KR100917035B1 - 교량 측면 경사 방지 및 교량 방향 슬라이딩이 가능한 교량받침 - Google Patents

교량 측면 경사 방지 및 교량 방향 슬라이딩이 가능한 교량받침 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고중량의 차량 통행에 따라 교량이 측면으로 기울어져서 전복되는 것을 방지하고, 측면으로 한계 이상 기울어지는 것을 용이하게 감지할 수 있어서 유지보수가 편리하며, 재사용이 가능한 걸쇄 구조를 제공하며, 지진에 의한 수평 방향 파괴력을 완충할 수 있으며, 교량 방향의 슬라이딩이 가능한 교량 받침 장치에 관한 것이다.
이상과 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은,
교량 측면 경사 방지 및 교량 방향 슬라이딩이 가능한 교량 받침에 있어서,
교량의 상부구조의 하단에 고정 설치되는 상부 플레이트(110); 교량의 하부 구조의 상단에 고정 설치되는 하부 플레이트(120); 상기 상부 플레이트(110)와 하부 플레이트(120)에 각각 고정 설치되는 제1 수직 부재(210)와 제2 수직 부재(240); 상기 제2 수직 부재(240)와 제1 수직 부재(210) 각각에 볼트(250, 260)로 체결되는 제1 수평 부재(220)와 제2 수평 부재(230); 상기 상부 플레이트(110)와 하부 플레이트(120) 사이에 설치되어 상기 상부구조(11)의 압축 하중을 흡수하는 탄성 완충 장치(130)를 포함하고,
상기 볼트(250, 260)의 갯수, 크기 및 재질은 측면 경사를 유발하는 최대 하중의 설계치에 의해 결정되며,
상기 제1 수평 부재(220)와 제1 수직 부재(210) 사이의 간극(270)과, 상기 제2 수평 부재(230)와 제2 수직 부재(240) 사이의 간극(280)을 서로 상이한 크기로 하여, 수평 방향 파괴력에 의해 간극이 작은 쪽 볼트가 먼저 절단되고 간극이 큰 쪽 볼트가 나중에 절단되게 함으로써 상기 수평 방향 파괴력을 완충하는 것을 특징으로 한다.
교량, 받침장치, 측면, 경사, 하중, 지진, 간극

Description

교량 측면 경사 방지 및 교량 방향 슬라이딩이 가능한 교량 받침{Bridge Support Apparatus Capable of Bridge Side Declining Prevention and Bridge Direction Sliding}
본 발명은 고중량의 차량 통행에 따라 교량이 측면으로 기울어져서 전복되는 것을 방지하고, 측면으로 한계 이상 기울어지는 것을 용이하게 감지할 수 있어서 유지보수가 편리하며, 재사용이 가능한 걸쇄 구조를 제공하며, 지진에 의한 수평 방향 파괴력을 완충할 수 있으며, 교량 방향의 슬라이딩이 가능한 교량 받침 장치에 관한 것이다.
도1에서와 같이, 교량 받침 장치(100)는, 교량의 상부구조(11)와 하부구조(12) 사이에 위치하면서 상부구조(11)에서 전달되는 하중을 하부구조(12)에 충격 없이 전달하고 지진, 바람, 온도 변화 등에 안전하게 적응하도록 하는 중간 윤활작용을 한다.
그래서, 교량 받침장치(100)는 교량하중에 적응하고 신축을 흡수하게 함으로써, 교량의 변위를 교각이나 교대에 직접 전달하지 않게 하게 위하여, 도2에서와 같이 탄성 완충장치(130)를 가지고 있으며, 온도변화, 건조수축, 통과 차량 등에 의해 발생하는 상부구조(11)의 교량 방향의 신축에 따른 미끄럼 신축을 자유롭게 하기 위하여 슬라이딩 장치(160)를 포함하고 있다.
따라서, 상부구조(11)는 온도변화, 건조수축, 통과 차량 등에 따라서 교량 방향으로 신축함에 따라, 이 상부구조(11)에 고정되는 금속성 상부 플레이트(110)가 이 슬라이딩 장치(160)의 가이드에 따라 교량 방향으로 슬라이딩 되게 된다.
그런데, 교량에 고중량의 차량(예를 들면 트레일러, 버스 등)이 지속적으로 통과하는 경우에는 이 차량이 존재하는 방향으로 교량이 경사지게 되어, 이러한 고중량의 차량이 통과하는 부분에서 금속성 상부 플레이트구조(110)가 측면(도2의 교량 방향과 직각인 방향)으로 기울어지게 되어 교량 받침장치(100)의 완충장치(130)가 고중량의 차량이 통과할 때마다 지속적으로 충격을 받아서 탄성이 감소하여 점차적으로 기울어짐이 증가하고, 과적 차량이 통과하는 경우에는 교량이 측면으로 기울어지는 현상이 증대되며, 우연히 공진 현상이 중첩되면 고중량의 차량이 통과시에 그 방향으로 교량이 전복되는 가능성도 증가하게 된다. 특히, 곡선 교량의 경우에는 차량의 하중이 외곽 방향으로 쏠리므로 이런 현상이 증대되게 된다. 물론 고중력의 차량이 통과한 후에는 부발력이 발생하여 반대로 튀어 오르는 힘을 받게 된다.
이렇게 교량에서 고중량 차량이 지속적으로 통과함에 따라 교량이 측면으로 기울어지고, 그 방향의 완충장치(130)부분이 탄성이 감소하는 현상을 방지하기 위하여, 도3에서와 같이 금속성 상부 플레이트 구조(110)와 금속성 하부 플레이트 구조 (120) 사이에 “ㄱ"자형 걸쇄 구조(170)(도3에서는 볼트(180)에 의해 하부 플레 이트 구조(120)에 고정되지만, 용접에 의해 하부 플레이트(120)에 고정되는 것도 가능함)를 설치하여 교량에 고하중의 차량이 통과하여 상부 플레이트 구조(110)가 좌/우로 상승하려는 부하가 걸리더라도 이 걸림턱(190) 부분에 의해 상승이 억제되도록 하여 교량이 기울어지거나 전복되는 것을 방지하고 있다.
그러나, 유지 관리 측면에서는 교량에 어느 정도의 하중이 가해지는지를 측정해서 최대 하중 이상으로 과도한 하중이 가해지는 것으로 판정되면, 교량이 심각한 손상을 받기 이전에 교량 보수 등의 조치를 취해야 하는데, 도3과 같은 종래기술의 걸림 구조(170)는 걸림턱(190) 부분에 상부 플레이트(110)의 경사 상승력이 가해져서 최대 허용 하중 이상의 하중에서는 걸림 구조(170)의 꺽이는 부분(200)에서 절단되게 되고, 한번 절단된 걸쇄 구조(170)는 재사용이 불가능하다.
또한, 절단된 걸림턱(190)이 상부 플레이트(110) 위에 거의 동일 위치에 존재하는 경우에는, 접근하여 육안으로 관찰하지 않는 한, 절단되었는지를 확인하기 어려워서 적절한 시기에 유지보수가 불가능하여 교량이 측면으로 전복되는 대형 사고를 유발하게 된다.
그리고, 도3의 종래기술에서는 각 교량의 최대 허용 하중에 따라 적합한 전용의 걸쇄 구조(170)를 생산해야 하므로, 생산 단가가 상승하게 된다.
본 발명은 이상과 같은 종래기술의 문제점을 감안하여, 교량마다 범용으로 사용 가능하고, 각 교량의 최대 하중에 적합한 결합 강도를 용이하게 선택 가능하며, 재사용이 가능한 걸쇄 구조를 제공하면서, 지진에 의한 수평 방향 파괴력을 완충할 수 있으며, 슬라이딩 장치 역할도 수행하는 교량 측면 경사 방지 및 교량 방향 슬라이딩이 가능한 교량 받침 장치를 제공한다.
이상과 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은,
교량 측면 경사 방지 및 교량 방향 슬라이딩이 가능한 교량 받침에 있어서,
교량의 상부구조의 하단에 고정 설치되는 상부 플레이트(110); 교량의 하부 구조의 상단에 고정 설치되는 하부 플레이트(120); 상기 상부 플레이트(110)와 하부 플레이트(120)에 각각 고정 설치되는 제1 수직 부재(210)와 제2 수직 부재(240); 상기 제2 수직 부재(240)와 제1 수직 부재(210) 각각에 볼트(250, 260)로 체결되는 제1 수평 부재(220)와 제2 수평 부재(230); 상기 상부 플레이트(110)와 하부 플레이트(120) 사이에 설치되어 상기 상부구조(11)의 압축 하중을 흡수하는 탄성 완충 장치(130)를 포함하고,
상기 볼트(250, 260)의 갯수, 크기 및 재질은 측면 경사를 유발하는 최대 하중의 설계치에 의해 결정되며,
상기 제1 수평 부재(220)와 제1 수직 부재(210) 사이의 간극(270)과, 상기 제2 수평 부재(230)와 제2 수직 부재(240) 사이의 간극(280)을 서로 상이한 크기로 하여, 수평 방향 파괴력에 의해 간극이 작은 쪽 볼트가 먼저 절단되고 간극이 큰 쪽 볼트가 나중에 절단되게 함으로써 상기 수평 방향 파괴력을 완충하는 것을 특징으로 한다.
삭제
이상과 같은 본 발명을 이용하면, 교량마다 범용으로 사용 가능하고, 각 교량의 최대 하중에 적합한 결합 강도를 용이하게 선택 가능하며, 재사용이 가능한 걸쇄 구조를 제공하면서, 지진에 의한 수평 방향 파괴력을 완충할 수 있으며, 슬라이딩 장치 역할도 수행하는 교량 측면 경사 방지 및 교량 방향 슬라이딩이 가능한 교량 받침 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
이제, 본 발명의 구성 및 작용에 대해 자세히 살펴 보기로 한다.
본 발명의 교량 측면 경사 방지 및 교량 방향 슬라이딩이 가능한 교량 받침 장치는 도 4, 도5와 같은 구조를 가진다. 여기서 도4는 교량 받침의 전체적인 구조를 도시하는 단면도이고, 도5는 도4에서 교량 측면 경사 방지 및 교량 방향 슬라이딩이 가능하게 하는 본 발명의 구조물 부분을 확대한 도면이다.
상부 플레이트(110)와 하부 플레이트(120) 사이에는 완충 장치(130)와, 교량 측면 경사 방지 및 교량 방향 슬라이딩용 구조물(210, 220, 230, 240)이 존재한다.
여기서, 제1 수직 부재(210)와 제2 수직 부재(240)는 각각 상부 플레이트(110)와 하부 플레이트(120)에 용접 등을 통해 고정되고, 제1 수평 부재(220)와 제2 수평 부재(230)는 각각 제2 수직 부재(240)와 제1 수직 부재(210)에 볼트(250, 260)를 통해 결합된다. 여기서 볼트(250, 260)의 개수, 크기 및 재질은 이하에서 설명하는 교량의 측면 경사 최대 하중치를 고려하여 정하게 된다.
이상과 같이 구조물(210, 220, 230, 240)을 형성하면, 교량 방향(도4의 전후 방향)으로 교량 받침의 제1 수평 부재(220)와 제2 수평 부재(230)가 접촉하면서 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 되고, 상부 플레이트(110)가 측면으로 들려지는 고 하중의 차량이 통과하는 경우에는 제2 수평 부재(230)가 상승하려는 압력을 받지만 제1 수평 부재(220)에 의해 상승압력이 억제되어 상부 플레이트(110)의 측면이 상승하는 것을 억제하게 된다.
그래서, 교량 설계시의 측면 방향으로의 최대 하중을 고려하여 상기 볼트(250, 260)의 개수, 크기 및 재질 등을 적절히 선정하면, 이 설계시의 상승 억제력 이상으로 하중이 가해지는 경우에는 이 볼트(250, 260)가 절단되어서, 제2 수평 부재(230)가 하부로 떨어져 나가게 되어, 원격(만원경 등)으로 떨어져 나간 제2 수평 부재(230)를 용이하게 관찰가능하게 되어, 적절한 시기에 유지보수가 가능하게 된다.
또한, 설계시의 하중 이상으로 하중이 가해져서 볼트(250, 260)가 절단되더라도, 유지 보수시에는 볼트(250, 260)만 교체하면 되고, 제1 수평 부재(220)와 제2 수평 부재(230)는 그대로 사용하는 것이 가능하므로 유지보수 비용이 절감된다.
그리고, 제1 수평 부재(220)와 제2 수평 부재(230)는 범용으로 하고, 오직 볼트(250, 260)의 개수, 크기 및 재질에 따라서 최대 허용 하중을 결정하므로, 구조물(210, 220, 230, 240)의 범용화가 가능하게 되어 생산 원가도 절감되게 된다. 한편, 도5에서는 제1 수평 부재(220)와 제1수직 부재(210) 사이의 제1 간극(270)과 제2 수평 부재(230)와 제2수직 부재(240)의 제2 간극(280)이 동일 크기의 간극인 것으로 도시하였으나, 도6에서처럼 제1 간극(270)보다 제2 간극(280)이 크게 하면, 대형 지진시의 수평 파괴력에 의해 제1 수평 부재(220)의 볼트(250) 가 먼저 절단되고, 제2 수평 부재(230)의 볼트(260)가 나중에 절단되게 하는 완충 작용을 하게 하여 지진 에너지를 흡수하게 하는 것도 가능하다. 반대로 제1 간극(270)보다 제2 간극(280)이 작게 하는 것도 마찬가지이다.
또한, 도5에서는 제1 수평 부재(220)와 제2 수평 부재(230)의 길이가 동일한 것으로 도시되어 있으나, 도6처럼 제1 수평 부재(220)가 제2 수평 부재(230)에 비해 길다면, 하중력과 부발력에 의해 길이가 긴 제1 수평 부재(220)의 볼트(250)가 먼저 절단되게 하여 절단된 볼트(250)를 교체하기가 용이하게 할 수도 있다. 물론 제1 수평 부재(220)가 제2 수평 부재(230)에 비해 짧다면, 하중력과 부발력에 의해 길이가 긴 제2 수평 부재(230)의 볼트(260)가 먼저 절단되게 하여 제2 수평 부재(230)가 하부로 떨어지게 한다면 원격으로 설계 하중 이상의 하중력 및 부발력이 인가되었다는 것을 용이하게 관찰할 수 있다.
도1은 교량 받침 장치가 설치된 일반적인 교량을 도시함.
도2는 일반적인 교량 받침 장치의 구조를 도시함.
도3은 종래기술에서 교량의 측면 경사를 방지하는 걸림 구조가 설치된 교량 받침 장치의 단면도.
도4는 본 발명에서 교량 측면 경사 방지 및 교량 방향 슬라이딩이 가능한 교량 받침의 단면도.
도5는 본 발명에서 교량 측면 경사 방지 및 교량 방향 슬라이딩이 가능한 교량 받침의 확대도.
도6은 본 발명에서 제1간극과 제2간극이 상이한 크기인 것과, 제1 수평 부재와 제2수평 부재의 길이가 상이한 것을 도시하는 확대도.

Claims (3)

  1. 교량 측면 경사 방지 및 교량 방향 슬라이딩이 가능한 교량 받침에 있어서,
    교량의 상부구조의 하단에 고정 설치되는 상부 플레이트(110);
    교량의 하부 구조의 상단에 고정 설치되는 하부 플레이트(120);
    상기 상부 플레이트(110)와 하부 플레이트(120)에 각각 고정 설치되는 제1 수직 부재(210)와 제2 수직 부재(240);
    상기 제2 수직 부재(240)와 제1 수직 부재(210) 각각에 볼트(250, 260)로 체결되는 제1 수평 부재(220)와 제2 수평 부재(230);
    상기 상부 플레이트(110)와 하부 플레이트(120) 사이에 설치되어 상기 상부구조(11)의 압축 하중을 흡수하는 탄성 완충 장치(130)를 포함하고,
    상기 볼트(250, 260)의 갯수, 크기 및 재질은 측면 경사를 유발하는 최대 하중의 설계치에 의해 결정되며,
    상기 제1 수평 부재(220)와 제1 수직 부재(210) 사이의 간극(270)과, 상기 제2 수평 부재(230)와 제2 수직 부재(240) 사이의 간극(280)을 서로 상이한 크기로 하여, 수평 방향 파괴력에 의해 간극이 작은 쪽 볼트가 먼저 절단되고 간극이 큰 쪽 볼트가 나중에 절단되게 함으로써 상기 수평 방향 파괴력을 완충하며,
    설계시의 상승 억제력 이상으로 상기 교량에 하중이 가해지는 경우에, 볼트(260)가 절단되어 하부로 떨어진 상기 제2 수평 부재(230)를 통해 원격으로 유지보수 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 교량 측면 경사 방지 및 교량 방향 슬라이딩이 가능한 교량 받침.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 수평 부재(220)와 상기 제2 수평 부재(230)의 길이가 상이한 것을 특징으로 하는 교량 측면 경사 방지 및 교량 방향 슬라이딩이 가능한 교량 받침.
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