KR102262224B1 - 폐타이어를 이용한 탄성받침 구조물 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 폐타이어를 이용한 탄성받침 구조물은 강 재질의 하판프레임(110); 하판프레임(110)의 상부에 형성되는 탄성패드층(120); 탄성패드층(120)의 상부에 설치되는 강 재질의 상판프레임(130)을 포함하되, 탄성패드층(120)은 폐타이어를 재활용한 조성물로 제작됨과 아울러, 하면이 하판프레임(110)의 상면에 접촉하도록 형성된 강재질의 하부판(121); 상하방향을 따라 하부판(121)의 상측으로 이격되어 형성된 강 재질의 보강판(122); 보강판(122)의 상측으로 이격되어 설치되되, 상면이 상판프레임(130)의 하면에 접촉되는 구조로 형성된 상부판(123); 보강판(122)이 매립되고, 하부판(121)의 상면과 측면이 매립되며, 상부판(123)의 하면과 측면이 매립되도록, 형성된 고무재질의 패드부(124);를 구비한다.
Description
본 발명은 건설분야에 관한 기술로서, 상세하게는 폐타이어를 이용한 탄성받침 구조물에 관한 것이다.
국내에는 약 2,300만대의 자동차가 운행되고 있다. 2,300만대의 자동차는 시간이 지남에 따라 부품을 교환하게 되는데, 대부분의 부품이 폐기물로 처리되고 있다. 이중 폐타이어를 재활용하는 리싸이클링 제품이 일부 생산되고 있지만 이 역시 일부분이고, 대부분의 폐타이어는 폐기물로 처리된다.
폐타이어는 공간예술을 위한 조형물에 일부가 사용되기도 하고, 일부는 재생고무로 사용되고 있는데, 현재까지는 재활용 되는 제품군에 대한 환경적, 재료적 규제와 제품 기준치를 만족하지 못하여 폐타이어의 대부분이 폐기물로 처리되고 있다.
상술하는 종래의 기술구성, 명칭, 도면번호는 그 종래기술의 설명에 한정되어 사용된다.
대한민국등록특허 10-1061078호 '콘크리트 궤도 분기기용 탄성패드'는 철도레일이 안착되는 레일 체결장치의 상판 하부에 탄성 재질의 완충부재를 상판과의 접촉면적을 고려하고, 하중조건에 따른 탄성패드에 다양한 홀을 천공하여 상판과 접촉면적 및 레일을 지지하는 하중조건에 따라 탄성패드를 조정하여 레일의 균일처짐을 발생시켜 철도차량의 운행시의 진동 및 소음, 하부 충격을 흡수하여 레일 침목과 철도레일 체결장치의 주요기능 및 수명을 증대시키도록 한 콘크리트 궤도 분기기용 탄성패드를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도레일용 탄성패드는 전체적으로 사각형상으로 이루어진 탄성패드와; 상기 탄성패드의 내부에 적어도 하나 이상이 천공 형성된 홀과; 상기 홀의 양측면에 각각 배치됨과 동시에 천공 형성된 홀로 구성됨을 특징으로 한다. 또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 콘크리트 궤도 분기기용 탄성패드 제조방법은 청구항 1항의 콘크리트 궤도 분기기용 탄성패드를 제어하는 방법으로서, 철도 레일이 안착되는 레일 체결장치의 상판 하부에 탄성 재질의 완충부재인 탄성패드를 설치하되, 상기 탄성패드는 상판 하부와의 접촉면적을 고려하여 하중조건에 따라 상기 탄성패드에 다양한 형상의 홀을 형성하고, 상기 탄성패드에 원형, 타원형, 개방형 중의 어느 하나의 형상으로 홀을 형성하며, 상기 탄성패드의 소정의 위치에 절곡부와 절취부를 형성하여, 상판 하부에 설치되는 탄성패드의 접촉면적을 다르게 하여 레일을 지지하는 하중조건에 따른 탄성패드를 조정하여 레일의 균일처짐을 발생시킴을 특징으로 한다.
대한민국등록특허 10-0479272호 '탄성패드의 포트제조방법과 이에 의해 제조되어진 포트 및 이를 갖춘 교량받침'은 본 발명은 교량이나 건축구조물을 탄발적으로 지지하는 교량받침에 있어서, 이를 구성하는 탄성패드의 포트제조방법과 이에 의해 제조되어진 포트 및 이를 갖춘 교량받침에 관한 것으로, 액체상태의 피복재료를 이용하여 이를 경화시켜서 탄성패드의 포트를 제조하므로, 작업자의 노동부하가 크게 감소되고, 작업이 편리하게 되며, 작업시간의 단축으로 인해 생산성이 크게 향상되고, 더욱이 포트제조를 위한 주변 장치들이 상당히 단순화되어 포트제조설비 비용이 획기적으로 절감되어 제품비용이 크게 절감된다.
대한민국등록특허 10-2167016호 '회전변위 및 수평변위 식별이 용이한 탄성받침'은 교량의 하부구조물 위에 설치되어 교량의 상부구조물을 지지하는 탄성받침에 있어서, 상부판(41) 및 하부판(42); 상기 상부판(41) 및 하부판(42)의 사이에 고정되는 탄성패드(43); 상기 상부판(41)에 고정되는 상지시구(10); 상기 하부판(42)에 고정되는 하지시구(20)를 포함하는 회전변위 및 수평변위 식별이 용이한 탄성받침에 관한 것이다.
본 발명은 폐기물로 소각 내지 처리되어온 폐타이어를 이용하여 내구성이 우수한 교량 구조물용 탄성받침 구조물을 제시한다. 본 발명에 의한 탄성받침 구조물은 전단변형에 대한 저항성능이 우수한 특징이 있다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명의 폐타이어를 이용한 탄성받침 구조물은 강 재질의 하판프레임(110); 상기 하판프레임(110)의 상부에 형성되는 탄성패드층(120); 상기 탄성패드층(120)의 상부에 설치되는 강 재질의 상판프레임(130)을 포함하되, 상기 탄성패드층(120)은 폐타이어를 재활용한 조성물로 제작됨과 아울러, 하면이 상기 하판프레임(110)의 상면에 접촉하도록 형성된 강재질의 하부판(121); 상하방향을 따라 상기 하부판(121)의 상측으로 이격되어 형성된 강 재질의 보강판(122); 상기 보강판(122)의 상측으로 이격되어 설치되되, 상면이 상기 상판프레임(130)의 하면에 접촉되는 구조로 형성된 상부판(123); 상기 보강판(122)이 매립되고, 상기 하부판(121)의 상면과 측면이 매립되며, 상기 상부판(123)의 하면과 측면이 매립되도록, 형성된 고무재질의 패드부(124);를 구비한다.
상기 패드부(124)를 형성하는 고무재질의 조성물은 천연고무 35~44 중량%; 산화아연(ZnO) 1.5~2.1 중량%; 스테아르산 0.8~1.4 중량%; 카본 20~28 중량%; 아로매틱오일 3.5~4.5 중량%; 경탄(경질탄산칼슘) 4~8 중량%; 노화방지제(Amine계 노화방지제) 0.8~1.3 중량%; 분산제 1.2~1.6 중량%; 유황 0.6~1 중량%; 촉진재 8~10 중량%; 폐타이어분말 5~18 중량%;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 폐타이어분말은 1~2mm 의 입경을 갖는 것이 바람직하다.
상기 보강판(122)은 하측에 형성된 하측보강판(122a); 상기 하측보강판(122a)의 상측으로 이격되어 설치되는 중앙부보강판(122b); 상기 중앙부보강판(122b)의 상측으로 이격되어 설치되는 상측보강판(122c);을 포함하되, 상기 하측보강판(122a), 상기 중앙부보강판(122b), 상기 상측보강판(122c)은 두께가 2~6mm 이고, 상기 패드부(124)의 결합력을 향상시키기 위해, 상기 하측보강판(122a), 상기 중앙부보강판(122b), 상기 상측보강판(122c)에는 복수의 관통홀(122h)이 형성된 것이 바람직하다.
상기 관통홀(122h)의 전방과 후방 가장자리에는 상측으로 돌출된 돌출부(122h-S)가 형성된 것이 바람직하다.
상기 관통홀(122h)은 전후방향을 따라 장공 구조로 형성되고, 상기 하측보강판(122a)에는 상기 중앙부보강판(122b)의 상기 관통홀(122h)을 관통하도록 상측으로 돌출된 하측전단연결재(122a-b)가 설치되며, 상기 중앙부보강판(122b)에는 상기 상측보강판(122c)에 형성된 상기 관통홀(122h)을 관통하도록 상측으로 돌출된 중앙부전단연결재(122b-b)가 설치된 것이 바람직하다.
상기 탄성패드층(120) 내부에 설치된 상기 하측보강판(122a), 상기 중앙부보강판(122b), 상기 상측보강판(122c)의 사이 간격은 8~20mm인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 폐타이어를 이용한 탄성받침 구조물은 상하방향을 따라 상호 간격을 두고 복수의 보강판이 형성되고, 보강판의 변형이 제한되는 구조이기 때문에 과도한 하중에 의한 설계변위 이상의 변위가 발생하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한 폐타이어를 재활용하여 탄성받침 구조물을 제작하기 때문에 환경 친화적인 구조물이다.
도 1은 대한민국등록특허 10-1061078호의 대표도면
도 2는 대한민국등록특허 10-0479272호의 대표도면
도 3은 대한민국등록특허 10-2167016호의 대표도면
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성받침 구조물 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성받침 구조물 측면도
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하측보강판에 형성된 관통홀을 나타내는 도면
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상/하부판 사시도
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 관통홀의 가장자리에 돌출부가 형성된 것을 나타내는 보강판 측면도
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌출부가 관통홀의 가장자리에 형성된 것을 나타내는 보강판 사시도
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌출부 확대 사시도
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전후방향을 따라 장공 구조로 관통홀이 형성되고, 전단연결재가 설치된 것을 나타내는 사시도
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전후방향을 따라 장공 구조로 관통홀이 형성되고, 전단연결재가 설치된 것을 나타내는 측면도
도 2는 대한민국등록특허 10-0479272호의 대표도면
도 3은 대한민국등록특허 10-2167016호의 대표도면
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성받침 구조물 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성받침 구조물 측면도
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하측보강판에 형성된 관통홀을 나타내는 도면
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상/하부판 사시도
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 관통홀의 가장자리에 돌출부가 형성된 것을 나타내는 보강판 측면도
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌출부가 관통홀의 가장자리에 형성된 것을 나타내는 보강판 사시도
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌출부 확대 사시도
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전후방향을 따라 장공 구조로 관통홀이 형성되고, 전단연결재가 설치된 것을 나타내는 사시도
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전후방향을 따라 장공 구조로 관통홀이 형성되고, 전단연결재가 설치된 것을 나타내는 측면도
본 발명에 의한 폐타이어를 이용한 탄성받침 구조물의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
이하, 첨부표 및 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐타이어를 이용한 탄성받침 구조물에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 폐타이어를 이용한 탄성받침 구조물은 강 재질의 하판프레임(110); 하판프레임(110)의 상부에 형성되는 탄성패드층(120); 탄성패드층(120)의 상부에 설치되는 강 재질의 상판프레임(130)을 포함하되, 탄성패드층(120)은 폐타이어를 재활용한 조성물로 제작됨과 아울러, 하면이 하판프레임(110)의 상면에 접촉하도록 형성된 강재질의 하부판(121); 상하방향을 따라 하부판(121)의 상측으로 이격되어 형성된 강 재질의 보강판(122); 보강판(122)의 상측으로 이격되어 설치되되, 상면이 상판프레임(130)의 하면에 접촉되는 구조로 형성된 상부판(123); 보강판(122)이 매립되고, 하부판(121)의 상면과 측면이 매립되며, 상부판(123)의 하면과 측면이 매립되도록, 형성된 고무재질의 패드부(124);를 구비한다.
패드부(124)를 형성하는 고무재질의 조성물은 천연고무 35~44 중량%; 산화아연(ZnO) 1.5~2.1 중량%; 스테아르산(Stearic Acid) 0.8~1.4 중량%; 카본(Carbon Black) 22~28 중량%; 아로매틱오일(Aromatic계 오일) 3.5~4.5 중량%; 경탄(경질탄산칼슘) 4~8 중량%; 노화방지제(Amine계 노화방지제) 0.8~1.3 중량%; 분산제 1.2~1.6 중량%; 유황 0.6~1 중량%; 촉진재(Thiazole계 가황촉진제) 8~10 중량%; 폐타이어분말 5~18 중량%;를 포함하는 것이 바람직하다. 조성물에 혼합되는 폐타이어분말은 1~2mm 의 입경을 갖는 분말을 사용한다.
보강판(122)은 하측에 형성된 하측보강판(122a); 하측보강판(122a)의 상측으로 이격되어 설치되는 중앙부보강판(122b); 중앙부보강판(122b)의 상측으로 이격되어 설치되는 상측보강판(122c);을 포함하되, 하측보강판(122a), 중앙부보강판(122b), 상측보강판(122c)은 두께가 2~6mm 이고, 패드부(124)의 결합력을 향상시키기 위해, 하측보강판(122a), 중앙부보강판(122b), 상측보강판(122c)에는 복수의 관통홀(122h)이 형성된 것이 바람직하다.
이 경우, 도 5와 같은 구조로 하측보강판(122a), 중앙부보강판(122b), 상측보강판(122c)이 상호 간격을 두고 형성되되 그 사이 간격은 8~20mm인 것이 바람직하다.
탄성받침은 활하중, 크리프하중, 온도변화, 건조수축과 같은 상부구조물(거더+바닥판 콘크리트)에 발생하는 하중에 의한 변위를 수용하기 위해 설치하는 구조물이다. 교량의 상부구조물은 상기와 같은 활하중, 크리프, 온도변화, 건조수축과 같은 상부구조물에 의해 전후방향 또는 측방향을 따라 변위가 발생하게 된다.
탄성받침은 상기 하중에 대한 상부구조물의 전후방향 또는 측방향 변위를 수용하도록 일방향 또는 2방향으로 전단변형을 유도하고, 허용한다.
따라서 탄성받침은 탄성복원력이 우수해야 함과 아울려 상하방향의 압축력과 전단변형에 저항하는 저항성능이 우수해야 한다. 이를 위해 본발명의 탄성받침에는 복수개의 보강판(122)을 설치한다.
관통홀(122h)의 전방과 후방 가장자리에는 상측으로 돌출된 돌출부(122h-S)가 형성된 것이 바람직하다.
돌출부(122h-S)는 도 9와 같은 구조로 설치될 수 있는데. 도 9와 같이 설치되는 경우는 전단변형의 발생방향이 전후방향인 경우에 대한 설치 위치를 도시한 것이다.
즉, 돌출부(122h-S)는 변위가 발생하는 방향의 관통홀(122h) 가장자리에 상측으로 돌출되는 구조로 설치되는데, 전후방향과 측방향 양 방향에 대한 변위가 발생하는(허용하는) 경우에는 전후방향과 측방향 모두에서 상측으로 돌출된 구조로 설치 될 수도 있다.
관통홀(122h)은 전후방향을 따라 장공 구조로 형성되고, 하측보강판(122a)에는 중앙부보강판(122b)의 관통홀(122h)을 관통하도록 상측으로 돌출된 하측전단연결재(122a-b)가 설치되며, 중앙부보강판(122b)에는 상측보강판(122c)에 형성된 관통홀(122h)을 관통하도록 상측으로 돌출된 중앙부전단연결재(122b-b)가 설치된 것이 바람직하다.
이 경우, 전단연결재는 도 11 또는 도 12와 같은 구조로 설치되는데, 이와 같은 구조를 취하는 이유는 지진 등과 같이 설계변위 이상의 변위가 발생하더라도 받침장치가 파괴되거나 손상되는 것을 방지하기 위함이다.
탄성받침 구조물이 파손 되거나 손상되면 상부구조물의 파괴로 연결될 수 있기 때문에 인명사고와 대형사고를 야기할 수 있다. 따라서 지진 또는 설계하중을 초과하는 하중이 발생하더라도, 탄성받침의 변위 허용치를 장공길이로 제한하여 변형이 발생되도록 유도한다.
구체적으로 전후방향을 따라 전단변형이 과도하게 발생하게 되면 하측전단연결재(122a-b)가 중앙부보강판(122b)의 관통홀(122h) 전후방 가장자리에 걸려 더 이상의 전단변형의 발생이 억제된다. 이와 같은 구조로 중앙부전단연결재(122b-b)가 상측보강판(122c)에 형성된 관통홀(122h)을 관통하도록 설치되어 과도한 변형시 상측보강판(122c)에 형성된 관통홀(122h) 전후방 가장자리에 걸려 더이상 변형이 발생하지 않도록 억제할 수 있다.
A : 탄성받침 구조물 110 : 하판프레임
120 : 탄성패드층 121 : 하부판
122 : 보강판 122a : 하측보강판
122a-b : 하측전단연결재 122b : 중앙부보강판
122b-b : 중앙부전단연재 122c : 상측보강판
122h : 관통홀 122h-S : 돌출부
123 : 상부판 124 : 패드부
130 : 상판프레임
120 : 탄성패드층 121 : 하부판
122 : 보강판 122a : 하측보강판
122a-b : 하측전단연결재 122b : 중앙부보강판
122b-b : 중앙부전단연재 122c : 상측보강판
122h : 관통홀 122h-S : 돌출부
123 : 상부판 124 : 패드부
130 : 상판프레임
Claims (7)
- 강 재질의 하판프레임(110);
상기 하판프레임(110)의 상부에 형성되는 탄성패드층(120);
상기 탄성패드층(120)의 상부에 설치되는 강 재질의 상판프레임(130)을 포함하되,
상기 탄성패드층(120)은 폐타이어를 재활용한 조성물로 제작됨과 아울러,
하면이 상기 하판프레임(110)의 상면에 접촉하도록 형성된 강재질의 하부판(121);
상하방향을 따라 상기 하부판(121)의 상측으로 이격되어 형성된 강 재질의 보강판(122);
상기 보강판(122)의 상측으로 이격되어 설치되되, 상면이 상기 상판프레임(130)의 하면에 접촉되는 구조로 형성된 상부판(123);
상기 보강판(122)이 매립되고, 상기 하부판(121)의 상면과 측면이 매립되며, 상기 상부판(123)의 하면과 측면이 매립되도록, 형성된 고무재질의 패드부(124);를 구비하되,
상기 패드부(124)를 형성하는 고무재질의 조성물은
천연고무 35~44 중량%;
산화아연(ZnO) 1.5~2.1 중량%;
스테아르산 0.8~1.4 중량%;
카본 20~28 중량%;
아로매틱오일 3.5~4.5 중량%;
경탄(경질탄산칼슘) 4~8 중량%;
노화방지제(Amine계 노화방지제) 0.8~1.3 중량%;
분산제 1.2~1.6 중량%;
유황 0.6~1 중량%;
촉진재 8~10 중량%;
1~2mm 의 입경을 갖는 폐타이어분말 5~18 중량%;를 포함하고,
상기 보강판(122)은
하측에 형성된 하측보강판(122a);
상기 하측보강판(122a)의 상측으로 이격되어 설치되는 중앙부보강판(122b);
상기 중앙부보강판(122b)의 상측으로 이격되어 설치되는 상측보강판(122c);을 포함하되,
상기 하측보강판(122a), 상기 중앙부보강판(122b), 상기 상측보강판(122c)은 두께가 2~6mm 이고, 상기 패드부(124)의 결합력을 향상시키기 위해, 상기 하측보강판(122a), 상기 중앙부보강판(122b), 상기 상측보강판(122c)에는 복수의 관통홀(122h)이 형성되며,
상기 관통홀(122h)의 전방과 후방 가장자리에는 상측으로 돌출된 돌출부(122h-S)가 형성되고,
상기 관통홀(122h)은 전후방향을 따라 장공 구조로 형성되고, 상기 하측보강판(122a)에는 상기 중앙부보강판(122b)의 상기 관통홀(122h)을 관통하도록 상측으로 돌출된 하측전단연결재(122a-b)가 설치되며,
상기 중앙부보강판(122b)에는 상기 상측보강판(122c)에 형성된 상기 관통홀(122h)을 관통하도록 상측으로 돌출된 중앙부전단연결재(122b-b)가 설치된 것을 특징으로 하는 폐타이어를 이용한 탄성받침 구조물.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 탄성패드층(120) 내부에 설치된 상기 하측보강판(122a), 상기 중앙부보강판(122b), 상기 상측보강판(122c)의 사이 간격은 8~20mm인 것을 특징으로 하는 폐타이어를 이용한 탄성받침 구조물.
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- 2020-11-06 KR KR1020200147639A patent/KR102262224B1/ko active IP Right Grant
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