KR101467458B1

KR101467458B1 - 수평강성이 보강된 마찰형 교좌장치

Info

Publication number: KR101467458B1
Application number: KR1020130016851A
Authority: KR
Inventors: 최은철; 이채성
Original assignee: 매크로드 주식회사; 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2013-02-18
Publication date: 2014-12-10
Also published as: KR20140103464A

Abstract

본 발명은 교량의 교좌장치에 풍하중, 지진 등의 외부하중에 의한 교축방향 또는 교축직각방향의 수평력 및 상대변위를 효율적으로 제어할 수 있는 수평강성이 보강된 마찰형 교좌장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명은 교량의 상부구조물 하면에는 상부플레이트(31)가 설치되며, 교대 또는 교각의 상면에는 하부플레이트(32)가 설치되고, 상기 상부플레이트(31)의 하면에는 볼 베어링(33)이 이동할 수 있도록 오목하게 만곡된 반구형 홈부(34)가 형성되며, 상기 상,하부플레이트 사이에는 볼 베어링(33)이 설치되는 마찰형 교좌장치(30)에 있어서,
상기 상부플레이트(31)의 하면에는 교축방향의 직각방향으로 소정 길이의 한 쌍의 키플레이트(37)가 일체로 형성되며, 상기 키플레이트(37)의 내측면에는 복수의 삽입공(36)이 소정 간격으로 형성되어 각각 수평력 조절장치(35)의 일단이 결합되고, 상기 수평력 조절장치(35)의 타단은 상기 하부플레이트(32)의 일측면과 면접촉되어 설치되는 것을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

수평강성이 보강된 마찰형 교좌장치{A bridge bearing apparatus of a friction type reinforced a horizontal stiffness}

본 발명은 교량 구조물에 발생되는 외부하중을 지지하는 마찰형 교좌장치와 고무형 교좌장치의 수평강성을 보강하는 방법에 관한 것으로, 이동하중, 풍하중, 지진하중 등의 외부하중에 의해 교량의 상,하부 구조물 사이에 발생되는 수평력 및 상대변위를 효율적으로 제어할 수 있도록 교축방향 또는 교축직각방향의 수평강성이 보강된 마찰형 교좌장치에 관한 것이다.

교량의 상부구조물에 의한 이동하중과 지진하중, 풍하중 등에 의해 교량 받침장치인 교좌장치에 발생되는 수평력 및 상대변위에 대응하기 위해 교량의 상,하부구조물 사이에는 마찰형 교좌장치 또는 고무형 교좌장치를 설치한다.

삭제

종래기술인 도 2(a)는 고무형 교좌장치의 단면도이고, 도 2(b)는 고무형 교좌장치의 사시도로, 상기 다른 종래기술인 고무형 교좌장치(20)에서 교량의 상부구조물 하부에는 상부플레이트(21)가 설치되고, 교량의 하부구조물인 교대 또는 교각의 상부에는 하부플레이트(22)가 설치되며,

상기 상,하부플레이트 사이에는 적층고무(23)가 설치되는 것으로 구성되며, 교량의 수평력에 대해 상기 적층고무(23)가 교축방향과 교축직각방향으로 변형하면서 교량의 상대변위에 대응한다.

그러나 상기 종래기술인 고무형 교좌장치는 교량의 교축방향으로는 상대변위의 제어가 용이하나, 교량의 교축직각방향으로 풍하중이나 지진하중 등의 외부하중이 가해져 수평력에 의해 상대변위가 크게 발생되는 경우, 상기 교좌장치의 수평강성이 부족하여 상기 상대변위를 수용하지 못하고 손상되어 교량 상부구조물의 침하가 발생되는 문제점이 있게 된다.

또한 고무형 교좌장치는 거동원리의 특성상 수평방향으로 가해지는 하중에 대한 저항강성이 교좌장치의 전방향으로 모두 일정하게 되어 있다. 이러한 이유로 교량의 교좌장치가 외부하중에 대해 교축방향 또는 교축직각방향으로 대응하기 위하여 마찰형 교좌장치의 경우에는 마찰력을 높여야 하고, 고무형 교좌장치의 경우에는 적층고무의 면적을 증대해야 한다. 이는 교량의 외부하중에 저항하기 위해 교좌장치의 용량을 증대해야 되고 이로 인해 교좌장치가 경제적, 구조적으로 과다설계되는 문제점이 있다.

상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 교량의 교좌장치에 풍하중, 지진 등의 외부하중에 의한 교축방향 또는 교축직각방향의 수평력 과 상대변위를 효율적으로 제어할 수 있는 수평강성이 보강된 마찰형 교좌장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명은 교량의 상부구조물 하면에는 상부플레이트(31)가 설치되며, 교대 또는 교각의 상면에는 하부플레이트(32)가 설치되고, 상기 상부플레이트(31)의 하면에는 볼 베어링(33)이 이동할 수 있도록 오목하게 만곡된 반구형 홈부(34)가 형성되며, 상기 상,하부플레이트 사이에는 볼 베어링(33)이 설치되는 마찰형 교좌장치(30)에 있어서,

상기 상부플레이트(31)의 하면에는 교축방향 또는 교축직각방향으로 소정 길이의 한 쌍의 키플레이트(37)가 일체로 형성되며, 상기 키플레이트(37)의 내측면에는 복수의 삽입공(36)이 소정 간격으로 형성되어 각각 수평력 조절장치(35)의 일단이 결합되고, 상기 수평력 조절장치(35)의 타단은 상기 하부플레이트(32)의 일측면과 면접촉되어 설치되는 것을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기와 같은 본 발명의 수평력 조절장치가 사용된 마찰형 교좌장치는 교축방향 또는 교축직각방향으로 교좌장치에 설치된 수평력 조절장치의 탄성변형으로 인해 교축방향 또는 교축직각방향의 수평강성이 증대되고 볼 베어링과 적층고무의 상대변위가 경감되는 기술적 효과가 있다.

또한 이로 인해 풍하중, 지진 등의 외부 하중에 대한 교좌장치의 교축방향 또는 교축직각방향에 대한 저항력과 상대변위에 대한 제어성능이 증대되어 교좌장치의 내구성이 향상되고, 특히 하중이 집중되는 위치에서의 허용수평력과 허용수평변위가 크게 증대되어 교량의 제어성능이 효율적으로 향상되는 기술적 효과가 있다.

도 2(a)는 종래기술인 고무형 교좌장치의 단면도
도 2(b)는 도 2(a)의 사시도
도 3(a)는 본 발명의 일실시예인 마찰형 교좌장치의 사시도
도 3(b)는 도 3(a)의 단면도
도 3(c)는 도 3(a)의 평면도
도 3(d)는 도 3(c)의 부분확대평면도
도 4(a)는 본 발명의 다른 실시예인 고무형 교좌장치의 사시도
도 4(b)는 도 4(a)의 단면도

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 일실시예의 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3(a)는 본 발명의 일실시예인 마찰형 교좌장치의 사시도이며, 도 3(b)는 도 3(a)의 단면도이고, 도 3(c)는 도 3(a)의 평면도이며, 도 3(d)는 도 3(c)의 부분확대평면도이다.

본 발명의 일실시예인 수평력 조절장치(35)가 사용된 마찰형 교좌장치(30)는 교량의 하부구조물인 교각 또는 교대의 상면에는 하부플레이트(32)가 설치되고, 교량의 상부구조물 하면에는 상부플레이트(31)가 설치되며, 상기 상부플레이트(31)의 하면에는 볼 베어링(Ball Bearing, 33)이 이동할 수 있도록 오목하게 만곡된 반구형 홈부(34)가 형성되고, 상기 하부플레이트(32)의 상면에는 볼 베어링(33)이 회전할 수 있도록 만곡된 반구형 홈부가 형성되고, 상기 상,하부플레이트(31, 32) 사이에는 볼 베어링(33)이 설치되며,

상기 상부플레이트(31)의 하면에는 교축방향 또는 교축직각방향으로 소정 길이의 한 쌍의 키플레이트(37)가 일체로 형성되며, 상기 키플레이트(37)의 내측면에는 복수의 삽입공(36)이 소정 간격으로 형성되고, 상기 키플레이트(37)의 내측면에 형성된 삽입공에는 각각 수평력 조절장치(35)의 일단이 결합되며, 상기 수평력 조절장치(35)의 타단은 상기 하부플레이트(32)의 일측면과 면접촉되어 설치되는 것으로 이루어진다.

상기 수평력 조절장치(35)는 스프링(35c)이 내장된 본체(35b)와 가이드 봉(35d) 및 헤드(35a)로 이루어지며, 상기 가이드 봉(35d)은 상기 본체(35b)내에 삽입되어 설치되고, 상기 가이드 봉(35d)의 일단은 상기 헤드(35a)와 접합되며, 타단은 상기 용수철(35c)과 면접촉되고, 상기 본체(35b)의 일단은 상기 키플레이트(37)의 삽입공(36)에 삽입되어 고정되며, 상기 본체(35b)는 소정 길이로 형성된다.

교량에 풍하중, 지진하중 등의 외부 하중에 의해 수평력이 가해지는 경우, 교량의 상부구조물에 결합된 상부플레이트가 하중 작용 방향으로 이동하며, 이에 따라 상기 상부플레이트에 일체로 형성된 키플레이트와 볼 베어링이 이동하면서 상기 수평력에 의한 상대변위를 제어하며, 상기 상부플레이트에 작용하는 수직하중과 휨모멘트는 볼 베어링에 의해 하부플레이트에 수직하중을 전달하여 지지하며, 휨모멘트는 볼 베어링이 회전하여 수용한다.

상기 키플레이트가 수평력에 의해 이동 시 수평력 조절장치의 스프링에 의한 탄성변형에 의해 키플레이트의 강성이 증대되고 볼 베어링의 상대변위가 경감되며, 이로 인해 교좌장치의 풍하중, 지진하중 등의 외부 하중에 대한 저항력과 상대변위에 대한 제어성능이 증대되어 교좌장치의 내구성을 향상시킨다.

도 4(a)는 본 발명의 다른 실시예인 고무형 교좌장치의 사시도이며, 도 4(b)는 도 4(a)의 단면도로, 본 발명의 다른 실시예인 수평력 조절장치가 사용된 고무형 교좌장치(40)는 교량의 하부구조물인 교각 또는 교대의 상면에는 단부가 돌출된 하부플레이트(42)가 설치되고, 교량의 상부구조물 하면에는 상부플레이트(41)가 설치되며, 상기 상,하부플레이트 사이에는 적층고무(43)가 설치된다.

상기 상부플레이트(41)와 적층고무(43) 사이에는

자형 키플레이트(44)가 설치되어 상기 상부플레이트(41)와 일체로 결합되며, 상기

자형 키플레이트(44)의 하단 내측면에는 복수의 삽입공(46)이 소정 간격으로 형성되어 각각 수평력 조절장치(45)의 일단이 결합되고, 상기 수평력 조절장치(45)의 타단은 상기 단부가 돌출된 하부플레이트(42)의 일측면과 면접촉되어 설치되는 것으로 이루어진다.

상기 적층고무(43)는 고무재질의 본체 내부에 적층구조로 삽입된 다수의 강판으로 이루어지며, 상기 수평력 조절장치(45)는 스프링(35c)이 내장된 본체(35b)와 가이드 봉(35d) 및 헤드(35a)로 이루어지며, 상기 가이드 봉(35d)은 상기 본체(35b)내에 삽입되어 설치된다.

상기 가이드 봉(35d)의 일단은 상기 헤드(35a)와 접합되며, 타단은 상기 용수철(35c)과 면접촉되고, 상기 본체(35b)의 일단은 상기

자형 키플레이트(44)의 삽입공(46)에 삽입되어 고정되며, 상기 본체(35b)는 소정 길이로 형성된다.

교량에 풍하중, 지진하중 등의 외부 하중에 의해 수평력이 가해지는 경우, 교량의 상부구조물에 결합된 상부플레이트가 하중 작용방향으로 이동하며, 이에 따라 상기 상부플레이트에 일체로 형성된 키플레이트와 적층 고무가 이동하면서 상기 수평력에 의한 상대변위를 제어한다.

상기 키플레이트가 수평력에 의해 이동 시 수평력 조절장치의 스프링에 의한 탄성변형에 의해 키플레이트의 강성이 증대되고 고무형 받침장치의 상대변위가 경감되며, 이로 인해 교좌장치의 풍하중, 지진 등의 외부 하중에 대한 저항력과 상대변위를 제어하는 성능이 증대되어 교좌장치의 내구성을 향상시킨다.

30 : 마찰형 교좌장치 20, 40 : 고무형 교좌장치
21, 31, 41 : 상부플레이트 22, 32, 42 : 하부플레이트
33 : 볼 베어링 34 : 반구형 홈부
23, 43 : 적층고무 37 : 키플레이트
35, 45 : 수평력 조절장치 35a : 헤드
35b : 본체 35c : 스프링
35d : 가이드 봉 36, 46 : 삽입공
44 :

자형 키플레이트

Claims

교량의 상부구조물 하면에는 상부플레이트(31)가 설치되며, 교대 또는 교각의 상면에는 하부플레이트(32)가 설치되고, 상기 상부플레이트(31)의 하면에는 볼 베어링(33)이 이동할 수 있도록 오목하게 만곡된 반구형 홈부(34)가 형성되며, 상기 상,하부플레이트 사이에는 볼 베어링(33)이 설치되고,
상기 상부플레이트(31)의 하면에는 교축방향 또는 교축직각방향으로 소정 길이의 한 쌍의 키플레이트(37)가 일체로 형성되며, 상기 키플레이트(37)의 내측면에는 복수의 삽입공(36)이 소정 간격으로 형성되어 각각 수평력 조절장치(35)의 일단이 결합되고, 상기 수평력 조절장치(35)의 타단은 상기 하부플레이트(32)의 일측면과 면접촉되어 설치되며,
상기 수평력 조절장치(35)는 스프링(35c)이 내장된 본체(35b)와 가이드 봉(35d) 및 헤드(35a)로 이루어지며, 상기 가이드 봉(35d)은 상기 본체(35b)내에 삽입되어 설치되고, 상기 가이드 봉(35d)의 일단은 상기 헤드(35a)와 접합되며, 타단은 용수철(35c)과 면접촉되고, 상기 본체(35b)는 소정 길이로 형성되어 그 일단은 상기 키플레이트(37)의 삽입공(36)에 삽입, 고정되는 것을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수평강성이 보강된 마찰형 교좌장치.
삭제
삭제