KR20180091310A - 가설교량용 모듈형 트러스 거더 및 그 설치 구조 - Google Patents

가설교량용 모듈형 트러스 거더 및 그 설치 구조 Download PDF

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KR20180091310A
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Abstract

본 발명은 가설교량용 모듈형 트러스 거더 및 그 설치 구조에 관한 것이다. 상기 거더는, 트러스 구조의 박스형 몸체를 갖는 가설교량용 트러스 거더로서, 상기 거더 몸체가 사각 단면을 이루도록 길이방향으로 병렬 배치되는 일군의 프레임; 및 상기 일군의 프레임 길이방향 단위 위치에서 둘레방향으로 제공되는 복수의 벨트 유닛;을 포함하여 하나의 모듈을 구성하는 것을 특징으로 하며, 이에 따라 거더의 설치 및 해체가 용이하고 회수후 재활용 가능성이 우수하고 또한 구조적 강도를 저해하지 않으면서도 가설교량 내지 주형의 종방향 및 횡방향 확장이 용이해질 수 있다.

Description

가설교량용 모듈형 트러스 거더 및 그 설치 구조{MODULAR TRUSS GIRDER FOR TEMPORARY BRIDGE AND INSTALLATION STRUCTURE THEREOF}
본 발명은 가설교량 시공시 이용되는 거더에 관한 것으로, 특히 트러스형 거더 및 그 설치구조에 관한 것이다.
일반적으로 가설교량은 교량 또는 도로 파손시 신속한 복구공사를 위한 장비의 운반로 및 차량 또는 보행자들의 통행로 확보를 목적으로 한시적으로 건설되는 시설물이다. 상기 가설교량은 교각 및/또는 교대로 이루어진 벤트와, 그 상부로 순차적으로 거치되어 결합되는 주형 및 복공판을 포함하고, 종래 가설교량의 주형은 병렬 배치된 복수의 I 형강을 경사재 등의 고정부재를 이용해 연결하는 형태가 일반적이다.
이러한 종래 I 형강 거더교 형태의 주형은 상대적으로 많은 경사재 등의 고정부재를 수반하기 때문에 현장 연결작업이 복잡하다. 특히 고정부재와 I 형강 간 연결작업이나 또는 주형 연장시 상부에 거치되는 복공판과의 간섭을 피하기 위해 인접하는 I 형강 상단면에 대한 연결작업은 볼트와 같은 간단한 체결부재 대신에 주로 현장에서 직접 용접하는 방식으로 이루어지기 때문에 가설교량의 설치 및 해체가 어렵고, 해체시 용접 부위를 강제 절단하기 때문에 회수된 부품의 재활용 가능성도 현저히 떨어지는 문제가 있다. 또한 종래 I 형강 거더교 형태의 주형의 경우, I 형강의 길이, 웨브 및 플랜지 규격이 제한적이고 경사재 등의 고정부재를 이용한 I 형강 간 연결구조가 비효율적이기 때문에 장경간으로 시공하기도 곤란하다.
나아가, 종래 I 형강 거더교 형태의 주형에서는 장경간으로 시공시 벤트 지점부위에서 증가되는 부모멘트에 의해 주형의 강도가 취약해지는 것을 방지하기 위해 단순히 주형의 단면을 키우거나 주형에 강선의 외부긴장방식을 응용 및 도입한 별도의 프리스트레스 공법을 접목하고 있으나, 주형의 구조적 강도 향상이 미흡하고 이에 수반하여 강재량 및 거더의 자중이 상승하거나 시공이 복잡해지는 한계가 있다.
본 발명의 목적은, 설치 및 해체가 용이하고 회수 제품의 재활용이 우수한 가설교량용 트러스 거더 및 그 설치 구조를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 다른 목적은, 구조적 강도를 저해하지 않으면서도 가설교량 내지 주형의 종방향 및 횡방향 확장이 용이한 가설교량용 트러스 거더 및 그 설치구조를 제공하는 것이다.
본 발명자 등은, 설치 및 해체가 용이하고 회수 제품에 대한 재활용 가능성이 우수하고 이와 동시에 구조적 강도가 개선되고 종방향 및 횡방향 확장이 용이한 가설교량용 트러스 거더 및 그 설치 구조를 연구 및 개발하는 과정에서, 기본적으로 트러스 주형의 길이방향 단위 위치에서 둘레방향의 벨트 유닛를 구비한 박스형 모듈을 미리 제작한 후 횡방향 및 종방향 주형 간 탈장착 과정과 주형 및 벤트 간 탈장착 과정을 현장 용접 없이 해당 벨트 유닛을 매개로 하여 간단히 탈장착하는 방식에 착안하고, 이와 더불어 횡방향 및 종방향 주형 간 연결시 체결부재에 의한 간섭을 배제하고, 주형 및 벤트 간 연결시 박스형 모듈의 공차 해결 및 시공성을 개선하고, 장경간 시공시 주형의 구조적 강도를 보완하는 것 등과 관련된 박스형 모듈을 제작된 거더에 관한 세부적인 설계를 더욱 구체화함으로써 본 발명에 도달하게 되었다. 상기한 해결과제에 대한 인식 및 착안에 기초한 본 발명의 요지는 아래와 같다.
(1) 트러스 구조의 박스형 몸체를 갖는 가설교량용 트러스 거더로서, 상기 거더 몸체가 사각 단면을 이루도록 길이방향으로 병렬 배치되는 일군의 프레임; 및 상기 일군의 프레임 길이방향 단위 위치에서 둘레방향으로 제공되는 복수의 벨트 유닛;을 포함하여 하나의 모듈을 구성하는 것을 특징으로 하는, 가설교량용 트러스 거더.
(2) 상기 프레임은 'ㄱ' 형강이고, 상기 'ㄱ' 형강의 내부가 상기 거더 몸체의 내부로 대향되어 배치되는 것을 특징으로 하는, 상기 (1)의 가설교량용 트러스 거더.
(3) 상기 복수의 벨트 유닛 각각은 인접한 프레임에 결합되는 복수의 판형 부재로 이루어지고, 복수의 판형 부재 각각에는 복수의 체결공이 형성된 것을 특징으로 하는, 상기 (1)의 가설교량용 트러스 거더.
(4) 상기 복수의 벨트 유닛 각각은 상기 프레임의 경계면 내측으로 이격되어 제공되는 것을 특징으로 하는, 상기 (1)의 가설교량용 트러스 거더.
(5) 상기 거더 간 횡방향 연결은 횡방향으로 인접한 거더 간 상기 벨트 유닛을 볼트 체결하는 방식인 것을 특징으로 하는, 상기 (1)의 가설교량용 트러스 거더.
(6) 상기 거더 간 횡방향 연결시 횡방향으로 인접한 거더 간 벨트 유닛 사이에 개재되는 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 (5)의 가설교량용 트러스 거더.
(7) 상기 거더 간 종방향 연결시 종방향으로 인접한 거더 간 벨트 유닛 각각에 볼트 체결되는 접합 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 (1)의 가설교량용 트러스 거더.
(8) 상기 거더와 벤트 간 연결시 상기 벨트 유닛 및 상기 벤트에 결합되는 교좌 플레이트 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 (1)의 가설교량용 트러스 거더.
(9) 상기 교좌 플레이트 어셈블리는 상부 교좌 플레이트 및 하부 교좌 플레이트의 쌍으로 제공되고, 상기 상부 교좌 플레이트는 상기 벨트 유닛에 볼트 체결되고 상기 하부 교좌 플레이트는 상기 벤트 상면에 용접되되, 상기 상부 교좌 플레이트와 하부 플레이트 쌍은 볼트 체결되는 것을 특징으로 하는, 상기 (8)의 가설교량용 트러스 거더.
(10) 상기 거더의 길이방향으로 배치된 벨트 유닛 상호간에 볼트 체결되는 부모멘트 보강 플레이트를 더 포함하고, 상기 부모멘트 보강 플레이트는 설치된 거더의 상면에 제공되는 것을 특징으로 하는, 상기 (1)의 가설교량용 트러스 거더.
(11) 상기 거더 몸체의 측면에 제공되어 인접한 프레임을 지지하는 복수의 종형 트러스 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 (1)의 가설교량용 트러스 거더.
(12) 상기 거더 몸체의 내부에 제공되어 대각방향의 프레임을 지지하는 복수의 횡형 트러스 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 (1)의 가설교량용 트러스 거더.
(13) 상기 횡형 트러스 유닛은, 거더 몸체의 서로 대향된 측면에 제공되어 인접한 프레임을 지지하는 횡형 플랜지에 결합되는 것을 특징으로 하는, 상기 (12)의 가설교량용 트러스 거더.
(14) 일정 간격으로 지면에 직립 설치된 복수의 벤트; 상기 복수의 벤트 상부에 거치되어 결합되는 복수의 주형; 및 상기 주형 상부에 거치되는 복공판;을 포함하는 가설교량 설치 구조에 있어서, 상기 복수의 주형 각각은, 트러스 구조의 박스형 몸체를 갖는 가설교량용 트러스 거더로서, 상기 거더 몸체가 사각 단면을 이루도록 길이방향으로 병렬 배치되는 일군의 프레임; 및 상기 일군의 프레임 길이방향 단위 위치에서 둘레방향으로 제공되는 복수의 벨트 유닛;을 포함하여 하나의 모듈을 구성되고, 상기 거더 간 횡방향 연결은 상기 벨트 유닛을 볼트 체결하는 방식으로 이루어지고, 상기 거더 간 종방향 연결은 인접한 거더의 벨트 유닛 각각에 볼트 체결되는 접합 플레이트를 통해 이루어지고, 상기 거더와 벤트 간 연결은 상기 벨트 유닛 및 상기 벤트 상면에 결합되는 교좌 플레이트 어셈블리를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는, 가설교량 설치 구조.
(15) 상기 거더 간 횡방향 연결시 인접한 거더 간 벨트 유닛 사이에 개재되는 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 (14)의 가설교량 설치 구조.
(16) 상기 거더의 길이방향으로 배치된 벨트 유닛 상호간에 볼트 체결되는 부모멘트 보강 플레이트를 더 포함하고, 상기 부모멘트 보강 플레이트는 설치된 거더의 상면에 제공되되 상기 벤트 지점부위 직상방에 제공되는 것을 특징으로 하는, 상기 (14)의 가설교량 설치 구조.
(17) 상기 교좌 플레이트 어셈블리는 상부 교좌 플레이트 및 하부 교좌 플레이트의 쌍으로 제공되고, 상기 상부 교좌 플레이트는 상기 벨트 유닛에 볼트 체결되고 상기 하부 교좌 플레이트는 상기 벤트 상면에 용접되되, 상기 상부 교좌 플레이트와 하부 플레이트 쌍은 볼트 체결되는 것을 특징으로 하는, 상기 (14)의 가설교량 설치 구조.
본 발명의 가설교량용 모듈형 트러스 거더 및 그 설치 구조에 따르면, 트러스 주형의 길이방향 단위 위치에서 둘레방향의 벨트 유닛를 구비한 박스형 모듈을 미리 제작한 후 횡방향 및 종방향 주형 간 탈장착 과정과 주형 및 벤트 간 탈장착 과정을 현장 용접 없이 해당 벨트 유닛을 매개로 하여 간단히 탈장착하는 방식을 통해, 설치 및 해체가 용이하고 회수 제품의 재활용 가능성이 크게 개선될 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 벨트 유닛을 프레임 내측에 설치 제공하는 구성에 의해 횡방향 및 종방향 거더 간 연결시 간섭 현상이나 복공판과의 간섭 현상을 효과적으로 배제할 수 있고, 교차 어셈블리에 의해 거더 및 벤트 간 연결시 시공성을 개선하고 연결공차를 완화할 수 있고, 부모멘트 보강 플레이트에 의해 장경간 시공시 그에 따른 벤트 연결지점에서의 부모멘트의 영향을 최소화함으로써 장경간 시공을 용이하게 할 수 있다. 이 경우, 거더의 장경간 시공시 벤트의 설치량을 감소시켜 하부 공사비를 절감 및 공기 단축이 가능하고, 충분한 형하 공간의 확보가 가능한 측면에서도 유리하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 트러스 거더의 평면도 및 정면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 트러스 거더의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 트러스 거더의 횡방향 연결에 관한 모식도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 트러스 거더의 종방향 연결에 관한 모식도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 트러스 거더와 벤트 상부부재 간 연결에 관한 모식도.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 트러스 거더와 벤트 상부부재 간 연결에 관한 상세도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 부모멘트 보강 플레이트의 설치 상태도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 부모멘트 보강 플레이트 설치 전후에 따른 부모멘트 저항력 향상에 관한 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 트러스 거더의 설치 구조에 관한 개략도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 트러스 거더와 복공판의 장착 상태에 대한 모식도.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예의 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 한편, 도면에서 동일 또는 균등물에 대해서는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하였으며, 또한 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 트러스 거더(200, 이하, '거더'로 약칭함)의 평면도 및 정면도를, 도 2는 상기 거더(200)의 단면도를 나타낸다. 이하에서 설명의 편의상 가설교량(10)의 길이방향을 종방향으로, 폭방향을 횡방향으로 하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 따른 거더(200)는 도 9의 가설교량(10)의 주형을 구성한다. 상기 가설교량(10)은 종래 일반적인 가설교량과 마찬가지로 벤트(100), 거더(200) 및 복공판(300)을 포함한다. 상기 벤트(100)는 복수로 제공되어 가설교량(10)의 길이에 맞춰 지면에서 일정간 간격을 두고 직립 설치되며, 가설교량(10)의 교각 또는 교대를 포함한다. 상기 주형을 이루는 거더(200)는 복수로 제공되어 횡방향 및 종방향으로 연결되며, 상기 복수의 벤트(100) 상부에 거치되어 결합된다. 상기 복공판(300)은 상기 주형 상부에 거치되는 형태로 장착된다. 도면에서, 복공판(300)은 도 9에서 생략되었으며, 도 10에 도시된 바와 같이 횡방향으로 연결된 복수의 거더(200; 200A, 200B)의 상부에 거치되는 형태로 장착된다. 본 발명에 따른 상기 거더(200)는 이하에서 설명하는 바와 같이 박스형으로 모듈 형태로 미리 제작된 후 현장시공시 별도의 용접 없이도 볼트 체결하는 방식으로 거더(200) 간 횡방향 확장 및 종방향 확장이 가능하고 벤트(100)에 대한 연결이 가능케 함으로써, 가설교량(10) 시공시 거더(200)의 탈장착 과정에서의 시공성을 획기적으로 개선하는 한편 회수된 거더(200)에 대한 재활용 가능성을 제고한 것이 특징 중 하나이다.
구체적으로, 도 1 및 도 2를 참조할 때, 상기 거더(200)는 트러스 구조의 박스형 몸체를 갖는 가설교량용 트러스 거더로서, 상가 거더(200) 몸체가 사각 단면을 이루도록 길이방향으로 병렬 배치되는 일군의 프레임(210u, 210u', 210b, 210b'); 및 상기 일군의 프레임(210u, 210u', 210b, 210b') 길이방향 단위 위치에서 둘레방향으로 제공되는 복수의 벨트 유닛(220);을 포함하여 하나의 모듈을 구성하며, 이러한 모듈은 미리 제작된다.
실시예에서 상기 일군의 프레임(210u, 210u', 210b, 210b') 사각 박스형 거더(200) 몸체의 최외측을 구성하며 이러한 사각 박스형 몸체를 구성하기 위해 상부 프레임(210u, 210u') 2개와 하부 프레임(210b, 210b') 2개의 총 4개의 프레임으로 제공되며, 특히 각각의 프레임은 횡하중 저항에 유리한 'ㄱ' 형강이고, 이러한 'ㄱ' 형강의 내부가 상기 거더(200) 몸체의 내부로 대향되도록 배치됨으로써 가설교량(10) 시공과정에서 거더(200)의 횡방향 확장이나 벤트(100) 또는 복공판(300)과 같은 다른 부품 요소와의 간섭을 배제하는 것이 바람직하다.
이러한 모듈형 거더(200)에서 일군의 프레임(210u, 210u', 210b, 210b')에 대한 연결 및 고정은 상기 벨트 유닛(220)에 의해 이루어질 수 있지만, 공간상에서 일군의 프레임(210u, 210u', 210b, 210b')을 종방향, 횡방향 및 대각방향으로 고정 지지하기 위한 요소로서, 종형 트러스 유닛(230)과 횡형 트러스 유닛(240)을 선택적으로 더 포함할 수 있다.
상기 종형 트러스 유닛(230)은 공간상에서 일군의 프레임(210u, 210u', 210b, 210b')에 대한 종방향으로의 고정 지지를 보충하는 역할을 하며, 복수의 판상의 지지요소(232)를 포함한다. 구체적으로 이러한 복수의 판상의 지지요소(232)는 상기 거더(200) 몸체의 좌우 측면에 배치되어 상하 방향으로 인접한 프레임 쌍(210u, 210b; 210u', 210b')의 'ㄱ' 형강 면 요소의 내측에 용접하여 결합된다. 이 경우, 거더(200) 몸체 길이 방향 단위 위치에서 소정의 간격을 두고 프레임에 결합되는 벨트 유닛(220)과의 간섭을 피하기 위해, 상기 종형 트러스 유닛(230)은 벨트 유닛(220) 사이에 제공된다. 실시예에서 상기 종형 트러스 유닛(230)은 거더(200) 몸체의 좌우 측면에서 하나의 거더(200)를 기준으로 총 6개의 유닛으로 제공되는 것으로 예시하였다.
상기 횡형 트러스 유닛(240)은 공간상에서 일군의 프레임(210u, 210u', 210b, 210b')에 대한 횡방향 및 대각방향으로의 고정 지지를 보충하는 역할을 하며, 복수의 판상의 지지요소(242)와 함께 횡형 플랜지(244)를 선택적으로 더 포함한다. 상기 횡형 플랜지(244)는 상기 거더(200) 몸체의 상하 면에 배치되어 좌우 방향으로 인접한 프레임 쌍(220u, 220u'; 220b, 220b')의 'ㄱ' 형강 면 요소의 내측에 용접하여 결합된다. 횡형 플랜지(244)는 지지요소(242)의 결합위치를 제공하고 횡하중 및 압축 저항에 유리한 'ㄱ' 형강으로 제공된다. 상기 복수의 판상의 지지요소(242)는 거더(220) 몸체의 내측에서 'x'자형으로 교차 배치된 후 상하 평행하게 배치된 상기 횡형 플랜지(244) 쌍의 단부측에서 'ㄱ' 형강 면 요소의 내측에 용접 결합된다. 이 경우, 거더(200) 몸체 길이 방향 단위 위치에서 소정의 간격을 두고 프레임에 결합되는 벨트 유닛(220)과의 간섭을 피하기 위해, 상기 횡형 트러스 유닛(240)은 벨트 유닛(220) 사이에서 상기 종형 트러스 유닛(230)과도 간섭되지 않는 적소에 제공된다. 실시예에서 상기 횡형 트러스 유닛(240)은 거더(200) 몸체의 내부에서 하나의 거더(200)를 기준으로 총 3개의 유닛으로 제공되는 것으로 예시하였다.
상기 벨트 유닛(220)은 기본적으로 거더(200) 간 횡방향 및 종방향으로의 연결 및 확장, 거더(200)와 벤트(100) 간 연결을 위한 미디어 부재로 기능하며, 상술한 바와 같이 일군의 프레임 길이 방향 단위 위치에서 일정한 간격을 두고 복수로 제공된다. 각각의 벨트 유닛(220)은 인접한 프레임에 용접 결합되는 복수의 판형부재(220u, 220u', 220s, 220s')로 이루어지고, 이에 따라 하나의 벨트 유닛(220)은 거더(200) 몸체의 둘레 방향으로 형성된다.
상기 복수의 판형부재(220u, 220u', 220s, 220s') 각각에는 거더(200) 간 횡방향 및 종방향으로의 연결 및 확장, 거더(200)와 벤트(100) 간 연결을 위해 제공되는 볼트 체결공(222)이 구비된다. 복수의 판형부재(220u, 220u', 220s, 220s') 각각에서 이러한 볼트 체결공(222)은 연결시 체결강도를 확보함과 동시에 연결공차를 완화하기 위해 복수로 제공되는 것이 바람직하다.
실시예에서는, 상기 복수의 판형부재(220u, 220u', 220s, 220s') 중 거더(200)의 중간에 설치되는 벨트 유닛(200)의 측면에 제공되는 판형부재는 거더(200)간 횡방향 연결에 필요할 정도의 상대적으로 적은 수의 볼트 체결공(222)을 갖지만, 그 외 다른 판형부재는 후술하는 거더(200) 간 종방향 연결을 위한 접합 플레이트(260), 거더(200)에 대한 부모멘트 영향을 최소화하기 위한 부모멘트 보강 플레이트(270), 및 거더(200)와 벤트(100) 간 연결을 위한 교좌 플레이트 어셈블리(280) 등과의 결합 강도를 확보하고 연결공차를 완화하기 위해 상대적으로 많은 수의 볼트 체결공(222)을 갖는다.
상기 벨트 유닛(220)은 거더(200)의 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 복수로 제공되되, 벤트(100)가 결합되는 위치에서 거더(200)에 대한 부모멘트 영향을 완화하기 위해 한쌍의 벨트 유닛(220) 사이에는 상기한 종형 트러스 유닛(230)과 횡형 트러스 유닛(240)을 적어도 하나 이상 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 한쌍의 벨트 유닛(220)과 그 사이에 설치되는 종형 트러스 유닛(230) 및 횡형 트러스 유닛(240)이 설치되는 영역은 상기 거더(200)에서 하나의 벤트 고정부(Se, Sm)로 할당되며, 실시예에서는 이러한 벤트 고정부(Se, Sm)가 하나의 거더(200)를 기준으로 총 3개의 영역으로 형성되는 것으로 예시하였고, 이러한 벤트 고정부(Se, Sm)의 개수는 제작되는 거더(200)의 길이 규격이나 하나의 거더(200)에 결합되는 벤트(100)의 개수에 따라 달라질 수 있다.
한편, 상기 복수의 벨트 유닛(220) 각각은 상기 프레임(210u, 210u', 210b, 210b')의 경계면 내측으로 이격(d; du, ds)되어 제공되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 거더(200)를 횡방향으로 연결하는 과정에서 인접한 거더(200)의 벨트유닛(220)이 상호간에 간섭되는 것을 배제할 수 있고, 거더(200) 상부에서 복공판(300)에 대한 설치 영역을 벨트 유닛(220)과의 간섭없이 용이하게 확보할 수 있다. 이를 위해 실시예에서는, 벨트유닛(220)의 측면을 구성하는 판형부재(220s, 220s')와 상면을 구성하는 판형부재(220u)가 'ㄱ' 형상의 프레임 내측 방향으로 이동시켜 용접 결합되는 것으로 예시하였다.
도 3 및 도 4는 상기 거더(200)의 횡방향 및 종방향 연결에 관한 모식도를 나타낸다.
도 3을 참조할 때, 상기 거더(200)의 횡방향 연결은 횡방향으로 인접한 거더(200A, 200B) 간 벨트 유닛(220)을 직접 볼트 체결하는 방식으로 수행될 수 있고, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 선택적으로 인접한 거더(200A, 200B)의 벨트 유닛(220) 사이에는 스페이서(250)가 개재될 수 있다. 상기 스페이서(250)는 벨트 유닛(220)의 측면 판형부재(220s, 220s')에 볼트 체결된다. 상기 스페이서(250)는 두 개의 거더(200A, 200B)을 횡방향으로 접촉하도록 배치된 상태에서 인접한 벨트 유닛(220) 사이에 존재하는 이격 공간으로 인해 볼트 체결시 측면 판형부재(220s, 220s')가 변경되는 것을 방지함으로써, 두 개의 거더(200A, 200B) 간 횡방향 연결상태를 더욱 견고하게 하는 역할을 한다. 이러한 스페이서(250)는 거더(200) 모듈의 어느 한 측면에 결합된 상태로 제공되거나, 별도 부품으로 제공될 수 있다.
상기 거더(200) 간 횡방향 연결에 관한 현장시공은, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 기준이 되는 거더(200A)의 벨트 유닛(220) 일측에 스페이서(250)를 볼트 고정시킨 후, 횡방향으로 추가되는 거더(200B, 200C, 200D)를 순차적으로 배치해 나가면서 인접한 벨트 유닛(220)의 볼트 체결공(222)을 통해 결합시키는 방식으로 수행될 수 있다. 이러한 거더(200A, 200B, 200C, 220D) 간 횡방향 확장은 벤트(100)에 장착하기 전후에 수행될 수 있다. 결과적으로, 본 발명에서는 거더(200)를 박스형 모듈 형태로 미리 제작한 후 현장시공시 별도의 용접 없이 볼트 체결하는 간단한 방식만으로 거더(200) 간 횡방향 확장이 가능하다.
도 4를 참조할 때, 상기 거더(200)의 종방향 연결은 종방향으로 인접한 거더(200A, 200B) 간 벨트 유닛(220)을 접합 플레이트(260; 260u, 260u', 260s, 260s')를 이용하여 볼트 체결하는 방식으로 수행될 수 있다. 실시예에서, 접합 플레이트(260)는 벨트 유닛(220)의 상하 및 좌우로 총 4개(260u, 260u', 260s, 260s')가 제공되며, 각각의 접합 플레이트(260; 260u, 260u', 260s, 260s')는 상기 벨트 유닛(220)을 구성하는 판형부재(220u, 220u', 220s, 220s')의 체결공(222)에 대응하는 볼트 체결공이 형성된다.
상기 거더(200) 간 종방향 연결에 관한 현장시공은, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 두 개의 거더(200A, 200B)을 종방향으로 밀착 배치한 상태에서 네 개의 접합 플레이트(260u, 260u', 260s, 260s')을 인접한 벨트 유닛(220)의 상하 및 좌우 면측에서 볼트 체결하는 방식으로 수행될 수 있다. 이러한 거더(200A, 200B) 간 횡방향 확장은 벤트(100)에 장착하기 전후에 수행될 수 있다. 결과적으로, 본 발명에서는 거더(200)를 박스형 모듈 형태로 미리 제작한 후 현장시공시 별도의 용접 없이 볼트 체결하는 간단한 방식만으로 거더(200) 간 종방향 확장이 가능하다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 벨트 유닛(220)은 상기 프레임(210u, 210u', 210b, 210b')의 경계면 내측으로 이격되어 제공되기 때문에, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 접합플레이트(260; 260u, 260u', 260s, 260s')도 벨트 유닛(220)의 판형부재(220u, 220u', 220s, 220s')에 결합된 상태에서 프레임(210u, 210u', 210b, 210b')의 최외측 경계 밖으로 이탈되지 않는다. 이에 따라, 종방향으로 확장된 거더(200)를 횡방향으로 확장하거나 그 상부에 복공판(300)을 적층하더라도, 접합플레이트(260; 260u, 260u', 260s, 260s') 또는 볼트와 같은 체결요소가 간섭되는 현상은 발생하지 않는다.
도 5 및 도 6은 상기 거더(200)와, 가설교량(10)의 일부를 구성하는 벤트(100)와의 연결에 관한 모식도를 나타낸다.
도 5를 참조할 때, 상기 벤트(100)는 트러스 구조물이거나 파일 형태의 벌크 구조물일 수 있으며, 그 설치 간격이나 폭 등의 규격은 설계사양에 따라 미리 결정되어 있는 것으로 예정한다. 실시예에서는, 벤트(100) 각각의 상단에는 거더(200)와의 연결을 위해 한쌍의 벤트 상부부재(110)가 가설교량(10)의 폭방향 또는 횡방향으로 배치 고정되어 있는 것으로 예시하였고, 벤트 상부부재(110)는 H 형강으로 예시하였다. 상기 거더(200)는 그 길이 방향으로 복수의 벤트 고정부(Se, Sm) 영역으로 할당 구획되고(도 1 참조), 이러한 각각의 벤트 고정부(Se, Sm)에서 벤트(100)와 결합된다. 실시예에서, 각각의 벤트 고정부(Se, Sm)에는 한쌍의 벨트 유닛(220)이 구비되고, 벨트 유닛(220) 각각에 벤트 상부부재(110)가 결합된다.
도 6을 참조할 때, 상기 벨트 유닛(220)과 벤트(100) 간 연결은 교좌 플레이트 어셈블리(280)를 매개로 하여 이루어지며, 이러한 교좌 플레이트 어셈블리(280)는 시공을 간편하게 함과 동시에 벨트 유닛(220)과 벤트 상부부재(110) 간 연결공차를 완화할 목적으로 제공된다. 구체적으로 실시예에서는, 상기 교좌 플레이트 어셈블리(280)를 상부 교좌 플레이트(282)와 하부 교좌 플레이트(284)의 쌍으로 구성하고, 상기 상부 교좌 플레이트(282)는 용이한 시공을 위해 상기 벨트 유닛(220)의 판형부재(220s')에 볼트 체결되고 상기 하부 교좌 플레이트(284)는 연결공차를 완화하기 위해 벤트 상부부재(110)에 용접된 상태에서, 상기 상부 교좌 플레이트(282)와 하부 교좌 플레이트(284)를 볼트 체결하는 방식으로 용이하게 시공할 수 있다. 즉, 횡방향 및 종방향으로 확장 연결되는 거더(200)의 하면에 상부 교좌 플레이트(282)를 볼트 체결방식으로 미리 설치하고, 연결공차가 해소될 수 있도록 하부 교좌 플레이트(284)의 위치를 미세하게 조정하여 벤트 상부부재(110)에 용접한 후, 상부 교좌 플레이트(282)와 하부 교좌 플레이트(284) 양자를 볼트 체결함으로써 시공성이 크게 개선될 수 있다.
도 7 및 도 8은 상기 거더(200)에 선택적으로 구비되는 부모멘트 보강 플레이트(270)의 설치 상태도와, 이에 따른 부모멘트 저항력 향상에 관한 도면을 각각 나타낸다.
도 7을 참조할 때, 상기 부모멘트 보강 플레이트(270)는 거더(200) 상부에서 벨트 유닛(220)에 장착되되, 하나의 거더(200)를 기준으로 할 때 도 1에 도시된 벤트 고정부(Se, Sm) 영역의 직상방에 장착된다. 또한 도면 도시에 불구하고, 복수의 거더(200)가 종방향으로 확장된 경우에는 상기 부모멘트 보강 플레이트(270)는 거더(200) 간 벨트 유닛(220) 사이에 장착될 수도 있고, 이 경우 거더(200)의 종방향 연결을 위한 접합 플레이트(260, 260u, 260u', 260s, 260s')가 벨트 유닛(220)에 결합된 상태에서 그 위에 장착될 수 있다.
상기 부모멘트 보강 플레이트(270) 벨트 유닛(220) 상면의 폭 또는 이보다 작은 폭을 갖는 판형 부재이며, 그 양단에는 벨트 유닛(220)과 볼트 체결이 가능하도록 복수의 체결공이 형성된다. 또한 설치된 상태에서 부모멘트 인가시 플레이트(270)가 신장됨으로써 하방향으로 처지는 것을 방지하고 플레이트(270) 자체의 강성을 향상시키기 위해, 부모멘트 보강 플레이트(270)의 양측 가장자리 하면에는 'ㄱ'자 형강 형태의 한쌍의 보강대(272)가 용접 결합될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 벨트 유닛(220)은 상기 프레임(210u, 210u', 210b, 210b')의 경계면 내측으로 이격되어 제공되기 때문에, 상기 부모멘트 보강 플레이트(270)는 벨트 유닛(220)의 상부측 판형부재(220u)에 결합된 상태에서 프레임(210u, 210u', 210b, 210b')의 최외측 경계 밖으로 이탈되지 않는다. 이에 따라, 거더(220) 상부에 복공판(300)을 적층하더라도, 부모멘트 보강 플레이트(270) 또는 볼트와 같은 체결요소가 간섭되는 현상은 발생하지 않는다.
도 8을 참조할 때, 상기 부모멘트 보강 플레이트(270)을 장착한 경우(도 8의 (b))와 장착하지 않은 경우(도 8의 (a))를 비교해 보면, 인장응력이 가해지는 지점부인 벤트 고정부(Se, Sm) 영역에서 거더 단면에 대한 중심선(y)이 상방향으로 이동되는 효과와, 단면 2차 모멘트(I)가 증대되는 효과에 따라 부모멘트에 의해 유발되는 거더 상부에서의 인장응력(s)은 효과적으로 감소될 수 있다. 도면에서 미설명 부호 M은 모멘트를 나타내며, 단면 상부에 인장응력이 작용하면 부(-)모멘트이고 단면 하부에 인장응력이 작용하면 정(+)모멘트이다. 도 8에서 벨트 유닛(220)은 생략하여 도시하였다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 거더(200)의 설치 구조에 관한 개략도를 나타낸다. 실시예에서는 가설교량(10)의 전체 길이 및 벤트(100) 간 설치 간격을 고려하여 예컨대, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 동일한 폭에 서로 다른 길이를 갖는 2종의 거더(200A, 200B)를 적용한 것으로 예시하였다. 즉, 본 발명에 따른 거더(200)는 시공될 가설교량(10)의 규격에 따라 서로 다른 규격으로 용이 제작이 가능하며, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 가설교량(10) 규격에 상관없이 서로 다른 규격을 갖는 거더(200; 200A, 200B) 각각에 대한 상술한 세부적인 부품 설계에 기초하여 우수한 횡방향 및 종방향 확장성은 물론 설치 및 해체에 관한 우수한 현장 시공성을 가질 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 가설교량용 모듈형 트러스 거더 및 그 설치 구조에 따르면, 몸체 길이방향 단위 위치에서 둘레방향의 벨트 유닛(220)를 구비한 박스형 모듈 형태의 거더(200)을 미리 제작한 후 횡방향 및 종방향 거더(200) 간 탈장착 과정과 거더(200) 및 벤트(100) 간 탈장착 과정을 현장 용접 없이 해당 벨트 유닛(220)을 매개로 하여 간단히 수행함으로써, 설치 및 해체가 용이하고 해체 후 거더(200) 등 회수 제품의 재활용 가능성이 크게 개선될 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, 상기 벨트 유닛(220)을 프레임(210u, 210u', 210b, 210b') 내측에 설치 제공하는 구성에 의해 횡방향 및 종방향 거더(200) 간 연결시 간섭 현상이나 복공판(300)과의 간섭 현상을 효과적으로 배제할 수 있고, 교차 어셈블리(280)에 의해 거더(200) 및 벤트(100) 간 연결시 시공성을 개선하고 연결공차를 완화할 수 있고, 부모멘트 보강 플레이트(270)에 의해 장경간 시공시 그에 따른 벤트 연결지점에서의 부모멘트의 영향을 최소화함으로써 장경간 시공을 용이하게 할 수 있다.
이상의 설명은, 본 발명의 구체적인 실시예에 관한 것이다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 실시예는 설명의 목적으로 개시된 사항으로서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되지는 않으며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질을 벗어나지 아니하고 다양한 변경 및 수정이 가능한 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 이러한 모든 수정과 변경은 특허청구범위에 개시된 발명의 범위 또는 이들의 균등물에 해당하는 것으로 이해될 수 있다.
10: 가설교량
100: 벤트
110: 벤트 상부부재 (H 형강)
200, 200A, 200B, 200C, 200D: 거더
210u, 210u', 210b, 210b': 프레임 (ㄱ 형강)
212: 제1 플랜지
214: 제2 플랜지
220: 벨트 유닛
220u, 220u', 220s, 220s': 판형부재
222: 체결공
du, ds: 이격부
230: 종형 트러스 유닛
232: 지지요소
240: 횡형 트러스 유닛
242: 지지요소
244: 횡형 플랜지 (ㄱ 형강)
250: 스페이서
260, 260u, 260u', 260s, 260s': 접합 플레이트
270: 부모멘트 보강 플레이트
272: 보강대 (ㄱ 형강)
280: 교좌 플레이트 어셈블리
282: 상부 교좌 플레이트
284: 하부 교좌 플레이트
300: 복공판
Se, Sm: 벤트 고정부

Claims (17)

  1. 트러스 구조의 박스형 몸체를 갖는 가설교량용 트러스 거더로서, 상기 거더 몸체가 사각 단면을 이루도록 길이방향으로 병렬 배치되는 일군의 프레임; 및 상기 일군의 프레임 길이방향 단위 위치에서 둘레방향으로 제공되는 복수의 벨트 유닛;을 포함하여 하나의 모듈을 구성하는 것을 특징으로 하는, 가설교량용 트러스 거더.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프레임은 'ㄱ' 형강이고, 상기 'ㄱ' 형강의 내부가 상기 거더 몸체의 내부로 대향되어 배치되는 것을 특징으로 하는, 가설교량용 트러스 거더.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 벨트 유닛 각각은 인접한 프레임에 결합되는 복수의 판형 부재로 이루어지고, 복수의 판형 부재 각각에는 복수의 체결공이 형성된 것을 특징으로 하는, 가설교량용 트러스 거더.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 벨트 유닛 각각은 상기 프레임의 경계면 내측으로 이격되어 제공되는 것을 특징으로 하는, 가설교량용 트러스 거더.
  5. 제1항에 있어서, 상기 거더 간 횡방향 연결은 횡방향으로 인접한 거더 간 상기 벨트 유닛을 볼트 체결하는 방식인 것을 특징으로 하는, 가설교량용 트러스 거더.
  6. 제5항에 있어서, 상기 거더 간 횡방향 연결시 횡방향으로 인접한 거더 간 벨트 유닛 사이에 개재되는 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 가설교량용 트러스 거더.
  7. 제1항에 있어서, 상기 거더 간 종방향 연결시 종방향으로 인접한 거더 간 벨트 유닛 각각에 볼트 체결되는 접합 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 가설교량용 트러스 거더.
  8. 제1항에 있어서, 상기 거더와 벤트 간 연결시 상기 벨트 유닛 및 상기 벤트에 결합되는 교좌 플레이트 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 가설교량용 트러스 거더.
  9. 제8항에 있어서, 상기 교좌 플레이트 어셈블리는 상부 교좌 플레이트 및 하부 교좌 플레이트의 쌍으로 제공되고, 상기 상부 교좌 플레이트는 상기 벨트 유닛에 볼트 체결되고 상기 하부 교좌 플레이트는 상기 벤트 상면에 용접되되, 상기 상부 교좌 플레이트와 하부 플레이트 쌍은 볼트 체결되는 것을 특징으로 하는, 가설교량용 트러스 거더.
  10. 제1항에 있어서, 상기 거더의 길이방향으로 배치된 벨트 유닛 상호간에 볼트 체결되는 부모멘트 보강 플레이트를 더 포함하고, 상기 부모멘트 보강 플레이트는 설치된 거더의 상면에 제공되는 것을 특징으로 하는, 가설교량용 트러스 거더.
  11. 제1항에 있어서, 상기 거더 몸체의 측면에 제공되어 인접한 프레임을 지지하는 복수의 종형 트러스 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 가설교량용 트러스 거더.
  12. 제1항에 있어서, 상기 거더 몸체의 내부에 제공되어 대각방향의 프레임을 지지하는 복수의 횡형 트러스 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 가설교량용 트러스 거더.
  13. 제12항에 있어서, 상기 횡형 트러스 유닛은, 거더 몸체의 서로 대향된 측면에 제공되어 인접한 프레임을 지지하는 횡형 플랜지에 결합되는 것을 특징으로 하는, 가설교량용 트러스 거더.
  14. 일정 간격으로 지면에 직립 설치된 복수의 벤트; 상기 복수의 벤트 상부에 거치되어 결합되는 복수의 주형; 및 상기 주형 상부에 거치되는 복공판;을 포함하는 가설교량 설치 구조에 있어서,
    상기 복수의 주형 각각은, 트러스 구조의 박스형 몸체를 갖는 가설교량용 트러스 거더로서, 상기 거더 몸체가 사각 단면을 이루도록 길이방향으로 병렬 배치되는 일군의 프레임; 및 상기 일군의 프레임 길이방향 단위 위치에서 둘레방향으로 제공되는 복수의 벨트 유닛;을 포함하여 하나의 모듈을 구성되고,
    상기 거더 간 횡방향 연결은 상기 벨트 유닛을 볼트 체결하는 방식으로 이루어지고, 상기 거더 간 종방향 연결은 인접한 거더의 벨트 유닛 각각에 볼트 체결되는 접합 플레이트를 통해 이루어지고,
    상기 거더와 벤트 간 연결은 상기 벨트 유닛 및 상기 벤트 상면에 결합되는 교좌 플레이트 어셈블리를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    가설교량 설치 구조.
  15. 제14항에 있어서, 상기 거더 간 횡방향 연결시 인접한 거더 간 벨트 유닛 사이에 개재되는 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 가설교량 설치 구조.
  16. 제14항에 있어서, 상기 거더의 길이방향으로 배치된 벨트 유닛 상호간에 볼트 체결되는 부모멘트 보강 플레이트를 더 포함하고, 상기 부모멘트 보강 플레이트는 설치된 거더의 상면에 제공되되 상기 벤트 지점부위 직상방에 제공되는 것을 특징으로 하는, 가설교량 설치 구조.
  17. 제14항에 있어서, 상기 교좌 플레이트 어셈블리는 상부 교좌 플레이트 및 하부 교좌 플레이트의 쌍으로 제공되고, 상기 상부 교좌 플레이트는 상기 벨트 유닛에 볼트 체결되고 상기 하부 교좌 플레이트는 상기 벤트 상면에 용접되되, 상기 상부 교좌 플레이트와 하부 플레이트 쌍은 볼트 체결되는 것을 특징으로 하는, 가설교량 설치 구조.
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