KR100656769B1

KR100656769B1 - 교량의 상부 구조물 내진성 강화 전단키 구조

Info

Publication number: KR100656769B1
Application number: KR1020060058454A
Authority: KR
Inventors: 김정희
Original assignee: (주)피엔알시스템
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2006-12-14

Abstract

본 발명은 교량의 상부 구조물 내진성 강화 전단키 구조에 관한 것으로서,

즉, L 형강(400)은 스틸 박스(300) 양단 웨브(310)의 내,외측에 각각 수직하게 입설되고 고장력 볼트와 너트에 의해 2개가 서로 마주보도록 측면 부재로 볼팅체결되며,

L 형강(400)에 버팀 플레이트(520)의 일측이 용접고정되는 지지 부재(500)는 버팀 플레이트(520)의 타측 하부로 돌출되는 돌출판부(522)에 지지 플레이트(510)가 용접되며,

지지 부재(500)의 지지 플레이트(510)의 폭 방향 유동이 제한되도록 스틸 박스(300)의 측면인 교각(100) 두부에 앵커 볼트(750)로 체결되는 베이스 플레이트(600)는, 다수개의 앵커홀(612)이 편중되도록 형성되는 기초판(610)과, 기초판(610)의 폭 방향 양측에 수직하게 입설되어 용접되는 수직판(620)과, 기초판(610)과 수직판(620)에 밀착되어 수직판(620)이 입설된 외측으로 용접되는 보강판(630)이 일체 형성되는 것을 특징으로 하는 교량의 상부 구조물 내진성 강화 전단키 구조가 제시된다.

교량, 상부구조물, 내진, 전단키, 스틸 박스

Description

교량의 상부 구조물 내진성 강화 전단키 구조{SHEAR KEY STRUCTURE FOR PREVENTION OF FALLING DOWN OF BRIDGE BEAM}

도 1은 종래 교량의 낙교방지시설이 설치된 사시도.

도 2는 도 1의 낙교방지시설의 단면도.

도 3은 본 발명 내진성 강화 전단키가 설치된 평면도.

도 4는 본 발명 내진성 강화 전단키가 설치된 정면도.

도 5는 본 발명 L 형강과 볼트, 너트가 체결되는 상태의 사시도.

도 6은 본 발명 보강 플레이트의 사시도.

도 7은 본 발명 베이스 플레이트의 사시도.

도 8은 본 발명 베이스 플레이트의 수평판의 사시도.

도 9는 본 발명 베이스 플레이트의 수평판이 교각에 체결되는 상태를 나타내는 도면.

도 10은 본 발명 H빔과 보강 플레이트를 이용한 전단키 구조의 사시도.

도 11은 본 발명 H빔과 보강 플레이트를 이용한 전단키 구조의 단면 상세도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 교량 200: 교좌장치

300: 스틸 박스 400: L 형강

500: 지지 부재 600: 베이스 플레이트

700: 앵커 볼트 750: 에폭시층

본 발명은 교량의 상부 구조물에 대한 내진 성능을 향상하고 교량의 스틸 박스에 대한 보강을 이룰 수 있도록 하는 교량의 상부 구조물 내진성 강화 전단키 구조에 관한 것이다.

일반적으로 교량의 상부 구조물로 부터 발생되는 하중을 교각에 전달함은 물론 상부 구조물을 구성하는 스틸 박스(STEEEL BOX GIRDER)의 하부를 지지하는 교좌장치가 설치되고, 교좌장치는 상구 구조물이 온도 변화에 따라 팽창 및 수축하는 경우 발생되는 길이방향 또는 폭 방향 유동에 적절하게 대응하여 작동되게 된다.

또한, 교량은 지진 등과 같은 자연 재해에 의해 상부 구조물이 낙교(FALLING DOWN)되는 현상을 방지하기 위해 다양한 형태의 낙교방지시설을 가진 내진 설계가 꼭 필요하다 할 것이다.

이러한 내진 설계의 기능을 가지는 특허를 살펴보면, 등록특허 10 - 0402954호와 같이 낙교 및 인상을 위한 부재가 설치되고 있다.

도 1은 종래 교량 빔의 낙교방지를 위한 부재가 설치된 사시도이고, 도 2는 도 1의 낙교방지를 위한 부재의 단면도이다.

교각(10)과 스틸 박스(30)의 사이에 안착되어 교량의 상부 구조물의 하중을 전달하는 교좌장치(20)가 설치되는 한편, 스틸 박스(30)에는 측면에 플레이트 상에 복수개의 연결편(42)이 수직으로 부착되는 측면 부재(40)와, 버팀 플레이트(52)가 수직하게 다수개 부착되는 지지 부재(50)와, 각 모서리에 스토퍼(62)가 부착되고 교각(10)의 두부에 고정되는 베이스 플레이트(60)로 구성된 낙교방지 부재가 설치된다.

즉, 측면 부재(40)는 사각형 형상의 플레이트에 복수개의 체결공이 형성되어 앵커 볼트(44)로 스틸 박스(30)의 단부 양측에 고정되고, 이때 스틸 박스(30)와 측면 부재(40)의 밀착면에는 에폭시 수지가 주입되어 고정된다.

측면 부재(40)에는 수직으로 복수개의 연결편(42)이 일정간격을 유지토록 수직하게 용접되고, 측면 부재(40)에는 측면에 버팀 플레이트(52)가 볼트와 너트로 체결되어 지지 부재(50)가 결합된다.

즉, 지지 부재(50)는 상면에 직사각형 형태의 수평한 지지 플레이트의 상면에 수직하게 버팀 플레이트(52)가 용접설치되어 측면 부재(40)의 각각의 연결편(42)에 버팀 플레이트(52)가 볼팅체결된다.

지지 부재(50)는 직사각형 형상의 수평한 지지 플레이트의 상면에 다수개의 버팀 플레이트가 수직하게 용접되며, 버팀 플레이트는 직삼각형 형태로 형성된다.

또한, 베이스 플레이트(60)는 도 2와 같이 스틸 박스(30)의 하부에 위치되고 교각(10)의 두부에 무수축 몰탈층(70)을 매개로 설치된다.

즉, 베이스 플레이트(60)는 스틸 박스(30)의 양측면에 측면 부재(40)와 결합되어 있는 지지 부재(50)보다 크게 형성되어 교각(10)의 두부 상면에 고정되고, 베 이스 플레이트(60)에는 상면에 교좌장치(20)가 장착된다.

부연 하자면, 베이스 플레이트(60)는 교량에 지진 등의 횡력에 의해 스틸 박스(30)가 유동될 시에 지지부재(50)가 베이스 플레이트(60)의 상면에 일정거리 이격되어 형성되므로 베이스 플레이트(60)가 지지 부재(50)의 폭 방향 유동범위를 제한하여 스틸 박스(30)의 유동을 억제하도록 설치되며, 베이스 플레이트(60)에는 네 모서리부에 일정한 크기로 형성된 스토퍼(62)가 용접되어 지지 부재(50)가 스토퍼(62)의 폭 방향 내측에서만 유동되도록 한정할 수 있게 된다.

베이스 플레이트(60)의 하면에는 교각(10)의 두부 상면과 베이스 플레이트(60)의 사이에 무수축 몰탈층(70)이 형성되어 밀착되고, 스토퍼(62)는 ㄱ자 형상으로 형성되어 모서리에 부착된다.

상술한 낙교방지시설은 베이스 플레이트(60)와 스틸 박스(30)의 사이에 교좌장치(20)를 설치하여 스틸 박스(30)가 길이방향 및 폭 방향의 팽창 및 수축에 대항하도록 설치하는 바, 스틸 박스(30)를 시공하는 작업이 번거로움이 있고, 이에 스틸 박스(30)를 시공하는 작업중에 베이스 플레이트(60)의 하부에 형성된 무수축 몰탈층(70)이 외부 충격에 의해 파손될 우려가 있어 하중을 교각(10)으로 적절하게 전달하기가 쉽지 않은 문제점이 있다.

또한, 측면 부재(40)와 지지 부재(50)가 버팀 플레이트(52)를 매개로 볼팅체결되는 바, 볼트와 너트가 체결될 수 있도록 측면 부재(40)의 연결편(42)과 버팀 플레이트(52)에 각각 체결공을 형성하는 작업이 증가되므로 전체적으로 낙교방지시설을 위한 작업 공수가 증가되는 문제점이 있다.

또한, 최초 스틸 박스(30)의 수축 및 팽창량이 설정되어 설계되므로 평상시에는 그 유동력이 확실하게 구속될 수 있는 장점을 가지지만, 그럼에도 불구하고 스틸 박스(30)가 길이방향으로 지진 등에 의해 유동이 크게 발생되는 경우 지지 부재(50)와 스토퍼(62)가 길이방향으로 유동이 어려워 스틸 박스(30)가 비틀려지는 현상이 발생되며, 그에 따라 교량 구조물이 구조적 측면에서 약화되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 내용을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명은, 교량의 상부 구조물을 구성하는 스틸 박스의 단부를 보강함에 그 보강력이 강화될 수 있도록 스틸 박스의 내,외측에 각각 L 형강이 수직으로 위치되어 볼팅체결되고, 스틸 박스가 교좌장치에 입설된 그 측면에 베이스 플레이트가 앵커 볼트로 체결고정되는 구조를 가져 시공이 양호하며, 베이스 플레이트와 버팀 플레이트가 지진 등에 의해 길이방향의 유동량이 클 경우에도 종래 기술보다 더욱 큰 길이방향의 유동을 이룰 수 있어 스틸 박스가 비틀림되는 현상을 방지할 수 있으며, L 형강과 지지 부재의 버팀 플레이트가 용접시공되어 작업 공수를 절감할 수 있는 교량의 상부 구조물 내진성 강화 전단키 구조를 제공함을 그 목적으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 설명한다.

도 3은 본 발명 내진성 강화 전단키가 설치된 평면도이고, 도 4는 본 발명 내진성 강화 전단키가 설치된 정면도이며, 도 5는 본 발명 L 형강과 볼트, 너트가 체결되는 상태의 사시도이고, 도 6은 본 발명 보강 플레이트의 사시도이며, 도 7은 본 발명 베이스 플레이트의 사시도이고, 도 8은 본 발명 베이스 플레이트의 수평판의 사시도이며, 도 9는 본 발명 베이스 플레이트의 수평판이 교각에 체결되는 상태를 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명 H빔과 보강 플레이트를 이용한 전단키 구조의 사시도이며, 도 11은 본 발명 H빔과 보강 플레이트를 이용한 전단키 구조의 단면 상세도이다.

교량의 교각(100) 상부에 설치되는 교좌장치(200)의 상면에 지지되는 스틸 박스(300)에는 양측 단부의 웨브(310) 내,외측에 2개의 L 형강(400)이 고장력 볼트에 의해 너트로 수직하게 입설되고, 외측 L 형강(400)에는 지지 부재(500)의 버팀 플레이트(520)가 용접되며, 지지 부재(500)의 폭 방향 유동을 한정하기 위해 교각(100)의 두부에 베이스 플레이트(600)로 구성되는 낙교방지용 전단키 시설이 설치된다.

즉, 지진 등에 의해 스틸 박스(300)는 폭 방향으로 유동시 L 형강(400), 지지 부재(500) 및 베이스 플레이트(600)에 의해 폭 방향 유동을 방지할 수 있게 된다.

스틸 박스(300)는 웨브(310)의 단부 내,외측에 ㄱ자 형태로 절곡된 L 형강(400) 2개가 각각 고장력 볼트와 너트에 의해 수직하게 체결되어 스틸 박스(300)의 단부 내,외측을 보강하게 된다.

즉, L 형강(400)은 스틸 박스(300)의 측면에 고정되는 측면 부재로, 일측에 다수개의 체결공(410)이 형성되어 그 체결공(410)이 형성된 면이 각각 스틸 박 스(300)의 웨브(310)에 밀착되어 고장력 볼트와 너트로 체결된다.

부연 하자면, 고장력 볼트는 스틸 박스(300)의 박스체의 외측에서 관통되어 내측에서 너트로 체결되어 L 형강(400)이 고정되며, 도시된 도 5에는 6개의 체결공(410)이 형성된 L 형강(400)이 사용된다.

지지 부재(500)는 L 형강(400)에 용접되는 수직하게 버팀 플레이트(520)와 그 버팀 플레이트(520)에 수평하게 용접되는 지지 플레이트(510)가 일체로 제작된다.

즉, 지지 부재(500)는 L 형강(400)과 용접되는 위치의 버팀 플레이트(520)의 대향측 상면과 하면이 각각 경사지고 하부로 돌출되도록 형성되어 하부로 돌출된 돌출판부(522)의 하부에 수평하게 지지 플레이트(510)가 용접된다.

베이스 플레이트(600)는 교좌장치(200)가 설치된 측면, 즉 스틸 박스(300)의 양측 웨브(310)보다 외측으로 교각(100) 두부에 앵커 볼트(700)로 베이스 플레이트(600)가 고정된다.

즉, 베이스 플레이트(600)는, 사각형 또는 직사각형 형태로 형성된 기초판(610)과, 기초판(610)의 상면 폭 방향 양측에 각각 수직하게 용접되는 수직판(620)과, 기초판(610)의 양측 상면과 각각의 수직판(620)에 밀착되는 면에 용접되는 보강판(630)이 일체로 형성되어 교각(100)의 상면 두부에 앵커 볼트(700)로 고정된다.

베이스 플레이트(600)의 기초판(610)에는 다수개의 앵커홀(612)이 형성되고, 수직판(620)은 직사각형 형태로 기초판(610)보다 길이가 적도록 형성되며, 보강 판(630)은 기초판(610)과 수직판(620)과 밀착되는 면이 직각을 이루도록 형성되고 그 직각을 이루는 대향면이 경사지게 형성된다.

부연 하자면, 교각(100)에는 두부에 일정 넓이로 다수개의 홈부가 형성되고, 그 홈부에 대해 청소를 실시한 연후에 앵커 볼트(700)를 위치함과 동시에 에폭시를 주입하여 에폭시층(750)이 형성되며, 이때 에폭시층(750) 상면으로 돌출된 앵커 볼트(700)에 기초판(610)의 앵커홀(612)을 관통시켜 너트로 체결고정하게 된다.

상술한 구성에서 알 수 있듯이, 스틸 박스(300)의 양단부에 각각 L 형강(400)이 웨브(310)의 내,외측에 수직하게 위치되어 고장력 볼트와 너트로 체결되는 바 사용되는 부재를 절감할 수 있게 되고, 버팀 플레이트(520)의 하부 돌출판부(522)에 지지 플레이트(510)가 용접되어 베이스 플레이트(600)을 형성하는 2개의 수직판부(620)의 사이에 위치되어 스틸 박스(300)가 폭 방향으로 구속될 수 있도록 설치됨과 아울러, 스틸 박스(300)에 지진 등에 의해 길이방향으로 힘이 전달될 경우 기초판(610)의 상면에서 길이방향을 따라 지지 부재(500)의 지지 플레이트(510)가 길이방향으로 유동이 자유로워 스틸 박스(300)가 종래와 같이 스토퍼를 형성하고 있어 지진 등에 의해 발생된 외력에 의해 스틸 박스(300)가 비틀림 되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 베이스 플레이트(600)를 구성하는 기초판(610)에는 앵커홀(612)이 한쪽으로 치우쳐 형성되고, 그 대향측에는 앵커홀(612)을 형성하지 않고 수직판(620)과 보강판(630)만 용접되게 된다.

또한, 도 10과 도 11에서 알 수 있듯이, 스틸 박스의 웨브(310)에는 양단부 보강을 위한 측면 부재로 L 형강을 대신하여 길이방향을 따라 H 형강(800)이 고장력 볼트와 너트로 고정가능한 한편, H 형강(800)에는 일측 플랜지부에 다수개의 사각홀(810)이 형성되고, 다른 버팀 플레이트(520)는 H 형강(800)과 밀착되는 위치에 돌출편(526)이 2개각 각각 형성되어 그 돌출편(526)이 H 형강(800)의 사각홀(810)을 관통하여 용접되어 설치되게 된다.

즉, 스틸 박스의 양단 보강을 위해 H 형강(800)이 볼팅체결됨과 아울러, 그 H 형강(800)에 버팀 플레이트(520)가 용접되므로 폭 방향으로 전달되는 외력에 대항하여 H 형강(800)의 웨브가 적절하게 작동할 수 있게 된다.

또한, H 형강(800)과 볼팅체결되는 버팀 플레이트(520)의 하부 돌출판부에는 지지 플레이트가 용접되는 한편, 지지 플레이트는 상술한 설명과 같이 교각 두부 상 스틸 박스가 설치된 측면에 앵커 볼트로 고정되는 베이스 플레이트에 의해 폭 방향 유동이 구속되게 된다.

상술한 구성에 의한 본 발명의 효과를 하기에 설명한다.

본 발명의 교량의 상부 구조물 내진성 강화 전단키 구조는, 교량의 상부 구조물을 구성하는 스틸 박스의 단부를 보강함에 그 보강력이 강화될 수 있도록 스틸 박스의 내,외측에 각각 L 형강이 수직으로 위치되어 고장력 볼트와 너트에 의해 볼팅체결되므로 사용되는 부재의 공수를 절감할 수 있고, 스틸 박스가 교좌장치에 안착된 그 측면에 베이스 플레이트가 앵커 볼트로 체결고정되는 구조를 가져 종래와 같이 무수축 몰탈층을 형성하는 시공 기간을 단축할 수 있음은 물론, 교각 두부에 베이스 플레이트를 손쉽게 체결고정할 수 있게 되므로 시공이 양호하여 공기를 단축할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 베이스 플레이트와 버팀 플레이트가 지진 등에 의해 길이방향의 유동량이 클 경우에도 종래 기술보다 큰 길이방향의 유동에 적절하게 대항할 수 있어 종래 스토퍼에 의해 구속되는 경우 발생되는 스틸 박스의 비틀림 현상을 방지할 수 있으며, L 형강과 지지 부재의 버팀 플레이트가 용접시공되어 종래의 측면 부재 상에 다수개의 체결공을 형성하면서 발생되는 작업 공수를 절감할 수 있는 효과를 가진다.

Claims

스틸 박스의 양단 보강을 위해 설치되는 측면 부재;

측면 부재에 버팀 플레이트가 고정되어 교각 두부 상에 설치되는 베이스 플레이트 상에서 폭 방향 유동이 구속되는 지지 부재;

스틸 박스의 하측에 위치되는 베이스 플레이트;를 포함하는 교량의 상부 구조물 전단키 구조에 있어서,

L 형강(400)은 스틸 박스(300) 양단 웨브(310)의 내,외측에 각각 수직하게 입설되고 고장력 볼트와 너트에 의해 2개가 서로 마주보도록 측면 부재로 볼팅체결되며,

L 형강(400)에 버팀 플레이트(520)의 일측이 용접고정되는 지지 부재(500)는 버팀 플레이트(520)의 타측 하부로 돌출되는 돌출판부(522)에 지지 플레이트(510)가 용접되며,

지지 부재(500)의 지지 플레이트(510)의 폭 방향 유동이 제한되도록 스틸 박스(300)의 측면인 교각(100) 두부에 앵커 볼트(750)로 체결되는 베이스 플레이트(600)는, 다수개의 앵커홀(612)이 편중되도록 형성되는 기초판(610)과, 기초판(610)의 폭 방향 양측에 수직하게 입설되어 용접되는 수직판(620)과, 기초판(610)과 수직판(620)에 밀착되어 수직판(620)이 입설된 외측으로 용접되는 보강판(630)이 일체 형성되는 것을 특징으로 하는 교량의 상부 구조물 내진성 강화 전단키 구조.
스틸 박스의 양단 보강을 위해 설치되는 측면 부재;

측면 부재에 버팀 플레이트가 고정되어 교각 두부 상에 설치되는 베이스 플레이트 상에서 폭 방향 유동이 구속되는 지지 부재;

스틸 박스의 하측에 위치되는 베이스 플레이트;를 포함하는 교량의 상부 구조물 전단키 구조에 있어서,

스틸 박스 양단에 길이방향을 따라 고장력 볼트와 너트로 웨브 외측에 볼팅되고 다수개의 사각홀이 형성된 H 형강;

H 형강의 사각홀에 사각편이 삽입설치는 버팀 플레이트의 일측이 용접고정되는 지지 부재는 버팀 플레이트의 타측 하부로 돌출되는 돌출판부에 지지 플레이트가 용접되며,

지지 부재의 지지 플레이트의 폭 방향 유동이 제한되도록 스틸 박스의 측면인 교각 두부에 앵커 볼트로 체결되는 베이스 플레이트는 다수개의 앵커홀이 편중되도록 형성되는 기초판과, 기초판의 폭 방향 양측에 수직하게 입설되어 용접되는 수직판과, 기초판과 수직판에 밀착되어 수직판이 입설된 외측으로 용접되는 보강판이 일체 형성되는 것을 특징으로 하는 교량의 상부 구조물 내진성 강화 전단키 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,

스틸 박스 양단 외측 하부의 교각 두부에 앵커 볼트가 에폭시폼에 의해 고정 되어 베이스 플레이트를 구성하는 기초판을 너트로 체결고정시키는 것을 특징으로 하는 교량의 상부 구조물 내진성 강화 전단키 구조.