KR102035492B1 - 세미 사장교 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주탑을 교각과 분리 시공하고, 기둥부세그먼트와 새들부세그먼트로 각각 제작함으로써, 주탑의 시공성과 품질의 우수성이 증대되고, 또한 주탑과 거더를 합성 결합하여, 주탑과 거더가 일체화 구성으로 가동 구조를 형성함으로써, 주탑의 높이를 낮출 수 있음과 동시에 장경간화를 이룩할 수 있는 세미 사장교 구조를 제공하고자 하는 것으로서, 교각; 상기 교각의 상측에 교축방향인 종방향으로 설치되는 거더; 상기 교각의 상측에 설치되는 주탑; 상기 거더의 상측에 설치되는 바닥판슬래브; 및 상기 거더를 주탑에 고정하는 경사진 케이블들;을 포함하고, 상기 주탑의 하단부는 상기 거더의 측면에 일체로 결합됨과 동시에, 그 하측의 교각에서 분리됨으로써, 상기 거더와 동일한 가동구조인 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

세미 사장교 구조{Semi cable stayed bridge structure}

본 발명은 세미 사장교 구조에 관한 것으로서, 상세하게는 중소형 경간장에도 경제적인 비용으로 시공이 가능한 세미 사장교 구조에 관한 기술이다.

사장교는 백스테이 케이블을 포함한 사장케이블이 사하중과 활하중 및 기타 제반 하중 전체를 부담하는 구조로 주탑 높이와 사장케이블의 수량에 의해 경간장을 결정하는 구조이다. 이러한 사장교는 초장경간 교량에 적용되는 공법으로 공사비가 매우 고가여서 현수교나 아치교와 더불어 해상, 계곡, 하천 등의 장경간이 필요한 경우에 예외적으로 적용되는 것으로서, 300~600m 이상의 장경간에 주로 적용된다. 사장교의 가장 큰 단점은 주탑의 높이가 경간장의 20%정도이고 케이블의 가격이 비싸 공사비가 매우 고가이고, 특수한 유지관리를 하여야 해서 보편적으로 사용되지 않는 구조이다.

이에 공사비를 줄이고 중장경간에 적용할 수 있도록 고안된 것이 백스테이 케이블이 배제된 엑스트라도즈교이다. 엑스트라도즈교는 거더가 사하중을 부담하고 케이블은 활하중 등을 분담하는 교량이다. 즉, 엑스트라도즈교는 기존의 강재거더 또는 콘크리트거더를 사용하면서 케이블을 사용하여 기존의 강재거더나 콘크리트거더의 경간장 또는 거더형고의 한계를 극복할 수 있는 기술로 최근에 널리 활용되어지고 있다. 엑스트라도즈교는 강재거더나 콘크리트거더를 기준으로 50~200미터 정도의 경간장에서 주로 사용되어지고 있다.

이러한 엑스트라도즈교는 중, 장경간에서 미관, 경제성, 시공성 등을 고려한 적용성은 좋으나 주탑의 높이가 최소 경간장의 10%정도가 되어야하기 때문에 중, 소 경간의 교량에서는 공사비가 고가라 미관이 뛰어남에도 보편적으로 사용되지 아니한다. 즉, 엑스트라도즈교는 주탑이 크고 주탑은 교각과 일체화 구조이기 때문에 대부분 주탑의 하부는 기초 지반에서 시공되어 교각과 함께 일체로 구성되어 교각상부 구조인 거더의 신축 작용에서 주탑은 주 케이블의 신축으로 대응하고 있다. 즉, 케이블의 신축에 주탑이 유연하게 대응하여야 하므로 주탑의 높이가 경간장의 10%정도의 일정 높이가 되어야 한다. 주탑의 높이가 낮으면 케이블이 상부 거더의 신축량을 모두 부담하여야 하기 때문에 케이블의 소모가 매우 많아지고, 시공이 복잡하여 비경제적인 구조가 된다. 주탑의 시공도 모두 현장타설 콘크리트 구조로 시공하기 때문에 고소 작업에 따른 비용증가 및 시공품질 확보와 안전관리에도 매우 세심한 고려가 필요한 복잡한 시공 구조이다. 또한, 거더 양측면에 부착되는 주케이블 측면 정착부도 강재 또는 콘크리트 거더 양측면에서 강재 또는 콘크리트 가로보를 부착하여 강재 또는 콘크리트 가로보 브라켓을 구성하고 그 상면에 바닥판 슬라브를 연장설치하며, 연장 설치된 바닥판 슬래브 하면에 있는 강재 또는 콘크리트 가로보 브라켓 측면에 케이블 정착구를 설치하여 주케이블 측면 정착부를 형성하는 구조이다. 상기와 같은 구조는 강재 또는 콘크리트 가로보 브라켓과 연장 설치된 바닥판 슬래브에 의해 정착 지지되는 것으로 주케이블 측면정착부에 큰 긴장력을 도입할 수 없는 구조이다. 주케이블 측면정착부의 저항력이 적은 관계로 하중을 여러 곳으로 분산시켜 정착하여야하는 관계로 많은 개소의 측면정착 블록이 요구되므로 비경제적인 구조라 할 수 있다. 또한, 주케이블만 정착하므로 주케이블의 교체 시에 거더하부에 별도의 대규모의 거더지지 가설벤트를 설치하여야 하는 등 주케이블의 교체, 추가하중도입, 기타 유지관리 시에 매우 불리한 구조 시스템으로 그 적용성에 한계가 있어 보편화되지 못하고 있다.

이에 중, 소 경간장에도 자유롭게 적용할 수 있고 미관과 시공성 및 경제성을 두루 갖춘 새로운 구조의 개선된 세미 사장교의 개발이 요구된다.

특허 1 : 대한민국 등록특허 제10-0840409호

상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주탑을 교각과 분리 시공하고, 기둥부세그먼트와 새들부세그먼트로 각각 제작함으로써, 주탑의 시공성과 품질의 우수성이 증대될 수 있는 세미 사장교 구조를 제공하고자 한다.

또한, 주탑과 거더를 합성 결합하여, 주탑과 거더가 일체화 구성으로 가동 구조를 형성함으로써, 주탑의 높이를 낮출 수 있음과 동시에 장경간화를 이룩할 수 있는 세미 사장교 구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 일례에 따른 세미 사장교 구조는 교각; 상기 교각의 상측에 교축방향인 종방향으로 설치되는 거더; 상기 교각의 상측에 설치되는 주탑; 상기 거더의 상측에 설치되는 바닥판슬래브; 및 상기 거더를 주탑에 고정하는 경사진 케이블들;을 포함하고, 상기 주탑의 하단부는 상기 거더의 측면에 일체로 결합됨과 동시에, 그 하측의 교각에서 분리됨으로써, 상기 거더와 동일한 가동구조인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 주탑은 상기 교각의 상측에 설치되고 상하방향으로 분리된 기둥부세그먼트들과, 상기 기둥부세그먼트들의 상측에 설치되는 새들부세그먼트를 포함하고, 상기 기둥부세그먼트들 상호간과 상기 기둥부세그먼트와 새들부세그먼트 상호간의 결합은 일측에 돌출 형성된 전단블록부가 타측에 오목하게 형성된 전단포켓부에 끼워지고, 양측을 상호 결합하는 연결결합구들에 의해 상호 결합되며, 동시에 상기 기둥부세그먼트들과 새들부세그먼트는 PS강재에 의하여 전체적으로 긴장 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 연결결합구는 오목부가 외측으로 노출되도록 설치되는 ㄱ자 형상인 측면강판과, 상기 측면강판의 일측 단부에 결합되는 것으로 관통공이 형성된 바닥강판과, 상기 바닥강판의 관통공에 삽입되어 체결되는 접합볼트와, 상기 측면강판의 오목부에 결합되는 한 쌍의 앵커철근과, 상기 측면강판의 배면인 볼록부에 결합되는 ㄴ자 형상의 전단철근을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 새들부세그먼트는 상측이 넓은 부채꼴 형상으로서 그 상면에 설치되는 호 형상의 강재새들을 포함하고, 상기 강재새들은 그 상면에 주케이블 설치를 위한 주설치홈과, 추가긴장용 또는 유지관리용 케이블 설치를 위한 보조설치홈을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 새들부세그먼트의 내측에 설치되는 호 형상의 내부강재새들을 포함하고, 상기 내부강재새들은 내측에 추가긴장용 또는 유지관리용 케이블 설치를 위한 보조설치구를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 주탑의 하단부와 상기 거더의 결합은, 상기 거더의 측면에 결합된 돌출가로보, 상기 돌출가로보의 단부에 결합되고 관통홀이 형성된 연결접합강판, 상기 주탑에 매립됨과 동시에 측면으로 돌출되어 상기 연결접합강판의 관통홀에 삽입되는 앵커볼트, 상기 연결접합강판의 내측으로 돌출된 상기 앵커볼트에 체결되는 너트를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 주탑의 하단부와 상기 거더의 결합은, 상기 거더의 측면에 결합된 돌출가로보, 상기 주탑에 매립됨과 동시에 측면으로 돌출된 연결접합철근, 상기 연결접합철근이 상기 돌출가로보의 내부로 삽입되도록 설치한 후 상기 돌출가로보에 콘크리트가 타설되어 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 거더와 케이블의 결합은 상기 거더의 측면에 결합되어 횡방향으로 연장되는 내측버팀대, 상기 거더의 측면에 결합되데 상기 내측버팀대의 외측 단부쪽으로 수렴하는 한 쌍의 외측버팀대, 상기 내측버팀대와 한 쌍의 외측버팀대를 상호 결합하는 단부버팀대, 상기 단부버팀대의 외측에 결합되는 정착부재, 상기 정착부재에 형성되어 상기 케이블이 삽입되어 결합되는 정착구를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 거더의 내측버팀대의 내측 단부에서 상기 단부버팀대의 양측 단부쪽에 연결되는 경사버팀대를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 주탑은 상기 교각의 양측 단부에 한 쌍으로 구성되거나, 상기 교각의 중앙부에 하나로 구성되거나, 또는 상기 교각의 중앙부와 양측 단부에 3개로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명을 통해, 주탑을 교각과 분리 시공하고, 기둥부세그먼트와 새들부세그먼트로 각각 제작함으로써, 시공성과 품질의 우수성이 증대될 수 있다.

또한, 주탑과 거더를 합성 연결 결합하여, 주탑과 거더가 일체화 구성으로 가동 구조를 형성함으로써, 주탑의 높이를 낮출 수 있음과 동시에 장경간화를 이룩할 수 있다.

또한, 케이블과 거더의 결합구조를 개선하여 큰 긴장력을 도입할 수 있게 함으로써 케이블 설치 개수를 줄일 수 있어 경제적이다.

또한, 추가긴장용 또는 유지관리용 케이블 설치를 위한 보조설치홈, 보조설치구, 정착구 등을 구비함으로써, 유지관리가 용이하고 비용이 절약될 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일례에 따른 세미 사장교 구조를 보여주는 측면도이다.
도 1b는 본 발명의 일례로 내부강재새들이 설치된 모습을 보여주는 측면도이다.
도 2a는 본 발명의 일례에 따른 세미 사장교 구조의 바닥판슬래브와 그 하측의 강재프레임 구조를 보여주는 평면도이다.
도 2b는 본 발명의 단일 주탑을 사용하여 시공한 모습을 도시하는 횡단면도이다.
도 2c는 본 발명의 세그먼트 주탑을 사용하여 시공한 모습을 도시하는 횡단면도이다.
도 2d는 본 발명의 주탑의 하단부과 거더의 결합부를 확대하여 도시하는 횡단면도이다.
도 2e는 도 2d의 평면도이다.
도 2f는 본 발명의 케이블이 결합되는 부분을 도시하는 횡단면도이다.
도 2g는 도 2f의 케이블이 결합되는 부분의 상세 평면도이다.
도 2h는 도 2g의 종단면도 및 횡단면도이다.
도 3a 내지 3h는 도 2a 내지 2h의 강재거더를 콘크리트 거더로 구성한 경우에 도면들이다.
도 4a는 본 발명의 단일 주탑의 종단면도 및 횡단면도이다.
도 4b는 본 발명의 세그먼트 주탑의 종단면도 및 횡단면도이다.
도 4c는 본 발명의 기둥부세그먼트의 부분 확대도이다.
도 4d는 본 발명의 새들부세그먼트의 확대도이다.
도 4e는 본 발명의 강재새들의 확대도이다.
도 4f는 본 발명의 내부강재새들이 설치된 모습의 확대도이다.
도 4g는 본 발명의 연결결합구의 상세도이다.
도 4h는 본 발명의 세그먼트 주탑의 다른 실시예이다.
도 4i는 본 발명의 강재 거더인 경우의 세그먼트 주탑이 중앙에 설치된 모습이다.
도 4j는 도 4i의 케이블 정착부이다.
도 4k는 본 발명의 콘트리트 거더인 경우의 세그먼트 주탑이 중앙에 설치된 모습이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다.

이하 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일례에 따른 세미 사장교 구조를 상세하게 설명한다.

본 발명의 일례에 따른 세미 사장교 구조는, 교각(10); 상기 교각(10)의 상측에 교축방향인 종방향으로 설치되는 거더(20); 상기 교각(10)의 상측에 설치되는 주탑(30); 상기 거더(20)의 상측에 설치되는 바닥판슬래브(40); 및 상기 거더(20)를 주탑(30)에 고정하는 경사진 케이블(50)들;을 포함할 수 있다.

본 실시예는 중, 소 경간장에 유용하게 적용할 수 있다. 본 실시예의 주탑(30)은 교각(10)과 분리 시공됨과 동시에 거더(20)와 일체로 결합되어 교각(10)의 상부에서 거더(20)와 함께 가동구조로 형성될 수 있다. 즉, 주탑(30)과 거더(20)가 일체화 되어 하부 교각(10)과 분리거동함으로써, 주탑(30)의 높이를 축소할 수 있어 중, 소 경간장 교량을 경제적으로 시공할 수 있다. 주탑(30)은 단일 주탑(30)으로 시공되거나, 또는 후술하는 바와 같이 세그먼트로 분리 제작한 후 결합하여 시공할 수 있다.

교각(10)은 교량의 구성인 거더(20)와 주탑(30)을 지지하기 위해 지반에 설치되는 것으로서, 종방향으로는 일정 간격 이격되는 지점에 교대 또는 다른 교각이 설치될 수 있다.

거더(20)는 교각(10)의 상측에 교축방향인 종방향으로 설치되며, 인접한 교대 또는 교각에 걸쳐 설치될 수 있다. 거더(20)는 교각(10)의 상측에서 횡방향으로 서로 이격되도록 복수개가 설치될 수 있다. 또한, 거더(20)는 교각(10)의 상측에서 종방향으로 연속보 형식으로 설치되거나, 단순보 형식으로 설치될 수 있다. 횡방향으로 상기 거더(20)들의 사이에는 가로보들이 설치되어 거더(20)들을 상호 결합할 수 있다. 본 실시예의 거더(20)는 강재, 강합성 또는 철큰콘크리트 거더(20)를 사용할 수 있다. 교각(10)과 거더(20)의 사이에는 거더받침이 설치될 수 있다.

주탑(30)은 교각(10)의 상측에 설치되고, 주탑(30)과 교각(10)의 사이에는 주탑받침이 설치될 수 있다. 주탑(30)은 기둥부세그먼트(32)들과 새들부세그먼트(34)를 포함할 수 있다. 기둥부세그먼트(32)들은 교각(10)의 상측에 설치되고 상하방향으로 분리된 복수로 구성될 수 있다. 기둥부세그먼트(32)들은 복수개로 분리 제작된 후 상하방향으로 적층 설치될 수 있다. 기둥부세그먼트(32)들의 개수에 의하여 주탑(30)의 높이를 조절할 수 있다. 기둥부세그먼트(32)들은 사각형 또는 사각형의 양 단부가 타원형인 형상으로 제작될 수 있다.

기둥부세그먼트(32)들 상호간과 기둥부세그먼트(32)와 새들부세그먼트(34) 상호간의 결합은 일측에 돌출 형성된 전단블록부가 타측에 오목하게 형성된 전단포켓부에 끼워지게 설치되고, 양측을 상호 결합하는 연결결합구(36)들에 의해 상호 결합될 수 있다. 이하, 기둥부세그먼트(32)들과 새들부세그먼트(34)를 단순히 세그먼트라 칭할 수 있다.

각 세그먼트들의 일측인 상측 또는 하측에는 돌출 형성되는 전단블록부가 형성되고, 타측인 하측 또는 상측에는 전단블록부를 수용할 수 있도록 오목하게 형성되는 전단포켓부가 형성될 수 있다. 전단블록부는 전단포켓부에 잘 대응되게 형성됨으로써 긴밀하게 끼움 결합될 수 있다. 이후 세그먼트 상호간을 결합하는 연결결합구(36)들에 의해 상호 결합될 수 있다. 본 실시예는 복수로 분할된 기둥부세그먼트(32)들과 새들부세그먼트(34)의 결합을 통해 주탑(30)을 시공함으로써, 시공성이 향상될 수 있다.

연결결합구(36)는 오목부가 외측으로 노출되도록 설치되는 ㄱ자 형상인 측면강판(362)과, 측면강판(362)의 일측 단부에 결합되는 것으로 관통공이 형성된 바닥강판(364)과, 바닥강판(364)의 관통공에 삽입되어 체결되는 접합볼트와, 측면강판(362)의 오목부에 결합되는 한 쌍의 앵커철근(366)과 측면강판(362)의 배면인 볼록부에 결합되는 ㄴ자 형상의 전단철근(368)을 포함할 수 있다.

측면강판(362)은 세그먼트의 상측 또는 하측 단부이면서 외측면에 설치될 수 있다. 예컨대 세그먼트가 사각형 단면인 경우 모서리에 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 측면강판(362)은 세그먼트의 상측 단부와 하측 단부의 모서리에 설치되고, 오목부가 외측으로 노출되고, 볼록부는 내측의 콘크리트 등에 접합 설치 될 수 있다.

바닥강판(364)은 측면강판(362)의 상측 또는 하측 단부에 결합될 수 있다. 즉, 바닥강판(364)은 세그먼트의 상측 또는 하측 단부쪽에 결합될 수 있다. 접합볼트는 인접한 세그먼트의 양 바닥강판(364)의 관통공에 삽입된 후 체결됨으로써 인접한 세그먼트를 결합할 수 있다.

앵커철근(366)의 일측은 측면강판(362)의 오목부에, 상세하게는 상기 바닥강판(364)이 결합된 반대쪽의 오목부에 용접 등으로 결합될 수 있다. 상기 앵커철근(366)의 타측은 상기 세그먼트의 콘크리트에 매립되거나 세그먼트의 강재에 용접 결합될 수 있다. 또한, 상기 한 쌍의 앵커철근(366)의 사이에는 주철근이 용접 등으로 결합될 수 있다.

전단철근(368)은 측면강판(362)의 배면인 볼록부에 결합되는 것으로 ㄴ자 형상일 수 있다. 상기 전단철근(368)은 세그먼트의 내부 콘크리트에 매립되거나, 매립됨과 동시에 세그먼트의 내부 철근에 결합될 수 있다.

상기 연결결합구는 기둥부세그먼트(32)와 새들부세그먼트(34)가 외면이 강재인 강합성구조로 제작되는 경우. 외면의 강재를 상호 용접하는 것으로 특정될 수 있다.

새들부세그먼트(34)는 상측이 넓은 부채꼴 형상일 수 있다. 새들부세그먼트(34)는 그 상면에 호 형상의 강재새들(342)을 포함할 수 있다. 강재새들(342)은 그 상면에 주케이블(50) 설치를 위한 주설치홈과, 추가긴장용 또는 유지관리용 케이블(50) 설치를 위한 보조설치홈이 형성될 수 있다. 주설치홈과 보조설치홈은 교축방향으로 호 형상으로 형성되고, 횡단면은 반구형상일 수 있다. 즉, 교축방향으로 설치되는 주케이블(50) 등은 주탑(30)의 상측에서 호 형상으로 배치된 후 양 단부는 전후 방향의 거더(20)에 결합될 수 있다.

상기 강재새들(342)의 상측에는 호 형상의 새들보호캡이 추가로 설치될 수 있다. 새들보호캡은 강재새들(342)과 강재새들(342)에 설치된 케이블(50)의 상측을 덮음으로써 케이블(50)과 강재새들(342)을 보호할 수 있다.

또한, 새들부세그먼트(34)의 내측에는 호 형상의 내부강재새들(344)이 설치될 수 있다. 내부강재새들(344)은 내측에 추가긴장용 또는 유지관리용 케이블(50) 설치를 위한 것으로 구멍 형상의 보조설치구를 포함할 수 있다. 상기 보조설치홈이나 보조설치구에는 주케이블이 설치될 수 있음도 당연하다.

상기 보조설치홈이나 보조설치구는 주케이블(50)을 교체시에 용이하게 사용할 수 있다. 즉, 주케이블(50)의 노후 등으로 교체하고자 하는 경우 보조설치홈이나 보조설치구에 임시의 케이블(50)을 설치하여 하중을 지지하게 한 후 주케이블(50)을 교체할 수 있다. 즉, 주케이블의 교체 시에 거더하부에 별도의 대규모의 거더지지 가설벤트 등을 설치함이 없이 보조설치홈이나 보조설치구를 이용하여 케이블을 설치한 후 교체 작업을 진행할 수 있다.

상기 기둥부세그먼트(32)들과 새들부세그먼트(34)는 PS강재가 의하여 전체적으로 긴장 결합될 수 있다. 이를 위해 기둥부세그먼트(32)들과 새들부세그먼트(34)는 네모서리 부분에 길이방향을 따라 PS강재의 설치를 위한 쉬스관이 설치될 수 있다.

상기 PS강재의 양 단부는 기둥부세그먼트(32)들의 가장 하부와 새들부세그먼트(34)에 정착될 수 있다. 새들부세그먼트(34)는 PS강재의 정착을 위해 돌출정착부가 형성될 수 있다. 돌출정착부는 새들부세그먼트(34)의 측면으로 돌출되게 형성되어 강재새들(342)에 영향을 받음이 없이 PS강재를 긴장하여 정착할 수 있게 한다. PS강재에 의해 세그먼트들이 전체적으로 긴장 결합됨으로써 주탑(30)은 구조적 안정성이 증대될 수 있다.

상기 주탑(30)은 강합성 또는 철근콘크리트로 제작될 수 있고, 기둥부세그먼트(32)들과 새들부세그먼트(34)로 분할 구성하여, 공장에서 제작한 후 현장으로 운반하여 조립 시공하므로 주탑(30)의 품질이 향상되고 시공성이 증대될 수 있다.

본 실시예의 주탑(30)은 횡방향으로 교각(10)의 양측에 설치되거나, 교각(10)의 중앙부에 하나 설치되거나, 교각(10)의 중앙부와 양측에 모두에 3개 설치될 수 있다. 즉, 설치하고자 하는 교량의 규모 등을 고려하여 주탑(30)의 개수를 조정함으로써, 경제성과 시공성을 모두 갖춘 세미 사장교 구조를 시공할 수 있다.

주탑(30)의 하단부는 거더(20)와 결합될 수 있다. 주탑(30)의 하단부와 상기 거더(20)의 결합은, 돌출가로보(60), 연결접합강판(62), 앵커볼트, 너트 등을 포함하여 이루어질 수 있다.

돌출가로보(60)는 강재 구조, 또는 강합성 구조일 수 있다. 즉, 돌출가로보(60)는 거더(20)의 측면에 결합되고, 횡방향으로 돌출될 수 있다. 돌출가로보(60)의 단부에는 연결접합강판(62)이 구비될 수 있다. 연결접합강판(62)에는 복수의 관통홀이 형성되고, 이 관통홀을 통해 앵커볼트가 삽입되어 결합될 수 있다. 즉, 앵커볼트는 주탑(30)에 매립되거나 결합됨과 동시에 측면으로 돌출되고, 연결접합강판(62)의 관통홀에 삽입된 후 너트로 체결될 수 있다. 즉, 너트는 연결접합강판(62)의 내측으로 돌출된 앵커볼트에 체결됨으로써 주탑(30)과 돌출가로보(60)가 결합될 수 있다. 강합성 구조의 경우 연결접합강판(62)의 내측에는 콘크리트가 타설될 수 있다. 연결접합강판(62)의 내측에는 보강재가 결합되어 상기 돌출가로보(60)에 타설되는 콘크리트에 매립될 수 있다. 상기 보강재는 연결접합강판(62)과 콘크리트의 결합력과 전단력을 보강하여 주탑(30)과 거더(20)의 견고한 결합이 이루어질 수 있다.

또한, 돌출가로보(60)는 콘크리트 구조일 수 있다. 콘크리트 구조의 경우 주탑(30)의 하단부와 돌출가로보(60) 사이에 연결접합철근이 설치될 수 있다. 연결접할철근은 주탑(30)에 먼저 매립되고 측면으로 노출되게 제작된 후 돌출가로보(60)에 콘크리트를 타설함으로써 결합될 수 있다.

또한, 주탑(30)의 하단부와 돌출가로보(60)가 결합되는 지점의 상측에는 바닥판슬래브(40)가 측면으로 연장된 바닥판슬래브연장부가 형성될 수 있다. 이 바닥판슬래브연장부는 주탑(30)과 거더(20)의 결합을 더욱 견고하게 할 수 있다.

따라서 상기 전술한 방법들을 통해 주탑(30)과 거더(20)가 일체화되어 가동 구조로 형성됨으로써, 주탑(30)의 높이를 낮출 수 있음과 동시에 장경간화를 이룩할 수 있게 되므로 경제성이 증대된 세미 사장교를 시공할 수 있다.

상기 경사진 케이블(50)들은 상기 거더(20)를 주탑(30)에 고정할 수 있다. 즉, 상기 케이블(50)들의 양 단부는 거더(20)와 결합되고 중앙부는 주탑(30)의 강재새들(342)에 걸쳐져 설치됨으로써, 상기 거더(20)를 주탑(30)에 고정시킬 수 있다.

상기 거더(20)와 케이블(50)의 결합은, 내측버팀대(70), 외측버팀대(72). 단부버팀대(74), 정착부재(76), 정착구 등으로 이루어질 수 있다. 내측버팀대(70)는 거더(20)의 측면에 결합되어 횡방향으로 연장되어 설치될 수 있다. 즉, 내측버팀대(70)는 거더(20)의 측면에서 직각방향 즉, 횡방향으로 연장될 수 있다. 내측버팀대(70)는 콘크리트 또는 강재로 형성될 수 있다.

외측버팀대(72)는 거더(20)의 측면에 결합되데 내측버팀대(70)의 외측 단부쪽으로 수렴하도록 설치되고, 한 쌍으로 설치될 수 있다. 즉, 외측버팀대(72)는 한 쌍으로 구성되어 거더(20) 측면이면서 내측버팀대(70)의 양측에 각각 결합되고, 내측버팀대(70)의 단부쪽으로 점차 수렴되도록 경사지게 설치될 수 있다. 외측버팀대(72)는 콘크리트 또는 강재로 형성될 수 있다.

단부버팀대(74)는 내측버팀대(70)와 한 쌍의 외측버팀대(72)의 외측 단부를 상호 결합할 수 있다. 즉, 단부버팀대(74)의 중앙부는 내측버팀대(70)의 단부와 결합되고, 양 단부는 외측버팀대(72)와 결합됨으로써, 내측버팀대(70), 외측버팀대(72), 단부버팀대(74)가 하나의 구조로 일체화될 수 있다. 단부버팀대(74)는 콘크리트 또는 강재로 형성될 수 있다.

정착부재(76)는 단부버팀대(74)의 외측에 결합될 수 있다. 즉, 단부버팀대(74) 외측에 케이블(50)의 경사와 같은 방향으로 경사지게 결합될 수 있다. 정착구는 정착부재(76)에 설치되어 케이블(50)이 삽입되어 결합될 수 있다.

상기 정착구의 근처에는 유지관리용 정착구를 더 형성될 수 있다. 즉, 추가긴장용 케이블(50) 또는 유지관리용 케이블(50)들을 설치하는 경우에 유지관리용 정착구에 케이블(50)들이 삽입되어 용이하게 결합될 수 있다.

상기 내측버팀대(70), 외측버팀대(72), 단부버팀대(74) 등은 바닥판슬래브(40)에서 외측으로 돌출 연장된 바닥판슬래브연장부의 하측에서 상호 결합될 수 있다. 이러한 결합구조는 거더(20)와 케이블(50)의 결합구조를 견고하게 함으로써 케이블(50)의 설치 개수를 감소시킬 수 있다.

상기 내측버팀대(70)의 내측 단부에서 단부버팀대(74)의 양측 단부쪽으로 연결되는 경사버팀대(75)를 더 포함할 수 있다. 이는 거더(20)와 케이블(50) 결합구조를 트러스 구조로 함으로써 케이블(50) 결합의 안정성을 획기적으로 증대시킬 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 구성되거나 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 교각
20: 거더
30: 주탑
32: 기둥부세그먼트
34: 새들부세그먼트
342: 강재새들
344: 내부강재새들
36: 연결결합구
362: 측면강판
364: 바닥강판
366: 앵커철근
368: 전단철근
40: 바닥판슬래브
50: 케이블(주케이블, 유지관리용 케이블 등)
60: 돌출가로보
62: 연결접합강판
70: 내측버팀대
72: 외측버팀대
74: 단부버팀대
75: 경사버팀대
76: 정착부재

Claims (10)

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3. 교각; 상기 교각의 상측에 교축방향인 종방향으로 설치되는 거더; 상기 교각의 상측에 설치되는 주탑; 상기 거더의 상측에 설치되는 바닥판슬래브; 및 상기 거더를 주탑에 고정하는 경사진 케이블들;을 포함하고,
   상기 주탑의 하단부는 상기 거더의 측면에 일체로 결합됨과 동시에, 그 하측의 교각에서 분리됨으로써, 상기 거더와 동일한 가동구조이고,
   상기 주탑은 상기 교각의 상측에 설치되고 상하방향으로 분리된 기둥부세그먼트들과, 상기 기둥부세그먼트들의 상측에 설치되는 새들부세그먼트를 포함하고,
   상기 기둥부세그먼트들 상호간과 상기 기둥부세그먼트와 새들부세그먼트 상호간의 결합은 일측에 돌출 형성된 전단블록부가 타측에 오목하게 형성된 전단포켓부에 끼워지고, 양측을 상호 결합하는 연결결합구들에 의해 상호 결합되며, 동시에 상기 기둥부세그먼트들과 새들부세그먼트는 PS강재에 의하여 전체적으로 긴장 결합되며,
   상기 연결결합구는 오목부가 외측으로 노출되도록 설치되는 ㄱ자 형상인 측면강판과, 상기 측면강판의 일측 단부에 결합되는 것으로 관통공이 형성된 바닥강판과, 상기 바닥강판의 관통공에 삽입되어 체결되는 접합볼트와, 상기 측면강판의 오목부에 결합되는 한 쌍의 앵커철근과, 상기 측면강판의 배면인 볼록부에 결합되는 ㄴ자 형상의 전단철근을 포함하는 것을 특징으로 하는 세미 사장교 구조.
4. 교각; 상기 교각의 상측에 교축방향인 종방향으로 설치되는 거더; 상기 교각의 상측에 설치되는 주탑; 상기 거더의 상측에 설치되는 바닥판슬래브; 및 상기 거더를 주탑에 고정하는 경사진 케이블들;을 포함하고,
   상기 주탑의 하단부는 상기 거더의 측면에 일체로 결합됨과 동시에, 그 하측의 교각에서 분리됨으로써, 상기 거더와 동일한 가동구조이고,
   상기 주탑은 상기 교각의 상측에 설치되고 상하방향으로 분리된 기둥부세그먼트들과, 상기 기둥부세그먼트들의 상측에 설치되는 새들부세그먼트를 포함하고,
   상기 기둥부세그먼트들 상호간과 상기 기둥부세그먼트와 새들부세그먼트 상호간의 결합은 일측에 돌출 형성된 전단블록부가 타측에 오목하게 형성된 전단포켓부에 끼워지고, 양측을 상호 결합하는 연결결합구들에 의해 상호 결합되며, 동시에 상기 기둥부세그먼트들과 새들부세그먼트는 PS강재에 의하여 전체적으로 긴장 결합되며,
   상기 새들부세그먼트는 상측이 넓은 부채꼴 형상으로서 그 상면에 설치되는 호 형상의 강재새들을 포함하고,
   상기 강재새들은 그 상면에 주케이블 설치를 위한 주설치홈과, 추가긴장용 또는 유지관리용 케이블 설치를 위한 보조설치홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 세미 사장교 구조.
5. 교각; 상기 교각의 상측에 교축방향인 종방향으로 설치되는 거더; 상기 교각의 상측에 설치되는 주탑; 상기 거더의 상측에 설치되는 바닥판슬래브; 및 상기 거더를 주탑에 고정하는 경사진 케이블들;을 포함하고,
   상기 주탑의 하단부는 상기 거더의 측면에 일체로 결합됨과 동시에, 그 하측의 교각에서 분리됨으로써, 상기 거더와 동일한 가동구조이고,
   상기 주탑은 상기 교각의 상측에 설치되고 상하방향으로 분리된 기둥부세그먼트들과, 상기 기둥부세그먼트들의 상측에 설치되는 새들부세그먼트를 포함하고,
   상기 기둥부세그먼트들 상호간과 상기 기둥부세그먼트와 새들부세그먼트 상호간의 결합은 일측에 돌출 형성된 전단블록부가 타측에 오목하게 형성된 전단포켓부에 끼워지고, 양측을 상호 결합하는 연결결합구들에 의해 상호 결합되며, 동시에 상기 기둥부세그먼트들과 새들부세그먼트는 PS강재에 의하여 전체적으로 긴장 결합되며,
   상기 새들부세그먼트의 내측에 설치되는 호 형상의 내부강재새들을 포함하고,
   상기 내부강재새들은 내측에 추가긴장용 또는 유지관리용 케이블 설치를 위한 보조설치구를 포함하는 것을 특징으로 하는 세미 사장교 구조.
6. 청구항 3 내지 5중 어느 한 항에 있어서,
   상기 주탑의 하단부와 상기 거더의 결합은, 상기 거더의 측면에 결합된 돌출가로보, 상기 돌출가로보의 단부에 결합되고 관통홀이 형성된 연결접합강판, 상기 주탑에 매립됨과 동시에 측면으로 돌출되어 상기 연결접합강판의 관통홀에 삽입되는 앵커볼트, 상기 연결접합강판의 내측으로 돌출된 상기 앵커볼트에 체결되는 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 세미 사장교 구조.
7. 청구항 3 내지 5중 어느 한 항에 있어서,
   상기 주탑의 하단부와 상기 거더의 결합은, 상기 거더의 측면에 결합된 돌출가로보, 상기 주탑에 매립됨과 동시에 측면으로 돌출된 연결접합철근, 상기 연결접합철근이 상기 돌출가로보의 내부로 삽입되도록 설치한 후 상기 돌출가로보에 콘크리트가 타설되어 결합되는 것을 특징으로 하는 세미 사장교 구조.
8. 교각; 상기 교각의 상측에 교축방향인 종방향으로 설치되는 거더; 상기 교각의 상측에 설치되는 주탑; 상기 거더의 상측에 설치되는 바닥판슬래브; 및 상기 거더를 주탑에 고정하는 경사진 케이블들;을 포함하고,
   상기 주탑의 하단부는 상기 거더의 측면에 일체로 결합됨과 동시에, 그 하측의 교각에서 분리됨으로써, 상기 거더와 동일한 가동구조이고,
   상기 거더와 케이블의 결합은 상기 거더의 측면에 결합되어 횡방향으로 연장되는 내측버팀대, 상기 거더의 측면에 결합되데 상기 내측버팀대의 외측 단부쪽으로 수렴하는 한 쌍의 외측버팀대, 상기 내측버팀대와 한 쌍의 외측버팀대를 상호 결합하는 단부버팀대, 상기 단부버팀대의 외측에 결합되는 정착부재, 상기 정착부재에 형성되어 상기 케이블이 삽입되어 결합되는 정착구를 포함하는 세미 사장교 구조.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 거더의 내측버팀대의 내측 단부에서 상기 단부버팀대의 양측 단부쪽에 연결되는 경사버팀대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세미 사장교 구조.
10. 청구항 3 내지 5중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주탑은 상기 교각의 양측 단부에 한 쌍으로 구성되거나, 상기 교각의 중앙부에 하나로 구성되거나, 또는 상기 교각의 중앙부와 양측 단부에 3개로 구성되는 것을 특징으로 하는 세미 사장교 구조.

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