KR20110080003A - 아치형구조물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건설,토목분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 아치교 등 아치형 구조를 갖는 아치형구조물에 관한 것이다. 특히 본발명은 복수개가 서로 소정 거리를 두고 설치된 하부구조물(10); 프리플렉스(preflex) 하중에 의한 프리스트레스(prestress)가 도입된 아치(arch)형으로 프리캐스트(precast) 제작되며, 상기 복수의 하부구조물(10)의 배치방향(화살표 L)을 따라 아치형을 이루도록 상기 복수의 하부구조물(10) 사이에 설치된 아치형부재(20);를 포함하는 것을 특징으로 하는 아치형구조물을 제시한다.
Description
본 발명은 건설,토목분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 아치교 등 아치형 구조를 갖는 아치형구조물에 관한 것이다.
일반적으로 아치형구조물은 아치교나 터널과 같이 적어도 상측부가 아치형식을 갖는 구조물로서, 사각형상 등 다른 형상에 비해 높은 압축강도를 가질 수 있고, 이에 따라 중량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 미관이 수려한 장점을 가지고 있다.
따라서, 건설,토목분야에서 아치형구조물을 보다 폭넓게 사용하기 위한 방안에 대하여 다양한 연구가 이루고지고 있는 것이 현실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 압축강도 등 내력을 증대한 아치형구조물을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 복수개가 서로 소정 거리를 두고 설치된 하부구조물(10); 프리플렉스(preflex) 하중에 의한 프리스트레스(prestress)가 도입된 아치(arch)형으로 프리캐스트(precast) 제작되며, 상기 복수의 하부구조물(10)의 배치방향(화살표 L)을 따라 아치형을 이루도록 상기 복수의 하부구조물(10) 사이에 설치된 아치형부재(20);를 포함하는 것을 특징으로 하는 아치형구조물을 제시한다.
상기 아치형부재(20)는 아치형으로 형성된 만곡부(100)와, 상기 만곡부(100)의 저면에 하나 또는 복수 돌출 형성된 돌출부(110)를 포함할 수 있다.
상기 아치형부재(20)는 콘크리트 타설에 의해 상기 만곡부(100) 및 상기 돌출부(110)를 이루는 콘크리트부(22) 및, 상기 콘크리트부(22)에 프리스트레스를 도입하기 위해 상기 만곡부(100)의 만곡방향을 따라 길게 배치되며 상기 만곡부(100) 및 상기 돌출부(110)에 걸쳐 매립된 하나 또는 복수의 강재빔(beam)(24)를 포함할 수 있다.
상기 아치형부재(20)와 상기 하부구조물(10)에 동시에 정착되는 포스트텐션(post-tention) 긴장재(120)를 더 포함할 수 있다.
상기 아치형부재(20)는 상기 포스트텐션 긴장재(120)의 정착을 위한 관통홀(20B)이 형성되며, 상기 관통홀(20B)은 상기 만곡부(100)와 반대방향으로 만곡된 형상을 취할 수 있다.
상기 돌출부(110)는 상기 만곡부(100)의 길이방향을 따라 길게 형성될 수 있다.
상기 아치형부재(20)와 상기 하부구조물(10)의 상호 인접면(20A,10A)은 서로 대응되는 요철형상으로 형성될 수 있다.
상기 아치형부재(20)와 상기 하부구조물(10)의 상호 인접면(20A,10A)은 연속적으로 적어도 2번 이상 만곡된 형상일 수 있다.
상기 아치형부재(20)는 상기 복수의 하부구조물(10)의 배치방향(화살표 L)과 수직한 폭방향(화살표 W)을 따라 복수개가 연접될 수 있다.
상기 아치형부재(20)의 상측에 흙다짐(40)을 할 수 있도록, 상기 아치형부재(20)의 상측에 상기 복수의 하부구조물(10)의 배치방향(화살표 L)과 수직한 폭방향(화살표 W)을 따라 이격 설치된 한쌍의 상부벽체(30)를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 프리플렉스 공법에 의해 아치형부재에 프리스트레스가 도입됨으로써, 아치형부재의 내력이 증대될 수 있다. 또한, 본발명은 아치형부재의 만곡부에 보강을 위한 돌출부를 돌출 형성함으로써, 아치형부재의 내력이 보다 증대될 수 있다.
도 1 내지 도 10은 본발명의 제1실시예에 따른 아치형구조물에 관한 것으로서,
도 1은 아치형구조물의 측면도.
도 2 내지 도 5는 아치형구조물의 시공순서에 따른 모식도.
도 6은 아치형구조물의 일부 측면도.
도 7은 도 6의 A-A선에 따른 단면도.
도 8은 도 6의 'B'부분의 단면도.
도 9는 아치형부재의 평면 사시도.
도 10은 아치형부재의 저면 사시도.
도 11은 본발명의 제2실시예에 따른 아치형구조물의 측면도.
도 1은 아치형구조물의 측면도.
도 2 내지 도 5는 아치형구조물의 시공순서에 따른 모식도.
도 6은 아치형구조물의 일부 측면도.
도 7은 도 6의 A-A선에 따른 단면도.
도 8은 도 6의 'B'부분의 단면도.
도 9는 아치형부재의 평면 사시도.
도 10은 아치형부재의 저면 사시도.
도 11은 본발명의 제2실시예에 따른 아치형구조물의 측면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 아치형구조물은 기본적으로, 복수개가 서로 소정 거리를 두고 설치된 하부구조물(10)과, 복수의 하부구조물(10)의 배치방향(화살표 L)을 따라 아치형을 이루도록 복수의 하부구조물(10) 사이에 설치된 아치형부재(20)를 포함하여 구성될 수 있다.
특히 아치형부재(20)는 프리플렉스(preflex) 하중에 의한 프리스트레스(prestress)가 도입된 아치(arch)형으로 프리캐스트(precast) 제작된 것을 특징으로 한다.
따라서, 아치형부재(20)가 프리플렉스 공법에 의해 프리스트레스가 도입됨으로써 압축강도가 충분히 확보될 수 있으며, 이에 따라 구조적 안정성이 높아서 장지간 설치가 용이하다.
또한, 아치형부재(20)가 공장에서 미리 패널 형태로 제작됨에 따라, 균등한 품질관리가 가능하여 하자 및 보수발생 빈도가 현저히 낮아진다는 점, 동절기 및 야간에도 시공이 가능하다는 점, 별도의 양생 기간이 필요 없기 때문에 공사기간이 짧다는 점 등에서 전자의 현장타설공법과 비교하여 매우 우수한 장점을 가질 수 있다.
한편, 복수의 하부구조물(10)은 교량의 길이방향 또는 폭방향(화살표 W)을 따라 이격 설치될 수 있으며, 바람직하게는 교량의 길이방향을 따라 이격 설치될 수 있다.
각각의 하부구조물(10)은 도시된 바와 같은 교각은 물론, 아치형구조물의 용도 등에 따라서 교대나 받침대, 슈(shoe) 등으로 구성될 수 있다.
아치형부재(20)는 하부구조물(10)과 하부구조물(10) 사이의 하나의 지간에 하나의 세그먼트(segment)로 설치될 수 있으며, 다만 대형 구조물인 경우 도시된 바와 같이 복수의 세그먼트로 분할되는 것이 각각의 아치형부재(20)가 소형으로 제작될 수 있다는 점에서 보다 바람직하다. 즉, 후자의 경우 아치형부재(20)는 각 지간마다 복수의 하부구조물(10)의 배치방향(화살표 L)과 수직한 폭방향(화살표 W)을 따라 복수개가 서로 연접되도록 설치될 수 있다.
본발명에 따른 아치형구조물은 용도 등에 따라서 또 다른 부재들이 더 포함될 수 있다.
예컨대, 도시된 바와 같이 아치교 용도인 경우, 본발명에 따른 아치형구조물은 아치형부재(20)의 상측에 복수의 하부구조물(10)의 배치방향(화살표 L)(즉, 교량의 길이방향)과 수직한 폭방향(화살표 W)을 따라 이격 설치된 한쌍의 상부벽체(30)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 한쌍의 상부벽체(30)에 의해 아치형부재(20)의 상측에 흙다짐(40)을 할 수 있는 성토공간이 형성될 수 있는 바(도 3 참조), 이 성토공간에 흙다짐(40)을 하고(도 4 참조), 흙다짐(40)한 성토층의 표면을 아스팔트 등으로 포장(50)하면(도 5 참조), 차량이나 사람 등이 통행할 수 있는 교량 상면이 형성될 수 있다.
상부벽체(30)는 현장타설공법에 의해 설치될 수도 있고, 아치형부재(20)와 같이 프리캐스트 제작될 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 10을 참조하여 본발명에 따른 아치형구조물의 아치형부재(20)에 대하여 다음과 같이 보다 상세히 설명한다.
아치형부재(20)는 기본적으로, 아치형으로 형성된 만곡부(100)를 포함한다.
나아가 아치형부재(20)는 만곡부(100)의 저면에 하나 또는 복수 돌출 형성된 돌출부(110)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 즉, 돌출부(110)가 리브(rib)와 같은 역할을 하여 만곡부(100)가 돌출부(110)에 의해 보강될 수 있으며, 이에 따라 만곡부(100)를 두껍게 형성하지 않더라도 충분한 내력을 확보할 수 있고(즉 만곡부(100)의 두께 대비 내력이 증대), 만곡부(100)의 중량을 줄일 수 있다.
특히 돌출부(110)는 만곡부(100)의 길이방향, 즉 복수의 하부구조물(10)의 배치방향(화살표 L)을 따라 길게 형성될 수 있다. 이때, 돌출부(110)는 만곡부(100)의 길이방향을 따라 전체가 만곡부(100)의 저면에 연접된 상태이다. 이와 같이 돌출부(110)가 지간방향을 따라 만곡부(100)를 보강할 수 있는 바, 아치형부재(20)는 장지간에 보다 용이하게 적용될 수 있다.
이와 아울러, 돌출부(110)는 만곡부(100)의 폭이 넓은 경우, 만곡부(100)를 보다 균일하게 보강할 수 있도록, 만곡부(100)의 폭방향(화살표 W)을 따라 일정 간격을 두고 복수 형성될 수 있다.
또한, 아치형부재(20)는 하부구조물(10)과 요철결합될 수 있도록 형성될 수 있다.
즉, 아치형부재(20)와 하부구조물(10)의 상호 인접면(20A,10A)은 서로 대응되어 형합되는 요철형상으로 형성될 수 있다.
따라서, 앵커 등의 별도의 결합공법이 더 추가되지 않더라도, 아치형부재(20)와 하부구조물(10)의 요철 결합에 의해 아치형부재(20)가 하부구조물(10)의 상측에 견고하고 안정적으로 안착될 수 있다.
또한, 아치형부재(20)와 하부구조물(10)의 결합면적이 보다 넓게 확보됨으로써, 아치형부재(20)와 하부구조물(10)이 보다 견고하게 밀착 결합될 수 있다.
특히 아치형부재(20)와 하부구조물(10)의 상호 인접면(20A,10A)은 만곡된 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 아치형부재(20)와 하부구조물(10)의 결합면적이 안정적으로 넓어질 수 있어서 강성 측면에서 보다 유리하다. 또한 아치형부재(20)와 하부구조물(10)이 큰 마찰없이 부드럽게 결합될 수 있어서 시공이 보다 용이해질 수 있고, 아치형부재(20)와 하부구조물(10)의 결합시 손상이 방지될 수 있다.
나아가 아치형부재(20)와 하부구조물(10)의 상호 인접면(20A,10A)은 S자나 웨이브 형상처럼 연속적으로 적어도 2번 이상 만곡된 형상을 취할 수 있으며, 이에 따라 다중 결합과 같은 효과를 얻을 수 있어 결합성이 보다 향상될 수 있다.
또한, 아치형부재(20)는 하부구조물(10)과 포스트텐션(post-tention) 긴장재(120)에 의해 상호 결합될 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 아치형부재(20)는 포스트텐션 긴장재(120)가 정착되는 관통홀(20B)이 형성될 수 있다. 물론 하부구조물(10)에도 아치형부재(20)의 관통홀(20B)과 연결되며 포스트텐션 긴장재(120)가 정착되는 관통홀(10B)이 형성될 수 있다. 참고로 아치형부재(20)의 관통홀(20B) 및 하부구조물(10)의 관통홀(10B)에는 각각, 포스트텐션 긴장재(120)가 관통되는 쉬스 파이프가 매립될 수 있다.
이에 따라서, 포스트텐션 긴장재(120)에 의해 아치형부재(20)와 하부구조물(10)이 보다 견고하게 결합될 수 있다. 아울러, 포스트텐션 긴장재(120)에 의해 아치형부재(20) 및 하부구조물(10)에 프리스트레스가 도입됨으로써 아치형부재(20) 및 하부구조물(10)의 내력이 보다 증대될 수 있고, 이에 따라 만곡부(100)의 두께 및 중량이 상대적으로 줄어들 수 있다.
여기서, 아치형부재(20)의 관통홀(20B)은 포스트텐션 긴장재(120)가 정착될 수 있다면 어떻게 형성되든 무방하나, 다만 포스트텐션 긴장재(120)가 아치형부재(20) 및 하부구조물(10)에 동시에 정착되기 용이하도록, 만곡부(100)의 상면과 만곡부(100)의 길이방향에 따른 끝단면을 연결토록 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 아치형부재(20)의 관통홀(20B)은 포스트텐션 긴장재(120)에 의해 외력에 대한 저항이 충분히 형성될 수 있도록, 포스트텐션 긴장재(120)가 만곡된 구조로 정착될 수 있게 만곡된 형상을 취하는 것이 더욱 바람직하다. 특히, 아치형부재(20)에 작용하는 상부하중에 저항할 수 있도록, 아치형부재(20)의 관통홀(20B)은 만곡부(100)와 반대방향으로 만곡된 구조를 취할 수 있도록 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
이와 같은 아치형부재(20)는 프리플렉스 공법에 의해 제작됨에 따라 다음과 같은 구성을 취할 수 있다. 즉 아치형부재(20)는 콘크리트 타설에 의해 만곡부(100) 및 돌출부(110)를 이루는 콘크리트부(22)와, 콘크리트부(22)에 프리스트레스를 도입하기 위해 만곡부(100)의 만곡방향을 따라 길게 배치되도록 콘크리트부(22)에 매립된 하나 또는 복수의 강재빔(24)의 합성에 의해 이루어질 수 있다.
강재빔(24)은 콘크리트부(22)에 다양하게 매립될 수 있으며, 보다 바람직하게는 만곡부(100) 및 돌출부(110)에 각각 균일하게 프리스트레스가 도입될 수 있도록 만곡부(100) 및 돌출부(110)에 걸쳐 매립될 수 있다.
즉 강재빔(24)은 일부는 만곡부(100)에 매립되고, 나머지 타부가 돌출부(110)에 매립될 수 있다. 예컨대, 강재빔(24)은 도 6의 '24A'로 지시된 바와 같이, 만곡부(100)의 길이방향을 따라 양끝단이 각각 만곡부(100)에 매립되고 중앙부가 돌출부(110)에 매립될 수 있다. 또는 강재빔(24)은 도 6의 '24B'로 지시된 바와 같이, 하측부가 돌출부(110)에 매립되고 상측부가 만곡부(100)에 매립될 수 있다.
강재빔(24)은 만곡부(100)의 폭방향(화살표 W)을 따라 하나 또는 복수 매립될 수 있으며, 도시된 바와 같이 돌출부(110)가 복수인 경우, 복수의 돌출부(110)에 일대일 대응되게 매립될 수 있다.
한편, 아치형부재(20)는 상술한 실시 예에 한정되지 않고 여러가지로 하부구조물(10)과 결합될 수 있다. 예컨대, 도 11에 도시된 바와 같이, 아치형부재(20)는 하부구조물(10)과 앵커 등의 체결부재(150)에 의해 결합될 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10; 하부구조물 20; 아치형부재
22; 콘크리트부 24; 강재빔
30; 상부벽체 100; 만곡부
110; 돌출부 120; 포스트텐션 긴장재
22; 콘크리트부 24; 강재빔
30; 상부벽체 100; 만곡부
110; 돌출부 120; 포스트텐션 긴장재
Claims (10)
- 복수개가 서로 소정 거리를 두고 설치된 하부구조물(10);
프리플렉스(preflex) 하중에 의한 프리스트레스(prestress)가 도입된 아치(arch)형으로 프리캐스트(precast) 제작되며, 상기 복수의 하부구조물(10)의 배치방향(화살표 L)을 따라 아치형을 이루도록 상기 복수의 하부구조물(10) 사이에 설치된 아치형부재(20);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 아치형구조물. - 청구항 1에 있어서,
상기 아치형부재(20)는
아치형으로 형성된 만곡부(100)와, 상기 만곡부(100)의 저면에 하나 또는 복수 돌출 형성된 돌출부(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 아치형구조물. - 청구항 2에 있어서,
상기 아치형부재(20)는
콘크리트 타설에 의해 상기 만곡부(100) 및 상기 돌출부(110)를 이루는 콘크리트부(22) 및, 상기 콘크리트부(22)에 프리스트레스를 도입하기 위해 상기 만곡부(100)의 만곡방향을 따라 길게 배치되며 상기 만곡부(100) 및 상기 돌출부(110)에 걸쳐 매립된 하나 또는 복수의 강재빔(24)(beam)를 포함하는 것을 특징으로 하는 아치형구조물. - 청구항 2에 있어서,
상기 아치형부재(20)와 상기 하부구조물(10)에 동시에 정착되는 포스트텐션(post-tention) 긴장재(120)를 더 포함하는 특징으로 하는 아치형구조물. - 청구항 4에 있어서,
상기 아치형부재(20)는 상기 포스트텐션 긴장재(120)의 정착을 위한 관통홀(20B)이 형성되며, 상기 관통홀(20B)은 상기 만곡부(100)와 반대방향으로 만곡된 형상을 취하는 것을 특징으로 하는 아치형구조물. - 청구항 2에 있어서,
상기 돌출부(110)는 상기 만곡부(100)의 길이방향을 따라 길게 형성된 것을 특징으로 하는 아치형구조물. - 청구항 1에 있어서,
상기 아치형부재(20)와 상기 하부구조물(10)의 상호 인접면(20A,10A)은 서로 대응되는 요철형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 아치형구조물. - 청구항 7에 있어서,
상기 아치형부재(20)와 상기 하부구조물(10)의 상호 인접면(20A,10A)은 연속적으로 적어도 2번 이상 만곡된 형상인 것을 특징으로 하는 아치형구조물. - 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아치형부재(20)는 상기 복수의 하부구조물(10)의 배치방향(화살표 L)과 수직한 폭방향(화살표 W)을 따라 복수개가 연접된 것을 특징으로 하는 아치형구조물. - 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아치형부재(20)의 상측에 흙다짐(40)을 할 수 있도록, 상기 아치형부재(20)의 상측에 상기 복수의 하부구조물(10)의 배치방향(화살표 L)과 수직한 폭방향(화살표 W)을 따라 이격 설치된 한쌍의 상부벽체(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아치형구조물.
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KR1020100000136A KR101241400B1 (ko) | 2010-01-04 | 2010-01-04 | 아치형구조물 |
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KR1020100000136A KR101241400B1 (ko) | 2010-01-04 | 2010-01-04 | 아치형구조물 |
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KR1020100000136A KR101241400B1 (ko) | 2010-01-04 | 2010-01-04 | 아치형구조물 |
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