KR20240137426A - 하이브리드 케이블 보도교 및 그 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무주탑 하이브리드 케이블 보도 교량 및 그 시공 방법에 관한 것으로, 일측 위치에 배치된 제1교대와; 상기 제1교대로부터 이격된 타측 위치에 배치된 제2교대와; 상기 제1교대와 상기 제2교대를 연결하는 2열 이상의 주케이블과; 상기 제1교대와 상기 제2교대의 단부 영역에서 상기 주케이블과 연결되어 하방 연장된 다수의 행어 케이블과; 상기 제1교대와 상기 제2교대의 사이의 중앙부 영역에서 교축 방향으로 연속하는 형태로 상기 주케이블에 직접 지지되게 설치되는 다수의 제1세그먼트와, 상기 제1교대와 상기 제2교대의 사이의 단부 영역에서 교축 방향으로 연속하는 형태로 상기 행어 케이블에 현수 지지되게 설치되는 다수의 제2세그먼트를 포함하는 다수의 세그먼트를; 상기 세그먼트 중 어느 하나로부터 상기 제1교대와 상기 제2교대 중 어느 하나 이상의 하측에 배치되는 정착부까지 연장되어, 상기 제2세그먼트를 지지하는 안내 케이블을; 포함하여 구성되어, 경관을 해치는 주탑을 설치하지 않으면서, 단부 영역에서의 경사도를 낮추어 보행의 편리성을 높이고, 교량의 풍하중에 의하여 교축 직각 방향으로의 수평 변위를 최소화하면서 비틀림 방향으로의 비틀림 저항 성능을 높여 보행 안전성을 높이고, 형하 공간을 자유롭게 활용할 수 있어서 다양한 환경에 설치 가능한 무주탑 하이브리드 케이블 교량 및 그 시공 방법을 제공한다.

Description

하이브리드 케이블 보도교 및 그 시공 방법 {HYBRID CABLE PEDESTRIAN SUSPENSION BRIDGE AND CONTRUCTION METHOD THEREOF}

본 발명은 하이브리드 케이블 보도교 및 그 시공 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 미관을 해치는 주탑을 설치하지 않고서도 보행로의 높이 편차를 최소화하고 풍하중에 대한 강성을 높여 안전하면서도 경제적인 시공을 가능하게 하는 장지간 하이브리드 케이블 보도교 및 그 시공 방법에 관한 것이다.

산이나 계곡에 설치되는 보도 현수교는 구름다리라는 명칭으로 불리고 있으며, 최근 국내 유명지에 다수 설치되고 있다.

구름다리 형태의 보도 현수교(8)는, 도1에 도시된 바와 같이, 통행하고자 하는 계곡의 양측 지면에 지지대(10)를 설치하고, 케이블(20, 30)을 지지대(10)에 연결하여 고정대(50)에 고정시키고, 케이블(20, 30)에 지지되는 발판을 설치하여 보행로를 형성하고, 보행자를 위하여 보행로의 양측에 난간(40)을 설치하여 시공된다.

도1에 도시된 형식의 케이블 교량(8)은 케이블(20, 30)에 작용하는 자중 및 활하중이 고정대(50)에서 수평력(Ho)으로 작용하므로, 교량 양단부에서 수평력(Ho)을 지지하는 것은 매우 중요하다. 교량 양단부에 작용하는 수평력(Ho)은 교량의 길이의 제곱에 비례하고 새그 길이(sg)에 반비례하므로, 새그 길이(sg)가 작아질수록 수평력(Ho)은 무한대에 가까워지게 된다.

따라서, 도1에 도시된 형식의 케이블 교량은 보행이 편리한 수평에 가까운 보행로로 시공할 경우에, 교량 양단부에 작용하는 수평력(Ho)이 매우 커지므로, 케이블(20, 30)의 단면이 훨씬 더 커져야 하고, 강재 파일에 의해 지지되는 콘크리트 구조물로 형성되는 지지대(10)가 수평력을 지지하기 위하여 과도하게 커져야 하므로, 교대 설치를 위해서는 보다 넓은 공간을 필요로 할 뿐만 아니라, 콘크리트 구조물에 의한 환경 훼손과 시공 비용의 증가를 유발할 수 밖에 없는 문제가 야기된다.

이에 비추어 보면, 도1에 도시된 케이블 교량은 지간 길이가 커지면, 새그 길이(sg)가 어느 정도 이상 확보되어야 시공이 비로소 가능해진다. 그러나, 지간 길이가 커짐에 따라 새그 길이(sg)이 지간이 커지면, 교량의 중앙부 영역(A1)에서는 무난하게 보행할 수 있지만, 교량 단부의 단부 영역(A2)에서의 경사도가 급격해져 노약자들이 올라가거나 내려오는 보행 중에 낙상의 위험이 커지는 심각한 문제가 야기된다.

예를 들어, 일반적으로 무주탑 케이블 보도교는 보행성을 감안한 새그비(새그값/지간 길이)을 1/15 내지 1/20을 적용한다. 따라서, 무주탑 케이블 보도교의 지간장이 400m 내지 500m인 경우에, 늘어뜨리는 새그값은 최대 20m 내지 30mdml 처짐량이 발생한다. 따라서, 보행자는 교량을 통행하면서 이정도의 높이차를 자력으로 극복해야 하므로, 교량의 길어짐에 따라 보행성능이 나빠지는 문제가 발생된다.

여기서, 무주탑 케이블 보도교의 지간장이 300m 이내인 경우에는 양단부의 30~50m 구간에서 계단이 발생되는 데, 무주탑 케이블 보도교의 지간장이 400m 이상이면 양단부의 계단 구간이 더 길어져 보행자가 긴 구간에 걸쳐 계단을 자력으로 올라야 하는 문제가 생긴다. 더욱이, 무주탑 케이블 보도교의 현수선은 카테나리 곡선으로 양단부가 급한 경사이고, 중앙부에서의 경사도는 줄어든다. 따라서, 충분한 보행 성능을 확보하기 위해서는 양단부에 계단과 같은 시설을 설치하여야 미끄러짐을 방지할 수 있다. 그러나, 노약자는 계단 이용에 한계가 있으므로, 계단을 없애면서 양단부에서의 경사를 낮추고자 하는 필요성이 절실히 요구되고 있다.

한편, 도2a에 도시된 현수 보도교(9)는, 교량 양단부에 지지대(10)를 설치하고, 주탑(60)을 세워, 주탑(60)과 지지대(10)를 연결하는 주케이블(30)을 고정대(30a)에 지지하고, 주케이블(30)로부터 연장된 행어 케이블(50)에 의해 발판을 지지하도록 설치하여 시공된다. 현수 보도교(9)는 지간 길이가 길수록 교량의 양단부에 주탑(60)을 보다 높게 세워야 하므로, 주탑에 의하여 주변 경관이 가려 미관을 해치는 심각한 문제가 있다.

이에 따라, 교량 단부의 단부 영역(A2)에서의 경사도가 급해질 수 밖에 없는 도1의 케이블 교량(8)의 문제점과, 교량 양단부에 높게 세우는 주탑(60)에 의하여 미관을 해치는 문제점을 동시에 해결할 수 있는 장지간 케이블 보도교의 새로운 형식에 관한 필요성이 절실히 요구되고 있다.

한편, 무주탑 케이블 보도교의 지간장이 400m 이상이 되면, 바람에 의한 수평변위가 커지며, 비틀림 저항 성능도 매우 취약해진다. 이를 해결하는 방안으로 윈드 케이블이 적용되기도 하였지만, 윈드 케이블은 보행면의 하단 외면에 전체적으로 설치되어 설치 및 유지 관리가 어렵고, 교량 전체에 걸쳐 그 하측의 윈드 케이블과 연결되어야 함에 따라 형하 공간의 활용에 제약이 있는 한계가 있다.

따라서, 무주탑 케이블 보도교를 시공함에 있어서 풍하중에 의한 수평 변위와 비틀림 저항 성능을 높이고, 형하 공간을 활용할 수 있도록 하는 방안이 모색되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 교량에 주탑을 세우지 않아 자연 경관과 조화를 이루면서도, 직접 지지 방식과 현수 지지 방식이 조합된 무주탑 하이브리드 케이블 교량을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 동시에, 본 발명은, 교량 단부에서의 보행로의 경사도가 급해지지 않아 보행의 편리성이 보장된 장지간 케이블 교량을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은, 교량의 풍하중에 의하여 교축 직각 방향으로의 수평 변위를 최소화하면서 비틀림 방향으로의 비틀림 저항 성능을 높여 보행 안전성을 높이고, 형하 공간을 자유롭게 활용할 수 있어서 다양한 환경에 설치를 할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 교량의 중앙부 영역에서 보행로를 지지한 주케이블을 이용하여 교량 단부의 단부 영역에서 익스트림 스포츠를 즐길 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 도출된 것으로서, 일측 위치에 배치된 제1교대와; 상기 제1교대로부터 이격된 타측 위치에 배치된 제2교대와; 상기 제1교대와 상기 제2교대를 연결하는 2열 이상의 주케이블과; 상기 제1교대와 상기 제2교대의 단부 영역에서 상기 주케이블과 연결되어 하방 연장된 다수의 행어 케이블과; 상기 제1교대와 상기 제2교대의 사이의 중앙부 영역에서 교축 방향으로 연속하는 형태로 상기 주케이블에 직접 지지되게 설치되는 다수의 제1세그먼트와, 상기 제1교대와 상기 제2교대의 사이의 단부 영역에서 교축 방향으로 연속하는 형태로 상기 행어 케이블에 현수 지지되게 설치되는 다수의 제2세그먼트를 포함하는 다수의 세그먼트를; 상기 세그먼트 중 어느 하나로부터 상기 제1교대와 상기 제2교대 중 어느 하나 이상의 하측에 배치되는 정착부까지 연장되어, 상기 제2세그먼트를 지지하는 안내 케이블을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교를 제공한다.

또한, 본 발명은, 일측 위치에 배치된 제1교대와, 상기 제1교대로부터 이격된 타측 위치에 배치된 제2교대를 2열 이상의 주케이블로 연결하는 주케이블 설치단계와; 상기 제1교대와 상기 제2교대의 사이의 중앙부에 위치한 중앙부 영역에 제1보행로를 형성하는 제1세그먼트를 교축 방향으로 연속하게 다수 설치하는 제1세그먼트 설치단계와; 상기 중앙부 영역과 단부 영역의 사이에 개재되는 천이 영역에 다수의 천이 세그먼트를 상기 주케이블에 지지되게 설치하는 천이세그먼트 설치단계와; 상기 제1세그먼트 설치단계와 상기 천이세그먼트 설치단계 이후에, 천이 세그먼트로부터, 상기 제1교대의 하측에 배치되는 제1정착부와 상기 제2교대의 하측에 배치되는 제2정착부까지의 단부 영역에, 각각 2열 이상으로 안내 케이블을 연장되게 설치하는 안내케이블 설치단계와; 상기 단부 영역에서 상기 안내 케이블에 다수의 제2세그먼트를 교축 방향으로 연속하게 설치하되, 상기 주케이블에 지지되는 행어 케이블을 상기 제2세그먼트에 연결하면서 상기 제2세그먼트를 설치하는 제2세그먼트 설치단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교의 시공 방법을 제공한다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '종방향' 및 '교축 방향'은 보행로의 이동 방향을 지칭하는 것으로 정의한다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '일측' 및 이와 유사한 용어는 교축 방향으로의 일방향을 지칭하고, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '타측' 및 이와 유사한 용어는 교축 방향으로의 일방향과 반대 방향을 지칭하는 것으로 정의한다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '외측' 및 이와 유사한 용어는 하나의 거더 세그먼트를 기준으로 교축 직각 방향으로의 바깥을 향하는 방향을 지칭하고, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '내측' 및 이와 유사한 용어는 하나의 거더 세그먼트를 기준으로 보행로 중심선을 향하는 방향을 지칭하는 것으로 정의한다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '상측' 및 이와 유사한 용어는 중력 반대 방향을 지칭하고, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '하측' 및 이와 유사한 용어는 중력 방향을 지칭하는 것으로 정의한다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '좌우' 및 이와 유사한 용어는 교축 직각 방향을 지칭하는 것으로 정의한다.

이상에서 기재된 바와 같이, 본 발명은, 제1교대와 제2교대 사이의 중앙부 영역은 주케이블에 의하여 직접 지지되고, 제1교대와 제2교대 사이의 단부 영역은 주케이블에 지지되는 행어 케이블에 현수 지지되어, 경관을 해치는 주탑을 설치하지 않으면서, 단부 영역에서의 경사도를 낮추어 보행의 편리성을 갖춘 무주탑 하이브리드 케이블 교량을 제공한다.

다시 말하면, 본 발명은, 제1교대와 제2교대를 연결하는 주케이블에 의하여 교량의 중앙부 영역의 제1세그먼트를 직접 지지하여 제1보행로를 형성하는 형식과, 중앙부 영역과 단부 영역의 사이에 배치된 천이 영역에서는 주케이블과 별개인 안내 케이블을 교대 하측에 배치된 정착부까지 연장 설치하여 안내 케이블에 제2세그먼트가 직접 지지되는 형식이면서도 제2세그먼트의 하중 대부분은 주케이블에 지지되는 행어 케이블에 의해 현수 지지되는 형식이 조합되어, 교량의 단부인 단부 영역에서의 제2보행로의 경사도를 낮추어 보행의 편의를 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 교대를 연결하는 주케이블의 새그값을 크게 유지하여 교대에서 지지하는 수평력의 크기를 적절한 수준으로 유지하면서도, 주케이블로부터 분기되는 형태의 안내 케이블에 교량 단부의 제2보행로를 형성하는 제2세그먼트가 지지되게 함으로써, 보행의 편의성을 함께 구현하는 이점을 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은, 교량 단부의 단부 영역에서 보행로를 형성하는 제2세그먼트를 직접 지지하도록 천이 영역에서 분기된 안내 케이블은 주케이블에 비하여 훨씬 작은 단면이나 개수로 형성하여, 교량 단부에서의 하중 부담을 위하여 불필요한 강재 사용량을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이 때, 본 발명은, 안내 케이블의 일단이 천이 세그먼트의 구멍이 회전 가능한 핀 형태로 연결 설치되어 회전 가능하게 연장됨에 따라, 단부 영역에서의 보행로의 요동을 수용하는 이점을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 케이블 교량의 보행로를 형성하는 세그먼트가 중앙부 영역과 단부 영역과 천이영역에서 대체로 유사하게 형성되고 높이 편차를 최소화함으로써, 공장에서 제작후에 현장으로 운반하는 공정이 용이하고, 시공이 간편하며, 불필요한 하중 부담을 위한 강재 사용량을 줄여 경제적인 시공을 가능하게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은, 교량의 단부 영역과 중앙부 영역에 걸쳐 다수의 열로 교대를 연결하는 주케이블 간의 간격을 일정하게 유지함으로써, 세그먼트를 주케이블에 탑재시켜 미끄럼 이동시키는 공정을 용이하게 하여 시공성을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 제2보행로의 상측에서 양측을 통과하는 각 주케이블들을 교축 직각 방향으로 이격된 2개의 간격 부재를 통과시켜 단부 영역에서의 주케이블의 사이간격을 물리적으로 일정하게 유지시키고, 간격 부재로부터 제2세그먼트를 행어 케이블로 연결하여 제2세그먼트의 고정하중 및 활하중을 주케이블에 대부분 부담시켜 구조적을 안정된 효과를 얻을 수 있다.

이 때, 본 발명은, 하나의 간격 부재를 교축 방향으로 이격된 2개 이상의 제2횡연장 부재까지 행어 케이블로 연결함에 따라, 풍하중 등에도 간격 부재의 설치 위치를 제위치로 유지시키면서, 'V'자 꺼꾸로 된 형태로 행어 케이블을 제2세그먼트와 연결함에 따라 제2세그먼트의 교축 방향의 요동을 줄여주는 효과도 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은, 케이블 보도교의 단부 영역과 중앙부 영역의 경계인 천이 영역으로부터 교량 일측과 타측을 향하여 내풍 케이블이 교축 직각 외측으로 하방 연장되어 설치됨에 따라, 풍하중에 대한 교축 직각 방향으로의 수평 변위를 최소화하면서 비틀림 방향으로의 비틀림 저항 성능을 높여 보행 안전성을 확보할 수 있으면서, 케이블 교량에 작용하는 진동 에너지를 소산시켜 안정된 보행을 할 수 있게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 내풍 케이블이 교량의 하부를 연결하는 형태가 아니라, 교량의 중앙부와 단부 사이로부터 교대에 비하여 낮은 높이의 교축 직각 방향으로 벌어지는 위치까지 벌어지는 형태로 하향 연장되게 고정함으로써, 교량의 형하 공간을 자유롭게 활용할 수 있으므로, 작업자가 내려갈 수 없는 깊은 계곡을 포함하는 다양한 환경에서도 교량 시공이 가능해지는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

부수적으로, 본 발명은, 교대와 인접한 교량 단부에 연장된 주케이블이 제2세그먼트의 상측에 배치되어 있으므로, 제2세그먼트의 상측에 배치된 주케이블에 밟고 지날 수 있는 발판 등을 설치하여 익스트림 스포츠를 하는 공간으로 활용할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

도1은 일반적인 출렁 다리 형태의 케이블 보도교를 도시한 도면,
도2는 교대에 세워진 주탑에 의해 지지되는 현수 보도교를 도시한 도면,
도3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 장지간의 무주탑 하이브리드 케이블 보도교의 구성을 도시한 정면도,
도3b는 도3a의 일측 부분의 평면도,
도4는 도3a의 'A'부분의 확대도,
도5는 도3a의 'B'부분의 확대도,
도6은 도5의 'C'부분의 확대도,
도7a는 도5의 'D'부분의 확대도,
도7b는 도7a를 하측에서 바라본 사시도,
도7c는 도7a를 정면에서 바라본 사시도,
도8은 도3a의 천이 영역의 천이 세그먼트의 일부를 도시한 사시도,
도9a는 도8의 절단선 X1-X1과 X2-X2의 횡단면을 중심축을 기준으로 도시한 도면,
도9b는 도8의 절단선 X3-X3과 X4-X4의 횡단면을 중심축을 기준으로 도시한 도면,
도10은 도3a의 단부 영역의 제2세그먼트의 설치 상태를 도시한 사시도,
도11은 도3a의 단부 영역의 제2세그먼트의 설치 상태를 도시한 횡단면도,
도12는 도3a의 단부 영역을 도시한 사시도,
도13은 도3a의 단부 영역의 행어 케이블의 설치 구성을 도시한 사시도,
도14는 도3a의 단부 영역의 주케이블에 놀이 시설이 설치된 구성을 도시한 사시도,
도15는 도3a의 장지간의 무주탑 하이브리드 케이블 보도교의 시공 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무주탑 하이브리드 케이블 보도 교량(100)에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 케이블 보도 교량(100)은, 일측 위치에 배치된 제1교대(P1)와, 제1교대(P1)로부터 이격된 타측 위치에 배치된 제2교대(P2)와, 제1교대(P1)와 제2교대(P2)를 연결하는 2열 이상의 주케이블(110)과, 제1교대(P1)와 제2교대(P2)의 사이 영역 중에 중앙부 영역(A1)과 단부 영역(A2)의 경계인 천이 영역(At)으로부터 교축 방향을 따라 교대(P1, P2)의 하측에 배치된 정착부(D1, D2)까지 연장된 안내 케이블(120)과, 중앙부 영역(A1)과 천이 영역(At)에서는 주케이블(110)에 직접 지지되고 단부 영역(A2)에서는 행어 케이블(140)에 의해 현수 지지되어 교축 방향으로 연속하게 배치되는 다수의 세그먼트(130)와, 천이 영역(At)에 배치된 천이 세그먼트 중 어느(1 하나로부터 일측 위치와 타측 위치를 향하여 각각 벌어지는 형태로 연장된 내풍 케이블(150)을 포함하여 구성된다.

여기서, 교량 중앙부(A1)에 배치되는 다수의 제1세그먼트(130A)는 주케이블(110)에 직접 지지되는 형식으로 제1보행로(RR1)를 형성하고, 교량 단부(A2)에 배치되는 다수의 제2세그먼트(130B)는 주케이블(110)과 연결된 행어 케이블(140)에 현수 지지되는 형식으로 제2보행로(RR2)를 형성하여, 보행자가 보행로(RR1, RR2; RR)를 통해 교량을 통행할 수 있게 된다.

천이 영역(At)은 주케이블(110)에 의해서만 지지되는 중앙부 영역(A1)과, 행어 케이블(140)에 의해 현수 지지되는 단부 영역(A2)의 사이에 배치되어, 세그먼트(130)의 지지 형식이 변경되는 구간에서 응력 집중을 야기하지 않고 강재 사용량을 증가시키지 않으면서, 단부 영역(A2)에서의 제2세그먼트의 거동 안정성을 확보할 수 있도록 천이 세그먼트(130i, 130w, 130x, 130y)가 배치된다. 도면에 예시된 실시예에서는, 천이 영역(At)에 다수의 천이 세그먼트(130i, 130w, 130x, 130y)가 배치되는 구성을 예로 들었지만, 주케이블(110)과 안내 케이블(120)이 분기되는 하나의 제x천이 세그먼트(130x)만으로 구성될 수도 있다.

천이 영역(At)의 일부는 주케이블(110)에 의해 직접 지지된다는 점에서 중앙부 영역(A1)의 일부로 형성될 수도 있다. 이하에서는, 편의상, 주케이블(110)을 안내하는 제1횡연장 부재(132a)가 발판(135a)과 나란히 배열되는 종지지 부재(131)로부터 분기되기 시작하는 세그먼트(130i)로부터 행어 케이블(140)에 연결되지 않는 마지막 위치의 세그먼트(130y)까지를 천이 세그먼트(130i, 130w, 130x, 130y)로 이루어지는 천이 영역(At)으로 본다.

상기 제1교대(P1)와 제2교대(P2)는, 도4에 도시된 바와 같이, 중량이 큰 철근 콘크리트 구조물 또는 강재 구조물로 형성된다.

주케이블(110)에 작용하는 인장력을 상쇄시키기 위한 어스 앵커(62)가 주케이블(110)이 고정되는 고정부로부터 콘크리트 구조물을 관통하여 주케이블(110)의 연장 방향과 반대 방향으로 다수 하향 경사지게 지반 내에 깊게 삽입 설치된다. 이와 함께, 콘크리트 구조물을 수직으로 관통하는 어스 앵커(65)에 의해서도 견고하게 교대(P1, P2)를 지지한다. 이를 통해, 각 교대(P1, P2)는 교량의 하중을 대부분 부담하는 주케이블(110)을 견고하게 고정할 수 있다.

한편, 주케이블(110)의 새그값(sg)을 작게 형성하면, 단부에서의 보행로를 수평에 보다 가까운 낮은 경사도를 갖도록 형성할 수 있어서 보행의 편의를 높일 수 있지만, 주케이블(110)에 작용하는 수평력(Ho)이 커짐에 따라 각 교대(P1, P2)에서 지탱해야 하는 부담이 커지는 문제가 야기된다. 따라서, 교대(P1, P2)의 철근 콘크리트 구조물이 비대해져 시공 비용이 증가하고 경관을 해치며 환경을 훼손하는 문제가 심각하게 발생된다.

그러나, 본 발명은, 주케이블(110)의 새그값(sg)을 충분히 크게 형성하여 교량 단부에서의 주케이블(110)의 경사가 크게 형성더라도, 교량 단부에서는 제2세그먼트(130B)가 주케이블(110)에 직접 지지되지 아니하고 주케이블(110)에 연결된 행어 케이블(140)에 의해 현수 지지되므로, 보행로의 경사를 낮게 유지하면서 교대에서 부담하는 수평력을 크기를 낮추는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

상기 주케이블(110)은, 무주탑 하이브리드 케이블 교량(100)의 고정 하중과 활하중을 대부분 부담하여 지지하는 역할을 한다. 따라서, 주케이블(110)은 충분히 큰 단면으로 형성되는 것이 필요하다. 이를 위하여, 주케이블(110)은 보행로(RR)의 교축 직각 방향으로의 양측에 2열 이상으로 배치된다.

먼저, 주케이블(110)은, 제1세그먼트(130A)와 천이 세그먼트(130i-130y)의 난간(134)의 상단에 설치된 U자 볼트(111a)를 통과하여 설치되는 상측 주케이블(111)과, 난간(113)의 기둥 상부 측면에 설치된 U자 볼트(112a)를 통과하여 설치되는 상부 주케이블(112)과, 난간(113)의 기둥 하부 측면에 설치된 U자 볼트(113a)를 통과하여 설치되는 하부 주케이블(113)과, 프레임(131, 132)으로부터 교축 직각 외측으로 연장된 제1횡연장 부재(132a)에 설치된 U자형 볼트(114a)를 통과하여 설치되는 바닥 주케이블(114)을 포함한다.

여기서, 상측 주케이블(111)과 상부 주케이블(112)과 하부 주케이블(113)과 바닥 주케이블(114)은 모두 제1세그먼트(130A)와 천이 세그먼트(130i-130y)를 직접 지지하며, U자형 볼트(111a-114a)를 관통하는 형태로 설치되므로, 주케이블(111, 112, 113; 114; 110)에 대하여 세그먼트(130A, 130i-130y)가 교축 방향으로 슬라이딩 이동을 허용한다. 이를 통해, 세그먼트(130)는 케이블(110, 120)에 대하여 교축 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되어, 어느 하나의 세그먼트에 활하중이 쏠리더라도, 이를 지지하는 케이블에 국부적으로 응력이 집중되는 현상을 최소화할 수 있다.

이와 함께, 상측 주케이블(111)은 난간 기둥(134)의 상단에 설치되어 보행자의 손잡이 역할을 하며, 상부 주케이블(112)과 하부 주케이블(113)은 난간 기둥(134)의 상단부와 하단부에 설치되어 난간 펜스(134a)와 함께 보행자의 추락을 방지하는 보조 펜스 역할을 한다. 바닥 주케이블(114)은 보행자의 보행로(RR)를 형성하는 발판(135a) 높이에 대응하게 배치되어, 보행로의 스윙 흔들림 변위에 저항하는 효과를 높여 보행자의 안전한 보행을 보장한다.

도면에 예시된 상측 주케이블(111)은 보행로의 양측에 각각 2열씩 배치되고, 상부 주케이블(112)과 하부 주케이블(113)은 1열씩 배치되고, 바닥 주케이블(114)은 4열씩 배치된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 각각의 주케이블(111-114)의 배열 개수는 다양하게 변경되거나 생략 또는 추가되는 구성을 포함한다.

상기 안내 케이블(120)은, 도7a 내지 도7c에 도시된 바와 같이, 천이 영역(At)의 제x천이 세그먼트(130x)의 프레임(131, 132)으로부터 교축 직각 외측으로 돌출된 횡연장 부재(136)에 일단이 고정되고, 제1교대(P1) 및 제2교대(P2)에 비하여 보다 낮은 높이에 배치된 제1정착부(D1)와 제2정착부(P2)에 타단이 고정된다. 여기서, 제1정착부(D1)와 제2정착부(P2)는 교대와 유사하게 형성되며, 현수 지지 형식의 단부 영역(A2)의 끝단에 배치되며, 안내 케이블에 발생되는 인장력에만 대응하는 구조로 비교적 작은 구조체로 설치 가능하다.

여기서, 제1정착부(D1)와 제2정착부(D2)는 작은 단면의 안내 케이블(120)을 지지하면 충분하므로, 교대(P1, P2)에 비하여 작은 구조물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 철근 콘크리트 구조물로 형성될 수 있다.

안내 케이블(120)은 양단이 회전 가능하게 설치될 수 있다. 도7b에 도시된 바와 같이, 안내 케이블(120)의 일단은 핀 제x천이 세그먼트(130x)에 구멍에 끼워진 핀에 고정되어 회전 가능하게 고정된다. 마찬가지로, 안내 케이블(120)의 타단은 클램프 고정되어 회전 가능한 핀에 고정된다. 이를 통해, 안내 케이블(120)의 양단에서의 회전 변위가 허용되어, 보행자의 중량이나 풍하중 등에 의해 안내 케이블(120)의 끝단부에서 곡률이 급작스럽게 작아지면서 응력이 집중되는 문제를 회피할 수 있다.

안내 케이블(120)은 일단과 타단의 사이에 인장력이 도입되어 정착되게 설치될 수도 있으며, 이를 통해, 단부 영역(A2)에서의 제2세그먼트(130B)의 요동을 줄일 수 있다. 안내 케이블(120)에 도입되는 인장력은 보행자의 보행에 따른 상하 진동량을 고려하여 조절 가능하며, 이를 위하여 정착부(D1, D2)에서의 안내 케이블(120)의 정착구는 재긴장 가능한 구조의 정착구로 설치될 수 있다.

도9b 및 도10에 도시된 바와 같이, 안내 케이블(120)은, 제2세그먼트(130B)에 의해 형성되는 제2보행로(RR2)의 교축 직각 방향으로의 양측에 각각 1열로 배치되어, 제2세그먼트(130B)의 제2횡연장 부재(132b)에 형성된 U자형 볼트에 삽입되어, 제2세그먼트(130B)를 직접 지지한다.

즉, 안내 케이블(120)은 주케이블(110)에 비하여 훨씬 더 작은 단면을 갖도록 형성된다. 도면에 예시된 실시예에서는, 주케이블(110)은 보행로의 좌측과 우측에 각각 8개의 열을 이루면서 총 16열로 배열되지만, 안내 케이블(120)은 보행로의 좌측과 우측에 각각 1개의 열을 이루면서 총 2열로 배열되므로, 단면이 일정한 케이블을 이용하는 경우에는 안내 케이블(120)은 주케이블(110)의 1/8배의 단면으로 형성된다.

따라서, 단부 영역(A2)에서의 제2세그먼트(130B)는, 안내 케이블(120)에 의해 직접 지지되지만, 안내 케이블(120)에 비하여 훨씬 더 큰 단면을 갖는 주케이블(110)에 의하여 현수 지지되므로, 단부 영역(A2)에서 안내 케이블(120)이 부담하는 하중은 단부 영역(A2)에서 주케이블(110)이 부담하는 하중에 비하여 매우 작다. 다시 말하면, 안내 케이블(120)은, 제2세그먼트(130)의 하중을 지지하는 역할 보다는, 제2세그먼트(130)의 경로를 정착부(D1, D2)를 향하도록 안내하는 역할과 교량에 발생되는 진동을 감쇠시키는 역할을 하게 된다.

상기 세그먼트(130)는, 교축 방향을 따라 다수의 세그먼트(130A, 130B, 130i, 130w, 130x, 130y)가 연속하여 배열되어 보행자가 통행하는 보행로를 형성한다.

각 세그먼트(130)는, 보행로의 양측에 교축 방향으로 뻗은 종방향 프레임(131)과, 교축 직각 방향으로 종방향 프레임(131)을 연결하는 횡방향 프레임(132)과, 종방향 프레임(131)과 횡방향 프레임(132)으로 둘러싸인 공간을 격자 형태로 연결하는 보강 지지 부재(133)와, 종방향 프레임(131)의 상면에 교축 방향으로 간격을 두고 배치되는 난간 기둥(134)과, 보강 지지 부재(133)의 상면에 설치되어 보행로를 형성하는 발판(135a)을 포함한다.

여기서, 종방향 프레임(131)의 교축 직각 방향으로의 외측면에는 바닥 주케이블(114)을 설치하기 위한 제1횡연장 부재(132a)가 교축 직각 외측으로 돌출 형성된다. 이에 따라, 바닥 주케이블(114)은 보행로(RR)를 형성하는 발판(135a)의 중심으로부터 보다 멀리 이격되게 배치되어, 활하중에 의해 교축 방향의 축에 대하여 회전하는 회전 변위를 최소화하는 이점을 얻을 수 있다.

전술한 바와 같이, 난간 기둥(134)에는 상측 주케이블(111) 내지 하부 주케이블(113)이 통과하는 U자형 볼트(111a-113a)가 설치되어, 보행자의 무게 중심 높이에서도 주케이블(111-113)에 의해 지지되어 회전 변위를 구속하는 역할을 한다.

교량의 중심부인 중앙부 영역(A1)에 배치되는 제1세그먼트(130A)와, 교량의 단부 영역(A2)에 배치되는 제2세그먼트(130B)는 모두 동일한 형태로 형성되는 것이 가능하다. 따라서, 이들을 제작하고 운반하고 설치하는 공정에 소요되는 시간을 단축할 수 있으며, 숙련도가 낮은 작업자도 정확하게 시공할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

한편, 중앙부 영역(A1)과 단부 영역(A2)의 경계를 형성하는 천이 영역(At)에는, 중앙부 영역(A1)의 제1세그먼트(130A)를 직접 지지하는 주케이블(110)이 더이상 단부 영역(A2)의 제2세그먼트(130B)를 직접 지지하지 않으므로, 주케이블(110)은 교대(P1, P2)를 향하고, 새로운 안내 케이블(120)이 정착부(D1, D2)를 향하도록 분기시키는 구성이 구비된다.

즉, 도6에 도시된 바와 같이, 중앙부 영역(A1)에 가장 인접한 제i천이 세그먼트(130i)에는, 보행로를 형성하는 발판 상면 및 이를 둘러싸는 프레임(131, 132)에 대하여, 미리 정해진 각도(ang)만큼 제1교대(P1)를 향하여 상향 경사진 연장 부재(131x)가 형성된다. 그리고, 천이 영역(At) 내에서 단부 영역(A2)을 향하는 다른 천이 세그먼트들(130w, 130x, 130y)에도 제i천이 세그먼트(130i)의 연장 부재(131x)가 직선 형태로 뻗도록 미리 정해진 각도(ang)를 유지하는 각각 연장 부재(131x)가 연장 형성된다. 여기서, 연장 부재(131x)에는 바닥 주케이블(114)를 위치 고정하는 제1횡연장 부재(132a)가 교축 직각 외측으로 돌출 형성된다.

따라서, 중앙부 영역(A1)의 제1세그먼트(130A)의 종방향 프레임(131)은, 천이 영역의 천이 세그먼트(130i, 130w, 130x, 130y)에서는 연장 부재(131x)로 연장되면서, 제1세그먼트(130A)의 종방향 프레임(131)에서 돌출 형성된 제1횡연장 부재(132a)는 천이 세그먼트(131i-130y)의 연장 부재(131x)에서 돌출되어, 바닥 주케이블(114)을 중앙부 영역(A1)으로부터 교대(P1, P2)를 향하여 배열시킬 수 있게 된다.

천이 영역(At)에서 바닥 주케이블(114)이 교대(P1, P2)를 향하는 반면에, 발판이 연속하여 이루어지는 보행로(RR)는 안내 케이블(120)의 타단이 고정된 정착부(D1, D2)를 향하도록 배열되면서, 중앙부 영역(A1)에서 평행하게 배치되어 있던 보행로(RR)와 바닥 주케이블(114)은 천이 영역(At)에서 보행로(RR)와 바닥 주케이블(114)은 미리 정해진 각도(ang)만큼 이격되면서 교대(P1, P2)에 접근할 수록 점점 간격이 벌어지게 배열된다.

즉, 도9a에 도시된 바와 같이, 중앙부 영역(A1)과 인접한 제i천이 세그먼트(130i)에서는 횡방향 프레임(132)으로부터 제1횡연장 부재(132a)가 교축 직각 외측으로 연장되지만, 중앙부 영역(A1)으로부터 단부 영역(A2)으로 접근할 수록, 제w천이 세그먼트(130i)에서는 횡방향 프레임(132)과 연장 부재(131x)의 높이 편차(h2)로 인하여 횡방향 프레임(132)에 비하여 더 높은 위치로부터 제1횡연장 부재(132a)가 교축 직각 외측으로 연장된다. 그리고, 도9b에 도시된 바와 같이, 제x천이 세그먼트(130x)와 제y천이 세그먼트(130y)에서는 횡방향 프레임(132)으로부터 점진적으로 보다 높은 높이(h3, h4)만큼 더 높은 위치의 연장 부재(131x)로부터 제1횡연장 부재(132a)가 교축 직각 외측으로 연장되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 천이 영역(At)에 배치된 천이 세그먼트(130i-130y)에는, 중앙부 영역(A1)에서 단부 영역(A2)으로 접근할수록 주케이블(110)을 고정하는 제1횡연장 부재(132a)의 높이가 보행로(RR)의 발판 상면을 기준으로 점진적으로 높아지도록 형성된다.

상기와 같이, 천이 영역(At)에서 바닥 주케이블(114)이 미리 정해진 각도(ang)만큼 프레임(131, 132)에 대하여 상향 경사진 연장 부재(131x)를 따라 바닥 주케이블(114)과 연결된 제1횡연장 부재(132a)가 점진적으로 높이가 높아지는 만큼, 도9a 및 도9b에 도시된 바와 같이, 상측 주케이블(111)과 상부 주케이블(112)과 하부 주케이블(113)이 연결된 난간 기둥(134)의 높이도 연장 부재(131x)의 기울기(ang)를 따라 점진적으로 높아진다. 이에 따라, 중앙부 영역(A1)에서 난간 손잡이 역할을 하는 상측 주케이블(111)의 높이는 보행로를 형성하는 발판을 기준으로 교량 단부를 향하여 미리 정해진 각도(ang)에 따라 점진적으로 높아진다.

그리고, 도8에 도시된 바와 같이, 제x천이 세그먼트(130x)의 중앙부 영역(A1)을 향하는 위치의 난간 기둥(134')에는 중간부에서부터 난간 손잡이(137)가 형성된다. 여기서, 난간 손잡이(137)는 단부 영역(A2)에서의 제2세그먼트(130B)의 난간 기둥(134)의 상단을 통과하는 난간 손잡이를 형성한다. 난간 손잡이(137)는 케이블로 형성될 수도 있고, 강봉으로 형성될 수도 있으며, 그 밖에 다양한 손잡이를 대신할 부재로 형성할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 난간 손잡이(137)는 난간 기둥(134)의 U자형 볼트에 이탈하지 않게 삽입한 상태로 설치할 수 있다. 난간 손잡이(137)에 의해 교축 방향으로 인접한 세그먼트들이 연결되므로, 발판 상측에서의 비틀림을 억제하는 역할을 한다. 난간 손잡이(137)가 연결되는 위치는 천이 세그먼트 들 중 다른 것으로 선택될 수 있다.

천이 영역(At)의 각 천이 세그먼트(130i-130y)는 중앙부 영역(A1)과 단부 영역(A2)에서의 세그먼트(130A, 130B)와 마찬가지로, 발판(135a)을 지지하는 보강 지지 부재(133)를 둘러싸는 종방향 프레임(131)과 횡방향 프레임(132)이 구비된다. 횡방향 프레임(132)은 바닥 주케이블(114)을 교대(P1, P2)를 향하도록 상향 연장된 연장 부재(131x)에 대하여 미리 정해진 각도(ang)만큼 교대를 향하여 벌어지도록 배치된다.

도7a 내지 도7c에 도시된 바와 같이, 천이 세그먼트들 중의 하나인 제x천이 세그먼트(130x)에는 횡연장 부재(136)가 교축 직각 외측으로 돌출 형성되고, 횡연장 부재(136)의 저면에는 안내 케이블(120)과 내풍 케이블(150)의 일단을 고정하는 고정부(138, 139)가 형성된다. 여기서, 고정부(138)는 다양하게 정해질 수 있으며, 구멍에 삽입되어 회전 가능한 핀(미도시)에 각 케이블(120, 150)을 결합한 결합구가 결합된 형태로 형성될 수 있다.

안내 케이블(120)의 일단을 고정하는 고정부(138)는 핀의 회전축이 교대(P1, P2)의 하측에 배치된 정착부(D1, D2)를 향하는 방향과 수직하게 배치된다. 따라서, 고정부(138)의 핀은 교축 직각 방향으로 배열되는 것이 바람직하다. 안내 케이블(120)의 타단은 정착부(D1, D2)에서 재긴장 가능한 정착구에 설치되어 필요에 따라 재긴장을 할 수 있다. 안내 케이블(120)의 양단이 힌지 구조로 설치될 수도 있지만, 제x천이 세그먼트(130x)의 고정부(138)만 회전을 허용하는 힌지 구조로 설치될 수도 있다.

안내 케이블(120)은 단부 영역(A2)에 배열된 제2세그먼트(130B)를 따라 교축 방향으로 배열된다. 본 발명에 따른 무주탑 하이브리드 케이블 보도교(100)는 교량의 중앙부에는 주케이블(110)에 의해 세그먼트가 지지되고, 교량의 단부에는 주케이블(110) 및 구조적으로 이로부터 분기된 안내 케이블(120)이 구비됨에 따라, 교량에 작용하는 풍하중이나 보행자의 중량에 의한 활하중에 의한 진동 성분을 효과적으로 감쇠시켜, 교량의 진동 성분을 소산시키는 효과를 극대화하는 이점을 얻을 수 있다.

도3b에 도시된 바와 같이 내풍 케이블(150)은 타단(150e)이 정착부(D1, D2)으로부터 교축 직각 방향으로 이격된 위치에 배치되므로, 내풍 케이블(150)의 일단을 고정하는 고정부(139)는 핀의 회전축은 도7b에 도시된 바와 같이 교축 직각 방향에 대하여 틀어진 각도로 배치된다. 내풍 케이블(150)의 타단은 지형의 훼손이 최소화될 수 있도록 소규모 락앵커로 설치될 수 있다.

즉, 내풍 케이블(150)은 제x천이 세그먼트(130x)로부터 교대를 향하여 점진적으로 교축 직각 바깥 방향으로 벌어지고 하향 연장되어 끝단이 정착된다. 내풍 케이블(150)은 교량의 풍하중에 대한 저항 능력을 높이기 위한 것이어서, 미리 정해진 크기의 인장력이 도입된 프리스트레스트 상태로 설치된다. 이를 통해, 풍하중에 대한 교량의 수평 변위를 억제하고 비틀림 저항을 향상시켜 보행 안전성을 확보할 수 있다. 그리고, 상기와 같이 내풍 케이블(150)이 천이 영역(At)으로부터 교량의 끝단 하측으로 경사지게 연결됨에 따라, 종래의 윈드 케이블에 비하여 설치가 용이하고, 교량의 하부 전체와 연결되는 윈드 케이블과 달리 교량과 연결되는 위치를 최소화하여, 형하 공간의 활용이 우수하고, 작업자가 진입하기 어려운 깊은 계곡을 건너는 교량의 시공이 보다 용이해지는 이점을 얻을 수 있다.

상기와 같이, 천이 영역(A2)의 천이 세그먼트들은, 중앙부 영역(A1)과 단부 영역(A2)의 하중 지지 형식이 변경됨에 따른 형상을 점진적으로 변경하도록 연장 부재(131x)와 난간 기둥(134)의 높이 등을 조절함으로써, 추가적인 강재 사용량을 소모하지 않고서도 경제적으로 서로 다른 하중 지지 형식을 구현하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

도8 및 도9b에 도시된 바와 같이, 천이 영역(A2)의 천이 세그먼트들 중에 단부 영역(A2)과 맞닿는 제y천이 세그먼트(130y)의 제2횡연장 부재(132b)에는 안내 케이블(120)이 관통하는 U자형 볼트(120a)가 구비되어, 안내 케이블(120)이 제y천이 세그먼트(130y)의 자중의 일부를 부담한다.

그리고, 단부 영역(A2)에서 교축 방향으로 연속하게 배열되는 다수의 제2세그먼트(130B)는, 도10 및 도11에 도시된 바와 같이, 난간 기둥(134)의 상단에 천이 영역(At)에서부터 연장된 난간 손잡이(137)가 결합된다. 즉, 천이 영역(At)의 제y천이 세그먼트(130y)의 난간 기둥의 높이에 비하여, 단부 영역(A2)의 제2세그먼트(130B)의 난간 기둥의 높이는 정상 높이로 낮아진다. 그리고, 천이 영역(At)의 난간 기둥과 연결되어 있던 상측 주케이블(111) 내지 하부 주케이블(113)은, 제2세그먼트(130B)로부터 상측으로 분리되고, 도13에 도시된 바와 같이, 교축 방향으로 간격을 두고 배치된 간격 부재(145)에 연결된다. 마찬가지로, 바닥 주케이블(114)도 제2세그먼트(130B)의 양측면을 따라 경사지게 상방으로 이동하면서 간격 부재(145)에 연결된다.

즉, 도11에 도시된 바와 같이, 간격 부재(145L, 145R; 145)는 단부 영역(A2)에서의 다수의 열로 이루어진 주케이블(111-114; 110)을 제2보행로(RR2)의 상측에서 교축 직각 방향으로의 양측에 배치되고, 양측에 배치되된 간격 부재(145L, 145R)에는 제2보행로(RR2)의 상측의 양측에 8개씩의 열을 이루는 주케이블(111-114; 110)과 연결된다. 마찬가지로, 간격 부재(145)에는 주케이블(111-114;110)과 연결되는 위치에 주케이블(111-114; 110)이 하나씩 통과하는 U자형 볼트를 설치하여 두고, U자형 볼트에 주케이블(110)을 하나씩 통과시켜 주케이블(111-114; 110)과 연결된다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 간격 부재(145L, 145R; 145)는 교축 방향을 따라 모두 일정한 위치에 U자형 볼트를 구비하며, U자형 볼트의 배치는 제1세그먼트(130A)에서 주케이블(110)의 배치 위치 및 천이 세그먼트(130i-130y)에서 주케이블(110)의 배치 위치와 동일하게 분포된다. 이를 위하여, 도11에 도시된 바와 같이, 각각의 간격 부재(145L, 145R; 145)는 제1세그먼트(130A)의 난간 기둥(134)에 대응하는 수직 부재(145a)와 제1세그먼트(130A)의 제1횡연장 부재(132a)에 대응하는 수평 부재(145b)를 구비하여 대략 'L'자 형태로 형성된다. 이에 따라, 주케이블(110)은 제1교대(P1)로부터 제2교대(P2)까지 서로 간의 사이 간격이 일정하게 유지된다. 이를 통해, 각 영역(A1, A2, At)에서의 세그먼트(130A, 130B, 130i-130y)의 설치를 보다 짧은 시간 내에 간단히 할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

간격 부재(145)에 의하여 주케이블(110)의 상호 간의 위치가 정해진 상태에서, 간격 부재(145)에 설치된 행어 결합쇠(140c)와 제2세그먼트(130B)의 제2횡연장 부재(132b)에 설치된 행어 결합쇠(140c)를 연결하도록 행어 케이블(140)이 설치된다. 이 때, 행어 결합쇠(140c)는 전술한 고정부(138, 139)와 유사하게 간격 부재(140)에 대하여 회전 가능한 힌지로 결합되어, 행어 케이블(140)에 인장력이 작용하면서 행어 결합쇠(140c)와 간격 부재(145)에는 응력이 집중되는 것을 방지한다.

또한, 제2세그먼트(130B)의 보행로 중심으로부터 교축 직각 외측으로 뻗은 제2횡연장 부재(132b)에 행어 케이블(140)이 연결됨에 따라, 보행로의 외측에 연결된 행어 케이블(140)에 의해 교축 방향을 따른 축을 중심으로 회전하는 회전 변위를 억제하는 효과를 얻을 수 있다. 그리고, 도13에 도시된 바와 같이, 하나의 간격 부재(145)로부터 2개의 행어 케이블(140)이 교축 방향으로 이격된 서로 다른 제2횡연장 부재(132b)에 연결된다. 즉, 행어 케이블(140)은 하나의 간격 부재(145)를 기준으로 교축 방향으로 펼쳐진 'V'자 뒤집은 형태로 연결 설치되므로, 단부 영역(A2)에서 교축 방향으로의 요동을 줄이는 이점을 얻을 수 있다.

상기와 같이 구성된 무주탑 하이브리드 케이블 보도교(100)는, 단부 영역(A2)에서는 주케이블(110)이 급격한 경사로 교대(P1, P2)에 연결되고, 주케이블(110)의 하측에 제2세그먼트(130B)에 의하여 형성되는 제2보행로(RR2)가 마련된다.

본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 제2보행로(RR2)의 상측 양측에 다수의 열씩 배열된 주케이블(110)에는, 도14에 도시된 바와 같이, 공중 발판(160)이 마련되어 케이블 상에서 걷기 체험 형식의 익스트림 스포츠를 하는 용도로 활용될 수 있다. 즉, 중앙부 영역(A1)에서 난간 기둥의 상단과 상부와 연결되는 상측 주케이블(111)과 상부 주케이블(112) 중 어느 하나 이상에 안전띠를 설치하고, 바닥 주케이블(114)에 설치된 공중 발판(160)을 밟고 이동하는 체험을 행할 수 있다. 이처럼, 본 발명은, 교량의 단부 영역(A2)에서 보행로의 상측에 배치되는 주케이블(110)을 이용하여 다양한 체험용 설비를 설치하여 활용할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 무주탑 하이브리드 보도교(100)의 시공 방법(S100)을 상술한다.

단계 1: 먼저, 고도가 높은 일측 위치와 타측 위치에 각각 제1교대(P1)와 제2교대(P2)를 설치한다(S110).

전술한 바와 같이, 400m 이상의 장지간 무주탑 케이블 보도교를 시공하기 위해서는 새그값을 무한정 작게 시공하는 것은 현실적으로 불가능하므로, 일반적인 새그비(새그값 / 지간장)를 1/15 ~1/20이 되도록 설정하고, 이에 따른 수평력(Ho)을 지지할 수 있도록 교대(P1, P2)를 시공한다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 새그값은 다양하게 변경하면서 시공될 수 있다.

단계 2: 그리고 나서, 제1교대(P1)와 제2교대(P2)를 2열 이상의 주케이블(110)로 연결 설치한다(S120).

주케이블(110)의 연결 설치는 헬기 등을 이용하여 행할 수 있으며, 다수의 열로 설치되는 주케이블(110)은 전체 지간에 걸쳐 상호간의 사이 간격이 동일하게 유지되므로, 각 교대(P1, P2)에 고정되는 주케이블(110)의 열별 길이는 동일하게 설정된다.

단계 3: 그리고 나서, 중앙부 영역(A1)에 제1세그먼트(130A)를 교축 방향으로 연속하게 다수 설치하여 제1보행로(RR1)를 설치한다(S110).

제1세그먼트(130A)는 전체적으로 동일한 규격으로 형성되어도 무방하다. 따라서, 제1세그먼트의 제작 및 운반 및 시공이 매우 간편해진다. 즉, 작업자는 교대(P1, P2)를 연결하는 주케이블(111-114; 110)을 설치한 이후에, 교대가 위치한 ㄷ지면에서 하나씩의 제1세그먼트(130A)를 순서 등으로 구분하지 않고 U자형 볼트(111a-114a)에 주케이블(111-114; 110)을 하나씩 통과시킨 상태로 중앙부 영역(A1)으로 밀어내면, 중앙부(A1)에서의 제1세그먼트의 설치를 쉽게 할 수 있다.

필요에 따라, 교축 방향으로 이웃한 제1세그먼트들을 서로 연결하여, 교량이 전체적으로 하나의 구조물로 거동하도록 보조할 수도 있다.

그 다음, 중앙부 영역(A1)과 단부 영역(A2)의 사이에 개재되는 천이 영역(At)에 다수의 천이 세그먼트(130i-130y)를 주케이블(110)에 지지되게 설치한다. 천이 세그먼트(130i-130y)는 점진적으로 단부를 향하여 높이가 높아지는 제1횡연장 부재(132a)를 구비하고 있으므로, 제1횡연장 부재(132a)에 주케이블(140)을 통과시켜 연결하는 것에 의하여, 제1세그먼트(130A)와 동일한 방식으로 설치할 수 있다.

그 다음, 단부 영역(A2)에 주케이블(110)의 사이 간격을 교축 방향을 따라 일정하게 유지시키는 간격 부재(145)를 설치한다. 마찬가지로, 지상에서 간격 부재(145)의 U자형 볼트에 주케이블(110)을 통과시킨 상태로 밀어내고, 적당한 위치에 U자형 볼트 중 일부 이상을 세게 죄는 것에 의해 미리 정해진 위치에 간격 부재(145)를 위치시킬 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 주케이블을 설치하는 단계 2 이전에 일측의 단부 영역(A2)에서의 간격 부재(145)를 미리 설치해둘 수도 있다.

그리고, 간격 부재(145)에는 미리 행어 케이블(140)이 연결된 상태로 행해질 수 있다. 이를 통해, 단계 5에서의 제2세그먼트(130B)의 설치 공정을 보다 쉽게 행할 수 있다.

단계 4: 그리고 나서, 천이 영역(At)의 제x천이 세그먼트(130x)로부터, 제1교대(P1)의 하측에 배치되는 제1정착부(D1)와 제2교대(P2)의 하측에 배치되는 제2정착부(D2)까지의 단부 영역(A2)에, 보행로 양측에 안내 케이블(120)을 연장되게 설치한다(S140).

단계 5: 그리고 나서, 단부 영역(A2)에 다수의 제2세그먼트(A2)를 교축 방향으로 연속하게 설치한다(S150).

이 때, 하나의 제2세그먼트(A2)를 안내 케이블(120)을 이용하여 천이 영역(At)의 끝단에 위치한 제y천이 세그먼트(130y)에 밀착시킨 상태에서, 간격 부재(145)에 연결되어 있는 행어 케이블(140)을 제2세그먼트(130B)의 제2횡연장 부재(132b)에 설치된 행어 결합쇠(140c)에 연결하는 것에 의해, 제2세그먼트(130A)는 안내 케이블(120)에 연결되면서 행어 케이블(140)과 간격 부재(145)를 매개로 주케이블(110)에 현수 지지된 상태로 설치된다(S160).

위 공정을 단부 영역(A2)에 보행로가 모두 형성될 때까지 다수의 제2세그먼트(130A)에 대하여 반복한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 무주탑 하이브리드 케이블 보도교(100)는, 제1교대(P1)와 제2교대(P2) 사이의 중앙부 영역(A1)은 주케이블(110)에 의하여 직접 지지되고, 제1교대(P1)와 제2교대(P2) 사이의 단부 영역(A2)은 주케이블에 지지되는 행어 케이블(140)에 현수 지지되어, 경관을 해치는 주탑을 설치하지 않는 무주탑 형식의 케이블 교량을 400m 이상의 장지간으로 구현하고, 교대(P1, P2)를 연결하는 주케이블(110)의 새그값을 일반적인 범위로 유지하여 교대에서 작용하는 수평력(Ho)의 크기를 적절한 수준으로 유지하면서도, 단부 영역(A2)에서의 경사도를 낮추어 보행의 편리성을 높인 유리한 효과를 얻을 수 있다.

즉, 본 발명은, 장지간 무주탑 케이블 보도교에서 필연적으로 발생되는 케이블 늘어뜨림에 의해 발생되는 고도차를 최소화시키며, 양단에 발생되는 계단부를 완화된 경사부로 변경하여 보행 성능을 개선하고, 변화 구간 하단부에 설치되는 안내 케이블과 교축 직각 외측에 설치되는 내풍 케이블을 이용하여 진동을 저감시키고, 바람에 의한 횡변위 억제 및 내풍 성능을 개선하여, 안전하고 편안하게 보행할 수 있도록 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 도면에 예시된 실시예에는, 행어 케이블에 현수 지지되는 제2세그먼트가 배치되는 단부 영역이 양측에 배치되는 구성을 예로 들었지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 행어 케이블에 현수 지지되는 제2세그먼트가 배치되는 단부 영역은 중앙부 영역의 어느 하나의 일측에만 배치되도록 구성될 수도 있다.

110: 주케이블 120: 안내 케이블
130: 세그먼트 130A: 제1세그먼트
130B: 제2세그먼트 140: 행어 케이블
145: 간격 부재 150: 내풍 케이블
P1: 제1교대 P2: 제2교대
D1: 제1정착부 D2: 제2정착부

Claims (17)

1. 일측 위치에 배치된 제1교대와;
   상기 제1교대로부터 이격된 타측 위치에 배치된 제2교대와;
   상기 제1교대와 상기 제2교대를 연결하는 2열 이상의 주케이블과;
   상기 제1교대와 상기 제2교대의 단부 영역에서 상기 주케이블과 연결되어 하방 연장된 다수의 행어 케이블과;
   상기 제1교대와 상기 제2교대의 사이의 중앙부 영역에서 교축 방향으로 연속하는 형태로 상기 주케이블에 직접 지지되게 설치되는 다수의 제1세그먼트와, 상기 제1교대와 상기 제2교대의 사이의 단부 영역에서 교축 방향으로 연속하는 형태로 상기 행어 케이블에 현수 지지되게 설치되는 다수의 제2세그먼트를 포함하는 다수의 세그먼트를;
   상기 세그먼트 중 어느 하나로부터 상기 제1교대와 상기 제2교대 중 어느 하나 이상의 하측에 배치되는 정착부까지 연장되어, 상기 제2세그먼트를 지지하는 안내 케이블을;
   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 단부 영역은 상기 중앙부 영역의 일측과 양측 중 어느 하나 이상에 배치되는 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 안내 케이블의 일단은 상기 중앙부 영역과 단부 영역의 사이에 배치된 천이영역의 천이 세그먼트 중 어느 하나에 고정되고, 상기 안내 케이블의 타단은 상기 정착부에 정착되고;
   상기 천이 세그먼트는 상기 주케이블에 직접 지지되게 설치되는 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 천이 영역에 배치된 상기 천이 세그먼트에는, 상기 중앙부 영역에서 상기 단부 영역으로 접근할수록 상기 주케이블을 고정하는 제1횡연장 부재의 높이가 상기 보행로의 발판에 비하여 점진적으로 높아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 천이 영역에 배치된 상기 천이 세그먼트에는, 상기 제1횡연장 부재를 지지하는 연장 부재가 상기 보행로에 대하여 미리 정해진 각도로 경사지게 연장되게 형성되고, 상기 난간 기둥의 높이가 상기 정해진 각도로 점진적으로 높이가 변동하게 형성되어, 상기 주케이블의 일부이 상기 보행로에 대하여 경사지게 연장시키는 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교.
   
6. 제 4항에 있어서,
   상기 천이 영역에 배치된 상기 천이 세그먼트 중 어느 하나 이상에는, 상기 난간 기둥의 상단으로부터 하방 이격된 위치로부터 난간 손잡이가 상기 단부 영역의 상기 제2세그먼트를 가로질러 뻗도록 연장 형성된 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교.
   
7. 제 3항에 있어서,
   상기 천이 세그먼트로부터 교축 방향으로 연장되되 상기 제1교대와 상기 제2교대 중 어느 하나를 향하여 교축 직각 바깥 방향으로 경사지게 벌어지는 형태로 하향 연장되어 끝단이 정착되는 내풍 케이블을;
   더 포함하는 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 단부 영역의 상기 주케이블의 일부 이상에는 보행로의 상측에 체험용 설비가 설치되는 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교.
   
9. 제 3항에 있어서,
   상기 안내 케이블은 상기 주케이블에 비하여 작은 단면을 갖도록 배치되어, 상기 제2세그먼트에 작용하는 하중은 상기 안내 케이블에 비하여 상기 주케이블이 보다 많이 분담하는 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교.
   
10. 제 3항에 있어서,
    상기 안내 케이블의 일단은 상기 천이 세그먼트 중 어느 하나에 설치된 고정부에서 회전 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교.
    
11. 제 1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단부 영역에서의 상기 주케이블은 상기 보행로의 상측에서 교축 직각 방향으로의 양측으로 각각 다수의 열을 이루며 배치되고,
    양측으로 다수의 열을 이루는 상기 주케이블을 연결하여 상기 주케이블 간의 간격을 유지시키는 간격 부재를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 제2세그먼트는 교축 직각 방향으로 뻗은 제2횡연장 부재를 구비하고, 상기 행어 케이블은 상기 간격 부재와 상기 횡연장 부재를 연결하도록 설치된 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교.
    
13. 제 12항에 있어서,
    상기 행어 케이블은, 상기 간격 부재의 하나와 교축 방향으로 서로 다른 위치의 2개 이상의 상기 제2횡연장 부재의 사이를 'V' 자 뒤집은 형태로 연결 설치된 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교.
    
14. 제 11항에 있어서,
    상기 간격 부재는 교축 방향으로 일정한 형상으로 형성되어, 다수의 열로 배열된 상기 주케이블 사이 간격을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교.
    
15. 일측 위치에 배치된 제1교대와, 상기 제1교대로부터 이격된 타측 위치에 배치된 제2교대를 2열 이상의 주케이블로 연결하는 주케이블 설치단계와;
    상기 제1교대와 상기 제2교대의 사이의 중앙부에 위치한 중앙부 영역에 제1보행로를 형성하는 제1세그먼트를 교축 방향으로 연속하게 다수 설치하는 제1세그먼트 설치단계와;
    상기 중앙부 영역과 단부 영역의 사이에 개재되는 천이 영역에 다수의 천이 세그먼트를 상기 주케이블에 지지되게 설치하는 천이세그먼트 설치단계와;
    상기 제1세그먼트 설치단계와 상기 천이세그먼트 설치단계 이후에, 천이 세그먼트로부터, 상기 제1교대의 하측에 배치되는 제1정착부와 상기 제2교대의 하측에 배치되는 제2정착부까지의 단부 영역에, 각각 2열 이상으로 안내 케이블을 연장되게 설치하는 안내케이블 설치단계와;
    상기 단부 영역에서 상기 안내 케이블에 다수의 제2세그먼트를 교축 방향으로 연속하게 설치하되, 상기 주케이블에 지지되는 행어 케이블을 상기 제2세그먼트에 연결하면서 상기 제2세그먼트를 설치하는 제2세그먼트 설치단계를;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교의 시공 방법.
    
16. 제 15항에 있어서,
    상기 단부 영역에서의 상기 주케이블은 상기 제2보행로의 상측에서 교축 직각 방향으로의 양측으로 각각 다수의 열을 이루며 배치되고,
    양측으로 다수의 열을 이루는 상기 주케이블을 연결하도록 간격 부재를 설치하여 상기 주케이블 간의 간격을 유지시키는 간격부재 설치단계를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교의 시공 방법.
    
17. 제 15항에 있어서,
    상기 제2세그먼트는 교축 직각 방향으로 뻗은 횡연장 부재를 구비하고;
    상기 제2세그먼트 설치단계는, 상기 행어 케이블을 상기 간격 부재와 상기 횡연장 부재를 연결하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 무주탑 하이브리드 보도교의 시공 방법.
    
    

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