KR20090095266A

KR20090095266A - 교량의 연결장치

Info

Publication number: KR20090095266A
Application number: KR1020080020504A
Authority: KR
Inventors: 채윤희
Original assignee: 채윤희
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2009-09-09

Abstract

교량의 연결장치가 개시된다. 그러한 교량의 연결장치는 교량의 교각에 설치되는 수직부재와, 상기 수직부재의 상부에 그 일단부가 가설되는 거더와, 그리고 상기 수직부재와 거더를 폐합 철근에 의하여 강결함으로써 일체로 고정시키는 연결부를 포함한다. 이러한 연결장치가 구비된 교량은 교좌장치 및 신축이음장치를 제거하고 상부구조와 하부구조를 일체화함으로써 접합점에서의 상대변위를 최소화시키고, 거동시 안전성을 높이고 하중전달력을 향상시킬수 있는 장점이 있다.

교량, 거더, 연속, 폐합, 철근, 연결

Description

교량의 연결장치{APPARATUS FOR CONNECTING BRIDGE}

본 발명은 교량의 연결장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그 구조를 개선함으로써 교좌장치 및 신축이음장치를 제거하고 철근에 의하여 상부구조와 하부구조를 강결하여 연결할 수 있는 교량의 연결장치에 관한 것이다.

일반적으로, 거더교에서는 상부구조의 하중을 하부구조로 전달하기 위하여 교좌장치가 설치된다. 이 교좌장치는 고정하중에 의한 큰 힘을 지속적으로 받으면서, 이동 하중에 의한 진동 및 충격등에 의하여 파손 및 마멸등이 발생하여 그 수명이 짧고, 시공 오차나 제품상의 오류로 인한 하중의 편 기재로 교좌장치의 탈락 및 상부구조의 변형 또한 빈번히 일어나고 있어 교량 구조의 내구성 저하를 야기시키고 있다.

또한 교통량이 많아지면서 신축이음장치의 파손에 의한 교체비용도 증가하고 있는 실정이어서 거더교에 필수인 교좌장치 및 신축이음 장치에 대한 문제점이 많이 발생함으로 보수, 보강등의 유지관리 비용이 과다 발생하고 있다.

따라서, 이러한 교좌장치 및 신축이음 장치를 제거하는 방법에 대한 필요성이 대두되어 상,하부 일체형 교량공법이 고안된다.

이러한 공법은 거더를 철근콘크리트에 단순 매입하여 상부구조와 하부구조를 일체화 하는 구조이다.

그러나, 상,하부 구조의 연결점에서 기존의 철근콘크리트 구조만으로 지지하여 연결하므로 충분히 모멘트를 전달하지 못하는 단점이 있을 수 있다.

또한, 하부구조에 발생하는 변위를 제어하기 위하여 하부구조의 제원을 축소시키고 유연성이 있는 파일구조를 사용하고 있으나 이는 배면토에 의한 토압을 줄일수 있는 효과가 있는 반면, 반드시 압성토를 두어야 하는 제한사항이 있으므로 적용성이 좋지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 교좌장치 및 신축이음장치를 제거하고 상부구조와 하부구조를 일체화함으로써 접합점에서의 상대변위를 최소화시키고, 거동시 안전성을 높이고 하중전달력을 향상시킬수 있는 교량의 연결장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예는 교량의 교각에 설치되는 수직부재; 상기 수직부재의 상부에 그 일단부가 가설되는 거더; 그리고 상기 수직부재와 거더를 폐합 철근에 의하여 강결함으로써 일체로 고정시키는 연결부를 포함하는 교량의 연결장치를 제공한다.

본 발명에 따른 교량의 연결장치는 교좌장치와 신축이음장치를 배제하여 철근에 의하여 일체로 연결함으로써 교좌장치의 내구성 저하, 또는 시공오류로 인한 교량의 안전성 저하를 방지할 수 있으며, 빈번한 차량통행에 의한 신축이음 장치의 파손으로 인한 유지관리 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

또한, 거더와 수직구조 연결시 폐합 강결철근을 적용함으로써 상부거더와 하부구조 상대변위가 최소화 되도록 하여 모멘트가 확실하게 전달될 수 있는 장점이 있다.

그리고, 간단한 철근구조만으로 효율적인 강결구조를 구성할 수 있어 복잡한 장치나 소요 재료 및 제작공정상 발생하는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교량의 연결장치를 상세하게 설명한다.

도1 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제공하는 교량 연결장치는 교량의 하부구조에 가설되는 수직부재(1)와, 상기 수직부재(1)의 상부에 가설되는 거더(3)와, 상기 수직부재(1)와 거더(3)를 일체로 고정시키는 폐합 철근(18)으로 이루어진 연결부(5)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 교량 연결장치에 있어서, 상기 수직부재(1)는 바람직하게는 통상적인 구조의 형강을 포함한다. 즉, 수직부재(1)는 서로 대응되도록 배치되는 한 쌍의 플레이트(7)와, 한 쌍의 플레이트(7)를 서로 연결하는 연결판(8)으로 이루어진다.

그리고, 상기 거더(3)의 일단부가 이 수직부재(1)의 상부에 얹혀지며, 거더(3)의 타단부(도시안됨)는 이웃한 수직부재(도시안됨)의 상부에 얹혀진다.

이러한 거더(3)는 상하로 일정 거리 떨어져 배치되는 상부판(12) 및 하부판(14)과, 상부 및 하부판(12,14)을 서로 연결시키는 중간판(15)으로 이루어진다.

따라서, 이러한 구조를 갖는 단수개의 거더(3)는 교량의 수직부재(1)상에 얹혀짐으로써 교량의 형태를 이룬다.

이때, 상기 거더(3)를 수직부재(1)에 설치할 때, 거더(3)의 중심과 수직부재(1)의 중심을 서로 일치시킨다. 그리고, 상기 연결부(5)는 철근(18)을 절곡하여 폐합형상을 이룬 상태로 수직부재(1)와 거더(3)를 고정시키게 된다.

상기 연결부(5)는 거더(3)의 상부에 제공되며 서로 일정거리 떨어져 배치되는 한 쌍의 지지바(16)와, 상기 한 쌍의 지지바(16)에 거치된 상태로 그 양단부가 상기 거더(3)와 수직부재(1)를 연결하여 폐합형상으로 고정시키는 강체(18)를 포함한다.

이러한 연결부에 있어서, 상기 한 쌍의 지지바(16)는 도3 에 도시된 바와 같이, 거더(3)의 상면 양 테두리부에 각각 고정된다. 그리고, 한 쌍의 지지바(16)는 그 상면에 일정 깊이의 거치홈(h)이 형성된다. 이러한 거치홈(h)은 다수개가 형성됨으로써 다량의 철근(18)이 거치될 수 있다.

따라서, 철근(18)이 이 거치홈(h)에 거치됨으로써 측방으로 미끄러지는 것을 방지하여 정위치에 고정될 수 있도록 한다.

상기에서는 지지바(16)가 거더(3)의 상부에 2개 설치되는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 설계에 따라 1개 혹은 3개 이상도 설치 가능하다.

그리고, 상기 강체는 여러 종류의 강형부재가 포함될 수 있지만, 바람직하게는 철근(18)을 포함한다.

이러한 철근(18)은 상기 지지바(16)의 거치홈(h)에 안착된 상태에서, 양단부가 절곡되어 거더(3)의 측부를 따라 아랫방향으로 진행한다. 그리고, 철근(18)의 양단부중 어느 일단이 수직부재(1)의 연결판(8)에 형성된 관통홀(10)을 통과한 후 반대편 철근(18)의 타단부와 연결된다. 이때, 상기 철근(18)은 일정한 장력으로 거더(3)와 수직부재(1)를 체결하고 있는 상태이다.

따라서, 상기 철근(18)은 거더(3)와 수직부재(1)를 일체로 강결시킬 수 있으며, 이러한 강결구조에 의하여 상부에서 하부로 모멘트를 효율적으로 전달할 수 있다.

그리고, 이와 같이 거더(3)와 수직부재(1)를 철근(18)에 의하여 일체로 연결함으로써 단순한 철근조립작업 만으로도 강결효과를 가져올수 있으며, 시공성 또한 향상시킬수 있어 교량의 안전성 및 유지관리 비용절감을 동시에 도모할 수 있다.

도2(a) 내지 도2(c) 에는 상기한 바와 같이 거더(3)와 수직부재(1)를 연결부(5)에 의하여 일체로 강결하는 과정을 도시한다.

도2(a) 에 도시된 바와 같이, 수직부재(1)를 교량의 하부구조에 설치하고, 수직부재(1)의 상부에 거더(3)를 적치한다. 그리고, 거더(3)의 상부에 한 쌍의 지지바(16)를 설치한다. 이때, 상기 수직부재(1)의 연결판에는 관통홀(10)이 형성된 상태이다.

도2(b) 에 도시된 바와 같이, 강결용 철근(18)을 한 쌍의 지지바(16)에 형성된 거치홈(h)에 거치한다. 철근(18)을 거치한 후, 철근(18)의 양단부를 절곡하여 거더(3)의 측부를 따라 아랫방향으로 진행한다.

그리고, 철근(18)의 양단부중 어느 일단이 수직부재(1)의 연결판(8)에 형성된 관통홀(10)을 통과한 후 반대편 철근(18)의 타단부와 연결된다. 이때, 상기 철 근(18)은 일정한 장력으로 거더(3)와 수직부재(1)를 체결하고 있는 상태이다.

따라서, 상기 수직부재(1)와 거더(3)는 철근(18)에 의하여 일체로 고정된 상태를 유지한다.

도2(c) 에 도시된 바와 같이, 거더(3)를 수직부재(1)에 연결한 후 상,하부 구조의 철근(18)을 설치하고 콘크리트(C)를 타설하여 교량을 완성한다.

이와 같이, 수직부재(1)와 거더(3)를 폐합철근(18)에 의하여 고정하고, 콘크리트(C)에 의하여 일체화시킴으로써 접합점에서의 모멘트에 대하여 저항하게 된다.

도4(a) 에 도시된 바와 같이, 외력이 교량의 외측에서 시계방향 혹은 반시계 방향으로 작용할 경우, 거더(3)와 수직부재(1)간의 상대변위에 대하여 화살표로 도시된 부분의 연결부(5) 철근이 저항하게 된다.

반대로 도4(b) 에 도시된 바와 같이, 외력이 교량의 내측에서 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 작용할 경우, 거더(3)와 수직부재(1)의 상대변위에 대하여 화살표로 도시된 부분의 연결부(5) 철근이 저항하게 된다.

상기한 바와 같이, 거더교의 교좌장치 및 신축이음장치가 제거되고 접합부에 설치된 폐합 철근(18)에 의하여 상부의 거더(3)와 하부에 매입된 수직부재(1)가 강결거동하게 되므로 기존 거더교에서 연직하중만을 하부에 전달하던 구조가 접합부 콘크리트와 철근(18)의 정착장에 의하여 저항이 발생하게 되면서 부터 모멘트까지 하부에 전달하는 구조로 변화된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로써 상기한 바와 같은 교량의 연결장치는 연속교에도 적용될 수 있다. 이때, 전 실시예와 동일한 구조는 상세한 설명을 생략한다.

도5 와, 도6(a) 내지 도6(c) 에 도시된 바와 같이, 연속교의 연결장치는 교량의 하부구조에 가설되는 수직부재(20)와, 상기 수직부재(20)의 상부에 각각 가설되는 제1 및 제2 거더(22,24)와, 상기 수직부재(20)와 제1 및 제2 거더(22,24)를 일체로 고정시키는 폐합 철근(44)으로 이루어진 연결부(26)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 교량 연결장치에 있어서, 전술한 실시예와 동일한 구조를 갖는다. 즉, 수직부재(20)는 서로 대응되도록 배치되는 한 쌍의 플레이트(28)와, 한 쌍의 플레이트(28)를 서로 연결하는 연결판(30)으로 이루어진다.

그리고, 상기 제1 및 제2 거더(22,24)는 서로 동일한 구조를 갖는다. 이러한 제1 및 제2 거더(22,24)의 일단부가 이 수직부재(20)의 상부에 각각 얹혀진다.

이러한 제1 및 제2 거더(22,24)는 상하로 일정 거리 떨어져 배치되는 상부판 (34,38)및 하부판(36,40)으로 이루어진다. 이때, 제1 및 제2 거더(22,24)는 서로 일체로 연결되며, 용접 등에 의하여 연결된다.

따라서, 이러한 구조를 갖는 제1 및 제2 거더(22,24)는 교량의 수직부재(20)상에 얹혀짐으로써 교량의 형태를 이룬다.

상기 연결부(26)는 전술한 실시예와 동일하게 철근(44)을 절곡하여 폐합형상을 이룬 상태로 수직부재(20)와 제1 및 제2 거더(22,24)를 고정시키게 된다.

이러한 연결부(26)는 제1 및 제2 거더(22,24)의 상부에 각각 제공되며 서로 일정거리 떨어져 배치되는 한 쌍의 지지바(42)와, 상기 한 쌍의 지지바(42)에 거치된 상태로 그 양단부가 상기 제1 및 제2 거더(22,24)와 수직부재(20)를 연결하여 폐합형상으로 고정시키는 강체(42)를 포함한다.

이러한 연결부에 있어서, 상기 한 쌍의 지지바(42)는 도3 에 도시된 지지바와 동일한 형상을 갖음으로 상세한 설명은 생략한다. 상기 지지바(42)에는 철근(44)이 거치홈(h)에 거치됨으로써 측방으로 미끄러지는 것을 방지하여 정위치에 고정될 수 있도록 한다.

이러한 철근(44)은 상기 지지바(42)의 거치홈(h)에 안착된 상태에서, 양단부가 절곡되어 제1 및 제2 거더(22,24)의 측부를 따라 아랫방향으로 진행한다. 그리고, 철근(44)의 양단부중 어느 일단이 수직부재(20)의 연결판(30)에 형성된 관통홀(32)을 통과한 후 반대편 철근(44)의 타단부와 연결된다. 이때, 상기 철근(44)은 일정한 장력으로 거더(22,24)와 수직부재(20)를 체결하고 있는 상태이다.

따라서, 상기 철근(44)은 제1 및 제2 거더(22,24)와 수직부재(20)를 일체로 고정시킬 수 있으며, 이러한 고정구조에 의하여 상부에서 하부로 모멘트를 효율적으로 전달할 수 있다.

그리고, 이와 같이 제1 및 제2 거더(22,24)와 수직부재(20)를 철근(44)에 의하여 일체로 연결함으로써 단순한 철근조립작업 만으로도 강결효과를 가져올수 있으며, 시공성 또한 향상시킬 수 있어 연속교의 안전성 및 유지관리 비용절감을 동시에 도모할 수 있다.

이러한 연속교량에 외력이 작용하여 모멘트가 발생하는 경우, 도6(a) 및 도6(b)와 같이 발생한다.

즉, 도7(a)와 같이, 연속교의 교각부에서 시계 방향의 모멘트가 발생하는 경우, 화살표로 도시된 부분의 연결부(26) 철근이 저항하고, 도7(b)와 같이, 반시계 방향의 모멘트가 발생하는 경우, 화살표로 도시된 부분의 연결부(26) 철근이 저항한다.

상기한 바와 같이, 연속교에 있어서도 거더(22,24)와 수직부재(20)의 연결장치를 철근(44)에 의하여 간단화 할 수 있다.

도1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 거더교의 연결장치를 보여주는 사시도이다.

도2(a) 내지 도2(c) 는 도1 에 도시된 교량의 연결장치를 시공하는 순서를 보여주는 도면이다.

도3 은 도1 에 도시된 지지바를 확대하여 보여주는 사시도이다.

도4(a)와 도4(b) 는 도1 에 도시된 거더교의 연결장치에 외력이 작용하는 경우 모멘트의 발생 관계를 도시하기 위한 도면이다.

도5 는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 연속교의 연결장치를 보여주는 사시도이다.

도6(a) 내지 도6(c) 는 도5 에 도시된 연속교의 연결장치를 시공하는 순서를 보여주는 도면이다.

도7(a) 와 도7(b) 는 도5 에 도시된 연속교의 연결장치에 외력이 작용하는 경우 모멘트의 발생관계를 도시하기 위한 도면이다.

Claims

교량의 교각에 설치되는 수직부재;

상기 수직부재의 상부에 그 일단부가 가설되는 거더; 그리고

상기 수직부재와 거더를 폐합 철근에 의하여 강결함으로써 일체로 고정시키는 연결부를 포함하는 교량의 연결장치.
제1 항에 있어서, 상기 수직부재는 서로 대응되도록 배치되는 한 쌍의 플레이트와, 한 쌍의 플레이트를 서로 연결하며, 관통홀이 형성되는 연결판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 교량의 연결장치.
제1 항에 있어서, 상기 거더는 복수개로 이루어짐으로써 그 단부가 상기 수직부재의 상부에 가설되어 연속교를 구성할 수 있는 교량의 연결장치.
제3 항에 있어서, 상기 연결부는 상기 거더의 상부에 각각 제공되며 서로 일정거리 떨어져 배치되는 한 쌍의 지지바와, 상기 한 쌍의 지지바에 거치된 상태로 그 양단부가 상기 거더와 수직부재의 상기 관통홀을 관통하여 연결함으로써 폐합형상을 이루는 철근을 포함하는 교량의 연결장치.
제4 항에 있어서, 상기 한 쌍의 지지바는 상면에 거치홈이 형성됨으로써 상 기 철근이 이 거치홈에 안착되는 것을 특징으로 하는 교량의 연결장치.