KR102357383B1 - 교량용 신축이음장치 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기온의 변화에 따른 교량의 상부구조를 이루는 슬래브의 변형(수축 또는 팽창)에 유연하게 대응하면서도, 방수기능을 유지하는 구성의 강도는 증진됨은 물론, 배수마저도 용이하게 이루어지도록 하는 교량용 신축이음장치 및 그 시공방법에 관한 것으로, 본 발명의 교량용 신축이음장치는, 교량의 상부슬래브에 결합되고, 상호 마주하는 길이방향 전단부와 후단부에 다수의 핑거산과 핑거홈이 폭 방향을 따라 반복 형성된 한 쌍의 핑거조인트; 한 쌍의 상기 핑거조인트 각각에서 하측으로 일정 높이를 갖도록 연장 형성되고, 폭 방향을 따라 내측에 개방된 수용공간을 형성하는 배수부; 유연한 재질로 이루어지고, 일정 거리 이격되어 상호 마주하는 한 쌍의 상기 수용공간에 길이방향 전단부와 후단부가 수용되는 배수유도판; 및 상기 배수유도판보다 높은 강성을 갖는 재질로 이루어져 상기 배수유도판 상에 일체로 결합을 이루는 보강판;을 포함하여 이루어질 수 있다.

Description

교량용 신축이음장치 및 그 시공방법{Expansion joint device for bridge and its construction method}

본 발명은 교량용 신축이음장치 및 그 시공방법에 관한 것으로, 구체적으로는 기온의 변화에 따른 교량의 상부구조를 이루는 슬래브의 변형(수축 또는 팽창)에 유연하게 대응하면서도, 방수기능을 유지하는 구성의 강도는 증진됨은 물론, 배수마저도 용이하게 이루어지도록 하는 교량용 신축이음장치 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 교량의 상부구조를 이루는 슬래브와 슬래브들 사이의 이격공간에 이들의 수평적 연결 또는 방수를 이루기 위해 신축이음장치가 설치된다.

이러한 신축이음장치는 교량의 불연속부에 설치되는 것으로, 온도 변화시 발생할 수 있는 교량 상부구조물의 수축과 팽창, 차량 통행시 발생하는 활하중에 의한 회전과 이동 또는 상부구조 형식에 따른 크리프 및 건조 수축 등으로 인한 교량 상부구조의 유동을 수용하게 된다.

이에 따라, 신축이음장치는 상술한 이격공간에 설치되어 차량의 주행성을 확보하게 되고, 빗물 또는 오수가 하부 구조물로 유입되는 것을 방지하는 방수기능을 수행하는 핵심부품으로, 교량 전체의 내구성에 중요한 역할을 수행하는 부분이어서 필수적으로 적용되고 있으며, 교량에 있어서 유지보수가 가장 빈번하게 일어나는 것이다.

이와 같은, 신축이음장치는 교량의 상부구조를 이루는 슬래브가 겨울철에는 저온으로 줄어들고 여름철에는 고온으로 늘어나는 특성으로 교량의 받침부 사이가 넓어졌다가 줄어드는 공간에 설치되어 구조물을 보호하기 위한 간격을 유지하며 이격된 부분으로 원활한 차량통과를 유도하고 구조물의 충격을 감소하도록 한다.

그러나, 상술한 종래의 신축이음장치는 겨울철 수축된 상태에서 핑거조인트 사이에 빗물이나 오수가 유입되어 수시로 청소를 필요로하는 불편함이 있었고, 여름철 고온으로 팽창되어 간격이 좁아지면서 유입된 이물질이나 쓰레기에 의해 방수기능을 유지하는 고무부재가 파손되어 누수가 발생하는 문제가 있었고, 이렇게 누수가 발생되면 하부에 설치된 교량받침과 하부 콘크리트 구조물이 부식이나 오염을 초래하는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1399926호(2014.05.29. 공고)

본 발명의 목적은 기온의 변화에 따른 교량의 상부구조를 이루는 슬래브의 변형에 유연하게 대응할 수 있도록 하면서도, 방수기능을 유지하는 구성의 강도는 증진시켜 파손을 예방할 수 있도록 함은 물론, 배수마저도 용이하게 이루어지도록 하는 교량용 신축이음장치 및 그 시공방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치는, 교량의 상부슬래브에 결합되고, 상호 마주하는 길이방향 전단부와 후단부에 다수의 핑거산과 핑거홈이 폭 방향을 따라 반복 형성된 한 쌍의 핑거조인트; 한 쌍의 상기 핑거조인트 각각에서 하측으로 일정 높이를 갖도록 연장 형성되고, 폭 방향을 따라 내측에 개방된 수용공간을 형성하는 배수부; 유연한 재질로 이루어지고, 일정 거리 이격되어 상호 마주하는 한 쌍의 상기 수용공간에 길이방향 전단부와 후단부가 수용되는 배수유도판; 및 상기 배수유도판보다 높은 강성을 갖는 재질로 이루어져 상기 배수유도판 상에 일체로 결합을 이루는 보강판;을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 보강판은, 상기 배수유도판의 길이방향 중앙부에 일정 길이를 가지며 결합되는 중앙판부와, 상기 중앙판부보다 짧은 길이를 가지며 상기 중앙판부의 길이방향 전방과 후방으로 다수가 결합되는 조각판부 중 하나 이상의 구성으로 이루어질 수 있다.

상기 배수부는, 상기 수용공간의 형성에 의한 한 쌍의 상기 핑거조인트와 일체를 이루는 부위에서 길이방향으로 일정 간격 이격된 각각의 전단부와 후단부가 구부러지거나 휘어지는 형상으로 이루어져 상기 배수유도판의 수용을 가이드하면서 정착을 지지하는 지지가이드부를 형성할 수 있다.

한 쌍의 상기 핑거조인트에 구비되어 자력을 통해 상기 배수유도판 및 보강판의 고정을 이루도록 하는 자석부를 더 포함할 수 있다.

이러한 본 발명의 교량용 신축이음장치의 시공방법은, 일정 거리 이격된 교량의 길이방향 전방과 후방의 슬래브에 상기 배수부가 형성된 한 쌍의 상기 핑거조인트를 각각 결합시키되, 상호 마주하는 핑거조인트들의 핑거산과 핑거홈이 일정 거리 이격된 상태에서 서로 맞물리도록 결합하는 제1단계; 및 상호 일체로 접착 결합을 이룬 상기 배수유도판과 보강판의 길이방향 전단부와 후단부가 상기 수용공간에 수용되도록 한 쌍의 상기 핑거조인트에 정착시키는 제2단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 배수유도판 및 보강판이 한 쌍의 상기 핑거조인트에서 자석부의 자력을 통한 고정을 이루도록 하는 제3단계를 더 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 구성에 의하면, 한 쌍의 핑거조인트를 통한 기온의 변화에 따른 교량의 상부구조를 이루는 슬래브의 변형에 유연하게 대응할 수 있게 되면서도, 방수기능을 유지하는 배수유도판에 일체로 접착 결합을 이루는 보강판들에 의해 높은 강성을 갖게 되어 파손을 예방할 수 있게 됨은 물론, 배수부를 통해 장치 내에서의 배수마저도 용이하게 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치가 교량의 상부슬래브에 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치를 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치를 나타낸 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 상술한 본 발명의 목적을 구현하기 위한 바람직한 실시 구성과 이들 구성에 따른 작용관계에 대하여 설명하겠으며, 종래와 동일 내지 동일 범주에 있는 기술구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 기온의 변화에 따른 교량의 상부구조를 이루는 슬래브의 변형(수축 또는 팽창)에 유연하게 대응하면서도, 방수기능을 유지하는 구성의 강도는 증진됨은 물론, 배수마저도 용이하게 이루어지도록 하는 교량용 신축이음장치 및 그 시공방법에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명의 구성은, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 핑거조인트(10), 배수부(20), 배수유도판(30) 및 보강판(40)을 포함하여 이루어진다.

여기에서, 핑거조인트(10)는 교량의 상부구조를 이루는 슬래브(1)와 동일 평면을 유지하도록 결합되는 것이 바람직하고, 상호 마주하는 길이방향 전단부와 후단부에 다수의 핑거산(11)과 핑거홈(12)이 폭 방향을 따라 각각의 핑거조인트들의 핑거산과 핑거홈들이 상호 마주하는 핑거조인트의 핑거산 및 핑거홈들과 대응하도록 반복 형성된 한 쌍으로 구성된다.

아울러, 교량의 상부구조를 이루는 슬래브(1)는 철골이 매설되어 콘크리트로 몰딩된 교량의 주요 구성으로, 개천이나 하천, 강이나 바다를 건널 수 있도록 설치한 다리 위로 자동차 등이 통과할 때 다리에 가해지는 하중을 분산하여 지지하는 상판이다.

이러한 슬래브(1)에 결합을 이루는, 본 발명의 신축이음장치는 자동차 등의 진행 방향에 따른 길이방향 전방과 후방의 슬래브(1)에 한 쌍의 핑거조인트(10)가 각각 결합을 이루게 되고, 볼트 체결 등의 방법으로 결합될 수 있다.

이때, 한 쌍의 핑거조인트(10)는 철판 또는 알루미늄 판으로 이루어질 수 있고, 상호 마주하는 길이방향 전단부와 후단부에 톱니 구조와 유사하게 핑거산(11)과 핑거홈(12)이 폭 방향을 따라 다수가 반복 형성될 수 있다.

즉, 한 쌍의 핑거조인트(10)가 슬래브(1)에 결합을 이루게 될 때, 전방에 위치한 핑거조인트의 길이방향 후단부에 형성된 핑거산 및 핑거홈들과 후방에 위치한 핑거조인트의 길이방향 전단부에 형성된 핑거산 및 핑거홈들이 상호 마주한 상태에서 서로 맞물리는 결합을 이루게 될 수 있다.

이러한 한 쌍의 핑거조인트(10)의 결합시, 기온의 변화에 따른 교량의 상부구조를 이루는 슬래브(1)의 변형(수축 또는 팽창)에 대응할 수 있도록, 한 쌍의 핑거조인트(10)에 형성된 핑거산(11)과 핑거홈(12)들의 대응되는 결합은 길이방향으로 일정 거리 이격된 상태에서 상호 맞물리는 결합을 이루는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 배수부(20)는, 도 1 내지 도 3과 같이, 한 쌍의 상기 핑거조인트(10) 각각에서 하측으로 일정 높이를 갖도록 연장 형성되고, 폭 방향을 따라 내측에 개방된 수용공간(21)을 형성할 수 있고, 이러한 배수부(20)는 한 쌍의 상기 핑거조인트(10)와 동일한 재질의 일체로 구성된다.

즉, 상술한 배수부(20)는 한 쌍의 상기 핑거조인트(10) 사이의 틈새로 유입될 수 있는 빗물이나 오수가 배수될 수 있는 유로 역할을 하는 것으로, 본 발명의 신축이음장치 내측으로 유입된 빗물이나 오수가 후술하는 배수유도판(30) 및 보강판(40)을 따라 흘러 상기 수용공간(21) 하부를 통해 배수부(20)의 폭 방향 일측 또는 타측에서 배수될 수 있도록 하는 것이다.

이렇게 구성된 배수부(20)를 통해, 장치 내에서의 배수를 용이하게 함으로써, 교량받침이나 하부 콘크리트 구조물로 빗물이나 오수가 유입되지 않도록 할 수 있게 된다.

그리고, 배수부는(20) 상기 수용공간(21)의 형성에 의한 한 쌍의 상기 핑거조인트(10)와 일체를 이루는 부위에서 길이방향으로 일정 간격 이격된 각각의 전단부와 후단부가 구부러지거나 휘어지는 형상으로 이루어져 후술하는 배수유도판(30)의 수용을 가이드하면서 그 정착을 지지하는 지지가이드부(22)를 형성할 수 있다.

한편, 본 발명의 배수유도판(30)은, 도 1 내지 도 3과 같이, 유연한 재질로 이루어져, 일정 거리 이격되어 상호 마주하는 한 쌍의 상기 수용공간(21)에 길이방향 전단부와 후단부가 수용되어 장치의 방수기능을 유지할 수 있게 하는 것으로, 이를 통해 하부의 교량받침이나 콘크리트 구조물이 부식될 수 있는 것을 방지할 수 있게 되고, 예컨대 배수유도판(30)은 판 형상의 고무 재질로 이루어질 수 있다.

그리고, 본 발명의 보강판(40)은, 도 1 내지 도 3과 같이, 상술한 배수유도판(30)보다 높은 강성을 갖는 재질로 이루어져 그 상면에 일체로 접착되는 결합을 이룰 수 있고, 예컨대 철판으로 이루어질 수 있다.

이러한 보강판(40)은 상기 배수유도판(30)의 길이방향 중앙부에 일정 길이를 가지며 접착 결합되는 중앙판부(41)와, 이 중앙판부(41)보다 짧은 길이를 가지며 중앙판부(41)의 길이방향 전방과 후방으로 다수가 배수유도판(30)에 접착 결합되는 조각판부(42)을 구비한 구성으로 이루어질 수 있다.

여기에서, 상술한 중앙판부(41)와 조각판부(42)는 배수유도판(30)에 선택적인 결합을 이룰 수 있는데, 신축이음장치의 전체적인 크기 또는 배수유도판(30)의 크기나 상태, 재질 등에 따라, 중앙판부(41)만이 상기 배수유도판(30)에 접착될 수 있고, 조각판부(42)들 만이 접착될 수도 있으며, 중앙판부(41)와 조각판부(42) 모두 접착될 수 있다.

이렇게 상술한 배수유도판(30)과 일체를 이루는 보강판(40)을 통해, 고무 등의 유연한 재질로 이루어진 배수유도판(30)이 높은 강성을 갖게 되어, 본 발명의 신축이음장치에서 방수기능을 유지함에 있어, 그 파손이 예방될 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치는, 한 쌍의 상기 핑거조인트(10)에 구비되어 자력을 통해 상기 배수유도판(30) 및 보강판(40)의 고정을 이루도록 하는 자석부(50)를 더 포함하여 이루어질 수 있고, 경우에 따라 한 쌍의 핑거조인트(10) 모두에 구비될 수 있으며, 한 쌍의 핑거조인트(10)들 중 선택된 어느 하나에 구비될 수도 있다.

이렇게 구비된 자력부(50)는 상술한 한 쌍의 핑거조인트(10) 상면에 자석이 수용될 수 있는 자석수용홈이 형성되고, 이 자석수용홈에 수용된 자석을 보호하기 위한 덮개가 더 구비될 수 있으며, 한 쌍의 상기 핑거조인트(10)의 폭 방향을 따라 길게 구비될 수 있고, 폭 방향을 따라 일정 간격을 이루면서 다수가 구비될 수도 있다.

이러한 자력부(50)를 통해, 한 쌍의 상기 핑거조인트(10) 하측에 구성된 보강판(40)의 설치를 지지하면서 고정을 이루게 될 수 있고, 배수유도판(30)과 일체를 이루도록 접착된 보강판(40)의 고정을 이루게 됨은, 배수유도판(30)의 고정도 이루게 될 수 있음이며, 이때 자력부(50)는 외력에 의한 배수유도판(30)의 움직임에 대응될 수 있도록 핑거조인트(10)에서 슬라이딩 가능하게 구성될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 본 발명의 교량용 신축이음장치의 시공방법은 하기와 같이, 제1단계 및 제2단계를 수행하는 과정으로 이루어진다.

[제1단계]

먼저, 제1단계는 일정 거리 이격된 교량의 길이방향 전방과 후방의 슬래브(1)에 배수부(20)가 형성된 한 쌍의 핑거조인트(10)를 각각 결합시키되, 상호 마주하는 핑거조인트(10)들의 핑거산(11)과 핑거홈(12)이 길이방향으로 일정 거리 이격된 상태에서 서로 맞물리도록 결합하는 단계이다.

[제2단계]

다음으로, 제2단계는 상호 일체로 접착 결합을 이룬 배수유도판(30)과 보강판(40)의 길이방향 전단부와 후단부가 상기 수용공간(21)에 수용되도록 한 쌍의 상기 핑거조인트(10)에 정착시키는 단계이다.

이때, 접착 결합을 이룬 배수유도판(30) 및 보강판(40)을 폭 방향 일측 또는 타측에서 밀어 넣어 삽입시키는 정착 방법을 적용할 수 있고, 그 외에 다양한 방법을 적용하여 일체된 배수유도판(30)과 보강판(40)이 상술한 수용공간(21)에 그 전단부와 후단부가 수용 정착되는 것을 통해, 한 쌍의 핑거조인트(10)에 결합을 이루게 할 수 있다.

[제3단계]

아울러, 본 발명의 교량용 신축이음장치의 제조방법에 있어, 상술한 제2단계의 수행 후, 배수유도판(30) 및 보강판(40)이 한 쌍의 상기 핑거조인트(10)에서 자석부(50)의 자력을 통한 고정을 이루도록 하는 제3단계를 더 수행할 수 있고, 이를 통해 상술한 배수유도판(30)과 보강판(40)의 정착이 견고하게 유지될 수 있게 된다.

본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

1 : 슬래브 10 : 핑거조인트
11 : 핑거산 12 : 핑거홈
20 : 배수부 21 : 수용공간
22 : 지지가이드부 30 : 배수유도판
40 : 보강판 41 : 중앙판부
42 : 조각판부 50 : 자석부

Claims (6)

1. 교량의 상부슬래브에 결합되고, 상호 마주하는 길이방향 전단부와 후단부에 다수의 핑거산과 핑거홈이 폭 방향을 따라 반복 형성된 한 쌍의 핑거조인트;
   한 쌍의 상기 핑거조인트 각각에서 하측으로 일정 높이를 갖도록 연장 형성되고, 폭 방향을 따라 내측에 개방된 수용공간을 형성하여 한 쌍의 상기 핑거조인트 사이의 틈새로 유입되는 빗물이나 오수가 상기 수용공간의 하부를 통해 폭 방향 일측 또는 타측에서 배수되도록 유도하는 배수부;
   유연한 재질로 이루어지고, 일정 거리 이격되어 상호 마주하는 한 쌍의 상기 수용공간에 길이방향 전단부와 후단부가 수용되는 배수유도판; 및
   상기 배수유도판보다 높은 강성을 갖는 재질로 이루어져 상기 배수유도판 상에 일체로 결합을 이루는 보강판;을 포함하되,
   상기 배수부는,
   상기 수용공간의 형성에 의한 한 쌍의 상기 핑거조인트와 일체를 이루는 부위에서 길이방향으로 일정 간격 이격된 각각의 전단부와 후단부가 구부러지거나 휘어지는 형상으로 이루어져 상기 배수유도판의 수용을 가이드하면서 정착을 지지하는 지지가이드부를 형성함을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 보강판은,
   상기 배수유도판의 길이방향 중앙부에 일정 길이를 가지며 결합되는 중앙판부와, 상기 중앙판부보다 짧은 길이를 가지며 상기 중앙판부의 길이방향 전방과 후방으로 다수가 결합되는 조각판부 중 하나 이상의 구성으로 이루어짐을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   한 쌍의 상기 핑거조인트에 구비되어 자력을 통해 상기 배수유도판 및 보강판의 고정을 이루도록 하는 자석부를 더 포함함을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치.
5. 제1항에 의한 교량용 신축이음장치의 시공방법으로서,
   일정 거리 이격된 교량의 길이방향 전방과 후방의 슬래브에 상기 배수부가 형성된 한 쌍의 상기 핑거조인트를 각각 결합시키되, 상호 마주하는 핑거조인트들의 핑거산과 핑거홈이 일정 거리 이격된 상태에서 서로 맞물리도록 결합하는 제1단계; 및
   상호 일체로 접착 결합을 이룬 상기 배수유도판과 보강판의 길이방향 전단부와 후단부가 상기 수용공간에 수용되도록 한 쌍의 상기 핑거조인트에 정착시키는 제2단계;를 포함함을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치의 시공방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 배수유도판 및 보강판이 한 쌍의 상기 핑거조인트에서 자석부의 자력을 통한 고정을 이루도록 하는 제3단계를 더 포함함을 특징으로 하는 교량용 신축이음장치의 시공방법.

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