KR20100048267A - 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량 및 그 시공방법에 관한 것이다.

본 발명은 이를 위해 본선교량의 상부에는 본선교량을 대각선 방향으로 가로질러서 차량이 통행할 수 있도록 교차횡단부(40)가 구비됨을 특징으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 장경간 교량에서 교차되게 지장물 횡단이 필요한 경우 양면복합 아치교량과 경량의 가로보를 연결하면 장대레일신축이음장치(Rail Expansion Joint: R.E.J)를 적용하지 않고도 레일의 안정성을 확보할 수 있어 지속적인 유지관리 대상을 제거하므로 유지관리 비용을 절감할 수 있고 또한 철도 교량의 레일 취약부를 배제하므로 주행안정성 확보에 용이한 구조를 제공하게 되고 이로 인해 제품의 시공성과 품질을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

횡단교량, 교차횡단부, 양면연속 복합아치 라멘교량.

Description

교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량 및 그 시공방법{A multi-storied continuous rahmen bridge with both sides connected by cross beam and construction method}

본 발명은 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량 및 그 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장경간 교량에서 교차되게 지장물 횡단이 필요한 경우 양면복합 아치교량과 경량의 가로보를 연결하면 장대레일신축이음장치(Rail Expansion Joint: R.E.J)를 적용하지 않고도 레일의 안정성을 확보할 수 있어 지속적인 유지관리 대상을 제거하므로 유지관리 비용을 절감할 수 있고 또한 철도 교량의 레일 취약부를 배제하므로 주행안정성 확보에 용이한 구조를 제공하게 되고 이로 인해 제품의 시공성과 품질을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피 장경간 철도교에서는 장대레일과 교량의 상호작용에 의한 장대레일 안전성이 교량형식과 경간구성을 결정하는데 매우 중대한 영향을 미친다. 따 라서 장대레일 안전성 검토를 통한 최적 교량의 계획, 설계 내용은 중요하다고 하겠다.

상기와 같이 철도교의 장대레일 도상을 통하여 상부구조와 연결되어 있으므로 교량과 레일은 하중에 의해 서로 상호작용을 일으키게 된다. 특히 온도하중이 작용하게 되면 교량과 레일에 압축(壓軸) 혹은 신장(伸長)이 발생하는데 레일은 체결구, 침목, 도상 등의 궤도 구성품에 의해 지지되어 있으므로 신축 이완이 억제되어 레일의 축력이 축적됨은 물론 교량 상판의 하중이 도상을 통하여 레일로 전달되어 장대레일상의 축력이 발생하게 된다. 또한 교량상에서는 열차의 시동 또는 제동하중에 의하여 축력이 발생하며 연직하중에 의한 상판 휨의 변화에 의하여서도 단부 각 변화와 축력이 발생하게 된다.

상기한 하중에 의하여 장대레일의 축력이 과다하게 축적되면 궤도의 좌굴, 레일의 파단, 교량에 과대한 응력 등이 발생하여 철도구조물에 심각한 손상을 줄 수 있을 뿐만 아니라 상판과 레일의 변위로 인해 도상자갈이 이완되고 궤도 불량개소가 발생하여 궤도와 교량구조물에서 장대레일 궤도 유지보수 비용증가와 구조 안전상 열차주행상의 위험 요인이 야기된다.

철도교 교량상에서 적합한 상세 해석에 의해 장대레일 적합성이 확이되어지지 않는 한 다음과 같은 교량 최대 고정점간 거리 제한 값을 두고 있다.

첫째, 레일신축이음장치(Rail Expansion Joint: R.E.J)를 가지지 않는 콘크리트 및 강합성형 교량에서 장대레일 궤도의 고정점간 거리를 80m로 제한.

둘재, R.E.J를 가지지 않는 강교량에서는 장대레일의 궤도의 고정점간 거리 를 60m로 제한.

셋째, 교량상에 1개의 R.E.J가 있는 불연속 궤도의 고정점간 거리는 400m로 제한.

상기 장대레일 교량상에 부설되는 경우에는 부가응력과 변위를 규정하고 있다.

한편, 상기와 같이 레일신축이음장치를 적용하지 않는 기술이 종래에도 출원된바 있다.

즉, 특허출원 제2001-0018046호(공개번호 제2002-0078543호)(명칭: 아치 라멘 교량)가 있는 것으로, 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기한 종래의 기술적 구성은 도 1, 2 에 도시된 바와 같이 구성되는 것으로, 양측의 기초 위에 각각 수직벽체(2)가 세워져 있고 상기 수직벽체(2)사이를 가로질러 철근 콘크리트 바닥판(1)이 상기 수직벽체(2)와 일체로 되어 강절로 연결되어 라멘 형식의 교량을 이루고, 상기 바닥판(1)의 하부에는 상기 기초 사이에 상기 바닥판(1)의 하부를 향하여 휘어진 아치 형태를 이루는 소정 두께의 철근 콘크리트 아치 리브(3)가 설치되며, 교량 중앙의 소정 길이 부분에 있어서 상기 아치 리브(3)가 상기 바닥판(1)을 지지하도록 연결부(4)에 의해 상기 아치리브(3)와 상기 바닥판(1)의 하부면이 일체로 결합되어 상기 아치 리브(3)가 바닥판(1)을 지지하도록 아치 교량과 라멘 교량이 조합된 구조를 이루게 된다.

상기와 같이 구성된 종래의 기술은 아치교와 라멘교를 조합한 구성으로 이루어져 아치교와 라멘교가 가지고 있는 각각의 장점들을 모두 발휘할 수 있는 새로운 형식의 아치 라멘 교량을 제공하게 된다.

그러나 상기한 종래의 기술은 다음과 같은 많은 문제점을 노출하게 되었다.

즉, 상기 종래의 기술은 단순히 교량을 아치 모양으로 형성하는 것 이외에는 별다른 기능이 없는 즉, 교량상의 장대레일에 발생되는 레일부가축력을 최소화 할 수 없다는 문제점 때문에 축력안정성을 확보하지 못하게 되는 커다란 문제점으로 지적되었다.

또한 상기 종래의 기술은 장경간 교량이 직선 구간으로만 이루어져 상호 교차되게 구성되지 못하므로 인해 차량이 상호 교차되게 운행하지 못하게 되는 커다란 문제점이 발생 되었다.

더하여 상기 종래의 기술은 가로보를 이용하여 아치구조를 양면으로 구성하지 못하므로 인해 장대레일신축이음장치를 배제할 수 없다는 커다란 문제점이 발생 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 본선교량의 상부에 본선교량을 대각선 방향으로 가로질러서 차량이 통행할 수 있도록 한 교차횡단부가 구비되도록 함을 제1목적으로 한 것이며, 제2목적은 상기한 기술적 구성에 의해 장경간 교량에서 교차되게 지장물 횡단이 필요한 경우 양면복합 아치교량과 경량의 가로보를 연결하면 장대레일신축이음장치(Rail Expansion Joint: R.E.J)를 적용하지 않고도 레일의 안정성을 확보할 수 있어 지속적인 유지관리 대상을 제거하므로 유지관리 비용을 절감할 수 있도록 한 것이고, 제3목적은 철도 교량의 레일 취약부를 배제하므로 주행안정성 확보에 용이한 구조를 제공하게 되는 것이며, 제4목적은 이로 인해 제품의 시공성과 품질을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량 및 그 시공방법을 제공한다.

이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 일정 간격으로 형성된 본선교각의 상단에 본선교량이 설치되며 기둥과 보가 강성으로 접합되어 연속적으로 이루어진 라멘(rahmen) 교량에 있어서, 상기 본선교량의 상부에는 본선교량을 대각선 방향으로 가로질러서 차량이 통행할 수 있도록 교차횡단부가 구비됨을 특징으로 하는 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량을 제공한다.

또한 본 발명은 기둥과 보가 강성으로 접합되어 연속적으로 이루어진 라멘(rahmen) 교량의 시공방법에 있어서, 일정 간격으로 형성된 본선교각의 상단에 본선교량을 설치하는 단계; 및 이후 상기 본선교량의 상단에는 본선교량을 대각선 방향으로 가로질러서 차량이 통행할 수 있도록 한 교차횡단부를 설치하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량의 시공방법을 제공한다.

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 본선교량의 상부에 본선교량을 대각선 방향으로 가로질러서 차량이 통행할 수 있도록 한 교차횡단부가 구비되도록 한 것이다.

또한 본 발명은 상기한 기술적 구성에 의해 장경간 교량에서 교차되게 지장물 횡단이 필요한 경우 양면복합 아치교량과 경량의 가로보를 연결하면 장대레일신축이음장치(Rail Expansion Joint: R.E.J)를 적용하지 않고도 레일의 안정성을 확보할 수 있어 지속적인 유지관리 대상을 제거하므로 유지관리 비용을 절감할 수 있도록 한 것이다.

그리고 본 발명은 철도 교량의 레일 취약부를 배제하므로 주행안정성 확보에 용이한 구조를 제공하게 된다.

본 발명은 상기한 효과로 인해 제품의 시공성과 품질을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 적용된 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량 및 그 시공방법은 도 3 내지 도 9 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

먼저, 본 발명은 일정 간격으로 형성된 본선교각(21)의 상단에 본선교량(20)이 설치되며 기둥과 보가 강성으로 접합되어 연속적으로 이루어진 라멘(rahmen) 교량에 있어서, 상기 본선교량(20)의 상부에는 본선교량(20)을 대각선 방향으로 가로질러서 차량이 통행할 수 있도록 교차횡단부(40)가 구비되어 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량을 제공하게 된다.

상기한 교차횡단부(40)의 기술적 구성을 도 3 내지 도 5 를 보면서 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

즉,상기 교차횡단부(40)는 기본교각(31)과 주아치(32) 및 주기둥(33)이 일정 간격으로 이루어진 횡단교량(30)의 일측과 타측 사이에 위치하되, 본선교량(20)을 중심으로 양단에 각각 한쌍씩 돌출 구비되게 제1,제2,제3횡단교각(41a)(41b)(41c)이 구비된다.

이때 본 발명에 적용된 상기 제1,제2,제3횡단교각(41a)(41b)(41c)은 대각선 방향으로 설치함이 바람직하고 필요에 따라서는 대각선 보다 각이 넓게 설계 변경하여 설치 가능함은 물론이다.

그리고 본 발명은 상기 제1,제2,제3횡단교각(41a)(41b)(41c)의 사이에 각각 연이어서 횡단아치(42)가 연결 설치된다.

아울러 본 발명은 상기 횡단아치(42)의 상단에 일정 간격으로 돌출 구비되며, 횡단아치(42)의 형상에 따라 높낮이가 상호 다르게 형성된 횡단기둥(43)이 설치된다.

더하여 본 발명에 적용된 상기 횡단기둥(43)의 상부에는 횡단교량(30)을 중심으로 양단에 각각 마감부(45a)(45b)가 형성됨은 물론 상기 양 마감부(45a)(45b)의 끝단에는 각각 가로보(44a)(44b)가 구비되어 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량이 구성된다.

한편, 상기 본 발명에 적용된 가로보(44a)(44b)는 원가절감 및 교차횡단부(40)의 상판 무게를 줄이기 위해 일정 간격으로 띄엄 띄엄 설치함이 바람직하고, 이는 미관상도 보기 좋도록 한 것이다.

마지막으로 본 발명은 도면상에는 도시하지 않았으나, 상기 교차횡단부(40) 와 상호 반대 방향의 대각선 방향으로 또 다른 복수층의 교차횡단부를 더 연결하여 구성할 수 있음은 물론이다.

한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량 및 그 시공방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명은 기둥과 보가 강성으로 접합되어 연속적으로 이루어진 라멘(rahmen) 교량의 시공방법에 있어서, 일정 간격으로 형성된 본선교각(21)의 상단에 본선교량(20)을 설치하는 단계; 및 이후 상기 본선교량(20)의 상단에는 본선교량(20)을 대각선 방향으로 가로질러서 차량이 통행할 수 있도록 한 교차횡단부(40)를 설치하는 단계에 의해 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량을 시공하게 된다.

즉, 본 발명에 적용된 교차횡단부(40)를 설치하는 단계를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 도 3 내지 도 6 에 도시된 바와 같이 교차횡단부(40)가 기본교각(31)과 주아치(32) 및 주기둥(33)이 일정 간격으로 이루어진 횡단교량(30)의 일측과 타측 사이에 위치하되, 본선교량(20)을 중심으로 양단에 각각 제1,제2,제3횡단교각(41a)(41b)(41c)을 한쌍씩 돌출 구비하는 단계를 거친다.

이후 본 발명은 상기 제1,제2,제3횡단교각(41a)(41b)(41c)의 사이에 각각 횡단아치(42)를 연이어서 연결 설치하는 단계를 거친다.

이어서 본 발명은 상기 횡단아치(42)의 상단에 일정 간격으로 돌출 구비되며, 횡단아치(42)의 형상에 따라 높낮이가 상호 다르게 횡단기둥(43)을 설치하는 단계를 단계를 거친다.

이후 본 발명에 적용된 상기 횡단기둥(43)의 상부에는 횡단교량(30)을 중심으로 양단에 각각 마감부(45a)(45b)를 형성함은 물론 상기 양 마감부(45a)(45b)의 끝단에는 각각 가로보(44a)(44b)를 설치하는 단계를 거치게 되면 도 9 의 가상의 설치상태 사진과 같이 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량을 시공하게 되는 것이다.

상기와 같이 설치된 본 발명 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량은 장경간 교량에서 교차되게 지장물 횡단이 필요한 경우 양면복합 아치교량과 경량의 가로보를 연결하면 장대레일신축이음장치(Rail Expansion Joint: R.E.J)를 적용하지 않고도 레일의 안정성을 확보할 수 있어 지속적인 유지관리 대상을 제거하므로 유지관리 비용을 절감할 수 있도록 한 것이며 그리고 철도 교량의 레일 취약부를 배제하므로 주행안정성 확보에 용이한 구조를 제공하게 되는 효과를 발휘하 게 된다.

본 발명 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량 및 그 시공방법의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.

도 1 은 종래 아치 라멘 교량의 구성도.

도 2 는 종래 아치 라멘 교량의 사시도.

도 3 은 본 발명에 적용된 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교

량의 평면도.

도 4 는 상기 도 3 의 요부 확대 평면도.

도 5 는 본 발명에 적용된 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교

량의 정면도.

도 6 은 상기 도 5 의 요부 확대 평면도.

도 7 은 상기 도 4 의 A-A선 단면도.

도 8 은 상기 도 4 의 B-B선 단면도.

도 9 는 본 발명에 적용된 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교

량의 가상의 설치상태 사진도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20: 본선교량 30: 횡단교량

40: 교차횡단부 41a,41b,41c: 제1,2,3횡단교각

42; 횡단아치 43: 횡단기둥

44a,44b: 가로보 45a,45b: 마감부

Claims (7)

1. 일정 간격으로 형성된 본선교각의 상단에 본선교량이 설치되며 기둥과 보가 강성으로 접합되어 연속적으로 이루어진 라멘(rahmen) 교량에 있어서,

   상기 본선교량의 상부에는 본선교량을 대각선 방향으로 가로질러서 차량이 통행할 수 있도록 교차횡단부(40)가 구비됨을 특징으로 하는 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량.
2. 청구항 1 에 있어서,

   상기 교차횡단부(40)는 기본교각과 주아치 및 주기둥이 일정 간격으로 이루어진 횡단교량의 일측과 타측 사이에 위치하되,

   본선교량을 중심으로 양단에 각각 한쌍씩 돌출 구비되는 제1,제2,제3횡단교각(41a)(41b)(41c);

   상기 제1,제2,제3횡단교각의 사이에 각각 연이어서 연결 설치되는 횡단아치(42);

   상기 횡단아치의 상단에 일정 간격으로 돌출 구비되며, 횡단아치의 형상에 따라 높낮이가 상호 다르게 형성된 횡단기둥(43); 및

   상기 횡단기둥의 상부에는 횡단교량을 중심으로 양단에 각각 마감부(45a)(45b)가 형성됨은 물론 상기 양 마감부의 끝단에는 각각 가로보(44a)(44b); 가 구비됨을 특징으로 하는 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량.
3. 청구항 2 에 있어서,

   상기 제1,제2,제3횡단교각(41a)(41b)(41c)은 대각선 방향으로 설치됨을 특징으로 하는 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량.
4. 청구항 2 에 있어서,

   상기 가로보(44a)(44b)는,

   원가절감 및 교차횡단부의 상판 무게를 줄이기 위해 일정 간격으로 띄엄 띄엄 설치함을 특징으로 하는 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량.
5. 청구항 2 에 있어서,

   상기 교차횡단부(40)와 상호 반대 방향의 대각선 방향으로 또 다른 복수층의 교차횡단부를 더 연결 구비함을 특징으로 하는 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량.
6. 기둥과 보가 강성으로 접합되어 연속적으로 이루어진 라멘(rahmen) 교량의 시공방법에 있어서,

   일정 간격으로 형성된 본선교각의 상단에 본선교량(20)을 설치하는 단계; 및

   이후 상기 본선교량의 상단에는 본선교량을 대각선 방향으로 가로질러서 차량이 통행할 수 있도록 한 교차횡단부(40)를 설치하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합아치 라멘교량의 시공방법.
7. 청구항 6 에 있어서,

   상기 교차횡단부(40)를 설치하는 단계는,

   기본교각과 주아치 및 주기둥이 일정 간격으로 이루어진 횡단교량의 일측과 타측 사이에 위치하되, 본선교량을 중심으로 양단에 각각 제1,제2,제3횡단교각(41a)(41b)(41c)을 한쌍씩 돌출 구비하는 단계;

   이후 상기 제1,제2,제3횡단교각의 사이에 각각 횡단아치(42)를 연이어서 연결 설치하는 단계;

   이어서 상기 횡단아치의 상단에 일정 간격으로 돌출 구비되며, 횡단아치의 형상에 따라 높낮이가 상호 다르게 횡단기둥(43)을 설치하는 단계;

   이후 상기 횡단기둥의 상부에는 횡단교량을 중심으로 양단에 각각 마감부(45a)(45b)를 형성함은 물론 상기 양 마감부의 끝단에는 각각 가로보(44a)(44b)를 설치하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 교차되게 횡단 가능한 양면연속 복합 아치 라멘교량 및 그 시공방법.

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