KR100757212B1 - 면진 핑거 조인트 - Google Patents

Abstract

고가도로나 교량의 상부구조물과 상부구조물 사이 등에 설치되는 핑거 조인트가 개시된다. 상기 핑거 조인트는 제 1구조물의 가장자리 바닥에 설치 가능하고 횡방향으로 안내부가 형성되어 있는 하우징 플레이트, 하우징 플레이트에 탑재되어 안내부를 따라 횡방향으로 이동 가능하고 상면에 간격을 두고 핑거홈들이 형성된 핑커 플레이트 및 제 2구조물의 가장자리에 고정 가능하고 핑거 플레이트 쪽으로 연장되어 간격을 지나 핑거홈들에 결합되어 제 1구조물과 제 2구조물의 온도 변화에 따른 팽창, 수축 또는 지진에 따른 위치변화에 따라 핑거홈들을 따라 이동될 수 있는 핑거들을 갖는 핑거부재를 포함하는 구성을 가지면, 두 구조물 간의 모든 수평방향의 상대적 변위를 허용하고, 핑거의 들뜸현상이 생기지 않고, 수명이 길고, 핑거의 변형이 적다는 효과를 제공한다.

핑거, 핑거조인트, 교량, 신축이음장치, 조인트

Description

면진 핑거 조인트 {Seismic isolation finger joint}

도 1은 본 발명에 따른 면진 핑거 조인트가 교량에 설치된 상태의 파단 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 면진 핑거 조인트가 설치된 상태의 확대 종단면도,

도 3은 도 2의 변형 예를 나타낸 단면도,

도 4는 도 2의 다른 변형 예를 나타낸 단면도,

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 핑거 조인트의 다른 예를 나타낸 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 핑거 조인트의 또 다른 실시 예를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 제 1구조물 20 : 제 2구조물

30 : 고무 거터 100 ~ 105 : 핑거 조인트

110 : 하우징 플레이트 112a ~ 112f : 안내부

130 : 핑거 플레이트 132 : 핑거홈

114, 134 : 스테인리스 스틸판 136 : 안쪽 측벽

150 : 베이스 플레이트 161 ~ 165 : 탄성체

163a, 180 : PTFE판 170 : 핑거부재

172 : 핑거 190 : 가압기구

본 발명은 고가도로나 교량의 상부구조물과 상부구조물 사이 등에 설치되는 교량용 신축이음장치와 관련된 것으로, 특히 핑거 조인트(finger joint)에 관련된 것이다.

일반적으로, 교량의 상부구조물은 온도변화, 건조수축, 크리프(creep) 등에 따라 팽창되거나 수축되고, 차량 통행에 따른 동하중, 지진 등에 따라 이동된다. 이에 따라 교량의 시공 시 이웃하는 두 상부구조물 사이에는 교량 상판의 재료, 길이, 지지구조 등에 따라 적정한 간격을 둔다. 이러한 상부 구조물과 상부구조물 사이에 신축이음장치가 설치된다.

교량용 신축이음장치에는 핑거 타입(finger type)의 신축이음장치가 있다.

종래의 핑거 타입 신축이음장치는 구조상 단순하고, 상부에 작용되는 충격이 분산됨으로 인해 내구성이 좋고 큰 소음이 발생되지 않는다는 장점이 있으나, 그 구조상으로 마주보는 두 상부구조물의 어느 한 단부에만 지지를 받으므로, 신축량이 큰 교량에는 적용하기가 어렵고, 차량 통행에 따라 큰 모멘트를 받아 핑거부재의 일단이 위쪽으로 돌출된다는 문제점이 있다.

핑거부재의 일단이 위쪽으로 돌출되면, 차량사고의 위험이 높아지고, 통행차량의 승차감이 떨어지고, 차량 통과 시 큰 소음을 발생시키며, 핑거 조인트의 수명 이 짧아진다는 단점이 생긴다.

그리고 종래의 핑거 조인트는 교축방향으로의 직선 이동만을 허용할 수 있도록 되어 있어, 그 신축방향이 불확실한 굽은 교량이나 단부가 경사지게 배치된 교량에는 사용하기가 어렵다는 단점이 있다.

그리고 종래의 핑거 조인트는 맞물리는 양측 핑거부재가 모두 고정되어 있어 지진 등에 의한 힘이 교축 직각방향, 즉 횡방향으로 작용하는 경우 핑거 조인트가 설치된 부분의 교량구조물이 쉽게 파손된다는 문제점도 있다.

본 발명의 목적은 신축량이 큰 교량뿐만 아니라 그 신축방향이 불확실한 굽은 교량, 단부가 경사지게 배치된 교량에도 사용될 수 있는 핑거 조인트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 지진 등에 의해 교량의 상부구조물이 교량의 횡방향으로 유동되는 것을 허용하는 핑거 조인트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 교량에 설치된 부품의 일단이 위쪽으로 돌출될 염려가 없고 수명이 긴 핑거 조인트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 통과되는 차량의 하중에 의한 모멘트를 종래의 것에 비해 작게 받는 핑거 조인트를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 면진 핑거 조인트는 간격을 두고 배치되고 온도변화 등에 따라 팽창, 수축되거나 지진 등에 의해 이동되면서 상기 간격을 변화시키는 제 1구조 물과 제 2구조물 사이에 설치되어 차량이 상기 두 구조물 사이를 원활하게 통과할 수 있도록 하여주는 핑거 조인트에 있어서, 상기 제 1구조물의 가장자리 바닥에 설치 가능하고 횡방향으로 안내부가 형성되어 있는 하우징 플레이트, 상기 하우징 플레이트에 탑재되어 상기 안내부를 따라 횡방향으로 이동 가능하고 상면에 간격을 두고 핑거홈들이 형성된 핑커 플레이트 및 상기 제 2구조물의 가장자리에 고정 가능하고 상기 핑거 플레이트 쪽으로 연장되어 상기 간격을 지나 상기 핑거홈들에 결합되어 지지되고 상기 제 1구조물과 상기 제 2구조물의 온도 변화에 따른 팽창, 수축 또는 지진에 따른 위치변화에 따라 상기 핑거홈들을 따라 이동될 수 있는 핑거들을 갖는 핑거부재를 포함하는 구성을 가진다.

상기 핑거부재 하부에 구비되어 상기 제 2구조물의 가장자리 바닥에 설치가능하고 상하로 제 1구멍이 형성된 베이스 플레이트, 상기 핑거부재와 상기 베이스 플레이트 사이에 설치된 제 1탄성체, 상기 핑거부재와 상기 핑거홈의 바닥 사이에 설치된 미끄럼부재, 상기 제 1탄성체와 상기 미끄럼부재 사이의 상기 베이스 플레이트 저면에 배치된 제 2탄성체 및 상기 제 2탄성체를 개재하여 상기 제 1구멍을 통해 상기 핑거부재에 결합되어 상기 핑거부재를 상기 베이스 플레이트 쪽으로 당겨주는 핑거부재 가압기구를 더 포함하고,

상기 제 1탄성체는 상기 핑거부재와 상기 베이스 플레이트 중 어느 일측에만 고정되는 것이 바람직하다.

상기 제 1구멍 위쪽의 상기 핑거부재에 제 2구멍이 형성되고, 상기 제 2탄성체에 상하 방향으로 제 3구멍이 형성되고, 상기 핑거부재 가압기구는 상기 제 1구 멍 내지 제 3구멍을 통해 삽입되는 볼트와 상기 볼트의 일단에 결합되는 너트인 것이 좋다.

상기 하우징 플레이트와 상기 핑거 플레이 사이에 제 3탄성체가 설치되고, 상기 제 3탄성체는 상기 하우징 플레이트와 상기 핑거 플레이트 중 어느 하나에만 고정되고 나머지 하나와 상기 제 3탄성체 사이에 상호간의 원활한 미끄럼운동을 허용하는 미끄럼부재가 각각 부착되어 있는 것이 더 좋다.

경우에 따라, 상기 제 3탄성체는 상기 핑거 플레이트에 고정되고, 상기 안내부는 상기 하우징 플레이트의 바닥에 횡방향으로 형성되어 상기 제 3탄성체의 이동을 안내하는 홈일 수 있다.

상기 핑거의 끝단과 마주보는 상기 핑거홈의 안쪽 측벽은 상기 핑거가 상기 안쪽 측벽을 향해 이동됨에 따라 상기 핑거홈에 수용된 이물질이 외부로 쉽게 배출될 수 있도록 예각의 경사면으로 형성된 것이 바람직하다.

경우에 따라 본 발명에 따른 핑거 조인트는 간격을 두고 배치되고 온도변화 등에 따라 팽창, 수축되거나 지진 등에 의해 이동되면서 상기 간격을 변화시키는 제 1구조물과 제 2구조물 사이에 설치되어 차량이 상기 두 구조물 사이를 원활하게 통과할 수 있도록 하여주는 핑거 조인트에 있어서, 상기 제 1구조물의 가장자리 바닥에 설치 가능하고 횡방향으로 안내부가 형성되어 있는 하우징 플레이트, 상기 제 2구조물의 가장자리에 상기 하우징 플레이트와 마주보고 고정 가능하고 상면에 간격을 두고 핑거홈들이 형성된 핑커 플레이트 및 상기 하우징 플레이트에 탑재되어 상기 안내부를 따라 횡방향으로 이동 가능하고 상기 핑거 플레이트 쪽으로 연장되 어 상기 간격을 지나 상기 핑거홈들에 결합되어 지지되고 상기 제 1구조물과 상기 제 2구조물의 온도 변화에 따른 팽창, 수축 또는 지진에 따른 위치변화에 따라 상기 핑거홈들을 따라 이동되는 핑거들을 갖는 핑거부재를 포함하는 구성을 가진다.

이 경우, 상기 하우징 플레이트에 상기 핑거부재의 횡방향 이동을 허용하기 위한 길이의 장공형태의 제 4구멍이 형성되고, 상기 핑거부재와 상기 하우징 플레이트 사이에 배치된 제 4탄성체, 상기 제 4구멍 하부의 상기 하우징 플레이트 저면에 배치된 제 5탄성체, 상기 제 4탄성체와 상기 하우징 플레이트 저면 사이에 설치된 미끄럼부재, 상기 핑거부재와 상기 핑거홈의 바닥 사이에 설치된 미끄럼부재 및 상기 제 5탄성체를 개재하여 상기 제 4구멍을 통해 상기 핑거부재에 결합되어 상기 핑거부재를 상기 하우징 플레이트 쪽으로 당겨주는 핑거부재 가압기구를 더 포함하고,

상기 제 4탄성체는 상기 핑거부재와 상기 하우징 플레이트의 어느 하나에 고정되고 상기 제 4탄성체와 다른 하나의 사이에 미끄럼부재가 장착되고,

상기 제 4탄성체의 적어도 하나는 상기 핑거부재 가압기구를 사이에 두고 상기 핑거 플레이트 반대편에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 제 4구멍 위쪽의 상기 핑거부재에 제 5구멍이 형성되고, 상기 제 5탄성체에 상하 방향으로 제 6구멍이 형성되고, 상기 핑거부재 가압기구는 상기 제 4구멍 내지 제 6구멍으로 삽입되는 볼트와 상기 볼트의 끝단에 결합되는 너트인 것이 더욱 바람직하다.

상기 핑거홈에 결합된 상기 핑거부재의 저면에 원의 일부모양 단면을 갖는 홈이 형성되고, 상기 홈에는 원의 일부모양 단면을 가지고 상기 홈에 상기 홈의 원주방향으로 회동 가능케 장착되는 회동부재가 장착되고 상기 회동부재의 저면과 상기 핑거홈의 바닥면 사이에 상기 미끄럼부재가 설치되는 것이 좋다.

이 경우, 상기 제 4탄성체는 상기 핑거부재 저면에 고정되고, 상기 안내부는 상기 하우징 플레이트의 바닥에 횡방향으로 형성되어 상기 제 4탄성체의 이동을 안내하는 홈일 수 있다.

상기 안내부는 상기 하우징 플레이트의 양단에 간격을 두고 설치되고 상방으로 돌출된 돌출부일 수 있다.

또 경우에 따라, 본 발명에 따른 핑거 조인트는 간격을 두고 배치되고 온도변화 등에 따라 팽창, 수축되거나 지진 등에 의해 이동되면서 상기 간격을 변화시키는 제 1구조물과 제 2구조물 사이에 설치되어 차량이 상기 두 구조물 사이를 원활하게 통과할 수 있도록 하여주는 핑거 조인트에 있어서, 상기 제 1구조물의 가장자리 바닥에 설치 가능하고 상면에 간격을 두고 핑거홈들이 형성된 핑커 플레이트 및 상기 제 2구조물의 가장자리에 고정 가능하고 상기 핑거 플레이트 쪽으로 연장되어 상기 간격을 지나 상기 핑거홈들에 결합되어 지지되고 상기 제 1구조물과 상기 제 2구조물의 온도 변화에 따른 팽창, 수축 또는 지진에 따른 위치변화에 따라 상기 핑거홈들을 따라 이동될 수 있는 핑거들을 갖는 핑거부재를 포함하는 구성을 가질 수 있다.

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

도 1은 본 발명에 따른 면진 핑거 조인트가 교량에 설치된 상태의 파단 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 면진 핑거 조인트가 설치된 상태의 확대 종단면도이다.

도 1과 2에는 교량의 제 1구조물(10)과 제 2구조물(20)이 도시되어 있다. 제 1구조물(10)과 제 2구조물(20)은 온도변화, 건조수축, 크리프 등에 따라 팽창, 수축되거나 지진, 차량 통행에 따른 동하중 등에 의해 이동되는 것을 고려하여 서로 간격 두고 설치되는 것으로, 교량의 이웃하는 두 상판들, 교량의 상판과 교대 등이 여기에 해당된다.

본 발명에 따른 면진 핑거 조인트(100)는 두 구조물의 간격이 변화되는 두 구조물 사이에 설치되어 차량이 두 구조물 사이를 원활하게 통과할 수 있도록 하여주는 역할을 한다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 핑거 조인트(finger joint, 100)는 하우징 플레이트(housing plate, 110)를 구비한다. 이 하우징 플레이트(110)는 제 1구조물(10)의 가장자리 바닥에 설치되는 것으로, 그 앞쪽 끝단과 뒤쪽 끝단에 횡방향으로 설치된 안내부(112a, 112b)를 구비한다. 이 안내부(112a, 112b)는 위쪽으로 돌출되어 있으며 뒤에서 설명되는 핑거 플레이트(finger plate, 130)가 전후 방향으로 이동되는 것을 제한하고 횡방향으로 이동하는 것을 안내하는 역할을 한다. 이 안내부(112a, 112b)는 핑거 플레이트(130)가 전후 방향으로 이동되는 것을 제한하고 횡방향으로 이동되는 것을 안내하면 되므로, 그 설치 위치는 변경될 수 있고 그 형태는 횡방향으로 배치되는 홈 또는 돌기를 이용하여 다양하게 변형될 수 있는 부 분이다.

도시된 바와 같이 하우징 플레이트(110)의 바닥에는 한 쌍의 스테인리스 스틸판(114)이 간격을 두고 횡방향으로 배치되어 있다.

하우징 플레이트(110) 반대편의 제 2구조물(20) 가장자리에는 베이스 플레이트(150)가 장착되어 있다. 이 베이스 플레이트(150)는 그 위에 설치되는 핑거부재(170)를 제 2구조물(20)의 가장자리에 고정하여주기 위한 것으로, 반드시 필요한 것은 아니다. 즉, 경우에 따라, 핑거부재(170)는 베이스 플레이트(150) 없이 제 2구조물(20)에 직접 고정되거나 여타의 보조기구를 통해 제 2구조물(20)에 고정적으로 설치될 수도 있다.

베이스 플레이트(150)는 그 단면이 "ㄴ"자 형태의 것이 바람직하다. 이 베이스 플레이트(150)의 앞쪽 끝단 부근에 제 1구멍(152)이 형성되어 있다.

도시된 바와 같이 제 1탄성체(161)와 베이스 플레이트(150)의 제 1구멍(152) 하부에 설치되는 제 2탄성체(162), 볼트(192)와 너트(194)로 이루어진 가압기구(190)를 통해 베이스 플레이트(150)상에 핑거부재(170)가 설치되어 있다. 제 1탄성체(161)로는 지지강도가 큰 디스크 받침용 폴리우레탄으로 만든 것이 좋고, 제 2탄성체(162)로는 탄성이 큰 스프링용으로 사용되는 폴리우레탄으로 만든 것이 좋다. 이 핑거부재(170)의 설치상태와 관련하여서는 핑거부재(170) 맞은편에 설치되는 핑거 플레이트(130)에 대해 설명한 후에 더 자세히 설명한다.

도시된 바와 같이 하우징 플레이트(110)상에는 핑거 플레이트(130)가 설치되어 있다. 이 핑거 플레이트(130)는 맞은편에 설치되는 핑거부재(170)의 핑거(172) 를 지지하여주기 위한 것으로, 그 상면에 간격을 두고 핑거홈(132)들이 형성되어 있다. 이 핑거홈(132)들에 핑거(172)들이 각각 결합된다. 핑거홈(132)의 바닥에는 핑거(172)의 미끄럼운동이 원활하게 이루어질 수 있도록 스테인리스 스틸판(134)이 부착되어 있다. 그리고 핑거(172)의 끝단과 마주보는 핑거홈(132)의 안쪽 측벽(136)은 핑거(172)가 안쪽 측벽(136)을 향해 이동됨에 따라 핑거홈(132)에 수용된 이물질이 외부로 쉽게 배출될 수 있도록 예각의 경사면으로 형성되어 있다. 이러한 핑거 플레이트(130)는 하우징 플레이트(110)에 탑재된 상태에서 안내부(112a, 112b)를 따라 횡방향으로 이동 가능하게 설치된다. 이 핑거 플레이트(130)의 전, 후면과 각 안내부(112a, 112b)와의 사이에 원활한 미끄럼 운동을 허용하기 위한 미끄럼부재(122a, 122b)가 대응면에 각각 설치될 수 있다.

위와 같은 핑거 플레이트(130)는 전체를 일체로 만들어도 되나, 핑거홈(132)과 핑거홈(132) 사이의 핑거부분만 별도로 만들어 볼트 등을 이용해 착탈 가능케 고정할 수 있다.

도시된 바와 같이 스테인리스 스틸판(114) 위쪽 핑거 플레이트(130)의 저면에는 한 쌍의 제 3탄성체(163)가 간격을 두고 설치되어 있다. 이 제 3탄성체(163)는 핑거 플레이트(130)를 탄성적으로 지지하기 위한 것으로 디스크 받침으로 사용되는 폴리우레탄으로 만드는 것이 바람직하다. 이러한 제 3탄성체(163)의 저면에는 스테인리스 스틸판(114)과 미끄럼 접촉되는 PTFE판(163a)이 부착되어 있다. 이 스테인리스 스틸판(114)과 PTFE판(163a)은 핑거 플레이트(130)가 횡방향으로 원활하게 미끄럼운동 할 수 있도록 하기 위한 미끄럼부재이다. 경우에 따라, 스테인리 스 스틸판(114)이 핑거 플레이트(130)의 저면에 부착되고, 제 3탄성체(163)는 하우징 플레이트(110)에 설치되고, 제 3탄성체(163) 상측 표면에 스테인리스 스틸판과 미끄럼접촉 되는 PTFE판이 부착될 수 있다.

베이스 플레이트(150) 상에 설치되는 핑거부재(170)는 베이스 플레이트(150)와의 사이에 개재되는 제 1탄성체(161), 제 1구멍(152)이 있는 위치의 베이스 플레이트(150) 하부에 배치되는 제 2탄성체(162) 및 볼트(192)와 너트(194)로 이루어진 가압기구(190)를 통해 탄성적으로 설치되어 있다.

이를 위해 핑거부재(170)와 제 2탄성체(162)에는 볼트(192)가 삽입될 수 있는 제 2구멍(174)과 제 3구멍(162a)이 각각 형성되어 있다. 제 2구조물(20)에는 제 2탄성체(162)의 수용을 위한 수용홈(22)이 형성되어 있다. 이 수용홈(22)은 스틸튜브(24)를 이용해 형성하는 것이 좋다.

볼트(192)가 제 1 내지 제 3구멍(152, 174, 162a)을 통해 삽입된 상태에서 볼트(192)를 위쪽으로 당겨 인장시켜 볼트(192)의 끝단에 너트(194)를 체결하면 제 2탄성체(162)의 탄성력에 의해 핑거부재(170)가 하방으로 가압되고, 이에 따라 핑거부재(170)는 베이스 플레이트(150)에 탄성적으로 지지된 상태로 고정되고, 그 끝단의 핑거(172)는 핑거 플레이트(130)의 핑거홈(132) 바닥에 밀착된다. 이에 따라 핑거부재(170)와 핑거 플레이트(130)는 하방으로 힘을 받아 안정적으로 지지된 상태를 유지한다.

핑거부재(170)는 핑거 플레이트(130) 쪽으로 연장되어 두 구조물 사이의 간격을 지나 핑거홈(132)들에 결합되어 핑거홈(132)의 바닥에 지지되어 있다. 이러 한 핑거(172)의 끝단 부근 저면에는 원의 일부 단면모양을 하는 홈(176)이 형성되어 있고, 이 홈(176)에 원의 일부 단면모양을 하는 회전부재(178)가 회동 가능케 결합되어 있다. 이 회전부재(178)의 저면에 PTFE판(180)이 부착되어 있다. 경우에 따라 핑거(172)에는 스테인리스 스틸판(134)과 PTFE판(180) 대신에 롤러나 바퀴가 설치될 수 있다. 이 경우 롤러나 바퀴도 일종의 미끄럼부재이다.

이에 따라 핑거(172)는 제 1구조물(10)과 제 2구조물(20)의 온도 변화, 건조수축, 크리프 등에 따른 팽창, 수축 또는 지진이나 풍압, 차량 통행에 의한 동하중에 따른 위치변화 등에 따라 핑거홈(132)들을 따라 이동될 수 있다.

교량에 시공 할 때, 위에서 설명한 핑거 플레이트(130), 핑거부재(170), 하우징 플레이트(110), 베이스 플레이트(150)는 교량의 폭에 따라 횡방향으로 적당한 길이로 분할된 여러 개를 연속되게 설치하여 시공할 수 있다.

핑거(172)의 하부 제 1구조물(10)과 제 2구조물(20) 사이에 설치되는 것은 이물질이나 빗물이 하부로 떨어지는 것을 방지하기 위한 고무 거터(rubber gutter, 30)이다.

도 1과 2를 통해 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 핑거 조인트(100)에서는 핑거(172)의 끝단이 핑거 플레이트(130)에 지지되어 있어 차량 통행 시에도 큰 모멘트가 작용되지 않아 그 일단이 위쪽으로 돌출되는 일이 생기지 않는다.

또 핑거부재(170)는 제 1탄성체(161), 제 2탄성체(162) 및 가압기구(190)를 통해 하방으로 탄성적으로 가압되기 때문에 핑거(172)의 끝단이 핑거 플레이트(130)의 핑거홈(132)의 바닥에 밀착되어 위쪽으로 들리지 않고, 각 탄성체들이 차량 통행에 따른 충격력을 완충하여주므로 수명도 길다.

그리고 본 발명에 따른 핑거 조인트(100)는 핑거(172)를 받쳐주는 핑거 플레이트(130)가 교축방향에 수직한 횡방향으로 이동될 수 있기 때문에, 변형 또는 이동방향을 예측할 수 없는 굽은 교량이나 상판의 끝단이 경사지게 형성된 교량 등에도 사용할 수 있으며, 횡방향 성분의 지진력을 가진 지진이 발생하는 경우에도 파손되지 않는다는 뛰어난 장점을 가진다.

상기와 같은 본 발명에 따른 핑거 조인트는 이웃하게 배치된 두 교량구조물 간의 교축방향과 교축방향에 수직한 횡방향의 상대적인 변위를 모두 수용할 수 있으므로 모든 방향에 대한 변위를 허용할 수 있다.

지진 등에 의한 횡방향 변위를 고려할 필요가 없는 교량에서는, 도 1과 2에 나타낸 핑거 조인트(100)에서, 하우징 플레이트(110) 없이 핑거 플레이트(130)가 제 1구조물(10)에 직접 고정된 상태로 설치될 수 있다. 이는 뒤에서 설명되는 도 7을 참조하면 알 수 있다.

도 3은 도 2의 변형 예를 나타낸 단면도이다.

경우에 따라서는 하우징 플레이트(110)에 형성되는 안내부(112c, 112d)를 홈형태로 형성하여, 제 3탄성체(163)가 안내부(112c, 112d)에 결합된 상태에서 안내부(112c, 112d)를 따라 횡방향으로 이동되도록 본 발명에 따른 핑거 조인트(101)를 구성할 수도 있다. 나머지 사항은 도 1과 도 2를 통해서 설명한 바와 같다.

도 4는 도 2의 다른 변형 예를 나타낸 단면도이다.

도 4에 나타낸 핑거 조인트(102)는 베이스 플레이트(150)와 핑거부재(170) 사이에 고무패드(161a)를 삽입한 상태로 볼트(192)와 너트(194)를 이용해 제 2구조물(20)에 고정하고, 핑거 플레이트(130)의 핑거홈(132)에 결합되는 핑거(172)의 저면에 롤러(182)를 설치한 것이다. 여기에서, 고무패드(161a)는 제 1구조물(10)쪽으로 갈수록 두께가 약간 얇아지도록 된 것이 바람직하다. 이 실시 예에서 베이스 플레이트(150)는 경우에 따라 핑거부재(170)에 일체로 형성될 수 있다. 나머지 사항은 도 1과 2를 통해서 설명한 바와 같다.

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 핑거 조인트의 다른 예를 나타낸 단면도이다.

도 5와 도 6에 나타낸 것은 하우징 플레이트(110)에 핑거부재(170)를 장착하여 횡방향으로 이동될 수 있게 설치한 것이다.

도 5를 참조하면, 제 1구조물(10)에 설치되는 하우징 플레이트(110)는 그 전단과 후단에 핑거부재(170)가 결합되어 위쪽으로 이탈되지 않도록 하는 측면홈 형태의 안내부(112e, 112f)를 구비한다. 나머지 사항은 도 1과 2를 통해 설명한 하우징 플레이트와 동일하다.

도시된 바와 같이 제 2구조물(20)의 가장자리에 하우징 플레이트(110)와 마주보고 핑거 플레이트(130)가 고정되어 있다. 이 핑거 플레이트(130)의 상면에 간격을 두고 핑거홈(132)들이 형성되어 있고, 핑거홈(132)의 바닥에 스테인리스 스틸판(134)가 부착되어 있다. 그리고 안쪽 측벽(136)은 예각으로 경사지게 설치되어 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이 하우징 플레이트(110)에는 핑거부재(170)가 횡방향으로 이동 가능케 탑재되어 있다. 이 핑거부재(170)는 측면홈 형태의 안내 부(112e, 112f)에 결합되어 안내부(112e, 112f)를 따라 횡방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 이 핑거부재(170)는 핑거 플레이트(130) 쪽으로 연장되어 두 구조물 사이의 간격을 지나 핑거홈(132)들에 결합되어 제 1구조물(10)과 제 2구조물(20)의 온도 변화 등에 따른 팽창, 수축 또는 지진 등에 따른 위치변화에 따라 핑거홈(132)들을 따라 이동되는 핑거(172)들을 갖는다.

핑거부재(170)와 하우징 플레이트(110) 사이의 핑거부재(170) 저면에 제 4탄성체(164) 한 쌍이 간격을 두고 설치되어 있고, 이 제 4탄성체(164)와 하우징 플레이트(110) 사이에 미끄럼부재(114, 164a)가 대응면에 부착되어 있다. 여기에서의 제 4탄성체(164)로는 지지강도가 크고 탄성이 작은 디스크 받침용 폴리우레탄으로 만든 것이 적당하다.

도 5에 나타낸 바와 같이 핑거 조인트(103)를 구성하는 경우, 앞 실시 예에서 설명한 베이스 플레이트(150)는 필요치 않다.

도 5에 나타낸 실시 예에서는 지진 등에 의해 제 1구조물(10)과 제 2구조물(20)이 상대적으로 횡방향으로 이동되면, 핑거 플레이트(130)가 핑거(172)에 힘을 작용시켜 핑거부재(170)가 횡방향으로 이동된다.

나머지 사항은 도 1과 2를 통해서 설명한 바와 같다.

도 6을 참조하면, 도 5의 이탈방지 기능을 갖는 안내부(112e, 112f) 대신에 볼트(192)와 너트(194) 등으로 구성되는 가압기구(190)와 하우징 플레이트(110) 저면에 배치되는 제 5탄성체(165)를 이용해 핑거부재(170)를 하우징 플레이트(110)를 향해 하방으로 가압한 상태에서 핑거부재(170)가 횡방향으로 이동될 수 있도록 핑 거 조인트(104)를 구성할 수 있다. 이 경우, 하우징 플레이트(110)에 횡방향으로 길게 형성된 장공형태의 제 4구멍(116)이 형성되어 있어야 한다. 제 4구멍(116)의 횡방향으로의 길이는 핑거부재(170)가 지진 등에 의해 횡방향으로 움직일 수 있는 예측되는 길이를 고려하여 형성하면 된다. 이 경우 핑거부재(170)와 제 5탄성체(165)에도 볼트(192)의 통과를 위한 제 5구멍(182)과 제 6구멍(165a)이 형성되어 있어야 한다. 제 5탄성체(165)로는 탄성이 큰 스프링용 폴리우레탄으로 만든 것이 적당하다.

그리고 제 4탄성체(164)의 적어도 하나는 핑거부재 가압기구(190)를 사이에 두고 핑거 플레이트(130) 반대편에 설치되어 있어야 한다.

경우에 따라 핑거부재(170)에 형성되는 제 5구멍(182)을 횡방향으로 길게 배치되는 장공형태로 형성하고, 너트(194)의 저면과 핑거부재(170) 사이에 미끄럼부재를 설치하여 구성할 수 있다.

나머지 사항을 도 5를 통해 설명한 바와 같다.

도 7은 본 발명에 따른 핑거 조인트의 또 다른 실시 예를 나타낸 단면도이다.

도 7에 나타낸 바와 같이 경우에 따라서는 도 2의 핑거 조인트(100)에서 하우징 플레이트(110) 없이 핑거 플레이트(130)가 직접 제 1구조물(10)에 고정될 수 있다. 이 경우 핑거 플레이트(130)는 횡방향으로 움직일 수 없다.

도 7에 나타낸 핑거 조인트(105)는 제 1구조물(10)과 제 2구조물(20) 상호간에 교축방향에 수직한 방향으로의 변위는 서로 받아 주지 못하지만, 핑거(172)가 핑거 플레이트(130)의 핑거홈(132)에 결합되어 지지됨에 따라 통과하는 차량에 의한 모멘트를 작게 받고 가압기구(190)가 핑거부재(170)를 하방으로 탄성 가압함으로써 핑거부재(170)가 들뜨지 않고 수명이 길다는 장점은 여전히 가지고 있다.

나머지 사항은 도 1과 도 2를 통해서 설명한 바와 같다.

위에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 핑거 조인트는 어떤 방향으로 지진이 발생되더라도 교축방향과 이에 수직한 횡방향으로 두 구조물 간의 상대적인 변위를 허용함으로써 지진 시의 안전성을 확보할 수 있도록 해준다.

또, 본 발명에 따른 핑거 조인트는 교량 상판 또는 교대 등의 끝단이 경사지게 배치된 교량(skewed bridge)이나 굽은 교량에 설치되어 교축방향뿐만 아니라 교축방향에 수직한 횡방향으로의 변위를 받아 줄 수 있다.

또 핑거부재는 하방으로 탄성 가압되어 핑거부재 등의 끝단이 위쪽으로 돌출되지 않아 안전성이 뛰어나고, 차량 통행에 따른 충격을 흡수하여 수명이 길고, 교량의 회전을 허용하여 쉽게 파손되지 않는다.

핑거의 끝단이 핑거 플레이트에 지지되므로 핑거부재는 과도한 모멘트를 받지 않으며 쉽게 변형되지 않는다.

그리고 하우징 플레이트, 베이스 플레이트를 사용함으로써 하중이 균등하게 분배되어 그 하부구조의 부등침하 및 핑거 조인트 설치를 위해 별도로 타설한 콘크리트의 부실로 인해 핑거의 들뜸현상이 생기지 않는다.

Claims (13)

1. 간격을 두고 배치되고 온도변화 등에 따라 팽창, 수축되거나 지진 등에 의해 이동되면서 상기 간격을 변화시키는 제 1구조물과 제 2구조물 사이에 설치되어 차량이 상기 두 구조물 사이를 원활하게 통과할 수 있도록 하여주는 핑거 조인트에 있어서,

   상기 제 1구조물의 가장자리 바닥에 설치 가능하고 횡방향으로 안내부가 형성되어 있는 하우징 플레이트;

   상기 하우징 플레이트에 탑재되어 상기 안내부를 따라 횡방향으로 이동 가능하고 상면에 간격을 두고 핑거홈들이 형성된 핑커 플레이트; 및

   상기 제 2구조물의 가장자리에 고정 가능하고 상기 핑거 플레이트 쪽으로 연장되어 상기 간격을 지나 상기 핑거홈들에 결합되어 지지되고 상기 제 1구조물과 상기 제 2구조물의 온도 변화에 따른 팽창, 수축 또는 지진에 따른 위치변화에 따라 상기 핑거홈들을 따라 이동될 수 있는 핑거들을 갖는 핑거부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 핑거 조인트.
2. 제 1항에 있어서, 상기 핑거부재 하부에 구비되어 상기 제 2구조물의 가장자리 바닥에 설치가능하고 상하로 제 1구멍이 형성된 베이스 플레이트, 상기 핑거부재와 상기 베이스 플레이트 사이에 설치된 제 1탄성체, 상기 핑거부재와 상기 핑거홈의 바닥 사이에 설치된 미끄럼부재, 상기 제 1탄성체와 상기 미끄럼부재 사이의 상기 베이스 플레이트 저면에 배치된 제 2탄성체 및 상기 제 2탄성체를 개재하여 상기 제 1구멍을 통해 상기 핑거부재에 결합되어 상기 핑거부재를 상기 베이스 플레이트 쪽으로 당겨주는 핑거부재 가압기구를 더 포함하고,

   상기 제 1탄성체는 상기 핑거부재와 상기 베이스 플레이트 중 어느 일측에만 고정되는 것을 특징으로 하는 핑거 조인트.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1구멍 위쪽의 상기 핑거부재에 제 2구멍이 형성되고, 상기 제 2탄성체에 상하 방향으로 제 3구멍이 형성되고, 상기 핑거부재 가압기구는 상기 제 1구멍 내지 제 3구멍을 통해 삽입되는 볼트와 상기 볼트의 일단에 결합되는 너트인 것을 특징으로 하는 핑거 조인트.
4. 제 1항에 있어서, 상기 하우징 플레이트와 상기 핑거 플레이 사이에 제 3탄성체가 설치되고, 상기 제 3탄성체는 상기 하우징 플레이트와 상기 핑거 플레이트 중 어느 하나에만 고정되고 나머지 하나와 상기 제 3탄성체 사이에 상호간의 원활한 미끄럼운동을 허용하는 미끄럼부재가 각각 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 핑거 조인트.
5. 제 4항에 있어서, 상기 제 3탄성체는 상기 핑거 플레이트에 고정되고, 상기 안내부는 상기 하우징 플레이트의 바닥에 횡방향으로 형성되어 상기 제 3탄성체의 이동을 안내하는 홈인 것을 특징으로 하는 핑거 조인트.
6. 제 1항에 있어서, 상기 핑거의 끝단과 마주보는 상기 핑거홈의 안쪽 측벽은 상기 핑거가 상기 안쪽 측벽을 향해 이동됨에 따라 상기 핑거홈에 수용된 이물질이 외부로 쉽게 배출될 수 있도록 예각의 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 핑거 조인트.
7. 간격을 두고 배치되고 온도변화 등에 따라 팽창, 수축되거나 지진 등에 의해 이동되면서 상기 간격을 변화시키는 제 1구조물과 제 2구조물 사이에 설치되어 차량이 상기 두 구조물 사이를 원활하게 통과할 수 있도록 하여주는 핑거 조인트에 있어서,

   상기 제 1구조물의 가장자리 바닥에 설치 가능하고 횡방향으로 안내부가 형성되어 있는 하우징 플레이트;

   상기 제 2구조물의 가장자리에 상기 하우징 플레이트와 마주보고 고정 가능하고 상면에 간격을 두고 핑거홈들이 형성된 핑커 플레이트; 및

   상기 하우징 플레이트에 탑재되어 상기 안내부를 따라 횡방향으로 이동 가능하고 상기 핑거 플레이트 쪽으로 연장되어 상기 간격을 지나 상기 핑거홈들에 결합되어 지지되고 상기 제 1구조물과 상기 제 2구조물의 온도 변화에 따른 팽창, 수축 또는 지진에 따른 위치변화에 따라 상기 핑거홈들을 따라 이동되는 핑거들을 갖는 핑거부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 핑거 조인트.
8. 제 7항에 있어서, 상기 하우징 플레이트에 상기 핑거부재의 횡방향 이동을 허용하기 위한 길이의 장공형태의 제 4구멍이 형성되고, 상기 핑거부재와 상기 하우징 플레이트 사이에 배치된 제 4탄성체, 상기 제 4구멍 하부의 상기 하우징 플레이트 저면에 배치된 제 5탄성체, 상기 제 4탄성체와 상기 하우징 플레이트 저면 사이에 설치된 미끄럼부재, 상기 핑거부재와 상기 핑거홈의 바닥 사이에 설치된 미끄럼부재 및 상기 제 5탄성체를 개재하여 상기 제 4구멍을 통해 상기 핑거부재에 결합되어 상기 핑거부재를 상기 하우징 플레이트 쪽으로 당겨주는 핑거부재 가압기구를 더 포함하고,

   상기 제 4탄성체는 상기 핑거부재와 상기 하우징 플레이트의 어느 하나에 고정되고 상기 제 4탄성체와 다른 하나의 사이에 미끄럼부재가 장착되고,

   상기 제 4탄성체의 적어도 하나는 상기 핑거부재 가압기구를 사이에 두고 상기 핑거 플레이트 반대편에 설치되는 것을 특징으로 하는 핑거 조인트.
9. 제 8항에 있어서, 상기 제 4구멍 위쪽의 상기 핑거부재에 제 5구멍이 형성되고, 상기 제 5탄성체에 상하 방향으로 제 6구멍이 형성되고, 상기 핑거부재 가압기구는 상기 제 4구멍 내지 제 6구멍으로 삽입되는 볼트와 상기 볼트의 끝단에 결합되는 너트인 것을 특징으로 하는 핑거 조인트.
10. 제 2항 또는 제 8항에 있어서, 상기 핑거홈에 결합된 상기 핑거부재의 저면에 원의 일부모양 단면을 갖는 홈이 형성되고, 상기 홈에는 원의 일부모양 단면을 가지고 상기 홈에 상기 홈의 원주방향으로 회동 가능케 장착되는 회동부재가 장착되고 상기 회동부재의 저면과 상기 핑거홈의 바닥면 사이에 상기 미끄럼부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 핑거 조인트.
11. 제 8항에 있어서, 상기 제 4탄성체는 상기 핑거부재 저면에 고정되고, 상기 안내부는 상기 하우징 플레이트의 바닥에 횡방향으로 형성되어 상기 제 4탄성체의 이동을 안내하는 홈인 것을 특징으로 하는 핑거 조인트.
12. 제 1항 또는 제 8항에 있어서, 상기 안내부는 상기 하우징 플레이트의 양단에 간격을 두고 설치되고 상방으로 돌출된 돌출부인 것을 특징으로 하는 핑거 조인트.
13. 간격을 두고 배치되고 온도변화 등에 따라 팽창, 수축되거나 지진 등에 의해 이동되면서 상기 간격을 변화시키는 제 1구조물과 제 2구조물 사이에 설치되어 차량이 상기 두 구조물 사이를 원활하게 통과할 수 있도록 하여주는 핑거 조인트에 있어서,

    상기 제 1구조물의 가장자리 바닥에 설치 가능하고 상면에 간격을 두고 핑거홈들이 형성된 핑커 플레이트; 및

    상기 제 2구조물의 가장자리에 고정 가능하고 상기 핑거 플레이트 쪽으로 연장되어 상기 간격을 지나 상기 핑거홈들에 결합되어 지지되고 상기 제 1구조물과 상기 제 2구조물의 온도 변화에 따른 팽창, 수축 또는 지진에 따른 위치변화에 따라 상기 핑거홈들을 따라 이동될 수 있는 핑거들을 갖는 핑거부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 핑거 조인트.

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