KR101030747B1 - 보수가 편리한 교좌장치용 앵커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량의 상부구조물(상판; SLAB)과 교각 사이에 장착되어 상부구조물의 하중과 이동량을 수용할 수 있는 교좌장치에 적용되는 앵커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 상판과 교각에 견고히 매설되도록 하는 앵커가 취출이 가능한 조립구조를 이루도록 하여 설치 후 보전 수리를 편리하게 할 수 있도록 하는 보수가 편리한 교좌장치용 앵커에 관한 발명이다.
본 발명의 보수가 편리한 교좌장치용 앵커는, 교량의 상판에 매입 설치되는 상부플레이트와 교각에 매입 설치되는 하부플레이트 및 상기 상하부플레이트 사이에 내장되어 변위나 스트레스에 적응함으로서 상판에 작용되는 하중이 교각에 무리를 주지 않도록 하는 작동하는 베어링으로 이루어지는 교좌장치에 있어서, 상기 상부플레이트 또는 하부플레이트 중 적어도 어느 하나의 플레이트에 장착된 앵커볼트를 중심으로 요입홈이 형성되고, 상기 요입홈에 삽입될 수 있는 것으로 중심에 앵커볼트가 나사 삽입되는 탭이 형성되는 내부 소켓과, 상기 내부 소켓이 상하로 이동가능하게 수용되어 상판 또는 교각 중 적어도 어느 하나에 매입되어 설치되는 외부 소켓으로 이루어진다.

Description

보수가 편리한 교좌장치용 앵커{ANCHOR FOR BRIDGE BEARING}

본 발명은 교량의 상부구조물(상판; SLAB)과 교각 사이에 장착되어 상부구조물의 하중과 이동량을 수용할 수 있는 교좌장치에 적용되는 앵커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 상판과 교각에 견고히 매설되도록 하는 앵커가 취출이 가능한 조립구조를 이루도록 하여 설치 후 보전 수리를 편리하게 할 수 있도록 하는 보수가 편리한 교좌장치용 앵커에 관한 발명이다.

교좌장치는 교량에서 상부구조물(상판)과 교각(또는 교대) 사이에 장착되어 상판의 이동량 및 하중을 하부구조로 전달시키는 장치로서 요즈음 건설되는 차량 통행이 가능한 중대형 교량에는 필수적으로 사용되는 장치이다.

즉, 강이나 하천뿐만 아니라 바다를 가로질러 양안을 연결하는 교량은 일반적으로 교각 위에 상부구조물을 올려주는 구조를 가지며, 교각이 없이 설치되는 사장교(현수교)일지라도 중앙 또는 양안에 상판을 지지하는 구조물(교대 또는 기둥 모두 포함, 이하 교각이라 하지만, 모두를 포함하는 용어임)이 설치되므로 기본적으로는 상판과 교각의 구조를 벗어나지 않는데, 교량 위에는 사람이나 차량 또는 대하중의 중기나 트레일러 등이 통행하므로 시시각각 변화되는 동하중(動荷重)이 미치게 되며, 특히 교량이 크면 클수록 상판이 길어지므로 계절의 변화나 일교차에 따른 열변형으로 신장·수축량이 커지며, 이는 상판과 교각의 접촉부위에서 신축,팽창이 원활하게 이루어져야 교량으로서 충분한 기능을 수행할 수 있게되어 충분한 소요수명을 누릴 수 있게 되므로, 일반적으로는 교각의 상부에 교좌장치를 설치하여 상판의 변위에 대응하면서 상판을 지지할 수 있도록 하고 있다.

이러한 베어링은 교량의 형태라던가 위치에 따라서 받게 되는 스트레스에 적의 대응하도록 여러 가지 형태로 계발되고 있는데, 강재로 이루어진 포트(Pot)내부에 고무를 삽입하여 하중을 하부로 전달할 수 있도록 하는 포트 베어링(Pot Bearing)타입과, 한 쌍의 강판 사이에 보강된 탄성고무받침으로 이루어지는 패드 슈(Pad shoe; 교량용 탄성받침)타입과, 상부구조의 회전 등에 그 효능이 가장 잘 인정되는 것 중 하나로서 중앙에 다공성 소재에 오일을 함유시키는 오일레스베어링(Oilless bearing)과, 불소수지를 이용하여 면간의 접촉으로 마찰력을 상쇄시키는 P.T.F.E 베어링 및 스페리컬형(Spherical Bearing Type) 등이 있으며, 본 발명은 어떠한 타입의 교좌장치에도 모두 적응이 되는 것이다.

즉, 상기한 다양한 형태의 교좌장치들을 구조적으로 나누어보면, 상판과 일체화되는 상부플레이트와 교각과 일체화되는 하부플레이트 및 상기 상하부플레이트 사이에 내장되어 변위나 스트레스에 적응함으로서 상판에 작용되는 이상하중이 교각에 무리를 주지 않도록 하는 동작부(베어링)로 대별할 수 있는데, 본 발명의 앵커는 상하부플레이트가 상판 및 교각과 견고히 결합되어 일체화되도록 매입 설치되는 구조물을 의미한다.

이러한 앵커는 종래에는 견고한 지지력을 얻도록 하는 방향으로 개발되어 왔는데, 예컨대, 앵커 볼트의 몸체를 "U"자형으로 하거나 여러가지 이형상(異形狀)으로 하는 등의 앵커볼트 자체의 형태를 변화시키는 방안이 모색되었으나, 이는 매입설치시에 어려움이 있어서(이형상임으로 일자형보다 큰 절개부를 형성시켜야 함) 현재는 거의 쓰이지 않고 있으며, 보다 진보된 것으로는 하기 문헌 1의 실용신안등록인 "교좌장치의 앵커볼트" 발명은, 도 1에 도시된 바와 같이, 교량 상판 구조물에 결합되는 상측 슈(1)와, 교각 또는 교대 콘크리트 구조물 하측면에 앵커볼트(41)에 의해 결합되는 하측 슈(2)를 포함하는 교좌장치에 있어서, 상기 앵커볼트(41) 상부는 체결수단에 의해 하측 슈에 형성된 앵커볼트 구멍을 통과하여 체결되고, 콘크리트에 매입되는 부분에는 요철부가 형성되며, 상기 요철부 하단부에는 링 플레이트가 결합된 것을 특징으로 하는 교좌장치의 앵커볼트이다.

문헌 1의 종래발명은 비록 교좌장치의 앵커볼트에 요철을 형성하고 하단부에는 링 플레이트를 설치하여 교각 또는 교대 콘크리트 구조물과의 결합력을 증대시키는 동시에 이를 내진 설계에 적용할 수 있다는 장점을 가지지만, 교좌장치의 견고한 고착에만 신경을 쓴 것이고 향후 수리/보수시에 분리 취출이 어려워서 수톤 내지는 수십톤에 이르는 상판 전체를 떠올려서 내부의 베어링부분을 수리/교체하여야 하는 등의 문제점이 있다.

또한, 하기 문헌 2의 등록실용신안은 "레벨 조절용 교량받침"에 관한 발명으로 상판과 교각간에 이격거리를 조절함으로서 다수 설치된 교좌장치간에 단차가 없어서 균등한 분포하중이 걸리도록 하는 것이라서, 본 발명과는 그 기술적 사상을 달리하는 바 상세한 설명은 생략하도록 한다.

문헌 1; 실용신안등록번호 20-0267353(등록일자 2002년02월26일) 문헌 2; 실용신안등록번호 20-0354030(등록일자 2004년06월10일)

본 발명의 보수가 편리한 교좌장치용 앵커는 상기한 문제점을 해소하고자 연구한 결과 안출된 기술로서, 교좌장치의 상부플레이트 및 하부플레이트를 각각 교량의 상판 및 교각에 견고히 고착되도록 하는 구조를 가지면서, 특히 향후 보수시에 손쉽게 분리/취출되도록 하여 보전이 손쉽도록 하며, 게다가 하천의 범람시에 물에 의해 또는 강풍에 의해 상판이 들리더라도 정위치를 이탈하지 않도록 하는 부발방지 기능도 함께 가지도록 하고자 완성된 발명이다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 보수가 편리한 교좌장치용 앵커는, 교량의 상판에 매입 설치되는 상부플레이트와 교각에 매입 설치되는 하부플레이트 및 상기 상하부플레이트 사이에 내장되어 변위나 스트레스에 적응함으로서 상판에 작용되는 하중이 교각에 무리를 주지 않도록 작동하는 베어링으로 이루어지는 교좌장치에 있어서, 상기 상부플레이트 또는 하부플레이트 중 적어도 어느 하나의 플레이트에 장착된 앵커볼트를 중심으로 요입홈이 형성되고, 상기 요입홈에 삽입될 수 있는 것으로 중심에 앵커볼트가 나사 삽입되는 탭이 형성되는 내부 소켓과, 상기 내부 소켓이 상하로 이동가능하게 수용되어 상판 또는 교각 중 적어도 어느 하나에 매입되어 설치되는 외부 소켓으로 이루어진다.

상기한 구성과 더불어, 상기 내부 소켓 및 외부 소켓이 원기둥 상으로 이루어지고, 상기 내부 소켓 및 외부 소켓 중 어느 하나에는 키홈이 형성되고, 상기 내부 소켓 및 외부 소켓 중 다른 하나에는 상기 키홈에 삽입되는 키가 형성되는 것을 특징으로 하면 바람직하다.

상기한 구성과 더불어, 상기 내부 소켓 및 외부 소켓을 동시에 축심방향으로 관통하여 핀이 설치되고, 상기 내부 소켓 및 외부 소켓 중 어느 하나에는 상기 핀이 관통하는 관통공이 장홀로 되는 것을 특징으로 하면 보다 바람직하다.

본 발명의 보수가 편리한 교좌장치용 앵커는 교좌장치의 상부플레이트 및 하부플레이트를 각각 교량의 상판 및 교각에 손쉽고도 견고히 고착되도록 하는 구조를 가지며, 설치된 후 보수시에 간단한 조작으로 손쉽게 분리/취출되도록 하여 보전이 손쉽도록 하며, 하천의 범람시에 물에 의해 또는 강풍에 의해 상판이 들리더라도 정위치를 이탈하지 않도록 하는 부발(孚拔)방지 기능도 함께 가지도록 하는 유용한 발명이다.

도 1은 종래 발명의 구성상태도,
도 2는 본 발명의 구성상태도,
도 3은 도 2의 A-A선 절단 요부 발췌 확대도,
도 4는 도 3의 분리 상태도,
도 5는 본 발명의 다른 구성인 도 2의 요부 발췌 확대도이다.

도 2는 본 발명의 구성상태도로서, 도 2a는 패드 슈 타입을 도 2b는 스페리컬 타입을 도 2c는 포트 타입 중 하부 플레이트만을 예로서 나타낸 구성상태도이고, 도 3은 본 발명의 요부인 앵커체(4)만을 발췌하여 도 2의 A-A선에서 절단한 상태로 도시한 확대도이고, 도 4는 도 3의 상태에서 내부를 알 수 있도록 분리하여 도시한 상태도이다.

상기한 바와 같이, 교좌장치는 도 2에 예로서 대표적인 3가지 타입에 대하여 예시하였지만, 그 외에 어떠한 교좌장치(Bridge bearing)일지라도 그 칭하는 용어는 다를지라도 교량의 상판에 공고히 부착시키기 위한 금속제로 되는 상부플레이트(1)와 교각(교대도 포함됨)에 공고히 부착시키기 위한 금속제의 하부플레이트(2) 및 상기 상하부플레이트(1, 2) 사이에서 교량의 정상적인 하중뿐만 아니라 이상하중(예컨대, 충격력 등의 스트레스 및 진동 동하중 편위력 등)까지 적절히 받아서 해소하거나 축소하여 교각측에 무리가 가지 않도록 하는 베어링(3; 교좌장치의 형태에 따라 패드 또는 구면자로 칭해지기도 함)을 기본구조로 가지고 있으며, 이때 상하부플레이트(1, 2)는 교량의 상판 및 교각측에 견고히 부착되도록 하기 위하여 앵커볼트로 체결되는데, 본 발명의 보수가 편리한 교좌장치용 앵커는 이에 적용되는 앵커볼트로서 종래의 앵커볼트(41)와 구별하기 위하여 앵커체(4)라 칭하도록 한다.

또한, 도 2의 각 도면에서는 이해의 편의를 위하여 주로 하부 플레이트(2)에 본 발명의 앵커체(4)가 적용된 상태로 도시하였지만, 본 발명의 보수가 편리한 교좌장치용 앵커는 상하부플레이트(1, 2) 중 어느 하나 또는 이들 모두에 적용이 가능한 것이며, 이하에서는 하부 플레이트(2)에 본 발명의 앵커체(4)가 적용된 예를 선정하여 설명하도록 한다.

앵커체(4)는 대별하면 볼트(41)와 내부 소켓(42) 및 외부 소켓(43)으로 구분되는데, 볼트(41)는 종래의 앵커볼트(41)와 동일한 것이라서 종래의 교좌장치에도 그대로 적용이 될 수 있는 것이고, 먼저 하부플레이트(2; 상부플레이트에 적용하는 경우에는 대칭상으로 배치됨)의 하면에는 요입홈(21)이 구비되어 있는데, 이 요입홈(21)에 내부로 소켓(42)의 상단부가 삽입될 수 있도록 된 것이고, 이러한 내부 소켓(42)을 외부 소켓(43)이 수용하고 있어서 내부 소켓(42)의 중심에 형성된 탭(421)에 볼트(41)가 삽입되면, 나합하면서 내부 소켓(42)을 들어올려서 내부 소켓(42)이 외부 소켓(43)의 위로 돌출되면서 돌출된 상부가 하부플레이트(2)의 요입홈(21)에 삽입되어 지지되게 된다.

상기한 상태가 교좌장치가 견고히 고착 설치된 상태인데, 이 상태에서는 볼트(41)보다 큰 둘레를 가지는 내부 소켓(42)의 전단력에 의하여 플레이트(1 또는 2)가 지지됨으로 큰 지지력으로 지지하게 되며, 이때 내부 소켓(42)은 또 다시 외부 소켓(43)에 둘러싸여 있는 상태에서 교각 또는 상판의 콘크리트에 묻혀 있는 상태라서 큰 표면적으로 콘크리트와 결합하여 결착도 공고히 이루어지게 된다. 물론 시방 시에는 외부 소켓(43)만 상판 또는 교각의 콘크리트에 매입설치하고 콘크리트 양생 후 교좌장치를 설치하여 앵커체(4)를 세팅하여 설치함이 바람직하다.

상기한 상태에서 교좌장치의 정비 또는 수선을 위하여 볼트(41)를 풀면 내부 소켓(42)이 밀려나면서 하부플레이트(2)의 요입홈(21)에서 취출되고, 볼트(41)가 완전히 빠지면 내부 소켓(42) 및 이를 감싼 외부 소켓(43) 모두가 하부플레이트(2)와 분리하게 되는데, 이때 볼트(41)의 머리는 상하부플레이트(1, 2)의 사이에 위치되며, 이 사이 공간은 베어링(3)이 장착되는 공간이라서 볼트(41)의 쪼임/풀림 작업에 지장을 주지않게 되는바, 종래의 교좌장치에서는 상판을 작키(Jack)로 떠서 들은 상태에서 작업을 하던 것에 비해, 주요 기능부인 베어링(3)의 정비/교체가 손쉽게 이루어지게 된다.

또한, 상기 소켓(42, 43)들을 도면에서는 원기둥 상으로 도시하였는데, 내부 소켓(42)이 외부 소켓(43) 내에서 적절히 상하방향으로 슬라이드 될 수 있다면 그 형태는 제한적이지 않으며, 다만, 상기 내부 소켓(42) 및 외부 소켓(43)이 원기둥 상으로 이루어지면 제작이 손쉬어 경제적이며, 이 경우 상기 내부 소켓(42)이 외부 소켓(43) 내에서 볼트(41)와의 나합시에 회전(자전)되면서 나합에 지장을 초래할 수 있으므로, 상기 내부 소켓(42) 및 외부 소켓(43) 중 어느 하나에는 키홈(433; 외부 소켓에 형성된 예)이 형성되고, 상기 내부 소켓(42) 및 외부 소켓(43) 중 다른 하나에는 상기 키홈(433)에 삽입되는 키(423; 내부 소켓에 형성된 예)가 형성되는 것으로 함으로서 외부 소켓(43) 안에서 내부 소켓(42)이 회전함으로서 볼트(41)와의 나합에 지장을 주지 않도록 할 수 있다. 물론 이때 내부 소켓(42)이 외부 소켓(43) 내에서 상하방향으로 슬라이딩 될 수 있어야 함으로 키홈(433)도 이를 고려하여 키(423)가 슬라이드 되게 상하로 길게 슬리트상으로 형성시켜야 한다.

도 5는 본 발명의 다른 구성인 앵커체(4)의 다른 구성을 도시한 것으로, 도 2의 요부 발췌 확대도이다.

본 발명의 보수가 편리한 교좌장치용 앵커는, 내부 소켓(42)이 외부 소켓(43) 내에서 상하방향으로 슬라이딩 될 수 있는 구조라서 하천의 범람시에 물에 의해 또는 강풍에 의해 상판이 들리면 정위치를 이탈할 수 있는데, 이러한 부발(孚拔)을 방지하도록 하기 위하여 상기 내부 소켓(42) 및 외부 소켓(43)을 동시에 축심방향으로 관통하여 핀(44)이 설치되는 구조를 채용하였으며, 이때 내부 소켓(42)이 요입홈(21)에서 빠지거나 삽입되는 슬라이딩을 감안하여 내부 소켓(42) 및 외부 소켓(43) 중 어느 하나에는 상기 핀(44)이 관통하는 관통공이 장홀(422; 내부 소켓에 적용한 예임)을 이루도록 하고, 다른 하나는 정홀(432)로 되도록 하는 것이며, 이때 내부 소켓(42) 및 외부 소켓(43) 중 어느 하나가 정홀이면 나머지는 반드시 장홀로 하여야 작동에 문제가 발생되지 않는다.

또한, 내부 소켓(42) 및 외부 소켓(43)에 설치되는 키(423) 및 키홈(433)이 설치되는 경우에 부발력에 대항하지만, 키(423) 및 키홈(433)은 내부 소켓(42)이 외부 소켓(43) 안에서 회전하는 것을 방지하기 위한 용도임으로, 부발력에 충분히 대항하기에는 무리가 있으며, 부발발지용의 핀(44)은 부발력 발생시 베어링(3)의 보호뿐만 아니라 키(423)의 파손을 방지하여 주요 기능부의 보호에 만전을 기하게 한다.

미 설명부호인 431은 수용부로서 내부 소켓(42)이 외부 소켓(43) 내에 삽입될는 요입홈 중 슬라이딩 될 수 있는 여유 홈을 나타내는 것이다.

상기한 단어, 용어 및 명칭들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 발명자의 의도와 관계없이 제작자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 교좌 장치에 대해 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1. 상부플레이트(상측 슈)
2. 하부플레이트(하측 슈)
21. 요입홈
3. 베어링(작동부, 패드, 구면자)
4. 앵커체
41. 볼트(앵커볼트) 42. 내부 소켓
421. 탭 422. 장홀 423. 키
43. 외부소켓
431. 수용부 432. 정홀 433. 키홈
44. 핀

Claims (3)

1. 교량의 상판에 매입 설치되는 상부플레이트와 교각에 매입 설치되는 하부플레이트 및 상기 상하부플레이트 사이에 내장되어 변위나 스트레스에 적응함으로서 상판에 작용되는 하중이 교각에 무리를 주지 않도록 하는 작동하는 베어링으로 이루어지는 교좌장치에 사용되는 앵커에 있어서,
   상기 상부플레이트 또는 하부플레이트 중 적어도 어느 하나의 플레이트에 장착된 앵커볼트를 중심으로 요입홈이 형성되고,
   상기 요입홈에 삽입될 수 있는 것으로 중심에 앵커볼트가 나사 삽입되는 탭이 형성되는 내부 소켓과, 상기 내부 소켓이 상하로 이동가능하게 수용되어 상판 또는 교각 중 적어도 어느 하나에 매입되어 설치되는 외부 소켓으로 이루어지는 보수가 편리한 교좌장치용 앵커.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 내부 소켓 및 외부 소켓이 원기둥 상으로 이루어지고,
   상기 내부 소켓 및 외부 소켓 중 어느 하나에는 키홈이 형성되고, 상기 내부 소켓 및 외부 소켓 중 다른 하나에는 상기 키홈에 삽입되는 키가 형성되는 것을 특징으로 하는 보수가 편리한 교좌장치용 앵커.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 내부 소켓 및 외부 소켓을 동시에 축심 방향으로 관통하여 핀이 설치되고,
   상기 내부 소켓 및 외부 소켓 중 어느 하나에는 상기 핀이 관통하는 관통공이 장홀로 되는 것을 특징으로 하는 보수가 편리한 교좌장치용 앵커.

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