KR101262903B1 - 엔드플레이트와 탄성고무 간 부착력을 강화한 탄성받침 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄성받침 관한 것으로, 엔드플레이트와 탄성고무 간의 부착력을 강화하여 전단변형시 엔드플레이트와 탄성고무 간 부착을 유지하지 못하고 분리되는데 따른 탄성체의 손상을 방지하고 지진시 충분한 면진성능을 발휘할 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명은, 상기 상부 구조물과 하부 구조물에 각각 결합되는 상부 및 하부의 플랜지 플레이트와, 상기 상부 및 하부의 플랜지 플레이트 사이에 설치되어 상기 상부 구조물에서 전달되는 하중을 탄성지지하면서 상기 상부 구조물의 수평이동은 허용하는 탄성체를 포함하여 구성되고, 상기 탄성체는, 상기 상부 및 하부의 플랜지 플레이트에 각각 결합되는 상부 및 하부의 엔드플레이트와, 상기 상부 및 하부의 엔드플레이트 사이에서 복수개가 이격 설치되는 스틸플레이트와, 상기 엔드플레이트와 스틸플레이트의 외측을 피복하면서 그 내부에도 충진된 탄성고무를 포함하여 이루어지되, 상기 탄성체의 엔드플레이트는 상기 탄성고무와의 부착력을 강화하기 위하여, 복수의 개체로 분할되어 그 개체들 사이의 이격된 공간으로 상기 탄성고무의 일부가 수용되도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

엔드플레이트와 탄성고무 간 부착력을 강화한 탄성받침{ELASTIC SUPPORTING APPARATUS REINFORCING ADHESION BETWEEN END PLATE AND ELASTIC RUBBER}

본 발명은 탄성받침 관한 것으로, 특히 탄성체의 엔드플레이트와 탄성고무 간의 강력한 부착력 및 전단저항력을 확보하여 전단변형시 엔드플레이트와 탄성고무 간 부착을 유지하지 못하고 분리되는데 따른 탄성체의 손상을 방지하고 지진시 충분한 면진성능을 발휘할 수 있도록 한 엔드플레이트와 탄성고무 간 부착력을 강화한 탄성받침에 관한 것이다.

일반적으로, 탄성받침이란 교량 상판 등과 같은 상부 구조물과 이를 지지하는 교각 등과 같은 하부 구조물 사이에 설치되어 수직으로는 충분한 강성으로 지지안전성을 확보하는 가운데 수평으로는 충분한 변형능력 및 에너지 소산능력으로 에너지를 흡수할 수 있도록 한 장치를 일컫는다.

이같은 탄성받침을 교량에서 사용하는 경우 상판과 교각의 상대적인 변위와 하중을 끊임없이 야기하는 요인들에 대하여 적절한 대응이 가능하게 된다. 예건대, 차량 통행에 따른 동하중의 작용, 계절 및 온도 변화로 인한 상판 길이의 변화, 지진으로 인한 충격력 등의 요인으로 발생하는 교량 상판의 변위 및 하중을 적절히 대비함으로써 궁극적으로는 교량 전체 또는 부분 붕괴를 막을 수 있는 것이다.

탄성받침은 전통적으로 복수의 고무판과 강판을 교대로 적층하여 이루어진 탄성체와, 상기 탄성체를 기초나 구조물에 설치하기 위한 상, 하부 플레이트를 주요구성으로 한다.

도 1은 종래기술에 의한 탄성받침을 설명하기 위한 참조단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 탄성받침은 교량의 상부 구조물과 하부 구조물인 상판과 교각에 각각 고정되는 상부와 하부의 플랜지 플레이트(11), 교량 상판의 하중을 탄력 있게 지지하고 수평방향으로 상판의 변위를 허용하기 위하여 탄성체(12,13,14)로 구성되었다.

종래의 탄성받침은 상기와 같은 구성에 의해 교량 상판을 탄력적으로 지지하는 가운데 교량 상판의 수평방향 변위를 허용하는 한편, 지진시에는 순간적으로 전달되는 급격한 에너지를 흡수하여 교량의 붕괴를 방지할 수 있었다.

그러나, 종래기술에 의한 탄성받침은 탄성체의 엔드플레이트에서 플랜지 플레이트와 접촉하는 제1접촉면(12a)의 반대면인 제2접촉면(121b)과 탄성고무(14) 간의 부착이 내부에 적층된 스틸플레이트(13)에 비해 일면만 부착되므로 전체적인 부착력에 있어서 취약한 문제점이 있었다. 이로 인해 교량 상판의 변위로 인해 탄성체(12,13,14)가 전단변형될 때 엔드플레이트의 제2접촉면(12b)과 탄성고무(14) 간에 안정적으로 부착되어 있지 못하고 분리되면서 탄성체의 손상은 물론, 지진시 면진기능을 충분히 발휘하지 못하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 탄성체의 엔드플레이트와 탄성고무 간의 강력한 부착력 및 전단저항력을 확보하여 전단변형시 엔드플레이트와 탄성고무 간 부착을 유지하지 못하고 분리되는데 따른 탄성체의 손상을 방지하고 지진시 충분한 면진성능을 발휘할 수 있도록 한 엔드플레이트와 탄성고무 간 부착력을 강화한 탄성받침을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 탄성받침은, 상기 상부 구조물과 하부 구조물에 각각 결합되는 상부 및 하부의 플랜지 플레이트와, 상기 상부 및 하부의 플랜지 플레이트 사이에 설치되어 상기 상부 구조물에서 전달되는 하중을 탄성지지하면서 상기 상부 구조물의 수평이동은 허용하는 탄성체를 포함하여 구성되고, 상기 탄성체는, 상기 상부 및 하부의 플랜지 플레이트에 각각 결합되는 상부 및 하부의 엔드플레이트와, 상기 상부 및 하부의 엔드플레이트 사이에서 복수개가 이격 설치되는 스틸플레이트와, 상기 엔드플레이트와 스틸플레이트의 외측을 피복하면서 그 내부에도 충진된 탄성고무를 포함하여 이루어지되, 상기 탄성체의 엔드플레이트는 상기 탄성고무와의 부착력을 강화하기 위하여, 복수의 개체로 분할되어 그 개체들 사이의 이격된 공간으로 상기 탄성고무의 일부가 수용되도록 한 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 탄성체의 엔드플레이트는 상기 탄성고무와의 부착력을 더욱 강화하기 위하여 상기 플랜지 플레이트와 접촉하는 제1접촉면의 반대편에서 탄성고무와 접촉하는 제2접촉면에 상기 탄성고무의 일부를 수용하는 수용홈을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 수용홈은 상기 제2접촉면에 요입된 형태로 구비된 사각홈인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제2접촉면에는 삼각 또는 사각 단면의 돌기라인이 이격을 두고 연속적으로 형성됨으로써 그 이격된 돌기라인 사이에 상기 수용홈이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 수용홈을 구비하기 위해 천공된 별도의 보조 플레이트가 상기 엔드플레이트에 접합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 플랜지 플레이트의 노출 표면에는 상기 탄성고무의 층수와 유효 두께, 상시와 지진시의 수평력, 압축 스프링계수, 전단 스프링계수, 상시 허용변위와 지진시 허용변위의 제원 정보를 담은 QR코드가 인쇄된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 QR코드 옆에는 시공사의 연락처, 담당설계사, 시공연월일, 설계연월일의 시공 정보를 담은 또 다른 QR코드가 인쇄된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 의한 탄성받침은, 분할된 엔드플레이트의 이격된 공간에 탄성고무 일부를 수용하여 붙잡도록 한 구성에 의해 엔드플레이트와 탄성고무 간 강력한 부착력 및 전단저항력을 확보함으로써 탄성체의 전단변형시 엔드플레이트와 탄성고무 간 부착을 유지하지 못하고 분리되는데 따른 탄성체의 손상을 방지하고 지진시 충분한 면진성능을 발휘할 수 있다.

또한, 본 발명은 탄성고무의 일부가 추가적으로 수용되는 수용홈에 의해 탄성체의 엔드플레이트와 탄성고무 간의 부착력이 더욱 강화된다.

또한, 본 발명은 플랜지 플레이트의 노출 표면에 탄성받침의 설계와 관련된 제원 정보와 시공과 관련된 시공 정보를 담은 두 개의 QR코드가 인쇄되어 교량에 설치된 많은 수의 탄성받침에 대한 쉽고 체계적인 관리가 가능해진다.

또한, 본 발명은 두께가 얇은 별도의 보조 플레이트를 천공하여 용접하는 방법으로 수용홈을 마련함으로써 두께가 두꺼운 엔드플레이트를 가공하여 수용홈을 형성하는데 따른 어려움을 해소할 수 있다.

도 1은 종래기술에 의한 탄성받침을 설명하기 위한 참조단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 탄성받침의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 탄성받침의 구성을 설명하기 위한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 탄성받침의 엔드플레이트를 설명하기 위한 사시도.
도 5는 본 발명의 제1변형실시예에 의한 탄성받침의 구성을 설명하기 위한 단면도.
도 6은 본 발명의 제1변형실시예에 의한 탄성받침의 엔드플레이트를 설명하기 위한 사시도.
도 7은 본 발명의 제2변형실시예에 의한 탄성받침의 구성을 설명하기 위한 단면도.
도 8은 본 발명의 제2변형실시예에 의한 탄성받침의 엔드플레이트를 설명하기 위한 사시도.
도 9는 본 발명의 제3변형실시예에 의한 탄성받침의 구성을 설명하기 위한 단면도.
도 10은 본 발명의 제3변형실시예에 의한 탄성받침의 엔드플레이트를 설명하기 위한 사시도.

이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 탄성받침의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 탄성받침의 구성을 설명하기 위한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 탄성받침의 엔드플레이트를 설명하기 위한 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 탄성받침은 교량에서 상부 구조물과 하부 구조물에 각각 결합되는 상부 및 하부의 플랜지 플레이트(110)와, 상기 상부 및 하부의 플랜지 플레이트(110) 사이에 설치되고, 상부 및 하부의 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d), 상기 상부 및 하부의 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d) 사이에서 복수개가 이격 설치되는 스틸플레이트(130), 상기 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)와 스틸플레이트(130)의 외측을 피복하면서 그 내부에도 충진된 탄성고무(140)로 이루어져 상기 상부 구조물에서 전달되는 하중을 탄성지지하면서 상기 상부 구조물의 수평이동은 허용하는 탄성체(T)를 포함하는 구성에서 종래의 탄성받침과 크게 다르지 않다.

그러나 본 발명의 실시예에 의한 탄성받침은, 탄성체(T)에 포함된 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)가 복수의 개체로 분할되어, 그 개체들 사이의 이격된 공간(125)으로 상기 탄성고무(140)의 일부가 수용될 수 있도록 한 구성을 갖는다. 이같은 구성에 의하여 상기 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)와 탄성고무(140) 간에 강력한 부착력 및 전단저항력을 확보할 수 있도록 하였다. 이로써, 교량의 상부 구조물인 상판의 변위로 인해 탄성체(T)가 전단변형될 때 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)와 탄성고무(140) 간 분리에 따른 탄성체(T)의 손상을 방지하고 지진시 충분한 면진성능을 발휘할 수 있게 된다.

즉, 본 발명의 실시예에 의하면 상기 탄성체(T)의 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)는 상기 탄성고무(140)와의 부착력을 강화하기 위하여 적어도 두 개의 개체(도면에서는 네 개의 개체)로 분할됨으로써 그 이격된 공간(125)으로 탄성고무(140)의 일부가 충분하게 유입되어 수용된 상태에 있게 된다. 이로 인해 탄성고무(140)를 접촉하여 부착시킬 수 있는 표면적이 넓어질 뿐만 아니라, 탄성고무(140)의 중앙부위를 강력하게 붙잡아줄 수 있도록 수직벽으로 이루어진 이격 공간(125)이 형성되어 탄성고무(140)에 대한 강력한 부착력 및 전단저항력을 확보하게 된다. 단, 도면에서는 상기 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)가 이격된 공간(125)을 구비하기 위해 네 개의 개체로 분할된 것으로 도시되었지만 두 개의 개체로 분할되는 것도 적당한 형태이며, 다른 수의 개체로 분할되는 것도 가능하다.

이처럼 본 발명은 단지 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)를 분할하여 이격된 공간(125)을 형성하는 간단하지만 독특한 구성에 의해 탄성고무(140)의 중앙부위 일부를 수용하면서 강력하게 붙잡을 수 있도록 하였다. 이로써 강력한 부착력 및 전단저항력을 확보할 수 있게 되어 탄성체(T)의 전단변형시 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)와 탄성고무(140) 간 분리되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 의한 탄성받침은 상기 플랜지 플레이트(110)의 노출 표면(플랜지 플레이트의 측면, 상부 플랜지 플레이트의 하면 일부, 하부 플랜지 플레이트의 상면 일부)에 탄성받침의 설계와 관련된 제원 정보와 시공과 관련된 시공 정보를 각각 담은 두 개의 QR코드(160a,160b)가 나란히 인쇄된다. 이 중 제원 정보를 담는 QR코드(160a)는 탄성고무(140)의 층수와 유효 두께(mm), 상시와 지진시의 수평력(kN), 압축 스프링계수(kN/m), 전단 스프링계수(kN/m), 상시 허용변위(mm)와 지진시 허용변위(mm)를 정보로 포함한다. 그리고 시공 정보를 담은 QR코드(160b)는 시공사의 연락처, 담당설계사, 시공연월일, 설계연월일을 정보로 포함한다.

이같이 상기 플랜지 플레이트(110)에 비교적 적은 면적으로 많은 정보를 담을 수 있는 QR코드(160a,160b)가 인쇄되면 교량에 설치된 많은 수의 탄성받침으로부터 탄성받침의 제원 및 시공 정보를 쉽게 파악할 수 있게 되어 쉽고 체계적인 관리가 가능해진다.

한편, 본 발명은 상기 탄성체(T)의 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)가 탄성고무(140)와 접촉하는 제2접촉면(122)에 탄성고무(140)의 일부를 추가적으로 수용할 수 있는 수용홈을 구비함으로써 탄성고무(140)와의 부착력을 더욱 강화할 수 있도록 한 다양한 변형실시예가 가능하다. 아래에서는 본 발명의 변형실시예에 의한 탄성받침의 구성에 대해 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제1변형실시예에 의한 탄성받침의 구성을 설명하기 위한 단면도이며, 도 6은 본 발명의 제1변형실시예에 의한 탄성받침의 엔드플레이트를 설명하기 위한 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제1변형실시예는, 탄성체(T)에 포함된 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)에서 상기 플랜지 플레이트(110)와 접촉하는 제1접촉면(121)의 반대면인 제2접촉면(122)에 탄성고무(140)의 일부를 추가적으로 수용홈(122a)을 구비하는 구성에 의해 상기 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)와 탄성고무(140) 간 부착력 및 전단저항력을 보다 강화할 수 있도록 하였다. 이로써, 교량의 상부 구조물인 상판의 변위로 인해 탄성체(T)가 전단변형될 때 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)와 탄성고무(140) 간 분리에 따른 탄성체(T)의 손상을 방지하고 지진시 충분한 면진성능을 발휘할 수 있게 된다.

즉, 본 발명의 제1변형실시예에 의하면 상기 탄성체(T)의 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)는 상기 탄성고무(140)와의 부착력을 강화하기 위하여 상기 제2접촉면(122)에 삼각 단면의 돌기라인이 이격을 두고 연속적으로 형성됨으로써 그 이격된 돌기라인 사이에 수용홈(122a)이 자연스럽게 형성되도록 하였다. 이로써, 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)가 분할된 구조에 의해 형성된 이격된 공간(125)뿐만 아니라 상기 수용홈(122a)에도 탄성고무(140)의 일부가 유입되어 수용된 상태가 되어 상기 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)의 제2접촉면(122)에 대한 탄성고무(140)의 부착력 및 전단저항력이 더욱 강화된다. 단, 상기 수용홈(120a)을 형성하기 위한 돌기라인은 교량의 길이방향과 직교한 교직방향으로 길게 형성되며, 도면에 도시된 삼각 단면뿐만 아니라 사각 단면이나 그 외에 다양한 단면의 형태로 형성될 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2변형실시예에 의한 탄성받침의 구성을 설명하기 위한 단면도이며, 도 8은 본 발명의 제2변형실시예에 의한 탄성받침의 엔드플레이트를 설명하기 위한 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제2변형실시예는, 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)의 제2접촉면(122)에서 탄성고무(140)의 일부를 수용하여 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)와 탄성고무(140)간 부착력을 강화하는 수용홈(122a)이 사각홈의 형태로 형성된 것을 특징으로 한다. 즉, 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)의 제2접촉면(122)이 사각홈 형태의 수용홈(122b)을 갖는 와플 형태로 형성되도록 한 것이다.

이같은 구성에 의하여, 전술된 변형 전 실시예와 같이 상기 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)와 탄성고무(140) 간 부착력 및 전단저항력을 강화할 수 있도록 함으로써 교량의 상부 구조물인 상판의 변위로 인해 탄성체(T)가 전단변형될 때 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)와 탄성고무(140) 간 분리에 따른 탄성체(T)의 손상을 방지하고 지진시 충분한 면진성능을 발휘할 수 있게 된다.

도 9는 본 발명의 제3변형실시예에 의한 탄성받침의 구성을 설명하기 위한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 제3변형실시예에 의한 탄성받침의 엔드플레이트를 설명하기 위한 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제3변형실시예는 전술된 제2변형실시예와 유사해보이지만 사각홈 형태의 수용홈(122b)을 구비하기 위해 천공된 별도의 보조 플레이트(150a,150b,150c,150d))가 상기 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)의 제2접촉면(122)에 접합된다는 점에서 큰 차이가 있다.

이같은 구성에 따르면, 두께가 두꺼운 상기 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)의 제2접촉면(122)을 가공하여 수용홈(122b)을 형성하는 어려운 작업 대신 얇은 철판으로 이루어진 보조 플레이트(150a,150b,150c,150d))를 마련하여 단지 프레스 천공하고 이를 상기 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)에 용접함으로써 상기 수용홈(122b)을 갖는 엔드플레이트(120a,120b,120c,120d)를 쉽게 마련할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

110 : 플랜지 플레이트 120a 내지 120d : 엔드플레이트
121 : 제1접촉면 122 : 제2접촉면
122a,122b : 수용홈 130 : 스틸플레이트
140 : 탄성고무 150 : 보조 플레이트
160a,160b : QR코드

Claims (7)

1. 교량에서 하부 구조물과 이에 대해 상대변위를 일으키는 상부 구조물 사이에 설치되는 탄성받침에 있어서,
   상기 상부 구조물과 하부 구조물에 각각 결합되는 상부 및 하부의 플랜지 플레이트와, 상기 상부 및 하부의 플랜지 플레이트 사이에 설치되어 상기 상부 구조물에서 전달되는 하중을 탄성지지하면서 상기 상부 구조물의 수평이동은 허용하는 탄성체를 포함하여 구성되고,
   상기 탄성체는, 상기 상부 및 하부의 플랜지 플레이트에 각각 결합되는 상부 및 하부의 엔드플레이트와, 상기 상부 및 하부의 엔드플레이트 사이에서 복수개가 이격 설치되는 스틸플레이트와, 상기 엔드플레이트와 스틸플레이트의 외측을 피복하면서 그 내부에도 충진된 탄성고무를 포함하여 이루어지되,
   상기 탄성체의 엔드플레이트는 상기 탄성고무와의 부착력을 강화하기 위하여, 수평하게 배열된 복수의 개체로 분할되어 그 개체들 사이의 이격된 공간으로 상기 탄성고무의 일부가 수용되도록 한 것을 특징으로 하는 탄성받침.
2. 제1항에 있어서,
   상기 탄성체의 엔드플레이트는 상기 탄성고무와의 부착력을 더욱 강화하기 위하여 상기 플랜지 플레이트와 접촉하는 제1접촉면의 반대편에서 탄성고무와 접촉하는 제2접촉면에 상기 탄성고무의 일부를 수용하는 수용홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성받침.
3. 제2항에 있어서,
   상기 수용홈은 상기 제2접촉면에 요입된 형태로 구비된 사각홈인 것을 특징으로 하는 탄성받침.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제2접촉면에는 삼각 또는 사각 단면의 돌기라인이 이격을 두고 연속적으로 형성됨으로써 그 이격된 돌기라인 사이에 상기 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 탄성받침.
5. 제2항에 있어서,
   상기 수용홈을 구비하기 위해 천공된 별도의 보조 플레이트가 상기 엔드플레이트에 접합되는 것을 특징으로 하는 탄성받침.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 플랜지 플레이트의 노출 표면에는 상기 탄성고무의 층수와 유효 두께, 상시와 지진시의 수평력, 압축 스프링계수, 전단 스프링계수, 상시 허용변위와 지진시 허용변위를 포함하는 제원 정보를 담은 QR코드가 인쇄된 것을 특징으로 하는 탄성받침.
7. 제6항에 있어서,
   상기 QR코드 옆에는 시공사의 연락처, 담당설계사, 시공연월일, 설계연월일을 포함하는 시공 정보를 담은 또 다른 QR코드가 인쇄된 것을 특징으로 하는 탄성받침.

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