KR102027794B1 - 마찰판의 이탈 및 손상이 방지된 교량 받침 - Google Patents

마찰판의 이탈 및 손상이 방지된 교량 받침 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마찰판의 이탈 및 손상이 방지된 교량 받침에 관한 것이다.
본 발명은 상.하부 구조물(100)(200) 사이에 구면블록(300)이 마찰 가능하게 설치되고 상기 구면블럭(300)의 상면 및 하면에 형성된 원형의 장착홈(320)에 마찰판(400)이 삽입되어 에너지 소산이 이루어지도록 하는 교량 받침에 있어서,
상기 마찰판(400)이, 탄성 변형 또는 온도변화시 수축과 팽창이 가능한 소재로 이루어지고; 상기 장착홈(320)의 내벽 둘레면이, 바닥면으로부터 외측으로 내경이 점차적으로 좁혀지는 형태의 경사각으로 형성되도록 하며, 상기 마찰판(400)의 외측 테두리면이, 상기 장착홈(320)에 끼워진 후 온도변화에 따른 팽창시 상기 경사각의 단부에 의해 이탈이 방지되도록 경사각이 형성되도록 하여 상기 장착홈(320)에 상기 마찰판(400)의 결합시 경사각에 의해 이탈이 방지되며 안정되게 결합 상태를 유지할 수 있다.

Description

마찰판의 이탈 및 손상이 방지된 교량 받침{The bridge support installation manufacturing method}
본 발명은 교량 받침에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지진격리받침 중 마찰면을 구면으로 하여 받침의 진자운동으로 구조물의 주기를 장주기화 하고 지진에너지를 소산시키며 중력에 의한 복원력을 갖는 받침에 있어 마찰면을 따라 미끄러지는 마찰판의 견고한 고정이 가능함으로서 마찰판의 이탈 및 손상이 방지된 교량 받침에 관한 것이다.
일반적으로 교량 구조물은, 교량이 설치된 상태에서 온도변화, 풍력, 외부 충격에 의한 진동, 지진 등에 의하여 유동력이 발생하게 되고, 이를 위해 교량 상판의 상부구조물과 교각의 하부구조물 사이에는 내진 설계를 통해 교량의 안정성을 확보하도록 다양한 형태의 교량 받침이 설치되게 된다.
교량 받침의 종류로는, 구조물 부재의 강도 및 인성 등 부재력을 크게 설계하여 큰 지진에도 충분히 견디도록 설계하는 내진 교량에 적용되는 내진받침과 구조물의 고유주기를 길게 하여 지진의 탁월주기 대역과 어긋나게 함으로써 지진과 구조물의 공진을 피하고 달되는 지진력의 크기를 줄여 설계하는 지진격리교량에 적용되는 지진격리받침이 있다.
교량 받침의 지진격리받침 중 마찰진자받침을 살펴보면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와같이 마찰진자받침의 구성은 곡률구면홈(120)(220)이 형성되어 있는 상부구조물 및 하부구조물(100)(200)과 그 사이에 구면블록(300)이 구성되어 있으며, 상하부 구조물(100)(200)과 구면블록(300)이 접하는 마찰면에는 미끄럼판과 엔지니어링 플라스틱 재질의 마찰판(400)이 서로 접하며 구성되어 있다.
이에 마찰진자받침의 구성상 기능을 살펴보면 상부구조물(100) 및 하부구조물(200)의 곡률구면홈(120)(220)은 복원강성을 결정하며 강성은 곡률반경, 접촉압력, 이동속도 및 온도에 따라 달라진다.
구면블록(300)은, 상부구조물(100)의 하중을 하부구조물(200)로 전달 가능하도록 하는 수직 하중 전달 및 온도 신축에 따른 수평 이동변위를 수용한다.
마찰판(400)은, 높은 지압강도와 고유한 마찰계수 특성를 갖는 재료로 미끄러짐에 의한 기초분리와 마찰저항에 의한 감쇠 제공으로 지진력을 저감한다.
미끄럼판(500)은, 온도 신축에 따른 수평 이동변위 발생 시 마찰판(400)이 적은 마찰계수로 미끄럼 기능을 수행이 가능하도록 한다.
상기한 미끄럼판(500)은, 마찰재가 접하는 마찰면에 크롬도금 할 수 있다.
즉, 마찰진자받침은, 수직하중 대비 마찰계수가 고려된 마찰판(400)이 구면블록(300)과 함께 상부 및 하부구조물(100)(200)의 곡률구면홈(120)(220)에 형성된 미끄럼판(500)의 마찰면을 따라 미끄러지며 에너지를 소산시키게 되고, 곡률구면홈(120)(220) 및 구면블록(300)의 반경을 통해 기하학적인 위치에너지로 자연 복원력을 제공하게 되며 상하부 구조물(100)(200)의 온도 신축에 따른 상대적인 수평 이동변위력을 흡수하게 되어 지진 종료 후 여진 등에 의한 피해를 예방하고 별도의 유지보수가 불필요하다.
이러한 마찰진자받침의 특성은, 상부 및 하부 구조물(100)(200)과 구면블록(300) 사이에 구성되어 있으며 고유한 마찰계수를 지닌 마찰판(400)의 역할이 중요한데 마찰판(400)의 마찰계수가 지진격리교량 설계 시 마찰판(400)의 마찰계수와 다르면 원활한 교량거동이 불가함에 따라 교량구조물의 심각한 손상을 초래하게 된다.
상기한 손상 초래를 살펴보면 마찰판(400)의 마찰계수가 설계 값보다 높을 시 설계된 지진력 보다 과다한 지진력이 교각이나 기초로 전달되어 하부구조물(200)의 붕괴를 유발하고, 마찰판(400)의 마찰계수가 설계 값보다 낮을 시 지진력 분배와 소산이 되지 않아 상부구조물(100)의 과다한 수평변위와 회전이 발생되어 상부구조물(100)간의 충돌 및 낙교 등의 문제를 야기할 수 있다.
그리고 종래 마찰진자받침의 제조방법을 살펴보면 도 3 내지 도 5에 도시된 바와같이 구면블록(300)에 장착홈(320)을 형성하고 이 장착홈(320)에 마찰판(400)를 장착하게 되는데 이 작업은 마찰판(400) 견고하게 고정하는 작업이 매우 까다롭다는 단점이 있다. 그 이유는 콜드 플로우(cold flow) 현상 때문에 장착홈(320)에 장착한 상태에서 접착제로 부착해야 하므로 구면블록(300)에 마찰판(400) 장착하기가 까다로우며 이와 함께 마찰판(400) 재료의 유연성 및 조정 가능성에 의한 부정확성과 기하학적 설정값 및 설정 곡률구면홈(120)(220), 그리고 구면블록(300) 반경과의 편차(a)로 인한 정확한 치수 및 공차에 맞춰 마찰면 표면구조의 제작이 어려움으로 인해 도 5에 도시된 바와같이 마찰판(400)이 이탈하는 문제점이 있다.
상기한 콜드 플로우(cold flow) 현상이란 저온 흐름 열가소성 플라스틱 등에서 상온 정도의 저온에서 변형을 일으키는 현상을 말한다.
또한, 종래 마찰진자받침은 공용 중 수직 하중 재하와 함께 수평 이동변위 발생 시 마찰판(400)의 장기적인 소성 변형이 발생한다. 변형으로 손상된 마찰판(400)은 마찰판(400)의 사용 연한을 감소시키며 사용 연한이 완료된 마찰판(400)의 마찰진자받침은 교체하여야 하는 문제점이 있다.
또한, 마찰판 재료의 유연성 및 조정 가능성에 의한 부정확성과 기하학적 설정값 및 설정 곡률구면홈, 그리고 구면블록 반경과의 편차로 인한 정확한 치수 및 공차에 맞춰 마찰면 표면구조의 제작이 어려운 문제점이 있다.
KR 실용신안등록 제20-0471176호 공고일 2014년 02월 10일 KR 실용신안등록 제20-0473182호 공고일 2014년 06월 16일
이에 본 발명자는 상기와 같은 제반 사항을 고려하여 마찰진자받침을 포함하는 교량 받침에서 상부측 구조물과의 슬라이드 마찰을 위한 마찰판에 대한 기술적 한계 및 문제점을 해결하기 위한 발상에서 착안하여 마찰판의 안정된 정착은 물론 변형을 해결하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 마찰진자받침을 포함하는 전체 교량 받침에 있어 마찰판이 안정된 장착성, 이탈 방지, 소성 변형의 최소화가 가능도록 하는데 있는 것이다.
여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
다시말해, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 교량 받침에서 구면블록에 결합되는 마찰판이 간편하고 견고하게 고정될 수 있도록 하고 정착 상태에서 교량 거동 시 마찰판의 이탈을 방지함과 동시에 마찰판의 소성 변형이 최소화 될 수 있도록 하는 교량 받침의 마찰판 조립 구조 및 그 제조공법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
상.하부 구조물 사이에 구면블록이 마찰 가능하게 설치되고 상기 구면블럭의 상면 및 하면에 형성된 원형의 장착홈에 마찰판이 삽입되어 에너지 소산이 이루어지도록 하는 교량 받침에 있어서, 상기 마찰판이, 탄성 변형 또는 온도 변화시 수축과 팽창이 가능한 소재로 이루어지도록 하고; 상기 장착홈의 내벽 둘레면이, 바닥에 형성된 볼록 라운딩면의 중심을 기준으로 하여 상향으로 내경이 점차적으로 좁혀지는 형태의 경사각으로 형성되도록 하며; 상기 마찰판의 외측 테두리면이, 상기 장착홈의 라운딩면과 접하는 라운딩면의 중심을 기준으로 하여 상향으로 외경이 점차적으로 축소되는 경사각이 형성되어 탄성 변형에 따른 외경 축소 또는 냉각에 의한 수축 상태에서 상기 장착홈에 삽입된 후 초기 상태로 복원시 상기 장착홈의 테두리단에 걸림되어 상향 이탈이 방지되도록 한 것이다.
교량받침은 사하중 및 활하중과 같은 수직하중에 대한 하중 지지기능, 교량 상부구조의 온도 신축기능 및 건조수축/ 크리이프 등과 같은 수평방향 변위에 대한 미끄러짐(이동)과 차량하중 등에 의한 교량 상부 구조의 회전을 수용할 수 있는 회전(굴림) 기능을 가짐으로써, 교량 상부구조의 변위에 의한 응력이 교량 하부구조(교대 및 교각)에 과도하게 전달되지 않도록 교량 상부구조와 교량 하부구조의 접점에 위치하는 교량 구조물에 있어서 중요한 부재이다.
따라서, 본 발명은 교량 받침 중 상.하부 구조물의 곡률구면홈에 수직하중 대비 마찰계수가 고려된 구면블록의 마찰판이 마찰면을 따라 미끄러지며 에너지를 소산시키게 되고 곡률구면홈 및 구면블록의 반경을 통해 기하학적인 위치에너지로 복원력을 제공하게 되며 상하부 구조물의 상대적인 변위력을 흡수하게 되는 교량 받침을 제시한다.
본 발명은,
첫째; 구면블록의 장착홈에 마찰판을 간편하게 장착시킬 수 있어 수월한 장착에 따른 설치 비용을 크게 절감 시킬 수 있고,
둘째; 구면블록에의 설치시 마찰판의 견고한 고정으로 설치후 내구성이 크게 증대되는 장점이 있고,
셋째; 설치된 상태의 마찰판이 구면블록으로부터 이탈되지 않고 안정되게 고정될 수 있는 장점이 있고,
넷째; 구면블록의 장착홈에 형성된 경사각에 의해 마찰판의 소성 변형이 방지되어 마찰판의 보호 및 손상 방지로 내구연한을 크게 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
다섯째; 마찰면을 따라 미끄러지는 마찰판의 견고한 고정이 가능함으로서 마찰판의 이탈 및 손상을 방지하는 특징이 있어 마찰진자받침의 중요부재인 마찰판의 효과적인 지진격리받침 역할을 수행하도록 하는 장점이 있다.
도 1은 종래 마찰진지받침의 설치 상태를 보인 평단면도,
도 2는 도1의 "A-A"선 정단면도,
도 3은 도 1 또는 도 2에서 구면블록에 마찰판이 결합되는 조립도,
도 4는 도 3에서 구면블록에 마찰판이 결합된 상태도,
도 5는 도 2의 분리 상태 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 마찰판의 이탈 및 손상이 방지된 교량 받침의 결합상태 단면도,
도 7은 도 6의 사용상태도,
도 8은 도 6 또는 도 7의 분리상태 단면도,
도 9는 구면블록에 마찰판이 결합되는 사용상태도,
도 10은 구면블록이 마찰판이 결합된 상태의 단면도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하며 본 발명을 설명하기에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다. 또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.
아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
즉, 본 명세서에서 설시하는 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.
그리고 상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부, 상측, 하측 등의 용어는 각 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 편의상 사용한 것이다. 예를 들어, 도면상의 위쪽을 상부로 아래쪽을 하부로 명명 및 지칭할 수 있다.
본 발명은, 마찰면을 구면으로 하여 구조물의 주기를 장주기화 하고 지진에너지를 소산시키며 중력에 의한 복원력을 갖도록 하는 교량받침에서 마찰판의 이탈 및 손상이 방지된 교량 받침에 관한 것이다.
본 발명은, 도 6 내지 도 10의 도시에 의하여, 교량 상판을 지지하는 상부 구조물(100)과, 교각에 올려지는 하부 구조물(200)과, 상부 및 하부 구조물(100)(200) 사이에 위치되는 구면블록(300)과, 상기 구면블록(300)의 상하면에 결합되어 상기 상하부 구조물(100)(200)과 슬라이드 접하도록 하는 마찰판(400)과, 상기 마찰판(400)의 조립시 상기 구면블록(300)으로부터 이탈되지 않고 안정된 고정상태를 유지하며 고정될 수 있도록 상기 구면블록(300)에 형성되는 원형의 장착홈(320)을 포함하며 상기 마찰판(400)의 외측 둘레면에 형성된 경사 결합부(440)와, 상기 장착홈(320)의 내벽에 형성되어 상기 경사 결합부(440)가 삽입되어 상향 걸림될 수 있도록 경사진 경사 걸림부(340)를 포함하여 구성된다.
상기 상부 구조물(100)은, 상면이 교량 상판을 지지하도록 대략 평활면으로 형성되고, 하면이 상기 구면블록(300)의 상측 구면과 접하도록 오목한 곡률구면홈(120)이 형성된다.
상기 하부 구조물(200)은, 하면이 교각 상면에 올려지도록 대략 평활면으로 형성되고, 상면이 상기 구면블록(300)의 하측 구면과 접하도록 오목한 곡률구면홈(220)이 형성된다.
상기 구면블록(300)은, 금속 또는 합성수지 소재로 이루어지며, 상면과 하면이 볼록한 구면으로 이루어지고, 상기 구면에 상기 마찰판(400)을 고정하기 위한 원형의 장착홈(320)이 형성된다.
상기 장착홈(320)의 바닥면은, 중심이 볼록한 구형으로 볼록 라운드면인 곡률로 형성된다.
상기 마찰판(400)은, 슬라이드를 위한 것이며, 외력 작용에 의한 탄성 변형 또는 온도변화에 따른 수축과 복원이 가능한 소재가 적용될 수 있으며, 조립시 상기 구면블록(300)에 대해 상기 상부 구조물(100)이 슬라이드 될 수 있도록 하게 된다.
이에따라 상기 마찰판(400)은, 프레스 등 외력 작용에 따라 외형 크기가 축소된 후 외력 제거시 초기 상태로 복원되는 공지의 탄성 변형 가능한 합성수지 소재의 적용이 바람직하다.
즉, 냉각 상태에서는 수축되어 외경 크기가 작아지게 되고 "0" 도 이상의 상온에서는 초기상태로 복원되는 공지의 수축 가능한 소재 등이 적용되도록 함이 바람직하다.
그리고, 상기 마찰판(400)은 두께가 동일한 조건에서 곡률 반경이 형성되도록 하면 되는데, 이때 프레스 등으로 성형하게 되면 상기 마찰판(400)의 내측 및 외측의 곡률 반경이 동일하게 되고, 상기 마찰판(400)의 내측이 상기 구면블록(300)의 장착홈(320)에 접하는 안착면(430)이 형성된다,
여기서, 상기 구면블록(300)의 장착홈(320) 곡률이 상기 안착면(430) 곡률보다 크게 형성한다.
또한, 상기 마찰판(400)의 곡률은 상기 구면블록(300)의 외측 방향으로 볼록하게 돌출되는 곡률을 형성한다.
상기 장착홈(320)은, 원판 형상의 상기 마찰판(400)이 끼워져 고정되는 것으로 원형으로 이루어지도록 하며, 가공시 내경이 바닥면으로부터 외측방향으로 점차적으로 크게 확대되는 경사각을 가지도록 가공 형성하면 된다.
이에따라, 상기 장착홈(320)의 내벽에는 도 10의 "b"에서와 같이 경사진 경사 결합부(340)가 형성되고, 상기 경사 결합부(340)는, 상기 마찰판(400)이 결합되는 경우 상기 경사 결합부(340)의 경사각(b)에 의해 상기 마찰판(400)의 이탈을 방지하게 된다.
그리고, 상기 마찰판(400)의 외측 테두리면에는, 상기 장착홈(320)에 형성된 경사 걸림부(340)의 경사각과 평행한 경사각(c)이 형성된 경사 결합부(440)가 형성된다.
상기 마찰판(400)은, 테두리의 외경이 상측에서 하측방향으로 외경이 점점 크게 확장되는 형태의 경사각(c)이 형성되어 경사 결합부(440)를 이루도록 가공하고, 상기 장착홈(320)의 내경은 상측에서 하측방향으로 내경이 점점 크게 확장되는 형태의 경사각(b)이 형성되는 경사 걸림부(340)를 이루도록 한다.
이때, 상기 장착홈(320)의 상단 내경보다 상기 마찰판(400)의 테두리에서 상기 구면블록(300)에 접하는 상기 마찰판(400)의 단부 측 외경이 크게 형성되도록 하면 된다.
이는, 상기 마찰판(400)이 상기 장착홈(320)에 끼워져 삽입된 경우 상기 마찰판(400)의 단부가 상기 장착홈(320)의 경사각에 의해 걸림되어 이탈이 방지된다.
또한, 상기 장착홈(320)에 접하는 상기 마찰판(400)의 표면은 안착면(430)으로 형성되어지되, 상기 안착면(430)의 곡률보다 상기 장착홈(320)의 곡률을 더 크게 형성한다.(도 3참조)
상기 경사 걸림부(340)와 상기 경사 결합부(440)의 경사각은 대략 5도 - 30도로 형성된 것을 적용함이 바람직하다.
좀 더 상세하게 설명하면, 상기 마찰판(400)을 합성수지 소재로 적용하는 경우, 상기 마찰판(400)을 냉각시켜 수축되도록 한 상태에서 조립하게 되면 조립후 서서히 초기상태로 확장되면서 상기 장착홈(320)에 끼워져 이탈이 방지될 수 있게 된다.
또한, 상기 마찰판(400)을 탄성 변형 가능한 소재를 적용하는 경우, 프레스 등을 통해 중심부를 곡률반경이 형성되도록 변형함으로서 외경이 축소되도록 한 상태에서 상기 장착홈(320)에 위치시킨 후 외력을 제거하게 되면 상기 마찰판(400)이 초기상태로 복원되면서 상기 장착홈(320)에 끼워져 상향으로의 이탈이 방지되게 된다.
이상에서와 같이 구성되는 본 발명에 따른 교량 받침을 통해 구면블록(300)에 마찰판(400)을 결합시키는 제조 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.
여기서, 본 발명에 적용되는 마찰판(400)은, 탄성에 의한 탄성 변형이 가능한 공지의 소재이거나, 냉각후 상온에서 초기상태로 복원되는 공지의 소재가 적용되도록 한다.
일 예로서, 냉각에 의해 외경이 축소되고 상온에서 초기상태로 복원되는 소재를 적용하는 경우를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 마찰판(400)의 테두리에 상측단에서 하측단 바닥면으로 경사각을 통해 외경이 점차적으로 확장되는 형태의 경사 결합부(440)를 이루도록 가공하는 마찰판 경사각 가공단계를 수행한다. 그런다음 상기 마찰판 경사각 가공단계와 동시에 상기 구면블록(300)의 상면에 형성된 장착홈(320)의 내측 둘레면에, 상기 마찰판(400)의 테두리에 형성된 경사 결합부(440)가 끼워진 상태에서 이탈되지 않고 걸림될 수 있는 크기로 형성되며 상기 마찰판(400)의 경사 결합부(440)와 평행한 경사각을 갖는 경사 걸림부(340)를 형성하는 장착홈 경사각 가공단계를 수행한다.
여기서, 도시된 바와같이 상기 구면블록(300)의 장착홈(320)과 접하는 상기 마찰판(400)의 안착면(430)에 곡률을 형성함에 있어 상기 마찰판(400)의 두께에 따른 내외측 곡률이 동일한 조건에서 상기 안착면(430) 곡률보다 상기 구면블록(300)의 장착홈(320) 곡률이 더 크게 형성하도록 한다.
또한, 구면블록(300)의 상단 및 하단 곡률과 상기 장착홈(320)의 곡률이 다르게 형성되도록 한다.
연속해서 상기 마찰판(400)을 냉각 시키는 마찰판 냉각 단계를 수행하고, 냉각에 의해 수축된 상기 마찰판(400)을 상기 구면블록(300)의 장착홈(320)에 올려놓는 마찰판 위치 고정 단계를 수행한다. 이후 상온으로 온도 변화가 이루어지게 되면 상기 마찰판(400)이 초기상태로 신장되면서 상기 장착홈(320)에 결합되어 조립되는 마찰판 조립단계를 수행하면서 제조되게 된다.
다른 예로서, 외력 작용에 의해 원형의 외경이 축소되고 외력 제거시 초기 상태로 복원되는 소재를 적용하는 실시예를 설명하면 다음과 같다.
마찰판(400)의 테두리에 상측단에서 하측단 바닥면으로 경사각을 통해 외경이 점차적으로 확장되는 형태의 경사 결합부(440)를 이루도록 가공하는 마찰판 경사각 가공단계를 수행한다. 그런다음 상기 마찰판 경사각 가공단계와 동시에 상기 구면블록(300)의 상면에 형성된 장착홈(320)의 내측 둘레면에, 상기 마찰판(400)의 테두리에 형성된 경사 결합부(440)가 끼워진 상태에서 이탈되지 않고 걸림될 수 있는 크기로 형성되며 상기 마찰판(400)의 경사 결합부(440)와 평행한 경사각을 갖는 경사 걸림부(340)를 형성하는 장착홈 경사각 가공단계를 수행한다. 이후 상기 마찰판(400)을 강제적으로 탄성 변형시켜 외경의 크기를 축소시키는 마찰판 탄성 변형 단계를 수행하고, 탄성 변형에 의해 외경의 크기가 작아진 상기 마찰판(400)을 상기 구면블록(300)의 장착홈(320)에 올려놓는 마찰판 위치 고정 단계를 수행한다. 이후 상기 장착홈(320)에 올려진 상기 마찰판(400)에 가해진 외력을 제거하여 상기 마찰판(400)이 초기상태로 복원되면서 상기 장착홈(320)에 결합되어 조립되는 마찰판 조립단계를 수행하여 제조할 수 있다.
이때, 도면에 도시된 바와같이 상기 구면블록(300)의 장착홈(320)과 이에 접하는 상기 마찰판(400)의 안착면(430)에 대한 곡률을 형성에 있어 상기 마찰판(400)의 두께에 따른 내외측 곡률이 동일한 조건에서 상기 안착면(430) 곡률보다 상기 구면블록(300)의 장착홈(320)의 곡률이 더 크게 형성하여 제조한다.
또한, 도 10에 도시된 바와같이 상기 구면블록(300)의 상단과 하단을 형성하는 곡률과 상기 구면블록(300)의 상하측에 형성된 장착홈(320)의 곡률이 다르게 형성함이 바람직 할 것이다.
상기 실시예에 따라 실험한 예를 아래 표1을 통해 설명하면 다음과 같다.
여기서, 합성수지 소재는 물성에 따라 각기 다른 열적성질인 고유한 선팽창계수(10-5/ ℃)를 가지며, 이에 합성수지 소재는 선팽창계수에 따라 냉각시 수축된 상태가 이루어지며, 상온에 이르러 초기상태로 복원이 가능한 것이 적용될 수 있다.
합성수지 소재의 선팽창계수를 살펴보면, 폴리테트라 플로오르에틸렌 7~10, 나일론 8, 초고분자량폴리에틸렌 0~19, 폴리우레탄 10~20을 나타내고 있다.
아래 표1을 통해 합성수지 소재의 선팽창계수가 20이라고 가정 했을때 온도변화에 의한 외경변화(수축량)와 외력에 의한 곡률반경 형성시 형성율에 따른 외경 변화(수축량)를 알 수 있었다.
곡률
반경		 투영
직경		 호
길이		 ΔT
(℃)		 호
길이		 곡률반경
95%		 곡률반경
90%		 곡률반경
85%		 곡률반경
80%		 곡률반경
75%		 곡률반경
70%		 곡률반경
65%		 곡률반경
60%
(mm) (mm) (mm) 5 (mm) 투영
직경		 판정 투영
직경		 판정 투영
직경		 판정 투영
직경		 판정 투영
직경		 판정 투영
직경		 판정 투영
직경		 판정 투영
직경		 판정
1000 100 100.17 0.1 100.07 99.98 O.K 99.96 O.K 99.94 O.K 99.91 O.K 99.87 O.K 99.83 O.K 99.77 O.K 99.70 O.K
1000 200 201.36 0.2 201.16 199.85 O.K 199.68 O.K 198.59 O.K 196.18 O.K 198.95 O.K 198.59 O.K 198.15 O.K 197.60 O.K
1000 300 304.69 0.3 304.39 299.50 O.K 298.91 O.K 295.16 O.K 287.21 O.K 296.38 O.K 295.16 O.K 293.66 O.K 291.76 O.K
1000 400 411.52 0.4 411.11 398.77 O.K 397.33 O.K 388.22 O.K 370.05 O.K 391.18 O.K 388.22 O.K 384.57 O.K 380.00 O.K
1000 500 523.60 0.5 523.08 497.49 O.K 494.56 O.K 476.12 O.K 442.41 O.K 482.09 O.K 476.12 O.K 468.78 O.K 459.63 O.K
즉, 구면블록의 마찰판 장착홈이 곡률반경 1000mm에 투영직경 100mm이며 경사진 경사 걸림부의 내측 호길이가 100.17mm를 가정했을때, 마찰판의 온도를 5℃ 낮출 경우 100.17mm에서 0.1mm가 수축되어 100.07mm가 된다.
여기서, 상기에서 제시한 온도변화 5℃만으로 투영직경 100mm보다 크게 되어 삽입되지 않을 때에는 온도변화를 더 낮춤으로서 장착홈에 삽입될 수 있을 것이다.
또한 외력에 의해 장착홈의 곡률반경 대비 마찰판의 곡률반경을 95% 값으로 탄성변형시에는 99.98mm로 투영직경에 삽입됨을 알 수 있다.
이후 95%로 탄성변형된 마찰판은 응력 해제시 원상태로 복원이 진행되며 경사진 경사 걸림부에 끼워지면서 마찰판이 조립될 수 있음을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명은 마찰진자받침에 따른 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 교량받침에 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백하다.
그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.
100: 상부구조물
120: 곡률구면홈
200: 하부구조물
220: 곡률구면홈
300: 구면블록
320: 장착홈
340: 경사 걸림부
400: 마찰판
440: 경사 결합부
500: 슬라이드판

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 상.하부 구조물(100)(200) 사이에 구면블록(300)이 마찰 가능하게 설치되며 상기 구면블록(300)의 상면 및 하면에 형성된 장착홈(320)에 마찰판(400)이 설치되도록 하는 교량 받침에 있어서,
    상기 마찰판(400)이 원형 상태에서 온도 변화시 외경의 크기가 달라지는 선팽창계수를 갖는 소재가 적용되도록 하되 동일 두께를 가지며 중심 곡률 성형시 내외측 표면이 동일한 곡률을 형성하도록 하되 상기 구면블록(300)의 외측으로 볼록하게 돌출되는 곡률을 형성하고, 테두리에 상측단에서 하측단 바닥면으로 연직방향의 수직을 기준으로 하여 5°에서 30°경사지게 외경이 점차적으로 확장되는 형태의 경사 결합부(440)를 이루도록 가공하는 마찰판 경사각 가공단계; 상기 마찰판 경사각 가공단계와 동시에 상기 구면블록(300)의 상면에 형성된 장착홈(320)의 내측 둘레면에, 상기 마찰판(400)의 테두리에 형성된 경사 결합부(440)가 밀착상태로 끼워지는 경우 이탈되지 않고 걸림될 수 있는 크기로 형성되며 상기 마찰판(400)의 경사 결합부(440)와 평행한 경사각을 갖는 경사 걸림부(340)를 형성하고, 상기 구면블록(300)의 장착홈(320)과 접하는 상기 마찰판(400)의 내측 안착면(430) 곡률보다 상기 구면블록(300)의 장착홈(320) 곡률이 더 크게 형성함과 더불어 상기 구면블록(300)의 상단 및 하단 곡률과 상기 장착홈(320)의 곡률이 다르게 형성하는 장착홈 경사각 가공단계; 상기 마찰판(400)을 냉각 시키는 마찰판 냉각 단계; 냉각에 의해 수축된 상기 마찰판(400)을 상기 구면블록(300)의 장착홈(320)에 올려놓는 마찰판 위치 고정 단계; 상온으로 온도 변화에 따라 상기 마찰판(400)이 초기상태로 신장되면서 상기 장착홈(320)에 결합되어 조립되는 마찰판 조립단계;를 수행하여 제조된 것을 특징으로 하는 마찰판의 이탈 및 손상이 방지된 교량 받침.
  4. 상.하부 구조물(100)(200) 사이에 구면블록(300)이 마찰 가능하게 설치되며 상기 구면블록(300)의 상면 및 하면에 형성된 장착홈(320)에 마찰판(400)이 설치되도록 하는 교량 받침에 있어서,
    상기 마찰판(400)이 원형 상태에서 가압에 의한 탄성 변형시 외경의 크기가 달라지는 선팽창계수를 갖는 소재가 적용되도록 하되 동일 두께를 가지며 중심 곡률 성형시 내외측 표면이 동일한 곡률을 형성하도록 하되 상기 구면블록(300)의 외측으로 볼록하게 돌출되는 곡률을 형성하고, 테두리에 상측단에서 하측단 바닥면으로 연직방향의 수직을 기준으로 하여 5°에서 30°경사지게 외경이 점차적으로 확장되는 형태의 경사 결합부(440)를 이루도록 가공하는 마찰판 경사각 가공단계; 상기 마찰판 경사각 가공단계와 동시에 상기 구면블록(300)의 상면에 형성된 장착홈(320)의 내측 둘레면에, 상기 마찰판(400)의 테두리에 형성된 경사 결합부(440)가 끼워진 상태에서 이탈되지 않고 걸림될 수 있는 크기로 형성되며 상기 마찰판(400)의 경사 결합부(440)와 평행한 경사각을 갖는 경사 걸림부(340)를 형성함과 더불어 상기 구면블록(300)의 상단 및 하단 곡률과 상기 장착홈(320)의 곡률이 다르게 형성하는 장착홈 경사각 가공단계; 상기 마찰판(400)을 강제적으로 탄성 변형시켜 외경의 크기를 축소시키는 마찰판 탄성 변형 단계; 탄성 변형에 의해 외경의 크기가 작아진 상기 마찰판(400)을 상기 구면블록(300)의 장착홈(320)에 올려놓는 마찰판 위치 고정 단계; 상기 장착홈(320)에 올려진 상기 마찰판(400)에 가해진 외력을 제거하여 상기 마찰판(400)이 초기상태로 복원되면서 상기 장착홈(320)에 결합되어 조립되는 마찰판 조립단계;를 수행하되, 상기 구면블록(300)의 장착홈(320)과 접하는 상기 마찰판(400)에 곡률을 형성함에 있어 상기 마찰판(400)의 두께에 따른 내외측 곡률이 동일한 조건에서 상기 마찰판(400)의 내측 안착면(430) 곡률보다 상기 구면블록(300)의 장착홈(320) 곡률이 더 크게 형성하여 제조된 것을 특징으로 하는 마찰판의 이탈 및 손상이 방지된 교량 받침.
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