KR101744909B1 - 교량 신축이음장치의 간격유지구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량에 외력이 작용할 때 이를 효과적으로 완충하고 레일 간격을 일정하게 유지하여 구조적 안전성과 내진성능을 갖는 교량용 신축이음장치의 간격유지구를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 이웃하는 교량의 상판에 설치하는 레일형 신축이음장치에 있어서, 이웃하는 레일 하부의 서로 마주보는 위치에 형성되며 중심부에 관통공이 형성된 한 쌍의 브래킷과; 상기 브래킷의 관통공에 내입되며 양 단부에 너트가 체결되는 나사선이 형성된 로드와; 한 쌍의 브래킷 사이에 위치하며 상기 로드가 관통하는 결합공이 형성된 센터스페이서와; 일측 또는 양측의 브래킷 외측편에 위치하며 상기 로드가 관통하는 결합공이 형성된 사이드스페이서와; 브래킷에 접한 사이드스페이서의 반대측에 연접되는 받침판과; 상기 받침판의 중심부에 타공된 체결공으로 노출되는 로드에 체결되는 너트;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

교량 신축이음장치의 간격유지구 {Spacing unit for expansion joint apparatus of bridge}

본 발명은 교량 신축이음장치의 간격유지구로서, 이를 보다 상세히 설명하면 교량에 외력이 작용할 때 이를 효과적으로 완충하고 레일 간격을 일정하게 유지하여 구조적 안전성과 내진성능을 갖는 교량용 신축이음장치의 간격유지구에 관한 것이다.

일반적으로 교량은 계절에 따른 온도변화에 의해 수축되거나 팽창되므로, 이를 고려하여 이웃하는 상판과는 일정한 이격 간격을 두고 설치되며, 상기 교량 상판의 이격공간에는 신축이음장치가 설치되고 있다.

상기 신축이음장치는 교량 상판의 수축을 대응하여 차량의 안전한 통행을 보장하고 이물질과 우수 등이 교량 하부로 낙하하는 것을 방지하기 위한 것으로, 본 발명에서는 이격공간이 넓어서 넓은 범위의 신축에 적합한 레일형 신축이음장치에 사용되어 레일간격을 일정하게 유지하기 위한 간격유지구를 제안한다.

관련 선행기술로 대한민국등록특허공보 제10-0380422에서는 레일 간격을 일정하게 유지할 수 있는 교량용 신축이음장치가 개시되어 있으며, 이는 교각에 지지되는 교량상판의 양단에 고정되는 단부 횡단부재와 상기 단부 횡단부재 사이에 끼워져 신축되는 고무재의 실링을 포함하여 이루어지는 교량용 신축이음장치에 있어서, 상기 횡단 부재 하부에는 볼트가 결합형성되어 있는 웨브가 형성되어 있고, 상기 웨브 사이에는 그 양단이 핀으로 서로 연결되고 그 중앙에 볼트구멍이 뚫려있는 판스프링이 상기 웨브상의 볼트와 별도의 너트에 의해 볼트결합되어 있는 것으로 상판의 온도변위에 의한 압축·수축에 따른 인장력에 충분히 대응함으로써 차량 등의 통행에 의한 종단구배 수평력에 의한 신축장치 중간빔의 쏠림 현상을 예방하고 차량의 안정적인 통행을 가능하게 하는 기술이다.

한편, 대한민국등록특허공보 제10-1192503호 에서는 레일간 등간격 조절 및 제진 기능을 갖는 신축이음장치가 개시되어 있으며, 이는 수평으로 배치된 다수의 하부레일구(20)와; 상기 각 하부레일구(20)의 수평방향 이동을 안내하기 위한 안내공(11)이 형성되되, 일단부에 위치된 하부레일구(20)가 고정되어지는 가이드대(10)와; 상기 각 하부레일구(20)의 상부에 일체로 결합되어진 상부레일구(30)와; 상기 각 하부레일구(20)의 등간격 유지를 위해 하부에 다수의 프레임이 상호 교차형태로 연결 설치되어진 X링크(40)와; 상기 X링크(40)의 각 프레임간 교차되는 연결부위를 회동가능하게 지지하는 힌지축(41)과; 상기 각 힌지축(41)간을 수평방향으로 연결 지지하는 수평 충격흡수부재(50)와; 상기 각 힌지축(41)간을 수직방향으로 연결 지지하는 수직 충격흡수부재(60)와; 상기 하부레일구(20)중 양측 끝단부에 위치한 각 하부레일구(20)와 결합되어지며, 가이드대(10)의 유동공간을 확보하기 위한 내부 공간을 형성하는 보호함체(70);를 포함하는 구성이다.

하지만 전술한 선행기술의 경우 금속마찰에 따른 마찰 진동 소음이 크며, 차량이 교량위로 통행할 때 마다 발생하는 진동을 감쇄하기가 어렵고, 판스프링의 설치위치로 인해 빗물받이(씰링재)의 크기가 제한될 수밖에 없는 문제점이 있고, 후술한 선행기술은 X링크 등의 구성부재가 많고 복잡하며 고하중이므로 작업성과 유지보수성이 낮고 비경제적인 문제점이 커서 업계에서는 이러한 문제를 해결할 신규한 구성의 신축이음장치의 간격유지구가 절실히 요망되었던 것이다.

KR 10-0380422 B1 (2003.04.03.) KR 10-1192503 B1 (2012.10.11.)

본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서,

외력이 작용하더라도 그로인한 충격과 진동을 효율적으로 흡수하고 레일의 간격을 균일하게 유지할 수 있으며, 간단한 구조로 시공과 유지보수가 용이한 교량 신축이음장치의 간격유지구를 제공함을 발명에서 해결하고자 하는 과제로 한다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 참작할 수 있다.

상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 이웃하는 교량의 상판에 설치하는 레일형 신축이음장치에 설치되는 간격유지구에 있어서, 이웃하는 레일 하부의 서로 마주보는 위치에 형성되며 중심부에 관통공이 형성된 한 쌍의 브래킷과; 상기 브래킷의 관통공에 내입되며 양 단부에 너트가 체결되는 나사선이 형성된 로드와; 한 쌍의 브래킷 사이에 위치하며 상기 로드가 관통하는 결합공이 형성된 스페이서;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또 다른 과제의 해결수단으로는 이웃하는 레일 하부의 서로 마주보는 위치에 형성되며 중심부에 관통공이 형성된 한 쌍의 브래킷과; 상기 브래킷의 관통공에 내입되며 양 단부에 너트가 체결되는 나사선이 형성된 로드와; 한 쌍의 브래킷 사이에 위치하며 상기 로드가 관통하는 결합공이 형성된 스페이서와; 일측 또는 양측의 브래킷 외측편에 위치하며 상기 로드가 관통하는 결합공이 형성된 스페이서와; 브래킷에 접한 스페이서의 반대측에 연접되는 받침판과; 상기 받침판의 중심부에 타공된 체결공으로 노출되는 로드에 체결되는 너트;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면,

다양한 외력이 작용하더라도 안정적이고 효과적으로 분산 흡수함으로써 신축이음장치의 내구성과 안정성을 높일 수 있고, 차량 바퀴에 의해 레일이 한쪽으로 쏠리는 것을 방지하여 차량의 안정적인 통행을 유도할 수 있다.

또한 구조가 단순하고 조립 분해가 쉬워 설치와 유지보수가 용이한 장점이 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명이다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 간격유지구가 적용된 교량 신축이음장치의 바람직한 제1실시례를 도시한 저면사시도
도 2는 본 발명에서 제공하는 간격유지구가 적용된 교량 신축이음장치의 측단면을 도시한 상태도
도 3은 본 발명에서 제공하는 간격유지구가 적용된 교량 신축이음장치의 저면을 도시한 상태도
도 4는 본 발명에서 제공하는 간격유지구의 다른 실시례를 도시한 요부 확대도
도 5는 도 4의 간격유지구가 적용된 교량 신축이음장치의 저면도
도 6은 본 발명에서 제공하는 간격유지구의 또 다른 실시례를 도시한 분해사시도
도 7은 도 6의 간격유지구가 적용된 교량 신축이음장치의 저면도
도 8은 본 발명에서 제공하는 간격유지구의 다른 실시례를 도시한 저면사시도
도 9은 도 8에서 적용된 간격유지구의 분해사시도
도 10은 본 발명의 간격유지구에 외력이 작용된 상태도

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자들에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 간격유지구가 적용된 교량 신축이음장치의 바람직한 제1실시례를 도시한 저면사시도이고, 도 2는 본 발명에서 제공하는 간격유지구가 적용된 교량 신축이음장치의 측단면을 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 간격유지구가 적용된 교량 신축이음장치의 저면을 도시한 상태도로서, 본 발명은 온도변화에 의한 교량의 신축이완 작용을 보상할 수 있도록 일정간격으로 이격된 교량 상판(100) 사이에 설치하는 신축이음장치(1)에 있어서, 이격된 교량상판(100)의 대향면에 각각 고정 설치되는 한 쌍의 고정레일(7)과, 상기 교량상판 사이의 이격거리가 넓어서 다수개의 유동레일(8)이 상기 고정레일(7) 사이에 결합구성되는 레일형 신축이음장치(1)에 적합한 간격유지구(10)의 신규한 구성을 제안한다.

도 2를 참조하면, 이웃하는 상판(100)에는 마주보는 위치에 컨트롤박스(2)를 내입 설치하고, 상기 컨트롤박스(2)가 위치한 레일(6) 하부에는 슬라이드베어링(4)을 지지하기 위한 요크(3)를 결합하여 컨트롤박스(2)에 양단을 내입 상태로 슬라이드베어링(4)으로 지지되게 서포트빔(5)을 레일(6)에 수직되게 형성하고 있다.

이와 같이 레일형 교량 신축이음장치(1)에서 레일(6)의 길이방향에 대한 움직임은 서포트빔(5)에 의해 구속되며, 레일(6)의 폭방향 움직임은 슬라이드베어링(4)에 의해 부드럽게 동작할 수 있어서 교량의 신축에 대응할 수 있는 것이다.

이격된 교량상판(100)의 대향면에는 고정레일(7)이 위치하고, 교량의 콘크리트와 견고히 결합될 수 있도록 고정레일(7)의 외측면에는 일정간격으로 앵커볼트(7a)가 형성되며, 상기 고정레일(7) 사이에는 서포트빔(5)에 지지되어 평행이동하는 다수개의 유동레일(8)이 위치하고, 상기 고정레일(7)과 유동레일(8) 사이를 고무재질의 빗물받이(9)가 설치 구성된다.

본 발명에서는 상기 유동레일(8)의 개수가 3개의 경우를 도시하고 있으나, 적용되는 장소에 따라 그 수량이 가감될 수 있음은 당연하다.

상기 레일(6)들 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위해 본 발명에서는 나란히 이웃하는 레일(6) 하부에는 서로 마주보는 위치에 중심부에 관통공(11a)이 형성된 판상의 브래킷(11)이 용접 결합되고, 양 브래킷(11) 사이에는 고밀도의 우레탄폼으로 제작된 드럼형상의 센터스페이서(14)가 위치하여 브래킷(11) 사이의 간격을 일정하게 유지시킨다.

상기 스페이서(14)의 축방향 중심부에는 결합공(14a)이 형성되며, 상기 결합공(14a)과 브래킷(11)에 형성된 관통공(11a)으로 양 단부에 나사선(12a)이 형성된 로드(12)가 내입하고 양 단부에 너트(13)를 체결하여 상호 결속되며, 상기한 구성의 간격유지구(10)는 교량위 중앙선을 기준으로 서로 다른 방향으로 진행하는 차량의 통행을 고려하여 도 3에 도시된 바와 같이 이웃하는 레일(6) 사이에서 두 개 이상 이격 형성하도록 한다.

이와 같은 형태의 간격유지구(10)는 교량의 수축 시 레일(6) 사이의 간격이 조밀해 지며 이 때 스페이서(14)는 브래킷(11)에 의해 압축된 체로 탄성 지지되어 레일(6)사이의 간격을 균일하게 유지시키면서도 레일을 통해 전달되는 외력에 의한 진동과 힘을 완충하는 효과도 갖는다.

도 4는 본 발명에서 제공하는 간격유지구의 다른 실시례를 도시한 요부 확대도이며, 도 5는 도 4의 간격유지구가 적용된 교량 신축이음장치의 저면도이다.

도면을 참조하면, 간격유지구(10)의 다른 실시례인 사이드스페이서(14‘로써, 스페이서를 마주보는 한 쌍의 브래킷(11) 사이에 위치시키는 대신 일측의 브래킷 외측편에 로드(12)에 관통되게 결합 하되, 브래킷(11)에 접한 사이드스페이서(14’의 반대 측에는 중심에 체결공(15a)을 형성한 받침판(15)을 연접하고 너트(13)로 체결 구성한다.

고정레일(7)에 형성되는 브래킷(11)의 외측에는 간격유지구(10)를 구성하는 스페이서(14)나 로드(12)의 일부가 고정레일(7) 바깥으로 노출되지 않도록 하기 위해 스페이서(14)의 위치를 도 5의 가장 오른쪽에 도시된 간격유지구(10)와 같이 유동레일(8)의 외측에 위치하는 것이 바람직하다.

이러한 구성의 간격유지구(10)는 교량의 신축이음장치(1)에 인장력(T)이 작용하여 레일(6) 사이의 간격이 이완될 때 브래킷(11)의 외측에 형성된 사이드스페이서(14‘가 브래킷과 받침판(15)에 의해 압축되면서 탄성지지되는 것으로 인장력(T)이 작용하는 곳에서 레일(6) 사이의 간격을 균일하게 유지하면서 외력에 대한 응력을 갖는 것이 특징이다.

도 6은 본 발명에서 제공하는 간격유지구의 또 다른 실시례를 도시한 분해사시도이며, 도 7은 도 6의 간격유지구가 적용된 교량 신축이음장치의 저면도로서, 이는 상술한 두가지 타입의 간격유지구(10)를 결합한 구조를 갖는다.

즉, 이웃하는 레일(6)의 마주보는 위치에 형성된 브래킷(11) 사이 뿐만 아니라, 양 브래킷(11)의 측방에도 스페이서(14)(14‘를 로드(12)에 관통결합하고, 사이드스페이서(14’의 단부에 각각 체결공(15a)이 형성된 받침판(15)을 적층한 로드(12) 양 단부의 나사선(12a)에 너트(13)로 체결하여 고정한다.

도 8은 본 발명에서 제공하는 간격유지구의 또 다른 실시례를 도시한 저면사시도이고, 도 9은 도 8에서 적용된 간격유지구의 분해사시도이다.

고밀도의 우레탄폼으로 제작된 드럼형상의 스페이서(14) 대신 도시된 바와 같이 금속재의 압축 코일스프링을 적용한 것으로, 코일스프링이 로드(12) 중심에 정위치 되어 작동성을 보장할 수 있도록 코일스프링의 양 단부가 접하는 브래킷(11) 및 받치판(15)에는 코일스프링이 내입되게 스프링의 외경에 대응되는 지름을 갖는 내입홈(11b)(15b)이 각각 형성된 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 간격유지구(10)의 작용을 도 10의 간격유지구에 외력이 작용된 상태도를 통해 설명한다.

도 10a는 외기의 기온이 높은 여름철 교량이 이완되면서 신축이음장치에 수축력이 작용된 상태를 도시한 것으로, 교량 사이의 간극이 좁아짐에 따라 신축이음장치(1)를 구성하는 레일(6) 사이의 간격 역시 조밀하게 이루어진다.

따라서 레일(6) 하부에 형성된 브래킷(11) 사이에 위치한 센터스페이서(14)는 양측 브래킷에 의해 가압되어 수축된 상태를 유지하면서 레일(6) 사이의 간격을 일정하게 유지토록 하고, 레일(6) 위로 차량이 통행시 발생하는 진동과 충격부하는 스페이서(14)(14‘에 의해 감쇄 완충되어 신축이음장치(1)의 기계적 내구성을 우수하게 하는 효과가 있다.

도 10b는 기온이 낮은 겨울철 교량이 수축되면서 신축이음장치(1)에는 인장력(T)이 작용된 상태를 도시한 것이며, 이와 같이 레일(6) 사이의 간격이 멀어질 경우 브래킷(11) 외측에 결합된 사이드스페이서(14‘는 해당 브래킷(11)이 너트(13)에 의해 고정된 받침판(15) 쪽으로 가압되면서 수축 상태를 갖는다.

이와 같이 신축이음장치(1)에 수축력(C)이 작용할 경우는 브래킷(11) 사이에 위치한 센터스페이서(14)가 압축되며, 신축이음장치에 인장력(T)이 작용할 경우는 브래킷 외측에 위치한 사이드스페이서(14‘가 압축되므로, 레일(6) 간격을 일정하게 유지하기 위한 본연의 기능 외에도 외기 온도차에 의해 서서히 진행되는 신축 이완뿐만 아니라 근례에 우리나라에도 자주 발생하는 지진과 같이 단시간에 발생하는 수축, 인장, 뒤틀림 등의 외력이 동시에 작용하더라도 탄성과 복원력이 우수한 스페이서에 의해 훨씬 효과적으로 외력을 감쇄하여 구조적인 안전성과 우수한 내진성을 보장한다.

또한 간격유지구(10)의 구조와 구성이 간단하므로 설치가 매우 쉽고 너트(13)만 플어서 스페이서(14)만 교체하는 것만으로도 간단하게 유지관리가 이루어질 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.

1:신축이음장치
2:컨트롤박스 3:요크 4:슬라이드베어링
5:서포트빔 6:레일 7:고정레일 7a:앵커볼트
8:유동레일 9:빗물받이
10:간격유지구
11:브래킷 11a:관통공 11b:내입홈 12:로드 12a:나사선
13:너트 14:센터스페이서 14‘사이드스페이서 14a:결합공
15:받침판 15a:체결공 15b:내입홈
100:교량상판 C:수축력 T:인장력

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 이웃하는 교량의 상판(100)에서 이격되게 설치된 레일(6) 하부의 서로 마주보는 위치에 형성되며 중심부에 관통공(11a)이 형성된 한 쌍의 브래킷(11);
   상기 브래킷(11)의 관통공(11a)에 내입되며 양 단부에 너트(13)가 체결되는 나사선(12a)이 형성된 로드(12);
   한 쌍의 브래킷(11) 사이에 위치하며 상기 로드(12)에 관통 결합되는 센터스페이서(14);
   로드(12)에 관통 결합된 체로 상기 양 브래킷(11)의 측방에 각각 위치하는 사이드스페이서(14')
   브래킷(11)에 접한 사이드스페이서(14')의 반대측에 연접되는 받침판(15);
   상기 받침판(15)의 중심부에 타공된 체결공(15a)으로 노출되는 로드(12)에 체결되는 너트(13);를 포함하여 구성하되,
   상기 센터스페이서(14)와 사이드스페이서(14')는 고밀도의 우레탄폼으로 제작되어,
   신축이음장치에 수축력(C)이 작용할 때는 센터스페이서(14)가 가압되고, 반대로 신축이음장치에 인장력(T)이 작용할 때는 브래킷 외측에 위치한 사이드스페이서(14')가 가압되도록 하여 외력을 효과적으로 감쇄하면서 레일(6) 간격을 일정하게 유지할 수 있도록 한 교량 신축이음장치의 간격유지구.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제

Images