KR101778572B1 - 교량 상부구조의 유동방지 구조체 - Google Patents

교량 상부구조의 유동방지 구조체 Download PDF

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Abstract

교량 상부구조의 유동방지 구조체가 제공된다. 제공된 교량 상부구조의 유동방지 구조체는 상기 거더의 하부 양측에 설치되며, 내측에 수용홈이 마련된 H 형강; 상기 수용홈내에서 수직방향으로 서로 대칭되게 삽입, 연결되며, 일단에 상기 수용홈의 내벽과 맞닿는 연결편이 마련되고, 타단에 만곡진 호 형상의 마감편이 돌출, 형성된 한 쌍의 마감유닛 및 상기 거더의 양측으로 전달되는 바람을 상기 거더의 상, 하방향으로 유도할 수 있도록 상기 한 쌍의 마감유닛 사이에 연결된 가이드유닛을 포함하며, 상기 가이드유닛은, 상기 마감편과 마감편 사이에 개재되어 용접, 고정된 결속편과, 상기 결속편의 단부에 반구 형상으로 형성되며, 상기 연결편과 마감편을 수용홈의 내벽 측으로 미는 탄성력을 제공할 수 있도록 상, 하단을 굴곡, 성형하여 상기 마감편의 외면에 용접, 고정한 유도편으로 구성되어, 교량 상부구조가 강풍 또는 돌풍에 유연하게 대처할 수 있도록 한다.

Description

교량 상부구조의 유동방지 구조체{Flow prevention structure of bridge superstructure}
본 발명은 유동 방지 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교량의 상부구조물인 거더의 양측에 교량의 측면방향으로 전달되는 강풍 또는 돌풍을 자연스럽게 교량의 상, 하방향으로 유도하여 교량 상부구조가 바람에 대해 유연하게 대처할 수 있도록 함은 물론, 연결과정에서 발생한 탄성력이 구성요소들을 견고하게 고정할 수 있도록 함으로써, 시공, 설치 과정에서 연결부위의 견고한 결속구조를 구현할 수 있도록 한 교량 상부구조의 유동방지 구조체에 관한 것이다.
일반적으로, 교량은 상판으로 이루어진 상부구조와 교각과 교대로 이루어지는 하부구조로 구성되며, 상기 상부구조는 콘크리트구조물이나 철골구조물로 이루어진다.
상기 철골구조물로 이루어지는 교량은 플레이트 블럭과 상기 플레이트 블럭을 지지하기 위해서는 크로스거더(cross girder)로 이루어진다.
상기 크로스 거더(이하 '거더'라 한다)는 주케이블에 매달려 아래로 드리워지는 행어(hanger) 케이블에 의해 양단이 결합되고 그 위에 서로 맞대어 결합되는 플레이트 블럭들이 얹혀 순차적으로 연결되어 교량 상판을 이루게 된다.
이렇게 케이블을 이용하여 교량의 상부구조를 지지하는 구조를 갖는 케이블 교량은 케이블의 배치 방법에 따라 현수교와 사장교로 구분된다.
상기 케이블 교량은 깊은 계곡이나 해협, 폭이 넓은 하천 등의 교각을 설치하기 어려운 지형에 적합한 교량 형식이다.
또한, 상기 케이블 교량은 주탑에 정착되는 케이블을 이용하여 교량 상부구조인 거더의 연직 하중을 지지하도록 함으로써, 경간의 길이를 길게 할 수 있다는 장점이 있다.
상기 케이블 교량은 지반에 세워지는 주탑, 상기 주탑을 관통하여 배치되는 케이블과 케이블에 연결되어 매달려 있는 거더로 구성되어 있으며, 현수교의 경우에는 교량의 양단에 케이블을 고정하는 앵커블럭을 포함하는 구조를 가진다.
상기 케이블 교량은 케이블의 장력으로 교량 상부구조인 거더의 수직하중을 지지하는 구조를 가짐으로써 바람에 의해 발생되는 횡방향 하중에는 교량 상부구조의 변형에 대하여 저항할 수 있는 기능이 없다. 이러한 문제점은 교량의 경간이 길어지면 길어질수록 이 횡방향 하중과 이에 따른 횡방향 변형이 증가하기 때문에 교량의 경간을 증가시키는 데, 가장 큰 장애요인이 되고 있다.
또 케이블 교량은 강풍이 발생하는 경우 바람에 의해 교량 상부구조의 변형, 비틀림 현상이 반복되어 파손이 되거나 내구성이 심각하게 저하될 뿐만 아니라, 교량의 상부구조가 주탑과 충돌하여 파손되는 문제점이 있는 것이다.
이러한 문제를 해결하기 위한 노력으로, 교량의 상부구조의 형상을 유선형으로 하여 바람의 저항을 최소화하는 단면이 일반화되어 있고, 교량 상부구조의 횡강성을 키우기 위하여 교량 상부구조를 2개로 분리, 이격하여 교량 상부구조의 폭을 증대시킴으로서 횡방향 강성을 증대시켜 횡방향 변형을 최소화하는 단면도 사용되고 있다. 또한, 교량 상부구조에 균형추를 두어 교량 상부구조의 진동을 억제하는 기술이 대한민국 특허출원 제10-1999-0014496호로 공지되어 있다.
그러나 이런 종래 방법만으로는 바람에 의한 교량 상부구조의 횡방향 변형을 억제하는데에는 한계가 있었다.
즉, 강풍 및 돌풍이나, 강력한 상승기류가 교량 상부구조에 전달될 경우, 교량 상부구조를 위로 뜨게 하는 갤로핑(Galloping)현상과 꽈배기처럼 비틀어지는 트위스팅(Twisting)현상이 작용하였기 때문이다.
대한민국 특허출원 제10-1999-0014496호
본 발명은 상술한 종래 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 교량의 상부구조인 거더의 양측으로 전달되는 강풍 또는 돌풍을 자연스럽게 교량의 상, 하방향으로 유도하여 교량 상부구조가 바람에 대해 유연하게 대처할 수 있도록 한 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 구성요소들의 연결과정에서 발생한 탄성력이 구성요소들을 견고하게 고정할 수 있도록 함으로써, 시공, 설치 과정에서 연결부위의 견고한 결속구조를 구현할 수 있도록 한 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 단순 슬라이드 동작을 통해 구성요소들을 연결할 수 있도록 함으로써, 시공, 설치과정의 편의성을 향상시킬 수 있도록 한 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 제공한다.
상기한 과제해결을 위한 본 발명의 바람직한 제1 실시예는 서로 이격되게 배치되는 주탑과, 상기 각 주탑의 길이방향과 수직하게 배치되는 거더 및 상기 주탑과 거더를 연결하는 복수의 케이블로 구성된 교량에 설치되어 상기 교량의 횡방향 변형을 방지는 교량 상부구조의 유동방지 구조체에 있어서,
상기 교량 상부구조의 유동방지 구조체는,
상기 거더의 하부 양측에 설치되며, 내측에 수용홈이 마련된 H 형강;
상기 수용홈내에서 수직방향으로 서로 대칭되게 삽입, 연결되며, 일단에 상기 수용홈의 내벽과 맞닿는 연결편이 마련되고, 타단에 만곡진 호 형상의 마감편이 돌출, 형성된 한 쌍의 마감유닛 및
상기 거더의 양측으로 전달되는 바람을 상기 거더의 상, 하방향으로 유도할 수 있도록 상기 한 쌍의 마감유닛 사이에 연결된 가이드유닛을 포함하며,
상기 가이드유닛은,
상기 마감편과 마감편 사이에 개재되어 용접, 고정된 결속편과,
상기 결속편의 단부에 반구 형상으로 형성되며, 상기 연결편과 마감편을 수용홈의 내벽 측으로 미는 탄성력을 제공할 수 있도록 상, 하단을 굴곡, 성형하여 상기 마감편의 외면에 용접, 고정한 유도편으로 구성된다.
상기한 과제해결을 위한 본 발명의 바람직한 제2 실시예는 상기 마감편과 마감편 사이에 이들을 연결하기 위한 고정브라켓이 더 구비되며, 상기 고정브라켓의 내측에 가이드홈이 형성되고, 상기 결속편의 단부에 상기 가이드홈에 삽입, 연결되는 가이드돌기가 돌출, 형성될 수 있다.
상기한 과제해결을 위한 본 발명의 바람직한 제3 실시예는 서로 이격되게 배치되는 주탑과, 상기 각 주탑의 길이방향과 수직하게 배치되는 거더 및 상기 주탑과 거더를 연결하는 복수의 케이블로 구성된 교량에 설치되어 상기 교량의 횡방향 변형을 방지는 교량 상부구조의 유동방지 구조체에 있어서,
상기 교량 상부구조의 유동방지 구조체는,
상기 거더의 하부 양측에 설치되며, 내측에 수용홈이 형성된 H 형강;
상기 H 형강에 형성된 수용홈에 삽입, 연결되며, 상, 하단부에 상기 수용홈의 내벽과 맞닿는 연결편이 마련되고, 상기 연결편과 연결편 사이에 만곡진 호형상의 차단편이 돌출, 형성되며, 상기 차단편의 내측에 연결홀이 형성되고, 상기 연결홀의 인접한 상, 하방에 고정홀이 마련된 마감유닛 및
상기 거더의 양측으로 전달되는 바람을 상기 거더의 상, 하방향으로 유도할 수 있도록 상기 마감유닛에 연결된 가이드유닛을 포함하며,
상기 가이드유닛은,
상기 연결홀에 삽입되어 용접, 고정된 고정편과,
상기 고정편의 단부에 반구 형상으로 형성되며, 상기 연결편을 수용홈의 내벽 측으로 미는 탄성력을 제공할 수 있도록 상, 하단을 굴곡, 성형한 상태에서 상기 연결홀에 고정한 유도편으로 구성된다.
본 발명의 바람직한 제3 실시예에 있어서, 상기 가이드유닛의 유도편 상, 하단에는 상기 연결홀에 걸림, 고정되는 절곡편이 연장, 돌출될 수 있다.
본 발명에 의하면, 교량 상부구조가 강풍 또는 돌풍에 유연하게 대처할 수 있도록 함은 물론, 결합구조 개선을 통해 견고한 결속구조를 구현하며, 시공 및 설치과정의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 나타낸 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체의 설치 순서도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 나타낸 작용상태도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 나타낸 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 나타낸 작용상태도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 나타낸 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 나타낸 작용상태도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 나타낸 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체의 설치 순서도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체(100)는 서로 이격되게 배치되는 주탑(10)과, 상기 각 주탑(10)의 길이방향과 수직하게 배치되는 거더(20) 및 상기 주탑과 거더(20)를 연결하는 복수의 케이블(30)로 구성된 구조를 갖는 현수교 또는 사장교로 적용된다.
본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체(100)는 상기 거더(20)의 양측에 설치된 H 형강(110)과 상기 H 형강(110)에 삽입, 연결된 한 쌍의 마감유닛(120)과, 상기 한 쌍의 마감유닛(120) 사이에 연결된 가이드유닛(130)을 포함하여 구성된다.
상기 H 형강(110)은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체(100)를 교량에 설치, 고정하기 위한 역할을 수행하는 구성수단이다.
상기 거더(20)의 양측 하부에 설치되며, 그 내측에 양방향으로 개구된 수용홈(111)이 마련된다.
한편, 상기 한 쌍의 마감유닛(120)은 상기 수용홈(111)을 마감함과 동시에 상기 H 형강(110)에 가이드유닛(130)을 연결하기 위한 매개체 역할을 수행하는 구성수단이다.
상기 한 쌍의 마감유닛(120)은 상기 H 형강(110)의 수용홈(111) 내에서 수직방향으로 서로 대칭되게 삽입, 연결되며, 일단에 상기 수용홈(111)의 내벽과 맞닿는 연결편(121)이 마련되고, 타단에 만곡진 호 형상의 마감편(123)이 돌출, 형성된다.
한편, 상기 가이드유닛(130)은 거더(20)의 양측 방향으로 전달되는 바람 및 돌풍을 거더(20)의 상, 하방향으로 유도하여 교량의 뒤틀림과 같은 횡방향 변형을 억제하기 위한 역할을 수행하는 구성수단이다.
상기 가이드유닛(130)은 상기 거더(20)의 양측으로 전달되는 바람을 상기 거더(20)의 상, 하방향으로 유도할 수 있도록 상기 한 쌍의 마감유닛(120) 사이에 연결된다.
이때, 상기 가이드유닛(130)은 일측으로 돌출된 결속편(131)이 상기 마감편(123)과 마감편(123) 사이에 개재되어 용접, 고정되고, 상기 결속편(131)의 단부에 반구 형상의 유도편(133)이 형성된다.
여기서, 상기 유도편(133)은 상기 연결편(121)과 마감편(123)을 수용홈(111)의 내벽 측으로 미는 탄성력을 제공할 수 있도록 그 상, 하단을 굴곡, 성형하여 상기 마감편(123)의 외면에 용접, 고정한다.
이에, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체는 교량의 상부구조인 거더의 양측으로 전달되는 강풍 또는 돌풍을 자연스럽게 교량의 상, 하방향으로 유도하여 교량 상부구조가 바람에 대해 유연하게 대처할 수 있도록 한 것으로, 이에 따른 시공관계 및 작용효과를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 나타낸 작용상태도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 다른 유동방지 구조체(100)를 설치하기 위해서는 먼저, 상기 마감유닛(120)의 마감편(123)과 마감편(123) 사이에 결속편(131)을 개재한 후, 그 연결부위를 용접, 고정한다.
이후, 상기 마감유닛(120)의 연결편(121)을 상기 H 형강(110)의 수용홈(111)에 삽입, 연결한다.
이때, 상기 마감유닛(120)의 연결편(121)은 상기 H 형강의 수용홈(111) 내벽에 맞닿도록 연결된다.
이후, 상기 가이드유닛(130)을 구성하는 반구 형상의 유도편(133) 상, 하단을 상기 결속편(131) 측으로 굴곡, 성형하여 상기 마감편(123)의 외면에 용접, 고정한다.
이에, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체는 상기 유도편(133)의 벌어지려는 탄성력이 상기 마감편(123)과 연결편(121)으로 전달되며, 상기 유도편(133)의 탄성력이 전달된 연결편(121)은 상기 수용홈(111)의 내벽을 가압하려는 힘이 발생한다. 따라서, 상기 연결편(121)이 수용홈(111)의 내벽을 가압하는 힘에 의해 상기 H 형강(110)과 마감유닛(120)은 견고한 결속구조를 구현할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체는 상기 반구 형상의 유도편(133)이 상기 거더(20)의 양측으로 전달되는 강풍 또는 돌풍을 자연스럽게 교량의 상, 하방향으로 유도하여 교량 상부구조가 바람에 대해 유연하게 대처할 수 있도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 상세히 설명하기로 한다.
이때, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체 중 본 발명의 바람직한 제2 실시예와 동일한 구성은 동일한 참조번호를 나타내며, 이에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 나타낸 분해사시도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 나타낸 작용상태도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체(200)는 마감유닛(120)에 돌출, 형성된 마감편(123)과 마감편(123) 사이에 고정브라켓(224)이 더 구비되며, 상기 고정브라켓(224)의 내측에 가이드홈(226)이 형성된다.
이에, 상기 고정브라켓(224)은 상기 마감편(123)과 마감편(123)을 연결하여 한 쌍의 마감유닛(120)이 일체가 되도록 한다.
또한, 상기 결속편(131)의 단부에는 상기 가이드홈(226)에 삽입, 연결되는 가이드돌기(235)가 돌출, 형성된다.
이에, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체(200)는 구성요소들 간의 결합구조 개선을 통해 조립, 시공의 편의성을 향상시킬 수 있도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 상세히 설명하기로 한다.
이때, 본 발명의 바람직한 제1,2 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체 중 본 발명의 바람직한 제3 실시예와 동일한 구성은 동일한 참조번호를 나타내며, 이에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 나타낸 분해사시도이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체를 나타낸 작용상태도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체(300)는 상기 거더(20)의 하부 양측에 설치되며, 내측에 수용홈(111)이 형성된 H 형강(110)과, 상기 H 형강(110)에 형성된 수용홈(111)에 삽입, 연결된 마감유닛(320) 및 상기 거더(20)의 양측으로 전달되는 바람을 상기 거더(20)의 상, 하방향으로 유도할 수 있도록 상기 마감유닛(320)에 연결된 가이드유닛(330)을 포함한다.
한편, 상기 마감유닛(320)은 상, 하단부에 상기 수용홈(111)의 내벽과 맞닿는 연결편(121)이 마련되고, 상기 연결편(121)과 연결편(121) 사이에 만곡진 호형상의 차단편(323)이 돌출, 형성되며, 상기 차단편(323)의 내측에 연결홀(325)이 형성되고, 상기 연결홀(325)의 인접한 상, 하방에 고정홀(327)이 마련된다.
한편, 상기 가이드유닛(330)은 일측에 상기 연결홀(325)에 삽입되어 용접, 고정된 고정편(335)이 마련되고, 상기 고정편(335)의 단부에 반구 형상의 유도편(333)이 형성된다.
상기 유도편(333)은 상기 연결편(121)을 수용홈(111)의 내벽 측으로 미는 탄성력을 제공할 수 있도록 그 상, 하단을 상기 고정편(335) 측으로 굴곡, 성형한 상태에서 상기 연결홀(325)에 고정한다.
이때, 상기 유도편(333)의 상, 하단에 형성된 절곡편(337)은 상기 연결홀(325)에 삽입되어 걸림, 고정된다.
이에, 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 교량 상부구조의 유동방지 구조체(300)는 구성요소들이 서로 끼움연결될 수 있도록 함으로써, 시공편의성 향상 및 견고한 결속구조를 갖도록 한다.
10 : 주탑 20 : 거더
30 : 케이블 110 : H 형강
111 : 수용홈 120, 320 : 마감유닛
121 : 연결편 123 : 마감편
130,.330 : 가이드유닛 131 : 결속편
133,333 : 유도편 224 : 고정브라켓
226 : 가이드홈 235 : 가이드돌기
323 : 차단편 325 : 연결홀
327 : 고정홀 335 : 고정편
337 : 절곡편

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 서로 이격되게 배치되는 주탑과, 상기 각 주탑의 길이방향과 수직하게 배치되는 거더 및 상기 주탑과 거더를 연결하는 복수의 케이블로 구성된 교량에 설치되어 상기 교량의 횡방향 변형을 방지는 교량 상부구조의 유동방지 구조체에 있어서,
    상기 교량 상부구조의 유동방지 구조체(300)는,
    상기 거더(20)의 하부 양측에 설치되며, 내측에 수용홈(111)이 형성된 H 형강(110); 상기 H 형강(110)에 형성된 수용홈(111)에 삽입, 연결되며, 상, 하단부에 상기 수용홈(111)의 내벽과 맞닿는 연결편(121)이 마련되고, 상기 연결편(121)과 연결편(121) 사이에 만곡진 호형상의 차단편(323)이 돌출, 형성되며, 상기 차단편(323)의 내측에 연결홀(325)이 형성되고, 상기 연결홀(325)의 인접한 상, 하방에 고정홀(327)이 마련된 마감유닛(320) 및 상기 거더(20)의 양측으로 전달되는 바람을 상기 거더(20)의 상, 하방향으로 유도할 수 있도록 상기 마감유닛(320)에 연결된 가이드유닛(330)을 포함하며,
    상기 가이드유닛(330)은,
    상기 연결홀(325)에 삽입되어 용접, 고정된 고정편(335)과, 상기 고정편(335)의 단부에 반구 형상으로 형성되며, 상기 연결편(121)을 수용홈(111)의 내벽 측으로 미는 탄성력을 제공할 수 있도록 상, 하단을 굴곡, 성형한 상태에서 상기 연결홀(325)에 고정한 유도편(333)으로 구성하되,
    상기 가이드유닛(330)의 유도편(333) 상, 하단에는 상기 연결홀(325)에 걸림, 고정되는 절곡편(337)이 연장, 돌출되는 것을 특징으로 하는 교량 상부구조의 유동방지 구조체.
  4. 삭제
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