KR101791978B1 - 이중 아치 구조에 의해 지지되는 보도교 - Google Patents

이중 아치 구조에 의해 지지되는 보도교 Download PDF

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    • E01D2101/00Material constitution of bridges
    • E01D2101/30Metal

Abstract

본 발명은, 하측이 개구된
Figure 112017051076225-pat00007
형상의 단면 구조를 가지되, 상면은 중앙 부위가 볼록한 아치면(12)이 형성되고, 하면의 중앙 부위는 상방으로 오목한 호 형상으로 이루며 제1아치부(14)가 형성되며, 제1아치부(14)의 좌우 각각에 대칭 구조로 마련되되 제1아치부(14)보다 완만하게 상방으로 오목한 호 형상으로 이루는 제2곡률부(16)가 형성되고, 제1아치부(14)의 양측 부위와 제2아치부(16)의 일측 부위 사이에는 내측 방향으로 일정 각도로 절곡된 제1절곡부(15)가 형성되며, 제1, 2교대(1, 2) 각각과 인접한 제2아치부(16)의 타측 부위에는 내측 방향으로 일정 각도로 절곡된 제2절곡부(17)가 형성되는 아치철판(10); 상호 간에 일정 간격 이격되어 아치철판(10)의 내면에 고정 결합되는 복수 개로 이루어지되, 각각은 하측이 개구된
Figure 112017051076225-pat00008
형상의 단면을 가지는 보강판(20); 아치철판(10)의 좌우 하측에 형성되는 제1, 2아치부(14, 16) 각각의 내면 부위를 따라 고정 결합되는 보강스트립(30); 아치철판(10)의 하면에서 호 형상을 이루는 제1아치부(14) 각각의 양측 단부를 길이 방향으로 상호 연결하는 제1인장케이블(42), 인접하는 제1아치부(14) 각각의 일측 단부 상호 간 및 타측 단부 상호 간을 연결하여 제1인장케이블(42)에 직교하는 제2인장케이블(46);을 포함하는 이중 아치 구조에 의해 지지되는 보도교를 제공한다.

Description

이중 아치 구조에 의해 지지되는 보도교{Pedestrian bridge supported by double-arch structure}
본 발명은 보도교에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 상하 서로 다른 곡률을 이룸과 동시에 하측 부위에는 인장케이블에 의해 지지되는 서로 다른 곡률의 아치부가 형성되어 교량의 중앙 부위로 집중되는 하중에 매우 적절하게 대응할 수 있는 보도교에 관한 것이다.
보행교에 있어 거더는 교량 자체의 하중 및 보행자들의 하중을 지지함과 동시에 작용하는 하중을 교대로 전달하는 수단으로서 많은 강재 구조물을 이용하여 시공하게 되는데, 특히 박스형 강재 거더의 경우 하중의 분산이 용이할 뿐 아니라 작용하는 하중에 대한 휨 강성이 좋기 때문에 보행교의 거더로서 널리 사용되고 있다.
그런데, 이러한 박스형 강재 거더는 단면이 사각 통상으로 이루어진다는 점에서 교량의 길이 방향으로 작용하는 휨 모멘트 변화에는 적절하게 대응하지 못하는 단점이 있다. 종래 박스형 강재 거더가 가지는 이러한 단점을 개선하기 위해 제안된 기술 중에 대한민국 등록특허 제1418758호가 있다.
이 기술은 도 4에 개시된 것과 같이 상판(2)을 지지하는 강재 거더를 단면이 반원으로 이루어지는 박스형으로 형성하되, 강재 거더의 수직 높이가 중앙 부위에서 좌우 양측으로 갈수록 작아지는 아치 구조로 형성함으로써, 교량의 길이 방향으로 작용하는 휨 모멘트의 변화에 적절하게 대응하도록 함에 그 기술적 특징이 있다.
하지만, 이 기술의 경우 그 구조가 복잡함은 별론으로 하더라도, 상판을 지지하는 거더가 박스형으로 이루어질 경우 교량에 하중이 작용하면, 박스형 강재 거더의 상측 부위에는 압축력이 발생하고 하측 부위에는 인장력이 발생하게 되는바 이 기술과 같이 휨 모멘트가 가장 크게 작용하는 교량의 중앙 부위가 하방으로 볼록하게 구성되어 있다는 점에서 당초 의도하는 효과를 기대하기가 어려운 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제1418758호
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 보다 간단한 구조로서 교량에 작용하는 하중을 매우 편리하게 흡수 및 분산시킬 수 있는 보도교를 제안함에 있다.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 하측이 개구된
Figure 112017051076225-pat00001
형상의 단면 구조를 가지며 양측 부위 각각이 상호 간에 일정 거리 떨어져 위치하는 제1, 2교대(1, 2) 각각의 상면 부위에 고정결합되되, 상면은 중앙 부위가 볼록한 아치면(12)이 형성되고, 하면의 중앙 부위는 상방으로 오목한 호 형상으로 이루며 제1아치부(14)가 형성되며, 제1아치부(14)의 좌우 각각에 대칭 구조로 마련되되 제1아치부(14)보다 완만하게 상방으로 오목한 호 형상으로 이루는 제2곡률부(16)가 형성되고, 제1아치부(14)의 양측 부위와 제2아치부(16)의 일측 부위 사이에는 내측 방향으로 일정 각도로 절곡된 제1절곡부(15)가 형성되며, 제1, 2교대(1, 2) 각각과 인접한 제2아치부(16)의 타측 부위에는 내측 방향으로 일정 각도로 절곡된 제2절곡부(17)가 형성되는 아치철판(10); 상호 간에 일정 간격 이격되어 아치철판(10)의 내면에 고정 결합되는 복수 개로 이루어지되, 각각은 하측이 개구된
Figure 112017051076225-pat00002
형상의 단면을 가지는 보강판(20); 아치철판(10)의 좌우 하측에 형성되는 제1, 2아치부(14, 16) 각각의 내면 부위를 따라 고정 결합되는 보강스트립(30); 아치철판(10)의 하면에서 호 형상을 이루는 제1아치부(14) 각각의 양측 단부를 길이 방향으로 상호 연결하는 제1인장케이블(42), 인접하는 제1아치부(14) 각각의 일측 단부 상호 간 및 타측 단부 상호 간을 연결하여 제1인장케이블(42)에 직교하는 제2인장케이블(46);을 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
본 발명은 거더의 기본 구조를 하측이 개구된 철판으로 구성함으로써 대구경의 강관을 사용하지 않더라도 일정 길이 이상의 보도교를 시공하는 것이 가능하며, 거더의 상면 및 하면 각각이 서로 반대 방향의 곡률을 가지도록 구성하되 특히 하면은 절곡부가 마련되는 이중의 아치부 및 아치부 상호 간을 연결하는 인장케이블에 의해 지지되도록 구성함으로써 작용하는 하중에 매우 능동적으로 대응할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 보도교의 개략적인 측면구성도.
도 2는 본 발명에 따른 보도교의 개략적인 사시구성도.
도 3은 도 1에 있어 A-A′라인의 단면구성도.
도 4는 종래 아치형 보도교의 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 1은 본 발명에 따른 보도교의 개략적인 측면구성도를 보여주며, 도 2는 본 발명에 따른 보도교의 개략적인 사시구성도를 보여준다. 도면에 개시된 것과 같이, 본 발명은 아치철판(10), 보강판(20), 보강스트립(30), 제1, 2인장케이블(42, 46)을 포함하여 이루어지는 기술적 특징이 있다. 이하 이들 각 구성을 살펴본다.
아치철판(10)은 보도교의 거더를 이루는 주된 수단으로, 단면은 하측이 개구된
Figure 112017051076225-pat00003
형상으로 이루어지며, 양측 부위는 상호 간에 일정 거리 떨어져 지면에 설치되는 제1, 2교대(1, 2) 각각의 상면 부위에 고정 결합된다.
아치철판(10)은 상면은 중앙 부위가 볼록한 아치면(12)이 형성된다. 아치면(12)은 상판을 이루는 부분으로, 아치면(12) 상면에는 도 2 및 도 3 각각과 같이 지지강선(62) 및 디딤데크(66)가 설치된다. 도면부호 50은 난간봉이며, 도면부호 51, 52 각각은 설치단 및 난간케이블이다.
아치철판(10)의 하면에는 제1, 2아치부(14, 16)가 형성된다. 제1아치부(14)는 아치철판(10)의 하면 중앙 부위에 형성되며, 상방으로 오목한 호 형상으로 이룬다. 제2아치부(16)는 제1아치부(14)의 좌우 각각에서 대칭 구조를 이루도록 형성되며, 상방으로 오목한 호 형상으로 이룬다. 도 1과 같이 제2아치부(16)는 제1아치부(14)보다 완만한 곡률을 이루는 것이 바람직하다.
이에 따라, 아치철판(10)의 상면 및 하면 각각은 서로 반대 방향의 곡률을 이루는 구조를 가지게 됨과 동시에, 아치철판(10)의 하면 부위는 중앙 부위의 제1아치부 및 제1아치부의 좌우에 대칭 구조를 이루는 제2아치부로 이루어지는 2중 구조의 아치에 의해 지지되는 구조를 가지게 된다.
또한, 도 2에 개시된 것과 같이, 제1아치부(14)의 양측 부위와 제2아치부(16)의 일측 부위에는 내측 방향으로 일정 각도로 절곡된 절곡된 제1절곡부(15)가 형성되며, 제1, 2교대(1, 2) 각각과 인접한 제2아치부(16)의 타측 부위에는 내측 방향으로 일정 각도로 절곡된 제2절곡부(17)가 형성된다.
보강판(20)은 아치철판(10)의 강성을 보강하는 수단으로, 도 1과 같이 상호 간에 일정 간격 이격되어 아치철판(10)의 내면에 고정 결합되는 복수 개로 이루어지며, 각각은 도 3과 같이 하측이 개구된
Figure 112017051076225-pat00004
형상의 단면을 가진다. 보강판은 일정 폭을 가지는 철판 구조물로 이루어지는 것이 바람직하며, 배치되는 지점에 따라 서로 다른 길이를 가지게 됨은 물론이다.
보강스트립(30) 역시 아치철판(10)의 강성을 보강하는 수단으로, 아치철판(10)의 좌우 하측에 형성되는 제1, 2아치부(14, 16) 각각의 내면 부위를 따라 길이 방향으로 고정 결합된다. 보강스트립은 일정 폭 및 두께를 가지는 철판으로 이루어지는 것이 바람직하다.
인장케이블은 아치철판(10)의 중앙 부위 하측에 집중되는 휨 모멘트에 대응하기 위한 수단으로, 제1, 2인장케이블(42, 46)로 이루어진다. 제1인장케이블(42)은 도 1 및 도 2와 같이 호 형상을 이루는 제1아치부(14) 각각의 양측 단부를 길이 방향으로 상호 연결하며, 제2인장케이블(46)은 도 2 및 도 3와 같이 인접하는 제1아치부(14) 각각의 일측 단부 상호 간 및 타측 단부 상호 간을 연결한다. 이에 따라, 제1, 2인장케이블을 서로 직교한다.
아치철판(10)의 하면 부위에 제1, 2절곡부(15, 17)가 형성되고, 제1절곡부(15)가 형성되는 제1아치부(14)의 단부 각각을 제1, 2인장케이블(42, 46)에 의해 연결하면, 작용하는 하중에 의해 휨 모멘트가 보도교의 중앙 부위 하측에 집중되더라도 아치철판은 매우 안정적인 구조를 유지할 수 있게 된다.
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.
10 : 아치철판 12 : 아치면
14 : 제1아치부 15 : 제1절곡부
16 : 제2아치부 17 : 제2절곡부
20 : 보강판 30 : 보강스트립
42 : 제1인장케이블 46 : 제2인장케이블

Claims (1)

  1. 하측이 개구된
    Figure 112017051076225-pat00005
    형상의 단면 구조를 가지며 양측 부위 각각이 상호 간에 일정 거리 떨어져 위치하는 제1, 2교대(1, 2) 각각의 상면 부위에 고정결합되되, 상면은 중앙 부위가 볼록한 아치면(12)이 형성되고, 하면의 중앙 부위는 상방으로 오목한 호 형상으로 이루며 제1아치부(14)가 형성되며, 제1아치부(14)의 좌우 각각에 대칭 구조로 마련되되 제1아치부(14)보다 완만하게 상방으로 오목한 호 형상으로 이루는 제2곡률부(16)가 형성되고, 제1아치부(14)의 양측 부위와 제2아치부(16)의 일측 부위 사이에는 내측 방향으로 일정 각도로 절곡된 제1절곡부(15)가 형성되며, 제1, 2교대(1, 2) 각각과 인접한 제2아치부(16)의 타측 부위에는 내측 방향으로 일정 각도로 절곡된 제2절곡부(17)가 형성되는 아치철판(10);
    상호 간에 일정 간격 이격되어 아치철판(10)의 내면에 고정 결합되는 복수 개로 이루어지되, 각각은 하측이 개구된
    Figure 112017051076225-pat00006
    형상의 단면을 가지는 보강판(20);
    아치철판(10)의 좌우 하측에 형성되는 제1, 2아치부(14, 16) 각각의 내면 부위를 따라 고정 결합되는 보강스트립(30);
    아치철판(10)의 하면에서 호 형상을 이루는 제1아치부(14) 각각의 양측 단부를 길이 방향으로 상호 연결하는 제1인장케이블(42), 인접하는 제1아치부(14) 각각의 일측 단부 상호 간 및 타측 단부 상호 간을 연결하여 제1인장케이블(42)에 직교하는 제2인장케이블(46);을
    포함하는 이중 아치 구조에 의해 지지되는 보도교.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105568841A (zh) * 2016-02-19 2016-05-11 上海勘测设计研究院有限公司 拱桥结构
KR101664284B1 (ko) * 2016-04-26 2016-10-10 (주)신흥이앤지 케이블과 벤트 일체형 구조의 교량 시공 공법

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