KR20120094789A - 교량의 배수 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량의 배수로 집수구에 삽입 설치되어지되 배수로 집수구에 형성시킨 단턱에 가이드판을 안치하고 가이드판이 안치된 단턱 상부에 배수그레이팅을 안치시키며, 가이드판 중앙에 스크린(secreen)을 삽설하고, 스크린 상부에 원통형 소용돌이방지구(vortex breaker)를 안치시키며, 배수로 집수구 하부에 형성된 배수구에 음압발생 배수관을 삽입설치하여 배수관의 수평 설치가 가능하고 소구경의 배수관으로도 충분한 배수가 이루어지며 배수관 및 배수 수단 내부에 침전물의 발생이 거의 없을 뿐만 아니라 이물질의 제거가 용이하며 교량의 배수를 용이하게 할 수 있는 교량의 배수 시스템에 관한 것이다.

Description

교량의 배수 시스템{The drainage system of bridge}

본 발명은 배수관의 수평 설치가 가능하고 소구경의 배수관으로도 충분한 배수가 이루어지며 배수관 및 배수 수단 내부에 침전물의 발생이 거의 없을 뿐만 아니라 이물질의 제거가 용이하며 교량의 배수를 용이하게 할 수 있는 교량의 배수 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 교량의 배수로 집수구에 삽입 설치되어지되 배수로 집수구에 형성시킨 단턱에 가이드판을 안치하고 가이드판이 안치된 단턱 상부에 배수그레이팅을 안치시키며, 가이드판 중앙에 스크린(secreen)을 삽설하고, 스크린 상부에 원통형 소용돌이방지구(vortex breaker)를 안치시키며, 배수로 집수구 하부에 형성된 배수구에 음압발생 배수관을 삽입설치한 것을 특징으로 하는 교량의 배수 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 교량에는 교량 상판에 고이는 물을 교량 아래의 지면 또는 하상으로 배수시키는 배수 시스템을 구비하고 있다.

종래의 일반적인 교량 배수 시스템은 교량의 종방향 구배를 따라 교량 상판에 집수구를 형성하고 수직 배수관를 설치하고, 원형의 PVC 파이프로 제조되는 수평배수관를 다수의 상기 수직 배수관과 연결하며, 상기 수평 배수관을 교량의 종방향으로 길게 연결 배치하여 구성된다. 이러한 교량의 배수 시스템은 상기 집수구를 통해 배수관으로 유입되는 물을 교각이나 교대로 유도함으로써 지면 또는 하상으로 배수시키도록 되어 있다.

즉, 일반적으로 교량은 도 1에 도시된 바와 같이 크게 교각 위에 올려져 교량의 골격을 이루는 콘크리트 바닥판(1), 콘크리트 바닥판(1) 상부에 형성되는 방수층(2) 및 노면을 형성하는 아스콘층(3)으로 이루어진다. 이때, 콘크리트 바닥판(1)은 통상 1% 정도 횡방향으로 경사지게 시공되며 이에 따라 아스콘층(3)도 경사지게 되어 빗물 또는 염화물이 포함된 눈이 녹은 물(이하 '노면수' 라고 한다)은 노면에 고이지 않고 신속하게 노면의 가장자리(이하 '갓길' 이라 한다)로 흘러내린다. 이렇게 갓길로 흘러간 노면수를 효과적으로 배출시키기 위해서는 일정한 간격으로 집수구(10)가 설치된다.

그러나, 아스콘층(3)에는 혼합물 품질 불량, 노화나 차량의 반복하중에 의한 균열부, 재시공에 의한 시공이음부, 난간 또는 신축이음장치의 접속부의 다짐 불량과 같은 아스콘층 취약부가 형성되게 된다. 따라서, 노면수는 집수구(10) 이외에 아스콘층 취약부을 통하여 침투하여 콘크리트 바닥판(1), 특히 갓길 부분에 해당되는 콘크리트 바닥판(1) 상에 체류하게 된다. 침투수가 장기 체류하는 경우에는 아스콘층(3)의 열화현상이 발생되어 아스콘층(3)이 재시공되어야 한다. 또한, 방수층(2)의 기능이 상실됨에 따라 콘크리트 바닥판(1)으로 침투수가 침투하게 되어 콘크리트 바닥판(1)의 열화로 콘크리트 골재화 또는 층분리 현상이 발생되고 철근의 부식으로 교량의 내구성을 약화시키는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 집수구(10)와 집수구(10) 사이에 침투수를 배수할 수 있는 그물망형의 유공관(4)이 연결되며, 또한 유공관(4)이 갓길 이외의 차로 부분에 해당되는 콘크리트 바닥판(1)으로 연장 설치된 구조로 이루어져 있다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이 다수의 집수구(10)에서 연장되는 수직배수관(11)을 1개의 수평배수관(12)에 연결시킨 후 교각(5)이나 교대(6) 하부로 빗물을 배출시키는 구조로 배수시스템이 구성된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 일반적인 교량 배수 시스템은 교량 상판의 종방향 구배를 따라 수직 배수관을 설치하는데 한계가 있고, 상기 수직 배수관과 연결되는 수평 배수관의 배수 용이성을 위하여 경사지게 설치되어야 하고, 교량의 외측에 길게 현가되기 때문에 교량의 미관을 해치는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 일반적인 교량 배수 시스템은 구조적인 취약점에 의하여 집수구 및 배수관이 막히거나 배수 용량을 초과하는 경우, 교량 상판에 물이 고이게 되어 1차적으로 교통 사고를 유발하여 교량 상에서 대형 사고로 이어질 원인을 제공하며, 2차적으로 교량 상판에 물이 스며들어 포장재의 열화 및 강재의 부식을 촉진시키는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 상기의 시스템은 배수시 유속이 느리기 때문에 집수구 및 배수관 내부에 침전물이 생기게 되어 집수구 및 배수구 등이 막히고, 배수관으로 공기가 함께 유입되기 때문에 배수관의 모든 용량만큼 배수가 이루어지지 않게 되는 단점이 있다.

따라서, 종래의 일반적인 교량 배수 시스템은 단기적으로는 교량의 잦은 점검, 보수 및 교체 등이 요구되며, 장기적으로는 교량 자체의 내구성을 저하시키는 결과를 초래하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 배수관의 수평 설치가 가능하고 소구경의 배수관으로도 충분한 배수가 이루어지며 집수구 및 배수관 내부에 침전물의 발생이 거의 없을 뿐만 아니라 이물질의 제거가 용이하며 교량의 배수를 용이하게 할 수 있는 교량의 배수 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적 뿐만 아니라 용이하게 표출될 수 있는 다른 목적들을 용이하게 달성하기 위하여 본 발명에서는 교량의 집수구에 삽입 설치되어지되 집수구에 형성시킨 단턱에 가이드판을 안치하고 가이드판이 안치된 단턱 상부에 배수그레이팅을 안치시키며, 가이드판 중앙에 스크린(secreen)을 삽설하고, 스크린 상부에 원통형 소용돌이방지구(vortex breaker)를 안치시키며, 집수구 하부에 형성된 배수구에 음압발생 배수관을 삽입설치함으로써 배수관의 수평 설치가 가능하고 소구경의 배수관으로도 충분한 배수가 이루어지며 배수관 및 배수 수단 내부에 침전물의 발생이 거의 없을 뿐만 아니라 이물질의 제거가 용이하며 교량의 배수를 용이하게 할 수 있는 효과가 있었다.

본 발명에 따른 교량의 배수 시스템은 배수관의 수평 설치가 가능하고 소구경의 배수관으로도 충분한 배수가 이루어지며 집수구 및 배수관 내부에 침전물의 발생이 거의 없을 뿐만 아니라 이물질의 제거가 용이하며 교량의 배수를 용이하게 할 수 있는 효과가 있었다.

도 1은 종래의 교량 배수 시스템의 개략도이고,
도 2는 교량 상부면에 종래의 배수 시스템이 설치된 일반적인 교량의 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 교량 배수 시스템의 개략도이고,
도 4는 도 3의 요부 확대 단면도이며,
도 5는 가이드판 안치의 다른 형태를 보여주는 요부 확대 단면도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 요부 확대 단면도이며,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 요부 확대 단면도이다.

본 발명에 따른 교량의 배수 시스템은 교량의 집수구(10)에 삽입 설치되어지되 집수구(10)에 형성시킨 단턱(13)에 가이드판(20)을 안치하고, 가이드판(20)이 안치된 단턱(13) 상부에 배수그레이팅(30)을 안치시키며, 가이드판(20) 중앙에 스크린(secreen : 40)을 삽설하고, 스크린(40) 상부에 원통형 소용돌이방지구(vortex breaker : 50)를 안치시키며, 집수구(10) 하부에 형성된 배수구(15)에 음압발생 배수관(60)을 삽입설치한 것으로 특징지워진다.

본 발명에 있어서, 상기 집수구(10)는 교량의 상판을 구성하는 콘크리트 바닥판(1) 중 콘크리트 타설시 미리 설치되어 콘크리트 바닥판(1)과 일체로 설치되는 배수로(14) 상부에 설치되며, 아스콘층 등과 같은 포장층(15)의 높이로 매설된다.

그러나, 상기 포장층(15)의 두께가 목적하는 집수구의 높이 보다 얇을 경우에는 콘크리트 바닥판(1) 제조시에 또는 콘크리트 바닥판(1) 제작을 위한 타설시에 집수구(10)를 매립시키거나 집수구(10)가 매립될 자리를 만들어야 한다.

상기 집수구(10)는 직육면체형 또는 원통형의 구조를 가지면서 콘크리트 바닥판(1)에 형성된 배수로(14)와 동일한 위치에 배수로(14)의 직경과 동일하거나 작은 배수구(15)가 형성되며, 상부에는 가이드판(20) 및 배수그레이팅(30)이 안치되는 단턱(13)이 형성되어 있다.

상기 가이드판(20)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 집수구(10)의 단턱(13) 상부에 안치되거나 도 5에 도시된 바와 같이 단턱(13) 하부에 제2단턱(16)을 형성하고 제2단턱(16) 상부에 안치될 수 있다.

즉, 상기 가이드판(20)과 배수그레이팅(30)이 단턱(13) 상부에 순차적으로 안치되거나, 가이드판(20)은 제2단턱(16)에 안치되고 배수그레이팅(30)은 단턱(13)에 별도로 안치될 수도 있다.

상기 배수그레이팅(30)은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 형태의 배수그레이팅이 모두 사용될 수 있으며, 교량 노면으로부터 집수구(10)로 유입되는 노면수에 함유되는 이물질을 분리할 수 있는 것이라면 어떠한 형태의 배수그레이팅이라도 사용 가능하다.

한편, 상기 가이드판(20)은 집수구(10)의 형태에 따라 사각형 또는 원형의 구조로 제조될 수 있으며, 노면수와 침투수가 용이하게 집수구(10)로 유입되도록 하기 위하여 하향으로 테이퍼진 구조로 제조되어 역원추형 또는 역사각추형이 되도록 한다.

또한, 상기 집수구(10)를 통하여 유입되는 노면수와 침투수가 가이드판(20)을 통과하면서 와류를 형성하는 것을 방지하기 위하여 절곡부(21)를 형성함으로써 집수구(10) 하부에 일정량으로 저장되는 물에 버블 현상이 발생되지 않도록 할 뿐만 아니라 배수그레이팅(30)에 의하여 분리되지 않은 협잡물이 유입되더라도 스크린(40)이 손상되는 것을 방지한다.

뿐만 아니라, 상기 가이드판(20)의 중심부에는 노면수와 침투수가 유입되고, 스크린(40) 및 원통형 소용돌이방지구(50)가 용이하게 안정적으로 설치되도록 하기 위하여 가이드관(22)을 연결 구성할 수도 있다.

또한, 상기 가이드관(22) 내부에 나사산을 형성하여 스크린(40) 및 원통형 소용돌이방지구(50)가 나합 설치되도록 할 수도 있다.

한편, 상기 스크린(40)은 금속 소재의 메쉬망을 이용하여 직육면체형 또는 원통형의 구조로 제조되어 가이드판(20)의 가이드관(22) 내부에 삽설 또는 나합되거나 가이드판(20) 하부에 일체형으로 연결 설치된다.

즉, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 스크린(40)은 금속 소재의 메쉬망을 이용하여 원통형의 구조로 제조되고, 하부에 3개 이상의 지지대(41)가 고정 설치되며, 가이드판(20)의 가이드관(22)의 내경보다 적은 직경으로 제조되어 가이드관(22) 내부로 삽입 가능하도록 제조된다.

이때 상기 스크린(40)은 원통형의 형태가 유지되도록 하기 위하여 일정 강도 이상의 메쉬망을 이용하거나 내부 또는 외부에 지지구(42)를 연결 구성할 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 스크린(40)의 상부가 원형 띠모양의 지지구(42)로 형성되도록 한 다음, 가이드판(20)의 가이드관(22)의 내부와 원형 띠모양의 지지구(42) 외부에 나사산을 형성시켜 가이드관(22)과 원형 띠모양의 지지구(42)가 나합되어 스크린(40)이 설치되도록 할 수 있다.

뿐만 아니라, 도 7에 도시된 바와 같이 제조된 스크린(40)을 가이드판(20) 하부에 용접, 체결구 이용 등의 방법과 같이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 방법을 이용하여 고정 연결 설치할 수도 있다.

한편, 상기 원통형 소용돌이방지구(vortex breaker : 50)는 가이드판(20)의 가이드관(22)으로 유입되는 노면수와 침투수가 와류를 형성하는 것을 방지할 뿐만 아니라 스크린(40)을 손상시키는 것을 방지하기 위하여 설치되는 것으로 가이드판(20)의 가이드관(22)에 의하여 지지되면서 스크린(40) 상부에 안치되거나 가이드판(20)의 가이드관(22)과 나합 설치된다.

즉, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 소용돌이방지구(50)는 지지대(41)가 고정 설치되고 가이드관(22) 내부로 삽입 설치된 스크린(40)의 상부에 안치되어지되 가이드판(20)의 가이드관(22) 내부로 삽입되어 지지되도록 할 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 스크린(40)의 상부가 원형 띠모양의 지지구(42)로 형성되도록 한 다음, 가이드판(20)의 가이드관(22)의 내부와 원형 띠모양의 지지구(42) 외부에 나사산을 형성시켜 가이드관(22)과 원형 띠모양의 지지구(42)가 나합되어지되 원형 띠모양의 지지구(42) 상단부가 가이드관(22) 상단부 보다 낮은 위치가 되어 자연스럽게 단턱이 형성되는 형태로 스크린(40)이 설치되도록 하고, 소용돌이방지구(50) 하부 외주연에 나사산을 형성하여 가이드판(20)의 가이드관(22)과 나합 설치할 수 있다.

상기 소용돌이방지구(50)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 것을 모두 사용할 수 있다.

한편, 상기 음압발생 배수관(60)은 일단이 집수구(10) 하부에 형성된 배수구(15)에 삽입설치된다. 이때 배수구(15)에 삽입되는 음압발생 배수관(60) 일단의 반대 부분인 타단은 집수구(10) 하부면으로부터 이격되도록 설치된다.

또한, 상기 음압발생 배수관(60)은 집수구(10) 하부에 형성된 배수구(15)에 삽입설치된 다음, 음압발생 배수관(60)과 배수구(15) 사이의 틈으로 누수 현상이 일어나는 것을 방지하기 위하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 방법을 사용하여 누수방지처리를 행한다.

그 다음에 배수구(15)에 삽입설치된 음압발생 배수관(60)은 수직배수관(11)과 연결 구성된다.

상기 음압발생 배수관(60)은 역"U"자형관, 탄성튜브, 역"V"자형관 등은 물론 사이펀의 기능을 행할 수 있는 형태의 관이 모두 사용 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 교량의 배수 시스템의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 침투수가 콘크리트 바닥판(1) 상부로부터 집수구(10)로 유입되고, 노면수에 함유되는 이물질이 배수그레이팅(30)에 의하여 분리되면서 교량 노면으로부터 노면수가 집수구(10)로 유입된다.

집수구(10)로 유입된 노면수와 침투수는 소용돌이방지구(50)를 통과하면서 와류 형성이 방지되는 상태로 가이드판(20)의 가이드관(22)을 통해 집수구(10) 하부로 자유 낙하하게 된다. 이때 가이드관(22) 또는 가이드판(20) 하부에 설치된 스크린(40)을 노면수와 침투수가 통과하게 되고, 배수그레이팅(30)에 의하여 분리되지 않은 이물질이 스크린(40)에 의하여 완전히 분리되어 노면수와 침투수가 집수구(10) 하부로 유입된다.

집수구(10)의 수위가 높아지게 되어 음압발생 배수관(60)의 절곡부 하부(61) 이상으로 수위가 높아지게 되면 음압발생 배수관(60)으로 배수가 시작되고, 집수구(10)로 유입되는 노면수와 침투수의 유량이 음압발생 배수관(60)으로 배수되는 유량보다 많아 음압발생 배수관(60)의 절곡부 상부(62) 이상으로 수위가 높아지게 되면 음압발생 배수관(60)은 사이펀의 원리에 의해 빠르게 음압발생 배수관(60) 전체를 통하여 수직배수관(11)으로 이송되어 배수가 진행된다.

이때 음압발생 배수관(60)이 사이펀의 기능을 행하게 되면 공기의 유입없이 노면수와 침투수만이 음압발생 배수관(60) 전체로 빠르게 배수됨으로써 자연 낙하에 의하여 배수되는 배수관과 비교시 동일 직경이더라도 많은 양의 노면수와 침투수를 신속하게 배수시킬 수 있을 뿐만 아니라 스크린(40)에 의하여 완전히 분리되지 않고 집수구(10) 하부에 침적되는 미세 이물질이 노면수 및 침투수와 함께 배출된다.

뿐만 아니라, 음압발생 배수관(60)의 사이펀 기능에 의하여 배수되는 노면수와 침투수는 유속이 빠르기 때문에 수평배수관(12)을 사용하더라도 배수가 용이하게 이루어진다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 교량의 배수 시스템을 적용하게 되면 음압발생 배수관(60)의 사이펀 기능에 의하여 배수되는 노면수와 침투수는 유속이 빠르기 때문에 수평배수관(12)을 사용하더라도 배수가 용이하게 이루어지고, 배수그레이팅(30)과 스크린(40)에 의하여 분리되지 않고 집수구(10) 하부에 침적되는 미세 이물질을 용이하게 배출할 수 있으며, 사이펀의 원리에 의하여 단시간내에 많은 양의 노면수와 침투수를 배수시킬 수 있고, 집수구(10)로 유입되는 이물질을 용이하게 제거할 수 있어 유지관리가 쉬워지는 효과를 얻을 수 있다.

10. 집수구 11. 수직배수관
12. 수평배수관 13. 단턱
14. 배수로 15. 배수구
16. 제2단턱 20. 가이드판
21. 절곡부 22. 가이드관
30. 배수그레이팅 40. 스크린
41. 지지대 42. 지지구
50. 원통형 소용돌이방지구 60. 음압발생 배수관

Claims (4)

1. 교량의 집수구(10)에 삽입 설치되어지되 집수구(10)에 형성시킨 단턱(13) 상부 또는 단턱(13) 하부에 형성된 제2단턱(16) 상부에 가이드판(20)을 안치하고, 가이드판(20)이 안치된 단턱(13) 상부에 배수그레이팅(30)을 안치시키며, 가이드판(20) 중앙에 스크린(40)을 삽설, 나합 또는 고정연결하고, 스크린(40) 상부에 원통형 소용돌이방지구(50)를 안치시키며, 집수구(10) 하부에 형성된 배수구(15)에 음압발생 배수관(60)을 삽입설치한 것을 특징으로 하는 교량의 배수 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 가이드판(20)의 중심부에 가이드관(22)이 연결 구성된 것을 특징으로 하는 교량의 배수 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 가이드관(22) 내부에 나사산이 형성된 것을 특징으로 하는 교량의 배수 시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 스크린(40) 상부에 원통형 소용돌이방지구(50)를 안치시키는 대신에 가이드관(22)과 소용돌이방지구(50)를 나합시킨 것을 특징으로 하는 교량의 배수 시스템.

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