KR100957696B1 - 후타재가 필요없는 교량용 핑거 조인트 결합 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 후타재가 필요없는 교량용 핑거 조인트 결합 구조물에 관한 것이며, 교량의 슬라브(S)와 슬라브(S1) 사이의 대응단에 위치되어 슬라브(S)(S1)의 신축력에 대응하는 핑거 조인트 구조물에 있어서, 상기 슬라브(S)(S1)의 대응단 상면에 올려지는 수평부(110)와 상기 수평부(110)의 일측단으로부터 상기 슬라브의 두께 만큼 하향 연장되며 상기 슬라브의 대응단 수직면에 밀착 고정되는 수직부(120)를 가져서 된 좌우 한 쌍의 베이스 앵글(100)(100a)과; 상기 베이스 앵글(100)(100a)의 수평부(110)에 길이방향을 따라 다수개 형성되는 것이며, 원형홀(210)과 이 원형홀(210)의 일측으로부터 연통된 상태에서 외측으로 상기 원형홀(210)의 외경보다 작은 폭을 가지며 연장 형성되는 가이드홀(220)을 가져서 된 볼트 안내부(200); 상기 베이스 앵글(100)(100a)을 상기 슬라브의 내측에 제공된 주철근에 용접 또는 체결 고정되어 너트(310) 고정되는 앵커(300)와; 서로 대응된 한 쌍으로 이루어지며 양쪽에 파형 구조를 취하는 다수의 핑거(410)(420)가 돌출 형성되고 저면이 상기 베이스 앵글(100)(100a)의 수평부(110)에 체결되는 핑거 조인트(400)(400a)와; 상기 베이스 앵글(100)(100a)의 수평부(110) 저면에 제공된 캡(500)의 안내홀(520)에 머리부(620)가 회전 방지상태로 삽입되고 나사부(640)가 상향으로 돌출되는 체결볼트(600)와; 상기 핑거 조인트(400)(400a)에 형성된 너트홀(440)에 삽입되어 상기 체결볼트(600)의 나사부(640)를 결합 고정시키는 체결너트(700)와; 상기 베이스 앵글(100)과 베이스 앵글(100a)의 대응된 수직 벽면에 양 단이 고정되는 배수판(800);을 포함하여서 됨을 특징으로 한다.

교량, 핑거 조인트, 후타재

Description

후타재가 필요없는 교량용 핑거 조인트 결합 구조물{A finger joint structure for bridge}

본 발명은 교량 슬라브에 적용되는 신축 이음 장치 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬라브 상측에서 핑거 조인트를 베이스 앵글에 고정하는 볼트를 교체할 수 있도록 하여 핑거 조인트 또는 핑거 조인트를 고정하는 볼트를 콘크리트 훼손없이 슬라브 상측에서 간편하게 교체할 수 있도록 함은 물론 설치시 후타재가 필요없이 시공할 수 있도록 한 후타재가 필요없는 교량용 핑거 조인트 결합 구조물에 관한 것이다.

일반적으로 핑거 조인트는, 교량을 이루는 슬라브의 길이방향에 대한 신축 작용 발생시 슬라브의 팽창 및 수축에 대응하기 위하여 설치되는 신축이음을 말하며, 이는 교량 상판의 구조에 의한 또는 계절적 변화에 따라 발생되는 팽창 및 수축에 적절하게 대응하게 된다.

상기의 핑거 조인트는, 교량 슬라브의 대응단에서 서로 대응되게 다수의 핑 거를 가지며 좌우 한 쌍으로 위치되는 핑거 조인트와, 상기 슬라브의 대응단에 일체형으로 제공되어 상기 핑거 조인트의 저면이 밀착 지지되며 수직부와 수평부를 가지며 절곡 형성되는 베이스 앵글과, 이 베이스 앵글에 상기 핑거 조인트가 결합 고정되도록 하는 볼트 및 너트와, 상기 슬라브의 대응단을 이루며 상기 베이스 앵글이 고정상태를 유지하도록 채움재를 통해 결합되는 앵커 매립부로 구성된다.

이상에서와 같이 구성되는 핑거 조인트는, 신축력 발생시 핑거 조인트의 핑거들이 상호 결합되는 형상을 취하며 신축력에 대응하게 된다.

하지만, 상기한 핑거 조인트는 잦은 신축력 작용 또는 교량을 이동하는 차량에 의해 핑거 조인트 및 핑거 조인트와 베이스 앵글을 연결하는 볼트가 집중적으로 훼손되는 문제가 발생되고 이때 훼손된 핑거 조인트와 볼트를 교체하는 경우 앵커 매립부 전체를 드러내야 함에 따라 하자 보수에 많은 노동력과 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

더욱이, 핑거 조인트와 베이스 앵글을 고정하는 다수개의 볼트들 중 어느 하나가 훼손되어도 핑거 조인트 구조물 전체를 들어내고 보수작업을 수행하여야 하는 문제점이 있어왔다.

이에 본원 출원인은 도 1 또는 도 2에 도시된 바와같이 교량의 슬라브(S)와 슬라브(S1) 사이의 대응단부에 각각 제공되는 베이스 앵글(20)에 밀착되며 상기 베이스 앵글(20)로부터 돌출 제공된 볼트의 나사부에 너트 조임을 통해 결합되어 슬라브의 신축력에 대응하며 슬라브의 연결을 유지하는 교량용 핑거 조인트에 있어서, 상기 베이스 앵글(20)에, 상기 볼트의 머리부가 상하 방향으로 삽입되도록 안내하는 볼트 삽입홈 및 이 볼트 삽입홈으로부터 교량 폭방향으로 일정거리 상기 볼트의 머리부가 상향 걸림되어 슬라이드 이동되도록 가이드레일을 형성하여서 된 볼트 안내부를 다수개 형성하고, 상기 볼트 안내부에 분리 가능하게 결합되는 볼트의 나사부를 통해 핑거 조인트(10)가 너트 조임으로 결합되어 이루어지는 핑거 조인트 구조물을 제시한 바 있다.

하지만, 상기한 구조에서의 베이스 앵글(20)은 슬라브(S)(S1)의 대응단에 결합시 후타재(30)의 설치후 상기 후타채(30)에 결합된 상태에서 콘크리트(A)를 통해 마감되는 방식을 취하고 있어 후타재 및 콘크리트의 양생과정에 따른 시간 및 후타재와 콘크리트 및 슬라브 사이에서 발생되는 균열로 인해 잦은 유지보수 작업이 필요하게 되는 문제점이 야기된다.

이에, 본 발명은 본원 출원인에 의해 출원 된 바 있는 볼트 교체가 가능한 교량용 핑거 조인트 결합 구조물을 개량시켜서 된 것으로, 본 발명의 목적은 핑거 조인트를 이루는 핑거 조인트 및 핑거 조인트와 베이스 앵글을 결합하는 볼트를 슬라브 상측에서 간편하게 교체할 수 있도록 하여 작업 시간 및 비용을 크게 절감할 수 있도록 함과 더불어 베이스 앵글이 후타재 콘크리트가 필요없이 슬라브의 주철근에 결합된 상태에서 콘크리트 양생을 통해 설치가 가능하도록 하고 또한 핑거 조인트와 상기 콘크리트가 접하는 단부에 파형 구조의 핑거를 형성시켜 차량 바퀴와의 접촉점을 최소화 시키고자 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 교량의 슬라브와 슬라브 사이의 대응단에 위치되어 슬라브의 신축력에 대응하는 핑거 조인트 구조물에 있어서, 상기 슬라브의 대응단 상면에 올려지는 수평부와 상기 수평부의 일측단으로부터 상기 슬라브의 두께 만큼 하향 연장되며 상기 슬라브의 대응단 수직면에 밀착 고정되는 수직부를 가져서 된 좌우 한 쌍의 베이스 앵글과; 상기 베이스 앵글의 수평부에 길이방향을 따라 다수개 형성되는 것이며, 원형홀과 이 원형홀의 일측으로부터 연통된 상태에서 외측으로 상기 원형홀의 외경보다 작은 폭을 가지며 연장 형성되는 가이드홀을 가져서 된 볼트 안내부; 상기 베이스 앵글을 상기 슬라브의 내측에 제공된 주철근에 용접 또는 체결 고정되어 너트 고정되는 앵커와; 서로 대응된 한 쌍으로 이루어지며 양쪽에 파형 구조를 취하는 다수의 핑거가 돌출 형성되고 저면이 상기 베이스 앵글의 수평부에 체결되는 핑거 조인트와; 상기 베이스 앵글의 수평부 저면에 제공된 캡의 안내홀에 머리부가 회전 방지상태로 삽입되고 나사부가 상향으로 돌출되는 체결볼트와; 상기 핑거 조인트에 형성된 너트홀에 삽입되어 상기 체결볼트의 나사부를 결합 고정시키는 체결너트와; 상기 베이스 앵글과 베이스 앵글의 대응된 수직 벽면에 양단이 고정되는 배수판을 포함하여서 된다.

상기 특징에 따라 본 발명은 "ㄱ" 형상으로 이루어진 베이스 앵글의 수평부를 상기 슬라브의 상면에 올려놓고 동시에 수직부를 상기 슬라브의 대응단 수직면에 밀착 고정되도록 하는 베이스 앵글 설치 과정; 상기 베이스 앵글을 상기 슬라브의 내측에 제공된 주철근에 용접 또는 체결수단을 통해 고정 결합되어 노출된 앵커에 너트 고정을 통해 고정시키는 앵커 고정 과정; 상기 베이스 앵글의 수평부 상면에 형성된 볼트 안내부를 통해 핑거 조인트를 가조립 하는 핑거 조인트 가조립 과정; 상기 슬라브의 상면에 콘크리트를 타설하는 콘크리트 타설 과정; 양생후 가조립된 상기 핑거 조인트를 해체하는 핑커 조인트 해체 과정; 상기 베이스 앵글의 수직부 대응면에 배수판의 양단을 고정 결합시키는 배수판 설치 과정; 해체된 상기 핑거 조인트를 상기 볼트 안내부를 통과하여 돌출된 체결볼트의 나사부에 체결너트를 결합시켜 핑거 조인트를 조립 고정하는 핑거 조인트 조립 과정을 수행하여 시공하여서 된다.

그리고, 상기 베이스 앵글의 폭방향 양쪽에 상기 핑거 조인트가 도로 폭방향 으로 이동되지 않도록 전단키를 더 제공함이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명은 핑거 조인트 및 핑거 조인트와 베이스 앵글을 결합하는 체결볼트를 상측에서 간편하게 교체할 수 있도록 하므로써 훼손된 핑거 조인트 및 체결볼트의 교체에 따른 작업 시간 및 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

다시말해, 핑거 조인트와 베이스 앵글을 결합하는 다수개의 체결볼트 중 어느 하나가 훼손되게 되면 핑거 조인트 만을 들어낸 후 간편하게 교체작업을 수행할 수 있어 보수기간이 크게 절감되는 효과가 있다.

또한, 후타재 공정을 수행할 필요가 없어 조립 설치가 크게 단순화되는 효과가 있다.

또한, 체결볼트와 체결너트의 분리 조립이 용이하도록 하여 수시로 상부 핑거 조인트를 교체할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 후타재가 필요없는 교량용 핑거 조인트 결합 구조물의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하며 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3 내지 도 5의 도시에 의하여 본 발명은, 교량의 슬라브(S)와 슬라브(S1) 사이의 대응단에 위치되어 슬라브(S)(S1)의 신축력에 대응하는 핑거 조인트 구조물에 관한 것이다.

본 발명은, 상기 교량의 슬라브와 슬라브 사이의 대응단에 대응되게 위치 고정되는 좌우 한 쌍의 베이스 앵글(100)(100a)과, 상기 베이스 앵글(100)(100a)에 설치되는 볼트 안내부(200)와, 상기 베이스 앵글(100)(100a)을 슬라브에 고정시키는 앵커(300)와, 상기 베이스 앵글(100)(100a)의 상면에 대응되게 올려지며 양쪽 단부에 핑거(410)(420)는 좌우 한 쌍의 핑거 조인트(400)(400a)와, 상기 핑거 조인트(400)(400a)를 결합 고정시키는 체결 볼트(600) 및 체결 너트(700)와, 상기 핑거 조인트(400)(400a) 사이에 설치되는 배수판(800)을 포함하여 구성된다.

상기 베이스 앵글(100)(100a)은, 금속 또는 합성수지재로 성형된 판재가 수직부와 수평부를 가지며 절곡 형성된 것이다. 그리고 상기 슬라브(S)(S1)의 대응단 상면에 올려지는 수평부(110)와 상기 수평부(110)의 일측단으로부터 상기 슬라브의 두께 만큼 하향 연장되며 상기 슬라브의 대응단 수직면에 밀착 고정되는 수직부(120)를 가져서 된다.

상기 수직부(120)는, 상기 슬라브의 두께 만큼 연장되도록 형성하여 안정된 고정력 확보가 이루어지도록 한다.

상기 볼트 안내부(200)는, 상기 베이스 앵글(100)(100a)의 수평부(110)에 길이방향을 따라 다수개 형성되는 것이며, 원형홀(210)과 이 원형홀(210)의 일측으로부터 연통된 상태에서 외측으로 상기 원형홀(210)의 외경보다 작은 폭을 가지며 연장 되게 가이드홀(220)이 형성된다.

상기 앵커(300)는, 일단이 상기 슬라브의 내측에 제공된 주철근에 용접 또는 공지의 체결수단을 통해 고정되고 타단이 상기 슬라브의 수직벽면을 통해 상기 베이스 앵글(100)(100a)의 수직부 또는 수평부로 노출되어 너트(310)를 통해 체결 고정된다.

상기 너트(310)는, 조립시 상기 베이스 앵글(100)(100a)의 결합 위치를 교정할 수 있고, 또한 상기 앵커(300)는, 상기 슬라브에서 노출된 주철근에 용접 고정됨이 바람직하다.

상기 핑거 조인트(400)(400a)는, 서로 대응된 한 쌍으로 이루어지며 양쪽에 파형 구조를 취하는 다수의 핑거(410)(420)가 돌출 형성되고 저면이 상기 베이스 앵글(100)(100a)의 수평부(110)에 체결된다.

서로 대응 설치된 상기 핑거 조인트(400)(400a)의 양쪽 단부에 형성된 핑거(420)는 파형 구조로 상기 슬라브의 상면에 올려지는 아스팔트의 양생시 상기 핑거(420) 사이사이의 홈을 통해 고정된다.

또한, 상기 핑거(420)는, 호형 구조가 파형으로 연속 반복 형성된 것으로 이는, 차량 휠의 부딪힘시 마찰력을 최소화 시켜 상기 핑거 조인트(400)(400a)에의 충격이 최소화 될 수 있도록 하게 된다.

상기 체결볼트(600)는, 상기 베이스 앵글(100)(100a)의 수평부(110) 저면에 제공된 캡(500)의 안내홀(520)에 머리부(620)가 회전 방지상태로 삽입되고 나사부(640)가 상향으로 돌출된다.

상기 캡(500)은, 내측에 상하 연통되는 직사각 형상의 안내홀(520)이 형성되 며, 그 상측 테두리단이 상기 베이스 앵글(100)(100a)의 수평부(110) 저면에 일체형으로 결합된다.

상기 체결너트(700)는, 상기 핑거 조인트(400)(400a)에 형성된 너트홀(440)에 삽입되어 상기 체결볼트(600)의 나사부(640)를 결합 고정시켜 상기 핑거 조인트(400)(400a)를 고정하게 된다.

상기 체결볼트(600)의 머리부(620)는 다각 구조로 상기 캡(500)의 안내홀(520)에 수직방향으로 삽입되는 경우 회전이 방지되게 되며, 상기 체결볼트(600)는 머리부(620)를 통해 상기 볼트 안내부(200)의 원형홀(210)로 삽입되고 상기 나사부(640)가 상기 가이드홀(220)을 따라 이동시 상기 머리부(620)의 이탈이 방지되어 상기 나사부(640)에 체결너트(700)의 결합시 핑거 조인트(400)(400a)를 고정시킬 수 있게 된다.

상기 배수판(800)은, 배수를 위한 것으로 공지와 동일한 기술로 "U" 형상으로 이루어지며, 양단이 체결구를 통해 상기 베이스 앵글(100)과 베이스 앵글(100a)의 대응된 수직 벽면에 고정 결합된다.

여기서, 상기 베이스 앵글(100)(100a)의 폭방향 양쪽에 상기 핑거 조인트(400)(400a)가 도로 폭방향으로 이동되지 않도록 전단키를 더 제공함이 바람직 할 것이다.

이상에서와 같이 구성되는 본 발명에 따른 후타재가 필요없는 교량용 핑거 조인트 결합 구조물의 설치 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와같이 슬라브와 슬라브 사이의 대응단부 에 "ㄱ" 형상으로 이루어진 베이스 앵글(100)(100a)의 수평부(110)를 상기 슬라브의 상면에 올려놓고 동시에 수직부(120)를 상기 슬라브의 대응단 수직면에 밀착 고정되도록 하는 베이스 앵글 설치 과정을 수행하고, 연속해서 상기 베이스 앵글(100)(100a)을 상기 슬라브의 내측에 제공된 주철근에 용접 또는 체결수단을 통해 고정 결합되어 노출된 앵커(300)에 너트(310) 고정을 통해 고정시키는 앵커 고정 과정을 수행한다. 그런다음, 상기 베이스 앵글(100)(100a)의 수평부(110) 상면에 형성된 볼트 안내부(200)를 통해 핑거 조인트(400)(400a)를 가조립 하는 핑거 조인트 가조립 과정을 수행하고, 또한 상기 슬라브의 상면에 콘크리트를 타설하는 콘크리트 타설 과정을 수행한다.

이후, 양생 과정이 종료되면 가조립된 상기 핑거 조인트(400)(400a)를 해체하는 핑커 조인트 해체 과정을 수행하고, 또한 상기 베이스 앵글(100)(100a)의 수직부(120) 대응면에 배수판(800)의 양단을 고정 결합시키는 배수판 설치 과정을 수행하며, 연속해서 해체된 상기 핑거 조인트(400)(400a)를 상기 볼트 안내부(200)를 통과하여 돌출된 체결볼트(600)의 나사부(640)에 체결너트(700)를 결합시켜 핑거 조인트(400)(400a)를 조립 고정하는 핑거 조인트 조립 과정을 수행하여 시공하면 된다.

이상은 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하고 도시하였지만 본 발명에서의 교량 이음부는 핑거 조인트로 만 한정하는 것은 아니며 본 발명은 교량 이음부의 공지 조인트에 모두 적용될 수 있음은 물론이다.

또한, 적용에 있어서 노면이 콘크리트 포장(도 6 참조)인 경우에는 실시예에 서와 같이 콘크리트 포장시 가조립한 상태에서 포장한 후 재조립 과정을 수행하면 되고, 콘크리트 포장(도 7 참조)인 경우 콘크리트 포장후 슬라브와 슬라브 사이의 대응단부를 컷팅 시킨 후 베이스 앵글과 핑거 조인트를 설치하면 된다.

도 1은 종래 교량용 핑거 조인트 결합 구조물의 단면 분리도,

도 2는 도 1의 결합상태 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 후타재가 필요없는 교량용 핑거 조인트 결합 구조물의 분리 사시도,

도 4는 도 2의 결합상태 요부 절개 사시도,

도 5는 도 4의 평면 사용 상태 요부도,

도 6은 도 3 내지 도 5의 결합상태 단면으로 아스팔트 적용상태의 단면도,

도 7은 도 3 내지 도 5의 결합상태 단면으로 콘크리트 적용상태의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100,100a: 베이스 앵글

110: 수평부 120: 수직부

200: 볼트 안내부

210: 원형홀 220: 가이드홀

300: 앵커 310: 너트

400,400a: 핑거 조인트

410,420: 핑거 440: 너트홀

500: 캡

520: 안내홀

600: 체결볼트

620: 머리부 640: 나사부

700: 체결너트

800: 배수판

Claims (3)

1. 교량의 슬라브(S)와 슬라브(S1) 사이의 대응단에 위치되어 슬라브(S)(S1)의 신축력에 대응하는 핑거 조인트 구조물에 있어서,

   상기 슬라브(S)(S1)의 대응단 상면에 올려지는 수평부(110)와 상기 수평부(110)의 일측단으로부터 상기 슬라브의 두께 만큼 하향 연장되며 상기 슬라브의 대응단 수직면에 밀착 고정되는 수직부(120)를 가져서 된 좌우 한 쌍의 베이스 앵글(100)(100a)과;

   상기 베이스 앵글(100)(100a)의 수평부(110)에 길이방향을 따라 다수개 형성되는 것이며, 원형홀(210)과 이 원형홀(210)의 일측으로부터 연통된 상태에서 외측으로 상기 원형홀(210)의 외경보다 작은 폭을 가지며 연장 형성되는 가이드홀(220)을 가져서 된 볼트 안내부(200);

   상기 베이스 앵글(100)(100a)을 상기 슬라브의 내측에 제공된 주철근에 용접 또는 체결 고정되어 너트(310) 고정되는 앵커(300)와;

   서로 대응된 한 쌍으로 이루어지며 양쪽에 파형 구조를 취하는 다수의 핑거(410)(420)가 돌출 형성되고 저면이 상기 베이스 앵글(100)(100a)의 수평부(110)에 체결되는 핑거 조인트(400)(400a)와;

   상기 베이스 앵글(100)(100a)의 수평부(110) 저면에 제공된 캡(500)의 안내홀(520)에 머리부(620)가 회전 방지상태로 삽입되고 나사부(640)가 상향으로 돌출되는 체결볼트(600)와;

   상기 핑거 조인트(400)(400a)에 형성된 너트홀(440)에 삽입되어 상기 체결볼트(600)의 나사부(640)를 결합 고정시키는 체결너트(700)와;

   상기 베이스 앵글(100)과 베이스 앵글(100a)의 대응된 수직 벽면에 양단이 고정되는 배수판(800);을 포함하여서 됨을 특징으로 하는 후타재가 필요없는 교량용 핑거 조인트 결합 구조물.
2. 교량의 슬라브와 슬라브 사이의 대응단에 위치되어 슬라브의 신축력에 대응하는 핑거 조인트 구조물의 시공 방법에 있어서,

   "ㄱ" 형상으로 이루어진 베이스 앵글의 수평부를 상기 슬라브의 상면에 올려놓고 동시에 수직부를 상기 슬라브의 대응단 수직면에 밀착 고정되도록 하는 베이스 앵글 설치 과정;

   상기 베이스 앵글을 상기 슬라브의 내측에 제공된 주철근에 용접 또는 체결수단을 통해 고정 결합되어 노출된 앵커에 너트 고정을 통해 고정시키는 앵커 고정 과정;

   상기 베이스 앵글의 수평부 상면에 형성된 볼트 안내부를 통해 핑거 조인트를 가조립 하는 핑거 조인트 가조립 과정;

   상기 슬라브의 상면에 콘크리트를 타설하는 콘크리트 타설 과정;

   양생후 가조립된 상기 핑거 조인트를 해체하는 핑커 조인트 해체 과정;

   상기 베이스 앵글의 수직부 대응면에 배수판의 양단을 고정 결합시키는 배수 판 설치 과정;

   해체된 상기 핑거 조인트를 상기 볼트 안내부를 통과하여 돌출된 체결볼트의 나사부에 체결너트를 결합시켜 핑거 조인트를 조립 고정하는 핑거 조인트 조립 과정을 수행하여 시공함을 특징으로 하는 후타재가 필요없는 교량용 핑거 조인트 시공 방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 베이스 앵글의 폭방향 양쪽에 상기 핑거 조인트가 도로 폭방향으로 이동되지 않도록 전단키를 더 제공함을 특징으로 하는 후타재가 필요없는 교량용 핑거 조인트 시공 방법.

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