KR101885472B1 - 지반침하대응 교량 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지반침하대응 교량에 관한 것으로, 상세하게 본 발명은 건설된 교량이 시간이 경과하면서 교량에 접하는 지반이 침하되면, 침하된 높이만큼 교량의 높이도 조절하여 지반침하로 인해 교량에 전달되는 충격을 방지하는 발명이다.
또한, 본 발명의 지반침하대응 교량은 구성이 단순하여 경제적으로 교량의 지반침하를 대응하는 발명이다.
또한, 본 발명의 지반침하대응 교량은 지진으로 인한 진동이 발생했을 때에도 교량이 안정적으로 견디는 구조가 적용되는 발명이다.

Description

지반침하대응 교량{BRIDGE STRUCTURE FOR GROUND SETTLEMENT}

본 발명은 지반침하대응 교량에 관한 것으로, 상세하게 본 발명은 건설된 교량이 시간이 경과하면서 교량에 접하는 지반이 침하되면, 침하된 높이만큼 교량의 높이도 조절하여 지반침하로 인해 교량에 전달되는 충격을 방지하는 발명이다.

또한, 본 발명의 지반침하대응 교량은 구성이 단순하여 경제적으로 교량의 지반침하를 대응하는 발명이다.

또한, 본 발명의 지반침하대응 교량은 지진으로 인한 진동이 발생했을 때에도 교량이 안정적으로 견디는 구조가 적용되는 발명이다.

우리 주변에 쉽게 접할 수 있는 교량은 용도에 따라 다양한 크기와 형태, 종류가 존재하고 있다. 일반적으로 교량은 사람과 차가 지나가는 구조물이며, 철도용 교량같이 철도 전용으로만 건설된 교량도 있다.

교량은 크게 다리 부에 해당되는 교각과 사람과 차량이 지나가는 부분인 상부구조물의 결합으로 구성된 건축물이지만, 교량이 건설되고 시간이 오래 경과하면 지반침하가 발생된다.

이때, 지반침하가 발생되면 교량과 상기 교량의 상부구조물과 접하는 지반의 변위 차에 의해, 통과하는 차량에 충격을 주게 되고 통과하는 차량도 다시 교량에 충격을 주게 되는 현상이 발생한다.

따라서 교량에서 이런 현상이 지속적으로 반복되면 지속적인 충격에 의해 차량의 수명을 단축되거나 차량이 고속으로 주행하다 전복되는 사고가 발생할 수 있다.

또한, 교량도 충격에 의해 균열이 발생하여 나중에는 교량이 붕괴되는 사고로까지 발달될 수 있다. 특히, 1994년 국내에서 발생한 성수대교 붕괴사고는 아직까지도 교량 붕괴 사고의 대명사로 기억되고 있다.

따라서 교량을 장시간 안전하게 사용하려면 과적 차량 단속, 정기적인 안점검사뿐만 아니라 지반침하를 예방하는 기술도 필요하다.

다음은 지반침하 방지 및 이와 유사한 선행기술문헌들이다.

(선행기술문헌 1) 대한민국 등록특허공보 제10-15790604호

상기 선행기술문헌 1의 발명은 도 1을 참조하면, "교각하부 파일커팅 유압동조 시스템"으로 교각 침하 시에 수직변위를 측정하여 측정된 변위만큼 교각을 복원시키는 발명이다.

하지만, 상기 선행기술문헌 1의 유압동조 시스템은 레이저 센서, 높이센서, 파워팩, 모니터링부와 같은 구성들이 많이 필요하고 이로 인한 설치비용이 증가하는 단점이 있다.

(선행기술문헌 2) 대한민국 등록특허공보 제10-1605011호

상기 선행기술문헌 2의 발명은 도 2를 참조하면 “교량 하부구조물 보수보강공법”으로 인상장치에 의해 안정하게 인상한 상태에서 교량 하부구조물의 높이를 증대시킬 수 있는 보수보강공법에 관한 발명이다.

하지만, 상기 선행기술문헌 2의 보수보강공법은 교량의 높이를 인상시키는 기술이기 때문에, 변위구속장치, 중앙부 변위구속장치, 강재 거더, 측부 변위구속장치, 강재단주 등의 구성이 많이 소요되어 경제성이 나쁘고, 하부구조물과 상부구조물이 단순하게 절단된 평면을 상기 변위구속장치를 포함한 구성들이 지지해주는 구조이기 때문에, 지진과 같은 진동이 크게 발생할 경우 교량이 붕괴할 우려가 있다.

(선행기술문헌 3) 중국 실용신형전리설명서 제 CN 2591087Y호

상기 선행기술문헌 3의 발명은 도 3을 참조하면 “일종조고지좌”로, 육지와 바다 사이에 설치되는 연륙교의 높이를 조절하는 디스크 받침과 유사한 발명이다.

하지만, 상기 선행기술문헌 3의 발명도 지진과 같이 진동이 크게 발생할 경우 교량의 상부구조물과 교각의 평면적인 구조로 인해, 지진과 같은 진동이 크게 발생할 경우 교량이 붕괴할 우려가 있다.

(선행기술문헌 4) 일본 특허공보 특허 제4475536호

상기 선행기술문헌 4는 도 4를 참조하면 “구조물의 부등침하수정가능지지구조 및 부등침하수정공법”으로, 건축물, 교량과 같은 각종 구조물을 지지하기 위한 지지부의 구조이며, 부등침하 수정이 가능한 발명이다.

하지만, 상기 선행기술문헌 4의 지지부의 구조도 상부구조물과 하부구조물 사이에 평면적으로 부등침하수정가능지지구조가 설치되기 구조가 적용되었기 때문에, 지진과 같은 진동이 크게 발생할 경우 교량이 붕괴할 우려가 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 건설된 교량이 시간이 경과하면서 교량에 접하는 지반이 침하되면, 침하된 높이만큼 교량의 높이도 조절하여 지반침하로 인해 교량에 전달되는 충격을 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 지반침하대응 교량은 구성이 단순하여 경제적으로 교량의 지반침하를 대응하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 지반침하대응 교량은 지진으로 인한 진동이 발생했을 때에도 교량이 안정적으로 견디는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래와 같은 구성을 갖는다.

지반 침하를 방지하기 위한 교량에 있어서, 복수의 교각(200)에 의해 지지 되고, 일측과 타측이 지면 또는 도로에 접해서 차량과 사람이 통행하는 공간을 제공하는 상부구조물부(100)와; 하부는 지면과 접하는 복수의 하부교각(210)과, 상부는 상기 상부구조물(100)을 지지하는 상부교각(220)과, 상기 하부교각(210)과 상부교각(220) 사이에 지반침하대응부(300)가 위치하는 공간인 조절공간(230)을 포함하는 복수의 교각부(200)와; 상기 교각부(200)의 조절공간(230)에 위치하고 상부교각(220)을 일정 높이로 상승시켜 상기 하부교각(210)과 상부교각(220) 사이에 이격공간(240)을 발생시키고, 상기 이격공간(240)을 일정 높이로 유지하는 지반침하대응부(300);를 포함하고, 상기 지반침하대응부(300)는 상부교각(220)을 일정 높이로 상승시키는 복수의 승강수단(310)과; 일정한 크기와 두께로 형성되는 복수의 지지수단(320);을 포함하고, 상기 복수의 승강수단(310)이 상부교각(220)을 일정 높이로 상승시키는 것에 의해 교각부(200)에서 이격공간(240)을 발생시키면, 상기 이격공간(240)에 복수의 지지수단(320)을 중첩되게 다단으로 배치하고, 배치된 상기 복수의 지지수단(320)의 상부에 상부교각(220)이 안착되게 승강수단(310)이 상기 상부교각(220)을 하강시켜 이격공간(240)을 일정 높이로 유지되게 하고, 시간이 경과하여 교량에서 발생하는 지반침하의 변위차에 대응하기 위해, 상기 승강수단(310)을 통해 상부교각(220)을 일정 높이로 상승되게 하여 이격공간(240)에 배치된 복수의 지지수단(320)을 1단씩 제거하는 것에 의해 교량과 지반 사이의 변위 차를 조절한다.

상기 교각부(200)의 조절공간(230)과 이격공간(240)에 교량이 설치된 지반의 토사가 유입되는 것을 방지하기 위한 토사차단부(400);를 더 포함한다.

상기 교각부(200)는 진동에 의한 흔들림을 방지하고 안정적으로 하부교각(210)의 상부에 상부교각(220)의 하부가 결합되기 위해, 상기 상부교각(220)의 하부에 결합벽(222);이 더 형성된다.

상기 교각부(200)는 진동에 의한 흔들림을 방지하고 안정적으로 하부교각(210)의 상부에 상부교각(220)의 하부가 결합되기 위해, 상기 하부교각(210)의 상부에 일정 깊이로 형성되는 복수의 삽입운동구(212)와; 일측은 상기 상부교각(220)의 하부에 결합되고, 타측은 상기 삽입운동구(212)에 삽입되는 복수의 다웰바(223)와; 상기 하부교각(210)의 상부와 상부교각(220)의 하부 사이에 형성되는 이격공간(240)에 배치되는 복수의 요형(凹型) 지지수단(330);을 더 포함하고, 상기 하부교각(210)의 상부에 형성된 복수의 삽입운동구(212)에 삽입된 상부교각(220)의 복수의 다웰바(223)를 통해, 상기 상부교각(220)이 안정적으로 상하로 운동이 된다.

지반 침하를 방지하기 위한 교량을 시공하는 방법에 있어서, 교량이 설치되기 전에 지면의 기초 공사를 진행하는 교량 기초 공사 단계(S100)와; 복수의 하부교각(210)을 상기 기초 공사가 완료된 지면에 설치하는 하부교각 설치 단계(S200)와; 상기 복수의 하부교각(210)의 이격공간(240)에 복수의 지지수단(320)을 중첩되게 다단으로 배치하는 지지수단 배치 단계(S300)와; 상기 복수의 지지수단(320)이 배치된 복수의 하부교각(210)에 상부교각(220)을 안착시키는 상부교각 안착 단계(S400)와; 상기 상부교각(220)에 상부구조물부(100)를 설치하는 상부구조물부 설치 단계(S500)와; 교량 공사에 관련된 기타 공사를 수행하여 교량 시공을 완료하는 기타 교량 공사 단계(S600);를 포함한다.

본 발명의 지반침하대응 교량은 건설된 교량이 시간이 경과하면서 교량에 접하는 지반이 침하되면, 침하된 높이만큼 교량의 높이도 조절하여 지반침하로 인해 교량에 전달되는 충격을 방지하여 교량의 수명도 연장시키고, 통과하는 차량에 전달되는 충격도 방지하여 차량의 수명을 연장하고 차량 사고도 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 지반침하대응 교량은 구성이 단순하여 경제적으로 교량의 지반침하를 대응하므로 신규로 건설되는 교량에 용이하게 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 지반침하대응 교량은 지진으로 인한 진동이 발생했을 때에도 교량이 안정적으로 견디는 구조가 적용되기 때문에, 지진 발생에 대한 대비도 함께 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 선행기술문헌 1의 대표도
도 2는 선행기술문헌 2의 대표도
도 3은 선행기술문헌 3의 대표도
도 4는 선행기술문헌 4의 대표도
도 5는 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 실시예 1의 사시도
도 6은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 실시예 1의 조립 사시도
도 7은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 실시예 1의 조립 측면도
도 8은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량에 토사차단부가 설치되는 조립도 1
도 9는 본 발명에 따른 지반침하대응 교량에 토사차단부가 설치되는 조립도 2
도 10은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 지반침하가 발생하여 차량에 충격을 주는 예시도
도 11은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 지반침하 발생 시에 변위차를 조절하는 순서도
도 12는 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 지반침하 발생 시에 변위차를 조절하는 상태도 1
도 13은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 지반침하 발생 시에 변위차를 조절하는 상태도 2
도 14는 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 실시예 2의 사시도
도 15는 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 실시예 2의 조립도
도 16은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 실시예 3의 사시도
도 17은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 실시예 3의 조립도
도 18은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 시공방법 순서도
<부호의 설명>
10: 지반침하대응교량 실시예 1
20: 지반침하대응교량 실시예 2
30: 지반침하대응교량 실시예 3
100: 상부구조물부
110: 상부판
120: 난간
200: 교각부
210: 하부교각, 211: 교각발판, 212: 삽입운동구
220: 상부교각, 221: 지지리브, 222: 결합벽, 223: 다웰바
230: 조절공간
240: 이격공간
300: 지반침하대응부
310: 승강수단
320: 지지수단
330: 요형(凹型) 지지수단
400: 토사차단부
410: 토사차단벽, 411: 상단고정구, 412: 하단고정구
420: 고정부재

상기와 같은 본 발명의 실시예를 첨부된 도 2 내지 도 18을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 지반침하대응 교량은 건설된 교량이 시간이 경과하면서 교량에 접하는 지반이 침하되면, 침하된 높이만큼 교량의 높이도 조절하여 지반침하로 인해 교량에 전달되는 충격을 방지하여 교량의 수명도 연장시키고, 통과하는 차량에 전달되는 충격도 방지하여 차량의 수명을 연장하고 차량 사고도 방지할 수 있는 발명이다.

따라서 본 발명의 지반침하대응 교량은 여러 가지 형태의 실시예로 구성될 수 있어, 다음과 같이 실시예 1 내지 실시예 3으로 구분하고 시공방법에 대해서도 설명한다.

<실시예 1>

도 5는 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 실시예 1의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 실시예 1의 조립 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 실시예 1의 조립 측면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량에 토사차단부가 설치되는 조립도 1이고, 도 9는 본 발명에 따른 지반침하대응 교량에 토사차단부가 설치되는 조립도 2이며, 도면을 참조하면, 본 발명의 지반침하대응 교량의 실시예 1(10)은 도 5와 같은 형태로 형성되며, 크게 상부구조물부(100), 교각부(200), 지반침하대응부(300), 토사차단부(400)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 상부구조물부(100)는 상부판(110)과 난간(120)을 포함하여 구성되며, 상기 상부판(110)의 하부는 복수의 교각(200)에 의해 지지 되고, 상부판(110)의 일측과 타측이 지면 또는 도로에 접해서 차량과 사람이 통행하는 공간을 제공한다.

이때, 상기 상부판(110)은 일반적인 교량 시공에 적용되는 공법을 적용하고, 바람직하게는 통과하는 차량의 동하중, 충격하중, 자연환경에도 충분히 견딜 수 있게 내구성이 우수한 구조인 철근콘크리트 구조(RC: Reinforced Concrete Structure), 프리캐스트 콘크리트 구조(PC: Precast Concrete Structure), 철골철근콘크리트 구조(SRC: Steel Framed Reinforced Concrete Structure), 철골 구조 등으로 시공된다.

또한, 상기 난간(120)은 교량에 사용되는 난간으로서 차량과 인명이 교량 외부로 추락하지 않게 방지하는 구성이며, 일반적인 교량에 사용되는 난간을 적용한다.

도 6과 도 7을 참조하면, 상기 교각부(200)는 하부가 지면에 접하고 상부는 상부구조물부(100)를 지지하는 구성으로 일반적인 교량의 다리에 해당되는 구성이며, 하부교각(210), 상부교각(220), 조절공간(230), 이격공간(240)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 하부교각(210)은 복수로 구성되고 하측은 교각발판(211)이 형성되어 지면과 접하면서 교량 전체의 하중을 지면으로 분산시키고, 상부는 상부교각(220)을 지지하면서 교량 전체의 하중을 지지한다.

또한, 상기 상부교각(220)은 상측에 지지리브(221)가 형성되어 상부구조물부(100)의 상부판(110)을 안정적으로 지지되게 하고, 하측은 복수의 조절공간(230)이 형성된다.

이때, 상기 상부교각(220)의 하부가 하부교각(210)의 상부에 안착되기 위해, 상기 상부교각(220)의 하부와 하부교각(210)의 상부 사이의 이격공간(240)에 지반침하대응부(300)의 지지수단(320)을 복수개로 중첩되게 다단으로 배치한 후 하부교각(210)의 상부에 상부교각(220)의 하부를 안착시킨다.

한편, 상기 지반침하대응부(300)는 교량에서 발생되는 지반침하를 방지하기 위한 구성으로, 복수의 승강수단(310)과 복수의 지지수단(320)으로 구성된다.

또한, 상기 복수의 승강수단(310)은 상부교각(220)의 하측에 복수로 형성되는 조절공간(230)에 위치하고, 상기 상부교각(220)의 하부와 하부교각(210)의 상부 사이에 형성된 이격공간(240)에 다단으로 중첩 배치된 복수의 지지수단(320)을 조절하기 위해, 상부교각(220)을 일정 높이로 상승시켜 이격공간(240)을 발생시키는 구성이다.

여기서, 상기 승강수단(310)은 여러 종류의 승강수단을 적용할 수는 있으며, 본 발명에서는 크기에 비해 크고 안정적인 출력을 내는 유압잭(hydraulic jack)을 적용한다.

이때, 상기 승강수단(310)은 항상 조절공간(230)에 위치하는 것이 아니고, 교량의 지반침하로 인해 변위차를 조절해야 할 때만 위치한다.

또한, 상기 복수의 지지수단(320)은 승강수단(310)이 발생시킨 이격공간(240)에 다단으로 중첩되게 배치되어 상부교각(220)의 높이를 유지하는 구성이다.

이때, 상기 지지수단(320)의 크기는 이격공간(240)을 벗어나지 않는 크기로 적용되고, 두께는 최소한 1mm이상 되게 적용한다.

일반적으로 교량의 도로 설계 시에 성토부의 다짐율이 95% 이상이면, 상부 포장을 실시하도록 절차서에 규정하며 나머지 5%의 잔류 침하는 도로를 포장한 후 50~100년 동안에 발생되게 된다. 현재까지는 잔류침하의 발생을 알면서도, 교량과 성토부에 접속슬래브만을 설치하는 것으로 규정했다.

특히, 성토부의 지반이 연약할수록 교량의 하중에 의한 잔류침하가 더 빨리 더 크게 발생하게 된다.

따라서 상기 지지수단(320)의 재질은 교량의 하중을 충분히 지지하면서도 파괴되거나 균열되지 않을 정도의 기계적 성질 및 인성이 있는 금속재질을 적용해야 하고, 외부에는 녹이 발생되는 것을 방지하기 위해 도금 처리 또는 합성수지나 고무를 도포하거나, 스테인리스 계열의 금속을 적용할 수 있다.

도 8과 도 9를 참조하면, 본 발명의 지반침하대응 교량이 설치되면 교량이 설치된 지반에서 토사가 교량의 조절공간(230)과 이격공간(240)에 유입되는 경우가 발생할 수가 있다.

따라서 토사가 유입되는 것을 차단하기 위해 토사차단부(400)를 설치하며, 상기 토사차단부(400)는 토사차단벽(410), 상단고정구(411), 하단고정구(412), 고정부재(420)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 토사차단벽(410)은 실질적으로 토사의 유입을 차단하는 벽체로서 기능하며, 지지수단(320)과 같이 기계적 성질 및 인성이 있는 금속재질을 적용해야 하고, 외부에는 녹이 발생되는 것을 방지하기 위해 도금 처리 또는 합성수지나 고무를 도포하거나, 스테인리스 계열의 금속을 적용할 수 있다.

또한, 상기 토사차단벽(410)의 상측에는 복수의 상단고정구(411)가 형성되어 상부교각(220)의 하측에 고정부재(420)에 의해 결합고정되고, 상기 토사차단벽(410)의 하측에는 복수의 하단고정구(412)가 형성되어 하부교각(210)의 상측에 결합 고정된다.

도 8과 도 9를 참조하면, 상기 토사차단부(400)를 설치하는 순서는 먼저 하부교각(210)의 상측에 토사차단벽(410)의 하측에 형성된 복수의 하단고정구(412)에 고정부재(420)를 이용하여 고정하고 난 후에 상부교각(220)의 하측에 형성된 복수의 상단고정구(411)에 고정부재(420)를 이용하여 고정결합 하는 것에 의해 토사차단부(400)를 설치를 완료한다.

이때, 상기 상단고정구(411)는 장공으로 형성되며, 상부교각(220)이 승강수단(310)에 의해 상측으로 상승되면 상단고정구(411)가 장공으로 형성되어야 상기 상부교각(220)이 상하로 운동할 수 있는 구조로서 이격공간(240)이 발생되기 때문이다.

또한, 상기 고정부재(420)는 충분한 하중을 견딜 수 있고 녹을 방지할 수 있게 도금처리 된 고장력 볼트나 앵커 볼트(anchor bolt)와 같은 고정부재를 적용한다.

한편, 상기 이격공간(240)이 발생되면 복수의 지지수단(320)을 배치하여 상부교각(220)과 하부교각(210) 사이의 이격공간(240)을 유지시킨다.

도 10은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 지반침하가 발생하여 차량에 충격을 주는 예시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 지반침하 발생 시에 변위차를 조절하는 순서도이고, 도 12는 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 지반침하 발생 시에 변위차를 조절하는 상태도 1이고, 도 13은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 지반침하 발생 시에 변위차를 조절하는 상태도 2이다.

도 10을 참조하면, 교량이 시공된 후에 시간이 경과되면 교량과 지반 사이에 침하가 발생하는데, 바로 상기 상부판(110)과 지반 사이에서 침하가 발생되는 것이다.

따라서 지반침하가 발생되면 교량과 지반 사이의 변위 차에 의해 통과하는 차량에 충격을 주게 되고 통과하는 차량도 다시 교량에 충격을 주게 되는 현상이 반복된다. 이런 현상의 지속적인 반복은 결국 교량과 통행하는 차량을 상하게 하고, 심한 경우에는 교량이 붕괴할 수도 있고 차량도 전복되거나 파손될 수 있다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 지반침하대응 교량의 지반침하 발생 시에 변위차를 조절하는 순서도는 교량의 변위차 발생 단계(S10), 상부교각 상승 단계(S20), 지지수단 제거 단계(S30), 상부교각 안착 단계(S40), 교량의 변위차 조절 완료 단계(S50)로 구성된다.

여기서, 상기 교량의 변위차 발생 단계(S10)는 도 10과 같이 교량과 지반 사이에 변위차가 발생하는 단계이다. 교량이 건설된 후 바로 지반침하가 발생되지는 않으나 시간이 경과되면서 지속적으로 지반침하가 발생되면, 결국 교량과 지반 사이에 변위차가 발생하여 통행하는 차량과 교량에 충격을 주게 되는 것이다.

따라서 상기 교량의 변위차 발생 단계(S10)는 교량의 지반침하로 인한 변위차를 조절하기 위한 준비 단계로서, 안전을 위해 교량을 통행하는 차량과 사람을 통제하고 상부교각(220)의 조절공간(230)마다 복수의 승강수단(310)을 배치하는 단계이다.

상기 상부교각 상승 단계(S20)는 배치된 복수의 승강수단(310)을 사용하여 상부교각(220)을 일정높이 이상으로 상승시키는 단계이다.

상기 지지수단 제거 단계(S30)는 상부교각(220)을 일정 높이로 상승시켜 발생시킨 이격공간(240)을 통해, 하부교각(210)의 상부에 단으로 중첩 배치된 복수의 지지수단(320)을 1단씩 제거하는 단계이다.

이때, 제거되는 상기 지지수단(320)의 단수는 교량과 지반 사이에 발생된 변위 차에 따라 대응하여 제거한다.

상기 상부교각 안착 단계(S40)는 변위 차에 따라 제거되어 높이가 낮아진 복수의 지지수단(320)의 상부에 상부교각(220)을 안착시키는 단계로서, 상기 복수의 승강수단(310)을 사용하여 상부교각(220)을 서서히 하강시켜 안착한다.

이때, 상기 상부교각(220)을 안정적으로 안착시키기 위해, 승강수단(310) 이외에도 크레인 차량을 이용하여 상부교각(220) 또는 상부판(110)을 지지해줄 수도 있다.

상기 교량의 변위차 조절 완료 단계(S50)는 일종의 확인 및 검사 단계로서, 교량과 지반 사이의 변위차를 확인하여 지지수단(320)의 제거에 의한 상부교각(220)의 높이 조절이 정확한 지를 확인하는 단계이다.

만약 상기 상부교각(220)의 높이 조절이 정확하지 않다면, 다시 상부교각 상승 단계(S20)로 가서 지지수단(320)의 제거 또는 중첩시킨다.

또한, 상기 상부교각(220)의 높이 조절이 정확하다면, 조절공간(230) 마다 배치된 복수의 승강수단(310)을 이동시킨다.

<실시예 2>

도 14는 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 실시예 2의 사시도이고, 도 15는 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 실시예 2의 조립도이며, 도면을 참조하면, 본 발명의 지반침하대응 교량의 실시예 2는 지진으로 인한 진동이 발생했을 때에도 교량이 안정적으로 견디는 구조가 적용되는 발명이다.

여기서, 본 발명의 지반침하대응 교량의 실시예 2(20)는 실시예 1과 대부분의 구성은 동일하나, 상기 상부교각(220)의 하부에 결합벽(222)이 더 형성되는 특징이 있다.

이를 통해, 상기 결합벽(222)은 하부교각(210)의 상부에 상부교각(220)의 하부가 결합되면, 결합벽(222)이 하부교각(210)의 상부의 일부를 삽입하여 결합되게 하여, 지진과 같은 진동에 의한 흔들림을 방지하고 안정적으로 하부교각(210)이 상부교각(220)을 지지되게 하는 구성이다.

이때, 상기 결합벽(222)의 형상은 도면에 표현된 형상 이외에도 다양하게 실시될 수 있다.

또한, 본 발명의 지반침하대응 교량의 실시예 2(20)도 본 발명의 지반침하대응 교량의 지반침하 발생 시에 변위차를 조절하는 순서는 실시예 1과 동일하게 진행된다.

<실시예 3>

도 16은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 실시예 3의 사시도이고, 도 17은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 실시예 3의 조립도이며, 본 발명의 지반침하대응 교량의 실시예 3도 지진으로 인한 진동이 발생했을 때에도 교량이 안정적으로 견디는 구조가 적용되는 발명이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 지반침하대응 교량의 실시예 3(30)도 실시예 1과 대부분의 구성은 동일하나, 상기 상부교각(220)의 하부에 복수의 다웰바(223)가 더 형성되고 하부교각(210)의 상부에 복수의 삽입운동구(212)가 더 형성되며, 지지수단(320)이 아닌 요형(凹型) 지지수단(330)이 사용되는 특징이 있다.

여기서, 상기 다웰바(223)는 건설 현장에서 고정 장치로 사용되는 동일한 제품을 적용하며, 교량의 하중을 견디며 기계적 성질 및 인성이 있는 금속재질을 적용해야 하고, 외부에는 녹이 발생되는 것을 방지하기 위해 도금 처리 또는 합성수지나 고무를 도포하거나, 스테인리스 계열의 금속을 적용할 수 있다.

또한, 상기 다웰바(223)의 굵기는 다양하게 적용할 수 있는데, 본 발명에서는 32mm로 적용하고, 상기 삽입운동구(212)는 다웰바(223)의 굵기에 대응하여 더 크게 형성시키며, 내구성을 위해 금속으로 형성된 일정 깊이의 통으로 형성되어 하부교각(210)의 상부에 삽입되어 형성되게 한다.

이때, 상기 삽입운동구(212)는 원활한 다웰바(223)의 상하 움직임을 위해 윤활유나 윤활제를 첨가한다.

한편, 본 발명의 지반침하대응 교량의 실시예 3(30)은 상기 하부교각(210)의 상부와 상부교각(220)의 하부 사이에 형성되는 이격공간(240)에 복수의 다웰바(223)가 삽입운동구(212)에 삽입되어 상하로 운동하는 구조이기 때문에, 실시예 1과 실시예 2와 달리 지지수단(320)을 사용하지 않고 요형 지지수단(330)이 사용된다.

도 17을 참조하면, 상기 요형 지지수단(330)은 요형(凹型)의 홈부가 형성되었기 때문에, 다웰바(223)의 사이에 삽입 배치가 가능하고 분리도 용이하다.

<시공방법>

도 18은 본 발명에 따른 지반침하대응 교량의 시공방법 순서도이며, 도면을 참조하면, 본 발명의 지반침하대응 교량의 시공방법은 교량기초 공사 단계(S100), 하부교각 설치 단계(S200), 지지수단 배치 단계(S300), 상부교각 안착 단계(S400), 상부구조물부 설치 단계(S500), 기타 교량 공사 단계(S600)를 포함하여 구성되며, 실시예 1 내지 실시예 3에도 동일하게 적용한다.

여기서, 상기 교량기초 공사 단계(S100)는 교량이 설치되기 전에 지면의 기초 공사를 진행하는 단계이다. 교량의 크기, 높이, 하중을 고려하여 기초 공사를 진행한다.

상기 하부교각 설치 단계(S200)는 기초 공사가 완료된 지면에 복수의 하부교각(210)을 설치하는 단계이다. 교량의 하중을 실질적으로 하부교각(210)에서 지지하므로, 상기 하부교각(210)을 튼튼하게 설치한다.

상기 지지수단 배치 단계(S300)는 설치된 상기 복수의 하부교각(210)의 이격공간(240)에 복수의 지지수단(320)을 중첩되게 다단으로 배치하는 단계이며, 토사차단부(400)의 설치를 시작하는 단계이다.

여기서, 토사차단부(400)를 설치하기 위해, 먼저 상부교각(210)의 상측에 토사차단벽(410)의 하측에 형성된 복수의 하단고정구(412)에 고정부재(420)를 이용하여 고정한다.

이때, 실시예 3의 경우에는 하부교각(210)의 삽입운동구(212)에 요형 지지수단(330)의 요형(凹型) 홈부가 일치되게 주의해서 배치한다.

상기 상부교각 안착 단계(S400)는 상기 복수의 지지수단(320)이 배치된 복수의 하부교각(210)에 상부교각(220)을 안착시키고, 상부교각(220)의 하측에 형성된 복수의 상단고정구(411)에 고정부재(420)를 이용하여 고정결합하는 것에 의해 토사차단부(400)의 설치를 완료하는 단계이다.

이때, 실시예 3의 경우에는 상부교각(220)의 다웰바(223)가 하부교각(210)의 삽입운동구(212)에 정확하게 삽입되게 주의한다.

상기 상부구조물부 설치 단계(S500)는 상부교각(220)에 상부구조물부(100)를 설치하는 단계로 상부판(110), 난간(120)을 설치한다.

상기 기타 교량 공사 단계(S600)는 교량 공사에 관련된 기타 공사를 수행하여 교량 시공을 완료하는 단계이다.

본 발명의 지반침하대응 교량은 교량에서 발생되는 지반 침하로 인한 차량의 주행성 불량과 교량 구조물에 끼치는 충격하중을 방지할 뿐만 아니라, 기존의 방식에 비해 구성이 단순하여 큰 비용의 소요 없이도 신규로 건설되는 교량에 용이하게 적용이 가능하고, 지진으로 인한 진동에도 교량이 안정적으로 유지되는 구조가 적용되기 때문에 산업상 이용가능성도 높다.

Claims (5)

1. 지반 침하를 방지하기 위한 교량에 있어서,
   복수의 교각(200)에 의해 지지 되고, 일측과 타측이 지면 또는 도로에 접해서 차량과 사람이 통행하는 공간을 제공하는 상부구조물부(100)와;
   하부는 지면과 접하는 복수의 하부교각(210)과, 상부는 상부구조물(100)을 지지하는 상부교각(220)과, 하부교각(210)과 상부교각(220) 사이에 지반침하대응부(300)가 위치하는 공간인 조절공간(230)을 포함하는 복수의 교각부(200)와;
   교각부(200)의 조절공간(230)에 위치하고 상부교각(220)을 일정 높이로 상승시켜 하부교각(210)과 상부교각(220) 사이에 이격공간(240)을 발생시키고, 이격공간(240)을 일정 높이로 유지하는 지반침하대응부(300);를 포함하고,
   지반침하대응부(300)는
   상부교각(220)을 일정 높이로 상승시키는 복수의 승강수단(310)과;
   일정한 크기와 두께로 형성되는 복수의 지지수단(320);을 포함하고,
   복수의 승강수단(310)이 상부교각(220)을 일정 높이로 상승시키는 것에 의해 교각부(200)에서 이격공간(240)을 발생시키면, 이격공간(240)에 복수의 지지수단(320)을 중첩되게 다단으로 배치하고, 배치된 복수의 지지수단(320)의 상부에 상부교각(220)이 안착되게 승강수단(310)이 상부교각(220)을 하강시켜 이격공간(240)을 일정 높이로 유지되게 하고,
   시간이 경과하여 교량에서 발생하는 지반침하의 변위차에 대응하기 위해, 승강수단(310)을 통해 상부교각(220)을 일정 높이로 상승되게 하여 이격공간(240)에 배치된 복수의 지지수단(320)을 1단씩 제거하는 것에 의해 교량과 지반 사이의 변위 차를 조절하고,
   교각부(200)는
   진동에 의한 흔들림을 방지하고 안정적으로 하부교각(210)의 상부에 상부교각(220)의 하부가 결합되기 위해,
   하부교각(210)의 상부에 일정 깊이로 형성되는 복수의 삽입운동구(212)와;
   일측은 상부교각(220)의 하부에 결합되고, 타측은 삽입운동구(212)에 삽입되는 복수의 다웰바(223)와;
   하부교각(210)의 상부와 상부교각(220)의 하부 사이에 형성되는 이격공간(240)에 배치되는 복수의 요형(凹型) 지지수단(330);을 포함하고,
   하부교각(210)의 상부에 형성된 복수의 삽입운동구(212)에 삽입된 상부교각(220)의 복수의 다웰바(223)를 통해, 상부교각(220)이 안정적으로 상하로 운동이 되는 것을 특징으로 하는 지반침하대응 교량.
2. 제 1항에 있어서,
   교각부(200)의 조절공간(230)과 이격공간(240)에 교량이 설치된 지반의 토사가 유입되는 것을 방지하기 위한 토사차단부(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지반침하대응 교량.
3. 제 1항에 있어서,
   교각부(200)는
   진동에 의한 흔들림을 방지하고 안정적으로 하부교각(210)의 상부에 상부교각(220)의 하부가 결합되기 위해, 상부교각(220)의 하부에 결합벽(222);이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 지반침하대응 교량.
4. 삭제
5. 지반 침하를 방지하기 위한 교량을 시공하는 방법에 있어서,
   교량이 설치되기 전에 지면의 기초 공사를 진행하는 교량 기초 공사 단계(S100)와;
   복수의 하부교각(210)을 기초 공사가 완료된 지면에 설치하는 하부교각 설치 단계(S200)와;
   복수의 하부교각(210)의 이격공간(240)에 복수의 지지수단(320)을 중첩되게 다단으로 배치하는 지지수단 배치 단계(S300)와;
   복수의 지지수단(320)이 배치된 복수의 하부교각(210)에 상부교각(220)을 안착시키는 상부교각 안착 단계(S400)와;
   상부교각(220)에 상부구조물부(100)를 설치하는 상부구조물부 설치 단계(S500)와;
   교량 공사에 관련된 기타 공사를 수행하여 교량 시공을 완료하는 기타 교량 공사 단계(S600);를 포함하고,
   지지수단 배치 단계(S300)는 하부교각(210)의 삽입운동구(212)에 요형 지지수단(330)의 요형(凹型) 홈부가 일치되도록 하며,
   상부교각 안착 단계(S400)는 상부교각(220)의 다웰바(223)가 하부교각(210)의 삽입운동구(212)에 삽입되는 것을 포함하고,
   복수의 삽입운동구(212)에 삽입된 상부교각(220)의 복수의 다웰바(223)를 통해, 상부교각(220)이 안정적으로 상하로 운동이 되는 것을 특징으로 하는 지반침하대응 교량의 시공방법.

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