KR102163560B1 - 거더 및 이를 이용한 방음벽이 설치된 교량 - Google Patents

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KR102163560B1
KR102163560B1 KR1020200021530A KR20200021530A KR102163560B1 KR 102163560 B1 KR102163560 B1 KR 102163560B1 KR 1020200021530 A KR1020200021530 A KR 1020200021530A KR 20200021530 A KR20200021530 A KR 20200021530A KR 102163560 B1 KR102163560 B1 KR 102163560B1
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강덕만
한승석
최경호
임윤묵
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동아이엔지(주)
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    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
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    • E01D19/10Railings; Protectors against smoke or gases, e.g. of locomotives; Maintenance travellers; Fastening of pipes or cables to bridges
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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    • E01F8/0005Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic used in a wall type arrangement

Abstract

본 발명은 교량의 양측에 방음벽(200)을 형성하기 위하여 설치되는 거더(100)에 관한 것으로서, 내부에 중공부(111)가 형성되고, 상부의 폭에 비해 하부의 폭이 점진적으로 증대하도록 형성된 사다리꼴 단면의 몸통부(110); 상기 몸통부(110)의 상단에 형성된 상부 플랜지(120); 방음벽(200)의 지주(210)의 하단이 지지되도록, 상호 간격을 두고 상기 몸통부(110)의 내부에 형성된 복수의 격벽부(130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방음벽 설치용 거더(100)를 제시함으로써, 방음벽이 설치되는 거더의 폭이 과도하게 증대되도록 하지 않으면서도, 중량이 작고, 전도에 대한 저항성이 증대되도록 한다.

Description

거더 및 이를 이용한 방음벽이 설치된 교량{GIRDIR AND BRIDGE HAVING SOUNDPROOF WALL USING THE SAME}
본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 거더 및 이를 이용한 방음벽이 설치된 교량에 관한 것이다.
도 1 내지 6은 한국등록특허 제10-1169460호(방음벽 기초부가 내부에 형성된 콘크리트 박스거더 및 이를 이용한 교량구조물 시공방법)에 관한 것이다.
이는 교량구조물(100)의 방음벽 기초부(110)가 내부에 형성되도록 제작된 콘크리트 박스거더(200), 및 상기 콘크리트 박스거더(200)를 지지하는 하부지지구조물(300)로 이루어진다.
먼저, 상기 교량구조물(100)로서 루프식 방음터널(방음벽)이 설치되는 경우를 기준으로 살펴본다.
이에 상기 교량구조물(100)은 도 5와 같이 콘크리트로 제작되는 방음벽 기초부(110)와 상기 방음벽 기초부(110) 상면에 설치되는 방음벽(120)을 포함하게 된다.
상기 방음벽(120)은 방음벽 기초부(110) 상면에 종방향으로 다수가 이격되어 설치된 지주(121) 및 상기 지주(121) 사이에 끼워져 설치되는 방음판(122)으로 형성되는데 이러한 방음벽(120)은 아치 형태로 형성됨을 알 수 있다.
이때 상기 방음벽(120)은 상기 지주(121)와 방음판(122)을 지지하기 위하여 콘크리트로 제작되는 방음벽 기초부(110)가 반드시 필요하게 되는데 종래의 방법에 의하면 상기 콘크리트로 제작되는 방음벽 기초부와 방음벽의 무게가 전부 콘크리트 박스거더에 전달되는 방식으로 콘크리트 박스거더를 설치할 수 밖에 없었다.
이에 상기 콘크리트 박스거더의 상부플랜지는 과도한 하중 작용으로 기초부주위에 사균열이 발생하는 등의 문제가 발생할 수 밖에 없게 된다.
본 종래기술은 상기 구조물의 방음벽 기초부(110)를 상부플랜지(210)의 상면에 설치하는 것이 아니라, 콘크리트 박스거더(200) 내부에 형성되도록 하게 된다.
이에 콘크리트 박스거더(200)를 살펴보면 도 1과 같이 상부플랜지(210), 양 측벽(220), 하부플랜지(230)로 이루어진 단면 형태로서 내부에는 자중을 감소하기 위하여 EPS 블록(240)이 매립되는 박스거더 형태로 제작되도록 됨을 알 수 있다.
이와 같이 박스거더 형태로 제작하는 이유는 루프식 방음터널과 같은 구조물은 풍하중과 같은 수평하중이 발생하기 때문에 구조물의 하부를 고정하고 있는 거더에 좌굴, 뒤틀림 등이 작용하게 된다.
이에 이러한 좌굴등에 의한 영향을 최소화할 수 있도록 거더를 박스거더로 제작하는 것이다.
나아가 상기 구조물의 방음벽 기초부(110)는 콘크리트 박스거더(200) 제작 시 함께 형성되도록 하되 콘크리트 박스거더(200) 내부에 종방향으로 연장되도록 형성시키게 된다.
이러한 구조물의 방음벽 기초부(110)는 도 1과 같이 콘크리트 박스거더(200)의 상부플랜지(210)의 저면과 하부플랜지(230) 상면 사이의 중앙에 수직벽 형태로 형성되어 종방향으로 연속 형성되도록 하거나, 도 2와 같이 기둥구조물의 형태로 종방향으로 서로 이격되어 형성되도록 할 수 있다.
이때 상기 구조물의 방음벽 기초부(110) 상단은 콘크리트 박스거더(200)의 상면(상부플랜지 상면)으로부터 상방으로 더 돌출되도록 형성시킬 수 있는데 이는 방음벽(120)을 설치하기 위한 지지부위를 확보하기 위함이다.
나아가 상기 돌출된 부위와 콘크리트 박스거더(200) 내부에 형성된 기초부(110)는 보강을 위하여 앵커볼트 또는 수직철근과 같은 수직보강재(250)를 더 설치하는 것이 바람직하다.
이로서, 교량구조물(100)의 무게(자중)은 콘크리트 박스거더(200)의 상부플랜지(210)와 콘크리트 박스거더(200)의 내부에 형성된 방음벽 기초부(110)로 전달됨으로서, 상부플랜지가 분담하는 하중이 적어져 균열등이 발생할 여지가 적게 되고, 방음벽 기초부(110)는 일종의 기둥구조물으로 하중을 지지하면서 최종 하부지지구조물(300)로 하중이 안정적으로 전달되도록 하는 기능을 가지게 됨을 알 수 있다.
또한, 상기 콘크리트 박스거더(200)는 도 3과 같이 양 측방으로 돌출되어 확장된 확장상부플랜지(210a), 수직벽 형태의 양 측벽(220)과 수평판 형태의 하부플랜지(230), 상기 확장상부플랜지(210a) 저면과 하부플랜지(230)의 상면 사이에 형성된 구조물의 방음벽 기초부(110) 및 상기 방음벽 기초부(110) 양 측방에 양 측벽 사이에 형성된 EPS 블럭(240)을 포함하여 형성될 수 있으며, 도 4와 같이 콘크리트 박스거더(200)는 양 측방으로 돌출되어 확장된 확장상부플랜지(210a), 하방으로 갈수록 벌어지는 형태의 경사진 양 측벽(220a)과 수평판 형태의 하부플랜지(230), 상기 확장상부플랜지(210a) 저면과 하부플랜지(230)의 상면 사이에 형성된 구조물의 방음벽 기초부(110) 및 상기 기초부 양 측방에 양 측벽 사이에 형성된 EPS 블럭(240)을 포함하여 형성될 수 있음을 알 수 있다.
나아가 하부지지구조물(300)은 교량구조물(100), 콘크리트 박스거더(200)를 지지하는 구조물로서 지반(G)에 종방향으로 이격 설치된 교각(310)으로 이루어 진다.
이에 구조물 지지용 교량구조물은 도 5와 같이 종래 차량이 통행하는 기존교량(A) 양 측방에 루프형 방음터널과 같은 교량구조물(100)을 설치하기 위하여 이용됨을 알 수 있다.
즉, 상기 기존교량(A) 양 측방에 본 발명의 하부지지구조물(300)을 먼저 종방향으로 다수 이격 설치되어 있음을 알 수 있다.
이러한 상기 하부지지구조물(300) 사이사이에 교량구조물의 방음벽 기초부(110)가 미리 형성된 콘크리트 박스거더(200)가 미도시된 교량받침 등을 이용하여 설치됨을 알 수 있으며, 상기 콘크리트 박스거더(200) 상면에는 루프형 방음터널방식의 방음벽(120)이 설치되고 있음을 알 수 있다.
이러한 방음벽(120)은 상기 교량구조물의 방음벽 기초부(110) 상면에 지주(121)와 상기 지주(121) 사이에 설치된 방음판(122)으로 구성됨을 알 수 있다.
또한 콘크리트 박스거더(200)는 휨 부재로서 하부지지구조물(300) 사이의 경간이 커짐에 따라 장경간으로 제작되어야 하는데 바람직하게는 전체 연장길이에 걸쳐 미도시된 긴장재를 이용하여 프리스트레스가 도입되도록 함으로서 장경간의 콘크리트 박스거더(200)로 제작할 수 있다.
이에 콘크리트 박스거더(200)는 철근콘크리트 박스거더 또는 긴장재에 의하여 프리스트레스가 도입된 프리스트레스 콘크리트 박스거더로 제작될 수 있다.
도 7 내지 11은 한국공개특허 제10-2016-0033561호(기설 교량에 방음벽을 설치하기 위한 교량 하부구조)에 관한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 기설 교량에 방음벽을 설치하기 위한 교량 하부구조를 도시한 측면도, 도 8은 도 7의 "A" 부분을 확대 도시한 측면도, 도 9는 도 7의 "B" 부분을 확대 도시한 측면도, 도 10은 도 7의 "A" 부분을 확대 도시한 강결접합 단면도 1, 도 11은 도 7의 "B" 부분을 확대 도시한 강결접합 단면도 1, 도 12는 도 7의 "A"부분을 확대 도시한 강결접합 단면도 2, 도 13은 도 7의 "B" 부분을 확대 도시한 강결접합 단면도 2, 도 14는 도 7의 "A" 부분을 확대 도시한 분리시공 단면도, 도 15는 도 7의 "B" 부분을 확대 도시한 분리시공 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 기설 교량에 방음벽을 설치하기 위한 교량 하부구조는 기존 교량에 방음벽을 설치하기 위한 교량 하부구조에 있어서, 상기 교량(B)의 교대(10), 교각(12)의 상부에는 U형 오목부(14)가 형성되고, 상기 U형 오목부(14) 상부에 교좌장치(16)가 설치되고, 상기 교좌장치(16) 상에 거더(18)가 삽입, 설치되며, 상기 U형 오목부(14) 상부 양측면에 탄성고무패드(20)가 설치되며, 상기 거더(18) 상면에 슬래브 및 방음벽기초(22)가 설치된다.
여기서, 지점부에서는 슬래브(24)가 포함된 방음벽기초(22)가 U형 오목부(14)의 상부를 덮는 형태로 설치된다.
또한, 상기 교량(B)의 신구 교대(10)는 교대기초(11)와 교대(10) 측면이 각각 상호 강결 접합되고, 신구 교각(12)은 교각기초(13)와 교각두부(13a)가 각각 상호 강결 접합된다.
한편, 상기 U형 오목부(14) 상부에 삽입 설치되는 거더(18)는 적어도 1주형 이상으로 구성되는 PSC거더, 강합성 거더, 강거더 중의 어느 하나로 구성된다.
즉, 기설 교량에 방음벽을 설치하기 위한 교량 하부구조는 기존의 교량에서 교량 옆에 방음벽을 별도로 설치하는 경우에, 교대(10), 교각(12) 상부를 U형 오목부(14)로 구성하고, 상기 U형 오목부(14)에 거더(18)를 삽입 설치하고, 상기 거더(18) 상부에 슬래브(24)가 포함된 방음벽기초(22)를 형성하는 것이다.
이와 같은 경우 각 교대(10), 교각(12)에서 거더(18) 하부에 교좌장치(16)를 설치하며, 상기 교대(10), 교각(12)의 U형 오목부(14) 상부 양측에는 탄성고무패드(20)를 설치하여 슬래브(24)가 포함된 방음벽기초(22)의 하면이 교대(10), 교각(12) 상부 양쪽에서 지지되도록 구성한다.
또한, 교량(B)의 형고가 높을 경우에는 신설되는 방음벽기초(22)의 교량 하부구조에 있어서 신설되는 교대(10), 교각(12)의 교대기초(11) 및 교각기초(13)와 교대(10)의 측면과 교각(12)의 상부가 각각 기존의 교량(B)의 교대(10), 교각(12)의 교대기초(11) 및 교각기초(12)와 교대(10) 측면과 교각(12)의 상부에 각각 강결 접합되는 구조로 하면 교대(10), 교각(12) 상호 간에 강성과 안정성을 증대시킬 수 있다.
여기서, 상기 신구 교량(B)의 교대(10), 교각(12)의 교대기초(11) 및 교각기초(13)와 교대(10) 측면과 교각(12)의 상부의 강결접합은 교량(B)의 형고가 많이 높지 않을 경우에는 강결접합을 생략하여 시공할 수 있으므로, 시공성을 증대시킬 수 있다.
또한, 신구 교량(B)의 슬래브(24)는 강결 접합하거나 종방향 신축이음장치(34)로 연결하거나, 분리하는 구조로도 적용할 수 있다.
그리고 신설 방음벽지주(26)가 교량(B)에 설치되는 거더(18)는 1주열 또는 2주열 이상으로도 구성이 가능하며, 사용되는 거더(18)는 가능한 한 기존 교량(B)의 거더(18)와 동일한 종류의 거더를 사용한다.
교대(10), 교각(12)이 높을 경우에는 교대(10, 교각(12)에서 상하부가 기존 교량에 강결 접합하는 구조로 하면은 풍하중에 대한 신설 교량(B)의 교대(10) 및 교각(12)의 좌굴 등을 감쇄할 수 있으며, 교대(10), 교각(12) 상부에 U형 오목부(14)가 형성되므로 상기 U형 오목부(14)에 거더(18)가 삽입 설치되고, 상기 거더(18) 상면에 슬래브(24)가 포함된 방음벽기초(22)가 구성되어, 전체적으로 U형 오목부(14) 상부에 T형으로 설치되는 구조로, 거더(18) 하부와 거더(18)의 상부 슬래브(24)가 포함된 방음벽기초(22)의 양측면에서 즉, 3지점 이상에서 교량상부구조가 지지되는 구조로 되어 매우 안정적이다.
또한, 신설되는 교대(10), 교각(12)의 상부구조를 L형 구조로 하여 신구 거더(18) 간을 가로보(36)에 의해 강결하고, 슬래브(24)와 교대(10), 교각기초(13)와 교대(10)의 벽체, 교각(12)의 교각두부(13a)를 신구 교량 간에 상호 간 강결 접합하면 방음벽의 중하중과 자중에 매우 안정적으로 대응할 수도 있다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 기설 교량에 방음벽을 설치하기 위한 교량 하부구조는 방음벽에 재하되는 풍하중에 의한 거더(18)의 전도를 예방하고 부반력을 제어하는 역할을 하므로 안전한 방음벽 설치구조라 할 수 있다.
특히, 교대(10), 교각(12)이 높을 경우에는 신구 교량(B)의 교대기초(11) 및 교각기초(13)와 교대(10), 교각(12)의 상부를 각각 상호 간 강결하여 접합하므로 방음벽지주(26)에 재하되는 풍하중에 의한 신설 교량(B)의 좌굴 등을 예방할 수 있는 구조이다.
그런데, 이러한 종래기술에 의한 방음벽이 설치된 교량은 다음과 같은 문제가 있었다.
첫째, 중력방향의 하중이 주하중을 이루는 일반 구조와 달리, 방음벽은 측방향의 하중(풍하중)이 주하중을 이루므로, 방음벽이 설치되는 거더는 중량이 작으면서도 전도에 대한 저항성이 강한 구조이어야 하는데, 종래기술은 이러한 관점에 대한 고려가 없다.
둘째, 한국등록특허 제10-1169460호의 경우와 같이, 방음벽이 설치되는 거더가 폭이 넓은 장방형 단면구조(납작한 사각형 구조)를 취하면 전도에 대한 저항성은 커지지만, 이 경우 교량 상판의 외측으로 돌출되는 단면이 지나치게 커지므로, 그 거더를 지지해야 하는 교대, 교각, 코핑의 상면의 면적도 커지게 되어, 구조의 효율성이 저하된다.
위 종래기술의 도면부호는 당해 종래기술의 설명에 대하여만 한정되는 것으로 한다.
한국등록특허 제10-1169460호 한국공개특허 제10-2016-0033561호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 방음벽이 설치되는 거더의 폭이 과도하게 증대되도록 하지 않으면서도, 중량이 작고, 전도에 대한 저항성이 큰 거더 및 이를 이용한 방음벽이 설치된 교량을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 교량의 양측에 방음벽(200)을 형성하기 위하여 설치되는 거더(100)에 있어서, 내부에 중공부(111)가 형성된 몸통부(110); 상기 몸통부(110)의 상단에 형성된 상부 플랜지(120); 방음벽(200)의 지주(210)의 하단이 지지되도록, 상호 간격을 두고 상기 몸통부(110)의 내부에 형성된 복수의 격벽부(130);를 포함하고, 상기 몸통부(110)는, 상부의 폭에 비해 하부의 폭이 점진적으로 증대하도록 형성된 하부확대 몸통부(110a);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방음벽 설치용 거더(100)를 제시한다.
동일한 높이의 I형 거더에 비해, 중립축의 높이가 낮은 위치에 형성된 것이 바람직하다.
상기 격벽부(130)는 전후방향의 두께에 비해 좌우방향의 폭이 더 크게 형성된 것이 바람직하다.
상기 격벽부(130)는 상기 몸통부(110)의 내부의 중공부(111)를 공간적으로 분리하도록 형성된 것이 바람직하다.
상기 격벽부(130)에는 방음벽(200)의 지주(210)의 하단에 결합하는 좌측 앵커(220) 및 우측 앵커(230)가 상호 간격을 두고 설치되고, 상기 좌측 앵커(220)의 하단에는 좌측으로 돌출된 좌측 연장부(221)가 형성되고, 상기 우측 앵커(230)의 하단에는 우측으로 돌출된 우측 연장부(231)가 형성된 것이 바람직하다.
상기 몸통부(110)의 하부의 측면은 상하방향을 따라 편평한 구조인 것이 바람직하다.
상기 몸통부(110)는, 상기 거더(100)의 양단부에 형성된 상기 하부확대 몸통부(110a); 상부의 폭이 상기 하부확대 몸통부(110a)의 상부의 폭과 동일하고, 하부의 폭이 상기 하부확대 몸통부(110a)의 하부의 폭에 비해 좁게 형성된 방형 몸통부(110b);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 몸통부(110)는, 하부의 단면이 점진적으로 변화하도록, 상기 하부확대 몸통부(110a)와 방형 몸통부(110b) 사이에 형성된 변단면 몸통부(110c);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 거더(100)가 설치된 교량으로서, 교량의 양측에 설치된 방음벽 지지부(300); 상기 방음벽 지지부(300)에 설치된 상기 거더(100); 상기 거더(100)에 설치된 방음벽(200);을 포함하고, 상기 방음벽 지지부(300)는, 일단에 형성된 고정부(310); 상기 거더(100)의 신축거동을 허용하도록 형성된 가동부(320);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방음벽이 설치된 교량을 제시한다.
상기 고정부(310)는, 교대, 교각 또는 코핑에 의해 형성된 받침부(301); 상기 거더(100)의 하부의 양측을 둘러싸도록, 상기 받침부(301)의 양단에 형성된 보호벽(302); 상기 받침부(301)와 상기 거더(100)의 바닥 사이에 충전된 무수축 몰탈(311); 상기 거더(100)의 양단을 상하방향으로 관통하여 하단이 상기 받침부(301)에 고정된 고정앵커(312);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 거더(100)의 몸통부(110)의 하부 양측 경사면에는, 상기 고정앵커(312)의 머리부가 지지되도록 블록형 지지부(303)가 형성되고, 상기 고정앵커(312)는 상기 블록형 지지부(303) 및 상기 몸통부(110)를 관통하도록 설치된 것이 바람직하다.
상기 가동부(320)는, 교대, 교각 또는 코핑에 의해 형성된 받침부(301); 상기 거더(100)의 하부의 양측을 둘러싸도록, 상기 받침부(301)의 양단에 형성된 보호벽(302); 상기 받침부(301)와 상기 거더(100)의 바닥 사이에 설치된 탄성받침(321); 상기 거더(100)의 양단을 상측에서 지지하도록, 상기 보호벽(302)과 상기 거더(100) 사이에 설치된 거더 양단 지지부(330);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 거더(100)의 몸통부(110)의 하부 양측 경사면에는 블록형 지지부(303)가 형성되고, 상기 거더 양단 지지부(330)는, 상기 보호벽(302)의 상단과 상기 블록형 지지부(303)의 상단에 공통으로 형성된 블록아웃부(331); 상기 블록아웃부(331)에 충전된 탄성충전재(332);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 거더(100)의 몸통부(110)의 하부 양측 경사면에는 블록형 지지부(303)가 형성되고, 상기 거더 양단 지지부(330)는, 상기 보호벽(302)에 설치되어 상기 블록형 지지부(303)에 접촉하여 구동하거나, 또는 상기 블록형 지지부(303)에 설치되어 상기 상기 보호벽(302)에 접촉하여 구동하도록 설치된 롤러부(333);를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 방음벽이 설치되는 거더의 폭이 과도하게 증대되도록 하지 않으면서도, 중량이 작고, 전도에 대한 저항성이 큰 거더 및 이를 이용한 방음벽이 설치된 교량을 제시한다.
도 1 내지 6은 한국등록특허 제10-1169460호의 도면.
도 7 내지 11은 한국공개특허 제10-2016-0033561호의 도면.
도 12 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 12는 방음벽이 설치된 거더의 제1 실시예의 사시도.
도 13은 방음벽이 설치된 거더의 제1 실시예의 횡단면도.
도 14는 방음벽이 설치된 거더의 제1 실시예의 평면도.
도 15는 방음벽이 설치된 거더의 제1 실시예의 종단면도.
도 16은 고정부의 제1 실시예의 단면도.
도 17은 가동부의 제1 실시예의 단면도.
도 18은 가동부의 제2 실시예의 단면도.
도 19는 방음벽이 설치된 거더의 제2 실시예의 저면도.
도 20은 방음벽이 설치된 거더의 제2 실시예의 종단면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 12 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로 교량의 양측에 방음벽(200)을 형성하기 위하여 설치되는 거더(100)에 관한 것이다.
이는 내부에 중공부(111)가 형성된 몸통부(110); 몸통부(110)의 상단에 형성된 상부 플랜지(120); 방음벽(200)의 지주(210)의 하단이 지지되도록, 상호 간격을 두고 몸통부(110)의 내부에 형성된 복수의 격벽부(130);를 포함하여 구성된다.
여기서 몸통부(110)는, 상부의 폭에 비해 하부의 폭이 점진적으로 증대하도록 형성된 하부확대 몸통부(110a);를 포함하여 구성된다.
이러한 구조를 취함으로 인하여 동일한 높이의 I형 거더에 비해, 중립축의 높이가 낮은 위치에 형성되도록 할 수 있다.
즉, 종래의 I형 거더에서 웹 및 하부 플랜지를 사다리꼴 단면의 하부확대 몸통부(110a)로 변형하여, 중립축의 높이가 낮은 위치에 형성되도록 한 것이다.
이는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 중력방향의 하중이 주하중을 이루는 일반 구조와 달리, 방음벽은 측방향의 하중(풍하중)이 주하중을 이루는데, 본 발명에 의한 거더(100)는 내부의 중공부(111)로 인하여 중량이 작으면서도, 사다리꼴 단면의 하부확대 몸통부(110a) 구조로 인하여 전도에 대한 저항성이 강하므로, 방음벽이 설치되는 거더로서 필요한 조건을 모두 충족한다.
둘째, 한국등록특허 제10-1169460호의 경우와 같이, 방음벽이 설치되는 거더가 폭이 넓은 장방형 단면구조(납작한 사각형 구조)를 취하면 전도에 대한 저항성은 커지지만, 이 경우 교량 상판의 외측으로 돌출되는 단면이 지나치게 커진다는 문제가 있는데, 본 발명에 의한 거더(100)는 위 장방형 단면구조에 비해 폭이 좁으면서도 전도에 대한 저항성이 동등 이상이므로, 그 거더를 지지해야 하는 교대, 교각, 코핑의 상면의 면적을 과도하게 증대할 필요가 없다.
방음벽(200)의 지주(210)의 하단이 지지되는 격벽부(130)는 풍하중(측방향 하중)에 대한 저항성을 증대함과 아울러, 거더(100) 전체의 중량을 줄이기 위하여, 전후방향의 두께에 비해 좌우방향의 폭이 더 크게 형성되는 것이 바람직하다(도 13,14).
이러한 격벽부(130)는 지주(210)의 하단이 지지될 정도의 크기로 형성하고 나머지 영역은 개방된 구조로 형성할 수도 있으나, 몸통부(110)의 내부의 중공부(111)를 공간적으로 분리하도록 형성된 구조(위 나머지 영역까지 모두 폐쇄된 구조)를 취하는 것이 제조의 편의성 및 구조적 안정성 측면에서 바람직하다.
격벽부(130)에는 방음벽(200)의 지주(210)의 하단에 결합하는 좌측 앵커(220) 및 우측 앵커(230)가 상호 간격을 두고 매립되도록 설치되는데, 좌측 앵커(220)의 하단에는 좌측으로 돌출된 좌측 연장부(221)가 형성되고, 우측 앵커(230)의 하단에는 우측으로 돌출된 우측 연장부(231)가 형성되는 경우, 풍하중(측방향 하중)에 대한 저항성을 더욱 증대한다는 효과가 있다(도 15).
몸통부(110)의 하부의 측면은 상하방향을 따라 편평한 구조를 취하는 것이 제조, 보관, 운반의 용이성 등을 위하여 바람직하다.
위 하부확대 몸통부(110a)는 거더(100)의 양단부에만 형성되더라도, 전도에 대한 저항성을 충분히 가질 수 있으므로, 거더(100)의 중앙부는 상부의 폭이 하부확대 몸통부(110a)의 상부의 폭과 동일하고, 하부의 폭이 하부확대 몸통부(110a)의 하부의 폭에 비해 좁게 형성된 방형 몸통부(110b)에 의해 구성되는 것이 시공비용의 절감을 위하여 바람직하다(도 19,20).
방형 몸통부(110b)의 상하부의 폭은 방음벽(200)의 지주(210)의 하단이 지지되는 격벽부(130)가 형성될 정도로 커야 한다.
유해한 응력집중의 발생을 방지하기 위해서는, 하부확대 몸통부(110a)와 방형 몸통부(110b) 사이에 하부의 단면이 점진적으로 변화하도록 변단면 몸통부(110c)가 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 거더(100)가 설치된 교량에 관한 실시예에 대하여 설명한다.
이는 교량의 양측에 설치된 방음벽 지지부(300); 방음벽 지지부(300)에 설치된 거더(100); 거더(100)에 설치된 방음벽(200);을 포함하여 구성된다.
방음벽 지지부(300)는 교대, 교각, 코핑 등에 의해 구현될 수 있고, 교량의 양측에 별도로 설치된 방음벽 지지 전용 교각에 의해 구현될 수도 있다.
이러한 방음벽 지지부(300)는 거더(100)의 신축거동에 대응하도록 하기 위하여, 일단에 형성된 고정부(310); 거더(100)의 신축거동을 허용하도록 형성된 가동부(320);를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다(도 16 내지 18).
고정부(310)는, 교대, 교각 또는 코핑에 의해 형성된 받침부(301); 거더(100)의 하부의 양측을 둘러싸도록, 받침부(301)의 양단에 형성된 보호벽(302); 받침부(301)와 거더(100)의 바닥 사이에 충전된 무수축 몰탈(311); 거더(100)의 양단을 상하방향으로 관통하여 하단이 받침부(301)에 고정된 고정앵커(312);를 포함하는 구조를 취함으로써, 거더(100)의 단부를 안정적으로 고정할 수 있다.
거더(100)의 몸통부(110)의 하부 양측 경사면에, 고정앵커(312)의 머리부가 지지되도록 블록형 지지부(303)가 형성되고, 고정앵커(312)는 블록형 지지부(303) 및 몸통부(110)를 관통하도록 설치되는 경우, 고정앵커(312)의 머리부가 경사면에 지지되는 경우에 비해 안정적인 지지구조를 이룰 수 있다.
이러한 블록형 지지부(303)는 거더(100)의 몸통부(110)의 하부 양측 경사면에 별도의 부재를 부착하는 형식으로 구현할 수도 있으나, 거푸집 내에 콘크리트 타설에 의한 거더(100)의 제작 시 일체형 구조로 형성하는 것이 구조적 안정성을 위하여 더욱 바람직하다.
가동부(320)는, 교대, 교각 또는 코핑에 의해 형성된 받침부(301); 거더(100)의 하부의 양측을 둘러싸도록, 받침부(301)의 양단에 형성된 보호벽(302); 받침부(301)와 거더(100)의 바닥 사이에 설치된 탄성받침(321); 거더(100)의 양단을 상측에서 지지하도록, 보호벽(302)과 거더(100) 사이에 설치된 거더 양단 지지부(330);를 포함하는 구성을 취할 수 있다.
이러한 거더 양단 지지부(330)는 거더(100)의 저면에 설치되는 것이 아니라, 보호벽(302)과 거더(100)의 측면(경사면) 사이에 설치되어 거더(100)의 양단을 상측에서 지지하므로, 거더(100)의 저면에 설치되는 경우에 비해 유지관리가 용이하다는 장점이 있다.
상술한 바와 같이, 거더(100)의 몸통부(110)의 하부 양측 경사면에 블록형 지지부(303)가 형성되는 경우, 위 거더 양단 지지부(330)는 다음과 같은 구조에 의해 구현될 수 있다.
첫째, 거더 양단 지지부(330)는, 보호벽(302)의 상단과 블록형 지지부(303)의 상단에 공통으로 형성된 블록아웃부(331); 블록아웃부(331)에 충전된 탄성충전재(332);를 포함하는 구조에 의해 구현될 수 있다(도 17).
이는 도로포장의 줄눈에 신축이음재를 설치하는 것과 동일한 원리로서, 블록아웃부(331)의 형성에 의해 탄성충전재(332)의 설치를 위한 공간을 확보하고, 설치된 탄성충전재(332)의 탄성거동 및 탄성회복거동에 의해 거더(100)의 신축거동이 안정적으로 이루어지도록 한다.
둘째, 거더 양단 지지부(330)는, 보호벽(302)에 설치되어 블록형 지지부(303)에 접촉하여 구동하거나, 또는 블록형 지지부(303)에 설치되어 상기 보호벽(302)에 접촉하여 구동하도록 설치된 롤러부(333);를 포함하는 구조에 의해 구현될 수 있다(도 18).
이는 롤러부(333)와의 접촉에 의해 보호벽(302)과 거더(100) 사이의 간격을 유지하면서도, 롤러부(333)의 회전구동에 의해 거더(100)의 신축거동이 안정적으로 이루어지도록 한다는 장점이 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 거더 110 : 몸통부
111 : 중공부 120 : 상부 플랜지
130 : 격벽부 200 : 방음벽
210 : 지주 220 : 좌측 앵커
221 : 좌측 연장부 230 : 우측 앵커
231 : 우측 연장부 300 : 방음벽 지지부
301 : 받침부 302 : 보호벽
303 : 블록형 지지부 310 : 고정부
311 : 무수축 몰탈 312 : 고정앵커
320 : 가동부 321 : 탄성받침
330 : 거더 양단 지지부 331 : 블록아웃부
332 : 탄성충전재 333 : 롤러부

Claims (14)

  1. 양측에 방음벽(200)을 형성하기 위하여 설치되는 거더(100)가 설치된 교량으로서,
    상기 거더(100)는,
    내부에 중공부(111)가 형성된 몸통부(110);
    상기 몸통부(110)의 상단에 형성된 상부 플랜지(120);
    방음벽(200)의 지주(210)의 하단이 지지되도록, 상호 간격을 두고 상기 몸통부(110)의 내부에 형성된 복수의 격벽부(130);를 포함하고,
    상기 몸통부(110)는, 상부의 폭에 비해 하부의 폭이 점진적으로 증대하도록 형성된 하부확대 몸통부(110a);를 포함하고,
    상기 교량은,
    교량의 양측에 설치된 방음벽 지지부(300);
    상기 방음벽 지지부(300)에 설치된 상기 거더(100);
    상기 거더(100)에 설치된 방음벽(200);을 포함하고,
    상기 방음벽 지지부(300)는,
    일단에 형성된 고정부(310);
    상기 거더(100)의 신축거동을 허용하도록 형성된 가동부(320);를 포함하고,
    상기 고정부(310)는,
    교대, 교각 또는 코핑에 의해 형성된 받침부(301);
    상기 거더(100)의 하부의 양측을 둘러싸도록, 상기 받침부(301)의 양단에 형성된 보호벽(302);
    상기 받침부(301)와 상기 거더(100)의 바닥 사이에 충전된 무수축 몰탈(311);
    상기 거더(100)의 양단을 상하방향으로 관통하여 하단이 상기 받침부(301)에 고정된 고정앵커(312);를 포함하고,
    상기 거더(100)의 몸통부(110)의 하부 양측 경사면에는, 상기 고정앵커(312)의 머리부가 지지되도록 블록형 지지부(303)가 형성되고,
    상기 고정앵커(312)는 상기 블록형 지지부(303) 및 상기 몸통부(110)를 관통하도록 설치된 것을 특징으로 하는 방음벽이 설치된 교량.
  2. 제1항에 있어서,
    동일한 높이의 I형 거더에 비해, 중립축의 높이가 낮은 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 방음벽이 설치된 교량.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 격벽부(130)는 전후방향의 두께에 비해 좌우방향의 폭이 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 방음벽이 설치된 교량.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 격벽부(130)는 상기 몸통부(110)의 내부의 중공부(111)를 공간적으로 분리하도록 형성된 것을 특징으로 하는 방음벽이 설치된 교량.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 격벽부(130)에는 방음벽(200)의 지주(210)의 하단에 결합하는 좌측 앵커(220) 및 우측 앵커(230)가 상호 간격을 두고 설치되고,
    상기 좌측 앵커(220)의 하단에는 좌측으로 돌출된 좌측 연장부(221)가 형성되고,
    상기 우측 앵커(230)의 하단에는 우측으로 돌출된 우측 연장부(231)가 형성된 것을 특징으로 하는 방음벽이 설치된 교량.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 몸통부(110)의 하부의 측면은 상하방향을 따라 편평한 구조인 것을 특징으로 하는 방음벽이 설치된 교량.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 몸통부(110)는,
    상기 거더(100)의 양단부에 형성된 상기 하부확대 몸통부(110a);
    상부의 폭이 상기 하부확대 몸통부(110a)의 상부의 폭과 동일하고, 하부의 폭이 상기 하부확대 몸통부(110a)의 하부의 폭에 비해 좁게 형성된 방형 몸통부(110b);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 방음벽이 설치된 교량.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 몸통부(110)는,
    하부의 단면이 점진적으로 변화하도록, 상기 하부확대 몸통부(110a)와 방형 몸통부(110b) 사이에 형성된 변단면 몸통부(110c);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 방음벽이 설치된 교량.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 양측에 방음벽(200)을 형성하기 위하여 설치되는 거더(100)가 설치된 교량으로서,
    상기 거더(100)는,
    내부에 중공부(111)가 형성된 몸통부(110);
    상기 몸통부(110)의 상단에 형성된 상부 플랜지(120);
    방음벽(200)의 지주(210)의 하단이 지지되도록, 상호 간격을 두고 상기 몸통부(110)의 내부에 형성된 복수의 격벽부(130);를 포함하고,
    상기 몸통부(110)는, 상부의 폭에 비해 하부의 폭이 점진적으로 증대하도록 형성된 하부확대 몸통부(110a);를 포함하고,
    상기 교량은,
    교량의 양측에 설치된 방음벽 지지부(300);
    상기 방음벽 지지부(300)에 설치된 상기 거더(100);
    상기 거더(100)에 설치된 방음벽(200);을 포함하고,
    상기 방음벽 지지부(300)는,
    일단에 형성된 고정부(310);
    상기 거더(100)의 신축거동을 허용하도록 형성된 가동부(320);를 포함하고,
    상기 고정부(310)는,
    교대, 교각 또는 코핑에 의해 형성된 받침부(301);
    상기 거더(100)의 하부의 양측을 둘러싸도록, 상기 받침부(301)의 양단에 형성된 보호벽(302);
    상기 받침부(301)와 상기 거더(100)의 바닥 사이에 충전된 무수축 몰탈(311);
    상기 거더(100)의 양단을 상하방향으로 관통하여 하단이 상기 받침부(301)에 고정된 고정앵커(312);를 포함하고,
    상기 가동부(320)는,
    교대, 교각 또는 코핑에 의해 형성된 받침부(301);
    상기 거더(100)의 하부의 양측을 둘러싸도록, 상기 받침부(301)의 양단에 형성된 보호벽(302);
    상기 받침부(301)와 상기 거더(100)의 바닥 사이에 설치된 탄성받침(321);
    상기 거더(100)의 양단을 상측에서 지지하도록, 상기 보호벽(302)과 상기 거더(100) 사이에 설치된 거더 양단 지지부(330);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 방음벽이 설치된 교량.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 거더(100)의 몸통부(110)의 하부 양측 경사면에는 블록형 지지부(303)가 형성되고,
    상기 거더 양단 지지부(330)는,
    상기 보호벽(302)의 상단과 상기 블록형 지지부(303)의 상단에 공통으로 형성된 블록아웃부(331);
    상기 블록아웃부(331)에 충전된 탄성충전재(332);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 방음벽이 설치된 교량.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 거더(100)의 몸통부(110)의 하부 양측 경사면에는 블록형 지지부(303)가 형성되고,
    상기 거더 양단 지지부(330)는,
    상기 보호벽(302)에 설치되어 상기 블록형 지지부(303)에 접촉하여 구동하거나, 또는 상기 블록형 지지부(303)에 설치되어 상기 상기 보호벽(302)에 접촉하여 구동하도록 설치된 롤러부(333);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 방음벽이 설치된 교량.
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