KR101774438B1 - 교량의 이동방향을 제어하기 위한 가이드 핑거를 갖는 핑거 조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량의 이동방향을 제어하기 위한 가이드 핑거를 갖는 핑거 조인트에 관한 것이다.
본 발명은 교량 상판 슬래브의 유간에 복수개의 핑거가 서로 마주보며 맞물리는 형태를 가지며 설치되는 한 쌍의 핑거판과, 서로 마주보는 상기 핑거판을 체결구로 각각 고정하며 상기 상판 슬래브에 고정되는 베이스판으로 이루어지는 핑거형 조인트에 있어서, 한 쌍의 상기 핑거판이 교량 길이방향에 대해 직교 방향인 상기 슬래브의 폭방향을 따라 적어도 1개 이상 분할 구성되며, 상기 분할 부분을 중심으로 양쪽의 분할 핑거판(200a)(200b) 사이에 상판 슬래브의 교직 방향 거동을 제어하기 위한 가이드 핑거부재(300)가 설치됨을 특징으로 한다.
본 발명은 교량의 상판 슬래브의 이음구간인 유간에 설치되는 핑거 조인트가 이음구간의 유간에 대한 신축량 변형이 다름에도 이에 대응하여 교량의 교직 방향 거동을 제어할 수 있는 장점이 있다.

Description

교량의 이동방향을 제어하기 위한 가이드 핑거를 갖는 핑거 조인트{a finger joint with a guide finger for seismic isolation control}

본 발명은 교량 등에서 신축이음구간에 설치되는 핑거 조인트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교량 길이방향을 따라 등간격 설치된 상태에서 상판 슬래브의 신축량 변화에 따른 유동시 신축적으로 대응할 수 있도록 제어하는 교량의 이동방향을 제어하기 위한 가이드 핑거를 갖는 핑거 조인트에 관한 것이다.

교량의 상부구조물을 이루는 상판 슬래브는, 온도변화, 건조수축, 크리프(creep) 등에 따라 팽창되거나 수축되고, 차량 통행에 따른 동하중과 지진 등에 의해 이동된다. 이에 따라 교량의 상판 슬래브와 상판 슬래브 사이에 유간이 형성되도록 하고 상기 유간에는 신축 이음을 위한 신축이음장치가 설치되고 있다.

상기 신축이음장치에는 레일형, 핑거형(finger type) 등 다양한 구조의 신축이음장치가 제공되고 있다.

그 중 핑거형 조인트는, 교량을 이루는 상판 슬래브의 길이방향에 대한 신축 작용 발생시 상판 슬래브의 팽창 및 수축에 대응하기 위하여 설치되는 신축이음을 말하며, 이는 교량 상판의 구조에 의한 또는 온도 및 계절적 변화에 따라 발생되는 팽창 및 수축에 적절하게 대응하게 되는 것으로 많이 적용되고 있다.

그 구조를 살펴보면, 교량의 상판 슬래브의 대응단에서 서로 대응되게 다수의 핑거를 가지며 좌우 한 쌍으로 위치되는 핑거판과, 상기 슬래브의 대응단에 일체형으로 제공되어 상기 핑거판의 저면이 밀착 지지되는 베이스판와, 상기 베이스판에 상기 핑거판이 결합 고정되도록 하는 체결구(볼트 및 너트)와, 상기 상판 슬래브의 대응단을 이루며 상기 베이스판이 고정상태를 유지하도록 채움재를 통해 결합되는 앵커 매립부로 구성된다.

이상에서와 같이 구성되는 핑거형 조인트는, 신축력 발생시 핑거판의 핑거들이 상호 결합되는 형상을 취하며 신축력에 대응하게 된다.

하지만, 지진 등의 변위가 크게 발생되어 핑거판의 핑거 상호간에 부딪힘 현상이 발생되게 되면 핑거판이 파손되거나 또는 핑거판이 정착된 베이스판 및 앵커 매립부 그리고 상판 슬래브의 단부가 파손되는 현상이 발생되어 구조물 전체를 보수 교체시켜야만 되는 문제점이 있다. 상기한 경우 보수 교체에 따른 공사비가 증가됨은 물론 공사기간의 지연으로 교통 통제시간이 크게 늘어나 경제적 손실비용이 크게 발생하게 되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 핑거형 조인트는, 상부에 작용되는 충격이 핑거를 통해 분산되어져 내구성 확보와 함께 소음이 발생되지 않는다는 장점이 있으나, 신축량 발생시 핑거들이 어느 한 단부에만 지지를 받게 되므로 신축량이 큰 교량에는 적용이 힘들고 더불어 차량 통행에 따른 잦은 충격력이 발생되면 핑거의 단부이 위쪽으로 돌출되는 등의 문제점이 있어 차량사고의 위험과 둔턱거림에 의한 승차감이 떨어지는 문제점이 있어왔다.

또한, 종래의 핑거형 조인트는 교축방향으로의 직선 이동만을 허용할 수 있도록 되어 있어, 지진 등이 자주 발생되는 지역 즉, 신축방향이 불확실한 교량에는 사용하기가 힘든 문제점이 있다.

더불어, 서로 맞물려진 양측 핑거가 모두 고정되어 있어 지진 등에 의한 힘이 교축 직각방향, 즉 교량 폭방향인 횡방향으로 또는 중앙선을 기준으로 양쪽이 상대적으로 작용하는 경우 핑거 조인트가 설치된 부분의 교량구조물이 쉽게 파손되는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하고자 종래 핑거형 조인트로 특허등록 제10-0757212호로 핑거 조인트 및 특허등록 제10-0808855호로 교량의 파운딩 방지를 위한 면진용 완충식 핑거 조인트가 제시된 바 있다.

하지만, 상기한 핑거 조인트의 경우에도 교축방향으로의 직선 이동만을 허용할 수 있도록 되어 있어, 지진 등에 의한 교직방향의 거동은 제어하기 힘든 문제점이 있다.

KR 특허등록 제10-0757212호 공고일 2007년 09월 10일 KR 특허등록 제10-0808855호 공고일 2008년 03월 03일

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로,

본 발명의 주된 목적은 핑거 조인트에 가이드 핑거를 제공하여 교량의 이동방향을 제어하고자 하는데 있다.

다시말해, 면진받침이 적용된 교량의 핑거 조인트에 교량의 이동방향을 제어하기 위한 가이드 핑거가 제공되도록 하여 교량에서 교직방향에 대한 거동을 제어하고자 하는 것이다.

즉, 교량의 상판 슬래브의 이음구간에 설치되는 핑거형 조인트가 이음구간의 유간에 대한 신축량 변형이 다름에도 이에 대응하여 마찰없이 신축력을 제어할 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

교량 상판 슬래브의 유간에 복수개의 핑거가 서로 마주보며 맞물리는 형태를 가지며 설치되는 한 쌍의 핑거판과, 서로 마주보는 상기 핑거판을 체결구로 각각 고정하며 상기 상판 슬래브에 고정되는 베이스판으로 이루어지는 핑거형 조인트에 있어서, 한 쌍의 상기 핑거판이 교량 길이방향에 대해 직교 방향인 상기 슬래브의 폭방향을 따라 적어도 1개 이상 분할 구성되며, 상기 분할 부분을 중심으로 양쪽의 분할 핑거판 사이에 상판 슬래브의 교직방향 거동을 제어하는 가이드 핑거부재가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 가이드 핑거부재는, 2개의 돌출 핑거를 갖는 제1핑거판과, 상기 제1핑거판과 대응되게 위치되어 상기 돌출 핑거 사이에 이격상태로 위치되는 돌출 핑거를 갖는 제2 핑거판 및 상기 돌출 핑거의 단부에 구비되며 상기 분할 핑거판과 분할 핑거판의 상대적 유동시 양쪽 단부가 상기 돌출 핑거의 내벽에 접촉되면서 슬라이드 안내하는 라운드 접촉돌기로 이루어진다.

상기 라운드 접촉돌기의 양쪽에, 상기 돌출 핑거 사이의 내벽과 일정구간 접하도록 접촉라인이 형성되도록 함이 가능할 것이다.

상기 라운드 접촉돌기의 양쪽과 상기 돌출 핑거의 양쪽 내벽에, 마찰을 위한 마찰판이 구비되도록 함이 가능할 것이다.

본 발명은, 교량의 상판 슬래브의 이음구간인 유간에 설치되는 핑거 조인트가 이음구간의 유간에 대한 신축량 변형이 다름에도 이에 대응하여 마찰없이 신축력을 제어할 수 있는 장점이 있다.

다시말해, 가이드 핑거부재를 중심으로 한 양쪽의 분할 핑거판에 상대적 신축량이 작용하여도 가이드 핑거부재가 신축량 흡수 및 유동량을 제어할 수 있는 장점이 있다.

즉, 교량의 핑거 조인트에 설치된 가이드 핑거가 신축 작용시 교량의 교직 방향 거동을 제어하게 되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 교량의 면진 제어를 위한 가이드 핑거를 갖는 핑거 조인트의 요부 평면도,
도 2는 도 1의 "A-A"선 측단면도,
도 3은 도 1의 "B-B"선 측단면도,
도 4는 도 2에서 수평저항키를 확대 도시한 사시도,
도 5는 도 1에 따른 가이드 핑거의 평면도,
도 6은 도 5의 다른 실시예,
도 7은 도 5의 또 다른 실시예.

이하, 본 발명에 따른 교량의 이동방향을 제어하기 위한 가이드 핑거를 갖는 핑거 조인트의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하며 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은, 교량의 핑거 조인트에 가이드 핑거가 제공되도록 하여 교량의 이동방향을 제어하도록 한 것이다.

본 발명은, 도 1 내지 도 5의 도시에 의하여 교량 상판 슬래브(100a)(100b)와, 복수개의 핑거가 서로 마주보며 맞물리는 형태를 가지도록 각각 한 조를 이루며 도로 폭방향을 따라 적어도 1개 이상 분할되어 설치되는 분할 핑거판(200a)(200b)과, 상기 분할 핑거판(200a)(200b) 사이에 위치되며 상기 분할 핑거판(200a)(200b)이 상대적 이동 가능하도록 하는 가이드 핑거부재(300)로 구성된다.

상기 분할 핑거판(200a)(200b)은, 각각 일측에 복수개의 핑거(220)가 배열되고 타측이 상기 슬래브(100a)(100b)의 이음구간인 유간(10)에 구비된 베이스판(30a)(30b)에 체결구(40)를 통해 고정된다.

다시말해, 상기 분할 핑거판(200a)과 상기 분할 핑거판(200b)는, 각각 핑거를 중심으로 서로 마주보며 핑거(220)가 맞물림 상태에서 교차 배열되는 한 쌍의 핑거판으로 이루어져 상기 가이드 핑거부재(300)을 중심으로 양쪽에 위치되게 된다.

상기 베이스판(30a)(30b)은, 상기 슬래브(100a)(100b)의 유간(10)에 설치되며 상기 분할 핑거판(200a)(200b)이 지지되도록 하게 되며 상기 슬래브(100a)(100b)에 앵커 매립부(50a)(50b)를 통해 일체로 결합된다.

상기 체결구(40)는, 볼트(42) 및 너트(44)로 이루어지며 볼트(42)의 머리부가 상기 분할 핑거판(200a)(200b)에 걸림된 상태에서 나사부가 상기 베이스판(30a)(30b)을 통과하여 너트(44) 고정된다.

상기 가이드 핑거부재(300)는, 2개의 돌출 핑거(322)(324)를 갖는 제1핑거판(320)과, 상기 제1핑거판(320)과 대응되게 위치되어 상기 돌출 핑거(322)(324) 사이에 이격상태로 위치되는 돌출 핑거(342)를 갖는 제2 핑거판(340) 및 상기 돌출 핑거(342)의 단부에 구비되며 상기 분할 핑거판(200a)과 분할 핑거판(200b)의 상대적 유동시 단부만이 내벽에 T1의 폭을 가지며 접촉시 선 접촉되는 라운드 접촉돌기(360)으로 이루어진다.

그리고, 상기 가이드 핑거부재(300)를 이루는 제1 및 제2 핑거판(320)(340)은 표면에 결합홀(302)이 형성되며, 상기 결합홀(302)에는 수평저항키(500)가 걸림 형태로 삽입되어 고정되고, 상기 수평저항키(500)에 체결구(40a)가 결합되며 상기 체결구(40a)를 이루는 볼트(42a)의 머리부가 걸림된 상태에서 나사부가 상기 베이스판(30a)(30b)을 통과하여 너트(44a)로 고정된다.

상기 수평저항키(500)는, 상기 체결구(40a)를 이루는 볼트(42a)를 깜싸는 형태로 상기 제1 및 제2 핑거판(320)(340)에 결합되어 상기 분할 핑거판(200a)(200b)의 상대적 운동을 신축적으로 제어하게 된다.

상기 라운드 접촉돌기(360)는, 원형볼 또는 원형판으로 이루어지며, 상기 가이드 핑거(342)의 단부에 일체를 이루며 형성된다.

이는 상기 라운드 접촉돌기(360)가 면 접촉이 아닌 선 접촉 형태로 상기 돌출 핑거(322)(324) 사이에 최소폭(T1)으로 조립될 수 있고 상기와 같이 조립된 상태에서 상판 슬래브에 신축량 변화가 발생되면 상기 라운드 접촉돌기(360)가 선 접촉 상태로 안내되어 교직 방향에 대한 거동을 제어할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 구성되는 본 발명에 따른 교량의 면진 제어를 위한 가이드 핑거를 갖는 핑거 조인트의 설치 및 사용상태를 설명한다.

설치시에는,

도 1에 도시된 바와같이 유간(10)을 중심으로 한 슬래브(100a)(100b)의 양쪽 단부에 앵커 매립부(50a)(50b)가 형성되도록 하고, 상기 앵커 매립부(50a)(50b)의 상측 위치에 베이스판(30a)(30b)이 올려지도록 한 다음 도 1 및 도 3에 도시된 바와같이 베이스판(30a)(30b)에 분할 핑거판(200a)(200b)을 체결구(40)로 각각 고정시킨다. 이때 상기 분할 핑거판(200a)과 분할 핑거판(200b)을 소정 간격을 두고 결합시킨다. 연속해서 상기 분할 핑거판(200a)과 분할 핑거판(200b) 사이의 공간에 도 1 및 도 2에 도시된 바와같이 가이드 핑거부재(300)를 결합시키면 설치가 완료 된다.

여기서, 상기 가이드 핑거부재(300)을 이루는 라운드 접촉돌기(360)와 상기 돌출 핑거(322)(324)의 간격은 최소폭인 T1을 유지하도록 조립하면 된다.

상기와 같이 설치된 상태에서 면진 등에 의한 유동 즉, 교축 및 교직 방향으로 신축량이 작용되면 상기 분할 핑거판(200a) 및 분할 핑거판(200b)의 핑거(220) 틈새를 통해 신축량을 제어하게 되고, 상기 가이드 핑거부재(300)를 중심으로 한 양쪽 분할 핑거판(200a)(200b)이 서로 상대적 운동을 하게 되면 수평저항키(500)가 신축량을 제어하게 되고, 연속해서 상기 라운드 접촉돌기(360)를 중심으로 하여 양쪽 분할 핑거판(200a)(200b)이 유동되면 상기 라운드 접촉돌기(360)가 선 접촉되면서 슬라이드 되어 교직 방향의 거동을 제어할 수 있게 된다. 즉 수평저항키(500)의 신축량에 의해 신축량 만큼 제1 및 제2 핑거판(320)(340)이 서로 상대적 운동을 하게 되면 돌출 핑거(342)의 단부에 형성된 상기 라운드 접촉돌기(360)의 둘레면이 상기 돌출 핑거(322)와 돌출 핑거(324) 사이의 내벽에 선 접촉 상태로 슬라이드 지지되면서 이동되어져 교량 상판 슬래브의 교직 방향 거동을 제어할 수 있게 된다.

도 6은 도 5에 도시된 상기 라운드 접촉돌기(360)의 다른 예를 보인 것이다.

이는, 상기 라운드 접촉돌기(360)의 외측에 상기 돌출 핑거(322)(324)의 마주보는 내벽과 최소폭(T3)을 유지하며 B3 만큼 서로 슬라이드 접하도록 접촉라인(362)을 형성시켜 신축량 변화시 상기 접촉라인(362)의 구간(B3)이 상기 돌출 핑거(322)(324)에 접하면서 슬라이드 되어져 상기 교직 방향의 거동을 제어할 수 있게 된다.

도 7은 도 5에 도시된 상기 라운드 접촉돌기(360)의 또 다른 예를 보인 것이다.

이는, 상기 돌출 핑거(322)와 돌출 핑거(324)의 마주보는 내벽에 마찰판(328)을 구비하고, 상기 라운드 접촉돌기(360)의 양쪽에서 상기 돌출 핑거(322)와 돌출 핑거(324)와 최소폭(T2)을 가지며 접하는 양쪽 단부에 마찰판(368)이 B2 구간만큼 일체로 결합되어 교량 상판 슬래브의 신축량 변화에 따른 교직 방향 거동시 상기 마찰판(368)이 B2 구간만큼 접하면서 슬라이드 되어져 교량의 교직 방향 거동을 제어할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.

10: 유간
30a, 30b: 베이스판
40,40a: 체결구
42,42a: 볼트 44,44a: 너트
50,50a: 앵커 매립부
100a, 100b: 슬래브
200a, 200b: 분할 핑거판
300: 가이드 핑거
302: 결합홀 320: 제1 핑거판
322,324: 돌출 핑거 326,366: 마찰판
340: 제2 핑거판
342: 가이드 핑거
360: 라운드 접촉돌기
362: 접촉라인
500: 수평저항키

Claims (4)

1. 교량 상판 슬래브의 유간에 복수개의 핑거가 서로 마주보며 맞물리는 형태를 가지며 설치되는 한 쌍의 핑거판과, 서로 마주보는 상기 핑거판을 체결구로 각각 고정하며 상기 상판 슬래브에 고정되는 베이스판으로 이루어지는 핑거형 조인트에 있어서,
   한 쌍의 상기 핑거판이 교량 길이방향에 대해 직교 방향인 상기 슬래브의 폭방향을 따라 적어도 1개 이상 분할 구성되며, 상기 분할 부분을 중심으로 양쪽의 분할 핑거판(200a)(200b) 사이에 상판 슬래브의 교직방향 거동을 제어하는 가이드 핑거부재(300)가 설치되도록 하며;
   상기 가이드 핑거부재(300)는,
   2개의 돌출 핑거(322)(324)를 갖는 제1핑거판(320)과, 상기 제1핑거판(320)과 대응되게 위치되어 상기 돌출 핑거(322)(324) 사이에 이격상태로 위치되는 돌출 핑거(342)를 갖는 제2 핑거판(340) 및 상기 돌출 핑거(342)의 단부에 구비되며 상기 분할 핑거판(200a)과 분할 핑거판(200b)의 상대적 유동시 양쪽 단부가 상기 돌출 핑거(322)(324)의 내벽에 접촉되면서 슬라이드 안내하는 라운드 접촉돌기(360)으로 이루어진 것임을 특징으로 하는 교량의 이동방향을 제어하기 위한 가이드 핑거를 갖는 핑거 조인트.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 라운드 접촉돌기(360)의 양쪽에, 상기 돌출 핑거(322)(324)의 내벽과 일정구간 접하도록 접촉라인(362)이 형성됨을 특징으로 하는 교량의 이동방향을 제어하기 위한 가이드 핑거를 갖는 핑거 조인트.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 라운드 접촉돌기(360)의 양쪽과 상기 돌출 핑거(322)(324)의 양쪽 내벽에, 마찰을 위한 마찰판(368)(328)이 구비됨을 특징으로 하는 교량의 이동방향을 제어하기 위한 가이드 핑거를 갖는 핑거 조인트.
   

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