KR20160004804A - 케이블 교량용 세그먼트 바닥판의 설치 구조 및 그 설치 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이블 교량용 바닥판의 설치 구조 및 그 설치 방법에 관한 것으로, 케이블에 의하여 지지되는 다수의 세그먼트 바닥판에 의하여 통행로가 형성되는 교량의 바닥판 지지 구조로서, 상기 케이블에 거치되는 다수의 세그먼트 바닥판과; 상기 세그먼트 바닥판과 상기 케이블을 고정하는 고정 수단과; 상기 세그먼트 바닥판과 상기 케이블의 사이에 개재되어, 상기 고정 수단과 상기 세그먼트 바닥판의 사이의 슬라이딩 이동을 보조하는 케이블 슈(cable shoe)를; 포함하여 구성되어, 케이블 교량의 상하 변위가 발생될 때마다 다수의 세그먼트 바닥판이 보다 수평 방향으로의 변위가 원활하게 이루어져, 다수의 세그먼트 바닥판 사이에 국부적인 응력이 집중되는 것을 방지하여 세그먼트 바닥판의 경계에서 파손되는 것을 원천적으로 방지하는 케이블 교량의 바닥판 지지 구조 및 그 시공 방법을 제공한다.

Description

케이블 교량용 세그먼트 바닥판의 설치 구조 및 그 설치 방법 {STRUCTURE AND METHOD OF CONSTRUCTING SEGMENT PALTE FOR CABLE BRIDGE}

본 발명은 케이블 교량에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 케이블에 의하여 통행로가 마련되는 바닥판을 간편하게 설치하고, 시공이 완료된 케이블 교량에 풍하중이나 활하중이 불균일하게 작용하더라도 일부의 바닥판에 국부적인 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있는 케이블 교량용 바닥판의 설치 구조 및 설치 구조에 관한 것이다.

일반적으로 교량은 다양한 형식으로 지형이나 지반의 특성을 고려하여 시공된다. 산이나 계곡에 사람들이 통행하기 위하여 설치되는 보도교나 중량이 상대적으로 가벼운 자전거 등의 차량이 통행하는 교량은 주변의 자연 경관과 잘 어울리는 케이블 교량이 시공되고 있다.

케이블 교량(1)은 강이나 계곡(8) 등을 가로질러 대체로 보도 현수교 형식으로 설치되며, 일반적으로, 도1에 도시된 바와 같이, 통행하고자 하는 양측에 콘크리트 블록(10)으로 교대를 설치한 후, 콘크리트 블록(10)에 현수교에 작용하는 하중을 지지하기 위한 주탑(20)을 세우고, 콘크리트 블록(10)이나 지반에 단부가 고정되도록 주케이블(30)을 주탑(20)에 걸쳐지게 설치한 후, 주케이블(20)로부터 행어 케이블(50)을 하방으로 연장하여 사용자가 통행하는 바닥판(40)을 지지하게 설치된다. 이 때, 하측 케이블(30')에 지지되는 바닥판(40)은 한번에 일괄 설치가 불가능하므로, 짧은 길이의 세그먼트 바닥판이 다수로 배열되면서 사람들이 통행하는 바닥면을 형성하게 된다. 그리고 나서, 바닥판(40)에 난간 기둥(60)을 설치하고 난간 기둥(60)의 사이로 추락하는 것을 방지하는 안전 펜스(65)를 설치하여, 보도 현수교가 시공된다.

여기서, 도2a에 도시된 바와 같이 바닥판(40)은 주케이블(30)로부터 하방 연결되는 행어 케이블(50)을 통해 지지되며, 동시에 바닥판(40)을 지지하는 하측 케이블(30')에 의하여 지지된다. 한편, 교량의 길이가 짧은 경우에는 도2b에 도시된 바와 같이 하측 케이블(30')에 의해서만 바닥판(40)이 지지될 수도 있다.

이와 같이 구성된 현수 보도교(1)에 사람들이 통행하거나 바람이 불면, 상하 방향으로의 힘(F_L)에 의하여 상하 방향으로의 출렁거리는 변위가 발생된다. 이에 따라, 교량의 상하 방향의 변위에 의하여 다수의 세그먼트 바닥판(400, 401, 402,...; 40)도 함께 상하 방향으로 이동하는데, 케이블(30, 30')에 의하여 지지된 상태로 출렁거리는 상하 방향의 변위는 곡률의 변동에 따라 다수의 세그먼트 바닥판(400, 401, 402,...; 40)이 수평 방향으로의 변위(△uo, △u1, △u2)도 야기하게 된다.

그러나, 하측 케이블(30')의 곡률에 부합하게 세그먼트 바닥판의 수평 변위가 발생되어야 하지만, 교량의 상하 방향의 변위에 부합하여 세그먼트 바닥판(400, 401, 402,...)은 제각각 하측 케이블(30')과의 마찰 정도가 서로 다르므로, 세그먼트 바닥판(400, 401, 402,...)의 수평 변위는 마찰이 낮게 설치된 세그먼트 바닥판은 하측 케이블(30')의 곡률 변화에 부합하게 발생되지만, 마찰이 높게 설치된 세그먼트 바닥판은 하측 케이블(30')의 곡률 변화에도 불구하고 제자리에 그대로 머무르려고 하는 현상이 야기된다.

이와 같이, 각각의 세그먼트 바닥판(40)의 수평 변위가 마찰에 따른 불균일해짐에 따라, 세그먼트 바닥판(40)의 수평 변위의 편차로 인하여 세그먼트 바닥판(40) 사이에 국부적으로 과도한 응력이 집중되는 현상이 발생되어 국부적인 손상을 야기하는 문제가 있었다. 현수 보도교(1)의 세그먼트 바닥판의 손상은 공중에서 유지 보수를 해야 하므로, 작업자의 안전 사고를 방지하는 유지 보수 공정이 매우 까다로우므로, 수직 방향의 변위에 의하여 세그먼트 바닥판의 국부적 손상을 방지할 필요성이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 활하중이나 풍하중에 의한 변동 하중에 의하여 케이블 교량이 상하 방향으로 출렁이는 변위가 발생되더라도, 다수의 세그먼트 바닥판이 하측 케이블의 휨 변위에 상응하여 수평 변위가 원활히 이루어지면서 세그먼트 바닥판의 경계에서 국부적인 응력이 집중되어 파손에 이르는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명은, 다수의 세그먼트 바닥판이 하측 케이블의 휨 변위에 상응하여 수평 변위가 발생하지 못하여 세그먼트 바닥판 사이에서 국부적인 응력이 집중되어 파손되는 종래의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 케이블에 지지되는 세그먼트 바닥판을 각각의 설치 위치로 간편하면서도 정확하게 반송하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 도출된 것으로서, 케이블에 의하여 지지되는 다수의 세그먼트 바닥판에 의하여 통행로가 형성되는 교량의 바닥판 지지 구조로서, 상기 케이블에 거치되는 다수의 세그먼트 바닥판과; 상기 세그먼트 바닥판과 상기 케이블을 고정하는 고정 수단과; 상기 세그먼트 바닥판과 상기 케이블의 사이에 개재되어, 상기 고정 수단과 상기 세그먼트 바닥판의 사이의 슬라이딩 이동을 보조하는 케이블 슈(cable shoe)를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 케이블 교량의 바닥판 지지 구조를 제공한다.

이는, 케이블에 의하여 지지되는 다수의 세그먼트 바닥판이 케이블에 고정 수단에 의하여 고정되되, 케이블과 세그먼트 바닥판의 사이에 낮은 마찰계수로 이루어진 표면을 갖는 케이블 슈를 구비함으로써, 세그먼트 바닥판이 케이블에 대하여 낮은 마찰면을 갖는 케이블 슈에 대하여 수평 방향으로 쉽게 미끄러져 슬라이딩 이동을 하게 되어, 케이블 교량의 상하 변위가 발생될 때마다 다수의 세그먼트 바닥판이 보다 수평 방향으로의 변위가 원활하게 이루어져, 다수의 세그먼트 바닥판 사이에 국부적인 응력이 집중되는 것을 방지하기 위함이다.

이를 통해, 케이블 교량에 활하중이나 풍하중 등의 변동 하중이 작용하더라도, 케이블 교량의 상하 변위에 대응하여 케이블의 만곡 정도에 따라 세그먼트 바닥판이 원활하게 수평 방향으로 이동하면서 세그먼트 바닥판이 서로 맞닿는 경계에서 국부적으로 응력이 집중되는 현상이 방지되므로, 세그먼트 바닥판이 콘크리트를 주재료로 하더라도 파손되는 것을 최소화할 수 있다.

따라서, 대체로 계곡이나 강을 가로질러 공중에 높게 설치되는 케이블 교량에서 파손되는 것을 억제함에 따라, 케이블 교량의 유지 보수에 소요되는 인력과 비용과 시간을 절감할 수 있으며, 유지 보수 공정에서의 작업자의 안전 사고도 예방할 수 있게 된다.

여기서, 상기 케이블 슈는 상기 세그먼트 바닥판과 상기 케이블 사이의 마찰에 비하여 낮은 마찰 특성을 갖는 소재로 형성되어, 케이블 슈가 없는 종래에 세그먼트 바닥판과 케이블과의 마찰력에 비하여 낮은 마찰 상태를 유지함으로써, 케이블 슈와 세그먼트 바닥판의 접촉면과, 케이블 슈와 케이블과의 접촉면 중 어느 하나 이상에서의 미끄럼 이동이 발생되면, 세그먼트 바닥판 사이의 경계에서 응력이 집중되는 현상을 방지할 수 있다.

상기 케이블 슈는 슬라이딩 마찰을 촉진하는 코팅면이 형성될 수도 있지만, 케이블 교량이 장시간 사용되면 코팅면이 마모에 의하여 닳아 없어질 수 있으므로, 낮은 마찰 특성을 갖는 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 케이블 슈는 미끄러운 마찰 특성을 갖는 나일론, 테프론, 에코놀, 폴리이미드의 소재를 포함하여 형성될 수 있다.

상기 고정 수단은 U자형 고리로 형성되어, 상기 케이블을 고리의 폐단부에 걸고, 상기 케이블과 상기 세그먼트 바닥판의 사이에 상기 케이블 슈를 위치시키는 것에 의해 이루어질 수 있다. 이를 통해, 케이블 바닥판과 케이블을 상호 견고하게 고정하면서도, 그 사이에 케이블 슈를 개재시키는 것이 용이해진다.

여기서, 세그먼트 바닥판과 케이블의 상대 운동에도 케이블 슈가 그 사이에 신뢰성있게 위치하게 하기 위하여, 케이블 슈에는 볼트 머리를 수용하는 홈이 저면에 형성되고, 케이블 슈를 관통하는 볼트가 세그먼트 바닥판에 일체로 고정되게 구성될 수 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 케이블에 지지되는 교량용 세그먼트 바닥판의 설치 방법으로서, 시공하고자 하는 교량의 양단부를 연결하는 케이블 상에 상기 세그먼트 바닥판이 지지되게 거치시키고, 상기 세그먼트 바닥판과 상기 케이블의 사이에 걸림 형태로 연결하되, 상기 세그먼트 바닥판과 상기 케이블의 사이에 낮은 마찰면을 구비한 케이블 슈를 개재시키는 바닥판 거치단계와; 상기 세그먼트 바닥판이 상기 케이블을 타고 이송되는 형태로 상기 세그먼트 바닥판을 이송시키는 바닥판 이송단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 케이블 교량용 바닥판의 설치 방법을 제공한다.

이와 같이, 세그먼트 바닥판을 케이블 상의 정해진 위치로 이송하는 과정에서, 케이블 슈를 세그먼트 바닥판과 케이블의 사이에 개재시킴으로써, 세그먼트 바닥판과 케이블 사이의 마찰력을 낮추어 세그먼트 바닥판을 끌고 이송하는 공정이 보다 작은 동력에 의해서도 원활하게 이루어지는 잇점이 얻어진다.

이 때, 상기 바닥판 거치단계는 상기 케이블을 감싸는 U자 형태의 고정 부재로 상기 세그먼트 바닥판과 상기 케이블을 연결하고, 상기 세그먼트 바닥판과 상기 케이블의 사이에 상기 케이블 슈를 개재시키고, 상기 케이블 슈를 상기 세그먼트 바닥판에 고정시키는 것에 의해 행해진다.

그리고, 상기 바닥판 거치단계에서는 상기 U자 형태의 고정 부재를 고정시키는 고정 너트를 헐겁게 체결하고, 상기 바닥판 이송단계 이후에 상기 고정 너트를 죄어 상기 세그먼트 바닥판의 위치를 상기 케이블 상에 고정시킬 수 있다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '주케이블'이라는 용어는 하중을 지지하는 구조 부재를 지칭하는 것으로 정의하기로 한다.

그리고, 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 '세그먼트 바닥판'은 다수의 분절 블록이 종방향(교축 방향)으로 배열되어 바닥판의 일부 이상을 형성하는 형태를 모두 포함하는 것으로 정의한다. 따라서 '세그먼트 바닥판'이라는 용어에 의하여 하측 주케이블에 거치되는 세그먼트 바닥판의 길이가 제한되지 않는다. 한편, '세그먼트 바닥판'은 콘크리트를 주재료로 하여 이루어진 분절 블록이 가장 바람직하지만, 강재로 이루어진 분절 블록으로 형성될 수도 있으며, 콘크리트와 강재가 합성된 형태의 분절 블록으로 형성될 수도 있고, 상면에 철재나 목재 등으로 포장면이 형성될 수도 있다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 상기 지지대는 교대로서 설치된 형태 뿐만 아니라 교대 상에 별도로 설치된 것을 포함한다. 또한, 상기 지지대는 콘크리트를 주재료로 하여 이루어진 철근 콘크리트 블록으로 형성되는 것이 바람직하지만, 강재를 주재료로 하여 프레임 형태로 이루어질 수도 있다.

이상에서 기재된 바와 같이, 본 발명은, 사람들이 산이나 계곡을 너머 통행하는 구름다리 형태의 케이블 교량을 시공함에 있어서, 다수의 세그먼트 바닥판이 케이블에 고정 수단에 의하여 고정되어 지지하면서, 동시에 케이블과 세그먼트 바닥판의 사이에 낮은 마찰계수로 이루어진 표면을 갖는 케이블 슈를 개재시킴으로써, 세그먼트 바닥판이 케이블에 대하여 낮은 마찰면을 갖는 케이블 슈에 대하여 수평 방향으로 쉽게 미끄러져 슬라이딩 이동을 하게 되어, 케이블 교량의 상하 변위가 발생될 때마다 다수의 세그먼트 바닥판이 보다 수평 방향으로의 변위가 원활하게 이루어져, 다수의 세그먼트 바닥판 사이에 국부적인 응력이 집중되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이를 통해, 본 발명은 케이블 교량에 활하중이나 풍하중 등의 변동 하중이 작용하더라도, 케이블 교량의 상하 변위에 대응하여 케이블의 만곡 정도에 따라 세그먼트 바닥판이 원활하게 수평 방향으로 이동하게 되어 세그먼트 바닥판이 서로 맞닿는 경계에서 국부적으로 응력이 집중되지 않으므로, 세그먼트 바닥판의 경계가 파손되는 것을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명은 케이블 교량의 유지 보수에 소요되는 비용과 위험을 줄이는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 케이블 교량의 세그먼트 바닥판을 케이블 상의 정해진 위치로 이송함에 있어서, 케이블과 세그먼트 바닥판의 사이에 낮은 마찰면을 갖는 케이블 슈를 개재시킴으로써, 세그먼트 바닥판에 바퀴가 달린 별도의 대차를 별도로 준비하여 고정시키지 않더라도, 세그먼트 바닥판이 케이블을 따라 원활히 슬라이딩 이동함으로써, 윈치와 같은 낮은 동력을 사용하면서도 세그먼트 바닥판을 정확하게 위치 이동시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다. .

도1은 산이나 계곡에 설치되는 종래의 케이블 교량의 구성을 도시한 정면도,
도2a는 도1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도,
도2b는 다른 형태의 케이블 교량의 횡단면도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 교량의 구성을 도시한 도면,
도4는 도3의 절단선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도,
도5는 도4의 'A'부분의 확대도,
도6은 도5의 케이블 슈의 사시도,
도7은 도3의 'B'부분의 확대도,
도8a 내지 도8e는 케이블 교량용 바닥판의 설치 방법에 따른 구성을 순차적으로 도시한 도면,
도9는 본 발명의 케이블 교량의 상하 변위 시에 세그먼트 바닥판의 거동을 도시한 모식도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 교량의 바닥판 설치구조에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥판 설치구조가 적용된 케이블 교량(100)은 계곡 등을 가로질러 연결하고자 하는 서로 이격된 2개의 위치에 설치된 지지대(110)와, 서로 이격된 지지대(110)를 2열 이상으로 연결 설치된 하측 주케이블(130)과, 하측 주케이블(130)에 비하여 높은 위치에 배치되게 지지대(110)를 2열 이상으로 연결 설치된 상측 케이블(120)과, 하측 주케이블(130)에 지지되게 설치되어 통행로를 형성하는 다수의 세그먼트 바닥판(140)과, 세그먼트 바닥판(140)의 양측 가장자리를 따라 세그먼트 바닥판(140)과 일체 고정된 난간 기둥(150)과, 난간 기둥(150)에 고정되어 통행로의 바깥으로 추락하는 것을 방지하는 안전 펜스(160)와, 하측 주케이블(130)과 상측 케이블(120)을 고정시키면서 상하 간격으로 이격시키는 가이드 프레임(190)으로 구성된다.

상기 지지대(110)는 교대의 교좌 장치 상에 얹혀지는 형태로 설치될 수도 있고 그 자체로 교대를 형성할 수도 있다. 지지대(110)는 주로 콘크리트를 주재료로 하는 철근 콘크리트 구조물로 형성되며, 경우에 따라서는 강재로 프레임 형태로 형성되거나, 강재 프레임과 콘크리트 구조물이 결합된 형태로 형성될 수도 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 지반 상태에 따라 지지대(110)는 암반층까지 강봉으로 연장되어 견고하게 위치 고정될 수도 있다.

상기 상측 케이블(120)은 하측 주케이블(130)로부터 정해진 높이(H)만큼 이격되어 서로 이격된 지지대(110)를 연결 설치된다. 여기서 정해진 높이(H)는 대략 세그먼트 바닥판(140)의 높이와, 난간 기둥(150)의 높이의 합으로 정해진다. 상측 케이블(120)은 난간 기둥(150)이 배열되는 바닥판 양측 가장자리를 따라 2열로 배열되고, 난간 기둥(150)의 상단부와 연결되어 교량을 통행하는 통행인의 핸드레일의 역할을 한다. 상측 케이블(120)은 고정하중 및 활하중을 지지하기에 얇은 케이블로 형성될 수도 있지만, 고정 하중 및 활하중을 지지하는 구조 부재로 형성된 주케이블로 형성될 수도 있다.

상측 케이블(120)은 직선 형태로 지지대(110)의 사이를 연결하게 설치될 수도 있지만, 주변 경관과 어울리도록 자중에 의하여 자연스럽게 하방 만곡된 형태로 설치된다.

상기 하측 주케이블(130)은 지지대(110)의 바닥면에 위치한 대략 수평 자세로 설치된 하측 고정대(1903)로부터 연장되어 상호 연결되며, 시공 단계에서 세그먼트 바닥판(140)을 지지하는 역할을 하며, 시공이 완료된 상태에서는 상측 주케이블(120)과 함께 세그먼트 바닥판(140)을 지지한다. 하측 주케이블(130)도 역시 주변 경관과 어울리도록 자중에 의하여 자연스럽게 하방 만곡된 형태로 설치된다.

하측 주케이블(130)은 양측 저면에 2열이 배치되며, 세그먼트 바닥판(140)의 중량에 따라 중앙부 케이블(130')을 포함하여 세그먼트 바닥판(140)의 저면에 3열 이상으로 배치되어 세그먼트 바닥판(140)을 지지하는 구조 부재로 작용한다. 상기 세그먼트 바닥판(140)은 현장에서 제작될 수도 있지만 공장에서 프리캐스트 철근 콘크리트나, 철재나, 목재 중 어느 하나 이상의 소재를 이용하여 대략 2m ~ 5m 정도의 작은 길이로 미리 제작되어, 현장으로 운반되므로, 현장 시공 기간을 단축할 수 있다. 이를 위하여 세그먼트 바닥판(140)은 형성된다. 하측 주케이블(130) 상에 거치되는 형태로 설치되는 세그먼트 바닥판(140)은 지지대(110) 사이의 공간을 일렬로 채워 사용자가 통행하는 통행로를 상면에 형성한다.

세그먼트 바닥판(140)의 상면에는 사용자가 미끄럼없이 통행하기 편리한 판면(145)이 적층될 수도 있고, 도면에 도시되지 않았지만 하측 주케이블(130)의 하향 만곡 기울기에 따라 계단이 형성될 수도 있다.

세그먼트 바닥판(140)은 1차적으로 하측 주케이블(130)에 의하여 지지되며, 하측 주케이블(130)과 분리되지 않도록 U자형 고리부재(149)를 고정 수단으로 하여 하측 주케이블(130)과 U자형 고리부재(149)의 상단부를 너트(149a)로 체결되어 고정된다. 도5에 도시된 바와 같이, 세그먼트 바닥판(140)과 하측 주케이블(130)의 사이에는 낮은 마찰 특성을 갖는 소재로 형성된 케이블 슈(cable shoe, 200)가 개재되어, 세그먼트 바닥판(140)이 하측 주케이블(130)의 연장 방향으로 원활하게 수평 슬라이딩 이동을 하도록 보조한다.

여기서, 케이블 슈(200)는 세그먼트 바닥판(140)과 하측 주케이블(130)이 직접 접촉한 상태의 마찰면에 비하여, 하측 주케이블(130)과 케이블 슈(200)와의 마찰면이 보다 낮은 마찰 계수를 갖도록 그 소재(material)가 정해진다. 예를 들어, 케이블 슈(200)는 나일론 소재나, 테프론 소재, 에코놀, 폴리이미드로 이루어지거나 이들의 조합으로 이루어지거나, 이들 중 일부를 포함하는 소재로 형성되어, 저마찰 상태를 구현한다.

한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 케이블 슈(200)는 일반 강성재질로 이루어지고 그 표면에 저마찰 코팅면이 형성된 형태로 형성될 수도 있다. 그러나, 현수 보도교(100)를 통행하는 사람들의 무게나 풍하중에 의하여 상하로 출렁이는 변위가 자주 발생되어, 케이블 슈(200)와 하측 주케이블(130) 사이의 상대 변위가 수시로 발생되므로, 케이블 교량(100)이 시공 이후에 장시간 사용되면 저마찰 코팅면이 마모에 의하여 닳아 없어지므로, 케이블 슈(200)는 저마찰 특성을 갖는 소재 자체로 이루어지는 것이 훨씬 효과적이다. 케이블 슈(200)를 저마찰 특성을 갖는 소재로 형성함으로써, 케이블 슈(200)가 마모에 의하여 조금씩 닳아 없어지더라도, U자형 고리부재(149)를 체결하는 너트(149a)를 조금씩 죄는 유지 보수에 의하여 초기의 저마찰 상태를 교량의 수명 기간 내에 항상 일정하게 유지할 수 있다.

케이블 슈(200)는 세그먼트 바닥판(140)의 저면과 하측 케이블(130)의 상면과 일정한 접촉면을 유지해야 하므로, 도6에 도시된 바와 같이, 상면(201S)은 세그먼트 바닥판(140)의 저면 형상으로 평탄하게 형성되고, 저면(202S)은 하측 케이블(130)의 곡률에 맞춰 곡면으로 형성되는 것이 좋다.

한편, 케이블 슈(200)는 후술하는 바와 같이 세그먼트 바닥판(140)을 하측 주케이블(130) 상의 정해진 설치위치로 이동시키는 과정에서, U자형 고정 부재(149)와 하측 주케이블(130)의 사이에 위치한 케이블 슈(200)가 이탈할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 도8c에 도시된 바와 같이 케이블 슈(200)에는 고정 볼트(77)가 관통하는 관통공(200a)이 형성되고, 동시에 고정 볼트(77)의 머리를 수용하는 홈(200x)이 저면에 형성되어, U자형 고정 부재(149)가 설치되는 위치에 케이블 슈(200)가 세그먼트 바닥판(140)에 고정 볼트(77)로 일체 고정되게 설치될 수도 있다. 도면에는 편의상 1개의 케이블 슈(200)에 하나의 고정 볼트(77)로 고정하는 것으로 도시되었지만, 케이블 슈(200)의 견고한 고정을 위하여 2개 이상의 위치에서 고정 볼트(77)로 케이블 슈(200)를 세그먼트 바닥판(140)의 저면에 고정시킨다.

이를 통해, 세그먼트 바닥판(140)과 하측 주케이블(130)이 상호 수평 방향(130d)으로의 상대 변위가 발생되더라도, 케이블 슈(200)의 위치가 세그먼트 바닥판(140) 저면의 정해진 위치에 틀어지지 않고 신뢰성있게 하나의 위치에서 고정된 상태를 유지하므로, 하측 주케이블(130)과 케이블 슈(200)가 항상 일정한 접촉면을 유지할 수 있다.

세그먼트 바닥판(140)과 하측 주케이블(130) 사이를 고정하는 고정 수단으로 U자형 고리부재(149)가 사용됨으로써, 하측 주케이블(130)을 고리 부재(149)의 폐단부에 걸고, 하측 주케이블(130)과 세그먼트 바닥판(140)의 사이에 케이블 슈(200)를 위치시키는 것이 용이해지고 케이블 바닥판(140)과 하측 주케이블(130)을 상호 견고하게 고정할 수 있다. 여기서, U자형 고리부재(149)로 세그먼트 바닥판(140)과 하측 주케이블(130)을 연결하는 위치는, 도7에 도시된 바와 같이, 교축 방향을 따라 하나의 세그먼트 바닥판(140)에 대하여 다수로 정해지고, U자형 고리부재(149)가 설치되는 위치마다 케이블 슈(200)가 설치된다. 다만, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, U자형 고리부재(149)가 설치되는 위치의 간격이 좁은 일부에서는 케이블 슈(200)의 설치가 생략될 수도 있다.

다만, 도면에 예시된 실시예에는, 세그먼트 바닥판(140)과 하측 주케이블(130) 사이를 고정하는 고정 수단으로 U자형 고리부재(149)를 예로 들었지만, 세그먼트 바닥판(140)과 하측 주케이블(130)을 고정하는 다른 형태의 수단(예를 들어, 도2a에 도시된 것과 유사한 형태로 세그먼트 바닥판(140)이 하측 주케이블(130)을 수용하는 홈이 형성될 수도 있음)으로 다양하게 변경 가능하며, 이와 같이 변경된 구성도 본 발명의 범주에 속한다.

상기 난간 기둥(150)은 세그먼트 바닥판(140)에 대하여 회전 변위가 발생되지 않고 일체로 거동하는 형태로 세그먼트 바닥판(140)에 고정된다. 예를 들어, 세그먼트 바닥판(140)에 난간 기둥(150)을 다수의 볼트 체결이나 용접으로 강결 고정시킨다. 난간 기둥(150)이 상측 케이블(120)과 U자형 고리 부재(155)로 나사체결 형태의 너트(155a)로 고정되어, 상측 케이블(120)은 통행인가 잡고 통행하는 것을 보조하는 난간 손잡이 역할을 하게 된다.

난간 기둥(150)의 교축 방향으로의 사잇 공간을 와이어 메쉬(165)로 메우는 안전 펜스(160)가 설치하여, 통행인이 추락하는 것을 방지하는 벽면 역할을 한다.

상기 가이드 프레임(190)은 지지대(110)에 견고하게 지지되고, 하측 주케이블(130)과 상측 케이블(120)의 사이에 높이(H) 차이를 유지하기 위하여 지지대(110)에 설치되어, 케이블(120, 130)로부터 전달되는 하중을 지지대(110)로 전달하여 이 하중을 지지하는 역할을 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 교량용 세그먼트 바닥판의 설치 구조는, 다수의 세그먼트 바닥판(140)이 하측 주케이블(130)에 고정 수단(149)에 의하여 고정되어 지지하면서, 동시에 하측 주케이블(130)과 세그먼트 바닥판(140)의 사이에 낮은 마찰면을 갖는 케이블 슈(200)를 개재시킴으로써, 세그먼트 바닥판(140)이 케이블에 대하여 낮은 마찰면을 갖는 케이블 슈(200)에 대하여 수평 방향(130)으로 쉽게 미끄러져 슬라이딩 이동을 하게 유도함으로써, 도9에 도시된 바와 같이 외력(F_L)에 의하여 케이블 교량(100)의 상하 변위(140d)가 발생될 때마다 다수의 세그먼트 바닥판(1400, 1401, 1402, 1403,...; 140)이 각각 하측 주케이블(130)의 만곡 휨 변위에 대응하여 수평 방향으로의 변위(△uo, △u1, △u2, △u3)가 모두 원활하게 이루어지게 됨으로써, 시공이 완료된 상태에서 작용하는 변동하중에 의해서도 다수의 세그먼트 바닥판(140)의 경계에서 국부적인 응력이 집중되어 균열이나 파손이 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 세그먼트 바닥판(140)을 유지 보수하는 데 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있는 잇점이 얻어진다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 교량(100)의 바닥판 설치 방법을 순차적으로 상술한다.

단계 1: 도8a에 도시된 바와 같이, 강이나 계곡(8)을 사이에 두고 시공하고자 하는 이격된 2군데의 교량 양단부의 위치에 지지대(110)를 가설하고, 지지대(110)에 상측 주케이블(130)과 하측 주케이블(120) 사이의 높이(H)를 유지하는 가이드 프레임(190)이 지지대(110)에 일체화되도록 고정 설치한다.

그 다음, 계곡이나 강(8)을 너머 반대편의 지지대(110)까지 케이블(120, 130)을 연장시켜 고정한다.

단계 2: 한편, 단계 1을 행하는 동안에, 세그먼트 바닥판(140)과, 난간 기둥(150) 및 안전 펜스(160)는 미리 공장에서 제작되어 시공 현장으로 운반되며, 도8b에 도시된 바와 같이, 시공 현장의 지상에서 세그먼트 바닥판(140)에 난간 기둥(150)과 안전 펜스(160)를 고정 설치하여, 난간 기둥(150)과 안전 펜스(160)가 설치된 가조립 바닥판(101)을 조립한다. 세그먼트 바닥판(140)에는 하측 주케이블(130)을 고정하기 위한 고정 수단으로서 U자형 고리부재(149)가 삽입되기 위한 구멍(149y)이 미리 형성되어 있다.

단계 3: 그리고 나서, 도8c에 도시된 바와 같이, 세그먼트 바닥판(140)의 저면에 저마찰 소재로 형성된 케이블 슈(200)를 고정 볼트(77)로 고정하고, 세그먼트 바닥판(140)을 인상하여 하측 주케이블(130)상에 세그먼트 바닥판(140)이 지지되게 거치한 상태에서, U자형 고리부재(149)로 하측 주케이블(130)을 감싸면서 양단부가 세그먼트 바닥판(140)의 구멍(149y)을 관통시킨 후, U자형 고리부재(149)의 양단부에 고정 너트(149a)를 헐겁게 체결하여, 세그먼트 바닥판(140)과 하측 주케이블(130)이 U자형 고리부재(149)에 의하여 걸림 형태로 연결되게 한다. 이에 따라, 세그먼트 바닥판(140)과 하측 주케이블(130)의 사이에는 케이블 슈(200)가 개재된 상태로 유지되고, 동시에 케이블 슈(200)와 하측 주케이블(130)은 상호 들뜨는 것이 가능한 헐거운 접촉면을 이루게 된다.

단계 4: 그리고 나서, 도8c 및 도8d에 도시된 바와 같이 세그먼트 바닥판(140)에 마련된 반원형 고리(147)에 윈치 케이블(99c)의 끝단에 고정된 윈치 고리(99)를 걸고, 윈치 케이블(99c)을 잡아당겨, 가조립 바닥판(101)을 하측 주케이블(130)을 타고 정해진 설치 위치까지 슬라이딩 형태로 이송(101d)한다.

이 때, 세그먼트 바닥판(140)과 하측 주케이블(130)의 사이에는 낮은 마찰면을 갖는 케이블 슈(200)가 개재되어 있으므로, 바퀴가 달린 대차를 가조립 바닥판(101)에 설치하지 않고서도 가조립 바닥판(101)을 하측 주케이블(130)을 타고 원활하게 슬라이딩 이송할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.

더욱이, 가조립 바닥판(101)을 이송하는 동안에는 U자형 고리부재(149)의 양단부가 고정 너트(149a)와 헐거운 상태로 체결되어 있으므로, 가조립 바닥판(101)의 저면이 하측 주케이블(130)과 가압된 상태가 아니므로, 원활하게 슬라이딩 이동시킬 수 있다. 또한, 케이블 슈(200)가 가조립 바닥판(101)의 정해진 위치에 견고하게 고정된 상태가 고정 볼트(77)에 의해 이동 중에도 유지되어, 가조립 바닥판(101)이 하측 주케이블(130)을 타고 이동하는 동안에 케이블 슈(200)가 이탈하거나 자세가 변동할 가능성을 완전히 배제할 수 있으므로, 윈치를 이용한 낮은 동력을 사용하더라도 가조립 바닥판(101)을 원활하게 이동시킬 수 있고, 작업자의 숙련도와 무관하게 가조립 바닥판(101)을 정해진 설치 위치로 정확하고 간편하게 이동시킬 수 있다.

단계 5: 단계 4를 반복하여 도8e에 도시된 바와 같이 하측 주케이블(130) 상에 가조립 바닥판(101)이 모두 정해진 설치 위치에 도달하여, 세그먼트 바닥판(140)이 종방향으로 밀착하여 통행할 수 있는 통행로가 세그먼트 바닥판(140)의 상면에 형성되도록 한다.

단계 6: 하측 주케이블(130) 상의 정해진 설치 위치로 가조립 바닥판(101)이 도달하면, 작업자는 U자형 고리부재(149)의 양단부에 헐겁게 가체결되어 있던 고정 너트(149a)를 죄어, 세그먼트 바닥판(140)과 하측 주케이블(130)의 위치를 견고하게 고정한다. 이 공정은 단계 4에서 하나의 가조립 바닥판(101)이 정해진 설치 위치에 도달할 때마다 하나씩 행할 수도 있고, 단계 5에 의하여 모든 가조립 바닥판이 정해진 설치 위치에 도달한 상태에서 일괄 행할 수도 있다.

이 때, 세그먼트 바닥판(140)의 저면에는 저마찰 특성을 갖는 케이블 슈(200)가 개재된 상태이므로, 시공이 완료된 상태에서 세그먼트 바닥판(140)이 하측 주케이블(130)에 대하여 접촉면이 낮은 마찰 상태를 케이블 슈(200)에 의하여 유지되는 상태이므로, 케이블 교량(100)의 상하 변위(140d)가 발생될 때마다 다수의 세그먼트 바닥판(140)이 하측 주케이블(130)의 변동하는 휨 변위에 대응하여 수평 방향으로 쉽게 미끄러져 슬라이딩 이동을 하게 되므로, 다수의 세그먼트 바닥판 들(140) 중 일부가 덜 수평이동되어 세그먼트 바닥판(140)의 경계면에서 국부적인 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있다.

단계 7: 단계 6에 의하여 바닥판의 설치 공정이 종료되며, 케이블 교량(100)의 시공을 완료하기 위하여, 각 가조립 바닥판(101)의 난간 기둥(150)의 상단부를 상측 주케이블(120)과 연결 고정하여, 상측 주케이블(120)과 세그먼트 바닥판(140)을 구조적으로 연계시킨다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 교량(100)의 세그먼트 바닥판의 설치 방법은, 세그먼트 바닥판(140)과 하측 주케이블(130)의 사이에 낮은 마찰 특성을 갖는 케이블 슈(200)를 개재시킴으로써, 세그먼트 바닥판(140)이 하측 주케이블(130)을 타고 정해진 설치 위치까지 도달하기 위하여 바퀴가 달린 대차를 이용하지 않고서도, 원활히 세그먼트 바닥판(140)을 이동시킬 수 있으므로 설치 공정을 보다 단순화되면서도 효율적으로 이루어지는 효과를 얻을 수 있다.

더욱이, 세그먼트 바닥판(140)을 정해진 설치 위치로 이동하기에 앞서 케이블 슈(200)를 세그먼트 바닥판(140)에 고정 볼트(77)로 견고하게 위치 고정시킴으로써, 세그먼트 바닥판(140)이 하측 주케이블(130)을 타고 슬라이딩 이동하는 동안에도 케이블 슈(200)의 자세가 일정하게 유지되어 원활하게 정해진 설치 위치로 이동시킬 수 있는 잇점도 얻어진다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어, 도면에 도시된 실시예에는 가이드 프레임에 의하여 상측 케이블과 하측 케이블의 간격이 작은 케이블 교량을 예로 들었지만, 상측 케이블을 지지하는 주탑이 형성되는 케이블 교량 등 케이블에 의하여 세그먼트 바닥판이 지지되는 모든 형태의 케이블 교량에 대해서도 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 본 발명이 적용되는 것은 당업자에게 자명하다.

77: 고정 볼트 99c: 윈치 케이블
100: 케이블 교량 101: 가조립 바닥판
110: 지지대 120: 하측 주케이블
130: 상측 주케이블 140: 세그먼트 바닥판
149: U자형 고리부재 149a: 고정 너트
150: 난간 기둥 160: 안전 펜스
190: 가이드 프레임 200: 케이블 슈

Claims (10)

1. 케이블에 의하여 지지되는 다수의 세그먼트 바닥판에 의하여 통행로가 형성되는 교량의 바닥판 지지 구조로서,
   상기 케이블에 거치되는 다수의 세그먼트 바닥판과;
   상기 세그먼트 바닥판과 상기 케이블을 고정하는 고정 수단과;
   상기 세그먼트 바닥판과 상기 케이블의 사이에 개재되어, 상기 고정 수단과 상기 세그먼트 바닥판의 사이의 슬라이딩 이동을 보조하는 케이블 슈를;
   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 케이블 교량의 바닥판 지지 구조.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 케이블 슈는 상기 세그먼트 바닥판과 상기 케이블 사이의 마찰에 비하여 낮은 마찰 특성을 갖는 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 케이블 교량의 바닥판 지지 구조.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 케이블 슈는 나일론, 에코놀, 테프론 소재, 폴리이미드의 소재를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 케이블 교량의 바닥판 지지 구조.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 케이블 슈는 상면이 평탄하고, 저면이 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 케이블 교량의 바닥판 지지 구조.
   
5. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고정 수단은 U자형 고리로 형성되어, 상기 케이블을 고리의 폐단부에 걸고, 상기 케이블과 상기 바닥판의 사이에 상기 케이블 슈를 위치시키는 것을 특징으로 하는 케이블 교량의 바닥판 지지 구조.
   
6. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 케이블 슈는 상기 세그먼트 바닥판에 일체로 고정되는 것을 특징으로 하는 케이블 교량의 바닥판 지지 구조.
   
7. 케이블에 지지되는 교량용 세그먼트 바닥판의 설치 방법으로서,
   시공하고자 하는 교량의 양단부를 연결하는 케이블 상에 상기 세그먼트 바닥판이 지지되게 거치시키고, 상기 세그먼트 바닥판과 상기 케이블의 사이에 걸림 형태로 연결하되, 상기 세그먼트 바닥판과 상기 케이블의 사이에 낮은 마찰면을 구비한 케이블 슈를 개재시키는 바닥판 거치단계와;
   상기 세그먼트 바닥판이 상기 케이블을 타고 이송되는 형태로 상기 세그먼트 바닥판을 이송시키는 바닥판 이송단계를;
   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 케이블 교량용 바닥판의 설치 방법.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 바닥판 거치단계는 상기 케이블을 감싸는 U자 형태의 고정 부재로 상기 바닥판과 상기 케이블을 연결하고, 상기 바닥판과 상기 케이블의 사이에 상기 케이블 슈를 개재시키는 것을 특징으로 하는 케이블 교량용 바닥판의 설치 방법.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 바닥판 거치단계에서 상기 케이블 슈는 상기 세그먼트 바닥판에 고정는 것을 특징으로 하는 케이블 교량용 바닥판의 설치 방법.
   
10. 제 7항에 있어서,
    상기 바닥판 거치단계에서는 상기 U자 형태의 고정 부재를 고정시키는 고정 너트를 헐겁게 체결하고, 상기 바닥판 이송단계 이후에 상기 고정 너트를 죄어 상기 세그먼트 바닥판의 위치를 상기 케이블 상에 고정시키는 것을 특징으로 하는 케이블 교량용 바닥판의 설치 방법.
    
    

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