KR200226456Y1 - 장대 교량 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 고안은 부유 교각을 이용하여 매우 긴 거리를 연결할 수 있는 장대 교량에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

장거리에 걸쳐 안정되게 구축될 수 있는 장대 교량을 제공하기 위함이다.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 고안은, 상부에 원형 프레임이 형성되어 있는 다수의 교각(5)과, 상기 교각(5)에 지지되며 관형으로 설치되는 수개 조의 케이블 그룹(1,2,3)과, 상기 교각(5)과 상기 케이블 그룹(1,2,3)들에 의해 하단이 지지되는 상판(6)을 구비하여, 다수의 케이블 그룹(1,2,3)이 형성하는 관의 중심으로 힘이 모여져 좌우요동이나 상하요동, 전후요동의 영향이 극소화되고, 상판(6)이 주요 부재로서 작용하지 않아도 되기 때문에 비교적 가벼운 중량을 가지게 할 수 있도록 한 것이다.

4. 발명의 중요한 용도

장대 교량으로서 사용된다.

Description

장대 교량{A BRIDGE FOR LONG SPANS}

본 고안은 부유 교각을 이용하여 매우 긴 거리를 연결할 수 있는 장대 교량에 관한 것이다.

통상, 장대 교량으로 사용하는 교량은 도1에 개략적으로 도시된 바와 같은 현수교이다. 수 킬로미터에 달하는 바다를 횡단하는 장대교량의 경우 여러 개의 교각을 필요로 하게 되며, 때로는 심해에 교각을 설치할 필요가 발생한다. 그런데 심해에 교각을 설치하기 위해서는 공사비와 공사기간이 매우 많이 소요될 분만아니라 조류나 수압에 의해 교각을 설치하는데 있어 고난도의 기술이 필요하게 된다. 이 경우 교각을 부교위에 설치하게 되면 교각의 거치에 필요한 심해 구조물이나 인공섬의 건설비용은 줄일수 있다.

그러나 부교의 부력을 통해 교량의 무게는 지지할 수 있다 하더라도 교량의 교각으로서 필요한 조건인 고정된 기초로서의 역할은 불가능하다. 부교를 이용하는 것과 같이 고정점이 없을 경우 두 교각 사이에 가설된 구조물, 즉 현수교의 경우에는 메인케이블 및 상판등이 교각의 상하요동, 좌우요동, 전후요동을 지지할 수 있을 정도로 충분히 큰 강성과 강도를 필요로 하게 된다.

그런데, 종래의 현수교는 강성이 부족하여 본질적으로 교각의 요동을 지지할 수 없는 형태이다. 또한, 현수교는 고정된 교각에 가설된다 하더라도 교량 상판의 두께가 충분하지 않을 경우에는 동하중에 대한 구조적 성능이 부족하게 된다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 종래 장대 교량의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 부유 교각을 이용하여 장거리에 걸쳐 안정되게 구축될 수 있도록 여러 조의 케이블을 관형으로 설치한 장대 교량을 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 종래 장대 교량인 현수교의 개략적인 구성도.

도2는 본 고안에 따른 장대 교량의 일부 사시도.

도3은 본 고안에 따른 장대 교량의 전체 측면도.

*도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 메인 케이블 그룹 2 : 우측 나선형 케이블 그룹

3 : 좌측 나선형 케이블 그룹 4 : 고정 구조물

5 : 원형 교각 6 : 상판

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 원주를 따라 다수의 홀이 이격되어 형성되어 있는 원형 프레임을 상부에 구비하는 다수의 교각과, 단부가 지상의 고정 구조물에 고정되고 상기 다수 설치된 교각의 원형 프레임의 홀을 관통하여 길이방향으로 설치되는 메인 케이블 그룹과, 단부가 지상의 고정 구조물에 고정되고 상기 교각의 원형 프레임의 우견부에 지지되며 상기 메인 케이블 그룹을 오른 나사 방향으로 외측에서 감싸면서 설치되는 제1 나선형 케이블 그룹과, 단부가 지상의 고정 구조물에 고정되고 상기 교각의 원형 프레임의 좌견부에 지지되며 상기 메인 케이블 그룹을 왼 나사 방향으로 외측에서 감싸면서 설치되는 제2 나선형 케이블 그룹, 및 상기 다수 설치되는 교각의 원형 프레임의 하부 내주면과 상기 메인 케이블 그룹의 하부 케이블과 상기 제1 및 제2 나선형 케이블에 의해 지지되는 상판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도2 이하를 참조하여 본 고안의 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 고안에 따른 장대 교량의 일부 사시도이고, 도3은 본 고안에 따른 장대 교량의 전체 측면도이다.

도면에서 1은 메인 케이블 그룹, 2는 우측 나선형 케이블 그룹, 3은 좌측 나선형 케이블 그룹, 4는 지상의 고정 구조물, 5는 원형 교각, 6은 상판을 각각 나타낸다.

본 고안은 도2에 도시한 바와 같이, 상부에 원형 프레임이 형성되어 있는 다수의 교각(5)과, 상기 교각(5)에 지지되며 관형으로 설치되는 3조의 케이블 그룹(1,2,3)과, 상기 교각(5)과 3조의 케이블 그룹(1,2,3)에 의해 하단이 지지되는 상판(6)을 구비한다.

상기 다수의 교각(5)은 교량의 양단부에 설치되는 교각을 제외한 교각이 부유 구조물 위에 설치되며, 상부는 원형 프레임이 형성되고, 원형프레임의 원주를 따라 케이블이 관통되기 위한 홀이 이격되어 형성된다. 상기 홀은 그 간격이 원형 프레임의 상부에서 최소이고, 하부에서 최대가 되도록 형성된다. 그리고 상기 원형 프레임의 좌견부(左肩部)와 우견부(右肩部) 각각에는 케이블이 지지되기 위한 홈이 다수개 형성된다.

상기 3조의 케이블 그룹은, 길이방향으로 설치되는 메인 케이블 그룹(1)과 나선형으로 진행하며 설치되는 우측 및 좌측 나선형 케이블 그룹(2,3)으로 이루어진다.

상기 메인 케이블 그룹(1)은, 단부가 지상의 고정 구조물(4)에 고정되고 상기 소정 간격을 두고 다수 설치된 교각(5)의 원형 프레임 원주를 따라 형성된 홀을 관통하여 길이방향으로 설치된다. 상기 우측 나선형 케이블 그룹(2)은, 단부가 지상의 고정 구조물(4)에 고정되고 소정 간격을 두고 다수 설치된 교각(5)의 원형 프레임의 우견부 홈에 지지되어 상기 메인 케이블 그룹(1)을 오른 나사 방향으로 외측에서 감싸면서 설치되고, 상기 좌측 나선형 케이블 그룹(3)은, 단부가 지상의 고정 구조물(4)에 고정되고 소정 간격을 두고 다수 설치된 교각(5)의 원형 프레임의 좌견부 홈에 지지되어 상기 메인 케이블 그룹(1)을 왼 나사 방향으로 외측에서 감싸면서 설치된다.

여기서 상기 메인 케이블 그룹(1)을 구성하는 케이블들은 교각(5)의 원형 프레임의 홀을 관통하면서 설치되기 때문에, 교각(5)의 원형프레임 상부에서 그 간격이 최소로 되며, 원형프레임의 하부에서 최대가 되도록 설치되게 된다.

모든 케이블 그룹(1,2,3)은 장력에 의해 긴장되므로 나선형 케이블 그룹(2,3)에 도입된 장력은 도3에서 볼 수 있는 것처럼 케이블에 의해 형성되는 관의 형태를 중앙이 잘록한 형태로 만들며 이로 인해 경간의 중앙부에서 나선형 케이블그룹(2,3)의 정점이 최소가 된다.

상판(6)은 상기 교각(5)의 원형 프레임 하부 내주면과 상기 메인 케이블 그룹(1)의 하부 케이블과 상기 나선형 케이블 그룹(2,3)에 의해 형성되는 관의 바닥에 위치하게 된다. 그리고 심해에 위치하는 교각(5)은 부유 구조물 위에 설치된다.

이러한 구조를 가지는 본 고안에 따른 교량의 건설 공정을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 다수의 교각(5)을 임시로 구속하여 소정 간격으로 설치하고, 메인 케이블 그룹(1)을 상기 교각(5)들의 원형 프레임 홀을 관통하면서 길이방향으로 설치한다. 그리고 교각들(5)을 순차적으로 거치면서 그 우견부 또는 좌견부의 홈에 지지되게 하면서 하나의 나선형 케이블 그룹(2 또는 3)을 설치하고, 그 다음으로 동일한 방법에 의해 다른 하나의 나선형 케이블 그룹(3 또는 2)을 설치한다. 이때, 각각의 교각에서 나선형 케이블에 인장력을 도입하여 하부의 메인 케이블을 끌어 올리고 동시에 하부의 메인 케이블의 인장력을 조절하여 중앙이 잘록한 관 형상을 형성한다.

다음으로 교량 상판(6)을 설치하되 연속적으로 하지 않고 경간 전체에 균일하게 하중이 분포되도록 설치하고, 바닥 부분의 케이블에서 다소의 인장력을 제거하여 교량 상판(6)의 재하되는 부가하중과의 균형을 유지시킨다.

최종적으로 케이블의 위치를 세부 조정하여 고정시키고 교각들(5)의 임시 구속 상태를 해제한다.

이렇게 설치된 본 고안에 따른 교량은 과도한 하중에 의해 케이블들의 미끄러짐이 발생할 수 있으나, 케이블들의 미끄러짐은 나선형 케이블 그룹(2,3)의 방향으로 발생하게 되고, 이는 케이블 그룹의 배치에 최소한의 변경만을 가져올 뿐이고 관 형상의 기하하적인 구조에는 거의 영향을 미지치 않는다.

또한, 동적 하중이 한계 범위 내에서 변할 경우에는 케이블 그룹(1,2,3) 간의 마찰력 만으로 교량 전체를 유지할 수 있으나, 환경적인 조건이 열악하게 되거나 특수 대형 차량이 통행하게 될 경우에는 부가적인 구속을 가하는 것으로 해결한다. 즉, 케이블 그룹(1,2,3)이 교차하는 지점에서 서로 연결하여 주던가, 교량 상판(6)의 하부에 위치한 케이블의 교차 부분을 연결하여 준다.

그러므로 이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같이 구성되어 작용하는 본 고안은, 종래의 현수교에 비해 다음과 같은 기술적 효과를 가진다.

다수의 케이블 그룹(1,2,3)이 관체 형상으로 설치되어 관의 중심으로 힘이 모여져 좌우요동이나 상하요동, 전후요동의 영향이 극소화되고, 상판(6)이 주요 부재로서 작용하지 않아도 되기 때문에 비교적 가벼운 중량을 가지게 할 수 있다.

또한, 메인 케이블은 종래 현수교의 메인 케이블에 비해 직경이 작아도 되고 설치가 용이하고, 각 부분에서 케이블 그룹에 의한 구조적 과잉력이 작용하기 때문에 한 경간에서 케이블 하나 또는 수개의 손실이 있어도 기본 구조적 성능이 유지된다.

Claims (5)

1. 장대 교량에 있어서,

   원주를 따라 다수의 홀이 이격되어 형성되고 좌견부 및 우견부에 다수의 홈이 형성되어 있는 원형 프레임을 상부에 구비하는 다수의 교각과,

   단부가 지상의 고정 구조물에 고정되고 상기 다수 설치된 교각의 원형 프레임의 홀을 관통하여 길이방향으로 설치되는 메인 케이블 그룹과,

   단부가 지상의 고정 구조물에 고정되고 상기 다수 설치된 교각의 원형 프레임의 우견부에 형성된 홈에 지지되며 상기 메인 케이블 그룹을 오른 나사 방향으로 외측에서 감싸면서 설치되는 제1 나선형 케이블 그룹과,

   단부가 지상의 고정 구조물에 고정되고 상기 다수 설치된 교각의 원형 프레임의 좌견부에 형성된 홈에 지지되며 상기 메인 케이블 그룹을 왼 나사 방향으로 외측에서 감싸면서 설치되는 제2 나선형 케이블 그룹, 및

   상기 다수 설치되는 교각의 원형 프레임의 하부 내주면과 상기 메인 케이블 그룹의 하부 케이블과 상기 제1 및 제2 나선형 케이블에 의해 지지되는 상판

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 관형의 케이블에 의한 교량.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 교각의 원형 프레임에 형성된 홀들은 원형 프레임의 상부에서의 간격이 원형프레임의 하부에서의 간격보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 관형의 케이블에 의한 교량.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 다수의 교각은 양단에 설치되는 것을 제외하고 부유 구조물 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 관형의 케이블에 의한 교량.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 메인 케이블 그룹과 제1 및 제2 케이블 그룹은, 상호 교차되는 지점에서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 관형의 케이블에 의한 교량.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 메인 케이블 그룹과 제1 및 제2 케이블 그룹은 상기 상판의 하부에 위치한 교차 부분들이 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 관형의 케이블에 의한 교량.