KR100665967B1 - 복공판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하 굴착부 혹은 지상 공간 상에 차량 또는 보행자의 통행을 위하여 복개면을 형성하는 복공판에 관한 것이다.

본 발명은, 직사각형판인 제1바닥판과, 상기 제1바닥판의 장변에서 그 제1바닥판에 대하여 상방 쪽으로 수직으로 각각 연장된 한 쌍의 제1측면판과, 상기 한 쌍의 제1측면판에서 그 제1측면판에 대하여 수직으로 연장되어 상기 제1바닥판의 상부에 배치되는 한 쌍의 제1상면판을 포함하는 하부 프레임; 직사각형판인 제2바닥판과, 상기 제2바닥판의 장변에서 그 제2바닥판에 대하여 상방 쪽으로 수직으로 각각 연장된 한 쌍의 제2측면판과, 상기 한 쌍의 제2측면판에서 그 제2측면판에 대하여 수직으로 연장되어 상기 제2바닥판의 상부에 배치되는 한 쌍의 제2상면판과, 상기 제2부재의 제2바닥판의 단변에서 그 제2바닥판에 대하여 수직으로 각각 연장된 한 쌍의 마개판을 포함하며, 상기 하부 프레임의의 상부에 고정되는 상부 프레임; 상기 상부 프레임에 의해 형성되는 내부공간에 채워진 콘크리트를 포함하는 것을 특징으로 하는 복공판을 제공한다.

상부프레임의 내부에 채워진 콘크리트는 복공판에 작용하는 하중 중 압축력을 부담하고, 하부 프레임은 복강판에 작용하는 하중 중 인장력을 부담하므로써 재료특성에 적합하고 효율적인 구조를 갖는다.

Description

복공판{Deck Plate}

도 1은 복공판이 설치되는 형태를 설명하기 위한 도면.

도 2는 종래의 복공판의 일 실시예를 도시한 도면.

도 3은 도 2에 도시된 복공판의 하부를 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복공판의 사시도.

도 5는 도 4에 도시된 상부 프레임의 사시도.

도 6은 도 4에 도시된 하부 프레임의 사시도.

도 7은 도 4에 도시된 복공판의 측면도.

도 8은 도 4에 도시된 복공판의 운반방법을 설명하기 위한 도면.

** 도면의 주요부분에 대한 기호의 설명 **

20 : 상부 프레임 30 : 하부 프레임

40 : 콘크리트

본 발명은 복공판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복공판의 제조에 사용되는 재료를 효율적으로 사용하면서도, 그 성능을 개선 시킨 복공판에 관한 것이다.

복공판이란 개착식 굴착공사 및 지상공간 구조물 상에 설치되며 차량 또는 보행자의 통행을 위한 바닥면의 역할을 하는 구조물이다. 도 1은 복공판이 설치되는 형태를 설명하기 위한 도면으로서, 주형보(1)와 복공판(2)을 간략하게 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 공간 상에 복공판(2)을 설치하기 위해서는 복공판(2)을 지탱하는 구조물인 주형보(1)가 시공되며, 그 주형보(1) 상에 복공판(2)이 설치된다. 복공판(1)은 전술한 바와 같이, 굴착에 의해 형성된 공간 등의 상부에 설치되어 바닥면의 역할을 하게 되는 것으로서 복공판(1)의 상면으로 차량이나 사람이 통행할 수 있게 된다.

도 2는 종래의 복공판의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 복공판의 하부를 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 복공판은 상판(11)과 측판(12)과 리브판(13) 및 보강판(14)을 포함하고 있다.

종래의 복공판에 있어서, 상판(1)은 보통 복수개의, 일반적으로는 6개의 "ㄷ"자형강을 나란히 배치한 후, 이들을 용접하여 합성함으로써 제조하였다. 용접작업을 하는 경우에는 품질확보를 위해 많은 노력을 필요로 하게 되며, 용접을 행한 부위는 반복적인 하중에 의해 발생하는 피로현상에 취약한 단점이 있다. 복공판의 상면에는 계속해서 차량들이 통행함에 의해 생기는 반복적인 충격하중이 가해지게 되는데 이러한 반복적인 충격하중에 의해 용접된 부위가 파손되게 되면 복공판의 성능이 저하됨은 물론 안전상으로도 큰 문제를 초래할 수 있다.

한편, 복공판의 상면에는 마찰계수를 크게 하여 미끄럼을 줄이기 위하여 요철부(미도시)가 형성되어 있는데, 요철부가 있어도 강재면의 경우에는 강우시 등에 는 여전히 미끄러워 복공판 상에서 차량이나 보행자 등이 미끄러져 안전상의 문제가 발생할 수 있으며, 그 요철부 위를 차량이 통행할 때 발생하는 소음 및 진동으로 인해 차량 탑승자에게 불쾌감을 주고, 때로는 안전에 대한 불안감을 제공하기도 하는 문제가 있다.

또한, 이러한 종래의 복공판은 강재로 제작된다. 복공판에는 그 상부를 지나가는 차량하중에 의해 발생되는 모멘트에 의해 그 상부에는 압축력이 작용되고, 그 하부에는 인장력이 작용되는데, 상부의 압축력과 하부의 인장력을 모두 강재가 부담하게 되며 역학적으로 매우 비효율적인 구조를 취하고 있는 셈이다.

더욱이, 종래의 복공판은 모든 부재가 강재로 이루어져 있는데, 강재는 비교적 고가의 재료로서 복공판의 제작에 소요되는 비용면에서도 비효율적인 문제점을 안고 있었다.

본 발명은 효율적인 단면설계를 통하여 비용을 절감할 수 있으면서도, 용접부위를 최소화하여 반복적인 하중에 강한 복공판을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,

직사각형판인 제1바닥판과, 상기 제1바닥판의 장변에서 그 제1바닥판에 대하여 상방 쪽으로 수직으로 각각 연장된 한 쌍의 제1측면판과, 상기 한 쌍의 제1측면판에서 그 제1측면판에 대하여 수직으로 연장되어 상기 제1바닥판의 상부에 배치되는 한 쌍의 제1상면판을 포함하는 하부 프레임;

직사각형판인 제2바닥판과, 상기 제2바닥판의 장변에서 그 제2바닥판에 대하여 상방 쪽으로 수직으로 각각 연장된 한 쌍의 제2측면판과, 상기 한 쌍의 제2측면판에서 그 제2측면판에 대하여 수직으로 연장되어 상기 제2바닥판의 상부에 배치되는 한 쌍의 제2상면판과, 상기 제2부재의 제2바닥판의 단변에서 그 제2바닥판에 대하여 수직으로 각각 연장된 한 쌍의 마개판을 포함하며, 상기 하부 프레임의의 상부에 고정되는 상부 프레임;

상기 상부 프레임에 의해 형성되는 내부공간에 채워진 콘크리트를 포함하는 것을 특징으로 하는 복공판을 제공한다.

상기 하부 프레임의 제1바닥판, 제1측면판 및 제1상면판은 하나의 판이 절곡되어 형성되고,

상기 상부 프레임의 제2바닥판, 제2측면판 및 제2상면판 역시 하나의 판이 절곡되어 형성되는 것이 바람직하다.

상기 상부 프레임에,

그 상부 프레임과 상기 콘크리트와의 전단연결을 가능하게 하고, 그 합성을 용이하게 하기 위한 전단연결제가 더 구비되어 있는 것이 바람직하다.

상기 상부 프레임에,

상기 콘크리트가 건조수축에 의한 균열되는 것을 방지하기 위한 와이어 메쉬가 더 구비된 것이 바람직하다.

상기 하부 프레임에,

상기 제1바닥판의 폭방향으로 그 제1바닥판에 대하여 수직하게 설치되는 리브판이 더 구비되는 것이 바람직하다.

상기 상부 프레임에,

운반을 용이하게 하기 위한 리프팅 러그가 더 구비되며,

상기 리프팅 러그는,

상기 제2측면판의 높이와 동일한 길이의 사각형의 각관과, 상기 사각형의 각관에, 그 각관의 어느 한면과 마주보는 면을 관통하여 고정되는 로드를 포함하며,

상기 사각형의 각관의 중심축이 상기 상부 프레임의 제2바닥판에 대하여 수직이 되는 방향으로, 그 상부 프레임의 제2바닥판의 네 귀퉁이에 각각 용접되어 설치되는 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복공판의 사시도, 도 5는 도 4에 도시된 상부 프레임의 사시도, 도 6은 도 4에 도시된 하부 프레임의 사시도, 도 7은 도 4에 도시된 복공판의 측면도이다.

본 실시예에 따른 복공판은 하부 프레임(20), 상부 프레임(30), 콘크리트(40)를 포함한다.

상기 하부 프레임(20)은 제1바닥판(21), 제1측면판(22), 제1상면판(23), 리브판(25)를 포함하고 있다.

상기 제1바닥판(21)은 직사각형의 강재판으로서, 본 실시예에서 그 규격은 가시설공 시방서에 규정된 750mm×1990mm이며, 두께는 5mm로 제작된다.

상기 제1측면판(22)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1바닥판(21)의 한 쌍의 장변에서 그 제1바닥판(21)에 대하여 상방 쪽으로 수직으로 각각 연장된 강재판으로서, 한 쌍이 마련된다.

상기 제1상면판(23)은, 상기 한 쌍의 제1측면판(22)에서 그 제1측면판(22)에 대하여 수직으로 연장되어 형성된 것으로서, 상기 제1바닥판(21)의 상부에 배치되어 있다.

상기 하부 프레임(20)의 제1바닥판(21), 제1측면판(22), 제1상면판(23)은 하나의 판을 절곡시켜 형성하는 것으로서, 전체적으로는 "C"자를 90도 회전시킨 형상과 유사한 형태로 볼 수 있다. 이러한 절곡 공정에 의해 용접부를 최소화시키는 장점을 가져올 수 있으며, 용접보다는 절곡이 훨씬 공정이 간단하므로, 제조시간 및 제조단가를 줄일 수 있는 효과도 발생하게 된다.

상기 리브판(25)은 상기 제1바닥판(21)의 폭방향으로, 그 제1바닥판(21)에 대하여 수직하게 형성된다. 상기 리브판(25)으로 직사각형판이 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 직사각형판의 모서리부분에서의 응력집중을 막기 위해 네 귀퉁이가 절단된 형태의 직사각형판을 사용한다. 상기 리브판(25)은 상기 하부 프레임(20)을 보강하기 위한 것으로서, 특히, 비틀림 하중에 저항함으로써 복공판에 작용되는 비틀림 하중에 의해 하부 프레임(20)이 과도하게 변형되는 것을 막아 복공판의 안정성을 증가시키는 역할을 하게 된다.

상기 상부 프레임(30)은 제2바닥판(31), 제2측면판(32), 제2상면판(33), 마개판(34), 전단 연결재(35), 와이어 메쉬(36), 리프팅 러그(37)를 포함하고 있으 며, 상기 하부 프레임(20)의 상부에 고정된다. 상기 상부 프레임(30)과 하부 프레임(20)의 고정은 용접에 의할 수도 있고, 볼팅이나 기타의 고정방법을 사용할 수도 있으며, 본 실시예에서는 별도의 볼트나 너트 등의 부재를 사용하지 않고, 용접에 의해 고정하도록 한다.

상기 제2바닥판(31)은 상기 제1바닥판(31)과 마찬가지로, 직사각형 형태의 철판이며, 규격은 상기 제1바닥판(31)과 동일하다.

상기 제2측면판(32)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2바닥판(31)의 한 쌍의 장변에서 그 제2바닥판(31)에 대하여 상방쪽으로 수직으로 각각 연장된 강재판으로서, 한 쌍이 마련된다.

상기 제2상면판(33)은, 상기 한 쌍의 제2측면판(32)에서 그 제2측면판(32)에 대하여 수직으로 연장되어 형성된 것으로서, 상기 제2바닥판(31)의 상부에 배치되어 있다.

상기 상부 프레임(30)의 제2바닥판(31), 제2측면판(32), 제2상면판(33)은 하나의 판을 절곡시켜 형성하는 것으로서, 하부 프레임(30)과 마찬가지로, 전체적으로는 "C"자를 90도 회전시킨 형상과 유사한 형태로 볼 수 있다. 이러한 절곡에 의한 제조의 장점은 하부 프레임(20)과 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 마개판(34)는 상기 제2바닥판(31)의 한 쌍의 단변에서 그 제2바닥판(32)에 대하여 수직으로 각각 연장된 강재판이며, 본 실시예에서는 도 5에 도시된 바와 같이, "凸"형태의 판의 상부를 90도 절곡시킨 후, 용접에 의해 제2바닥 판(31) 및 제2측면판(32)에 고정시킨다.

상기 상부 프레임(30)의 형성은 하나의 판을 절곡하여 제2바닥판(31), 제2측면판(32), 제2상면판(33)을 형성하고, 마개판(34)을 용접함으로써 이루어지는 것이다.

상기 전단 연결재(35)는 상기 상부 프레임(30)과 콘크리트(40)의 전단연결을 가능하게 하고, 그 합성을 견고하게 하는 부재이다. 전단 연결재(35)가 없는 경우에는 콘크리트(40)와 강재인 상부 프레임(30)의 합성이 제대로 이루어지지 않을 수도 있는데, 콘크리트(40)가 완전히 양생된 후에는 건조수축이 발생하여, 타설시의 부피보다 작아지게 되므로,상부 프레임(30)과 콘크리트(40)가 분리되어 버리는 현상이 발생할 수고, 이를 방지하기 위해 전단 연결재(35)를 사용한다. 본 실시예에서 전단 연결재(35)로는 이형철근을 사용하며, 상기 제2바닥판(31)에 도 5에 도시된 바와 같이, 이형철근을 상기 제2바닥판(31)의 길이방향을 따라 상기 제2바닥판(31)의 폭방향과 동일한 방향으로 복수개 배열한 후 용접에 의해 고정시켜 사용한다.

상기 와이어 메쉬(36)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 가는 철선을 서로 직교시켜 제조하여 사용한다. 와이어 메쉬(36)는 콘크리트(40)가 건조수축에 의해 균열되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 리프팅 러그(37)는 복공판의 운반을 용이하게 하기 위한 것으로서, 사각형의 각관(371)과 로드(372)를 포함하고 있으며, 본 실시예에서는 상기 제2바닥판(31)의 네 귀퉁이 부분에 네 개가 마련되어 있다.

상기 사각형의 각관(371)은 그 중심축이 상기 제2바닥판(31)에 대하여 수직이 되는 방향으로 상기 제2바닥판(31)에 용접에 의해 고정되며, 그 길이는 상기 제2측면판(32)의 높이와 동일하게 한다. 상기 로드(372)는 상기 사각형의 각관(371)의 어느 한 면과 그 면과 마주보는 다른 한면을 관통하여 고정된다. 상기 리프팅 러그(37)는 상기 제2바닥판(31)의 길이방향과 나란하게 배치되는 것이 아니라, 네 귀퉁이에 각각 설치된 리프팅 러그(37) 모두가 제2바닥판(31)의 중심을 향할 수 있도록 약간 비스듬하게 배치된다.

한편, 본 실시예의 복공판은, 복공판이 주형보 위에서 그 길이방향으로 움직이는 것을 제한하기 위하여 L형 앵글로 이루어진 스토퍼(50)와 차량하중에 의한 충격을 흡수하기 위한 방진판(51)을 포함하고 있다.

이하에서는 상술한 실시예의 작용 및 효과에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

복공판은 전술한 바와 같이, 굴착공사에 있어 사용되는 가시설물의 일부로서, 대부분의 경우 차량하중을 지탱하게 된다.

차량하중은 차량의 바퀴를 통하여 복공판으로 전달되며, 그 특성상 동적하중으로 보아야 하며, 복공판 위로 계속적으로 차량이 통행하기 때문에, 반복하중이 작용되는 것으로 보아야 한다.

차량하중에 의해 복공판의 상부에는 압축력이 작용하게 되고, 그 하부에는 인장력이 작용하는데, 본 실시예에서는 압축력에 강한 콘크리트를 사용하여 복공판의 상부를 제조하고, 인장력에 강한 강재를 사용하여 복공판의 하부를 제조함으로 써, 매우 효율적인 단면을 가지는 복공판을 제공한다.

전술한 바와 같이, 용접부는 반복하중에 취약하여, 반복적으로 하중이 가해지는 경우 용접부에 파손이 발생할 수도 있는데, 본 실시예의 경우 용접부위를 최소화함으로써 반복적인 하중에도 강한 복공판을 제공한다. 본 실시예의 경우 용접부위는 상부 프레임(30)과 하부 프레임(20)의 접합부, 상부 프레임(30)의 마개판(34)의 접합부, 하부 프레임(20)의 리브판(25)의 접합부 등 일부에 국한되어 있고, 그러한 부위는 직접적으로 차량하중에 의해 변형이 심하게 발생되는 부위가 아니므로 본 실시예의 복공판은 반복하중에 매우 강하다. 실제로, 본 출원인은 본 실시예에 따라 복공판의 시제품을 제조하여, 반복 하중에 대한 저항성을 한국 기계연구원에 시험을 의뢰하였으며, 13.5톤의 충격하중이 1초당 4회 가해지는 시험 조건에서 200만회 충격을 가하였음에도 불구하고 균열이 발생하지 않았음을 확인하였다.

한편, 본 실시예의 복공판의 운반에 있어서도, 종래에 비하여 편리하고 안전한데 이하에서는 본 실시예의 복공판의 운반에 대하여 설명하기로 한다. 도 8은 도 4에 도시된 복공판의 운반방법을 설명하기 위한 도면이다.

종래의 복공판의 경우 상판(1, 도 2 참조)의 네 귀퉁이에 구멍을 내고, 그 구멍에 로프에 연결된 고리를 집어넣어 걸은 후, 그 로프를 크레인을 이용하여 당겨서 복공판을 운반하였다. 그러나, 이러한 종래의 운반의 경우 고리가 구멍에 확실하게 걸리는 구조가 아니라, 고리가 구멍으로부터 이탈될 가능성을 항시 내재하고 있으며, 운반과정에서 고리가 풀어짐으로 인해 복공판이 추락하여 안전사고가 발생할 우려도 안고 있었다.

본 실시예에 따른 복공판의 경우 상부 프레임(30)의 네 귀퉁이에 리프팅 러그(37)가 구비되어 있고, 각각의 리프팅 러그(37)는 사각형의 각관(371)에 고정된 로드(372)를 포함하고 있는데, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 로드(372)에 고리를 걸어 복공판을 운반함으로써, 보다 안정적이고 안전한 운반이 가능하게 되는 것이다.

한편, 도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 리프팅 러그(37)는 상부 프레임(30)과 나란하게 설치되는 것이 아니라, 상부 프레임(30)의 제2바닥판(31)의 무게중심을 향하도록 비스듬하게 설치되어 있어서, 각각의 리프팅 러그(37)에 고리를 걸고, 그 고리에 연결된 각각의 로프를 하나로 묶어서 연결하여 운반하는데에 있어서, 고리와 리프팅 러그(37) 사이의 간섭을 최소화 할 수 있도록 설치된다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 위배되지 아니하는 범위내에서 다양한 형태의 복공판으로 구현될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 효율적인 단면설계를 통하여 비용을 절감할 수 있으면서도, 용접부위를 최소화하여 반복적인 하중에 강한 복공판을 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 직사각형판인 제1바닥판과, 상기 제1바닥판의 장변에서 그 제1바닥판에 대하여 상방쪽으로 수직으로 각각 연장된 한 쌍의 제1측면판과, 상기 한 쌍의 제1측면판에서 그 제1측면판에 대하여 수직으로 연장되어 상기 제1바닥판의 상부에 배치되는 한 쌍의 제1상면판을 포함하는 하부 프레임;

   직사각형판인 제2바닥판과, 상기 제2바닥판의 장변에서 그 제2바닥판에 대하여 상방쪽으로 수직으로 각각 연장된 한 쌍의 제2측면판과, 상기 한 쌍의 제2측면판에서 그 제2측면판에 대하여 수직으로 연장되어 상기 제2바닥판의 상부에 배치되는 한 쌍의 제2상면판과, 상기 제2바닥판의 단변에서 그 제2바닥판에 대하여 수직으로 각각 연장된 한 쌍의 마개판을 포함하며, 상기 하부 프레임의의 상부에 고정되는 상부 프레임;

   상기 상부 프레임에 의해 형성되는 내부공간에 채워진 콘크리트를 포함하는 것을 특징으로하는 복공판.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 하부 프레임의 제1바닥판, 제1측면판 및 제1상면판은 하나의 판이 절곡되어 형성되고,

   상기 상부 프레임의 제2바닥판, 제2측면판 및 제2상면판 역시 하나의 판이 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 하는 복공판.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 상부 프레임에,

   그 상부 프레임과 상기 콘크리트와의 전단연결을 가능하게 하고, 그 합성을 용이하게 하기 위한 전단연결제가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 복공판.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 상부 프레임에,

   상기 콘크리트가 건조수축에 의한 균열되는 것을 방지하기 위한 와이어 메쉬가 더 구비된 것을 특징으로 하는 복공판.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 하부 프레임에,

   상기 제1바닥판의 폭방향으로 그 제1바닥판에 대하여 수직하게 설치되는 리브판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 복공판.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 상부 프레임에,

   운반을 용이하게 하기 위한 리프팅 러그가 더 구비되고,

   상기 리프팅 러그는,

   상기 제2측면판의 높이와 동일한 길이의 사각형의 각관과, 상기 사각형의 각관에, 그 각관의 어느 한면과 마주보는 면을 관통하여 고정되는 로드를 포함하며,

   상기 사각형의 각관의 중심축이 상기 상부 프레임의 제2바닥판에 대하여 수직이 되는 방향으로, 그 상부 프레임의 제2바닥판의 네 귀퉁이에 각각 용접되어 설치되는 것을 특징으로 하는 복공판.

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