KR102438599B1

KR102438599B1 - 교량 확장 구조체

Info

Publication number: KR102438599B1
Application number: KR1020210008905A
Authority: KR
Inventors: 송병표; 진경석
Original assignee: (주)리빌텍이엔씨
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2022-08-31
Also published as: KR20220105932A

Abstract

본 발명은 교량 확장 구조체, 및 이를 시공하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬래브 확장으로 인한 하중에 대하여 효율적으로 저항하고, 외측거더에 발생될 수 있는 수평력에 대응함으로써 안전성이 증대된, 교량 확장 구조체, 및 이를 시공하는 방법에 관한 것이다.

Description

교량 확장 구조체, 및 이를 시공하는 방법{Bridge Expansion Structure, and Method for Installing Thereof}

교량은 하천, 계곡, 도로, 및 철도 등을 횡단하는 통로를 떠받치기 위하여 설치되며, 슬래브, 및 거더를 포함하는 상부구조와 교각, 및 교대 등을 포함하는 하부구조로 이루어진 구조물이다.

슬래브의 상면에는 차량의 통행을 위한 차도부, 및 사람이나 자전거의 통행을 위한 확장보도가 형성되어 있다. 다만, 특수 목적으로 설치된 교량이나 일부 지방도로에 설치된 교량의 경우, 슬래브의 상면 전체가 차도부로 이루어져 있으며 사용 환경에 따라 확장보도를 추가적으로 확보할 필요가 있다.

확장보도를 추가로 확보하기 위한 공법으로서, 슬래브의 단부 측면에 브라켓 등의 강재 부재들을 케미컬앵커로 고정하여 교량을 확장시키는 공법이 주로 사용되고 있다. 특허문헌 1은 교량 상판의 연석에 볼트와 너트로 브라켓을 고정하고 브라켓의 상면에 다수의 경량목재를 배치하여 교량 상부구조물을 확장하는 방법을 개시하고 있다.

다만, 이는 교량의 구조적 거동을 고려하지 않고 단순히 슬래브를 확장하는 공법으로, 확장된 확장보도에 설계하중 이상의 하중이 가해지는 경우 위험단면을 중심으로 절단이 발생되어 인명피해, 구조물 붕괴 등의 피해가 발생될 수 있다.

또한, 뒤틀림이 비교적 큰 거더를 포함하는 거더교의 경우, 슬래브 하측에 배치된 거더에 수평력이 작용될 수 있다. 이 때, 가장 외측에 배치된 외측거더에서는 상기 수평력에 의하여 좌굴현상이 발생될 수 있어, 이에 대한 대책이 시급한 실정이다.

KR 10-0987061 B1

본 발명은 슬래브 확장으로 인한 하중에 대하여 효율적으로 저항하고, 외측거더에 발생될 수 있는 수평력에 대응함으로써 안전성이 증대된, 교량 확장 구조체, 및 이를 시공하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 교량 확장 구조체로서, 외측거더 혹은 슬래브의 측면의 일부에 일단이 고정되는 수평주부재; 일단이 상기 수평주부재에 고정되고, 상기 외측거더 혹은 슬래브의 내부에 매립되거나 혹은 상기 외측거더를 관통하여 타단이 상기 외측거더 혹은 슬래브에 고정되고, 일부는 상기 외측거더 혹은 슬래브의 외부로 노출이 되는 고강도강봉; 상기 수평주부재의 상측에 배치되고, 교량의 종방향으로 연장되는 복수의 종방향부재; 및 상기 복수의 종방향부재의 상측에 배치되는 확장부재;를 포함하고, 상기 고강도강봉의 상기 타단은 교량의 위험단면의 내측 이상으로 연장되어, 상기 외측거더 혹은 슬래브에 고정되는, 교량 확장 구조체를 제공한다.

본 발명에서는, 상기 고강도강봉은 횡방향으로 매립될 수 있다.

본 발명에서는, 상기 교량 확장 구조체는, 상기 외측거더와 상기 외측거더에 인접한 내측거더 사이에 배치되어 일단이 상기 외측거더의 측면에 고정되고, 타단이 상기 내측거더의 측면에 고정되는 좌굴방지부재;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 교량 확장 구조체는, 절곡된 판의 형상으로 형성되어 외부면의 일면이 상기 종방향부재의 상면에 배치되고, 외부면의 타면이 상기 슬래브의 단부 측면에 고정되고, 내부면의 일부가 상기 확장부재와 접촉되는 측면보강부재;를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 교량 확장 구조체를 시공하는 방법으로서, 외측거더 혹은 슬래브의 측면의 일부에 일단이 고정되는 수평주부재를 설치하는 단계; 일단이 상기 수평주부재에 고정되고, 상기 외측거더 혹은 슬래브의 내부에 매립되거나 혹은 상기 외측거더를 관통하여 타단이 상기 외측거더 혹은 슬래브에 고정되고, 일부는 상기 외측거더 혹은 슬래브의 외부로 노출이 되는 고강도강봉을 설치하는 단계; 상기 수평주부재의 상측에 배치되고, 교량의 종방향으로 연장되는 복수의 종방향부재를 설치하는 단계; 및 상기 복수의 종방향부재의 상측에 배치되는 확장부재를 설치하는 단계;를 포함하고, 상기 고강도강봉의 상기 타단은 교량의 위험단면의 내측 이상으로 연장되어, 상기 외측거더 혹은 슬래브에 고정되는, 교량 확장 구조체를 시공하는 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 고강도강봉이 위험단면의 내측 이상으로 충분히 연장되어 수평주부재를 외측거더 또는 슬래브에 고정시킴으로써, 교량 확장 구조체는 확장부재로 인해 발생되는 하중 및 모멘트에 의한 인장력에 대응할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 복수의 종방향부재가 수평주부재의 상측에 배치됨에 따라 확장부재에 작용하는 고정하중 및 활하중을 안정적으로 지지할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 경사보강부재가 수평주부재와 외측거더 사이를 연결하여 보강함으로써, 확장보도를 설치함에 따라 발생되는 하중을 외측거더로 분산시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 측면보강부재는 종방향부재와 슬래브의 단부 측면을 연결함으로써, 종방향부재에 작용되는 인장력을 분담하여 지지할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 외측거더, 및 외측거더와 인접한 내측거더 사이에 좌굴방지부재를 배치함으로써, 외측거더에 작용되는 수평력에 대응할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 비교적 넓은 간격으로 배치된 수평주부재의 상측에 복수의 종방향부재가 배치됨으로써, 수평주부재의 간격을 안정적으로 지지하면서 경제적으로 시공할 수 있는 교량 확장 구조체를 제공할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 1은 종래의 방법으로 확장된 교량의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 확장 구조체가 설치된 거더교의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 확장 구조체가 설치된 거더교의 3D 이미지를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예들에 따른 교량 확장 구조체가 설치된 거더교들의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 확장 구조체가 설치된 슬래브교의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 확장 구조체가 설치된 교량의 하부를 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 확장 구조체의 시공방법의 세부단계를 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 시공방법에 의하여 교량 확장 구조체가 설치된 교량의 사시도를 개략적으로 도시한다.

이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 종래의 방법으로 확장된 교량의 단면을 개략적으로 도시한다.

종래에는 시공이 완료된 교량에 확장보도를 추가적으로 확보하기 위하여 브라켓을 교량 슬래브의 단부 측면에 앵커로 고정하는 방법을 사용하고 있다.

도 1(a)는 종래의 방법으로 확장된 거더교의 단면을 개략적으로 도시한다. 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 거더교의 슬래브 단부 측면에 브라켓을 고정하고, 상기 브라켓 위에 판자 등과 같은 확장부재를 배치함으로써 확장보도를 추가로 확보할 수 있다.

다만, 내민보에서 하중에 의한 휨모멘트가 작용하는 경우와 같은 구조적 거동으로 인하여 상기 슬래브 단부 측에는 휨모멘트가 최대로 작용되는 위험단면이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 상기 슬래브의 하측에 배치된 거더에는 수평력이 추가로 발생될 수 있다. 특히, 외측거더의 측면에 수평력이 작용됨에 따라, 거더에 치명적인 좌굴현상 등이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

도 1(b)는 종래의 방법으로 확장된 슬래브교의 단면을 개략적으로 도시한다. 슬래브교도 마찬가지로, 슬래브교의 슬래브 단부 측면에 브라켓을 고정하고, 상기 브라켓 위에 판자 등과 같은 확장부재를 배치함으로써 확장보도를 추가로 확보할 수 있다.

다만, 이 경우에서도, 상기 슬래브의 단부 측에 위험단면이 발생될 수 있어 구조물의 안전과 교량 자체 구조에 심각한 악영향을 끼칠 수 있다.

즉, 종래의 방법으로 거더교, 및 슬래브교에 확장보도를 추가로 확보하는 경우, 발생된 위험단면을 중심으로 교량이 절단되어 구조물 붕괴 등의 피해가 발생될 수 있다.

또한, 거더교의 경우 외측거더에 작용되는 수평력에 의하여 좌굴현상이 추가적으로 발생될 수 있다.

이에 대응하기 위하여, 본 발명에서는 슬래브 확장으로 인한 하중에 대하여 효과적으로 저항하고, 외측거더에 발생될 수 있는 수평력에 대응함으로써 안전성이 증대된 교량 확장 구조체(1)를 이용하여 확장보도를 추가로 확보하였다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 확장 구조체(1), 및 이를 시공하는 방법에 대하여 자세하게 서술하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 확장 구조체(1)가 설치된 거더교의 단면을 개략적으로 도시한다. 상기 교량 확장 구조체(1)는 가로보가 형성된 위치에서 콘크리트 거더교에 설치된 본 발명의 실시예이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 교량 확장 구조체(1)는, 외측거더의 측면의 일부에 일단이 고정되는 수평주부재(100); 일단이 상기 수평주부재(100)에 고정되고, 상기 외측거더의 내부에 매립되어 타단이 상기 외측거더에 고정되고, 일부는 상기 외측거더의 외부로 노출이 되는 고강도강봉(200); 상기 수평주부재(100)의 상측에 배치되고, 교량의 종방향으로 연장되는 복수의 종방향부재(300); 및 상기 복수의 종방향부재(300)의 상측에 배치되는 확장부재(400);를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 상기 수평주부재(100)는 상기 고강도강봉(200)에 의하여 상기 외측거더의 측면에 고정될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고강도강봉(200)의 타단은 상기 외측거더의 내부에 매립되어 상기 외측거더에 고정될 수 있다.

바람직하게는, 상기 고강도강봉(200)의 상기 타단은 교량의 위험단면의 내측 이상으로 연장되어 매립되고, 상기 외측거더에 고정될 수 있다. 이 때, 상기 고강도강봉(200)은 케미컬방식을 이용하여 상기 외측거더에 고정될 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 고강도강봉(200)의 일단은 상기 수평주부재(100)에 고정되고, 상기 고강도강봉(200)의 타단은 기존 슬래브를 확장하는 경우에 예상되는 위험단면을 나타내는 가상의 수직선을 지나 위험단면의 내측 이상으로 상기 외측거더에 매립되어, 케미컬방식을 이용하여 상기 외측거더에 고정될 수 있다.

이와 같은 구조에 의하여, 상기 확장부재(400)로 인해 발생되는 하중 및 모멘트에 의한 인장력은 상기 종방향부재(300)로 작용하여 상기 수평주부재(100)로 전달될 수 있다. 이 때, 상기 수평주부재(100)로 전달된 상기 인장력은 상기 고강도강봉(200)에 의하여 상기 수평주부재(100)가 고정된 상기 외측거더로 전달될 수 있다.

즉, 상기 고강도강봉(200)이 위험단면의 내측 이상으로 충분히 연장되어 상기 수평주부재(100)를 상기 외측거더에 고정시킴으로써, 상기 교량 확장 구조체(1)는 상기 확장부재(400)로 인해 발생되는 하중 및 모멘트에 의한 인장력에 대응할 수 있다.

한편, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 상기 종방향부재(300)는 H빔을 포함할 수 있다. 상기 종방향부재(300)의 상측에 배치된 상기 확장부재(400)에는 데크, 및 난간(800) 등을 포함하는 고정하중, 및 보행 등에 의해 발생되는 활하중이 작용될 수 있다. 이 때, H빔은 건축물의 골조로 사용되는 강철 기둥으로, 상기 하중들을 지지하기에 적합한 강재에 해당한다.

즉, H빔을 포함하는 상기 복수의 종방향부재(300)가 상기 수평주부재(100)의 상측에 배치됨에 따라, 상기 확장부재(400)에 작용하는 고정하중 및 활하중을 안정적으로 지지할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 교량 확장 구조체(1)는, 일단이 상기 수평주부재(100)의 하측에 고정되고, 타단이 상기 외측거더의 측면에 고정되는 경사보강부재(500);를 더 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 상기 경사보강부재(500)는 상기 수평주부재(100)와 상기 외측거더를 연결하여 보강할 수 있다.

이와 같은 구조에 의하여, 상기 확장부재(400)로부터 발생되는 하중은 상기 종방향부재(300)로 작용하여 상기 종방향부재(300)의 하측에 배치된 상기 수평주부재(100)로 전달될 수 있다. 또한, 상기 수평주부재(100)로 전달된 하중은 상기 경사보강부재(500)에 의하여 상기 수평주부재(100)가 고정된 상기 외측거더로 전달될 수 있다.

바람직하게는, 상기 경사보강부재(500)는 확장보도를 설치함에 따라 발생되는 하중을 상기 외측거더로 분산시켜 상기 확장부재(400)를 지지할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에서, 가로보가 형성된 콘크리트 거더교에는 상기 경사보강부재(500)를 배치할 수 있다.

상기와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 교량 확장 구조체(1)는 슬래브를 보강하기 위한 부재의 추가나 연결없이, 외측거더에 고정 및 설치되어 기 설치된 거더교에 확장보도를 추가로 확보할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 확장 구조체(1)가 설치된 거더교의 3D 이미지를 개략적으로 도시한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 상기 교량 확장 구조체(1)는 가로보가 형성된 콘크리트 거더교에 설치될 수 있다.

도 3(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 수평주부재(100)는 돌출부(110);를 포함할 수 있다. 상기 돌출부(110)가 배치됨에 따라, 상기 수평주부재(100)는 외측거더에 안정적으로 고정될 수 있다.

바람직하게는, 상기 고강도강봉(200)의 일단이 상기 돌출부(110)를 관통하여 체결되고, 상기 고강도강봉(200)의 타단이 상기 외측거더의 내부에 매립되어 케미컬방식을 이용하여 고정됨에 따라, 상기 돌출부(110)를 포함하는 상기 수평주부재(100)가 상기 외측거더에 안정적으로 고정될 수 있다.

이에 따라, 전술한 바와 같이, 상기 교량 확장 구조체(1)는 상기 확장부재(400)로 인해 발생되는 하중 및 모멘트에 의한 인장력에 대응할 수 있다.

한편, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 경사보강부재(500)는 상기 수평주부재(100)의 하측의 일부에 고정되는 제1경사보강부재고정부(510); 및 상기 외측거더의 측면의 일부에 고정되는 제2경사보강부재고정부(520);를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 경사보강부재(500)는 상기 제1경사보강부재고정부(510)에 의하여 일단이 상기 수평주부재(100)에 고정되고, 상기 제2경사보강부재고정부(520)에 의하여 타단이 상기 외측거더에 고정될 수 있다.

이에 따라, 전술한 바와 같이, 상기 경사보강부재(500)는 확장보도를 설치함에 따라 발생되는 하중을 상기 외측거더로 분산시켜 상기 확장부재(400)를 지지할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서 상기 교량 확장 구조체(1)는, 절곡된 판의 형상으로 형성되어 외부면의 일면이 상기 종방향부재(300)의 상면에 배치되고, 외부면의 타면이 상기 슬래브의 단부 측면에 고정되고, 내부면의 일부가 상기 확장부재(400)와 접촉되는 측면보강부재(600);를 더 포함할 수 있다.

도 3(b)에 도시된 바와 같이, 상기 측면보강부재(600)는 타면에 1 이상의 체결홀(610)을 포함할 수 있고, 상기 슬래브의 단부 측면에는 횡방향으로 형성된 1 이상의 천공홀이 형성될 수 있다. 이 때, 상기 측면보강부재(600)의 외부면의 일면이 상기 종방향부재(300)의 상면에 배치됨에 따라, 상기 체결홀(610) 및 상기 천공홀은 동일한 축 상에 배치될 수 있다.

즉, 상기 측면보강부재(600)에 배치된 상기 1 이상의 체결홀(610)을 통해 상기 슬래브의 단부 측면의 내측 방향으로 앵커볼트를 삽입하여 체결함에 따라, 상기 종방향부재(300)와 상기 슬래브의 단부 측면이 서로 연결될 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 상기 측면보강부재(600)의 내부면의 일부가 상기 확장부재(400)와 접촉될 수 있다.

이와 같은 구조에 의하여, 상기 확장부재(400)에 의한 하중이 모두 상기 종방향부재(300)로 전달되지 않고, 상기 하중의 일부가 상기 측면보강부재(600)로 전달되어 상기 앵커볼트에 의하여 지지될 수 있다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에서 상기 하중의 일부는 인장력에 해당한다.

즉, 상기 측면보강부재(600)는 상기 종방향부재(300)에 작용되는 하중의 일부를 분담하여 지지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예들에 따른 교량 확장 구조체(1)가 설치된 거더교들의 단면을 개략적으로 도시한다. 상기 교량 확장 구조체(1)는 가로보가 형성되지 않은 콘크리트 거더교에 설치된 본 발명의 실시예이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 교량 확장 구조체(1)는, 외측거더의 측면의 일부에 일단이 고정되는 수평주부재(100); 일단이 상기 수평주부재(100)에 고정되고, 상기 외측거더를 관통하여 타단이 상기 외측거더에 고정되고, 일부는 상기 외측거더의 외부로 노출이 되는 고강도강봉(200); 상기 수평주부재(100)의 상측에 배치되고, 교량의 종방향으로 연장되는 복수의 종방향부재(300); 및 상기 복수의 종방향부재(300)의 상측에 배치되는 확장부재(400);를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 교량 확장 구조체(1)는, 상기 외측거더와 상기 외측거더에 인접한 내측거더 사이에 배치되어 일단이 상기 외측거더의 측면에 고정되고, 타단이 상기 내측거더의 측면에 고정되는 좌굴방지부재(700);를 더 포함할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에서, 가로보가 없는 콘크리트 거더교에는 상기 가로보 대신 상기 좌굴방지부재(700)를 배치할 수 있고, 이에 따라 상기 콘크리트 거더교에 상기 경사보강부재(500)를 배치할 수 있다.

도 4(a)는 상기 교량 확장 구조체(1)가 설치된, 가로보가 형성되지 않은 위치에서 콘크리트 거더교의 단면을 개략적으로 도시한다. 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 상기 교량 확장 구조체(1)는 수평주부재(100), 고강도강봉(200), 복수의 종방향부재(300), 확장부재(400), 및 경사보강부재(500)를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 고강도강봉(200)의 일단은 상기 수평주부재(100)에 고정되고, 상기 고강도강봉의 타단(200)은 상기 외측거더를 관통하여 고정될 수 있다.

또한, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 상기 교량 확장 구조체(1)는 좌굴방지부재(700)를 더 포함할 수 있다.

거더교에 가로보가 형성되지 않은 위치에 경사보강부재(500)가 설치되는 경우에, 외측거더에 상부활하중에 의한 과도한 수평력이 작용하게 되면 거더의 수평변위 및 이로 인한 좌굴이 발생할 수 있다.

이를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 가로보가 형성되지 않은 위치에서 경사보강부재(500)를 설치할 경우에는 좌굴방지부재(700)를 설치한다.

이와 같은 구조에 의하여, 상기 외측거더에 작용된 수평력이 상기 좌굴방지부재로 전달되고, 상기 수평력의 일부는 상기 내측거더로 전달될 수 있다.

즉, 거더교에서 가로보가 형성되지 않은 위치에 경사보강부재(500) 설치 시 외측거더, 및 상기 외측거더와 인접한 내측거더 사이에 상기 좌굴방지부재(700)를 배치함으로써, 상기 외측거더에 작용되는 수평력에 대응할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 4(b)는 가로보가 형성되지 않은 위치에서 강재 거더교의 교량확장 구조체(1)를 개략적으로 도시한다. 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 상기 거더교는 콘크리트 처리가 되지 않은 복수의 강재거더를 이용하여 건축된 교량에 해당한다.

이 경우에도 상기 교량 확장 구조체(1)는 수평주부재(100), 고강도강봉(200), 복수의 종방향부재(300), 확장부재(400), 경사보강부재(500), 및 좌굴방지부재(700)를 포함할 수 있다.

도 4(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 교량 확장 구조체(1)가 설치된, 가로보가 형성되지 않은 위치에서 스틸플레이트 거더교의 단면을 개략적으로 도시한다.

이 경우, 상기 교량 확장 구조체(1)는 수평주부재(100), 고강도강봉(200), 복수의 종방향부재(300), 확장부재(400), 및 경사보강부재(500)를 포함할 수 있다.

즉, 상기와 같이 가로보가 형성되지 않은 위치에서 거더교에 교량 확장 구조체(1)를 설치하는 경우에는, 상기 고강도강봉(200)의 타단이 상기 외측거더를 관통하여 상기 외측거더에 고정될 수 있다.

바람직하게는, 상기 고강도강봉(200)의 상기 타단은 교량의 위험단면의 내측 이상으로 연장되어, 상기 외측거더에 고정될 수 있다. 이 때, 상기 고강도강봉(200)은 기계적방식을 이용하여 상기 외측거더에 고정될 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 고강도강봉(200)의 일단은 상기 수평주부재(100)에 고정되고, 상기 고강도강봉(200)의 타단은 기존 슬래브를 확장하는 경우에 예상되는 위험단면을 나타내는 가상의 수직선을 지나 위험단면의 내측 이상으로 상기 외측거더를 관통하여, 볼트체결 등의 기계적방식을 이용하여 상기 외측거더에 고정될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 확장 구조체(1)가 설치된 슬래브교의 단면을 개략적으로 도시한다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 교량 확장 구조체(1)는 슬래브교에 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 교량 확장 구조체(1)는, 슬래브의 측면의 일부에 일단이 고정되는 수평주부재(100); 일단이 상기 수평주부재(100)에 고정되고, 상기 슬래브의 내부에 매립되어 타단이 상기 슬래브에 고정되고, 일부는 상기 슬래브의 외부로 노출이 되는 고강도강봉(200); 상기 수평주부재(100)의 상측에 배치되고, 교량의 종방향으로 연장되는 복수의 종방향부재(300); 및 상기 복수의 종방향부재(300)의 상측에 배치되는 확장부재(400);를 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 상기 수평주부재(100)는 상기 고강도강봉(200)에 의하여 상기 슬래브의 측면에 고정될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고강도강봉(200)의 타단은 상기 슬래브의 내부에 매립되어 상기 슬래브에 고정될 수 있다.

바람직하게는, 상기 고강도강봉(200)의 상기 타단은 교량의 위험단면의 내측 이상으로 연장되어, 상기 슬래브에 고정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 고강도강봉(200)의 상기 타단은 상기 슬래브이 높이에 해당하는 깊이 이상으로 연장되어, 상기 슬래브에 고정될 수 있다. 이 때, 상기 고강도강봉(200)은 케미컬방식을 이용하여 상기 슬래브에 고정될 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 고강도강봉(200)의 일단은 상기 수평주부재(100)에 고정되고, 상기 고강도강봉(200)의 타단은 기존 슬래브를 확장하는 경우에 예상되는 위험단면을 나타내는 가상의 수직선을 지나 위험단면의 내측 이상으로 상기 슬래브에 매립되어, 케미컬방식을 이용하여 상기 슬래브에 고정될 수 있다.

이와 같은 구조에 의하여, 상기 확장부재(400)로 인해 발생되는 하중 및 모멘트에 의한 인장력은 상기 종방향부재(300)로 작용하여 상기 수평주부재(100)로 전달될 수 있다. 이 때, 상기 수평주부재(100)로 전달된 상기 인장력은 상기 고강도강봉(200)에 의하여 상기 수평주부재(100)가 고정된 상기 슬래브로 전달될 수 있다.

즉, 상기 고강도강봉(200)이 위험단면의 내측 이상으로 충분히 연장되어 상기 수평주부재(100)를 상기 슬래브에 고정시킴으로써, 상기 교량 확장 구조체(1)는 상기 확장부재(400)로 인해 발생되는 하중 및 모멘트에 의한 인장력에 대응할 수 있다.

한편, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 상기 종방향부재(300)는 H빔, 및 고강도 사각각관 중 1 이상을 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, H빔은 건축물의 골조로 사용되는 강철 기둥으로, 확장부재(400)에 작용되는 하중을 지지하기에 적합한 강재에 해당한다.

이에 따라, 상기 종방향부재(300)는 H빔을 포함하는 것이 바람직하나, 상기 확장부재(400)의 높이에 따라 사각각관을 포함할 수 있다. 상기 사각각관은 고강도 사각각관을 포함할 수 있다.

즉, H빔, 및 고강도 사각각관 중 1 이상을 포함하는 상기 복수의 종방향부재(300)가 상기 수평주부재(100)의 상측에 배치됨에 따라, 상기 확장부재(400)에 작용하는 고정하중 및 활하중을 안정적으로 지지할 수 있다.

상기와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 교량 확장 구조체(1)는 상기 고강도강봉(200)에 의하여 슬래브에 고정 및 설치되어 기 설치된 슬래브교에 확장보도를 추가로 확보할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 확장 구조체(1)가 설치된 교량의 하부를 개략적으로 도시한다.

도 6(a)는 교량 확장 구조체(1)가 설치된 콘크리트 거더교의 하부를 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 교량 확장 구조체(1)는 수평주부재(100)를 비교적 넓은 간격으로 이격하여 배치할 수 있고, 상기 수평주부재(100)의 상측에 H빔을 포함하는 복수의 종방향부재(300)를 배치할 수 있다.

이에 따라, 상기 교량 확장 구조체(1)는 비교적 넓은 간격으로 배치된 수평주부재(100)의 간격을 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 상기 교량 확장 구조체(1)를 이용하여 인도교를 확보하는 경우, 부재량이 감소되어 보다 경제적으로 시공할 수 있다.

도 6(b)는 교량 확장 구조체(1)가 설치된 슬래브교의 하부를 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 교량 확장 구조체(1)는 수평주부재(100)를 비교적 넓은 간격으로 이격하여 배치할 수 있고, 상기 수평주부재(100)의 상측에 고강도 사각 각관을 포함하는 복수의 종방향부재(300)를 배치할 수 있다.

이에 따라, 상기 교량 확장 구조체(1)를 이용하여 인도교를 확보하는 경우, 부재량이 감소되어 보다 경제적으로 시공할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 비교적 넓은 간격으로 배치된 수평주부재(100)의 상측에 복수의 종방향부재(300)가 배치됨으로써, 수평주부재(100)의 간격을 안정적으로 지지하면서 경제적으로 시공할 수 있는 교량 확장 구조체(1)를 제공할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 확장 구조체(1)의 시공방법의 세부단계를 개략적으로 도시하고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 시공방법에 의하여 교량 확장 구조체(1)가 설치된 교량의 사시도를 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 교량 확장 구조체(1)를 시공하는 방법으로서, 외측거더 혹은 슬래브의 측면의 일부에 일단이 고정되는 수평주부재(100)를 설치하는 단계; 일단이 상기 수평주부재(100)에 고정되고, 상기 외측거더 혹은 슬래브의 내부에 매립되거나 혹은 외측거더를 관통하여 타단이 상기 외측거더 혹은 슬래브에 고정되고, 일부는 상기 외측거더 혹은 슬래브의 외부로 노출이 되는 고강도강봉(200)을 설치하는 단계; 상기 수평주부재(100)의 상측에 배치되고, 교량의 종방향으로 연장되는 복수의 종방향부재(300)를 설치하는 단계; 및 상기 복수의 종방향부재(300)의 상측에 배치되는 확장부재(400)를 설치하는 단계;를 포함하고, 상기 고강도강봉(200)의 상기 타단은 교량의 위험단면의 내측 이상으로 연장될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 교량 확장 구조체(1)를 시공하는 방법은 수평주부재 설치단계(S100), 고강도강봉 설치단계(S200), 복수의 종방향부재 설치단계(S300), 및 확장부재 설치단계(S400)를 포함할 수 있다.

상기와 같은 단계를 포함하는 시공방법에 의하여, 도 8에 도시된 바와 같이 시공이 완료된 교량에 확장보도를 추가적으로 확보할 수 있다. 상기 시공방법에 의하여 상기 교량 확장 구조체(1)가 설치된 거더교, 및 슬래브교의 사시도는 각각 도 8(a), 및 도 8(b)에 개략적으로 도시되어 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 교량 확장 구조체(1)를 이용하여 슬래브 확장으로 인한 하중에 대하여 효율적으로 저항하고, 거더에 발생될 수 있는 수평력에 대응함으로써 안전성이 증대된 확장보도를 추가적으로 확보할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 복수의 종방향부재가 상기 수평주부재의 상측에 배치됨에 따라 확장부재에 작용하는 고정하중 및 활하중을 안정적으로 지지할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

1: 교량 확장 구조체
100: 수평주부재 110: 돌출부
200: 고강도강봉 300: 종방향부재
400: 확장부재 500: 경사보강부재
510: 제1경사보강부재고정부 520: 제2경사보강부재고정부
600: 측면보강부재 610: 체결홀
700: 좌굴방지부재 800: 난간
S100: 수평주부재 설치단계 S200: 고강도강봉 설치단계
S300: 복수의 종방향부재 설치단계 S400: 확장부재 설치단계

Claims

교량 확장 구조체로서,
외측거더의 측면의 일부에 일단이 고정되고, 돌출부를 포함하는 수평주부재;
일단이 상기 수평주부재에 형성된 상기 돌출부를 관통하여 체결되고, 타단이 상기 외측거더의 내부에 매립되는 형태로 상기 외측거더에 고정되고, 일부는 상기 외측거더의 외부로 노출이 되는 고강도강봉;
상기 수평주부재의 상측에 배치되고, 교량의 종방향으로 연장되는 복수의 종방향부재;
상기 복수의 종방향부재의 상측에 배치되는 확장부재; 및
절곡된 판의 형상으로 형성되어 외부면의 일면이 상기 종방향부재의 상면에 배치되고, 외부면의 타면이 슬래브의 단부 측면에 고정되고, 내부면의 일부가 상기 확장부재와 접촉되는 측면보강부재;를 포함하고,
상기 종방향부재는 H빔을 포함할 수 있고,
상기 고강도강봉의 상기 타단이 상기 외측거더의 내부에 매립되는 형태로 상기 외측거더에 고정되는 경우에 교량의 위험단면의 내측 이상으로 상기 외측거더에 매립되고, 상기 확장부재로 인해 발생되는 하중 및 모멘트에 의한 인장력은 상기 종방향부재로 작용하여 상기 수평주부재로 전달되고, 상기 수평주부재로 전달된 상기 인장력은 상기 고강도강봉에 의하여 상기 수평주부재가 고정된 상기 외측거더로 전달됨으로써, 상기 교량 확장 구조체는 상기 확장부재로 인해 발생되는 하중 및 모멘트에 의한 인장력에 대응할 수 있고,
상기 수평주부재는 웨브와 상기 웨브의 양단부에 플랜지를 갖는 H빔 단면을 가지고,
상기 돌출부는 상기 웨브의 일면에서 절곡된 플레이트형으로 돌출된 형태를 가지고,
상기 돌출부는 상기 수평주부재의 길이방향 중간에 형성되어 있고,
상기 고강도강봉은 횡방향으로 매립되고,
상기 교량 확장 구조체는,
일단이 상기 수평주부재의 하측에 고정되고, 타단이 상기 외측거더의 측면에 고정되는 경사보강부재; 및
상기 외측거더와 상기 외측거더에 인접한 내측거더 사이에 배치되어 일단이 상기 외측거더의 측면에 고정되고, 타단이 상기 내측거더의 측면에 고정되는 좌굴방지부재;를 더 포함하고,
상기 확장부재로부터 발생되는 하중은 상기 종방향부재로 작용하여 상기 종방향부재의 하측에 배치된 상기 수평주부재로 전달될 수 있고, 상기 수평주부재로 전달된 하중은 상기 경사보강부재에 의하여 상기 수평주부재가 고정된 상기 외측거더로 전달되고, 상기 외측거더에 작용된 수평력이 상기 좌굴방지부재로 전달되고, 상기 수평력의 일부는 상기 내측거더로 전달되어, 상기 외측거더에 작용되는 수평력에 대응할 수 있고,
상기 경사보강부재는,
상기 수평주부재의 하측의 일부에 고정되는 제1경사보강부재고정부; 및 상기 외측거더의 측면의 일부에 고정되는 제2경사보강부재고정부;를 포함하고,
상기 제1경사보강부재고정부에 의하여 일단이 상기 수평주부재에 고정되고, 상기 제2경사보강부재고정부에 의하여 타단이 상기 외측거더에 고정됨에 따라, 상기 경사보강부재는 확장보도를 설치함에 따라 발생되는 하중을 상기 외측거더로 분산시켜 상기 확장부재를 지지하는, 교량 확장 구조체.
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