KR200360932Y1 - 원형관 파일을 이용한 가설교량 교각 및 이를 위한 캡핑장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가설교량용 교각을 시공함에 있어서 원형강관으로 이루어진 파일을 사용하며, 상기 원형관 파일을 횡방향으로 서로 연결하여 횡방향 강성을 증대시키는 캡핑 장치를 상기 원형관 파일의 상부에 설치함으로써 내구성 및 시공용이성, 그리고 안전성을 증대시킨 가설교량 교각 및 이를 위한 캡핑 장치에 관한 것이다.

본 고안에서는 가설교량의 설치를 위하여 시공되는 가설교량 교각에 있어서, 가설교량을 지지하기 위한 파일로서 원형단면의 강재로 이루어진 복수개의 원형관 파일(1)이 교축직각 방향으로 나란하게 설치되며; 상기 원형관 파일(1)의 최상부를 덮어씌우도록 관형상을 가지는 캡핑부(11)와, 교각 상부의 상부 빔(112)과의 연결을 위하여 상기 캡핑부(11)의 상부에 일체로 결합되는 상부판(13)과, 상기 캡핑부(11)의 측면에서 캡핑부(11) 사이를 연결하는 연결빔(12)으로 구성되는 캡핑장치(10)가, 상기 원형관 파일(1)의 상부에 설치되므로써, 교축직각 방향으로 설치된 원형관 파일(1)을 서로 일체로 연결된 상태가 되는 것을 특징으로 하는 가설교량 교각과, 이에 사용되는 캡핑장치가 제공된다.

Description

원형관 파일을 이용한 가설교량 교각 및 이를 위한 캡핑 장치{Temporary Pier Using Steel Pipe Piles and Capping Apparatus therefor}

본 고안은 원형관 파일을 이용한 가설교량 교각 및 이를 위한 캡핑 장치에 관한 것으로서, 가설교량용 교각을 시공함에 있어서 원형강관으로 이루어진 파일을 사용하며, 상기 원형관 파일을 횡방향으로 서로 연결하는 캡핑 장치를 상기 원형관 파일의 상부에 설치함으로써 내구성 및 시공용이성, 그리고 안전성을 증대시킨 가설교량 교각 및 이를 위한 캡핑 장치에 관한 것이다.

종래의 가설교량을 설치하기 위하여 시공되는 교각은 일반적으로 H형강으로 이루어졌다. 도 1a 및 도 1b에는 H형강을 이용하여 설치된 종래의 가설교량의 교각이 각각 개략적인 정면도(교축방향)와 측면도로 도시되어 있다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 것처럼, 임시로 설치되는 가설교량의 교각을 시공하는 경우, 다수개의 H형강(110)을 교축 직각 방향으로 나란하게 설치하고, 그 상부에는 브레이싱 부재(111)를 설치하였다. 교축 방향으로는 도 1b에 도시된 것처럼, H형강(110)을 2열로 배치하는 것이 일반적이다. H형강(110)의 상부에는 교축 직각 방향으로 상부 빔(112)을 설치하고 그 상부에는 복공판(113) 등의 상부 구조물을 설치하게 된다.

이와 같은 종래의 가설교량의 교각에서는 많은 수의 H형강(110)을 사용하기 때문에, 예를 들어 하천을 가로질러 가설교량이 설치되는 경우 H형강(110)이 물 흐름에 상당한 저항요인이 된다. 즉, 많은 수의 H형강(110)이 설치됨으로 인하여 하천 단면이 축소되어 하부의 물 흐름이 원활하게 되지 못하게 된다.

특히, H형강(110)에 의하여 하천 단면이 축소됨에 따라 물과 함께 떠내려 오는 부유물이 H형강(110)에 걸리게 되는데, 이러한 부유물의 정체로 인하여 교각에상당한 하중이 작용하게 된다. 따라서 심한 경우에는 이러한 부유물과 물 흐름에 의하여 상당한 횡하중이 작용하게 되어 교각이 붕괴하는 사례도 발생하게 된다.

또한 H형강의 경우, 강재의 모든 면이 외부에 노출되므로, 해상에 설치되는 경우처럼 극심한 부식환경에서는 단면의 감소가 부재 두께의 양면에서 급격히 발생하여 부재 단면이 축소되고, 그에 따라 부재의 강성이 저하되어 결과적으로 교각의 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

또한 많은 수의 H형강을 설치하기 위해서는 많은 작업이 필요하며, 그 과정에서 시공오차에 따른 편심 발생가능성이 높아지게 되므로, 시공성이 불량하다는 문제점도 있다.

본 고안은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 가설교량의 교각을 설치함에 있어서 교각 설치에 따른 하천 단면 축소 및 하천 부유물의 정체를 최소화하여 교각에 예기치 못한 큰 횡하중이 가해지는 것을 방지할 수 있으며, 부식환경에 노출되는 부분이 부재 두께의 일면에 한정되도록 하므로써 부식환경에서도 교각 부재의 단면 감소 현상을 줄여 내구성을 증진시킬 수 있고, 정밀한 시공이 가능하도록 하는 새로운 구조의 가설교량 교각 및 이를 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1a 및 도 1b는 각각 H형강을 이용하여 설치된 종래의 가설교량의 교각을 개략적으로 도시한 정면도(교축방향)와 측면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 가설교량 교각의 실시예를 보여주는 교축방향의 개략적인 정면도이다.

도 3은 상기 캡핑부(11)와 상부판(13)이 결합된 형상을 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 4는 본 고안에 따른 또다른 실시예에 대한 교축방향의 개략적인 정면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 원형관 파일 10 : 캡핑 장치

11 : 캡핑부 12 : 연결빔

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서는, 가설교량의 설치를 위하여 시공되는 가설교량 교각에 있어서, 가설교량을 지지하기 위한 파일로서 원형단면의 강재로 이루어진 복수개의 원형관 파일이 교축직각 방향으로 나란하게 설치되며; 상기 원형관 파일의 최상부를 덮어씌우도록 관형상을 가지는 캡핑부와, 교각 상부의 상부 빔과의 연결을 위하여 상기 캡핑부의 상부에 일체로 결합되는 상부판과, 상기 캡핑부의 측면에서 캡핑부 사이를 연결하는 연결빔으로 구성되는 캡핑장치가, 상기 원형관 파일의 상부에 설치되므로써, 교축직각 방향으로 설치된 원형관 파일이 서로 일체로 연결된 상태가 되는 것을 특징으로 하는 가설교량 교각이 제공된다.

또한 본 고안에서는 이러한 가설교량 교각에서 교축직각 방향으로 설치된 원형관 파일들을 서로 일체로 연결하기 위한 캡핑 장치로서, 상기 캡핑 장치는 상기 원형관 파일의 최상부를 덮어씌우도록 관형상을 가지는 캡핑부와; 교각 상부의 상부 빔과의 연결을 위하여 상기 캡핑부의 상부에 일체로 결합되는 상부판과; 상기 캡핑부의 측면에서 캡핑부 사이를 연결하는 연결빔으로 구성되는 것을 특징으로 하는 캡핑 장치가 제공된다.

위와 같은 본 고안에 있어서, 상기 캡핑부의 측면에는, 상기 연결빔의 연결을 위하여 연결판이 구비되는 것이 바람직하다.

아래에서, 본 고안에 따른 가설교량의 교각 및 그에 사용되는 캡핑장치의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 2에는 본 고안에 따른 가설교량 교각의 개략적인 실시예가 교축방향의 정면도로 도시되어 있다.

본 고안에 있어서, 가설교량 교각은 원형강관으로 제작된 파일(1)로 구성된다. 도 2에 도시된 것처럼 가설교량의 교폭에 맞추어 교축직각 방향으로 나란한 복수개의 원형관 파일(1)이 수직하게 설치된다. 상기 원형관 파일(1)의 상부에는 나란한 원형관 파일(1)을 서로 연결시켜 횡방향으로 일체화함으로써 보강하는 캡핑장치(10)가 설치된다.

상기 캡핑장치(10)는 상기 원형관 파일(1)의 상부에 덮어씌우게 되는 캡핑부(11)와, 상기 캡핑부(11)를 횡방향으로 서로 연결하는 연결빔(12)으로 구성된다. 상기 캡핑부(11)는 상기 원형관 파일(1)의 외경에 대응되는 내경을 가지고 있어, 상기 원형관 파일(1)의 상부를 소정 깊이로 덮어씌우게 된다. 상기 캡핑부(11)의 최상부는 상부판(13)에 의해 덮여진다. 도 3에는 상기 캡핑부(11)와 상부판(13)이 결합된 형상이 개략적인 사시도로 도시되어 있다.

가설교량 설치시에 상기 상부판(13)은 가설교량을 설치하기 위한 상부 빔(112)과 볼트 등에 의하여 결합된다. 상기 캡핑부(11)와 상부판(13)은 용접 등의 방법에 의하여 공장에서 미리 결합된 상태로 제작된다.

상기 캡핑부(11)는 상기 원형관 파일(1)의 최상부에 씌워진 후, 원형관 파일(1)과 용접되어 결합하게 된다. 캡핑부(11)의 단부 주변을 도면에 도시된 것처럼 곡선으로 형성하게 되면 용접 길이가 증가하게 되어 상기 캡핑부(11)와 원형관 파일(1)의 용접 결합이 더욱 견고하게 된다.

상기 캡핑부(11)의 측면에는 후술하게 되는 연결빔(12)의 연결을 위하여 측면 연결판(14)이 일체로 구비된다. 만일 시공오차에 의하여 원형관 파일(1)이 경사진 형태로 설치되는 경우, 상기 연결판(14)을 그에 맞추어 사다리꼴로 형성하게 되면 연결빔(12)의 설치에 전혀 무리가 없게 된다. 상기 연결판(14)은 캡핑부(11)의 측면에 용접되어 설치된다.

도 2에 도시된 것처럼, 원형관 파일(1)의 상부에 캡핑부(11)를 설치한 후, 상기 양측 캡핑부(11)의 상기 연결판(14) 사이에 연결빔(12)을 설치한다. 상기 연결빔(12)은 통상의 I빔으로 제작될 수 있으며, 상기 연결판(14)과 연결빔(12)은 통상의 빔 연결방법 즉, 볼트 연결 등의 방법에 의하여 연결할 수 있다.

이와 같이, 양측 원형관 파일(1)의 상부에 설치된 캡핑부(11)가 연결빔(12)에 의하여 서로 연결되므로써 캡핑장치(10)를 이루게 되고, 결과적으로 이러한 캡핑장치(10)에 의하여 양측 원형관 파일(1)이 횡방향으로 보강된 상태로 일체의 구조물을 형성하게 된다.

원형관 파일(1)의 상부에 캡핑장치(10)를 설치한 후, 가설교량 설치를 위한 상부 빔(112)이 그 위에 설치되어 상기 연결판(13)과 결합되고, 종래와 마찬가지로 기타 복공판 등을 설치하여 가설교량을 설치하게 된다.

도 4에는 본 고안에 따른 또다른 실시예에 대한 교축방향의 개략적인 정면도가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 실시예는 교폭이 비교적 좁은 가설교량에 적용되기에 적합한 것으로서, 이와 같이 교폭이 비교적 좁은 가설교량의 경우에는, 상부 빔(112)을 설치하지 않고, 연결빔(12)으로 하여금 상부 빔(112)의 기능을 대신하도록 할 수 있다. 즉, 상부 빔(112)이 존재한다면 상부 빔(112) 위에 놓여질 교축 방향의 빔을 직접 연결빔(12) 위에 설치하여 연결빔(12)과 결합하는 것이다.

이와 같은 구성에서는 상부 빔(112)의 설치를 생략할 수 있으므로, 그 만큼 시공이 간편해질 뿐만 아니라, 교각에 작용하는 하중도 줄일 수 있으며, 재료비도 줄일 수 있는 장점이 있다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에서는, 가설교량 교각을 설치함에 있어서, 종래의 H빔을 적용하는 대신에, 원형관 파일(10)을 설치하게 된다. 이러한 원형관 파일(10)은 단면 강성이 크기 때문에 그 설치 개수를 현저하게 줄일 수 있다.

H빔을 사용하는 종래의 가설교량 교각에서는, 시공상의 비효율성, 그리고 하천 물흐름의 방해 및 그에 따른 횡압의 증가와 높은 붕괴 위험성 등의 문제가 있었으나, 본 고안에서는 위와 같이 원형관(10)을 사용하여 교각의 설치 개수를 줄일 수 있게 되므로, 종래의 경우보다 시공성이 좋아지며 물 흐름의 방해를 피할 수 있고, 그에 따른 횡압 증가, 붕괴 위험성 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

특히 파일의 형상이 원형으로 되어 있으므로, 부유물이 파일의 측면을 미끄러져 흘러내려가게 되므로, 부유물이 파일에 걸리는 현상이 거의 발생하지 않게 된다.

본 고안에서는 파일의 설치 개수를 줄임으로써, 시공시 작업량을 줄이게 되어 경제적인 시공을 가능하게 할 뿐만 아니라, 파일 설치시 오차의 발생, 불량 시공 가능성 등을 낮출 수 있게 된다.

본 고안에서 채용하고 있는 원형관 파일(10)의 경우, 모든 방향의 단면 강성이 동일하므로, 예측하지 못한 방향의 하중에 대해서도 충분한 강성을 갖게 되어 구조적으로 안전성이 증가된다.

또한 H빔의 경우, 부식환경에서 파일 부재 두께의 양면에서 부식이 진행되므로 부식 속도가 빨라 부재의 두께가 급격히 줄어들게 되고 그에 따라 내구성이 쉽게 저하되는 문제가 있었으나, 원형관 파일을 사용하는 본 고안의 경우에는 원형관 파일의 내측면은 부식환경에 노출되지 않고 단지 외측면만이 노출되어 부식이 재료 두께의 한쪽면에서만 진행되므로 부식 속도가 상대적으로 느리며 따라서 종래 기술의 경우보다 더욱 우수한 내구성을 발휘하게 된다.

또한 본 고안에서는 캡핑부(11)의 하부를 곡선형태로 만들어서 캡핑부(11)와 원형관 파일(1)의 용접 길이를 길게 하고 있으므로, 캡핑부(11)와 원형관 파일(1)이 구조적으로 더욱 완전한 결합을 이룰 수 있다는 장점을 가진다.

이상에서 본 고안에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 고안의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 고안을 한정하는 것은 아니다.

Claims (6)

1. 가설교량의 설치를 위하여 시공되는 가설교량 교각에 있어서,

   가설교량을 지지하기 위한 파일로서 원형단면의 강재로 이루어진 복수개의 원형관 파일(1)이 교축직각 방향으로 나란하게 설치되며;

   상기 원형관 파일(1)의 최상부를 덮어씌우도록 관형상을 가지는 캡핑부(11)와, 교각 상부 구조물과의 연결을 위하여 상기 캡핑부(11)의 상부에 일체로 결합되는 상부판(13)과, 상기 캡핑부(11)의 측면에서 캡핑부(11) 사이를 연결하는 연결빔(12)으로 구성되는 캡핑장치(10)가, 상기 원형관 파일(1)의 상부에 설치되므로써, 교축직각 방향으로 설치된 원형관 파일(1)을 서로 일체로 연결된 상태가 되는 것을 특징으로 하는 가설교량 교각.
2. 제1항에 있어서,

   상기 캡핑부(11)의 측면에는, 상기 연결빔(12)의 연결을 위하여 연결판(14)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 가설교량 교각.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 캡핑부(11)의 하부는 원형관 파일(1)과의 용접길이를 증가시키기 위하여 곡선형태를 가지는 것을 특징으로 하는 가설교량 교각.
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