KR20200091168A - 사장교 케이블에 대한 낙뢰 보호 구조 - Google Patents

사장교 케이블에 대한 낙뢰 보호 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주탑으로부터 경사진 사장케이블로 거더 또는 트러스를 지지하도록 하는 사장교(斜張橋)에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 사장교의 최상단 사장케이블의 상측에 스테인리스 스트랜드에 의한 고강도 케이블로 된 3선의 낙뢰유도선을 이격 설치하되, 상기의 낙뢰유도선은 각기 주탑 및 거더와 인접하여 배치되는 확산고정구 및 이들 확산고정구의 사이에 등간격으로 배치되는 복수개의 간격유지구를 통해 일정한 간격과 소정의 장력을 갖고 안정적인 설치가 이루어지도록 구성함에 따라,
사장교의 사장케이블 주변에서 발생하는 낙뢰를 스테인리스 스트랜드에 의한 고강도 케이블로 빠르고 효율적으로 유도하여 상기의 사장케이블이 낙뢰에 의한 강도 저하 또는 스트랜드 파단이나 단선되는 것을 방지할 수 있는 것으로, 상기의 낙뢰유도선은 확산고정구와 간격유지구를 통해 역삼각 형태로 3선이 균등 배치되게 함에 따라 최상위 사장케이블 상측에서 넓은 면적을 통해 낙뢰를 효율적으로 유도시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

사장교 케이블에 대한 낙뢰 보호 구조 {Lightning protection structure of cable-stayed bridges}
본 발명은 주탑으로부터 경사진 사장케이블로 거더 또는 트러스를 지지하도록 하는 사장교(斜張橋)에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 사장교의 최상단 사장케이블 상측에 3선 균등 배치의 낙뢰유도선을 이격 설치함에 따라 상기 3선의 낙뢰유도선에 의해 사장교의 사장케이블이 낙뢰로 인해 강도가 저하되거나 스트랜드의 일부 파단 또는 단선되는 것을 방지할 수 있도록 한 사장교의 케이블 낙뢰 보호 구조에 관한 것이다.
일반적으로 사장교(斜張橋)라 함은 사장케이블을 주요부재로 사용하는 교량 구조물로서, 교량 중간의 교각이나 기초 위에 세운 주탑으로부터 경사 상태의 사장케이블이 거더 또는 트러스를 견고하게 지지할 수 있도록 한 것이다.
이와 같은 사장교는 상기와 같이 거더 또는 트러스의 하중을 경사진 사장케이블로 지지하는 형식을 갖고 있어 현수교에 비하여 단경간에 사용되나, 거더 또는 트러스에 압축력이 작용하여 현수교보다는 강성이 큰 특징을 갖고 있으며, 대한민국의 대표적인 사장교는 서해대교와 삼천포대교 및 진도대교, 인천대교, 목포대교 등이 있다.
그러나, 상기와 같은 사장교는 많은 수의 사장케이블이 매우 높은 주탑의 상단으로부터 거더까지 경사진 형태로 고정 설치되어 있어 항상 낙뢰로부터 노출되어 있는 것이 단점인 것으로, 실제로 지난 2015년 12월 03일 서해대교 상에서 자연 발생된 낙뢰로 인해 사장케이블에 화재가 발생하였고, 사장케이블의 발화 및 화재에 의한 열로 인해 와이어 강도가 저하되어 단선된 것은 물론 단선 추락에 의한 충격으로 하부의 사장케이블에서도 충돌로 인한 일부 스트랜드의 파단이 발생하였다.
또한, 2005년 그리스의 Rion-Antirion Bridge에서도 낙뢰에 의해 화재가 발생하여 케이블의 단선되는 사고가 발생하였고, 그로 인해 관련전문가들은 낙뢰 피해 발생원인 및 대책에 대하여 많은 연구 및 검토를 시행하기에 이르렀다.
이어, 상기와 같은 낙뢰로 인한 사장케이블 단선 등의 문제점을 해소하고자 등록특허 제10-1605511호와 같이 사장교의 지지케이블은 뇌운의 위치에 따라 근본적으로 낙뢰 유입경로가 될 수밖에 없는 상황에서, 지지케이블로 유입된 낙뢰에 의하여 유입된 전류를 어느 한 지지케이블에 의하여만 대지와 형성되는 전류 경로를 다양한 전류 경로가 될 수 있도록 하고, 지지케이블의 기계적 작용력을 담당하는 지지케이블을 구성하는 강철소선(피아노선 등)으로 흐르는 전류를 최소화하기 위한 사장교 낙뢰 유입시 사장교 케이블을 낙뢰로부터 보호하고자 하는 사장교 낙뢰 보호장치가 안출 및 등록된 바 있다.
또한, 등록특허 제10-1657214호와 같이 피뢰침이 구비된 주탑에서 거리가 이격된 교량 주변 상공에서 발생할 수 있는 뇌운의 전하량을 교량의 철골 구조를 통해 감지하고, 감지된 신호를 무선으로 전송하여 감지 신호의 세기에 따라 재해통제소를 통해 경보를 발령하여 낙뢰로 인한 사고를 예방할 수 있는 뇌운 감지 및 경보 시스템이 구비된 교량에 관한 것으로, 교량의 상판의 하부에 전기적으로 접속된 접속부와, 상기 접속부와 전기적으로 연결된 전하 감지부로 상판과 케이블의 철골구조를 통해 교량의 상부 상공에서 발생한 뇌운의 전하량을 감지하고, 감지된 신호를 증폭하여 디지털 변환한 후 무선 송신부를 통해 재해 통제소로 전송하며, 재해 통제소에서 감지 신호의 세기에 따라 낙뢰 위험 경보를 효율적으로 발령할 수 있도록 하여, 주탑에서 거리가 이격된 교량 주변 상공에서 발생되는 낙뢰로 인한 인명 및 재난 사고를 예방할 수 있는 효과가 있도록 한 뇌운 감지 및 경보 시스템이 구비된 교량이 안출 및 등록된 바 있는 것이다.
그러나, 상기와 같은 사장교의 사장케이블에 대한 낙뢰 보호 수단은 효율적으로 낙뢰를 보호선으로 유도시키지 못하는 것으로, 사장케이블의 인장력에 영향을 주지 않을 정도의 장력과 사장케이블에 의한 거더의 지지력에 영향을 주지 않을 정도의 무게 등을 고려하여 설계되는 기존의 유도케이블은 사장케이블에 비하여 매우 가늘고 사장케이블과 현저하게 이격되어 있어 낙뢰를 빠르고 안전하게 유도하지 못하는 문제점을 갖고 있는 것이다.
또한, 뇌운을 감지하고 경보하는 시스템의 경우 뇌운과 낙뢰의 상관관계에 대하여 명확한 해석이 되어 있지 않아 오작동이 매우 빈번한 것이고, 단순히 낙뢰의 발생 상황을 경고하는 수단에 그치기 때문에 발생 낙뢰에 의한 사장케이블의 단선 혹은 강도 저하 등을 방지하거나 감소시키지는 못하는 것이다.
대한민국등록특허 10-1605511 (2016.03.16. 등록) 대한민국등록특허 10-1657214 (2016.09.07. 등록)
본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선한 것으로서, 사장교의 최상단 사장케이블의 상측에 스테인리스 스트랜드에 의한 고강도 케이블로 된 3선의 낙뢰유도선을 이격 설치하되, 상기의 낙뢰유도선은 각기 주탑 및 거더와 인접하여 배치되는 확산고정구 및 이들 확산고정구의 사이에 등간격으로 배치되는 복수개의 간격유지구를 통해 일정한 간격과 소정의 장력을 갖고 안정적인 설치가 이루어지도록 구성함에 따라,
일정 간격을 갖고 확산 배치된 3선의 낙뢰유도선으로 인해 사장케이블의 주변에서 발생한 낙뢰를 효율적으로 유도시킬 수 있는 것이고, 사장교 주변의 낙뢰가 사장케이블에 영향을 주는 것을 차단할 수 있어 사장케이블의 강도 저하 또는 일부 파단 혹은 단선 등에 의한 안전 사고를 미연에 방지할 수 있는 특징의 사장교 케이블에 대한 낙뢰 보호 구조를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 사장교의 최상위 사장케이블의 상측에 사장교의 주탑과 거더를 이용하여 스테인리스 스트랜드에 의한 고강도 케이블로 된 3선의 낙뢰유도선을 이격 형성하되,
상기 낙뢰유도선의 상측 끝단은 주탑정착구에 의해 고정 설치되게 하고, 상기 낙뢰유도선의 하측 끝단은 거더정착구에 의해 고정 설치되게 하며, 상기 주탑정착구와 거더정착구에 인접한 낙뢰유도선에는 턴버클을 각기 결합 형성하여 이루어지는 것이다.
본 발명은, 사장교의 사장케이블 주변에서 발생하는 낙뢰를 스테인리스 스트랜드에 의한 고강도 케이블로 빠르고 효율적으로 유도하여 상기의 사장케이블이 낙뢰에 의한 강도 저하 또는 스트랜드 파단이나 단선되는 것을 방지할 수 있는 것으로, 상기의 낙뢰유도선은 확산고정구와 간격유지구를 통해 역삼각 형태로 3선이 균등 배치되게 함에 따라 최상위 사장케이블 상측에서 넓은 면적을 통해 낙뢰를 효율적으로 유도시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 낙뢰 보호 구조가 적용된 사장교의 개략도
도 2는 본 발명에 따른 낙뢰 보호 구조에 대한 개략도
도 3은 본 발명에 따른 낙뢰 보호 구조의 보호선 상단 고정부 확대도
도 4는 본 발명에 따른 낙뢰 보호 구조의 보호선 하단 고정부 확대도
도 5는 본 발명에 따른 낙뢰 보호 구조의 확산고정구에 대한 전체도
도 6은 본 발명에 따른 낙뢰 보호 구조의 간격유지구에 대한 전체도
도 7은 본 발명에 따른 낙뢰 보호 구조의 간격유지구에 대한 다른 실시예도
도 8은 도 7에 의한 작용 설명도
도 9는 본 발명에 따른 낙뢰 보호 구조의 간격유지구에 대한 또 다른 실시예도
도 10은 본 발명에 따른 낙뢰 보호 구조의 간격유지구에 대한 또 다른 실시예도
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이어, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 낙뢰 보호 구조가 적용된 사장교의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 낙뢰 보호 구조에 대한 개략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 낙뢰 보호 구조의 보호선 상단 고정부 확대도, 도 4는 본 발명에 따른 낙뢰 보호 구조의 보호선 하단 고정부 확대도, 도 5는 본 발명에 따른 낙뢰 보호 구조의 확산고정구에 대한 전체도, 도 6은 본 발명에 따른 낙뢰 보호 구조의 간격유지구에 대한 전체도이다.
도시와 같이 본 발명에 따른 사장교의 사장케이블에 대한 낙뢰 보호 구조는 사장교(100)의 주탑(102)과 거더(103) 또는 트러스를 연결하는 많은 수의 사장케이블 중 가장 최상단에 위치한 사장케이블(101)의 상측에 이격 설치되는 것으로, 통상적으로 하나의 주탑으로부터 양측으로 하향 설치되는 사장케이블의 시공 형태에 따라 상기 낙뢰 보호 구조 역시 각각의 최상단 사장케이블(101)에 대하여 각기 독립적으로 설치되어야 할 것이다.
이와 같은 낙뢰 보호 구조는 3가닥의 낙뢰유도선(10)(10')에 의해 이루어지는 것인데 상기의 낙뢰유도선(10)(10')은 스테인리스 스트랜드에 의한 고강도 케이블을 통해 만들어지는 것이고, 스테인리스 재질로부터 부식을 방지하는 동시에 일정 수준 이상의 물리적 강도를 확보하고 스트랜드 구조에 의해 휨이나 단선 등의 취약점을 극복한 것으로, 상기의 낙뢰유도선(10)(10')은 사장케이블(101)의 장력에 영향을 주지 않을 정도의 인장 상태를 유지하도록 설치되어야 할 것이다.
이와 같은 낙뢰유도선(10)(10')의 선단은 주탑정착구(20)를 이용하여 주탑(102)의 상단에 끝단이 고정되는 것이고, 낙뢰유도선(10)(10')의 하단은 거더정착구(30)를 이용하여 거더(103)의 상부에 하단이 고정되는 것으로, 상기의 주탑정착구(20)와 거더정착구(30)는 금속판재를 절단 및 용접하여 만들어진 기존 브라켓의 형태를 갖고 있는 것으로, 상기의 낙뢰유도선(10)(10')이 사장케이블(101)의 경사각과 일치하는 경사각을 갖고 설치될 수 있도록 낙뢰유도선(10)(10')의 각 끝단이 경사진 형태로 고정되도록 하는 것이 이상적일 것이다.
또한, 주탑정착구(20) 및 거더정착구(30)에 인접한 낙뢰유도선(10)(10')의 각 끝단에는 턴버클(40)(40')을 연결 형성함으로써, 상기 턴버클(40)(40')의 회전을 통해 낙뢰유도선(10)(10')에 일정 수준의 장력을 부여할 수 있는 것으로, 상기 낙뢰유도선(10)(10')의 장력을 주기적으로 점검하여 상기 턴버클(40)(40')을 회전시켜 줌에 따라 낙뢰유도선(10)(10')의 처짐이나 늘어짐 없이 안정적인 설치 상태를 유지할 수 있도록 관리하여야 할 것이다.
이어, 상기의 낙뢰유도선(10)(10')은 3가닥으로 이루어져 있는 것으로, 3가닥 중 2가닥은 상측에 나란하게 배치되고 나머지 1가닥은 2가닥의 사이 하측에 이격 배치되는 것으로, 단면상 역삼각의 형태를 갖도록 배치하여야 할 것이다.
이는, 공중의 뇌운으로부터 발생하는 낙뢰가 사장케이블(101)을 향해 유도되는 방향성을 고려하여 상부에 위치한 2선의 낙뢰유도선에 의해 넓은 면적 혹은 유도면적을 갖고 상기의 낙뢰가 효과적으로 유도될 수 있도록 설계한 것이며, 하측 1선의 낙뢰유도선은 상부 2선의 낙뢰유도선을 낙뢰가 비켜나가 사장케이블(101)에 근접하는 경우 이와 같은 낙뢰를 재차 유도하는 역할을 하게 된다.
이어, 상기와 같은 3선의 낙뢰유도선(10)(10')을 역삼각 형태로 균등 배치하기 위한 수단으로 낙뢰유도선(10)(10')의 양측 끝단에 위치하는 확산고정구(50)(50')와 이들 확산고정구(50)(50')의 사이에 등간격으로 배치되는 간격유지구(60)(60')가 소용되는 것으로, 상기의 확산고정구(50)(50')는 주탑정착구(20) 및 거더정착구(30)에 끝단이 고정된 낙뢰유도선(10)(10')의 각 끝단부와 근접하여 상기의 낙뢰유도선(10)(10')이 역삼각 형태로 정확하게 균등 배치되게 하는 강제적 물리수단으로 작용하게 되는 것이다.
즉, 상기의 확산고정구(50)(50')에는 3방향으로 고정아암(51)(51')이 형성되어 있고 이들 고정아암(51)(51')의 끝단에는 체결볼트와 체결너트에 의해 밀착 혹은 개폐되게 한 고정클램프(52)(52')를 결합 형성한 것이다.
이에 따라 상기 확산고정구(50)(50')를 낙뢰유도선(10)(10')의 끝단부에 체결하되, 고정아암(51)(51')이 "Y"자 형태로 배치되도록 한 상태에서 각 고정아암(51)(51')에 낙뢰유도선(10)(10')을 밀착시켜 고정클램프(52)(52')를 통해 견고하게 상호 결합 및 고정시키면 되는 것이다.
이때, 상기의 고정클램프(52)(52')를 통해 3선의 낙뢰유도선(10)(10')이 고정아암(51)(51')에 견고하게 결합 고정되어 있어 상기의 낙뢰유도선(10)(10')이 서로 일정한 간격을 갖고 배치되도록 하는 동시에 "Y"자 형태의 고정아암(51)(51')에 대한 결합으로 인해 자연스럽게 상부에 2선의 낙뢰유도선(10)(10')이 위치하고 이들 2선의 유도선 하측에 나머지 1선이 배치될 수 있는 것이다.
또한, 상기와 같은 확산고정구(50)(50')는 낙뢰유도선(10)(10')을 강제로 벌려 일정한 간격을 갖는 동시에 방향성을 갖도록 하는 역할을 하는 반면, 이들 확산고정구(50)(50')의 사이에 결합되는 간격유지구(60)(60')는 낙뢰유도선(10)(10')이 일정한 간격을 갖고 지속적으로 유지되도록 하는 동시에 바람 등의 간섭으로 인한 상기 낙뢰유도선(10)(10')의 처짐이나 상호 간섭 또는 간격 불균형 등을 해소시키기 위한 목적을 갖는 것이다.
이러한 상기의 간격유지구(60)(60')는 역시 3방향으로 지지아암(61)(61')이 돌출 형성되어 있는 것으로 상기의 지지아암(61)(61')은 힌지축(66)에 의해 상기 간격유지구(60)(60')로부터 축 고정되어 있어 상기의 힌지축(66)을 축점으로 하여 회동 가능한 구조를 갖는 것인데, 상기 간격유지구(60)(60')에는 상기의 지지아암(61)(61') 하단부가 삽입되기 위한 3방향의 아암수용홈(65)(65')이 형성되어 있으므로 상기의 아암수용홈(65)(65') 내측으로 지지아암(61)(61')의 하단을 삽입한 상태에서 힌지축(66)을 이용하여 간격유지구(60)(60')와 지지아암(61)(61')을 축 결합하게 되면 상기의 지지아암(61)(61')은 아암수용홈(65)(65')의 내폭 범위 내에서만 좌,우로 회전 가능한 상태가 이루어지게 된다.
이와 같은 지지아암(61)(61')의 끝단에는 힌지 결합된 가압판(63)이 회전걸림축(64)에 의해 밀폐 고정 또는 회전 개방되게 한 개폐클램프(62)(62')가 각기 형성되어 있는 것이다.
이에, 상기의 가압판(63)을 개방하여 간격유지구(60)(60')의 지지아암(61)(61')이 "Y"자 형태가 되도록 배치한 후 각각의 개폐클램프(62)(62')에 설치 상태의 낙뢰유도선(10)(10')을 삽입한 후 회전걸림축(64)에 의한 가압판(63)의 밀착 고정에 의해 상기의 간격유지구(60)(60')를 간편하게 설치할 수 있는 것이다.
따라서, 낙뢰유도선(10)(10')의 양측 끝단에 결합 고정된 확산고정구(50)(50')의 사이 간격을 고려하여 상기의 간격유지구(60)(60')를 낙뢰유도선(10)(10')에 등간격으로 장착함에 따라 상기의 낙뢰유도선(10)(10')은 전구간에 걸쳐 일정한 간격을 갖고 설치되는 것은 물론 바람 등의 영향에 의해 출렁거리거나 처짐이 발생하는 부분 없이 전체 구간에 걸쳐 안정적인 설치 상태를 유지할 수 있게 된다.
또한, 상기와 같은 간격유지구(60)(60')의 지지아암(61)(61')은 아암수용홈(65)(65')의 내폭 범위에서 소정의 각도를 갖도 회동 가능하므로 상기의 낙뢰유도선(10)(10')에 강한 바람이 작용하는 경우 낙뢰유도선(10)(10')의 흔들림에 따라 상기의 지지아암(61)(61')이 자연스럽게 회전하면서 상호 간의 결합 고정부에 무리한 응력이나 부하가 작용되지 않도록 구성한 것이다.
특히, 본 발명에서는 상기의 지지아암(61)(61')이 어느 정도의 회동이 이루어지는 동시에 상기 지지아암(61)(61')에 대한 강제 회동력이 상실되면 본래의 위치로 복귀되도록 하는 수단을 추가로 구성함에 따라 바람 등에 의해 낙뢰유도선(10)(10')이 흔들리는 경우 상기의 지지아암(61)(61')도 낙뢰유도선(10)(10')과 함께 흔들리면서 낙뢰유도선(10)(10')이 지나치게 흔들리는 것을 억제하는 동시에 흔들리는 낙뢰유도선(10)(10')의 간격이 어느 정도는 일정하게 유지될 수 있도록 한 것이고, 상기의 낙뢰유도선(10)(10')에 대한 흔들림이 사라지는 경우에는 복귀 수단으로 인해 본래의 설치 상태와 같이 3선의 낙뢰유도선(10)(10')이 등간격으로 역삼각 형태의 설치 상태를 유지할 수 있는 것이다.
이에, 간격유지구(60)(60')의 일측에는 아암수용홈(65)(65')의 일측이 분리 개방 또는 결합 밀폐될 수 있도록 한 아암커버(80)를 결합 형성하되, 힌지축(66)에 삽입되는 지지아암(61)(61')의 하단 양측에는 도 7의 도시와 같이 별도로 구비된 탄성체(70)(70')를 끼워 결합한 것이다.
즉, 상기 탄성체(70)(70')는 고무와 같이 연질 탄력재로 이루어진 것으로, 지지아암(61)(61')의 하부 양측에 각기 밀착되도록 힌지축(66)에 삽입한 후, 상기의 아암커버(80)를 결합 및 고정하게 되면 상기 탄성체(70)(70')는 아암커버(80)의 가압력으로 인해 아암수용홈(65)(65') 내에서 지지아암(61)(61')과 견고하게 밀착된 상태로의 조립이 이루어지게 된다.
이때, 상기 아암수용홈(65)(65')의 내면 및 지지아암(61)(61')의 하부 양측면 및 상기 아암커버(80)의 내면에는 각기 동일 형태로 된 저항홈(67)(67')을 힌지축(66)을 축점으로 하여 방사상으로 형성하고, 상기 탄성체(70)(70')의 양면에는 상기 저항홈(67)(67')과 대응하는 형태의 저항돌기(71)(71')를 방사상으로 형성함에 따라 상호 저항홈(67)(67')과 저항돌기(71)(71')가 계지 결합되면서 간격유지구(60)(60')로부터 지지아암(61)(61')은 물론 탄성체(70)(70') 역시 비회전 상태를 갖게 된다.
그러나, 바람에 의해 상기의 낙뢰유도선(10)(10')이 흔들리는 경우 상기의 고정아암(51)(51') 역시 함께 흔들리게 되는데, 이와 같은 흔들림으로 인해 상기의 탄성체(70)(70')는 양측단의 저항돌기(71)(71')에 의한 끝단부 구속 상태에서 간격유지구(60)(60')에 대한 지지아암(61)(61')의 회전력으로 인한 비틀림이 일어나게 되는 것이고, 이러한 탄성체(70)(70')의 비틀림으로 인해 상기의 지지아암(61)(61')은 탄성체(70)(70')가 갖고 있는 비틀림의 허용 범위 내에서 도 8의 도시와 같이 소정의 각도로 회동할 수 있는 것이다.
또한, 바람 등에 의한 지지아암(61)(61')의 흔들림이 멈추는 경우에는 비틀림 상태의 탄성체(70)(70')가 본래의 형태로 복귀되면서 회동 상태의 지지아암(61)(61')이 정위치로 복귀되어 낙뢰유도선(10)(10')의 균등 배치 상태를 유지할 수 있게 하는 것으로, 바람 등의 간섭이 심한 경우에는 상기의 지지아암(61)(61')이 낙뢰유도선(10)(10')과 함께 어느 정도 유동하다가 저항력이 제거되면 본래의 설치 상태로 빠르게 복귀하여 안정적인 설치상태를 유지할 수 있도록 하는 것이다.
이어, 상기 지지아암(61)(61')의 회동 및 복귀 수단에 대한 다른 실시예로서 도 9의 도시와 같이 간격유지구(60)(60')에 일단이 고정된 텐션스프링(90)(90')의 타단을 상기 지지아암(61)(61')의 양측부에 각기 고정 형성하되, 하나의 지지아암(61)(61')에 대하여 양측으로 텐션스프링(90)(90')이 대칭 형태로 고정되도록 구성함에 따라 상기의 지지아암(61)(61')은 양측의 텐션스프링(90)(90')에 의해 좌,우로 회전될 수 있는 구조를 갖는 동시에 인위적인 회전력이 상실되면 본래의 위치로 복귀할 수 있는 것으로, 상기와 같은 텐션스프링(90)(90')이 결합된 상태의 지지아암(61)(61')은 낙뢰유도선(10)(10')의 흔들림에 따라 소정의 각도로 회동하면서 낙뢰유도선(10)(10')의 흔들림을 억제하는 것은 물론 낙뢰유도선(10)(10')의 흔들림이 없어지는 경우에는 지지아암(61)(61')을 재빠르게 본래의 위치로 복귀시켜 낙뢰유도선(10)(10')이 일정한 간격을 배치될 수 있도록 하는 것이다.
이어, 본 발명의 또 다른 실시예로서 도 10의 도시와 같이 확산고정구(50)(50')의 고정아암(51)(51')과 간격유지구(60)(60')의 지지아암(61)(61')에 대한 각기 개별적인 길이의 조절이 가능하도록 구성함에 따라 낙뢰 보호 구조를 실현하기 위한 사장교의 규모나 사장케이블의 굵기 혹은 길이 등 다양한 현장 여건 및 시공 기준에 부합하여 낙뢰유도선(10)(10')의 배치 간격을 가변시킬 수 있도록 한 것이다.
즉, 상기 확산고정구(50)(50')의 고정아암(51)(51')을 분할 형성하여 일측에는 포켓부(51a)를 형성하고 타측에는 끼움부(51b)를 형성함에 따라 상기 포켓부(51a)에 대한 끼움부(51b)의 삽입량에 따라 고정아암(51)(51')의 길이에 대한 가변 및 고정클램프(52)(52')의 위치가 가변되는 것으로, 포켓부(51a)에 삽입된 끼움부(51b)를 볼트 및 너트에 고정하여 전체 확산고정구(50)(50')에 대한 고정아암(51)(51')의 길이 조절을 통해 낙뢰유도선(10)(10')의 간격을 자유롭게 설정할 수 있는 것이다.
또한, 상기의 간격유지구(60)(60') 역시 지지아암(61)(61')을 분할 형성하여 일측에는 포켓부(61a)를 형성하고 타측에는 끼움부(61b)를 형성함에 따라 상기 포켓부(61a)에 대한 끼움부(61b)의 삽입량에 따라 지지아암(61)(61')의 길이에 대한 가변 및 개폐클램프(62)(62')의 위치가 가변되는 것으로, 포켓부(61a)에 삽입된 끼움부(61b)를 볼트 및 너트에 고정하여 전체 간격유지구(60)(60')에 대한 지지아암(61)(61')의 길이 조절을 통해 낙뢰유도선(10)(10')의 간격을 설정하면 되는 것이다.
이처럼 본 발명에 따른 사장교 케이블에 대한 낙뢰 보호 구조는 비교적 간단한 설치만으로도 뇌운에서 발생하는 낙뢰를 효과적으로 유도시켜 상기의 사장케이블에 대한 강도 저하 또는 단선을 예방할 수 있어 사장교의 편리하고 안전한 운용 및 관리는 물론 낙뢰로 인한 안전 사고를 예방할 수 있는 것이다.
이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
10,10' : 낙뢰유도선
20 : 주탑정착구
30 : 거더정착구
40,40' : 턴버클
50,50' : 확산고정구 51,51' : 고정아암
52,52' : 고정클램프
60,60' : 간격유지구 61,61' : 지지아암
62,62' : 개폐클램프 63 : 가압판
64 : 회전걸림축 65,65' : 아암수용홈
66 : 힌지축 67,67' : 저항홈
70,70' : 탄성체 71,71' : 저항돌기
80 : 아암커버
90,90' : 텐션스프링
100 : 사장교 101 : 사장케이블
102 : 주탑 103 : 거더

Claims (10)

  1. 사장교(100)의 최상위 사장케이블(101)의 상측에 사장교(100)의 주탑(102)과 거더(103)를 이용하여 스테인리스 스트랜드에 의한 고강도 케이블로 된 3선의 낙뢰유도선(10)(10')을 이격 형성하되,
    상기 3선의 낙뢰유도선(10)(10')의 상측 끝단은 주탑정착구(20)에 의해 고정 설치되게 하고, 상기 낙뢰유도선(10)(10')의 하측 끝단은 거더정착구(30)에 의해 고정 설치되게 하며, 상기 주탑정착구(20)와 거더정착구(30)에 인접한 낙뢰유도선(10)(10')에는 턴버클(40)(40')을 각기 결합 형성하여, 상기 3선의 낙뢰유도선(10)(10')이 턴버클(40)(40')의 회전에 의한 긴장 상태에서 최상위 사장케이블(101)의 상부에 균등 배치되도록 구성됨을 특징으로 하는 사장교 케이블에 대한 낙뢰 보호 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    3선의 낙뢰유도선(10)(10') 중 2선은 상부에 위치하고 1선은 이들 2선의 중앙 하부에 위치되게 한 역삼각 형태의 배치 구조를 갖도록 구성함을 특징으로 하는 사장교 케이블에 대한 낙뢰 보호 구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    최상위 사장케이블(101)의 경사각에 따라 주탑정착구(20)와 거더정착구(30)를 이용하여 3선의 낙뢰유도선(10)(10')을 고정하되,
    주탑정착구(20)와 거더정착구(30)에 인접한 낙뢰유도선(10)(10')에는 3방향의 고정아암(51)(51')을 갖는 확산고정구(50)(50')를 결합하여 낙뢰유도선(10)(10')이 강제 균등 배치되도록 구성하고, 상기 확산고정구(50)(50')의 사이에는 3방향의 지지아암(61)(61')을 갖는 간격유지구(60)(60')을 등간격으로 결합 형성하여 상기 균등 배치의 낙뢰유도선(10)(10')이 전구간 일정하게 간격 유지될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 사장교 케이블에 대한 낙뢰 보호 구조.
  4. 제 3항에 있어서,
    확산고정구(50)(50')의 고정아암(51)(51') 각 끝단에는, 체결볼트 및 체결너트를 갖는 고정클램프(52)(52')를 결합 형성함을 특징으로 하는 사장교 케이블에 대한 낙뢰 보호 구조.
  5. 제 3항에 있어서,
    간격유지구(60)(60')의 지지아암(61)(61') 각 끝단에는, 일측이 지지아암(61)(61')의 끝단에 힌지 결합된 가압판(63)이 회전걸림축(64)에 의해 밀착 결합되게 한 개폐클램프(62)(62')를 결합 형성함을 특징으로 하는 사장교 케이블에 대한 낙뢰 보호 구조.
  6. 제 5항에 있어서,
    간격유지구(60)(60')에는 3방향의 아암수용홈(65)(65')을 형성하여 상기 각 지지아암(61)(61')을 하단을 삽입하되, 상기 지지아암(61)(61')은 힌지축(66)을 이용하여 아암수용홈(63)(63')에 결합함에 따라 상기 힌지축(66)을 축점으로 지지아암(61)(61')이 회동될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 사장교 케이블에 대한 낙뢰 보호 구조.
  7. 제 6항에 있어서,
    아암수용홈(65)(65')의 내측에는 상기 지지아암(61)(61')의 양면에 밀착되게 한 탄성체(70)(70')를 삽입 형성하되,
    상기 탄성체(70)(70')는 아암수용홈(65)(65')의 내면과 지지아암(61)(61')의 외면 사이에 밀착 고정되도록 구성함을 특징으로 하는 사장교 케이블에 대한 낙뢰 보호 구조.
  8. 제 7항에 있어서,
    간격유지구(60)(60')의 일측에는 상기 아암수용홈(65)(65')을 개방하기 위한 아암커버(80)를 결합 형성하되,
    상기 아암수용홈(65)(65')의 내면과 지지아암(61)(61')의 양면 및 아암커버(80)의 내면에는 각기 힌지축(66)을 중심으로 방사상으로 형성된 저항홈(67)(67')을 형성하고, 상기 탄성체(70)(70')의 양면에는 상기 저항홈(67)(67')과 대응하는 저항돌기(71)(71')를 돌출 형성하여, 이들 저항홈(67)(67')과 저항돌기(71)(71')가 서로 계지된 상태로 서로 밀착 결합되도록 구성함을 특징으로 하는 사장교 케이블에 대한 낙뢰 보호 구조.
  9. 제 6항에 있어서,
    각각의 지지아암(61)(61')의 양측에는 간격유지구(60)(60')에 일측 끝단이 고정된 텐션스프링(90)(90')이 결합 고정되게 하여, 상기 텐션스프링(90)(90')에 의해 지지아암(61)(61')이 힌지축(66)을 축점으로 탄력 회동되도록 구성함을 특징으로 하는 사장교 케이블에 대한 낙뢰 보호 구조.
  10. 제 3항에 있어서,
    확산고정구(50)(50')의 고정아암(51)(51')과 간격유지구(60)(60')의 지지아암(61)(61')은 포켓부(51a(61a)와 끼움부(51b)(61b)가 서로 대응 형성되도록 분할 형성하여, 상기 포켓부(51a)(61a)에 대한 끼움부(51b)(61b)의 삽입 및 고정 위치에 따라 고정아암(51)(51') 및 지지아암(61)(61')에 대한 길이가 가변되도록 구성함을 특징으로 하는 사장교 케이블에 대한 낙뢰 보호 구조.
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