KR101244463B1 - 설치가 용이하고 결합성이 우수한 교량용 신축이음장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레일형 신축이음장치와 핑거형 신축이음장치를 합성하여 구성함으로써 레일형 신축이음장치의 단점과 핑거형 신축이음장치의 단점을 보완할 수 있도록 한 교량용 신축이음장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치는 교량에 폭방향을 따라 연장되게 설치되는 한 쌍의 나란한 레일 빔과; 상기 레일 빔 사이에 설치되는 유연한 재질의 신축재와; 상기 레일 빔의 상면에 각각 부착되며, 서로 마주보는 선단에 서로 일정 간격을 두고 교호로 맞물리게 배열되는 복수개의 핑거를 구비한 한 쌍의 핑거플레이트와; 상기 레일 빔의 외측면에 수평축에 대해 일정 각도로 하향 경사지게 설치되며, 레일 빔에 대해 임의의 원하는 각도로 회전 가능하게 연결되어 교량의 주철근에 고정되는 유동앵커를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

설치가 용이하고 결합성이 우수한 교량용 신축이음장치{Expansion Joint for Bridge}

본 발명은 교량용 신축이음장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레일형 신축이음장치와 핑거형 신축이음장치를 합성하여 구성함으로써 레일형 신축이음장치의 단점과 핑거형 신축이음장치의 단점을 보완하고, 교량에 견고하게 설치될 수 있도록 한 하이브리드 타입의 교량용 신축이음장치에 관한 것이다.

일반적으로, 교량의 상판은 온도변화 등에 따라 팽창되거나 수축된다. 그러므로 일정한 길이 이상으로 건설되는 교량의 상판은 상판의 수축과 팽창을 고려하여 이웃하는 상판과는 간격을 두고 설치된다. 이러한 교량의 상판간에는 소음을 줄이고, 승차감을 좋게 하고, 이물질이나 빗물이 그 하부로 떨어지는 것을 막기 위한 목적 등으로 신축이음장치가 설치된다.

이러한 신축이음장치는 교량의 상판 슬래브에 설치되며, 양측면의 앵커가 교량 상판에 교축 방향을 따라 설치되는 주철근과 용접됨으로써 교량 상판에 견고하게 고정된다.

그런데, 종래의 신축이음장치들은 강재 플레이트의 양측면에 형성된 앵커가 강재 플레이트에 완전히 고정되어 있기 때문에 앵커의 위치와 주철근의 위치가 어긋나게 되면 고정 결합이 용이하지 않아 신축이음장치의 구조 강도가 저하되는 문제가 있으며, 작업자의 숙련도에 따라 신축이음장치의 결합 정도에 차이가 발생하는 문제가 있다.

또한 종래의 신축이음장치는 배수식과 비배수식으로 대별할 수 있는데, 배수식 신축이음장치의 일례로서 대한민국 등록특허 제10-0987062호에 개시된 핑거형(finger type) 신축이음장치를 들 수 있다. 상기 핑거 타입 신축이음장치는 진동에 유리한 이점이 있지만 배수를 위한 배수홈통 및 배수파이프 시설이 필수적으로 요구되어 공사비가 많이 소요되는 단점이 있다.

그리고 비배수식 신축이음장치의 일례로 등록실용신안 제20-0272143호에 개시된 레일형 신축이음장치를 들 수 있는데, 레일형 신축이음장치는 설치가 용이하며 부식이 적고 내구성이 우수한 장점이 있는 반면에 많은 물과 토사가 유입되어 오염의 우려가 있고 고무받침에 하중이 많이 가해지는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 신축이음장치가 갖는 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 신축이음장치의 강재 플레이트의 측면에 앵커를 유동 가능한 구조로 구성하여 앵커를 교량의 주철근에 확실히 고정시켜 구조 강도를 증대시킬 수 있으며, 설치가 용이하고 결합성이 우수한 교량용 신축이음장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 배수식 신축이음장치와 비배수식 신축이음장치의 단점을 보완하여 설치 및 유지관리가 용이하며, 내구성을 향상시킬 수 있는 하이브리드 타입의 교량용 신축이음장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 교량용 신축이음장치는 교량에 서로 나란하게 설치되는 한 쌍의 레일 빔과; 상기 레일 빔 사이에 설치되는 유연한 재질의 신축재와; 상기 레일 빔의 상면에 각각 부착되며, 서로 마주보는 선단에 서로 일정 간격을 두고 교호로 맞물리게 배열되는 복수개의 핑거를 구비한 한 쌍의 핑거플레이트와; 상기 레일 빔의 외측면에 수평축에 대해 일정 각도로 하향 경사지게 설치되며, 레일 빔에 대해 임의의 원하는 각도로 회전 가능하게 연결되어 교량의 주철근에 고정되는 복수개의 유동앵커를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 신축이음장치는 레일형 신축이음장치와 핑거형 신축이음장치를 결합한 하이브리드 타입으로서 신축재가 교량의 폭방향을 따라 일체형으로 구성될 수 있으므로 내구성과 수밀성이 향상되고, 레일 빔에 의한 내구성 증대 효과와 핑거플레이트에 의한 소음 저감 효과를 동시에 얻을 수 있는 이점이 있다.

또한 유동앵커를 레일 빔에 대해 회전이 가능하게 구성함으로써 레일 빔 설치시 교량의 주철근과 일치되어 간섭되거나 이격될 경우 유동앵커를 회전시켜 주철근에 고정하여 구조 강도를 저하시키지 않고 신축이음장치를 설치할 수 있는 이점도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교량용 신축이음장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 교량용 신축이음장치의 종단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 교량용 신축이음장치의 핑거플레이트를 제거하여 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 교량용 신축이음장치의 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교량용 신축이음장치를 나타낸 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교량용 신축이음장치를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6의 교량용 신축이음장치의 종단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교량용 신축이음장치를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 교량용 신축이음장치는 교량 상판(1)에 폭방향(교량의 교축에 수직한 방향)을 따라 연장되게 설치되는 한 쌍의 나란한 레일 빔(10)과, 상기 레일 빔(10) 사이에 설치되는 유연한 재질의 신축재(20)와, 상기 레일 빔(10)의 상면에 각각 부착되는 한 쌍의 핑거플레이트(30)와, 상기 레일 빔(10)의 외측면에 수평한 교축(X)에 대해 일정 각도로 하향 경사지게 설치된 유동앵커(40)와, 상기 핑거플레이트(30)에 하측으로 연장되게 설치되어 교량의 보조철근(3)과 용접되는 핑거앵커(50)를 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 한 쌍의 레일 빔(10)은 교량 상판(1)의 일단부에서 타단부까지 교량의 교축방향 또는 교직방향을 따라 일체로 연장되게 설치되며, 서로 일정하게 이격된 거리를 유지하면서 나란하게 설치된다. 상기 각각의 레일 빔(10)의 내측면에는 상기 신축재(20)가 끼워지는 가이드홈(11)이 레일 빔(10)의 길이방향을 따라 연장되게 설치된다. 상기 레일 빔(10)은 철강, 알루미늄합금강, 또는 스테인레스 스틸로 이루어질 수 있다.

상기 신축재(20)는 대체로 'V'자형 단면을 가지며, 고무 등의 유연한 재질로 이루어진다. 상기 신축재(20)는 양단부가 상기 레일 빔(10)의 내측면에 형성되어 있는 가이드홈(11) 내측에 삽입되어 고정된다. 이 때, 상기 신축재(20)는 길이방향 한 쪽 끝단부를 레일 빔(10)의 가이드홈(11)의 길이방향 한 쪽 끝단부에 맞추어 슬라이딩시키면서 삽입 결합시키면 쉽게 레일 빔(10)에 결합시킬 수 있다.

상기 한 쌍의 핑거플레이트(30)는 상기 레일 빔(10)의 상측에 용접 또는 볼트와 같은 결합수단에 의해 고정되게 결합되어 교량의 상면에 폭방향으로 연장되게 설치된다. 상기 핑거플레이트(30)들은 서로 마주보는 내측 선단에 서로 일정 간격을 두고 교호로 맞물리게 배열되는 복수개의 핑거(31)를 구비한다. 상기 핑거플레이트(30)는 레일 빔(10)과 마찬가지로 철강, 알루미늄합금강, 또는 스테인레스 스틸로 이루어질 수 있다.

상기 유동앵커(40)는 레일 빔(10)의 외측면에 레일 빔(10)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 배열되며, 교량 상판(1)에 교축방향(X축 방향)으로 연장되게 설치되는 주철근(2)에 용접 또는 결속선 등으로 결합되면서 레일 빔(10)이 교량 상판에 안정적으로 고정된 상태를 유지하도록 하는 작용을 한다. 상기 주철근(2)과의 고정은 결속선, 또는 용접 등의 방법으로 이루어진다. 여기서 상기 유동앵커(40)는 교축(X)에 대해 소정의 각도로 하향 경사지게 연결되며, 레일 빔(10)에 대해 임의의 원하는 각도로 회전할 수 있도록 되어 있다. 이 실시예에서 상기 유동앵커(40)는 상기 레일 빔(10)의 외측면에 용접 고정되는 너트부(42)에 나선 결합되어 너트부(42)에 대해 임의의 각도로 회전하도록 구성되어 있다. 하지만, 도 4에 다른 실시예로 나타낸 것과 같이, 상기 레일 빔(10)의 외측면에 나사산이 형성된 암나사부(44)를 탭(tap) 가공으로 형성하고, 상기 유동앵커(40)의 선단부를 상기 암나사부(44)에 나선 결합시켜 유동앵커(40)가 암나사부(44)에 대해 임의의 원하는 각도로 회전하도록 할 수도 있다.

상기 유동앵커(40)는 머리 부분이 아래로 향하여 교량 슬래브 주철근(2)에 용접 등의 방식으로 고정된다. 만약 유동앵커(40)와 주철근(2)이 일치하여 간섭이 발생할 경우에는 유동앵커(40)를 소정의 각도로 회전시켜 틀어서 간섭을 회피하면서 주철근(2)과 접촉시켜 고정을 하여야 하는데 이 때 유동앵커(40)의 회전 각도는 유동앵커(40)의 머리부분이 아래로 향하였을 때를 0°로 보았을때 0°~ ±90°정도가 된다(도 3a 참조). 또한 유동앵커(40)와 주철근(2)이 서로 접촉하지 않게 되는 경우에도 유동앵커(40)를 회전시켜 주철근(2)과 접촉하도록 하여 용접 또는 결속선 등으로 고정시킬 수 있다(도 3b 참조).

상기 핑거앵커(50)는 상기 핑거플레이트(30)의 하측에서 길이방향을 따라 일정 간격으로 결합된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 교량용 신축이음장치는, 교량 상판(1)에 상기 레일 빔(10)을 설치할 때 교량 상판(1)에 교축 방향으로 설치되어 있는 주철근(2)이 상기 유동앵커(40)와 일치하여 간섭될 경우 유동앵커(40)를 너트부(42)에 대해 일정 각도로 회동시켜 틀어서 유동앵커(40)와 주철근(2) 간의 간섭을 피하여 고정하고(도 3a 참조), 유동앵커(40)가 주철근(2)과 이격될 경우 유동앵커(40)를 주철근(2)과 접촉할 때까지 회전시킨 후 주철근(2)과 고정시킬 수 있다(도 3b참조). 따라서, 레일 빔(10)을 교량 상판(1)에 안정적으로 고정시킬 수 있으며, 작업자의 숙련도와 무관하에 신축이음장치의 결합도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 유동앵커(40)와 함께 핑거앵커(50)를 교량 상판(1)의 보조철근(3)과 접촉시켜 용접 또는 결속선 등으로 고정시킴으로써 핑거앵커(50)가 결합되어 있는 핑거플레이트(30)를 교량 상판(1)에 안정적으로 고정시킬 수 있다.

한편, 상기와 같은 본 발명의 하이브리드 타입 신축이음장치는 상기 신축재(20)가 기존의 레일형 신축이음장치의 신축재(20)와 거의 동일한 형태로 되어 비배수식 신축이음장치를 구성한다. 따라서, 비가 내리게 되면 상기 레일 빔(10) 사이로 낙하한 빗물이 신축재(20)를 따라 유동하여 교량 상판(1)의 폭방향 양단부로 흐르게 되는데, 이 때 빗물이 신축재(20)의 끝단부를 통해 흘러내리게 되면 교량 상판(1)의 폭방향 양단부가 구조적으로 취약해질 수 있다.

따라서, 도 1에 도시한 것과 같이 레일 빔(10)과 신축재(20)의 길이방향 한 쪽 끝단부 또는 양 쪽 끝단부를 상측으로 일정 각도로 경사지게 형성하여 신축재(20)를 따라 유동하는 빗물이 교량의 양측으로 흘러내리는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 신축이음장치는 신축재(20)가 교량의 폭방향을 따라 일체형으로 구성될 수 있으므로 내구성과 수밀성이 향상되고, 레일 빔(10)에 의한 내구성 증대 효과와 핑거플레이트(30)에 의한 소음 저감 효과를 동시에 얻을 수 있는 이점이 있다.

또한 유동앵커(40)를 레일 빔(10)에 대해 회전이 가능하게 구성함으로써 레일 빔(10) 설치시 교량의 주철근(2)과 유동앵커(40)를 확실히 접촉시켜 고정할 수 있으므로 구조 강도를 저하시키지 않고 신축이음장치를 설치할 수 있게 된다.

요컨대 전술한 실시예의 신축이음장치는 레일형 신축이음장치와 핑거형 신축이음장치를 결합한 하이브리드 타입으로서 두가지 타입의 단점을 보완하고 장점을 극대화시킬 수 있는 구조를 갖도록 설계된 것이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 교량용 신축이음장치를 나타낸 것으로, 이 실시예의 교량용 신축이음장치는 서로 일정 거리 이격되어 나란하게 설치되는 강재로 된 한 쌍의 레일 빔(10)과, 상기 레일 빔(10) 사이에서 설치되는 신축재(20)와, 상기 각각의 레일 빔(10)의 외측면에 교축(X)에 대해 일정 각도로 하향 경사지게 설치되며 레일 빔(10)에 대해 임의의 원하는 각도로 회전 가능하게 연결되어 교량의 주철근(2)에 고정되는 복수개의 유동앵커(40)를 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 유동앵커(40)는 전술한 실시예와 마찬가지로 레일 빔(10)의 외측면에 용접 고정되는 너트부(42)에 나선 결합되어 너트부(42)에 대해 임의의 원하는 각도로 회전하거나, 레일 빔(10)의 외측면에 암나사부를 탭(tap) 가공으로 형성하여 유동앵커(40)를 선회 가능하게 결합시킬 수도 있다.

또한 도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교량용 신축이음장치를 나타낸 것으로, 이 실시예의 교량용 신축이음장치는 한 쌍의 레일 빔(10)의 상단부에 파형(waveform)의 교합부(16)가 형성된 수평지지부(15)가 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 레일 빔(10) 사이에 신축재(20)가 가황 성형되어 일체화되어 있으며, 상기 레일 빔(10)의 양측에 교축(X)에 대해 일정 각도로 하향 경사지게 설치된 복수개의 유동앵커(40)가 너트부(42)에 회전 가능하게 연결된 구조로 이루어진다.

전술한 실시예들과 마찬가지로 상기 유동앵커(40)는 레일 빔(10)에 대해 일정한 각도로 회전하면서 교량의 주철근(2)의 외면에 확실히 접촉되어 고정된다.

이와 같이 본 발명의 교량용 신축이음장치는 유동앵커(40)가 레일 빔(10)에 대해 임의의 원하는 각도로 회전하면서 주철근(2)과 확실하게 접촉하여 고정될 수 있게 되므로 구조 강도를 향상시킬 수 있고 교량 상판에 안정되게 결합할 수 있게 되어 신축이음장치의 기능 발현이 명확해지고, 아울러 이와 같은 특징은 작업자의 숙련도와 무관하다는 이점이 있다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

1 : 교량 상판 2 : 주철근
3 : 보조철근 10 : 레일 빔
11 : 가이드홈 20 : 신축재
30 : 핑거플레이트 31 : 핑거
40 : 유동앵커 42 : 너트부
44 : 암나사부 50 : 핑거앵커

Claims (8)

1. 교량에 서로 나란하게 설치되는 한 쌍의 나란한 레일 빔(10)과;
   상기 레일 빔(10) 사이에 설치되는 유연한 재질의 신축재(20)와;
   상기 레일 빔(10)의 외측면에 교축(X)에 대해 일정 각도로 하향 경사지게 설치되며, 레일 빔(10)에 대해 임의의 원하는 각도로 회전 가능하게 연결되어 교량의 주철근(2)에 고정되는 복수개의 유동앵커(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 레일 빔(10)의 상면에 각각 부착되며, 서로 마주보는 선단에 서로 일정 간격을 두고 교호로 맞물리게 배열되는 복수개의 핑거(31)를 구비한 한 쌍의 핑거플레이트(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 레일 빔(10)의 상단부에 파형(waveform)의 교합부(16)가 형성된 수평지지부(15)가 형성되며;
   상기 신축재(20)는 상기 레일 빔(10) 사이에서 레일 빔(10)의 내측면에 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레일 빔(10)의 외측면에 너트부(42)가 고정되게 형성되고, 상기 유동앵커(40)는 상기 너트부(42)에 나선 결합되어 너트부(42)에 대해 임의의 원하는 각도로 회전하도록 된 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레일 빔(10)의 외측면에 나사산이 형성된 암나사부(44)가 형성되고, 상기 유동앵커(40)는 상기 암나사부(44)에 나선 결합되어 임의의 원하는 각도로 회전하도록 된 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 레일 빔(10)의 길이방향 한 쪽 끝단부 또는 양 쪽 끝단부는 상측으로 일정 각도로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 신축재(20)는 'V'자형 단면을 가지며, 양단부가 상기 레일 빔(10)의 내측면에 레일 빔(10)의 길이방향으로 형성된 가이드홈(11) 내측에 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
8. 제2항에 있어서, 상기 핑거플레이트(30)에 하측으로 연장되게 설치되어 교량의 보조철근(3)과 고정되는 핑거앵커(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.

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