KR102291951B1 - 안전기능을 구비한 교량 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 호우시에 안전시설로 이용될 수 있는 교량 구조에 관한 것으로, 본 발명은 기존 교량의 기본구조물과; 일측 단부가 상기 기본구조물에 회동 가능하게 설치되어, 하천 흐름 방향에 대하여 타측 단부가 부상 가능하도록 구성되는 부상구조물을 포함하여 구성되고, 상기 부상구조물은, 절첩식 다단구조로 구성되되, 일측 단부가 상기 기본구조물에 힌지 결합하는 제1부상부와; 일측 단부가 상기 제1부상부의 타측 단부와 힌지 결합하는 제2부상부와; 일측 단부가 상기 제2부상부의 타측 단부와 힌지 결합하고, 타측 단부에 상기 부력체가 결합하는 제3부상부를 포함하여 3단구조로 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 본 발명에서는 부상구조물에 부력체를 결합하여, 홍수 등에 의하여 수위가 상승할 시 부력체에 의하여 부상구조물이 용이하게 부상할 수 있으며, 수위가 하강하면 다시 부상구조물이 하강하여 교량으로의 이용이 가능하도록 구성되어, 작업자의 작업 없이도 안전망과 교량으로의 사용 전환 가능한 장점이 있다.

Description

안전기능을 구비한 교량 구조 { BRIDGE STRUCTURE HAVING SAFETY FUNCTION }

본 발명은 교량 시설물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평상시에는 교량으로 이용되어 이동에 편리함을 제공하고, 호우 시에는 안전시설로 이용될 수 있어 다양하고 복합적인 기능 및 효과를 얻을 수 있는 교량 구조에 관한 것이다.

일반적으로 개울이나 계곡, 실개천 등 소하천에 가설되는 교량은 단경간의 소형 교량으로, 하판과 교각 및 상판이 일체로 되는 박스형의 라멘교나 소정 간격으로 세워진 교각의 상부에 거더를 설치하고, 거더의 상부에 교량 상판을 설치하여 이루어지는 거더교가 사용되고 있다.

이러한 소하천 등에 설치되는 교량구조물에 대한 기술의 예로 대한민국 특허등록 제10-1653803호는 소하천 바닥에 시공된 버림콘크리트에 배치된 하부 슬래브와, 하부 슬래브의 양단에 수직방향으로 입설되어 있는 좌, 우측 교대 벽체와, 상기 좌,우측 교대 벽체의 상단에 안착되어 있는 상부 슬래브로 구성되는 소하천 조립식 교량이 개시된 바 있다.

그런데, 상기한 종래의 소하천 등에 설치되는 교량 구조물은, 평상시에는 교량으로의 역할을 수행하는 반면, 홍수 시에는 어떠한 기능도 수행할 수 없어 그 역할 및 기능이 제한적인 문제점이 있었다.

대한민국 특허등록 제10-1653803호

본 발명은, 평상시에는 교량으로 이용되어 이동에 편리함을 제공하고, 호우 시 수위가 상승하면 안전망으로 이용되어 안전시설로의 기능도 제공함으로써, 하나의 구성으로 다양하고 복합적 기능을 수행할 수 있으며, 구조가 간단하여 제조가 용이하고 경제적인 교량 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 하천 교량의 교대와 교각을 이루도록 구성되는 지지구조물과, 상기 지지구조물의 상부에 설치되는 받침구조물과, 상기 지지구조물의 단부에 설치되어 난간을 형성하는 부속구조물을 포함하여 구성되는 기본 구조물과, 일측 단부가 상기 기본구조물에 회동 가능하게 설치되어, 하천 흐름 방향에 대하여 타측 단부가 부상 가능하도록 구성되는 부상구조물을 포함하여 구성되고, 상기 부상구조물은, 메쉬망과, 상기 메쉬망의 테두리에 결합하여 상기 메쉬망을 지지하고, 일측 단부가 상기 기본구조물에 회동 가능하게 결합하는 프레임부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 교량 구조를 제공한다.

여기서, 상기 프레임부는, 힌지부에 의하여 일단부가 상기 기본구조물에 회동 가능하게 결합하고, 상기 힌지부는 상기 기본구조물의 외측 길이방향에 대한 일측단부를 따라 결합하여, 상기 프레임부가 상기 기본구조물의 일측단부를 중심으로 회동하여 하천 흐름방향에 대하여 기립 또는 전도될 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 프레임부는, 상기 힌지부와 대향되는 타측 단부에 부력을 갖는 부력체가 결합되어, 하천수위가 상기 프레임부 보다 높게 상승하는 경우, 부력체의 부력에 의해 회동하도록 구성될 수 있다.

나아가, 상기 프레임부는, 타단부에 상기 부력체를 수용하는 수용공간이 형성된 수용하우징이 형성될 수 있다.

이때, 상기 수용하우징은, 상부가 개방되고 내부에 상기 수용공간이 형성된 하우징몸체와, 상기 하우징몸체의 상부에 개폐가능하게 결합하여 상기 부력체를 교체할 수 있도록 구성되는 개폐부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 부상구조물은, 절첩식 다단구조로 구성될 수 있다.

이에, 상기 부상구조물은, 일측 단부가 상기 기본구조물에 힌지 결합하는 하판부와, 일측 단부가 상기 하판부의 타측 단부와 힌지 결합하고, 타측 단부에 상기 부력체가 결합하는 상판부를 포함하여 2단구조로 구성될 수 있다.

또는, 상기 부상구조물은, 일측 단부가 상기 기본구조물에 힌지 결합하는 제1부상부와, 일측 단부가 상기 제1부상부의 타측 단부와 힌지 결합하는 제2부상부와, 일측 단부가 상기 제2부상부의 타측 단부와 힌지 결합하고, 타측 단부에 상기 부력체가 결합하는 제3부상부를 포함하여 3단구조로 구성될 수 있다.

상기 메쉬망은, 상기 프레임부에 인장 고정되는 강선와이어 또는 고분자합성수지재질로 이루어진 합성와이어로 구성될 수 있다.

또한, 상기 메쉬망은, 상기 프레임부에 설치되어 상기 메쉬망을 이루는 와이어의 인장력을 조절하는 인장력조절유닛을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 부상구조물은, 상기 받침구조물에 회동 가능하게 설치될 수 있다.

또는, 상기 부상구조물은, 상기 부속구조물에 회동 가능하게 설치될 수 있다.

한편, 상기 프레임부와 상기 받침구조물은, 자성체인 철골구조부를 포함하도록 구성되고, 상기 교량 구조는, 상기 프레임부와 상기 받침구조물 중 어느 하나 이상에 설치되어, 자력에 의하여 상기 프레임부의 타측이 상기 받침구조물과 부착되도록 하고, 상기 부력체의 부력이 상기 자력의 결합력을 초과하면 부력에 의하여 상기 프레임부의 타측이 상기 받침구조물로부터 분리되도록 하는 자석유닛을 포함하여 구성될 수 있다.

이에, 2단구조로 구성되는 경우 상기 부상구조물은, 상기 하판부와, 상기 하판부와 대면하는 상기 기본구조물에 각각 설치되어, 자력에 의하여 상기 하판부와 상기 기본구조물이 부착되도록 하는 하부자석유닛과, 상기 하판부와, 상기 하판부와 대면하는 상기 상판부에 각각 설치되어, 자력에 의하여 상기 상판부와 상기 하판부가 부착되도록 하는 상부자석유닛을 포함하도록 구성하여, 상기 부력체의 부력이 상기 하부자석유닛과 상기 상부자석유닛의 자력에 의한 결합력을 초과하면 부력에 의하여 상기 상판부와 상기 하판부가 분리되도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 하부자석유닛의 자력은 상기 상부자석유닛의 자력 보다 크도록 구성되어, 상기 부력체의 부력에 의해 상기 상판부가 상기 하판부 보다 먼저 분리되도록 구성될 수 있다.

또한, 3단구조로 구성되는 경우 상기 부상구조물은, 상기 제1부상부와, 상기 제1부상부와 대면하는 상기 기본구조물에 각각 설치되어 자력에 의하여 제1부상부와 상기 기본구조물이 부착되도록 하는 제1자석유닛과, 상기 제1부상부와, 상기 제1부상부와 대면하는 상기 제2부상부에 각각 설치되어 자력에 의하여 제1부상부와 상기 제2부상부가 부착되도록 하는 제2자석유닛과, 상기 제2부상부와, 상기 제2부상부와 대면하는 상기 제3부상부에 각각 설치되어 자력에 의하여 제2부상부와 상기 제3부상부가 부착되도록 하는 제3자석유닛을 포함하도록 구성하여, 상기 부력체의 부력이 상기 제1자석유닛과, 상기 제2자석유닛과, 상기 제3자석유닛의 자력에 의한 결합력을 초과하면 부력에 의하여 상기 제1부상부와, 상기 제2부상부와, 상기 제3부상부가 분리되도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제3자석유닛, 제2자석유닛, 제1자석유닛 순서로 점차 자력이 커지도록(제1자석유닛의 자력이 가장 크고 제3자석유닛의 자력이 가장 작도록) 구성되어, 상기 부력체의 부력에 의해 상기 제3부상부와, 상기 제2부상부와, 상기 제1부상부 순으로 분리되도록 구성될 수 있다.

나아가, 교량 구조는,

상기 부상구조물의 상기 힌지부 회전중심에 설치되어, 상기 부상구조물이 전개되는 방향으로의 회전은 가능하되, 상기 부상구조물이 절첩되는 방향으로의 회전은 제한되도록, 상기 부상구조물의 회동방향을 제한하는 래칫기어유닛을 포함하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 래칫기어유닛은, 상기 힌지부의 외주측면에 돌출되게 형성되고 기어들이 일방향을 향하여 형성된 래칫기어와, 상기 래칫기어가 타방향으로 회전 시 상기 래칫기어가 맞물리도록 구성되어 상기 래칫기어의 회전을 제한하는 걸림부와, 상기 걸림부와 결합하여 사용자의 조작에 의하여 상기 걸림부의 위치를 이동시켜 상기 래칫기어의 회전제한을 해제하는 걸림부 회동레버와, 상기 걸림부와 결합하는 탄성부재를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 프레임부는, 중공형의 고강도 파이프로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 교량 구조는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 평상시에는 교량으로 이용되어 이용자에게 이동에 편리함을 제공하고, 호우 시에는 부상구조물이 부상하여 안전망 기능을 수행할 수 있어, 교량뿐만 아니라 안전시설로도 이용될 수 있어 다양하고 복합적 기능을 수행할 수 있다.

둘째, 부상구조물을 메쉬망과 프레임부로 구성함으로써 시공이 용이하고 작업시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 시공비를 저감시킬 수 있어 경제적이다.

셋째, 부상구조물에 부력체를 결합하여, 홍수 등에 의하여 수위가 상승할 시 부력체에 의하여 부상구조물이 용이하게 부상할 수 있으며, 수위가 하강하면 다시 부상구조물이 하강하여 교량으로의 이용이 가능하도록 구성되어, 작업자의 작업 없이도 안전망과 교량으로의 사용 전환이 용이하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교량 시설물을 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 교량 시설물의 부상구조물의 회동에 따른 작동을 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 2의 교량 시설물에서 부상구조물의 결합구조의 다른 실시예를 나타내는 정면도이다.
도 4는 도 2의 교량 시설물에서 부력체가 결합된 부상구조물의 다른 실시예를 나타내는 정면도이다.
도 5는 도 4의 부상구조물에서 프레임부와 부력체를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 부상구조물이 수면상승 시 프레임부가 회동하는 과정을 나나태는 도면이다.
도 7은 도 5의 부상구조물에 래칫기어유닛이 구성된 경우 래칫기어유닛을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 8은 도 5의 부상구조물이 2단 절첩식으로 구성된 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8의 2단 절첩식으로 구성된 부상구조물의 부상과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 5의 부상구조물이 3단 절첩식으로 구성된 실시예를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 10의 3단 절첩식으로 구성된 부상구조물의 부상과정을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 교량 구조는, 기본구조물과, 부상구조물(400)을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 기본구조물은, 지지구조물(100)과, 받침구조물(200)과, 부속구조물(300)을 포함하여 구성된다.

상기 지지구조물(100)은, 하천 교량의 교대와 교각을 이루는 구성으로 상기 받침구조물(200)과, 부속구조물(300)을 상방 지지하는 역할을 한다.

도면에서, 상기 지지구조물(100)은 하천의 폭 방향을 따라 배열된 교각만을 나타내고 있으나, 이는 일 실시예로 다양한 구성의 교대와 교각을 적용할 수 있음은 물론이며, 공지의 하천 교량을 구성하는 교대와 교각 구조물을 적용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 지지구조물(100)은, 프레임구조물 또는 철근콘크리트구조물 등 다양한 구성들이 적용될 수 있다.

상기 받침구조물(200)은, 상기 지지구조물(100)의 상부에 설치되며, 상부로 부상구조물(400)이 설치되고, 부상구조물(400)을 상방지지 하도록 구성된다.

상기 받침구조물(200)은, 상기 부상구조물(400)을 상방지지하는 거더역할을 하는 구성으로, 교각을 따라 길이방향으로 설치된다. 여기서, 상기한 받침구조물(200)의 구성은 공지의 거더의 구성을 적용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하며, 상기 지지구조물(100)과 대응하도록 프레임구조물 또는 철근콘크리트구조물 등 다양한 구성들이 적용될 수 있다.

상기 부속구조물(300)은, 교량에서 난간과 같은 부속구조물을 포함하는 구성으로서, 도시된 바에 따르면 상기 부속구조물(300)은, 상기 지지구조물(100)의 양측 단부에 설치되어 난간을 형성하도록 구성된다. 상기 부속구조물(300)은, 난간을 형성하도록 프레임구조물 또는 콘크리트 구조물로 형성될 수 있으며, 이러한 구성은 공지의 교량의 난간구성을 적용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 부상구조물(400)은, 일측 단부가 기본구조물에 회동가능하게 설치되어, 하천 흐름 방향에 대하여 타측 단부가 부상 가능하도록 구성된다(도 2참조).

상세하게, 상기 부상구조물(400)은, 메쉬망(410)과, 메쉬망(410)의 테두리에 결합하여 메쉬망(410)을 지지하는 프레임부(420)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 메쉬망(410)은, 이동하는 사용자를 안정적으로 지지함과 동시에, 부상 시 메쉬망(410) 사이로 하천이 용이하게 유출되게 하고, 중량을 저감시켜 부상구조물(400)의 부상이 보다 용이하게 이루어지게 한다.

상기 메쉬망(410)은, 이동하는 사용자를 안정적으로 지지함은 물론 중량 또한 저감시킬 수 있도록, 프레임부(420)에 인장 고정되는 강선와이어 또는 고분자합성수지재질로 이루어진 합성와이어로 구성될 수 있다. 하지만, 이는 바람직한 실시예로 부상이 가능하고 강도를 유지할 수 있는 구성이라면 다양하게 적용 가능함은 물론이다.

한편, 상기 메쉬망(410)은, 상기 프레임부(420)에 설치되어 메쉬망(410)을 이루는 와이어의 인장력을 조절하는 인장력조절유닛(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 인장력조절유닛은, 메쉬망(410)의 인장력을 조절하여 이동하는 사용자로 하여금 출렁거림을 방지하여 안정감을 주는 효과를 제공할 수 있다.

상기 인장력조절유닛은, 메쉬망(410)을 이루는 와이어의 인장력을 조절할 수 있는 구성이라면 다양하게 적용할 수 있다. 이의 실시예로 상기 인장력조절유닛은, 와이어에 턴버클을 적용하여, 작업자가 턴버클을 조작하여 인장력을 조절할 수 있으며, 또는 와이어에 인장볼트를 체결하여 인장볼트를 회전시켜 와이어의 인장력을 조절할 수 있으며, 이러한 인장력조절유닛은 상기한 목적을 달성할 수 있다면 다양한 구성이 적용될 수 있다.

상기 프레임부(420)는, 메쉬망(410)의 형태를 유지하고 지지하도록 메쉬망(410)의 테두리에 결합한다. 상기 프레임부(420)는, 도면에서 받침구조물(200)과 지지구조물(100)의 평면형상에 대응하도록 사각 형상으로 구성된다. 상기 프레임부(420)는, 도시된 바와 같이 교량 구조의 길이에 따라 복수개가 분할되어, 각각이 연결되도록 배열될 수 있다.

상기 프레임부(420)는, 힌지부(421)에 의하여 일측 단부가 기본구조물에 회동 가능하게 결합하여, 수위가 상승하면 타측이 부상하도록 구성된다.

상기 힌지부(421)는 하천을 가로지르는 기본구조물의 길이방향에 대하여 외측의 일측단부를 따라 결합하여, 도시된 바와 같이 상기 프레임부(420)가 기본구조물의 일측단부를 중심으로 회동하여 하천 흐름방향에 대하여 기립 또는 전도될 수 있도록 한다.

여기서, 상기 힌지부(421)의 구성은. 기본구조물과 프레임부(420)를 관통하는 관통홀과, 상기 관통홀에 회동 가능하게 삽입 결합하는 힌지축을 포함하여 구성될 수 있으며, 이에 대한 세부구성 및 설명은 공지의 힌지부의 구성을 적용할 수 있으므로 생략하기로 한다.

한편, 상기 프레임부(420)는 상기 기본구조물 중 도 2에 나타난 바와 같이 부속구조물(300)에 회동가능하게 설치될 수 있다. 이러한 경우 상기 부속구조물(300)은, 내측으로 프레임부(420)와 힌지결합하기 위한 연결부(310)를 돌출되게 형성하고, 상기 연결부(310)에 프레임부(420)를 회동가능하게 설치할 수 있다.

또는, 상기 프레임부(420)는, 상기한 부속구조물(300)에 설치하지 않고 받침구조물(200)에 회동가능하게 설치될 수 있다.

이에 대하여 도 3을 참조하여 살펴보면, 상기 받침구조물(200)은, 최외측에 위치한 받침구조물(200)의 상부에 프레임부(420)의 힌지부(421)가 회동 가능하게 결합하기 위한 끼움홈부가 형성되고, 상기 끼움홈부를 통하여 프레임부(420)가 회동 가능하게 설치된다. 상기한 바와 같이 상기 프레임부(420)는 받침구조물(200)과 지지구조물(100) 각각에 대하여 모두 회동 가능하게 설치 가능하며, 이는 받침구조물(200)과 지지구조물(100)의 크기와 형태와 시공여건 등에 따라 다양하게 적용 가능하다.

도 4를 참조하면, 상기 프레임부(420)는, 상기 힌지부(421)와 대향되는 타측 단부에 부력을 갖는 부력체(430)가 결합되어, 하천수이가 프레임부(420) 보다 높게 상승하는 경우, 부력체(430)의 부력에 의해 회동하도록 하여 부상이 더욱 원활하게 구성될 수 있다.

여기서, 상기 부력체(430)는, 스티로폼이나 내부에 에어가 충진된 튜브 등을 적용할 수 있으며, 상기 프레임부(420)와 메쉬망(410)을 부상시킬 수 있도록 부력을 갖는 구성이라면 다양한 구성이 적용될 수 있다.

한편, 상기 부력체(430)는, 외부에 노출되는 경우 훼손되거나, 하천의 유속에 의하여 유실되면서 프레임부(420)를 부상시키는 부력이 저하될 수 있다.

이에, 상기 프레임부(420)는, 부력체(430)를 보호하여 훼손을 방지하고, 내구성 저하를 방지할 수 있도록, 타단부 상부에 수용하우징(450)을 구성할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 수용하우징(450)은, 상부가 개방되고 내부에 부력체(430)를 수용하는 수용공간(452)이 형성된 하우징몸체(451)와, 하우징몸체(451)의 상부에 개폐가능하게 결합하는 개폐부(453)를 포함하도록 구성하여, 수용공간(452)으로 부력체(430)를 안정적으로 수용하고, 개폐부(453)를 통하여 작업자가 부력체(430)를 교체할 수 있도록 구성된다.

여기서, 상기 하우징몸체(451)는, 부력체(430)의 형상에 대응하도록 형성되며, 도시된 바와 같이 직육면체 형상의 부력체(430)에 대응하도록 박스형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 개폐부(453)는 공지의 개폐도어 방식으로 구성될 수 있으며 이에 한정하지는 않는다.

상기한 바에 따르면, 상기 부상구조물(400)은, 도 6의 (a)와 같이 평상 시에는 수평하게 눕혀져 상면으로 이용자가 이동할 수 있도록 하고, 홍수 등에 의하여 수위가 상승하면 (b)에 나타난 바와 같이 부력체(430)의 부력에 의해 부상구조물(400)이 부상할 수 있도록 구성된다.

한편, 상기 프레임부(420)는, 타측이 결속수단이 없는 자유단으로 이루어져 있기 때문에, 사용자가 이동할 시 들뜸이 발생하거나, 오랜 기간 경과 후 그 위치가 변경되어 틀어지는 경우가 발생할 수 있다. 또한, 상기 프레임부(420)는 부상각도와 순서 등에 의하여 후술되는 안전망으로의 기능이 저하될 수 있다.

때문에, 상기 부상구조물(400)은, 평상시에는 프레임부(420)의 타측이 결속되어 들뜸이나 위치 이동이 방지되도록 구성되되, 수면이 상승하여 부상해야 할 시에는 타측이 분리되어 부상이 용이하도록 구성될 필요가 있다.

이에, 본 발명은 상기 부상구조물(400) 자석유닛(460.도 4참조)을 구성하여, 평상 시에는 결속되게 하고 부상 시에는 분리되어 부상이 되도록 할 수 있다.

이러한 자석유닛(460)에 대하여 상세하게 살펴보면, 상기 자석유닛(460)은, 상기 프레임부(420)와 받침구조물(200)에 각각 설치되어 자력에 의하여 프레임부(420)의 타측이 받침구조물(200)과 서로 부착되도록 구성된다.

이때, 상기 자석유닛(460)은 부력이 자력의 결합력을 초과하면 부력에 의하여 프레임부(420)의 타측이 받침구조물(200)로부터 분리되도록 구성되며, 중공형으로 이루어진 프레임부(420) 자체의 부력과, 부력체(430)의 부력을 감안하여 수면 상승 시 프레임부(420)가 용이하게 분리되도록 자력을 형성한다. 여기서, 상기 자석유닛(460)의 자력세기는 프레임부(420)와 부력체(430)의 구조에 대응하여 다양하게 설정 가능하다.

한편, 상기 프레임부(420)와 받침구조물(200)은 자성체인 철골구조부를 포함하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우 상기 자석유닛(460)은, 자성체인 프레임부(420)와 받침구조물(200)의 특성을 이용하여 프레임부(420)와 받침구조물(200) 중 어느 하나의 구성에만 설치하여 서로 부착되도록 구성할 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 교량 구조는, 부상구조물(400)의 힌지부(421) 회전중심에 부상구조물(400)의 회동방향을 제한하는 래칫기어유닛(440)을 포함하도록 구성된다.

상기 래칫기어유닛(440)은, 상기 부상구조물(400)의 프레임부(420)가 전개되는 회동방향에 대해서는 회전이 가능하되, 상기 프레임부(420)가 절첩되는 방향에 대해서는 회전이 제한되도록 하여, 상기 부상구조물(400)이 하천의 유속 등에 의하여 부상과 잠수를 반복하면서 출렁거리지 않도록 하여 안전망으로의 역할을 안전하고 효과적으로 수행할 수 있게 한다.

상기 래칫기어유닛(440)은, 래칫기어(441)와, 걸림부(442)와, 걸림부 회동레버(443)와, 탄성부재를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 래칫기어(441)는, 힌지축의 외주측면에 돌출되게 형성되고 기어들이 일방향을 향하여 형성된다.

상기 걸림부(442)는, 래칫기어(441)가 타방향으로 회전 시 래칫기어(441)가 맞물리도록 구성되어 래칫기어(441)의 회전을 제한하도록 구성된다. 여기서, 상기 걸림부(442)는, 도시된 바와 같이 힌지축과 인접하도록 프레임부(420)에 결합되어 있으나, 이는 일 실시예로 프레임부(420)가 아닌 받침구조물(200)에도 결합될 수 있는 등 상기한 목적을 달성할 수 있다면 다양한 결합구성이 가능하다.

상기 걸림부 회동레버(443)는, 걸림부(442)와 결합하여 사용자의 조작에 의하여 걸림부(442)의 위치를 이동시켜 래칫기어(441)의 회전제한을 해제하는 역할을 한다.

상기 탄성부재는, 상기 걸림부(442)와 결합하여, 걸림부 회동레버(443)에 의하여 위치이동 후 원위치로 복원되도록 한다. 여기서, 상기 래칫기어유닛(440)은, 도시된 바와 같이 래칫기어(441)와, 걸림부(442)와, 걸림부 회동레버(443)와, 탄성부재를 포함하는 구성을 나타내었으나, 이는 일 실시예로 상기한 목적을 달성할 수 있다면 다양한 구성적용 및 응용이 가능함은 물론이다.

한편, 상기 부상구조물(400)은, 상기 프레임부(420)가 전개될 시 최대 직립이 유지될 수 있도록 프레임부(420)의 전개되는 회동각을 일정범위 내로 제한하는 회동각 제한수단을 구성할 수 있다.

이러한 회동각 제한수단은 도시하지 않았지만 힌지축에 걸림돌기가 형성되고, 힌지축의 주변 프레임부(420)에 걸림홈이 형성되도록 구성되어, 프레임부(420)의 회전에 따라 힌지축이 회전할 때 힌지축에 형성된 걸림돌기가 설정된 회동각을 벗어나면 걸림홈에 걸려 회동각을 제한하도록 구성될 수 있으며, 상기한 목적을 달성할 수 있다면 다양한 구성이 적용될 수 있음은 물론이다.

도 8 내지 도 11은 절첩식 다단구조로 구성된 부상구조물(500a,500b)을 나타낸 도면이다.

이에 대하여 살펴보면, 우선 상기 부상구조물(500a,500b)은, 지지구조물(100)과 받침구조물(200)의 구성에 그 크기가 한정되는 만큼, 부상 높이가 한정적일 수밖에 없다. 그런데, 만약 부상구조물(500a,500b)이 부상한 상태에서 부상구조물(500a,500b)의 단부가 상승된 수위보다 낮게 위치하는 경우에는, 하천의 수면까지 안전망으로서의 역할을 제대로 수행하지 못할 수 있다.

때문에, 상기 부상구조물(500a,500b)은, 이를 감안하여 지지구조물(100)과 받침구조물(200)의 구성에 제약 없이 부상구조물(500a,500b)의 부상높이를 증가시킬 수 있도록, 부상 시의 단부가 하천의 최대수위보다 높게 하여 효과적인 안정망의 역할을 수행할 수 있도록 구성된다.

이를 위해, 상기 부상구조물(500a,500b)은, 절첩식 다단구조로 구성함으로써, 부상 시 절첩된 부분이 펴지면서 길이가 확장되게 하여, 단부가 상승된 수위보다 높게 위치하도록 구성될 수 있다.

도 8은 상기한 부상구조물(500a)이 2단구조로 구성된 경우를 나타내고 있다. 도면을 참조하면 상기 부상구조물(500a)은, 일측 단부가 기본구조물에 힌지 결합하는 하판부(510)와, 일측 단부가 하판부(510)의 타측 단부와 힌지 결합하고, 타측 단부에 부력체(430)가 결합하는 상판부(520)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 상판부(520)와 하판부(510)의 구성은, 절첩을 위한 힌지구조 외 전술한 메쉬망(410)과 프레임부(420)의 구성, 부력체(430)를 결합한 구성 및 래칫기어유닛(440)의 구성을 그대로 적용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기한 바와 같이 2단구조로 구성되는 경우 상기 부상구조물(500a)은, 전술한 자석유닛(460)과 같이, 부상하지 않는 평상시에는 자력을 이용하여 하판부(510)와 상판부(520)가 서로 결속되어 그 위치가 고정될 수 있도록 한다.

이를 위해, 상기 부상구조물(500a)은, 하부자석유닛(461)과, 상부자석유닛(462)을 포함하여, 부력체(430)의 부력이 하부자석유닛(461)과 상부자석유닛(462)의 자력에 의한 결합력을 초과하면 부력에 의하여 상판부(520)와 하판부(510)가 분리되도록 구성된다.

여기서, 상기 하부자석유닛(461)은 하판부(510)와, 하판부(510)와 대면하는 기본구조물에 각각 설치되어, 자력에 의하여 하판부(510)와 기본구조물이 부착되도록 구성된다.

그리고 상기 상부자석유닛(462)은, 하판부(510)와, 하판부(510)와 대면하는 상판부(520)에 각각 설치되어, 자력에 의하여 상판부(520)와 하판부(510)가 부착되도록 구성된다. 상기한 하부자석유닛(461)과 상부자석유닛(462)은 공지의 자석장치를 적용할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 하부자석유닛(461)과 상부자석유닛(462)은 부력체(430)의 부력에 의하여 메쉬망(410)과 프레임부(420)가 용이하게 부상할 수 있도록 자력의 세기가 형성되며, 바람직하게는 상기 하부자석유닛(461)의 자력은 상부자석유닛(462)의 자력보다 크도록 구성되는 것이 바람직하다.

이는, 상기 부력체(430)의 부력에 의해 상판부(520)와 하판부(510)가 동시에 분리되지 않고, 도 9에 나타난 바와 같이 상판부(520)와 하판부(510)가 순차적으로 분리되게 하여, 다양한 수위에 대해서도 직립을 최대한 유지함으로써 안전망으로서의 효과를 향상시키기 위함이다.

도 10은 상기한 부상구조물(500b)이 3단구조로 구성된 경우를 나타낸다. 도면을 참조하면, 상기 부상구조물(500b)은, 일측 단부가 기본구조물에 힌지 결합하는 제1부상부(530)와, 일측 단부가 제1부상부(530)의 타측 단부와 힌지 결합하는 제2부상부(540)와, 일측 단부가 제2부상부(540)의 타측 단부와 힌지 결합하고, 타측 단부에 부력체(430)가 결합하는 제3부상부(550)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제1부상부(530)와, 제2부상부(540)와, 제3부상부(550)의 구성은, 세부적인 힌지구성 외 전술한 2단구조의 구성과 대응되므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하며, 이의 특징적인 부분에 대하여 중점적으로 살펴보기로 한다.

상기 부상구조물(500b)은, 전술한 바와 같이 자력을 이용하여 제1부상부(530)와, 제2부상부(540)와, 제3부상부(550)를 서로 결속 및 분리되도록 구성할 수 있다.

이를 위해 상기 부상구조물(500b)은, 제1자석유닛(463)과, 제2자석유닛(464)과, 제3자석유닛(465)을 포함하여, 부력체(430)의 부력이 제1자석유닛(463)과, 제2자석유닛(464)과, 제3자석유닛(465)의 자력에 의한 결합력을 초과하면 부력에 의하여 제1부상부(530)와, 제2부상부(540)와, 제3부상부(550)가 분리되도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제1자석유닛(463)은, 제1부상부(530)와, 제1부상부(530)와 대면하는 기본구조물에 각각 설치되어 자력에 의하여 제1부상부(530)와 기본구조물이 부착되도록 한다.

그리고 상기 제2자석유닛(464)은, 제1부상부(530)와, 제1부상부(530)와 대면하는 제2부상부(540)에 각각 설치되어 자력에 의하여 제1부상부(530)와 제2부상부(540)가 부착되도록 한다.

또한, 상기 제3자석유닛(465)은, 제2부상부(540)와, 제2부상부(540)와 대면하는 제3부상부(550)에 각각 설치되어 자력에 의하여 제2부상부(540)와 제3부상부(550)가 부착되도록 한다.

여기서, 상기 부상구조물(500b)은 제3자석유닛(465), 제2자석유닛(464), 제1자석유닛(463) 순서로 점차 자력이 커지도록(제1자석유닛의 자력이 가장 크고 제3자석유닛의 자력이 가장 작도록) 구성되어, 도 11에 나타난 바와 같이 부력체(430)의 부력에 의해 제3부상부(550)와, 제2부상부(540)와, 제1부상부(530) 순으로 순차적으로 분리되도록 구성되는 것이 바람직하며, 이는 도 9의 설명과 동일하다.

이에 따라 상기 부상구조물(500b)은, 먼저 초기 수위상승 시 제1부상부(530)가 부상하고((a)참조)고, 이후 수위가 상승함에 따라 제2부상부(540)가 부상하고((b),(c)참조), 최대수위인 경우 제1부상부(530)와 제2부상부(540)와 제3부상부(550)가 일렬로 직립하여((d)참조) 최대수위에 대응할 수 있도록 구성된다. 도면에서 미설명부호 422, 423,424는 각각 힌지부를 나타낸다.

상기한 바와 같이 상기 부상구조물(500a,500b)은, 최상의 안전망 기능을 유지하기 위해서는 하천의 흐름방향에 대하여 하류측과 이루는 각이 상류측과 이루는 각보다 크게 유지되는 것이 바람직하다.

이는, 상기 부상구조물(500a,500b)이 하류측 수면 쪽으로 기울어지는 것은, 조난자 등이 부상구조물(500a,500b)에도 넘어 하류쪽으로 휩쓸려 내려갈 수 있기 때문에, 안전망으로의 기능이 저하될 수 있기 때문이다.

이때, 상기 부상구조물(500a,500b)이 하천 흐름방향에 대하여 하류측과 이루는 각이 상류측과 이루는 각보다 크다함은 상기 부상구조물(500a,500b)이, 상류측 수면 쪽으로 기울어진 것을 의미하고, 최대 직립이 유지되는 것은 가능하나, 하류측 수면 쪽으로 기울어지지는 않도록 한다는 것을 의미한다.

상기한 바에 따르면, 상기 다단구조의 부상구조물(500a,500b)은 상단부의 경사각이 하류측으로 기울어지지 않는 상태를 유지하면서 펼쳐지는 것이 바람직하고, 이를 위해 상기 자석유닛(461.462.463.464.465)들에 의해 절첩되는 구성의 각단이 순차적으로 펼쳐지도록 하면서, 각각의 힌지부(421,422,423,424)에는 상기 부상구조물(500a,500b)의 절첩되는 각 부재의 최대 회동량이 90도 이하로 유지되도록 회동각이 제한되도록 구현되며, 상기 래칫기어유닛(440)은 회동된 각 부재가 임의적으로 다시 절첩되는 것을 방지하도록 회동가능 방향을 제한하도록 구성된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

본 발명은 호우시에 안전시설로 이용될 수 있는 교량 구조에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 부상구조물에 부력체를 결합하여, 홍수 등에 의하여 수위가 상승할 시 부력체에 의하여 부상구조물이 용이하게 부상할 수 있으며, 수위가 하강하면 다시 부상구조물이 하강하여 교량으로의 이용이 가능하도록 구성되어, 작업자의 작업 없이도 안전망과 교량으로의 사용 전환 가능한 효과가 있다.

100 : 지지구조물 200 : 받침구조물
300 : 부속구조물 400 : 500a,500b : 부상구조물
410 : 메쉬망 420 : 프레임부
421 : 힌지부 430 : 부력체
440 : 래칫기어유닛 441 : 래칫기어
442 : 걸림부 443 : 걸림부 회동레버
450 : 수용하우징 451 : 하우징몸체
452 : 수용공간 453 : 개폐부
460 : 자석유닛 510 : 하판부
520 : 상판부 530 : 제1부상부
540 : 제2부상부 550 : 제3부상부
461 : 하부자석유닛 462 : 상부자석유닛
463 : 제1자석유닛 464 : 제2자석유닛
465 : 제3자석유닛

Claims (5)

1. 하천 교량의 교대와 교각을 이루도록 구성되는 지지구조물과, 상기 지지구조물의 상부에 설치되는 받침구조물과, 상기 지지구조물의 단부에 설치되어 난간을 형성하는 부속구조물을 포함하여 구성되는 기본구조물과;
   일측 단부가 상기 기본구조물에 회동 가능하게 설치되어, 하천 흐름 방향에 대하여 타측 단부가 부상 가능하도록 구성되는 부상구조물을 포함하여 구성되고,
   상기 부상구조물은,
   메쉬망과,
   상기 메쉬망의 테두리에 결합하여 상기 메쉬망을 지지하고, 일측 단부가 상기 기본구조물에 회동 가능하게 결합하는 프레임부를 포함하여 구성되고:
   상기 프레임부는,
   힌지부에 의하여 일단부가 상기 기본구조물에 회동 가능하게 결합하고;
   상기 힌지부는 상기 기본구조물의 외측 길이방향에 대한 일측단부를 따라 결합하여, 상기 프레임부가 상기 기본구조물의 일측단부를 중심으로 회동하여 하천 흐름방향에 대하여 기립 또는 전도될 수 있도록 구성되며;
   상기 힌지부와 대향되는 타측 단부에 부력을 갖는 부력체가 결합되어, 하천수위가 상기 프레임부 보다 높게 상승하는 경우, 부력체의 부력에 의해 회동하도록 구성되고:
   상기 부상구조물은,
   절첩식 다단구조로 구성되되,
   일측 단부가 상기 기본구조물에 힌지 결합하는 제1부상부와;
   일측 단부가 상기 제1부상부의 타측 단부와 힌지 결합하는 제2부상부와;
   일측 단부가 상기 제2부상부의 타측 단부와 힌지 결합하고, 타측 단부에 상기 부력체가 결합하는 제3부상부를 포함하여 3단구조로 구성되며:
   상기 부상구조물에는,
   상기 제1부상부와, 상기 제1부상부와 대면하는 상기 기본구조물에 각각 설치되어 자력에 의하여 제1부상부와 상기 기본구조물이 부착되도록 하는 제1자석유닛과;
   상기 제1부상부와, 상기 제1부상부와 대면하는 상기 제2부상부에 각각 설치되어 자력에 의하여 제1부상부와 상기 제2부상부가 부착되도록 하는 제2자석유닛과;
   상기 제2부상부와, 상기 제2부상부와 대면하는 상기 제3부상부에 각각 설치되어 자력에 의하여 제2부상부와 상기 제3부상부가 부착되도록 하는 제3자석유닛이 구비되고,
   제1자석유닛의 자력이 제2자석유닛보다 크고, 제2자석유닛의 자력이 제3자석유닛보다 크게 구성되어, 상기 부력체의 부력이 증가됨에 따라, 제3부상부, 제2부상부 및 제1부상부 순서로 부상되도록 구성되고:
   상기 부상구조물의 상기 힌지부 회전중심에는,
   상기 부상구조물이 전개되는 방향으로의 회전은 가능하되, 상기 부상구조물이 절첩되는 방향으로의 회전은 제한되도록, 상기 부상구조물의 회동방향을 제한하는 래칫기어유닛이 구비되되,
   상기 래칫기어유닛은,
   상기 힌지부의 외주측면에 돌출되게 형성되고 기어들이 일방향을 향하여 형성된 래칫기어와,
   상기 래칫기어가 타방향으로 회전 시 상기 래칫기어가 맞물리도록 구성되어 상기 래칫기어의 회전을 제한하는 걸림부와,
   상기 걸림부와 결합하여 사용자의 조작에 의하여 상기 걸림부의 위치를 이동시켜 상기 래칫기어의 회전제한을 해제하는 걸림부 회동레버와,
   상기 걸림부와 결합하는 탄성부재를 포함하여 구성되며:
   상기 프레임부는,
   중공형의 고강도 파이프로 형성됨을 특징으로 하는 안전기능을 구비한 교량 구조.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 프레임부는,
   타단부에 상기 부력체를 수용하는 수용공간이 형성된 수용하우징이 형성됨을 특징으로 하는 안전기능을 구비한 교량 구조.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 수용하우징은,
   상부가 개방되고 내부에 상기 수용공간이 형성된 하우징몸체와,
   상기 하우징몸체의 상부에 개폐가능하게 결합하여 상기 부력체를 교체할 수 있도록 구성되는 개폐부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 안전기능을 구비한 교량 구조.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 메쉬망은,
   상기 프레임부에 인장 고정되는 강선와이어 또는 고분자합성수지재질로 이루어진 합성와이어로 구성됨을 특징으로 하는 안전기능을 구비한 교량 구조.
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 메쉬망은,
   상기 프레임부에 설치되어 상기 메쉬망을 이루는 와이어의 인장력을 조절하는 인장력조절유닛을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 안전기능을 구비한 교량 구조.

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