KR101667695B1 - 회전형 부반력 제어용 쐐기를 구비한 교량받침 - Google Patents

회전형 부반력 제어용 쐐기를 구비한 교량받침 Download PDF

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포인텍이앤씨(주)
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Abstract

본 발명은 회전형 부반력 제어용 쐐기를 구비한 교량받침에 관한 것으로, 특히 부반력을 저항하기 위한 쐐기 간 갭 발생은 최소화하면서도 교량 상부구조물의 회전거동을 충분히 수용할 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명은, 상부구조물의 하단에 설치된 상부 플레이트와; 하부구조물의 상단에 설치된 하부 플레이트와; 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 설치되어 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 간 상대변위를 허용하는 중간부재와; 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트의 측단부에 각각 설치되어 상호 간 구속하면서 부반력에 저항할 수 있도록 한 상부쐐기 및 하부쐐기를 포함하되, 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트에 설치된 상기 상부쐐기와 하부쐐기 중 적어도 하나는 회전 가능하도록 설치되어 상부 플레이트의 회전변위를 허용함으로써 교량 상부구조물의 회전거동을 수용할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

회전형 부반력 제어용 쐐기를 구비한 교량받침{ELASTOMERIC BRIDGE BEARING WITH ROTARY TYPE WEDGE FOR UP-LIFTING FORCE CONTROL}
본 발명은 교량받침에 관한 것으로, 특히 부반력을 저항하기 위한 쐐기 간 갭 발생은 최소화하면서도 교량 상부구조물의 회전거동을 충분히 수용할 수 있도록 한 회전형 부반력 제어용 쐐기를 구비한 교량받침에 관한 것이다.
일반적으로, 교량받침은 교량의 슬라브 구조체인 상판이나 철도교의 레일을 지지하는 레일지지구조물과 같은 상부구조물에서 작용하는 수직하중을 수용하고, 계절의 기온변화나 바람, 지진 등의 충격 등에 의한 상대변위나, 수평으로 작용하는 전단변위를 수용하여 교량의 내구수명을 연장하기 위해 설치된다. 상기 교량받침은 교량의 특성에 따라 정도의 차이는 있으나 내구성, 시공성, 유지보수성, 경제성을 고려하여 설치되고 있다.
도 1은 부반력저항기능을 갖는 포트받침형태의 교량받침을 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 교량받침(20)은 교량의 일방향 가동단에 사용되는 것을 나타낸 것으로, 교각(21)의 상면에 설치되는 하부부재(22)와 상부구조물(23)의 저면에 설치되는 상부부재(24)를 구비한다.
하부부재(22)의 중앙부에 탄성체 수용홈(25)이 형성되어 있고, 이 하부부재(22)의 상단 가장자리를 따라 바깥쪽으로 돌출된 걸림부(26)가 형성되어 있다. 그리고 하부부재(22)의 탄성체 수용홈(25)에는 고무와 그 상단 가장자리를 따라 금속링(27)이 설치된 탄성체(28)가 수용되어 있고, 그 위에 하단이 탄성체 수용홈(25)에 일부 삽입되어 상부구조물(23)의 하중을 탄성체(28)에 전달하는 중간부재(29)가 설치되어 있다. 또한, 중간부재(29)와 상부부재(24) 사이에는 피티에프이(PTFE, 31)와 스테인리스스틸(32)이 개재되어 있다. 피티에프이(31)는 중간부재(29) 상면에 형성된 홈(33)에 삽입되어 있고, 스테인리스스틸(32)은 상부부재(24)의 저면에 부착되어 있다.
이같은 교량받침에서 상부부재(24)에는 걸림부(26)와 상호작용하여 상부구조물(23)이 전복되는 등의 문제가 발생되는 것을 방지하기 위한 "ㄴ"자 모양의 부반력저항부재(34)가 볼트(35)를 통해 고정되어 있다. 걸림부(26)와 마주보는 부반력저항부재(34)의 끝단은 상부구조물(23)의 회전을 허용하기 위해 상시하중 상태에서 약간 떨어져 있도록 설치되며, 그 마주보는 부분에도 피티에프이(36)와 스테인리스스틸(37)이 설치된다.
이같은 구성의 교량받침은 상부구조물(23)의 회전거동을 허용하기 위해 걸림부(26)와 마주보는 부반력저항부재(34)의 끝단이 상시하중 상태에서 약간 떨어져 있도록 설치되었으나 이것만으로는 상부구조물의 회전거동을 충분히 수용하지 못하는 문제점이 있었다.
즉, 교량의 상부구조물이 회전거동하면 그에 따라 상부부재(24)가 회전하면서 부반력저항부재(34)도 회전하게 되는데 그에 반해 걸림부(26)는 하부부재(22)를 통해 하부구조물에 고정되어 회전하지 않기 때문에 부반력저항부재(34)와 걸림부(26) 간 서로 접촉하는 일지점에서 응력집중으로 인한 파단, 크랙, 좌굴 등의 치명적인 손상을 발생되었다. 한편 이같은 응력집중의 문제를 완화하기 위하여 부반력저항부재(34)와 걸림부(26) 간 여유 갭을 많이 두는 경우 부반력 발생시 충격하중으로 인한 크랙, 좌굴 등의 문제가 여전히 발생하는 문제가 있었다.
한국등록특허공보 제0726164호(2007.06.01)
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 부반력을 저항하기 위한 쐐기 간 갭 발생은 최소화하면서도 교량 상부구조물의 회전거동을 충분히 수용할 수 있도록 한 회전형 부반력 제어용 쐐기를 구비한 교량받침을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 회전거동을 수용하는 부반력 제어용 교량받침은, 교량의 상부구조물과 하부구조물 사이에 설치되어 상부구조물을 지지하는 교량받침에 있어서, 상부구조물의 하단에 설치된 상부 플레이트와; 하부구조물의 상단에 설치된 하부 플레이트와; 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 설치되어 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 간 상대변위를 허용하는 중간부재와; 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트의 측단부에 각각 설치되어 상호 간 구속하면서 부반력에 저항할 수 있도록 한 상부쐐기 및 하부쐐기를 포함하되, 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트에 설치된 상기 상부쐐기와 하부쐐기 중 적어도 하나는 회전 가능하도록 설치되어 상부 플레이트의 회전변위를 허용함으로써 교량 상부구조물의 회전거동을 수용할 수 있도록 한 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 상부 플레이트의 회전거동을 허용하기 위하여 상기 하부쐐기가 상기 하부 플레이트의 측단부에 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 상부쐐기는 하단부가 직교하게 꺾인 형태인 ㄴ자 단면으로 형성되고 상기 하부쐐기는 상기 상부쐐기의 하단부를 걸어줄 수 있도록 상단부가 직교하게 꺾인 형태인 ㄱ자 단면으로 형성되고, 상기 상부쐐기와 하부쐐기는 각각 교량의 종방향을 길이방향으로 하여 형성되어 상호 간에 길이방향으로 슬라이딩 가능하도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 상부쐐기는 하단부가 직교하게 꺾인 형태인 ㄴ자 단면으로 형성되어 상기 하부쐐기의 하단부를 걸어주며, 상기 상부쐐기와 하부쐐기는 각각 교량의 종방향을 길이방향으로 하여 형성되어 상호 간에 길이방향으로 슬라이딩 가능하도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하부쐐기는 상단부가 직교하게 꺾인 형태인 ㄱ자 단면으로 형성되어 상기 상부쐐기의 상단부를 걸어주며, 상기 상부쐐기와 하부쐐기는 각각 교량의 종방향을 길이방향으로 하여 형성되어 상호 간에 길이방향으로 슬라이딩 가능하도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하부쐐기의 중심부에는 회전돌기 또는 삽입홈이 형성되고, 상기 하부 플레이트에는 상기 하부쐐기에 형성된 회전돌기 또는 삽입홈에 대응하는 삽입홈 또는 회전돌기가 형성되어 상기 하부쐐기가 상기 회전돌기를 중심으로 시소운동을 할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하부쐐기의 중심부는 상기 하부 플레이트에 대하여 볼트 결합되어 상기 하부쐐기가 상기 회전돌기를 중심으로 시소운동을 할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하부 플레이트의 상면에는 반구형의 안착홈이 형성되고, 상기 중간부재는 상기 하부 플레이트의 안착홈에 대응하여 회전변위 가능하도록 안착되는 볼록면을 구비하여 상기 하부 플레이트에 대해서는 회전변위 가능하고 상기 상부 플레이트에 대해서는 슬라이딩에 의한 수평변위 가능하도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 중간부재의 상면과 하면에는 마찰 감소를 위한 슬라이드 패널이 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 중간부재는 고무패드와, 상기 고무패드의 상측에 적층된 강재로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 중간부재는 상기 하부 플레이트에 대하여 중심축이 회전가능하게 결합된 디스크인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 상부 플레이트의 측단부들 중 상기 상부쐐기가 설치되지 않은 교량의 길이방향 쪽 측단부들에는 하향 연장된 둘레측벽이 설치되고, 상기 상부 플레이트의 둘레측벽 내측에 지지된 상태에서 상기 하부 플레이트를 사이에 두고 탄성지지하도록 대향하여 설치된 복수의 MER 스프링이 더 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의한 회전형 부반력 제어용 쐐기를 구비한 교량받침은 부반력을 저항하기 위한 쐐기 간 갭 발생은 최소화하면서도 교량 상부구조물의 회전거동은 충분히 수용할 수 있게 되어 교량의 상부구조물의 회전거동시 발생하였던 응력집중으로 인한 파단, 크랙, 좌굴 등의 치명적인 손상의 문제가 없다.
또한, 본 발명은 교량 상부구조물의 회전거동을 수용하기 위해 상부쐐기와 하부쐐기와의 여유 갭을 많이 두지 않아도 되므로 부반력 발생시 충격하중으로 인한 크랙, 좌굴 등의 문제가 발생하지 않는다.
도 1은 종래기술에 의한 교량받침을 설명하기 위한 참조도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 교량받침의 전체 구성을 보여주는 투시도
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 교량받침에서 하부의 구성을 설명하기 위한 사시도
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 분해사시도
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도
도 7a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 의한 교량받침의 작용 및 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도
도 10은 본 발명의 제1변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도
도 11은 본 발명의 제2변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도
도 12는 본 발명의 제3변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도
도 13은 본 발명의 제4변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도
도 14는 본 발명의 제5변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도
도 15는 본 발명의 제6변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도
도 16은 본 발명의 제7변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도
도 17은 본 발명의 제8변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도
도 18은 본 발명의 제9변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도
도 19는 본 발명의 제9변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 저면도
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 회전형 부반력 제어용 쐐기를 구비한 교량받침에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 교량받침의 전체 구성을 보여주는 투시도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 교량받침에서 하부의 구성을 설명하기 위한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 분해사시도이다. 그리고 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 교량받침은 교량의 상부구조물(상판) 및 하부구조물에 설치되는 상부 플레이트(110) 및 하부 플레이트(120), 상기 상부 플레이트(110) 및 하부 플레이트(120) 중간에 설치되어 이들의 상대변위를 허용하는 중간부재(130), 부반력을 저항하기 위한 상부쐐기(150) 및 하부쐐기(160)를 기본 구성요소로 하여 이루어진다.
이같은 본 발명의 실시예에 의한 교량받침의 경우 상기 하부쐐기(160)가 하부 플레이트(120)의 측단부에 단순 고정된 전통적인 형태를 탈피하여 회전 가능하도록 설치된 독창적인 구성을 갖는다. 이같이 하부쐐기(160)가 상기 하부 플레이트(120)의 측단부에 회전 가능하게 결합된 독창적인 구성에 의하면 상부쐐기(150)와 하부쐐기(160) 간 갭을 늘리지 않고서도 하부쐐기(160)의 자연스러운 회전동작에 의해 하부 플레이트(120)에 대한 상부 플레이트(110)의 회전변위를 허용하고, 이로써 교량 상부구조물의 회전거동을 원활히 수용하게 되는 것이다.
이로써, 교량 상부구조물의 회전거동시 이를 수용하지 못해 상부쐐기(150)와 하부쐐기(160) 간 응력집중으로 인한 파단, 크랙, 좌굴 등의 치명적인 손상이 일어나던 문제가 없고 상부쐐기(150)와 하부쐐기(160) 간 여유 갭을 많이 두지 않아도 되므로 부반력 발생시 상부쐐기(150)와 하부쐐기(160) 간 충격으로 인한 크랙, 좌굴 등의 문제도 일어나지 않는다.
이하, 상기 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 교량받침에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 교량받침에서 상부쐐기(150)와 하부쐐기(160)는 상부 플레이트(110)와 하부 플레이트(120)의 측단부에 각각 설치되어 상호 간 구속하면서 부반력에 저항할 수 있도록 하는 핵심적인 구성요소이다. 이 중 하부쐐기(160)는 하부 플레이트(120)에 대해 회전 가능하게 설치되어 상부 플레이트(110)의 회전변위를 허용하고 나아가 교량 상부구조물의 회전거동을 수용하는 중추적인 역할을 한다.
이를 위해 상기 상부쐐기(150)는 하단부가 직교하게 꺾인 형태인 ㄴ자 단면으로 형성되고 상기 하부쐐기(160)는 상기 상부쐐기(150)의 하단부를 걸어줄 수 있도록 상단부가 직교하게 꺾인 형태인 ㄱ자 단면으로 형성된다. 이로써 부반력이 발생하여 상부 플레이트(110)가 들리려고 하면 상기 하부쐐기(160)가 상부쐐기(150)를 붙잡으면서 저항할 수 있게 된다.
여기서 상기 상부쐐기(150)는 상부 플레이트(110)의 측단부 하면에서 하방향으로 수직하게 접합되거나 결합된 상부 수직부(151)와 상기 상부 수직부(151)의 하단부에서 내측으로 꺾인 형태가 되도록 볼트(153)에 의해 수평하게 결합된 상부 수평부(152)로 이루어진다. 한편, 상기 하부쐐기(160)는 회전돌기(163)에 의해 상기 하부 플레이트(120)의 측면에 회전 가능하게 결합되는 하부 수직부(161)와 상기 하부 수직부(161)의 상단부에서 외측으로 꺾인 형태가 되도록 연장 형성된 하부 수평부(162)로 이루어진다. 이같은 상부쐐기(150)와 하부쐐기(160)의 구성에 따르면 먼저 하부 플레이트(120)에 대해 하부쐐기(160)를 결합시킨 후 상부쐐기(150)의 상부 수직부(151)에 대하여 상부 수평부(152)를 볼트 체결하는 순서로 간단히 상부쐐기(150)와 하부쐐기(160)의 설치를 완료할 수 있게 된다. 또한, 상부 플레이트(110)에 비해 상대적으로 하부 플레이트(120)의 면적을 줄일 수 있게 되어 교량받침의 설치를 위한 교량 하부구조물의 단면적을 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다.
여기서 상기 하부쐐기(160)의 중심부에는 회전돌기(163)가 형성되고 이에 대응하는 상기 하부 플레이트(120)의 측면에는 상기 하부쐐기(160)의 회전돌기(163)가 회전 가능하도록 삽입되는 삽입홈(124)이 형성된다. 이로써, 상기 하부쐐기(160)가 시소의 형태로 회전하면서 상부 플레이트(110)의 상대 회전변위를 수용할 수 있는 것이다. 또한, 상기 상부쐐기(150)와 하부쐐기(160)는 각각 교량의 종방향을 길이방향으로 하여 길쭉한 형태로 형성되어 상부쐐기(150)와 하부쐐기(160) 상호 간에 그 길이방향으로 슬라이딩 이동이 가능해지도록 한다.
이같은 상부쐐기(150)와 하부쐐기(160)의 구성에 따르면 부반력을 저항하면서도 하부 플레이트(120)에 대한 상부 플레이트(110)의 회전변위와 (교량의 종방향으로의) 수평변위를 충분한 정도로 수용하게 된다. 특히 하부쐐기(160)의 회전운동에 의해 상부 플레이트(110)가 회전변위되는 경우에도 상부쐐기(150)와 하부쐐기(160) 간 갭이 벌어지지 않고 거의 밀착된 상태를 지속적으로 유지하게 되므로 교량 상부구조물의 회전거동시 상부쐐기(150)와 하부쐐기(160) 간 과도한 갭으로 인한 여러 문제들을 효과적으로 차단할 수 있게 된다.
상기 중간부재(130)는 상기 상부 플레이트(110)와 하부 플레이트(120)는 간 상대변위를 허용하기 위해 그 중간에 설치된다. 상기 중간부재(130)는 도면에 도시된 것처럼 상기 하부 플레이트(120) 상면에 형성된 반구형의 안착홈(121)에 대응하여 회전변위 가능하도록 안착되는 볼록면(130a)을 구비한다. 그리고 상기 중간부재(130)의 하면과 상면에는 각각 상부 플레이트(110)와 하부 플레이트(120)에 대한 마찰 감소를 위해 슬라이드 패널(140a,140b)이 구비된다. 이같은 중간부재(130)는 상기 하부 플레이트(120)에 대해서 상기 상부 플레이트(110)를 회전변위 가능하게 지지하는 한편 상기 상부 플레이트(110)가 슬라이딩에 의한 수평변위까지 가능하도록 지지한다. 여기서 상기 상부 플레이트(110)의 수평변위가 더욱 원활하게 이루어질 수 있도록 PTFE 등의 저마찰 소재로 구성된 미끄럼 시트(111)가 상기 상부 플레이트(110)의 하면에 추가적으로 설치되며 하부 플레이트(120)의 안착홈(121)에도 동일한 미끄럼 시트(111)가 설치되는 것이 바람직하다.
이같이 중간부재(130)를 회전변위와 수평변위 모두를 복합적으로 수행할 수 있는 스페리컬 타입(Spherical Type)의 부재로 구비하게 되면 회전변위와 슬라이딩에 의한 수평변위 모두를 수용할 수 있는 상부쐐기(150) 및 하부쐐기(160)의 구성과 최상의 조화를 이루면서 교량 상부구조물의 회전거동을 원활히 수용하는데 도움이 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 교량받침의 동작을 도 7a 내지 도 9c 및 앞서 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 참고로 도 7a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 의한 교량받침의 작용 및 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도이다.
먼저, 도 7a 내지 도 7c는 도면상 교량받침을 기준 위치로 가정할 때 교량 상부구조물이 좌편으로 기울어지는 회전거동과 함께 좌편으로 수평이동하는 거동을 할 때 교량받침의 동작을 나타내고 있다. 이때 도 7a의 초기상태에서 도 7b 및 도 7c와 같이 하부쐐기(160)의 회전동작에 의해 하부 플레이트(120)에 대하여 상부 플레이트(110)가 좌편으로 기울어지도록 허용하는 동시에 상부쐐기(150) 및 하부쐐기(160) 간 슬라이딩에 의해 상부 플레이트(110)가 좌편으로 수평이동까지 하도록 허용하게 된다.
한편, 도 8a 내지 도 8c는 도면상 교량받침을 기준 위치로 가정할 때 교량 상부구조물이 신축의 영향으로 우편으로 수평이동한 상태에서 우편으로 기울어지는 회전거동을 할 때 교량받침의 동작을 나타내고 있다. 교량 상부구조물이 신축의 영향으로 우편으로 수평이동하는 경우에는 교량받침이 도 8a와 같이 상부쐐기(150) 및 하부쐐기(160) 간 슬라이딩에 의해 상부 플레이트(110)가 우편으로 수평이동하도록 허용하였다가 교량 상부구조물이 우편으로 기울어지는 회전거동을 할 때에는 도 8b 및 도 8c와 같이 하부쐐기(160)의 회전동작에 의해 하부 플레이트(120)에 대하여 상부 플레이트(110)가 우편으로 기울어지도록 허용하게 된다.
또한, 도 9a 내지 도 9c는 도면상 교량받침을 기준 위치로 가정할 때 교량 상부구조물이 신축의 영향으로 좌편으로 수평이동한 상태에서 좌편으로 기울어지는 회전거동을 할 때 교량받침의 동작을 나타내고 있다. 교량 상부구조물이 신축의 영향으로 좌편으로 수평이동하는 경우에는 교량받침이 도 9a와 같이 상부쐐기(150) 및 하부쐐기(160) 간 슬라이딩에 의해 상부 플레이트(110)가 좌편으로 수평이동하도록 허용하였다가 교량 상부구조물이 좌편으로 기울어지는 회전거동을 할 때에는 도 9b 및 도 9c와 같이 하부쐐기(160)의 회전동작에 의해 하부 플레이트(120)에 대하여 상부 플레이트(110)가 좌편으로 기울어지도록 허용하게 된다.
이처럼 본 발명의 실시예에 의한 교량받침은 상부쐐기(150)와 하부쐐기(160)의 상호 간 작용에 의해 부반력에 저항할 뿐만 아니라 교량 상부구조물의 수축 및 회전거동으로 야기되는 다양한 형태의 변위들을 수용할 수 있는 것이다.
계속해서 아래에서는 본 발명의 변형실시예에 의한 교량받침에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명의 제1변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제1변형실시예에 의한 교량받침은 변형 전과 비교하여 하부쐐기(160)에 구비되었던 회전돌기(123)가 하부 플레이트(120)의 측면에 구비되고, 하부 플레이트(120)의 측면에 형성되었던 삽입홈(164)은 하부쐐기(160)에 형성된 것을 특징으로 하며, 그 외 다른 구성은 변형 전과 대동소이하다.
도 11은 본 발명의 제2변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제2변형실시예에 의한 교량받침은 변형 전과 비교하여 하부쐐기(160)에 구비되었던 회전돌기 없이 간단히 볼트(165) 체결에 의해 하부쐐기(160)를 하부 플레이트(120)에 회전 가능하도록 설치한 것을 특징으로 한다. 이 경우 하부 플레이트(120)의 측면에는 볼트공(125)이 형성된다. 그 외 다른 구성은 변형 전과 대동소이하다.
도 12는 본 발명의 제3변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제3변형실시예에 의한 교량받침은 변형 전과 비교하여 상부쐐기(150)는 하단부가 직교하게 꺾인 형태인 ㄴ자 단면으로 형성되지만 조금 더 아래로 길게 연장되어 하부쐐기(160)의 하단부를 걸어줄 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. 이같은 제3변형실시예의 경우 하부쐐기(160)는 회전돌기(163)를 제외하고 "ㅣ"자형으로 형성되어 보다 간단해진다.
한편, 제3변형실시예에서 상부쐐기(150)와 하부쐐기(160)는 각각 교량의 종방향을 길이방향으로 하여 형성되어 상호 간에 길이방향으로 슬라이딩 가능하도록 한 것에는 변함이 없다. 또한 그 외 다른 구성은 변형 전과 대동소이하다.
도 13은 본 발명의 제4변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제4변형실시예에 의한 교량받침은 제3변형실시예와 비교하여 하부쐐기(160)에 구비되었던 회전돌기(123)가 하부 플레이트(120)의 측면에 구비되고, 하부 플레이트(120)의 측면에 형성되었던 삽입홈(164)은 하부쐐기(160)에 형성된 것을 특징으로 하며, 그 외 다른 구성은 제3변형실시예와 대동소이하다.
도 14는 본 발명의 제5변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제5변형실시예에 의한 교량받침은 제3변형실시예와 비교하여 하부쐐기(160)에 구비되었던 회전돌기 없이 간단히 볼트(165) 체결에 의해 하부쐐기(160)를 하부 플레이트(120)에 회전 가능하도록 설치한 것을 특징으로 한다. 이 경우 하부 플레이트(120)의 측면에는 볼트공(125)이 형성된다. 그 외 다른 구성은 제3변형실시예와 대동소이하다.
도 15는 본 발명의 제6변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제6변형실시예에 의한 교량받침은 하부쐐기(180)가 상단부가 직교하게 꺾인 형태인 ㄱ자 단면으로 형성되어 변형된 형태의 상부쐐기(115)의 상단부를 걸어주도록 한 것을 특징으로 한다. 이같은 구성에 따르면 도 15에 도시된 것처럼 하부쐐기(180)가 외측에서 상부쐐기(115)를 감싸는 형태가 되며, 이를 위해 하부 플레이트(120)가 상부 플레이트(110)보다 넓게 형성되고 하부 플레이트(120)의 측단부 상면에 삽입홈(174)을 갖는 지지대(170)가 세워져서 하부쐐기(180)가 회전돌기(183)나 볼트에 의해 회전 가능하게 결합된다. 여기서 상기 상부쐐기(115)는 상부 플레이트(110)의 측면에서 외측으로 돌출된 단순한 바 형태로 형성된다. 이같은 제6변형실시예를 전체적으로 살펴보면 마치 이전 실시예들에 의한 교량받침을 중간부재(130)만 제외하고 거꾸로 뒤집은 형태를 하고 있는 것처럼 보인다.
도 16은 본 발명의 제7변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제7변형실시예에 의한 교량받침은 중간부재(130A)가 스페리컬 타입의 형태를 하고 있었던 변형 전과 달리 중간부재(130A)의 하면에 형성되었던 볼록면과 그에 대응하는 하부 플레이트(120)의 안착홈을 제거한 형태로 변형된 것을 특징으로 한다.
이같은 제7변형실시예에서는 중간부재(130A)가 상대 변위를 허용하는 고무패드(130A-1)와, 상기 고무패드(130A-1)의 상측에 적층된 강재(130A-2)로 이루어질 수 있다. 이같은 7변형실시예의 경우 본 발명이 염두에 두고 있는 중간부재가 스페리컬 타입의 것으로 구비되는 것이 바람직하기는 할지라도 반드시 그 타입만으로 제한되는 것은 아님을 보여주고 있다.
도 17은 본 발명의 제8변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제8변형실시예에 의한 교량받침은 중간부재(130B)가 스페리컬 타입의 형태를 하고 있었던 변형 전과 비교하여 하부 플레이트(120)에 대하여 중심축이 회전가능하게 결합된 디스크로 구비된 것을 특징으로 한다.
이같은 제8변형실시예는 본 발명이 염두에 두고 있는 중간부재(130)가 디스크를 포함하여 탄성고무, 그 외에 상부 플레이트(110)와 하부 플레이트(120) 간 변위를 허용하는 다른 다양한 형태의 것으로 구비될 수 있음을 보여준다.
도 18은 본 발명의 제9변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 단면도이고, 도 19는 본 발명의 제9변형실시예에 의한 교량받침의 구성을 설명하기 위한 저면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제9변형실시예에 의한 교량받침은 상부 플레이트(110)의 측단부들 중에 상부쐐기(150)가 설치되지 않은 측단부(교량의 길이방향 쪽에 위치하는 측단부)에 아래로 연장 형성된 둘레측벽(115)이 설치되고, 상기 상부 플레이트(110)의 둘레측벽(115) 내측에 지지된 상태에서 상기 하부 플레이트(120)를 사이에 두고 탄성지지하도록 대향하여 설치된 복수의 MER 스프링(190)이 더 설치된다.
이처럼 상기 하부 플레이트(120) 및 중간부재(130)를 사이에 두고 양편에 복수의 MER 스프링(190)이 설치된 구성에 따르면 지진시 작용하는 교량의 길이방향 수평하중을 MER 스프링(190)의 적당한 압축변형에 의한 강성으로 저항하여 구조적 안정성을 확보할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들을 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 : 상부 플레이트 120 : 하부 플레이트
130, 130A, 130B : 중간부재 150, 115 : 상부쐐기
160, 180 : 하부쐐기 190 : MER 스프링

Claims (12)

  1. 교량의 상부구조물과 하부구조물 사이에 설치되어 상부구조물을 지지하는 교량받침에 있어서,
    상부구조물의 하단에 설치된 상부 플레이트와;
    하부구조물의 상단에 설치된 하부 플레이트와;
    상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 설치되어 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 간 상대변위를 허용하는 중간부재와;
    상기 상부 플레이트와 하부 플레이트의 측단부에 각각 설치되어 상호 간 구속하면서 부반력에 저항할 수 있도록 한 상부쐐기 및 하부쐐기를 포함하되,
    상기 상부 플레이트와 하부 플레이트에 설치된 상기 상부쐐기와 하부쐐기 중 적어도 하나는 회전 가능하도록 설치되어 상부 플레이트의 회전변위를 허용함으로써 교량 상부구조물의 회전거동을 수용할 수 있도록 하며,
    상기 상부 플레이트의 회전거동을 허용하기 위하여 상기 하부쐐기가 상기 하부 플레이트의 측단부에 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 교량받침.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부쐐기는 하단부가 직교하게 꺾인 형태인 ㄴ자 단면으로 형성되고 상기 하부쐐기는 상기 상부쐐기의 하단부를 걸어줄 수 있도록 상단부가 직교하게 꺾인 형태인 ㄱ자 단면으로 형성되고, 상기 상부쐐기와 하부쐐기는 각각 교량의 종방향을 길이방향으로 하여 형성되어 상호 간에 길이방향으로 슬라이딩 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 교량받침.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부쐐기는 하단부가 직교하게 꺾인 형태인 ㄴ자 단면으로 형성되어 상기 하부쐐기의 하단부를 걸어주며, 상기 상부쐐기와 하부쐐기는 각각 교량의 종방향을 길이방향으로 하여 형성되어 상호 간에 길이방향으로 슬라이딩 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 교량받침.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부쐐기는 상단부가 직교하게 꺾인 형태인 ㄱ자 단면으로 형성되어 상기 상부쐐기의 상단부를 걸어주며, 상기 상부쐐기와 하부쐐기는 각각 교량의 종방향을 길이방향으로 하여 형성되어 상호 간에 길이방향으로 슬라이딩 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 교량받침.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부쐐기의 중심부에는 회전돌기 또는 삽입홈이 형성되고, 상기 하부 플레이트에는 상기 하부쐐기에 형성된 회전돌기 또는 삽입홈에 대응하는 삽입홈 또는 회전돌기가 형성되어 상기 하부쐐기가 상기 회전돌기를 중심으로 시소운동을 할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 교량받침.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하부쐐기의 중심부는 상기 하부 플레이트에 대하여 볼트 결합되어 상기 하부쐐기가 상기 회전돌기를 중심으로 시소운동을 할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 교량받침.
  8. 제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 플레이트의 상면에는 반구형의 안착홈이 형성되고,
    상기 중간부재는 상기 하부 플레이트의 안착홈에 대응하여 회전변위 가능하도록 안착되는 볼록면을 구비하여 상기 하부 플레이트에 대해서는 회전변위 가능하고 상기 상부 플레이트에 대해서는 슬라이딩에 의한 수평변위 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 교량받침.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 중간부재의 상면과 하면에는 마찰 감소를 위한 슬라이드 패널이 구비되는 것을 특징으로 하는 교량받침.
  10. 제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간부재는 고무패드와, 상기 고무패드의 상측에 적층된 강재로 이루어진 것을 특징으로 하는 교량받침.
  11. 제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간부재는 상기 하부 플레이트에 대하여 중심축이 회전가능하게 결합된 디스크인 것을 특징으로 하는 교량받침.
  12. 제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 플레이트의 측단부들 중 상기 상부쐐기가 설치되지 않은 교량의 길이방향 쪽 측단부들에는 하향 연장된 둘레측벽이 설치되고,
    상기 상부 플레이트의 둘레측벽 내측에 지지된 상태에서 상기 하부 플레이트를 사이에 두고 탄성지지하도록 대향하여 설치된 복수의 MER 스프링이 더 설치된 것을 특징으로 하는 교량받침.
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