KR100660035B1

KR100660035B1 - 교좌장치

Info

Publication number: KR100660035B1
Application number: KR1020050070704A
Authority: KR
Inventors: 조영철
Original assignee: (주)알티에스
Priority date: 2005-08-02
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2006-12-20

Abstract

교량구조물에서 교각상에 상판을 안정되게 지지하는 교좌장치로서 복원성을 가지는 교좌장치가 개시된다. 상기 교좌장치는 하판, 상기 하판과 간격을 두고 배치되고 저면에 중앙으로 갈수록 깊어지는 오목만곡면이 형성되어 있는 상판, 상기 하판 상에 이동 가능케 설치되고 상면에 구면홈 또는 볼록구면이 형성되어 있는 중간이동판, 상기 하판과 중간이동판 사이에 설치되어 상기 하판과 중간이동판 사이에 작용하는 상시의 수평 하중에 대해서는 상기 하판과 상기 중간이동판 간의 상대적인 이동을 허용하고 지진 등에 의한 수평충격력에 대해서는 상기 하판과 상기 중간이동판 간의 상대적인 이동을 제한하는 가변완충기 및 상기 중간이동판과 상기 상판 사이에 설치되고 상기 중간이동판 쪽으로는 상기 중간이동판의 구면홈 또는 볼록구면에 결합되는 볼록구면 또는 구면홈이 형성되고, 상기 상판 쪽으로는 상기 오목만곡면에 대응되는 볼록만곡면 형상으로 형성되어 있는 구면부재를 포함하는 구성을 가지며, 중력작용을 이용한 복귀기능을 가지면서도 길이 방향의 상시변형에 대해서는 기울어지거나 높이변경 없이 교량상판을 지지할 수 있다.

교좌장치, 교량, 면진장치, 베어링, 지진

Description

교좌장치{Bridge bearing}

도 1a는 복귀기능을 가지는 종래 교좌장치의 평면도,

도 1b는 도 1a의 I-I에 따른 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 교좌장치의 일 예의 분리사시도,

도 3은 도 2 교좌장치가 결합된 상태의 단면도,

도 4는 도 3 교좌장치의 변형 예를 나타낸 도면,

도 5는 가변완충기의 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 교좌장치의 다른 예를 나타낸 단면도,

도 7은 도 6의 변형 예를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100, 100a, 200, 200a : 교좌장치 110, 210 : 하판

130, 230 : 중간이동판 150, 250 : 가변완충기

170, 270 : 상판 190, 290 : 구면부재

본 발명은 교량구조물에서 교각상에 상판을 안정되게 지지하는 교좌장치에 관한 것으로, 특히 복원성을 가지는 교좌장치에 관한 것이다.

일반적으로, 교좌장치란 교량의 슬라브 구조체인 상판이 이를 지지하는 교각상에 적절히 얹혀져서 지지되도록 하기 위해 설치되는 장치로, 교량상판의 하중을 지지하는 기능, 지진 시 교량상판과 교각 상호간에 작용하는 충격력을 흡수하는 기능, 지진 등에 의한 수평 충격력 작용 후 상판을 변형된 위치에서 원래의 위치로 복귀 시키는 기능, 상판의 열수축이나 열팽창 등 상시 변형을 허용하는 기능 등 교량에 필요한 기능이나 교량의 여건에 따라 다양한 형태의 것이 있다.

종래 교좌장치들 중에 지진 등에 의해 상판이 충격력을 흡수하면서 교각상의 정상지지위치를 벗어났다가 시간이 지나 외력이 제거되면 중력의 도움을 받아 다시 원래의 정상지지위치로 복귀하는 힘을 상호 작용시키도록 된 교좌장치가 있다.

이를 도 1a와 도 1b를 참조하여 간략하게 설명한다. 도 1a는 복귀기능을 가지는 종래 교좌장치의 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 I-I에 따른 단면도이다.

도 1a와 도 1b에 나타낸 바와 같이 복귀기능을 갖는 종래의 교좌장치(10)는 교량상판의 저면 등에 설치되는 상판(11)과 교각상에 설치되는 하판(12)을 구비한다. 도시된 바와 같이 하판(12)의 상면에는 구면홈(13)이 형성되어있다.

그리고 상판(11)의 저면에는 중앙으로 갈수록 깊어지는 오목만곡면(14)이 형성되어 있다.

하판(12)과 상판(11) 사이에는 구면부재(15)가 설치되어 있다. 이 구면부재(15)는 상판(11)이 설치되는 교량 등의 상부구조물의 하중을 하판(12)으로 전달하는 것으로, 하판(12) 쪽으로는 구면홈(13)에 대응되는 곡률반경으로 아래쪽 으로 볼록한 볼록구면(16)이 형성되어 구면홈(13)과 맞물려 있고 위쪽으로는 오목만곡면(14)과 같은 곡률반경으로 볼록만곡면(17)이 형성되어 오목만곡면(14)에 맞물려 있다.

그리고 상판(11)과 구면부재(15) 사이에 PTFE판 등과 같은 마찰저감부재(18)가 개재되어 있다.

여기에서, 구면홈(13)과 볼록구면(16)의 곡률반경은 오목만곡면(14)과 볼록만곡면(17)의 곡률반경보다 훨씬 작다.

이에 따라 구면홈(13)과 볼록구면(16)은 상호간에 제자리에서의 회동을 허용하여 상판(11)이 어느 일방향으로 기울어지는 것을 허용하고, 오목만곡면(14)과 볼록만곡면(17)은 상판(11) 등에 수평력이 작용하면 상판(11)과 구면부재(15) 상호간의 위치이동을 허용하고, 수평력이 제거되면 중력작용에 의해 상판(11)이 원래의 위치로 복귀되는 힘을 작용시킨다. 미설명부호 19는 상판(11)과 하판(12)을 필요한 곳에 고정하기 위한 고정부이다. 경우에 따라서는 상판(11) 또는 하판(12)은 도 1a에 나타낸 바와 같은 고정부(19) 없이 용접 등으로 필요한 장소에 설치될 수 있음은 물론이다.

도 1a, 1b에 나타낸 바와 같은 복귀기능을 갖는 교좌장치(10)가 교량에 설치된 상태에서 열팽창이나 지진 등에 의해 교량상판에 수평력이 작용하면 상판(11)의 오목만곡면(14)과 구면부재(15)의 볼록만곡면(17)은 서로 위치이동 되면서 교량상판의 열변형을 허용하거나 지진에 의한 충격력을 흡수하게 된다.

이 경우 상판(11)은 그 이동정도에 따라 높낮이가 달라지거나 약간 기울어지 게 된다. 여기에서, 교량상판의 길이가 짧은 일반 차량 교량에서는 큰 문제가 되지 않을 수도 있으나, 교량상판의 길이가 긴 교량에서는 상판(11)이 약간만 기울어지더라도 교량상판의 타측 끝단에서는 그 높이 변화가 매우 크다. 이 경우 이웃하는 교량상판과의 사이에 큰 단차가 생기게 된다. 이 경우 고속으로 달리는 차량에 치명적인 위험이 될 수 있다.

철도교량의 경우에는 철도교상판과 철도교상판 사이의 연결부위에 단차의 허용범위가 매우 작으므로, 도 1a와 도 1b에서와 같은 교좌장치를 사용하기 어렵다.

즉, 종래의 구면부재를 이용한 단순한 형태의 교좌장치가 사용된 교량에서는 상시 및 지진 시 교량상판 간 또는 교량상판의 양단 간의 높이편차 발생으로 차량주행에 문제가 생긴다.

높이편차가 생기는 경우 교량의 각 연결부위에 파손이 발생되고, 각 하부구조에 대한 하중 불균등이 생긴다는 문제도 발생된다.

본 발명의 목적은 복귀기능을 가지면서도 교량상판의 열변형 등의 상시변형 시에는 지지 구조물의 기울어짐이나 높낮이 변형 없이 상부구조물을 지지할 수 있도록 해주는 교좌장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 교좌장치는 하판, 상기 하판과 간격을 두고 배치되고 저면에 중앙으로 갈수록 깊어지는 오목만곡면이 형성되어 있는 상판, 상기 하판 상에 이동 가능케 설치되고 상면에 구면홈 또는 볼록구면이 형성되어 있는 중간이동판, 상기 하판과 중간이동판 사이에 설치되어 상기 하판과 중간이동판 사이에 작용하는 상시의 수평 하중에 대해서는 상기 하판과 상기 중간이동판 간의 상대적인 이동을 허용하고 지진 등에 의한 수평충격력에 대해서는 상기 하판과 상기 중간이동판 간의 상대적인 이동을 제한하는 가변완충기 및 상기 중간이동판과 상기 상판 사이에 설치되고 상기 중간이동판 쪽으로는 상기 중간이동판의 구면홈 또는 볼록구면에 결합되는 볼록구면 또는 구면홈이 형성되고, 상기 상판 쪽으로는 상기 오목만곡면에 대응되는 볼록만곡면 형상으로 형성되어 있는 구면부재를 포함하는 구성을 가진다.

상기 하판에는 상기 가변완충기의 길이방향으로 홈 또는 돌기가 형성되고, 상기 중간이동판 저면에는 상기 하판의 홈 또는 돌기에 결합되어 상기 가변완충기 길이방향으로 안내를 받는 돌기 또는 홈이 형성되고, 상기 하판과 중간이동판 사이에는 마찰저감부재가 개재되어 있고,

상기 가변완충기는 상기 중간이동판 연결부를 갖는 실린더와 상기 실린더 내부에 채워지는 실리콘 퍼티와 상기 실린더 내부에 이동 가능케 설치되어 상기 실린더 내부의 공간을 분할하고 상기 분할된 공간을 연결하여 상기 실리콘퍼티가 분할된 공간을 왕래할 수 있도록 하는 오리피스를 갖는 피스톤 및 상기 피스톤과 연결되고 양단은 상기 하판에 고정되는 피스톤로드를 구비하여 구성된 것이 바람직하다.

상기 중간이동판의 볼록구면 또는 구면홈과 상기 구면부재의 구면홈 또는 볼록구면은 상기 오목만곡면과 볼록만곡면의 곡률반경보다 작은 곡률반경으로 형성되어 상기 구면부재가 제자리에서 어느 일방향으로 기울어지는 것을 허용하고, 상기 오목만곡면과 볼록만곡면은 상기 중간이동판의 볼록구면 또는 구면홈과 상기 구면부재의 구면홈 또는 볼록구면의 곡률반경보다 큰 곡률반경으로 형성되어 상기 상판과 구면부재 상호간에 상대적인 위치변동이 생긴 경우 중력작용에 의해 상기 상판이 원래의 위치로 복귀하려는 힘을 작용시키는 것이 더욱 바람직하다.

경우에 따라, 본 발명에 따른 교좌장치는 상판, 상기 상판과 간격을 두고 배치되고 상면에 중앙으로 갈수록 깊어지는 오목만곡면이 형성되어 있는 하판, 상기 상판 하면에 이동 가능케 설치되고 저면에 구면홈 또는 볼록구면이 형성되어 있는 중간이동판, 상기 상판과 중간이동판 사이에 설치되어 상기 상판과 중간이동판 사이에 작용하는 상시의 수평 하중에 대해서는 상기 상판과 상기 중간이동판 간의 상대적인 이동을 허용하고 지진 등에 의한 수평충격력에 대해서는 상기 상판과 상기 중간이동판 간의 상대적인 이동을 제한하는 가변완충기 및 상기 중간이동판과 상기 하판 사이에 설치되고 상기 중간이동판 쪽으로는 상기 중간이동판의 구면홈 또는 볼록구면에 결합되는 볼록구면 또는 구면홈이 형성되고, 상기 하판 쪽으로는 상기 오목만곡면에 대응되는 볼록만곡면 형상으로 형성되어 있는 구면부재를 포함하는 구성을 가질 수 있다.

상황에 따라, 본 발명에 따른 교좌장치는 상면에 구면홈 또는 볼록구면이 형성되어 있는 하판, 상기 하판과 간격을 두고 배치된 상판, 상기 상판 저면에 이동 가능케 설치되고 저면은 중앙으로 갈수록 깊어지는 오목만곡면이 형성되어 있는 중간이동판, 상기 상판과 중간이동판 사이에 설치되어 상기 상판과 중간이동판 사이에 작용하는 상시의 수평 하중에 대해서는 상기 중간이동판과 상기 상판 간의 상대 적인 이동을 허용하고 지진 등에 의한 수평충격력에 대해서는 상기 중간이동판과 상기 상판 간의 상대적인 이동을 제한하는 가변완충기 및 상기 하판의 구면홈 또는 볼록구면에 결합되는 볼록구면 또는 구면홈을 구비하여 상기 중간이동판과 상기 하판 사이에 설치되고 상기 중간이동판 쪽으로는 상기 중간이동판의 구면홈 또는 볼록구면에 결합되는 볼록구면 또는 구면홈이 형성되고, 상기 하판 쪽으로는 상기 오목만곡면에 대응되는 볼록만곡면 형상으로 형성되어 있는 구면부재를 포함하는 구성을 가질 수 있다.

상기 상판에는 상기 가변완충기 길이방향으로 홈 또는 돌기가 형성되고, 상기 중간이동판 상면에는 상기 상판의 홈 또는 돌기에 결합되어 상기 가변완충기 길이방향으로 안내를 받는 돌기 또는 홈이 형성되고, 상기 상판과 중간이동판 사이에는 마찰저감부재가 개재되어 있고,

상기 가변완충기는 상기 중간이동판 연결부를 갖는 실린더와 상기 실린더 내부에 채워지는 실리콘 퍼티와 상기 실린더 내부에 이동 가능케 설치되어 상기 실린더 내부의 공간을 분할하고 상기 분할된 공간을 연결하여 상기 실리콘퍼티가 분할된 공간을 왕래할 수 있도록 하는 오리피스를 갖는 피스톤 및 상기 피스톤과 연결되고 양단은 상기 상판에 고정되는 피스톤로드를 구비하여 구성된 것이 바람직하다.

상기 하판의 구면홈 또는 볼록구면과 상기 구면부재의 볼록구면 또는 구면홈은 상기 오목만곡면과 볼록만곡면의 곡률반경보다 작은 곡률반경으로 형성되어 상기 구면부재가 제자리에서 어느 일방향으로 기울어지는 것을 허용하고, 상기 오목 만곡면과 볼록만곡면은 상기 하판의 구면홈 또는 볼록구면과 상기 구면부재의 볼록구면 또는 구면홈의 곡률반경보다 큰 곡률반경으로 형성되어 상기 중간이동부재와 구면부재 상호간에 상대적인 위치변동이 생긴 경우 중력작용에 의해 상기 중간이동판이 원래의 위치로 복귀하려는 힘을 작용시키는 것이 좋다.

또, 경우에 따라 본 발명에 따른 교좌장치는 하면에 구면홈 또는 볼록구면이 형성되어 있는 상판, 상기 상판과 간격을 두고 배치된 하판, 상기 상판상에 이동 가능케 설치되고 상면은 중앙으로 갈수록 깊어지는 오목만곡면이 형성되어 있는 중간이동판, 상기 하판과 중간이동판 사이에 설치되어 상기 하판과 중간이동판 사이에 작용하는 상시의 수평 하중에 대해서는 상기 중간이동판과 상기 하판 간의 상대적인 이동을 허용하고 지진 등에 의한 수평충격력에 대해서는 상기 중간이동판과 상기 하판 간의 상대적인 이동을 제한하는 가변완충기 및 상기 상판의 구면홈 또는 볼록구면에 결합되는 볼록구면 또는 구면홈을 구비하여 상기 중간이동판과 상기 상판 사이에 설치되고 상기 상판 쪽으로는 상기 상판의 구면홈 또는 볼록구면에 결합되는 볼록구면 또는 구면홈이 형성되고, 상기 중간이동판 쪽으로는 상기 오목만곡면에 대응되는 볼록만곡면 형상으로 형성되어 있는 구면부재를 포함하는 구성을 가질 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 교좌장치의 일 예의 분리사시도이고, 도 3은 도 2 교좌장치가 결합된 상태의 단면도이다.

도 2와 도 3에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 교좌장치(100)는 하판(110)을 구비한다. 이 하판(110)은 교각 등 지지하기 위한 구조물의 지지점에 고정되는 것으로, 중앙 부위에 일방향으로 홈(111)이 형성되어 있다. 이 홈(111)은 뒤에서 설명되는 중간이동판(130)이 일방향으로 이동될 수 있도록 안내하기 위한 것으로, 뒤에서 설명되는 가변완충기(150)의 길이방향으로 형성된다. 중간이동판(130)에 홈이 형성되는 경우 하판(110)에는 홈(111) 대신에 돌기가 형성될 수 있음은 물론이다. 이러한 하판(110)에는 가변완충기(150) 설치를 위한 가변완충기장착부(112)가 양측 가장자리에 각각 구비된다.

하판(110) 위쪽으로 하판(110)과 간격을 두고 상판(170)이 배치되어 있다. 이 상판(170)은 교량상판의 저부에 용접 등에 의해 고정되는 것으로, 그 저면에는 중앙으로 갈수록 깊어지는 오목만곡면(171)이 형성되어 있다.

도시된 바와 같이 하판(110) 상에는 중간이동판(130)이 설치되어 있다. 이 중간이동판(130)은 그 저면에 홈(111)에 결합되어 안내를 받는 돌기(131)를 구비한다. 중간이동판(130)과 하판(110) 사이에 미끄럼부재들이 개재되는 데, 이로는 중간이동판(130) 저면에 고정되는 PTFE판(132)과 하판(110) 상면에 고정되는 스테인리스 스틸판(113)이 바람직하다.

중간이동판(130) 상면에는 구면홈(133)이 형성되어 있다. 이 구면홈(133)은 상판(170)의 저면에 형성된 오목만곡면(171)보다 훨씬 작은 곡률반경을 가진다.

이러한 중간이동판(130)의 좌, 우 양측 가장자리의 중간 부위에 실린더(151)와의 연결을 위한 연결홈(134)이 형성되어 있다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 교좌장치(100)는 가변완충기(150)를 구비한다. 이 가변완충기(150)는 하판(110)과 중간이동판(130) 사이에 설치되어 하판(110)과 중간이동판(130) 사이에 작용하는 상시의 수평 하중에 대해서는 하판(110)과 중간이동판(130) 간의 상대적인 이동을 허용하고 지진 등에 의한 수평충격력에 대해서는 하판(110)과 중간이동판(130) 간의 상대적인 이동을 제한하는 역할을 한다.

이 가변완충기(150)는 하판(110)에 고정적으로 설치되는 것으로, 측면에 중간이동판연결부(152)를 갖는 실린더(151), 실린더(151)를 관통하며 양단이 하판(110)에 고정되는 피스톤로드(153) 등으로 구성되어 있는 데, 그 내부 구조는 도 5를 참조하여 뒤에서 더 자세히 설명한다. 여기에서 중간이동판연결부(152)는 연결홈(134)에 삽입될 수 있도록 측면으로 돌출된 형상을 하고 있으나, 가변완충기(150)의 길이방향으로의 실린더(151)의 이동이 중간이동판(130)에 구속되면 되는 것이므로 다양하게 구성될 수 있는 부분이다. 즉, 실린더(151)를 용접으로 직접 중간이동판(130)의 측면에 부착하거나, 실린더(151) 상하면으로 마주보는 플랜지를 형성하여 중간이동판(130)에 볼트로 체결하는 등의 다양한 방식이 이용될 수 있다.

중간이동판(130)과 상판(170) 사이에 구면부재(190)가 설치되어 있다. 이 구면부재(190)는 중간이동판(130)쪽으로는 중간이동판(130)의 구면홈(133)에 결합되는 볼록구면(191)이 형성되고, 상판(170)쪽으로는 오목만곡면(171)에 대응되는 볼록만곡면(192) 형상으로 형성되어 있다. 이러한 구면부재(190)의 상면에는 홈(193)을 형성하고, 이 홈(193)에 PTFE판(194)을 개재하는 것이 바람직하다. 이 PTFE판(194)은 상판(170)과 마찰력을 줄여 서로 잘 미끄러질 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 교좌장치(100)는 일반적으로 가변완충기(150)의 길이방향이 교량의 길이방향과 일치하도록 설치된다. 이러한 가정 하에 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

도 2와 3에 나타낸 바와 같은 본 발명에 따른 교좌장치(100)가 교량에 설치된 상태에서 교량상판의 열팽창이나 열수축에 의해 길이변화가 생기는 경우, 교량상판은 상판(170)에 가변완충기(150)의 길이방향으로 수평력을 작용시키고, 이 힘은 구면부재(190)를 통해 중간이동판(130)으로 전달되어 중간이동판(130)이 하판(110) 상에서 홈(111)의 안내를 받으며, 가변완충기(150)의 길이방향으로 서서히 이동하면서 교량상판의 열변형을 받아준다.

즉, 중간이동판(130)이 하판(110)을 따라 가변완충기(150)의 길이방향 즉, 교량의 길이방향으로 이동되면서 교량상판의 상시의 열변형을 받아주기 때문에 상판(170)은 수평상태로 지지될 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 교좌장치(100)를 이용하는 경우 교량상판의 길이가 긴 교량에서도 상시의 열변형에 의해 교량상판이 기울어져 그 끝단이 이웃 교량상판과 단차가 생기지 않는다.

지진 등에 의해 수평방향으로 큰 충격력을 받는 경우에는 실린더(151)의 내부유체가 고체와 같은 역할을 하여 실린더(151)가 피스톤로드(153)에 고정되도록 하여 실린더(151)가 이동되지 않도록 잡아주고, 이에 따라 실린더(151)는 중간이동 판(130)이 이동되지 않도록 잡아준다. 이에 따라 상판(170)의 오목만곡면(171)은 구면부재(190)의 볼록만곡면(192)을 타고서 이동되면서 교량상판이 충격력을 완충하여줄 수 있도록 하였다가 지진 등에 의한 수평력이 제거되면 볼록만곡면(192)과 오목만곡면(171)은 교량상판의 중력에 의해 상판(170)이 다시 원래의 위치로 복귀되도록 상호 작용한다.

즉, 본 발명에 따른 교좌장치(100)는 부재들을 물리적으로 서로 연결하여 탄성력을 작용시키는 별도의 복귀장치 없이 지진 등에 의해 교량상판과 교각 상호간에 수평방향의 충격력이 작용할 경우에는 오목만곡면(171)과 볼록만곡면(192)이 상호 작용하여 교량상판이 이동되면서 충격력을 흡수할 수 있도록 하였다가 수평 충격력이 제거되면 교량상판이 다시 복귀되도록 하는 기능을 가지면서도, 교량상판의 열변형 등에 의한 상시변형에 대해서는 중간이동판(130)이 이동하면서 교량상판의 열변형을 허용함으로써 교량상판이 수평을 유지할 수 있도록 하여주고, 따라서 교량상판의 길이가 긴 교량에서도 이웃하는 교량상판 간에 단차가 거의 생기지 않는다.

상기와 같은 본 발명에 따른 교좌장치는 교량상판에 열변형이 발생되더라도 교량상판에 높낮이 변화를 발생시키지 않기 때문에 철도교 등에도 이용될 수 있다.

도 2와 도 3에 나타낸 바와 같은 교좌장치(100)는 상하가 바뀌어 구성될 수 있음은 쉽게 알 수 있다.

도 4는 도 3 교좌장치의 변형 예를 나타낸 도면이다.

도 4에 나타낸 교좌장치(100a)는 도 3 교좌장치(100)의 중간이동판(130)의 상면에 구면홈(133) 대신에 볼록구면(133a)을 형성하고, 구면부재(190) 하면의 볼록구면(191) 대신에 구면홈(191a)을 형성한 것을 나타낸 것이다. 나머지 사항은 도 3에서 설명한 것과 같고 그 작동원리 또한 도 3의 교좌장치(100)와 실질적으로 동일하다.

도 4에 나타낸 교좌장치(100a) 역시 상하가 바뀌어 구성될 수 있다.

도 5는 가변완충기의 단면도이다.

도시된 바와 같이 가변완충기(150)는 도 2와 3에 나타낸 바와 같은 중간이동판연결부(152)가 설치되는 실린더(151)와 실린더(151) 내부에 채워지는 실리콘 퍼티(154)와 실린더(151) 내부에 이동 가능케 설치되어 실린더(151) 내부의 공간을 분할하고 분할된 공간을 연결하여 실리콘 퍼티(154)가 분할된 공간을 왕래할 수 있도록 하는 오리피스(155)를 갖는 피스톤(156) 및 피스톤(156)과 연결되고 양단은 하판(110)에 고정되는 피스톤로드(153)를 구비하는 구성을 가진다. 이러한 가변완충기(150)에서 실린더(151)에 그 길이방향으로 수평력이 서서히 작용할 때에는 실리콘퍼티(154)가 오리피스(156)를 통과하여 실린더(151)가 피스톤로드(153)를 따라 서서히 이동될 수 있다. 그러나 실린더(151)가 수평방향으로 충격력을 받는 경우에는 실리콘퍼티(154)는 고체와 같은 역할을 하여 실린더(151)가 피스톤로드(153)를 따라 움직이지 못하도록 잡아준다.

도 6은 본 발명에 따른 교좌장치의 다른 예를 나타낸 단면도, 도 7은 도 6의 변형 예를 나타낸 단면도이다.

도 6과 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 교좌장치(200, 200a)는 상면에 구 면홈(211) 또는 볼록구면(211a)이 형성되어 있는 하판(210)을 구비한다.

하판(210)과 간격을 두고 상판(270)이 배치되어 있다. 이 상판(270)의 저면에는 가변완충기(250)의 길이방향으로 홈(271)이 형성되어 있다. 경우에 따라 홈(271) 대신에 돌기가 형성될 수 있다. 이러한 상판(270)에는 양측 가장자리에 가변완충기(250)의 피스톤로드(253)의 양단을 고정하기 위한 가변완충기장착부(272)가 각각 형성되어 있다.

상판(270) 아래에 중간이동판(230)이 가변완충기(250)의 길이방향으로 이동 가능케 설치되어 있다. 이 중간이동판(230) 상면에는 상판(270)의 홈(271) 또는 돌기에 결합되어 가변완충기(250) 길이방향으로 안내를 받는 돌기(231) 또는 홈이 형성되고, 상판(270)과 중간이동판(230) 사이에는 PTFE장착홈(232)을 통해 중간이동판(230)의 상면에 고정된 PTFE판(233)과 상판(270) 저면에 고정된 스테인리스 스틸판(273)으로 되는 마찰저감부재가 개재되어 있다. 이 중간이동판(230)의 저면에는 중앙으로 갈수록 깊어지는 오목만곡면(234)이 형성되어 있다.

상판(270)과 중간이동판(230) 사이에 상판(270)과 중간이동판(230) 사이에 작용하는 상시의 수평 하중에 대해서는 중간이동판(230)과 상판(270) 간의 상대적인 이동을 허용하고 지진 등에 의한 수평충격력에 대해서는 중간이동판(230)과 상판(270) 간의 상대적인 이동을 제한하는 가변완충기(250)가 설치되어 있다. 이 가변완충기(250)는 앞에서 설명한 바와 같다.

중간이동판(230)과 하판(210) 사이에 구면부재(290)가 설치되어 있다. 구면부재(290)의 하면 쪽에는 하판(210)의 구면홈(211) 또는 볼록구면(211a)에 결합되 는 볼록구면(291) 또는 구면홈(291a)을 구비하고 있다.

중간이동판(230)쪽으로는 중간이동판(230)의 오목만곡면(234)에 대응되는 볼록만곡면(292) 형상으로 형성되어 있다. 그리고 중간이동부재(230)와 구면부재(290) 사이에는 PTFE판(293)이 개재되어 있다.

여기에서, 오목만곡면(234)과 맞물리는 볼록만곡면(292)은 그 아래쪽의 구면홈(211, 291a)과 볼록구면(291, 211a)의 곡률반경보다는 훨씬 큰 곡률반경을 갖는다. 이는 구면홈(211, 291a)과 볼록구면(291, 211a)은 중간이동판(230)에 수평력이 작용되더라도 구면부재(290)는 이동되지 않고 단지 제자리에서 어느 일방향으로 기울어지는 역할을 하도록 하고, 대신에 중간이동판(230)의 오목만곡면(234)이 구면부재(290)의 볼록만곡면(292)을 타고 이동될 수 있도록 하기 위한 것이다.

도 6과 7에 나타낸 바와 같은 교좌장치(200, 200a)의 작동원리는 앞에서 설명한 것과 대동소이하기 때문에 앞의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있는 부분이다.

그리고 도 6과 7에 나타낸 교좌장치(200, 200a) 역시 상하가 바뀌어 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 교좌장치는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 교좌장치는 중력작용을 이용하여 복귀기능을 가지면서도 길이 방향의 상시변형에 대해서는 기울어지거나 높이변경 없이 교량상판을 지지할 수 있다.

특히, 본 발명의 교좌장치는 교량상판의 길이가 장지간의 교량에서도 교량상판을 수평으로 그리고 동일높이로 유지될 수 있도록 지지함으로써 이웃하는 교량상판 간에 단차가 생기지 않도록 할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 교좌장치는 상시 및 지진 시 교량상판 간 또는 교량상판의 양단 간의 높이편차가 발생되지 않아 차량주행에 문제가 생기지 않는다.

이에 따라 교량의 각 연결부위에 파손이 발생되지도 않고, 각 하부구조에 대한 하중도 균등하게 유지되어 안전성이 뛰어나고 교량 수명도 길다.

Claims

하판;

상기 하판과 간격을 두고 배치되고 저면에 중앙으로 갈수록 깊어지는 오목만곡면이 형성되어 있는 상판;

상기 하판 상에 이동 가능케 설치되고 상면에 구면홈 또는 볼록구면이 형성되어 있는 중간이동판;

상기 하판과 중간이동판 사이에 설치되어 상기 하판과 중간이동판 사이에 작용하는 상시의 수평 하중에 대해서는 상기 하판과 상기 중간이동판 간의 상대적인 이동을 허용하고 지진 등에 의한 수평충격력에 대해서는 상기 하판과 상기 중간이동판 간의 상대적인 이동을 제한하는 가변완충기; 및

상기 중간이동판과 상기 상판 사이에 설치되고 상기 중간이동판 쪽으로는 상기 중간이동판의 구면홈 또는 볼록구면에 결합되는 볼록구면 또는 구면홈이 형성되고, 상기 상판 쪽으로는 상기 오목만곡면에 대응되는 볼록만곡면 형상으로 형성되어 있는 구면부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 교좌장치.
제 1항에 있어서, 상기 하판에는 상기 가변완충기의 길이방향으로 홈 또는 돌기가 형성되고, 상기 중간이동판 저면에는 상기 하판의 홈 또는 돌기에 결합되어 상기 가변완충기 길이방향으로 안내를 받는 돌기 또는 홈이 형성되고, 상기 하판과 중간이동판 사이에는 마찰저감부재가 개재되어 있고,

상기 가변완충기는 상기 중간이동판 연결부를 갖는 실린더와 상기 실린더 내부에 채워지는 실리콘 퍼티와 상기 실린더 내부에 이동 가능케 설치되어 상기 실린더 내부의 공간을 분할하고 상기 분할된 공간을 연결하여 상기 실리콘퍼티가 분할된 공간을 왕래할 수 있도록 하는 오리피스를 갖는 피스톤 및 상기 피스톤과 연결되고 양단은 상기 하판에 고정되는 피스톤로드를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 교좌장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 중간이동판의 볼록구면 또는 구면홈과 상기 구면부재의 구면홈 또는 볼록구면은 상기 오목만곡면과 볼록만곡면의 곡률반경보다 작은 곡률반경으로 형성되어 상기 구면부재가 제자리에서 어느 일방향으로 기울어지는 것을 허용하고, 상기 오목만곡면과 볼록만곡면은 상기 중간이동판의 볼록구면 또는 구면홈과 상기 구면부재의 구면홈 또는 볼록구면의 곡률반경보다 큰 곡률반경으로 형성되어 상기 상판과 구면부재 상호간에 상대적인 위치변동이 생긴 경우 중력작용에 의해 상기 상판이 원래의 위치로 복귀하려는 힘을 작용시키는 것을 특징으로 하는 교좌장치.
상판;

상기 상판과 간격을 두고 배치되고 상면에 중앙으로 갈수록 깊어지는 오목만곡면이 형성되어 있는 하판;

상기 상판 하면에 이동 가능케 설치되고 저면에 구면홈 또는 볼록구면이 형 성되어 있는 중간이동판;

상기 상판과 중간이동판 사이에 설치되어 상기 상판과 중간이동판 사이에 작용하는 상시의 수평 하중에 대해서는 상기 상판과 상기 중간이동판 간의 상대적인 이동을 허용하고 지진 등에 의한 수평충격력에 대해서는 상기 상판과 상기 중간이동판 간의 상대적인 이동을 제한하는 가변완충기; 및

상기 중간이동판과 상기 하판 사이에 설치되고 상기 중간이동판 쪽으로는 상기 중간이동판의 구면홈 또는 볼록구면에 결합되는 볼록구면 또는 구면홈이 형성되고, 상기 하판 쪽으로는 상기 오목만곡면에 대응되는 볼록만곡면 형상으로 형성되어 있는 구면부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 교좌장치.
상면에 구면홈 또는 볼록구면이 형성되어 있는 하판;

상기 하판과 간격을 두고 배치된 상판;

상기 상판 저면에 이동 가능케 설치되고 저면은 중앙으로 갈수록 깊어지는 오목만곡면이 형성되어 있는 중간이동판;

상기 상판과 중간이동판 사이에 설치되어 상기 상판과 중간이동판 사이에 작용하는 상시의 수평 하중에 대해서는 상기 중간이동판과 상기 상판 간의 상대적인 이동을 허용하고 지진 등에 의한 수평충격력에 대해서는 상기 중간이동판과 상기 상판 간의 상대적인 이동을 제한하는 가변완충기; 및

상기 하판의 구면홈 또는 볼록구면에 결합되는 볼록구면 또는 구면홈을 구비하여 상기 중간이동판과 상기 하판 사이에 설치되고 상기 중간이동판 쪽으로는 상 기 중간이동판의 구면홈 또는 볼록구면에 결합되는 볼록구면 또는 구면홈이 형성되고, 상기 하판 쪽으로는 상기 오목만곡면에 대응되는 볼록만곡면 형상으로 형성되어 있는 구면부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 교좌장치.
제 5항에 있어서, 상기 상판에는 상기 가변완충기 길이방향으로 홈 또는 돌기가 형성되고, 상기 중간이동판 상면에는 상기 상판의 홈 또는 돌기에 결합되어 상기 가변완충기 길이방향으로 안내를 받는 돌기 또는 홈이 형성되고, 상기 상판과 중간이동판 사이에는 마찰저감부재가 개재되어 있고,

상기 가변완충기는 상기 중간이동판 연결부를 갖는 실린더와 상기 실린더 내부에 채워지는 실리콘 퍼티와 상기 실린더 내부에 이동 가능케 설치되어 상기 실린더 내부의 공간을 분할하고 상기 분할된 공간을 연결하여 상기 실리콘퍼티가 분할된 공간을 왕래할 수 있도록 하는 오리피스를 갖는 피스톤 및 상기 피스톤과 연결되고 양단은 상기 상판에 고정되는 피스톤로드를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 교좌장치.
제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 하판의 구면홈 또는 볼록구면과 상기 구면부재의 볼록구면 또는 구면홈은 상기 오목만곡면과 볼록만곡면의 곡률반경보다 작은 곡률반경으로 형성되어 상기 구면부재가 제자리에서 어느 일방향으로 기울어지는 것을 허용하고, 상기 오목만곡면과 볼록만곡면은 상기 하판의 구면홈 또는 볼록구면과 상기 구면부재의 볼록구면 또는 구면홈의 곡률반경보다 큰 곡률반경으로 형성되어 상기 중간이동부재와 구면부재 상호간에 상대적인 위치변동이 생긴 경우 중력작용에 의해 상기 중간이동판이 원래의 위치로 복귀하려는 힘을 작용시키는 것을 특징으로 하는 교좌장치.
하면에 구면홈 또는 볼록구면이 형성되어 있는 상판;

상기 상판과 간격을 두고 배치된 하판;

상기 상판상에 이동 가능케 설치되고 상면은 중앙으로 갈수록 깊어지는 오목만곡면이 형성되어 있는 중간이동판;

상기 하판과 중간이동판 사이에 설치되어 상기 하판과 중간이동판 사이에 작용하는 상시의 수평 하중에 대해서는 상기 중간이동판과 상기 하판 간의 상대적인 이동을 허용하고 지진 등에 의한 수평충격력에 대해서는 상기 중간이동판과 상기 하판 간의 상대적인 이동을 제한하는 가변완충기; 및

상기 상판의 구면홈 또는 볼록구면에 결합되는 볼록구면 또는 구면홈을 구비하여 상기 중간이동판과 상기 상판 사이에 설치되고 상기 상판 쪽으로는 상기 상판의 구면홈 또는 볼록구면에 결합되는 볼록구면 또는 구면홈이 형성되고, 상기 중간이동판 쪽으로는 상기 오목만곡면에 대응되는 볼록만곡면 형상으로 형성되어 있는 구면부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 교좌장치.