KR102051614B1 - 교량용 핑거조인트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량 상판의 동적 거동을 유연하게 흡수하기 위해 핑거플레이트 사이에 필연적으로 형성되는 거동공간부를 외부에서 간단하게 마감 처리 및 유지보수할 수 있는 교량용 핑거조인트 장치를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 교량 상판(1) 사이 이음 틈새부를 마감하도록 설치되고, 핑거산(12)과 핑거홈(14)이 서로 맞물려 조립되는 한 쌍의 핑거플레이트(10)(10'); 상기 교량 상판(1) 변형에 따른 동적 거동을 수용하도록 핑거산(12)과 핑거홈(14) 사이에 이격 형성되는 거동공간부(20); 및 상기 거동공간부(20)에 삽입 설치되어, 핑거산(12) 및 핑거홈(14)과 대응하는 양단부에 고정브라켓(32)이 구비되는 탄성블럭(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 교량용 핑거조인트 장치를 이용하면, 핑거플레이트 사이 거동공간부의 초기 마감처리 및 유지보수에 따른 작업성 향상과 더불어 교량 상판 변형에 따른 동적 거동이 유연하게 흡수되면서 차량파편을 포함하는 도로 폐기물 유입이 긴밀하게 차단할 수 있다는 장점이 있다.

Description

교량용 핑거조인트 장치 {Finger joint device for bridges}

본 발명은 교량용 핑거조인트 장치로서, 이를 보다 상세히 설명하면 교량 상판의 동적 거동을 유연하게 흡수하기 위해 핑거플레이트 사이에 필연적으로 형성되는 거동공간부를 외부에서 간단하게 마감 처리 및 유지보수할 수 있는 교량용 핑거조인트 장치에 관한 것이다.

통상적으로 교각의 상부에 얹히는 교량의 상판은 계절에 따른 온도변화에 의해서 자연스럽게 교축 방향으로 길이가 신장하거나 수축함에 따라 이웃하는 두 상판의 사이에는 적정크기의 이음 틈새부가 미리 형성되고, 이 이음 틈새부에는 신축이음을 위해 핑거(Finger)형 조인트가 널리 적용되고 있다.

여기서, 핑거형 조인트는 수평방향으로 서로 맞물려 교량 상판 사이 이음 틈새부를 마감하도록 설치되어 구조물의 변형에 따른 동적 거동을 원활히 수용하면서 해당 이음 틈새부를 폐쇄하지만, 핑거형 조인트 사이 틈새로 이물질이 누적될 경우 동적 거동에 방해가 되어 핑거형 조인트가 상방향으로 솟구치거나 상판 변형을 초래하는 실정이다.

이에 종래에 개시된 특허등록 10-1630633호에서, 마주보는 교량 상판 상측에 형성된 블록아웃부 저면과 유간에 표면이 노출되도록 지지블록에 매립되는 강재로 된 베이스 플레이트; 상기 마주보는 교량 상판 블록아웃부와 유간에 엇갈리게 배치하여 결합되는 강재로 된 한 쌍의 더블핑거블록; 상기 더블핑거블록과 베이스 플레이트의 일측에 소정 간격으로 형성되는 볼트구멍을 삽입, 관통하여 지지블록에 매립, 고정되는 앵커볼트와 상기 앵커볼트 상부에 체결되는 너트를 포함하며, 상기 더블핑거블록은 상측 핑거플레이트와 하측 핑거플레이트가 단차지게 일체로 형성되어 소정 간격으로 형성되고, 상기 하측 핑거플레이트는 상측 핑거플레이트보다 소정 길이 연장되게 형성되며, 상기 하측 핑거플레이트 두께는 상측 핑거플레이트 단부까지는 상측 핑거플레이트보다 두껍게 형성되고, 상측 핑거플레이트보다 연장된 하측 핑거플레이트 돌출부는 상기 베이스 플레이트 상부에 이격되어 설치될 수 있는 두께로 형성되는 기술이 선등록된바 있지만, 상측 핑거플레이트와 하측 핑거플레이트가 단차지게 일체로 형성되더라도 상측 핑거플레이트 사이에 돌, 차량파편을 포함하는 도로폐기물이 끼일 경우 교량 상판 동적 거동에 방해가 되어 핑거플레이트가 상방향으로 솟구치거나 상판 변형을 초래하였다.

또한, 다른 종래기술인 등록번호 10-0885810호에서, 핑거산과 핑거홈을 형성한 한쌍의 핑거플레이트과 상기 핑거플레이트을 교량에 연결할 수 있도록 형성한 보조플레이트와, 상기 핑거플레이트의 핑거홈 하단에 형성된 보조플레이트에 결합부재에 의해 결합되며, 마주보는 핑거플레이트의 핑거산 하단부와 맞닿도록 구성되되 교량의 수축시 상기 핑거산의 하단부와 슬라이딩 작용에 의해 하향되게 휘어져 이동할 수 있도록 하향 절곡되게 형성된 이물질 유입방지장치를 포함하는 이물질 유입 차단형 신축이음장치에 있어서, 상기 이물질 유입방지장치는 내측으로 중공부를 형성하고, 상기 중공부에는 탄성부가 배치되되, 상기 탄성부는, 스프링과 상기 스프링의 상, 하측으로 상, 하측고정플레이트를 형성하고, 상기 하측 고정플레이트에는 이물질 유입방지장치의 중공부내에 탄성부가 고정결합될 수 있도록 볼트를 구성하는 기술이 선 등록된바 있지만, 이물질 유입방지장치의 구조가 복잡하고 고하중에 차량 하중이 반복적으로 가해질 경우 탄성부가 쉽게 손상되어 이물질 유입장지기능을 상실하는 폐단이 따랐다.

KR 10-1630633 B1 (2016.06.09.) KR 10-0885810 B1 (2009. 02. 20)

본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 핑거플레이트 사이에 필연적으로 형성되는 거동공간부가 외부에서 간단하게 마감 처리되도록 구조 개선되어 초기 마감 처리 및 유지보수에 따른 작업성 향상과 더불어 교량 상판 변형에 따른 동적 거동이 유연하게 흡수되면서 차량파편을 포함하는 도로 폐기물 유입이 긴밀하게 차단되는 교량용 핑거조인트 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 교량용 핑거조인트 장치를 구성하되, 교량 상판(1) 사이 이음 틈새부를 마감하도록 설치되고, 핑거산(12)과 핑거홈(14)이 서로 맞물려 조립되는 한 쌍의 핑거플레이트(10)(10'); 상기 교량 상판(1) 변형에 따른 동적 거동을 수용하도록 핑거산(12)과 핑거홈(14) 사이에 이격 형성되는 거동공간부(20); 및 상기 거동공간부(20)에 삽입 설치되어, 핑거산(12) 및 핑거홈(14)과 대응하는 양단부에 고정브라켓(32)이 구비되는 탄성블럭(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 고정브라켓(32)은 핑거산(12) 및 핑거홈(14)에 용접 또는 볼트체결되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정브라켓(32)은 핑거산(12) 및 핑거홈(14)에 형성되는 내, 외입홈(12a)(14a)에 삽입 고정되고, 상기 거동공간부(20)에 탄성블럭(30)를 압축 삽입하면, 탄성블럭(30) 복원력에 의해 고정브라켓(32)이 내, 외입홈(12a)(14a) 측으로 가압 고정되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 핑거산(12)의 내입홈(12a)에 맞물리는 고정브라켓(32)은 내입홈(12a) 대비 축소된 사이즈로 형성되어 내입홈(12a)에 끼움 결합되었을 때 압축력에 의해 감싸듯이 클램핑되고, 상기 핑거홈(14)의 외입홈(14a)에 맞물리는 고정브라켓(32)은 외입홈(14a) 대비 확장된 사이즈로 형성되어 외입홈(14a)에 삽입된 상태에서 팽창 인장력이 발생하여 클램핑되도록 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정브라켓(32)은 'ㄴ'형으로 하단부에 확장 걸림편(32a)이 형성되고, 확장 걸림편(32a)은 핑거산(12) 및 핑거홈(14)과 대응하는 핑거플레이트(10)(10') 저면에 걸림 결속되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명은 핑거플레이트 사이에 필연적으로 형성되는 거동공간부가 외부에서 작업자에 의해 손쉽고 간단하게 마감 처리될 수 있어 작업성 우수하다.

더불어 교량 상판 변형에 따른 동적 거동이 유연하게 흡수되면서 차량파편을 포함하는 도로 폐기물등의 이물질들이 유입되는 것을 차단할 수 있게 됨에 따라 신축이음장치의 사용수명을 대폭 연장할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 교량용 핑거조인트 장치를 전체적으로 나태는 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 교량용 핑거조인트 장치를 평면에서 나태는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 교량용 핑거조인트 장치의 고정브라켓 고정구조를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 교량용 핑거조인트 장치의 고정브라켓과 내, 외입홈 결합구조를 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 교량용 핑거조인트 장치의 고정브라켓 탄성력에 의해 내, 외입홈에 클램핑된 상태를 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 교량용 핑거조인트 장치의 고정브라켓이 확장 걸림편에 의해 결합된 상태를 나타내는 구성도.

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.

본 발명은 교량용 핑거조인트 장치에 관련되며, 이는 핑거플레이트 사이에 필연적으로 형성되는 거동공간부가 외부에서 간단하게 마감 처리하여 도로의 이물질들이 유입되는 것을 차단할 있으면서도, 교량 상판 변형에 따른 동적 거동이 유연하게 흡수될 수 있도록 하기 위해 핑거플레이트(10)(10'), 거동공간부(20), 탄성블럭(30)을 포함하는 주요구성으로 이루어진다.

본 발명에 따른 핑거플레이트(10)(10')는 교량 상판(1) 사이 이음 틈새부를 마감하도록 설치되고, 교량 폭방향으로 반복 형성되는 핑거산(12)과 핑거홈(14)이 서로 맞물려 시공된다. 즉, 핑거플레이트(10)(10')는 이웃하는 교량 상판(1)의 선단부 상측에 각각 체결되어, 어느 일측 핑거플레이트(10)의 핑거산(12) 및 핑거홈(14)이 마주하는 다른 일측 핑거플레이트(10')의 핑거홈(14) 및 핑거산(12)에 서로 맞물린 상태로 설치된다.

이때, 상기 핑거플레이트(10)(10')는 교량 상판(1) 변형에 따른 동적 거동을 수용하기 위해 핑거산(12)과 핑거홈(14) 사이에 이격 형성되는 거동공간부(20)가 형성된다.

도 1에서, 상기 핑거플레이트(10)(10')에 의해 교량 상판(1) 사이 이음 틈새부 마감 구조를 더욱 상세하게 살펴보면, 상기 교량 상판(1)의 선단부 상측의 각각 저면에 설치된 매설체(2)에 의해 고정설치되는 한쌍의 베이스플레이트(3)가 구비되고, 상기 각 베이스플레이트(3)의 상부에 고정볼트(4)에 의해 고정되어 핑거산(12)과 핑거홈(14)이 깍지 낀 형상으로 상호 대향되게 한 쌍의 핑거플레이트(10)(10')가 설치되며, 상기 베이스플레이트(3)와 핑거플레이트(10)(10') 사이에 일단이 고정되고, 다른 일단은 거동공간부(20)를 저면에서 마감하도록 돌출되는 마감판(5)이 구비되며, 상기 한 쌍의 베이스플레이트(3) 사이에는 거동공간부(20)를 통하여 유입되는 이물질이나 빗물을 집수 처리하는 물받이(6)가 설치되는 구성에 의해 교량 상판(1) 사이 이음 틈새부가 마감된다.

본 발명에서 제공하는 탄성블럭(30)은 상기 거동공간부(20)를 통해 이물질들이 유입되는 것을 차단하기 위해 압축성 폼 소재로 제작되며, 핑거산(12) 및 핑거홈(14)과 대응하는 양단부에 강판으로 형성되는 고정브라켓(32)이 부착 구비된다. 탄성블럭(30)은 거동공간부(20) 형상 대비 확장된 사이즈로 형성되고, 상기 고정브라켓(32)는 핑거산(12) 및 핑거홈(14)의 곡률에 대응하도록 U자 형태로 형성되어 시공 시 압축상태로 거동공간부(20)에 삽입 설치된 후, 자체 탄성력에 의해 팽창되어 도 2처럼 외주면이 거동공간부(20) 내주면에 긴밀하게 밀착 고정된다.

이처럼, 상기 거동공간부(20)가 탄성블럭(30)의 끼움결합에 의해 외부에서 간단하게 마감 처리되므로, 작업성이 매우 쉽고 교량 상판 변형에 따른 동적 거동을 탄성블럭(30)이 유연하게 흡수하면서 차량파편을 포함하는 도로 폐기물 유입이 긴밀하게 차단된다.

그리고, 상기 고정브라켓(32)은 강판으로 형성되어 탄성블럭(30) 양단부에 접착고정되고, 상기 탄성블럭(30)은 고정브라켓(32)을 매개로 핑거산(12) 및 핑거홈(14)에 고정되어 통행 차량에 의해 가해지는 반복적인 하중으로 부터 탄성블럭(30) 외주면을 보호함과 더불어 강한 외력이 작용하더라도 탄성블럭(30) 고정력이 견고하게 유지되도록 지지하게 된다. 여기서 고정브라켓(32)을 이용한 탄성블럭(30) 고정방식은 후술하는 도 3 내지 6의 설명을 참조한다.

도 3에서, 상기 고정브라켓(32)은 핑거산(12) 및 핑거홈(14)에 용접 또는 볼트체결되어, 주행 차량과의 반복적인 마찰에 의한 탄성블럭(30) 이탈이 방지되는 고정구조를 가진다. 도 3 (a)는 고정브라켓(32)이 핑거산(12) 및 핑거홈(14)에 용접고정된 상태를 도시하며, 도 3 (b)는 고정브라켓(32)을 관통하여 체결되는 볼트에 의해 탄성블럭(30)이 고정된 상태를 나타낸다.

이에 상기 탄성블럭(30)이 압축된 상태로 거동공간부(20) 삽입하고, 고정브라켓(32)이 용접 또는 볼트체결에 의해 간단한 방식으로 위치 고정되므로, 계절에 따른 교량 상판의 동적 거동에 의해 신축이 이루어지더라도 고정브라켓(32)이 핑거산(12)과 핑거홈(14)에 견고히 고정되어 있으므로 거동공간부에 동적 거동에 의한 틈발생을 원천 봉쇄할 수 있어 이물질의 차단효과가 매우 우수하다. 또한, 비숙련공에 의한 시공이 가능함과 더불어 용접부위를 부분적으로 제거하거나 볼트를 분리하면 탄성블럭(30)이 외부에서 간단하게 분리되므로 유지보수작업의 편의성을 제공하게 된다.

도 4에서, 상기 고정브라켓(32)은 핑거산(12) 및 핑거홈(14)에 형성되는 내, 외입홈(12a)(14a)에 삽입 고정된다. 이때 상기 고정브라켓(32)은 핑거산(12) 및 핑거홈(14)과 동일한 형상으로 U형으로 형성되고, 상기 내, 외입홈(12a)(14a)은 고정브라켓(32)과 동일한 형상으로 U형 홈으로 형성된다.

이에 상기 탄성블럭(30)의 양단부에 구비되는 U형 고정브라켓(32)이 핑거산(12) 및 핑거홈(14)에 형성되는 내, 외입홈(12a)(14a)에 음양각 구조로 맞물려 위치고정되므로, 외력에 의한 유동이 방지됨과 더불어 원터치 방식으로 설치 및 분리작업이 손쉽고 신속하게 이루어지는 이점이 있다.

도 5에서, 상기 고정브라켓(32)은 U형 판스프링으로 형성되고, 고정브라켓(32)의 탄성력에 의해 내, 외입홈(12a)(14a)에 클램핑되도록 구비된다. 고정브라켓(32)은 탄성이 우수한 강판으로 형성되는바, 상기 핑거산(12)의 내입홈(12a)에 맞물리는 고정브라켓(32)은 내입홈(12a) 대비 축소된 사이즈로 형성되어 내입홈(12a)에 끼움 결합되었을 때 압축력에 의해 감싸듯이 끼움결합되고, 상기 핑거홈(14)의 외입홈(14a)에 맞물리는 고정브라켓(32)은 외입홈(14a) 대비 확장된 사이즈로 형성되어 외입홈(14a)에 삽입된 상태에서 팽창 인장력이 발생하여 고정상태를 유지하게 된다.

이처럼 상기 도 4 내지 5와 같이, 상기 거동공간부(20)에 탄성블럭(30)을 압축 상태로 삽입 후, 압축력이 해제되면, 탄성블럭(30) 자체 팽창력(복원력)에 의해 고정브라켓(32)이 내, 외입홈(12a)(14a) 측으로 가압되면서 음양각 구조로 맞물려 고정되고, 이때 고정브라켓(32) 자체의 복원력에 의해서도 내, 외입홈(12a)(14a)에 클램핑됨에 따라 탄성블럭(30) 탄성력이 저하되거나, 동절기 교량 상판(1) 수축 작용으로 거동공간부(20) 사이즈가 광폭으로 확장되더라도 탄성블럭(30) 고정력이 견고하게 유지되므로, 용접 또는 볼트로 고정브라켓(32)을 고정시키지 않고도 거동공간부에 동적 거동에 의한 틈발생을 봉쇄할 수 있게 된다.

한편, 상기 탄성블럭(30)은 한 쌍의 고정브라켓(32)과 일체로 형성되어 상, 저면이 동일한 향상으로 형성됨에 따라 시공 후 탄성블럭(30) 상면이 손상되면 뒤집은 상태로 탄성블럭(30) 저면이 도로면으로 노출되도록 설치하여 양면 모두 사용하므로 유지보수에 따른 재료비 절감을 도모한다.

도 6에서, 상기 고정브라켓(32)은 'ㄴ'형으로 하단부에 걸림턱이 형성된 확장 걸림편(32a)이 형성되고, 확장 걸림편(32a)은 핑거산(12) 및 핑거홈(14)과 대응하는 핑거플레이트(10)(10') 저면에 걸림 결속되도록 구비된다. 이때 고정브라켓(32)은 핑거산(12) 및 핑거홈(14)에 면접되고, 확장 걸림편(32a)은 핑거플레이트(10)(10') 저면에 접촉되도록 조립된다.

이에 상기 탄성블럭(30)를 압축 상태로 거동공간부(20)에 삽입 후, 압축력이 해제되면, 탄성블럭(30) 자체 복원력에 의해 고정브라켓(32)이 핑거산(12) 및 핑거홈(14) 측으로 가압되고, 이때 확장 걸림편(32a)이 핑거플레이트(10)(10') 저면에 걸림 결속됨에 따라 탄성블럭(30)의 설치가 간단하고, 또 뾰족한 공구를 고정브라켓(32) 사이로 삽입하여 탄성블럭(30)을 압축하면 확장 걸림편(32a)이 핑거플레이트(10)(10') 저면에서 간단하게 이탈되어 분리작업의 편이성이 제공된다.

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: 교량 상판 2: 매설체
3: 베이스플레이트 4: 고정볼트
5: 마감판 6: 물받이
10, 10': 핑거플레이트
12: 핑거산 12a: 내입홈
14: 핑거홈 14a: 외입홈
20: 거동공간부
30: 탄성블럭 32: 고정브라켓 32a: 확장 걸림편

Claims (4)

1. 삭제
2. 교량 상판(1) 사이 이음 틈새부를 마감하도록 설치되고, 핑거산(12)과 핑거홈(14)이 서로 맞물려 조립되는 한 쌍의 핑거플레이트(10)(10');
   상기 교량 상판(1) 변형에 따른 동적 거동을 수용하도록 핑거산(12)과 핑거홈(14) 사이에 이격 형성되는 거동공간부(20); 및
   상기 거동공간부(20)에 삽입 설치되어, 핑거산(12) 및 핑거홈(14)과 대응하는 양단부에 강판으로 형성되는 고정브라켓(32)이 부착 구비되는 압축성 폼 소재의 탄성블럭(30);를 포함하여,
   상기 핑거산(12)과 핑거홈(14)에는 각각 평면상 U자 형태의 내입홈(12a)과 외입홈(14a)이 형성되고,
   상기 고정브라켓(32)은 상기 내, 외입홈(12a)(14a)에 삽입 고정될 수 있도록 U형 판스프링으로 형성되며,
   탄성블럭(30)은 거동공간부(20) 형상 대비 확장된 사이즈로 형성되어 상기 거동공간부(20)에 설치 시 탄성블럭(30)을 압축상태로 삽입하면, 탄성블럭(30) 탄성 복원력에 의해 고정브라켓(32)이 내, 외입홈(12a)(14a) 측으로 가압되면서 음양각 구조로 맞물려 고정되도록 구비되며,
   상기 핑거산(12)의 내입홈(12a)에 맞물리는 고정브라켓(32)은 내입홈(12a) 대비 축소된 사이즈로 형성되어 내입홈(12a)에 끼움 결합되었을 때 압축력에 의해 감싸듯이 클램핑되고,
   상기 핑거홈(14)의 외입홈(14a)에 맞물리는 고정브라켓(32)은 외입홈(14a) 대비 확장된 사이즈로 형성되어 외입홈(14a)에 삽입된 상태에서 팽창 인장력이 발생하여 클램핑되도록 구성됨을 특징으로 하는 교량용 핑거조인트 장치.
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