 있다.

상기 공기주입기(35)에 의하여 제1관(32)과 제2관(33) 사이에 형성된 공기이동통로(34)에 공기가 주입되므로, 공기가 사장케이블(3)을 따라 이동하면서 공기의 온도에 의하여 사장케이블(3) 상부의 눈(S)이나 얼음을 상시로 녹여낼 수 있다. 따라서 사장케이블(3) 상부에 위치된 중량의 얼음이 낙하하여 발생하는 안전사고를 예방할 수 있다.

상기 공기주입기(35)는 공기이동통로(34)에 온풍을 공급할 수 있다.

따라서 공기이동통로(34)를 이동하는 공기의 온기에 의해 사장케이블(3) 상면의 눈(S)이나 얼음을 녹일 수 있다.

도 4는 공기배출공이 구비된 본 발명 융설 기능이 구비된 사장교 케이블의 종단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2관(33)의 상면에는 공기이동통로(34)의 공기를 사장케이블(3)의 외부로 배출하는 복수의 공기배출공(331)이 형성될 수 있다.

상기 공기배출공(331)은 공기이동통로(34)를 통하여 이동하는 공기를 외부로 배출하는 곳으로, 공기배출공(331)을 통하여 배출되는 공기의 물리적인 힘에 의하여 사장케이블(3) 상부에 쌓인 눈(S)이나 얼음을 불어내어 제거한다.

상기 공기주입기(35)에서 온풍을 공급하면 따뜻한 공기가 사장케이블(3)을 따라 이동하면서 눈이나 얼음을 녹이는 한편, 공기배출공(331)을 통하여 공기가 외부로 배출되면서 눈이나 얼음을 제거한다.

도 5는 경사진 공기배출공이 구비된 본 발명 융설 기능이 구비된 사장교 케이블의 종단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 공기배출공(331)은 사장케이블(3)의 길이 방향 측으로 경사지게 형성 가능하다.

이와 같이 공기배출공(331)을 경사지게 형성하면, 공기배출공(331)을 통하여 배출되는 공기가 사장케이블(3)의 하향 측 또는 상향 측으로 배출되면서 사장케이블(3) 상부에 쌓인 눈(S)이나 얼음을 더욱 효과적으로 날려 제거할 수 있다.

더욱이 배출되는 공기의 방향과 사장케이블(3) 상면과의 각도를 가능한 최대한으로 줄이면 공기 분출에 따른 융설 효과를 극대화할 수 있다.

아울러 상기 공기배출공(331)을 통하여 공기가 원활하게 배출될 수 있도록 공기 주입 방향 또한 공기배출공(331)의 경사진 방향으로 구성하는 것이 바람직하다.

도 6은 보호커버가 구비된 본 발명 융설 기능이 구비된 사장교 케이블의 종단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 공기배출공(331)의 외측 상부에는 보호커버(332)가 돌출 형성될 수 있다.

상기 보호커버(332)는 공기배출공(331) 상부를 가려 공기배출공(331)을 통해 빗물, 눈, 기타 오염물질 등 외부의 이물질이 공기이동통로(34) 내부로 침투하는 것을 방지한다.

상기 보호커버(332)는 제2관(33)과 일체로 형성하거나 별도의 부재를 접착제 또는 체결부재를 이용하여 제2관(33) 외측에 결합하여 형성할 수 있다.

도 7은 열선이 구비된 본 발명 융설 기능이 구비된 사장교 케이블을 도시하는 도면이다.

도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 제2관(33)의 외주면에는 헬리컬 필렛(333)이 돌출 형성되고, 상기 헬리컬 필렛(333) 일측에는 열선(37)이 구비되도록 구성 가능하다.

바람 등 유체의 흐름을 유도하여 바람이나 비에 의한 사장케이블(3)의 진동을 저감하고 사장케이블(3) 표면에 빗물이 뭉쳐 생기는 수로의 형성을 방지하기 위해 사장케이블(3) 표면에는 헬리컬 필렛(333, helical fillet)이 돌출 형성된다.

이때, 제2관(33)의 외주면을 나선형으로 감싸는 헬리컬 필렛(333)을 따라 열선(37)을 사장케이블(3) 외주면에 감아 설치할 수 있다.

상기 열선(37)은 돌출 형성된 헬리컬 필렛(333)을 이용하여 헬리컬 필렛(333)의 일측에 고정할 수 있다.

기존 사장케이블(3)에 열선(37)을 설치하는 경우에는 상기와 같이 헬리컬 필렛(333) 일측에 열선(37)을 설치할 수 있다.

그리고 신규로 사장케이블(3)을 제작하는 경우에는 도 7의 (b)와 같이 공장에서 미리 헬리컬 필렛(333) 내부에 열선(37)을 매립하여 설치하는 것도 가능하다.

적층된 눈(S)이 얼어 공기의 공급만으로는 융설이 어려운 경우, 상기 열선(37)에 전기를 공급하여 열선(37)의 열에 의해 얼음을 녹일 수 있다.

1: 주탑
2: 상판
3: 사장케이블
31: 심재
32: 제1관
33: 제2관
331: 공기배출공
332: 보호커버
333: 헬리컬 필렛
34: 공기이동통로
35: 공기주입기
36: 지지부
37: 열선
S: 눈

Claims

강선 또는 강연선으로 구성되는 심재(31);
상기 심재(31)를 감싸는 제1관(32);
상기 제1관(32)의 외부에 상기 제1관(32)의 외부면과 일정 간격 이격되게 형성되는 제2관(33);
상기 제1관(32)과 제2관(33)의 사이에 구비되어 공기가 이동되는 공기이동통로(34); 및
상기 공기이동통로(34) 내부로 공기를 유입하는 공기주입기(35); 로 구성되고, 상기 제2관(33)의 상면에는 공기이동통로(34)의 공기를 사장케이블(3)의 외부로 배출하는 복수의 공기배출공(331)이 형성되는 것을 특징으로 하는 융설 기능이 구비된 사장교 케이블.
제1항에서,
상기 공기주입기(35)는 공기이동통로(34)에 온풍을 공급하는 것을 특징으로 하는 융설 기능이 구비된 사장교 케이블.
삭제
제1항에서,
상기 공기배출공(331)은 사장케이블(3)의 길이 방향 측으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 융설 기능이 구비된 사장교 케이블.
제1항에서,
상기 공기배출공(331)의 외측 상부에는 보호커버(332)가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 융설 기능이 구비된 사장교 케이블.
제1항에서,
상기 제2관(33)의 외주면에는 헬리컬 필렛(333)이 돌출 형성되고, 상기 헬리컬 필렛(333) 일측 또는 내부에는 열선(37)이 구비되는 것을 특징으로 하는 융설 기능이 구비된 사장교 케이블.