KR102627241B1

KR102627241B1 - 강성 조절이 용이한 거더 구조물 및 그것을 이용한 교량

Info

Publication number: KR102627241B1
Application number: KR1020210172811A
Authority: KR
Inventors: 이상준; 정연희
Original assignee: 엘에스알스코 주식회사
Priority date: 2021-12-06
Filing date: 2021-12-06
Publication date: 2024-01-23
Also published as: KR20230084771A

Abstract

본 발명은 교량의 최대 단면력 발생부와 최저 단면력 발생부에 대응하여 교량 상부 구조물의 단면 강성을 쉽게 조절할 수 있어 효율적인 설계가 가능하고 경제성을 증대시킬 수 있도록 하는 강성 조절이 용이한 거더 구조물 및 그것을 이용한 교량에 관한 것이다.
본 발명에 따른 강성 조절이 용이한 거더 구조물은, 횡 방향으로 이웃하여 배치되는 적어도 2개의 원형 강관(100); 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)의 각각의 꼭대기에 세워져서 종 방향으로 길게 연장되며, 종 방향으로 높이에 변화를 주어 거더의 단면 강성을 변화시키게 되는 강재 높이 조절 플레이트(200); 상기 높이 조절 플레이트(200)의 상단면에 얹혀져 결합 되는 강재 바닥판(300); 종 방향으로 간격을 유지해서 연속하여 배치되는 것으로서, 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)과, 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200)와, 상기 바닥판(300)의 하면 사이를 서로 결합하는 형태로 횡 방향으로 건너질러 형성되는 복수의 가로보(400); 를 포함한다.

Description

강성 조절이 용이한 거더 구조물 및 그것을 이용한 교량{Girder Structure Easy To Adjust Rigidity And Bridge Using The Girder Structure}

본 발명은 교량의 최대 단면력 발생부와 최저 단면력 발생부에 대응하여 교량 상부 구조물의 단면 강성을 쉽게 조절할 수 있어 효율적인 설계가 가능하고 경제성을 증대시킬 수 있도록 하는 강성 조절이 용이한 거더 구조물 및 그것을 이용한 교량에 관한 것이다.

일반적으로, 원형강관을 이용한 강관 거더 교량은, 도 14 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 2열의 원형 강관(3)의 상단에 강재 바닥판(4)을 접합하여 교량의 상부 구조물을 제공하고, 2열의 원형 강관(3)의 구간 양측 단부를 단부 지점 교각(1)으로 지지하는 한편 구간 중앙을 중간 지점 교각(2)으로 지지한 형태로 이루어진다.

이러한 강관 거더 교량은, 경간 최대 휨 모멘트 및 처짐에 따른 취약부의 강성을 보완하고자, 도 14에 도시된 바와 같이, 그리고 특허문헌 1 및 특허문헌 2와 같이, 원형 강관(3)을 그것의 중간 지점 교각(2) 부분의 높이가 가장 높은 아치형으로 만들게 된다.

그러나 이를 위해서는 원형 강관(3)의 전 길이에 걸쳐 아치 모양으로 굽힘 가공을 하여야 하기 때문에, 제조가 어려우며, 교량 공정 상황 등에 따라 공사현장에서의 굽힘량의 수정도 불가능하다.

한편, 일반적으로 강교를 설계할 때는, 취약부(예; 최대 휨 모멘트 지점)의 설계 휨강도에 맞추어 경간 거더의 단면 형태(단면계수)를 결정하게 된다. 그러나 보통 이러한 거더는 설계 최적화에 제조 및 현장 맞춤 공법상 한계가 있으며, 간혹 작은 단면력이 필요한 부위에 과대 설계가 될 우려도 있다.

예를 들어, 특허문헌 2 내지 4와 같이, 강관 내부에 부분 합성으로 강성을 증대시키는 여러 가지 공법이 제안되고 있으나, 강성 증대를 위해 강관 내부에 콘크리트 또는 강재를 부분 합성하는 공법일 경우에는 합성 단면의 제작이 어려우며, 강관 내부 전체를 충전한 공법은 자중이 증가하여, 증가한 자중만큼 강관의 규격을 키워야 하므로 합성효과 대비 효율이 떨어지게 된다.

등록특허 제10-1746547호 공보(2017.06.07.) 등록특허 제10-1044162호 공보(2011.06.17.) 등록특허 제10-1984043호 공보(2019.05.24.) 등록특허 제10-2167960호 공보(2020.10.14.) 등록특허 제10-2227674호 공보(2021.03.09.)

본 발명은 위와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은, 교량의 최대 단면력 발생부와 최저 단면력 발생부에 대응하여 교량 상부 구조물의 단면 강성을 쉽게 조절할 수 있어 효율적인 설계가 가능하고 경제성을 증대시킬 수 있도록 하는 강성 조절이 용이한 거더 구조물 및 그것을 이용한 교량을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 강성 조절이 용이한 거더 구조물은, 횡 방향으로 이웃하여 배치되는 적어도 2개의 원형 강관(100); 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)의 각각의 꼭대기에 세워져서 종 방향으로 길게 연장되며, 종 방향으로 높이에 변화를 주어 거더의 단면 강성을 변화시키게 되는 강재 높이 조절 플레이트(200); 상기 높이 조절 플레이트(200)의 상단면에 얹혀져 결합 되는 강재 바닥판(300); 그리고 종 방향으로 간격을 유지해서 연속하여 배치되는 것으로서, 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)과, 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200)와, 상기 바닥판(300)의 하면 사이를 서로 결합하는 형태로 횡 방향으로 건너질러 형성되는 복수의 가로보(400); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 강성 조절이 용이한 거더 구조물에서, 상기 높이 조절 플레이트(200)는, 상단면에 종 방향의 중앙 지점이 가장 높고 양끝으로 갈수록 높이가 낮아지는 아치형 종구배가 부여되며, 해당 아치형 종구배에 의해 상기 바닥판(300)의 아치형 종구배가 결정되도록 구성된다.

본 발명에 따른 강성 조절이 용이한 거더 구조물에서, 상기 거더 구조물의 종 방향 중간 위치에는 가로 보 형태의 제1형 보강용 보 구조물(500a)이 추가로 설치되며, 상기 제1형 보강용 보 구조물(500a)은, 하나의 가로보(400)를 가운데에 두고 종 방향 양측에 각각 간격을 유지하여 배치됨과 함께, 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100), 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 및 바닥판(300)의 하면 사이를 서로 결합하는 형태로 횡 방향으로 건너지르는, 2개의 가로 플레이트(500)를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 강성 조절이 용이한 거더 구조물에서, 제1형 보강용 보 구조물(500a)은, 상기 2개의 가로 플레이트(500)가 상기 원형 강관(100)의 하단 높이까지 하향 연장되고, 상기 2개의 가로 플레이트(500) 사이의 공간을 막도록, 상기 2개의 가로 플레이트(500)의 하면과 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 사이를 막아 접합 되는 바닥 플레이트(510)를 더 포함하며, 상기 바닥 플레이트(510)로 막아 형성되는 2개의 가로 플레이트(500), 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 및 바닥판(300) 사이의 공간 내에는 콘크리트(600)를 충전하여 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 강성 조절이 용이한 거더 구조물에서, 상기 거더 구조물의 종 방향 양쪽 단부로부터 상기 제1형 보강용 보 구조물(500a)까지 이루는 구간의 중간 위치인 경간 중앙부 일부 구간에는 세로 보 형태의 제2형 보강용 보 구조물(700a)이 추가로 설치되며, 상기 제2형 보강용 보 구조물(700a)은, 각 높이 조절 플레이트(200)의 횡 방향 양측에 간격을 유지하여 배치되는 한편, 상기 높이 조절 플레이트(200)와 동일 높이를 가지고 높이 조절 플레이트(200)와 종 방향으로 나란하게 연장되는 세로 보강 플레이트(700)를 포함하여 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 강성 조절이 용이한 거더 구조물에서, 상기 거더 구조물의 종 방향 중간 위치에, 또한 상기 거더 구조물의 종 방향 양쪽 단부로부터 상기 제1형 보강용 보 구조물(500a)까지 구간 내의 중간 위치인 중앙부 일부 구간에, 세로 보 형태의 제2형 보강용 보 구조물(700a)이 추가로 설치되며, 상기 제2형 보강용 보 구조물(700a)은, 각 높이 조절 플레이트(200)의 횡 방향 양측에 간격을 유지하여 배치되는 한편, 상기 높이 조절 플레이트(200)와 동일 높이를 가지고 높이 조절 플레이트(200)와 종 방향으로 나란하게 연장되는 세로 보강 플레이트(700)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 강성 조절이 용이한 거더 구조물에서, 상기 높이 조절 플레이트(200)는, 상기 원형 강관(100)의 정상에서 상향 연장되는 제1 상향연장판(211)과, 상기 바닥판(300)에서 하향 연장되는 제1 하향연장판(221)으로 분할된 형태로 이루어지고, 분할된 제1 상향연장판(211)과 제1 하향연장판(221)을 횡 방향으로 겹쳐서 체결부재(231)로 결합한 구성으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 강성 조절이 용이한 거더 구조물에서, 상기 높이 조절 플레이트(200)는, 상기 원형 강관(100)의 정상에서 상기 높이 조절 플레이트(200)를 끼울 수 있는 간격을 유지하여 연장되는 2줄의 제2 상향연장판(212)과, 상기 바닥판(300)에서 하향 연장되는 제2 하향연장판(222)으로 분할된 형태로 이루어지고, 상기 제2 하향연장판(222)을 상기 2줄의 제2 상향연장판(212) 사이에 끼워서 체결부재(232)로 결합한 구성으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 교량은, 횡 방향으로 이웃하여 배치되는 적어도 2개의 원형 강관(100); 상기 원형 강관(100)을 포함하는 거더의 종 방향 양쪽 단부 부분을 지지하는 단부 지점부 교각(10); 상기 원형 강관(100)을 포함하는 거더의 종 방향 중앙부 부분을 지지하는 중앙 지점부 교각(20); 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)의 각각의 꼭대기에 세워져서 종 방향으로 길게 연장되며, 종 방향으로 높이에 변화를 주어 거더의 단면 강성을 변화시키게 되는 강재 높이 조절 플레이트(200); 상기 높이 조절 플레이트(200)의 상단면에 얹혀져 결합 되는 강재 바닥판(300); 그리고 종 방향으로 간격을 유지해서 연속하여 배치되는 것으로서, 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)과, 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200)와, 상기 바닥판(300)의 하면 사이를 서로 결합하는 형태로 횡 방향으로 건너질러 형성되는 복수의 가로보(400); 를 포함한다.

본 발명에 따른 교량에서, 상기 높이 조절 플레이트(200)는, 상단면에 종 방향의 중앙 지점이 가장 높고 양끝으로 갈수록 높이가 낮아지는 아치형 종구배가 부여되며, 해당 아치형 종구배에 의해 상기 바닥판(300)의 아치형 종구배가 결정되도록 구성된다.

본 발명에 따른 교량에서, 상기 중앙 지점부 교각(20)이 지지하는 위치의 거더 구조물에는 가로 보 형태의 제1형 보강용 보 구조물(500a)이 추가로 설치되며, 상기 제1형 보강용 보 구조물(500a)은, 하나의 가로보(400)를 가운데에 두고 종 방향 양측에 각각 간격을 유지하여 배치됨과 함께, 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100), 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 및 바닥판(300)의 하면 사이를 서로 결합하는 형태로 횡 방향으로 건너지르는, 2개의 가로 플레이트(500)를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 교량에서, 제1형 보강용 보 구조물(500a)은, 상기 2개의 가로 플레이트(500)가 상기 원형 강관(100)의 하단 높이까지 하향 연장되고, 상기 2개의 가로 플레이트(500) 사이의 공간을 막도록, 상기 2개의 가로 플레이트(500)의 하면과 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 사이를 막아 접합 되는 바닥 플레이트(510)를 더 포함하며, 상기 바닥 플레이트(510)로 막아 형성되는 2개의 가로 플레이트(500), 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 및 바닥판(300) 사이의 공간 내에는 콘크리트(600)를 충전하여 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 교량에서, 상기 단부 지점부 교각(10)으로부터 상기 중앙 지점부 교각(20)까지 사이 구간의 중간 위치인 경간 중앙부 일부 구간의 거더에는 세로 보 형태의 제2형 보강용 보 구조물(700a)이 추가로 설치되며, 상기 제2형 보강용 보 구조물(700a)은, 각 높이 조절 플레이트(200)의 횡 방향 양측에 간격을 유지하여 배치되는 한편, 상기 높이 조절 플레이트(200)와 동일 높이를 가지고 높이 조절 플레이트(200)와 종 방향으로 나란하게 연장되는 세로 보강 플레이트(700)를 포함하여 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 교량에서, 상기 중앙 지점부 교각(20)이 지지하는 위치의 거더에는, 또한 상기 단부 지점부 교각(10)으로부터 중앙 지점부 교각(20)까지 사이 구간 내의 중간 위치인 경간 중앙부 일부 구간의 거더에는, 각각 세로 보 형태의 제2형 보강용 보 구조물(700a)이 추가로 설치되며, 상기 제2형 보강용 보 구조물(700a)은, 각 높이 조절 플레이트(200)의 횡 방향 양측에 간격을 유지하여 배치되는 한편, 상기 높이 조절 플레이트(200)와 동일 높이를 가지고 높이 조절 플레이트(200)와 종 방향으로 나란하게 연장되는 세로 보강 플레이트(700)를 포함하여 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 교량에서, 상기 높이 조절 플레이트(200)는, 상기 원형 강관(100)의 정상에서 상향 연장되는 제1 상향연장판(211)과, 상기 바닥판(300)에서 하향 연장되는 제1 하향연장판(221)으로 분할된 형태로 이루어지고, 분할된 제1 상향연장판(211)과 제1 하향연장판(221)을 횡 방향으로 겹쳐서 체결부재(231)로 결합하여 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 교량에서, 상기 높이 조절 플레이트(200)는, 상기 원형 강관(100)의 정상에서 상기 높이 조절 플레이트(200)를 끼울 수 있는 간격을 유지하여 연장되는 2줄의 제2 상향연장판(212)과, 상기 바닥판(300)에서 하향 연장되는 제2 하향연장판(222)으로 분할된 형태로 이루어지고, 상기 제2 하향연장판(222)을 상기 2줄의 제2 상향연장판(212) 사이에 끼워서 체결부재(232)로 결합하여 구성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거더 구조물은, 종 방향으로 길게 연장되도록 설치되는 적어도 하나의 원형 강관(100); 상기 원형 강관(100)의 꼭대기에 세워져서 원형 강관(100)을 따라 종 방향으로 길게 연장되며, 종 방향으로 높이에 변화를 주어 거더의 단면 강성을 변화시키게 되는 강재 높이 조절 플레이트(200); 상기 높이 조절 플레이트(200)의 상단면에 얹혀져 결합 되는 강재 바닥판(300); 그리고 종 방향으로 간격을 유지해서 연속하여 배치되는 것으로서, 상기 원형 강관(100)과, 상기 높이 조절 플레이트(200) 및 상기 바닥판(300)의 하면 사이를 서로 결합하는 형태로 횡 방향으로 건너질러 형성되는 복수의 가로보(400); 를 포함하여 구성할 수 있으며, 이 경우 교량은, 상기 거더 구조물의 원형 강관(100)을 종 방향 양쪽 단부 부분에서 지지하는 단부 지점부 교각(10)을 포함한다.

여기서, 상기 높이 조절 플레이트(200)는, 상단면에 종 방향의 중앙 지점이 가장 높고 양끝으로 갈수록 높이가 낮아지는 종구배가 부여되며, 해당 종구배에 의해 상기 바닥판(300)의 종구배가 결정되도록 구성할 수 있다.

또한, 여기서, 상기 높이 조절 플레이트(200)는, 상기 원형 강관(100)의 정상에서 상향 연장되는 제1 상향연장판(211)과, 상기 바닥판(300)에서 하향 연장되는 제1 하향연장판(221)으로 분할된 형태로 이루어지고, 분할된 제1 상향연장판(211)과 제1 하향연장판(221)을 횡 방향으로 겹쳐서 체결부재(231)로 결합하여 구성할 수 있다.

또한, 여기서, 상기 높이 조절 플레이트(200)는, 상기 원형 강관(100)의 정상에서 상기 높이 조절 플레이트(200)를 끼울 수 있는 간격을 유지하여 연장되는 2줄의 제2 상향연장판(212)과, 상기 바닥판(300)에서 하향 연장되는 제2 하향연장판(222)으로 분할된 형태로 이루어지고, 상기 제2 하향연장판(222)을 상기 2줄의 제2 상향연장판(212) 사이에 끼워서 체결부재(232)로 결합하여 구성할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 교량은, 횡 방향으로 이웃하여 배치되는 적어도 2개의 원형 강관(100); 상기 원형 강관(100)을 포함하는 거더의 종 방향 양쪽 단부 부분을 지지하는 단부 지점부 교각(10); 상기 원형 강관(100)을 포함하는 거더의 종 방향 중앙부 부분을 지지하는 중앙 지점부 교각(20); 횡 방향으로 이웃하는 상기 2개의 원형 강관(100) 위에 설치되는 강재 높이 조절 플레이트(200); 상기 높이 조절 플레이트(200)의 상단면에 얹혀져 결합 되는 강재 바닥판(300); 그리고 종 방향으로 간격을 유지해서 연속하여 배치되는 것으로서, 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)과 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 및 상기 바닥판(300)의 하면 사이를 서로 결합하는 형태로 횡 방향으로 건너질러 형성되는 복수의 가로보(400); 를 포함하며; 상기 높이 조절 플레이트(200)는, 단면 일자(一字) 형의 판이 종 방향으로 길게 연장됨과 함께 상단면에 상기 중앙 지점부 교각(20)에 의해 지지되는 종 방향의 중앙 지점이 가장 높고 양측의 단부 지점부 교각(10)을 향해 갈수록 높이가 낮아지는 종구배가 부여된 형태를 가지며, 상기 2개의 원형 강관(100)의 각각의 정상(頂上)에 수직으로 세워져 하단이 원형 강관(100)의 정상에 용접접합 되는 한편, 상단이 강재 교량 바닥판(300)에 용접접합 되며; 상기 중앙 지점부 교각(20)이 지지하는 위치의 거더 구조물에는 가로 보 형태의 제1형 보강용 보 구조물(500a)이 추가로 설치되되, 상기 제1형 보강용 보 구조물(500a)은, 중앙 지점부 교각(20) 상부의 상기 높이 조절 플레이트(200)의 가장 높은 종 방향 중앙 지점에 위치하는 하나의 가로보(400)를 가운데에 두고 종 방향 양측에 각각 간격을 유지하여 배치됨과 함께, 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 사이 및 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 사이를 가로질러 용접되는 2개의 가로 플레이트(500)를 구비하고, 상기 2개의 가로 플레이트(500)의 하면과 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)의 하단 사이를 막아 용접 접합 되는 바닥 플레이트(510)를 더 구비하며; 상기 종 방향 중앙 지점에 위치하는 하나의 가로보(400) 양측에서 상기 2개의 가로 플레이트(500) 사이 및 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 사이에 형성되는 2개의 공간 내에 콘크리트(600)를 충전하여, 상기 중앙 지점부 교각(20) 상부의 높이 조절 플레이트(200)의 가장 높은 종 방향 중앙 지점 부분을 보강하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 교량은, 횡 방향으로 이웃하여 배치되는 적어도 2개의 원형 강관(100); 상기 원형 강관(100)을 포함하는 거더의 종 방향 양쪽 단부 부분을 지지하는 단부 지점부 교각(10); 상기 원형 강관(100)을 포함하는 거더의 종 방향 중앙부 부분을 지지하는 중앙 지점부 교각(20); 횡 방향으로 이웃하는 상기 2개의 원형 강관(100) 위에 설치되는 강재 높이 조절 플레이트(200); 상기 높이 조절 플레이트(200)의 상단면에 얹혀져 결합 되는 강재 바닥판(300); 그리고 종 방향으로 간격을 유지해서 연속하여 배치되는 것으로서, 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)과 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 및 상기 바닥판(300)의 하면 사이를 서로 결합하는 형태로 횡 방향으로 건너질러 형성되는 복수의 가로보(400); 를 포함하며; 상기 높이 조절 플레이트(200)는, 단면 일자(一字) 형의 판이 종 방향으로 길게 연장됨과 함께 상단면에 상기 중앙 지점부 교각(20)에 의해 지지되는 종 방향의 중앙 지점이 가장 높고 양측의 단부 지점부 교각(10)을 향해 갈수록 높이가 낮아지는 종구배가 부여된 형태를 가지며, 상기 2개의 원형 강관(100)의 각각의 정상(頂上)에 수직으로 세워져 하단이 원형 강관(100)의 정상에 용접접합 되는 한편, 상단이 강재 교량 바닥판(300)에 용접접합 되며; 상기 중앙 지점부 교각(20)이 지지하는 위치의 거더 구조물에는 가로 보 형태의 제1형 보강용 보 구조물(500a)이 추가로 설치되되, 상기 제1형 보강용 보 구조물(500a)은, 중앙 지점부 교각(20) 상부의 상기 높이 조절 플레이트(200)의 가장 높은 종 방향 중앙 지점에 위치하는 하나의 가로보(400)를 가운데에 두고 종 방향 양측에 각각 간격을 유지하여 배치됨과 함께, 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 사이 및 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 사이를 가로질러 용접되는 2개의 가로 플레이트(500)를 구비하고, 상기 2개의 가로 플레이트(500)의 하면과 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)의 하단 사이를 막아 용접 접합 되는 바닥 플레이트(510)를 더 구비하며; 상기 종 방향 중앙 지점에 위치하는 하나의 가로보(400) 양측에서 상기 2개의 가로 플레이트(500) 사이 및 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 사이에 형성되는 2개의 공간 내에 콘크리트(600)를 충전하여, 상기 중앙 지점부 교각(20) 상부의 높이 조절 플레이트(200)의 가장 높은 종 방향 중앙 지점 부분을 보강하도록 구성되며; 상기 중앙 지점부 교각(20)으로부터 한쪽의 단부 지점부 교각(10)까지 사이 구간의 중간 위치인 경간 중앙부 부분 및 상기 중앙 지점부 교각(20)으로부터 반대쪽의 단부 지점부 교각(10)까지 사이 구간의 중간 위치인 2곳의 경간 중앙부 부분에 각각 제2형 보강용 보 구조물(700a)이 추가로 설치되며; 상기 제2형 보강용 보 구조물(700a)은, 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 각각의 횡 방향 양측에 간격을 유지하여 배치되며, 상기 높이 조절 플레이트(200)와 동일 높이 및 동일 구배를 가지고 높이 조절 플레이트(200)와 종 방향으로 나란하게 연장되는 세로 보강 플레이트(700)를 포함하고; 상기 세로 보강 플레이트(700)는, 하나의 가운데의 가로보(400)를 기준으로 종 방향 양측으로 이웃하는 2개의 가로보(400) 사이 구간에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 교량은, 횡 방향으로 이웃하여 배치되는 적어도 2개의 원형 강관(100); 상기 원형 강관(100)을 포함하는 거더의 종 방향 양쪽 단부 부분을 지지하는 단부 지점부 교각(10); 상기 원형 강관(100)을 포함하는 거더의 종 방향 중앙부 부분을 지지하는 중앙 지점부 교각(20); 횡 방향으로 이웃하는 상기 2개의 원형 강관(100) 위에 설치되는 강재 높이 조절 플레이트(200); 상기 높이 조절 플레이트(200)의 상단면에 얹혀져 결합 되는 강재 바닥판(300); 그리고 종 방향으로 간격을 유지해서 연속하여 배치되는 것으로서, 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)과 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 및 상기 바닥판(300)의 하면 사이를 서로 결합하는 형태로 횡 방향으로 건너질러 형성되는 복수의 가로보(400); 를 포함하며, 상기 높이 조절 플레이트(200)는, 단면 일자(一字) 형의 판이 종 방향으로 길게 연장됨과 함께 상단면에 상기 중앙 지점부 교각(20)에 의해 지지되는 종 방향의 중앙 지점이 가장 높고 양측의 단부 지점부 교각(10)을 향해 갈수록 높이가 낮아지는 종구배가 부여된 형태를 가지며, 상기 2개의 원형 강관(100)의 각각의 정상(頂上)에 수직으로 세워져 하단이 원형 강관(100)의 정상에 용접접합 되는 한편, 상단이 강재 교량 바닥판(300)에 용접접합 되며; 상기 중앙 지점부 교각(20)이 지지하는 위치의 거더 구조물에는 가로 보 형태의 제1형 보강용 보 구조물(500a)이 추가로 설치되되, 상기 제1형 보강용 보 구조물(500a)은, 중앙 지점부 교각(20) 상부의 상기 높이 조절 플레이트(200)의 가장 높은 종 방향 중앙 지점에 위치하는 하나의 가로보(400)를 가운데에 두고 종 방향 양측에 각각 간격을 유지하여 배치됨과 함께, 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 사이 및 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 사이를 가로질러 용접되는 2개의 가로 플레이트(500)를 구비하고, 상기 2개의 가로 플레이트(500)의 하면과 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)의 하단 사이를 막아 용접 접합 되는 바닥 플레이트(510)를 더 구비하며; 상기 종 방향 중앙 지점에 위치하는 하나의 가로보(400) 양측에서 상기 2개의 가로 플레이트(500) 사이 및 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 사이에 형성되는 2개의 공간 내에 콘크리트(600)를 충전하여, 상기 중앙 지점부 교각(20) 상부의 높이 조절 플레이트(200)의 가장 높은 종 방향 중앙 지점 부분을 보강하도록 구성되며; 상기 중앙 지점부 교각(20)으로부터 한쪽의 단부 지점부 교각(10)까지 사이 구간의 중간 위치인 경간 중앙부 부분 및 상기 중앙 지점부 교각(20)으로부터 반대쪽의 단부 지점부 교각(10)까지 사이 구간의 중간 위치인 2곳의 경간 중앙부 부분에 각각 제2형 보강용 보 구조물(700a)이 추가로 설치됨과 함께, 상기 중앙 지점부 교각(20)이 지지하는 위치인 종 방향 중간 지점에 상기 제2형 보강용 보 구조물(700a)이 추가로 설치되며,; 상기 제2형 보강용 보 구조물(700a)은, 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 각각의 횡 방향 양측에 간격을 유지하여 배치되며, 상기 높이 조절 플레이트(200)와 동일 높이 및 동일 구배를 가지고 높이 조절 플레이트(200)와 종 방향으로 나란하게 연장되는 세로 보강 플레이트(700)를 포함하고, 상기 세로 보강 플레이트(700)는, 하나의 가운데의 가로보(400)를 기준으로 종 방향 양측으로 이웃하는 2개의 가로보(400) 사이의 구간에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 강성 조절이 용이한 거더 구조물 및 그것을 이용한 교량에 의하면, 큰 휨모멘트가 발생하는 중앙 지점부의 단면 강성을 증대시키고, 작은 모멘트가 발생하는 단부 지점부의 불필요한 단면 강성은 줄임으로써 효율적인 거더 구조물의 설계가 가능해진다.

또한, 높이 조절 플레이트만을 이용하여 거더의 종구배를 조절하기 때문에, 종래에 원형 강관에 종구배를 부여하기 위해 실시하였던 벤딩 공정이 필요 없어지는 장점이 있다.

또한, 높이 조절 플레이트의 높이를 조절하는 것으로 거더의 단면 강성을 증감시킬 수 있기 때문에 거더 구조물의 제조 및 시공이 쉬워지며, 필요한 경우 공사 현장에서도 높이 조절 플레이트의 높이를 쉽게 변경할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 교량의 전체 형태를 도시한 것으로서, 아래쪽 그림은 정면도이고, 위쪽 도면은 평면도이다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 교량의 형태를 도시한 주요부 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 따른 제1 실시예에 따른 교량의 단부 지점부의 거더의 단면형태를 나타내는 것으로서, 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 교량의 중앙 지점부의 거더의 단면형태를 나타내는 것으로서, 도 1의 B-B 선에 따른 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 교량의 중앙 지점부의 보강 가로보의 형태를 나타내는 중앙 일부 구간의 사시도이다.
도 6은, 도 5의 중앙 가로보 부분의 횡단면도이다.
도 7은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 교량의 전체 형태를 도시한 것으로서, 위쪽 도면은 교량의 정면도이고, 아래쪽 도면은 휨 모멘트 선도이다.
도 8은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 보강 구조물의 구성을 나타내는 주요부 사시도이다.
도 9는, 도 7의 C-C 선에 따른 단면도로서, 보강 구조물의 설치상태를 나타내는 횡단면도이다.
도 10은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 중앙 지점부의 받침 형태의 일례를 나타내는 횡단면도이다.
도 11은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 중앙 지점부의 받침 형태의 다른 예를 나타내는 횡단면도이다.
도 12는, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 거더에서 높이 조절 플레이트의 하나의 구성 예를 나타내는 횡단면도로서, 위쪽의 도면은 연결 전의 상태를 나타내고, 아래쪽의 도면은 연결 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 13은, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 거더에서 높이 조절 플레이트의 다른 구성 예를 나타내는 횡단면도로서, 위쪽의 도면은 연결 전의 상태를 나타내고, 아래쪽의 도면은 연결 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 14는, 종래의 일반적인 원형 강관 거더 교량을 나타내는 정면도이다.
도 15는, 도 14의 Ⅰ-Ⅰ 선에 따른 횡단면도이다.
도 16은, 본 발명의 제3 실시예에 따른 교량의 전체 형태를 도시한 것으로서, 아래쪽 그림은 정면도이고, 위쪽 도면은 평면도이다.
도 17은, 본 발명의 제3 실시예에 따른 교량의 형태를 도시한 주요부 사시도이다.
도 18은, 본 발명의 따른 제3 실시예에 따른 교량의 단부 지점부의 거더의 단면형태를 나타내는 것으로서, 도 16의 D-D 선에 따른 단면도이다.
도 19는, 본 발명의 제3 실시예에 따른 교량의 중앙 지점부의 거더의 단면형태를 나타내는 것으로서, 도 16의 E-E 선에 따른 단면도이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 4는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 교량의 형태를 나타내는 것으로서, 도 1에는 전체 교량의 정면도(아래쪽 도면)와 평면도(위쪽 도면)가 도시되어 있고, 도 2에는 교량 끝 부분의 확대 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 1의 B-B 선에 따른 단면도가 도시되어 있다. 이하의 설명 및 청구범위에서 '종 방향' 또는 '세로'는 교량, 거더 구조물 또는 원형 강관(100)의 길이방향을 의미하고, '횡 방향' 또는 '가로'는 교량, 거더 구조물 또는 원형 강관(100)을 가로지르는 방향을 의미한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 교량은, 원형 강관(100), 높이 조절 플레이트(200) 및 강재 바닥판(300)을 포함하는 거더 구조물과, 상기 거더 구조물의 종 방향 양쪽 단부 부분을 지지하는 단부 지점부 교각(10) 및 상기 거더 구조물의 종 방향 중앙부 부분을 지지하는 중앙 지점부 교각(20)과, 각 교각(10)(20)과 거더 구조물 사이에 설치되는 교량 받침(12)(22)을 포함한다.

본 발명의 거더 구조물에서, 원형 강관(100)은, 2개의 원형 강관(100)이 교량의 횡 방향으로 간격을 유지하여 배치되고, 교량의 종 방향으로 길게 연장된다.

원형 강관(100)은 직선의 강재 관(steel tube)으로 이루어지며, 이로써 직선의 원형 강관의 원자재를 변형(굽힘 등)을 가할 필요 없이 길이만 맞추어 그대로 사용할 수 있다.

이하의 발명의 설명 및 청구범위에서, '횡 방향으로 이웃하는 원형 강관' 또는 '횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관'이라 함은, 2개 이상의 원형 강관(100) 중에서 서로 연결되는 이웃하는 2개의 원형 강관(100)을 의미한다.

예를 들어, 교량의 횡 방향으로 2개의 원형 강관(100)을 배치한 거더 구조물(2열식 거더 구조물)일 경우에는, 상기 '횡 방향으로 이웃하는 원형 강관' 또는 '횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관'은, 바로 그 2개의 원형 강관을 말한다.

또한, 예를 들어, 교량의 횡 방향으로 3개의 원형 강관(100)을 배치한 거더 구조물(3열식 거더 구조물)일 경우에는, 상기 '횡 방향으로 이웃하는 원형 강관' 또는 '횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관'은, 이웃하는 1열과 2열의 원형 강관, 또는 이웃하는 2열과 3열의 원형 강관을 말한다.

또한, 예를 들어, 교량의 횡 방향으로 4개의 원형 강관(100)을 배치한 거더 구조물(4열식 거더 구조물)일 경우에는, 상기 '횡 방향으로 이웃하는 원형 강관' 또는 '횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관'은, 이웃하는 1열과 2열의 원형 강관, 이웃하는 2열과 3열의 원형 강관, 또는 이웃하는 3열과 4열의 원형 강관을 말한다.

또한, 예를 들어, 교량의 횡 방향으로 5개의 원형 강관(100)을 배치한 거더 구조물(5열식 거더 구조물)일 경우에는, 상기 '횡 방향으로 이웃하는 원형 강관' 또는 '횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관'은, 이웃하는 1열과 2열의 원형 강관, 이웃하는 2열과 3열의 원형 강관, 이웃하는 3열과 4열의 원형 강관, 또는 이웃하는 4열과 5열의 원형 강관을 말한다.

원형 강관(100)이 6개 이상 배치되는 경우도 마찬가지이다.

높이 조절 플레이트(200)는, 상기 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 각각의 꼭대기(정상부)에 세워져서 교량의 종 방향 즉, 원형 강관(100)의 길이 방향을 따라 길게 연장되는 두꺼운 강판으로 이루어진다. 이러한 높이 조절 플레이트(200)는, 종 방향을 따라 높이에 변화를 주어 종 방향의 교량 구간을 따라 거더의 단면 강성을 변화시키게 된다. 즉, 도 1에 도시된 연속보에서 거더 구조물의 최대 휨모멘트 발생 구간과 최소 휨모멘트 발생 구간에 따라 높이 조절 플레이트(200)의 높이를 변화시킴으로써 단면계수(=bh²/6) 및 휨 강성을 쉽게 증감시킬 수 있다. 따라서, 원형 강관(100)의 변화 없이 높이 조절 플레이트(200)의 높이를 다르게 하는 것만으로, 교량의 조건에 따라 휨 강성을 쉽게 조절할 수 있다.

강재 바닥판(300)은, 상기 높이 조절 플레이트(200)의 상단면에 얹혀져 결합 되는 강판이다. 이러한 강재 바닥판(300)은 교량의 노면 바닥을 이룬다. 강재 바닥판(300)의 횡 방향 양측에는 안전 난간(30)이 설치된다.

본 발명의 거더 구조물에서, 상기 높이 조절 플레이트(200)는, 그것의 상단면에 아치형 종구배가 부여된다. 높이 조절 플레이트(200)의 아치형 종구배에 의해 강재 바닥판(300)의 아치형 종구배가 결정된다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 교량 바닥면(노면)이 아치형 종구배를 가지며, 그 아치형 종구배의 정도는 높이 조절 플레이트(200)의 아치형 종구배에 의해 결정된다.

높이 조절 플레이트(200)의 아치형 종구배는, 교량의 종 방향 중앙 지점(중앙 지점부 교각(20)이 지지하고 있는 부분)이 가장 높고, 교량 양끝(단부 지점부 교각(10)이 지지하고 있는 부분)으로 갈수록 높이가 낮아지는 형태이다.

이처럼 높이 조절 플레이트(200)의 상단면에 아치형 종구배를 부여하여 높이 조절 플레이트(200)의 높이가 교량 단부로부터 중앙 지점부로 갈수록 점진적으로 높이가 증가하도록 함으로써, 최대 휨모멘트 발생 부분인 중앙 지점부에서 높이 조절 플레이트(200)가 최대 높이를 가져 가장 큰 휨강성을 유지하도록 하고, 휨모멘트가 낮은 단부 지점부에서는 높이 조절 플레이트(200)의 높이를 '0(zero)'로 하여 과대 설계 및 자재 낭비를 방지를 방지할 수 있다.

도면부호 '400'은 '가로보'이다. 이 가로보(400)는 거더 구조물의 한 요소를 이루는 보강용 강판이다. 하나의 가로보(400)는 교량의 횡 방향으로 건너질러 설치되며, 이로써 이웃하는 2개의 원형 강관(100)과, 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200)와, 상기 강재 바닥판(300)의 하면 사이를 결합한다. 이러한 가로보(400)는 거더 구조물의 전 구간에 걸쳐 소정의 간격을 유지하여 연속하여 복수 지점에 설치됨으로써, 거더 구조물의 전 구간을 보강한다.

원형 강관(100), 높이 조절 플레이트(200), 강재 바닥판(300) 및 가로보(400)는, 일반적 상황에서는 서로 용접에 의해 접합된다.

도 3은 도 1의 A-A 선에 따른 단면을 나타내는 것으로서, 앞에서 설명한 바와 같이, 상단면이 아치형 종구배를 가지는 높이 조절 플레이트(200)는 단부 지점부에서는 높이 조절 플레이트(200) 없이 원형 강관(100)의 상단에 강재 바닥판(300)이 직접 접합된다.

도 4는 도 1의 B-B 선에 따른 단면을 나타내는 것으로서, 원형 강관(100)의 꼭대기인 정상(頂上)에 높이 조절 플레이트(200)가 세워져서 접합 되고, 높이 조절 플레이트(200)의 상단면에 강재 바닥판(300)의 하면이 접합 되며, 가로보(400)는 원형 강관(100), 높이 조절 플레이트(200) 및 강재 바닥판(300)을 연결하는 상태로 접합 된다.

도 4에서, 하나의 원형 강관(100)과 그 위쪽의 높이 조절 플레이트(200) 및 강재 바닥판(300)을 보면 대략 역'오'자 모양을 이룬다. 원형 강관(100)이 변화가 없는 상태에서 높이 조절 플레이트(200)의 높이가 높아질수록 단면 강성은 증대된다. 이와 같은 역'오'자 모양의 단면 강성은 일반적인 원형 강관 대비 약 1.2~1.5배의 증대된다.

이와 같이 이루어진 본 발명의 거더 구조물은, 강관 거더 구조물의 효율적인 설계를 위하여, 원형 강관(100)의 꼭대기에 높이 조절 플레이트(200)를 구비하여 강재 바닥판(300)과 원형 강관(100)를 합성하는 한편, 높이 조절 플레이트(200)의 상단면에 아치형 종구배를 부여한 것이다.

이에 따라, 큰 휨모멘트가 발생하는 중앙 지점부의 단면 강성을 증대시키고, 작은 모멘트가 발생하는 단부 지점부의 불필요한 단면 강성은 줄임으로써 효율적인 거더 구조물의 설계가 가능해진다.

또한, 높이 조절 플레이트(200)만을 이용하여 거더의 종구배를 조절하기 때문에, 종래에 원형 강관(100)에 종구배를 부여하기 위해 실시하였던 원형 강관(100)의 벤딩 공정이 필요 없어지는 장점이 있다.

또한, 높이 조절 플레이트(200)의 높이를 조절하는 것으로 거더의 단면 강성을 증감시킬 수 있기 때문에 거더 구조물의 제조 및 시공이 쉬워지며, 필요한 경우 공사 현장에서도 높이 조절 플레이트(200)의 높이를 쉽게 변경(예; 토치에 의한 절단)할 수 있다.

다음으로, 도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 교량의 중앙 지점부의 보강 가로보의 형태를 나타내는 것으로서, 도 5에는 중앙 일부 구간의 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 횡단면도가 도시되어 있다.

도 5 내지 도 6을 설명하기에 앞서, 도 1을 참조하면, 거더의 중앙 지점부 즉, 중앙 지점부 교각(20)이 지지하고 있는 거더 부분에는, 가로 보 형태의 제1형 보강용 보 구조물(500a)이 추가로 설치된다.

도 5 내지 도 6을 참조하면, 상기 제1형 보강용 보 구조물(500a)은, 2개의 강재 가로 플레이트(500)를, 하나의 가로보(400)를 가운데에 두고 종 방향 양측에 각각 간격을 유지하여 배치한 구조로 이루어진다.

각 가로 플레이트(500)는, 이웃하는 2개의 원형 강관(100), 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 및 강재 바닥판(300)의 하면 사이를 서로 결합하도록 횡 방향으로 건너질러 설치된다.

또한, 제1형 보강용 보 구조물(500a)은, 2개의 가로 플레이트(500) 사이의 공간에 콘크리트(600)를 충전함으로써 거더의 휨강성을 더욱 증대시킬 수 있다.

이를 위해, 2개의 가로 플레이트(500)는 원형 강관(100)의 하단 높이까지 하향 연장되는 것으로 준비한다.

그리고 상기 2개의 가로 플레이트(500)의 하면과 상기 이웃하는 2개의 원형 강관(100)에 걸쳐 바닥 플레이트(510)를 접합함으로써, 상기 2개의 가로 플레이트(500)의 하면과 상기 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 사이에 형성되는 공간을 막는다.

상기 바닥 플레이트(510)로 막아 형성되는 2개의 가로 플레이트(500), 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 및 강재 바닥판(300) 사이의 공간 내에는 콘크리트(600)를 충전한다.

이러한 제1형 보강용 보 구조물(500a)은, 최대 부모멘트가 발생하는 거더의 중앙 지점부에 콘크리트 충전이 가능한 박스형 강합성 가로보를 적용함으로써 구조물에 추가적인 안정성을 제공하는 한편, 최대 부모멘트에 대한 교량 받침(22)의 부담을 줄여준다.

다음으로, 도 7 내지 도 9는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 교량의 전체 형태를 나타내는 것으로서, 도 7에는 교량의 정면도(위쪽 도면)와 휨 모멘트 선도(아래쪽 도면)이 도시되어 있고, 도 8에는 주요부 사시도가 도시되어 있으며, 도 9에는 도 7의 C-C 선에 따른 횡단면도가 도시되어 있다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 제2 실시예는, 제1실시예의 제1형 보강용 보 구조물(500a)과 다른 세로 보 형태의 보강 구조물인 제2형 보강용 보 구조물(700a)을 적용할 수 있다.

제2형 보강용 보 구조물(700a)은 특히, 단부 지점부 교각(10)으로부터 중앙 지점부 교각(20)까지 사이 구간의 중간 위치인 경간 중앙부 일부 구간의 거더에 설치하기 좋은 보강 방식을 제시한다.

중앙 지점부 교각(20) 부분의 거더에는, 전술한 제1실시예에 따른 제1형 보강용 보 구조물(500a)을 설치하여도 좋고, 제2실시예에 따른 제2형 보강용 보 구조물(700a)을 설치하여도 좋다.

도 7 내지 도 9에는, 단부 지점부 교각(10)으로부터 중앙 지점부 교각(20)까지 사이 구간의 중간 위치의 거더와 중앙 지점부 교각(20) 부분의 거더에 모두 제2형 보강용 보 구조물(700a)을 적용한 예를 보여준다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 제2형 보강용 보 구조물(700a)은, 세로 보강 플레이트(700)를, 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 각각의 횡 방향 양측에 간격을 유지하여 배치한 구성으로 이루어진다.

이러한 세로 보강 플레이트(700)는, 상기 높이 조절 플레이트(200)와 동일 높이를 가지고 높이 조절 플레이트(200)와 종 방향으로 나란하게 연장된다.

이러한 제2형 보강용 보 구조물(700a)을 최대 휨모멘트 발생부(최대 처짐이 발생하는 부분)인 지간 중앙부에 적용함으로써 거더 구조물에 추가적인 안정성을 제공할 수 있다.

또한, 중앙 지점부의 제1형 보강용 보 구조물(500a)에 대신하여 제2형 보강용 보 구조물(700a)을 설치할 수 있음으로써, 교량 조건이나 현장 환경에 따라 선택의 폭을 넓혀준다.

다음으로, 도 10 내지 도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1형 보강용 보 구조물(500a)을 적용하였을 때의 중앙 지점부의 받침 형태의 실싱 예를 나타내는 것으로서, 도 10에는 한 실시 예에 따른 횡단면도가 도시되어 있고, 도 11에는 다른 실시 예에 따른 횡단면도가 도시되어 있다.

먼저, 도 10을 참조하면, 교량 받침(22)은 2개의 원형 강관(100)을 모두 지지하도록 설치할 수 있다. 이러면 중앙 지점부에 제1형 보강용 보 구조물(500a)을 적용한 것에 더하여 2개의 교량 받침(22)을 구비함으로써, 부모멘트(부반력)에 대한 제어가 쉬워지고 교량 받침(22)의 규모(단면 크기 또는/및 두께 등)를 줄일 수 있다.

도 11을 참조하면, 교량 받침(22)을 원형 강관(100)이 아니라 제1형 보강용 보 구조물(500a)의 중앙 하부를 받치도록 설치할 수 있다. 이는 제1형 보강용 보 구조물(500a)이 박스형 가로 보형태로 이루어지면서 그 공간 내에 콘크리트(600)를 충전하여 제1형 보강용 보 구조물(500a) 자체가 충분한 휨강성을 가지기 때문에, 제1형 보강용 보 구조물(500a)에 하나의 교량 받침(22)을 지지하는 구성으로 할 수 있는 것이다. 이에 의하면 교량 받침(22)의 수량을 줄일 수 있다.

다음으로, 도 12 및 도 13은, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 거더에서 높이 조절 플레이트(200)의 구성 예를 나타내는 것으로서, 도 1에는 하나의 실시 예에 따른 횡단면가 도시되어 있고. 도 12에는 다른 실시 예에 따른 횡단면도가 도시되어 있다.

먼저, 도 12를 참조하면, 높이 조절 플레이트(200)는, 상하 방향으로 분할된 형태로 구성할 수 있다.

즉, 원형 강관(100)의 정상에서 상향 연장되는 제1 상향연장판(211)과, 강재 바닥판(300)에서 하향 연장되는 제1 하향연장판(221)으로 분할된 형태로 구성되고, 분할된 제1 상향연장판(211)과 제1 하향연장판(221)은 횡 방향으로 겹친 다음 체결부재(231)로 결합하도록 구성된다.

제1 상향연장판(211)은 원형 강관(100)의 꼭대기에 용접에 의해 접합 되고, 제1 하향연장판(221)은 강재 바닥판(300)의 하면에 용접에 의해 접합 된다.

제1 상향연장판(211) 및 제1 하향연장판(221)의 용접은, 공장에서 미리 수행할 수 있고, 아니면 공사 현장에서도 수행할 수 있다. 이러한 것은 거더의 규모나 공사 현장의 준비 상황에 따라 적절히 선택할 수 있다.

도 12에서, 강재 바닥판(300)의 2개의 제1 하향연장판(221)은 2개의 제1 상향연장판(211)의 어느 정해진 한쪽 방향에서 겹쳐진다. 이렇게 함으로써, 제1 상향연장판(211)에 대한 제1 하향연장판(221)의 면밀한 밀착이 가능해진다.

체결부재(231)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 볼트와 너트를 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1 상향연장판(211)이나 제1 하향연장판(221) 중 어느 한 편에 미리 스터드 볼트를 박아 설치해 두고, 상대편의 구멍에 스터드 볼트가 끼워지도록 결합 한 후, 상대편의 구멍을 통과하여 돌출된 스터드 볼트에 너트를 체결하는 방법을 사용할 수 있다.

다음으로, 도 13을 참조하면, 높이 조절 플레이트(200)는, 원형 강관(100)의 정상에서 상기 높이 조절 플레이트(200)를 끼울 수 있는 간격을 유지하여 연장되는 2줄의 제2 상향연장판(212)과, 상기 강재 바닥판(300)에서 하향 연장되는 제2 하향연장판(222)으로 분할된 형태로 구성할 수 있다.

따라서 제2 하향연장판(222)을 2줄의 제2 상향연장판(212) 사이에 끼운 다음 체결부재(232)로 결합한다.

도 12 내지 도 13에서는, 높이 조절 플레이트(200)를 상하 방향으로 분할하고 체결부재를 체결하여 결합하는 실시 예를 설명하였으나, 당연히도 하나의 부재로 이루어진(분할되지 않고 단일체로 이루어진) 하나의 높이 조절 플레이트(200)를 사용하여, 도 1 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 높이 조절 플레이트(200)의 하단은 원형 강관(100)에 용접하고 상단은 강재 바닥판(300)의 하면에 용접하는 방식을 사용할 수 있다.

다음으로, 도 16 내지 도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 거더 구조물 및 교량을 나타내는 것으로서, 도 16에는 교량 전체의 정면도와 평면도가 도시되어 있고, 도 17에는 주요부 사시도가 도시되어 있고, 도 18에는 교량의 단부 지점부의 거더의 단면형태를 나타내는 도 16의 D-D 선에 따른 단면도가 도시되어 있으며, 도 19에는 교량의 중앙 지점부의 거더의 단면형태를 나타내는 도 16의 E-E 선에 따른 단면도가 도시되어 있다.

도 16 내지 도 19를 참조하면, 제3 실시예에 따른 거더 구조물은, 하나(한 줄)의 원형 강관(100)을 이용하여 구축한 형태의 거더 구조물 및 교량이다.

즉, 제1 및 제2 실시예에서 적어도 2개의 원형 강관(100)을 사용하고, 2개의 각 원형 강관(100) 위에 높이 조절 플레이트(200)를 세우고, 2개의 높이 조절 플레이트(200) 상부에 교량 바닥판(300)을 형성한 형태와 다르게, 하나의 원형 강관(100)을 사용하고, 하나의 원형 강관(100) 위에 높이 조절 플레이트(200)를 세우고, 이 높이 조절 플레이트(200) 상부에 교량 바닥판(300)을 형성한 형태이다.

즉, 제3 실시예에 따른 거더 구조물은, 종 방향으로 길게 연장되도록 설치되는 적어도 하나의 원형 강관(100), 상기 원형 강관(100)의 꼭대기에 세워져서 원형 강관(100)을 따라 종 방향으로 길게 연장되며, 종 방향으로 높이에 변화를 주어 거더의 단면 강성을 변화시키게 되는 강재 높이 조절 플레이트(200), 상기 높이 조절 플레이트(200)의 상단면에 얹혀져 결합 되는 강재 바닥판(300)을 포함한다.

또한, 종 방향으로 간격을 유지해서 연속하여 배치되어 거더 구조물 전체의 강성을 증대시키기 위한 복수의 가로보(400)를 포함한다.

이 복수의 가로보(400)는, 앞에서 설명한 제1 실시예의 가로보와 마찬가지로, 종 방향으로 간격을 유지해서 연속하여 배치되며, 원형 강관(100), 높이 조절 플레이트(200) 및 바닥판(300)의 하면 사이를 서로 결합하는 형태로 횡 방향으로 건너질러 형성된다.

제3 실시예에서의 높이 조절 플레이트(200)는, 제1, 2 실시예에서의 높이 조절 플레이트(200)와 마찬가지로, 그것의 상단면에 종 방향의 중앙 지점이 가장 높고 양끝으로 갈수록 높이가 낮아지는 종구배가 부여되며, 해당 종구배에 의해 상기 바닥판(300)의 종구배가 결정되도록 구성된다.

도 16에서, 제3 실시예에 따른 높이 조절 플레이트(200)의 종구배는, 종 방향의 중앙 지점이 가장 높고 양끝으로 갈수록 높이가 낮아지는 직선형의 종구배가 부여된 예를 도시하였으나, 제1, 2 실시예처럼 아치형의 종구배를 부여하여 구성하여도 좋다. 또한, 제1, 2 실시예의 아치형의 종구배 대신에, 제3 실시예와 같이 직선형의 종구배를 채용하여도 좋다.

더 나아가서, 제3 실시예의 높이 조절 플레이트(200)는, 도 12에서 설명한 실시예와 같이, 원형 강관(100)의 정상에서 상향 연장되는 제1 상향연장판(211)과, 바닥판(300)에서 하향 연장되는 제1 하향연장판(221)으로 분할하고, 분할된 제1 상향연장판(211)과 제1 하향연장판(221)을 횡 방향으로 겹쳐서 체결부재(231)로 결합한 구성으로 하여도 좋다.

또한, 제3 실시예의 높이 조절 플레이트(200)는, 도 12에서 설명한 실시예와 같이, 원형 강관(100)의 정상에서 간격을 유지하여 연장되는 2줄의 제2 상향연장판(212)과, 바닥판(300)에서 하향 연장되는 제2 하향연장판(222)으로 분할하고, 분할 된 제2 하향연장판(222)을 2줄의 제2 상향연장판(212) 사이에 끼워서 체결부재(232)로 결합한 구성으로 할 수도 있다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

10: 단부 지점 교각
12: 교량 받침
20: 중앙 지점부 교각
22: 교량 받침
100: 원형 강관
200: 높이 조절 플레이트
211: 제1 상향연장판
212: 제2 상향연장판
221: 제1 하향연장판
222: 제2 하향연장판
231, 232: 체결부재
300: 강재 바닥판
400: 가로보
500a: 제1형 보강용 보 구조물
500: 가로 플레이트
600: 콘크리트
700a: 제2형 보강용 보 구조물
700: 세로 보강 플레이트

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횡 방향으로 이웃하여 배치되는 적어도 2개의 원형 강관(100);
상기 원형 강관(100)을 포함하는 거더의 종 방향 양쪽 단부 부분을 지지하는 단부 지점부 교각(10);
상기 원형 강관(100)을 포함하는 거더의 종 방향 중앙부 부분을 지지하는 중앙 지점부 교각(20);
횡 방향으로 이웃하는 상기 2개의 원형 강관(100) 위에 설치되는 강재 높이 조절 플레이트(200);
상기 높이 조절 플레이트(200)의 상단면에 얹혀져 결합 되는 강재 바닥판(300); 및
종 방향으로 간격을 유지해서 연속하여 배치되는 것으로서, 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)과 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 및 상기 바닥판(300)의 하면 사이를 서로 결합하는 형태로 횡 방향으로 건너질러 형성되는 복수의 가로보(400); 를 포함하며,
상기 높이 조절 플레이트(200)는, 단면 일자(一字) 형의 판이 종 방향으로 길게 연장됨과 함께 상단면에 상기 중앙 지점부 교각(20)에 의해 지지되는 종 방향의 중앙 지점이 가장 높고 양측의 단부 지점부 교각(10)을 향해 갈수록 높이가 낮아지는 종구배가 부여된 형태를 가지며, 상기 2개의 원형 강관(100)의 각각의 정상(頂上)에 수직으로 세워져 하단이 원형 강관(100)의 정상에 용접접합 되는 한편, 상단이 강재 교량 바닥판(300)에 용접접합 되며,
상기 중앙 지점부 교각(20)이 지지하는 위치의 거더 구조물에는 가로 보 형태의 제1형 보강용 보 구조물(500a)이 추가로 설치되되,
상기 제1형 보강용 보 구조물(500a)은,
중앙 지점부 교각(20) 상부의 상기 높이 조절 플레이트(200)의 가장 높은 종 방향 중앙 지점에 위치하는 하나의 가로보(400)를 가운데에 두고 종 방향 양측에 각각 간격을 유지하여 배치됨과 함께, 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 사이 및 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 사이를 가로질러 용접되는 2개의 가로 플레이트(500)를 구비하고, 상기 2개의 가로 플레이트(500)의 하면과 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)의 하단 사이를 막아 용접 접합 되는 바닥 플레이트(510)를 더 구비하며,
상기 종 방향 중앙 지점에 위치하는 하나의 가로보(400) 양측에서 상기 2개의 가로 플레이트(500) 사이 및 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 사이에 형성되는 2개의 공간 내에 콘크리트(600)를 충전하여, 상기 중앙 지점부 교각(20) 상부의 높이 조절 플레이트(200)의 가장 높은 종 방향 중앙 지점 부분을 보강하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 교량.
횡 방향으로 이웃하여 배치되는 적어도 2개의 원형 강관(100);
상기 원형 강관(100)을 포함하는 거더의 종 방향 양쪽 단부 부분을 지지하는 단부 지점부 교각(10);
상기 원형 강관(100)을 포함하는 거더의 종 방향 중앙부 부분을 지지하는 중앙 지점부 교각(20);
횡 방향으로 이웃하는 상기 2개의 원형 강관(100) 위에 설치되는 강재 높이 조절 플레이트(200);
상기 높이 조절 플레이트(200)의 상단면에 얹혀져 결합 되는 강재 바닥판(300); 및
종 방향으로 간격을 유지해서 연속하여 배치되는 것으로서, 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)과 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 및 상기 바닥판(300)의 하면 사이를 서로 결합하는 형태로 횡 방향으로 건너질러 형성되는 복수의 가로보(400); 를 포함하며,
상기 높이 조절 플레이트(200)는, 단면 일자(一字) 형의 판이 종 방향으로 길게 연장됨과 함께 상단면에 상기 중앙 지점부 교각(20)에 의해 지지되는 종 방향의 중앙 지점이 가장 높고 양측의 단부 지점부 교각(10)을 향해 갈수록 높이가 낮아지는 종구배가 부여된 형태를 가지며, 상기 2개의 원형 강관(100)의 각각의 정상(頂上)에 수직으로 세워져 하단이 원형 강관(100)의 정상에 용접접합 되는 한편, 상단이 강재 교량 바닥판(300)에 용접접합 되며,
상기 중앙 지점부 교각(20)이 지지하는 위치의 거더 구조물에는 가로 보 형태의 제1형 보강용 보 구조물(500a)이 추가로 설치되되,
상기 제1형 보강용 보 구조물(500a)은,
중앙 지점부 교각(20) 상부의 상기 높이 조절 플레이트(200)의 가장 높은 종 방향 중앙 지점에 위치하는 하나의 가로보(400)를 가운데에 두고 종 방향 양측에 각각 간격을 유지하여 배치됨과 함께, 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 사이 및 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 사이를 가로질러 용접되는 2개의 가로 플레이트(500)를 구비하고, 상기 2개의 가로 플레이트(500)의 하면과 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)의 하단 사이를 막아 용접 접합 되는 바닥 플레이트(510)를 더 구비하며,
상기 종 방향 중앙 지점에 위치하는 하나의 가로보(400) 양측에서 상기 2개의 가로 플레이트(500) 사이 및 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 사이에 형성되는 2개의 공간 내에 콘크리트(600)를 충전하여, 상기 중앙 지점부 교각(20) 상부의 높이 조절 플레이트(200)의 가장 높은 종 방향 중앙 지점 부분을 보강하도록 구성되며,
상기 중앙 지점부 교각(20)으로부터 한쪽의 단부 지점부 교각(10)까지 사이 구간의 중간 위치인 경간 중앙부 부분 및 상기 중앙 지점부 교각(20)으로부터 반대쪽의 단부 지점부 교각(10)까지 사이 구간의 중간 위치인 2곳의 경간 중앙부 부분에 각각 제2형 보강용 보 구조물(700a)이 추가로 설치되며,
상기 제2형 보강용 보 구조물(700a)은,
횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 각각의 횡 방향 양측에 간격을 유지하여 배치되며, 상기 높이 조절 플레이트(200)와 동일 높이 및 동일 구배를 가지고 높이 조절 플레이트(200)와 종 방향으로 나란하게 연장되는 세로 보강 플레이트(700)를 포함하고,
상기 세로 보강 플레이트(700)는, 하나의 가운데의 가로보(400)를 기준으로 종 방향 양측으로 이웃하는 2개의 가로보(400) 사이 구간에 설치되는 것을 특징으로 하는 교량.
횡 방향으로 이웃하여 배치되는 적어도 2개의 원형 강관(100);
상기 원형 강관(100)을 포함하는 거더의 종 방향 양쪽 단부 부분을 지지하는 단부 지점부 교각(10);
상기 원형 강관(100)을 포함하는 거더의 종 방향 중앙부 부분을 지지하는 중앙 지점부 교각(20);
횡 방향으로 이웃하는 상기 2개의 원형 강관(100) 위에 설치되는 강재 높이 조절 플레이트(200);
상기 높이 조절 플레이트(200)의 상단면에 얹혀져 결합 되는 강재 바닥판(300); 및
종 방향으로 간격을 유지해서 연속하여 배치되는 것으로서, 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)과 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 및 상기 바닥판(300)의 하면 사이를 서로 결합하는 형태로 횡 방향으로 건너질러 형성되는 복수의 가로보(400); 를 포함하며,
상기 높이 조절 플레이트(200)는, 단면 일자(一字) 형의 판이 종 방향으로 길게 연장됨과 함께 상단면에 상기 중앙 지점부 교각(20)에 의해 지지되는 종 방향의 중앙 지점이 가장 높고 양측의 단부 지점부 교각(10)을 향해 갈수록 높이가 낮아지는 종구배가 부여된 형태를 가지며, 상기 2개의 원형 강관(100)의 각각의 정상(頂上)에 수직으로 세워져 하단이 원형 강관(100)의 정상에 용접접합 되는 한편, 상단이 강재 교량 바닥판(300)에 용접접합 되며,
상기 중앙 지점부 교각(20)이 지지하는 위치의 거더 구조물에는 가로 보 형태의 제1형 보강용 보 구조물(500a)이 추가로 설치되되,
상기 제1형 보강용 보 구조물(500a)은,
중앙 지점부 교각(20) 상부의 상기 높이 조절 플레이트(200)의 가장 높은 종 방향 중앙 지점에 위치하는 하나의 가로보(400)를 가운데에 두고 종 방향 양측에 각각 간격을 유지하여 배치됨과 함께, 횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 사이 및 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 사이를 가로질러 용접되는 2개의 가로 플레이트(500)를 구비하고, 상기 2개의 가로 플레이트(500)의 하면과 상기 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100)의 하단 사이를 막아 용접 접합 되는 바닥 플레이트(510)를 더 구비하며,
상기 종 방향 중앙 지점에 위치하는 하나의 가로보(400) 양측에서 상기 2개의 가로 플레이트(500) 사이 및 횡 방향으로 이웃하는 2개의 원형 강관(100) 사이에 형성되는 2개의 공간 내에 콘크리트(600)를 충전하여, 상기 중앙 지점부 교각(20) 상부의 높이 조절 플레이트(200)의 가장 높은 종 방향 중앙 지점 부분을 보강하도록 구성되며,
상기 중앙 지점부 교각(20)으로부터 한쪽의 단부 지점부 교각(10)까지 사이 구간의 중간 위치인 경간 중앙부 부분 및 상기 중앙 지점부 교각(20)으로부터 반대쪽의 단부 지점부 교각(10)까지 사이 구간의 중간 위치인 2곳의 경간 중앙부 부분에 각각 제2형 보강용 보 구조물(700a)이 추가로 설치됨과 함께,
상기 중앙 지점부 교각(20)이 지지하는 위치인 종 방향 중간 지점에 상기 제2형 보강용 보 구조물(700a)이 추가로 설치되며,
상기 제2형 보강용 보 구조물(700a)은,
횡 방향으로 이웃하는 2개의 높이 조절 플레이트(200) 각각의 횡 방향 양측에 간격을 유지하여 배치되며, 상기 높이 조절 플레이트(200)와 동일 높이 및 동일 구배를 가지고 높이 조절 플레이트(200)와 종 방향으로 나란하게 연장되는 세로 보강 플레이트(700)를 포함하고,
상기 세로 보강 플레이트(700)는, 하나의 가운데의 가로보(400)를 기준으로 종 방향 양측으로 이웃하는 2개의 가로보(400) 사이의 구간에 설치되는 것을 특징으로 하는 교량.
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