KR101821356B1

KR101821356B1 - 박판을 지지하는 구조의 교량의 상판 구조체 및 그 시공 방법

Info

Publication number: KR101821356B1
Application number: KR1020170050935A
Authority: KR
Inventors: 오석환
Original assignee: 오석환
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2018-01-25

Abstract

본 발명은 교량의 상판 구조체 및 그 시공 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 보행자가 통행 방향을 따라 연장 형성되되, 상하 방향으로 관통부가 마련된 바닥 지지보와; 상기 관통부의 일부 이상을 덮는 면적으로 형성되어, 상기 바닥 지지보에 거치되는 박판과; 상기 박판의 일 변을 따라 연속하는 형태로 배열되어 상기 박판의 가장자리를 탄성 지지하는 지지패드를; 포함하여 구성되어, 상판에 설치되는 박판의 처짐량을 최소화하여 보다 대면적의 박판으로 상판을 시공할 수 있게 하고, 풍하중에 의해서도 박판이 상방으로 들리는 현상을 간단한 설치 구조로 확실하게 억제하는 교량의 상판 구조체 및 그 시공 방법을 제공한다.

Description

박판을 지지하는 구조의 교량의 상판 구조체 및 그 시공 방법 {SLAB STRUCTURE OF BRIDGE WITH THIN PLATE SLAB AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}

본 발명은 박판을 지지하는 구조의의 상판 구조체 및 그 시공 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 교량에 시공되는 박판의 처짐량을 최소화하여 보다 대면적의 박판을 지지하는 구조의 교량의 상판 구조체 및 그 시공 방법에 관한 것이다.

최근 교량의 상판은 유리, 금속 등 다양한 재료의 박판을 통행로에 설치하여 교량을 통행하는 보행자들에게 다양한 심미감을 느끼게 하는 추세에 있다.

예를 들어, 하천이나 호수, 계곡, 공원 등에 설치되는 교량은 하천, 호수, 계곡을 통행하는 기능을 할 뿐만 아니라, 교량 상판을 투시하여 아래를 바라볼 수 있는 투명창이 설치되어, 교량을 통행하는 통행인들에게 스릴감과 함께 개방감을 느끼게 하고 보다 세련된 미감을 주는 측면에서, 투명 박판의 적용 사례가 점점 증가하고 있다.

예를 들어, 도1 및 도2에 도시된 교량의 상판 구조체(10)는, 상판의 프레임을 다양한 단면의 강재 거더(11)와 가로보(12)를 연결하여 격자 형태의 바닥 지지보를 형성하고, 강재 거더(11)와 가로보(12)의 상면 교차점에 고무 패드(15)를 배치한 후, 박판(G)을 정해진 관통부(10v)에 거치하여 상하 방향으로 개방된 공간을 메워 설치된다.

그리고, 상판 구조체(10)는 교각이나 교대 등의 하부 구조에 거치되는 단순교 형태로 설치되거나, 교량 끝단부에 세워진 주탑(20)을 연결하는 지지 케이블(30)에 교축 방향으로 간격을 두고 설치된 행어 케이블(50)에 매달리는 현수교 형태 등 다양하게 설치된다.

일반적으로 상판 구조체(10)는 교축 방향(또는 종방향)으로 길게 형성되고 교축 직각 방향(또는 횡방향)으로는 짧게 형성되고, 교축 방향으로의 휨 변위가 상대적으로 크게 발생되므로, 고무 패드(15)에 지지되는 박판(G)은 도3c에 도시된 바와 같이 가로보(12)를 지점으로 1방향 슬래브(2변 지지 구조)로 거동하여, 도3d에 도시된 형태의 응력 분포를 갖게 된다. 특히, 현수교와 같이 행어 케이블(50)에 가로보(12)가 지지되는 경우에는, 가로보(12)의 지지점 역할이 커지므로, 1방향 슬래브 거동의 경향성이 보다 두드러진다.

더욱이, 박판(G)은 고무 패드(15)에 의하여 양단에서만 지지되는 경우에는, 박판(G)의 처짐량(d)이 매우 커지는 현상이 발생된다.

역학적으로 1방향 슬래브 거동은 큰 부재력이 발생되므로, 박판(G)의 안전성을 향상시키고 경제적인 구조를 구현하기 위해서는 지간 길이(10x)를 감소시킬 수 밖에 없다. 이에 따라, 종래에는 지간 길이(10x)를 감소시키기 위하여 가로보(12)의 간격을 보다 조밀하게 배치할 수 밖에 없으며, 이로 인하여, 박판(G)의 지간 길이(L)는 더 작게 형성될 수 밖에 없었다.

그러나, 이와 같은 구성은 조밀하게 배치된 가로보에 의하여 보행자의 박판(G)을 통해 아래를 바라보는 시야를 방해하므로, 개방감이 제한되어 박판(G)의 시공 목적이 크게 훼손되는 한계가 있었다. 또한, 정해진 면적에 박판(G)을 설치하는 데 필요한 박판(G)의 개수가 많아지므로, 박판(G)의 설치 공정이 보다 더 길어지고 복잡해지는 문제도 있었다.

한편, 박판(G)은 고무 패드(15)에 의하여 거치된 상태로 설치되므로, 교량에 풍하중이 작용하면, 거더(11, 12)에 비하여 훨씬 경량인 박판(G)에 양력이 작용하여 들뜨는 현상이 발생되는 문제도 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 교량 상판에 설치되는 박판의 처짐량을 최소화하여 보다 긴 지간 길이의 박판으로 상판을 시공할 수 있게 하는 교량의 상판 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명은, 박판의 지간 길이를 보다 크게 하여 대면적으로 형성하여, 보도교의 시공 비용을 줄여 경제성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 투명 박판을 교량 상판에 시공하는 경우에, 보다 대면적의 투명 박판을 시공할 수 있게 하여, 보행자들의 시야를 보다 넓게 확보하여 개방감을 보다 만끽할 수 있게 하면서,

또한, 본 발명은, 풍하중에 의해서도 박판이 상방으로 들리는 현상을 간단한 설치 구조로 확실하게 억제하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 교량의 상판 구조체로서, 보행자가 통행 방향을 따라 연장 형성되되, 상하 방향으로 관통부가 마련된 바닥 지지보와; 상기 관통부의 일부 이상을 덮는 면적으로 형성되어, 상기 바닥 지지보에 거치되는 박판과; 상기 박판의 일 변을 따라 연속하는 형태로 배열되어 상기 박판의 가장자리를 탄성 지지하는 지지패드를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체를 제공한다.

이는, 박판의 꼭지점 부근에서만 점(占) 지지하던 종래와 달리, 박판의 가장자리(변, 邊)를 따라 연속하는 형태로 배열되어 선(線)지지됨에 따라, 박판의 처짐을 줄여 보다 넓은 대면적으로 시공할 수 있도록 하기 위함이다.

여기서, 상기 지지 패드는 전체적으로 균일한 강성으로 형성되어 박판의 가장자리를 균일하게 탄성지지 할 수 있지만, 박판의 처짐 변위를 최소화하도록 박판의 일 변을 따라 서로 다른 강성을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 박판의 일 변(邊)에는, 강성이 가장 높은 제1강성을 갖는 제1영역과, 상기 제1영역에 비하여 강성이 낮은 제2강성의 제2영역을 포함하여 형성될 수 있다.

특히, 양단 지지 상태에서 최대의 처짐 변위가 발생되는 박판의 일 변의 중앙부에 높은 강성의 상기 제1영역이 배치되면, 일 변을 지지하는 지지보의 단면이 종래와 동일하게 형성하더라도, 박판의 지지점이 중앙부에서도 위치한 것과 같이 처짐량이 최소화되어, 동일한 두께임에도 보다 대면적의 박판의 시공이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 상기 제1영역은 박판의 일 변의 중앙부에 1군데에만 배치될 수도 있지만, 상기 박판의 일 변의 양끝단으로부터 이격된 위치에 2군데 이상 배치될 수도 있다. 예를 들어, 박판의 일 변의 길이를 3등분이나 4등분한 위치에 등간격으로 제1영역이 배치될 수 있다. 이에 의해서도, 박판의 처짐 변위를 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

이 때, 상기 박판의 일 변의 양끝단은 상기 제2영역으로 형성될 수 있다. 이는, 박판의 가장자리는 지지 패드에 의하여 연속적으로 지지되어 처짐량이 박판의 중심부에 비하여 작게 유지되므로, 작은 강성으로 탄성 지지하는 것이 효과적이다.

상기와 같은 구성은, 상기 지지 패드의 상기 제1영역의 재료 강성이 상기 제2영역의 재료 강성에 비하여 보다 높은 재료로 형성하는 것에 의해 구현될 수 있다. 즉, 지지 패드를 구성하는 재료는 고무, 우레탄, 폴리우레탄 등 다양한 탄성 변형이 가능한 재질로 형성될 수 있는 데, 제1영역과 제2영역에 서로 다른 강성을 갖는 재료로 형성하는 것에 의하여 제1영역과 제2영역의 강성의 편차를 둘 수 있다.

또한, 상기와 같은 구성은, 상기 지지 패드의 전체 재질을 동일한 재질로 형성하면서, 보다 높은 강성이 필요한 영역에 강성보강재료가 함입되는 형태로 개재되는 것에 의해 구현될 수 있다.

예를 들어, 지지 패드의 전체 재질을 균일한 강성을 갖는 고무나 우레탄 계열의 탄성 재질로 형성하고, 제1영역에는 이보다 강성이 높은 금속재가 강성보강재료로서 함입됨으로써, 제1영역의 제1강성이 제2영역의 제2강성보다 높게 형성할 수 있다.

이와 동시에, 상기 금속판의 두께는 전체적으로 균일하게 형성될 수도 있지만, 제1영역의 중앙부에서는 제1영역의 끝단부에 비하여 더 두껍게 형성하여, 제1영역 내에서도 강성의 편차를 둘 수도 있다. 여기서, 제1영역에 함입되는 강성보강재료는 제1영역의 중앙부와 제1영역의 끝단부에서 단차에 의해 단속적으로 강성 편차를 형성할 수도 있지만, 강성보강재료의 두께가 완만하게 변화하면서 연속적으로 강성 편차를 형성할 수도 있다.

한편, 상기와 같은 구성은, 상기 지지 패드의 내부 단면에는 빈 공간이 형성되되, 상기 빈 공간은 상기 제1영역에 비하여 상기 제2영역에서의 빈공간 단면적이 더 크게 형성되는 것에 의해 구현될 수도 있다.

이렇듯, 본 발명은 박판의 일 변을 연속하는 지지 패드가 탄성 지지하되, 일 변의 양끝단으로부터 이격된 위치에 높은 강성을 갖는 제1영역을 구비하는 것에 의하여, 박판의 처짐량을 최소화하여, 동일한 두께 대비 보다 대면적의 박판을 시공할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이와 유사하게, 동일한 면적의 박판을 시공함에 있어서 박판의 두께를 보다 얇게 형성할 수 있는 이점도 얻을 수 있으며, 이를 지지하는 거더의 단면도 줄이는 효과도 얻을 수 있다.

상기 박판은 불투명한 박판일 수도 있지만, 빛을 투과할 수 있는 유리, 플라스틱 등 다양한 재질의 투명한 박판을 모두 포함한다. 그리고, 상기 박판은 금속 재료나, 유리 재료, 플라스틱 재료를 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 박판은 전체가 균일한 두께로 형성될 수도 있고 일부의 두께가 보다 얇게 형성될 수 있으며, 경우에 따라서는 스틸 그레이팅과 같이 형성되거나 평판에 하나 이상의 개구가 형성된 판 형상일 수 있다. 박판은 두께(t)와 지간 길이(L)의 비(t/L)는 다양하게 정해질 수 있으며, 대체로 1/500~28/500 정도의 치수로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 박판의 일 변은 직선, 곡선 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다. 대체로 박판은 직사각형, 마름모, 사다리꼴의 형태로 형성되는 경우에도 본 발명이 적용될 수 있지만, 박판의 형상에 의하여 미감을 불러일으키기 위하여 박판의 일 변이 곡선 또는 곡선과 직선의 조합 형태로 형성되는 경우에도 본 발명이 적용 가능하다.

그리고, 상기 구성의 지지 패드는 박판의 지간 길이에 해당하는 변(邊)에만 적용되는 것이 가장 경제적이지만, 박판의 모든 가장자리를 둘러싸는 폐곡선 형태로 적용될 수도 있다. 폐곡선 형태로 적용되는 경우에 지지 패드는 하나의 일체 형상일 수도 있지만, 여러 부분이 분절 형태를 이루면서도 밀착 배치되어 연속적인 탄성 지지 형태를 구현할 수도 있다.

한편, 교량의 공용 중에 작용하는 풍하중에 의하여 교량 상판은 상방으로 들뜨는 변위를 야기하는 양력이 작용한다. 여기서, 박판은 상측과 하측이 모두 개방된 상태이므로, 풍하중에 의한 양력이 직접적으로 박판에 작용하게 된다.

이와 같은 풍하중에도 박판이 상방으로 들뜨지 않게 하기 위하여, 본 발명은 상기 박판의 가장자리에 상기 박판의 상방으로 들뜨는 변위를 구속하는 구속 부재를 더 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 구속 부재는 상기 박판의 상면과 접촉하는 강판으로 형성되어, 박판의 들뜨는 것을 직접적으로 억제할 수 있다. 이와 같이, 구속 부재가 강판으로 형성되면, 박판이 풍하중에 의한 양력에 의하여 들뜨고자 하더라도, 강판 자체의 휨 변형에 따른 탄성 복원력에 의하여 박판을 하방으로 가압하는 효과를 얻을 수 있다.

이 때, 상기 구속 부재가 접촉하는 영역은 상기 구속 부재의 두께만큼 상면의 높이가 더 낮게 형성되어, 구속 부재의 설치에도 불구하고 박판의 상면이 전체적으로 평탄한 면을 구현할 수 있다.

한편, 상기 박판은 두꺼운 한장의 바닥판으로 형성될 수도 있지만, 여러장이 겹쳐진 상태로 설치될 수도 있다. 이 경우에, 상기 구속 부재가 접촉하는 영역은 상기 박판의 중앙부 영역에 비하여 보다 적은 수의 바닥판이 겹쳐지는 것에 의하여, 판 형태의 구속 부재를 수용하는 공간이 마련될 수 있다.

여기서, 구속 부재는 박판의 가장자리를 감싸는 형태로 설치될 수도 있으며, 박판의 꼭지점 부근이나 둘레에 이격된 다수로 설치될 수도 있다.

이를 위하여, 상기 구속 부재는 상기 박판의 외측의 고정 부재에 고정 볼트로 체결고정될 수 있다. 이 때, 고정 볼트로 구속 부재를 고정함에 있어서, 상기 구속 부재의 탄성 복원력이 상기 박판을 가압하는 상태로 상기 구속 부재가 설치됨으로써, 박판의 들뜨게 하는 양력을 미리 상쇄시킴으로써, 보다 바닥 지지보에 비하여 경량인 박판을 풍하중에 대하여 보다 높은 저항 능력을 갖게 시공할 수 있다.

한편, 상기 박판의 측면에는 요홈이 형성되고, 상기 구속 부재는 상기 박판의 요홈에 삽입되는 돌출부가 수평 방향으로 돌출 형성되는 것에 의하여, 박판의 풍하중에 의한 들뜸 현상을 방지할 수도 있다.

예를 들어, 상기 구속 부재는 중앙부가 수평 방향으로 돌출된 고정 클립과, 쐐기 앵커 중 어느 하나 이상으로 정해질 수 있다. 이와 같이, 기존의 기계 요소를 이용하여 구속부재로 활용함으로써, 구속 부재의 제작에 소요되는 비용을 절감하는 이점을 얻을 수 있다.

상기 박판은 복수의 바닥판이 겹쳐져 설치되는 경우에, 상기 요홈은 상기 복수의 바닥판 중에 중간에 배치되는 바닥판의 단면이 더 작게 형성되어, 겹쳐진 바닥판의 단면적 차이로 요홈이 형성될 수도 있다.

상기의 교량은 주로 보도교에 활용될 수 있으며, 본 발명은 보도교를 포함한다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 교량의 상판 구조체의 시공 방법으로서, 교량의 통행 방향을 따라 연장 형성되되, 상하 방향으로 관통부가 마련된 바닥 지지보를 설치하는 바닥지지보 설치단계와; 탄성 변형이 가능하여 탄성 지지하는 지지패드를 상기 바닥지지보를 따라 연속하는 형태로 배열시키는 지지패드 설치단계와; 상기 관통부의 일부 이상을 덮는 면적의 박판을 상기 지지패드 상에 탄성 지지되게 거치시키되, 상기 지지 패드가 박판의 일 변을 따라 연속하는 형태로 상기 박판을 거치하는 박판 거치 단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량 상판 구조체의 시공 방법을 제공한다.

본 명세서 및 청구범위에서 '일 변' 또는 '가장자리'는, 직선 형태로 이루어진 다각형 모양의 박판인 경우에 장변(長邊)과 단변(短邊)을 구분하지 않고 임의의 1개의 변을 지칭하며, 곡선을 포함하는 다각형 모양의 박판의 경우에는 꼭지점에서 꼭지점 사이의 임의의 1개의 변을 지칭하고, 전체가 곡선인 박판인 경우에는 박판의 중심을 기준으로 임의의 1개 지점에서 출발하여 180도 이하의 각도 만큼의 경로를 따르는 가장자리 경로를 지칭하는 것으로 정의한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 상하 방향으로 관통부가 마련된 바닥 지지보와; 상기 관통부의 일부 이상을 덮는 면적으로 형성되어, 상기 바닥 지지보에 거치되는 박판과; 상기 박판의 일 변을 따라 연속하는 형태로 배열되어 상기 박판의 가장자리를 탄성 지지하는 지지패드를; 포함하여 구성되어, 박판의 가장자리(변, 邊)를 따라 연속하는 형태로 배열되어 선(線)지지됨에 따라, 박판의 처짐을 줄여 보다 넓은 대면적으로 시공하는 것이 가능해지는 교량의 상판 구조체 및 그 시공 방법을 제공한다.

특히, 본 발명은, 박판의 최대 처짐 변위가 발생되는 중앙부 등에 보다 높은 제1강성을 갖는 제1영역을 배치시키고, 제1영역에 인접한 영역이나 양끝단부에는 보다 낮은 제2강성을 갖는 제2영역을 배치시키는 것에 의하여, 박판의 지지점이 중앙부에서도 위치한 것과 같은 구조계를 형성하여, 동일한 두께의 박판에 대하여 최대 처짐량을 크게 줄일 수 있게 되므로, 보다 긴 지간 길이의 대면적으로 박판의 처짐량을 최소화하면서 설치가 가능해지는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이를 통해, 본 발명은, 교량을 통행하는 보행자들이 보다 큰 투명창을 통해 교량 하측을 투시하여 바라볼 수 있으므로, 개방감과 스릴감을 보다 느끼게 하여 통행의 즐거움을 선사하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 보다 대면적의 박판으로 시공이 가능하므로, 박판의 시공에 소요되는 시간을 단축할 수 있으며, 이를 지지하는 바닥 지지보를 종래에 비하여 덜 조밀하게 형성할 수 있으므로 바닥 지지보의 시공에 소요되는 시간도 단축하고 강재 단면도 줄여 경제성이 높아지는 이점을 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은, 교량에 작용하는 풍하중에 의하여 박판이 상측으로 들리는 것을 억제함으로써, 공용 중에 보다 안전하게 통행할 수 있는 교량을 구현하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 강판을 이용하여 박판의 들림 현상을 억제함으로써, 박판에 작용하는 양력에 의하여 박판의 들림 변위가 크게 발생할 수록 보다 더 큰 탄성 복원력으로 박판을 하방으로 눌러주므로, 박판의 들림 현상을 안정적으로 억제하는 효과를 얻을 수 있다.

도1은 현수교 형태의 일반적인 보도교의 횡단면도를 도시한 도면,
도2는 도1의 보도교의 박판이 설치된 구성을 도시한 사시도,
도3a는 도2의 절단선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도,
도3b는 도3a의 박판의 지지 원리를 설명하기 위한 개략도,
도3c는 도3b의 지지 패드에 의해 지지되는 박판의 휨 변위 분포도,
도3d는 도3b의 지지 패드에 의해 지지되는 박판의 응력 분포도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상판 구조체를 구비한 교량을 도시한 도면,
도5a는 도4의 절단선 V-V에 따른 횡단면도,
도5b는 도4의 절단선 V-V에 대응하는 다른 실시 형태에 따른 교량의 횡단면도,
도6은 도4의 'A'부분의 상판 구조체를 도시한 일부 사시도,
도7a은 도6의 절단선 Ⅶ-Ⅶ에 대응하는 위치에서 본 발명의 일 실시형태에 따른 박판의 지지 원리를 도시한 도면,
도7b는 도6의 절단선 Ⅶ-Ⅶ에 대응하는 위치에서 본 발명의 보다 바람직한 실시 형태에 따른 박판의 지지 원리를 도시한 도면,
도7c는 도6의 절단선 Ⅶ-Ⅶ에 대응하는 위치에서 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 박판의 지지 원리를 도시한 도면,
도7d는 도7b의 지지 패드에 의해 지지되는 박판의 휨 변위 분포도,
도7e는 도7b의 지지 패드에 의해 지지되는 박판의 응력 분포도,
도8a는 도7a의 박판의 지지 원리를 구현한 일 실시 형태를 도시한 도면,
도8b는 도7b의 박판의 지지 원리를 구현한 제1실시형태를 도시한 도면,
도8c는 도7b의 박판의 지지 원리를 구현한 제2실시형태를 도시한 도면,
도8d는 도7b의 박판의 지지 원리를 구현한 제3실시형태를 도시한 도면,
도9a는 도5a의 'B'부분의 확대도,
도9b는 도5a의 'B'부분에 대응하는 다른 실시 형태를 도시한 도면,
도9c는 도5a의 'B'부분에 대응하는 또 다른 실시 형태를 도시한 도면,
도10은 도6의 'C'부분의 확대도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 교량의 상판 구조체(100)는, 교량의 통행 방향을 따라 연장 형성되되 상하 방향으로 관통부(100v)가 마련된 바닥 지지보(110, 120)와, 바닥 지지보(110, 120)의 관통부(100v)를 덮는 면적으로 형성되어 바닥 지지보(110, 120)에 거치되는 박판(G)과, 바닥 지지보(110, 120)의 상측에 박판(G)의 일 변(Lx)을 따라 연속하는 형태로 배치되어 박판(G)의 가장자리를 탄성 지지하는 지지패드(130)를 포함하여 구성되어, 다양한 형식의 교량(1)에 적용된다.

여기서, 본 발명에 따른 상판 구조체(100)는 다양한 용도의 교량에 적용될 수 있으며, 특히 보행자들이 통행하는 보도교에도 적용될 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 상판 구조체(100)는 도4에 도시된 바와 같이 주탑(20)을 연결하는 지지 케이블(30)로부터 하방 연장된 행어 케이블(50)에 고정된 현수교 형식의 보도교에 적용될 수도 있고, 교각이나 교대 등의 하부 구조 상에 거치되는 형식의 보도교에도 적용될 수 있으며, 계곡을 연결하는 출렁다리 형식의 보도교에도 적용될 수 있다.

이하에서는, 편의상 도4에 예시된 구성의 교량에 상판 구조체(100)가 적용된 구성을 설명한다.

상기 바닥 지지보(110, 115, 120)는 교량(1)에 보행자가 통행하는 데 발생하는 활하중과, 거치되는 유리 바닥판(G)의 무게에 따른 하중과, 보(110, 115, 120)의 자중을 견디는 데 충분한 단면으로 형성되며, 박판(G)이 거치되는 위치에는 상하 방향으로 관통부(100v)가 마련된다.

바닥 지지보는 다양한 형태로 구성될 수 있는 데, 도5a 및 도6에 도시된 바와 같이, 교축 방향으로 뻗은 메인 지지보(110)와, 박판(G)의 가장자리가 거치되는 거치 지지보(120)와, 양측 메인 지지보(110)를 교축 직각 방향으로 와 거치 지지보(120)를 가로질러 연결하는 가로보(115)를 포함하여, 강재 보만으로 구성될 수 있다. 한편, 도5b에 도시된 바와 같이, 바닥 지지보는 콘크리트(110c)가 단면의 일부에 포함되게 형성되는 메인 지지보(110')와, 메인 지지보(110')에 일체로 형성되어 박판(G)의 가장자리가 거치되는 거치 플레이트(120')를 포함하는, 콘크리트와 강재 보의 조합으로 구성될 수 있다.

한편, 도5a 및 도6에 도시된 바와 같이, 강재 보를 서로 결합하여 구성되는 바닥 지지보는 상하 방향으로 관통하는 관통부가 다수 형성되지만, 다수의 관통부 중의 일부에만 박판(G)이 설치될 수도 있다. 즉, 상판 구조체(100)의 폭(교축 직각 방향의 길이)이 크지 않은 보도교인 경우에, 중앙부에 대면적의 박판(G)이 거치되고, 메인 보(110)와 거치 지지보(120)의 사이에 형성되는 양측의 관통부에는 비박판(118) 등에 의해 메워지는 형태로 설치될 수 있다.

도면에는 박판(G)이 거치되는 관통부(100v)가 직사각형 형태인 구성이 예시되어 있지만, 본 발명에서 관통부(100v)의 형상은 마름모, 사다리꼴, 삼각형, 육각형 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 도면에는 관통부(100v)가 교축 방향을 따라 연속하여 배치되는 형태가 도시되어 있지만, 본 발명에서 관통부(100v)의 배치는 교축 방향이나 교축 직각 방향 등으로 서로 이격되게 배치되는 형태를 포함할 수 있다.

즉, 바닥 지지보는 박판(G)이 설치될 수 있는 관통부(100v)가 형성되도록 다양한 재질과 형상으로 구성될 수 있다.

상기 박판(G)은 바닥 지지보(110, 115, 120)의 관통부(110v)를 덮어 보행자가 밟고 통행할 수 있는 통로를 형성한다. 박판(G)은 빛이 투과할 수 없는 불투명 박판일 수도 있고, 빛이 일부만 투과하는 반투명 박판일 수도 있으며, 빛이 전부 투과하는 투명 박판일 수도 있다. 즉, 박판(G)은 금속 재질과, 유리 재질과, 수지 플라스틱 재질 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성될 수 있다.

그리고, 박판(G)의 치수는 다양하게 정해질 수 있는 데, 두께(t)는 대략 10mm 이상으로 형성되고, 지간 길이(L)는 수백mm 내지 수천mm로 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 박판은 두께(t)와 지간 길이(L)의 비(t/L)는 다양하게 정해질 수 있으며, 대체로 1/500~28/500 정도의 치수로 형성될 수 있다.

또한, 상기 박판(G)은 전체가 균일한 두께로 형성될 수도 있고 일부의 두께가 보다 얇게 형성될 수 있으며, 경우에 따라서는 스틸 그레이팅 등의 형태로 격자 형태로 형성될 수도 있고, 패턴화된 관통공이 다수 형성된 판 형상일 수도 있다.

예를 들어, 박판은 유리 바닥판으로 형성되거나 교량 상판의 장식을 위한 스테인드 글라스로 형성될 수도 있다. 도면에서는, 편의상 투명한 유리 바닥판인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.

박판(G)은 대체로 바닥 지지보에 의해 형성되는 하나의 관통부(100v) 마다 하나씩 배치되지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 2개 이상의 관통부(100v)에 대해서도 1장의 박판을 배치할 수도 있다.

그리고, 관통부(100v)를 덮는 박판(G)은 충분한 두께로 1장만 거치될 수 있지만, 도9a 내지 도9c에 도시된 바와 같이, 여러장의 바닥판(G1, G2, G3)을 겹쳐서 설치할 수 있다. 이를 통해, 충격 등의 외력에 의하여 박판(G)에 균열이 생기더라도, 여러 겹의 바닥판 중에 응력이 가장 집중되는 하나의 바닥판에만 균열이 생기므로, 한꺼번에 박판(G)이 파손되면서 보행자의 추락 안전 사고가 발생되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

예를 들어, 여러겹의 바닥판(G1, G2, G3) 중에 가장 휨 변위가 큰 가장 아래에 위치한 유리판(G3)이 파손되거나, 보행자 등에 의한 충격에 의하여 가장 위에 위치한 유리판(G1)이 파손되더라도, 나머지 유리판(G1, G2; G2, G3)이 손상되지 않고 그 형태를 유지하므로, 보행자가 통행하는 것에는 문제가 되지 않으며, 손상된 유리판(G1 또는 G3)만을 교체하는 것에 의하여 안전을 담보하면서 유지 보수를 할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

상기 지지 패드(130)는, 도6에 도시된 바와 같이, 박판(G)과 바닥 지지보의 사이에 연속 형태로 개재되어 박판(G)을 탄성 지지한다. 예를 들어, 지지 패드(130)는 탄성 지지가 가능하도록 고무, 우레탄 등의 재료로 형성될 수 있다. 도5b 및 도6에 예시된 상판 구조체(100)의 경우에는, 박판(G)이 상판 중앙부에만 배치되므로, 지지 패드(130)는 바닥판 지지보(120) 및 가로보(130)의 사이에 배치된다.

여기서, 지지 패드(130)는 박판(G)의 양단부에서만 지지하지 아니하고, 도8a에 도시된 바와 같이 박판(G)의 일 변(Lx)을 따라 연속 형태로 배치된다. 이에 따라, 도7a에 도시된 바와 같이, 박판(G)의 일 변(Lx)이 전체적으로 균일한 강성(130k)으로 지지되면서, 박판(G)의 일 변(Lx)에 걸쳐 지지 패드(130)가 탄성 지지함에 따라, 도3b에 도시된 종래의 양단 지지 구조의 처짐량(d1)에 비하여 박판(G)의 처짐량(d1)을 감소시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 지지 패드(130)가 박판(G)의 일 변에 대하여 연속 형태로 배치되는 것은, 박판(G)의 일변을 지지함에 있어서 1개의 띠 모양의 지지 패드로 박판(G)의 일변을 모두 지지하는 구성을 포함할 뿐만 아니라, 2개 이상의 띠 모양의 지지 패드를 밀착 배치하여 박판(G)의 일 변을 지지하는 구성을 포함한다.

무엇보다도, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 도7b에 도시된 바와 같이, 지지 패드(230, 330, 430)는 강성이 가장 높은 제1강성을 갖는 제1영역(A1)과, 제1영역(A1)에 비하여 강성이 낮은 제2영역(A2)을 포함하여, 박판(G)의 일 변을 지지하는 탄성 계수가 변동하는 형태로 형성될 수 있다.

특히, 지지 패드(230, 330, 430)의 강성이 가장 높은 제1영역(A1)이 박판(G)의 처짐량이 가장 크게 발생되는 일 변의 중앙부에 배치할 수 있다. 여기서, 박판(G)의 '일 변'은 바닥 지지보의 처짐 변위가 크게 발생되는 지간 방향(교축 방향)으로의 거치 지지보(120) 상측의 변(邊)인 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 교축 직각 방향의 가로보(115) 상측의 변(邊)을 포함할 수도 있다.

이를 통해, 박판(G)의 일 변을 따라 연속 형태로 배치됨에 따라 박판(G)의 일 변 전체를 물리적으로 지지할 뿐만 아니라, 박판(G)의 일 변의 중앙부에 또 다른 지지점이 형성된 것과 같은 효과를 얻을 수 있게 되므로, 도7a에 도시된 실시 형태에 비해서도 박판(G)의 처짐 변위(d2)을 크게 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

특히, 지간 방향으로의 중앙부에 높은 강성의 제1영역(A1)이 배치된 지지 패드(230, 330, 430)이 배치되면, 도7d에 도시된 바와 같이, 제1영역(A1)에 의하여 지지 패드(230, 330, 430)가 일 변의 중앙부에서도 지지점 역할을 하여 2방향 슬래브(4변 지지구조)로 구조계가 변동되어, 박판(G)의 중심부에서의 최대 처짐량(d2)이 크게 줄어들게 된다. 이와 같은 현상은 도7e에 도시된 박판(G)의 응력 분포도에서 중심부에서의 최대 응력값( -1407.17 N.mm)이 도d에 도시된 종래의 박판(G)의 응력 분포도에서 중심부에서의 최대 응력값(-5913.88 N.mm)에 비하여 훨씬 작아져 74%의 개선 효과가 얻어지는 해석 결과를 통해 확인할 수 있다.

이와 같이, 중앙부에 최대 강성을 갖는 지지 패드(230, 330, 430)로 박판(G)의 지간 방향을 따라 연속하는 형태로 지지함으로써, 거치 지지보(120)의 단면을 증대시키지 않더라도 동일한 두께의 박판(G)의 처짐량과 최대 인장응력값이 최소화되므로, 보다 넓은 대면적으로 시공하는 것이 가능해진다. 또한, 교량을 통행하는 보행자들이 보다 큰 박판을 통해 교량 하측을 투시하여 바라볼 수 있으므로, 개방감과 스릴감을 보다 느끼게 하여 통행의 즐거움을 선사하는 효과도 얻을 수 있다. 이 뿐만 아니라, 보다 대면적의 박판으로 상판 구조체(100)를 시공할 수 있으므로, 박판의 시공에 소요되는 시간을 단축할 수 있으며, 이를 지지하는 바닥 지지보를 종래에 비하여 덜 조밀하게 형성할 수 있으므로, 바닥 지지보의 시공에 소요되는 시간도 단축하고 강재 단면도 줄여 경제성이 높아지는 이점을 얻을 수 있다.

상기와 같이, 가장 높은 제1강성을 지지 패드(230, 330,430)의 중앙부에 위치시키는 것은 도8b 내지 도8d에 도시된 형태로 구현할 수 있다.

즉, 도8b에 도시된 바와 같이, 지지 패드(230)는 전체적으로 균일한 강성을 갖는 재료(예를 들어, 고무, 우레탄 등)로 형성되면서, 박판(G)의 일 변 중앙부에서는 빈 공간(232)이 형성되지 않아 높은 제1강성의 제1영역(A1)을 형성하고, 제1영역(A1) 이외의 영역에는 빈 공간(232)이 형성되어 제1강성보다 낮은 강성을 갖는 제2영역(A2)을 형성할 수 있다.

여기서, 지지 패드(230)는 제1영역(A1)과 제2영역(A2)으로만 구획될 수도 있지만, 제1영역(A1)의 제1강성과 제2영역(A2)의 제2강성의 사이 값의 강성을 갖는 중간 영역(Am)이 제1영역(A1)과 제2영역(A2)의 사이에 배치되어, 지지 패드(230)의 길이에 걸쳐 3단계 이상으로 강성이 변동되거나, 연속적으로 강성이 변동되게 구성할 수 있다.

이를 위하여, 중간 영역(Am)에 형성된 빈 공간(2321)은 제2영역(A2)에 형성된 빈 공간(2322)에 비하여 보다 작은 단면으로 형성되거나 빈 공간의 간격을 보다 크게 형성된다. 이와 유사하게, 지지 패드(230)의 양 끝단부에는 제2영역(A2)과 동일하거나 이보다 더 작은 강성의 강성을 갖도록 빈 공간(232e)의 단면이 보다 더 크거나 간격을 조밀하게 배치할 수 있다.

한편, 도8c에 도시된 바와 같이, 지지 패드(330)는 전체적으로 균일한 강성을 갖는 재료(예를 들어, 고무, 우레탄 등)로 형성되면서, 박판(G)의 일 변 중앙부에는 고무, 우레탄 등의 탄성 재료에 비하여 보다 높은 강성을 갖는 강성보강재료(335)가 함입되는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 강성보강재료(335)는 강재 등의 금속 재료일 수 있다.

이와 같이, 제1영역(A1-1, A1-2)에 강성보강재료(335)가 함입되어, 고무나 우레탄 등으로 형성된 지지 패드(330)의 강성을 국부적으로 보다 높게 형성할 수 있다. 이 때, 강성보강재료(335)는 제1영역(A1-1, A1-2)에 걸쳐 균일한 단면으로 형성될 수도 있지만, 제1영역의 중앙부(A1-1)에서 강성보강재료(335)의 단면은 제1영역의 끝단부(A1-2)에 비하여 더 두껍게 형성하여, 제1영역(A1-1, A1-2) 내에서도 강성의 편차를 둘 수도 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 제1영역(A1-1, A1-2)에 함입되는 강성보강재료(335)는 제1영역의 중앙부와 제1영역의 끝단부의 단면 변화가 완만하게 변화하면서 탄성 계수가 연속적으로 변동하는 형태로 구성할 수도 있다.

제1영역(A1-1, A1-2)에 인접한 제2영역(A2)에는 강성보강재료(335)가 함입되지 아니하거나, 제1영역(A1-1, A1-2)에 비하여 보다 작은 단면의 강성보강재료(335)가 함입되어, 제2영역(A2)에서의 강성은 제1영역(A1-1, A1-2)의 강성에 비하여 보다 낮게 형성된다. 그리고, 지지 패드(330)의 양 끝단에 위치한 끝단 영역(Ae)에는 강성보강재료(335)가 함입되지 아니하여, 제2영역(A2)과 동일하거나 낮은 강성을 갖게 형성된다.

한편, 도8d에 도시된 바와 같이, 지지 패드(430)는 강성보강재료(435)와 빈 공간(432)가 함께 배치되어, 영역에 따른 강성 차이를 형성할 수도 있다.

이를 통해, 지지 패드(230)의 강성은 박판(G)이 양단 거치되는 경우의 처짐 변위가 큰 영역에는 보다 큰 탄성 계수값을 갖게 배치되고, 박판(G)이 양단 거치되는 경우의 처짐 변위가 작은 영역에는 보다 작은 탄성 계수값을 갖도록 배치되어, 박판(G)의 처짐 변위를 전체적으로 보다 줄여 박판에 작용하는 하중에 대한 저항 능력을 높이고, 거치 지지보(120)에 작용하는 부재력을 줄여 거치 지지보(120)의 단면을 줄여 경제성을 확보할 수 있게 된다.

한편, 도7b에 도시된 구성은, 지지 패드의 재료를 영역별로 서로 다르게 형성하는 것에 의하여 구현될 수도 있다. 즉, 지지 패드를 구성하는 재료는 고무, 우레탄, 폴리우레탄 등 다양한 탄성 변형이 가능한 재질로 형성될 수 있는 데, 고무, 우레탄, 폴리우레탄 등의 재료도 각각 성분을 조절하여 탄성계수를 서로 다르게 조절할 수 있으므로, 제1영역(A1)과 제2영역(A2)에 서로 다른 강성을 갖는 재료로 형성하는 것에 의하여 강성편차를 둘 수 있다.

이 때, 각 영역은 일체로 연결될 수도 있지만 서로 분리 제작되어 바닥 지지보 상에 종방향으로 밀착 배치하는 것에 의해서도 유사한 작용을 구현할 수 있다.

한편, 지지 패드(230, 330, 430)의 중앙부에서 가장 높은 제1강성을 갖는 제1영역(A1)을 배치할 수도 있지만, 도7c에 예시된 바와 같이, 박판(G)의 일 변을 따라 배치되는 지지 패드(530)는 2개 이상의 지점에서 가장 높은 제1강성을 갖는 제1영역(A1)이 배치될 수 있다. 도7c에서는 박판(G)의 교축 방향의 길이를 3등분한 위치에 제1영역(A1)을 배치시키는 구성이 예시되어 있지만, 본 발명은 중앙부를 포함하여 4등분한 3개의 위치에 제1영역(A1)을 배치시킬 수도 있다.

이 경우에도, 지지 패드의 재료를 다르게 하거나, 지지 패드에 빈 공간을 형성하거나, 강성보강재료를 함입하는 등의 방식 중 어느 하나 이상을 조합하여, 지지 패드에서 제1영역, 제2영역 등 서로 다른 강성을 갖는 영역을 갖도록 지지 패드를 형성하여 최대처짐변위(d2')를 줄일 수 있다.

상기와 같이, 본 발명은, 동일한 두께의 박판에 대하여 최대 처짐량(d2')을 줄이고, 박판을 지지하는 거치 지지보(120)에 작용하는 단면력을 줄여, 동일한 거치 지지보(120)의 단면으로도 보다 장지간의 박판(G)의 시공이 가능해지므로, 대면적의 박판 설치로 인하여 교량을 통행하는 보행자들의 개방된 시야를 확보할 수 있고, 시공 비용 및 시간을 단축하는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 교량(1)에 설치된 박판(G)은 하측이 개방된 상태이므로, 풍하중에 의한 양력(Fw)이 상방으로 작용하게 된다. 박판(G)은 바닥 지지보에 비하여 가볍고 면적이 크므로 풍하중에 의한 들뜸 변위를 신뢰성있게 억제하면서, 외관상 세련된 미감을 유지할 필요가 요구된다. 이를 위하여, 본 발명은 박판(G)의 들뜸 변위를 제한하는 구속 부재(140, 240, 340)가 포함될 수 있다.

먼저, 도9a에 도시된 바와 같이, 박판(G)의 일변에는 요홈(99)이 형성되어, 수평 방향으로 돌출부가 형성된 고정 클립을 구속 부재(140)로 하여, 박판(G)의 일변을 따라 다수의 위치에서 고정 클립(140)의 돌출부가 요홈에 삽입되도록 고정 클립(140)을 설치할 수 있다.

여기서, 박판(G)이 1겹으로 두껍게 형성되는 경우에는, 고정 클립(140)의 돌출부를 수용하는 요홈(99)이 미리 공장에서 가공되어 현장으로 운반된다. 도면에 도시된 바와 같이 박판(G)이 여러겹의 얇은 바닥판(G1, G2, G3)이 겹쳐져 형성되는 경우에는, 중간의 바닥판(G2)이 상,하측의 바닥판(G1, G3)에 비하여 더 작은 면적으로 형성되어, 가장자리에 중간 바닥판(G2)이 내측으로 배치시키는 것에 의해 요홈(99)을 형성할 수도 있다.

박판(G)의 시공 이후에는, 고정 클립(140)의 상측에는 밀봉재(145)로 채워 고정 클립(140)의 이탈을 방지하고, 이에 의하여 박판(G)은 풍하중에도 제 위치에 고정된다.

그리고, 도9b에 도시된 바와 같이, 구속 부재(240)는 박판(G)의 상면과 접촉하는 강판으로 형성되어, 박판의 들뜨는 것을 직접적으로 구속하여 억제할 수 있다.

이를 위하여, 박판(G)의 일 변의 외측에는 고정 나사(77)를 박아 고정할 수 있는 고정 블록(242)이 바닥 지지보에 고정되어 있고, 박판(G)의 가장자리 상면을 덮는 상태가 되도록 구속 부재(240)를 위치시킨 상태에서, 구속 부재(240)를 관통하여 고정 블록(242)까지 고정 나사(77)를 박아 고정하여, 박판(G)의 들뜸 변위를 구속할 수 있다.

특히, 구속 부재(240)가 강판으로 형성되면, 박판(G)이 풍하중(Fw)에 의한 양력에 의하여 들뜨고자 하는 변위가 증가할수록, 강판 자체의 휨 변형에 따른 탄성 복원력에 의하여 박판을 하방으로 가압하는 효과를 얻을 수 있다.

이 때, 구속 부재(240)가 접촉하는 박판(G2)의 상면에 비하여 고정 블록(242)의 상면이 약간의 길이(c)만큼 더 낮게 형성되면, 고정 나사(77)를 고정 블록(242)에 죄는 과정에서 구속 부재(240)에 휨 변위가 발생되면서, 구속 부재(240)의 저면이 박판(G)의 상면을 가압하는 휨 탄성 복원력(F)이 작용하게 된다. 이로 인하여, 풍하중에 의한 양력(Fw)의 일부 이상이 구속 부재(240)에 도입된 휨 변위에 의한 탄성 복원력에 의해 상쇄되므로, 풍하중에 의한 들뜸 변형을 확실하게 억제할 수 있다.

도9b에 도시된 바와 같이, 구속 부재(240)의 저면이 접촉하는 박판(G)의 접촉 영역은 구속 부재(240)의 두께만큼 상면의 높이가 더 낮게 형성되어, 구속 부재(240)의 설치에도 불구하고 박판(G)의 상면을 전체적으로 평탄하게 형성할 수 있다.

여기서, 박판(G)이 여러장이 겹쳐진 상태로 형성될 수 있는 데, 이 경우에는, 구속 부재(240)가 접촉하는 영역은 박판의 중앙부 영역에 비하여 보다 적은 수의 바닥판이 겹쳐지는 것에 의하여, 판 형태의 구속 부재(240)를 수용하는 공간이 마련될 수 있다. 여기서, 구속 부재(240)는 박판(G)의 가장자리 전체를 감싸는 형태로 설치될 수도 있고, 박판(G)의 꼭지점 부근이나 변을 따라 격된 다수로 설치될 수도 있다.

한편, 도9c에 도시된 바와 같이, 구속 부재(340)를 쐐기 앵커로 형성할 수도 있다. 즉, 박판(G)의 일 변의 외측에는 쐐기 앵커인 구속 부재(340)를 박아 고정할 수 있는 고정 블록(342)이 바닥 지지보에 고정되어 있고, 고정 블록(342)에 구속 부재(340)을 박으면, 쐐기 앵커(77)로부터 수평 방향으로 볼록하게 돌출되는 쐐기부(77a)가 박판(G)의 측면에 요입 형성된 요홈(66)에 삽입되면서, 박판(G)의 들뜨는 변위를 구속하여 억제할 수 있다.

즉, 쐐기 앵커(77)를 회전시켜 고정 블록(342)의 암나사부에 체결 길이가 커지면, 쐐기 앵커(77)의 몸통부(77b)가 고정 블록(342)에 삽입되는 길이가 길어질수록, 쐐기부(77a)의 하단(77c)은 고정 블록(342)의 상면에 걸터진 상태이므로, 쐐기부(77a)가 몸통부(77b)의 횡방향으로 돌출되는 길이가 보다 길어지게 된다. 이를 통해, 쐐기 앵커(77)의 쐐기부(77a)가 박판(G)의 측면에 형성된 요홈(66)에 삽입되면서, 박판(G)의 상방으로의 변위를 구속하게 된다.

이 구성은 고정 블록(342)에 쐐기 앵커를 박아 고정하면 자동적으로 박판(G)의 들뜸 변위를 억제할 수 있으므로, 시공이 간편하고 시공 시간을 단축하는 효과를 얻을 수 있다. 쐐기 앵커의 이탈을 방지하기 위하여, 쐐기 앵커의 상면에는 밀봉재로 채워진다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 보도교의 상판 구조체(100)는, 박판의 지지점이 중앙부에서도 위치한 것과 같은 구조계를 형성하여, 동일한 두께의 박판(G)에 대하여 최대 처짐량을 크게 줄일 수 있게 되므로, 보다 긴 지간 길이의 대면적으로 박판을 설치할 수 있게 되어, 교량을 통행하는 보행자들이 보다 큰 투명창을 통해 교량 하측을 투시하여 바라볼 수 있으므로, 개방감과 스릴감을 보다 느끼게 하여 통행의 즐거움을 선사할 수 있고, 보다 대면적의 박판(G)으로 시공이 가능하므로, 박판(G)의 시공에 소요되는 시간을 단축할 수 있으며, 이를 지지하는 바닥 지지보를 종래에 비하여 덜 조밀하게 형성할 수 있으므로, 바닥 지지보의 시공에 소요되는 시간도 단축하고 강재 단면도 줄여 경제성을 향상시킬 수 있는 이점이 얻어진다.

또한, 본 발명은, 교량에 작용하는 풍하중에 의하여 박판이 상측으로 들리는 것을 억제함으로써, 공용 중에 보다 안전하게 통행할 수 있는 교량을 구현하는 효과를 얻을 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 교량의 상판 구조체(100)는, 먼저 강재 거더 등을 이용하여 상하 방향으로 관통부(100v)가 마련된 바닥 지지보(110, 120)를 설치하는 바닥지지보 설치단계를 행한다. 여기서, 바닥 지지보(110, 120)는 강재 거더만으로 형성될 수도 있고, 철근 콘크리트 구조물로 형성될 수도 있으며, 강재 거더와 철근 콘크리트가 함께 형성될 수도 있다.

그리고 나서, 바닥 지지보(110, 120)의 상면에 거치될 거더(G)의 변을 따르는 위치에 연속 형태로 지지 패드(130, 230, 330,...)를 배치하는 지지패드 설치단계를 행한다. 경우에 따라, 지지패드(130, 230,...)의 저면은 바닥 지지보(110, 120) 상에 접착되거나 고정될 수도 있다. 특히, 지간 길이(L) 방향으로 박판(G)을 지지하는 지지 패드(130, 230,...)는 연속 형태로 지지하도록 배치되며, 도7b에 도시된 지지 구조를 갖는 것이 바람직하다.

그리고 나서, 바닥 지지보의 관통부(100v)의 일부 이상을 덮도록 박판(G)을 지지 패드(130,...) 상에 탄성 지지되게 거치시키는 박판 거치 단계를 행한다. 여기서, 박판(G)의 지간 길이(L)의 변은 모두 지지 패드(130,...)에 의하여 연속하는 형태로 지지된다.

그리고 나서, 도9a 내지 도9c에 도시된 구성으로, 거치된 박판(G)이 풍하중 등에 의한 양력에도 상방으로의 변위가 발생되지 않도록 구속하는 구속 부재(140, 240, 340)를 설치하여, 교량 상판 구조체(100)를 시공할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

1: 교량 20: 주탑
30: 지지 케이블 40: 행어 케이블
50: 난간 100: 상판 구조체
110: 메인 지지보 120: 거치 지지보
130, 230, 330, 430, 530: 지지 패드
232, 432: 빈 공간 335, 435: 강성보강재료
140: 고정 클립

Claims

교량의 상판 구조체로서,
교량의 통행 방향을 따라 연장 형성되되, 상하 방향으로 관통부가 마련된 바닥 지지보와;
상기 관통부의 일부 이상을 덮는 면적으로 형성되어, 상기 바닥 지지보에 서로 마주보는 양측 변이 거치되는 박판과;
상기 박판의 상기 양측 변을 따라 연속하는 선(線) 형태로 배열되어 상기 박판의 양측변의 하측에서 각각 탄성 지지하되, 제1강성을 갖는 제1영역과, 상기 제1영역에 비하여 강성이 낮은 제2강성을 갖는 제2영역을 포함하고, 상기 제2영역은 상기 박판의 일 변을 기준으로 양끝단부를 지지하고 상기 제1영역은 상기 박판의 상기 일 변을 기준으로 중앙부를 지지하게 배치되는 지지 패드를;
포함하여 구성되어, 상기 박판의 처짐 변위가 큰 영역을 상기 제1강성의 제1영역에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체.
제 1항에 있어서,
상기 제1영역과 상기 제2영역의 사이에는 상기 제1강성과 상기 제2강성의 사이의 강성을 갖는 중간 영역이 형성된 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체
제 1항에 있어서,
상기 지지 패드의 상기 제1영역의 재료 강성이 상기 제2영역의 재료 강성에 비하여 보다 높은 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체
제 1항에 있어서,
상기 지지 패드의 상기 제1영역의 단면에 강성보강재료가 개재되어, 상기 제1영역에서의 강성이 상기 제2영역에서의 강성에 비하여 더 높은 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체
제 4항에 있어서,
상기 강성보강재료의 두께는 상기 제1영역의 중앙부에 비하여 상기 제1영역의 끝단부에서 보다 더 얇은 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체
제 1항에 있어서,
상기 지지 패드의 내부 단면에는 빈 공간이 형성되되, 상기 빈 공간은 상기 제1영역에 비하여 상기 제2영역에서의 빈공간 단면적이 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체
제 1항에 있어서,
상기 박판은 불투명한 박판과, 빛을 투과할 수 있는 투명한 박판 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체.
제 1항에 있어서,
상기 박판은 유리, 플라스틱, 금속 중 어느 하나의 재질을 포함하는 박판인 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체.
제 1항에 있어서,
상기 박판의 일 변은 직선, 곡선 중 어느 하나 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체.
제 1항에 있어서,
상기 일 변은 상기 교량의 가로보 사이를 잇는 교축 방향으로 배열된 변인 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체.
제 1항에 있어서,
상기 바닥 지지보는 강재, 콘크리트 중 어느 하나 이상을 포함하는 거더를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체.
제 1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 박판의 가장자리에 상기 박판의 상방으로 들뜨는 변위를 구속하는 구속 부재를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체.
제 12항에 있어서,
상기 구속 부재는 상기 박판의 상면과 접촉하는 강판으로 형성된 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체.
제 13항에 있어서,
상기 구속 부재가 접촉하는 영역은 상기 구속 부재의 두께만큼 상면의 높이가 더 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체.
제 14항에 있어서,
상기 박판은 복수의 바닥판이 겹쳐진 상태로 설치되고, 상기 구속 부재가 접촉하는 영역은 상기 박판의 중앙부 영역에 비하여 보다 적은 수의 바닥판이 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체.
제 12항에 있어서,
상기 구속 부재는 상기 박판의 외측의 고정 부재에 고정 볼트로 체결고정되되, 상기 구속 부재의 탄성 복원력이 상기 박판을 가압하는 상태로 상기 구속 부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체.
제 12항에 있어서,
상기 박판의 측면에는 요홈이 형성되고, 상기 구속 부재는 상기 박판의 요홈에 삽입되는 돌출부가 수평 방향으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체.
제 17항에 있어서,
상기 구속 부재는 중앙부가 돌출된 클립과, 쐐기 앵커 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체.
제 18항에 있어서,
상기 박판은 복수의 바닥판이 겹쳐져 설치되고, 상기 요홈은 상기 복수의 바닥판 중에 중간에 배치되는 바닥판의 단면이 더 작아 형성되는 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체.
제 1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 교량은 보도교인 것을 특징으로 하는 교량의 상판 구조체.
교량의 상판 구조체의 시공 방법으로서,
교량의 통행 방향을 따라 연장 형성되되, 상하 방향으로 관통부가 마련되게 바닥 지지보를 설치하는 바닥지지보 설치단계와;
탄성 변형이 가능하여 탄성 지지하는 지지패드를 상기 바닥지지보를 따라 연속하는 선(線) 형태로 배열시키되, 제1강성을 갖는 제1영역과, 상기 제1영역에 비하여 강성이 낮은 제2강성을 갖는 제2영역을 포함하게 형성된 지지패드를 설치하는 지지패드 설치단계와;
상기 관통부의 일부 이상을 덮는 면적의 박판을 상기 지지패드 상에 탄성 지지되게 거치시키되, 상기 지지 패드가 상기 박판의 양측 변을 따라 연속하는 선(線) 형태로 배열되어 상기 박판의 양측 변의 하측에서 각각 탄성 지지하되, 상기 제2영역은 상기 박판의 일 변을 기준으로 양끝단부를 지지하고 상기 제1영역은 상기 박판의 상기 일 변을 기준으로 중앙부를 지지하게 상기 박판을 상기 지지 패드 상에 거치시키는 박판 거치단계를;
포함하여 구성되어, 상기 박판의 처짐 변위가 큰 영역을 상기 제1강성의 제1영역에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 교량 상판 구조체의 시공 방법.
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