KR100920157B1 - 철도 교량용 신축이음장치 및 이의 시공방법 - Google Patents

철도 교량용 신축이음장치 및 이의 시공방법 Download PDF

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주식회사 예경산업개발
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Abstract

본 발명은 철도 교량용 신축이음장치 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교량 하방 시설물로의 이물 침투를 방지함과 더불어 씰링부의 기계적 수명을 향상시킨 철도 교량용 신축이음장치 및 이의 시공방벙에 관한 것이다.
이를 위해, 앵커홀이 형성된 제1앵커부와, 이 제1앵커부로부터 하방으로 단차진 상태로 연장된 연장부를 포함하는 제1플레이트;상기 제1플레이트에 대하여 유동될 수 있는 이격 공간이 형성된 채로 대향되며, 제1플레이트를 덮어씌운 중첩부와, 앵커홀이 형성된 제2앵커부를 포함하는 제2플레이트;상기 제1플레이트의 연장부와 제2플레이트의 중첩부 사이에 설치되어 누수를 방지하는 씰링부를 포함하여 구성되되, 상기 씰링부는,연장부에 배치된 고정부와, 중첩부의 저면에 배치된 유동부와, 상기 고정부와 유동부 사이에 일체로 형성되며 이격 공간의 거리를 보상하는 폴딩부를 포함하는 우레탄 재질의 엘라스토마 시트;상기 고정부의 상면에 고정된 슬라이딩판;상기 유동부의 저면에 고정되며, 슬라이딩판을 따라 이동되는 이동부재:를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 교량용 신축이음장치를 제공한다.
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Description

철도 교량용 신축이음장치 및 이의 시공방법{expansion joint for railroad bridge and contruction method thereof}
본 발명은 철도 교량용 신축이음장치 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한 쌍의 플레이트 사이의 틈으로 침투되는 물이나 이물이 교량의 하방 시설물에 더 이상 침투되지 않도록 한 철도 교량용 신축이음장치 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 철도교량은 다수의 교각과 교각의 상부에 양단부가 안착 고정되는 다수의 상판들로 구성된다.
이때, 상기 상판들은 서로 일정간격 이격된 상태로 설치된다.
이는, 온도변화에 따라 상판이 변형되는 신축량을 보상하고, 기차의 이동에 따른 상판 상호 간에 간격의 변화량을 보상할 수 있도록 하기 위한 것이다.
이때, 상기 상판위에는 콘크리트를 타설한 후, 타설된 콘크리트위에는 침목과 레일이 설치된다.
이때, 상판은 상기한 바와 같이, 온도변화에 따라 신축되기 때문에, 그 신축량을 감안하여 상판 사이의 간격을 이격시키게 된다.
종래에는 상기 이격된 부위를 밀폐시키지 않거나, 이격된 부위를 밀폐시키더라도 방수용 실런트를 충전하는 것이 보통이다.
하지만, 상기한 종래의 철도용 교량의 구조는 다음과 같은 문제가 발생하였다.
상판 사이의 이격된 부위를 밀폐하지 않으면, 빗물이나 이물질이 이격된 부위를 통해 하부로 낙하되므로 교량 하부의 시설물이 오염되거나 손상될 우려가 있다.
또한, 방수용 실런트를 충전하는 경우, 거듭된 상판의 신축을 통해 방수용 실런트가 파손될 우려가 있다.
이에 따라, 주기적으로 점검 및 보수를 해야하는 번거로움이 발생하였다.
본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 물 또는 이물질이 교량 하방 시설물로 침투되는 것을 방지하고, 씰링부의 기계적 수명이 향상되도록 한 철도 교량용 신축이음장치 및 이의 시공방법을 제공하고자 한 것이다.
이를 위해, 앵커홀이 형성된 제1앵커부와, 이 제1앵커부로부터 하방으로 단차진 상태로 연장된 연장부를 포함하는 제1플레이트;상기 제1플레이트에 대하여 유동될 수 있는 이격 공간이 형성된 채로 대향되며, 제1플레이트를 덮어씌운 중첩부와, 앵커홀이 형성된 제2앵커부를 포함하는 제2플레이트;상기 제1플레이트의 연장부와 제2플레이트의 중첩부 사이에 설치되어 누수를 방지하는 씰링부를 포함하여 구성되되, 상기 씰링부는,연장부에 배치된 고정부와, 중첩부의 저면에 배치된 유동부와, 상기 고정부와 유동부 사이에 일체로 형성되며 이격 공간의 거리를 보상하는 폴딩부를 포함하는 우레탄 재질의 엘라스토마 시트;상기 고정부의 상면에 고정된 슬라이딩판;상기 유동부의 저면에 고정되며, 슬라이딩판을 따라 이동되는 이동부재:를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 교량용 신축이음장치를 제공한다.
이때, 상기 제2플레이트의 중첩부는,제1플레이트의 제1앵커부를 따라 슬라이딩되는 슬라이딩부와, 상기 슬라이딩부로부터 하방으로 단차지며 제1플레이트와 이격 공간을 형성하는 단차부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2앵커부는 중첩부로부터 하방으로 단차진 상태로 이루어지되, 제2앵커부와 연장부 사이에는 배치 공간이 형성되며,상기 배치 공간에는 엘라스토마 시트의 폴딩부가 배치된 것이 바람직하다.
또한, 상기 슬라이딩판 및 이동부재를 각각 제1플레이트 및 제2플레이트에 결합시키는 결합볼트가 체결되되, 상기 결합볼트는 슬라이딩판 및 이동부재로부터 돌출되지 않는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 철도 교량용 신축이음장치 및 이의 시공방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 상판 사이의 이격 공간을 완벽히 밀폐하여 물이나 그밖의 이물질이 콘크리트 구조물의 하부로 떨어지지 않도록 함으로써, 교량 하부의 각종 시설물을 안전하게 보호할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 씰링부를 구성하는 엘라스토마 시트의 폴딩부가 이격공간의 유동거리를 보상하는 만큼 충분하게 접힌상태로 제공됨으로써, 제2플레이트가 반복적으로 유동되더라도, 씰링부의 기계적 수명이 길어지는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 3b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도 교량용 신축이음장치(이하 '신축이음장치'라 함)에 대해 설명하도록 한다.
신축이음장치는 제1플레이트(100)와, 제2플레이트(200)와, 씰링부(300)를 포함하여 구성된다.
제1플레이트(100)는 제2플레이트(200)에 대하여 제2플레이트(200)의 유동에 대한 기준이 되는 역할을 한다.
제1플레이트(100)는 슬래브(S) 즉, 콘크리트 구조물에 설치되며, 금속 또는 엔지니어링 플라스틱 재질임이 바람직하다.
이때, 제1플레이트(100)는 제1앵커부(110)와, 연장부(120)를 포함한다.
제1앵커부(110)에는 슬래브(S)와의 결합을 더욱 견고히 하기 위한 앵커(A)가 설치될 수 있도록 복수의 앵커홀(111)이 형성된다.
상기 앵커홀(111)은 앵커(A)가 제1앵커부(110)를 통과하여 슬래브(S)에 매립되는 통로로서, 제1앵커부(110)의 상,하부를 관통한다.
이때, 앵커홀(111)은 단차진 상태로 이루어짐이 바람직하다.
이는, 앵커(A)가 앵커홀(111)에 삽입되었을 때, 앵커(A)가 제1플레이트(100)로부터 외부로 돌출되지 않도록 하기 위함이다.
그리고, 연장부(120)는 제1앵커부(110)에 일체로 형성되며, 제1앵커부(110)로부터 제2플레이트(200)를 향해 연장된다.
이때, 연장부(120)는 제2플레이트(200)가 유동되는 공간을 제공하며, 제1앵커부(110)의 하방으로 단차지도록 형성된다.
이때, 연장부(120)는 편평하게 형성된다.
다음으로, 제2플레이트(200)는 제1플레이트(100)를 향해 유동되면서, 온도변화 및 기차 주행에 의한 교량에 대하여 완충작용을 한다.
상기 제2플레이트(200)는 제1플레이트(100)에 대하여 대향되도록 배치되며, 재질은 금속 또는 엔지니어링 플라스틱임이 바람직하다.
이때, 제2플레이트(200)는 제2앵커부(210)와, 중첩부(220)를 포함한다.
제2앵커부(210)는 앵커(A)가 통과하여 슬래브(S)에 매립되도록 한 부위이며, 제2앵커부(210)에도 앵커(A)가 통과될 수 있도록 앵커홀(211)이 형성된다.
상기 앵커홀(211) 역시, 앵커(A)가 외부로 돌출되지 않도록 제1앵커부(110)에 형성된 앵커홀(111)과 동일하게 단차진 상태로 이루어진다.
그리고, 중첩부(220)는 제2플레이트(200)가 제1플레이트(100)에 대하여 유동될 때, 상호 간에 중첩되는 부위로서 제2앵커부(210)로부터 제1플레이트(100)를 향해 연장된다.
이때, 중첩부(220)는 제1플레이트(100)가 외부로 노출되지 않도록 차폐하며, 슬라이딩부(221)와, 단차부(222)를 포함한다.
이때, 슬라이딩부(221)는 제2플레이트(200)가 유동될 때, 제1앵커부(110)의 상면을 따라 슬라이딩되는 부위이다.
그리고, 단차부(222)는 슬라이딩부(221)와 제2앵커부(210) 사이에 형성되며, 슬라이딩부(221)로부터 하방으로 단차지고, 제2앵커부(210)로부터 상방으로 단차진다.
이때, 단차부(222)와 제1앵커부(110) 사이에는 이격 공간(G1)이 형성된다.
상기 이격공간(G1)은 제2플레이트(200)가 제1플레이트(100)를 향해 유동이 가능하도록 제공되는 공간이다.
또한, 상기 단차부(222)는 연장부(120)의 상방에 배치되며, 상호 간에는 씰링부(300)가 개재되기 위한 설치공간이 형성된다.
그리고, 단차부(222)의 형성으로 인해, 제2앵커부(210)와 연장부(120) 사이에는 단차부(222)와 제1앵커부(110) 사이에 형성된 이격 공간(G1)에 대응되는 배치공간(G2)이 형성된다.
상기 배치공간(G2)은 후술하는 엘라스토마 시트의 폴딩부가 배치됨과 더불어, 제2플레이트(200)의 제2앵커부(210)가 유동되는 공간이기도 하다.
다음으로, 씰링부(300)는 제1플레이트(100)와 제2플레이트(200) 사이를 통해 투입될 수 있는 물이나 이물질을 거르는 역할을 하며, 제1플레이트(100)의 연장부(120)와 제2플레이트(200)의 단차부(222) 사이에 설치된다.
상기 씰링부(300)는 엘라스토마 시트(310)와, 슬라이딩판(320)과, 이동부재(330)를 포함한다.
엘라스토마 시트(310)는 제1플레이트(100)와 제2플레이트(200) 사이를 통해 투입된 이물을 거르며, 우레탄 재질임이 바람직하다.
이때, 엘라스토마 시트(310)는 고정부(311)와, 유동부(312)와, 폴딩부(313)로 이루어진다.
상기 고정부(311)는 제1플레이트(100)의 연장부(120)에 고정되는 부위이며, 유동부(312)는 제2플레이트(200)의 단차부(222) 저면에 고정되는 부위이다.
이때, 유동부(312)는 제2플레이트(200)를 따라 함께 유동된다.
그리고, 폴딩부(313)는 고정부(311)와 유동부(312) 사이에 형성된 부위이며, 단면의 형태는 타원형태로 접힌 상태를 유지한다.
즉, 폴딩부(313)로 인해, 제2플레이트(200)가 유동될 때 엘라스토마 시트(310)의 유동 거리가 보상된다.
이때, 폴딩부(313)는 제2앵커부(210)와 연장부(120) 사이에 형성된 배치공간(G2)에 배치된다.
그리고, 슬라이딩판(320)은 이동부재(330)가 슬라이딩되도록 제공되며, 금속의 편평한 판으로 이루어짐이 바람직하다.
이때, 슬라이딩판(320)은 상기 고정부(311)의 상면 상에 고정된다.
그리고, 이동부재(330)는 제2플레이트(200)가 유동될 때, 슬라이딩판(320)을 따라 슬라이딩되며, 유동부(312)의 저면에 고정된다.
이때, 이동부재(330) 역시 금속임이 바람직하다.
한편, 이동부재(330) 및 슬라이딩판(320)을 고정시키기 위해서는 결합볼트(400)가 제공된다.
상기 결합볼트(400)는 이동부재(330)를 통과하여 제2플레이트(200)의 단차부(222)에 체결되고, 슬라이딩판(320)을 통과하여 제1플레이트(100)의 연장부(120)에 체결된다.
이때, 결합볼트(400)의 헤드부(410)는 외부로 돌출되지 않도록 설치된다.
이를 위해, 이동부재(330) 및 슬라이딩판(320)에는 각각, 결합볼트(400)의 헤드부(410)가 안착될 수 있도록 안착홈(340)이 형성됨이 바람직하다.
이하, 상기한 구성으로 이루어진 신축이음장치의 시공방법 및 그의 작용에 대하여 첨부된 도 6을 더 참조하여 설명하도록 한다.
먼저, 일측의 슬래브(S)에 제1플레이트(100)를 결합시킨다.(S10)
이때, 제1플레이트(100)의 앵커홀(111)에 앵커(A)를 삽입시킨 후, 콘크리트를 제1플레이트(100)의 하부에 타설한다.
이때, 상기 앵커(A)는 "L"형 앵커임이 바람직하다.
이는, 콘크리트의 타설시 슬래브(S)의 강성을 향상시키기 위하여 철근을 배치시킬때 용이하게 하기 위함이다.
이때, 콘크리트는 연장부(120)의 저면 및 제1앵커부(110)의 외측면을 덮어씌우도록 타설된다.
다음으로, 엘라스토마 시트(310)의 고정부(311)를 제1플레이트(100)의 연장부(120)에 부착시킨다.(S20)
이때, 상기 고정부(311)는 접착제 등에 의해 고정된다.
이후, 슬라이딩판(320)을 고정부(311)의 상면에 배치시킨 후, 결합볼트(400) 를 이용하여 고정시킨다.(S30)
이때, 결합볼트(400)는 제1플레이트(100)의 연장부(120)에 체결된다.
다음으로, 엘라스토마 시트(310)의 유동부(312)를 제2플레이트(200)의 단차부(222) 저면에 부착시킨다.(S40)
이때에도, 상기 유동부(312)는 접착제 등에 의해 고정된다.
이후, 이동부재(330)를 유동부(312)에 배치시킨 후, 결합볼트(400)를 이용하여 고정시킨다.(S50)
이때, 결합볼트(400)는 제2플레이트(200)의 단차부(222)에 체결된다.
다음으로, 제2플레이트(200)를 타측의 슬래브(S)에 결합시킨다.(S60)
이때, 제2플레이트(200)의 슬라이딩부(221)는 제1앵커부(110)의 상면에 배치되고, 이동부재(330)는 슬라이딩판(320)에 배치된다.
이때, 제2플레이트(200)의 앵커홀(211)에 "L"형 앵커(A)를 삽입시킨 후, 제2플레이트(200)의 하부에 콘크리트를 타설한다.
이때, 콘크리트는 제2앵커부(210)의 저면과 외측면을 덮어씌우도록 타설된다.
이로써, 신축이음장치의 시공이 완료된다.
한편, 상기 엘라스토마 시트(310)는 신축이음장치의 길이방향(L:도 2참조)으로 한쪽으로 경사지게 설치됨이 바람직하다.
이는, 엘라스토마 시트(310)의 폴딩부(313)에 걸러진 물 또는 이물질이 원활하게 외부로 빠져나가도록 하기 위함이다.
이와 같이 시공된 신축이음장치는 온도변화 또는 철로를 지나는 기차의 하중 및 진동을 완충시킨다.
즉, 도 3a 및 도 3b를 통해 알 수 있듯이, 제2플레이트(200)가 제1플레이트(100)를 향해 유동되면서 완충 작용을 하는 것이다.
이때, 제2플레이트(200)의 단차부(222) 및 제2앵커부(210)는 각각 이격 공간(G1) 및 배치 공간(G2) 상에서 유동되며, 그 유동된 거리만큼 엘라스토마 시트(310)의 폴딩부(313)는 신축된다.
즉, 엘라스토마 시트(310)의 유동부(312)가 이격 공간(G1)으로 유동되는 거리를 폴딩부(313)가 신축하면서 보상하는 것이다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 철도 교량용 신축이음장치 및 이의 시공방법에 의하면 교량 하부의 시설물로 물 또는 이물질의 투입을 차단하여 시설물의 손상을 방지하며, 제2플레이트(200)의 유동거리에 대하여 신축되면서 대응되는 엘라스토마 시트(310)가 설치됨으로써 씰링부(300)의 기계적 수명이 향상되는 기술적 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도 교량용 신축이음장치를 나타낸 분해사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도 교량용 신축이음장치를 나타낸 사시도
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도 교량용 신축이음장치의 작용을 나타낸 단면도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도 교량용 신축이음장치의 시공방법을 나타낸 순서도.
*도면의 주요 부호에 대한 설명*
100 : 제1플레이트 110 : 제1앵커부 A : "L"형앵커
111,211 : 앵커홀 120 : 연장부 G1 : 이격공간
200 : 제2플레이트 210 : 제2앵커부 G2 : 배치공간
211 : 앵커홀 220 : 중첩부 S : 슬래브
221 : 슬라이딩부 222 : 단차부
300 : 씰링부 310 : 엘라스토마 시트
311 : 고정부 312 : 유동부
313 : 폴딩부 320 : 슬라이딩판
330 : 이동부재 340 : 안착홈
400 : 결합볼트 410 : 헤드부

Claims (5)

  1. 앵커홀이 형성된 제1앵커부와, 이 제1앵커부로부터 하방으로 단차진 상태로 연장된 연장부를 포함하는 제1플레이트;
    상기 제1플레이트에 대하여 유동될 수 있는 이격 공간이 형성된 채로 대향되며, 제1플레이트를 덮어씌운 중첩부와, 앵커홀이 형성된 제2앵커부를 포함하는 제2플레이트;
    상기 제1플레이트의 연장부와 제2플레이트의 중첩부 사이에 설치되어 누수를 방지하는 씰링부를 포함하여 구성되되, 상기 씰링부는,
    연장부에 배치된 고정부와, 중첩부의 저면에 배치된 유동부와, 상기 고정부와 유동부 사이에 일체로 형성되며 이격 공간의 거리를 보상하는 폴딩부를 포함하는 우레탄 재질의 엘라스토마 시트;
    상기 고정부의 상면에 고정된 슬라이딩판;
    상기 유동부의 저면에 고정되며, 슬라이딩판을 따라 이동되는 이동부재:를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 교량용 신축이음장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2플레이트의 중첩부는,
    제1플레이트의 제1앵커부를 따라 슬라이딩되는 슬라이딩부와, 상기 슬라이딩부로부터 하방으로 단차지며 제1플레이트와 이격 공간을 형성하는 단차부를 포함하 는 것을 특징으로 하는 철도 교량용 신축이음장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제2앵커부는 중첩부로부터 하방으로 단차진 상태로 이루어지되, 제2앵커부와 연장부 사이에는 배치 공간이 형성되며,
    상기 배치 공간에는 엘라스토마 시트의 폴딩부가 배치된 것을 특징으로 하는 철도 교량용 신축이음장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 슬라이딩판 및 이동부재를 각각 제1플레이트 및 제2플레이트에 결합시키는 결합볼트가 체결되되, 상기 결합볼트는 슬라이딩판 및 이동부재로부터 돌출되지 않는 것을 특징으로 하는 철도 교량용 신축이음장치.
  5. 앵커홀이 형성된 제1앵커부와, 이 제1앵커부로부터 하방으로 단차진 상태로 연장된 연장부를 포함하는 제1플레이트;상기 제1플레이트에 대하여 유동될 수 있는 이격 공간이 형성된 채로 대향되며, 제1플레이트를 덮어씌운 중첩부와, 앵커홀이 형성된 제2앵커부를 포함하는 제2플레이트;상기 제1플레이트의 연장부와 제2플레이트의 중첩부 사이에 설치되어 누수를 방지하는 씰링부를 포함하여 구성되되, 상기 씰링부는,연장부에 배치된 고정부와, 중첩부의 저면에 배치된 유동부와, 상기 고정부와 유동부 사이에 일체로 형성되며 이격 공간의 거리를 보상하는 폴딩부를 포함 하는 우레탄 재질의 엘라스토마 시트;상기 고정부의 상면에 고정된 슬라이딩판;상기 유동부의 저면에 고정되며, 슬라이딩판을 따라 이동되는 이동부재:를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 교량용 신축이음장치의 시공방법에 있어서,
    제1플레이트를 슬래브에 결합시키는 제1결합단계;
    엘라스토마 시트의 고정부를 제1플레이트의 연장부에 부착시키는 제1부착단계;
    슬라이딩판을 고정부에 고정시키는 제1고정단계;
    엘라스토마 시트의 유동부를 제2플레이트의 중첩부에 부착시키는 제2부착단계;
    이동부재를 유동부에 고정시키는 제2고정단계;
    이동부재는 슬라이딩판에 배치되고, 제2플레이트의 중첩부는 제1앵커부의 상면을 따라 슬라이딩되도록 제2플레이트를 제1플레이트의 맞은편 슬래브에 결합시키는 제2결합단계:를 포함하여 구성된 철도 교량용 신축이음장치의 시공방법.
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