(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2013년10월16일
(11) 등록번호 10-1318677
(24) 등록일자 2013년10월10일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
E01D 15/12 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2013-0068888
(22) 출원일자 2013년06월17일
심사청구일자 2013년06월17일
(56) 선행기술조사문헌
JP05247911 A*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
주식회사 오케이컨설턴트
경기도 화성시 봉담읍 와우안길 17, 고운첨단연구
센타 704호 (수원대학교)
(72) 발명자
김윤환
경기도 수원시 장안구 천천동 천천푸르지오아파트
109동 301호
정원용
서울특별시 서초구 서초4동 진흥아파트 3동 901호
(74) 대리인
이준서, 김영철
전체 청구항 수 : 총 2 항 심사관 : 현재용
(54) 발명의 명칭 상부 라멘구조부와 하부 파일기초부의 분리거동구조를 가지는 가교
(57) 요 약
본 발명은 가교의 가동단 지점부 교각을, 지반에 하단이 관입 설치되어 있는 하부 파일기초부와 그 상부에 설치
되는 상부 라멘구조부로 분리된 구성을 가지도록 함으로써, 상부 라멘구조부와 하부 파일기초부가 구조적으로 상
호 독립적으로 거동할 수 있게 하여 하부 파일기초부의 좌굴길이를 축소시키며, 가교가 설치되어야 할 위치를 바
꿀 때 상부 라멘구조부만을 이동할 수 있도록 하여 경제적으로 가교를 설치할 수 있도록 하는 "상부 라멘구조부
와 하부 파일기초부의 분리거동구조를 가지는 가교"에 관한 것이다.
본 발명에서는 가동단 지점부의 교각은, 연직방향으로 지반에 하단이 관입 설치되어 있는 복수개의 파일로 형성
된 하부 파일기초부(P)와, 그 상부에 설치되는 상부 라멘구조부(L)로 구분되어 있으며; 상기 하부 파일기초부
(P)와 상기 상부 라멘구조부(L) 사이에는 연결패드(C)가 설치되어 있어서, 상기 상부 라멘구조부(L)가 상기 하부
파일기초부(P)와 구조적으로 상호 분리되어 거동하는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 가교가 제공된다.
대 표 도 - 도5
등록특허 10-1318677
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특허청구의 범위
청구항 1
삭제
청구항 2
가동단 지점부의 교각은, 연직방향으로 지반에 하단이 관입 설치되어 있는 복수개의 파일로 형성된 하부 파일기
초부(P)와, 그 상부에 설치되는 상부 라멘구조부(L)로 구분되어 있으며;
상기 하부 파일기초부(P)와 상기 상부 라멘구조부(L) 사이에는 연결패드(C)가 설치되어 있어서, 상기 상부 라멘
구조부(L)가 상기 하부 파일기초부(P)와 구조적으로 상호 분리되어 거동하는 구성을 가지고 있되;
상기 하부 파일기초부(P)는, 하단이 지반에 관입되어 고정되고 상부는 수면 위로 연장되어 있으며 수평방향으로
간격을 두고 나란하게 배치된 복수개의 파일(10)과, 상기 파일(10)을 수평방향으로 서로 연결하도록 상기 파일
(10)의 상단에 수평하게 배치되어 결합되는 수평보강재를 포함하여 구성되며;
상기 연결패드(C)는 상기 파일(10)의 상단에서 상기 수평보강재 위에 놓이며;
상기 상부 라멘구조부(L)는, 복수개의 연직기둥(20)으로 구성되며;
상기 연직기둥(20)의 하단에는 마감판(23)이 구비되어 있는데, 상기 마감판(23)에는 종방향으로 연장되어 있는
장공(230)이 형성되어 있으며;
상기 상부 라멘구조부(L)가 상기 하부 파일기초부(P)와 조립될 때, 상기 수평보강재 위에 상기 연결패드(C)가
놓인 상태에서, 상기 마감판(23)이 상기 연결패드(C) 위에 놓이고, 볼트부재(231)가 상기 마감판(23)과 연결패
드(C), 그리고 상기 수평보강재에 구비된 상부 플랜지를 관통하여 체결되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는
가교.
청구항 3
제2항에 있어서,
상기 상부 라멘구조부(L)의 연직기둥(20)은 종방향으로 복수개가 간격을 두고 배치되고 연직기둥(20)의 하단부
에서 종방향의 연직기둥(20) 사이에 종방향 연결재(22)가 설치되어 있으며;
상기 종방향 연결재(22)는, 하부 파일기초부(P)의 수평보강재 중 종방향 수평보강재(12)와 마주하게 되며;
상기 종방향 연결재(22)의 하면에도 종방향으로 연장된 장공(230)이 형성되어 있어서, 상기 종방향 연결재(22)
와 상기 종방향 수평보강재(12) 사이에는 연결패드(C)가 배치되고, 볼트부재(231)가 상기 종방향 연결재(22)의
장공(230), 상기 연결패드(C) 및 상기 종방향 수평보강재(12)의 상부플랜지를 관통하여 체결됨으로써 종방향 연
결재(22)와 종방향 수평보강재(12)가 연결패드(C)를 사이에 두고 조립 결합되는 구성을 가지는 것을 특징으로
하는 가교.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 가교(가설교량/架設橋梁)에 관한 것으로서, 구체적으로는 가교의 가동단 지점부 교각을, 지반에 하단[0001]
이 관입 설치되어 있는 하부 파일기초부와 그 상부에 설치되는 상부 라멘구조부로 분리된 구성을 가지도록 함으
로써, 상부 라멘구조부와 하부 파일기초부가 구조적으로 상호 독립적으로 거동할 수 있게 하여 하부 파일기초부
의 좌굴길이를 축소시키며, 가교가 설치되어야 할 위치를 바꿀 때 상부 라멘구조부만을 이동할 수 있도록 하여
경제적으로 가교를 설치할 수 있도록 하는 "상부 라멘구조부와 하부 파일기초부의 분리거동구조를 가지는 가
교"에 관한 것이다.
[0002]
등록특허 10-1318677
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배 경 기 술
교량을 신설하는 경우, 기존 교량의 보수 보강을 위하여 차량 통행을 우회시켜야 하는 경우 등의 상황에서 가교[0003]
를 시공하게 된다. 대한민국 등록특허공보 제10-1074352호에는 종래기술에 의한 가교의 일예가 개시되어
있다.
종래의 가교에서는 지반에 하단이 관입되어 고정되고 연직하게 상부로 연장되어 있는 복수개의 파일에 의해 지[0004]
점이 구성되어 있다. 이러한 가교에서 파일은 큰 세장비를 가지고 있으므로 파일의 좌굴을 방지하기 위해서는
복수개의 파일 사이에는 보강재(브레이싱)를 현장에서 용접하여 부착함으로써 파일의 상부는 보강재에 의해 복
수개의 파일이 서로 결합되어 있는 라멘구조를 가지게 된다.
그런데 가교가 수심이 깊은 하천을 횡단하거나 또는 상부 주형이 높은 위치에 시공되는 경우, 가교의 지점을 구[0005]
성하는 파일이 길어져서 좌굴길이가 증가하게 되며, 이를 고려하여 보강재를 설치하다 보면 수면 아래의 수중에
서도 파일 사이에 브레이싱을 설치하여야 할 필요가 생기고, 그에 따라 수중에서 진행되는 브레이싱 설치라는
어려운 작업을 수행함에 따른 시공기간 및 시공비용의 증가 문제가 발생한다.
또한 가교에서는 온도하중, 풍하중, 수압 등과 같은 수평하중에 의해 수평력이 파일에 직접적으로 가해지게 되[0006]
어 결국 파일에 휨하중으로 작용하게 되므로, 이러한 수평력으로 인한 휨하중에 대하여 가교의 안정성을 위해서
종래에는 파일의 단면을 키우거나 파일에 설치되는 브레이싱의 물량을 증가시킬 수밖에 없으며, 그에 따라 종래
기술에 의한 가교의 시공에는 많은 비용이 소요되고 시공기간도 길어지는 단점이 있다.
한편, 가교는 기존 교량을 보수 보강할 때 차량 통행을 우회시키기 위하여 기존 교량의 횡방향 측면에서 기존[0007]
교량과 나란하게 배치되는 경우가 많다. 도 8 은 기존 교량의 횡방향 측면에 가교를 설치하는 순서를 설명하
기 위하여 기존 교량과 가교의 배치 관계를 하늘에서 지상을 향하여 내려다보는 형태로 도시한 개략적인 평면도
이다. 도 8의 (a)에 도시된 것처럼, 기존 교량의 상류 횡측에 "상류측 가교"를 시공하여 기존 교량의 상류 차
선의 차량을 우회시킨 상태에서 상류 차선에 대한 보수, 보강 또는 신축 공사를 시행한 후, 도 8의 (b)에 도시
된 것처럼, 기존 교량의 하류 횡측에 "하류측 가교"를 다시 시공한 다음에 기존 교량의 하류 차선의 차량을 우
회시켜서 하류 차선에 대한 보수, 보강 또는 신축 공사를 시행하게 된다. 물론 순서를 바꾸어서 하류측 가교의
시공 후, 상류측 가교를 시공하는 순서로 시행할 수도 있다.
그런데 이와 같이, 기존 교량의 상류 횡측과 하류 횡측에 각각 순차적으로 가교를 시공할 때, 종래기술에 따른[0008]
가교의 경우, 지반에 하단이 관입되어 고정되고 연직하게 상부로 연장되어 있는 복수개의 파일에 의해 지점이
구성되어 있으므로, 상류측 가교와 하류측 가교가 동일한 구성을 가지고 있더라도 기존 교량의 상류측 가교를
전부 해체한 후, 이를 하류 횡측으로 이송하여 파일의 관입 설치, 파일 상단에서의 보강재를 이용한 브레이싱
설치 작업을 반복해야만 한다. 즉, 하단이 지반에 관입 고정되고 상단에는 브레이싱이 설치되어 있는 파일을
전부 해체한 후, 이를 반대쪽 횡측으로 이송한 후, 다시 파일 관입 설치, 브레이싱 설치 등의 작업을 반복해야
만 하는 것이다. 따라서 파일이 상단까지 일체로 연결되어 있는 구성의 종래기술에 따른 가교에서는, 상류측
가교와 하류측 가교가 동일한 구성을 가지고 있더라도, 가교의 위치 이동을 위해서는 많은 시간과 비용이 소요
되는 문제가 있다.
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 0001) 대한민국 등록특허공보 제10-1074352호(2011. 10. 17. 공고) 참조. [0009]
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 가교의 가동단 지점[0010]
부의 교각에 대해, 하단이 지반에 관입 설치되는 파일의 좌굴길이를 축소시킴으로써, 수중에서의 브레이싱 설치
작업을 방지하거나 또는 최소화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 가교의 이동 설치가 필요할 때, 파일의 전부를 새로 시공할 필요가 없도록 함으로써, 가교의 이[0011]
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동 설치에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
더 나아가 본 발명은 온도하중, 풍하중, 수압 등과 같은 수평하중에 의해 파일에 직접적으로 가해지는 수평력을[0012]
줄임으로써, 파일의 단면 크기를 줄이고, 파일에 설치되는 브레이싱을 줄여서, 가교의 시공비를 줄이고 시공기
간을 단축할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
과제의 해결 수단
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 가동단 지점부의 교각은, 연직방향으로 지반에 하단이 관입[0013]
설치되어 있는 복수개의 파일로 형성된 하부 파일기초부와, 그 상부에 설치되는 상부 라멘구조부로 구분되어 있
으며; 상기 하부 파일기초부와 상기 상부 라멘구조부 사이에는 연결패드가 설치되어 있어서, 상기 상부 라멘구
조부가 상기 하부 파일기초부와 구조적으로 상호 분리되어 거동하는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 가교가
제공된다.
위와 같은 본 발명의 가교는 구체적으로, 하단이 지반에 관입되어 고정되고 상부는 수면 위로 연장되어 있으며[0014]
수평방향으로 간격을 두고 나란하게 배치된 복수개의 파일과, 상기 파일을 수평방향으로 서로 연결하도록 상기
파일의 상단에 수평하게 배치되어 결합되는 수평보강재를 포함하여 상기 하부 파일기초부가 구성되며; 상기 연
결패드는 상기 파일의 상단에서 상기 수평보강재 위에 놓이며; 상기 상부 라멘구조부는, 복수개의 연직기둥으로
구성되며; 상기 연직기둥의 하단에는 마감판이 구비되어 있는데, 상기 마감판에는 종방향으로 연장되어 있는 장
공이 형성되어 있으며; 상기 상부 라멘구조부가 상기 하부 파일기초부와 조립될 때, 상기 수평보강재 위에 상기
연결패드가 놓인 상태에서, 상기 마감판이 상기 연결패드 위에 놓이고, 볼트부재가 상기 마감판과 연결패드, 그
리고 상기 수평보강재에 구비된 상부 플랜지를 관통하여 체결되는 구성을 가질 수 있으며, 더 나아가, 상기 상
부 라멘구조부의 연직기둥은 종방향으로 복수개가 간격을 두고 배치되고 연직기둥의 하단부에서 종방향의 연직
기둥 사이에 종방향 연결재가 설치되어 있으며; 상기 종방향 연결재는, 하부 파일기초부의 수평보강재 중 종방
향 수평보강재와 마주하게 되며; 상기 종방향 연결재의 하면에도 종방향으로 연장된 장공이 형성되어 있어서,
상기 종방향 연결재와 상기 종방향 수평보강재 사이에는 연결패드가 배치되고, 볼트부재가 상기 종방향 연결재
의 장공, 상기 연결패드및 상기 종방향 수평보강재의 상부플랜지를 관통하여 체결됨으로써 종방향 연결재와 종
방향 수평보강재가 연결패드를 사이에 두고 조립 결합되는 구성을 가질 수 있다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 가교 하부의 파일에 대해 좌굴길이를 줄일 수 있게 되고, 수평하중을 짧아진 길이의 파일에[0015]
작용하도록 만들 수 있게 되므로, 파일의 단면을 축소시킬 수 있음은 물론이고 구조적인 안정성을 위하여 설치
되는 브레이싱의 물량을 종래의 가교에 비하여 크게 줄일 수 있게 되어, 브레이싱 설치에 소요되는 비용과 시간
을 줄여 경제적인 가교 시공이 가능하게 되는 효과가 발휘된다.
더 나아가, 본 발명에 의한 가교에서는 상부 라멘구조부와 하부 파일기초부가 분리되어 있고 서로 용이하게 조[0016]
립결합할 수 있는 구성을 가지고 있으므로, 기존 교량에 대해 보수 보강 또는 재시공이 필요한 경우, 기존 교량
의 상류 횡측과 하류 횡측의 각각에는 하부 파일기초부를 설치해두고, 상부 라멘구조부만을 상,하류 횡측으로
이동시켜 상류 횡측과 하류 횡측에 각각 미리 설치되어 있던 하부 파일기초부에 결합하여 상류측 가교와 하류측
가교를 순차적으로 설치할 수 있게 되며, 따라서 가교의 위치 이동에 소요되는 시간과 비용을 크게 줄일 수 있
게 되며 그에 따라 가교 시공의 경제성과 시공성을 현저하게 향상시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명에 따른 가교에 대한 개략적인 사시도이다. [0017]
도 2a는 본 발명에 따른 가교를 횡방향에서 바라본 개략적인 측면도이다.
도 2b는 도 2a의 원 A부분의 개략적인 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 가교에서 가동단을 형성하기 위하여 하부 파일기초부를 시공한 상태를 보여주는 개략적
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인 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 가교의 가동단에서 하부 파일기초부의 파일 상단과 종방향 수평보강재 위에 연결패드가
설치된 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 가교의 가동단에서 하부 파일기초부 위로 상부 라멘구조부를 조립하는 상태를 보여주는
개략적인 사시도이다.
도 6은 도 5의 원 B부분의 개략적인 확대도이다.
도 7은 도 2b의 원 D부분의 개략적인 확대도이다.
도 8은 기존 교량의 횡방향 측면에 가교를 설치하는 순서를 설명하기 위하여 기존 교량과 가교의 배치 관계를
하늘에서 지상을 향하여 내려다보는 형태로 도시한 개략적인 평면도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고[0018]
로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성
및 작용이 제한되지 않는다.
도 1에는 본 발명에 따른 가교(1)에 대한 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 2a에는 도 1에 도시된 본 발명[0019]
에 따른 가교(1)를 횡방향(교축직각방향)에서 바라본 개략적인 측면도가 도시되어 있으며, 도 2b에는 도 2a의
원 A부분의 개략적인 확대도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 가교(1)는 교축방향(종방향)으로 복수개의 지점부를 가지고 있되, 복수[0020]
개의 지점부 중에서 가동단으로 이루어진 지점부의 교각은, 연직방향으로 지반에 하단이 관입 설치되어 있는 복
수개의 파일로 형성된 하부 파일기초부(P)와 그 상부에 설치되는 상부 라멘구조부(L)로 구분되어 있으며, 상기
하부 파일기초부(P)와 상기 상부 라멘구조부(L) 사이에는 연결패드(C)가 설치되어 있어서, 상기 상부 라멘구조
부(L)가 상기 하부 파일기초부(P)와 구조적으로도 상호 분리되어 거동하는 구성을 가진다.
도 3에는 본 발명에 따른 가교에서 가동단을 형성하기 위하여 하부 파일기초부(P)를 시공한 상태를 보여주는 개[0021]
략적인 사시도가 도시되어 있다. 도면에 도시된 것처럼, 하부 파일기초부(P)는 그 하단이 지반에 관입되어 고
정되고 상부는 수면 위로 연장되어 있으며 수평방향으로 간격을 두고 복수개가 나란하게 배치된 파일(10)과, 상
기 파일(10)들을 수평방향으로 서로 연결하도록 상기 파일(10)의 상단에 수평하게 배치되어 결합되는 수평보강
재를 포함하여 구성된다.
도면에 도시된 실시예의 경우, 파일(10)은 종방향 및 횡방향(교축직각방향)으로 각각 서로 간격을 두고 연직하[0022]
게 배치되어 있으므로, 이러한 파일(10)들은 서로 연결하기 위한 수평보강재는, 상기 파일(10)의 상단에 횡방향
으로 연장된 상태로 배치되어 파일(10)을 횡방향으로 서로 연결하도록 결합되는 횡방향 수평보강재(11)와, 상기
파일(10)의 상단에 종방향으로 연장된 상태로 배치되어 상기 파일(10)을 종방향으로 서로 연결하도록 결합되는
종방향 수평보강재(12)로 이루어져 있다. 구체적으로 상기 파일(10)은 횡방향 및 종방향으로 복수개가 나란하
게 간격을 두고 지반에 관입된 상태로 설치되는데, 도면에 도시되어 있듯이 횡방향으로 서로 이웃하여 일렬을
이루고 있는 파일(10)의 상단에는 횡방향으로 연장되어 있는 빔 부재로 이루어진 횡방향 수평보강재(11)가 놓여
서 파일(10)의 상단과 볼트, 용접 등의 방법에 의해 일체로 조립 결합된다. 또한 상기 파일(10)은 종방향으로
도 간격을 두고 배치되는데 종방향으로 서로 이웃하는 파일(10) 사이에도 종방향으로 연장된 빔 부재로 이루어
진 종방향 수평보강재(12)가 조립 결합됨으로써, 복수개의 파일(10)은 종방향으로도 서로 일체로 결합된다.
본 발명에서는 이와 같이 복수개의 파일(10), 횡방향 수평보강재(11) 및 종방향 수평보강재(12)의 조립에 의해[0023]
하부 파일기초부(P)가 구축된 후에는, 상기 하부 파일기초부(P) 위로 상부 라멘구조부(L)가 설치된다. 이 때,
하부 파일기초부(P)와 상부 라멘구조부(L) 간의 구조적인 분리 거동을 위하여, 상기 하부 파일기초부(P)와 상기
상부 라멘구조부(L) 사이에는 연결패드(C)가 설치된다.
도 4에는 가동단 지점부의 교각을 이루기 위해 도 3에 도시된 상태에 후속하여 하부 파일기초부(P)의 파일(10)[0024]
위에 설치된 수평보강재의 상면에 연결패드(C)가 설치된 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 것처럼, 복수개의 파일(10) 각각의 상단 위에는 수평보강재가 배치되고, 파일(10)과 연직한 위치
에서 상기 수평보강재 위에 연결패드(C)가 설치된다. 연결패드(C)는 합성수지, 고무 등과 같은 탄성을 가지고
있는 판재로 이루어진다. 후술하는 것처럼 상부 라멘구조부(L)를 설치함에 있어서, 상부 라멘구조부(L)를 이
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루는 연직기둥(20)의 하단부에서 종방향 연결재(22)가 설치되어 상기 종방향 연결재(22)가 하부 파일기초부(P)
의 종방향 수평보강재(12)와 마주하게 되는 경우에는 도 4에 도시된 것처럼 종방향 수평보강재(12) 위에도 연결
패드(C)를 설치하는 것이 바람직하다.
도 5에는 가동단 지점부의 교각을 이루기 위해 도 3에 도시된 상태에 후속하여 하부 파일기초부(P) 위로 상부[0025]
라멘구조부(L)를 조립하는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 5의 원 B부분의 개
략적인 확대도가 도시되어 있다. 도 7에는 상부 라멘구조부(L)와 하부 파일기초부(P)가 결합된 상태에서 파일
(10)과 연직기둥(20)의 연결부분을 교축직각방향에서 바라본 개략적인 확대 측면도가 도시되어 있다. 즉, 도 7
은 도 2b의 원 D부분의 개략적인 확대도인 것이다. 도면에 도시된 것처럼 하부 파일기초부(P)를 이루는 각각
의 파일(10)에 대해 그 연직한 위치에 연직기둥(20)이 놓여 결합된다. 상기 연직기둥(20)은 H빔, 원형강관,
사각단면 빔 등 다양한 단면형상을 가지는 부재로 이루어질 수 있다.
상기 연직기둥(20)의 하단에는 마감판(23)이 구비되어 있는데, 상기 마감판(23)에는 종방향으로 연장되어 있는[0026]
장공(230)이 형성되어 있다. 상기 연직기둥(20)이 하부 파일기초부(P)의 파일(10) 위에 설치될 때, 상기 마감
판(23)은 파일(10)의 상단과 연직한 위치에서 수평보강재 위에 놓여 있는 연결패드(C) 위에 놓이게 된다. 마
감판(23)이 연결패드(C) 위에 놓인 상태에서, 볼트부재(231)가 상기 마감판(23)과 연결패드(C), 그리고 파일
(10)의 상단에 설치된 수평보강재의 상부 플랜지를 관통하여 체결된다. 따라서 파일(10)의 상단에 수평보강재
가 일체로 결합된 상태에서, 상기 파일(10)의 상단 위치에서, 연직기둥(20)은 연결패드(C)를 사이에 두고 볼트
부재(231)에 의해 수평보강재와 서로 일체로 조립 연결되어 연속된다. 엄밀하게는 파일(10)의 상단, 수평보강
재, 연결패드, 그리고 연직기둥의 순서로 결합되어 있는 것이지만, 수평보강재는 파일(10)의 상단에 일체로 결
합되어 있는 상태이므로, 수평보강재에서 파일(10)의 상단과 결합된 부분은 사실상 파일(10)의 상단의 일부분이
라고 볼 수 있고, 따라서 위와 같은 구성은 결국 하부 파일기초부(P)의 파일(10)과 상부 라멘구조부(L)의 연직
기둥(20)이 연결패드(C)를 사이에 두고 서로 일체로 조립 연결되어 있는 것이라고 할 수 있다.
연직기둥(20)도 파일(10)과 마찬가지로 종방향으로 복수개가 간격을 두고 배치되고 연직기둥(20)의 하단부에서[0027]
종방향의 연직기둥(20) 사이에 종방향 연결재(22)가 설치될 수 있는데, 이와 같이 종방향 연결재(22)가 설치되
어 하부 파일기초부(P)의 종방향 수평보강재(12)와 마주하게 되는 경우에는, 종방향 연결재(22)의 하면도 종방
향 수평보강재(12) 위의 연결패드(C) 위에 놓이게 되며, 상기 종방향 연결재(22)의 하면에도 종방향으로 연장된
장공(230)을 형성하여 볼트부재(231)가 상기 종방향 연결재(22)의 장공(230)과 연결패드(C), 그리고 종방향 수
평보강재(12)의 상부플랜지를 관통하여 체결됨으로써 종방향 연결재(22)와 종방향 수평보강재(12) 역시 연결패
드(C)를 사이에 두고 일체로 조립 결합된다.
종방향 및 횡방향으로 간격을 두고 배치되어 각각 파일(10)과 연속되도록 결합된 연직기둥(20) 사이에는 종래의[0028]
가교와 마찬가지로 브레이싱 부재(30) 등이 설치되어 연직기둥(20)끼리 서로 연결되어 있으며, 종래의 가교처럼
연직기둥(20)을 위쪽으로 필요한 높이까지 추가적인 연직기둥(20)을 계속 조립하여 일체로 연결할 수 있다.
위에서 설명한 것처럼 본 발명에 따른 가교의 경우, 그 가동단에 해당하는 교각은, 하부 파일기초부(P)의 파일[0029]
(10)과 상부 라멘구조부(L)의 연직기둥(20)이 연결패드(C)를 사이에 두고 서로 일체로 조립 연결되어 있는 구성
을 가지며, 특히 이러한 조립 연결을 위한 볼트부재(231)가 관통되는 구멍이 장공(230)으로 형성되어 있는 구성
을 가진다. 따라서 본 발명에 따른 가교의 위와 같은 교각에서 상부 라멘구조부(L)에 장공(230)의 연장방향으
로 즉, 교축방향으로 수평력이 가해질 때 상부 라멘구조부(L)는 하부 파일기초부(P)와 분리되어 움직일 수 있게
된다.
본 발명의 가교에서는 위와 같이 상부 라멘구조부(L)와 하부 파일기초부(P)간의 분리 구성을 통해서, 하부 파일[0030]
기초부(P)를 이루는 파일(10)의 좌굴길이가 종래의 가교에 비하여 크게 줄어들게 된다. 즉, 종래의 가교에서
는 지반에 하단이 관입되어 고정되고 연직하게 상부로 연장되어 있는 복수개의 파일에 의해 지점부의 교각이 구
성되어 있으므로, 가교의 교각 좌굴길이는 교각 전체 높이인 T의 값을 가지게 되지만(도 2b 참조), 본 발명의
가교에서 교각의 좌굴길이는 하부 파일기초부(P)를 이루는 파일(10)만의 길이 T1 또는 상부 라멘구조부(L)의 연
직기둥(20)만의 길이 T2가 되어 좌굴길이가 종래의 교각 전체 높이 T에 비하여 월등히 줄어들게 된다.
또한 본 발명의 가교에서는, 상부 라멘구조부(L)와 하부 파일기초부(P) 사이가 위와 같이 연결패드(C)에 의해[0031]
구조적으로 분리되어 있는 구조로 가동단 지점부의 교각이 구성되어 있으므로, 온도 하중, 풍하중, 수압 등의
수평하중은 상부 라멘구조부(L)를 거쳐 하부 파일기초부(P)로 전달되어, 하부 파일기초부(P)의 파일(10) 상단에
대해 수평력으로 가해지게 되는데, 본 발명의 가교는 교각 좌굴길이가 종래의 가교보다 크게 줄어든 상태이므로
이러한 수평력에 의해 하부 파일기초부(P)의 파일(10)에 작용하게 되는 휨하중도 크게 줄어들게 된다.
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즉, 종래의 가교는 파일의 상단에 수평하중이 작용하기 때문에 좌굴길이 T을 가지는 교각 전체에 큰 휨하중이[0032]
작용하는 구조였지만, 본 발명의 가교에서는 하부 파일기초부(P)의 파일(10)에 대한 좌굴길이가 T1로 줄어 있으
므로, 하부 파일기초부(P)의 상단에 수평하중에 의한 수평력이 작용하더라도 하부 파일기초부(P)의 파일(10)에
가해지는 휨하중은 종래의 가교보다 월등히 줄어들게 되는 것이다.
이와 같이 본 발명의 가교에서는 교각의 하부를 이루는 파일(10)의 좌굴길이를 줄일 수 있게 되고, 수평하중을[0033]
짧아진 길이의 파일(10)에 작용하도록 만들 수 있게 되므로, 파일(10)의 단면을 축소시킬 수 있음은 물론이고
구조적인 안정성을 위하여 설치되는 브레이싱의 물량을 종래의 가교에 비하여 크게 줄일 수 있게 되어, 블레이
싱 설치에 소요되는 비용과 시간을 줄여 경제적인 가교 시공이 가능하게 되는 효과가 발휘된다.
더 나아가, 본 발명에 의한 가교는, 기존 교량의 상류 횡측과 하류 횡측에 각각 순차적으로 시공할 때에도 매우[0034]
유리하다. 앞서 살펴보았듯이, 종래 기술에서는 상류 횡측의 가교와 하류 횡측의 가교가 동일한 구성을 가지고
있더라도 기존 교량의 상류 횡측에 설치된 가교의 파일을 인발하는 등의 작업을 통해 가교 전부를 해체한 후,
이를 하류 횡측으로 이송하여 다시 설치해야 하였다. 그러나 본 발명의 가교에서는, 상부 라멘구조부(L)와 하
부 파일기초부(P)가 분리되어 있고 서로 용이하게 조립결합할 수 있는 구성을 가지고 있으므로, 예를 들어 상류
횡측의 가교의 사용이 완료된 후에는, 하류 횡측에는 단지 하부 파일기초부(P)만을 새로 시공한 상태에서, 사용
이 끝난 상류 횡측의 가교에서 상부 라멘구조부(L)만을 분리하고 이를 하류 횡측으로 이송하여 하류 횡측에 미
리 설치되어 있던 하부 파일기초부(P)에 조립 결합함으로써, 하류측 가교를 구축할 수 있다. 즉, 기존 교량의
상류 횡측과 하류 횡측의 각각에는 하부 파일기초부(P)를 설치하되, 상부 라멘구조부(L)는 상류 횡측의 하부 파
일기초부(P)에 결합되어 있던 것을 분리하여 하류 횡측으로 이동시켜 하류 횡측의 하부 파일기초부(P)에 결합하
는 방식으로 상부 라멘구조부(L)는 상,하류 횡측으로 이동시켜서 사용할 수 있는 것이다.
이와 같이 기존 교량의 상류 횡측과 하류 횡측에 교번하여 가교를 다시 구축함에 있어서, 본 발명의 가교를 이[0035]
용하게 되면 상부 라멘구조부(L)만을 상,하류 횡측으로 이동시켜 상류 횡측과 하류 횡측에 각각 미리 설치되어
있던 하부 파일기초부(P)에 결합하여 상류측 가교와 하류측 가교를 순차적으로 설치할 수 있게 되며, 따라서 가
교의 위치 이동에 소요되는 시간과 비용을 크게 줄일 수 있게 되며 그에 따라 가교 시공의 경제성과 시공성을
현저하게 향상시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
부호의 설명
C: 연결패드[0036]
L: 상부 라멘구조부
P: 하부 파일기초부
10: 파일
20: 연직기둥
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도면
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