KR101625404B1 - 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트 - Google Patents

비대칭 진동 저감형 핑거 조인트 Download PDF

Info

Publication number
KR101625404B1
KR101625404B1 KR1020140012151A KR20140012151A KR101625404B1 KR 101625404 B1 KR101625404 B1 KR 101625404B1 KR 1020140012151 A KR1020140012151 A KR 1020140012151A KR 20140012151 A KR20140012151 A KR 20140012151A KR 101625404 B1 KR101625404 B1 KR 101625404B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
joint plate
plate
joint
finger
concrete layer
Prior art date
Application number
KR1020140012151A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150091658A (ko
Inventor
지광습
주 찡지
Original Assignee
주식회사 케이원레일
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이원레일 filed Critical 주식회사 케이원레일
Priority to KR1020140012151A priority Critical patent/KR101625404B1/ko
Publication of KR20150091658A publication Critical patent/KR20150091658A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101625404B1 publication Critical patent/KR101625404B1/ko

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/06Arrangement, construction or bridging of expansion joints
    • E01D19/065Joints having sliding plates
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C11/00Details of pavings
    • E01C11/02Arrangement or construction of joints; Methods of making joints; Packing for joints
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D21/00Methods or apparatus specially adapted for erecting or assembling bridges

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

본 발명은 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트에 관한 것으로서, 특히 차량의 하중을 받으며 대향하는 플레이트의 핑거와 치합되는 핑거를 갖는 조인트 플레이트와; 상기 조인트 플레이트를 지지하며 교량 구조체에 설치되는 후타재 콘크리트층과; 상기 조인트 플레이트를 상기 후타재 콘크리트층에 고정하는 앵커 볼트와; 상기 후타재 콘크리트층의 끝단에 설치되어 상기 조인트 플레이트의 핑거를 지지하는 국부보강용 강판과; 상기 앵커볼트와 상기 후타재 콘크리트층의 끝단과의 사이에서 상기 조인트 플레이트의 하부면에 맞닿아 형성되며 차량의 통과시에 상기 조인트 플레이트의 상향 반발력을 저감시키도록 마련되는 반력저감부재와; 상기 조인트 플레이트의 핑거가 형성된 측의 반대측에 설치되어 상기 조인트 플레이트를 탄성지지하고 상기 후타재 콘크리트층을 보호하는 탄성지지층;으로 구성하되, 상기 반력저감부재는 연질의 충진재로 형성함은 물론 빈 공간으로 형성한 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명에서는 반력저감부재에 의해 핑거 조인트가 지지점에서 대칭으로 진동할 수 있도록 유도함으로써 비대칭 진동 특성에 의한 예상치 못한 파괴를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 비대칭 진동에 의해 유발되어 핑거 조인트 고정 앵커에 가해지는 최대응력을 20%이상 저감시킬 수 있다.

Description

비대칭 진동 저감형 핑거 조인트{Asymmetric vibration-type finger joint}
본 발명은 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교량용 신축이음부용 핑거 조인트 시스템의 비대칭 진동에 대해 단순화한 해석방법을 적용하고, 비대칭 진동에 의해 유발되어 핑거 조인트 고정 앵커에 가해지는 힘을 저감시키기 위한 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트에 관한 것이다.
일반적으로, 교량의 길이는 열팽창 특성으로 인하여 온도 변화에 따라 변화된다. 콘크리트와 철의 경우 열팽창계수는 10-5 단위이지만, 교량의 전체 길이를 고려할 경우 교량의 끝단의 이동은 매우 심각하다. 이에 따라, 교량 내부의 힘이 온도변화에 의해 심각하게 발전되는 것을 방지하기 위하여, 교량 바닥판의 끝단에 신축조인트를 설치하여 교량의 길이변화를 수용하고 제한하고 있다.
이러한 교량의 신축 조인트는 차량이 신축조인트의 상부를 지날 때마다, 신축 조인트는 교통하중의 반복된 충격에 노출된다.
도 1에 나타낸 핑거타입 신축조인트(이하, '핑거 조인트'라고 약칭한다)는 그 간단한 구조로 인해 교량의 신축조인트에 가장 널리 사용되는 것이다. 강재로 제작된 핑거 조인트 판은 교량 바닥판 끝단 표면에 거치되고 이 핑거 조인트 판은 앵커를 이용해서 교량 바닥판에 고정된다. 핑거 조인트 판이 거치되는 바닥판 끝단은 특히 충격에 노출되므로 강재로 제작된 앵글 등을 이용해서 보강되는 것이 일반적이며, 일부 제품의 경우는 핑거 조인트 판이 거치는 교량 바닥판 표면 전체를 강판으로 처리하는 경우도 있다.
핑거 조인트는 도시한 바와 같이, 두 개의 플레이트가 서로 크로스 오버되도록 형성되며, 핑거 조인트의 팽창능력은 서로 크로스 오버하는 핑거의 길이에 의해 결정된다.
핑거 조인트는 전형적으로 활하중 설계의 개념에 의해 설계되는데, 핑거 조인트는 도 1에 나타낸 바와 같이, 각각 앵커볼트의 위치와 브릿지 바닥판의 끝단에 해당하는 A와 C 지점에서 지지되는 보로 단순화할 수 있다. 플레이트의 두께는 C지점의 모멘트에 의해 결정되고, 앵커볼트의 수량 및 타입은 A지점에서의 반력에 따라 설계된다.
상기 종래의 핑거 조인트는, 예를 들면 길이 l을 0.24m, 두께 t를 45mm, 하중계수를 2.5, 충격계수 i를 1.0, 그리고 강도저감계수를 0.5로 할 때, 안전계수는 하중계수×(1 + 충격계수)/강도저감계수로서 이 경우 안전계수는 8로서 매우 크다. 이러한 매우 안전요소로 인해, 핑거 조인트가 파괴될 가능성은 매우 적다.
그러나, 상술한 종래의 핑거 조인트에서는 핑거 조인트의 파괴가 가끔 관찰된다. 대부분의 파괴는 플레이트 그 자체보다는 앵커 볼트의 파괴에 기인하는 것으로서, 핑거 조인트 끝단에 가해진 차량 하중으로 인해 변형된 핑거 조인트 판은 하중이 통과함과 동시에 비대칭적으로 상향으로 동적 변형하게 되고, 이 변형은 앵커볼트에 큰 반력을 유발하게 된다.
도 2는 고정 앵커가 파손된 핑거 조인트를 나타낸다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 앵커볼트가 파괴되면 플레이트는 튀어오르고, 상향으로 크게 변위된 핑거 조인트 판은 차량의 운행에 심각한 위험을 초래하는 문제점이 있었다.
또한, 상술한 앵커볼트의 예상치 못한 파괴에 대하여 메커니즘을 설명하고 해석하며 이를 설계에 반영하는 방법들이 제안되고 있으나, 이러한 해석방법들은 주로 데크의 열적 기울기나 장시간의 크리프 왜곡으로 인해 플레이트가 과도하게 경사질 때에 플레이트의 끝단에 이동하는 타이어의 직접적인 충격 때문에 앵커볼트의 파괴가 발생한다는 것이지만, 예를 들어 데크의 회전에 기인한 플레이트 끝단의 움직임은 50m 스팬의 콘크리트 박스 거더 교량에서 기껏해야 5mm이고, 이는 플레이트 끝단에서 자동차 하중에 의해 앵커볼트의 파괴를 유발하기에 충분하지 않으며, 상술한 앵커볼트의 예상치 못한 파괴를 충분히 설명하지 못하고 있다.
이에 따라, 전형적인 설계과정에서 고려되는 하중 케이스 보다는 다른 파괴 메커니즘의 해석방법이 필요한 실정이다.
한국특허 제10-0757212호
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 비대칭 진동에 의해 유발되어 핑거 조인트 고정 앵커에 가해지는 힘을 저감시키기 위한 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트를 제공하는 것이다.
삭제
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트는, 차량의 하중을 받으며 대향하는 플레이트의 핑거와 치합되는 핑거를 갖는 조인트 플레이트와, 상기 조인트 플레이트를 지지하며 교량 구조체에 설치되는 후타재 콘크리트층과, 상기 조인트 플레이트를 상기 후타재 콘크리트층에 고정하는 앵커 볼트와, 상기 후타재 콘크리트층의 끝단에 설치되어 상기 조인트 플레이트의 핑거를 지지하는 국부보강용 강판과, 상기 앵커볼트와 상기 후타재 콘크리트층의 끝단과의 사이에서 상기 조인트 플레이트의 하부면에 맞닿아 형성되며 차량의 통과시에 상기 조인트 플레이트의 상향 반발력을 저감시키도록 마련되는 반력저감부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 반력저감부재는 연질의 충진재(soft filler)로 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 반력저감부재는 빈 공간으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조인트 플레이트의 핑거가 형성된 측의 반대측에 설치되어 상기 조인트 플레이트를 탄성지지하고 상기 콘크리트 지지층을 보호하는 탄성지지층을 더욱 구비할 수 있다.
본 발명이 적용된 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트에 대한 비대칭 거동 해석방법은, 핑거 조인트의 거동특성을 차량의 하중이 인가될 때에 핑거 조인트의 콘크리트 지지층에 의해 조인트 플레이트가 중간지지되는 제 1 변형모드와, 상기 하중의 제거시에 상기 조인트 플레이트가 앵커볼트를 고정점으로 하여 상향으로 튀어오르는 제 2 변형모드로 구분하고, 상기 제 1 변형모드와 상기 제 2 변형모드는 비대칭 거동으로 산정하고, 상기 제 1 변형모드의 포텐셜 에너지와 제 2 변형모드의 포텐셜 에너지는 등가로 산정하며, 상기 조인트 플레이트의 탄성변형률은 다음 식에 의해 구할 수 있다.
εx = M(x)/ES(x)
(여기서, εx 는 조인트 플레이트의 탄성 변형률, M(x)는 등가로 튀어오르는 하중 q(x)에 상응하는 휨 모멘트, S(x)는 x위치에서의 단면계수이다)
상술한 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 상술한 반력저감부재에 의해 상기 핑거 조인트가 지지점에서 대칭으로 진동할 수 있도록 유도함으로써 비대칭 진동 특성에 의한 예상치 못한 파괴를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 비대칭 진동에 의해 유발되어 핑거 조인트 고정 앵커에 가해지는 피크 스트레스를 20%이상 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 종래의 설계해석방법에서는 제시하지 못한 앵커볼트의 새로운 파괴모드를 제공함과 동시에 실제 실험결과 매우 유사한 비대칭 진동에 대한 단순화한 해석방법도 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 핑거 조인트를 나타내는 도면이다.
도 2는 고정앵커가 파손된 핑거 조인트를 나타내는 사진이다.
도 3은 본 발명에 의한 핑거 조인트를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 핑거 조인트의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5a 및 5b는 핑거 조인트의 비대칭 진동 특성을 설명하는 도면이다.
도 6a는 비대칭 진동에 의한 핑거 조인트의 단부모멘트를 도시하는 도면이고, 도 6b는 소규모 시험체에 대한 유한요소 시뮬레이션을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명과 종래 기술에 의한 핑거 조인트의 단부모멘트를 비교하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트에 대하여 실시예로써 상세하게 설명한다.
상술한 바와 같이, 종래의 핑거 조인트에서는 매우 높은 안전율을 사용함에도 불구하고 도 2에 나타낸 바와 같이, 핑거 조인트의 앵커볼트의 파손이 관찰되며, 이 경우 조인트 플레이트의 핑거 부분이 튀어올라 상향으로 크게 변위되어 차량의 운행에 심각한 위험을 초래하고 있음에도 불구하고 종래의 설계 및 해석방법에서는 이러한 파괴의 원인에 대한 충분한 설명을 못하고 있다.
이에 본 발명의 발명자들은 전형적인 설계과정에서 고려되는 하중 케이스 보다는 다른 파괴 메커니즘의 해석방법이 필요한 점을 감안하여, 차량의 통과시에 핑거 조인트의 플레이트의 거동이 대칭이 아니라 비대칭인 점에 착안한다.
핑거 조인트 끝단에 가해진 하중으로 인해 변형되는 핑거 조인트 판은 강판 등으로 강화된 바닥판 끝단(C)에 중간지지되며, 차량의 통과와 같이 하중이 갑자기 제거되면 핑거 조인트 판에 축적된 변형에너지가 운동에너지로 변화되어 핑거 조인트 판 전체가 상향으로 반발하여 변형하게 되고, 이 때의 고정앵커 반력은 정적하중의 경우와 비교하여 크게 증가하게 된다.
즉, 차량 하중은 도 5(b)의 상부의 그림에서와 같이, 핑거 조인트의 끝단에 위치될 때에 앵커 볼트의 최대 반응을 유발한다. 조인트 플레이트가 바닥판에 의해 지점 C와 앵커볼트에 의해 지점 A에서 지지되기 때문에, 조인트 플레이트는 도 5(b)의 상부의 도면에 나타낸 바와 같이 변형된다.
본 발명의 발명자들은, 이 때, 지점 C는 상향의 변이에 대해 지지하는 것이 아니라, 하향의 변이에 대항하여 지지한다는 점을 주목하였다. 따라서, 플레이트 위로 하중이 지나갈 때에 변형 에너지가 운동에너지로 변환되어 플레이트는 도 5(b)의 하부의 도면에 나타낸 바와 같이 튀어오르게 되고, 이 때의 거동은 대칭이 아니라 분명히 비대칭임을 알아내었다.
도 5(a)에 나타낸 바와 같이, 핑거 조인트 판의 하면의 일부가 바닥판에 의해 지지되므로 비대칭 진자와 같은 비대칭 특성을 보이게 된다. 도 5(a)에 나타낸 비대칭 진자의 경우에도 짧은 주기의 변형에서는 고정단의 각도변화는 없지만, 긴 주기의 변형에서는 고정단의 각도변화가 발생하게 된다. 핑거 조인트 시스템에서도 이와 같은 현상이 발생하며 고정 앵커의 반력은 핑거 조인트 판 전체가 상향 변위되면서 크게 발생한다.
도 6a는 실험실에서 제작한 소형 시험체를 이용하여 하부면이 지지된 보의 단부 모멘트를 측정한 그래프이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 하부면이 지지된 보의 경우, 비대칭 진동하면서 단부모멘트가 크게 증폭하는 것을 알 수 있다. 또한, 도 6b는 소규모 시험체에 대한 유한요소 시뮬레이션을 나타내는 도면으로서, 도 6b로부터 비대칭 진동의 특성을 시각적으로 확인할 수 있고, 도 6b의 파란색으로 나타낸 바와 같이 앵커의 반력도 크게 증가하는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 발명자들은 차량이 통과하면서 하중이 인가된 후 제거되는 과정에서의 상기 핑거 조인트의 거동 특성을 비대칭 진동으로 산정하는 새로운 파괴모드 해석방법을 제안한다.
본 발명이 적용된 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트에 대한 비대칭 진동 해석방법은 핑거 조인트의 거동특성을 두 개의 변형모드로 구분하고, 각각의 변형모드에서의 포텐셜 에너지는 에너지 보존법칙에 의해 등가로 산정하여 간단화된 해석방법을 제안한다.
즉, 본 발명이 적용된 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트에 대한 비대칭 거동 해석방법은 핑거 조인트의 거동특성을 차량의 하중이 인가될 때에 핑거 조인트의 후타재 콘크리트층에 의해 조인트 플레이트가 중간지지되는 제 1 변형모드와, 상기 하중의 제거시에 상기 조인트 플레이트가 앵커볼트를 고정점으로 하여 상향으로 튀어오르는 제 2 변형모드로 구분한다.
여기서, 상기 제 1 변형모드와 상기 제 2 변형모드는 상술한 바와 같이 비대칭 진동으로 산정하고, 상기 제 1 변형모드의 포텐셜 에너지와 제 2 변형모드의 포텐셜 에너지는 등가로 산정한다.
이 때, 조인트 플레이트의 핑거의 첨단에 인가된 하중에 의한 변형에너지는 후타재 콘크리트층에 의해 중간지지되는 제 1 변형모드에 저장되고 그 에너지는 진동의 첫 사이클 동안에 캔틸레버 변형모드인 제 2 변형모드에 완전히 전달되는 것으로 산정한다.
상기 제 1 변형모드에서의 포텐셜 에너지(U)는 일 평형에 의해 다음과 같이 구할 수 있다.
U = G*P2/EI (식 1)
여기서, I는 단면이차모멘트, E는 조인트 플레이트의 탄성계수, P는 하중, G는 빔의 기하학적 정보를 갖는 상수로서, 폭이 일정한 핑거플레이트의 경우 다음 식 2 및 3에 의해 구할 수 있다.
Figure 112014010449412-pat00001
(식 2)
Figure 112014010449412-pat00002
(식 3)
한편, 제 2 변형모드에서의 포텐셜 에너지(UⅡ)는 휨모멘트에 의해 다음 식 4로 계산될 수 있다.
Figure 112014010449412-pat00003
(식 4)
여기서, E1, E2, E3는 다음 식 5에 의해 구할 수 있다.
Figure 112014010449412-pat00004
(식 5)
한편, 에너지 보존 법칙에 따라 상기 제 1 변형모드의 포텐셜 에너지와 제 2 변형모드의 포텐셜 에너지는 등가로 산정하면, 상기 조인트 플레이트의 탄성변형률은 다음 식 6에 의해 구하는 것을 특징으로 한다.
εx = M(x)/ES(x) (식 6)
여기서, εx 는 조인트 플레이트의 탄성 변형률, M(x)는 등가로 튀어오르는 하중 q(x)에 상응하는 휨 모멘트, S(x)는 x위치에서의 단면계수이다.
이로써, 종래의 설계해석방법에서는 제시하지 못한 앵커볼트의 새로운 파괴모드를 제공함과 동시에 실제 실험결과 매우 유사한 비대칭 진동에 대한 단순화한 해석방법을 얻을 수 있었다.
한편, 상술한 해석방법에 의한 해석결과, 본 발명의 발명자들은 상기 조인트 플레이트의 하부에 소프트한 반력저감부재를 설치함으로써 상기 조인트 플레이트의 비대칭 진동 특성을 방지하고 자연스럽게 대칭 진동을 유도하는 것이 바람직하다는 결론에 도달하였다.
이에, 본 발명에 의한 핑거 조인트는 상기 조인트 플레이트의 하부면에 반력저감부재를 설치하는 것을 특징으로 한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 핑거 조인트(1)는, 조인트 플레이트(10)와, 후타재 콘크리트층(40)과, 앵커 볼트(20)와, 반력저감부재(30)와, 국부보강용 강판(50)을 포함한다.
상기 조인트 플레이트(10)는 차량의 하중을 받는 부재로서, 대향하는 플레이트의 핑거와 치합되는 핑거를 갖도록 구성되어 있다.
상기 조인트 플레이트(10)는 후타재 콘크리트층(40)에 매입되어 설치되며, 상기 후타재 콘크리트층은 후타재 모르타르 또는 후타재 콘크리트로 형성되며 교량 구조체(2)의 상부에 설치되며 상기 조인트 플레이트를 지지한다.
상기 조인트 플레이트는 앵커볼트(20)에 의해 상기 후타재 콘크리트층에 고정된다.
상기 조인트 플레이트와 상기 후타재 콘크리트층과 상기 앵커볼트는 종래 기술과 대략 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
본 발명에 의한 핑거 조인트는 국부보강용 강판(50)를 더욱 구비하며, 상기 국부보강용 강판은 예를 들면 강재로 형성되어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 후타재 콘크리트층의 끝단에 설치되어 상기 조인트 플레이트의 핑거를 지지하며, 차량의 통과시에 상기 조인트 플레이트에 하중이 가해질 때에 상기 조인트 플레이트를 지지하는 지지점으로서 기능한다. 또한, 상기 국부보강용 강판은 상기 후타재 콘크리트층의 끝단은 물론 후술하는 반력저감부재와 앵커볼트의 사이에도 배치될 수 있다.
상기 국부보강용 강판의 하단부분은 볼트 등의 고정수단(51)에 의해 상기 후타재 콘크리트층에 고정되며, 상기 국부보강용 강판의 하단부분에는 종래기술에서와 같이 고무판(3) 등의 부재가 체결될 수 있다.
한편, 상기 조인트 플레이트의 하부에는 반력저감부재(30)를 설치한다.
상기 반력저감부재는 상기 앵커볼트와 상기 국부보강용 강판과의 사이에 설치되며, 상기 조인트 플레이트의 하부면에 맞닿도록 형성된다.
상기 반력저감부재(30)는, 예를 들면 연질의 충진재(soft filler)로 형성되어, 핑거 조인트의 조인트 플레이트가 직접 접촉하는 교량 바닥판 표면의 일부에 저강성 층을 설치하여 차량의 통과시에 핑거 조인트의 조인트 플레이트가 상향으로 반발하는 것을 방지하여 자연스럽게 대칭적으로 진동할 수 있도록 구성된다.
여기서, 상기 연질의 충진재로는, 예를 들면 고무나 실리콘 또는 연질의 스티로폼 등으로 형성될 수 있으며 반드시 이에 한정되지 않고 소프트한 재질로서 충진이 가능한 것이면 좋다.
여기서, 상기 반력저감부재는 상기 연질의 충진재를 설치하여 유입되는 물이나 오물을 차단하도록 구성할 수도 있지만, 도 4에 나타낸 바와 같이, 빈 공간(30')으로 형성되어 상기 조인트 플레이트가 대칭적으로 진동할 수 있도록 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 의한 핑거 조인트와 종래 기술에 의한 핑거 조인트의 단부모멘트를 측정한 결과를 도 7에 나타낸다. 도 7에서 실선은 종래기술에 의한 핑거 조인트의 단부 모멘트를, 점선은 본 발명에 의한 핑거 조인트의 단부모멘트를 나타낸다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 핑거 조인트는 종래기술에 의한 핑거 조인트와 비교할 때에 단부의 최대모멘트가 대략 20%정도 감소됨을 알 수 있다.
이로써, 반력저감부재에 의해 상기 핑거 조인트가 지지점에서 대칭으로 진동할 수 있도록 유도함으로써 비대칭 진동 특성에 의한 예상치 못한 파괴를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 비대칭 진동에 의해 유발되어 핑거 조인트 고정 앵커에 가해지는 최대응력을 20%이상 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 핑거 조인트는 상기 조인트 플레이트의 배면측, 즉 상기 조인트 플레이트의 핑거가 형성된 측의 반대측에 탄성지지층(60)을 더욱 설치할 수 있다.
상술한 바와 같이, 종래에는 차량 통과후 상기 조인트 플레이트의 핑거가 상향으로 튀어올라가서 비대칭 진동에 의해 상기 앵커볼트에서의 반력이 최대가 되어 도 2 및 도 6b에 나타낸 바와 같이, 상기 조인트 플레이트가 설치되는 콘크리트 지지층이 상기 앵커볼트 측에서 파손되기 쉽다.
이에 따라, 상기 조인트 플레이트의 배면측, 즉 상기 조인트 플레이트의 핑거가 형성된 측의 반대측에 저강성 탄성재질로 형성되는 탄성지지층(60)을 마련하여, 상기 조인트 플레이트의 단부모멘트가 최대가 되고, 상기 앵커볼트의 반력이 최대가 될 때에 상기 조인트 플레이트를 지지함과 동시에 상기 콘크리트 지지층에 가해지는 충격을 완충시켜 보호할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
1 : 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트
10 : 조인트 플레이트
20 : 앵커볼트
30 : 반력저감부재

Claims (5)

  1. 차량의 하중을 받으며 대향하는 플레이트의 핑거와 치합되는 핑거를 갖는 조인트 플레이트와;
    상기 조인트 플레이트를 지지하며 교량 구조체에 설치되는 후타재 콘크리트층과;
    상기 조인트 플레이트를 상기 후타재 콘크리트층에 고정하는 앵커 볼트와;
    상기 후타재 콘크리트층의 끝단에 설치되어 상기 조인트 플레이트의 핑거를 지지하는 국부보강용 강판과;
    상기 앵커볼트와 상기 후타재 콘크리트층의 끝단과의 사이에서 상기 조인트 플레이트의 하부면에 맞닿아 형성되며 차량의 통과시에 상기 조인트 플레이트의 상향 반발력을 저감시키도록 마련되는 반력저감부재와;
    상기 조인트 플레이트의 핑거가 형성된 측의 반대측에 설치되어 상기 조인트 플레이트를 탄성지지하고 상기 후타재 콘크리트층을 보호하는 탄성지지층;으로 구성하되,
    상기 반력저감부재는 연질의 충진재로 형성함은 물론 빈 공간으로 형성한 것을 특징으로 하는 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020140012151A 2014-02-03 2014-02-03 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트 KR101625404B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140012151A KR101625404B1 (ko) 2014-02-03 2014-02-03 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140012151A KR101625404B1 (ko) 2014-02-03 2014-02-03 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150091658A KR20150091658A (ko) 2015-08-12
KR101625404B1 true KR101625404B1 (ko) 2016-05-30

Family

ID=54056430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140012151A KR101625404B1 (ko) 2014-02-03 2014-02-03 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101625404B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200416825Y1 (ko) * 2006-03-03 2006-05-23 대창이엔지 주식회사 교량 상판의 신축이음구
KR100757212B1 (ko) 2006-11-15 2007-09-10 조영철 면진 핑거 조인트
KR100808855B1 (ko) * 2007-08-17 2008-03-03 매크로드 주식회사 교량의 파운딩 방지를 위한 면진용 완충식 핑거 조인트

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200416825Y1 (ko) * 2006-03-03 2006-05-23 대창이엔지 주식회사 교량 상판의 신축이음구
KR100757212B1 (ko) 2006-11-15 2007-09-10 조영철 면진 핑거 조인트
KR100808855B1 (ko) * 2007-08-17 2008-03-03 매크로드 주식회사 교량의 파운딩 방지를 위한 면진용 완충식 핑거 조인트

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문(한국소음진동공학회)(1997년)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150091658A (ko) 2015-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100635098B1 (ko) 희생수단를 이용한 교량 내진 보호장치
JP2007009460A (ja) Rc構造体およびその塑性ヒンジ部
JP6173553B1 (ja) 橋梁用制震装置
Chen et al. Seismic demand of buckling-restrained braces installed in steel arch bridges under repeated earthquakes
Granath Behavior of slender plate girders subjected to patch loading
JP3755886B1 (ja) 橋梁における固定支承部の支承構造及び既設橋梁の耐震補強方法
KR101625404B1 (ko) 비대칭 진동 저감형 핑거 조인트
Abbasi et al. Effect of shear keys on seismic response of irregular bridge configurations
Hoang et al. Experimental and dynamic response analysis of cable-stayed bridge due to sudden cable loss
KR102031150B1 (ko) 내진성이 우수한 탄성받침
KR100540929B1 (ko) 교량보호장치 및 이에 사용되는 희생부재, 희생부재구속기구, 이를 이용한 교량보강공법
KR101129479B1 (ko) 면진 장치용 에너지 흡수장치
KR101409400B1 (ko) 모자형 강재댐퍼를 구비한 고무탄성받침
JP6467995B2 (ja) ランウェイガーダ
KR200402150Y1 (ko) 교량의 받침장치
KR100448486B1 (ko) 교좌장치
JP3159643B2 (ja) 免震落橋防止装置
JP2017166268A (ja) 落橋防止構造
Mitoulis et al. Reduction Of Inertial Seismic Forces In Bridges By Using The Abutment Backwall As A\“yielding” Stopper
JP6092088B2 (ja) 鋼製ベローズ型ダンパー
Gimenez et al. Seismic response of bridges with sliding and elastomeric isolation bearings
KR200256833Y1 (ko) 교좌장치
JP2010095889A (ja) 張弦梁構造
JPH11303021A (ja) 落橋防止装置
Thapa et al. Dynamic Behavior Of Skewed Bridge Compared to Normal Bridge

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190502

Year of fee payment: 4