KR100867490B1 - 구조물 지지장치 - Google Patents

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    • F16F15/04Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means

Abstract

곡선구간의 구조물을 지지하기에 적합한 구조물 지지장치가 개시된다. 상기 구조물 지지장치는 탄성재와 하부부재의 사이와 탄성재와 상부부재 사이 중 적어도 하나에 설치되고 상기 하부부재 또는 상기 상부부재에 대해 상기 탄성재의 제자리 회동을 허용하는 회전플레이트를 구비하여, 상기 하부부재에 대해 상기 상부부재가 수평방향으로 회전 가능한 구성을 포함하는 구성을 가진다.
모노레일, 교좌장치, 베어링, 슈, 모노레일, 교량, 철도교

Description

구조물 지지장치 {Supporting device for a construction}
본 발명은 구조물 지지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모노레일이나 일반 교량 또는 철도교의 교각 상에 설치되어 그 위에 탑재되는 모노레일 궤도나 교량 상판 또는 레일지지구조물 등을 지지하는 교좌장치로 적합하게 사용될 수 있는 구조물 지지장치로서 특히 곡선구간의 구조물을 지지하기에 적합한 구조물 지지장치에 관한 것이다.
곡선구간은 일반교량이나 철도교량에도 있지만, 특히 복잡한 도심에 주로 설치되는 모노레일에 많이 있다.
일반적으로 곡선구간을 가지는 교량상판, 모노레일의 레일 등의 상부구조물의 변위는 매우 복잡하다. 이와 관련하여 도 1을 참조하여 곡선구간의 변위에 대해서 설명한다.
도 1은 곡선구간을 가지는 상부구조물의 변위를 설명하기 위한 평면도이다.
도 1에는 곡선구간을 가지는 상부구조물(10)이 도시되어 있다. 이 상부구조물(10)의 지지점은 교각 등의 하부구조물에 고정되는 고정단(11), 폭방향의 변위만 허용하는 제1일방향가동단(12), 상부구조물(10)의 길이방향으로의 변위를 허용하여 야 하는 제2일방향가동단(13) 및 양방향 가동단(14)으로 이루어져 있다. 이러한 곡선구간을 갖는 상부구조물(10)은 그 중심선(15)은 따른 신축과 고정단(11)과 제2일방향가동단(13)을 연결하는 직선방향의 신축과 폭방향의 신축이 복합적으로 발생되고 아울러 열변형, 건조수축, 크리프, 탄성수축 등이 복합적으로 발생되기 때문에 제2일방향가동단(13)에서의 변위가 고정단(11)과 제2일방향가동단(13)을 잇는 직선의 연장선상으로 발생될지, θ1의 각도의 방향으로 발생될지, θ2의 각도만큼 더 회전한 방향으로 발생될지, 그 반대편으로 발생될지 정확하게 예측하기가 어렵다.
제2일방향가동단(13)에서의 변위가 고정단(11)과 제2일방향가동단(13)을 연결하는 직선방향을 따라서만 신축하는 경우에는 기존의 일방향가동단용 교좌장치를 그대로 사용하여도 문제가 없겠으나, 이와 같이 변위의 방향이 복합적인 경우에는 기존의 일방향가동단용 교좌장치로는 회전을 받아줄 수 없기 때문에 교좌장치와 교량구조물에 무리한 힘이 가해져 성능이 저하되거나 파손되는 문제가 생긴다.
더 나아가 도 1에 나타낸 바와 같은 곡선구간을 가지는 상부구조물(10)에서는 제2일방향가동단(13)의 회전중심의 위치를 이동시켜 그 이동방향을 점선으로 나타낸 바와 같이 수평면 내에서 이동시키려는 힘을 받을 수도 있다. 이 경우 고정단(11), 제1일방향가동단(12), 제2일방향가동단(13) 등에 무리한 힘이 가해져서 그 지지성능이 저하되거나 파손될 우려가 있다.
기존에 위와 같은 곡선구간의 복합적인 변위를 받아줄 수 있는 교좌장치 또는 구조물 지지장치는 없었다.
본 발명의 목적은 상부구조물의 하중을 탄성적으로 지지하기 위한 탄성재를 갖는 교좌장치로서 하부부재 또는 상부부재에 대한 탄성재의 회전을 허용함으로써 하부부재에 대한 상부부재의 회동을 허용하는 구조물 지지장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 지지장치의 회전에 의하지 않고도 하부부재에 대한 상부부재의 가이드 방향을 변경할 수 있도록 해주는 구조물 지지장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 하부부재에 대한 상부부재의 회전동작, 일방향으로의 직선이동 및 지지장치의 회전에 의하지 않은 가이드 방향의 변경이 가능한 구조물 지지장치를 제공하는 데 있다.
일방향 안내부의 안내면을 수평방향으로 평행하게 또는 기울어지게 변위시킬 수 있는 구조물 지지장치를 제공하는 데 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 구조물 지지장치는 상부구조물에 설치되는 상부부재, 하부구조물에 설치되는 하부부재 및 상기 상부부재와 하부부재 사이에 설치되는 탄성재를 구비하여 상기 상부구조물의 하중을 상기 하부구조물에 지지할 수 있도록 하기 위한 구조물 지지장치에 있어서, 상기 탄성재와 하부부재의 사이와 상기 탄성재와 상부부재 사이 중 적어도 하나에 설치되고 상기 하부부재 또는 상기 상부부재에 대해 상기 탄성재의 제자리 회동을 허용하는 회전플레이트를 구비하여, 상기 하부부재에 대해 상기 상부부재가 수평방향으로 회전 가능하도록 구성된다.
상기 회전플레이트와 상기 하부부재 사이 또는 상기 회전플레이트와 상기 상부부재 사이에는 미끄럼부재가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 상부부재와 상기 하부부재 중 하나에는 마주보는 면을 향해 상기 탄성재가 수용될 수 있는 탄성재수용홈이 형성되어 있고 다른 하나에는 상기 탄성재수용홈을 향해 돌출되고 일부가 상기 탄성재수용홈에 삽입되어 상기 탄성재의 지지를 받는 돌출부가 형성되어 있고,
상기 탄성재가 상기 탄성재수용홈에 수용되어 상기 돌출부를 통해 상기 상부구조물을 지지하는 상태에서, 상기 탄성재에 가해지는 하중이 증가함에 따라 탄성 변형에 의해 상기 탄성재의 두께가 점점 감소되면서 상기 탄성재의 유동되는 부분이 채워질 수 있도록 상기 탄성재수용홈 내부의 일측에 빈 공간이 형성되어 있도록 구성될 수 있다.
경우에 따라, 본 발명에 따른 구조물 지지장치는 상기 상부부재와 상기 하부부재 중 하나에는 핀구멍이 형성되고 다른 하나에는 마주보는 면을 향해 돌출되어 상기 탄성재와 상기 회전플레이트를 통과하여 상기 핀구멍에 삽입되는 핀이 설치되어 있는 형태로 구성될 수 있다.
또 경우에 따라, 상기 상부부재와 상기 하부부재 중 하나에는 마주보는 면을 향해 상기 탄성재가 수용될 수 있는 탄성재수용홈이 형성되어 있고 다른 하나에는 마주보는 면을 향해 일방향 안내부가 형성되어 있고,
상기 일방향 안내부가 형성된 부재와 상기 탄성재 사이에 상기 탄성재수용홈 을 향해 돌출되고 일부가 상기 탄성재수용홈에 삽입되어 상기 탄성재의 지지를 받는 돌출부와 상기 일방향 안내부에 결합되어 안내를 받는 피안내부가 형성되어 있는 중간부재가 더 설치되어 있고,
상기 탄성재가 상기 탄성재수용홈에 수용되어 상기 돌출부를 통해 상기 상부구조물을 지지하는 상태에서, 상기 탄성재에 가해지는 하중이 증가함에 따라 탄성 변형에 의해 상기 탄성재의 두께가 점점 감소되면서 상기 탄성재의 유동되는 부분이 채워질 수 있도록 상기 탄성재수용홈 내부의 일측에 빈 공간이 형성되어 있도록 구성될 수 있다.
상기 상부부재와 상기 하부부재 중 하나에는 핀구멍이 형성되고 다른 하나에는 마주보는 면을 향해 일방향 안내부가 형성되어 있고,
상기 일방향 안내부가 형성된 부재와 상기 탄성재 사이에 상기 일방향 안내부에 결합되어 안내를 받는 피안내부와 마주보는 면을 향해 돌출되어 상기 탄성재와 상기 회전플레이트를 통과하여 상기 핀구멍에 삽입되는 핀이 설치되어 있는 중간부재가 설치되어 있을 수 있다.
상기 탄성재는 폴리우레탄으로 만들어진 것이 바람직하다.
상기 일방향 안내부와 상기 피안내부 사이에 탄성변형에 의해 상기 피안내부의 가이드방향을 수평방향으로 변위시키는 것을 허용하는 탄성체 표면에 미끄럼부재가 설치된 탄성가이드가 부착되어 있는 것이 더욱 바람직하다.
상기 탄성가이드는 상기 일방향 안내부 또는 상기 피안내부에 일면이 부착되는 탄성체, 상기 탄성체의 타면에 접착제를 통해 부착되는 금속판 및 상기 금속판 에 부착되는 미끄럼부재로 이루어진 것이 바람직하다.
경우에 따라, 본 발명에 따른 구조물 지지장치는 상부구조물에 설치되는 상부부재, 하부구조물에 설치되는 하부부재 및 상기 상부부재와 하부부재 사이에 설치되는 중간부재를 구비하여 상기 상부구조물의 하중을 상기 하부구조물에 지지할 수 있도록 하기 위한 구조물 지지장치에 있어서,
상기 상부부재와 상기 하부부재 중 하나에는 마주보는 면을 향해 오목한 구형의 일부 표면모양을 가지는 오목홈이 형성되어 있고 다른 하나에는 마주보는 면을 향해 일방향 안내부가 형성되어 있고,
상기 중간부재는 상기 오목홈을 향해 돌출되어 상기 오목홈에 결합되는 구형의 일부 표면모양을 가지는 볼록돌기와 상기 일방향 안내부에 결합되어 안내를 받는 피안내부를 구비하고,
상기 일방향 안내부와 피안내부 사이에 탄성체 표면에 미끄럼부재가 부착되어 있는 탄성가이드가 부착되어 있어,
상기 하부부재에 대해 상기 상부부재가 수평방향으로의 회전, 일방향이동 및 상기 일방향 안내부의 안내면의 수평방향의 변위에 따른 가이드 방향의 변경의 3가지 동작이 모두 가능한 형태로 구성된 것일 수도 있다.
본 발명에 따른 구조물 지지장치는 상부구조물에 설치되는 상부부재, 하부구조물에 설치되는 하부부재 및 상기 상부부재와 하부부재 사이에 설치되는 중간부재를 구비하여 상기 상부구조물의 하중을 상기 하부구조물에 지지할 수 있도록 하기 위한 구조물 지지장치에 있어서,
상기 상부부재와 상기 하부부재 중 하나에는 마주보는 면을 향해 일방향 안내부가 형성되어 있고,
상기 중간부재는 상기 일방향 안내부에 결합되어 안내를 받는 피안내부를 구비하고,
상기 일방향 안내부와 피안내부 사이에 탄성체 표면에 미끄럼부재가 부착되어 있는 탄성가이드가 부착되어 있어,
상기 하부부재에 대해 상기 상부부재가 상기 일방향 안내부의 안내면의 변위에 의한 가이드방향의 수평방향으로의 변경을 할 수 있도록 구성된 것일 수 있다.
이상 설명한 본 발명에 따른 구조물 지지장치는 상부구조물의 하중을 탄성지지하는 탄성체를 하부부재 또는 상부부재에 대해 원활하게 제자리 회전을 할 수 있도록 함으로써, 상부구조물의 제자리 회동을 허용하면서 상부구조물을 탄성지지 할 수 있도록 해준다.
이에 더하여 상부부재 또는 하부부재에 일방향 안내부를 설치하고, 중간부재에 피안내부를 더 설치하여 일방향으로 직선이동을 더 허용하도록 할 수 있다.
더 나아가 일방향 안내부와 피안내부의 어느 일측에 탄성가이드를 더 설치하는 경우, 일방향 안내부의 안내면을 수평방향으로 평행하게 또는 기울어지게 변위시킬 수 있는 변위 시킬 수 있다.
본 발명에 따른 구조물 지지장치는 특히 곡선구간을 갖는 상부구조물의 복합 변위를 받아주면서 지지하는 데 적합하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 구조물 지지장치는 일방향 안내부의 안내면을 수평방향으로의 변위를 허용하는 교좌장치를 구성할 수 있도록 해준다. 이에 따라 구조물 지지장치를 이동시키지 않은 상태에서도 기존의 구조물 지지장치의 위치를 이동시킨 것과 같은 효과를 가진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 구조물 지지장치의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 2에 나타낸 구조물 지지장치(100)는 폿베어링(pot bearing) 형태로 제자리 회동 가능토록 구성한 것을 나타낸 것으로, 하부부재(110)를 구비한다. 이 하부부재(110)는 일반 교량이 철도 교량의 교각 또는 모노레일 구조물의 교각 등의 하부구조물 상에 설치되는 것으로, 일반적으로 교각에 설치된 기초볼트나 기초너트를 통해 고정된다. 이 경우 하부부재(110)에 기초볼트나 기초너트 체결에 필요한 구멍을 뚫거나 측면으로 돌출되게 고정용 플랜지 등이 더 형성될 수 있다. 교각 상에 금속재가 설치되어 있는 경우 하부부재(110)는 용접에 의해서 고정될 수 있다. 기타 하부부재(110)를 교각에 고정할 수 있는 것이라면 다른 고정방식이 이용될 수 있음은 물론이다. 이 하부부재(110)의 상면에는 탄성재수용홈(111)이 형성되어 있다. 이 탄성재수용홈(111)은 폴리우레탄 등으로 된 탄성재(130)가 수용되는 부분이다. 이 탄성재수용홈(111)은 거기에 수용되는 탄성재(130)의 형상에 따라 원형 등으로 변경될 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 구조물 지지장치(100)는 상부부재(150)를 구비한다. 이 상부부재(150)는 상부구조물의 저면에 설치되는 것으로, 용접, 볼트, 너트 등을 통해 교량 상판이나 모노레일의 궤도 등과 같은 상부구조물의 저면에 고정된다. 이 상부부재(150)의 저면에는 탄성재수용홈(111)을 향해 돌출되고 일부가 탄성재수용홈(111)에 삽입되어 탄성재(130)의 지지를 받는 돌출부(151)가 형성되어 있다. 이 돌출부(151)의 저면에는 탄성재(130)의 상면이 삽입될 수 있도록 홈(152)을 형성해 두는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 구조물 지지장치(100)는 탄성재(130)를 구비한다. 이 탄성재(130)는 원형 디스크 또는 사각 디스크 등의 형태로 구성될 수 있으며, 두께는 필요에 따라 증감될 수 있다. 이 탄성재(130)로는 디스크 받침용의 폴리우레탄으로 만든 것이 적당하며 측면이 내측으로 오목하게 형성된 것이 바람직하다. 탄성재수용홈(111)은 이 탄성재(130)가 가압되어 수축될 때 유동되는 부분이 채워질 수 있는 여유공간을 가지도록 하여야 한다. 이 여유공간을 가지도록 하기 위해서는 탄성재수용홈(111)을 탄성재(130) 보다는 넓은 면적으로 형성하거나 탄성재(130)의 측면을 경사지게 하거나, 측면홈을 형성하거나, 탄성재(130)에 구멍을 뚫는 등의 방식이 있을 수 있다.
기존의 폿베어링에서는 고무탄성재가 돌출부 하부의 탄성재수용홈이 완전히 채워져 있어 비압축성 유체처럼 거동하도록 되어 있는 데, 이러한 기존의 폿베어링은 돌출부가 고무탄성재에 매우 큰 하중으로 가압하여 맞닿은 상태로 있기 때문에 상부부재의 자유로운 회전을 할 수가 없고, 강제 회전 시 고무탄성재가 파손된다는 문제점이 있다. 도 2에 나타낸 본 발명의 구조물 지지장치(100)에서는 이러한 문제점이 생기지 않는다.
도시된 바와 같이 탄성재(130)의 하부에는 회전플레이트(170)가 설치되어 있고, 이 회전플레이트(170) 저면에 PTFE(172)가 부착되어 있다. 탄성재수용홈(111)의 바닥에는 스테인리스 스틸판(112)이 부착되어 있다. 여기에서, PTFE(172)와 스테인리스 스틸판(112)은 상호간의 마찰계수가 작은 미끄럼부재이다.
도 2에 나타낸 바와 같은 구조물 지지장치(100)는 하부부재(110)에 대해 상부부재(150)가 자유롭게 회동될 수 있다.
도 2에 나타낸 구조물 지지장치(100)는 경우에 따라 상하로 뒤집힌 형태로 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 구조물 지지장치(101)의 다른 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 3의 구조물 지지장치(101)는 핀(153)을 갖는 디스크 받침 형태로 구조물 지지장치(101)를 구성한 것으로, 핀구멍(113)이 형성된 하부부재(110)와 핀(153)이 설치된 상부부재(150) 및 핀(153)의 통과를 위한 구멍(132)이 형성된 탄성재(130) 및 탄성재(130) 하부에 설치된 회전플레이트(170)를 구비한다. 회전플레이트(170)에도 핀(153)이 통과될 수 있는 구멍이 형성되어 있어야 함은 물론이다. 회전플레이트(170) 저면에는 PTFE(172)가 부착되어 있고, 여기에 접촉되는 하부부재(110)의 상면에는 스테인리스 스틸판(112)이 부착되어 있다.
도 3에 나타낸 구조물 지지장치(101) 역시 제자리 회동 가능하고, 상하를 바 꾸어 뒤집힌 상태로 설치될 수 있다.
도 4는 도 2의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 4에서 하부부재(110)와 탄성재(130), 회전플레이트(170)의 구성은 도 2에서 설명한 것과 같다.
도 4 실시 예의 상부부재(150)는 판상으로 구성되어 있으며, 좌우 중간 부위에 홈형태의 일방향 안내부(154)가 형성되어 있고, 그 저면에 스테인리스 스틸판(155)이 부착되어 있다.
상부부재(150)의 아래에는 중간부재(180)가 구비된다. 이 중간부재(180)는 하부로 돌출되어 탄성재수용홈(111)에 일부가 삽입되는 돌출부(181)와 상부부재(150)의 일방향 안내부(154)에 결합되어 안내를 받는 피안내부(182)를 구비한다. 이 중간부재(180)의 상면에는 PTFE(183)가 부착되어 있고, 피안내부(182)의 양 측면에는 DU테이프(184)가 부착되어 있다. 그리고 중간부재(180)의 돌출부(181) 저면에는 탄성재(130)의 상단이 약간 삽입될 수 있도록 홈(185)이 형성되어 있다.
도 4에 나타낸 바와 같은 구조물 지지장치(102)는 하부부재(110)에 대해 탄성재(130)가 제자리 회동될 수 있고, 이에 따라 중간부재(180)와 상부부재(150)도 하부부재(110)에 대해 제자리 회동될 수 있다.
아울러, 도 4에 나타낸 바와 같은 구조물 지지장치(102)는 하부부재(110)에 대해 상부부재(150)가 일방향으로 일방향 안내부를 따라 직선이동 할 수 있다.
도 4의 구조물 지지장치(102) 역시 상하를 바꾸어 구성될 수 있다.
도 5는 도 3의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 5에서 하부부재(110), 회전플레이트(170) 및 탄성재(130)는 도 3에서 설명한 바와 같다. 도 5에서 핀(186)은 중간부재(180)의 저면에 설치되어 있고, 중간부재(180)의 상면에는 PTFE(183)가 부착되어 있고, 중간부재(180)의 측면에 미끄럼부재의 일종인 DU테이프(184)가 설치되어 있다.
이 실시 예에서 상부부재(150)는 중간부재(180) 위쪽으로 설치되며, 그 저면부 양측에는 아래쪽으로 돌출되게 형성된 일방향 안내부(154)가 설치되어 있다. 이 일방향 안내부(154)는 중간부재(180)의 일방향 직선이동을 안내하기 위한 것으로, 그 내측면과 저면에 스테인리스 스틸판(155)이 부착되어 있다. 이 실시 예에서 중간부재(180)의 양측면이 피안내부(182)가 된다.
도 5에 나타낸 구조물 지지장치(103) 역시 상하로 뒤바뀌어 설치될 수 있고, PTFE(183) 등과 스테인리스 스틸판(155)이 서로 위치를 바꾸어 설치될 수 있다. 이는 이전 및 이후의 실시 예에서도 마찬가지이다.
도 6은 도 5의 다른 변형 예를 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6 탄성가이드의 단면도, 도 8은 일방향 안내부의 안내면의 변위를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 나타낸 구조물 지지장치(103)와 구분되는 도 6의 구조물 지지장치(104)의 특징은 일방향 안내부(154)와 피안내부(182) 사이에 탄성가이드(190)를 구비한다는 것이다. 이 탄성가이드(190)는 일방향 안내부(154)와 피안내부(182)의 어느 일측에 설치된다. 경우에 따라 양측 모두에 설치될 수 있음은 물론이다. 이러한 탄성가이드(190)는 폴리우레탄 등의 탄성체(191)와 탄성체(191)의 일측 표면에 부착된 철판(192)과 철판(192)의 표면에 부착된 PTFE(193)로 바람직하게 구성된다. 여기에서, 탄성체(191)는 접착제를 통해 일방향 안내부(154) 또는 피안내부(182)에 1차로 부착되고, 다시 볼트(194) 등을 이용해 기구적으로 2차로 부착되는 것이 바람직하다. 더 바람직하기로는 탄성체(191)가 부착되는 면에 탄성체(191)가 삽입되어 지지될 수 있는 홈을 형성하여 고정하는 것이 바람직하다. 탄성체(191) 표면에 부착되는 철판(192)과 철판(192)에 부착되는 PTFE(193)는 접착제로 부착하면 된다. 철판(192) 대신 유사한 금속판이 부착될 수 있다. 볼트(194)의 머리부분은 탄성체(191)가 압력을 받아 수축할 때의 탄성 변형정도를 고려하여 대략 철판(192)의 내측면 정도의 깊이까지 묻히도록 하면 된다. 이렇게 하는 경우, 탄성체(191)는 PTFE(193)와 철판(192)의 두께를 합한 정도의 두께만큼 수평으로 탄성변형이 가능하다. 나머지 사항은 도 3과 5를 통해 설명한 것과 같다.
도 6과 7에서 설명한 탄성가이드(190)는 도 4의 일방향 안내부(154)를 넓게 형성하고 일방향 안내부(154) 또는 피안내부(182)에 이를 설치 할 수 있다. 그리고 도 4에의 실시 예에서 일방향 안내부를 도 5에 나타낸 것과 같은 형태로도 구성할 수 있음은 쉽게 알 수 있다.
이와 같이 일방향 안내부(154)와 피안내부(182) 사이에 탄성가이드(190)를 설치하는 경우, 일방향 안내부(154)의 안내면을 수평방향으로 평행하게 또는 기울어지게 변위시킬 수 있다. 본 발명에서 안내면 변위라 함은, 중간부재(180)가 단순히 제자리 회동됨에 따른 안내부의 안내면의 변위가 아니라 탄성체(191)의 탄성변형에 따라 일방향 안내부(154)의 안내면의 자세가 수평방향으로 바뀌는 것을 말한다.
도 8을 참조하면, 예를 들어, 도 7에서 탄성체(191)의 길이가 ℓ이고 가능한 탄성변형이 철판(192)과 PTFE(193)의 두께를 합한 값 d와 같다면 가압력이 작용되지 않았을 때의 탄성가이드(190) 표면 즉, 안내면의 경계선과 최대로 평행하게 가압되었을 때의 탄성가이드 표면의 경계선 사이의 영역에서 탄성가이드(190) 표면의 안내면은 가압되지 않았을 때의 표면을 기준으로 평행하게 또는 기울어지게 변경될 수 있는 데, 이 영역 안에서의 변위를 안내면 변위라 창한다. 물론, 볼트(194)를 더 깊이 설치하거나 볼트 없이 탄성체(191)를 접착제로만 부착하는 경우 이 영역은 증가한다.
이러한 탄성가이드(190)에 의한 안내면 변위의 기술사상은 일방향 안내부가 형성되어 있는 구조물 지지장치라면 여타의 다른 부분과는 상관없이 단독으로 적용될 수 있다.
이와 같이 탄성가이드(190)를 일방향 안내부(154)와 피안내부(182) 사이에 설치하는 경우, 하부부재(110)에 대해 상부부재(150)가 수평방향으로의 회전, 일방향 직선이동 및 일방향 안내부(154)의 안내면의 수평방향으로의 안내면 변위와 같은 3가지가 모두 가능하다. 탄성가이드(190)에 의한 안내면 변위에 의하면 탄성가이드(190)가 없는 구조물 지지장치의 위치를 이동시킨 것과 같은 효과를 가진다.
도 9는 본 발명에 따른 구조물 지지장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 도면으로, 스페리칼 베어링(spherical bearing)에 본 발명이 적용된 예를 보여준다.
도 9에 나타낸 구조물 지지장치(105)의 하부부재(110)에는 그 상면에 오목한 구형의 일부 표면모양을 가지는 오목홈(115)이 형성되어 있다. 그 위에 오목 홈(115)에 결합되는 구형의 일부 표면모양을 가지는 볼록돌기(187)와 상부부재(150)에 형성된 일방향 안내부(154)에 결합되어 안내를 받는 피안내부(182)를 구비하는 중간부재(180)가 설치되어 있다. 이 중간부재(180)의 상면에는 PTFE(183)가 설치되어 있다.
중간부재(180)의 상면에는 피안내부(182)와 결합되어 피안내부(182)를 안내하는 일방향 안내부(154)가 형성되어 있는 상부부재(150)가 설치되어 있다. 이 상부부재(150)의 저면과 일방향 안내부(154)의 내측면에는 스테인리스 스틸판(155)이 부착되어 있다.
도시된 바와 같이 일방향 안내부(154)와 피안내부(182) 사이에 탄성체(191) 표면에 미끄럼부재가 부착되어 있는 탄성가이드(190)가 중간부재(180)에 고정된 상태로 설치되어 있다. 미끄럼부재(193)로는 PTFE나 DU테이프가 적당하다. 탄성체(191) 표면에 미끄럼부재(193)를 바로 부착할 수도 있으나, 둘 사이에 앞에서 설명한 바와 같은 철판(192)을 개재하여 서로 부착하는 것이 접착 안정성이 뛰어나기 때문에 바람직하다.
스테인리스 스틸판(155)과 탄성가이드(190)는 그 위치를 서로 바꾸어 설치될 수 있다.
도 9의 구조물 지지장치(105) 역시 상하로 뒤집힌 상태로 구성되거나 설치될 수 있다.
도 9에 나타낸 바와 같이 구조물 지지장치(105)를 구성하는 경우, 스페리칼 베어링에서도 하부부재(110)에 대해 상부부재(150)가 수평방향으로의 회전, 일방향 으로의 직선이동 및 일방향 안내부(154)의 안내면의 수평방향으로의 안내면 변위의 3가지 동작이 모두 가능하다.
이동 및 회전을 허용하거나 고정된 상태로 회전을 허용하여야 하는 모노레일 구조물이나 교량 구조물의 교좌장치로 적합하게 사용될 수 있다.
도 1은 곡선구간을 가지는 상부구조물의 변위를 설명하기 위한 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 구조물 지지장치의 일례를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 구조물 지지장치(101)의 다른 실시 예를 나타낸 도면,
도 4는 도 2의 변형 예를 나타낸 도면,
도 5는 도 3의 변형 예를 나타낸 도면,
도 6은 도 5의 다른 변형 예를 나타낸 도면,
도 7은 도 6 탄성가이드의 단면도,
도 8은 일방향 안내부의 안내면의 변위를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 구조물 지지장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 ~ 105 : 구조물 지지장치 110 : 하부부재
130 : 탄성재 150 : 상부부재
170 : 회전플레이트 180 : 중간부재
190 : 탄성가이드

Claims (11)

  1. 상부구조물에 설치되는 상부부재, 하부구조물에 설치되는 하부부재 및 상기 상부부재와 하부부재 사이에 설치되는 탄성재를 구비하여 상기 상부구조물의 하중을 상기 하부구조물에 지지할 수 있도록 하기 위한 구조물 지지장치에 있어서,
    상기 탄성재(130)와 하부부재(110)의 사이와 상기 탄성재(130)와 상부부재(150) 사이 중 적어도 하나에 설치되고 상기 하부부재(110) 또는 상기 상부부재(150)에 대해 상기 탄성재(130)의 제자리 회동을 허용하는 회전플레이트(170)를 구비하여,
    상기 하부부재(110)에 대해 상기 상부부재(150)가 수평방향으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 구조물 지지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전플레이트(170)와 상기 하부부재(110) 사이 또는 상기 회전플레이트(170)와 상기 상부부재(150) 사이에는 미끄럼부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 구조물 지지장치.
  3. 제1에 있어서, 상기 상부부재(150)와 상기 하부부재(110) 중 하나에는 마주보는 면을 향해 상기 탄성재(130)가 수용될 수 있는 탄성재수용홈이 형성되어 있고 다른 하나에는 상기 탄성재수용홈을 향해 돌출되고 일부가 상기 탄성재수용홈에 삽입되어 상기 탄성재(130)의 지지를 받는 돌출부가 형성되어 있고,
    상기 탄성재(130)가 상기 탄성재수용홈에 수용되어 상기 돌출부를 통해 상기 상부구조물을 지지하는 상태에서, 상기 탄성재(130)에 가해지는 하중이 증가함에 따라 탄성 변형에 의해 상기 탄성재(130)의 두께가 점점 감소되면서 상기 탄성재(130)의 유동되는 부분이 채워질 수 있도록 상기 탄성재수용홈 내부의 일측에 빈 공간이 형성되어 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 구조물 지지장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 상부부재(150)와 상기 하부부재(110) 중 하나에는 핀구멍이 형성되고 다른 하나에는 마주보는 면을 향해 돌출되어 상기 탄성재(130)와 상기 회전플레이트(170)를 통과하여 상기 핀구멍에 삽입되는 핀이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 구조물 지지장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 상부부재(150)와 상기 하부부재(110) 중 하나에는 마주보는 면을 향해 상기 탄성재(130)가 수용될 수 있는 탄성재수용홈이 형성되어 있고 다른 하나에는 마주보는 면을 향해 일방향 안내부가 형성되어 있고,
    상기 일방향 안내부가 형성된 부재와 상기 탄성재(130) 사이에 상기 탄성재수용홈을 향해 돌출되고 일부가 상기 탄성재수용홈에 삽입되어 상기 탄성재(130)의 지지를 받는 돌출부와 상기 일방향 안내부에 결합되어 안내를 받는 피안내부가 형성되어 있는 중간부재(180)가 더 설치되어 있고,
    상기 탄성재(130)가 상기 탄성재수용홈에 수용되어 상기 돌출부를 통해 상기 상부구조물을 지지하는 상태에서, 상기 탄성재(130)에 가해지는 하중이 증가함에 따라 탄성 변형에 의해 상기 탄성재(130)의 두께가 점점 감소되면서 상기 탄성재(130)의 유동되는 부분이 채워질 수 있도록 상기 탄성재수용홈 내부의 일측에 빈 공간이 형성되어 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 구조물 지지장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 상부부재(150)와 상기 하부부재(110) 중 하나에는 핀구멍이 형성되고 다른 하나에는 마주보는 면을 향해 일방향 안내부가 형성되어 있고,
    상기 일방향 안내부가 형성된 부재와 상기 탄성재(130) 사이에 상기 일방향 안내부에 결합되어 안내를 받는 피안내부와 마주보는 면을 향해 돌출되어 상기 탄성재(130)와 상기 회전플레이트(170)를 통과하여 상기 핀구멍에 삽입되는 핀이 설치되어 있는 중간부재(180)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 구조물 지지장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성재(130)는 폴리우레탄으로 만들어진 것을 특징으로 하는 구조물 지지장치.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 일방향 안내부와 상기 피안내부 사이에 탄성변형에 의해 상기 피안내부의 가이드방향을 수평방향으로 변위시키는 것을 허용하는 탄성체 표면에 미끄럼부재가 설치된 탄성가이드(190)가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 구조물 지지장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 탄성가이드(190)는 상기 일방향 안내부 또는 상기 피안내부에 일면이 부착되는 탄성체, 상기 탄성체의 타면에 접착제를 통해 부착되는 금속판 및 상기 금속판에 부착되는 미끄럼부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 구조물 지지장치.
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