KR102368724B1 - Multi-layer friction isolator - Google Patents

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KR102368724B1
KR102368724B1 KR1020210082723A KR20210082723A KR102368724B1 KR 102368724 B1 KR102368724 B1 KR 102368724B1 KR 1020210082723 A KR1020210082723 A KR 1020210082723A KR 20210082723 A KR20210082723 A KR 20210082723A KR 102368724 B1 KR102368724 B1 KR 102368724B1
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KR1020210082723A
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조영철
방인석
최대성
방웅찬
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주식회사 에스코알티에스
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Abstract

The present invention relates to a multi-layer seismic isolator that has excellent seismic energy damping performance by generating friction in at least three layers while not causing load bearing performance even when horizontal displacement of an upper structure with respect to a pier occurs, and can adjust pressure between components making friction while providing an upper structure recovery function. The multi-layer seismic isolator includes a base member, an upper member, a fixed frictional member supported on one of the base member and the upper member with a gap therebetween to form first and second mounting parts on both upper and lower sides, a moving frictional member installed on the first mounting part, a bearing block installed on the second mounting part, and a friction linking part for allowing the moving frictional member to make friction against the fixed frictional member, the base member, or the like.

Description

다층 마찰 면진장치{Multi-layer friction isolator}Multi-layer friction isolator

본 발명은 면진장치의 개선에 관련된 것으로, 특히 교량의 상부구조물과 교각 사이에 설치되어 상시에는 상부구조물의 하중과 변위를 받아주고, 지진 발생 시에는 상부구조물의 하중과 변위를 받아주면서 마찰을 이용하여 지진에너지를 감쇠시키는 역할을 하는 면진장치의 개선에 관한 것이다.The present invention relates to the improvement of a seismic isolator, and in particular, it is installed between the superstructure of a bridge and a pier to receive the load and displacement of the superstructure at all times, and uses friction while receiving the load and displacement of the superstructure when an earthquake occurs. Therefore, it relates to the improvement of the seismic isolator, which serves to damp the seismic energy.

일반적으로, 교량은 교각과 교각 위에 설치되어 열차나 차량이 통과될 수 있도록 해주는 상부구조물 및 교각과 상부구조물 사이에 설치되어 상부구조물의 하중을 지지하면서 면진기능을 수행하는 면진장치를 포함하는 구성을 한다.In general, a bridge includes a pier and a superstructure that is installed on the pier to allow trains or vehicles to pass through, and a seismic isolator installed between the pier and the superstructure to support the load of the superstructure and perform a seismic isolating function. do.

교량의 상부구조물 상으로는 차량이나 열차가 고속으로 통행하므로 교량에는 시시각각 변화되는 동하중이 작용한다. 뿐만 아니라 교량의 상부구조물은 상시에 온도변화 등에 의해 신축되고 지진 시에는 수평방향으로 큰 충격력을 받기 때문에, 가동단에 설치되는 면진장치는 교각에 설치된 상태에서 상부구조물의 하중을 지지하여주면서도 수평방향의 상대 운동을 허용하도록 하고 외력이 제거된 후에는 복원되도록 설계한다.As vehicles and trains pass at high speed on the bridge's superstructure, dynamic loads that change every moment act on the bridge. In addition, since the superstructure of the bridge is constantly expanded and contracted by temperature changes and receives a large impact force in the horizontal direction during an earthquake, the seismic isolator installed at the movable end supports the load of the superstructure while being installed on the pier in the horizontal direction. It is designed to allow the relative motion of

위와 같은 면진장치들 중, 지진에 의한 거동 시 마찰에 의해 지진 에너지를 소산시켜 줄 수 있도록 구성한 것이 개발되어 사용되고 있다. 마찰을 이용한 면진장치는 등록번호 10-0992615호(발명의 명칭: 마찰을 이용한 탄성받침, 발명자: 김성규, 이하, "선등록 발명"이라 함)의 등록특허공보 등에 개시되어 있다.Among the above seismic isolators, those configured to dissipate seismic energy by friction during earthquake behavior have been developed and used. A seismic isolator using friction is disclosed in the Patent Registration No. 10-0992615 (title of invention: elastic bearing using friction, inventor: Kim Seong-gyu, hereinafter referred to as "pre-registered invention").

위와 같은 선등록 발명의 탄성받침은 일반적인 탄성받침에 비해 수평력에 저항하는 힘이 향상되어 수평력 작용 시에 전단변형이 적게 발생되고, 상부구조물의 지지능력 저하가 줄어들고, 높이변화도 적고, 수평력에 대한 완충능력도 뛰어나고, 교량의 상부구조물 간의 신축이음 간격을 줄일 수 있다는 뛰어난 장점을 가지고 있으나, 마찰에 의한 지진 에너지 감쇠는 마찰판의 상면과 하면을 통해서만 발생되기 때문에 마찰에 의한 지진 에너지 소산에 한계가 있다.The elastic bearing of the pre-registered invention as described above has improved resistance to horizontal force compared to general elastic bearings, so that shear deformation occurs less when horizontal force is applied, the decrease in the support capacity of the upper structure is reduced, the height change is small, and the It has excellent buffering capacity and has the advantage of reducing the gap between expansion joints between the superstructures of the bridge, but there is a limit to the seismic energy dissipation due to friction because the damping of seismic energy due to friction occurs only through the upper and lower surfaces of the friction plate. .

본 발명자는, 위에서 언급한 선등록 발명의 탄성받침은 많은 장점을 가짐에도 불구하고, 지진에 의해 수평 변위 발생 시 탄성체에 전단변형이 발생될 수밖에 없고 이 경우 유효 지지면적이 감소하여 하중 지지능력이 저하되는 단점이 있음을 인지하였다.According to the present inventor, despite the fact that the elastic bearing of the above-mentioned pre-registered invention has many advantages, shear deformation occurs in the elastic body when horizontal displacement occurs due to an earthquake. It was recognized that there is a disadvantage of lowering.

또한, 본 발명자는, 선등록 발명의 탄성받침은 지지하는 상부구조물에 수평변위을 일으키는 수평력만 작용하는 경우에도 상부구조물을 지지하는 높이에 변화가 동반될 수밖에 없는 단점도 있음을 알아차렸다.In addition, the present inventors have noticed that there is also a disadvantage in that the elastic bearing of the pre-registered invention is accompanied by a change in the height of supporting the superstructure even when only a horizontal force causing horizontal displacement is applied to the supporting superstructure.

또한, 본 발명자는, 위에서 언급한 선등록 발명의 탄성방침은 많은 장점을 가짐에도 불구하고, 마찰판은 중간판을 하판에 지지하여주는 양측 돌출부에 의해 마찰을 일으킬 수 있는 거리가 제한되고, 마찰판에 대한 중간판의 가압력을 조정할 수 없다는 단점이 있음도 알아차렸다.In addition, the present inventor said, despite the fact that the above-mentioned elastic policy of the previously registered invention has many advantages, the friction plate has a limited distance that can cause friction by the protrusions on both sides that support the middle plate to the lower plate, and It was also noticed that there was a disadvantage that the pressing force of the intermediate plate could not be adjusted.

본 발명의 목적은 면진기능 및 복원기능을 가지면서도 적어도 3개 층에서 마찰을 일으킴으로써 지진에너지의 감쇠 능력이 뛰어난 다층 마찰 면진장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a multi-layer friction seismic isolator having excellent seismic energy damping ability by generating friction in at least three layers while having a seismic isolating function and a restoring function.

본 발명의 다른 목적은 면진기능 및 복원기능을 가지면서 수평변위가 발생하더라도 하중 지지능력에 저하가 발생되지 않는 다층 마찰 면진장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a multi-layer friction isolator having a seismic isolating function and a restoring function, and which does not deteriorate the load bearing capacity even when a horizontal displacement occurs.

본 발명의 또 다른 목적은 면진기능 및 복원기능을 가지면서 수평변위가 발생하더라도 상부구조물를 지지하는 높이에 변화가 생기지 않는 다층 마찰 면진장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a multi-layer friction isolator that has a seismic isolating function and a restoring function and does not change the height of supporting an upper structure even when horizontal displacement occurs.

본 발명의 또 다른 목적은 마찰하는 부재들 간의 마찰을 일으킬 수 있는 거리를 크게 할 수 있는 다층 마찰 면진장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a multi-layer friction isolator capable of increasing a distance that can cause friction between rubbing members.

본 발명의 또 다른 목적은 마찰하는 부재들 간의 가압력을 조정할 수 있는 다층 마찰 면진장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a multi-layer friction isolator capable of adjusting a pressing force between friction members.

본 발명에 따른 다층 마찰 면진장치는 교량의 교각 상에 설치하기 위한 베이스부재; 상기 교량의 상부구조물의 저면에 설치하기 위한 상부부재; 상기 베이스부재에 간격을 두고 지지되어 상기 베이스부재와의 사이에 제1장착부를 형성하고 상기 상부부재와의 사이에 제2장착부를 형성하는 고정마찰부재; 상기 제1장착부에 설치되고 상기 고정마찰부재 및 상기 베이스부재와 마찰되면서 적어도 일 수평방향으로 슬라이딩 가능하게 장착된 이동마찰부재; 상기 제2장착부에 설치되고 상기 상부부재에 대해 마찰되면서 상기 상부부재가 적어도 일 수평방향으로 슬라이딩 하는 것을 허용하는 베어링 블록; 및 상기 상부부재와 상기 이동마찰부재 사이에 설치되어 상기 상부부재의 적어도 일 수평방향으로의 운동에너지를 상기 이동마찰부재로 전달하여 상기 이동마찰부재를 이동시킴으로써 상기 이동마찰부재가 상기 상부부재 및 상기 고정마찰부재와 마찰을 일으키도록 하여 상기 상부구조물의 하중을 받는 적어도 3개 층에서의 마찰을 연동시키는 마찰 연동부를 포함하고,
ⅰ) 상기 상부부재의 가장자리를 따라 상기 베어링 블록의 측면과 간격을 두고 배치되는 가이드부가 형성되고, 상기 고정마찰부재와 상기 베어링 블록 사이에 전단핀에 의해 고정되는 탄성패드가 장착되고, 상기 전단핀은 상기 탄성패드를 관통하여 일단은 상기 고정마찰부재 또는 상기 베어링 블록에 고정되고, 타단은 상기 베어링 블록 또는 상기 고정마찰부재에 형성된 홈에 삽입되어 상기 고정마찰부재에 대한 상기 베어링 블록의 경사나 상하방향의 회전은 허용하고 상기 베어링 블록의 수평변위는 제한하고, 상기 베어링 블록과 상기 가이드부 사이에 상기 베이스부재에 대해 수평 변위를 일으킨 상기 상부부재에 대해 복원력을 제공하기 위한 탄성기구가 설치되는 구성;과
ⅱ) 상기 베어링 블록을 향하는 상기 고정마찰부재의 표면에 제1오목구면이 형성되고, 상기 베어링 블록과 마주하는 상기 상부부재의 표면에 상기 제1오목구면보다 큰 곡률반경의 제2오목구면이 형성되고, 상기 베어링 블록에는 상기 제1오목구면에 면접촉되는 제1볼록구면과 상기 제2오목구면에 면접촉되는 제2볼록구면이 형성되는 구성; 중 어느 하나를 포함하여 구성됨으로써,
상기 베이스부재에 대한 상기 상부부재의 수평변위에 대한 복원력을 제공할 수 있도록 하면서, 상기 베이스부재에 대한 상기 상부부재의 수평변위가 발생하더라도 상기 상부구조물에 대한 하중 지지능력에 저하가 발생되지 않도록 함과 아울러, 지진에 의해 상기 베이스부재에 대한 상기 상부부재의 수평변위가 발생하면 상기 상부구조물의 하중을 받는 적어도 3개 층에서 마찰에 의해 지진에너지를 감쇠시키도록 된 것을 포함하는 구성을 한다.A multi-layer friction seismic isolator according to the present invention includes a base member for installation on a pier of a bridge; an upper member to be installed on the lower surface of the upper structure of the bridge; a fixed friction member supported by the base member at a distance to form a first mounting part between the base member and a second mounting part between the upper member and the upper member; a movable friction member installed in the first mounting part and slidably mounted in at least one horizontal direction while rubbing the fixed friction member and the base member; a bearing block installed on the second mounting part and allowing the upper member to slide in at least one horizontal direction while rubbing against the upper member; and installed between the upper member and the moving friction member to transfer kinetic energy in at least one horizontal direction of the upper member to the moving friction member to move the moving friction member so that the moving friction member is connected to the upper member and the moving friction member. and a friction linkage for interlocking friction in at least three layers receiving a load of the superstructure by causing friction with the fixed friction member,
i) A guide portion is formed along the edge of the upper member at a distance from the side surface of the bearing block, and an elastic pad fixed by a shear pin is mounted between the fixed friction member and the bearing block, and the shear pin Penetrates the elastic pad, one end is fixed to the fixed friction member or the bearing block, and the other end is inserted into the groove formed in the bearing block or the fixed friction member to incline or up and down the bearing block with respect to the fixed friction member. A configuration in which an elastic mechanism is installed between the bearing block and the guide part to provide a restoring force to the upper member causing horizontal displacement with respect to the base member, allowing rotation in the direction and limiting the horizontal displacement of the bearing block ;class
ii) A first concave spherical surface is formed on a surface of the fixed friction member facing the bearing block, and a second concave spherical surface having a larger radius of curvature than the first concave spherical surface is formed on a surface of the upper member facing the bearing block a configuration in which the bearing block has a first convex spherical surface in surface contact with the first concave spherical surface and a second convex spherical surface in surface contact with the second concave spherical surface; By comprising any one of
While being able to provide a restoring force against the horizontal displacement of the upper member with respect to the base member, even if the horizontal displacement of the upper member with respect to the base member occurs, the load-bearing capacity of the upper structure is not deteriorated In addition, when a horizontal displacement of the upper member with respect to the base member occurs due to an earthquake, at least three floors receiving the load of the upper structure are configured to attenuate seismic energy by friction.

상기 마찰 연동부는 상기 상부부재에 설치되고, 상기 이동마찰부재에는 상기 마찰 연동부의 일부가 삽입된 상태에서 상기 마찰 연동부가 경사지는 것을 허용하는 홈 또는 구멍이 형성된 것을 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the friction linkage is installed on the upper member, and a groove or hole is formed in the movable friction member to allow the friction linkage to incline while a part of the friction linkage is inserted.

상기 고정마찰부재의 적어도 양 측변에 내측으로 오목한 측면홈이 형성되고, 상기 오목한 측면홈에 대응하는 상기 이동마찰부재의 적어도 양 측변에 상기 홈 또는 상기 구멍이 형성된 돌출연결부가 형성된 것을 포함하는 것이 좋다.Inwardly concave side grooves are formed on at least both side sides of the fixed friction member, and at least both sides of the movable friction member corresponding to the concave side grooves are formed with protruding connection portions having the grooves or the holes formed. .

상기 오목한 측면홈은 상기 고정마찰부재의 4변 모두에 각각 형성되고, 상기 돌출연결부는 상기 이동마찰부재의 4변 모두에 각각 형성되고, 상기 가이드부와 상기 마찰 연동부는 상기 상부부재의 4변 모두에 각각 형성되어 상기 상부부재와 상기 이동마찰부재가 상기 베이스부재와 상기 고정마찰부재 및 상기 베어링 블록에 대해 다층 마찰을 하면서 양방향으로 변위 및 복원이 가능하도록 구성된 것을 포함하는 구성을 할 수 있다.The concave side grooves are respectively formed on all four sides of the fixed friction member, the protruding connection portions are formed on all four sides of the movable friction member, respectively, and the guide part and the friction linkage part are formed on all four sides of the upper member It may be formed in each of the upper member and the movable friction member may be configured to be capable of displacement and restoration in both directions while performing multi-layer friction with respect to the base member, the fixed friction member, and the bearing block.

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상기 이동마찰부재 및 상기 베어링 블록과 마찰을 일으키는 마찰부위의 대응 마찰면의 한쪽 표면에는 마찰재가 설치되고 나머지 한쪽 표면에는 스테인리스스틸판이 설치되거나 크롬 도금층이 형성되는 것을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that a friction material is installed on one surface of the friction surface corresponding to the friction part causing friction with the moving friction member and the bearing block, and a stainless steel plate or a chrome plating layer is formed on the other surface.

삭제delete

때에 따라, 상기 홈 또는 상기 구멍을 통과한 상기 마찰 연동부에는 상기 이동마찰부재에 걸려 상기 상부부재에 작용하는 부반력에 저항할 수 있도록 해주는 걸림턱이 형성되는 것을 포함하는 구성을 할 수 있다.In some cases, the friction linkage passing through the groove or the hole may be configured to include a locking jaw that is caught by the movable friction member and resists negative reaction force acting on the upper member.

상기 고정마찰부재와 상기 베이스부재 사이에 볼트 가이드가 개재되고, 상기 고정마찰부재와 상기 베이스부재 및 상기 볼트 가이드는 같은 고정기구를 통해 일체로 결합되는 구성을 할 수 있다.A bolt guide is interposed between the fixed friction member and the base member, and the fixed friction member, the base member, and the bolt guide may be integrally coupled through the same fixing mechanism.

상기 고정마찰부재와 상기 베이스부재 사이에 상기 이동마찰부재의 두께보다 작은 볼트 가이드가 개재되고, 상기 고정마찰부재를 상기 베이스부재에 고정하는 볼트를 통해 상기 이동마찰부재에 대한 상기 고정마찰부재의 가압력을 조정할 수 있도록 된 것을 포함하는 것이 바림직하다.A bolt guide smaller than the thickness of the moving friction member is interposed between the fixed friction member and the base member, and the pressing force of the fixed friction member on the moving friction member through a bolt for fixing the fixed friction member to the base member It is desirable to include one that is capable of adjusting the .

본 발명에 따르면, 교각에 대한 상부구조물의 수평변위가 발생하더라도 하중 지지능력에 저하가 발생되지 않으면서도 마찰에 의한 지진에너지 감쇠 능력이 뛰어나다.According to the present invention, even if the horizontal displacement of the superstructure with respect to the pier occurs, the load-bearing capacity is not deteriorated and the seismic energy damping ability due to friction is excellent.

본 발명에 따르면, 교각에 대한 상부구조물의 수평변위가 발생하더라도 하중 지지능력에 저하가 발생되지 않으면서도 마찰에 의한 지진에너지 감쇠 능력이 뛰어나고 높이에도 변화가 생기지 않는 면진장치를 제공할 수 있다.Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a seismic isolator that is excellent in damping earthquake energy due to friction and does not change in height even when horizontal displacement of the superstructure with respect to the pier occurs without deterioration in load bearing capacity.

본 발명에 따르면, 외력이 제거되면 상부구조물에 대한 복원기능을 제공하면서 적어도 3개 층에서 마찰을 일으키므로 마찰에 의한 지진에너지 감소능력이 뛰어나다.According to the present invention, when the external force is removed, the ability to reduce seismic energy due to friction is excellent because friction is generated in at least three layers while providing a restoring function to the superstructure.

본 발명에 따르면, 마찰하는 부재들 간의 마찰을 일으킬 수 있는 거리를 크게 할 수 있고, 마찰하는 부재들 간의 가압력을 조정할 수 있다.According to the present invention, the distance that can cause friction between the rubbing members can be increased, and the pressing force between the rubbing members can be adjusted.

도 1은 본 발명에 따른 다층 마찰 면진장치의 분리 사시도,
도 2는 도 1 다층 마찰 면진장치의 저면에서 보아 나타낸 분리 사시도,
도 3은 도 1 다층 마찰 면진장치의 조립된 상태를 나타낸 사시도,
도 4는 도 3의 다층 마찰 면진장치가 설치된 상태의 도 3의 I-I에 따른 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 다층 마찰 면진장치의 정면도,
도 6은 본 발명에 따른 다층 마찰 면진장치의 저면도,
도 7은 본 발명에 따른 다층 마찰 면진장치의 변형 예를 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 다층 마찰 면진장치의 변형 예를 나타낸 분리사시도,
도 9는 도 8에 나타낸 다층 마찰 면진장치의 설치상태의 단면도,
도 10은 도 2에 나타낸 다층 마찰 면진장치의 변형 예를 나타낸 저면 분리 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a multi-layer friction isolator according to the present invention;
2 is an exploded perspective view of the multi-layer friction isolator of FIG. 1 viewed from the bottom;
3 is a perspective view showing an assembled state of the multi-layer friction isolator of FIG. 1;
4 is a cross-sectional view taken along II of FIG. 3 in a state in which the multi-layer friction isolator of FIG. 3 is installed;
5 is a front view of the multi-layer friction isolator according to the present invention;
6 is a bottom view of the multi-layer friction isolator according to the present invention;
7 is a cross-sectional view showing a modified example of the multi-layer friction isolator according to the present invention;
8 is an exploded perspective view showing a modified example of the multi-layer friction isolator according to the present invention;
9 is a cross-sectional view of the installation state of the multi-layer friction isolator shown in FIG. 8;
10 is an exploded perspective view showing a modified example of the multi-layer friction isolator shown in FIG. 2 .

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 다층 마찰 면진장치의 분리 사시도이고, 도 2는 도 1 다층 마찰 면진장치의 저면에서 보아 나타낸 분리사시도이고, 도 3은 도 1 다층 마찰 면진장치의 조립된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 다층 마찰 면진장치가 설치된 상태의 도 3의 I-I에 따른 단면도, 도 5는 본 발명에 따른 다층 마찰 면진장치의 정면도, 도 6은 본 발명에 따른 다층 마찰 면진장치의 저면도이다.1 is an exploded perspective view of the multi-layer friction isolator according to the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the multi-layer friction isolator of FIG. 1 as viewed from the bottom, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along II of FIG. 3 in a state in which the multi-layer friction isolator of FIG. 3 is installed, FIG. 5 is a front view of the multi-layer friction isolator according to the present invention, and FIG. 6 is a multi-layer friction isolator according to the present invention is a bottom view of

도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 다층 마찰 면진장치(100)는 베이스부재(110), 상부부재(130), 고정마찰부재(150), 이동마찰부재(170), 베어링 블록(190) 및 마찰 연동부(200)를 가진다.1 to 6, the multi-layer friction isolator 100 according to the present invention includes a base member 110, an upper member 130, a fixed friction member 150, a moving friction member 170, and a bearing block ( 190) and a friction linkage 200.

베이스부재(110)는 교량의 교각(10) 상에 설치하기 위한 것으로, 교각(10)에 설치되는 앵커 너트(AN) 등에 고정되는 볼트(B) 등을 통해 교각(10)에 고정된다. 이 실시 예에서, 마찰을 위한 베이스부재(110)의 상면은 평면으로 이루어져 있다. 이러한 베이스부재(110)의 상면에는 스테인리스스틸판 등의 미끄럼재(SM)가 설치되고 대응하는 마찰면에는 PTFE 등의 마찰재(FM)가 설치된다. 미끄럼재(SM)로는 스테인리스스틸판 대신 크롬 도금층이 형성될 수 있고, 미끄럼재(SM)와 마찰재(FM)는 서로 위치를 바꾸어 설치될 수 있다. 예를 들어, 이동마찰부재(170)의 상하 양 표면에 미끄럼재가 상대적으로 넓은 면적으로 설치되고 고정마찰부재(150)의 저면과 베이스부재(110)의 상면에 상대적으로 좁은 면적으로 마찰재가 설치될 수 있다. 이는 이하에서 설명되는 여타 마찰면에서도 마찬가지이다. 이러한 베이스부재(110)의 네 모서리부에는 볼트(B)가 통과할 수 있도록 상하로 통공(112)이 형성된 볼트 가이드(111)가 설치된다. 볼트 가이드(111)는 베이스부재(110)에 일체로 형성되거나 분리되어 형성될 수 있다.The base member 110 is to be installed on the pier 10 of the bridge, and is fixed to the pier 10 through a bolt (B) fixed to an anchor nut (AN) installed on the pier 10 or the like. In this embodiment, the upper surface of the base member 110 for friction is made of a flat surface. A sliding material SM such as a stainless steel plate is installed on the upper surface of the base member 110, and a friction material FM such as PTFE is installed on the corresponding friction surface. As the sliding material SM, a chrome plating layer may be formed instead of a stainless steel plate, and the sliding material SM and the friction material FM may be installed by changing positions. For example, the sliding material is installed on both upper and lower surfaces of the moving friction member 170 in a relatively large area, and the friction material is installed in a relatively narrow area on the bottom surface of the fixed friction member 150 and the upper surface of the base member 110 . can This is also true for the other friction surfaces described below. The bolt guides 111 having through holes 112 formed vertically so that the bolts B can pass are installed at the four corners of the base member 110 . The bolt guide 111 may be formed integrally with the base member 110 or formed separately.

상부부재(130)는 용접 등을 통해 교량의 상부구조물(20)의 저면에 설치하기 위한 것이다. 이 실시 예의 상부부재(130)의 저면은 평면으로 이루어져 있다. 이러한 상부부재(130)의 저면에는 스테인리스스틸판 등으로 된 미끄럼재(SM) 설치된다. 상부부재(130)의 가장자리를 따라 베어링 블록(190)의 측면과 간격을 두고 배치되는 가이드부(132)가 형성된다.The upper member 130 is to be installed on the lower surface of the upper structure 20 of the bridge through welding or the like. The bottom surface of the upper member 130 of this embodiment is made of a flat surface. A sliding material SM made of a stainless steel plate or the like is installed on the bottom surface of the upper member 130 . A guide part 132 is formed along the edge of the upper member 130 to be spaced apart from the side surface of the bearing block 190 .

이 실시 예의 가이드부(132)는 양방향 가동단에 설치하기 위한 것으로, 상부부재(130)의 네 변의 가장자리를 따라 배치되고 하방으로 돌출되게 형성되어 있다. 일방향 가동단에 설치하기 위한 것이라면, 가이드부(132)는 마주하는 2개의 변을 따라서만 형성될 수 있다. 바람직하게, 가이드부(132)의 내면에도 스테인리스스틸판 등으로 된 미끄럼재(SM)가 부착된다.The guide part 132 of this embodiment is to be installed at the bidirectional movable end, is disposed along the edges of the four sides of the upper member 130, is formed to protrude downward. If it is to be installed on the one-way movable end, the guide part 132 may be formed only along two sides facing each other. Preferably, a sliding material SM made of a stainless steel plate or the like is also attached to the inner surface of the guide part 132 .

각 가이드부(132)에는 마찰 연동부(200)가 각각 설치되어 있다. 이 실시 예에서 마찰 연동부(200)는 가이드부(132)의 저면에서 하방으로 돌출되게 형성되어 있다.Each guide part 132 is provided with a friction linkage part 200, respectively. In this embodiment, the friction linkage part 200 is formed to protrude downward from the bottom surface of the guide part 132 .

고정마찰부재(150)는 베이스부재(110)와 상부부재(130) 중 어느 하나에 간격을 두고 지지되어 어느 하나와의 사이에 제1장착부(M1)를 형성하고 나머지 하나와의 사이에 제2장착부(M2)를 형성한다. 이러한 고정마찰부재(150)의 적어도 양 측변에 내측으로 오목한 측면홈(156)이 형성된다. 양방향 가동단에 설치되는 것인 경우, 바람직하게, 네 측변 모두에 오목한 측면홈(156)이 형성된다. 하지만, 양방향 가동단에 설치되는 것인 경우에도 좌우 양 측변에서만 또는 전후 양 측변에서만 마찰 연동부(200)가 상부부재(130)와 이동마찰부재(170)를 서로 연동되도록 하거나 베이스부재(110)와 이동마찰부재(170)를 서로 연동되도록 하여도 되므로 마주보는 두 측변에만 오목한 측면홈(156)이 형성될 수 있다.The fixed friction member 150 is supported at an interval between any one of the base member 110 and the upper member 130 to form a first mounting part M1 between it and the other, and a second A mounting portion M2 is formed. Inwardly concave side grooves 156 are formed on at least both sides of the fixed friction member 150 . In the case of being installed at the bidirectional movable end, preferably, concave side grooves 156 are formed on all four side sides. However, even in the case of being installed at the bidirectional movable end, the friction linkage part 200 interlocks the upper member 130 and the movable friction member 170 only on both left and right sides or both front and rear sides, or the base member 110. Since the and the moving friction member 170 may be interlocked with each other, a concave side groove 156 may be formed only on the two opposite side sides.

고정마찰부재(150)의 네 모서리부에는 체결공(152)이 형성된다. 이 고정마찰부재(150)는 체결공(152)을 통해 앵커 너트(AN)에 결합되는 볼트(B)에 의해 베이스부재(110)에 일체로 고정된다. 볼트 가이드(111)는 베이스부재(110)와 고정마찰부재(150) 사이에서 볼트(B)가 외부로 노출되지 않도록 하고 고정마찰부재(150)의 네 모서리를 지지한다. 이렇게 하면 베이스부재(110), 볼트 가이드(111) 및 고정마찰부재(150)가 같은 볼트(B)에 의해 앵커 너트(AN)에 함께 고정될 수 있어서 부품 수와 작업공수를 줄일 수 있고 견고한 결합상태를 유지할 수 있다. 베이스부재(110)와 볼트 가이드(111) 및 고정마찰부재(150)를 일체로 고정하는 고정수단인 볼트(B)와 앵커 너트(AN)는 여타의 고정방식으로 변경될 수 있다. 예를 들면, 앵커볼트가 교각에 설치되고 너트를 이용하여 베이스부재(110)에 고정마찰부재(150)를 고정할 수 있다. 때에 따라, 베이스부재(110)는 앵커 너트(AN)에 고정되고, 고정마찰부재(150)는 볼트를 통해 베이스부재(110)에 고정되는 구성을 취할 수도 있다.Fastening holes 152 are formed in the four corners of the fixed friction member 150 . The fixed friction member 150 is integrally fixed to the base member 110 by a bolt B coupled to the anchor nut AN through the fastening hole 152 . The bolt guide 111 prevents the bolt B from being exposed to the outside between the base member 110 and the fixed friction member 150 and supports the four corners of the fixed friction member 150 . In this way, the base member 110, the bolt guide 111, and the fixed friction member 150 can be fixed together to the anchor nut (AN) by the same bolt (B), thereby reducing the number of parts and man-hours and providing a strong coupling. state can be maintained. The bolt B and anchor nut AN, which are fixing means for integrally fixing the base member 110, the bolt guide 111, and the fixed friction member 150, may be changed to other fixing methods. For example, anchor bolts are installed on the piers, and the fixed friction member 150 can be fixed to the base member 110 by using a nut. In some cases, the base member 110 may be fixed to the anchor nut AN, and the fixed friction member 150 may be fixed to the base member 110 through a bolt.

또한, 볼트 가이드(111)의 두께를 이동마찰부재(170)의 두께보다 작게 하고 앵커 너트(AN)에 대한 볼트(B)의 결합정도를 조정함으로써 이동마찰부재(170)에 대한 고정마찰부재(150)의 가압력의 크기를 조정할 수 있다. 마찰을 일으키는 부재들 간에 작용하는 압력을 조정하면 마찰에 의해 감쇠되는 지진에너지의 크기도 조정할 수 있고, 설치 후 시간이 지남에 따라 각 구성요소의 변형, 마찰에 의한 마모 등의 여러 가지 원인에 의해 이동마찰부재(170)에 대한 고정마찰부재(150)와 베이스부재(110)의 가압력이나 마찰력이 변하는 경우, 볼트(B)의 잠금 정도를 조정하여 이동마찰부재(170)에 대한 고정마찰부재(150)와 베이스부재(110)의 가압력이나 마찰력의 크기를 조정할 수 있다.In addition, by making the thickness of the bolt guide 111 smaller than the thickness of the moving friction member 170 and adjusting the coupling degree of the bolt B to the anchor nut AN, the fixed friction member ( 150) can be adjusted. By adjusting the pressure acting between the friction-generating members, the amount of seismic energy damped by friction can also be adjusted. When the pressing force or friction force of the fixed friction member 150 and the base member 110 with respect to the moving friction member 170 is changed, the degree of locking of the bolt B is adjusted to the fixed friction member for the moving friction member 170 ( 150) and the size of the pressing force or friction force of the base member 110 can be adjusted.

위와 같은 볼트 가이드(111)와 베이스부재(110)의 사이 및/또는 볼트 가이드(111)와 고정마찰부재(150) 사이에 탄성재가 삽입될 수 있다.An elastic material may be inserted between the bolt guide 111 and the base member 110 and/or between the bolt guide 111 and the fixed friction member 150 as described above.

이에 따라 이 실시 예에서는 베이스부재(110)와 고정마찰부재(150) 사이에 제1장착부(M1)가 형성되고 상부부재(130)와 고정마찰부재(150) 사이에 제2장착부(M2)가 형성된다. 이 고정마찰부재(150)의 저면에는 스테인리스스틸판 등으로 된 미끄럼재(SM)가 부착된다. 때에 따라, 고정마찰부재(150)는 간격을 두고 상부부재(130)에 지지될 수 있음은 물론이다.Accordingly, in this embodiment, the first mounting portion M1 is formed between the base member 110 and the fixed friction member 150 , and the second mounting portion M2 is formed between the upper member 130 and the fixed friction member 150 . is formed A sliding material SM made of a stainless steel plate or the like is attached to the bottom surface of the fixed friction member 150 . In some cases, of course, the fixed friction member 150 may be supported by the upper member 130 at intervals.

도 1과 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1장착부(M1)에는 이동마찰부재(170)가 장착된다. 이 이동마찰부재(170)는 상면은 고정마찰부재(150)와 마찰되고 하면은 베이스부재(110)와 마찰되면서 적어도 일 수평방향으로 슬라이딩 가능하게 장착된다. 이동마찰부재(170)의 상면과 하면에는 PTFE 등으로 된 마찰재(FM)가 부착된다. 이러한 이동마찰부재(170)에는 오목한 측면홈(156)에 대응하는 위치에 측방으로 돌출된 돌출연결부(172)가 형성된다. 이 돌출연결부(173) 역시 일방향 가동단에 사용하기 위한 것인 경우, 마주보는 양 측변에만 형성될 수 있고, 양방향 가동단에 설치하기 위한 것이라면, 바람직하게, 네 측변 모두에 형성된다. 하지만, 이 돌출연결부(173) 역시 앞에서 오목한 측면홈(156)에서 설명한 바와 같이 좌우 양 측변 또는 전후 양 측변에만 형성될 수 있다. 바람직하게, 각각의 돌출연결부(172)에는 구멍(173)이 형성되어 있다. 구멍(173)은 때에 따라 홈으로 형성될 수 있다. 구멍(173)은 마찰 연동부(200)를 통해 이동마찰부재(170)가 상부부재(130)와 수평방향으로 연동될 수 있도록 하는 역할을 하는 것이므로 홈 외의 여타의 형태로도 변형될 수 있다.1 and 4, the moving friction member 170 is mounted on the first mounting part M1. The movable friction member 170 is slidably mounted in at least one horizontal direction while the upper surface rubs against the fixed friction member 150 and the lower surface rubs against the base member 110 . A friction material FM made of PTFE or the like is attached to the upper and lower surfaces of the moving friction member 170 . The moving friction member 170 is formed with a protruding connection portion 172 protruding laterally at a position corresponding to the concave side groove 156 . If the protruding connection part 173 is also for use at the one-way movable end, it may be formed only on both sides facing each other, and if it is to be installed on the bi-directional movable end, it is preferably formed on all four side sides. However, this protruding connection part 173 may also be formed only on both left and right sides or both front and rear sides as described with the concave side groove 156 above. Preferably, a hole 173 is formed in each of the protruding connection portions 172 . The hole 173 may be formed as a groove in some cases. Since the hole 173 serves to enable the moving friction member 170 to be interlocked with the upper member 130 in the horizontal direction through the friction linkage unit 200, it may be deformed into other shapes other than the groove.

마찰 연동부(200)는 가이드부(132)와 돌출연결부(172) 사이에 설치된다. 이 실시 예에서, 마찰 연동부(200)는 가이드부(132)에 고정된 상태에서 하단 일부가 구멍(173)으로 삽입되어 상부부재(130)가 수평변위를 할 때 이동마찰부재(170)를 함께 이동시켜 이동마찰부재(170)가 베이스부재(110) 및 고정마찰부재(150)와 마찰을 일으키도록 하는 역할을 한다.The friction linkage part 200 is installed between the guide part 132 and the protruding connection part 172 . In this embodiment, the friction linkage part 200 is fixed to the guide part 132 and the lower part is inserted into the hole 173 so that the upper member 130 moves the friction member 170 when the horizontal displacement occurs. By moving together, the movable friction member 170 serves to cause friction with the base member 110 and the fixed friction member 150 .

즉, 이 실시 예에서, 마찰 연동부(200)는 상부부재(130)와 이동마찰부재(170) 사이에 설치되어 상부부재(130)의 수평방향 운동에너지를 이동마찰부재(170)로 전달하여 이동마찰부재(170)를 이동시킴으로써 이동마찰부재(170)가 상부부재(130) 및 고정마찰부재(150)와 마찰을 일으키도록 한다. 이에 따라 상부부재(130)에 작용하는 지진에너지는 마찰에너지로 소모되고, 지진에너지는 감쇠된다.That is, in this embodiment, the friction linkage unit 200 is installed between the upper member 130 and the moving friction member 170 to transfer the horizontal kinetic energy of the upper member 130 to the moving friction member 170 , By moving the movable friction member 170 , the movable friction member 170 causes friction with the upper member 130 and the fixed friction member 150 . Accordingly, the seismic energy acting on the upper member 130 is consumed as friction energy, and the seismic energy is attenuated.

위와 같은 마찰 연동부(200)는 바람직하게 상부부재(130)에 고정되고, 이동마찰부재(170)에 형성되는 홈 또는 구멍(173)은 상부부재(130)가 경사지는 것을 허용하도록, 즉, 마찰 연동부(173)가 경사지는 것을 허용하도록 형성된다. 예를 들면, 도 1과 도 2에 나타낸 바와 같이, 구멍(173)에 삽입되는 마찰 연동부(173)의 길이방향 양 측면 하단부를 볼록한 곡면으로 형성하거나, 구멍(173)의 내면을 볼록한 곡면으로 형성할 수 있다. 때에 따라, 상부부재(130)가 경사지는 것을 허용하면서 일정 범위 내에서 자유로운 상시 변위를 허용하도록 하고자 하는 경우에는 홈 또는 구멍(173)을 마찰 연동부(200)의 삽입부보다 조금 크게 형성하는 방식이 이용될 수도 있다.The friction linkage 200 as above is preferably fixed to the upper member 130, and the groove or hole 173 formed in the movable friction member 170 allows the upper member 130 to be inclined, that is, The friction linkage 173 is formed to allow it to tilt. For example, as shown in FIGS. 1 and 2 , the lower ends of both sides of the friction linkage 173 inserted into the hole 173 in the longitudinal direction are formed as a convex curved surface, or the inner surface of the hole 173 is formed into a convex curved surface. can be formed Occasionally, when it is desired to allow the upper member 130 to be inclined while allowing free normal displacement within a certain range, the groove or hole 173 is formed slightly larger than the insertion portion of the friction linkage unit 200 . This may also be used.

제2장착부(M2)에는 베어링 블록(190)이 설치된다. 그리고 고정마찰부재(150)와 베어링 블록(190) 사이에 전단핀(210)에 의해 고정되는 탄성패드(220)가 장착된다. 전단핀(210)은 탄성패드(220)를 관통하여 일단은 고정마찰부재(150)에 형성된 고정홈(154)에 나사결합 되어 고정되고, 타단은 베어링 블록(190)에 형성된 홈(191) 삽입되어 베어링 블록(190)의 경사 또는 상하방향으로 회전하는 것은 허용하고 베어링 블록(190)이 수평변위를 일으키는 것은 제한한다. 전단핀(210)이 고정되는 고정홈(154)과 베어링 블록(190)에 형성되는 홈(191)의 형성위치는 상하로 위치를 서로 바꾸어 설치될 수 있고, 고정 방식도 나사결합이 아닌 용접 등의 방식으로 변동될 수 있다. 탄성패드(220)로는 폴리우레탄으로 된 것이 적당하다.A bearing block 190 is installed in the second mounting part M2. And the elastic pad 220 fixed by the shear pin 210 is mounted between the fixed friction member 150 and the bearing block 190 . The shear pin 210 passes through the elastic pad 220, one end is screwed into the fixing groove 154 formed in the fixed friction member 150 and fixed, and the other end is inserted into the groove 191 formed in the bearing block 190. It allows the bearing block 190 to rotate in an inclined or vertical direction and limits the bearing block 190 from causing horizontal displacement. The forming position of the fixing groove 154 to which the shear pin 210 is fixed and the groove 191 formed in the bearing block 190 can be installed by changing the positions up and down, and the fixing method is not screwed, but welding, etc. can be changed in the manner of It is suitable for the elastic pad 220 to be made of polyurethane.

이 실시 예의 베어링 블록(190)은 상부구조물(20)의 하중을 교각으로 전달하여 주는 역할을 하는 것으로 상부부재(130)에 대해 마찰하면서 상부부재(130)가 적어도 일 수평방향으로 슬라이딩 하는 것을 허용할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이러한 베어링 블록(190)의 상면에는 PTFE 등으로 된 마찰재(FM)가 부착된다. 이 실시 예는 양방향 가동단에 사용하기 위한 것으로 상부부재(130)가 교축방향 및 교축직각방향의 양방향의 수평방향으로 슬라이딩 하는 것을 허용하도록 구성되어 있다. 상부부재(130)가 베어링 블록(190)에 대해 일 수평방향으로만 이동도록 제한하는 것은 대응 접촉면에 서로 맞물려 한 방향으로만 이동될 수 있게 하는 직선상의 홈과 돌기를 형성하는 방법, 간격을 두고 평행한 가이드를 형성하는 방법 등으로 쉽게 구현할 수 있다. The bearing block 190 of this embodiment serves to transfer the load of the upper structure 20 to the pier and allows the upper member 130 to slide in at least one horizontal direction while rubbing against the upper member 130 . in order to be able to do it. A friction material FM made of PTFE or the like is attached to the upper surface of the bearing block 190 . This embodiment is for use at the bidirectional movable end and is configured to allow the upper member 130 to slide in the horizontal direction in both directions in the throttle direction and in the direction perpendicular to the throttle axis. Restricting the upper member 130 to move in only one horizontal direction with respect to the bearing block 190 is a method of forming straight grooves and protrusions that engage with each other on the corresponding contact surfaces and allow movement in only one direction, spaced It can be easily implemented by a method of forming parallel guides.

베어링 블록(190)과 가이드부(132) 사이에 탄성기구(230)가 설치된다. 이 실시 예의 탄성기구(230)는 베이스부재(110) 또는 베어링 블록(190)에 대해 수평 변위를 일으킨 상부부재(130)에 대해 복원력을 제공하기 위한 것이다.An elastic mechanism 230 is installed between the bearing block 190 and the guide part 132 . The elastic mechanism 230 of this embodiment is for providing a restoring force to the upper member 130 that has caused horizontal displacement with respect to the base member 110 or the bearing block 190 .

탄성기구(230)로는 그 일단이 베어링 블록(190)에 형성되는 축공(192)에 삽입되는 축(232)과 이 축(232)의 외주면에 결합된 머스프링(234)과 축(232)의 타단에 연결되고 머스프링(234)이 이탈되지 않도록 하며 가이드부(132)의 내측면과 미끄럼운동을 위한 미끄럼부재가 설치된 스토퍼(236) 등으로 이루어져 있는 것이 적당하다. 때에 따라 탄성기구(230)는 가이드부(132)에 설치되고 미끄럼부재가 설치된 스토퍼(236)가 베어링 블록(190)의 측면에 미끄럼 접촉하도록 구성될 수 있다. 탄성기구(230)는 일방향 가동단에 사용하기 위한 것인 경우, 베어링 블록(190)의 양 측면에만 설치되면 되고, 양방향 가동단에 사용하기 위한 것인 경우, 베어링 블록(190)의 네 측면 모두에 설치된다.As the elastic mechanism 230, one end of the shaft 232 is inserted into the shaft hole 192 formed in the bearing block 190, and the shaft 234 and the shaft 232 coupled to the outer peripheral surface of the shaft 232. It is suitable to be connected to the other end and to prevent the mast spring 234 from being separated, and to consist of a stopper 236, etc., provided with an inner surface of the guide part 132 and a sliding member for sliding motion. In some cases, the elastic mechanism 230 may be configured to be in sliding contact with the side surface of the bearing block 190 with the stopper 236 installed on the guide part 132 and provided with the sliding member. When the elastic mechanism 230 is for use in a one-way movable end, it only needs to be installed on both sides of the bearing block 190 , and when used in a bidirectional movable end, all four sides of the bearing block 190 . is installed on

이 탄성기구(230)는 지진 시 베어링 블록(190)과 가이드부(132) 상호간에 작용하는 충격력을 완충하여 주면서 지진에너지를 감소시키고 베어링 블록(190)에 대해 수평변위를 일으킨 상부부재(130)에 대해 복원력을 제공하는 역할을 한다.The elastic mechanism 230 reduces the seismic energy while buffering the impact force acting between the bearing block 190 and the guide part 132 during an earthquake, and the upper member 130 that causes a horizontal displacement with respect to the bearing block 190. It serves to provide resilience to

도 1 내지 도 6을 통해 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 다층 마찰 면진장치(100)는 지진 등에 의해 상부부재(130)와 이동마찰부재(170)가 베이스부재(110), 고정마찰부재(150) 및 베어링 블록(190)에 대해 수평 변위를 하더라도 높이에 변화가 생기지 않으면서도 3개 층에서 마찰을 일으켜 지진에너지를 감쇠시킨다.In the multi-layer friction isolator 100 according to the present invention as described with reference to FIGS. 1 to 6 , the upper member 130 and the movable friction member 170 are formed by an earthquake, etc., the base member 110 and the fixed friction member 150 . And even if the bearing block 190 is horizontally displaced, friction is generated in the three layers without changing the height, thereby damping the seismic energy.

도 7은 본 발명에 따른 다층 마찰 면진장치의 변형 예를 나타낸 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing a modified example of the multi-layer friction isolator according to the present invention.

때에 따라, 홈 또는 구멍(173)을 통과한 마찰 연동부(200)의 단부에는 이동마찰부재(170)에 걸려 상부부재(130)에 작용하는 부반력에 저항할 수 있도록 해주는 걸림턱(204)이 형성될 수 있다. 이 실시 예의 걸림턱(204)은 마찰 연동부(200)의 하단에서 안쪽으로 꺾인 형태를 취하고 있으나, 이동마찰부재(170)에 걸려 상부부재(130)에 작용하는 부반력을 잡아줄 수 있다면 여타의 다른 형태로 변동될 수 있다. 예를 들면, 걸림턱(204)은 마찰 연동부(200)의 하단에서 바깥으로 꺾인 형태를 취하거나 안쪽과 바깥쪽으로 꺾인 형태를 취할 수 있다. 또, 때에 따라, 걸림턱(204)은 마찰 연동부(200)의 전후 또는 좌우의 길이방향의 양 단부 하부에서 홈 또는 구멍(173)의 길이방향으로 꺾이도록 형성될 수 있는 등 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이는 뒤에서 설명되는 실시 예에서도 마찬가지이다.Occasionally, the end of the friction linkage 200 that has passed through the groove or hole 173 is caught by the moving friction member 170 to resist the negative reaction force acting on the upper member 130 . can be formed. Although the locking jaw 204 of this embodiment is bent inward from the lower end of the friction linkage part 200, if it can catch the negative reaction force acting on the upper member 130 by being caught by the moving friction member 170, other can be changed to other forms of For example, the locking jaw 204 may take a form bent outward from the lower end of the friction linkage unit 200 or may take a form bent inward and outward. In addition, depending on the occasion, the locking jaw 204 is deformed in various forms, such as can be formed to be bent in the longitudinal direction of the groove or hole 173 in the lower portion of both ends in the longitudinal direction of the front and rear or left and right of the friction linkage 200 . can be This is also the same in the embodiment to be described later.

나머지는 도 1 내지 도 6을 통해 설명한 것과 같다.The rest is the same as described with reference to FIGS. 1 to 6 .

도 8은 본 발명에 따른 다층 마찰 면진장치의 변형 예를 나타낸 분리사시도이고, 도 9는 도 8에 나타낸 다층 마찰 면진장치의 설치상태의 단면도이다.8 is an exploded perspective view showing a modified example of the multi-layer friction isolator according to the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view of the installed state of the multi-layer friction isolator shown in FIG.

때에 따라, 상면과 하면이 평면인 앞 실시 예의 베어링 블록과, 베어링 블록의 회전 허용을 위한 탄성패드 대신에 도 8과 도 9에 나타낸 바와 같이 구면이 형성된 베어링 블록(190)과 고정마찰부재(150)를 이용하여 본 발명에 따른 다층 마찰 면진장치(101)를 구성할 수 있다.In some cases, the bearing block 190 and the fixed friction member 150 having a spherical surface as shown in FIGS. ) can be used to configure the multi-layer friction isolator 101 according to the present invention.

도시된 바와 같이, 고정마찰부재(150)의 상면에 제1오목구면(158)이 형성되고, 베어링 블록(190)과 마주하는 상부부재(130)의 저면에는 제1오목구면(158)의 곡률반경보다 큰 곡률반경의 제2오목구면(134)이 형성될 수 있다.As shown, a first concave spherical surface 158 is formed on the upper surface of the fixed friction member 150 , and the curvature of the first concave spherical surface 158 is formed on the lower surface of the upper member 130 facing the bearing block 190 . The second concave spherical surface 134 having a greater radius of curvature than the radius may be formed.

이 경우, 베어링 블록(190)에는 제1오목구면(158)에 면접촉되는 제1볼록구면(194)과 제2오목구면(134)에 면접촉되는 제2볼록구면(196)이 형성된다.In this case, a first convex spherical surface 194 that surface-contacts the first concave spherical surface 158 and a second convex spherical surface 196 that surface-contacts the second concave spherical surface 134 are formed in the bearing block 190 .

도 8과 도 9에 나타낸 바와 같은 다층 마찰 면진장치(101)는 지진 등에 의해 상부부재(130)와 이동마찰부재(170)가 베이스부재(110), 고정마찰부재(150) 및 베어링 블록(190)에 대해 수평 변위를 하는 경우 높이에 변화는 생기지만 탄성재 없이도 복원력을 가질 수 있고 4개 층에서 마찰을 일으켜 지진에너지를 감쇠시킨다.이 실시 예의 경우, 상부부재(130)와 여기에 설치된 마찰 연동부(200)는 이동마찰부재(170)에 대해 높이 변화를 일으키므로, 마찰 연동부(200)는 앞 실시 예에서보다 길게 형성된다.In the multi-layer friction isolator 101 as shown in FIGS. 8 and 9 , the upper member 130 and the moving friction member 170 are formed by an earthquake, etc., the base member 110, the fixed friction member 150 and the bearing block 190 ), there is a change in height, but it can have a restoring force without an elastic material and cause friction in four layers to damp seismic energy. In this embodiment, the upper member 130 and the friction installed there Since the linkage 200 causes a height change with respect to the moving friction member 170, the friction linkage 200 is formed longer than in the previous embodiment.

때에 따라, 구멍(173)을 통과한 마찰 연동부(200)의 하단부에 앞 실시 예에서와 같이 상부부재(130)가 일정 높이 이상 상승 시 이동마찰부재(170)에 걸릴 수 있는 걸림턱을 설치하여 부반력 저항기능을 가지도록 할 수 있다. 그리고 고정마찰부재(150)는 별도의 볼트(B)를 통해 베이스부재(110)에 고정될 수 있다. 이 경우, 볼트(B)는 이동마찰부재(170)의 운동에 방해가 되지 않아야 할 것이다.In some cases, as in the previous embodiment, at the lower end of the friction linkage 200 that has passed through the hole 173, when the upper member 130 rises above a certain height, a stopping protrusion that can be caught by the moving friction member 170 is installed Thus, it is possible to have a negative reaction force resistance function. And the fixed friction member 150 may be fixed to the base member 110 through a separate bolt (B). In this case, the bolt (B) should not interfere with the movement of the moving friction member (170).

나머지 구성은 앞 실시 예에서 설명한 것과 같다.The rest of the configuration is the same as described in the previous embodiment.

도 10은 도 2에 나타낸 다층 마찰 면진장치의 변형 예를 나타낸 저면 분리 사시도이다.10 is an exploded perspective view showing a modified example of the multi-layer friction isolator shown in FIG. 2 .

때에 따라, 도 10에 나타낸 바와 같이, 상부부재(130)의 마주 보는 양 측변에만 마찰 연동부(200)를 설치하고 이에 대응되는 위치의 이동마찰부재(170)에 홈 또는 구멍(173)을 형성하여 양 방향 가동단에 사용할 수 있는 다층 마찰 면진장치(100)를 구성할 수 있다. 마찰 연동부(200)가 양 측변에서만 이동마찰부재(170)의 홈 또는 구멍(173)에 결합되더라도 교축방향 및 교축직각방향의 양 방향으로 면진과 복원이 가능하다.In some cases, as shown in FIG. 10, the friction linkage 200 is installed only on both sides of the upper member 130 facing each other, and a groove or hole 173 is formed in the moving friction member 170 at a position corresponding thereto. Thus, it is possible to configure the multi-layer friction isolator 100 that can be used at the movable end in both directions. Even if the friction linkage 200 is coupled to the groove or hole 173 of the movable friction member 170 only on both sides, seismic isolation and restoration are possible in both the throttle direction and the direction perpendicular to the throttle axis.

나머지는 앞에서 설명한 것과 같다. The rest is the same as described above.

위에서 설명한 실시 예들에서 앵커 너트와 볼트, 용접 등의 고정수단을 제외하고는 상하로 뒤집힌 상태로 설치될 수 있다. 이 경우, 베이스부재는 상부부재가 되고, 상부부재는 베이스부재가 된다.In the embodiments described above, except for fixing means such as anchor nuts and bolts, welding, etc., they may be installed in an upside-down state. In this case, the base member becomes the upper member, and the upper member becomes the base member.

본 발명은 교각에 설치되어 교량의 상부구조물의 하중을 지지하면서 면진기능을 수행할 수 있는 면진장치를 만드는데 이용될 가능성이 있다.The present invention has the potential to be used to make a seismic isolator that is installed on a pier and can perform a seismic isolating function while supporting the load of the upper structure of the bridge.

100, 101: 다층 마찰 면진장치 110: 베이스부재
111: 볼트 가이드 112: 통공
130: 상부부재 132: 가이드부
150: 고정마찰부재 152: 체결공
154: 고정홈 156: 오목한 측면홈
170: 이동마찰부재 172: 돌출연결부
173: 구멍 190: 베어링블록
200: 마찰 연동부 204: 걸림턱
210: 전단핀 220: 탄성패드
AN: 앵커 너트 B: 볼트
FM: 마찰재 SM: 미끄럼재100, 101: multi-layer friction seismic isolator 110: base member
111: bolt guide 112: through hole
130: upper member 132: guide part
150: fixed friction member 152: fastening hole
154: fixed groove 156: concave side groove
170: moving friction member 172: protruding connection part
173: hole 190: bearing block
200: friction linkage 204: engaging jaw
210: shear pin 220: elastic pad
AN: anchor nut B: bolt
FM: friction material SM: sliding material

Claims (10)

교량의 교각 상에 설치하기 위한 베이스부재;
상기 교량의 상부구조물의 저면에 설치하기 위한 상부부재;
상기 베이스부재에 간격을 두고 지지되어 상기 베이스부재와의 사이에 제1장착부를 형성하고 상기 상부부재와의 사이에 제2장착부를 형성하는 고정마찰부재;
상기 제1장착부에 설치되고 상기 고정마찰부재 및 상기 베이스부재와 마찰되면서 적어도 일 수평방향으로 슬라이딩 가능하게 장착된 이동마찰부재;
상기 제2장착부에 설치되고 상기 상부부재에 대해 마찰되면서 상기 상부부재가 적어도 일 수평방향으로 슬라이딩 하는 것을 허용하는 베어링 블록; 및
상기 상부부재와 상기 이동마찰부재 사이에 설치되어 상기 상부부재의 적어도 일 수평방향으로의 운동에너지를 상기 이동마찰부재로 전달하여 상기 이동마찰부재를 이동시킴으로써 상기 이동마찰부재가 상기 상부부재 및 상기 고정마찰부재와 마찰을 일으키도록 하여 상기 상부구조물의 하중을 받는 적어도 3개 층에서의 마찰을 연동시키는 마찰 연동부를 포함하고,
ⅰ) 상기 상부부재의 가장자리를 따라 상기 베어링 블록의 측면과 간격을 두고 배치되는 가이드부가 형성되고,
상기 고정마찰부재와 상기 베어링 블록 사이에 전단핀에 의해 고정되는 탄성패드가 장착되고,
상기 전단핀은 상기 탄성패드를 관통하여 일단은 상기 고정마찰부재 또는 상기 베어링 블록에 고정되고, 타단은 상기 베어링 블록 또는 상기 고정마찰부재에 형성된 홈에 삽입되어 상기 고정마찰부재에 대한 상기 베어링 블록의 경사나 상하방향의 회전은 허용하고 상기 베어링 블록의 수평변위는 제한하고,
상기 베어링 블록과 상기 가이드부 사이에 상기 베이스부재에 대해 수평 변위를 일으킨 상기 상부부재에 대해 복원력을 제공하기 위한 탄성기구가 설치되는 구성;과
ⅱ) 상기 베어링 블록을 향하는 상기 고정마찰부재의 표면에 제1오목구면이 형성되고,
상기 베어링 블록과 마주하는 상기 상부부재의 표면에 상기 제1오목구면보다 큰 곡률반경의 제2오목구면이 형성되고,
상기 베어링 블록에는 상기 제1오목구면에 면접촉되는 제1볼록구면과 상기 제2오목구면에 면접촉되는 제2볼록구면이 형성되는 구성; 중 어느 하나를 포함하여 구성됨으로써,
상기 베이스부재에 대한 상기 상부부재의 수평변위에 대한 복원력을 제공할 수 있도록 하면서,
상기 베이스부재에 대한 상기 상부부재의 수평변위가 발생하더라도 상기 상부구조물에 대한 하중 지지능력에 저하가 발생되지 않도록 함과 아울러,
지진에 의해 상기 베이스부재에 대한 상기 상부부재의 수평변위가 발생하면 상기 상부구조물의 하중을 받는 적어도 3개 층에서 마찰에 의해 지진에너지를 감쇠시키도록 된 것을 포함하는 것을 특징으로 다층 마찰 면진장치.a base member for installation on the pier of the bridge;
an upper member to be installed on the lower surface of the upper structure of the bridge;
a fixed friction member supported by the base member at a distance to form a first mounting part between the base member and a second mounting part between the upper member and the upper member;
a movable friction member installed in the first mounting part and slidably mounted in at least one horizontal direction while rubbing the fixed friction member and the base member;
a bearing block installed on the second mounting part and allowing the upper member to slide in at least one horizontal direction while rubbing against the upper member; and
It is installed between the upper member and the moving friction member and transfers kinetic energy in at least one horizontal direction of the upper member to the moving friction member to move the moving friction member, so that the moving friction member is fixed to the upper member and the fixed member. and a friction linkage for interlocking friction in at least three layers receiving a load of the superstructure by causing friction with the friction member,
i) a guide portion disposed along the edge of the upper member at a distance from the side surface of the bearing block is formed;
An elastic pad fixed by a shear pin is mounted between the fixed friction member and the bearing block,
The shear pin passes through the elastic pad, one end is fixed to the fixed friction member or the bearing block, and the other end is inserted into the groove formed in the bearing block or the fixed friction member to form the bearing block for the fixed friction member. Inclined or vertical rotation is allowed and the horizontal displacement of the bearing block is limited,
A configuration in which an elastic mechanism is installed between the bearing block and the guide part to provide a restoring force to the upper member causing horizontal displacement with respect to the base member; And
ii) a first concave spherical surface is formed on the surface of the fixed friction member facing the bearing block;
A second concave spherical surface having a larger radius of curvature than the first concave spherical surface is formed on a surface of the upper member facing the bearing block,
a configuration in which the bearing block has a first convex spherical surface in surface contact with the first concave spherical surface and a second convex spherical surface in surface contact with the second concave spherical surface; By comprising any one of
While being able to provide a restoring force for the horizontal displacement of the upper member with respect to the base member,
Even if the horizontal displacement of the upper member with respect to the base member occurs, the load-bearing capacity for the upper structure is not deteriorated,
and attenuating seismic energy by friction in at least three layers receiving a load of the upper structure when horizontal displacement of the upper member with respect to the base member occurs due to an earthquake. 제1항에서, 상기 마찰 연동부는 상기 상부부재에 설치되고, 상기 이동마찰부재에는 상기 마찰 연동부의 일부가 삽입된 상태에서 상기 마찰 연동부가 경사지는 것을 허용하는 홈 또는 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 다층 마찰 면진장치.[Claim 2] The multi-layer structure of claim 1, wherein the friction linkage is installed on the upper member, and the movable friction member is provided with a groove or hole allowing the friction linkage to incline while a part of the friction linkage is inserted. friction isolators. 제2항에서, 상기 고정마찰부재의 적어도 양 측변에 내측으로 오목한 측면홈이 형성되고,
상기 오목한 측면홈에 대응하는 상기 이동마찰부재의 적어도 양 측변에 상기 홈 또는 상기 구멍이 형성된 돌출연결부가 형성된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 마찰 면진장치.[Claim 3] The method of claim 2, wherein at least both sides of the fixed friction member are formed with side grooves concave inward;
and at least both side sides of the movable friction member corresponding to the concave side grooves are provided with protruding connection portions having the grooves or the holes formed thereon. 제3항에서, 상기 오목한 측면홈은 상기 고정마찰부재의 4변 모두에 각각 형성되고, 상기 돌출연결부는 상기 이동마찰부재의 4변 모두에 각각 형성되고, 상기 가이드부와 상기 마찰 연동부는 상기 상부부재의 4변 모두에 각각 형성되어 상기 상부부재와 상기 이동마찰부재가 상기 베이스부재와 상기 고정마찰부재 및 상기 베어링 블록에 대해 다층 마찰을 하면서 양방향으로 변위 및 복원이 가능하도록 구성된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 마찰 면진장치.4. The method of claim 3, wherein the concave side grooves are respectively formed on all four sides of the fixed friction member, the protruding connection portions are formed on all four sides of the moving friction member, respectively, and the guide part and the friction linkage part are the upper part It is formed on all four sides of the member, and the upper member and the movable friction member are configured to be displaced and restored in both directions while performing multi-layer friction with the base member, the fixed friction member, and the bearing block. A multi-layer friction isolator with 삭제delete 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서, 상기 이동마찰부재 및 상기 베어링 블록과 마찰을 일으키는 마찰부위의 대응 마찰면의 한쪽 표면에는 마찰재가 설치되고 나머지 한쪽 표면에는 스테인리스스틸판이 설치되거나 크롬 도금층이 형성되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 마찰 면진장치.[Claim 5] The friction material according to any one of claims 1 to 4, wherein a friction material is installed on one surface of the friction surface corresponding to the friction part causing friction with the moving friction member and the bearing block, and a stainless steel plate or a chrome plating layer is installed on the other surface. A multi-layer friction isolator comprising that formed. 삭제delete 제2항에서, 상기 홈 또는 상기 구멍을 통과한 상기 마찰 연동부에는 상기 이동마찰부재에 걸려 상기 상부부재에 작용하는 부반력에 저항할 수 있도록 해주는 걸림턱이 형성되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 마찰 면진장치.[Claim 3] The method of claim 2, wherein the friction linkage passing through the groove or the hole includes a locking protrusion that is caught by the movable friction member to resist negative reaction force acting on the upper member. Multi-layer friction isolators. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서, 상기 고정마찰부재와 상기 베이스부재 사이에 볼트 가이드가 개재되고, 상기 고정마찰부재와 상기 베이스부재 및 상기 볼트 가이드는 같은 고정기구를 통해 일체로 결합되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 마찰 면진장치.[Claim 5] The method of any one of claims 1 to 4, wherein a bolt guide is interposed between the fixed friction member and the base member, and the fixed friction member, the base member, and the bolt guide are integrally coupled through the same fixing mechanism. Multi-layer friction isolator, characterized in that it comprises a. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서, 상기 고정마찰부재와 상기 베이스부재 사이에 상기 이동마찰부재의 두께보다 작은 볼트 가이드가 개재되고, 상기 고정마찰부재를 상기 베이스부재에 고정하는 볼트를 통해 상기 이동마찰부재에 대한 상기 고정마찰부재의 가압력을 조정할 수 있도록 된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 마찰 면진장치.5. The method of any one of claims 1 to 4, wherein a bolt guide smaller than the thickness of the movable friction member is interposed between the fixed friction member and the base member, and a bolt for fixing the fixed friction member to the base member is provided. The multi-layer friction seismic isolator, characterized in that it includes a device capable of adjusting the pressing force of the fixed friction member with respect to the moving friction member through the
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