KR101351069B1 - 완충구조를 갖는 감쇠용 교좌장치 - Google Patents

완충구조를 갖는 감쇠용 교좌장치 Download PDF

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이춘구
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(주)디에스엘
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/04—Bearings; Hinges
    • E01D19/041—Elastomeric bearings

Abstract

본 발명은 지진으로 인한 교량의 급격한 이동시 충격을 완충하여 교량으로 가해지는 충격을 완화해 교량의 내구수명을 연장할 수 있는 완충구조를 갖는 감쇠용 교좌장치에 관한 것으로서, 하판(10)과; 하판(10)에 얹혀지는 중판(20)과; 중판(20)에 수평이동가능하게 얹혀지는 상판(30) 및; 하판(30) 또는 상판(40)에 고정되어 상판(30)의 이동 및 부반력을 제어하는 이동제어부재(40)로 구성된 교좌장치에 있어서, 상기 상판(30)은, 상기 중판(20)에 수평이동가능하게 얹혀져 이동제어부재(40)에 의해 이동을 제한받는 슬라이딩 플레이트(31)와; 상기 슬라이딩 플레이트(31)에 얹혀지는 플레이트커버(32)와; 상기 슬라이딩 플레이트(31)와 플레이트커버(32) 사이에 억류돌기(31a) 및 삽입부(32a)가 각각 형성되고, 억류돌기(31a)에 탄성체(33)가 끼워져 삽입부(32a)에 삽입되며, 탄성체(33)를 매개로 교축방향 및 교축직각방향으로의 급격한 이동시 힘을 완충하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 지진과 같은 횡방향의 충격력발생시 이를 완충하여 교량의 내구수명을 획기적으로 연장할 수 있다.

Description

완충구조를 갖는 감쇠용 교좌장치{A dumping bearing with a shock absorbing device}
본 발명은 교좌장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 슬라이딩 플레이트와 플레이트커버 및 탄성체로 구성된 상판을 이용하여 지진과 같은 충격발생시 진동에너지를 흡수하여 고유주기를 길게 함으로서 교량의 감쇠기능을 구축하고, 내구수명을 연장할 수 있는 완충구조를 갖는 감쇠용 교좌장치에 관한 것이다.
일반적으로 교량의 구성은 차량의 하중을 직접 지지하는 상부구조물과 상부구조물을 떠받치는 교각이나 교대 등의 하부구조물과, 상부구조물에서 작용하는 하중을 수용하고, 계절의 온도변화나 바람, 지진 등의 충격에 의한 상대변위를 회전 및 수평으로 작용하는 전단변위를 수용하는 교량받침(또는 교좌장치)으로 구분된다.
이러한 교량받침의 기능은 반력(Reaction), 회전(Rotation), 이동(Displacement)을 가지며, 내진포트받침, 스페리컬받침, 핀롤러받침, 고안정받침 등 다양한 형태가 개발되어 교량의 특성과 용도에 따라 적용되고 있으며, 교량받침의 설계에 있어서는 내구성, 시공용이성, 유지보수의 용이성 및 경제성 등의 제반 요소들을 중요하게 고려하고 있다.
공지의 다양한 교량받침(또는 교좌장치) 중 디스크받침을 일 예로 들어 간략하게 설명한다.
이와 같은 종래의 교량받침은 교각의 상면에 설치되는 하부판과, 패드부인 상기 하부판의 상부 구멍에 전단핀을 매개로 끼워지는 중심판과, 상기 하부판과 중심판 사이 삽입고정되어 내부응력을 완충하는 폴리우레탄 탄성베어링과, 상기 중심판 상부에 놓여지는 불소수지판과, 상기 불소수지판 상부에 이동가능하게 설치되는 상부판으로 구성되어 교량상부의 하중과 외부물리적 변화 등을 받침 내부응력으로 수용한다.
또, 디스크 내진받침으로는 대한민국 등록특허 제10-0613027호가 있으며, 상기의 디스크받침 기능외에 추가되는 내진기능을 간략하게 설명하면, 하부판 양측에 내진 역할을 하는 부반력방지브래킷을 두어, 지진수평력의 과도한 수평이동을 상판의 제한된 홈으로 낙교를 방지하게 하고, 받침중심으로 향한‘ㄱ’자 형상을 마주보게 하여 직하지진시 발행하는 부반력을 억제하고 있다.
하지만, 상기 종래 기술은 교량 내진받침으로 지진력에 따라 교량받침과 하부구조물을 크게 확대하여야 함으로 교량건설 비용이 증가하며, 그러지 않을 경우는 받침기능 상실로 교량이 파괴되거나 내구수명이 단축하게 되는 심각한 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 지진으로 인한 급격한 충격을 완충하여 진동에너지를 흡수하는 동시에 별도 내부의 마찰력을 이용해 고유주기를 늘려 감쇠효과를 갖게 한 기능을 받침상판에 적용한 것으로, 기존 교량받침의 상판에 범용적으로 적용가능하고, 큰 수평력에 따른 교량받침과 하부구조물을 크게 하지 않아도 교량의 내구수명을 연장할 수 있으며, 교량건설비 마저 상당수 줄일 수 있는 완충구조를 갖는 감쇠용 교좌장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
하판과; 하판에 얹혀지는 중판과; 중판에 수평이동가능하게 얹혀지는 상판 및; 하판에 고정되어 상판의 이동 및 부반력을 제어하는 이동제어부재로 구성된 교좌장치에 있어서,
상기 상판은,
상기 중판에 수평이동가능하게 얹혀져 이동제어부재에 의해 이동을 제한받는 슬라이딩 플레이트와;
상기 슬라이딩 플레이트에 얹혀지는 플레이트커버와;
상기 슬라이딩 플레이트와 플레이트커버 사이에 억류돌기 및 삽입부가 각각 형성되고, 억류돌기에 탄성체가 끼워져 삽입부에 삽입되며, 탄성체를 매개로 교축방향 및 교축직각방향으로의 급격한 이동시 힘을 완충하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서,
상기 슬라이딩 플레이트에는 억류돌기가 구비되고;
상기 플레이트커버에는 억류돌기가 삽입되는 삽입부이 구비되며;
상기 탄성체는 억류돌기에 끼워져 삽입부에 수용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서,
상기 탄성체에는 탄성변위수용홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서,
상기 슬라이딩 플레이트와 플레이트커버 사이에는 마찰패드가 더 보강 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서,
상기 탄성체의 재질은 외부충격을 완충할 수 있는 합성수지재인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 지진과 같은 충격으로 인해 교량상판이 교축방향 및 교축직각방향으로 급격히 이동할 경우, 교량상판에 설치된 슬라이딩 플레이트와 플레이트커버 및 탄성체가 함께 이동되면서 신축 거동을 수용하게 되고, 여기서 더 힘이 가해 지면 슬라이딩 플레이트와 플레이트커버 사이에 설치된 탄성체는 슬라이딩 플레이트에 의해 서서히 압축되면서 그 충격을 완충하게 되며, 교량상판이 반대로 이동할 때에는 탄성체가 빠르게 복원되면서 다음 충격을 대비하게 된다. 따라서, 상기와 같은 작용에 의해 급격한 전방향의 충격력이 가해지더라도 이를 탄성체가 신속하게 대응하여 완충해 완화시켜 주기 때문에 교량상판 간의 충동, 부상 및 낙교 등의 문제를 해소할 수 있어 교량의 내구수명을 획기적으로 연장할 수 있는 이점이 있다.
또한, 비교적 구조가 단순해 제조가 상당히 용이하고, 이에 따라 제조단가 역시 획기적으로 낮출 수 있으며, 매우 단순한 구조를 이루고 있어 교체 작업이 상당히 편리해지는 이점이 있다.
게다가, 하판에 패드안착홈과 상호 연통되어 물을 배출을 배출할 수 있도록 된 배수구가 형성하여 줌으로서 패드안착홈이 부식되는 것을 방지함은 물론 패드안착홈의 부식으로 인한 폴리우레탄 탄성베어링의 손상을 최대한 예방하여 항상 최적의 탄성상태를 유지토록 함으로서 폴리우레탄 탄성베어링의 교체주기를 획기적으로 낮출 수 있도록 하는 부수적인 효과를 기대해 볼 수 있다.
나아가, 슬라이딩 플레이트와 플레이트커버 사이에는 마찰패드가 더 보강 구비되는데, 이에 의해 필요로 하는 마찰력을 선택적으로 부여할 수 있기 때문에 미끄럼운동시 소음저감 및 마모감소할 수 있어 내구수명을 획기적으로 연장토록 할 수 있는 부수적인 효과를 기대해 볼 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 교좌장치의 결합사시도
도 2는 본 발명에 따른 교좌장치의 분해사시도.
도 3은 도 1의 A - A' 단면도.
도 4는 도 1의 B - B' 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 교좌장치에서 상판의 다른 실시 예를 도시한 단면도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 교좌장치의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 교좌장치의 다른 실시 예를 도시한 사시도 및 단면도.
도 10은 도 8의 교좌장치에 작용을 설명하기 위한 도면.
이하에서는 공지의 다양한 면진장치 중 디스크타입의 면진장치를 일 예로 들어 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 면진장치(일방향 고정형)의 결합사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 면진장치(일방향 고정형)의 분해사시도이며, 도 3은 도 1의 A - A' 단면도이며, 도 4는 도 1의 B - B' 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 면진장치는, 하판(10)과 중판(20), 상판(30) 및 이동제한부재(40)로 구성되며, 교각(또는 교대)과 교량상판 사이에 설치되어 교량상판의 신축변위를 보상함과 동시에 지진으로 인한 교량상판의 급격한 이동시 교량상판으로 충격이 가해지지 않도록 충격을 완충해 완화하는 기능을 한다.
여기서, 상기 하판(10)과 중판(20) 및 이동제한부재(40)는 이미 해당 분야에서 널리 공지된 기술이므로 이하에서는 간략하게 설명하고, 본 발명의 요지인 상판(30)에 대해서는 이하에서 보다 상세하게 설명한다.
상기 하판(10)은 하부에 고정되는 앵커(A)를 매개로 교각(또는 교대)에 설치되는 공지의 부재로서, 상기 하판(10)의 상면에는 폴리우레탄 탄성베어링(21)이 안착되는 베어링안착홈(11)이 형성되고, 베어링안착홈(11)의 중앙에는 중심판(22)의 전단핀(22b)이 삽입되는 핀구멍(12)이 형성된다.
상기 중판(20)는 하판(10)에 얹혀져 고정되는 공지의 부재로서, 폴리우레탄 탄성베어링(21)과; 폴리우레탄 탄성베어링(21)를 관통해 핀구멍(12)에 삽입되는 전단핀(22a)과, 불소수지판(23)이 삽입되는 수지판안착홈(22b)을 갖추고서, 폴리우레탄 탄성베어링(21)에 얹혀지는 중심판(22) 및; 수지판안착홈(22b)에 삽입되어 스테인리스판(34)과 면 접촉하는 불소수지판(23;통상 테프론, 플루온이라는 상표명으로 널리 알려진 폴리테트라 플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene;PTFE)으로 제조함)으로 구성된다.
상기 이동제한부재(40)는 하판(10) 또는 상판(30)에 체결부재(B)를 매개로 고정되는 공지의 부재로서, 본 실시 예의 경우 하판(10)에 체결부재(B)를 매개로 고정되어 상판(30)의 이동 및 부반력을 제어한다.
한편, 상기 하판(10)에는 패드안착홈(11)과 상호 연통되는 배수구(13)가 형성되어 있다는 점에 주목할 필요가 있다.
여기서, 상기 배수구(13)는 물을 배출하여 패드안착홈(11)에 물이 고이는 것을 방지하는 용도로 이용되며, 이를 통해 패드안착홈(11)이 부식되는 것을 방지함은 물론 패드안착홈(11)의 부식으로 인한 폴리우레탄 탄성베어링(21)의 손상을 최대한 예방하여 항상 최적의 탄성상태를 유지토록 함으로서 폴리우레탄 탄성베어링(21)의 교체주기를 획기적으로 낮출 수 있도록 하는 부수적인 효과를 기대해 볼 수 있다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 상기 상판(30)은 교량상판의 신축변위를 보상함과 동시에 특히 지진으로 인한 교량상판의 급격한 이동시 교량상판으로 충격이 가해지지 않도록 충격을 완충해 완화한다는 점에 주목할 필요가 있다.
본 실시 예의 경우, 상기 상판(30)은 중판(20)에 수평이동가능하게 얹혀지며, 이동제한부재(40)에 의해 이동(교축방향 및 교축직각방향의 이동) 및 부반력이 제한된다.
상기 상판(30)은 슬라이딩 플레이트(31)와 플레이트커버(32) 및 탄성체(33)로 구성되며, 각각의 구성을 좀 더 상세하게 설명하며 다음과 같다.
상기 슬라이딩 플레이트(31)는 전체적으로 직사각형태를 이루는 판으로서, 상면에는 상향으로 돌출되는 억류돌기(31a)가 형성되고, 측면 가장자리에는 외향으로 돌출되는 이동제한돌부(31b)가 형성되며, 하면에는 불소수지판(23)과 면 접촉하는 스테인리스판(34)이 설치된다.
상기 억류돌기(31a)에는 탄성체(33)가 끼워져 고정된다.
그리고, 상기 이동제한돌부(31b) 사이에는 이동제한부재(40)가 배치된다.
본 실시 예의 경우, 상기 슬라이딩 플레이트(31)는 이동제한돌부(31b)가 이동제한부재(40)의 양 측면에 맞대어져 있어 교축방향의 이동은 어렵고, 교축직각방향의 이동은 이동제한부재(40)의 내측면과 슬라이딩 플레이트(31) 간의 유격이 있어 유격거리(C: 도 7 참조)만큼 이동은 가능하지만 이 역시 제한을 받게 된다.
상기 플레이트커버(32)는 교량상판에 설치되는 전체적으로 직사각형태를 이루는 판으로서, 하면에는 삽입부(32a)가 형성되고, 상면에는 고정돌부(32b)가 형성되며, 양 측면에는 외향으로 돌출되는 날개부(32c)가 형성된다.
상기 삽입부(32a)에는 억류돌기(31a) 및 탄성체(33)가 삽입된다.
그리고, 상기 고정돌부(32b)는 일체로 형성되거나 또는 별물로 구성되어 체결수단(예를 들면, 나사볼트 등)를 매개로 고정된다. 여기서, 상기 고정돌부(32b)는 교량상판에 설치되는 솔 플레이트(sole plate)의 홈에 삽입되어 고정된다.
그리고, 상기 날개부(32c)는 이동제한부재(40)의 상양부(41;도 3 참조)에 의해 부반력이 제한된다.
상기 탄성체(33)는 슬라이딩 플레이트(31)와 플레이트커버(32) 사이에 설치되어 교축방향 및 교축직각방향으로의 급격한 이동시 힘을 완충하는 기능을 한다.
상기 탄성체(33)의 재질은 외부충격을 완충할 수 있는 합성수지재로서, 본 실시 예의 경우, 폴리우레탄(polyurethane)을 적용하였으며, 이 밖에도 해당 분야에서 이와 동일한 기능을 수행할 수 있는 것이라면, 공지의 그 어떠한 것도 적용실시 가능하다.
상기 탄성체(33)는 슬라이딩 플레이트(31)의 억류돌기(31a)에 끼워져 플레이트커버(32)의 삽입부(32a)에 수용된다.
한편, 상기 중실형태의 탄성체(33)를 적용하게 되면 초기에는 일정부분 충격을 흡수할 수 있게 되지만, 여기서 더 압축되면 탄성체(33)의 상부와 하부가 볼록하게 돌출되면서 슬라이딩 플레이트(31)와 플레이트커버(32)를 밀게 되며, 이로 인해 이동 상에 제약을 받게 되면서 신축 거동을 확실하게 수용할 수 없게 되는 문제가 있다.
이를 해소하기 위해 탄성체(33)가 최대한 압축됐을 때를 고려하여 그 크기를 작게 형성할 수도 있겠지만, 그 크기가 작은 경우에는 플레이트커버(32)와 슬라이딩 플레이트(31) 간에 유격이 발생하게 되어 반복적인 충격을 받게 되면 피로로 인해 쉽게 파손될 우려가 있다.
따라서, 본 실시 예의 경우, 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여, 상기 탄성체(33)에는 탄성변위수용홈(33a)을 형성시켜 주었으며, 좀 더 바람직하게는 탄성체(33)의 상면과 하면에 탄성변위수용홈(33a)을 형성시켜 줌으로서 이에 의해 탄성체(33)가 최대한 압축되더라도 상방과 하방으로 볼록하게 튀어나오지 않아 앞서 언급한 문제를 해소할 수 있게 된다.
상기 탄성체(33)의 탄성변위수용홈(33a)에 형상은 공지의 다양한 형태로 변형실시될 수 있다.
상기 한 쌍을 이루는 고정돌부(31a)와 삽입부(32a) 및 탄성체(33)의 설치 갯 수는 필요에 따라 얼마든지 변경될 수 있다.
한편, 상기 슬라이딩 플레이트(31)와 플레이트커버(32)는 다른 실시 형태로 변형될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 면진장치에서 상판(30)의 다른 실시 예를 도시한 단면도로서, 이를 참조하여 설명하면, 상기 슬라이딩 플레이트(31)에는 삽입부(31a')가 형성되고, 플레이트커버(32)에는 삽입부(31a')에 삽입되는 억류돌기(32a')가 형성되며, 탄성체(33)는 억류돌기(32a')에 끼워져 삽입부(31a')에 수용된다.
한편, 도 8은 본 발명에 따른 면진장치의 다른 실시 예(양방향 가동형 면진장치)를 도시한 도면이고, 도 7은 도 6의 단면도이다.
상기 면진장치는 이동제한부재(40)의 양 측면과 슬라이딩 플레이트(31)의 이동제한돌부(31b)가 서로 이격되어 있어 이격거리(C: 도 10 참조)만큼 교축방향으로 이동하다가 이동제한돌부(31b)가 이동제한부재(40)의 측면에 맞닿게 되면 그 이동을 즉시 멈추게 되고, 교축직각방향으로의 이동은 이동제한부재(40)의 내측면과 슬라이딩 플레이트(31) 간의 유격이 있어 유격거리(C: 도 7 참조)만큼 이동은 가능하지만 이 역시 이동제한부재(40)의 내측면에 슬라이딩 플레이트(31)의 단부가 맞닿게 되면 즉시 이동을 멈추게 된다.
상기 면진장치의 전체적인 구성은 앞서 언급한 면진장치(일방향 고정형)와 실질적으로 동일하므로 앞서 언급한 일방향 고정형 면진장치로 그 설명을 대신한다.
한편, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 슬라이딩 플레이트(31)와 플레이트커버(32) 사이에는 마찰패드(50)가 더 보강 구비될 수 있다.
본 실시 예의 경우, 상기 마찰패드(50)는 카본PTFE를 적용하였으며, 이 밖에도 이와 동일한 기능을 수행할 수 있는 것이라면, 얼마든지 적용가능하다.
일 예로서, 앞선 실시 예의 경우에는 슬라이딩 플레이트(31)와 플레이트커버(32)의 재질이 금속이고, 금속면이 서로 맞닿은 상태에서 미끄럼운동을 할 경우 소음 및 마모의 위험, 그리고 심하게는 파손의 우려가 있을 수 있으며, 더욱이 필요로 하는 마찰력을 부여하기가 어려웠던 문제가 있었다.
이에 상기 마찰패드(50)를 슬라이딩 플레이트(31)와 플레이트커버(32) 사이에 적용해 줌으로서 필요로 하는 마찰력을 선택적으로 부여해 줄 수 있으며, 이로 인해 상기와 같은 문제를 해소할 수 있게 된다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 설치 및 작용효과를 순차적으로 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 면진장치의 하판(10)을 교각(또는 교대)에 설치하고, 상판(30)은 교량상판에 설치된 솔플레이트(sole plate)의 홈에 삽입하여 고정시켜 주면 그 설치가 완료된다.
상기와 같이 설치된 상태에서 계절의 온도변화로 인해 교량상판에 신축변위 또는 바람에 의한 전단변위 발생시 상판(30)은 중판(20) 상에서 교축방향으로의 이동은 제한된 상태에서 교축직각방향으로 이동되면서 신축 거동을 수용하게 된다.
한편, 지진과 같이 강한 충격력이 교량에 작용하게 되면, 이로 인해 교량상판은 교축방향 및 교축직각방향으로 급격히 이동하게 되는데, 이와 같이 교량상판이 급격하게 이동되는 것을 함께 이동하는 상판(30)이 완충해 완화함으로서 교량상판으로는 충격이 가해지지 않게 되므로 교량이 부상하거나 낙교되는 문제를 해소할 수 있으며, 이를 도 6 및 도 7을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 면진장치가 교축방향으로 힘이 작용했을 때의 평면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 면진장치가 교축직각방향으로 힘이 작용했을 때의 확대단면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 교량상판이 지진과 같은 충격으로 인해 교축방향으로 이동하게 되면 교량상판에 설치된 슬라이딩 플레이트(31)는 이동제한돌부(31b)가 이동제한부재(40)의 측면에 맞대어져 있기 때문에 이동이 불가능한데, 여기서 교축방향으로 힘을 더 받게 되면 계속 이동하려는 플레이트커버(32)에 의해 슬라이딩 플레이트(31)와 플레이트커버(32) 사이에 설치된 탄성체(33)가 압축되면서 압축되는 거리(D)만큼 플레이트커버(32)가 더 이동할 수 있게 되며, 이를 통해 그 충격을 완충해 완화하게 된다. 그리고, 교량상판이 반대로 이동할 때에는 탄성체(33)가 빠르게 복원되면서 상기와 같은 과정을 통해 그 다음 충격을 대비하게 된다.
도 7을 참조하면, 상기 교량상판이 지진과 같은 충격으로 인해 교축직각방향으로 이동하게 되면, 교량상판에 설치된 슬라이딩 플레이트(31)와 플레이트커버(32) 및 탄성체(33)가 함께 이동하게 되는데, 이때 슬라이딩 플레이트(31)가 유격거리(C: 이동제한부재와 슬라이딩 플레이트 사이 거리)까지 이동해 이동제한부재(40)의 내면과 맞대어지면 슬라이딩 플레이트(31)는 더 이상 이동하지 않게 되고, 여기서 교축직각방향으로 힘을 더 받게 되면 계속 이동하려는 플레이트커버(32)에 의해 슬라이딩 플레이트(31)와 플레이트커버(32) 사이에 설치된 탄성체(33)가 압축되면서 압축된 거리(D)만큼 플레이트커버(32)가 더 이동할 수 있게 되며, 이를 통해 그 충격을 완충해 완화하게 된다. 그리고, 교량상판이 반대로 이동할 때에는 탄성체(33)가 빠르게 복원되면서 상기와 같은 과정을 통해 그 다음 충격을 대비하게 된다.
따라서, 상기와 같은 작용으로 인해 급격한 전방향의 충격력이 가해지더라도 이를 탄성체(33)가 신속하게 완충해 완화시켜 주기 때문에 교량의 내구수명을 획기적으로 연장할 수 있으며, 지속적으로 반복해서 발생한다 하더라도 탄성체(33)가 빠르게 복원되면서 다음 충격을 대비하므로 교량으로 충격이 전달되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 이때 충돌로 인한 충격음 역시 감쇄되므로 이에 따른 소음문제를 해소할 수 있는 부수적인 효과 역시 기대해 볼 수 있다.
또한, 상기 상판(30)의 경우 비교적 구조가 단순해 제조가 상당히 용이할 뿐만 아니라 교체 작업 역시 상당히 편리한 이점이 있다.
참고로, 양방향 고정형 면진장치에 본 실시 예가 적용되었을 경우에는, 플레이트커버(32)만 교축방향과 교축직각방향으로 이동하게 되고, 이와 같은 이동을 탄성체(33)가 완충해 완화함으로서 교량으로 충격이 전달되는 것을 방지하게 된다.
한편, 도 10은 도 8의 다른 실시 예의 면진장치(양방향 가동형)에 작용을 설명하기 위한 도면이다.
상기 면진장치(양방향 가동형)의 경우 계절의 온도변화로 인해 교량상판에 신축변위 또는 바람에 의한 전단변위 발생시 상판(30)은 중판(20) 상에서 교축방향 및 교축직각방향으로 이동되면서 신축 거동을 수용하게 된다.
한편, 지진과 같이 강한 충격력이 교량에 작용하게 되면, 도 10에 도시된 바와 같이, 교량상판에 설치된 슬라이딩 플레이트(31)와 플레이트커버(32) 및 탄성체(33)가 함께 이동하게 되는데, 이때 슬라이딩 플레이트(31)가 유격거리(C: 이동제한부재와 이동제한돌부 사이 거리)까지 이동하게 되면 이동제한돌부(31b)가 이동제한부재(40)의 측면에 걸리게 되면서 이동을 멈추게 되고, 여기서 교축방향으로 힘을 더 받게 되면 계속 이동하려는 플레이트커버(32)에 의해 슬라이딩 플레이트(31)와 플레이트커버(32) 사이에 설치된 탄성체(33)가 압축되면서 압축되는 거리(D)만큼 플레이트커버(32)가 더 이동할 수 있게 되며, 이를 통해 그 충격을 완충해 완화하게 된다. 그리고, 교량상판이 반대로 이동할 때에는 탄성체(33)가 빠르게 복원되면서 상기와 같은 과정을 통해 그 다음 충격을 대비하게 된다.
그리고, 교축직각방향으로 힘이 작용했을 때에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 교량상판이 지진과 같은 충격으로 인해 교축직각방향으로 이동하게 되면, 교량상판에 설치된 슬라이딩 플레이트(31)와 플레이트커버(32) 및 탄성체(33)가 함께 이동하게 되는데, 이때 슬라이딩 플레이트(31)가 유격거리(C: 이동제한부재와 슬라이딩 플레이트 사이 거리)까지 이동해 이동제한부재(40)의 내면과 맞대어지면 슬라이딩 플레이트(31)는 더 이상 이동하지 않게 되고, 여기서 교축직각방향으로 힘을 더 받게 되면 계속 이동하려는 플레이트커버(32)에 의해 슬라이딩 플레이트(31)와 플레이트커버(32) 사이에 설치된 탄성체(33)가 압축되면서 압축된 거리(D)만큼 플레이트커버(32)가 더 이동할 수 있게 되며, 이를 통해 그 충격을 완충해 완화하게 된다. 그리고, 교량상판이 반대로 이동할 때에는 탄성체(33)가 빠르게 복원되면서 상기와 같은 과정을 통해 그 다음 충격을 대비하게 된다.
본 실시 예의 경우, 디스크타입의 면진장치를 일 예로 들어 설명하였지만, 이는 어디까지나 하나의 실시 예에 불과하며, 이 밖에도 낙교방지와 부반력 제어를 갖는 공지의 다양한 면진장치의 상판에 얼마든지 적용실시될 수 있으므로 이에 한정하여 해석하는 것은 바람직하지 않다.
본 발명은 기재된 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있음은 당업자에 있어서 당연한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10: 하판 20: 중판 21: 폴리우레탄 탄성베어링
22: 중심판 23: 불소수지판 30: 상판
31: 슬라이딩 플레이트 31a: 억류돌기
31b: 이동제한돌부 32: 플레이트커버
32a: 삽입부 32b: 날개부 32c: 고정돌부
33: 탄성체 40: 이동제한부재 41: 상양부
50: 마찰패드

Claims (5)

  1. 하판과; 하판에 얹혀지는 중판과; 중판에 수평이동가능하게 얹혀지는 상판 및; 하판 또는 상판에 고정되어 상판의 이동 및 부반력을 제어하는 이동제어부재로 구성된 교좌장치에 있어서,
    상기 상판은,
    상기 중판에 수평이동가능하게 얹혀져 이동제어부재에 의해 이동을 제한받는 슬라이딩 플레이트와;
    상기 슬라이딩 플레이트에 얹혀지는 플레이트커버와;
    상기 슬라이딩 플레이트와 플레이트커버 사이에 억류돌기 및 삽입부가 각각 형성되고, 억류돌기에 탄성체가 끼워져 삽입부에 삽입되며, 탄성체를 매개로 교축방향 및 교축직각방향으로의 급격한 이동시 힘을 완충하는 것을 특징으로 하는 완충구조를 갖는 감쇠용 교좌장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이딩 플레이트에는 억류돌기가 구비되고;
    상기 플레이트커버에는 억류돌기가 삽입되는 삽입부가 구비되며;
    상기 탄성체는 억류돌기에 끼워져 삽입부에 수용되는 것을 특징으로 하는 완충구조를 갖는 감쇠용 교좌장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄성체에는 탄성변위수용홈이 형성된 것을 특징으로 완충구조를 갖는 감쇠용 교좌장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이딩 플레이트와 플레이트커버 사이에는 마찰패드가 더 보강 구비되는 것을 특징으로 하는 완충구조를 갖는 감쇠용 교좌장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성체의 재질은 외부 충격을 완충할 수 있는 합성수지재인 것을 특징으로 하는 완충구조를 갖는 감쇠용 교좌장치.
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