KR20090130798A - 원형강관을 이용한 가시설 교량시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강구조물 가시설 공사를 포함하는 하부구조물 상부면에 종방향으로 휨부재용 원형강관 및/또는 횡방향 연결부재를 설치하고, 상기 원형강관 상부면에 노면 가시설 복공판을 포함하는 상판구조물을 설치함으로서, 보다 미관이 양호하고 안정적이고 경제적이며, 장지간의 가설 구조물을 설치할 수 있는 원형강관을 이용한 가시설 교량 시스템에 관한 것이다.

가시설, 원형강관

Description

원형강관을 이용한 가시설 교량시스템{Temporary Bridge Construction System Using a Steel Pipe Structure}

도 1은 종래 원형강관을 이용한 가시설시스템을 도시한 것이다.

도 2는 본 발명의 가시설 교량시스템인 실시예 1의 평면도 및 종단면도를 도시한 것이다.

도 3은 본 발명의 횡단면도를 도시한 것이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100:하부구조물 200:상판구조물

300:원형강관(실시예 1) 320:종방향지지대

340:횡방향연결부재 350:횡방향리브

360:내측리브

본 발명은 원형강관을 이용한 가시설 교량시스템에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 I형강빔 등을 이용하여 가설 동바리, 가설교량과 같이 임시적인 지지구조물을 가설하고, 교량 등을 포함하는 본 구조물을 설치한 이후, 해체되는 가설시스템 을 가설하고, 교량 등을 포함하는 본 구조물을 설치한 이후, 해체되는 가설시스템에 관한 것이다.

종래 원형강관을 가설시스템에 이용한 예가 도 1에 도시되어 있다. 즉 건축물을 시공하기 위하여, 지반을 터파기한 후 내측벽이 붕괴하지 않도록 터파기 내측벽면에 띠장(Wale,10) 및 버팀보(Strut, 스트러트,20)를 포함하는 가설 부재를 설치하게 되는데, 상기 띠장은 내측 벽면을 따라 수평 또는 수직으로 설치하게 되고, 버팀보는 띠장 사이 터파기 내측 공간을 횡단하도록 설치되어 내측 벽면으로부터 전달되는 토압을 지지토록 하고 있다. 이때, 통상 띠장 및 버팀보는 I, H 형강빔을 사용하게 되는데 기성제품(롤빔)을 그대로 사용하게 된다.

이때 이러한 H 형강 등은 품질관리가 비교적 우수한 기성제품을 그대로 구매하여 사용함으로서 나름 대로의 장점은 있으나, 약축(통상 Z축)을 기준으로 한 횡방향 좌굴이 크게 발생할 소지가 있으므로 약축 및 강축에 대한 구분이 없으면서도, 중간 수직 스트러트 및 브레이싱의 생략이 가능하여 시공성 및 경제성을 높일 수 있는 원형강관을 이용한 예가 도 1에 도시되어 있다.

본 발명 출원인은, 상기한 가설시스템이 종래의 원형강관을 사용한 예는 원형강관의 양단부로부터 전달되는 축 부재용으로 사용되는 것으로서, 가설시스템에 있어서 휨 부재용으로 사용할 수 있도록 원형강관을 이용한 가설시스템(특허 제10-0732701호)를 선출원한 바 있다.

이에 본 발명은 휨 부재로서의 원형강관을 가설시스템에 적용하기 위하여 원 형강관의 횡방향 구속수단을 제공하고, 지점부, 중앙부에 발생하는 휨 강성을 보완하고, 상판구조물과 하부구조물과의 지지와 연결수단 및 하중의 분배를 위한 새로운 수단이 포함된 가시설 교량시스템을 새로이 개발하게 되었다.

이로서 본 발명은 휨 부재로서 원형강관을 보다 효울적으로 가설시스템에 이용할 수 있도록 원형강관의 지점부 및 중앙부의 휨 강성 및 그 설치에 있어 보다 시공성이 뛰어나며, 하중분배에 효율적이며 경제적으로 설치할 수 있는 원형강관을 이용한 가시설 교량시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은

첫째, 가시설 교량시스템으로서 휨 부재로 원형강관(300)을 이용하였다. 즉 원형강관은 원형단면이므로 약축, 강축에 대한 휨에 대한 저항력이 매우 클 뿐만 아니라, 비틀림에 대한 영향이 적어 구조적으로 안전하다는 장점이 있기 때문이다.

둘째, 이러한 휨 부재용 원형강관은 지점부와 중앙부에서 각각 최대 휨 부모멘트, 최대 휨 정모멘트가 발생하므로, 휨 부재용 가설시스템에 있어서는 효율적인 휨 강성확보가 매우 중요하게 된다.

셋째, 원형강관을 설치함에 있어서, 하부구조물인 가설벤트 위에 보다 시공성이 뛰어나면서도 가시설로서 해체가 용이하도록 가설벤트인 하부구조물과 원형강관(300)에 있어 원형강관 외측 하부면에 각각에 대응하는 형상으로 형성된 고정받침판(370)을 형성하여 볼트와 너트로 하부구조물인 가설벤트에 서로 체결되도록 하였다.

넷째, 원형강관은 서로 길이방향으로 병렬로 다수 설치되도록 함에 따라 이에 따른 횡방향 구속을 위하여 원형강관 사이를 횡방향연결부재(340)와 횡방향리브(350)을 이용하도록 하였다.

다섯째, 원형강관(300)에 종방향지지대(320)를 접합하여 복공판과 상판구조물(200)이 용이하게 설치되도록 하고, 원형강관에 상판구조물의 자중 및 교통하중과 같은 외부하중을 원형강관에 효율적으로 전달시키기도록 하였다.

본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.

＜실시예1＞

상기 실시예 1의 가시설 교량시스템은

지반에 종방향으로 이격 설치된 가설벤트를 포함하는 하부구조물(100)과 상기 하부구조물 상부에 복공판을 포함하는 상판구조물(200)이 설치되는 가설시스템에 있어서, 상기 하부구조물(100)과 상판구조물(200) 사이에,

하부구조물의 수평빔(110) 상부면에 볼트 및 너트를 포함하는 고정받침판(370)에 의하여 설치되고, 횡방향으로 적어도 1개 또는 다수가 병렬로 설치되며 종방향으로 연장설치된 원형강관(300) 및 상기 원형강관을 횡방향으로 구속시켜 주기 위하여 내측 원형강관 측면에, 횡방향연결재(340)를 설치하고 횡방향연결재(340)가 설치된 원형강관(300)과 원형강관을 횡방향리브(350)가 볼트 및 너트로 체결되며, 이하 실시예 1의 상부구조물이 하부구조물에 설치된 상태의 횡단면도 및 사시도인 도 2 및 도 3을 기준으로 설명한다.

상기 하부구조물은 H 형강을 이용하여 지반 위에 수직빔(100)을 설치하고, 상기 수직빔(100)의 측면에 수평빔지지대(150)을 설치하고 상단에 횡방향으로 H 형강을 이용한 수평빔(110)을 볼트 및 너트로 체결하고 하단에는 ㄷ 형강을 이용한 수평보강빔(120)을 설치하고, 종방향은 다단으로 H 형강을 이용하여 접속빔(130)을 볼트 및 너트를 체결한 후 경사빔(140)을 이용하여 접속빔(130)의 대각선형태로 보강함으로서 제작, 설치되고, 가설구조물이 설치되어야 길이방향으로 이격되어 다수가 설치될 수 있도록 한다.

이러한 하부구조물(100)은 추후 해체가 가능하며, 후술되는 상부구조물(300)로부터 전달되는 하중을 지반에 전달하는 역할을 하는 것으로서 수직빔, 수평빔, 접속빔 및 경사빔의 형태가 아닌 형태로도 제작, 설치될 수 있다.

이러한 하부구조물(100)이 2개가 설치되고, 그 사이에 상부구조물(300)이 설치되는 경우를 단경간 가설시스템, 2개 이상이 설치되는 경우를 다경간 가설시스템이라고 한다. 이에 본 발명은 하부구조물의 설치개수에 따라 단경간 및 다경간 가설시스템으로 제작, 설치될 수 있다.

상기 원형강관(300)은 하부구조물(100) 사이 상부면에 도 2 및 도 3과 같이 종방향으로 연장되어 설치되며, 횡방향으로 병렬로 다수(도 2, 도 3에서는 5개)가 설치된다. 이러한 원형강관(300)은 소정의 지름을 가진 원형단면의 강관을 이용하여 설치하게 된다.

이때, 하부구조물(100)의 이격된 거리에 따라, 다양한 길이를 가진 원형강관을 종방향으로 서로 연결하여 연장 설치할 수 있으며, 용접 등의 방법으로 서로 연결시킬 수 있으나, 이러한 용접의 한 방법이 도 2a의 발체도에 도시되어 있다.

즉, 서로 연결될 원형강관(300)의 단부(연결부)에 있어서, 단부의 내측면 및 외측면을 함께 감싸도록 설치된 이중접합관(301)이 원형강관(300)과 용접에 의하여 설치됨으로서, 종방향으로의 원형강관의 연장이 가능하게 된다.

이러한 원형강관(300)은 하부구조물(100)과의 연결을 위하여 볼트 및 너트를 포함하는 고정받침판(370)를 이용하여 원형강관이 하부구조물 상부면에 고정 후 해체될 수 있도록 한다.

도 2의 발췌도는 원형강관(300)과 하부구조물(100)과의 연결접합부를 도시한 것이다.

위와 같이 원형강관(300)이 설치되면, 원형강관(300) 상부에는 상판구조물(200)이 설치된다.

가설교량을 위한 가교시스템의 경우에는 상판구조물(200)이 복공판(210)이 이용될 수 있으며, 교량의 상판을 위한 동바리용 가시설시스템의 경우에는 상판구조물(200)이 상판의 거푸집을 지지할 수 있는 지지대 등 여러 형태로 설치될 수 있으나, 본 발명의 경우에는 복공판인 경우를 기준으로 설명한다.

복공판(210)의 경우에는 직육면체 박스형태로 제작되어 원형강관(300)의 상부면에 설치되는데, 원형강관(300) 상부면은 복공판(210)을 효과적으로 지지할 수 있도록 종방향지지대(320)를 도 3과 같이 설치한다.

상기 종방향지지대(320)는 결국 원형강관의 상부면이 굴곡되어 있으므로 복공판을 설치하기에 불편함을 위해 설치되는 것이기도 하지만, 복공판과 접하는 부위를 확장시킴으로서 복공판으로부터 전달되는 하중의 전달을 보다 효율적으로 분산시키는 역할도 가질 수 있도록 할 필요가 있다.

이로서, 원형강관(300)은 상판구조물(200)을 지지할 수 있도록 설치되는데, 휨부재용으로 사용되기 때문에 하부구조물(100)과 접하는 부위는 휨 부모멘트가 발생하게 되고, 이러한 휨 부모멘트에 효과적으로 저항하기 위하여 본 발명에서는 지점부에, 원형강관의 내부에 위치한 강관코아(361)가 강관코아 외주면을 따라 돌출되어 원형강관의 내측면에 접하도록 설치된 날개판(362)을 포함하는 내측리브(360)가 설치되도록 하였다.

즉, 강관코아(361)는 원형강관(300)의 지름보다 작은 크기의 강관을 이용하되, 그 위치구속 및 지점부보강을 위하여 강관코아(361) 외주면으로부터 방사형으로 돌출되어 그 단부가 원형강관의 내측면에 접하도록 형성된 날개판(362)이 추가로 더 형성된다.

이로서 속이 빈 원형강관의 지점부는 내측리브(360)에 의하여 휨 부모멘트에 효과적으로 저항할 수 있게 된다.

상기 내측리브(360)는 원형강관의 지점부에 더하여 중앙부에도 설치될 수 있다. 이러한 중앙부의 내측리브는 지점부와는 달리 휨 정모멘트에 저항하기 위한 것이다.

위에서 살펴본 원형강관을 이용한 가시설 교량시스템은

가설교량을 위한 가교의 형태로 이용될 수도 있지만, 여러 형태의 교량상판을 설치하기 위한 동바리시스템으로도 충분히 이용할 수 있게 된다.

또한 원형강관을 이용하기 때문에 곡선형태의 가시설 시스템으로 제작하는 경우 종래 직선형태의 가설시스템의 적용의 제한을 뛰어넘을 수 있게 되며, 장지간의 가설시스템을 비교적 안정적으로 경제적으로 설치할 수 있어 매우 효율적인 가설시스템의 제작이 가능하게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

Claims (2)

1. 지반에 종방향으로 이격 설치된 가설벤트를 포함하는 하부구조물과 상기 하부구조물 상부에 복공판을 포함하는 상판구조물이 설치되는 가설시스템에 있어서, 상기 하부구조물과 상판구조물 사이에,

   하부구조물의 수평빔 상부면에 볼트 및 너트를 포함하는 고정받침판에 의하여 설치되되, 횡방향으로 적어도 1개 또는 다수가 병렬로 설치되며 종방향으로 연장설치된 원형강관 및 상기 원형강관을 횡방향으로 구속시켜 주기 위하여 내측 원형강관 측면에 횡방향연결재를 설치하고 횡방향연결재가 설치된 원형강관과 원형강관을 볼트 및 너트로 체결되는 횡방향리브 부재를 포함하는 상부구조물이 더 설치되는 특징과 복공판이 직육면체 박스형태로 제작되어 원경강관의 상부면에 설치되는데, 원형강관 상부면은 복공판을 효과적으로 지지할 수 있도록 종방향지지대를 설치하여 상부하중을 효율적으로 분산시키는 역할을 하는 원형강관을 이용한 가시설 교량시스템.
2. 상기 하부구조물은 H 형강을 이용하여 지반 위에 수직빔을 설치하고, 상기 수직빔의 측면에 수평빔지지대를 설치하고 상단에 횡방향으로 H 형강을 이용한 수평빔을 볼트 및 너트로 체결하고 하단에는 ㄷ 형강을 이용한 수평보강빔을 설치하고, 종방향은 다단으로 H 형강을 이용하여 접속빔을 볼트 및 너트를 체결한 후 경사빔을 이용하여 접속빔의 대각선형태로 보강함으로서 제작, 설치되고, 가설구조물 이 설치되어야 길이방향으로 이격되어 다수가 설치될 수 있도록하는 원형강관을 이용한 가설시스템.

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