KR100986696B1 - 교량의 교축방향으로 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치 - Google Patents

Abstract

2단걸림턱부를 가지며 철도교에 적합하게 사용될 수 있는 교좌장치가 개시된다. 상기 교좌장치는 상판과 하판 중 어느 하나에 설치되어 다른 하나를 향해 돌출되고, 파단강도가 상대적으로 큰 주턱부와 상기 주턱부보다 파단강도가 상대적으로 작은 보조턱부를 가지는 2단걸림턱부, 다른 하나에 설치되고 상기 보조턱부가 삽입됨으로써 상기 상부구조물의 상시의 변위에 대해서는 상기 어느 하나의 교축방향으로의 움직임을 제1범위 이하로 제한하고 지진 시에는 일 측벽이 상기 보조턱부와 충돌하여 상기 보조턱부가 파손될 수 있도록 하는 보조걸림홈 및 상기 다른 하나에 설치되고 상기 주턱부가 삽입됨으로써 상기 상부구조물의 상시의 변위에 대해서 상기 어느 하나가 상기 교축방향으로 상기 제1범위 이하에서 움직이는 것을 허용함과 아울러 지진 시 상기 보조턱부가 파손된 후에는 상기 어느 하나가 상기 제1범위보다 큰 제2범위 내에서만 움직이도록 제한하는 주걸림홈을 포함하는 구성을 가진다.

Description

교량의 교축방향으로 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치{Bridge bearing having a function to control longitudinal displacements of bridge by two steps}

본 발명은 교좌장치에 관한 것으로, 특히 철도교에 적합하게 사용될 수 있는 교좌장치에 관한 것이다.

종래의 철도교에는 구조물을 지지하는 데 주로 스페리컬 베어링이 사용되었다. 스페리컬 베어링은 지지력이 큰 반면에 금속으로 되어 있어서 중량이 많이 나가고 비쌀 뿐만 아니라 녹이 잘 쓸고 유지보수가 어렵다는 단점을 가지고 있다.

이에 따라 스페리컬 베어링에 비해 상대적으로 가볍고 녹이 쓸지 않으며 유지보수가 쉬우면서도 철도교에 적합하게 사용될 수 있는 다른 형태의 교좌장치가 필요하다.

기존의 알려진 교좌장치 중 탄성받침으로 알려진 것이 가볍고 녹이 쓸지 않으며 가격도 비교적 저렴하지만 철도교의 교좌장치로서 가져야 할 특성들을 두루 갖추고 있지 못하다. 이러한 연유로 기존의 탄성받침은 여러 가지 장점을 가지면서도 철도교의 지지장치로 많이 사용되고 있지 못하고 있는 실정이다. 도 1 내지 4를 참조하여 기존의 탄성받침에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 고정단에 사용되는 종래 탄성받침의 정면도이고, 도 2는 도 1 탄성받침의 평면도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이 기존의 탄성받침(10)은 교각 등에 고정되는 하판(11)과 상부구조물 저면에 설치되는 상판(13) 및 하판(11)과 상판(13) 사이에 설치되는 탄성체(15)를 기본적으로 구비한다.

도 1과 2를 참조하면, 하판(11)에는 4모서리 부근에 L자 형태의 제1돌기(11a)들이 상방으로 돌출되게 각각 설치되어 있고 상판(13)에는 4모서리 부근에 직선 형태의 제2돌기(13a)들이 하방으로 돌출되게 설치되어 있다. 제2돌기(13a)들은 제1돌기(11a)들 내측으로 인접 배치되어 상판(13)이 하판(11)에 대해 이동하는 것을 교축방향 및 교축직각방향 모두에 대해 제한하고 있다.

도 3은 일방향 가동단에 사용되는 종래의 탄성받침을 나타낸 정면도이고, 도 4는 도 3 탄성받침의 평면도이다.

도 3과 4에 나타낸 교좌장치(20)는 하판(21)과 상판(23)의 좌우 양 측변에만 직선 형태의 제1돌기(21a)와 제2돌기(23a)가 각각 설치되어 있다는 점에서 도 1과 2에 나타낸 탄성받침(10)과 차이가 있다. 그리고 탄성체(25)의 배치방향도 앞 실시 예와 차이가 있다.

이 실시 예의 탄성받침(20)에서, 상판(23)이 하판(21)에 대해 교축방향으로 이동되는 것은 제1 및 제2돌기(21a, 23a)에 의해 제한되지만 교축직각방향으로 이동되는 것은 제1 및 제2돌기(21a, 23a)의 제한을 받지 않는다.

철도교에 사용하기 위한 교좌장치는 기본적으로 부반력에 저항할 수 있는 구조가 마련되어 있어야 하고, 상부구조물에 발생되는 교축방향으로의 열 변위, 케이블 압축에 의한 탄성수축, 건조수축, 크리프(creep) 등의 일반 상시 변위를 일반 교량에 비해 상대적으로 작게 허용하여야 한다. 뿐만 아니라 철도교에서는 열차의 시동 또는 제동 시 일반 교량에서보다 교축방향으로 하중이 크게 걸리기 때문에 철도교에 사용하기 위한 교좌장치는 시, 제동하중을 상시하중으로 받아 줄 수 있어야 하고 교축직각방향으로는 원칙적으로 고정적으로 지지할 수 있어야 한다. 이러한 사항들에 대해서는 철도교설계기준에 규정되어 있다.

고정단의 경우 교축방향으로의 변위의 최대 허용범위는 일반철도에서는 4㎜정도이고, 고속철도에서는 1㎜정도이다.

도 1 내지 4에 나타낸 바와 같은 종래의 탄성받침은 일반 교량을 기준으로 설계되어 있어 철도교에 사용될 교좌장치에 요구되는 특성들을 만족시키지 못할 뿐만 아니라 제1돌기(11a, 21a)들과 제2돌기(13a, 23a)들이 교축방향 또는 교축직각방향으로 4겹으로 배치되기 때문에 상판(13, 23)과 하판(11, 21)이 필요 이상으로 커진다는 문제점이 있다.

공개번호 10-2002-0005817(발명의 명칭: 탄성받침용 가이드구조), 2002년01월18일 공개. 실용등록번호 20-0170129(고안의 명칭: 판스프링형 이동제한장치가 부착된 탄성받침), 2000년02월15일 공고.

KSF 4420 표준규격의 탄성받침. 한국도로공사의 탄성받침(AASHTO기준).

도 1 내지 4를 통해 설명한 종래의 탄성받침은 지진 시에 제1돌기와 제2돌기가 충돌하는 경우, 안쪽에 배치된 돌기가 내측으로 휘어지거나 파손되면서 내측의 탄성체를 손상시킬 우려가 있다. 탄성체가 손상되면 탄성받침은 그 성능이 급격이 떨어져서 교좌장치로서의 역할을 하지 못하게 된다. 철도교에는 이러한 교좌장치를 사용하기 어렵다.

또한, 종래의 탄성받침은 지진 시 제1돌기 또는 제2돌기가 파손되는 경우 철도교의 상부구조물이 교각에서 이탈되거나 전복될 우려도 있다.

뿐만 아니라 상부구조물은 폭보다는 길이가 길기 때문에 자중 또는 열차의 동하중에 의한 처짐이 발생될 수 있고, 이 경우 교좌장치는 처짐에 따른 회전을 받아 주어야 하기 때문에 제1돌기와 제2돌기 사이는 어느 정도 간격을 띄워주어야 한다. 이에 따라 종래의 교좌장치는 교축방향으로의 이동을 최대한으로 억제하여야 하는 고정단으로서는 부적합할 뿐만 아니라 상부구조물에 교축방향으로 큰 힘이 작용하는 경우 제1돌기와 제2돌기는 가속된 상태에서 부딪히기 때문에 교좌장치와 철도교량에 무리가 따를 수 있다.

본 발명의 목적은 앞에서 설명한 바와 같은 여러 가지 문제점들을 해결하여 탄성받침이 철도교에 적합하게 사용될 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 교각에 대한 상부구조물의 평상시의 변위와 지진발생 시의 변위를 구분하여 2중으로 변위 통제가 가능한 교좌장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 교각에 대한 상부구조물의 변위를 통제하면서도 종래의 것에 비해 크기를 줄일 수 있는 교좌장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 교각에 대한 상부구조물의 변위를 통제하면서도 부반력 저항기능을 가지는 교좌장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 철도교에 적합하게 사용될 수 있는 탄성받침을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 교각에 대한 상부구조물의 변위를 통제하면서도 상부구조물의 처짐 등에 의한 회전을 받아줄 수 있는 교좌장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치는 교량의 교각상에 설치하기 위한 하판과 상기 교각의 지지를 받는 상부구조물의 저면에 설치하기 위한 상판 및 상기 하판과 상기 상판 사이에 설치되어 상기 상부구조물의 하중을 상기 교각에 탄성적으로 지지하기 위한 탄성체를 구비하는 교좌장치에 있어서, 상기 상판과 상기 하판 중 어느 하나에 설치되어 다른 하나를 향해 돌출되고, 파단강도가 상대적으로 큰 제1턱부와 상기 제1턱부보다 파단강도가 상대적으로 작은 제2턱부를 가지는 2단걸림턱부, 상기 다른 하나에 설치되고 상기 제2턱부를 양 측벽 사이에 받아들여 상기 교량의 교축방향으로의 상기 제2턱부의 변위 가능한 한계를 정하고 상기 양 측벽은 각각 상기 제2턱부가 상기 제2턱부의 파단강도 이상의 힘으로 부딪혀 올 때 상기 제2턱부가 파손될 수 있도록 하는 상시변위 제한홈 및 상기 다른 하나에 설치되고 상기 제1턱부를 양 측벽 사이에 받아들인 상태에서 상기 제2턱부가 상기 제2턱부의 변위 가능한 한계 내에서 움직이는 것을 방해하지 않고 상기 제2턱부가 파손된 후에는 상기 제2턱부의 변위한계보다 큰 상기 제1턱부의 변위 가능한 한계를 정하는 비상시변위 제한홈을 포함하는 구성을 가진다.

상기 제1턱부는 상기 상판과 상기 하판 중 어느 하나에 고정되어 상하방향으로 배치되고 상기 제2턱부는 상기 제1턱부의 단부에서 안쪽으로 돌출되게 설치되어 있어 상기 2단걸림턱부는 L자 모양을 하고 있는 것이 바람직하다.

상기 다른 하나에는 상기 제2턱부가 걸려서 부반력에 의해 상기 상판이 상기 하판에서 상방으로 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지턱이 설치되어 있는 것이 좋다.

상기 제2턱부는 볼트에 의해 상기 제1턱부에 결합되어 있어 파손 시 상기 볼트에서 파손되도록 된 것이 바람직하다.

상기 이탈방지턱은 상기 하판의 상면에서 상방으로 돌출되게 또는 상기 상판의 하면에서 하방으로 돌출되게 형성되어 있는 것이 좋다.

상기 이탈방지턱과 상기 제1턱부의 접촉면에는 미끄럼부재가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 비상시변위 제한홈은 상기 상시변위 제한홈보다 상기 교축방향으로 길이가 긴 것이 좋다.

상기 제2턱부의 양 단부는 라운드지게 형성되어 있는 것이 좋다.

상기 제1턱부는 상기 상판과 상기 하판 중 어느 하나에 고정되어 상하방향으로 배치되고 단부에 내측으로 꺾여진 꺾임부를 구비하고, 상기 제2턱부는 상기 꺾임부에 결합되어 안쪽으로 돌출되게 설치되어 있고,

다른 하나에는 상기 제2턱부가 파손된 후에도 상기 꺾임부가 걸려서 부반력에 의해 상기 상판이 상기 하판에서 상방으로 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 상기 상시변위 제한홈보다 바깥으로 돌출된 이탈방지턱이 설치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치는 구조가 복잡하지 않으면서도 교각과 상부구조물 간의 교축방향으로 상시 변위와 지진 시의 변위를 2단 또는 2중으로 통제할 수 있고, 교축직각방향으로는 변위를 최소화할 수 있다.

본 발명에 따른 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치는 제2턱부의 양 측면을 곡면 가공함으로써 고정단에 사용 시 처짐 등에 의한 회전을 수용하면서도 상시변위 제한홈의 측벽과의 간격을 최소화하여 초기에 이동을 제한함으로써 제2턱부와 상시변위 제한홈 간의 충격력을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치는 위와 같은 기능을 가지면서도 부반력에 저항하는 기능을 가진다.

본 발명에 따른 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치에서는 변위를 제한하는 한 구성요소는 상판 또는 하판에 홈형태로 설치되기 때문에 변위를 제한하는 한 구성요소가 4겹으로 겹치지 않으므로 상판과 하판의 크기를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치는 2단걸림턱이 파손 시에도 바깥쪽으로만 파손될 수 있기 때문에 탄성체를 손상시키지 않는다.

아울러, 본 발명에 따른 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치는 볼트의 개수 등으로 제2턱부의 파단강도를 쉽게 조정할 수 있다.

도 1은 고정단에 사용되는 종래 탄성받침의 정면도,
도 2는 도 1 탄성받침의 평면도,
도 3은 일방향 가동단에 사용되는 종래의 탄성받침을 나타낸 정면도,
도 4는 도 3 탄성받침의 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치의 사시도,
도 6은 도 5 교좌장치의 분리사시도,
도 7은 도 5 교좌장치의 부분파단사시도,
도 8은 일방향 가동단에 사용되는 교좌장치에서의 제1턱부, 제2턱부, 비상시변위 제한홈 및 상시변위 제한홈의 관계를 설명하기 위한 저면도,
도 9는 고정단에 사용되는 교좌장치에서의 제1턱부, 제2턱부, 비상시변위 제한홈 및 상시변위 제한홈의 관계를 설명하기 위한 저면도,
도 10은 고정단에 사용되는 교좌장치의 제2턱부의 변형 예를 설명하기 위한 부분 측단면도,
도 11은 본 발명에 따른 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 저면도,
도 12는 도 11에서의 제1턱부와 제2턱부 및 이탈방지턱의 관계를 설명하기 위한 측단면도이다.

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

도 5는 본 발명에 따른 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치의 사시도이고, 도 6은 도 5 교좌장치의 분리사시도이고, 도 7은 도 5 교좌장치의 부분파단사시도이다.

도 5 내지 7에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치(100)는 상판(110)과 하판(120)을 구비한다. 상판(110)과 하판(120)은 통상 볼트(B)와 기초너트(N) 등을 통해 상부구조물 저면과 교각상에 각각 고정된다. 상판(110)과 하판(120) 사이에 고무(132)와 금속판(134)이 교대로 적층된 탄성체(130)가 개재된다. 탄성체(130)는 직사각형의 형상을 하고 있으며 그 상면과 하면에 고무(132)와 일체로 부착된 판부재(136a, 136b)를 통해 볼트(B)로 상판(110)과 하판(120)에 각각 고정된다. 이 교좌장치(100)는 철도교에 설치 시 바람직하게는, 탄성체(130)의 길이방향이 교축방향을 향하도록 설치된다.

도 5 내지 7에 나타낸 바와 같이 상판(110)의 양측 가장자리에는 2단걸림턱부(140)가 하방으로 돌출되게 설치되어 있다. 이 2단걸림턱부(140)는 L자형 단면을 가지며, 파단강도가 상대적으로 큰 제1턱부(142)와 제1턱부(142)보다 파단강도가 상대적으로 작은 제2턱부(144)를 구비하고 있다.

제1턱부(142)는 상판(110)에 고정된 상태에서 하방의 하판(120)을 향해 연장되어 있고, 제2턱부(144)는 제1턱부(142)의 하단에 바람직하게 볼트(146)에 의해 내측을 향해 돌출되게 대략 수평으로 설치되어 있다.

물론, 제2턱부(144)가 반드시 볼트(146)에 의해서만 제1턱부(142)에 고정되어야 하는 것은 아니고, 용접이나 기타의 접합방식이 이용될 수 있고, 경우에 따라 제1턱부(142)와 일체로 형성될 수 있다. 그 이유는 제2턱부(144)가 지진 등에 의해 교축방향으로 일정 크기 이상의 힘을 받을 때 파단될 수 있으면 되기 때문이다. 파단부위의 강도는 노치형성, 용접강도의 조정, 강도가 다른 재질의 사용, 두께조정, 높이조정 등으로 조정할 수 있다.

제2턱부(144)는 뒤에서 설명되는 상시변위 제한홈(124)에 결합되어서 상판(110)과 거기에 고정된 상부구조물이 교축방향으로 정해진 범위 내에서만 상시변위 할 수 있도록 하고 지진 시에는 볼트(146)가 파단됨으로써 그 역할을 할 수 없게 된다.

제1턱부(142)는 뒤에서 설명되는 비상시변위 제한홈(122)에 결합되어서 지진 시에도 상판(110)과 거기에 결합된 상부구조물이 교축방향으로 일정 거리 이상 변위되는 것을 방지하는 역할을 한다.

도 6과 7을 참조하면, 제1턱부(142)의 내측면에는 뒤에서 설명되는 이탈방지턱(150)과의 접촉면에 미끄럼부재(142a)가 설치되어 있다. 미끄럼부재(142a)로는 바람직하게 스테인리스 스틸판과 PTFE, 디유테이프(DU-tape) 등이 이용된다.

하판(120)의 양 측면에는 안쪽에 교축방향으로 길이가 상대적으로 작은 상시변위 제한홈(124)이 형성되어 있고, 상시변위 제한홈(124)의 바깥쪽으로 교축방향으로 길이가 상대적으로 큰 비상시변위 제한홈(122)이 형성되어 있다.

물론, 비상시변위 제한홈(122)이 상시변위 제한홈(124)보다 반드시 길게 형성되어 있어야 하는 것은 아니다. 그 이유는 경우에 따라 제2턱부(144)의 길이가 제1턱부(142)의 길이보다 길게 형성될 수 있기 때문이다. 상시변위 제한홈(124)의 길이가 길더라도 제2턱부(144)의 길이가 상시변위 제한홈(124)의 길이와 유사하다면 제2턱부(144)는 거의 움직일 수 없게 된다. 제1턱부(142)와 제2턱부(144)가 움직일 수 있는 거리는 제1턱부(142)와 비상시변위 제한홈(122) 간의 길이 차이 및 제2턱부(144)와 상시변위 제한홈(124) 간의 길이 차이에 의해 결정된다. 즉, 경우에 따라 비상시변위 제한홈(122)은 상시변위 제한홈(124)과 같은 길이로 형성되거나 상시변위 제한홈(124)보다 짧은 길이로 형성될 수 있다. 이러한 상시변위 제한홈(124)과 비상시변위 제한홈(122)은 하판(120)에 직접 형성되어 있고, 대략 모자 모양의 홈으로 형성되어 있다.

상시변위 제한홈(124)은 제2턱부(144)가 삽입되는 부분으로 상부구조물의 상시의 변위에 대해서는 상판(110) 및 상부구조물의 교축방향으로의 움직임을 제1범위, 즉, 설계자가 의도하는 상시의 변위 한계 내에서의 움직임으로 제한하는 역할을 한다. 그러나 지진 시에는 상시변위 제한홈(124)은 제2턱부(144)가 이동하는 방향에 따라 일 측벽이 제2턱부(144)와 충돌하여 제2턱부(144)가 파손될 수 있도록 한다. 바람직하게는, 제2턱부(144)를 제1턱부(142)에 고정하고 있는 볼트(146)에서 파손되도록 한다.

비상시변위 제한홈(122)은 제1턱부(142)가 삽입되는 부분으로 상부구조물의 상시의 변위에 대해서는 제1턱부(142)가 교축방향으로 제1범위 이하에서 움직이는 것을 당연히 허용하고, 아울러 지진 시 제2턱부(144)가 파손된 후에는 제1범위보다 큰 제2범위, 즉, 상부구조물이 전복되지 않도록 하기 위해 설계자가 정하는 상부구조물의 이동한계 내에서만 움직이도록 제한하는 역할을 한다. 이에 따라 본 발명에 따른 교좌장치(100)가 설치된 철도교에서는 지진 시에도 제1턱부(142)와 비상시변위 제한홈(122)에 의해 상부구조물이 일정 거리 이상 이동되는 것을 방지한다.

도 5 내지 7에 나타낸 바와 같이, 하판(120) 상에는 상판(110)과 거기에 고정된 상부구조물이 상방으로 이탈되는 것을 방지하기 위한 이탈방지턱(150)이 설치되어 있다. 이 이탈방지턱(150)은 앞에서 설명한 제2턱부(144)가 걸려서 부반력에 의해 상판(110) 등이 하판(120)에서 상방으로 이탈되는 것을 방지하기 위한 것으로, 하판(120)의 상면에서 상방으로 돌출되게 형성되어 있으며 상시변위 제한홈(124)의 상부를 덮고 있다. 이러한 이탈방지턱(150)의 측면에는 제1턱부(142)의 내측면과 접촉되는 부위에 미끄럼부재(152)가 부착된다.

양측 제1턱부(142)의 내측면이 양측 이탈방지턱(150)과 각각 접촉됨으로써, 상판(110)과 거기에 고정된 상부구조물은 교축직각방향으로 변위되는 것은 제한된다.

이상의 실시 예에서는 2단걸림턱부(140)가 상판(110)에 설치되고 비상시변위 제한홈(122)과 상시변위 제한홈(124)은 하판(120)에 설치된 것을 예로 들어 설명하였지만, 이들은 서로 그 위치를 바꾸어서 설치될 수 있다.

도 8은 일방향 가동단에 사용되는 교좌장치에서의 제1턱부, 제2턱부, 비상시변위 제한홈 및 상시변위 제한홈의 관계를 설명하기 위한 저면도이다.

도 8에는 하판(120)이 도시되어 있다. 이 하판(120)에는 상시변위 제한홈(124)과 비상시변위 제한홈(122)이 형성되어 있다. 상시변위 제한홈(124)에는 제2턱부(144)가 결합되어 있고, 비상시변위 제한홈(122)에는 제1턱부(142)가 삽입되어 있다.

도 8에서 제2턱부(144)의 측면(144a)과 상시변위 제한홈(124)의 측벽(124a) 간의 간격은 상판(110)과 하판(120) 간의 즉, 교각과 상부구조물 간의 교축방향의 상시 변위를 허용하기 위한 것이다. 양측 간격을 모두 고려하면 전체 변위는 일측 간격의 2배 또는 양측 간격의 합이 된다. 본 발명에서는 제2턱부(144)가 상시변위 제한홈(124) 내에서 교축방향으로 변위할 수 있는 범위를 제1범위라 칭한다.

제2턱부(144)의 측면(144a)과 상시변위 제한홈(124)의 측벽(124a)은 상시 변위 이상으로 변위가 발생되는 것을 방지한다. 예를 들어, 열차의 시, 제동 하중이 레일에 작용 시 그 레일이 설치된 일반교량의 상부구조물이 교축방향으로 4㎜(고속철도인 경우 1㎜) 이내 등으로 제한한다. 지진 발생으로 교축방향으로 큰 힘이 작용하는 경우 제2턱부(144)의 측면(144a)과 상시변위 제한홈(124)의 측벽(124a)이 충돌하여 볼트(146)가 파단되면서 지진력을 흡수하는 역할을 한다.

또한, 제2턱부(144)는 이탈방지턱(150)과 작용하여 상판(110)과 하판(120)이 상하방향으로 서로 이탈되는 것을 방지한다. 제2턱부(144)의 내측면과 상시변위 제한홈(124)의 마주보는 면간의 간격은 약 0.5㎜ 정도 이격되게 설치하는 좋고, 최대로는 1.0㎜로 하는 것이 좋다.

제1턱부(142)의 측면(142a)과 비상시변위 제한홈(122)의 측벽(122a) 간의 간격은 제2턱부(144)의 측면(144a)과 상시변위 제한홈(124)의 측벽(124a) 간의 간격보다 크다. 이는 지진 발생으로 교축방향으로 큰 힘이 작용하는 경우 제2턱부(144)의 측면(144a)과 상시변위 제한홈(124)의 측벽(124a)이 충돌하여 볼트(146)가 파단된 후의 변위를 일정 범위 이내로 통제하기 위한 것이다. 이 간격은 교좌장치(100)가 일방향으로 구조적으로 최대한 견딜 수 있는 구조적 수용 변위량이 될 수 있다. 양측을 모두 고려하면 제1턱부(142)가 비상시변위 제한홈(122) 내에서 움직일 수 있는 거리는 제1턱부(142)의 측면(142a)과 비상시변위 제한홈(122)의 측벽(122a) 간의 간격의 2배 또는 양측 간격의 합이다. 본 발명에서는 제1턱부(142)가 비상시변위 제한홈(122) 내에서 움직일 수 있는 범위를 제2범위라 칭한다.

위에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치(100)는 상시의 변위와 지진 시의 변위를 구분하여 이중으로 통제할 수 있고, 부반력에 저항하는 기능도 가진다.

하반부의 생략된 부분은 상반부와 대칭이다. 이는 이하에서 설명되는 도 9와 11에서도 마찬가지이다.

도 9는 고정단에 사용되는 교좌장치에서의 제1턱부, 제2턱부, 비상시변위 제한홈 및 상시변위 제한홈의 관계를 설명하기 위한 저면도이다.

도 9를 참조하면, 제2턱부(144)의 측면(144a)과 상시변위 제한홈(124)의 측벽(124a) 사이는 상부구조물의 처짐이나 상하방향 변위에 따른 회전을 수용하기 위한 간격만 가진다. 이 간격은 통상 제2턱부(144)의 회전동작을 수용할 수 있도록 약 0.5㎜정도이고, 최대 1㎜ 이하로 하는 것이 좋다. 이는 제2턱부(144)와 상시변위 제한홈(124)은 상판(110)과 하판(120) 간의 즉, 상부구조물과 교각간의 교축방향의 상시 변위를 거의 허용하지 않는다. 이 경우에도 교축방향으로 지진 등의 큰 힘이 작용하는 경우 볼트(146)가 파단된다.

이 제2턱부(144) 역시 이탈방지턱(150)과 작용하여 부반력에 저항하는 기능을 가진다.

볼트(146)가 파단된 후에는 제1턱부(142)가 지진 시의 변위를 통제한다. 도 9의 실시 예에서의 제1턱부(142)의 측면(142a)과 비상시변위 제한홈(122)의 측벽(122a) 사이의 간격, 제1턱부(142)와 비상시변위 제한홈(122) 상호간의 나머지 기능과 역할도 도 8의 일방향 가동단에서의 그것과 같을 것이다.

도 10은 고정단에 사용되는 교좌장치의 제2턱부의 변형 예를 설명하기 위한 부분 측면도이다.

도 10에 나타낸 바와 같이 상시변위 제한홈(124)에 삽입되는 제2턱부(144)는 그 양 측면을 라운드지게 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 제2턱부(144)의 회전을 수용하면서도 상시변위 제한홈(124)의 측벽(124a)과의 간격을 최대한 줄일 수 있다. 화살표 방향으로 제2턱부(144)의 회전을 허용하기 위해서는 제2턱부(144)의 상측 및 하측에도 여유공간이 있어야 한다. 하판(120)의 두께가 작은 경우 이탈방지턱(150)과 하판(120) 사이에 높이조절판(160)을 개재하여 볼트(162) 등으로 이탈방지턱(150)과 높이조절판(160)을 하판(120)에 고정하면 된다. 이 경우 높이조절판(160)은 이탈방지턱(150)의 역할을 수행 할 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 저면도이고, 도 12는 도 11에서의 제1턱부와 제2턱부 및 이탈방지턱의 관계를 설명하기 위한 측단면도이다.

도 11과 12에 나타낸 바와 같이, 경우에 따라서는 제1턱부(142)의 하단에 내측으로 꺾여진 꺾임부(143)를 형성하고 이 꺾임부(143) 내측면에 제2턱부(144)를 볼트(146)로 체결함과 아울러 이탈방지턱(150)을 상시변위 제한홈(124)보다 바깥쪽으로 돌출되게 형성하여 지진에 의해 제2턱부(144)가 교축방향으로 이동하면서 파단된 후에도 꺾임부(143)가 부반력에 저항하는 기능을 가지도록 할 수 있다.

나머지는 앞 실시 예들에서와 같다.

본 발명에 따른 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치는 철도교에 가장 적합하게 사용될 수 있고, 철도교 이외의 교량에도 사용될 수 있다. 그리고 본원에서는 본 발명의 기술사상을 고무와 금속판을 교대로 적층한 탄성체를 갖는 탄성받침들을 예로 들어서 설명하였지만, 탄성받침 외의 여타의 다른 형태의 교좌장치에도 본 발명의 기술사상이 그대로 적용될 수 있음은 본 발명을 알고 있는 이 기술분야의 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

100: 교좌장치 110: 상판
120: 하판 122: 비상시변위 제한홈
124: 상시변위 제한홈 130: 탄성체
140: 2단걸림턱부 142: 제1턱부
144: 제2턱부 146: 볼트
150:이탈방지턱 160: 높이조절판

Claims (9)

1. 교량의 교각상에 설치하기 위한 하판과 상기 교각의 지지를 받는 상부구조물의 저면에 설치하기 위한 상판 및 상기 하판과 상기 상판 사이에 설치되어 상기 상부구조물의 하중을 상기 교각에 탄성적으로 지지하기 위한 탄성체를 구비하는 교좌장치에 있어서,
   상기 상판과 상기 하판 중 어느 하나에 설치되어 다른 하나를 향해 돌출되고, 상기 교량의 교축방향으로의 파단강도가 상대적으로 큰 제1턱부와 상기 제1턱부보다 상대적으로 작은 제2턱부를 가지는 2단걸림턱부;
   상기 다른 하나에 설치되고 상기 제2턱부를 양 측벽 사이에 받아들여 상기 교량의 교축방향으로의 상기 제2턱부의 변위 가능한 한계를 정하고 상기 양 측벽은 각각 상기 제2턱부가 상기 제2턱부의 상기 교량의 교축방향으로의 파단강도 이상의 힘으로 상기 교량의 교축방향으로 부딪혀 올 때 상기 제2턱부가 파손될 수 있도록 하는 상시변위 제한홈; 및
   상기 다른 하나에 설치되고 상기 제1턱부를 양 측벽 사이에 받아들인 상태에서 상기 제2턱부가 상기 제2턱부의 변위 가능한 한계 내에서 움직이는 것을 방해하지 않고 상기 제2턱부가 파손된 후에는 상기 제2턱부의 변위한계보다 큰 상기 제1턱부의 상기 교량의 교축방향으로의 변위 가능한 한계를 정하는 비상시변위 제한홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 교축방향으로 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1턱부는 상기 상판과 상기 하판 중 어느 하나에 고정되어 상하방향으로 배치되고 상기 제2턱부는 상기 제1턱부의 단부에서 안쪽으로 돌출되게 설치되어 있어 상기 2단걸림턱부는 L자 모양을 하고 있는 것을 특징으로 하는 교량의 교축방향으로 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 다른 하나에는 상기 제2턱부가 걸려서 부반력에 의해 상기 상판이 상기 하판에서 상방으로 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지턱이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 교량의 교축방향으로 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 제2턱부는 볼트에 의해 상기 제1턱부에 결합되어 있어 파손 시 상기 볼트에서 파손되도록 된 것을 특징으로 하는 교량의 교축방향으로 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 이탈방지턱은 상기 하판의 상면에서 상방으로 돌출되게 또는 상기 상판의 하면에서 하방으로 돌출되게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 교량의 교축방향으로 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 이탈방지턱과 상기 제1턱부의 접촉면에는 미끄럼부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 교량의 교축방향으로 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 비상시변위 제한홈은 상기 상시변위 제한홈보다 상기 교축방향으로 길이가 긴 것을 특징으로 하는 교량의 교축방향으로 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 제2턱부의 양 단부는 라운드지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 교량의 교축방향으로 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 제1턱부는 상기 상판과 상기 하판 중 어느 하나에 고정되어 상하방향으로 배치되고 단부에 내측으로 꺾여진 꺾임부를 구비하고, 상기 제2턱부는 상기 꺾임부에 결합되어 안쪽으로 돌출되게 설치되어 있고,
   다른 하나에는 상기 제2턱부가 파손된 후에도 상기 꺾임부가 걸려서 부반력에 의해 상기 상판이 상기 하판에서 상방으로 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 상기 상시변위 제한홈보다 바깥으로 돌출된 이탈방지턱이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 교량의 교축방향으로 2단의 변위제어기능을 갖는 교좌장치.

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