KR100406089B1 - 교량용 교좌장치의 측방팽출억제 탄성받침구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량의 상부 빔이나 구조물의 상부구조와 하부구조 사이에 설치되어 하중을 지지하는 탄성받침구에 관한 것으로서,

면진받침, 내진받침 등에 사용되는 탄성패드의 일반적인 현상은 상부하중의 증가에 따라 측방 자유면 팽출현상이 심화되어 탄성받침의 기능이 현저히 저하되게 되는바, 이를 억제하기 위하여 탄소섬유 등 고강도의 화학섬유 시트를 고무재질의 탄성패드의 내, 외부나 주위에 원통형으로 밀착, 보강시켜 일체화로 성형함으로서 측방보강 탄성패드로 구성된 탄성받침이 형성되며, 측방 팽출현상을 완벽하게 구속하여 보다 큰 하중을 지지하게 되는 동시에 좌굴현상 억제로 안전성이 향상되고 탄성패드의 외측면 보호에 의한 노화방지와 탄성받침 제작, 설치 및 유지보수 공정 간소화로 생산, 운반 및 시공비용이 크게 감소되는 내진 및 충격완화용 측방팽출억제 탄성받침구이다.

Description

교량용 교좌장치의 측방팽출억제 탄성받침구{Elastomeric Bearing of Restrained Side Expansion for Bridge Bearing}

본 발명은 교량이나 건축용 구조물 등의 베이스와 본체 사이에 적용되어 진동이나 충격을 완화시킬 목적으로 사용되는 교량용 교좌장치의 측방팽출억제 탄성받침구에 관한 것으로 좀더 구체적으로는 받침 대상물의 지속적인 하중에 의해 받침의 조직이 침하되면서 받침의 측방 자유면이 팽출되는 현상을 억제하기 위한 보강기능을 갖도록 한 것에 관한 것이다.

통상적으로 교량 및 제반 건축물에 적용되는 받침은 강재(鋼材) 받침 또는 고무재질의 탄성받침으로 구성되고 있는바, 그 중 탄성받침은 도 4에서와 같이 받침 대상물에 의해 상부 철판(10)에 지속적인 하중이 부여되는 경우 하중이 증가함에 따라 탄성고무패드(60)는 압축에 따른 조직의 침하와 동시에 측방 자유면이 불룩하게 밀려나오는 팽출부(61)를 초래하게 됨으로서 탄성 받침의 지지력이 감소되어 설치목적을 제대로 수행할 수 없었음은 물론 대형사고의 유발원인이 되는 문제점이 있었던 것으로,

이를 억제하기 위하여 종래 실시되는 탄성받침의 팽출 방지 방법중 대표적인 것으로서는 탄성패드의 상하 및 중간에 수평으로 적정 매수의 보강 철판을 삽입하여 일체화로 성형시킨 철판삽입보강 탄성받침패드를 제작 사용하는 방법으로서 탄성패드의 변형을 구속하여 팽출 현상을 어느 정도 저지하고 상부 하중에 대한 침하 억제력도 향상시킨바 있다.

그러나, 보강철판의 정밀한 절단, 가공, 조립 공정이 요구되고 또한 조밀한 간격의 보강 철판 사이사이에 고무 원료를 충진하여 정확히 성형, 압축, 가공한 후 가류(加硫)화 및 수증기 가열 공정 등 제작상의 복잡성과 소요기간 및 비용의 대폭적인 증가 등 많은 문제점을 야기하였던 것이다.

따라서 상기 문제점들을 개선하고 제작공정의 간소화와 탄성받침의 기능향상 및 경비절감과 아울러 제작설치 및 유지 보수작업이 용이한 보다 개량된 기술 및 시공법을 개발할 필요성이 현실적으로 절실하게 요구되는 실정에 있다.

따라서 본 발명의 목적은 교량 및 구조물 등의 탄성받침 제작 설치에 있어서 받침 대상물의 하중을 장기간의 지지하더라도 받침의 물리적 변형 없이 견고한 지지력을 지속적으로 유지할 수 있도록 하여 받침상태의 안정성을 보장받을 수 있도록 함은 물론 제작의 용이성과 제조비용의 절감을 기할 수 있는 새로운 구조의 탄성받침구를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 탄소섬유, 또는 유리섬유, 아라미드 섬유 등 고강도의 화학섬유 시트를 공지 탄성패드의 외주면이나 내 외부에 원통형으로 삽입시켜 일체화로 성형함으로서 측방의 보강기능이 부여되는 탄성패드로 탄성받침을 구성토록 하여 측방팽출현상을 억제할 수 있도록 하는 것이다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예를 보이 사시도이고,

도 1b는 도 1a의 종단면 예시도이며,

도 2a는 본 발명의 다른 구성예를 보이는 분해 사시도이고,

도 2b는 도 2a의 종단면 예시도이며,

도 3은 본 발명의 또 다른 구성예를 보이는 요부 절개 사시도.

도 4는 기존 구조의 탄성받침구에서 발생되는 측방 자유면의 팽출현상을 보이는 측면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 상부철판 20 : 하부철판

30 : 탄성패드 40 : 외주면 보강부재

40a : 내부보강부재 50 : 보강 탄성패드50a : 내부보강패드 50b : 외부보강패드50c : 고무 피복층 60 : 고무패드60c : 고무패드 팽출부

이하, 본 발명의 기술적 구성을 도면을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 고강도의 탄성체, 기타 납봉 등의 외주면 또는 내, 외부에 탄소섬유 등의 고강도 화학섬유 시트를 이용한 원통형의 측방팽출억제부재를 탄성받침에 적용토록 한 것으로,

도 1a 및 1b는 본 발명의 일 실시예로서 탄성받침을 구성함에 있어서 측면 팽출현상 억제와 받침기능 강화를 위하여 아크릴계(系) 섬유를 적당한 온도로 열처리하여 탄화(炭化)·결정화(結晶化)한 섬유로서, 가볍고, 영률(Young 率)이 크며, 높은 강성(剛性)을 지니고 있는 탄소섬유, 또는 아라미드 섬유 등 고강도의 화학 섬유재 시트를 공지의 탄성패드(30)의 외주면에 원통형으로 일체화되도록 부착시킨 외주면보강부재(40)를 적용시켜 보강탄성패드(50)를 구성토록 한 것으로,

상부 철판(10)으로부터의 하중이 가해지는 경우 탄성패드(30)에서 발생되는 측면 팽출력을 이 외면을 감싸고 있는 고강도의 외주면보강부재(40)가 지탱하여 주게되어 탄성패드(30)의 침하와 측면으로의 팽출현상을 억제하는 할 수 있는 것이다.

도 2a 및 2b는 본 발명의 다른 구성예로서,

탄성패드(30)의 외주면에는 상기 외주면보강부재(40)에 비해 상대적으로 작은 직경의 원통형의 내부보강부재(40a)를 삽입 구성하여 일체화함으로써 내부에는 내부보강패드(50a)가 형성되고 그 외부에는 외부보강패드(50b)가 형성되도록 하여 탄성패드(30)가 독립적인 기능을 갖는 두 개의 패드로 구성되도록 한 것으로, 상부 철판(10)으로부터의 하중이 가해지는 경우 탄성패드(30)에 가해지는 변형력을 외주면보강부재(40)와 내부보강부재(40a)에서 이중으로 차단 및 지지하게 되는 것이므로 탄성패드(30)에서 발생되는 침하(沈下)와 측면 팽출형상을 완벽하게 억제할 수 있게 된다.

또한 도 3은 본 발명의 또 다른 구성예로서 상기한 도 1a 또는 도 2a에서 구성되는 화학섬유를 적용시킨 탄성패드의 측면 외주면에 고무 피복층(50c)을 형성한 것으로 외관을 깔끔하게 유지할 수 있어 미관을 향상시킴과 아울러 먼지나 수분 등의 이물질유입을 방지할 수 있도록 한 것이다.

한편 상기에서, 탄소섬유 등 고강도의 보강수단들의 배치는 도 1a 및 도 1b에서의 외주면보강부재(40)과 같이 탄성패드(30)의 외주면만을 원통형으로 보강하는 구조 외에, 받침구의 크기와 목적에 따라 도 2a, 2b와 같이 상기 외주면보강부재(40)에 비해 상대적으로 작은 직경의 원통형 내부보강부재(40a)를 추가적으로 탄성패드(30)의 내부에 일체로 삽입 구성시켜 직경이 다른 복수개의 외주면보강부재(40) 및 내부보강부재(40a)를 통해 탄성패드(30)의 외부 및 내부 등에 내부보강패드(50a)와 외부보강패드(50b)가 각각 구성되도록 할 수 있으며, 특히 내부보강패드(50a)를 원통형의 납 또는 기타의 고강도의 탄성체로 대체하여 하중의 지지력 향상 및 면진 받침의 효과와 아울러 하중 지지점의 중심부와 외곽부분의 상이한 구성으로 인하여 교량의 처짐 변형에 적절하게 대응 할 수 있는 것이다.

상기 본 발명의 실시 예에서는 가장 효과적인 원통형의 탄성 받침만을 도시하고 있으나, 본 발명의 기술이 기타 다각형 받침 등 다양한 모양의 탄성받침구에게도 적용 가능함은 물론이다.

이와 같이 본 발명은 교량 및 구조물의 탄성받침구 내부에 종래의 수평 보강철판의 적층, 접합에 의하여 측방팽출 억제를 시도한 탄성받침들과 달리 탄소섬유 등 고강도의 화학섬유 시트를 이용한 보강부재를 원통형으로 삽입 보강시켜 일체화시킴으로써 측방의 물리적 변형을 억제 보강할 수 있는 탄성패드를 구성함으로서 장기간의 하중 압력이 가해지더라도 탄성받침구의 측방이 팽출되는 현상을 억제할 수 있음은 물론 중심부를 원통형 납 또는 기타의 고강도 탄성체로 대체하여 보강함으로써 받침의 면적 축소와 면진 및 지지 기능향상, 받침의 제작 설치 및 유지보수 공정 간소화를 기할 수 있으며, 제작비용의 절감 효과를 가져올 수 있다.

Claims (6)

1. 면진받침, 내진받침 등에 사용되는 원형 또는 다각형의 탄성받침구를 보강탄성패드(50)으로 구성하되 상기 보강탄성패드(50)는,

   상부 철판(10)과 하부 철판(20)사이에 배치되는 탄성재질의 탄성패드(30)와;

   상기 탄성패드(30)의 측방 자유면의 팽출현상을 구속할 수 있도록 탄성패드(30)의 외주면에 일체화되게 원통형으로 부착되는 고강도의 화학 섬유재 시트로 구성되는 외주면보강부재(40)로 결합 구성됨을 특징으로 하는 교량용 교좌장치의 측방팽출억제 탄성받침구.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 외주면보강부재(40)에 비해 상대적으로 작은 직경의 내부보강부재(40a)를 탄성패드(30)의 내부에 일체로 삽입 구성시켜 내부보강패드(50a)와 외부보강패드 (50b)가 각각 구성되도록 함을 특징으로 하는 교량용 교좌장치의 측방팽출억제 탄성받침구.
3. 제 2항에 있어서,

   내부보강패드(50a)를 납재질의 봉체로 구성함을 특징으로 하는 교량용 교좌장치의 측방팽출억제 탄성받침구.
4. 제 2항에 있어서,

   내부보강부재(40a)를 금속섬유시트로 구성함을 특징으로 하는 교량용 교좌장치의 측방팽출억제 탄성받침구.
5. 제 2항에 있어서,

   내부보강부재(40a)를 금속재질의 망체로 구성함을 특징으로 하는 교량용 교좌장치의 측방팽출억제 탄성받침구.
6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   시트상의 보강부재를 적용시킨 탄성패드의 측면 외주면에 부식과 노화방지용 고무 피복층(50c)을 일체로 형성함을 특징으로 하는 교량용 교좌장치의 측방팽출억제 탄성받침구.