KR101011195B1 - 열린 배후공간을 갖는 이물질 제거 핑거형 교량의 신축이음장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핑거의 배후 공간(P)내의 핑거의 수직 후면부(B)와, 2개의 수직 측면부(A)(A)와, 그리고 대향된 핑거의 자유단의 수직단부(C)에 경사면을 주되 그 저부를 원점으로 하여 위로 올라오면서 밖을 향해 열린 공간이 되도록 경사 후면부(b)와, 2개의 경사 측면부(a)(a)와, 그리고 대향된 핑거의 자유단의 경사단부(c)를 구성함으로써 핑거의 자유단의 경사단부(c)가 배후 공간(P)에 박힌 돌멩이로 인해 신장이 억제되지 않으면서 그 신장이 원활하게 이루어지도록 한 것이다.
이와 같이 핑거의 배후 공간(P)을 둘러싸고 있는 경사 후면부(b)와, 2개의 경사 측면부(a)(a)와, 그리고 대향된 핑거의 자유단의 경사단부(c)에 의하여 열린 공간이 형성되도록 한 구성이므로 배후 공간(P)에 박힌 돌멩이로 인하여 콘크리트 상판의 신장이 억제되지 않을 뿐만 아니라 그 신장이 원활하게 이루어지게 되어 그 결과 콘크리트 상판에 부 모멘트가 발생되지 않아 콘크리트 상판상부에 크랙이 방지되어 교량내구성이 증진되는 효과가 있는 유용한 발명이다.

Description

열린 배후공간을 갖는 이물질 제거 핑거형 교량의 신축이음장치{Apparatus of a finger type expansion joint removing stone from opening space}

본 발명은 열린 배후공간을 갖는 이물질 제거 핑거형 교량의 신축이음장치에 관한 것으로 열린 배후공간에 채워진 돌멩이로 인하여 콘크리트 상판의 신장이 억제 받지 않고 열린 공간에 의하여 원활하게 신장되도록 한 것이다.

핑거형 교량의 신축이음장치는 차량바퀴가 순차적으로 지그재그형상의 핑거와 접면되기 때문에 소음이 적고 승차감이 좋은 장점이 있는 반면 배후공간이 수직면으로 닫힌 종래의 신축이음장치는 차량바퀴에 접촉된 돌멩이는 배후 공간 내에 차곡차곡 다져지게 될 뿐 아니라 차량바퀴충격하중에 의해서도 빠져나오지 않게 된다. 배후 공간 내의 다져진 돌멩이는 콘크리트 상판의 신장을 억제하게 된다. 억제된 콘크리트 상판의 상부에는 부 모멘트가 발생되게 되어 그 상부에 상판상부에 심한 균열을 일으키게 된다. 본 발명은 바로 이러한 문제를 해결한 것으로 핑거형 교량의 신축이음기술 분야에 유용하다.

핑거는 교량의 신축이음부에 지그재그로 형상으로 설치되어있다.

차량바퀴와 핑거의 지그재그가 점진적으로 접면되므로 승차감이 아주 좋고 소음이 방지되면서 온도 변화에 따른 신축이 원활하게 이루어지는 장점이 있다.

핑거는 고정볼트에 의해 고정된 고정단에서 자유단으로 갈수록 핑거의 폭이 점점 작아지는 형상이다.

신축량이 작은 경우 핑거는 도1a와 같이 대향된 베이스플레이트까지 연장되지 않는다.

도1b에서와 같이 핑거는 2개의 수직 측면부(A)(A)와, 수직후면부(B)와, 그리고 자유단 단부(C)로 이루어져있으면서 모두 수직면으로 이루어져있다.

다만 핑거의 자유단 단부의 상부에 약간의 경사부를 두었을 뿐이다.

통행 차량의 반복하중으로 인하여 고정단이 약간 침하되면서 자유단의 단부가 들리게 된다.

들린 돌출부의 날카로운 면과 고속차량의 바퀴가 접촉하게 되면 타이어가 찢어지면서 큰 위험이 뒤따르게 된다.

들리게 될 돌출부를 미리 예측해서 상부에 경사부를 둔 것이다. 핑거의 자유단이 수평레벨로 시공된 경우 상부경사부는 수평레벨에서 아래로 경사진 상태이다.

상부경사부가 수평레벨에서 아래로 경사진 상태이므로 설령 고정단이 침하되어 상부경사부가 들리게 된다하더라도 수평레벨까지는 아래로 경사진 만큼 돌출부가 생기지 않게 된다.

도1b는 2개의 수직 측면부(A)(A)와, 수직후면부(B)와, 그리고 자유단 단부(C)가 모두 수직면인 종래의 핑거의 형상이다.

2개의 수직 측면부(A)(A)와, 수직후면부(B)와, 그리고 자유단 단부(C)로 둘러싸인 공간은 신축 공간(S)이다. 대향된 핑거의 자유단이 신축 공간(S)에 삽입되어 신축이 흡수되는 공간이다.

신축 공간(S)은 돌멩이와 같은 이물질이 쉽게 끼는 공간이다. 한번 끼게 되면 빠지지 않고 차량바퀴의 충격하중에 의하여 다져지면서 신축 공간(S)내로 깊숙이 박히게 된다.

신축 공간(S)이 돌멩이로 채워지게 되면 대향된 핑거의 자유단의 신장이 억제되고 이와 함께 콘크리트 상판의 신장도 억제되게 된다.

신축이음장치가 콘크리트 상판의 신장을 흡수하지 못하게 되면 콘크리트 상판에 부 모멘트가 발생될 뿐만 아니라 불리한 응력이 이를 둘러싼 교량 구조계에도 나쁜 영향을 미치게 된다.

특히 발생된 부 모멘트는 인장력에 취약한 콘크리트 상판상부에 심각한 크랙을 발생시키는 문제점이 있다.

신축이음장치의 교체시기를 짧게 규정하고 있는 것도 항상 신축이 원활하게 유지되도록 하기위해서다. 교체시기가 짧으면 비경제적인 문제가 있다.

신축 공간(S)중에서도 가장 문제가 되는 공간은 배후 공간(P)이다. (도3b 참조)

종래 신축이음장치의 배후 공간(P)은 신축 공간(S)내에 삽입된 대향된 핑거의 자유단의 수직단부(C)로부터 수직 후면부(B)까지 둘러싸인 공간을 말한다.

배후 공간(P)의 하단에는 베이스플레이트가 설치되어있어 돌멩이가 빠져나갈 수가 없다.

배후 공간(P)은 대향된 핑거의 자유단의 수직단부(C)가 자유롭게 신축되는 공간이다.

대향된 핑거의 자유단의 수직단부(C)가 신장될 때 배후 공간(P)에 박힌 돌멩이를 밀면서 신장되게 되는데 수직 후면부(B)는 밀리는 돌멩이를 더 이상 밀리지 못하게 하는 지지점으로서의 역할을 하게 된다.

수직 후면부(B)와, 2개의 수직 측면부(A)(A)로 둘러싸여있는 박힌 돌멩이를 대향된 핑거의 자유단의 수직단부(C)가 밀면서 신장되게 되더라도 박힌 돌멩이는 위로 솟아오르지 않는다.

수직 후면부(B)와, 2개의 수직 측면부(A)(A)와, 그리고 대향된 핑거의 자유단의 수직단부(C)모두 수직면으로 이루어져있기 때문에 배후 공간(P)내의 돌멩이는 더 한층 다져지게 된다.

수직면으로 둘러싸인 배후 공간(P)내의 돌멩이는 아무리 차량바퀴의 충격하중과 같은 강한 충격이 가해지더라도 위로 솟아오르지 않는다.

서로 조여진 돌멩이가 솟아오르기 위해서는 위로 열린 공간이 있어야한다. 위로 열려있어야 핑거의 자유단의 신장에 의한 단부삽입이 용이하게 될 뿐 아니라 차량바퀴의 강한 충격에 의하여 돌멩이가 위로 솟아오를 수 있기 때문이다.

수직면으로 둘러싸여있는 배후 공간(P)은 닫힌 공간이다.

배후 공간(P)내의 수직면은 돌멩이의 조임을 느슨하게 하는 것이 아니라 오히려 차량 충격에 의하여 돌멩이의 조임이 더 강화되는 닫힌 공간으로서의 역할을 한다. 배후 공간(P)의 닫힌 공간에 의하여 박힌 돌멩이는 더 꽉 조여지게 되면서 콘크리트 상판의 신장을 못하게 한다. 신장이 억제된 콘크리트 상판에는 부 모멘트가 발생하게 되고, 그 결과 콘크리트 상판상부가 심하게 균열되는 문제점이 있다.

배후 공간(P)의 수직면의 깊이가 깊을수록 닫힌 공간으로서의 역할이 더 커서 돌멩이가 더 잘 다져지게 된다. 이와 반대로 배후 공간(P)의 수직면의 깊이가 얕을수록 닫힌 공간으로서의 역할이 작아지게 되어 박힌 돌멩이와 차량바퀴와의 접지면적이 더 커지면서 차량바퀴의 충격하중에 의하여 돌멩이가 깨지게 된다.

박힌 돌멩이가 깨지게 되면 그 조임이 그만큼 느슨하게 되어 핑거의 자유단의 단부 신장에 그만큼 여유가 생기게 된다.

그러나 배후 공간(P)의 수직면의 깊이가 얕게 되면 핑거의 두께가 얇아야 하는데 이는 핑거의 강성이 부족하게 된다.

핑거의 구조가 캔틸레버 형태인데다 그 위로 통행되는 차량하중이 빈번하게 작용되기 때문에 이를 고려한 핑거의 두께(t)가 통상 3cm이다. 핑거의 재질은 보통 알루미늄 재질이나 스틸재질이 주로 사용된다.

만약 핑거의 두께(t)를 1.5cm로 한다면 핑거의 강성이 부족하게 되고 통행차량의 반복 하중에 의하여 아래로 휘어지게 된다. 핑거가 아래로 휘어진 상태에서는 신축이 제대로 이루지지 않기 때문에 핑거의 강성은 충분해야한다.

또한 신축 공간(S)중에서 배후 공간(P)을 제외한 대향된 2개의 핑거 자유단이 서로 겹쳐지는 겹침 공간은 배후 공간(P)에 비하여 작은 틈새공간에 불과하다. 겹침 공간에 돌멩이가 낀다 해도 그 크기가 작기 때문에 대향된 2개의 핑거 자유단의 신축을 억제하거나 크게 지장을 주지는 않는다.

겹침 공간은 핑거 자유단의 신장방향에 대하여 그 신장을 정면으로 억제시키는 수직 후면부(B)와는 달리 틈새공간에 낀 돌멩이와의 마찰력만 작용되기 때문이다. 이 정도의 마찰력은 배후 공간(P)에 여유 공간이 있는 한 핑거의 신장이 억제되지는 않는다.

한편 배후 공간(P)에 꽉 채워진 돌멩이는 강한 차량충격에 의해서도 위로 솟아오르지 않고 그 조임이 강화되는데 이는 수직부에 의해 닫혀져 있기 때문이다.

수직부에 의해 닫힌 공간은 마찰력이 최대가 되는 공간이다.

차량하중이 꽉 채워진 돌멩이를 통해 수직부에 직각(N)으로 작용하기 때문이다.

마찰력 F와 수직력 N의 관계식은 F = μㆍN 이다. μ는 마찰계수이다.

마찰력(F)은 수직력(N)에 비례(N)에 비례하는 관계이다.

수직력 N이 클수록 마찰력 F가 커지기 때문에 배후 공간(P)의 수직부는 채워진 돌멩이를 통해 전달된 차량하중을 그대로 받게 된다.

만약 배후 공간(P)의 수직부가 위로 열린 경사면이라고 가정하면 경사면에 전달된 수직력 N1은 수직부에 전달된 수직력 N의 분력이므로 N1 ＜ N이 되어 그만큼 마찰력이 작게 된다.

이와 같이 배후 공간(P)의 수직부는 채워진 돌멩이를 통해 전달된 차량하중이 그대로 수직력(N)으로 작용하기 때문에 마찰력이 큰데다가 위로 열린 공간과는 달리 닫힌 공간이므로 강한 바퀴하중의 충격에 의하여 채워진 돌멩이가 더한층 다져지게 되는 문제점이 있게 된다.

수직면으로 닫힌 배후 공간(P)은 돌멩이가 박혀 서로 조여진 상태이므로 대향된 핑거의 자유단의 수직단부가 밀고 들어갈 여유 공간이 없다. 콘크리트 상판이 더 이상 신장될 수 없기 때문에 콘크리트 상판상부에는 부 모멘트가 발생하게 된다. 부 모멘트는 콘크리트 상판을 균열시키게 될 뿐만 아니라 부 모멘트로 인한 이상응력이 교량구조계에 영향을 미치게 되어 구조적인 안정을 해치게 되는 문제점이 있다.

문제는 배후 공간(P)내에 깊게 숨겨진 돌멩이다.

통상 강성이 고려된 핑거는 그 두께가 두껍기 때문이다.

배후 공간(P)내에 깊게 숨겨진 돌멩이는 차량의 바퀴와 접촉될 기회가 없으므로 깨질 기회도 없어 콘크리트 상판이 신장될 여유 공간도 없는 것이 문제이다.

본 발명은 핑거의 배후 공간(P)내의 핑거의 수직 후면부(B)와, 2개의 수직 측면부(A)(A)와, 그리고 대향된 핑거의 자유단의 수직단부(C)에 경사면을 주되 그 저부를 원점으로 하여 위로 올라오면서 밖을 향해 열린 공간이 되도록 경사 후면부(b)와, 2개의 경사 측면부(a)(a)와, 그리고 대향된 핑거의 자유단의 경사단부(c)를 형성함으로써 핑거의 자유단의 경사단부(c)가 배후 공간(P)에 박힌 돌멩이로 인해 신장이 억제되지 않고 그 신장이 원활하게 이루어지도록 함에 그 목적이 있고,

핑거의 배후 공간(P)의 깊이를 얕게 하여 배후 공간(P)에 박힌 돌멩이와 차량바퀴와의 접촉기회를 많게 하면서 얇아진 두께로 인한 핑거의 강성을 베이스플레이트와 핑거사이에 콘크리트 상판의 신축과 함께 좌우 이동이 가능한 슬라이딩 보강판을 상하로 설치ㆍ보강하되 슬라이딩 보강판의 고정단은 핑거의 고정단과 동일하게 하고, 그 자유단은 대향된 베이스플레이트까지 연장ㆍ설치하여 얇아진 두께로 인한 핑거의 강성을 보강하면서 차량바퀴와의 많은 접촉에 의해 박힌 돌멩이가 깨지도록 함으로써 핑거의 자유단의 경사단부(c)가 배후 공간(P)에 박힌 돌멩이로 인해 신장이 억제되지 않도록 함과 동시에 차량 바퀴의 고속회전에 의하여 또는 그 회전으로 인해 발생된 바람에 의하여 깨진 돌멩이가 핑거의 배후 공간(P)으로부터 튕겨나가든가 빠져나가도록 함에 다른 목적이 있다.

핑거(10)(10a)의 길이와 핑거의 두께로 이루어진 2개의 수직 측면부(A)(A)와, 그리고 수직후면부(B)로 둘러싸인 신축 공간(S)이 형성된 캔틸레버식 구조형태를 갖는 통상의 핑거용 교량의 신축이음장치에 있어서

핑거(10)의 배후 공간(P)내의 수직 후면부(B)와, 2개의 수직 측면부(A)(A)와, 그리고 대향된 핑거(10a)의 자유단의 수직단부(C)의 각 수직면에 경사면을 주되 경사면의 원점이 각 수직면의 저부이고, 원점에서 위로 올라오면서 경사각θ의 열린 공간이 되도록 밖으로 경사지게 경사 후면부(b)와, 2개의 경사 측면부(a)(a)와, 그리고 대향된 핑거(10a)의 자유단의 경사단부(c)를 형성한 구성이다.

경사면의 원점이 각 수직면의 저부이고 밖을 향해 경사각θ의 열린 공간이므로 대향된 핑거(10a)의 자유단의 경사단부(c)의 신장에 의하여 채워진 돌멩이(G)는 경사각θ의 열린 공간을 향하여 들뜨게 된다.(도4참조) 채워진 돌멩이(G)가 들뜨게 된 만큼 여유 공간이 생기므로 대향된 핑거의 신장이 억제되지 않는다.

겹침 공간의 2개의 수직 측면부(A)(A)에도 경사면을 주되 경사면의 원점이 수직면의 저부이고, 원점에서 위로 올라오면서 경사각θ의 열린 공간이 되도록 밖으로 경사지게 2개의 경사 측면부(a)(a)를 형성한 구성이다.

겹침 공간은 핑거(10)(10a)가 서로 슬라이딩되는 공간이므로 배후 공간(P)의 수직 후면부(B)와 같은 지지점은 될 수 없다. 그 뿐 아니라 겹침 공간은 배후 공간(P)과 달리 작은 틈새이므로 핑거의 신장을 억제할 만한 돌멩이는 끼지 않기 때문에 배후 공간(P)만큼 심각하지는 않다.

겹침 공간에도 경사면을 주게 되면 핑거의 금형제작이 용이하고 경제적이다.

2개의 경사 측면부(a)(a)의 열린 경사각θ는 3~10°가 바람직하고, 경사 후면부(b)와 대향된 핑거(10a)의 자유단의 경사단부(c)의 열린 경사각θ는 45~60°가 바람직하다.

경사 측면부(a)(a)의 열린 경사각θ가 3°이하가 되면 거의 수직면과 같게 되어 닫힌 공간이 되고 열린 경사각θ가 10°이상이 되면 열린 공간으로서는 좋으나 핑거(10)(10a)의 상부가 예각이 되어 차량바퀴 타이어를 파손시키는 위험이 뒤따르게 된다. 핑거(10)(10a)의 강성과 상부의 예각화를 고려하여 10°이하가 바람직하다.

경사 후면부(b)와 대향된 핑거(10a)의 자유단의 경사단부(c)의 열린 경사각θ가 클수록 열린 공간으로서 기능하게 된다. 특히 대향된 핑거(10a)의 자유단의 경사단부(c)의 열린 경사각θ가 클수록 배후 공간(P)내에 채워진 돌멩이를 들뜨게 할 수 있어 유익하나 핑거(10)(10a)의 강성과 외관을 고려하여 60°이하가 바람직하다.

배후 공간(P)내에 채워진 돌멩이는 대향된 핑거(10a)의 자유단의 경사단부(c)와, 2개의 경사 측면부(a)(a)와, 그리고 경사 후면부(b)의 열린 공간에 의하여 여유공간이 생기게 되면서 위로 들뜨게 된다.

경사 후면부(b)는 대향된 핑거(10a)의 자유단의 경사단부(c)가 삽입되는 공간이므로 그 외관을 고려하여 경사 후면부(b)와 대향된 핑거(10a)의 자유단의 경사단부(c)의 열린 경사각θ를 동일하게 설계하는 것이 바람직하다.

수직 후면부(B)와, 2개의 수직 측면부(A)(A)의 깊이가 얇을수록 열린 경사각이 작아도 열린 공간으로서의 역할이 충분하다.

핑거(10)(10a)하부와 베이스플레이트(20)(20a)사이에 고정단과 자유단을 갖는 슬라이딩 보강판(30)(30a)을 상하로 설치하되 콘크리트 상판의 신축과 함께 좌우 이동이 가능하고 슬라이딩 보강판(30)(30a)의 고정단은 핑거(10)(10a)의 고정단과 동일하며, 그 자유단은 대향된 핑거(10a)고정단과 유격 d를 갖는 베이스플레이트(20a)까지 연장ㆍ설치되고, 이와 함께 두께가 얇아진 핑거의 강성을 슬라이딩 보강판(30)(30a)에 의해 지지ㆍ보강되게 한 구성이다.

핑거(10)(10a)의 두께(t)는 1~2cm이고, 얇아진 핑거의 두께는 슬라이딩 보강판(30)(30a)에 의하여 보강되는 구성이다. 핑거의 두께가 얇아졌으므로 강성을 고려하여 수직선의 원점에서 핑거의 자유단의 경사단부(c)의 열린 경사각θ를 작게 하는 것이 바람직하다. 이때 그 경사각θ는30~45°가 바람직하다. 경사 후면부(b)의 열린 경사각θ도 이와 같다.

본 발명은 핑거의 배후 공간(P)을 둘러싸고 있는 경사 후면부(b)와, 2개의 경사 측면부(a)(a)와, 그리고 대향된 핑거의 자유단의 경사단부(c)에 의하여 열린 공간이 형성되도록 한 구성이므로 배후 공간(P)에 박힌 돌멩이로 인하여 콘크리트 상판의 신장이 억제되지 않을 뿐만 아니라 그 신장이 원활하게 이루어지게 되어 그 결과 콘크리트 상판에 부 모멘트가 발생되지 않아 콘크리트 상판상부에 크랙이 방지되어 교량내구성이 증진되는 효과가 있다.

배후 공간(P)내에 채워진 돌멩이는 대향된 핑거(10a)의 자유단의 경사단부(c)와, 2개의 경사 측면부(a)(a)와, 그리고 경사 후면부(b)의 열린 공간에 의하여 여유 공간이 생기게 되므로 콘크리트 상판의 신장이 원활하게 이루어지게 되는 효과가 있다.

본 발명은 핑거의 두께(t)를 얇게 한 구성이므로 차량바퀴와의 접지면적이 커서 박힌 돌멩이가 바퀴의 충격하중에 의하여 쉽게 깨져 콘크리트 상판의 신장을 흡수할 수 있는 여유 공간이 형성되는 효과가 있고, 또 좌우 이동이 가능한 슬라이딩 보강판이 베이스 플레이트 상에 걸쳐있는 구성이므로 두께가 얇아짐으로 인한 핑거의 부족한 강성이 슬라이딩 보강판에 의하여 보강되는 효과가 있음과 동시에 상하로 접면된 슬라이딩 보강판에 의하여 깨진 돌멩이와 같은 이물질이 방수고무부재로 들어가는 것을 방지하게 되어 배수기능이 원활하게 이루어질 뿐 아니라 이물질을 제거하는 번거로운 작업을 덜게 되는 효과가 있다.

[도1a] 종래 신축이음장치의 분해사시도
[도1b] 종래 핑거의 신축 공간(S)을 나타낸 사시도
[도2a] 본 발명의 신축이음장치 사시도
[도2b] 도2a의 평면도
[도3a] 본 발명 핑거의 신축 공간을 나타낸 사시도
[도3b] 본 발명 핑거의 배후 공간을 나타낸 사시도
[도3c] 도3b의 평면도
[도4] 본 발명 핑거의 열린 배후공간에 돌멩이가 채워진 상태 및 핑거의 신장에 의하여 돌멩이가 솟아오르는 상태를 보인 단면상태도
[도5] 본 발명의 다른 실시예를 보인 단면사시도

본 발명의 기술내용을 첨부된 도면과 함께 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 캔틸레버식 구조형태를 갖는 통상의 핑거용 교량의 신축이음장치를 대상으로 한 발명이므로 핑거의 길이와 핑거의 두께로 이루어진 2개의 수직 측면부(A)(A)와, 그리고 수직후면부(B)로 둘러싸인 신축 공간(S)은 공지된 구성이다.

또한 신축 공간(S)중에서 2개의 수직 측면부(A)(A)와, 수직후면부(B)와, 그리고 대향된 핑거의 자유단의 수직단부(C)에 의하여 이루어지는 배후 공간(P)도 이미 공지된 구성이다.

그뿐만 아니라 도1에서와 같이 베이스 플레이트(20)(20a)와, 앵카철근(50), 방수고무부재(40), 고정볼트(12) 등은 이미 공지된 구성이다.

본 발명은 신축 공간(S) 또는 배후 공간(P)의 닫힌 공간을 열린 공간으로 형성하고자한 것이고, 차량바퀴와의 접지면적을 크게 하기위하여 핑거(10)(10a)의 두께를 얇게 하면서 핑거(10)(10a)의 강성을 슬라이딩 보강판(30)(30a)으로 보강하도록 한 것을 기본으로 한 발명이다.

도1b에서와 같이 배후 공간(P)내의 수직 후면부(B)와, 2개의 수직 측면부(A)(A)와, 그리고 대향된 핑거의 자유단의 수직단부(C)의 각 수직면에 원점을 중심으로 경사 후면부(b)와, 2개의 경사 측면부(a)(a)와, 그리고 대향된 핑거의 자유단의 경사단부(c)를 형성하여 열린 공간이 되게 한 구성이다.

핑거(10)(10a)는 베이스 플레이트(20)(20a)위에 설치되어있으면서 고정볼트(12)에 의하여 고정단에서 고정되어있다.

또한 차량바퀴와의 접지면적을 크게 하기위하여 핑거(10)(10a)의 두께를 통상적인 두께(t= 3cm)보다 얇게(t= 1~2cm) 형성하면서 핑거(10)(10a)의 하부와 베이스 플레이트(20)(20a) 사이에 슬라이딩 보강판(30)(30a)을 도5에서와 같이 유격 d가 되도록 대향된 베이스 플레이트에 지지되어있다.

슬라이딩 보강판(30)(30a)은 상하로 설치되어있으므로 수평레벨은 수평레벨부재(32)(32a)에 의하여 이루어진다.

이제 콘크리트 상판의 신축과 관련된 핑거(10)(10a) 및 슬라이딩 보강판(30)(30a)과의 작동관계에 대하여 설명하면 다음과 같다.

콘크리트 상판의 신축에 있어서 신장이 더 문제이므로 이에 대해 설명하기로 한다.

콘크리트 상판이 신장되게 되면 신장된 상판에 의하여 핑거(30)(30a)의 고정단이 밀려 대향된 배후 공간(P)을 향해 신장되게 된다.

이때 핑거(30)(30a)의 고정단에 함께 고정볼트(12)에 고정된 슬라이딩 보강판(30)(30a)도 대향된 베이스 플레이트(20)(20a)위의 유격 d의 범위에서 신장되게 된다.

경사 후면부(b)와, 2개의 경사 측면부(a)(a)와, 그리고 대향된 핑거(10a)의 자유단의 경사단부(c)에 의하여 배후 공간(P)은 열린 공간을 이루고 있다.

배후공간(P)에 설령 돌멩이(G)가 채워졌다 하더라도 콘크리트 상판의 신장과 함께 신장되는 대향된 핑거(10a)의 자유단의 경사단부(c)가 꽉 채워진 돌멩이(G)사이를 파고들어가는 것이 용이하게 되어 그 신장이 방해받지 않는다. 이는 핑거의 자유단의 경사단부(c)가 위로 열린 공간을 이루고 있기 때문이다. 이때 돌멩이(G)는 위로 솟아오르게 된다. 솟아오른 돌멩이(G)는 차량의 속도로 인한 바람에 의해 배후 공간(P)에서 빠져나간다. 그뿐 아니라 차량바퀴의 충격하중에 의하여 작게 깨지면서 배후 공간(P)내의 돌멩이(G)의 밀도를 작게 만든다. 이러한 과정이 반복되면서 돌멩이(G)로 인한 콘크리트 상판의 신장이 억제 받지 않는다. 이는 열린 공간이 배후 공간(P)에 항상 존재하고 있기 때문이다.

2개의 슬라이딩 보강판(30)(30a)이 핑거(10)(10a)와 베이스 플레이트(20)(20a) 사이에 상하로 설치되어있으면서 핑거의 신장과 함께 유격 d범위에서 신장된다.

이와 같이 슬라이딩 보강판(30)(30a)이 상하로 설치되어있기 때문에 깨진 돌멩이가 방수고무부재(40)로 떨어지지 않게 된다. 빗물을 배수시키는 것이 주기능인 방수고무부재(40)에 빗물이외에 작은 돌멩이와 같은 이물질이 쌓이게 되면 배수기능을 하지 못하게 된다. 배수기능을 못하게 되면 빗물이 넘쳐 하부구조의 철근이나 보강된 금속 구조재를 부식시키게 되고, 그 결과 교량내구성을 저하시키게 된다.

방수고무부재(40)에 쌓인 이물질을 제거하는 작업역시 통행차량으로 인하여 쉽지 않은 작업이다.

본 발명은 차량바퀴와의 접지면적을 크게 하기위하여 핑거(10)(10a)의 두께를 얇게 한 구성이다.

핑거(10)(10a)의 두께가 얇을수록 접지면적이 커지게 된다. 핑거(10)(10a)의 접지면적이 커지게 되면 핑거(10)(10a)의 강성이 부족하게 된다. 이를 보강한 것이 2개의 상하 슬라이딩 보강판(30)(30a)이다.

슬라이딩 보강판(30)(30a)은 고정단에 고정되고 그 자유단은 유격d를 갖으면서 대향된 베이스플레이트(20a)에 지지되어있다. 슬라이딩 보강판(30)(30a)이 신축이음부를 사이에 두고 양 베이스 플레이트(20)(20a)에 걸쳐 지지되어있기 때문에 캔틸레버 구조형태의 핑거(10)(10a)를 확실하게 지지하게 된다.

이와 동시에 슬라이딩 보강판(30)(30a)은 방수고무부재(40)로 이물질이 떨어지는 것을 방지하는 역할도 겸하게 된다.

10; 핑거, 10a; 핑거
12; 고정볼트,
20; 베이스 플레이트, 20a; 베이스 플레이트
30; 슬라이딩 보강판, 30a; 슬라이딩 보강판, 32; 수평레벨부재, 32a; 수평레벨부재
40; 방수고무부재
50; 앵카철근
신축 공간(S), 배후 공간(P),
수직 측면부(A), 수직후면부(B), 핑거의 자유단의 수직단부(C)
경사 후면부(b), 경사 측면부(a), 핑거의 자유단의 경사단부(c)

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 2개의 수직 측면부(A)(A)와, 수직 후면부(B)에 형성된 경사 후면부(b)와, 그리고 핑거의 자유단의 수직단부(C)에 형성된 경사단부(c)로 둘러싸인 배후 공간(P)으로 이루어지고, 대향된 핑거(10a)의 길이가 동일하면서 캔틸레버식 구조형태를 갖는 통상의 핑거용 교량의 신축이음장치에 있어서
   2개의 수직 측면부(A)(A)에 각각 경사 측면부(a)(a)를 형성하는 한편, 핑거(10)(10a)하부와 베이스플레이트(20)(20a)사이에 고정단과 자유단을 갖는 슬라이딩 보강판(30)(30a)을 상하로 설치하되 콘크리트 상판의 신축과 함께 좌우 이동이 가능하고 슬라이딩 보강판(30)(30a)의 고정단은 핑거(10)(10a)의 고정단과 동일하며, 그 자유단은 대향된 핑거(10a)고정단과 유격 d를 갖는 베이스플레이트(20)(20a)까지 연장ㆍ설치하고, 이와 함께 두께가 얇아진 핑거(10)(10a)의 강성을 슬라이딩 보강판(30)(30a)에 의해 지지ㆍ보강되게 함을 특징으로 열린 배후공간을 갖는 핑거형 교량의 신축이음장치
   
5. 제4항에 있어서
   핑거(10)(10a)의 두께(t)가 1~2cm이고, 2개의 경사 측면부(a)(a)의 열린 경사각θ가 3~10°임을 특징으로 열린 배후공간을 갖는 핑거형 교량의 신축이음장치

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