KR100386774B1 - an earthquake force decentralization apparatus for a bridge - Google Patents
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- F16F15/022—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using dampers and springs in combination
Abstract
본 발명은 지진 발생한 때 상부구조물에 의해 발생되는 수평하중을 효과적으로 완화하면서 각 교각에 전달될 수 있도록 하는 교량의 지진하중 분산장치에 관한 것으로, 기존에 시공된 대부분의 교량시설물은 지진에 견딜 수 있는 내진 설계가 되어 있지 않은 상태이고, 현재 내진 설계에서는 지진이 발생할 때에 상부구조물의 수평방향의 변위에 의하여 발생되는 수평하중을 고정단 교각이 전부 부담하도록 설계하고 있는 예가 많으며, 종래의 지지하중 분산장치는 상부구조물와 하부구조물을 강선으로 연결하였기 때문에 지진 발생시 연결장치 및 상부구조물과 하부구조물에 충격을 유발하여 오히려 손상정도가 커지게 됨은 물론 충격완화를 위하여 사용하는 유압 충격완화장치의 정상 작동여부를 점검하기가 매우 곤란하게 되는 등의 문제가 있었고, 아울러 지진 발생시 상부구조물의 낙교를 방지하기 위하여 교각에 전단키를 설치하는 경우 상부구조물의 낙교는 어느 정도 방지할 수 있게 되지만 지진하중을 주변 가동단 교각에 분산하지는 못하게 되는 문제가 있었던 바, 수직판(11)에 정착봉 삽입구멍(11a)이 마련되고 수평판(12)이 상부구조물(100)의 하단에 밀착 설치되는 상부 브라켓트(10), 수직판(21)에 정착봉 삽입구멍(21a)이 형성되고 수평판(22)이 고정단 교각(201)의 좌ㆍ우측에 위치되는 가동단 교각(200)의 상단 일측에 밀착 설치되는 하부 브라켓트(20), 수나사(31a)가 형성된 선단부가 각 브라켓트(10)(20)의 정착봉 삽입구멍(11a)(21a)에 삽입 결합되는 정착봉(31)(32)이 연결부재(33)의 양단에 설치된 하중전달체(30), 그리고 각 브라켓트(10)(20)의 정착봉 삽입구멍(11a)(21a)을 통과한 각 정착봉(31)(32)의 선단부 외주에 설치되는 압축스프링(40), 각 정착봉(31)(32)의 선단부에 나사 결합되어 압축스프링(40)을 지지하는 지지너트(50)를 구비하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 의하면 지진 발생시 상부구조물(100)의 수평변위에 의하여 발생되는 수평하중을 고정단 교각(201) 주변의 가동단 교각(200)으로 지진하중을 분산시킬 수 있게 되므로 내진설계가 되어 있지 않은 기존의 교량에 적용하는 경우에는 지진력에 의해 하부구조물에 작용하는 하중을 최소화할 수 있게 되고, 신설되는 교량에 적용하는 경우에 고정단 교각(201)의 단면을 감소시킬 수 있어 경제성을 확보할 수 있게 되며, 지진 발생시 상부구조물(100)의 수평변위를 구속하는 교각의 개수가 증가하게 되어 상부구조물(100)의 수평방향의 변위를 감소시킬 수 있게 되므로 상부구조물(100)의 종방향 낙교를 방지할 수 있게 될 뿐 아니라 압축스프링(40)의 탄성복원력에 의하여 상부구조물(100)의 수평방향 고유진동수를 변화시킴으로써 공명현상의 발생을 방지할 수 있게 되어 하부구조물에 전달되는 지진력을 더욱 효과적으로 감소시킬 수 있게 되고, 온도변화 및 차량하중에 의한 상부구조물(100)의 수평변위 발생시 수평방향 변위를 허용할 수 있도록 고정단 교각(201)을 중심으로 지진하중 분산장치를 적절히 배열하면 평상시에는 본 발명의 지진하중 분산장치를 통해 교량의 어떤 구조체에도 2차 응력을 유발하지 않게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.The present invention relates to a seismic load distribution device of a bridge that can be transmitted to each bridge while effectively alleviating the horizontal load generated by the superstructure when the earthquake occurs, most of the existing bridge facilities that can withstand the earthquake In the seismic design, many seismic designs are designed to cover all horizontal loads caused by the horizontal displacement of the superstructure when an earthquake occurs. Since the upper structure and the lower structure are connected by steel wires, the earthquake generates a shock to the connecting device and the upper structure and the lower structure, which increases the degree of damage and also checks the normal operation of the hydraulic shock absorber used for the shock. There was a problem such as very difficult to do, In addition, when the shear key is installed in the piers to prevent the fall of the upper structure in the event of an earthquake, the fall of the upper structure can be prevented to some extent, but the seismic load cannot be distributed to the surrounding movable end piers. 11, a fixing rod inserting hole 11a is provided in the upper bracket 10 and a vertical plate 21 in which the horizontal plate 12 is installed in close contact with the lower end of the upper structure 100. A lower end portion 20 having a lower bracket 20 and a male thread 31a formed on the upper end side of the movable end piers 200, in which the horizontal plate 22 is positioned at the left and right sides of the fixed end piers 201. Load carriers 30 installed at both ends of the connecting member 33 are provided with fixing rods 31 and 32 inserted into and fixed to the fixing rod insertion holes 11a and 21a of the 10 and 20 brackets, respectively. A tip of each fixing rod 31 and 32 that has passed through the fixing rod insertion holes 11a and 21a of the (20). According to the present invention, there is provided a compression spring (40) installed at an outer circumference, and a support nut (50) which is screwed to the distal end of each fixing rod (31) (32) to support the compression spring (40). When generated, the horizontal load generated by the horizontal displacement of the upper structure 100 can be distributed to the movable bridge piers 200 around the fixed bridge piers 201 to be applied to existing bridges that are not seismic designed. In this case, it is possible to minimize the load acting on the substructure by the seismic force, and when applied to the new bridge can reduce the cross section of the fixed end piers 201 to ensure economic feasibility, when the earthquake occurs Since the number of piers constraining the horizontal displacement of the upper structure 100 is increased, the horizontal displacement of the upper structure 100 may be reduced, thereby preventing longitudinal falling of the upper structure 100. In addition, it is possible to prevent the occurrence of resonance by changing the natural frequency in the horizontal direction of the upper structure 100 by the elastic restoring force of the compression spring 40 can reduce the seismic force transmitted to the lower structure more effectively When the earthquake load dispersion device is properly arranged around the fixed end piers 201 to allow horizontal displacement of the upper structure 100 due to temperature change and vehicle load, the earthquake of the present invention Through the load balancer, it is possible to obtain an effect such as not causing secondary stress to any structure of the bridge.
Description
본 발명은 지진 발생한 때 상부구조물에 의해 발생되는 수평하중을 효과적으로 완화하면서 각 교각에 전달될 수 있도록 하는 교량의 지진하중 분산장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 교량의 고정단 교각에서 전부 지지하도록 하는 종래의 방법과는 달리 지진하중을 전달 시 발생되는 충격을 완충하면서 고정단 교각의 주변 가동단 교각으로 지진하중을 분산함으로서 고정단 교각의 안전성을 확보하고 상부구조의 수평변위량을 감소하여 지진시 발생될 수 있는 낙교를 방지할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.The present invention relates to a seismic load distribution device of a bridge that can be transmitted to each bridge while effectively alleviating the horizontal load generated by the superstructure when the earthquake occurs, and more specifically, to support all in the fixed end pier of the bridge Unlike the method, the seismic load is distributed to the movable bridge piers around the fixed bridge piers while buffering the shock generated during the transmission of the seismic loads, thereby securing the safety of the bridge piers and reducing the horizontal displacement of the superstructure. It is about helping to prevent possible stigma.
일반적으로 교량시설물은 하부구조물인 고정단 교각 및 가동단 교각의 상부에 상부구조물가 설치되는 형태를 갖는 것으로, 기존에 시공된 대부분의 교량시설물은 지진에 견딜 수 있는 내진 설계가 되어 있지 않은 상태이며, 현재 내진 설계에서는 지진이 발생한 때에 상부구조물의 수평방향의 변위에 의하여 발생되는 수평하중을 고정단 교각이 전부 지지하도록 설계하고 있는 예가 많다.In general, the bridge facilities have a form in which the upper structure is installed on the upper part of the fixed end pier and the movable end pier, which are lower structures, and most of the existing bridge facilities are not designed to withstand earthquakes. Currently, many seismic designs are designed such that the fixed pier supports all horizontal loads generated by the horizontal displacement of the superstructure when an earthquake occurs.
한편 종래에 있어서도 지진 발생시 고정단 교각에 작용하는 수평방향의 하중을 가동단 교각으로 분산하기 위한 지지하중 분산장치가 제안된 바 있으나 종래의지진하중 분산장치는 상부구조와 하부구조를 연결하는데 있어 강선으로 연결하였기 때문에 지진 발생 시 연결장치 및 상부구조물과 하부구조물에 충격을 유발하여 오히려 손상정도가 커지게 되는 문제가 있었고, 충격완화를 위하여 유압 충격완화장치를 사용하고 있으나 유지 관리시 유압 충격완화장치가 정상 작동하는 지의 여부를 점검하기가 매우 곤란하게 되는 문제가 있었다.Meanwhile, even in the past, a support load dispersing device for distributing a horizontal load acting on a fixed end pier to a moving end pier in case of an earthquake has been proposed, but the conventional earthquake load dispersing device is a steel wire for connecting the upper structure and the lower structure. Since the earthquake occurs, the connection device and the upper structure and the lower structure cause an impact, so that the degree of damage is rather large, and the hydraulic shock relief device is used for the maintenance of the shock. There was a problem that made it very difficult to check whether the system is operating normally.
또한 종래에 있어서는 지진 발생시 상부구조물의 낙교를 방지하기 위하여 교각에 전단키를 설치하는 예가 많았으나 이와 같은 경우 지진 발생시 상부구조물의 낙교는 어느 정도 방지되지만 지진하중을 주변 가동단 교각에 분산하지는 못하게 되는 문제가 있었다.In addition, in the past, in order to prevent the fall of the upper structure when the earthquake occurs in many cases, the shear key is installed in the piers in this case, but the fall of the upper structure is prevented to some extent, but the earthquake load is not distributed to the surrounding movable end piers There was.
본 발명은 상기와 같은 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 다음과 같은 기술적 과제를 해결할 수 있는 교량의 지진하중 분산장치를 제공하는데 있는 것이다.The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and an object thereof is to provide a seismic load dispersion device of a bridge that can solve the following technical problems.
즉, 첫 번째 지진 발생시 상부구조의 수평변위에 의하여 발생되는 수평하중을 교량구조물 및 하중분산장치에 충격을 유발시키지 않고 고정단 교각의 주변 가동단 교각에 지진하중을 분산시킬 수 있는 교량의 지진하중 분산장치,That is, when the first earthquake occurs, the seismic load of the bridge can distribute the seismic load to the movable bridge piers of the fixed bridge piers without causing the horizontal load generated by the horizontal displacement of the superstructure to cause damage to the bridge structures and the load balancing device. Disperser,
두 번째 평상시 온도 및 차량하중에 의한 상부구조의 수평변위 발생시 본 장치로 인하여 교량 어떤 구조체에도 2차 응력을 유발하지 않은 교량의 지진하중 분산장치,Second, seismic load dispersion device of bridge that does not cause secondary stress in any structure due to this device in case of horizontal displacement of superstructure by normal temperature and vehicle load,
세 번째 지진하중에 의하여 일단 압축된 강력 스프링이 다시 펴지려고 하는탄성 복원력에 의하여 상부구조의 수평방향 고유진동수를 변화시킴으로 인해 하부구조에 전달되는 지진력을 감소시킬 수 있는 교량의 지진하중 분산장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.Provides seismic load dispersing device for bridges that can reduce seismic force transmitted to substructure by changing natural frequency of superstructure by elastic resilient force that is compressed once by third earthquake load Its purpose is to.
도 1은 본 발명의 한 실시예의 설치 상태도1 is an installation state diagram of one embodiment of the present invention
도 2는 동 실시예의 종단면도2 is a longitudinal sectional view of the embodiment;
도 3은 동 실시예의 일부 분해 종단면도3 is a partial exploded longitudinal sectional view of the embodiment;
도 4는 동 실시예의 요부 분해 사시도4 is an exploded perspective view of main parts of the embodiment;
도 5는 도 2의 좌측면도FIG. 5 is a left side view of FIG. 2
도 6은 도 2의 우측면도6 is a right side view of FIG.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 : 상부 브라켓트 11 : 수직판10: upper bracket 11: vertical plate
11a : 정착봉 삽입구멍 12 : 수평판11a: fixing rod insertion hole 12: horizontal plate
20 : 하부 브라켓트 21 : 수직판20: lower bracket 21: vertical plate
21a : 정착봉 삽입구멍 30 : 하중전달체21a: fixing rod insertion hole 30: load carrier
31, 32 : 정착봉 33 : 연결부재31, 32: fixing rod 33: connecting member
40 : 압축스프링 50 : 지지너트40: compression spring 50: support nut
61 : 하부플랜지 내부 보강판 62 : 하부플랜지 외부 보강판61: lower flange inner reinforcement plate 62: lower flange outer reinforcement plate
63 : 고장력 볼트 71 : 정착철판63: high tension bolt 71: fixing plate
72 : 보강재 73 : 앵커볼트72: reinforcing material 73: anchor bolt
100 : 상부구조물 101 : 하부플랜지100: upper structure 101: lower flange
200 : 가동단 교각 201 : 고정단 교각200: movable end pier 201: fixed end pier
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상부구조물과 가동단 교각에 하중전달체를 연결하기 위한 브라켓트; 상부구조물의 수평변위를 구속하고 지진하중을 하부구조물인 교각에 전달하기 위해 상부구조물과 교각에 설치되어 있는 브라켓트를 서로 연결하는 하중전달체; 상부구조물의 수평변위를 구속할 때 발생될 수 있는 충격을 흡수하고 탄성복원력에 의해 상부구조물의 고유진동수를 변화시킬 수 있도록 하는 압축스프링으로 교량의 지진하중 분산장치를 구성하는 것을 특징으로 하며, 이하 그 구체적인 기술내용을 첨부도면에 도시한 한 바람직한 실시예를 통하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.In order to achieve the above object, the present invention provides a bracket for connecting a load carrier to the upper structure and the moving end piers; A load carrier connecting the upper structure and the brackets installed on the pier to restrain the horizontal displacement of the upper structure and transmit the earthquake load to the pier which is the lower structure; The seismic load dispersion device of the bridge is characterized by a compression spring that absorbs the shock that may occur when the horizontal displacement of the upper structure is restrained and changes the natural frequency of the upper structure by elastic restoring force. The specific technical details will be described in more detail with reference to one preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
즉, 도 1에서 도 6까지에는 본 발명의 한 실시 예가 도시되어 있는 바, 본 발명의 교량의 지진하중 분산장치는 수직판(11)에 정착봉 삽입구멍(11a)이 마련되고 수평판(12)이 상부구조물(100)의 하단에 밀착 설치되는 상부 브라켓트(10),That is, one embodiment of the present invention is shown in Figures 1 to 6, the seismic load distribution device of the bridge of the present invention, the fixing plate insertion hole (11a) is provided in the vertical plate 11 and the horizontal plate 12 The upper bracket 10 is installed in close contact with the lower end of the upper structure 100,
수직판(21)에 정착봉 삽입구멍(21a)이 형성되고 수평판(22)이 고정단 교각(201)의 좌ㆍ우측에 위치되는 가동단 교각(200)의 상단 일측에 밀착 설치되는 하부 브라켓트(20),A lower bracket having a fixing rod insertion hole 21a formed in the vertical plate 21 and a horizontal plate 22 closely attached to one side of the upper end of the movable end pier 200 located at the left and right sides of the fixed end pier 201. 20,
수나사(31a)가 형성된 선단부가 각 브라켓트(10)(20)의 정착봉 삽입구멍(11a)(21a)에 삽입 결합되는 정착봉(31)(32)이 연결부재(33)의 양단에 설치된 하중전달체(30),Loads provided at both ends of the connecting member 33 are provided with fixing rods 31 and 32 in which the end portion having the male screw 31a is inserted into the fixing rod insertion holes 11a and 21a of the respective brackets 10 and 20. Delivery body 30,
그리고 각 브라켓트(10)(20)의 정착봉 삽입구멍(11a)(21a)을 통과한 각 정착봉(31)(32)의 선단부 외주에 설치되는 압축스프링(40),And a compression spring 40 installed on the outer circumference of the distal end of each of the fixing rods 31 and 32 passing through the fixing rod insertion holes 11a and 21a of the brackets 10 and 20,
각 정착봉(31)(32)의 선단부에 나사 결합되어 압축스프링(40)을 지지하는 지지너트(50)를 구비하여서 되는 것이다.It is to be provided with a support nut 50 is screwed to the front end of each fixing rod (31) 32 to support the compression spring (40).
도시된 실시 예에 있어서 각 브라켓트(10)(20)는 도 2와 도 4와 같이 중앙부에 정착봉(31)(32)을 삽입할 수 있도록 하는 정착봉 삽입구멍(11a)(21a)이 천공되어 있는 수직판(11)(21)이 수평판(12)(22)의 일측 하단 또는 일측 상단에 설치되고, 수직판(11)(21)의 내측 전후방에 보강판(13)(23)이 설치된 형태를 갖는다.In the illustrated embodiment, each of the brackets 10 and 20 is perforated by fixing rod insertion holes 11a and 21a for inserting the fixing rods 31 and 32 into the center portion, as shown in FIGS. 2 and 4. The vertical plates 11 and 21 are provided at one lower end or one upper end of the horizontal plates 12 and 22, and the reinforcing plates 13 and 23 are provided at the front and rear sides of the vertical plates 11 and 21. It has an installed form.
한편 도시된 실시 예는 지진하중에 의해 하중전달체(30)에 큰 인장력이 작용할 때 상부구조물(100)의 하부플랜지(101)의 손상을 방지하기 위하여 하부플랜지 내부 보강판(61)과 하부플랜지 외부 보강판(62)을 고장력 볼트(63)로 체결하여 보강하고, 하부플랜지 외부 보강판(62)에 상부 브라켓트(10)의 수평판(12)을 용접 부착한 형태를 갖으며, 하부 브라켓트(20)를 가동단 교각(200)의 상단 일측에 설치하기 위하여 하부 브라켓트 수평판(22)의 하단 일측에 가동단 교각(200)의 일측 수직면과 밀착되는 정착철판(71)을 용접 부착하고, 수평판(22)과 정착철판(71)의 용접부위를 보강하기 위하여 삼각형의 보강재(72)를 수평판(22)과 정착철판(71) 사이에 용접 부착한 후 앵커볼트(73)를 이용하여 정착철판(71)과 수평판(22)을 가동단 교각(200)에 고정 설치한 형태를 갖는다.Meanwhile, the illustrated embodiment shows that the lower flange inner reinforcement plate 61 and the lower flange outside to prevent damage to the lower flange 101 of the upper structure 100 when a large tensile force is applied to the load carrier 30 by the earthquake load. The reinforcing plate 62 is fastened by fastening with a high tension bolt 63, and has a form in which the horizontal plate 12 of the upper bracket 10 is welded to the lower flange outer reinforcing plate 62, and the lower bracket 20 ) Is attached to the lower end side of the lower bracket horizontal plate 22 in order to install a) on the upper end side of the movable end piers 200 by welding the fixing iron plate 71 in close contact with one vertical surface of the movable end piers 200, and the horizontal plate In order to reinforce the welded portion of the 22 and the fixing plate 71, a triangular reinforcing member 72 is welded between the horizontal plate 22 and the fixing plate 71, and then fixed using the anchor bolt 73. 71 and the horizontal plate 22 are fixed to the movable end piers 200.
그리고 도시된 실시 예에 있어서 상부구조물(100)의 수평변위를 구속하고 지진하중을 가동단 교각(200)에 전달하는 기능을 하는 하중전달체(30)는 PS강봉으로 된 연결부재(33)의 양단에 한 쌍의 정착봉(31)(32)이 설치된 형태를 갖는 바, 본 고안에 있어서 연결부재(33)는 PS강선을 사용하여도 무방함은 물론이다.In addition, in the illustrated embodiment, the load carrier 30 which restrains the horizontal displacement of the upper structure 100 and transmits the earthquake load to the movable end piers 200 has both ends of the connection member 33 made of PS steel bars. A pair of fixing rods 31 and 32 are installed in the bar, and in the present invention, the connecting member 33 may use a PS steel wire as a matter of course.
한편 하중전달체(30)가 상부구조물(100)의 수평변위를 구속할 때 발생되는 충격하중을 완화시키는 역할을 할 뿐만 아니라 일단 압축된 후 다시 펴지려고 하는 탄성복원력을 유발시켜 상부구조물(100)의 고유진동수를 변화시킴으로 인해 가동단 교각(200)에 전달되는 하중을 감소시키는 기능을 하는 압축스프링(40)은 지지너트(50)를 체결하기 전에 하중전달체(30)의 정착봉(31)(32)에 삽입됨은 물론이다.On the other hand, not only serves to mitigate the impact load generated when the load carrier 30 restrains the horizontal displacement of the upper structure 100, but also causes the elastic restoring force to be unfolded once it is compressed, the upper structure of the upper structure 100 The compression spring 40, which reduces the load transmitted to the moving end piers 200 by changing the natural frequency, is fixed to the fixing rods 31 and 32 of the load carrier 30 before the support nut 50 is fastened. Of course).
도면부호중 미설명부호 105는 받침이다.Reference numeral 105 in the drawing is a support.
이와 같이 구성되는 본 발명에 있어서는 상부구조물(100)의 하부플랜지(101)에 고장력 볼트(63)를 이용하여 하부플랜지 외부 보강판(62) 및 그에 부착된 상부 브라켓트(10)를 설치하고, 하부구조물인 가동단 교각(200)에 앵커볼트(73)를 이용하여 정착철판(71) 및 하부 브라켓트(20)를 설치하는 한편 PS강선 혹은 PS강봉으로 이루어지는 연결부재(33)의 양단에 설치되어 있는 정착봉(31)(32)을 각 브라켓트(10)(20)의 수직판(11)(21)의 정착봉 삽입구멍(11a)(21a)에 삽입한 후 각 정착봉 삽입구멍(11a)(21a)을 통해 각 수직판(11)(21)의 일측으로 인출된 각 정착봉(31)(32)의 선단부에 압축스프링(40)을 삽입하고 지지너트(50)를 결합하면 간편하게 설치작업을 완료할 수 있게 된다.In the present invention constituted as described above, the lower flange outer reinforcement plate 62 and the upper bracket 10 attached thereto are installed by using the high tension bolt 63 on the lower flange 101 of the upper structure 100, and the lower portion While fixing the fixing plate 71 and the lower bracket 20 using the anchor bolt 73 to the movable end pier 200, which is a structure, are installed at both ends of the connecting member 33 made of PS steel wire or PS steel bar. The fixing rods 31 and 32 are inserted into the fixing rod insertion holes 11a and 21a of the vertical plates 11 and 21 of the brackets 10 and 20, respectively, and then each fixing rod insertion holes 11a ( The compression spring 40 is inserted into the front end of each of the fixing rods 31 and 32 drawn out to one side of each of the vertical plates 11 and 21 through 21a), and the support nut 50 is coupled to facilitate the installation work. You can complete it.
한편 본 발명에 있어서 각 브라켓트(10)(20)를 설치할 때는 도 1과 같이 고정단 교각(201)을 중심으로 좌측 가동단 교각(200)들과 우측 가동단 교각(200)들의 하중분산방향이 서로 반대가 되도록 설치하여 지진하중에 의하여 상부구조물(100)의 수평변위가 좌측방향(A방향)으로 발생될 때는 고정단 교각(201) 우측의 가동단 교각(200)들에 설치되어 있는 하중전달체(30)에만 인장력이 작용하여 상부구조물(100)의 변위를 구속함으로써 고정단 교각(201)과 그 우측의 가동단 교각(200)이 지진하중을 분담하도록 하고, 수평변위가 우측방향(B방향)으로 발생될 때는 고정단 교각(201) 좌측의 가동단 교각(200)들에 설치되어 있는 하중전달체(30)에만 인장력이 작용하여 상부구조물(100)의 변위를 구속함으로써 고정단 교각(201)과 그 우측의 가동단 교각(200)들이 지진하중을 분담하도록 한다.Meanwhile, in the present invention, when the brackets 10 and 20 are installed, load distribution directions of the left movable end piers 200 and the right movable end pier 200 are centered on the fixed end pier 201 as shown in FIG. 1. When the horizontal displacement of the upper structure 100 is generated in the left direction (A direction) due to seismic loads installed so as to be opposite to each other, the load carriers installed in the movable end piers 200 on the right side of the fixed end piers 201. The tension force acts only on the 30 to restrain the displacement of the upper structure 100 so that the fixed end pier 201 and the movable end pier 200 on the right side share the seismic load, and the horizontal displacement is in the right direction (B direction). When the force generated by the tensile force is applied only to the load carrier 30 is installed on the movable bridge piers 200 on the left side of the fixed bridge piers 201 fixed bridge piers 201 by restraining the displacement of the upper structure 100 And the movable bridge piers 200 on the right side share the seismic load. To do that.
즉, 상기와 같이 본 발명의 지진하중 분산장치가 장착된 교량에서 지진이 발생하여 상부구조물(100)에 도 1의 좌측방향(A방향)으로 수평변위가 발생하게 되면 고정단 교각(201)을 중심으로 그 우측에 위치한 가동단 교각(200)에 장착된 지진하중 분산장치가 가동하여 고정단 교각(201)과 함께 지진하중을 분담하게 되는 바, 상부구조물(100)이 좌측방향으로 이동하게 되면 그의 하단에 고정 설치된 각 상부 브라켓트(10)가 좌측방향으로 이동하게 되고, 그에 따라 각 하중전달체(30)가 좌측방향으로 이동하게 되면서 고정단 교각(201)의 우측에 위치한 각 가동단 교각(200)에 장착된 각 하부 브라켓트(20)의 일측에 설치된 압축스프링(40)이 압축되면서 고정단 교각(201)의 우측에 위치한 각 가동단 교각(200)에 지진하중이 전달되므로 고정단 교각(201) 및 그 우측에 위치한 각 가동단 교각(200)이 지지하중을 분담하여 감쇄시킬 수 있게 된다.That is, when the earthquake occurs in the bridge equipped with the seismic load dispersion device of the present invention as described above, when the horizontal displacement occurs in the left structure (A direction) of FIG. When the seismic load distribution device mounted on the movable end pier 200 located on the right side of the center is moved to share the seismic load with the fixed end pier 201, the upper structure 100 moves to the left. Each upper bracket 10 fixedly installed at the lower end thereof moves in the left direction, and thus each load carrier 30 moves in the left direction, and each movable end pier 200 located on the right side of the fixed end pier 201. Fixed end pier (201) because the seismic load is transmitted to each movable end pier (200) located on the right side of the fixed end pier (201) while the compression spring (40) installed on one side of each lower bracket (20) is compressed. ) And the right side Each of the movable end piers 200 can share and reduce the supporting load.
그리고 상부구조물(100)에 도 1의 우측방향(B방향)으로 수평변위가 발생하게 되면 고정단 교각(201)을 중심으로 좌측에 위치한 가동단 교각(200)에 장착된 지지하중 분산장치가 가동하여 고정단 교각(201)과 함게 지진하중을 분담하게 되는 바, 상부구조물(100)이 우측방향으로 이동하게 되면 그의 하단에 고정 설치된 각 상부 브라켓트(10)가 우측방향으로 이동하게 되고, 그에 따라 각 하중전달체(30)가 우측방향으로 이동하게 되면서 고정단 교각(201)의 좌측에 위치한 각 가동단 교각(200)에 장착된 각 하부 브라켓트(20)의 일측에 설치된 압축스프링(40)이 압축되면서 고정단 교각(201)의 좌측에 위치한 각 가동단 교각(200)에 지진하중이 전달되므로 고정단 교각(201) 및 그 좌측에 위치한 각 가동단 교각(200)이 지지하중을 분담하여 감쇄시킬 수 있게 된다.When the horizontal displacement occurs in the upper structure 100 in the right direction (B direction) of FIG. 1, the support load dispersing device mounted on the movable end pier 200 located on the left side of the fixed end pier 201 is operated. By sharing the seismic load with the fixed end pier 201, when the upper structure 100 is moved to the right direction, each upper bracket 10 fixed to its lower end is moved to the right direction, accordingly Compression springs 40 installed on one side of each lower bracket 20 mounted on each movable end pier 200 located on the left side of the fixed end pier 201 move each load carrier 30 in the right direction. While the seismic load is transmitted to each movable end pier 200 located on the left side of the fixed end pier 201, the fixed end pier 201 and each movable end pier 200 located on the left side share the supporting load and attenuate it. It becomes possible.
상기의 지진하중 대응과정에서 압축스프링(40)을 통해 하중전달체(30)에 인장력이 작용하는 경우에는 압축스프링(40)이 압축되면서 하중전달에 따른 충격을 방지할 수 있게 되고, 일단 압축된 압축스프링(40)이 다시 펴지려고 하는 탄성복원력에 의하여 상부구조물(100)의 고유진동주기를 변화시키게 되므로 하부구조물인 각 교각(200)(201)에 가해지는 수평하중을 감소시킬 수 있게 된다.When the tensile force acts on the load carrier 30 through the compression spring 40 in the seismic load corresponding process, the compression spring 40 is compressed, thereby preventing the impact of the load transfer, and once compressed Since the natural vibration period of the upper structure 100 is changed by the elastic restoring force that the spring 40 is to be unfolded, it is possible to reduce the horizontal load applied to each of the piers 200 and 201 which are the lower structures.
그리고 본 발명에 있어서 평상시에 온도변화 및 활하중에 의하여 상부구조물(100)이 교정단 교각(201)을 중심으로 신축되는 경우에는 상부 브라켓트(10) 및 하중전달체(30)가 좌우방향으로 자유로이 활동할 수 있게 되므로 2차 응력의 발생을 방지할 수 있게 된다.And in the present invention, when the upper structure 100 is stretched around the calibration bridge piers 201 due to the temperature change and the live load in normal times, the upper bracket 10 and the load carrier 30 can freely act in the left and right directions. Since the secondary stress can be prevented.
이상에서와 같이 본 발명은 상부구조물(100)에 설치한 상부 브라켓트(10)와 가동단 교각(200)에 설치한 하부 브라켓트(20)의 사이에 하중전달체(30)를 설치하고, 하중전달체(30)의 양단에 압축스프링(40)을 설치하여 지진 발생으로 상부구조물(100)에 수평변위가 생긴 경우 고정단 교각(201)은 물론 그의 좌측이나 우측에 위치하는 가동단 교각(200)에서 지진하중을 분산 수용할 수 있게 한 것으로, 본 발명에 의하면 지진 발생시 상부구조물(100)의 수평변위에 의하여 발생되는 수평하중을 교량구조물 및 지진하중 분산장치에 충격을 유발시키지 않고 고정단 교각(201) 주변의 가동단 교각(200)으로 지진하중을 분산시킬 수 있게 되는 효과를 얻을 수 있게 된다.As described above, in the present invention, the load carrier 30 is installed between the upper bracket 10 installed on the upper structure 100 and the lower bracket 20 installed on the movable end pier 200, and the load carrier ( If the horizontal displacement occurs in the upper structure 100 due to the earthquake by installing the compression springs 40 at both ends of 30), the earthquake in the fixed end pier 201 as well as the movable end pier 200 located on the left or right side thereof. According to the present invention, the horizontal load generated by the horizontal displacement of the upper structure 100 during an earthquake does not cause an impact on the bridge structure and the seismic load dispersing device. It is possible to obtain the effect of being able to disperse the seismic load to the moving edge pier 200 around.
그리고 본 발명을 내진설계가 되어 있지 않은 기존의 교량에 적용하는 경우에는 지진력에 의해 하부구조물에 작용하는 하중을 최소화함으로서 교량의 안전성을 확보할 수 있게 되며. 신설되는 교량에 적용하는 경우에는 고정단 교각(201)의 단면을 감소시킬 수 있어 경제성을 확보할 수 있게 되는 효과를 얻을 수 있게 된다.In addition, when the present invention is applied to an existing bridge that is not designed to be seismic, it is possible to secure the safety of the bridge by minimizing the load acting on the substructure by seismic force. When applied to the newly established bridge can reduce the cross section of the fixed end piers 201 it is possible to obtain the effect that can ensure economic feasibility.
아울러 본 발명에 의하면 지진하중을 고정단 교각(201) 주변의 가동단 교각(200)으로 분산시키기 때문에 지진 발생시 상부구조물(100)의 수평변위를 구속하는 교각의 개수가 증가하게 되어 상부구조물(100)의 수평방향의 변위를 감소시킬 수 있게 되므로 상부구조물(100)의 종방향 낙교를 방지할 수 있게 되며, 동일한 장치를 교각에서 횡방향으로 설치하는 경우 상부구조물(100)의 횡방향 변위를 구속할 수 있어 횡방향 진동에 따른 상부구조물(100)의 낙교를 방지할 수도 있게 된다.In addition, according to the present invention, since the seismic load is distributed to the movable end piers 200 around the fixed end piers 201, the number of piers constraining the horizontal displacement of the superstructure 100 when an earthquake occurs increases the top structure 100. Since it is possible to reduce the displacement in the horizontal direction of the can be prevented in the longitudinal fall of the upper structure 100, restrain the lateral displacement of the upper structure 100 when the same device is installed in the transverse direction in the piers It is possible to prevent falling of the upper structure 100 due to the lateral vibration.
또한 본 발명에 의하면 지진하중에 의하여 일단 압축된 압축스프링(40)이 다시 펴지려고 하는 탄성복원력에 의하여 상부구조물(100)의 수평방향 고유진동수를 변화시킴으로써 공명현상의 발생을 방지할 수 있게 되어 하부구조물에 전달되는 지진력을 더욱 효과적으로 감소시킬 수 있게 되며, 온도변화 및 차량하중에 의한 상부구조물(100)의 수평변위 발생시 수평방향 변위를 허용할 수 있도록 고정단 교각(201)을 중심으로 지진하중 분산장치를 적절히 배열하면 평상시에는 본 발명의 지진하중 분산장치를 통해 교량의 어떤 구조체에도 2차 응력을 유발하지 않게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.In addition, according to the present invention it is possible to prevent the occurrence of resonance by changing the natural frequency in the horizontal direction of the upper structure 100 by the elastic restoring force once the compression spring 40 is compressed again by the earthquake load It is possible to reduce the seismic force transmitted to the structure more effectively, and to distribute the seismic load around the fixed end pier 201 to allow horizontal displacement in case of horizontal displacement of the upper structure 100 due to temperature change and vehicle load. When the device is properly arranged, the seismic load dispersion device of the present invention can usually obtain an effect such as not causing secondary stress to any structure of the bridge.
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