KR100722220B1 - 교량 포트받침용 내진 보강장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량 포트받침용 내진 보강장치를 개시한다.

본 발명에 따른 교량 포트받침용 내진 보강장치는, 상부판(2)과 하부판(3)이 구비되고 교각 상부에 고정정착되는 교량 포트받침(1)의 내진 보강 장치로서, 상기 상부판의 일측에 간극을 두고 구비되며, 등간격으로 상 관통홀(h3)이 형성되는 한 쌍의 상 서포트 블록(10)과; 상기 상 서포트 블록의 하부에 구비되고 상기 하부판의 일측에 용접으로 접합되며, 상기 상 서포트 블록의 상 관통홀에 대응되는 위치에 제1 볼트홀(n2)이 형성되어 상기 상 서포트 블록과 볼트정착되는 한 쌍의 하 서포트 블록(20)과; 교각 상부에 수직으로 매립 설치되며, 상기 하 서포트 블록에 형성되는 하 관통홀(h4)을 통하여 상부에 형성되는 제2 볼트홀(n1)에 볼트맞춤되어 상기 하 서포트 블록과 볼트정착되는 다수의 소켓(30)으로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 내진 보강장치를 장착하여 포트받침의 구조적인 강성을 높일 수 있어 지진 발생시 교각에 가해질 수평지진력에 충분한 저항력을 확보하여 교량에 대해 추가적인 내진 보강없이 지진에 대한 교량 전체의 안전성을 확보할 수 있는 이점이 있다. 특히, 기존의 포트받침을 해체하지 않으므로 짧은 시공기간내에 적용 가능하므로 경제적인 교량의 내진설계에 기여를 할 수 있고 교량의 내진설계시 자유도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 기존 받침에 부착되는 구조이므로 미관이 우수하여 산업상 대단히 유용한 효과를 제공한다.

교량, 포트받침, 내진, 보강

Description

교량 포트받침용 내진 보강장치{Bridge of pot beraing for aseismativ strengthened device}

도 1은 본 발명이 적용 실시된 포트받침을 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 교량 포트받침용 내진 보강장치를 나타낸 분해 사시도,

도 3은 본 발명이 적용 실시된 포트받침의 구성을 설명하기 위한 단면도,

도 4는 도 2의 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 교량 포트받침용 내진 보강장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 포트받침

2 : 상부판

3 : 하부판

10 : 상 서포트블록

20 : 하 서포트블록

30 : 소켓

본 발명은 상부판이 가동되는 가동형 또는 고정되는 고정형 포트받침의 측부에 보강장치를 부설하여 내진 성능을 향상시키는 포트 받침용 내진 보강장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시공의 자유도를 높여 기존 구조물의 손괴를 최소화하면서 높은 시공품질을 제공할 수 있도록 한 교량 포트받침용 내진 보강에 관한 것이다.

근래에는 자연재해에 따른 잦은 지진발생으로 인하여 세계적으로 그 피해규모가 증가하고 있으며, 이에 따라 건물붕괴, 교량파괴 등과 같은 대형사고에 속수무책으로 피해를 감당해야만 하고 있다. 이러한 자연재해 중에서도 지진과 같은 재해에 대비하여 건설업에서 이에 대처할 수 있는 다양한 설계공법, 건설장비 등과 같은 여러 기술들이 제안하고 있다.

일반적으로 교량을 가설할 때에도 계절에 따른 온도변화, 바람, 지진 등의 충격등에 의한 상대 변위나 교판의 수평력을 정적으로 흡수하여 교량의 내진 기능을 원활하게 하고, 내구 수명을 연장하고자 상판(교판)의 양단부와 교각 사이에는 여러 종류의 교량받침에 설치되게 된다.

이렇게 교량에 적용되는 교량받침의 종류로는 포트받침, 탄성받침, 스페리칼 받침등과 같이 교량의 종류나 수직·수평의 하중, 이동량, 회전량, 받침의 마찰계수등과 같은 여러 사항을 고려하여 그에 따른 교량받침을 선정하게 된다.

특히, 계절에 따른 온도변화에 의해 교량상판의 신축에 대비하여 교량의 받침을 선정하게 되는데 이러한 가동형태의 받침은 고정단과, 일방향, 그리고 양방향의 가동받침으로 되어 있으며, 교량상판의 끝단 일측에는 고정단을 구비시키고, 타측으로는 일방향과 양방향 가동형태의 받침을 설계기준에 따라서 배치시키면서 교량상판의 신축에 대응하여 설치하고 있다. 이리하여 교량상판(교판)의 온도변화에 따른 신축에 따라서 교량받침도 이에 대응하여 가동하게 되는 것이다.

그러나 내진설계가 반영되지 아니한 교량에 사용되고 있는 교량받침의 경우에는 수평방향으로 작용하는 지진력이 교량받침에 집중되기 때문에 지진시 교량받침의 파괴, 상판의 이탈 및 이에 따른 상판의 붕괴 등이 초래될 수 있으며, 막대한 인명 및 재산적 피해를 당할 가능성이 높다.

따라서, 중·소형 지진이 예상되는 지역임에도 내진설계가 반영되지 아니한 교량은 지진피해에 대한 우려가 그만큼 높으므로 내진 안전성을 확보하기 위한 설계시 면밀한 검토와 함께 적절한 내진 보강작업이 이루어져야 할 것이다.

종래의 내진 보강공법을 간략하게 살펴보면, 내진성을 갖춘 교량받침과 같은 내진성 교량용 받침을 이용하여 기존 교량받침을 대체하는 공법이 널리 실시되고 있으나, 이때의 상기 교량받침 전면교체로 인한 막대한 공사비용으로 인하여 기존의 교량에 전반적으로 적용하기에는 많은 경제적인 부담이 따를 뿐만 아니라 기존의 교량받침을 제거하기 위해 교량상판을 인상시켜 완전 제거시킨 후 재설치해야 하는 특성상 구조물의 손상이 불가피한 문제점이 있다.

즉, 종래의 내진 보강공법은 교량상판을 인상시키고 교각 상부의 일부를 파쇄하여 매립 설치된 교량받침을 해체한 뒤, 파쇄된 공간에 내진형 교량받침을 배치시킨 뒤 콘크리트 타설 및 양생과정을 통해 설치된다. 따라서 기존 교량에 대해서 내진성능을 보완하는데는 막대한 예산과 긴 공사기간 및 공사기간 동안 차량통행에 막대한 지장을 초래하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 교량용 받침인 포트받침을 해체하지 않고 단기간에 구조적인 보강을 통해 내진성능을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 교량 포트받침용 내진 보강장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 포트받침용 내진 보강장치는, 상부판과 하부판이 구비되고 교각 상부에 고정정착되는 교량 포트받침의 내진 보강 장치로서, 상기 상부판의 일측에 간극을 두고 구비되며, 등간격으로 상 관통홀이 형성되는 한 쌍의 상 서포트 블록과; 상기 상 서포트 블록의 하부에 구비되고 상기 하부판의 일측에 용접으로 접합되며, 상기 상 서포트 블록의 상 관통홀에 대응되는 위치에 제1 볼트홀이 형성되어 상기 상 서포트 블록과 볼트정착되는 한 쌍의 하 서포트 블록과; 교각 상부에 수직으로 매립 설치되며, 상기 하 서포트 블록에 형성되는 하 관통홀을 통하여 상부에 형성되는 제2 볼트홀에 볼트맞춤되어 상기 하 서포트 블록과 볼트정착되는 다수의 소켓으로 구성되는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 교량 포트받침용 내진 보강장치의 바람직한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.

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도 1은 본 발명이 적용 실시된 포트받침을 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 교량 포트받침용 내진 보강장치를 나타낸 분해 사시도이다. 그리고, 도 3은 본 발명이 적용 실시된 포트받침의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이, 본 발명의 교량 포트받침용 내진 보강장치에서, 상기 포트받침(1)은 교량의 상부구조에 작용하는 하중을 하부구조로 전달하는 목적을 가진 장치로서 교량의 내구성과 안정성에 관련된 중요한 관련 부재이다.

이러한 포트받침은 상부판이 하부판을 기준으로 수평방향으로 자유로운 변위가 가능한 가동형과, 상부판이 고정된 형태로 구비되는 고정형으로 대별되며, 이하에서는 일방향 가동은 보장되면서 가동되는 방향에 대해 교차되는 방향으로는 구속되는 상부판을 구비한 일방향 가동형 포트받침에 적용 실시된 것을 기준으로 하여 설명한다.

도면에서 보는 바와 같이, 본 발명의 교량 포트받침용 내진 보강장치는 교량에 설치된 기존 포트받침(1)의 측면에 부가 설치되어 포트받침(1)에 대한 전체적인 수평 지지력과 수직하중에 대한 안전성을 증대시키면서 내진 성능을 강화시키는 것으로서, 크게 상 서포트블록(10)과 하 서포트블록(20) 그리고 소켓(30)으로 구성된다.
상 서포트블록(10)은 상부판(2)의 구속된 방향을 기준으로 양측면에 간극을 두고 설치되며, 다양한 소재로 하여 성형될 수 있으나 본 발명에서는 가공성과 강성 등을 고려하여 강재로 성형되는 것을 제안한다.

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이러한, 상 서포트블록(10)은 도면에서 보는 바와 같이 삼각편상을 갖는 길이재의 부재로서 그 상면 높이는 상부판(2)에 비해 낮게 위치되며, 수직하는 측면이 일정한 간극을 두고 상부판(2)에 근접 배치되고, 경사면이 외측을 향하도록 배치되는 구조이다.

또한, 상기 상 서포트블록(10)은 경사면 부분에 등간격을 두고 나사부재(b1)가 삽입 통과할 수 있도록 관통홀(h1)이 관통 형성되는 구조이며, 이러한 관통홀(h1)은 나사부재의 직경에 비례하게 형성된다.

한편, 상기 상부판(2)과 상 서포트블록(10)은 상호 대향하는 대향면으로 상부판(2)의 가동성을 높이기 위하여 마찰계수가 낮은 슬라이드재가 각각 구비되는 것을 제안한다. 이러한 슬라이드재는 상부판(2)을 변위 방향으로 안정된 가동성을 보장할 수 있는 특징을 갖는다면 다양한 재질 또는 공지된 판상의 베어링이 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 바람직한 실시예로서 듀부쉬(5)와 슬라이드 플레이트(15)를 제안한다.

여기서, 상기 듀부쉬(DU BUh;5)는 인장강도가 크고 전연성의 감소가 적은 특징을 갖는 판상의 형태를 취하는 베어링의 일종으로서, 상기 상부판(2)의 측면에 용접으로 마운팅되어 일체로 구비되는 구조이다. 이러한 듀부쉬(5)는 공지된 기술에 의한 것이어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 슬라이드 플레이트(15)는 상술한 듀부쉬(5)와 마주보는 상 서포트블록(10)의 측면에 용접으로 마운팅되어 구비되는 것에 의해 듀부쉬(5)와의 마찰저항을 감소시키는 것으로서 본 발명에서는 평탄한 면을 갖는 스테인레스 판재가 사용되는 것을 제안한다.
하 서포트블록(20)은 상술한 상 서포트블록(10)의 하부에 구비되면서 일측면이 하부판(3)의 측면에 용접으로 접합되어 일체로 결합 고정되는 소정의 두께를 갖는 판재형의 부재이다.

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즉, 상기 하 서포트블록(20)은 상부면이 평탄하게 가공되어 상 서포트블록(10)의 하단부가 밀접하게 접촉되는 형태로 구비되며, 이와 같은 상태에서 용접을 통해 상호 결합 구성될 수 있다. 한편, 본 발명에서는 상 서포트블록과(10)과 하 서포트블록의 결합력을 더욱 견고하게 하기 위하여 도면에서 보는 바와 같이 상기 상 서포트블록(10)의 하단부 일부가 끼워 맞춤될 수 있게 하 서포트블록(20)의 상부면에 끼움홈(21)이 형성되는 것을 제안하고 있으며, 이러한 끼움홈(21)에 끼움된 상 서포트블록(10)은 필요시 하 서포트블록(20)과 용접으로 접합될 수 있다.

또한, 상기 하 서포트블록(20)은 상술한 상 서포트블록(10)에 형성된 관통홀(h1)에 대응되는 위치에 동일한 직경을 갖는 관통홀(h2)이 형성된다. 이렇게 상 서포트블록(10)과 하 서포트블록(20)에 수직하는 방향으로 상호 연통되게 형성된 각각의 관통홀(h1,h2)에는 볼트 형태를 갖는 나사부재(b1)가 삽입되어 후술할 소켓(30)의 상부에 형성된 나사홀(n1)에 나사 체결되는 것에 의해 상기 상 서포트블록(10)과 하 서포트블록(20) 그리고 소켓(30)을 일체로 구비되게 한다.

한편, 상기의 나사부재(b1)와 나사홀(n1)의 크기나 형태는 교량의 상판과 교각 사이의 공간 즉, 형하 공간에 따른 작업성을 고려하여 적절하게 설계되어야 할 것이다. 이와 같이 구성되는 상기 하 서포트블록(20)은 상 서포트블록(10)과 마찬가지로 본 발명에서는 가공성과 강성이 우수한 강재로 성형되는 것을 제안한다.
소켓(30)은 소정의 길이를 갖는 관형상의 부재로서, 그 하단부가 교각 상부에 매립 고정되는 구성이다. 이러한 소켓(30)은 상기 하 서포트블록(20)의 관통홀(h2)에 대응되는 위치에 수직하게 구비되며, 상술한 상 서포트블록(10)과 하 서포트블록(20)에 형성된 관통홀(h1,h2)을 삽입 통과하는 나사부재(b1)와 나사 체결되는 것에 의해 상 서포트블록(10) 및 하 서포트블록(20)과 일체로 구비되는 구조이다.

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이와 같이 구성되는 소켓(30)은 교각의 상부면을 파쇄하여 형성시킨 공간에 위치시킨 상태에서 무수축 콘크리트를 타설하여 위치 고정시키거나 또는 타공기를 이용하여 교각의 상부면에 구멍을 형성하고 이에 삽입시킨 뒤 무수축 몰탈 등을 이용하여 위치 고정시킬 수 있을 것이다.
한편, 도 4는 도 2의 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도로서, 이에 나타내 보인 바와 같이 본 실시예에서는 상 서포트블록(10)과 하 서포트블록(20) 그리고 소켓(30)을 결합하는 구조적인 특징을 제안한다.

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먼저, 이하에서는 전술한 일 실시예와 동일한 부품에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

도면에서 보는 바와 같이, 상 서포트블록(10)과 하 서포트블록(20) 그리고 소켓(30)은 전술한 일 실시예와 대동소이한 구성이며, 다만 상기 상 서포트블록(10)은 등간격을 두고 나사부재(b2)가 삽입 통과되는 상 관통홀(h3)이 형성되고, 상기 하 서포트블록(20)은 상기 상 관통홀에 대응되는 위치에 나사부재(b2)의 일단이 나사 체결되는 제1 볼트홀(n2))이 형성되어 상 서포트블록(10)고 하 서포트블록(20)이 볼트정착된다.

그리고, 상기 하 서포트블록(20)은 상기 제1 볼트홀(n2)과 중첩되지 않는 위치에 하 관통홀(h4)이 형성되며, 이 하 관통홀(h4)에는 나사부재(b3)가 삽입된다.

이때, 상기 하 서포트블록(20)의 하 관통홀(h4)의 하측으로는 소켓(30)이 수직하게 위치되며, 상기 나사부재(b3)의 하단부가 소켓(30)의 상부에 형성된 제2 볼트홀(n1)에 볼트맞춤되는 것에 의해 하 서포트블록(20)과 소켓(30)이 일체로 결합된 상태를 유지하게 된다. 여기서, 상기 하 서포트블록(20)의 하 관통홀(h4)은 나사부재(b3)의 머리부가 수용될 수 있게 단차 가공되는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명에 따른 교량 포트받침용 내진 보강장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.

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이에 나타내 보인 바와 같이 교각의 상부측 공간이 협소하거나 또는 구조적으로 상부판(2)에 비해 하부판(3)의 부피가 크게 설계되어 있는 포트받침에 적용 가능한 실시예를 나타낸 것으로서, 본 실시예에서는 전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

도면에서 보는 바와 같이, 상 서포트블록(10)은 상부판(2)에 대응되는 높이를 가지면서 그 하단부는 교각 상부에 나사부재(b1)로 직접 마운팅되어 고정된다. 그리고, 상기 상부판(2)에 대향하는 상 서포트블록(10)의 측면으로는 개재부재(17) 가 나사부재(b3)로 결합 고정된다.

여기서, 상기 상부판(2)과 상 서포트블록(10)은 상호 대향하는 대향면으로 상부판(2)의 가동성을 높이기 위하여 마찰계수가 낮은 슬라이드재를 각각 구비하며, 이는 전술한 일 실시예에서와 마찬가지로 상기 상부판(2)을 변위 방향으로 안정된 가동성을 보장할 수 있는 특징을 갖는다면 다양한 재질 또는 공지된 판상의 베어링이 사용될 수 있으며, 바람직한 실시예로서 인장강도가 우수하면서 전연성의 감소가 적은 특징을 갖는 판상의 베어링의 일종인 듀부쉬(5)와 스테인레스 판재인 슬라이드 플레이트(15)를 제안한다.
한편, 미설명 부호 (sp)는 교량의 상판측에 마련되는 강재로 제공되는 솔플레이트이며, 부호 (4)는 교각 상부에 매립되어 포트받침(1)을 고정 지지하는 소켓을 나타낸 것으로 이들, 솔플레이트(sp)와 소켓(4)은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같이 구성되는 교량 포트받침용 내진 보강장치의 시공순서를 설명하되 본 발명의 일 실시예에 나타낸 일방향 가동형 포트받침을 기준으로 하여 첨부된 도면 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

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먼저, 포트받침(1)을 구성하는 상부판(2)의 가동방향을 기준으로 구속된 양측면에 해당되는 교각의 상부면 일부를 파쇄한다.

그리고 파쇄된 공간에 소켓(30)이 매립될 수 있게 위치시키고 콘크리트를 타 설하여 위치 고정시킨다. 이때, 상기 소켓(30)은 등간격을 두고 복수개가 설치되며, 이들 각각의 소켓(30) 위치는 하 서포트블록(20)의 관통홀(h2)과 대응되어야 한다.

이어서, 상기 상부판(2)의 양측면에 듀부쉬(5)를 용접으로 접합하여 구비시키고, 상기 교각의 상측면에 하 서포트블록(20)을 위치시킨다. 여기서, 상기 하 서포트블록(20)은 관통홀(h2)과 소켓(30)이 일치되게 위치시켜야 한다.

이와 같은 상태에서 상기 하 서포트블록(20)의 일측면과 하부판(3)의 일측면이 상호 면접하게 되는데, 이 면접하는 부분을 용접하여 하 서포트블록(20)과 하부판(3)을 일체로 결합시킨다.

이어서, 상기 하 서포트블록(20)의 상측에 형성된 끼움홈(21)으로 상 서포트블록(10)을 끼워 맞춤으로 조립시킨다. 이때, 상기 상 서포트블록(10)은 일측면에 슬라이드 플레이트(15)가 용접으로 구비된 상태에서 하 서포트블록(20)에 조립되며, 이때 상기 슬라이드 플레이트(15)는 듀부쉬(5)와 대향 배치되어 상부판(2)의 가동성을 안정되게 지지하게 된다.

이와 같이 상 서포트블록(10)이 하 서포트블록(20)의 상측에 구비된 상태에서는 상·하 서포트블록(10,20)의 관통홀(h1,h2) 및 소켓(30)의 제2 볼트홀(n1)이 수직하는 방향으로 연통된 상태를 이루게 되므로, 상기 상 서포트블록(10)의 상측으로 볼트 형태를 갖는 나사부재(b1)의 하단부를 삽입시켜 제2 볼트홀(n1)에 체결시키면 상기 상·하 서포트블록(10,20)과 소켓(30)이 일체로 결합된 상태를 유지하게 된다.

상술한 공정에 의해 설치되는 교량 포트받침용 내진 보강장치는 상 서포트블 록(10)이 상부판의 가동성을 안정되게 유지시키면서 구속방향으로의 지지강성을 증대시키며, 하 서포트블록(20)은 하부판(3)에 용접으로 접합되는 것에 의해 재하면적의 증가로 수직하중에 대한 안전성을 증가시키며, 이들 상 서포트블록(10)과 하 서포트블록(20)은 상부 교각에 매립된 소켓(30)과 일체로 결합되는 것에 의해 지진하중을 교각으로 효율적인 분산이 가능하게 된다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 내진 보강장치를 장착하여 포트받침의 구조적인 강성을 높일 수 있어 지진 발생시 교각에 가해질 수평지진력에 충분한 저항력을 확보하여 교량에 대해 추가적인 내진 보강없이 지진에 대한 교량 전체의 안전성을 확보할 수 있는 이점이 있다.
특히, 기존의 포트받침을 해체하지 않으므로 짧은 시공기간내에 적용 가능하므로 경제적인 교량의 내진설계에 기여를 할 수 있고 교량의 내진설계시 자유도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 기존 받침에 부착되는 구조이므로 미관이 우수하여 산업상 대단히 유용한 효과를 제공한다.

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Claims (4)

1. 상부판(2)과 하부판(3)이 구비되고 교각 상부에 고정정착되는 교량 포트받침(1)의 내진 보강 장치로서,

   상기 상부판의 일측에 간극을 두고 구비되며, 등간격으로 상 관통홀(h3)이 형성되는 한 쌍의 상 서포트 블록(10)과;

   상기 상 서포트 블록의 하부에 구비되고 상기 하부판의 일측에 용접으로 접합되며, 상기 상 서포트 블록의 상 관통홀에 대응되는 위치에 제1 볼트홀(n2)이 형성되어 상기 상 서포트 블록과 볼트정착되는 한 쌍의 하 서포트 블록(20)과;

   교각 상부에 수직으로 매립 설치되며, 상기 하 서포트 블록에 형성되는 하 관통홀(h4)을 통하여 상부에 형성되는 제2 볼트홀(n1)에 볼트맞춤되어 상기 하 서포트 블록과 볼트정착되는 다수의 소켓(30)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 교량 포트받침용 내진 보강장치.
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