KR100448486B1

KR100448486B1 - 교좌장치

Info

Publication number: KR100448486B1
Application number: KR10-2001-0026214A
Authority: KR
Inventors: 김용성; 김용철
Original assignee: (주)엠피기술산업
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2004-09-13
Also published as: KR20020087576A

Abstract

본 발명은, 교량 상부구조물과, 상기 교량 상부구조물을 지지하는 교량 하부구조물과, 상기 교량 상부구조물 및 상기 교량 하부구조물에 각각 결합되는 적어도 한 쌍의 지지부와, 상기 각 지지부 사이에 배치되는 베어링를 갖는 교좌장치에 있어서, 상기 베어링은, 탄성재질을 갖는 베어링본체와; 상기 베어링본체 내에 상기 교량 상부구조물의 하중방향을 따라 삽입배치되는 적어도 하나의 탄성스프링과, 상기 탄성스프링 내에 삽입되는 탄성봉을 갖는 탄성강재와; 상기 각 지지부에 각각 고정되는 한 쌍의 클램프부재부분으로 이루어지며, 상기 교량 상부구조물이 상기 교량 하부구조물로부터 이탈되는 것을 방지하며, 상기 교량 하부구조물에 대해 상기 교량 상부구조물이 상기 교량 상부구조물의 판면방향을 따라 소정 거리 이동되는 것을 허용하는 클램프부재를 포함하며, 상기 각 클램프부재부분은, 상기 교량 상부구조물, 상기 교량 하부구조물 및 상기 각 지지부 중 적어도 어느 하나에 고정되는 고정부와; 상기 고정부로부터 절곡 연장되어 상기 교량 하부구조물에 대한 상기 교량 상부구조물의 측방이동을 소정 거리 제한하는 측방제한부와; 상기 측방제한부의 말단에 형성되어 상기 교량 하부구조물에 대한 상기 교량 상부구조물의 상하방향 이동을 소정 거리 제한하는 상하제한부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 교량 상부구조물 및 교량 하부구조물간에 발생되는 상대 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있도록 한 교좌장치가 제공된다.

Description

교좌장치{APPARATUS FOR SUPPORTING BRIDGE STRUCTURES}

본 발명은, 교좌장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 교량 상부구조물과 교량 하부구조물간의 탄성 지지구조가 개선된 교좌장치에 관한 것이다.

도 8은 종래의 교좌장치의 요부 확대 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 교량 상부구조물(110) 및 교량 하부구조물(120) 사이에는, 교량 상부구조물(110) 및 상기 교량 하부구조물(120)에 각각 결합되는 상부지지부(130) 및 하부지지부(140)와, 각 지지부(130,140) 사이에 배치되는 베어링(150)이 마련되어 있다.

상부지지부(130) 및 하부지지부(140)에는 판면에 복수의 앵커(132,142)가 마련되어 있다. 앵커(132,142)는 각각 교량 상부구조물(110) 및 교량 하부구조물(120)에 일체로 매입됨으로써 상부지지부(130) 및 하부지지부(140)가 교량 상부구조물(110) 및 교량 하부구조물(120)에 각각 고정되도록 한다.

베어링(150)은 고무로 형성되어 진동을 감쇠하는 베어링본체(151)와, 베어링본체(151) 내에 소정의 이격 간격을 두고 판면방향으로 층상 배열되어 베어링본체(151)에 강성을 부여하는 복수의 보강판(153)을 갖는다.

이러한 베어링(150)은 상부지지부(130) 및 하부지지부(140) 사이에 배치되어 교량 상부구조물(110) 및 교량 하부구조물(120)간의 상대 진동을 감쇠시킨다.

그런데, 전술한 베어링의 구조를 통해서는 교량 상부구조물과 교량 하부구조물간에 발생되는 상대 진동, 특히 지진에 의한 진동을 효과적으로 감쇠시키기가 용이하지 않다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 교좌장치에 있어서는, 교량 하부구조물에 대해 교량 상부구조물을 지지하는 별도의 수단이 마련되어 있지 않아 진동이나 지진, 혹은 태풍과 같은 자연재해가 발생할 경우, 교량 상부구조물이 교량 하부구조물로부터 이탈될 수도 있다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 교량 상부구조물 및 교량 하부구조물간에 발생되는 상대 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있도록 한 교좌장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 교량 하부구조물에 대해 교량 상부구조물이 수평방향으로 소정 거리 유동하는 것을 허용하면서도 교량 상부구조물이 교량 하부구조물로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 한 교좌장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 교좌장치의 사시도,

도 2는 도 1의 개략적인 측면도,

도 3은 도 2의 요부 확대 사시도,

도 4는 도 3에 도시된 베어링의 부분 절취 사시도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 베어링의 부분 절취 사시도,

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 베어링의 부분 절취 사시도,

도 7은 도 3의 결합상태의 단면도,

도 8은 도 3의 다른 실시예에 따른 결합상태의 단면도,

도 9는 종래의 교좌장치의 요부 확대 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 교량 상부구조물 20 : 교량 하부구조물

30 : 상부지지부 40 : 하부지지부

50 : 베어링 55 : 탄성강재

56 : 탄성스프링 57 : 탄성봉

58 : 보강스프링 60 : 클램프부재

상기 목적은, 본 발명에 따라, 교량 상부구조물과, 상기 교량 상부구조물을 지지하는 교량 하부구조물과, 상기 교량 상부구조물 및 상기 교량 하부구조물에 각각 결합되는 적어도 한 쌍의 지지부와, 상기 각 지지부 사이에 배치되는 베어링를 갖는 교좌장치에 있어서, 상기 베어링은, 탄성재질을 갖는 베어링본체와; 상기 베어링본체 내에 상기 교량 상부구조물의 하중방향을 따라 삽입배치되는 적어도 하나의 탄성스프링과, 상기 탄성스프링 내에 삽입되는 탄성봉을 갖는 탄성강재와; 상기 각 지지부에 각각 고정되는 한 쌍의 클램프부재부분으로 이루어지며, 상기 교량 상부구조물이 상기 교량 하부구조물로부터 이탈되는 것을 방지하며, 상기 교량 하부구조물에 대해 상기 교량 상부구조물이 상기 교량 상부구조물의 판면방향을 따라 소정 거리 이동되는 것을 허용하는 클램프부재를 포함하며, 상기 각 클램프부재부분은, 상기 교량 상부구조물, 상기 교량 하부구조물 및 상기 각 지지부 중 적어도 어느 하나에 고정되는 고정부와; 상기 고정부로부터 절곡 연장되어 상기 교량 하부구조물에 대한 상기 교량 상부구조물의 측방이동을 소정 거리 제한하는 측방제한부와; 상기 측방제한부의 말단에 형성되어 상기 교량 하부구조물에 대한 상기 교량 상부구조물의 상하방향 이동을 소정 거리 제한하는 상하제한부를 포함하는 것을 특징으로 하는 교좌장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 베어링 내에 소정의 이격 간격을 두고 판면방향으로 층상 배열되는 복수의 보강판을 더 포함하는 것이 유리하다. 상기 탄성봉은 연질의 금속재질인 것이 바람직하다.

상기 탄성스프링의 외측에서 상기 탄성스프링을 둘러싸는 추가의 보강스프링을 더 마련할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하며, 동일 구성에 관해서는 동일 부호를 부여한다.

교좌장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 상호 연접된 한 쌍의 교량 상부구조물(10)과, 교량 상부구조물(10)의 하부에 배치되어 교량 상부구조물(10)을지지하는 교량 하부구조물(20)을 갖는다.

교량 상부구조물(10)은 차량이 주행하는 차량용 교량상판(12)과, 차량용 교량상판(12)에 대해 단턱을 두고 배치되어 사람들이 걸어 다니는 인도용 교량상판(14)으로 나뉜다. 인도용 교량상판(14)의 끝단에는 방호벽이 설치되어 있다.

교량 하부구조물(20)에 비해 교량 상부구조물(10)은 온도변화 및 하중에 따라서 팽창하고 수축되는 정도가 크다. 따라서 일정한 길이 이상으로 건설되는 교량 상부 구조물은 도 2에 도시된 바와 같이, 일정 길이마다 적정한 간격(일반적으로 "유간(H)"이라 함)을 가지고 있다. 유간(H)에는 교량용 신축이음장치(미도시)가 설치되는데 신축이음장치로 인해 교량 상부구조물(10)이 손상되는 것이 방지된다.

교량 상부구조물(10) 및 교량 하부구조물(20) 사이에는 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 지지부(30,40)와, 교량의 내진 안전성 확보를 위해 각 지지부(30,40) 사이에 배치되는 베어링(50)과, 교량 상부구조물(10)이 수평방향으로 소정 거리 이동하는 것은 허용하면서도 교량 상부구조물(10)이 교량 하부구조물(20)로부터 이탈되는 것을 방지하는 클램프부재(60)가 설치되어 있다.

상부지지부(30)의 판면에는 복수의 상부앵커(32)가 마련되어 있다. 상부앵커(32)는 교량 상부구조물(10)에 일체로 매입됨으로써, 상부지지부(30)가 교량 상부구조물(10)에 고정될 수 있도록 한다. 이 때, 상부앵커(32)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상부지지부(30)에 용접에 의해 결합될 수도 있을 뿐만 아니라상부지지부(30)에 소정의 관통공을 형성시키고 상부앵커(32)를 삽입 배치한 후, 복수의 너트(미도시)를 이용하여 상부지지부(30)에 상부앵커(32)를 결합시킬 수도 있다.

상부지지부(30)와 마찬가지로 하부지지부(40)의 판면에도 복수의 하부앵커(42)가 마련되어 있다. 하부앵커(42) 역시, 교량 하부구조물(20)에 일체로 매입됨으로써, 하부지지부(40)가 교량 하부구조물(20)에 고정될 수 있도록 한다. 이 때, 하부앵커(42) 역시, 전술한 상부앵커(32)와 같은 방법으로 하부지지부(40)에 결합시킬 수 있다. 그리고 상부앵커(32) 및 하부앵커(42)는 볼트나 긴 봉의 형태로 이루어질 수도 있으며, 말단이 휘어진 고리형상(소위, Ｊ형 앵커 혹은 Ｌ형 앵커라 함)을 가질 수도 있다.

클램프부재(60)는 상부지지부(30)와 하부지지부(40)에 각각 고정되는 한 쌍의 클램프부재부분(60a,60b)으로 이루어져 있다. 각 클램프부재부분(60a,60b)은 각 지지부(30,40)에 고정되는 고정부(62a,62b)와, 고정부(62a,62b)로부터 절곡 연장되는 측방제한부(64a,64b)와, 측방제한부(64a,64b)의 말단에 형성되는 상하제한부(66a,66b)를 갖는다. 클램프부재(60)는 철재질로 형성될 수 있으므로, 클램프부재(60)의 각 고정부(62a,62b)는 용접 혹은, 볼트결합에 의해 상부지지부(30) 및 하부지지부(40)에 고정된다.

이 때, 고정부(62a,62b)의 결합위치는 도 3 및 도 7과 같이, 각 지지부(30,40)의 판면에 결합될 수도 있으며, 도 8에 도시된 바와 같이, 각 지지부(30,40)의 측부에 결합될 수 있다. 이 때는 용접의 편의를 위해고정부(62a,62b)에 플랜지부(미도시)를 형성시킬 수도 있다.

그리고 각 클램프부재부분(60a,60b)에 형성된 각각의 측방제한부(64a,64b) 및 상하제한부(66a,66b)는 도 7에 도시된 바와 같이, 소정의 유동간격(A,B,C,D 도 7에 확대 도시)이 발생하도록 상호 헐겁게 걸림유지된다.

즉, 유동간격(A,B)으로 인해 교량 상부구조물(10)은 교량 하부구조물(20)에 대해 소정 거리 측방이동이 허용되며, 유동간격(C,D)으로 인해서는, 교량 상부구조물(10)이 교량 하부구조물(20)에 대해 소정 거리 상하방향 이동이 허용된다. 따라서 지진이 발생할 경우, 수평력에 대한 변위를 흡수할 수 있다. 그러나 자연재해로 인해 교량 상부구조물(10)이 교량 하부구조물(20)에 대해 들뜬 상태가 될 경우에는 상하제한부(66a,66b)로 인해 교량 상부구조물(10)이 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

따라서 이 같은 유동간격(A,B,C,D)을 가지고 배치된 클램프부재부분(60a,60b)은 전술한 베어링(50)과 더불어 교량의 진동문제를 효과적으로 감쇠시켜 교량의 수명을 연장시키며, 또한 교량 상부구조물(10)이 이탈되는 것을 방지할 수 있게 된다.

베어링(50)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상부지지부(30)와 하부지지부(40) 사이에 배치되어 교량 상부구조물(10) 및 교량 하부구조물(20)간에 발생가능한 상대 진동을 감쇠시킨다. 즉, 교량은 그 특성상 지진과 같은 진동에 대해서는 매우 취약한 구조를 가지므로, 베어링(50)을 통해 취약 구조를 개선하고 진동에 대한 안정성을 확보하게 된다.

이러한 베어링(50)은 탄성재질을 갖는 베어링본체(51)와, 베어링본체(51) 내에 소정의 이격 간격을 두고 판면방향으로 층상 배열되는 복수의 보강판(53)과, 보강판(53)의 판면에 대해 가로방향을 따라 베어링본체(51) 내에 삽입되는 탄성강재(55)를 포함한다.

베어링본체(51)는 고무재질로 형성된다. 이에, 교량 상부구조물(10)의 하중에 대해서는 압축력이 작용될 수 있도록 하고, 교량 상부구조물(10)이 수평방향으로 이동하는 변위에 대해서는 전단력이 작용될 수 있도록 한다. 그러나 반드시 베어링본체(51)를 고무로 형성할 필요는 없으며, 압축 스티로폼이나 스폰지 혹은, 탄성변형 가능한 엔지니어링 플라스틱과 같은 재질로도 대용할 수도 있다. 또한, 베어링본체(51)는 사각블럭 형상(도 4 참조)을 가질 수도 있고 혹은, 원기둥의 형상(도 5 참조) 및 기타 다각 형상을 가질 수도 있다.

보강판(53)은 베어링본체(51)가 갖는 교량 상부구조물(10)의 하중에 대한 압축력을 지지하기 위해 설치된다. 따라서 보강판(53)은 판상의 철판부재로 형성되는 것이 바람직하나, 경우에 따라서는 금속과 같이 압축력을 보상할 수 있는 엔지니어링 플라스틱으로도 대용할 수 있다. 그리고 하중에 대한 압축력은 그 넓이에 비례하므로 베어링본체(51)와 보강판(53)의 면적은 설치되는 교량 상부구조물(10)의 하중에 따라 적절하게 설계된다.

탄성강재(55)는 베어링본체(51) 내에 교량 상부구조물(10)의 하중방향을 따라 삽입배치되는 탄성스프링(56)과, 탄성스프링(56) 내에 삽입되는 탄성봉(57)을 갖는다.

탄성스프링(55)은 교량 상부구조물(10)이 가지는 하중에 대한 적절한 탄성계수를 갖도록 설계되어 베어링본체(51) 내에 형성된 수용부(59)에 삽입 배치된다. 그리고 탄성봉(57)은 예를 들어, 납과 같은 연질의 금속재질로 형성하여 탄성스프링(56) 내에 길이방향을 따라 삽입된다.

탄성스프링(55)과 탄성봉(57)은 교량 상부구조물(10)의 하중에 대한 압축력을 서포트하기도 하고, 교량 상부구조물(10)이 수평방향으로 이동하는 변위에 대한 전단력을 지지하기도 한다. 따라서 베어링본체(51)의 부피가 비교적 작을 경우에는 하나의 탄성스프링(55) 및 탄성봉(57)을 설치할 수도 있고, 베어링본체(51)의 부피가 비교적 클 경우에는 복수의 수용부(59)를 형성하여 여러 개의 탄성스프링(55) 및 탄성봉(57)을 설치하는 것이 유리하다.

또한, 교량 상부구조물(10)의 하중에 대한 압축력 및 변위에 대한 전단력을 높이기 위한 방법으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 탄성스프링(55)의 외측에서 탄성스프링(55)을 둘러싸는 추가의 보강스프링(58)을 더 설치한 후, 탄성스프링(56) 내에 탄성봉(57)을 삽입할 수 있다. 이 때는 탄성스프링(55)과 보강스프링(57)이 가지는 탄성계수를 서로 동일하게 하거나, 혹은 상이하게 함으로써 적절한 압축력 및 전단력을 갖도록 할 수도 있다. 탄성봉(57) 역시, 엔지니어링 플라스틱으로 만들 수 있다.

이러한 구성에 의해 본 발명에 따른 교좌장치를 설치하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 교량 상부구조물(10)의 하단에 상부앵커(32)를 매입하면서상부지지부(30)를 교량 상부구조물(10)에 고정한다. 마찬가지로 교량 하부구조물(20)의 상단에 하부앵커(42)를 매입하면서 하부지지부(40)를 교량 하부구조물(20)에 고정한다.

그런 다음, 상부지지부(30)와 하부지지부(40) 사이에 베어링(50)을 배치하고, 상부지지부(30)와 하부지지부(40)의 둘레를 따라 한 쌍의 지지부(30,40)가 상호 걸림유지될 수 있도록 하면서 각 클램프부재부분(60a,60b)을 결합한다. 이 때, 한 쌍의 클램프부재부분(60a,60b)은 각 지지부(30,40)의 일측변에만 결합시킬 수도 있을 뿐만 아니라 각 지지부(30,40)의 둘레를 따라 연속적으로 결합시킬 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에서는, 베어링(50)의 구조를 개선하고 클램프부재(60)를 설치함으로써, 교량 상부구조물(10) 및 교량 하부구조물(20)간에 발생되는 상대 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있고, 교량 하부구조물(20)에 대해 교량 상부구조물(10)이 수평방향으로 소정 거리 유동하는 것을 허용하면서도 교량 상부구조물(10)이 교량 하부구조물(20)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

전술한 실시예에서는, 클램프부재부분의 고정부가 각 지지부에 고정되도록 하고 있으나, 고정부는 교량 상부구조물 및 교량 하부구조물에 고정되도록 할 수도 있음은 물론이다.

또한, 전술한 실시예에서는, 탄성스프링을 베어링본체 내에 형성된 수용부에 삽입 배치하는 것에 관하여 설명하였지만, 탄성스프링의 일단이 베어링본체로부터 노출되도록 한 후, 각 지지부 중 어느 일측에 탭핑부를 형성하고, 탄성스프링의 일단이 탭핑부에 나사결합될 수 있도록 할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 교량 상부구조물 및 교량 하부구조물간에 발생되는 상대 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있도록 한 교좌장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 교량 하부구조물에 대해 교량 상부구조물이 수평방향으로 소정 거리 유동하는 것을 허용하면서도 교량 상부구조물이 교량 하부구조물로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 한 교좌장치가 제공된다.

Claims

교량 상부구조물과, 상기 교량 상부구조물을 지지하는 교량 하부구조물과, 상기 교량 상부구조물 및 상기 교량 하부구조물에 각각 결합되는 적어도 한 쌍의 지지부와, 상기 각 지지부 사이에 배치되는 베어링를 갖는 교좌장치에 있어서,

상기 베어링은,

탄성재질을 갖는 베어링본체와;

상기 베어링본체 내에 상기 교량 상부구조물의 하중방향을 따라 삽입배치되는 적어도 하나의 탄성스프링과, 상기 탄성스프링 내에 삽입되는 탄성봉을 갖는 탄성강재와;

상기 각 지지부에 각각 고정되는 한 쌍의 클램프부재부분으로 이루어지며, 상기 교량 상부구조물이 상기 교량 하부구조물로부터 이탈되는 것을 방지하며, 상기 교량 하부구조물에 대해 상기 교량 상부구조물이 상기 교량 상부구조물의 판면방향을 따라 소정 거리 이동되는 것을 허용하는 클램프부재를 포함하며,

상기 각 클램프부재부분은,

상기 교량 상부구조물, 상기 교량 하부구조물 및 상기 각 지지부 중 적어도 어느 하나에 고정되는 고정부와;

상기 고정부로부터 절곡 연장되어 상기 교량 하부구조물에 대한 상기 교량 상부구조물의 측방이동을 소정 거리 제한하는 측방제한부와;

상기 측방제한부의 말단에 형성되어 상기 교량 하부구조물에 대한 상기 교량 상부구조물의 상하방향 이동을 소정 거리 제한하는 상하제한부를 포함하는 것을 특징으로 하는 교좌장치.
제1항에 있어서,

상기 베어링 내에 소정의 이격 간격을 두고 판면방향으로 층상 배열되는 복수의 보강판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교좌장치.
제1항에 있어서,

상기 탄성봉은 연질의 금속재질인 것을 특징으로 하는 교좌장치.
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제1항에 있어서,

상기 탄성스프링의 외측에서 상기 탄성스프링을 둘러싸는 추가의 보강스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교좌장치.