KR102232982B1 - 트러스 구조를 갖는 내풍향상형 장지간 케이블 보도 현수교 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보도 현수교의 세그먼트 거더 및 이를 이용한 보도 현수교에 관한 것으로, 서로 이격된 교량의 양단부를 잇는 주케이블과, 주케이블로부터 연장된 다수의 행어 케이블에 연결되어 보행로를 형성하는 케이블 보도 현수교에 사용되는 보도 현수교용 세그먼트 거더로서, 상기 보행로를 형성하는 발판을 지지하는 메인 프레임과; 상기 메인 프레임의 종방향 전단부의 양측으로부터 횡방향으로 연장된 전방 횡연장 부재와; 상기 메인 프레임의 종방향 후단부의 양측으로부터 횡방향으로 연장된 후방 횡연장 부재와; 상기 전방 횡연장 부재의 횡방향 끝단부와 상기 후방 횡연장 부재의 횡방향 끝단부 중 어느 하나 이상에 설치되어, 상기 행어 케이블과 연결되는 행어케이블 정착부를; 포함하여 구성되어, 교량의 지간 증가에 비례하여 증가하는 풍하중에 의한 정적인 변형과, 풍하중에 의한 동적인 진동으로 인한 한계를 극복하여 폭원이 좁으면서 긴 지간장이 요구되는 장지간 보도 현수교의 시공에 효율적으로 적용되는 효과를 갖는 보도현수교의 세그먼트 거더를 제공한다.

Description

트러스 구조를 갖는 내풍향상형 장지간 케이블 보도 현수교 {SUSPENSION PEDESTRIAN BRIDGE USING SEGMENT GIRDER WITH TRUSS STRUCTURE}

본 발명은 케이블 보도 현수교 및 이에 사용되는 세그먼트 거더에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 폭이 좁고 지간이 긴 보도 현수교에서, 정적으로는 풍하중에 의해 발생되는 교량의 변형을 줄이고, 동적으로는 풍하중에 대한 유해 진동을 최소화하여 안전한 보행을 보장하는 보도 현수교 및 이에 사용되는 세그먼트 거더에 관한 것이다.

산이나 계곡에 설치되는 보도 현수교는 구름다리라는 명칭으로 널리 불리고 있다.

일반적으로 산이나 계곡(8)의 양측을 통행하기 위하여 시공되는 보도 현수교(1)는, 도1에 도시된 바와 같이, 통행하고자 하는 양측에 콘크리트 블록(10)으로 교대를 설치한 후, 콘크리트 블록(10)에 현수교에 작용하는 하중을 지지하기 위한 주탑(20)을 세우고, 콘크리트 블록(10)이나 지반에 단부가 고정되도록 주케이블(30)을 주탑(20)에 걸쳐지게 설치한 후, 주케이블(20)로부터 행어 케이블(50)을 하방으로 연장하여 사용자가 통행하는 바닥판(40)을 지지하게 설치된다.

그리고 나서, 바닥판(40)에 난간 기둥(60)을 설치하고 난간 기둥(60)의 사이로 추락하는 것을 방지하는 안전 펜스(65)를 설치하여, 보도 현수교가 시공된다.

이와 같이, 보도 현수교(1)는 산이나 계곡에 긴 지간장에 적합한 교량 형식이어서 산이나 계곡에 시공되어 왔는데, 최근에는 케이블 등의 재료와 시공 기술이 발전하면서 보다 긴 지간장에 보도 현수교를 시공하고자 하는 요구가 많아지고 있다.

그러나, 산이나 계곡에서는 바람이 많이 불어 풍하중에 대한 철저한 고려가 필요하다.

먼저, 교량의 직각 방향으로 불어오는 풍하중(Fw)에 의해 교량은 정적(靜的)으로 변형이 발생되면서 교량의 각 부재에 큰 힘이 전달되므로, 이를 효과적으로 지지하는 구조가 필요하다. 높은 풍하중을 지지하기 위하여 보도 현수교의 단면을 증가시키면, 보도 현수교의 단면을 지지하기 위한 케이블과 교량 양단부의 기초 구조물이 비대해지므로 경제성이 저하되는 문제가 생긴다. 교량의 시공 비용이 높아지는 것을 수용하더라도, 높은 풍하중을 견디게 하기 위해 현수교 단면을 증대시키면, 바람이 작용하는 면적인 수풍(收風) 단면이 증가되므로, 오히려 외부에서 작용하는 하중이 더 커져 높은 풍하중을 지지하는 것도 더욱 더 어렵게되는 심각한 문제가 생긴다.

따라서, 교량의 단면 증대를 최소화하면서 풍하중에 의해 정적으로 작용하는 힘에 대한 저항 능력을 높여 경제성과 구조 안전성을 동시에 만족시키는 방안이 필요하다.

한편, 교량에 직각으로 불어오거나 상하 방향으로 경사지게 불어오는 풍하중의 동적(動的) 영향과 관련하여, 풍하중은 교량에 양력을 발생시켜 보행로를 상하 방향이나 좌우 방향으로 진동(60r)시킨다.

일반적으로 현수교는 긴 경간을 필요로 하는 경우에 선택되는 교량 형식이지만, 차량이 통행하는 현수교에 대해서도, 교량의 폭원과 지간의 비(比)인 변장비가 100 이상이 되는 현수교는 그동안 시공된 사례가 없다. 이는 풍하중에 의하여 교량의 진동이 발생되는 정도를 제한하기 위한 것이다.

그러나, 최근에는 교량용 케이블 등의 발전으로 보다 더 긴 경간인 300m 또는 500m ~ 600m 에 달하는 보도 현수교의 건설 요구도 있는 실정이다.

사람의 통행을 주목적으로 삼고 있는 보도 현수교(1)는 주로 폭원을 1.5m로 사용하고, 간혹 2.0m 또는 그 이상의 폭원을 채택하는 경우가 있다. 따라서 폭원을 2m로 하여 200m의 길이를 갖는 현수보도교를 시공하고자 하면, 변장비가 100에 이르러 풍하중의 영향이 크게 나타나므로, 풍하중에 대한 정적인 저항 능력을 높이면서 동적인 진동 문제를 동시에 해결하는 것이 매우 어려워지는 문제가 발생된다.

현재까지는 변장비가 100이상인 경우에는, 보도 현수교에 윈드 케이블을 팽팽하게 연결하는 것에 의하여, 보도 현수교의 풍하중에 대한 변위를 윈드 케이블로 억제하는 구조를 채택해왔다. 그러나, 윈드 케이블은 구조적으로 제 기능을 완전히 수행하는 데 한계가 있을 뿐만 아니라, 윈드 케이블이 공용 중에 발생된 소정의 세기의 바람때문에 느슨해지면 느슨해진 정도까지는 윈드 케이블이 제 역할을 하지 못하게 되고, 윈드케이블의 정착위치가 현수보도교의 기초에 비하여 멀리 떨어진 계곡 주변에 배치되므로 유지관리가 대단히 어려운 문제가 있다.

따라서, 윈드 케이블을 설치하지 않고서도, 변장비가 큰 보도 현수교의 시공이 가능한 진보된 형태의 현수 보도교용 거더의 필요성이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 풍하중에 의한 정적인 변형과 동적인 진동에 대한 저항 능력을 향상시켜 장지간에 적합한 내풍 향상형 케이블 보도 현수교용 세그먼트 거더를 제공하는 것을 목적으로 한다.

다시 말하면, 본 발명은, 풍하중에 의해 발생되는 변형에 구조적으로 복원 가능한 단면을 갖도록 하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여, 본 발명은, 풍하중에 따른 회전 변위를 최소화하여 보행로를 중심으로 풍하중에 따른 진동 변위를 줄이는 것을 목적으로 한다.

이와 동시에, 본 발명은, 작업자가 유지 관리를 위하여 접근할 수 있는 공간을 확보하여 유지보수의 효율을 높이는 것을 목적으로 한다.

이 뿐만 아니라, 본 발명은, 보행자들이 다양하게 변화를 줄 수 있는 동선을 구현하는 거더 단면을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 거더 세그먼트로 현수 보도교를 현장에서 시공하는데 소요되는 시간을 단축하고, 작업자의 안전성을 높이는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은, 세그먼트 단위의 교량용 거더 및 이에 사용되는 구성 요소를 부분적으로 교체 가능하게 하여 유지 관리를 보다 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 도출된 것으로서, 서로 이격된 교량의 양단부를 잇는 주케이블과, 주케이블로부터 연장된 다수의 행어 케이블에 연결되어 보행로를 형성하는 케이블 보도 현수교에 사용되는 보도 현수교용 세그먼트 거더로서, 상기 보행로를 형성하는 발판을 지지하는 메인 프레임과; 상기 메인 프레임의 종방향 전단부의 양측으로부터 횡방향으로 연장된 전방 횡연장 부재와; 상기 메인 프레임의 종방향 후단부의 양측으로부터 횡방향으로 연장된 후방 횡연장 부재와; 상기 전방 횡연장 부재의 횡방향 끝단부와 상기 후방 횡연장 부재의 횡방향 끝단부 중 어느 하나 이상에 설치되어, 상기 행어 케이블과 연결되는 행어케이블 정착부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 케이블 보도 현수교용 세그먼트 거더를 제공한다.

이는, 보행로를 형성하는 메인 프레임의 꼭지점 부근에서 횡방향 양측으로 횡연장 부재가 연장 형성되고, 횡연장 부재의 끝단부에 위치한 행어케이블 정착부에서 행어 케이블과 연결되게 구성됨에 따라, 풍하중에 의해 세그먼트 거더가 진동하더라도, 행어 케이블을 중심으로 진동함에 따라 거더 중앙부의 보행로에서의 진폭은 줄어 보행자가 느끼는 진동량을 줄여 안전한 보행을 보장하기 위함이다.

즉, 보행로의 폭(W)에 비하여 보다 넓은 횡방향 부재를 설치하여, 교량의 행어 케이블과 연결되는 행어케이블 정착부가 횡방향 부재의 끝단에 설치될 수 있게 되므로, 보행로의 폭(W)에 비하여 횡연장 부재의 길이(E)의 2배만큼 폭이 커지므로, 변장비가 작아져 구조적으로 안전하며 횡방향 강성이 증진되어 외력에 따른 변위를 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명은, 서로 이격된 제1위치와 제2위치에 형성된 지지대와; 상기 지지대에 세워진 주탑과; 상기 주탑을 경유하여 서로 이격된 상기 지지대를 2열 이상으로 연결 설치하는 주케이블과; 상기 주케이블로부터 하방 연장되는 행어 케이블과; 상기 행어 케이블에 연결되어 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이의 보행로를 종방향으로 형성하는 다수의 전술한 구성의 보도 현수교용 세그먼트를; 포함하여 구성된 케이블 보도 현수교를 제공한다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '종방향'은 교축 방향으로서 통행로의 이동 방향(+y축 방향, -y축 방향)을 지칭하는 것으로 정의한다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '횡방향'은 교축 직각 방향으로서 통행로의 이동 방향과 90도를 이루면서 수평 방향(+x축 방향, -x축 방향)을 지칭하는 것으로 정의한다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '전방' 및 이와 유사한 용어는 교축 방향의 일방향(+y축 방향)을 지칭하는 것으로 정의하고, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '후방' 및 이와 유사한 용어는 교축 방향의 타방향(-y축 방향)을 지칭하는 것으로 정의한다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 상기 지지대는 교대로서 설치된 형태 뿐만 아니라 교대 상에 별도로 설치된 것을 포함한다. 또한, 상기 지지대는 콘크리트를 주재료로 하여 이루어진 철근 콘크리트 블록으로 형성되는 것이 바람직하지만, 강재를 주재료로 하여 프레임 형태로 이루어질 수도 있다.

이상에서 기재된 바와 같이, 본 발명은, 폭원이 좁으면서 긴 지간장이 요구되는 보도 현수교에 대하여, 교량의 지간 증가에 비례하여 증가하는 풍하중에 의한 정적인 변형과, 풍하중에 의한 동적인 진동으로 인한 한계를 극복하여 장지간에도 적합한 내풍 향상형 보도 현수교용 세그먼트 거더 및 이를 이용한 보도 현수교를 제공한다.

즉, 본 발명은, 비교적 작은 형강으로 세그먼트 거더를 형성하되, 통행 폭원에 비하여 보다 넓은 구조 폭원을 제공하여 구조적으로 안전성을 높이고, 중앙부에 트러스 구조로 단면을 형성하여, 풍하중에 따른 회전 변위를 최소화하여 보행로를 중심으로 풍하중에 따른 진동 변위를 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

다시 말하면, 본 발명은, 풍하중의 재하 면적을 최소화하여 공기력 계수를 낮추어, 동일한 크기의 풍하중에 대하여 거더가 부담하는 하중을 줄임으로써, 구조적으로 복원 가능하고 풍하중에 의해 발생되는 정적인 변형에 대한 저항 능력을 향상시킨 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 보행로를 형성하는 메인 프레임의 꼭지점 부근에서 횡방향 양측으로 횡연장 부재가 연장 형성되고, 횡연장 부재의 끝단부에 위치한 행어케이블 정착부에서 행어 케이블과 연결되게 구성됨에 따라, 풍하중에 의해 세그먼트 거더가 진동하더라도, 행어 케이블을 중심으로 진동함에 따라 거더 중앙부의 보행로에서의 진폭은 줄어 보행자가 느끼는 진동량을 줄여 안전한 보행을 보장하는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은 거더를 형성하는 모든 부분에서 폐곡선을 형성하여 트러스 형태를 갖춤으로써, 종래의 보도 교량에서 많이 사용되는 600mm 내지 1000mm의 원형 강관을 배제하고, 50mm ~ 200mm의 형강을 이용하여 트러스 구조를 형성하여, 바람의 재하 면적을 줄이고, 거더를 회전시키는 힘에 의해 작용하는 비틀림 변형에 높은 저항 능력을 구현하며, 풍하중에 의한 정적 작용으로서 거더를 변형시키는 하중에도 효율적으로 저항하여 구조 안전성을 높이는 효과를 얻을 수 있다.

특히, 본 발명은, 상기 횡연장 부재의 단부를 종방향으로 연결하는 플랩 부재를 포함하여, 수평 방향으로 불어오거나 상하 방향으로 경사지게 불어오는 바람을 플랩 부재에 의해 기류를 갈라지도록 유도함으로써, 발판을 기준을 상하부의 압력차를 해소하여 와류 진동이나 발산 진동을 억제하는 효과를 얻을 수 있다.

이와 동시에, 본 발명은, 세그먼트 거더의 중앙부 하측의 트러스 구조를 이용하여 작업자가 유지 관리를 위하여 접근할 수 있는 공간을 확보하여 유지보수의 효율을 높이는 효과를 얻을 수 있다.

이 뿐만 아니라, 본 발명은, 거더의 중앙부에 배치된 보행로를 횡방향으로 연장된 횡연장 부재에까지 부분적으로 연장하는 확장 발판을 구비하거나 U자형 가요성 메쉬발판을 설치하여, 보행의 즐거움을 배가시키는 효과를 얻게 할 수 있다.

또한, 본 발명은, 교량용 거더를 세그먼트 단위로 제작하고, 각 세그먼트들을 난간기둥 플레이트나 행어케이블 정착플레이트를 이용한 간단한 볼트 이음으로 연결할 수 있으므로, 현장 시공에 소요되는 시간을 단축하고, 작업자의 안전성을 높이고, 이음 품질을 보다 높이는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은, 세그먼트 단위의 교량용 거더를 부분적으로 교체 가능하게 하여 유지 관리를 보다 용이하게 하는 효과를 얻을 수 있다.

도1은 산이나 계곡에 설치되는 종래의 보도 현수교의 구성을 도시한 정면도,
도2는 도1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도,
도3a는 본 발명의 제1실시예에 따른 세그먼트 거더가 설치된 케이블 보도 현수교의 구성을 도시한 정면도,
도3b는 도3a의 좌측 부분의 평면도,
도4는 도3의 일부에 사용된 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트 거더의 구성을 도시한 사시도,
도5는 도3의 절단선 A-A에서 바라본 세그먼트 거더의 정면도,
도6은 도4의 발판 일부를 제거한 상태에서의 평면도,
도7은 도4의 측면도,
도8은 도5의 절단선 B-B에서 바라본 형상을 도시한 도면,
도9는 도4의 세그먼트 거더와 본 발명의 제3실시예에 따른 세그먼트 거더를 비교하기 위하여 도시한 도면,
도10은 도3의 'XX'부분의 확대도,
도11은 본 발명에 적용할 수 있는 플랩 부재의 일례를 도시한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 세그먼트 거더(100) 및 이를 구비한 케이블 보도 현수교(1)에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 장지간 보도 현수교(1)는 계곡 등을 가로질러 연결하고자 하는 서로 이격된 2개의 제1위치와 제2위치에 설치된 지지대(20a)와, 서로 이격된 지지대(20a)에 설치된 주탑(20)과, 주탑(20)으로부터 제1위치와 제2위치를 2열로 연결 설치된 주케이블들(30)과, 주케이블(30)로부터 하방으로 연장된 다수의 행어 케이블(50)과, 행어 케이블(50)을 행어케이블 정착부(150)에 연결하여 주케이블(30)에 의해 지지되고 교축 방향을 따라 다수 배치되어 종방향으로 보행로를 형성하는 세그먼트 거더(100,...)를 포함하여 구성된다.

상기 지지대(20a)는 교대의 교좌 장치 상에 얹혀지는 형태로 설치될 수도 있고 그 자체로 교대를 형성할 수도 있다. 지지대(20a)는 주로 콘크리트를 주재료로 하는 철근 콘크리트 구조물로 형성되며, 경우에 따라서는 강재로 프레임 형태로 형성되거나, 강재 프레임과 콘크리트 구조물이 결합된 형태로 지면에 지지되게 설치될 수도 있다.

도3에 도시된 바와 같이, 지지대(20a)는 철근 콘크리트 구조물로 형성되고, 도면에 도시되지 않은 앵커 볼트에 의해 지면에 고정된다.

상기 주탑(20)은, 도3b에 도시된 바와 같이, 기초(20a) 상에 세워지되, 상측으로 갈수록 횡방향 바깥으로 벌어지도록 경사지게 형성된다. 이에 따라, 주탑(20)을 연결하는 주케이블(30)은 교량의 단부에서는 세그먼트 거더(100)의 횡방향 바깥에 멀리 배치되고, 교량의 중앙부에서는 세그먼트 거더(100)의 횡방향 바깥에 근접 배치된다.

따라서, 주케이블(30)로부터 세그먼트 거더(100)를 연결하는 행어케이블(50)은 도4에 도시된 바와 같이, 바깥으로 벌려진 상태로 배열된다. 이에 따라, 풍하중(Fw)에 대한 세그먼트 거더(100)의 횡방향으로의 변위를 행어 케이블(50)의 장력으로 다소 완화시킬 수 있다.

그러나, 본 발명은, 행어 케이블(50)이 상측으로 갈수록 횡방향 바깥으로 벌어지도록 연장되는 구성에 국한되지 아니하며, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 행어 케이블(50)이 상측으로 갈수록 일정하게 수직으로 연장되는 구성을 포함하며, 행어 케이블(50)이 상측으로 갈수록 횡방향 내측으로 오무려지도록 연장되는 구성도 역시 포함한다.

상기 세그먼트 거더(100)는, 보행로를 형성하는 발판(160)을 지지하는 메인 프레임(110)과, 메인 프레임(110)의 종방향 전단부 양측과 종방향 후단부 양측으로부터 횡방향으로 연장된 횡연장 부재(120)와, 횡방향 끝단부의 횡연장 부재(120)를 종방향으로 연결하되 수평 방향의 바람을 상부와 하부로 분기되는 형상의 플랩 부재(130)와, 메인 프레임(110)의 하측에 형성되어 세그먼트 거더의 무게중심을 하측으로 이동시키고 외력에 저항하는 구조의 하부 구조물(140)과, 횡연장 부재의 끝단부에 설치되어 행어 케이블(50)과 연결되는 행어케이블 정착부(150)와, 메인 프레임(110)에 지지되고 메인 프레임(110)과 일체로 거동하도록 고정되는 발판(160)과, 발판(160)으로 형성된 보행로의 양측에 보행자가 붙잡을 수 있도록 설치된 통행 난간(170)을 포함하여 구성된다.

상기 메인 프레임(110)은, 도6에 도시된 바와 같이, ㄷ자 단면의 형강으로 형성되고 횡방향으로 연장 형성된 전후방 프레임 부재(111)와, H자 단면의 형강으로 형성되고 전후방 프레임 부재(111)를 종방향으로 연결하는 종방향 프레임부재(112)와, H자 단면으로 형성되고 종방향 프레임부재(112)를 횡방향으로 연결하여 발판(161, 162)의 가장자리를 지지하게 하는 횡지지 부재(113)와, H자 단면으로 형성되고 전후방 프레임 부재(111)를 종방향으로 연결하여 발판(161, 162)의 가장자리를 지지하게 하는 종지지 부재(114)로 이루어진다.

여기서, 도6에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(110)에는 각각의 발판(161, 162)을 고정하기 위한 고정부(160a)가 1개의 발판마다 4개 이상씩 마련되어(도면에는 1개의 발판마다 8개씩의 고정부가 형성된 구성이 예시되어 있음), 도9의 우측 도면에 도시된 바와 같이, 체결 볼트(165a)와 체결 너트(165)를 이용하여, 발판(161, 162)을 메인 프레임(110)에 일체로 거동하도록 변위 구속시킨다.

메인 프레임(110)에 고정되는 발판(160)은, 도9 및 도10에 도시된 제2실시예에서와 같이, 투명한 유리 또는 플라스틱 재질의 발판(161')이 포함될 수도 있지만, 도4에 도시된 바와 같이, 강재 등의 금속 재질로 형성된 그레이팅 발판(161, 162)으로 형성되는 경우에 자체의 비틀림 강도, 압축 강도, 인장 강도에 따른 저항 능력을 발휘할 수 있다.

이를 통해, 메인 프레임(110)은 강재로 형성되어 격자 형태로 용접 결합된 다수의 부재들(111-114)이 외력에 대하여 저항할 뿐만 아니라, 메인 프레임(110)에 고정된 각각의 발판(161, 162)들이 구조부재로서 외력에 저항하게 된다. 이를 통해, 종래의 보도 교량에서 많이 사용되는 600mm 내지 1000mm의 원형 강관을 배제하고, 이보다 훨씬 작은 50mm ~ 200mm의 H자 또는 ㄷ자 형강으로 발판을 지지하더라도, 세그먼트 거더(100)를 회전시키는 힘에 의해 발생되는 비틀림 변형에 높은 저항 능력을 발휘할 수 있다.

도면에 예시된 메인 프레임(110)은 사각 격자 형태로 배열되는 형상이 예시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 발판을 고정시키는 다양한 형상으로 형성되는 구성을 포함한다.

상기 횡연장 부재(120)는, 메인 프레임(110)의 종방향 전단부의 양측으로부터 횡방향으로 연장된 전방 횡연장 부재(120a)와, 메인 프레임(110)의 종방향 후단부의 양측으로부터 횡방향으로 연장된 후방 횡연장 부재(120b)로 이루어진다. 즉, 횡연장 부재(120)는 메인 프레임(110)의 꼭지점 부근에서 횡방향 바깥으로 연장된다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 횡연장 부재(120)는 메인 프레임(110)에 결합되어 형성될 수도 있지만, 도4 및 도9에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(110)의 전후방 프레임부재(111)와 횡연장 부재(120)는 하나의 부재로 일체 형성될 수 있다. 본 명세서 및 특허청구범위에서 '횡연장 부재(120)'와 '메인 프레임(110)' 또는 '횡연장 부재(120)'와 '전후방 프레임부재(111)'를 서로 다른 명칭과 도면부호로 기재하고 있지만, 이들이 각자 형성되어 결합된 구성과 하나의 몸체로 일체 형성되는 구성이 모두 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

바람직하게는, 전후방 프레임부재(111)와 횡연장 부재(120)는 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 복부로 형성된 'ㄷ'자 단면을 갖는 형강으로 형성되며, 도7의 좌측 도면에 도시된 바와 같이, 종방향으로 인접한 다른 세그먼트 거더에 'ㄷ'자 단면의 복부를 향하도록 설치된다.

전방 횡연장 부재(120a)의 횡방향 끝단부와 후방 횡연장 부재(120b)의 횡방향 끝단부에는 행어 케이블(50)과 연결되는 행어케이블 정착부(150)가 마련된다. 즉, 보행자가 통행하는 보행로는 행어 케이블(50)이 정착되는 행어케이블 정착부(150)로부터 횡방향 내측으로 이격되어 있으므로, 풍하중이나 기타 외력에 의해 세그먼트 거더(100)에 회전 변위가 발생되더라도, 세그먼트 거더(100)는 행어 케이블을 중심으로 진동하므로, 거더 중앙부의 보행로에서의 진폭 또는 회전 변위가 줄어 보행자가 느끼는 진동량을 줄여주는 이점을 얻을 수 있다.

즉, 보행로의 폭(W)에 비하여 보다 넓은 횡방향 부재(120)를 메인 프레임(110)으로부터 횡방향 바깥 방향으로 연장되게 설치하여, 교량의 행어 케이블(50)과 연결되는 행어케이블 정착부(150)가 횡방향 부재(120)의 끝단에 설치될 수 있게 되므로, 보행로의 폭(W)에 비하여 횡연장 부재(120)의 길이(E)의 2배만큼 폭이 커지므로, 변장비가 작아져 구조적으로 안전하며 횡방향 강성이 증진되어 외력에 따른 변위를 줄이는 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 횡연장 부재(120)의 길이(E)는 보행로의 폭(W)의 30% 내지 120%정도로 정해질 수 있다.

상기 플랩 부재(130)는 전방 횡방향 부재(120a)의 끝단과 후방 횡방향 부재(120b)의 끝단을 종방향으로 연결하도록 설치되며, 메인 프레임(110)과 동일한 높이에 설치된다. 플랩 부재(130)는 뾰족하거나 둥근 부분(130a)이 횡방향 바깥을 향하도록 설치된다.

이를 통해, 횡방향 부재(120)의 최외단에 설치된 플랩 부재(130)는 외력에 저항하고 변위를 억제하는 단면으로 활용되면서도, 횡방향에서부터 불어오는 바람의 유동(Q)이 플랩 부재(130)의 선단부(130a)에서 기류를 갈라지도록 유도함으로써, 발판을 기준을 상하부의 압력차를 해소하여 와류 진동이나 발산 진동을 억제하는 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 플랩 부재(130)의 선단부(130a)의 형상은 'ㄴ'자 단면, 삼각형 단면, 곡면 단면 중 어느 하나로 형성되어, 항력 계수를 적게 하여 바람에 의해 발생되는 하중을 감소시키거나, 진동의 발생을 억제하는 방향으로 바람을 안내하는 안정장치 역할을 한다.

플랩 부재(130)는 횡연장 부재(120)와 일체로 형성되지 아니하며, 교체 가능하게 횡연장 부재(120)에 결합되어, 보도 현수교가 시공되는 지형과 날씨에 따른 풍하중 크기에 따라 적절한 단면 형태로 정해진다.

상기 하부 구조물(140)은, 도4 내지 도8에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(110)의 전후방 프레임 부재(111)의 양측로부터 하방으로 연장된 하향부재(141)와, 하향부재(141)를 횡방향으로 연결하는 횡연결부재(142)를 포함하고, 메인 프레임(110)의 전후방 프레임부재(111)와 하향부재(141)와 횡연결부재(142)가 폐곡선을 형성한다.

하향 부재(141)가 메인 프레임(110)과 예각(ang)을 이루면서 경사지게 연장되면, 전후방 프레임부재(111)와 하향부재(141)와 횡연결부재(142)가 이루는 폐곡선은 사다리꼴 형상이 되어, 외력에 큰 저항 능력을 얻을 수 있다. 이에 더하여, 횡연장 부재(120)와 하향 부재(141)의 사이에는 리브(rib) 판재(140x)가 구비되고, 메인 프레임(110)의 전후면 프레임 부재(111)와 하향 부재(141)의 사이에도 리브 판재(140x)가 구비된다. 이를 통해, 전후방 프레임부재(111)와 하향부재(141)와 횡연결부재(142)가 이루는 폐단면의 트러스 구조는 리브 판재(140x)에 의해 보강되어, 특히 비틀림 변형에 대한 저항 능력이 크게 향상된다.

여기서, 하향부재(141)는 메인 프레임(110)의 종방향 전단부의 양측으로부터 하방으로 연장된 전방 하향부재(141a)와, 메인 프레임(110)의 종방향 후단부의 양측으로부터 하방으로 연장된 후방 하향부재(141b)로 형성된다. 그리고, 횡연결부재(142)는, 전방 하향부재(141a)를 횡방향으로 연결하는 전방 횡연결부재(142a)와, 후방 하향부재(141b)를 횡방향으로 연결하는 후방 횡연결부재(142b)로 이루어진다. 즉, 세그먼트 강재(100)의 전면과 후면에는 리브 판재(140x)에 의해 보강된 사다리꼴 형태의 트러스 구조가 형성된다.

그리고, 전방 하향부재(141a)와 전방 횡연결부재(142a)가 만나는 2개 위치와, 후방 하향부재(141b)와 후방 횡연결부재(142b)가 만나는 2개 위치를 종연결부재(143)에 의해 종방향으로 각각 연결된다. 그리고, 도7에 도시된 바와 같이, 종연결부재(143)와 메인 프레임(110)의 종방향 프레임부재(112)를 보강 부재(144)로 경사지게 연결한다. 이를 통해, 도7에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(110)의 종방향 프레임부재(112)와 하향 부재(141)는 폐곡선을 형성하고, 보강 부재(144)와 종연결부재(143)에 의해서도 폐곡선이 형성되어 트러스 구조를 이룬다.

이를 통해, 세그먼트 거더(100)의 무게중심은 거더 중앙부의 하측에 배치됨에 따라, 동일한 풍량과 풍속 조건 하에서 세그먼트 거더의 진동 변위를 크게 낮출 수 있게 된다.

더욱이, 세그먼트 거더(110)의 전면(前面)과 후면(後面)에는 메인 프레임(110)의 전후면 프레임 부재(111)와, 하향 부재(141)와, 횡연결 부재(142)에 의하여 형성된 폐곡선으로 트러스 구조를 형성하고, 세그먼트 거더(110)의 중간부 상하 방향으로는 종연결부재(143)와 보강 부재(144)에 의하여 형성된 폐곡선으로 트러스 구조를 형성하고, 세그먼트 거더(110)의 하부 수평면에서도 2열의 종연결부재(143)를 횡방향으로 연결하는 보조연결부재(145)와 종연결부재(143)에 의하여 형성된 폐곡선으로 트러스 구조를 형성한다.

이와 같이, 본 발명은 거더를 형성하는 모든 부분에서 폐곡선을 형성하여 트러스 형태를 갖춤으로써, 50mm ~ 200mm의 작은 높이를 갖는 'ㄷ'자 단면이나 'H'자 단면의 형강을 이용하여 트러스 구조를 형성하여, 바람의 재하 면적을 줄이고, 거더를 회전시키는 힘에 의해 작용하는 비틀림 변형에 높은 저항 능력을 구현하며, 풍하중에 의한 정적 작용으로서 거더를 변형시키는 하중에도 효율적으로 저항하여 구조 안전성을 높이는 효과를 얻을 수 있다.

즉, 소형 부재로 형성하여 풍하중을 적게 받는 대신에, 복층 트러스 구조로 전체 단면의 강성을 증진시킴으로써, 보행로를 통행하는 통행 하중에 의해 발생되는 수직 하중에 대해서도 변형과 진동을 저감하는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 횡연결부재(142)와 종연결부재(143) 및 보조 연결 부재(145)에 의하여 보행로와 평행하면서 발판(160)의 하측에 형성되는 통로를 유지보수용도로 활용할 수 있다. 이를 통해, 하부 구조물(140)의 유지 보수가 필요한 때에 작업자는 하부 구조물(140)에 자신의 체중을 지지시키고 발판 하측 공간을 종방향으로 이동하면 유지 보수 작업을 할 수 있다. 이를 통해, 바닥면의 하면에 대한 연결부의 유지보수가 매우 편리해지며, 교량의 점검가능영역이 넓어져 교량의 유지 관리 및 점검이 용이해진다.

상기 행어케이블 정착부(150)는 횡연장 부재(120)의 끝단에 설치되어 행어 케이블(50)과 연결된다. 도7의 좌측 도면에 도시된 바와 같이, 행어케이블 정착부(152)는, 종방향으로 인접한 2개의 세그먼트 거더(100,...)의 횡연장 부재(120)에 대략 1/2씩 거치되는 정착 플레이트(151)와, 정착 플레이트(151)에 대하여 힌지 회전이 가능한 케이블 결합부(152)로 이루어진다. 그리고, 행어케이블 정착부(150)를 전후 방향으로 인접한 2개의 세그먼트 거더(100,...)의 연결부(CC)에 설치하는 것에 의해, 2개의 세그먼트 거더(100,...)를 종방향으로 연결하게 된다.

하나의 세그먼트 거더(100)가 도시된 도7의 우측도면에서는 정착 플레이트(151)의 일부가 종방향으로 돌출되어 있다. 세그먼트 거더(100)의 후방에 이와 동일한 구성의 제1세그먼트 거더(미도시)를 위치시키면, 정착 플레이트(151)의 돌출된 부분은 세그먼트 거더(100)의 후방에 배치되는 제1세그먼트 거더(미도시)의 제1전방 횡연장 부재(120a')의 상면에 걸쳐진 상태가 된다(도7의 좌측도면).

전술한 바와 같이, 메인 프레임(110)의 전후방 프레임부재(111)와 횡연장 부재(120)는 복부가 전후방을 향하는 'ㄷ'자 단면으로 형성되어 있으므로, 세그먼트 거더(100)의 후방에 제1세그먼트 거더가 위치하면, 전방에 위치한 세그먼트 거더(100)의 후방 횡연장 부재(120b)의 복부는 후방에 위치한 제1세그먼트 거더(미도시)의 전방 횡연장 부재(120a')의 복부는 서로 마주보는 상태가 된다. 따라서, 전방에 위치한 세그먼트 거더(100)는 후방에 위치한 제1세그먼트 거더와 완전히 밀착된 상태로 설치되는 것이 가능해진다.

이와 동시에, 도7의 좌측도면에 도시된 바와 같이, 세그먼트 거더(100)에 설치되어 있던 행어케이블 정착부(150)의 정착 플레이트(151)는, 연결봉(155)과 체결 너트(155a)를 이용하여, 전방에 위치한 세그먼트 거더(100)의 후방 횡연장 부재(120b)와 결합하고, 동시에 후방에 위치한 제1세그먼트 거더의 전방 횡연장 부재(120a')와 결합된다.

이와 같이, 작업자가 행어케이블 정착부(150)를 전후 배치된 세그먼트 거더(100,...)의 횡방향 연장거더(120)와 결합하는 간단한 공정만으로, 전후에 배치된 세그먼트 거더(100)를 종방향으로 밀착한 상태로 연결 설치된다. 즉, 2개의 세그먼트 거더가 만나는 위치에, 먼저 제작된 행어케이블 정착부의 정착 플레이트(151)를 볼트로 연결하는 방식으로서, 보도 현수교에서 교번하중에 의해 피로나 도장의 파손 마모가 발생할 때 용이하게 교체할 수 있는 장점이 있다.

상기 발판(160)은, 도4 및 도6에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(110)에 지지되며, 하나의 단위 발판에 대하여 적어도 4군데 이상 메인 프레임(110)과 일체로 고정되어 변위 구속된다. 이에 따라, 발판(160)은 메인 프레임(110)에 작용하는 하중이 그대로 전달되어, 전달된 하중에 저항하는 구조 부재로서의 역할을 한다. 이를 위하여, 발판(160)은 강성이 큰 강재 등의 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

무엇보다도, 발판(160)은 통풍이 가능한 그레이팅이 적어도 일부이상 형성된다. 도4 및 도6에 도시된 바와 같이, 보행로의 전체가 그레이팅으로 형성될 수도 있고, 경우에 따라서는 메인 프레임(110)에 유리, 플라스틱 등의 투명 부재나 디스플레이 장치가 통풍되지 않는 형태로 병행 형성될 수도 있다.

일반적으로 교량에 영향을 주는 바람은 교량에 직각 방향으로 부딪히고 기류가 갈라져 교량의 상하면에 압력차이를 발생시켜, 교량의 상하 이동을 발생시키거나, 갈라진 기류에서 발생된 와류로 흔들림 진동을 발생시키거나, 최악의 경우에는 발산 진동으로 교량이 파괴되기도 한다.

이와 같이, 교량의 상측과 하측의 압력 편차가 발생되는 것을 근본적으로 해결하고자, 본 발명에 따른 세그먼트 거더(100)는 발판(160)의 적어도 일부 이상에 통풍 가능한 그레이팅 발판이 형성된다. 도5에 도시된 바와 같이, 하측에서 경사지게 상방을 향하는 공기 유동(Q2)은 발판(161, 162)을 통해 상측으로 빠져나가므로, 세그먼트 거더(100)가 상방으로 들리는 힘이 거의 작용하지 않는다. 이와 유사하게, 상측에서 경사지게 하방을 향하는 공기 유동(Q1)은 발판(161, 162)을 통해 하측으로 빠져나가므로, 세그먼트 거더(100)가 하방으로 눌리거나 횡방향으로 요동하는 힘이 거의 작용하지 않는다.

즉, 발판(160)의 상하부에 압력차이가 발생되더라도 그레이팅을 통해 공기 유동이 허용되어 세그먼트 거더(10)에 작용하는 양력(FL)을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

상기 통행 난간(170)은, 도7에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(110)의 종방향 프레임부재(112)에 고정 설치된 난간 기둥(171)과, 난간 기둥(171)의 상측을 연결하는 안내 손잡이(172)와, 안내 손잡이(172)의 하측에 보행자의 이탈을 방지하는 철망(173)이 스텐레스강 로프메시로 형성된다.

일반적으로 보도 교량에서는 난간에 작용하는 풍하중이 크게 작용한다. 난간은 교량 상면의 1.1m까지 설치되어야 하므로, 난간에 작용하느 풍하중에 의하여 교량을 전도시키는 방향으로 회전시키는 힘(도5의 100r)이 증가된다. 그런데, 장지간 보도현수교는 난간(170)에 작용하는 풍하중을 최소화하지 아니하면, 바람에 저항하는 정도를 나타내는 항력계수가 커지고, 바람에 의한 비틀림 모멘트가 증가되어, 교량이 큰 변위로 움직이게 되고 유해진동이 발생되므로, 구조 안전성이 저해되며 사용 수명이 감소된다.

본 발명은 통행 난간(170)이 그물형 스텐레스 메시로 바람의 대향면을 형성하므로, 난간의 기능을 유지하면서 바람의 작용면적을 최소화하는 효과를 얻을 수 있다. 이에 따라, 도5에 도시된 바와 같이, 그레이팅으로 형성된 발판(160)을 관통한 바람이 통행 난간(170)에 막히지 않고 관통하므로, 항력계수를 크게 낮춰 풍하중에 대한 진동이나 하중 영향을 덜 받게 된다.

전술한 행어케이블 정착부(150)에 의한 전후에 위치한 세그먼트 거더의 연결 방법과 유사하게, 도4에 도시된 바와 같이, 세그먼트 거더(100)의 난간 기둥(171)을 지지하는 난간기둥 플레이트(171a)에는 후방에 위치하는 제1세그먼트 거더의 제1난간기둥(171x)도 함께 형성된다.

이에 따라, 난간기둥 플레이트(171a)를 세그먼트 거더(100)에 고정시키면 후방으로 일부 도출된 상태가 된다. 그 다음, 세그먼트 거더(100)의 후방에 제1세그먼트 거더(미도시)가 근접하면, 난간기둥 플레이트(171a)의 돌출되어 있던 부분은 후방에 위치한 제1세그먼트 거더의 제1메인 프레임의 상면을 덮게 된다.

이에 따라, 난간기둥 플레이트(171a)는 전방에 위치한 세그먼트 거더(100)의 메인 프레임(110)의 상면과 후방에 위치한 제1세그먼트 거더의 메인 프레임(110)의 상면을 동시에 덮은 상태가 된다. 이 때 난간기둥 플레이트(171a)를 볼트 체결로 후방에 위치한 제1세그먼트거더의 전후방 프레임 부재에 결합시켜, 난간기둥 플레이트(171a)는 후방에 위치한 제1세그먼트 거더와 전방에 위치한 세그먼트거더에 함께 결합된 상태가 된다. 이에 의해서도 종방향으로 연속하는 세그먼트 거더를 연결할 수 있다. 즉, 세그먼트 거더(100)의 최후방에 위치한 난간기둥 플레에트(171a)를 전후 방향으로 인접한 2개의 세그먼트 거더(100,...)의 연결부(DD)에 설치하는 것에 의해, 2개의 세그먼트 거더(100,...)를 종방향으로 연결하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 보도 현수교의 세그먼트 거더(100)는, 비교적 작은 형강으로 세그먼트 거더를 형성하되, 통행 폭원(W)에 비하여 보다 넓은 구조 폭원(Wc)을 제공하여 구조적으로 안전성을 높이고, 중앙부에 트러스 구조로 단면을 형성하여, 무게 중심을 낮추고 풍하중에 따른 회전 변위를 최소화하여 보행로를 중심으로 풍하중의 정적 하중에 대한 저항 능력과 풍하중에 의한 동적 진동을 억제하는 효과를 크게 향상시켜 장지간에 적합한 내풍 향상형 세그먼트 거더를 제공한다.

다시 말하면, 본 발명은, 풍하중의 재하 면적을 최소화하여 항력 계수를 낮추어, 동일한 크기의 풍하중에 대하여 거더가 부담하는 하중을 줄일 수 있었다. 이는, 도4의 세그먼트 거더(100)에 관한 풍동 실험 결과를 통해 확인하였는데, 수평 방향의 풍하중에 대해서는 38%의 항력계수를 얻어, 수평방향의 하중의 62%를 소산시키는 작용을 확인하였습니다. 그 밖에, 10도 경사진 방향의 풍하중에 대해서는 40%의 항력계수를 얻었고, 20도 경사진 풍하중에 대해서는 49%의 항력계수를 얻었습니다. 이를 통해, 본 발명에 따른 세그먼트 거더(100)는 종래에 비하여 강재 사용량을 늘리지 않고서도 풍하중에 대한 정적인 저항 능력과 동적인 진동 억제 효과가 우수해졌음을 확인할 수 있었다.

이하, 도9 및 도10을 참조하여, 본 발명의 제2실시 형태에 따른 세그먼트 거더(101) 제3실시예에 따른 세그먼트 거더(102) 및 세그먼트 거더들(100, 101, 102,...)의 조합 형태를 설명한다. 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예의 세그먼트 거더(101, 102)는 제1실시예의 세그먼트 거더(100)가 적용된 보도 현수교(1)에 일부로 적용될 수 있다.

도9에 중심선의 우측 형상은 전술한 본 발명의 제1실시예에 따른 세그먼트 거더(100)의 형상이고, 도9의 중심선의 좌측 형상은 본 발명의 제3실시예에 따른 세그먼트 거더(102)의 형상이 도시된 것이다.

본 발명은, 보행로의 폭(W)에 비하여 보다 넓은 횡방향 부재(120)를 메인 프레임(110)으로부터 횡방향 바깥 방향으로 연장되게 설치하여, 교량의 행어 케이블(50)과 연결되는 행어케이블 정착부(150)가 횡방향 부재(120)의 끝단에 설치될 수 있게 되므로, 보행로의 폭(W)에 비하여 횡연장 부재(120)의 길이(E)의 2배만큼 폭이 커지므로, 변장비가 작아져 구조적으로 안전하며 횡방향 강성이 증진되어 외력에 따른 변위를 줄이는 이점이 있다. 이와 같이, 본 발명은 발판(160)의 횡방향 바깥 위치에서 행어 케이블(50)에 의해 하중을 지지하므로, 보행로에서 보행자가 횡방향으로 치우친 경로로 편측 통행하는 등의 사정에 의해 하중의 쏠림이 횡방향으로 발생하더라도, 전도 방향으로의 회전 변위가 발생되지 않으므로, 거더 단면 전체에서 안정적인 보행을 가능하게 하는 이점을 얻을 수 있다.

이를 활용하여, 본 발명은, 행어 케이블(50)이 고정된 위치 사이의 구조 폭원(Wc)이 종래에 비하여 훨씬 크므로, 행어케이블 브라켓(150)의 횡방향으로의 사이 공간에 보행로 폭을 변화시키거나 동선의 변화를 줄 수 있고, 필요에 따라 확폭부나 교량내 쉼터와 같은 다양한 공간을 연출 할 수 있는 이점이 있다.

이와 같은 관점에서, 도10에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 세그먼트 거더(101)는, 전방 횡연장 부재(120a)와 후방 횡연장 부재(120b)와 메인 프레임(110)의 종방향 프레임부재(112) 중 어느 2개 이상에 지지되는 확장 발판(163)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기서는, 제1실시예에서 메인 프레임(110)에 설치되던 통행 난간(170)은 제거되고 추가 난간(180)이 확장발판(163)의 횡방향 외측에 설치된다.

이를 통해, 도10의 가장 후방에 위치한 제1실시예의 세그먼트 거더(100)의 보행로를 보행하는 보행자는, 그 다음 전방에 배치된 제2실시예의 세그먼트 거더(101)로 진입할 수 있다. 제2실시예의 세그먼트 거더(101)는 확장 발판(163)에 의해 보행자의 보행폭이 확장된 확폭부가 구비된 거더이다.

이처럼, 메인 프레임(110)에 연결된 전방 횡연장 부재(120a)와 후방 횡연장 부재(120b)는, 행어 케이블(50)을 보행로로부터 횡방향으로 멀리 떨어지도록 무게 중심과 행어 케이블의 연결부를 이격시키는 역할과, 플랩 부재와 함께 풍하중을 상하로 분리시키는 역할을 할 뿐만 아니라, 횡연장 부재(120)와 메인 프레임(110)에 확장 발판(163)을 설치하는 지지대의 역할을 하여, 보행로의 폭을 확장시켜 보행자에게 개방감을 선사할 수도 있다.

또한, 도9의 좌측도면과 도10을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 세그먼트 거더(102)는, 오락용 횡단 게임을 체험할 수 있는 것으로서, 전방 횡연장 부재(120a)와 후방 횡연장 부재(120b)에 지지되는 추가 난간(180)이 구비되고, 통행 난간(170)과 추가 난간(180)을 매달리게 잇는 U자형 가요성 메쉬발판(190)을 더 포함하여 구성된다.

도10을 참조하면, 확폭부가 구비된 제2실시예의 세그먼트 거더(101)에 있던 보행자는, 그 다음의 전방에 위치한 제3실시예의 세그먼트 거더(102)의 U자형 가요성 메쉬발판(190)을 통과하는 횡단 게임을 할 수도 있다. 즉, 보행자는 제2실시예의 세그먼트 거더(101)의 횡방향 가장자리인 추가 발판(163)에 위치한 상태에서, 통행 난간(170)과 추가 난간(180)을 붙잡고 U자형 가요성 메쉬발판(190)을 밟으면서 제2실시예에 따른 세그먼트 거더(102)를 횡단하며, 이 과정에서 아래에 단단한 지지체가 없으므로 스릴감을 느끼는 용도로 활용될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 도10에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(110)으로부터 횡방향 바깥으로 연장된 횡연장 부재(120)를 구비하여, 종래에 비하여 강재 사용량을 늘리지 않으면서도 종래에 비하여 작은 단면을 갖는 형강으로 보다 큰 저항 능력을 구현하고, 풍하중에 대한 항력 계수를 낮추어 풍하중에 대한 영향을 줄임으로써 윈드케이블이 없더라도 장지간 보도 현수교의 시공을 가능하게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 세그먼트 거더의 회전 변위가 크게 억제됨에 따라, 교량의 일부 구간에서 횡연장 부재(120)에 추가 발판(65)을 설치하여 확폭부를 형성한 세그먼트 거더(101)도 보도 현수교(1)의 일부에 적용할 수도 있고, 횡연장 부재(120)에 U자형 가요성 메시발판(190)을 설치하여 개방감과 스릴감을 느끼는 횡단게임을 하도록 구성될 수도 있어서, 관광 상품화로 각광받는 보도 현수교의 보행을 보다 즐거운 환경으로 구현하는 효과를 얻을 수 있습니다.

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: 보도 현수교 30: 주케이블
50: 행어 케이블 100, 101, 102: 세그먼트 거더
110: 메인 프레임 111: 전후방 프레임부재
112: 종방향 프레임부재 120a: 전방 횡연장 부재
120b: 후방 횡연장 부재 120: 횡연장 부재
130: 플랩 부재 140: 하부 구조물
141a: 전방 하향 부재 141b: 후방 하향 부재
141: 하향 부재 142: 횡연결 부재
142a: 전방 횡연결 부재 142b: 후방 횡연결 부재
143: 종연결부재 144: 보강 부재
150: 행어케이블 정착부 151: 정착 플레이트
160: 발판 163: 추가 발판
170: 통로 난간 171: 난간 기둥
171a: 난간기둥 플레이트 180: 추가 난간
190: 가요성 메쉬발판

Claims (21)

1. 서로 이격된 제1위치와 제2위치에 형성된 지지대와, 상기 지지대에 세워진 주탑과, 상기 주탑으로부터 2열 이상으로 연결 설치하는 주케이블과, 상기 주케이블로부터 연장된 다수의 행어 케이블에 연결되어 보행로를 형성하는 케이블 보도 현수교로서,
   상기 보행로를 형성하고 상하 방향으로 통풍이 가능한 그레이팅 발판이 적어도 일부 이상 형성된 발판을 지지하고, 종방향을 따라 연속 배치되는 메인 프레임과;
   상기 메인 프레임의 양측로부터 하방으로 연장된 하향부재와, 상기 하향부재를 횡방향으로 연결하는 횡연결부재를 포함하여, 상기 메인 프레임과 함께 상기 하향부재와 상기 횡연결부재가 폐곡선을 형성하는 하부 구조물과;
   상기 메인 프레임의 종방향 전단부의 양측으로부터 횡방향으로 직선 연장된 전방 횡연장 부재와, 상기 메인 프레임의 종방향 후단부의 양측으로부터 횡방향으로 직선 연장된 후방 횡연장 부재를 포함하여, 종방향을 따라 연속 배치되는 상기 메인 프레임마다 형성되는 횡연장 부재와;
   상기 전방 횡연장 부재의 횡방향 끝단부와 상기 후방 횡연장 부재의 횡방향 끝단부 중 어느 하나 이상에 설치되어, 상기 행어 케이블과 연결되는 행어케이블 정착부와;
   상기 전방 횡연장 부재의 단부와 상기 후방 횡연장 부재의 단부를 종방향으로 연결하되 상기 발판과 동일한 높이에 형성되는 플랩 부재와;
   상기 보행로의 일부 구간에 대하여, 상기 발판을 횡방향 바깥으로 연장한 형태로, 상기 전방 횡연장 부재와 상기 후방 횡연장 부재와 상기 메인 프레임 중 어느 2개 이상에 지지되되, 종방향으로 이격되게 배치되는 확장 발판과;
   상기 확장 발판이 배치된 상기 일부 구간에서는 상기 확장 발판의 양측에 설치되고, 상기 확장 발판이 배치되지 않은 구간에서는 상기 발판의 양측에 설치된 통행 난간과;
   상기 종방향으로 이격 배치되는 확장 발판의 사이에서 상기 전방 횡연장 부재와 상기 후방 횡연장 부재에 지지되도록 설치된 추가 난간과;
   상기 통행 난간과 상기 추가 난간을 매달리게 잇는 U자형 가요성 메쉬발판을;
   포함하여 구성되고, 횡방향에서 불어오는 바람의 유동을 상기 플랩 부재의 선단부에서 갈라지게 하여 상기 메인 프레임의 상부와 하부로 분기시키고, 상측으로 분기된 바람의 유동이 상기 그레이팅 발판을 통해 상기 메인 프레임의 하측으로 통과하고, 하측으로 분기된 바람의 유동이 상기 그레이팅 발판을 통해 상기 메인 프레임의 상측으로 통과하도록 유도되는 것을 특징으로 하는 케이블 보도 현수교.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 하향부재는 상기 메인 프레임과 예각을 이루면서 경사지게 연장 형성된 것을 특징으로 하는 케이블 보도 현수교.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 횡연장 부재와, 상기 횡연장 부재와 연속으로 배열되는 상기 메인 프레임의 전후면 프레임부재와, 상기 하향 부재 중 어느 2개에 동시에 접하는 리브(rib) 판재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 보도 현수교.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 하향부재는, 상기 메인 프레임의 종방향 전단부의 양측으로부터 하방으로 연장된 전방 하향부재와, 상기 메인 프레임의 종방향 후단부의 양측으로부터 하방으로 연장된 후방 하향부재를 포함하고;
   상기 횡연결부재는, 상기 전방 하향부재를 횡방향으로 연결하는 전방 횡연결부재와, 상기 후방 하향부재를 횡방향으로 연결하는 후방 횡연결부재를 포함하고;
   상기 전방 하향부재와 상기 전방 횡연결부재 중 어느 하나 이상과, 상기 후방 하향부재와 상기 후방 횡연결부재 중 어느 하나를 종방향으로 연결하는 종연결부재를;
   더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 보도 현수교.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 횡연결부재와 상기 종연결부재에 의하여 유지보수용 통로를 상기 보행로와 평행하게 형성하는 것을 특징으로 하는 케이블 보도 현수교.
   
6. 제 4항에 있어서,
   상기 종연결부재와 상기 메인 프레임을 경사지게 연결하는 보강 부재를;
   더 포함하여, 상기 보강 부재와 상기 종연결부재와 상기 메인 프레임에 의해 폐곡선을 형성하는 것을 특징으로 하는 케이블 보도 현수교.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서,
   상기 플랩 부재는 교체 가능한 것을 특징으로 하는 케이블 보도 현수교.
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 플랩 부재는 'ㄴ'자 단면, 삼각형 단면, 곡면 단면 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 케이블 보도 현수교.
    
11. 제 4항에 있어서,
    상기 횡연장 부재와, 상기 플랩 부재와, 상기 메인 프레임과, 상기 하향 부재와, 상기 횡연결부재와, 상기 종연결부재는 50mm 내지 200mm 높이를 갖는 형강으로 형성된 것을 특징으로 하는 케이블 보도 현수교.
    
12. 제 1항에 있어서,
    상기 발판의 일부는 투시 가능한 투명 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 케이블 보도 현수교.
    
13. 제 1항에 있어서,
    상기 발판은 상기 메인 프레임에 일체로 고정되어 구조부재로 작용하는 것을 특징으로 하는 케이블 보도 현수교.
    
14. 제 1항에 있어서,
    상기 보행로의 양측에 형성된 통행 난간에는 통풍 가능한 격자형태의 철망이 형성된 것을 특징으로 하는 케이블 보도 현수교.
    
15. 제 1항에 있어서,
    종방향으로 인접한 상기 메인 프레임으로부터 각각 횡방향으로 연장되어 종방향으로 인접한 상기 횡연장 부재의 횡방향 끝단부 상면을, 상기 행어 케이블 정착부의 정착 플레이트가 동시에 덮은 상태로 각각 볼트 체결되어 설치되는 것을 특징으로 하는 케이블 보도 현수교.
    
16. 제 15항에 있어서,
    상기 종방향으로 인접한 상기 횡연장 부재는 각각 'ㄷ'자 단면으로 형성되되, 'ㄷ'자 단면의 복부가 서로 마주보고 접촉하게 설치되는 것을 특징으로 하는 케이블 보도 현수교.
    
17. 제 1항에 있어서,
    상기 통행 난간의 난간 기둥이 고정되는 난간기둥 플레이트는 종방향으로 인접한 상기 메인 프레임의 각각의 상면을 동시에 덮은 상태로 각각 볼트 체결되어 설치되는 것을 특징으로 하는 케이블 보도 현수교.
    
    
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