KR102302349B1 - 부반력키 내장형 스페리컬 받침 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 교량의 하부구조물 위에 설치되어 교량의 상부구조물을 지지하는 스페리컬 받침에 있어서, 교량의 하부구조물 위에 고정되며, 베어링홈(11)이 구비되는 하부판(10); 상기 하부판(10)의 상부에 구비되는 상부판(20); 상기 하부판(10)과 상부판(20)의 사이에 구비되는 베어링블록(30); 상기 상부판(20)의 내부에 수용되어, 상기 하부판(10)과 상부판(20)의 이탈을 방지하는 부반력키(40)를 포함하는 부반력키 내장형 스페리컬 받침에 관한 것이다.

Description

부반력키 내장형 스페리컬 받침{Spherical support that negative reaction keys are installed inside}

본 발명은, 교량의 상부구조물과 하부구조물 사이에 설치되어 상부구조물을 지지하는 스페리컬 받침에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 스페리컬 받침의 상부판과 하부판의 이탈을 방지하는 부반력키가 상부판의 내부에 설치되고, 회전변위를 수용하는 베어링블록을 상하 분리형으로 제작하여, 교량에 작용하는 부반력과 회전변위에 효율적으로 대응할 수 있는 부반력키 내장형 스페리컬 받침에 관한 것이다.

교량의 상부구조물을 지지하기 위해, 상부구조물과 하부구조물(교각, 교대) 사이에 교량 받침을 설치하게 된다.

교량받침은, 교량 상부의 하중을 지지함과 동시에 온도변화, 크리프, 건조수축 및 처짐 등에 의해 발생되는 교량 상부구조물의 신축변위·회전변위 및 이동을 수용하고, 하중, 진동, 충격을 흡수하여 지진에 대비하는 내진설계로 사용된다. 통상 스페리컬 받침과 포트 받침, 탄성 받침 등을 많이 사용한다.

이중 스페리컬 받침은 교량 상부구조물의 수평변위 및 회전변위 뿐만 아니라 수평력 및 부반력에도 효율적인 대응이 가능하기 때문에 많이 사용하고 있다. 도 1에는 종래의 스페리컬 받침의 일례가 도시되어 있다.

도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 종래의 스페리컬 받침은 반구형의 홈부가 형성되고, 양쪽에 가이드가 돌출된 본체(1), 반구형의 홈부에 안착되는 베어링플레이트(2), 베어링플레이트(2)의 상면에 적층되며 상면 중심에 원형판이 돌출 형성되는 상부플레이트(3), 본체(1)의 양측에서 상부를 향해 일체로 형성되는 전단키(4), 베어링플레이트(2)의 이탈이 방지되도록 상기 전단키(4)의 외측면에 결합되어, 상부플레이트(3)의 가이드홈 상면 외측 일부를 덮는 형태로 결합되는 부반력키(7), 상기 상부플레이트(3)의 상부에 올려져 상기 원형판이 삽입되도록 저면에 원형홈이 형성되고 상면이 교량의 상판에 결합되는 어퍼플레이트(5), 상기 본체(1)를 교량 하부구조물의 상면에 고정시키는 앵커볼트(6) 등으로 구성된다.

위와 같은 일반적인 스페리컬 받침은, 수평력 및 부반력이 발생하였을 때 교량의 전복, 붕괴를 방지하고, 수평방향 전단력에 대해 저항하는 역할을 하는 전단키(4)가 본체(1)의 외측에 형성되는 구조로 되어 있고, 부반력 및 회전변위에 대해 저항하기 위해 전단키(4)의 외측면에 부반력키(7)를 설치한다.

종래의 스페리컬 받침은 전단키가 상부플레이트의 마주보는 양측 외곽에 설치되어 있어, 교축방향의 수평력에 대해서는 외곽에 설치된 2개의 전단키가 같이 저항할 수 있지만, 교축직각방향으로 발생하는 수평력에 대해서는 하나의 전단키만이 저항하는 구조이다. 따라서 종래의 스페리컬 받침은 교축직각방향으로 발생하는 수평력에 대해 효율적으로 저항하지 못하였다.

또한, 종래의 스페리컬 받침은, 단면이 ㄱ자 형상인 부반력키(7)가 상부플레이트의 외측 일부를 덮는 형태로 설치되어 있어 부반력 및 회전변위 발생시 하나의 부반력키만이 회전에 저항할 수 있었고, ㄱ자 형상으로 되어 있어 부반력키(7)의 파손 우려가 컸으며, 부반력키와 상하부 플레이트 사이 공간으로 이물질이 침투하는 문제가 있었다.

그리고 스페리컬 받침에 사용되는 베어링플레이트는 교량 상부의 하중을 지지함과 동시에 온도변화, 크리프, 건조수축 및 처짐 등에 의해 발생되는 교량 상부구조물의 신축변위·회전변위 및 이동을 수용하는 중요 부재로서, 오랜기간 내구성이 유지될 수 있어야 하나, 상부구조물의 반복적인 하중과 충격, 이동변위에 의한 지압과 마찰로 인해 침식, 부식이 발생하여 본연의 기능을 제대로 하지 못하게 되는 문제가 있었다.

종래의 스페리컬 받침에 사용되는 베어링플레이트는 하나의 부재로 구비되어 고가의 흑연이 삽입된 황동판을 사용하거나, 스틸로 된 하나의 부재 하부 구면에 크롬을 도금하여 사용하였으나, 크롬도금은 장기간 지속적으로 반복되는 지압과 마찰에 대한 내구성이 확보되어 있지 않아 하자발생의 요인이 되었다.

따라서 교량 상부구조물의 전단력과 변위를 효율적으로 수용하면서, 내구성이 우수하여 장기간 사용이 가능한 스페리컬 받침의 개발이 요구되었다.

한국등록특허 10-1093573호

위와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위해, 본 발명에서는, 종래의 스페리컬 받침과는 전혀 다른 부반력키 및 전단키 설치구조를 가지는 부반력키 내장형 스페리컬 받침을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 교량 상부구조물의 전단력, 회전변위 및 수평변위 등을 효율적으로 수용할 수 있는 부반력키 내장형 스페리컬 받침을 제공하고자 한다.

본 발명에서는 종래의 베어링플레이트와는 구조가 다른 베어링블록을 가지는 부반력키 내장형 스페리컬 받침을 제공하고자 한다.

본 발명에서는, 교량의 하부구조물 위에 설치되어 교량의 상부구조물을 지지하는 스페리컬 받침에 있어서, 교량의 하부구조물 위에 고정되며, 베어링홈(11)이 구비되는 하부판(10); 상기 하부판(10)의 상부에 구비되는 상부판(20); 상기 하부판(10)과 상부판(20)의 사이에 구비되는 베어링블록(30); 상기 상부판(20)의 내부에 수용되어, 상기 하부판(10)과 상부판(20)의 이탈을 방지하는 부반력키(40)를 포함하는 부반력키 내장형 스페리컬 받침을 제공한다.

상기 상부판(20)의 내부에는, 부반력키수용부(21); 전단키수용부(22)가 구비되고, 상기 부반력키수용부(21)와 전단키수용부(22)는 상하 연통되며, 상기 부반력키(40)가 상기 부반력키수용부(21)에 수용되는 것을 특징으로 한다.

상기 하부판(10)에는 상부를 향해 돌출 형성되는 전단키(13)가 구비되고, 상기 전단키(13)는 상기 전단키수용부(22)와 대응되는 위치에 형성되어, 상기 전단키(13)가 상기 전단키수용부(22)에 삽입되며, 상기 전단키(13)의 상부에 상기 부반력키(40)가 체결되는 것을 특징으로 한다.

상기 부반력키수용부(21)의 폭이 상기 전단키수용부(22)의 폭보다 크게 형성되어 상기 부반력키수용부(21)에는 단턱부(212)가 구비되며, 상기 부반력키(40)의 폭이, 상기 부반력키수용부(21)의 폭보다 작고, 상기 전단키수용부(22)의 폭보다 크게 형성되어, 상기 단턱부(212)에 의해 상기 부반력키(40)가 상기 부반력키수용부(21)의 아래로 이탈되지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 전단키(13)의 측면에 측부미끄럼판(14)이 구비되고, 상기 전단키수용부(22) 내측에 측부미끄럼판(24)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 베어링블록(30)은, 제1스페리컬블록(31); 상기 제1스페리컬블록(31)의 하부에 구비되는 제2스페리컬블록(32)을 포함하고, 상기 제2스페리컬블록(32)의 하면이 아래를 향해 볼록한 구면인 것을 특징으로 한다.

상기 제1스페리컬블록(31)의 하부에는 아래를 향해 돌출되는 전단돌기(311)가 구비되고, 상기 제1스페리컬블록(31)의 상부에는 위를 향해 오목하게 형성되는 마찰판설치홈(312)이 구비되며, 상기 제2스페리컬블록(32)의 상부에는 상기 전단돌기(311)가 삽입되는 전단홈(321)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 부반력키(40)의 상면은 길이방향 중앙에서 길이방향 양단으로 갈수록 낮아지는 2개의 경사면(42)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 전단키(13)의 상면이 상기 단턱부(212)보다 높게 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 부반력키 내장형 스페리컬 받침은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 마주하는 2개의 전단키가 상부판의 내부에 수용되는 구조이므로, 교축방향의 수평력 뿐만 아니라 교축직각방향의 수평력에 대해서도 2개의 전단키가 모두 저항할 수 있다.

둘째, 부반력키가 상부판의 내부에 수용되어 단턱부에 걸리는 구조이므로, 상부구조물의 부반력 및 회전에 대해 보다 안정적인 저항이 가능하다.

셋째, 부반력키가 상부판의 내부에 수용되고 부반력키의 양측 하면이 단턱부에 걸치는 구조이므로 부반력키가 파손될 우려가 없고, 부반력키가 수용되는 공간이 상부판에 의해 덮여 있는 상태이므로 이물질의 침투가 방지된다.

넷째, 부반력키의 상면에, 중앙에서 길이방향 양쪽으로 하향 경사지는 2개의 경사면을 둠으로써 교축방향으로의 회전변위를 원활하게 수용할 수 있다.

다섯째, 상부하중 및 회전변위를 수용하는 베어링블록을 상하 2개의 구성으로 나누어 제작하되, 하부판의 베어링홈에 수용되어 직접적으로 회전변위를 흡수하는 구성인 제2스페리컬블록만 내구성이 우수한 재질로 제작하여 베어링블록 및 나아가 스페리컬 받침의 내구성을 획기적으로 향상시켰다. 또한, 베어링블록 전체를 내구성이 우수한 재질로 제작할 경우 제작비가 상승할 수 있으나, 본 발명에서는 상부에 위치하는 제1스페리컬블록은 일반 스틸로 제작하고, 회전을 직접적으로 흡수하는 제2스페리컬블록만 내구성이 우수한 재질로 제작함으로써 최소의 비용으로 최대의 효과를 얻을 수 있다. 여기서, 내구성이 우수한 재질로 스테인리스스틸을 사용하여 제2스페리컬블록을 제작할 수 있고, 스테인리스스틸 이외에도 마찰면이 변위에 대해 미끄럼 기능을 가진 황동판, 엔지니어링플라스틱 등을 사용하여 제2스페리컬블록을 제작할 수도 있으며, 스틸로 제작된 제2스페리컬블록의 하면에 성형된 스테인리스스틸 판을 부착할 수도 있다.

여섯째, 제1스페리컬블록과 제2스페리컬블록의 상하 결합 구조를 단순한 구조를 취함으로써 가공비용을 절감시킨다. 즉, 제1스페리컬블록에는 전단돌기를 형성하고, 제2스페리컬블록에는 전단돌기와 동일한 단면형상의 전단홈을 구비하며, 상기 전단홈에 상기 전단돌기를 삽입하기만 하면 견고하게 결합되는 구조를 취함으로써 제작비용을 절감할 수 있다.

도 1은 종래의 스페리컬 받침이다.
도 2는 본 발명의 스페리컬 받침의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 스페리컬 받침의 평면도이다.
도 4는 도 3의 A-A 단면도이다.
도 5는 도 3의 B-B 단면도이다.
도 6은 하부판의 평면도와 측면도이다.
도 7은 하부마찰판의 평면도와 측면도이다.
도 8은 상부판의 평면도와 측면도이다.
도 9는 하부미끄럼판의 평면도와 측면도이다.
도 10은 제1스페리컬블록의 평면도와 측면도이다.
도 11은 제2스페리컬블록의 평면도와 측면도이다.
도 12는 상부마찰판의 평면도와 측면도이다.
도 13은 부반력키의 평면도와 측면도이다.
도 14는 교축직각방향으로의 회전변위와 수평변위를 나타내는 것이다.
도 15는 교축방향으로의 회전변위와 수평변위를 나타내는 것이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명 부반력키 내장형 스페리컬 받침의 분해도가 도시되어 있다.

도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 본 발명의 부반력키 내장형 스페리컬 받침은, 아래에서 위로 가면서, 하부판(10), 하부마찰판(12), 베어링블록(30), 상부판(20), 부반력키(40)의 순으로 결합된다.

상기 하부판(10)은 교량의 하부구조물(교각, 교대) 상면에 고정되어 그 상부에 구비되는 베어링블록(30)을 수용하면서 상부판(20)을 지지한다.

상기 하부판(10)의 평면 중앙 위치에는 위를 향해 오목한 형상의 베어링홈(11)이 구비되고, 상기 베어링홈(11)에는 하부마찰판(12)이 삽입될 수 있는 삽입홈(111)이 형성되며, 상기 삽입홈(111)에 하부마찰판(12)이 삽입 고정된다.

상기 하부마찰판(12)은 도 7에 도시된 것과 같이, 일정 두께를 가지고 위를 향해 오목하고, 아래로 볼록한 형상으로 제작된다. 상기 하부마찰판(12)의 재질은 높은 지압강도와 고유한 마찰계수 특성을 갖는 재료로 미끄러짐에 의한 기초분리가 가능한 엔지니어링플라스틱, 수퍼 엔지니어링플라스틱, 고분자플라스틱을 사용할 수 있다.

상기 하부판(10)에는 상부를 향해 사각 기둥처럼 돌출 형성되는 전단키(13)가 구비된다. 상기 전단키(13)의 전체적인 구조는 직육면체 구조이고, 하부판과 일체로 구비된다.

도 6에 도시한 것과 같이, 상기 전단키(13)는 하부판(10) 중 교축직각방향으로 양측에 각각 한 개씩 구비될 수 있다. 상기 전단키(13)는 하기 상부판의 전단키수용부(22)와 대응되는 위치에 형성되어, 상기 전단키(13)가 전단키수용부(22)에 삽입된다.

전단키수용부(22)와 전단키(13)의 상대변위를 부드럽게 흡수하고, 전단키수용부(22)와 전단키(13)의 파손을 방지하기 위해 상기 전단키수용부(22)의 네 개의 코너와 상기 전단키(13)의 네 개의 모서리는 완만한 곡선 또는 경사면(모따기)이 되도록 형성하는 것이 바람직하다(도 6, 8 참조).

상기 전단키(13)의 상부에 부반력키(40)가 볼트 체결되는데, 볼트에 의해 부반력키(40)를 체결하기 위해, 상기 전단키(13)의 상면에는 볼트탭(131)이 형성된다. 견고한 체결을 위해 복수 개의 볼트탭(131)을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 전단키(13)가 전단키수용부(22)에 삽입된 상태에서 스페리컬 받침이 설치되고, 상부구조물 또는 하부구조물의 변위에 의해 상기 전단키(13)는 상기 전단키수용부(22) 내부에서 지속적으로 이동하게 되는데, 이동, 변위에 따른 전단키(13)의 손상을 방지하고, 부드러운 변위 흡수를 위해, 상기 전단키(13)의 측면에 측부미끄럼판(14)을 구비하고, 이에 대응되는 위치의 전단키수용부(22) 내측에 측부미끄럼판(24)을 구비한다.

상기 측부미끄럼판(14)과 상기 측부미끄럼판(24)의 재질은 DU PLATE 또는 스테인리스스틸을 사용할 수 있다.

그리고 하부판(10)의 외측으로는 교량의 하부구조물 상부에 설치되어 있는 앵커와 체결하기 위한 앵커고정홀(15)이 구비된다.

상기 상부판(20)은 교량 상부구조물을 지지한다.

본 발명에서는, 수평력과 부반력에 의한 상부구조물의 이탈, 추락, 붕괴를 방지하기 위해 설치하는 부반력키와 전단키를 상부판의 내부에 설치하는데, 이를 위해 상기 상부판(20)의 내부에는, 부반력키수용부(21)와 전단키수용부(22)가 구비된다.

도 2, 8에 도시된 것과 같이, 상기 부반력키수용부(21)와 전단키수용부(22)는 상하 연통되도록 구비되고, 상기 부반력키수용부(21)의 길이와 상기 전단키수용부(22)의 길이는 동일하게 형성하되(도 8 참조), 상기 부반력키수용부(21)의 폭을 상기 전단키수용부(22)의 폭보다 크게 형성하여, 상기 부반력키수용부(21)에는 단턱부(212)가 구비되도록 한다(도 8 참조).

그리고, 상기 부반력키(40)의 폭은, 상기 부반력키수용부(21)의 폭보다 작게 하고, 상기 전단키수용부(22)의 폭보다는 크게 형성하여, 상기 전단키(13)의 상부에 부반력키(40)를 체결하면, 상기 단턱부(212)에 의해 상기 부반력키(40)가 상기 부반력키수용부(21)의 아래로 이탈되지 않고, 상부판에 부반력이 발생하더라도 상기 부반력키(40)가 상부판을 걸어 놓은 상태가 되므로, 상부판의 이탈을 방지하게 된다.

이때 상기 부반력키수용부(21)와 전단키수용부(22) 내부에 부반력키(40)와 전단키(13)가 수용된 상태에서 지속적으로 상대변위가 일어나고 있으므로, 부반력키(40)와 전단키(13)의 전후좌우로 일정 간격 이격이 필요하다. 이격되는 양은 상부구조물의 수평변위, 회전변위 등을 계산하여 이들 변위를 원활하게 수용할 수 있도록 정하여야 한다.

도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 전단키(13)의 상면이 상기 단턱부(212)보다 높도록 형성하여 체결된 부반력키(40)가 상기 단턱부(212)로부터 일정 간격 이격되도록 한다. 부반력키(40)의 상면 중 가장 높은 위치(2개의 경사면(42)이 만나는 위치)가 상기 상부판(20)의 상면 높이보다 낮게 형성되도록 한다. 그리고 전단키(13)의 측면과 전단키수용부(22)의 내면 사이도 일정 간격 이격되도록 한다. 상기 전단키(13)의 측면과 전단키수용부(22)의 내면 사이의 간격은 측부미끄럼판(14)과 측부미끄럼판(24)의 두께를 고려하여 결정한다.

상기 상부판(20)의 하면에는 하부미끄럼판(23)을 구비하여, 후술하는 상부마찰판(33)과 접하게 한다. 상기 하부미끄럼판(23)은 스테인리스스틸로 제작한다.

상기 베어링블록(30)은 상기 하부판(10)과 상부판(20)의 사이에 구비되어 상부구조물의 회전을 흡수한다.

종래의 베어링플레이트는 하나의 부재로 형성되어 고가의 흑연이 삽입된 황동판을 사용하거나, 스틸로 된 하나의 부재 하부 구면에 크롬을 도금하여 사용하였고, 크롬도금은 장기간 지속적으로 반복되는 지압과 마찰에 대한 내구성이 확보되어 있지 않는 문제가 있었으나, 본 발명에서는 회전을 직접적으로 흡수하여 높은 압력과 마찰이 발생하는 구면은 내구성이 우수한 재질로 별도로 제작하여 내구성을 향상시킨다.

본 발명에서는, 베어링블록을 상하 2개의 부재, 제1스페리컬블록(31)과 제2스페리컬블록(32)으로 제작하되, 하부판의 베어링홈에 수용되어 직접적으로 회전변위를 흡수하는 구성인 제2스페리컬블록(32)만 내구성이 우수한 재질로 제작함으로써 비용은 절감시키면서 베어링블록의 내구성을 향상시킨다.

상기 제1스페리컬블록(31)은, 일반 스틸로 제작되고, 평면형상이 원형인 평판 형태로 형성되되, 그 상면에는 마찰판설치홈(312)이 형성되고, 그 하부에는 아래를 향해 돌출되는 전단돌기(311)가 구비된다.

상기 마찰판설치홈(312)은 아래에서 위로 갈수록 내경이 작아지는 형상으로 제작하여 상부마찰판(33)이 견고하게 삽입되도록 한다. 그리고 상기 상부마찰판(33) 역시 일정 높이 위로는 위로 갈수록 지름이 작아지는 형상으로 제작한다. 상기 상부마찰판(33)의 재질은 높은 지압강도와 고유한 마찰계수 특성를 갖는 재료로 미끄러짐에 의한 기초분리가 가능한 엔지니어링플라스틱, 수퍼 엔지니어링플라스틱, 고분자플라스틱을 사용할 수 있다.

상기 제2스페리컬블록(32)은, 내구성이 우수한 스테인리스스틸로 제작할 수 있는데, 스테인리스스틸 이외에도 마찰면이 변위에 대해 미끄럼 기능을 가지는 소재를 사용할 수 있다.

예를 들면 황동판, 엔지니어링플라스틱 등을 사용하여 제2스페리컬블록을 제작할 수 있고, 스틸로 제2스페리컬블록을 제작한 후, 제2스페리컬블록의 하면에, 성형된 스테인리스스틸 판을 부착할 수도 있다.

상기 제2스페리컬블록(32)은, 상면은 평면으로 하되, 상기 전단돌기(311)가 삽입되는 전단홈(321)이 구비되도록 하고, 하면은 구면으로 형성한다.

상기 베어링블록(30)은 상부로부터 매우 큰 하중을 받고 있는 상태이기 때문에, 상기 전단돌기(311)와 전단홈(321)의 형상과 크기만 일치하도록 하면, 상기 전단돌기(311)와 전단홈(321) 사이가 견고하게 결합된 상태로 유지될 수 있고, 상부구조물의 회전을 흡수할 수 있다.

상기 부반력키(40)는 상기 부반력키수용부(21)의 내부에 위치한 상태에서 상기 전단키(13)의 상부에 체결되어, 상부구조물의 추락을 방지하는 구성이다. 상기 전단키(13)의 볼트탭(131)에 대응되는 위치에 볼트홀(41)이 형성된다.

상기 부반력키(40)는 전체적으로 평평한 직육면체 형상의 구조와 유사하되, 상면에는 길이방향 중앙에서 길이방향 양단으로 갈수록 점차 높이가 낮아지는 2개의 경사면(42)이 형성된다. 상기 2개의 경사면(42)은 교축방향으로 나란하게 형성되도록 구비되어, 상부구조물에 교축방향 회전이 발생하였을 때 상부구조물의 회전이 부반력키에 의해 간섭을 받지 않도록 한다.

상기 경사면(42)의 각도(a)는 상부구조물의 제원, 부반력키의 제원 등을 고려하여 결정할 수 있고, 결정된 스페리컬 받침의 회전변위(회전각도)보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.

상기 부반력키(40)의 상면은 상부판(20)의 상면 높이보다 낮도록 설치한다(도 4, 14 참조). 부반력키의 상면이 상부구조물과 일정 간격 이격되어 있어야 상부구조물의 회전을 수용할 수 있다.

부반력키(40)의 길이는 상기 부반력키수용부(21)의 길이 및 상기 전단키수용부(22)의 길이보다 작게 구비하여 일정 간격 이격되어 설치되도록 한다.

도 14는 교축직각방향으로, 회전변위만 발생하였거나 회전변위와 수평변위가 함께 발생한 상태를 설명하기 위한 단면도이다(↔ 화살표는 교축직각방향을 나타낸다). 도 14에는 상부구조물에 반시계방향의 회전변위와 우측방향으로의 수평변위가 발생한 상태가 도시되어 있는데, 수평변위가 발생하지 않은 경우도 도 14와 유사한 거동을 보일 수 있다.

상부구조물에 교축직각방향으로 도 14와 같은 변위가 발생하면, 하부마찰판(12) 위에서 제2스페리컬블록(32)이 회전하여 회전변위를 수용한다. 회전변위와 수평변위로 인해 전단키(13) 중 좌측에 있는 측부미끄럼판(14)과 측부미끄럼판(24)이 면접하게 되고, 우측에 있는 측부미끄럼판(14)과 측부미끄럼판(24)은 변위 발생 전보다 간격이 더 멀어지게 된다.

회전이 발생하더라도 우측 부반력키(40)의 하면이 단턱부(212)에 걸리고, 좌측 부반력키(40)의 상면이 상부구조물에 닿게 되어 이탈에 저항한다. 그리고 상부판(20)의 우측 방향으로의 이동과 우측 방향으로 작용하는 전단력에 대해, 2개의 전단키가 동시에 저항하여 상부구조물의 이탈, 추락 등을 방지하게 된다.

도 15는 교축방향으로, 회전변위만 발생하였거나 회전변위와 수평변위가 함께 발생한 상태를 설명하기 위한 단면도이다(↔ 화살표는 교축방향을 나타낸다). 도 15에는 상부구조물에 반시계방향의 회전변위와 우측방향의 수평변위가 발생한 상태가 도시되어 있는데, 수평변위가 발생하지 않은 경우도 도 15와 유사한 거동을 보일 수 있다.

상부구조물에 교축방향으로 도 15와 같은 변위가 발생하면, 하부마찰판(12) 위에서 제2스페리컬블록(32)이 회전하여 회전변위를 수용한다. 회전에 대해 부반력키(40)의 하면이 단턱부(212)에 걸려 이탈에 저항한다.

앞서 설명한 대로 부반력키(40)와 단턱부(212)의 간격, 전단키(13)의 외면과 전단키수용부(22)의 내면 사이의 간격, 측부미끄럼판(14)과 측부미끄럼판(24) 사이의 간격 등에 의해 회전변위와 수평변위를 흡수할 수 있다.

교축방향에 대해서도 마찬가지로, 상부판(20)의 우측 방향으로의 이동과 우측 방향으로 작용하는 전단력에 대해, 2개의 전단키가 동시에 저항하여 상부구조물의 이탈, 추락 등을 방지하게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100. 스페리컬받침
10. 하부판
11. 베어링홈 12. 하부마찰판
13. 전단키
131. 볼트탭
14. 측부미끄럼판
15. 앵커고정홀
20. 상부판
21. 부반력키수용부 212. 단턱부
22. 전단키수용부
23. 하부미끄럼판 24. 측부미끄럼판
30. 베어링블록
31. 제1스페리컬블록
311. 전단돌기 312. 마찰판설치홈
32. 제2스페리컬블록
321. 전단홈
33. 상부마찰판
40. 부반력키
41. 볼트홀 42. 경사면
a. 경사면의 각도

Claims (9)

1. 교량의 하부구조물 위에 설치되어 교량의 상부구조물을 지지하는 스페리컬 받침에 있어서,
   교량의 하부구조물 위에 고정되며, 베어링홈(11)이 구비되는 하부판(10); 상기 하부판(10)의 상부에 구비되는 상부판(20); 상기 하부판(10)과 상부판(20)의 사이에 구비되는 베어링블록(30); 상기 상부판(20)의 내부에 수용되어, 상기 하부판(10)과 상부판(20)의 이탈을 방지하는 부반력키(40)를 포함하고,
   상기 상부판(20)의 내부에는, 부반력키수용부(21); 전단키수용부(22)가 구비되고, 상기 부반력키수용부(21)와 전단키수용부(22)는 상하 연통되며, 상기 부반력키(40)가 상기 부반력키수용부(21)에 수용되고,
   상기 하부판(10)에는 상부를 향해 돌출 형성되는 전단키(13)가 구비되고, 상기 전단키(13)는 상기 전단키수용부(22)와 대응되는 위치에 형성되어, 상기 전단키(13)가 상기 전단키수용부(22)에 삽입되며, 상기 전단키(13)의 상부에 상기 부반력키(40)가 체결되고,
   상기 부반력키수용부(21)의 폭이 상기 전단키수용부(22)의 폭보다 크게 형성되어 상기 부반력키수용부(21)에는 단턱부(212)가 구비되며,
   상기 부반력키(40)의 폭이, 상기 부반력키수용부(21)의 폭보다 작고, 상기 전단키수용부(22)의 폭보다 크게 형성되어, 상기 단턱부(212)에 의해 상기 부반력키(40)가 상기 부반력키수용부(21)의 아래로 이탈되지 않으며,
   상기 부반력키(40)의 상면은 길이방향 중앙에서 길이방향 양단으로 갈수록 낮아지는 2개의 경사면(42)이 형성되고, 상기 2개의 경사면(42)이 만나는 위치가 상기 상부판(20)의 상면 높이보다 낮게 형성되며,
   상기 전단키(13)의 상면이 상기 단턱부(212)보다 높게 구비됨으로써, 상기 전단키(13)의 상부에 체결된 상기 부반력키(40)가 상기 단턱부(212)로부터 일정 간격 이격되며,
   상기 베어링블록(30)은, 제1스페리컬블록(31); 상기 제1스페리컬블록(31)의 하부에 구비되는 제2스페리컬블록(32)을 포함하고,
   상기 제2스페리컬블록(32)의 하면이 아래를 향해 볼록한 구면인 것을 특징으로 하는
   부반력키 내장형 스페리컬 받침.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 전단키(13)의 측면에 측부미끄럼판(14)이 구비되고,
   상기 전단키수용부(22) 내측에 측부미끄럼판(24)이 구비되는 것을 특징으로 하는
   부반력키 내장형 스페리컬 받침.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1스페리컬블록(31)은 스틸로 제작하고,
   상기 제2스페리컬블록(32)은 스테인리스스틸, 황동판 및 엔지니어링플라스틱 중 어느 하나로 제작하는 것을 특징으로 하는
   부반력키 내장형 스페리컬 받침.
7. 제1항, 제5항 및 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 제1스페리컬블록(31)의 하부에는 아래를 향해 돌출되는 전단돌기(311)가 구비되고, 상기 제1스페리컬블록(31)의 상부에는 위를 향해 오목하게 형성되는 마찰판설치홈(312)이 구비되며,
   상기 제2스페리컬블록(32)의 상부에는 상기 전단돌기(311)가 삽입되는 전단홈(321)이 구비되는 것을 특징으로 하는
   부반력키 내장형 스페리컬 받침.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
8. 삭제
9. 삭제

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