KR20160026213A

KR20160026213A - 기둥연결부에 프리스트레스를 도입하고 h형강 기성품을 사용한 자전거 보도용 교량의 설계 및 시공 방법

Info

Publication number: KR20160026213A
Application number: KR1020140114310A
Authority: KR
Inventors: 문병옥
Original assignee: 청원엔지니어링(주)
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-03-09

Abstract

본 발명은 차량이 사용하지 않으면서 자전거와 사람이 사용하는 보도교의 시공에 관한 것이다.
보도교는 재하되는 하중이 작고, 지간이 짧으며, 교량의 폭원이 좁다. 이에 따라서 사용되는 교량의 하부구조의 기둥과 코핑, 상부구조의 거더와 슬래브 난간등은 간단하고 크기가 상대적으로 작은 것이 바람직하다.
따라서 보도교는 차량을 위한 교량과는 다르게 설계하고 시공하는 것이 바람직하다.
따라서 보도교에 재하되는 하중에 충분히 견디면서 시공을 쉽게 하기 위하여 기둥부와 코핑을 연결하기 위한 방법을 제시하고 코핑을 주위에서 쉽게 구할 수 있는 재료를 사용하여 교량을 완성하는 방법을 제시하고자 한다.
기둥(100)과 코핑(300,400)을 연결하기 위하여 전에 사용하던 용접하여 직접 연결하는 방법을 지양하고 기둥의 내부에 특별한 장치를 사용하여 프리스트레싱을 가하여 코핑과 기둥의 연결하는 원형관(200)을 사용하여 연결하고,
코핑(300,400)은 주위에서 흔히 구할 수 있는 H형강을 사용하여 필요한 개수 만큼 붙여서 완성하므로서 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기둥의 외부에 코핑과 기둥을 연결하기 위한 볼트너트가 외부에 없으므로 미관이 좋다. 또한 기둥의 내부에 있는 볼트를 조이기만 하면 되므로 시공이 간편하다.
둘째, 코핑의 재료를 주위에서 흔히 구할 수 있는 H형강을 사용하므로 시공이 간편하다.
셋째, 교량의 시공이 간편하고 흔히 구할 수있는 재료로 쉽게 제작 하므로 공사기간 및 공사비가 줄어든다.
넷째, 코핑과 원형관 그리고 부속재료가 같은 모양으로 쉽게 대량 생산이 가능하다.

Description

기둥연결부에 프리스트레스를 도입하고 H형강 기성품을 사용한 자전거 보도용 교량의 설계 및 시공 방법{PEDESTRIAN BRIDGE DESIGN AND CONSTRUCTION METHOD USING READY MADE H-BEAM WITH PRESTRESSED FORCES ON COLUMN INSIDE CONNECTION}

본 발명은 건설 분야의 교량의 시공에 관한 것으로서, 재하되는 하중이 크지 않고 자중이 가벼운 보도교에, 프리스트레스를 도입하여 교량 하부 교각의 코핑과 기둥을 연결 시키고 코핑의 재료를 흔히 구할 수 있는 H형강 기성품을 사용하여 제작하는 방법이다.

교량에는 여러가지 종류가 있으며 형식에 따라 현수교, 사장교, 거더교, 라멘교등 여러 가지로 분류되며 이용하는 수단에 따라 도로교, 철도교, 보도교 기타 여러가지 종류로 분류된다.

그러나 주로 차량이 이용하는 도로교와 기차가 이용하는 철도교와는 다르게 보도교는 다음과 같은 차이가 있다.

첫째, 도로교와 철도교는 재하되는 하중이 엄청나게 크지만 보도교는 상대적으로 적은 군집하중만 재하 된다.

둘째, 도로교와 철도교는 지간이 길고 폭원이 넓지만, 보도교는 지간이 상대적으로 짧고 폭원이 좁다.

셋째, 위와 같은 이유로 인하여 도로교와 철도교는 구조물이 복잡하고 크지만 보도교는 상대적으로 간단하고 작다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에서 사용되는 기술은 주로 자전거와 사람이 사용하는 보도교에 사용되는 것으로서 하중이 크지 않고 지간이 길지 않은 교량을 흔히 주위에서 구할 수 있는 H형강 기성품을 사용하여 제작하여 시공하면서, 복잡한 과정을 거치지 않고 교량 하부의 코핑과 기둥을 연결하여 시공하는 방법이다.

기존의 보도교는 중차량들이 통과하는 도로교 및 철도교 등에서 설계하고 시공하는 과정을 그대로 따라하는 방법으로 교량의 공사비용이 과다하게 지출된다. 재료를 시중에서 흔히 구할 수있는 H형강을 사용하여 상부 거더 뿐만 아니라 하부 교각도 제작하고 시공하면 공사비를 상당량 절감 할 수 있을 뿐만 아니라 공사기간도 단축 시키고,

또한 교각에서 기둥과 코핑부의 연결을 기둥의 외부가 아니라 내부에서 프리스트레싱을 도입하여 연결 하므로서 미관이 좋고 시공이 간편하여 공사기간 또한 단축되고 공사비를 절감하는 것을 목적으로 한다.

상기과제의 해결을 위하여, 본 발명은 교량 지반에 단단히 고정되어 있는 교각의 기둥(100)에 원형관(200)을 미리 제작하여 접착용 에폭시(110)를 바르는 것이 바람직하다. 원형관(200)은 상부에 원형판(260)을 용접하여 고정시키고 원형판(260)은 가운데 커다란 구멍이 있으며 상부코핑(300,400)을 고정시키기 위하여 볼트구멍(20)을 가지는 것이 바람직하다. 또한 보강용 리브(240)를 내측에 붙여서 원형의 강성을 보강하고 리브(250)를 외측에 붙여서 교각의 기둥(100)을 고정 시키는 것이 바람직하다. 원형관(200)의 하부는 프리스트레스를 도입하기 위하여 원형관(200)의 상부까지 4등분으로 자르고 잘라진 상부는 집중하중을 피하기 위하여 구멍(23)을 가지는 것이 바람직하다.

원형관(200)의 하부 내부에는 팽창 프리스트레스를 도입하기 위한 강재 판형(210,220)을 부착시키며 강재판형(210,220)은 십자가 형태로 마주보며 가운데 가 공간을 가지는 아치로 이루어지며 볼트너트(201)를 끼워서 조이기 위한 구멍(21,22)를 가지는 것이 바람직하다.

원형판(260)의 상부에는 교각의 코핑(300,400)을 연결하기 위한 구멍(30)을 가지는 것이 바람직하다. 원형판(260)의 상부에는 코핑의 수평을 유지하기 위하여 구멍(32)을 가지는 끼움판(302)을 사용하는 것이 바람직하다.

원형관(200)의 상부는 H형강끼리 부착하여 제작한 코핑(300,400)이 있으며하부에는 볼트너트(301) 연결을 위한 구멍(30)이 있으며 상부에는 거더와 볼트너트(401) 연결을 위한 구멍(40)이 있는 것이 바람직 하다. H형강끼리 부착하여 제작한 코핑(300,400)은 보강재(310,410)를 부착하는 것이 바람직하다.

코핑(400)의 상부는 거더(500)가 있으며 거더(500)하부에는 코핑(400)과 볼트너트(401) 연결을 위한 구멍(50)이 있으며 거더(500)의 웨브에는 가로보(600)가 부착되는 것이 바람직하다.

거더(500)와 가로보(600)의 상단은 보행자 통행을 위하여 목재(700) 등으로 포장되는 것이 바람직하다.

본 발명은 다음과 같은 기본적인 효과가 있다.

첫째, 절토사면, 성토사면, 제방등과 같이 유휴부지를 활용하여 교량을 시공 할 수 있다.

둘째, 본 발명은 교량의 시공 방법에 관한 것으로서 선형에 제약을 받지 않는다.

셋째, 본 발명은 강관말뚝 뿐만 아니라 PHC콘크리트말뚝에도 적용이 가능하며 자연훼손을 최소화 시킨다.

네째, 본제품은 공장에서 제작하여 현장에서 조립하므로 시공 속도가 빠르고 공사비가 줄어든다.

다음과 같은 추가적인 효과가 있다

첫째, 강관 내부에서 기둥부와 코핑의 연결을 하므로 미관이 수려하다.

둘째, 코핑의 제작을 별도의 강재를 구매 절단,용접하여 제작하지 않고 기성제품인 H형강을 사용 하므로 제작비가 절감되고 시공 속도가 다른 보도교 시공 속도보다 빠르다.

셋째, 시중에서 흔히 구할 수 있는 규격품을 사용하므로 품질을 신뢰 할 수 있다.

도 1은 자전거 보도용 교량의 조립된 모양을 나타내는 정면도이다.
도 2는 자전거 보도용 교량을 조립하기 전 각 부재들의 정면도이다.
도 3은 기성제품 H형강을 사용한 상단 코핑부의 평면도이다.
도 4는 기성제품 H형강을 사용한 하단 코핑부의 평면도이다.
도 5는 프리스트레스 도입을 위한 강재판형과 원형관 기둥의 평면도이다.
도 6은 기둥과 코핑을 연결하기 위한 연결부(원형관, 원형판, 보강재등)의 사시도이다.
도 7은 기둥과 코핑을 연결하기 위한 연결부의 평면도이다.
도 8은 기둥과 코핑을 연결하기 위한 연결부의 측면도이다.
도 9는 상하 강재 연결판의 사시도이다.
도 10은 강재 연결판이 원형관에 부착되고 기둥에 끼워진 측면도이다.
도 11은 끼움판의 사시도이다.

이하 첨부 도면을 참조하여 시공 및 조립 방법을 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 2 에서 도시 된 바와 같이 교각의 기둥(100)은 지반에 단단히 고정되게 시공하는 것이 바람직 하다.

도 6 내지 도 7, 도 8에 도시된 바와같이 미리 제작한 원형관(200) 표면에 접착용에폭시(110)를 바르고 기둥에 끼우는 것이 바람직하다.

강재판형(210,220)에 끼워진 볼트(201)를 조여서 발생하는 프리스트레싱 힘으로 기둥에 단단히 고정 시키는 것이 바람직하다.

도 5 내지 도 9, 도 10에 도시된 바와 같이 원형관(200)의 내부에는 프리스트레싱을 도입하기 위하여 구멍(21,22)을 만들고 볼트(201)가 끼워진 강재 판형(210,220)이 용접 연결되어 있으며 상부에는 보강용 리브(240,250)을 용접연결한 원형판(260)을 용접하여 부착한다.

도 1 내지 도 2, 도 4에 도시된 바와 같이 H형강을 사용하여 하단코핑(300)을 제작한다. 이때 보강용리브(310)를 용접하여 부착하고 코핑 고정용 구멍(30)을 하단에 가공하는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 2, 도 3에 도시된 바와 같이 H형강을 사용하여 상단코핑(400)을 제작한다. 이때 보강용리브(410)를 용접하여 부착하고 거더(500) 고정용 구멍(40)을 상단에 가공하는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 2에서 도시된 바와 같이 상,하단 코핑(300,400)의 접촉부 플렌지 양단을 용접하여 연결을 하고 플렌지 하부의 구멍(30), 원형판(260)의 구멍(20)을 관통하는 볼트(301)를 끼워서 단단히 고정 시킨다. 이때 필요시 수평을 유지하기 위하여 도 11에서 도시된 바와 같은 구멍(32)을 가지는 끼움판(302)을 끼우는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 2에서 도시된 바와 같이 코핑(400)의 상단에 일정한 간격으로 볼트(401)를 사용하여 거더(500)를 고정 시킨다.

도 1 내지 도 2에서 도시된 바와 같이 거더(500)에 가로보(600)를 연결하고 보행자 통행을 위하여 목재등으로 포장(700)을 한다.

20 : 원형판 구멍 21 : 강재판형 상부구멍
22 : 강재판형 하부구멍 23 : 원형관 구멍
30 : 코핑고정용 구멍
32 : 끼움판 구멍 40 : 거더 고정용 구멍
50 : 거더구멍 100 : 교각 기둥
110 : 부착용 에폭시 200 : 원형관
201 : 프리스트레싱용 볼트너트 210 : 프리스트레싱용 상부 강재 판형
220 : 프리스트레싱용 하부 강재판형
240 : 원형관 내부 보강리브 250 : 원형관 외부 보강리브
260 : 원형판 300 : 하단코핑
301 : 코핑과 기둥 연결볼트너트 302 : 끼움판
310 : 하단코핑 보강용 리브 400 : 상단코핑
401 : 코핑과 거더 연결볼트너트 410 : 상단코핑 보강용 리브
500 : 거더 600 : 가로보
700 : 포장용 목재 800 : 교량난간

Claims

보도교 교량에서 사용하는 기둥(100)의 상부에 또다른 원형관(200)을 끼워서 교량의 기둥(100)과 코핑(300,400)을 연결하는 방법.
원형관(200)의 외부에 에폭시를 발라서 기둥(100)에 고정하는 방법.
십자가 형태의 강재판형(210,220)으로 상하부 아치를 만들고 볼트 너트로 압착 시킬때 밖으로 팽창 되게 하므로서 프리스트레싱을 만드는 방법.
상기 청구항 3에서 프리스트레싱 팽창하중을 원형관 내부에 발생시켜서 외부의 기둥(100)에 압착 시키는 방법.
강재판형(210,220)을 볼트너트(201)를 사용하여 상하부 아치를 압착 시켜서 프리스트레싱을 만드는 방법.
원형관(200)의 내부를 길이 방향과 같은 방향으로 잘라서 쉽게 벌어지도록 만들고 집중하중을 피하기 위하여 잘라진 끝에 구멍(23)을 만드는 방법.
원형관(200)의 상부에 원형판(260)을 용접연결하여 보강재를 사용하여 보강하고 코핑의 교좌장치로 사용하는 방법.
코핑(300,400)과 원형관(200)의 원형판(260)의 연결을 볼트너트를 사용하여 고정 시키는 방법.
상기 청구항 8에서 볼트너트를 사용하여 코핑을 교좌장치(원형판)에 연결 할 시 끼움판(302)을 끼워서 코핑의 수평을 유지하는 방법.
시중에서 흔히 구할 수 있는 H형강을 사용하여 교량의 코핑을 만드는 방법.
H형강을 필요한 개수 만큼 상하부에 놓고 플렌지를 용접하여 연결 하거나 볼트너트로 연결하여 코핑을 만드는 방법.
H형강을 사용한 교량의 코핑 상단에 볼트너트를 사용하여 거더를 연결하여 교량을 시공하는 방법.