KR102200148B1

KR102200148B1 - 교량 배수관의 과잉수 처리장치

Info

Publication number: KR102200148B1
Application number: KR1020200116323A
Authority: KR
Inventors: 황성규; 오경두
Original assignee: 이노블루산업 주식회사; 황성규; 오경두
Priority date: 2020-09-10
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2021-01-08

Abstract

본 발명은 교량의 하부에 우수 배출 내지 비점오염을 처리하기 위하여 수직배수관과 수평배수관으로 이루어진 배수관로에 장착되어, 강우시 신속한 우수의 배출을 도모하고 비점오염처리시설의 과부하를 방지할 수 있는 교량 배수관의 과잉수 처리장치에 관한 것으로서, 수직배수관과 수평배수관 중 적어도 어느 하나에 설치되는 월류관과, 상기 월류관과 수평배수관의 일부를 둘러싸면서 월류관을 통해 월류된 우수를 수용할 수 있도록 월류수공간이 형성된 과잉수유도함 및, 상기 과잉수유도함의 하부에 설치된 과잉수배수관으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

교량 배수관의 과잉수 처리장치{EXCESS WATER TREATMENT DEVICE OF BRIDE DRAIN PIPE}

본 발명은 교량의 노면수를 처리하는 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 교량의 하부에 우수 배출 내지 비점오염을 처리하기 위하여 설치된 배수관로에 장착되어, 강우시 신속한 우수의 배출을 도모하고 비점오염처리시설의 과부하를 방지할 수 있는 교량 배수관의 과잉수 처리장치에 관한 것이다.

강우시 교량 상판에 발생하는 노면수의 효율적인 처리는 차량과 보행인의 안전에 직결되는 매우 중요한 사안이다. 노면수는 시속 70㎞ 이상의 차량에서 수막현상을 일으켜 교통사고의 원인이 될 수 있으며 깊은 노면수는 차량 바퀴에 추가적인 저항을 발생시켜 차량을 예기치 않은 방향으로 회전시키기도 한다. 또한 차량 운행간 물튀김 현상으로 인접한 차량의 시야를 방해할 뿐만 아니라 보행인에게 물세례를 안기기도 한다.

그런데 교량 노면수의 처리는 단순히 노면수를 신속하게 배수하는 수리적인 문제에 국한되는 것이 아니라 교량 노면수와 함께 유출되는 비점오염물질을 저감시키는 비점오염저감장치의 운영문제도 함께 고려해야 한다.

특히 교량 배수장치 말단부에 설치되는 비점오염저감장치는 강우가 시작된 후 30분 이내에 주로 발생하는 소량의 초기우수 처리에 중점을 두고 운영하는데 호우 중에 발생하는 최대 유량을 포함한 전체 유량이 비점오염저감장치로 그대로 유입될 경우 비점오염저감장치 내부에 초과수 우회 장치를 설치하더라도 수리적인 과부하 상태에서 비점오염저감장치의 고장을 유발하거나 침강된 오염물질이 재부상하여 유출되는 등 처리 효율을 떨어뜨리기도 한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 등록특허공보 등록번호 10-1410194호를 통해 월류관이 형성된 교량용 배수장치가 제안된 바 있다.

상기 등록번호 10-1410194호의 배수시설은, 도 1에 도시된 바와 같이, 교량 노면 일측에 설치된 집수구(140)와 연결되는 수직배수관(110); 상기 수직배수관(110) 끝단 각각에 연결되어 상기 교량의 길이방향을 따라 교대 측의 육상부에 설치된 저감시설까지 설치되며, 집수된 상기 우수의 초기우수를 상기 저감시설까지 유도하는 수평배수관(130); 다수의 상기 수직배수관(110) 각각의 일측에 설치되어 상기 수직배수관(110)으로 집수된 우수 중 상기 초기우수를 제외한 상기 수평배수관(130)의 용량을 초과한 용량초과수가 유입되어 상기 용량초과수를 하천으로 방류시키는 월류관(120); 및 상기 수직배수관(110)과 상기 월류관 사이 접촉면에는 초기우수의 하천유출을 방지하기 위한 유출방지판넬;을 포함하고, 상기 유출방지판넬은, 수직배수관(110)의 유도홀 측과 월류관(120)의 내면에 접촉되도록 양측으로 돌출되어지는 물끊기턱이 형성되며, 상기 월류관(120)은 ㄱ자로 만곡된 형태로 구성되며(이하 상기한 ㄱ자로 만곡된 형태의 월류관을 'ㄱ자만곡 월류관'이라 함), 상기 수직배수관(110)의 길이는 200 ~ 450mm이고, 상기 ㄱ자만곡 월류관(120)은 상기 수직배수관(110)과 연결되는 연결부에, 집수구(140)에서 수직배수관(110)으로 유입된 초기우수가 ㄱ자만곡 월류관(120)으로 유입되지 않도록 단면 확대부가 형성되며, 상기 수평배수관(130)과 상기 수직배수관(110)은 일체형 T형 곡관으로 구성되며, 상기 수평배수관(130)의 직경은 150 ~ 300mm 이고, 상기 수직배수관(110)이 연결되는 상기 교량노면에 천공부에 형성된 집수구(140)를 통해 상기 우수를 상기 수직배수관(110)으로 집수시키며, 상기 월류관의 직경은 150 ~ 250mm인 것을 특징으로 한다.

상기한 등록번호 10-1410194호의 배수장치는 오염도가 심한 초기우수는 수평배수관(130)을 통해 비점오염 저감장치를 통과하게 하고, 오염도가 비교적 덜한 후기우수는 상기 비점오염 저감장치를 통과하지 않고 곧바로 하천 등으로 방류될 수 있도록 함으로써, 비점오염 저감장치 운영의 효율성을 높이고, 배수관로의 소요 용량을 줄임으로써 교량의 외관에 저해되지 않는 규모로 배수관을 설치할 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있게 하였다.

그러나 상기의 배수장치에 설치된 ㄱ자만곡 월류관(120)은, 후술하는 모형실험에서 나타난 바와 같이, 수두(surcharge)가 수평배수관(130)의 만관 상태를 초과하여 수직배수관(110)을 통하여 상당히 상승한 이후에 비로소 작동하게 되어 있어 수리적으로 비효율적인 측면이 있다.

아울러 상기 ㄱ자만곡 월류관(120)은 배수관로 중 수직배수관(110)이 설치된 곳에만 위치할 수 있어, 우수의 시간당 배출량이 제한될 수 밖에 없어, 강우에 의한 교량 상판의 노면수를 신속하게 제거하는 것에 한계가 있다.

KR

10-1410194

B1

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 교량의 배수장치에 관한 규격을 크게 증가시키지 않음으로써 교량의 외관을 저해하지 않으면서, 수리적 효율성을 증가시켜 오염도가 심하지 않은 후기강수를 신속하게 배출시킴으로써, 비점오염저감장치 운영의 효율성을 높이고, 교량 노면수에 의한 차량의 사고 내지 보행자의 피해의 최소화를 도모할 수 있는 교량 배수관의 과잉수 처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 과제의 해결을 위한 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 의하면, 교량 상판에 발생하는 노면수를 처리하기 위하여 교량의 하부에 위치하면서, 교량 상판에 설치된 집수구와 연통하는 수직배수관과, 상기 수직배수관의 하부에서 경사진 수평방향으로 설치되는 수평배수관으로 이루어지는 배수장치에 설치되는 것으로서, 상기 수직배수관과 수평배수관 중 적어도 어느 하나에 설치되는 월류관과, 상기 월류관과 수평배수관의 일부를 둘러싸면서 월류관을 통해 월류된 우수를 수용할 수 있도록 월류수공간이 형성된 과잉수유도함 및, 상기 과잉수유도함의 하부에 설치된 과잉수배수관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 교량 배수관의 과잉수 처리장치가 제공된다.

수직배수관에는 수평배수관에 형성된 유입공에 접하여 수직으로 월류공이 측면에 형성된 수직월류관이 설치되고, 수평배수관에는 상면에 월류정이 형성되는 수평월류관이 설치된다.

수직월류관은 수직배수관에 수평배수관 사이에 설치되고, 수평월류관은 수평배수관과 수평배수관 사이에 설치된다.

수직월류관에는 수평배수관의 유입공으로 유하하는 우수가 직접 월류공을 통해 과잉수유도함으로 유출되는 것을 방지하는 흐름유도판이 설치될 수 있다.

수평월류관에 설치되는 과잉수유도함의 상부에는 관리개구와 이를 개폐시키는 덮개가 각 구비될 수 있다.

본 발명은 지속적인 강우에 의해 수평배수관이 만관될 즈음이면 우수가 수직월류관 또는 수평월류관으로 월류되면서 수평배수관으로부터 신속하게 배제될 수 있게 한다. 따라서 수직배수관에 높은 수두가 형성되지 않고, 수평배수관 및 그 말단에 설치되는 비점오염저감장치에 과부하를 발생하지 않아, 오염물질이 재부상하거나 상기 비점오염저감장치에 손상이 발생할 여지가 거의 없게 된다.

아울러 본 발명은 배수관의 규격을 증가시키지 않고서도 노면수의 신속한 처리를 가능하게 하므로, 배수장치로 인해 교량의 미관이 저해될 우려가 없게 하고, 교량상판의 노면수에 의한 사고발생을 최소화시킬 수 있도록 한다.

도 1은 종래기술에 의한 월류관이 형성된 교량용 배수장치의 입면도이다.
도 2는 본 발명의 과잉수 처리장치가 설치된 교량용 배수장치의 입면도이다.
도 3은 수직배수관에 설치되는 본 발명의 과잉수 처리장치의 사시도이다.
도 4는 도 3의 과잉수 처리장치에 대한 평면도 및 단면도이다.
도 5는 도 3의 과잉수 처리장치에 대한 절개사시도이다.
도 6은 도 3의 과잉수 처리장치에 설치되는 흐름류도판의 작동관계에 관한 설명도이다.
도 7은 수평배수관에 설치되는 본 발명의 과잉수 처리장치의 사시도이다.
도 8은 도 7의 과잉수 처리장치에 대한 평면도 및 단면도이다.
도 9는 도 7의 과잉수 처리장치에 대한 절개사시도이다.
도 10은 수평배수관에 설치되는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 과잉수 처리장치의 단면도이다
도 11은 본 발명의 과잉수 처리장치의 수치해석을 위한 수직배수관 제원의 입력예이다.
도 12는 본 발명의 과잉수 처리장치의 수치해석을 위한 수평배수관 제원의 입력예이다.
도 13은 종래기술의 월류관 제원의 입력예이다.
도 14는 본 발명의 수직월류관 제원의 입력예이다.
도 15는 본 발명의 수평월류관 제원의 입력예이다.
도 16은 상기 도 13 내지 15의 각 제원이 입력된 배수장치에 대한 XP-SWMM 링크-노드 모형의 구성의 설명도이다.
도 17은 종래기술의 월류관이 설치된 배수장치의 수리적 모의 결과이다.
도 18은 본 발명의 수직월류관이 설치된 배수장치의 수리적 모의 결과이다.
도 19는 본 발명의 수평월류관이 설치된 배수장치의 수리적 모의 결과이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관한 설명을 생략하기로 한다.

도 2는 교량용 배수장치에 본 발명의 과잉수 처리장치가 설치된 상태를 도시한 것이다.

본 발명의 과잉수 처리장치는, 상기의 도 2에 도시된 바와 같이, 교량 상판에 발생하는 노면수를 처리하기 위하여 교량의 하부에 설치되는 배수장치의 배수관에 설치되는 것으로서, 상기 배수관을 구성하는 수직배수관(110)과 수평배수관(130)에 모두 설치되거나, 이들 수직배수관(110)과 수평배수관(130)의 어느 하나에 설치된다.

상기 배수장치의 수직배수관(110)은 교량 상판에 설치된 집수구(140)와 연통하여, 집수관으로 유입된 교량 상판의 노면수를 하부에 위치한 수평배수관(130)으로 보내어 비점오염처리장치를 통과할 수 있도록 한다. 상기 수평배수관(130)은 경사진 수평방향으로 설치됨으로써 우수의 흐름이 원활하도록 하며, 수직배수관(110)이 위치한 부분에는 유입공(131)이 구비되어 수직배수관(110)으로 유입된 우수가 수평배수관(130)으로 흐를 수 있도록 한다.

상기 배수장치에 설치되는 본 발명의 과잉수 처리장치는 월류관과 과잉수유도함(40) 및 과잉수배수관(50)으로 이루어진다.

월류관은, 과잉수 처리장치가 설치되는 위치에 따라 수직배수관(110)과 수평배수관(130) 중 적어도 어느 하나에 설치되어, 배수장치의 처리용량을 초과하는 과잉수를 과잉수유도함(40)으로 유도하는 기능을 한다.

과잉수유도함(40)은 월류관을 통해 월류된 우수를 수용하여 과잉수배수관(50)으로 배출되게 하는 것으로서, 월류관과 수평배수관(130)의 일부를 둘러싸면서 수평배수관(130)의 둘레에 월류수공간(41)이 형성되게 한다. 과잉수유도함(40)의 바닥면에는 월류배수공(42)이 구비된다.

과잉수배수관(50)은 과잉수유도함(40)의 하부에 설치되어 상기 월류배수공(42)을 통해 유입된 과잉수를 외부로 배출시킨다.

도 3 내지 5는 수직배수관(110)에 설치된 실시예의 과잉수 처리장치에 관하여 도시한 것으로서, 도 3은 이에 대한 사시도이고, 도 4는 이에 대한 평면도 및 단면도이며, 도 5는 일부를 절개하여 내부를 나타낸 절개사시도이다.

수직배수관(110)에 설치되는 과잉수 처리장치의 월류관은 수직월류관(20)으로서, 수직배수관(110)의 하단에 설치되어 수평배수관(130)과 연통하도록 설치된다.

과잉수유도함(40)과 연통하여 과잉수를 월류시키는 월류공(21)은 상기 수직월류관(20)의 측면에 설치된다.

상기 월류공(21)은 수평배수관(130)에 형성된 유입공(131)으로부터 이격시킬 수도 있으나, 상기 유입공(131)에 접하여 수직으로 형성되게 함으로써 과잉수로 인하여 수직배수관(110)에 수두가 높아지지 않게 하는 것이 바람직하다.

아울러 상기 월류공(21)은 수직월류관(20)의 일부면에 개구박스 형상으로 구성될 수도 있고, 수직월류관(20)의 관체 하단 전체를 제거하여 수직월류관(20)의 관체와 수평배수관(130)이 이격된 형상이 되게 할 수도 있다.

이러한 본 실시예에 의하면, 교량 상판에 설치된 집수구(140)로 집수된 우수는 수직배수관(110)와 이에 연속하여 설치된 수직월류관(20)을 통과한 후 수평배수관(130)으로 흐르게 된다. 따라서 과잉수가 아닌 초기우수가 수직월류관(20)을 통과하는 과정 중 월류공(21)을 통해 과잉수유도함(40)으로 흘러 비점오염이 처리되지 아니한 채 외부로 배출될 여지가 있게 된다.

이를 방지하기 위하여 수직월류관(20)에는 흐름유도판(22)이 더 설치될 수 있다. 상기 흐름유도판(22)은 깔대기처럼 경사진 형상을 가지게 함으로써 수직배수관(110)에서 수평배수관(130)으로 유하(流下)하는 우수가 직접 월류공(21)을 통해 과잉수유도함(40)으로 유출되는 것을 방지한다.

도 6은 상기한 흐름유도판(22)이 설치된 경우의 초기우수 흐름과, 수직월류관(20)에 의한 과잉수의 흐름을 설명하기 위하여 개념적으로 각 도시한 것이다.

초기우수 등 과잉수가 발생하지 아니하여 수평배수관(130)의 수위가 만관되지 않고 원활한 흐름이 이루어지는 경우에는, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 수직배수관(110)을 통과한 우수는 흐름유도판(22)에 의해 유입공(131)으로 유도되어 곧바로 수평배수관(130)으로 흐르게 된다.

이에 반하여 수평배수관(130)의 수위가 만관되는 등 과잉수가 발생하게 되면, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 과잉수는 흐름유도판(22)의 뒷쪽에서 유입공(131)과 접하여 형성된 월류공(21)을 통해 과잉수유도함(40)으로 흐르면서 우수의 신속한 배출을 도모할 수 있게 한다.

도 7 내지 9는 수평배수관(130)에 설치된 실시예의 과잉수 처리장치에 관하여 도시한 것으로서, 도 7은 이에 대한 사시도이고, 도 8은 이에 대한 평면도 및 단면도이며, 도 9는 일부를 절개하여 내부를 나타낸 절개사시도이다.

수평배수관(130)에 설치되는 과잉수 처리장치의 월류관은 수평월류관(30)으로서, 평직배수관의 상면에 과잉수유도함(40)과 연통하는 월류정(31)이 구비된다. 따라서 수평월류관(30)은 월류정(31)이 위치한 부분에서 하향 단차진 형상을 가지게 된다. 이에 의해 수평배수관(130)이 만관상태가 될 즈음이면 수평월류관(30)의 우수는 월류정(31)을 횡월류하여 과잉수유도함(40)으로 흐르게 된다.

도 10은 수평월류관(30)의 또 다른 실시예를 도시한 것이다. 도 10에 의한 실시예에서는 월류정(31)의 양 측을 V자 형상으로 구성시킴으로써 수평배수관(130)이 만관되어 가는 과정에 따라 점진적으로 과잉수가 월류되게 하여 수평배수관(130)의 흐름이 더욱 원활하게 이루어지게 할 수도 있다.

수평배수관(130)에 설치되는 과잉수유도함(40) 역시 수평월류관(30)과 수평배수관(130)의 일부를 둘러 싸도록 구성됨으로써, 수평배수관(130)의 외부에 월류수공간(41)이 형성되게 한다.

수평배수관(130)에 설치되는 과잉수유도함(40)이 상부에는 관리개구(43)를 더 구비시킬 수 있다. 상기 관리개구(43)는 수평월류관(30) 및 수평배수관(130)에 대한 청소 등의 유지관리를 용이하게 한다. 상기 관리개구(43)에는 이를 개폐시킬 수 있도록 덮개(44)가 설치된다.

상기 수평배수관(130)에 설치되는 과잉수유도함(40)의 하부에도 과잉수배수관(50)이 설치된다.

지금까지 본 발명에 의한 과잉수 처리장치의 구조에 관하여 설명하였는바, 그의 작용효과를 검증하기 위하여 미국 환경청(US EPA)에서 개발한 SWMM 모형프로그램(XP-SWMM)을 사용하여 수치해석을 하였다.

집수구(140)와 연결된 수직배수관(110)은 내경이 159mm정도이므로 그 표면적을 0.0199㎡으로 하였다. 수직배수관(110)의 길이는 집수구(140) 위치에 따라 달라지는 바, 이를 고려하여 교량 배수장치의 시작점과 이로부터 10m이격된 지점의 수직배수관(110) 제원은 도 11에서와 같이 입력하였다. 도 11의 (a)는 배수장치 시작점의 수직배수관 제원의 입력예이고, 도 11의 (b)는 10m이격된 두 번째 수직배수관 제원의 입력예이다.

교량의 경간은 150m로 설정하였고, 집수구(140)의 간격은 10m로 가정하였으며, 수평배수관(130)의 최저 경사를 2%로 하였다. 아울러 설계호우의 재현기간은 10년(국토해양부 2012), 강우지속기간 5분(미연방교통국1993), 강우강도 299.3mm/hr(양평 10년빈도 5분 지속강우), 유출계수(C) 0.9, 집수구(140) 유입량 0.0073㎡/s로 각 가정하였다. 도 12는 첫 2개의 수직배수관(110)을 연결하는 수평배수관(130)의 제원을 입력한 예이다.

상술한 바와 같이 내경은 0.159m이고 관의 길이는 10m이며, 조도계수는 0.011을 적용하였고, 수평배수관(130)의 경사는 2%로 설정하였다.

실험대상의 각 모형은, 상술한 등록번호 10-1410194호의 배수시설에 설치된 ㄱ자만곡 월류관(120)의 구조를 가지는 것으로서, 수평배수관(130) 상단에서 약 0.24m의 위치에 ㄱ자만곡 월류관(120)이 설치된 구조의 것(이하 'ㄱ자만곡 월류관 설치'라 함), ⑵ 수직배수관(110)에 본 발명의 수직월류관(20)이 설치된 것으로서, 월류공(21)은 수평배수관(130)에 형성된 유입공(131)에 접하여 수직으로 형성된 것(이하 '수직월류관 설치'라 함), ⑶ 수평배수관(130)에 본 발명의 수평월류관(30)이 설치된 것(이하 '수평월류관 설치'라 함)이 배수장치에 각 설치된 것으로 하였다.

도 13은 'ㄱ자만곡 월류관 설치'의 것에 관한 제원을 입력한 것이다.

관고저(invert elevation)는 수평배수관(130) 바닥고인 99.32m에 수평배수관(130) 직경 0.159.m를 더하고 여기에 수평배수관(130) 상단에서 ㄱ자만곡 월류관(120) 바닥까지의 높이 0.24m를 더한 99.719m가 된다, ㄱ자만곡 월류관(120)은 내경 0.159m의 원관으로 입력하였으며, 관의 경사는 10%를 적용하였다.

도 14는 '수직월류관 설치'의 것에 관한 제원을 입력한 것이다.

월류공(21)은 폭0.08m, 높이 0.03m인 직사각형의 2개 1조로 모의하였고, 그의 관저고는 도 14에서와 같이 수평배수관(130) 바닥고인 99.32m에 수평배수관(130) 직경 0.159m를 더한 99.479m에 위치시켰다. 나머지는 'ㄱ자만곡 월류관 설치'의 것과 동일하다.

도 15는 '수평월류관 설치'의 것에 관한 제원을 입력한 것이다.

월류정(31)은 폭 0.40m, 높이 0.06m인 직사각형 2개 1조로 모의하였고, 그의 관저고는 수평배수관(130) 바닥고인 99.22m에 월류정(31)의 웨어 높이 0.10m를 더한 99.32m를 입력하였다. 나머지는 'ㄱ자만곡 월류관 설치'의 것과 동일하다.

도 16은 이들 'ㄱ자만곡 월류관 설치', '수직월류관 설치', '수평월류관 설치'의 각각에 대하여 XP-SWMM 링크-노드 모형의 구성으로 표현한 것이고, 도 17 내지 19는 상기의 3가지 실험모형에 대하여 XP-SWMM으로 모의한 배수장치의 수리적 모의 결과를 각 도시한 것이다.

도 17은 'ㄱ자만곡 월류관 설치'의 것에 관한 수리적 모의 결과를 나타낸 것으로서, 위의 그림은 수직배수관(110)의 수두에 관한 결과를 나타낸 것이고, 아래의 그림은 수평배수관(130) 내의 수심에 관한 결과를 나타낸 것이다.

첫 번째 관을 제외하고는 모두 만관 상태임을 알 수 있다.

수평배수관(130)을 따라 흐름이 증가하면서 수두가 상승하는 것을 확인할 수 있다. 다섯 번째 수직배수관(110)부터는 거의 일정한 수두를 유지하며 수평배수관(130) 말단부에서는 비점오염저감장치로 유입되는 자유낙하 흐름으로 지정되어 있어서 수두가 감소하고 있다.

수두가 안정적인 상태를 유지하고 있는 다섯 번째부터 열다섯 번째 수직배수관(110)의 초과수두는 5번 수직배수관(110)에서 최소치인 0.26m, 9번 수직배수관(110)에서 최대치인 0.32m로 계산되었으며, 평균은 0.28m로 나타났다.

도 18은 본 발명의 '수직월류관 설치'의 것에 관한 수리적 모의 결과를 나타낸 것으로서, 위의 그림은 수직배수관(110)의 수두에 관한 결과를 나타낸 것이고, 아래의 그림은 수평배수관(130) 내의 수심에 관한 결과를 나타낸 것이다.

수평배수관(130)을 따라 흐름이 증가하면서 수두가 완만하게 상승하는 것을 확인할 수 있다. 여섯 번째 수직배수관(110)부터는 거의 일정한 수두를 유지하며 수평배수관(130) 말단부에서는 비점오염저감장치로 유입되는 자유낙하 흐름으로 지정되어 있어서 수두가 감소하고 있다.

수두가 안정적인 상태를 유지하고 있는 여섯 번째부터 열다섯 번째 수직배수관(110)의 초과수두는 15번 수직배수관(110)에서 최소치인 0.0256m, 10번 수직배수관(110)에서 최대치인 0.0264m로 계산되었으며 평균은 0.0262m로 나타났다.

도 19은 본 발명의 '수직월류관 설치'의 것에 관한 수리적 모의 결과를 나타낸 것으로서, 위의 그림은 수직배수관(110)의 수두에 관한 결과를 나타낸 것이고, 아래의 그림은 수평배수관(130) 내의 수심에 관한 결과를 나타낸 것이다.

모든 관이 만관이 되지 않은 상태임을 알 수 있다. 교량 배수장치가 시작되는 부분을 보면 수평배수관(130)을 따라 흐름이 증가하면서 수두가 완만하게 상승하는 것을 확인할 수 있다. 여섯 번째 수직배수관(110)부터는 거의 일정한 수두를 유지하고 있다.

수두가 안정적인 상태를 유지하고 있는 여섯 번째부터 열다섯 번째 수직배수관(110)의 수심은 6번 수직배수관(110)에서 최소치인0.136m, 11번 수직배수관(110)에서 최대치인 0.137m로 계산되었으며 평균은 0.137m로 나타났다. 수평배수관(130)의 내경이 0.159m인데 만관이 되지 않은 상태이기 때문에 초과수두는 최소 -0.022m이고 최대 -0.023m이며 평균은 -0.023m이다.

이들 9개 수직배수관(110) 사이에 위치한 수평배수관(130) 과잉수 월류지는 수심이 0.108m로 일정하였다. 따라서 월류수심은 8mm로 분석되었다. 그리고 수직배수관(110)과 수평배수관(130) 과잉수 월류지에 대한 전체적인 평균 수심은 0.123m로 분석되었다. 초과수두는 -0.036m이다.

상기한 각 모형에 대한 수리적 모의결과를 정리하면 아래의 표1과 같다.

구 분	초과수두
	최 소	최 대	평 균
ㄱ자만곡 월류관 설치	+ 0.26m	+0.32m	+0.28m
수직월류관 설치	+0.0256m	+0.0264m	+0.0262m
수평월류관 설치	-0.023m	- 0.022m	-0.023m

상기와 같이 'ㄱ자만곡 월류관 설치'의 경우는 배수장치 전체의 관경을 0.159m로 유지하는 상태에서 최대 초과수두는 0.32m로 계산되었다. 이것은 월류관의 절반 정도 수심에 해당한다.

이에 반하여 본 발명의 '수직월류관 설치'의 경우는 배수장치 전체의 관경을 0.159m로 유지하는 상태에서 최대 초과수두는 0.0264m로 계산되었다. 이것은 월류공(21)의 높이 0.03m의 88% 정도 수심에 해당한다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예인 수평월류관 설치'의 경우는 배수장치 전체의 관경을 0.159m로 유지하는 상태에서 만관이 되지 않는 상태를 유지하기 때문에 초과수두는 발생하지 않는 것으로 계산되었다. 최대 수위인 경우에 수평배수관(130) 상단과 0.022m의 여유가 있으며 이것은 횡월류고 0.037m로 월류정(31) 높이 0.06m의 62% 정도에 해당한다.

이상의 결과로부터 본 발명의 수직월류관(20)과 수평월류관(30)을 설치한 배수장치는 종래의 ㄱ자만곡 월류관(120)이 설치된 배수장치에 비하여 수두를 각각 0.29m와 0.34m 더 낮출 수 있는 것으로 나타나 수리적인 효율성이 매우 높은 것으로 확인되었다

이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

20; 수직월류관 21; 월류공
22; 흐름유도판 30; 수평월류관
31; 월류정 40; 과잉수유도함
41; 월류수공간 42; 월류배수공
43; 관리개구 44; 덮개
50; 과잉수배수관 110; 수직배수관
130; 수평배수관 131; 유입공
140; 집수구

Claims

교량 상판에 발생하는 노면수를 처리하기 위하여 교량의 하부에 위치하면서, 교량 상판에 설치된 집수구(140)와 연통하는 수직배수관(110)과, 상기 수직배수관(110)의 하부에서 경사진 수평방향으로 설치되는 수평배수관(130)으로 이루어지는 배수장치에 설치되는 것으로서,
상기 수직배수관(110)과 수평배수관(130) 중 적어도 어느 하나에 설치되는 월류관과, 상기 월류관과 수평배수관(130)의 일부를 둘러싸면서 월류관을 통해 월류된 우수를 수용할 수 있도록 월류수공간(41)이 형성된 과잉수유도함(40) 및, 상기 과잉수유도함(40)의 하부에 설치된 과잉수배수관(50)으로 이루어지고,
상기 월류관은 수직배수관(110)의 하단에 설치되어 수평배수관(130)과 연통하도록 설치되는 수직월류관(20)으로, 상기 수직월류관(20)의 측면에는 과잉수유도함(40)과 연통하는 월류공(21)이 구비되되,
상기 월류공(21)은 수평배수관(130)에 형성된 유입공(131)에 접하여 수직으로 형성되는 것을 특징으로 하는 교량 배수관의 과잉수 처리장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 수직월류관(20)에는, 수평배수관(130)의 유입공(131)으로 유하하는 우수가 직접 월류공(21)을 통해 과잉수유도함(40)으로 유출되는 것을 방지하는 흐름유도판(22)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 교량 배수관의 과잉수 처리장치.
제1항에 있어서,
상기 월류관에는 수평배수관(130)에 설치되는 수평월류관(30)이 더 포함되고,
상기 수평월류관(30)의 상면에는 과잉수유도함(40)과 연통하는 월류정(31)이 구비되는 것을 특징으로 하는 교량 배수관의 과잉수 처리장치.
제4항에 있어서,
상기 월류정(31)의 양 측은 V자 형상인 것을 특징으로 하는 교량 배수관의 과잉수 처리장치.
제4항에 있어서,
수평배수관(130)에 설치되는 과잉수유도함(40)의 상부에는 관리개구(43)와 이를 개폐시키는 덮개(44)가 각 구비되는 것을 특징으로 하는 교량 배수관의 과잉수 처리장치.