KR100773879B1

KR100773879B1 - 교좌장치

Info

Publication number: KR100773879B1
Application number: KR1020050122245A
Authority: KR
Inventors: 조영철
Original assignee: 주식회사 에스코알티에스
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2007-11-06
Also published as: KR20070090053A

Abstract

교량의 상부구조물과 하부구조물 사이에 설치되어 상부구조물을 하부구조물 상에 지지하여주는 데 사용되는 교좌장치가 개시된다. 상기 교좌장치는 상부구조물 또는 하부구조물에 설치 가능하고, 상기 상부구조물 또는 상기 하부구조물에 설치된 상태에서 상기 하부구조물 또는 상기 상부구조물을 향하는 개구를 갖는 패드 수용홈이 형성된 홈부재, 상기 패드 수용홈에 수용되고 상기 수용된 상태에서 가해지는 압력이 커짐에 따라 탄성 변형에 의해 두께가 점점 감소되면서 유동되는 부분이 채워질 수 있는 빈 공간을 상면과 하면 사이의 상기 패드 수용홈 내부의 적어도 일측에 가지는 폴리우레탄 패드 및 상기 개구를 통해 상기 패드 수용홈에 삽입되어 수평이동이 제한되고 상기 폴리우레탄 패드의 마주보는 면을 가압하며 상기 패드 수용홈 속에서 기울어짐이 허용되는 돌출부를 구비하고 상기 하부구조물 또는 상기 상부구조물에 설치 가능한 삽입부재를 포함하는 구성을 가지며, 큰 수평대항력을 가지면서도 탄성재료가 외부로 누출되지 않고, 종래의 포트 받침에 필수 구성요소로 사용되던 금속링들도 필요치 않고, 기존의 포트 받침에 비해 그 두께를 많이 줄일 수 있는 장점도 가진다.

포트 받침, 디스크 받침, 교좌장치, 탄성고무, 폴리우레탄 패드

Description

교좌장치{Bridge bearing}

도 1은 종래의 디스크 받침의 일 예를 나타낸 단면도,

도 2는 종래의 포트 받침의 일 예를 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 교좌장치가 가압되기 전의 상태를 나타낸 단면도이고,

도 4는 도 3 교좌장치에 압력이 가해져 폴리우레탄 패드가 압축된 상태를 나타낸 단면도,

도 5는 도 3의 폴리우레탄 패드의 사시도,

도 6과 도 7은 본 발명에 따른 교좌장치에 사용되는 폴리우레탄 패드의 다른 예를 각각 나타낸 도면,

도 8은 본 발명에 따른 교좌장치의 다른 예를 나타낸 정면도,

도 9와 도 10은 도 3에 나타낸 교좌장치의 변형 예를 각각 나타낸 단면도,

도 11은 도 3 교좌장치의 변형 예를 나타낸 단면도,

도 12와 도 13은 본 발명에 따른 교좌장치의 다른 실시 예를 나타낸 파단 사시도로서, 도 12는 초기 가압되기 전의 상태를 나타낸 것이고, 도 13은 볼트를 통해 초기 가압한 상태를 나타낸 도면,

도 14는 도 12 교좌장치의 변형 예를 나타낸 사시도,

도 15는 본 발명에 따른 교좌장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

210 : 홈부재 216 : 패드 수용홈

220 : 수직연장부 222 : 확장부

250 : 폴리우레탄 패드 252 : 측면

253 : 볼록부 254 : 오목부

280 : 삽입부재 282 : 돌출부

290 : 힌지축 300 : 제 1완충부재

304 : 제 2완충부재 310 : 볼트

본 발명은 교좌장치에 관한 것으로, 특히 교량의 상부구조물과 하부구조물 사이에 설치되어 상부구조물을 하부구조물 상에 지지하여주는 데 사용되는 교좌장치에 관한 것이다.

이러한 교좌장치들 중에는 상판과 하판 사이에 중앙부에 구멍이 형성된 폴리우레탄 디스크를 배치하고 하판에는 구멍을 상판에는 폴리우레탄 디스크의 구멍을 통과하여 하판의 구멍에 삽입되는 핀을 형성하여서 상부구조물을 지지할 수 있도록 된 디스크 받침, 일측 판에 고무수용부를 형성하여 여기에 고무를 넣고 고무의 가장자리를 따라 고무가 외부로 빠져나오는 것을 막기 위한 금속링을 배치한 상태에 서 타측 판에서 돌출된 돌출부를 고무수용부로 삽입하여서 상부구조물의 하중을 지지할 수 있도록 된 포트(pot)받침이 있다. 이와 관련하여 도 1과 도 2를 참조하여 간략하게 설명한다.

도 1은 종래의 디스크 받침의 일 예를 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이 디스크 받침(100)은 기초너트(102)에 결합되는 볼트(104) 등을 통해 교량 상판의 저면에 설치되는 상판(110)과 교각의 상면에 고정되는 하판(120)을 구비한다. 하판(120)의 중앙부에는 홈(122)이 형성되어 있고, 상판(110)의 중앙부근에는 돌출부(130)가 나사결합을 통해 설치되어 있다. 여기에서의 돌출부(130)로는 고강도 핀이 이용된다.

도시된 바와 같이 상판(110)과 하판(120) 사이에는 중앙부에 통공(142)을 갖는 폴리우레탄 디스크(140)가 장착되어 있고, 돌출부(130)는 디스크(140)의 통공(142)을 통과하여 반대편의 홈(122)까지 연장되어 있다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 돌출부(130)는 홈(122)보다 직경이 작게되어 있다. 이에 따라 돌출부(130)의 외주면과 홈(122)의 내주면은 서로 떨어져 있다. 돌출부(130)의 직경을 홈(122)의 직경보다 작게 하는 것은 돌출부(130)의 상하 운동을 허용하면서도, 제한된 각도 내에서 디스크(140)의 중심을 회전중심으로 하여, 돌출부(130)의 좌우 회전운동, 즉 기울어짐을 허용할 수 있도록 하기 위한 것이다. 만약, 홈(122)과 대략 동일 직경의 돌출부(130)가 홈(122)에 삽입되는 경우 돌출부(130)의 상하운동은 허용되지만 돌출부(130)가 좌, 우로 기울어지는 회전운동은 허용되지 않는다.

도 1을 통해 설명한 바와 같은 종래의 교좌장치(100)는 돌출부(130)의 외주면과 홈(122)의 내주면 사이가 많이 떨어져 있기 때문에 지진 등에 의해 교각 또는 교량 상판에 큰 수평력이 작용하는 경우 힘이 작용하는 초기에는 그 힘을 받아주지 못하기 때문에 상판은 힘을 받는 방향으로 가속되게 되고, 그 상태에서 돌출부(130)가 홈(122)의 내주면에 부딪히는 경우 돌출부(130)는 매우 큰 충격을 받아 쉽게 파손되게 된다.

도 1에 나타낸 바와 같은 종래의 교좌장치에서는 고강도 핀의 외주면과 핀이 결합되는 상판 또는 하판에 나선을 형성하여야 하는데 이는 매우 어려운 작업일 뿐만 아니라 핀의 무게가 많이 나가기 때문에 핀을 상판 또는 하판에 결합하는 작업도 매우 힘든 작업이다.

또, 도 1에 나타낸 바와 같은 종래의 교좌장치에서는 핀이 하판의 표면 아래쪽으로 형성된 홈에 결합되어야 하므로 핀의 길이가 길기 때문에 측면으로 충격을 받았을 때 파손된 우려가 크다.

도 2는 종래의 포트 받침의 일 예를 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이 포트 받침(150)은 교각 등의 하부구조물에 고정되는 하부부재(160)를 구비한다. 이 하부부재(160)는 교각 등에 고정되어 있는 기초너트(162) 등에 볼트(164) 등을 통해 고정되는 구성요소이다. 이 하부부재(160)의 상면부 중앙부근에는 탄성고무 수용홈(166)이 형성되어 있고, 이 탄성고무 수용홈(166)에는 탄성고무(170)가 수용되어 있다. 탄성고무(170)는 그 둘레의 측면이 탄성고무 수용홈(166)의 측면과 밀착되어 있다. 이러한 탄성고무(170)는 가해지는 압력의 크기에 따라 수축 또는 팽창되면서 상부구조물의 하중을 탄력적으로 지지하여주고 상부구조물이 어느 일측으로 기울어지는 것을 허용 한다. 이러한 탄성고무(170)로는 A형 듀로미터 경도(HAD, type A durometer hardness)가 50 ~ 60 A인 천연고무(natural rubber) 또는 인공합성고무(neoprene)가 사용된다.

도시된 바와 같이 탄성고무(170)의 상측 가장자리를 따라 금속링(180)들이 설치되어 있다. 이 금속링(180)들은 압축된 탄성고무(170)가 외부로 유출되는 것을 막기 위한 것이다.

포트 받침(150)은 상부부재(190)를 구비한다. 상부부재(190)는 빔이나 거더, 상판 등의 상부구조물의 저면에 설치되는 기초너트(162) 등에 볼트(164) 등을 통해 고정되는 구성요소이다. 이 상부부재(190)의 저면에는 하방으로 돌출되어 탄성고무 수용홈(166)으로 삽입되는 돌출부(192)가 형성되어 있다. 이 돌출부(192)의 저면은 탄성고무(170)에 접촉되어 상부구조물의 하중을 탄성고무(170)로 전달한다. 이러한 돌출부(192)는 탄성고무 수용홈(166)에 삽입되어 수평방향으로의 움직임은 제한을 받고, 상하방향으로는 움직일 수 있다. 이러한 돌출부(192)는 그 끝단 위쪽은 오목하게 되어 탄성부재 수용홈(166) 속에서 어느 일측으로 기울어질 수 있다. 즉, 포트 받침(150)은 상판 등 교량의 상부구조물의 하중을 탄성적으로 지지하면서도 어느 일측으로 기울어짐을 허용한다.

이러한 포트 받침(150)은 돌출부(192)가 탄성고무 수용홈(166)의 측벽과 거의 밀착되어 있기 때문에 상부구조물에 수평력이 작용하더라도 상부부재(190)와 하부부재(160) 사이에 큰 충격력이 작용하지 않는다. 즉, 포트 받침(150)은 디스크 받침에 비해 상대적으로 큰 수평력에도 견딜 수 있다.

도 2에 나타낸 바와 같은 포트 받침(150)의 큰 단점은 비록 탄성고무(170)가 탄성고무 수용홈(166)의 측변과 돌출부(192) 사이를 통해 외부로 삐져나오지 못하도록 금속링(180)들을 설치함에도 불구하고 상판의 수축과 팽창의 반복, 차량통행에 따라 지속적으로 반복되는 동하중 등에 따라 금속링(180)들에 변형 및 파손이 잘 생기고, 이에 따라 탄성고무(170)가 돌출부(192)와 탄성고무 수용홈(166)의 측벽 사이를 통해 외부로 이탈되는 경우가 자주 발생된다는 치명적인 단점이 있다. 이 경우 포트 받침(150) 전체를 다시 교체하여주어야 한다.

본 발명의 목적은 교량의 상부구조물과 하부구조물 상호간에 작용하는 큰 수평력을 견딜 수 있고, 금속링이 필요치 않고, 충전물이 외부로 누출될 염려가 없는 교좌장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 안정성이 뛰어난 교좌장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 교좌장치는 교량의 상부구조물과 하부구조물 사이에 설치되어 상기 상부구조물의 하중을 상기 하부구조물상에 탄성적으로 지지하여주면서 상기 상부구조물의 기울어짐을 허용하기 위한 교좌장치에 있어서, 상기 상부구조물 또는 상기 하부구조물에 설치 가능하고, 상기 상부구조물 또는 상기 하부구조물에 설치된 상태에서 상기 하부구조물 또는 상기 상부구조물을 향하는 개구를 갖는 패드 수용홈이 형성된 홈부재, 상기 패드 수용홈에 수용되고 상기 수용된 상태에서 가해지는 압력이 커짐에 따라 탄성 변형에 의해 두께가 점점 감소되면서 유동되는 부분이 채워질 수 있는 빈 공간을 상면과 하면 사이의 상기 패드 수용홈 내부의 적어도 일측에 가지는 폴리우레탄 패드 및 상기 개구를 통해 상기 패드 수용홈에 삽입되어 수평이동이 제한되고 상기 폴리우레탄 패드의 마주보는 면을 가압하며 상기 패드 수용홈 속에서 기울어짐이 허용되는 돌출부를 구비하고 상기 하부구조물 또는 상기 상부구조물에 설치 가능한 삽입부재를 포함하는 구성을 가진다.

상기 패드 수용홈의 측벽은 수직으로 배치되고, 상기 폴리우레탄 패드는 상기 패드 수용홈의 바닥에서 상기 개구 쪽으로 갈수록 단면적이 작아지도록 측면이 경사지게 형성된 경사면을 갖는 것이 바람직하다.

상기 패드 수용홈의 측벽은 수직으로 배치되고, 상기 폴리우레탄 패드의 측면은 상기 상면과 상기 하면 사이의 중간 부위가 바깥쪽으로 볼록하게 형성된 볼록부를 갖는 구성을 가질 수도 있다.

상기 패드 수용홈의 측벽은 수직으로 배치되고, 상기 폴리우레탄 패드의 측면은 상기 상면과 상기 하면 사이의 중간 부위가 내측으로 오목하게 형성된 오목부를 갖는 구성으로 하여도 된다.

상기 폴리우레탄 패드에 상기 폴리우레탄 패드의 두께방향으로 홈 또는 구멍이 형성된 구성을 가질 수 있다.

경우에 따라, 상기 패드 수용홈의 측면을 따라 바깥쪽으로 확장된 확장부가 형성되어 있는 구성을 가질 수 있다.

상기 패드 수용홈의 바닥과 상기 폴리우레탄 패드의 상기 개구쪽의 표면은 오목하게 형성되고, 상기 폴리우레탄 패드의 상기 개구 반대쪽의 표면과 상기 폴리우레탄 패드의 상기 개구쪽의 표면에 접촉되는 상기 돌출부 끝면은 볼록하게 형성된 구성을 가질 수 있다.

상기 패드 수용홈의 바닥과 상기 폴리우레탄 패드의 상기 개구쪽의 표면은 볼록하게 형성되고, 상기 폴리우레탄 패드의 상기 개구 반대쪽의 표면과 상기 폴리우레탄 패드의 상기 개구쪽의 표면에 접촉되는 상기 돌출부 끝면은 오목하게 형성된 구성을 가질 수도 있다.

상기 패드 수용홈과 상기 돌출부 바깥쪽의 서로 마주보는 부분을 따라 상기 홈부재와 삽입부재 사이에 제 1완충재가 개재되어 있고, 상기 홈부재와 상기 삽입부재는 상기 패드 수용홈과 상기 돌출부 바깥쪽을 따라 연결수단 의해 서로 연결되어 있고, 상기 폴리우레탄 패드는 상기 연결수단에 의해 초기 가압되어 있고, 상기 폴리우레탄 패드의 초기 가압정도는 상기 연결수단의 결합정도에 따라 결정되는 구성을 가질 수 있다.

상기 홈부재와 삽입부재 중 적어도 하나에는 상대방 쪽을 향해 수직하게 연장되어 상대방과 나란하게 배치되는 수직연장부가 형성되고, 상기 수직연장부를 통해 상기 홈부재와 삽입부재를 상호 회전 가능케 연결하는 힌지축이 설치되고, 상기 홈부재와 삽입부재는 상기 힌지축을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 기울어질 수 있게 된 구성으로 하여도 된다.

상기 돌출부의 일측 외주면을 따라 걸림턱이 형성되고, 상기 걸림턱의 표면을 따라 제 2완충재가 개재되고, 상기 홈부재에는 상기 제 2완충재를 가압하여 상 기 돌출부가 상기 패드 수용홈에서 이탈되지 않도록 하는 이탈방지부재가 설치되어 있는 구성을 가질 수도 있다.

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

도 3은 본 발명에 따른 교좌장치가 가압되기 전의 상태를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3 교좌장치에 압력이 가해져 폴리우레탄 패드가 압축된 상태를 나타낸 단면도, 도 5는 도 3의 폴리우레탄 패드의 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 교좌장치(200)는 거더, 빔, 상판 등 교량의 상부구조물의 저면 또는 교각 등 교량의 하부구조물 상면에 설치되는 홈부재(210)를 구비한다. 이 홈부재(210)의 설치는 기초너트(212)와 볼트(214), 용접 등의 다양한 방식으로 이루어질 수 있고, 직접 또는 다른 부재를 통하여 간접적으로 교량의 상부구조물 또는 하부구조물에 설치될 수 있다. 도시된 바와 같이 홈부재(210)는 패드 수용홈(216)을 구비한다. 이 패드 수용홈(216)은 원형이 사각형 등 용도에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 이러한 홈부재(210)는 교량의 상부구조물 또는 하부구조물에 설치된 상태에서 그 개구는 반대편의 하부구조물 또는 상부구조물을 향한다.

도 3에 도시된 바와 같이 패드 수용홈(216)에는 폴리우레탄 패드(250)가 수용되어 있다. 이 폴리우레탄 패드(250)는 종래의 포트 받침에 사용되던 탄성고무보다는 훨씬 큰 탄성을 가진다. 이 폴리우레탄 패드(250)로는 A 타입 듀로미터 경도(HAD, type A durometer hardness) 90 A이상이고 D 타입 듀로미터 경도(HDD, type D durometer hardness) 65 D 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하기로는 A 타입 듀로미터 경도(HAD, type A durometer hardness) 95 A이상이고 D 타입 듀로미터 경도(HDD, type D durometer hardness) 62 D 이하인 것을 사용하는 것이다. 물론, 폴리우레탄 패드(250)가 반드시 상기와 같은 경도의 범위 내에 있어야 하는 것은 아니다. 그 이유는 뒤에서 설명된다. 이러한 폴리우레탄 패드(250)는 압력을 받더라도 전체 부피는 거의 줄어들지 않으며 형상만 바뀐다.

폴리우레탄 패드(250)는 도 3과 5에서 알 수 있는 바와 같이 하면(256) 쪽이 가장 넓고 상면(255) 쪽으로 갈수록 그 단면이 줄어든다. 이에 따라 폴리우레탄 패드(250)의 측면(252)은 경사지게 형성되어 있고 대부분은 패드 수용홈(216)의 측벽(217)과 떨어져 있고, 그 결과 폴리우레탄 패드(250)의 측면(252)과 패드 수용홈(216)의 측벽(217) 사이에 빈 공간(270)이 형성된다. 폴리우레탄 패드(250)의 경사진 측면(252)은 정면에서 보았을 때 도 5에 나타낸 바와 같은 곡면으로 형성하여도 되고, 경우에 따라 기울어진 평면으로 하여도 된다.

빈 공간(270)은 본 발명의 일 특징을 이루는 부분으로 폴리우레탄 패드(250)가 가압되어 그 높이가 낮아질 때 폴리우레탄 패드(250)의 일부가 유동되어 채워질 수 있는 공간을 제공하는 역할을 한다.

빈 공간(270)은 폴리우레탄 패드(250) 측면을 기울어지게 하거나 홈을 형성하는 것, 패드 수용홈(216) 측벽(217)을 기울어지게 하거나 홈을 형성하는 것에 의해 형성된다. 이러한 빈 공간(270)을 상대적으로 크게 형성하여 폴리우레탄 패드(250)의 유동 가능한 체적을 증가시키거나, 지지하중에 비해 상대적으로 넓은 면적 의 폴리우레탄 패드(250)를 사용하는 경우 위에서 언급한 경도 범위를 벗어나는 폴리우레탄 패드(250)가 사용될 수 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 교좌장치(200)는 삽입부재(280)를 구비한다. 이 삽입부재(280)의 설치 역시, 기초너트(212)와 볼트(214), 용접 등의 다양한 방식으로 이루어질 수 있고, 직접 또는 다른 부재를 통하여 간접적으로 교량의 상부구조물 또는 하부구조물에 설치될 수 있다.

이 삽입부재(280)는 홈부재(210)의 반대편의 교량의 하부구조물 또는 상부구조물에 설치되는 것으로 패드 수용홈(216)에 삽입되는 돌출부(282)를 구비한다. 이 돌출부(282)는 패드 수용홈(216)에 삽입된 상태에서 폴리우레탄 패드(250)의 마주보는 면을 가압하며, 그 수평방향의 이동은 제한되고 어느 일측으로의 회전 즉 기울어짐은 허용될 수 있도록 하단은 패드 수용홈(216)과 같은 단면적을 가지도록 형성되고, 그 위쪽은 그 단면적이 줄어들도록 구성되어 있다.

도 3과 같이 설치된 상태에서 삽입부재(280)와 홈부재(210) 상호간에 압축 하중을 받는 경우 돌출부(282)는 폴리우레탄 패드(250)를 가압하고, 그에 따라 폴리우레탄 패드(250)는 압착되면서 그 두께는 줄어들고, 두께가 줄어듦에 따른 두께방향의 부피는 빈 공간(270)으로 유동되어 빈 공간(270)을 채워가며 탄성변형 되면서 두 부재 상호간에 작용하는 하중을 받아주고 충격을 완충하여 준다. 이에 따라 본 발명에 따른 교좌장치(200)는 종래 포트 받침에서와 같은 큰 수평력에 견디는 장점을 가지면서도 폴리우레탄 패드(250)는 돌출부(282)와 패드 수용홈(216) 사이의 틈새를 통해 외부로 배출되는 일이 발생되지 않는다.

즉, 본 발명에 따른 교좌장치는 종래 포트 받침과 종래 디스크 받침의 장점을 모두 가지고 있다.

그리고 폴리우레탄 패드는 종래 포트 받침에 사용되던 탄성고무에 비해 큰 지지력을 가지므로, 본 발명에 따른 교좌장치는 탄성고무보다 훨씬 얇은 폴리우레탄 패드를 이용할 수 있고, 이에 따라 포트 받침 형태의 교좌장치의 두께를 많이 줄일 수 있도록 해준다.

폴리우레탄 패드(250)가 그 두께는 줄어들면서 빈 공간 채운 상태는 도 4를 보면 알 수 있다.

도 6과 도 7은 본 발명에 따른 교좌장치에 사용되는 폴리우레탄 패드의 다른 예를 각각 나타낸 도면이다.

폴리우레탄 패드(250)로는 도 6에 나타낸 바와 같이 그 측면(252)의 상하 중앙 부위가 바깥쪽으로 돌출된 볼록부(253)가 형성된 것이 이용될 수 있다.

경우에 따라, 폴리우레탄 패드(250)는 상면(255)과 하면(256) 사이 측면(252)의 상하 중간 부위가 내측으로 오목하게 형성된 오목부(254)를 갖는 것이 이용될 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 교좌장치의 다른 예를 나타낸 정면도이다.

도 8에 나타낸 교좌장치(201)는 홈부재(210)와 삽입부재(280)의 일측을 힌지축(290)으로 연결하여 그 힌지축(290)을 중심으로 좌 또는 우로 기울어질 수 있도록 한 것을 나타낸 것으로, 힌지축(290) 설치를 위한 수직연장부(220)를 구비한다. 이 실시 예에서, 수직연장부(220)는 홈부재(210)에 삽입부재(280) 쪽을 향해 수직 하게 연장되어 삽입부재(280)의 일측과 나란하게 배치된다. 이 수직연장부(220)를 통해 홈부재(210)와 삽입부재(280)는 힌지축(290)에 의해 상호 좌, 우 회전 가능케 연결된다. 이 경우, 힌지축(290)이 결합되는 구멍의 크기를 크게 하여 돌출부(282)와 폴리우레탄 패드(250)는 상, 하 방향으로 약간의 직선운동을 하거나 수축될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 홈부재(210)와 삽입부재(280)는 힌지축(290)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 기울어질 수 있다. 수직연장부(290)는 삽입부재(280)에 설치될 수도 있다.

앞의 도 3과 도 4를 통해 설명한 교좌장치(200)는 각 구성요소들을 원형으로 구성하는 것이 바람직하지만 이 실시 예에 나타낸 교좌장치(201)는 그 구성요소들을 사각형태로 구성하는 것이 바람직하다.

도 9와 도 10은 도 3에 나타낸 교좌장치의 변형 예를 각각 나타낸 단면도이다.

경우에 따라서는, 도 9에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 교좌장치(202)는 패드 수용홈(216)의 바닥과 폴리우레탄 패드(250)의 상면은 위로 볼록하게 하고, 폴리우레탄 패드(250)의 하면과 폴리우레탄 패드(250)의 상면과 접촉되는 돌출부(282)의 표면은 위로 오목하게 형성하여 보다 안정된 구조를 취할 수 있다. 즉, 폴리우레탄 패드(250)의 위로 볼록한 부분과 돌출부(282)의 오목한 부분의 접촉면적의 증가, 돌출부(282)가 패드(250) 상단부를 감싸는 효과로 인해 돌출부(282)의 수평방향의 이동에 저항하는 힘이 종래의 것이 비해 커지며, 돌출부(282)가 기울어지더라도 폴리우레탄 패드(250)가 가압되면서 유동되어 패드(250)와 돌출부(282) 상호간의 접촉면적을 증가시켜주고 각 부위에서의 지지하중을 균일하게 하여주고, 돌출부의 일측이 하방으로 다운되어 기울어지면 그 중심이 다운된 쪽으로 쏠리는 경향이 있지만 이 경우 상호 가압되는 오목 및 볼록곡면의 작용으로 원래의 자세로 복귀하려는 힘을 작용시키기 때문에 안정적이다.

도 9에 나타낸 것과는 반대로 도 10에 나타낸 바와 같이 패드 수용홈(216)의 바닥과 폴리우레탄 패드(250) 상면(255)은 오목하게 형성하고, 이에 대응되는 폴리우레탄 패드(250)의 하면과 돌출부(252)의 저면은 볼록하게 형성하여 교좌장치(203)를 구성하여도 된다. 이렇게 하는 경우 도 9를 통해서 설명한 바와 같은 효과를 기대할 수 있다.

도 11은 도 3 교좌장치의 변형 예를 나타낸 단면도이다.

도 11을 참조하면, 경우에 따라 폴리우레탄 패드(250)는 그 측면(252)을 수직으로 형성하고 패드 수용홈(216)의 하단 부근에 바깥쪽으로 확장부(222)를 형성하여 본 발명에 따른 교좌장치(204)를 구성할 수도 있다. 폴리우레탄 패드(250)의 측면(252)에 경사를 준 것이 사용될 수 있음은 물론이다. 나머지 사항은 앞에서 설명한 것과 같다.

도 12와 도 13은 본 발명에 따른 교좌장치의 다른 실시 예를 나타낸 파단 사시도로서, 도 12는 초기 가압되기 전의 상태를 나타낸 것이고, 도 13은 볼트를 통해 초기 가압한 상태를 나타낸 도면이다.

도 12와 13을 참조하면, 홈부재(210)의 패드 수용홈(216)과 돌출부(282) 바깥쪽의 서로 마주보는 부분을 따라 홈부재(210)와 삽입부재(280) 사이에 제 1완충 재(300)가 개재되어 있다. 이 제 1완충재(300) 역시 폴리우레탄 패드(250)와 동일한 재료로 만든 것이 바람직하다. 삽입부재(280)는 용접 등의 방식으로 구조물에 설치될 수 있다.

삽입부재(280), 제 1완충재(300) 및 홈부재(210)의 마주보는 부분을 따라서는 구멍(284, 302)과 볼트 체결공(224)이 각각 형성되어 있고, 이 구멍(284, 302)들로 볼트(310)가 삽입되어 체결공(224)에 체결되어 있다. 이들은 홈부재(210)와 삽입부재(280)를 서로 연결하는 연결수단으로서 폴리우레탄 패드(250)를 초기 가압하는 역할을 한다. 연결수단의 초기가압은 교좌장치(205)가 사용되는 장소의 여건에 맞추어 작업자나 설계자가 결정하여 조정하면 된다. 폴리우레탄 패드(250)의 초기 가압정도는 연결수단의 결합정도에 따라, 여기에서는 볼트(310)의 결합정도에 따라 결정된다.

폴리우레탄 패드(250)가 초기 가압되어 있는 경우, 그 높이가 낮아져 특히, 교좌장치(205) 교체 시 교량의 상부구조물을 들어 올리는 높이를 작게 할 수 있도록 해준다. 초기 가압이 없는 교좌장치(205)를 사용하는 경우 교량의 상부구조물을 인상함에 따라 그 상부구조물을 지지하고 있던 폴리우레탄 패드(250)의 높이가 점점 높아지고, 그에 따라 상부구조물을 폴리우레탄 패드(250)가 완전히 팽창하는 높이 이상으로 인상하여야 하는 단점이 생긴다. 나머지 사항은 도 3과 도 4를 통해 앞에서 설명한 것과 같다.

도 14는 도 12 교좌장치의 변형 예를 나타낸 사시도이다.

경우에 따라, 삽입부재(286)의 상면에 T형 돌기를 형성하고, 그 위에 T형 홈 (322)을 가지며 교량의 상부구조물이나 하부구조물에 고정되는 고정부재(320)를 구비하여 일방향 가동단의 교좌장치(206)로 이용할 수 있다. 고정단의 교좌장치로 이용하기 위해서는 삽입부재(280)를 직접 교량의 상부구조물 또는 하부구조물에 고정하거나 수평방향으로는 움직이지 않도록 하는 별도로 구속부재를 통해 상부구조물 또는 하부구조물에 설치하면 된다. 양방향 가동단의 교좌장치로 이용하기 위해서는 고정부재(320)와 삽입부재(280)에 T형 돌기(286)와 T형 홈(322)을 형성하지 않고 서로 간의 접촉면에 스테인리스 스틸판과 PTFE판을 각각 설치하여 어느 방향으로 서로 유동될 수 있게 하면 된다. 나머지 사항은 도 12와 13을 통해 설명한 것과 같다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 삽입부재(280)의 돌출부(282)의 일측 외주면을 따라 걸림턱(288)이 형성되고, 이 걸림턱(288)의 표면을 따라 제 2완충재(304)가 개재되고, 홈부재(210)에는 제 2완충재(304)를 가압하여 돌출부(282)가 패드 수용홈(216)에서 이탈되지 않도록 하는 이탈방지부재(330)를 볼트(332) 등으로 설치하여 본 발명에 따른 교좌장치(207)를 구성할 수 있다.

그리고 홈부재(216)의 패드 수용홈(216)에 수용되는 폴리우레탄 패드(250)에는 그 두께방향으로 구멍(258)을 형성하여 상대적으로 큰 유동공간을 만들어 줄 수도 있다.

도 15에 나타낸 바와 같이 교좌장치(207)를 구성하는 경우, 삽입부재(280)의 돌출부(282)가 과도하게 기울어지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 도 15 교좌장치 (207)는 교량의 상부구조물이 과도하게 기울어지는 것을 방지하는 효과도 가진다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 교좌장치는 큰 수평대항력을 가지면서도 탄성재료가 외부로 누출되지 않는다는 장점을 가진다.

더구나 종래의 포트 받침에 필수 구성요소로 사용되던 금속링들도 필요치 않다.

그리고 기존의 두께가 큰 탄성고무 대신에 상대적으로 두께가 얇은 폴리우레탄 패드를 사용함에 따라 기존의 포트 받침에 비해 그 두께를 많이 줄일 수 있는 장점도 있다.

그 외에 패드 폴리우레탄 패드의 상면과 하면 및 이에 대응되는 패드 수용홈의 바닥과 돌출부의 표면을 오목 또는 볼록곡면으로 형성함으로 써 균형성이 뛰어나고 상부구조물이 일측으로 기울어진 상태에서도 지지면적이 넓어서 안정적이라는 장점도 있다.

Claims

교량의 상부구조물 또는 하부구조물에 설치 가능하고 상기 상부구조물 또는 상기 하부구조물에 설치된 상태에서 상기 하부구조물 또는 상기 상부구조물을 향하는 개구를 갖는 패드 수용홈이 형성된 홈부재, 상기 패드 수용홈에 수용되는 탄성체 및 상기 개구를 통해 상기 패드 수용홈에 삽입되어 수평이동이 제한되고 상기 탄성체의 마주보는 면을 가압하며 상기 패드 수용홈 속에서 기울어짐이 허용되는 돌출부를 구비하고 상기 하부구조물 또는 상기 상부구조물에 설치 가능한 삽입부재를 포함하여 구성되고, 상기 교량의 상부구조물과 하부구조물 사이에 설치되어 상기 상부구조물의 하중을 상기 하부구조물상에 탄성적으로 지지하여주면서 상기 상부구조물의 기울어짐을 허용하기 위한 포트받침형 교좌장치에 있어서,

상기 탄성체는 폴리우레탄 패드이고,

상기 폴리우레탄 패드가 상기 패드 수용홈에 수용되어 상기 상부구조물을 지지하는 상태에서,

상기 폴리우레탄 패드에 가해지는 압력이 커짐에 따라 탄성 변형에 의해 상기 폴리우레탄 패드의 두께가 점점 감소되면서 상기 폴리우레탄 패드의 유동되는 부분이 채워질 수 있게 상기 폴리우레탄 패드의 상면과 하면 사이의 상기 패드 수용홈 내부의 일측에 빈 공간이 형성되어 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 포트받침형 교좌장치.
제1항에 있어서, 상기 패드 수용홈의 측벽은 수직으로 배치되고, 상기 폴리우레탄 패드는 상기 패드 수용홈의 바닥에서 상기 개구 쪽으로 갈수록 단면적이 작아지도록 측면이 경사지게 형성된 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 포트받침형 교좌장치.
제1항에 있어서, 상기 패드 수용홈의 측벽은 수직으로 배치되고, 상기 폴리우레탄 패드의 측면은 상기 상면과 상기 하면 사이의 중간 부위가 바깥쪽으로 볼록하게 형성된 볼록부를 갖는 것을 특징으로 하는 포트받침형 교좌장치.
제1항에 있어서, 상기 패드 수용홈의 측벽은 수직으로 배치되고, 상기 폴리우레탄 패드의 측면은 상기 상면과 상기 하면 사이의 중간 부위가 내측으로 오목하게 형성된 오목부를 갖는 것을 특징으로 하는 포트받침형 교좌장치.
제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 패드에 상기 폴리우레탄 패드의 두께방향으로 홈 또는 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 포트받침형 교좌장치.
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제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패드 수용홈과 상기 돌출부 바깥쪽의 서로 마주보는 부분을 따라 상기 홈부재와 삽입부재 사이에 제1완충재가 개재되어 있고, 상기 홈부재와 상기 삽입부재는 상기 패드 수용홈과 상기 돌출부 바깥쪽을 따라 연결수단 의해 서로 연결되어 있고, 상기 폴리우레탄 패드는 상기 연결수단에 의해 초기 가압되어 있고, 상기 폴리우레탄 패드의 초기 가압정도는 상기 연결수단의 결합정도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 포트받침형 교좌장치.
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제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌출부의 일측 외주면을 따라 걸림턱이 형성되고, 상기 걸림턱의 표면을 따라 제2완충재가 개재되고, 상기 홈부재에는 상기 제2완충재를 가압하여 상기 돌출부가 상기 패드 수용홈에서 이탈되지 않도록 하는 이탈방지부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 포트받침형 교좌장치.