KR100448485B1 - 교량용 신축이음장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 교량상판에 설치되는 교량용 신축이음장치에 있어서, 상기 교량상판에 형성된 이격간격을 사이에 두고 상기 교량상판에 각각 매입되는 한 쌍의 수직플레이트와; 상기 수직플레이트의 상단에 수평방향을 따라 각각 결합되며, 적어도 일부 구간에서 평행하게 상호 중첩되는 한 쌍의 수평플레이트와; 상기 한 쌍의 수평플레이트 중 상측에 배치된 수평플레이트의 상단에 안착되는 탄성메트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 금형이 없이도 제조할 수 있어 부분적인 유지보수 작업이 수월할 뿐만 아니라 그라우팅 수용부의 깊이에 맞추어 적절하게 높이를 조절할 수 있다. 또한, 중첩되는 한 쌍의 수평플레이트 사이에 미끄럼부재를 마련할 경우, 신축작용을 원활하게 수행하면서도 이격간격 사이로 물을 포함한 이물질이 침투되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 그리고, 신축이음장치의 상단에 탄성메트를 마련한다면, 수직하중에 대한 진동을 효과적으로 완충시켜 충격가중치를 낮추고, 충격하중에 대한 교량의 피로도를 감소시켜 교량의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
Description
본 발명은, 교량용 신축이음장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 철도 교량에 적용가능한 교량용 신축이음장치에 관한 것이다.
교량구조물은 온도변화 및 하중에 따라서 팽창하고 수축된다. 그러므로 일정한 길이 이상으로 건설되는 교량 구조물, 특히 상부구조물은 일정 길이마다 적정한 간격("이격간격"이라 함)을 가지고 있다. 이러한 이격간격에는 자세히 후술할 신축이음장치가 설치되는데, 신축이음장치로 인해 교량의 상부구조물이 손상되는 것이 방지되고, 차량이 원활하게 주행한다.
그러나 무수히 공지된 교량용 신축이음장치는 상부구조물의 수축 및 팽창에 따라 유연하게 신축되기는 하나, 물의 침투를 저지하는데는 구조적으로 취약하다. 특히, 신축이음장치가 철도교량에 적용될 경우, 침목에 설치된 레일의 하부에는 많은 자갈이 배치되어 있으므로 물이 침투되기가 매우 용이할 뿐만 아니라 경우에 따라서는 이격간격으로 자갈이 개재되어 교량의 신축작용을 저해하는 경우가 흔히 발생한다. 또한, 종래의 신축이음장치는 수직하중에 대한 진동을 완충시키지 못하므로 충격가중치가 높을 수밖에 없어 충격하중에 대한 교량의 피로도가 높아져 교량의 수명이 오래 유지될 수 없다.
또한, 제품의 높이가 높은 단점이 있으며, 별도의 금형 작업 없이는 제품을 생산할 수 없는 단점이 있다. 또한, 금형에 의해 신축이음장치가 일체로 제조되는 것이 보통이므로 부분적인 유지보수 작업이 어렵다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 신축작용을 원활하게 수행하면서도 이격간격 사이로 물을 포함한 이물질이 침투되는 것을 효과적으로 방지할 수 있도록 한 교량용 신축이음장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 수직하중에 대한 진동을 효과적으로 완충시켜 충격가중치를 낮추고, 충격하중에 대한 교량의 피로도를 감소시켜 교량의 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 것이다.
또한, 금형이 없이도 제조할 수 있어 부분적인 유지보수 작업이 수월하며, 그라우팅 수용부의 깊이에 맞추어 적절하게 높이를 조절할 수 있도록 한 교량용 신축이음장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 교량용 신축이음장치의 사시도,
도 2는 도 1의 부분 절취 분해사시도,
도 3은 도 1의 설치상태의 부분 단면도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 교량용 신축이음장치의 설치상태의 부분 단면도,
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 교량용 신축이음장치가 철도교량에 적용된 상태의 설치상태의 부분 단면도,
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 교량용 신축이음장치의 부분 단면도,
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 교량용 신축이음장치의 설치상태의 부분 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11,12 : 수직플레이트 21,22 : 수평플레이트
30 : 미끄럼부재 40 : 탄성부재
50 : 더미부재 60 : 탄성메트
상기 목적은, 본 발명에 따라, 교량상판에 설치되는 교량용 신축이음장치에 있어서, 상기 교량상판에 형성된 이격간격을 사이에 두고 상기 교량상판에 각각 매입되는 한 쌍의 수직플레이트와; 상기 수직플레이트의 상단에 수평방향을 따라 각각 결합되며, 적어도 일부 구간에서 평행하게 상호 중첩되는 한 쌍의 수평플레이트와; 상기 한 쌍의 수평플레이트 중 상측에 배치된 수평플레이트의 상단에 안착되는 탄성메트를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치에 의해 달성된다.
여기서, 상호 중첩되는 한 쌍의 수평플레이트 사이에는 미끄럼부재가 개재됨으로써, 신축작용을 원활하게 수행하면서도 이격간격 사이로 물을 포함한 이물질이 침투되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이때, 상기 미끄럼부재는 탄성재질을 갖는 것이 바람직하다.
상기 미끄럼부재 내에 개재되어 상기 미끄럼부재의 강성을 유지시키는 보강시트가 더 마련될 수 있다. 이 때, 상기 보강시트는 석면재, 합성섬유재 및 금속재 중 적어도 어느 하나의 재질을 갖도록 함으로써, 미끄럼부재가 부식되어 절단되는 것을 방지할 수 있다.
상호 결합된 상기 수직 및 수평플레이트는 종단면 "Ｔ" 형상을 갖는다. 그러나, 경우에 따라 상호 결합된 상기 수직 및 수평플레이트는 종단면 "ㄱ" 형상을 가질 수도 있음은 물론이다.
상기 각 수직플레이트 사이에서 상기 각 수직플레이트를 신축가능하게 연결지지하는 탄성부재가 더 마련된다. 이 때, 상기 탄성부재의 판면에는 상기 한 쌍의 수직플레이트가 상호 접근 및 이격되는 방향을 따라 가변되는 주름부가 형성되어 있는 것이 유리하다.
상기 탄성부재의 양측 단부에는 물림부가 형성되어 있으며, 상기 물림부가 물림유지될 수 있도록 각 수직플레이트의 내측에는 판면으로부터 함몰된 물림수용부를 갖는 한 쌍의 더미부재를 마련할 수 있다.
상기 각 수직플레이트의 측면에는 상기 교량상판 내에 콘크리트 타설되는 복수의 앵커가 마련된다.
상기 한 쌍의 수평플레이트 중 폭이 넓은 수평플레이트가 폭이 좁은 수평플레이트의 상측에 배치된다. 한편, 상기 탄성메트에는 판면으로부터 상향 돌출된 복수의 엠보싱돌기와 배수용 그루브가 형성되어 있을 수 있다.
이하에서는 철도교량을 도시한 첨부도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 그리고, 대표되는 제1실시예를 중심으로 자세하게 설명하며, 나머지 실시예들에 대해서는 제1실시예와 차별되는 부분만 설명하고 참조부호는 구별한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 교량용 신축이음장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 교량상판(B,B')에 형성된 이격간격(H)을 사이에 두고 교량상판(B,B')에 각각 매입되는 한 쌍의 수직플레이트(11,12)와, 수직플레이트(11,12)의 상단에 수평방향을 따라 각각 결합되는 한 쌍의 수평플레이트(21,22)를 갖는다.
여기서, 상호 결합되어 종단면 "Ｔ" 형상, "ㄱ" 형상 및 "Ｉ" 형상을 갖는 수직플레이트(11,12)와 수평플레이트(21,22)는 별도의 철판부재로 형성하여 각각 용접 및 볼트 결합시킬 수도 있으며, "Ｉ"형강이나 "Ｌ"형강, 혹은 "Ｈ"비임과 같은 부재를 부분적으로 절단 및 용접하여 제조할 수 있다. 이에, 상호 결합된 수직플레이트(11,12)와 수평플레이트(21,22)는 종단면 "Ｔ" 형상, "ㄱ" 형상 및 "Ｉ" 형상을 이룰 수 있다. 따라서, 금형이 없이도 제조할 수 있어 제조가 용이할 뿐만 아니라 부분적인 유지보수 작업이 수월하며, 그라우팅 수용부의 깊이에 맞추어 적절하게 높이를 조절할 수 있게 된다.
수직플레이트(11,12)의 측면에는 복수의 앵커(33)가 마련되어 있다. 앵커(33)는 교량상판(B,B')에 소정의 그라우팅 수용부를 형성한 후, 콘크리트(C) 타설할 경우, 콘크리트(C)에 일체로 매입되도록 함으로써, 수직플레이트(11,12)를 견고하게 지지하는 역할을 한다.
여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 그 단부에 확경부(34)가 형성되어 있는 앵커(33)를 이용할 수도 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 환봉의 형태로 된 앵커(33b)를 이용할 수도 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 하향 절취된 철근수용부(34c)가 형성된 형태의 앵커(33c)를 적용할 수도 있고, 도 6에 도시된 바와 같이, 상향 절취된 철근수용부(34d)가 형성된 형태의 앵커(33d)를 이용할 수도 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이, 철근수용부(34e)가 관통공의 형태로 된 앵커(33e)를 채용할 수도 있다.
수직플레이트(11,12)의 판면에는 인접된 다른 신축이음장치(미도시)와 연속적으로 결합될 수 있도록 접속편(35)이 마련되어 있다. 접속편(35)에는 도시 않은 볼트가 삽입될 수 있도록 판면에 볼트수용부(36)가 관통형성되어 있다. 그러나, 접속편(35)은 반드시 도 1의 형상을 가질 필요는 없다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상단으로부터 하향 절취된 볼트수용부(36d)를 가지는 접속편(35d)으로 대체할 수도 있고, 도 7에 도시된 바와 같이, 측면으로부터 수평방향으로 절취된 볼트수용부(36e)를 가지는 접속편(35e)으로 이용할 수도 있다. 여기서, 각 접속편(35 ~ 35e)은 그 위치가 도시된 바와 같이 변경될 수 있을 뿐만 아니라 각 수평플레이트(21~21e,22~22e)의 하단에 결합될 수도 있다.
각 수직플레이트(11,12) 사이에는 탄성부재(40)가 개재된다. 탄성부재(40)는 수평플레이트(21,22) 및 수직플레이트(11,12)의 신축작용을 원활하게 수행하면서도 이격간격(H) 사이로 물을 포함한 이물질이 침투되는 것을 방지한다. 이를 위해, 탄성부재(40)의 판면에는 한 쌍의 수직플레이트(11,12)가 상호 접근 및 이격되는 방향을 따라 가변되는 주름부(41)가 형성되어 있다. 본 실시예에서는 주름부(41)로 탄성부재(40)의 중앙영역을 하향 만곡시켜 형성하고 있다. 그러나, 이러한 형상 외에도, "Ｗ"형상을 비롯하여 자바라 형상 등을 이룰 수 있다.
그리고, 탄성부재(40)의 양측 단부에는 탄성부재(40)의 평균 두께에 비해 크게 형성되고 원형, 혹은 비원형의 형상을 갖는 물림부(43)가 형성되어 있다. 물림부(43)는 각 수직플레이트(11,12)의 대향 단부에 각각 설치된 더미부재(50)의 물림수용부(51)에 물림유지된다. 따라서, 탄성부재(40)는 각 수직플레이트(11,12) 사이에서 견고하게 위치고정될 수 있으며, 신축작용과 더불어 침투된 물의 배수로를 형성하게 된다.
수평플레이트(21,22)는 각 수직플레이트(11,12)의 상단에 결합되며, 일부 구간에서 평행하게 상호 중첩되게 배치된다. 이하, 한 쌍의 수평플레이트(21,22) 중, 폭이 넓은 수평플레이트를 상부 수평플레이트(21)라 하고, 폭이 좁은 수평플레이트의 하부 수평플레이트(22)라 하여 설명한다.
상부 수평플레이트(21)와 하부 수평플레이트(22) 사이의 상호 중첩 구간에는 판상의 미끄럼부재(30)가 개재된다. 미끄럼부재(30)는 상부 수평플레이트(21)와 하부 수평플레이트(22)간의 상호 수평적인 미끄럼 운동을 가능케 하여 지진이 발생할 경우, 교량상판(B,B')이 이격간격(H)을 두고 상호 접근 및 이격되는 수평방향으로 이동하는 변위에 대해 전단력이 작용될 수 있도록 한다. 따라서, 수직플레이트(11,12)를 포함하여 수평플레이트(21,22)간의 신축작용을 원활하게 한다.
또한, 미끄럼부재(30)는 이격간격(H) 사이로 물을 포함한 이물질이 침투되는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 즉, 상부 수평플레이트(21)와 하부 수평플레이트(22) 사이의 간격을 기밀유지시킴으로써, 최종적으로 이격간격(H)으로 물을 포함한 이물질이 침투하는 것을 방지하게 된다. 물의 침투를 효과적으로 방지하기 위해, 미끄럼부재(30)의 판면에는 상부 수평플레이트(21)와 하부 수평플레이트(22)와의 기밀접촉을 위한 돌출된 리브(46, 도 2 참조)를 마련할 수 있다.
이러한 미끄럼부재(30)는, 본 실시예들에서 탄성재질, 예를 들어, 고무나, 압축스티로폼, 압축스펀지, 우레탄, 엔지니어링 플라스틱 중 적어도 어느 하나의 재질을 갖도록 하고 있다.
여기서, 상부 수평플레이트(21)와 하부 수평플레이트(22) 중 어느 일면은 미끄럼부재(30)의 일면과 고정하고 타면은 미끄럼부재(30)와 유동가능하도록 하여 상부 수평플레이트(21)와 하부 수평플레이트(22)간의 상호 미끌림 이동을 형성할 수 있다. 또한, 미끄럼부재(30)의 양면 모두를 상부 수평플레이트(21)와 하부 수평플레이트(22)의 판면에 대해 유동가능하도록 하여 상부 수평플레이트(21)와 하부 수평플레이트(22)간의 상호 미끌림 이동을 형성할 수 있다.
이러한 미끄럼부재(30) 내에는 미끄럼부재(30)에 강성을 유지시키는 보강시트(31)가 마련된다. 보강시트(31)는 석면재, 합성섬유재 및 금속재 중 적어도 어느 하나의 재질로 형성할 수 있으며, 미끄럼부재(30)가 자외선 등에 의해 부식되어 찢어지는 것을 방지한다.
한편, 상부 수평플레이트(21)의 판면에는 탄성메트(60)가 더 설치된다. 탄성메트(60)는 이격간격(H)으로 자갈이 개재되는 것을 방지할 뿐만 아니라 교량의 하부구조로 물이 침투하는 것을 효과적으로 차단하기 위해 마련되며, 상부 수평플레이트(21)의 면적에 비해 넓게 형성된다. 이 때, 탄성메트(60)는 그 크기를 무한정 크게 제조할 수 없으므로, 적당한 크기의 탄성메트부분(60',60")으로 분할하여 제조한 후 이들을 상호 판면방향으로 조립하는 것이 유리하다. 이를 위해, 탄성메트부분(60',60")들에는 상호 끼워질 수 있는 물림부(64)와 물림수용부(65)를 마련하는 것이 유리하다(도 2 참조).
이러한 탄성메트(60)는 예를 들어, 고무나, 압축스티로폼, 압축스펀지, 우레탄, 엔지니어링 플라스틱 중 적어도 어느 하나의 재질을 갖도록 형성할 수 있으며, 교량상판(B,B')의 하중에 대해 압축력이 작용될 수 있도록 한다. 이러한 탄성메트(60)에는 판면으로부터 상향 돌출된 복수의 엠보싱돌기(61)가 형성되어 있다. 그리고, 판면에는 배수용 그루브(62)가 함몰형성되어 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 제1실시예에 따른 교량용 신축이음장치를 시공하기 위해서는 도 3에 도시된 바와 같이, 신축이음장치의 설치영역을 결정하여 그라우팅 수용부를 형성한 후, 이격간격(H)을 사이에 두고 한 쌍의 수직플레이트(11,12)가 배치될 수 있도록 하면서 수직플레이트(11,12) 및 수평플레이트(21,22)를 설치한다. 이 때, 각 수직플레이트(11,12) 사이에 흡음재(70)를 배치할 수 있다.
그런 다음, 앵커(33)에 선택적으로 철근(미도시)을 용접 결합시키고, 상부 수평플레이트(21)와 하부 수평플레이트(22) 사이의 중첩 영역에 미끄럼부재(30)를개재시킨다. 이 후, 더미부재(50)에 형성된 물림수용부(51)에 탄성부재(40)의 양단에 형성된 물림부(43)가 끼워지도록 한다.
이처럼 시공되었을 때, 신축이음장치가 철도교량에 적용된 경우라면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 수평플레이트(21c)의 상면에 탄성메트(60c)를 적층 배치한다. 이 때, 전술한 바와 같이, 탄성메트(60c)는 부분적으로 분할되는 탄성메트부분(60c',60c")으로 이루어져 있고 각 탄성메트부분(60c',60c")에는 상호 맞물림되는 물림부(64c)와 물림수용부(65c)가 형성되어 있으므로, 탄성메트부분(60c",60c")을 판면방향으로 상호 조립하여 상부 수평플레이트(21c)의 상면에 적층배치한다(도 2를 부분적으로 참조). 그런 다음, 탄성메트(60c)의 상부에 복수의 자갈(80)을 배치하고 일정한 간격으로 침목(70)을 설치한 후, 레일(90)을 설치하면 철도교량으로 이용할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 수직플레이트(11,12)의 상단에 수평방향을 따라 각각 결합되며, 적어도 일부 구간에서 평행하게 상호 중첩되는 한 쌍의 수평플레이트(21,22)를 마련함으로써, 신축작용을 원활하게 수행하면서도 이격간격(H) 사이로 물을 포함한 이물질이 침투되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 수직하중에 대한 진동을 효과적으로 완충시켜 충격가중치를 낮추고, 충격하중에 대한 교량의 피로도를 감소시켜 교량의 수명을 연장시킬 수 있다.
그리고, 금형이 없이도 제조할 수 있어 부분적인 유지보수 작업이 수월하며, 그라우팅 수용부의 깊이에 맞추어 적절하게 높이를 조절할 수 있도록 한 교량용 신축이음장치를 제공할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 신축작용을 원활하게 수행하면서도 이격간격 사이로 물을 포함한 이물질이 침투되는 것을 효과적으로 방지할 수 있도록 한 교량용 신축이음장치가 제공된다.
그리고, 신축이음장치의 상단에 탄성메트를 설치함으로써, 수직하중에 대한 진동을 효과적으로 완충시켜 충격가중치를 낮추고, 충격하중에 대한 교량의 피로도를 감소시켜 교량의 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 금형이 없이도 제조할 수 있어 부분적인 유지보수 작업이 수월하며, 그라우팅 수용부의 깊이에 맞추어 적절하게 높이를 조절할 수 있다.
Claims (14)
- 교량상판에 설치되는 교량용 신축이음장치에 있어서,상기 교량상판에 형성된 이격간격을 사이에 두고 상기 교량상판에 각각 매입되는 한 쌍의 수직플레이트와;상기 수직플레이트의 상단에 수평방향을 따라 각각 결합되며, 적어도 일부 구간에서 평행하게 상호 중첩되는 한 쌍의 수평플레이트와;상기 한 쌍의 수평플레이트 중 상측에 배치된 수평플레이트의 상단에 안착되는 탄성메트를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
- 제1항에 있어서,상호 중첩되는 한 쌍의 수평플레이트 사이에는 미끄럼부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
- 제2항에 있어서,상기 미끄럼부재는 탄성재질을 갖는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
- 제3항에 있어서,상기 미끄럼부재 내에 매입되어 상기 미끄럼부재의 강성을 유지시키는 보강시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
- 제4항에 있어서,상기 보강시트는 석면재, 합성섬유재 및 금속재 중 적어도 어느 하나의 재질을 갖는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
- 제1항에 있어서,상호 결합된 상기 수직 및 수평플레이트는 종단면 "Ｔ" 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
- 제1항에 있어서,상기 각 수직플레이트 사이에서 상기 각 수직플레이트를 신축가능하게 연결지지하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
- 제7항에 있어서,상기 탄성부재의 판면에는 상기 한 쌍의 수직플레이트가 상호 접근 및 이격되는 방향을 따라 가변되는 주름부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
- 제7항에 있어서,상기 탄성부재의 양측 단부에는 물림부가 형성되어 있으며, 상기 물림부가물림유지될 수 있도록 각 수직플레이트의 내측에는 판면으로부터 함몰된 물림수용부를 갖는 한 쌍의 더미부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
- 제1항에 있어서,상기 각 수직플레이트의 측면에 결합되어 상기 교량상판 내에 콘크리트 타설되는 복수의 앵커를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
- 제1항에 있어서,상기 한 쌍의 수평플레이트 중 폭이 넓은 수평플레이트가 폭이 좁은 수평플레이트의 상측에 배치되는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 탄성메트에는 판면으로부터 상향 돌출된 복수의 엠보싱돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
- 제1항에 있어서,상기 탄성메트의 판면에는 배수용 그루브가 함몰형성되어 있는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
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