KR102568738B1 - 간격조절이 용이한 교량용 전단키 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 교량의 상부구조물과 하부구조물 사이에 설치되는 전단키에 있어서, 상부돌기(110)가 하방으로 구비되는 상부판(100); 한 쌍의 하부돌기(210)가 일정간격을 두고 나란하게 구비되는 하부판(200); 상기 상부돌기(110)와 하부돌기(210)의 사이에 구비되는 가동블록(300)을 포함하는 간격조절이 용이한 교량용 전단키에 관한 것이다.

Description

간격조절이 용이한 교량용 전단키{Shear key for bridges with easy spacing adjustment}

본 발명은, 지진시 교량 상부구조물의 낙교 또는 교량받침의 파손을 방지하기 위해 교량의 상부구조물과 하부구조물 사이에 설치되는 교량용 전단키에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 교량의 수평방향 변위를 구속하는 전단키의 하부돌기와 상부돌기 사이에, 간격조절을 쉽게 할 수 있는 가동블록을 구비함으로써, 전단키 설치시 상부판과 하부판의 수평간격조절을 쉽게 할 수 있도록 하는 간격조절이 용이한 교량용 전단키에 관한 것이다.

교량의 안전, 사용성, 내구성에 가장 큰 영향을 미치는 것은 지진시 발생되는 지진하중이다. 따라서, 교량을 설계할 때 교량의 내진성능을 향상시키기 위한 여러 조치들을 취하고 있다.

지진 등에 의해 교량받침에 발생되는 전단력이 교량받침이 저항할 수 있는 저항능력을 초과하는 경우, 교량받침은 더 이상 저항하지 못하고, 교량에 필요한 수평안전성을 부여할 수가 없게 된다.

이에 따라 교량 상부구조물과 하부구조물의 사이에 전단키를 설치하여 수평전단력을 억제하게 된다.

도 1에는 일반적으로 사용하는 교량용 전단키의 단면도가 도시되어 있다.

전단키는 상부판의 상부돌기와 하부판의 하부돌기 접촉 위치 사이에 일정 간격이 형성되도록 설치되는데, 상부돌기와 하부돌기 사이의 간격이 교량받침의 한계 변위보다 클 경우, 전단키가 제 기능을 하지 못하게 되고, 교량받침과 무수축 모르타르부의 손상, 파괴를 발생시키게 된다.

따라서 전단키가 제 기능을 발휘하도록 하여 지진하중에 효과적으로 대응하기 위해서는, 상부돌기와 하부돌기 사이의 간격을 정확하게 설정하여 설치하여야 하는데, 도 1에 도시된 일반적인 전단키는 하부판과 상부판의 정확한 간격을 현장에서 조절하기가 어려웠고, 상부돌기 양측의 간격이 일치해야 하는데, 시공현장에서 이를 정확히 일치시키기가 매우 어려웠다.

따라서 상부판과 하부판 사이의 수평간격 조절을 쉽게 할 수 있고, 설치 및 시공이 간편한 교량용 전단키의 개발이 필요하였다.

한국등록특허 10-2369386

위와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위해, 본 발명에서는, 공장 또는 시공 현장에서 상부돌기와 하부돌기 사이의 간격을 쉽고 정확하게 조절할 수 있는 간격조절이 용이한 교량용 전단키를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는, 교량의 상부구조물과 하부구조물 사이에 설치되는 전단키에 있어서, 상부돌기(110)가 하방으로 구비되는 상부판(100); 한 쌍의 하부돌기(210)가 일정간격을 두고 나란하게 구비되는 하부판(200); 원기둥 형상의 본체부(310); 상기 본체부(310)를 관통하도록 구비되는 볼트홀(320)을 포함하되, 상기 상부돌기(110)와 하부돌기(210)의 사이에 구비되는 가동블록(300)을 포함하고, 상기 하부돌기(210)에는 볼트체결홀(211)이 구비되며, 상기 볼트체결홀(211)에 삽입되는 간격조절볼트(400)에 의해, 가동블록(300)과 상부돌기(110) 사이의 간격이 조절되되, 가동블록(300)의 볼트홀(320)에는 나사산이 구비되어, 나사결합에 의해 간격조절볼트(400)와 가동블록(300)이 체결되되, 간격조절볼트(400)와 가동블록(300)의 체결은 간격조절볼트(400)를 볼트홀(320)의 끝까지 체결하고, 하부돌기(210)의 볼트체결홀(211)에는 나사산이 구비되어, 볼트체결홀(211)에 나사결합하는 간격조절볼트(400)에 의해 가동블록(300)과 상부돌기(110) 사이의 간격이 조절되며, 상기 가동블록(300)은 복수 개 구비되어 서로 이격되도록 구비되고, 상기 가동블록(300)의 양측면 중 상기 상부돌기(110)와 대향하는 면에는 슬라이딩판(330)이 고정되고, 상기 상부돌기(110)의 양측면에는 슬라이딩판(120)이 고정되는 간격조절이 용이한 교량용 전단키를 제공한다.

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상기 가동블록(300) 및 간격조절볼트(400)는, 상기 한 쌍의 하부돌기(210) 중 어느 하나의 하부돌기(210)에만 체결되는 것을 특징으로 한다.

한 쌍의 하부돌기(210) 중 가동블록(300) 및 간격조절볼트(400)가 체결되지 않는 다른 하나의 하부돌기(210)의 양측면 중 상기 상부돌기(110)와 대향하는 면에는 슬라이딩판(2200)이 고정되는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 간격조절이 용이한 교량용 전단키는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 교량 시공현장에서 본 발명의 간격조절볼트를 체결하고, 상부돌기와 가동블록의 간격을 고려하여 간격조절볼트를 적절히 조절하기만 하면 필요로 하는 수평간격을 정확히 맞출 수 있다.

둘째, 간격조절볼트의 볼트결합만에 의해, 하부돌기에 가동블록을 설치할 수 있으므로, 전단키의 설치, 해체, 보수, 수평간격 재설정 및 교체 등이 매우 간편하다.

셋째, 일반적으로 알려져 있는 전단키의 하부돌기에 볼트체결홀만 형성하면, 본 발명의 가동블록을 설치하고, 본 발명의 기술사상을 구현해 낼 수 있으므로, 적응성, 적용성, 편의성, 사용성이 매우 우수하다.

넷째, 한 쌍의 하부돌기 중 어느 하나의 하부돌기에만 가동블록과 간격조절볼트를 체결하는 제2실시예는, 자재의 가공 작업이 단축되고, 설치 및 시공이 간편하다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 일반적인 전단키가 설치되어 있는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 상부판의 사시도이다.
도 3, 4는 본 발명 제1실시예에서 하부돌기에 가동블록이 체결되어 있는 것을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명 제1실시예에서 하부돌기에 가동블록이 체결되어 있는 것을 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명 제1실시예의 단면도이다.
도 7은 본 발명 제1실시예의 측면도이다.
도 8은 간격조절볼트에 의해 하부돌기에 가동블록이 체결되어 있는 것을 나타내는 확대 단면도이다.
도 9, 10은 본 발명 제2실시예에서 하부돌기에 가동블록이 체결되어 있는 것을 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명 제2실시예에서 하부돌기에 가동블록이 체결되어 있는 것을 나타내는 평면도이다.
도 12는 본 발명 제2실시예의 단면도이다.
도 13은 본 발명 제2실시예의 측면도이다.

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.

본 발명은 교량의 내진성능을 향상시키기 위해 교량의 상부구조물(10)과 하부구조물(20) 사이에 설치되는 전단키에 관한 것이다.

본 발명에 관한 설명에서, 도 6 및 도 12에 도시된 것을 기준으로, 수평방향 중앙을 향하는 쪽이 내측이고, 그 반대가 외측이다.

본 발명의 간격조절이 용이한 교량용 전단키는 상부판(100), 하부판(200), 가동블록(300)을 포함한다.

본 발명 간격조절이 용이한 교량용 전단키는 두 가지 실시예로 실시될 수 있다.

제1실시예는 한 쌍의 하부돌기(210) 모두에 가동블록(300) 및 간격조절볼트(400)를 체결하는 실시예(도 3 내지 도 7 참조)이고, 제2실시예는 한 쌍의 하부돌기(210) 중 어느 하나의 하부돌기(210)에만 가동블록(300) 및 간격조절볼트(400)를 체결하는 실시예(도 9 내지 도 13 참조)이다. 도 2 및 도 8는 제1실시예 및 제2실시예 모두에 적용되는 것이다.

먼저 제1실시예에 대해 설명하고, 이후 제2실시예에 대해 설명한다.

상기 상부판(100)은, 상부구조물에 고정되는 솔플레이트(미도시)에 볼트에 의해 고정될 수 있고, 상기 하부판(200)은 앵커볼트(500) 등에 의해 하부구조물에 고정될 수 있다.

상기 상부판(100)의 하부에는 교축 방향을 따라 상부돌기(110)가 길게 일체로 구비되어, 상부판(100)의 단면형상은 T 형상이 된다.

상부돌기(110)와 하부돌기(210)는 교축 방향을 따라 길게 형성되고, 상기 상부돌기(110)가 한 쌍의 하부돌기(210)의 사이에 위치하여 상부구조물의 교축방향 변위를 수용하고, 교축직각방향으로 작용하는 하중 또는 변위에는 저항할 수 있도록 한다.

상기 상부돌기(110)의 양측면에는 슬라이딩판(120)이 고정된다.

상기 하부판(200)의 상부에는 교축 방향을 따라 일정간격을 두고 나란하게 한 쌍의 하부돌기(210)가 일체로 구비되어, 하부판(200)의 단면형상은 ㅛ 형상이 된다.

상기 상부돌기(110)와 하부돌기(210)의 사이에는 가동블록(300)이 구비될 수 있는데, 상기 하부돌기(210)에는 상기 가동블록(300) 및 간격조절볼트(400)를 체결할 수 있는 볼트체결홀(211)이 구비된다.

가동블록(300)을 설치하고, 가동블록(300)의 위치를 조절하기 위해 간격조절볼트(400)를 구비한다.

상기 볼트체결홀(211)과 간격조절볼트(400)가 나사결합할 수 있도록 볼트체결홀(211)에는 나사산이 구비된다.

교축직각방향으로 발생하는 상부구조물과 하부구조물의 수평변위를 안정적으로 억제하기 위해, 상기 볼트체결홀(211)과 가동블록(300)을 2개 이상 구비하고, 서로 일정간격 이격되도록 구비하는 것이 바람직하다.

상기 가동블록(300)의 위치를 조절함으로써 상기 상부돌기(110)와 가동블록(300) 사이의 간격을 조절한다.

가동블록(300)은 하부돌기(210)의 내측에 구비되어 상부돌기(110)와 대향하게 되는데, 상기 가동블록(300)의 양측면 중 상기 상부돌기(110)와 대향하는 면에는 슬라이딩판(330)이 고정된다.

슬라이딩판(120)(220)(330)은 스테인레스스틸 재질을 사용할 수 있다.

상기 볼트체결홀(211)에 나사결합되는 간격조절볼트(400)에 의해, 상기 가동블록(300)의 위치가 조절될 수 있다.

상기 가동블록(300)은 본체부(310)를 포함하고, 상기 본체부(310)에는 본체부(310)를 관통하도록 볼트홀(320)이 구비된다.

상기 본체부(310)는 원기둥 형상으로 구비될 수 있고, 상기 볼트홀(320)에는 나사산이 구비된다.

상기 본체부(310)는 형상은 원기둥 형상이 바람직하나, 반드시 원기둥 형상으로 한정하는 것은 아니다. 단면 형상이 사각형인 직육면체 형상 또는 단면 형상이 다른 다각형인 기둥 형상으로도 가능하다.

가동블록(300)과 간격조절볼트(400)의 체결은 본체부(310)에 구비된 볼트홀(320)에 간격조절볼트(400)를 나사결합함으로써 이루어진다.

가동블록(300)과 간격조절볼트(400)의 체결은, 도 8에 도시된 것과 같이 간격조절볼트(400)를 볼트홀(320)의 끝까지 체결한다.

먼저 간격조절볼트(400)를 볼트체결홀(211)에 나사결합하고, 상기 간격조절볼트(400)를 계속 회전시켜, 간격조절볼트(400)의 단부(볼트머리의 반대쪽 단부)가 볼트체결홀(211)을 관통하도록 한 후, 간격조절볼트(400)의 단부 쪽에 가동블록(300)을 나사결합하여 체결한다.

하부판(200), 가동블록(300) 및 간격조절볼트(400)의 체결 및 조립과정은 시공현장에서 이루어질 수도 있고, 공장에서 미리 체결 및 조립된 후 시공 현장으로 운반될 수도 있다.

간격조절볼트(400)의 미세 회전에 의해, 상부돌기(110)와 가동블록(300) 사이의 간격을 정밀하게 조절할 수 있다.

즉, 상부돌기(110)와 가동블록(300) 사이의 간격이 설정된 간격보다 큰 경우, 간격조절볼트(400)의 단부(가동블록의 위치)가 전단키의 내측으로 이동하도록 회전시켜 조절하고, 상부돌기(110)와 가동블록(300) 사이의 간격이 설정된 간격보다 작은 경우, 간격조절볼트(400)의 단부(가동블록의 위치)가 전단키의 외측으로 이동하도록 회전시켜 조절할 수 있다.

위에서 설명한 것과 같이, 본 발명은 간격조절볼트(400)의 회전만으로도 가동블록(300)과 상부돌기(110) 사이의 간격을 조절할 수 있어, 상기 가동블록(300)의 설치 및 간격조절이 매우 용이하고, 현장 작업이 쉽고 간편하다.

간격조절이 완료된 후, 간격조절볼트(400)의 불필요한 회전을 방지하기 위해 와셔(410)를 사용할 수 있다.

이하에서는 제2실시예에 대해 설명한다.

상부판(100), 하부판(200)의 구성, 가동블록(300) 및 간격조절볼트(400)의 체결구조는 제1실시예와 제2실시예가 동일하다.

다만, 제2실시예에서는, 볼트체결홀(211)이 한 쌍의 하부돌기(210) 중 어느 하나의 하부돌기(210)에만 구비되고, 상기 가동블록(300) 및 간격조절볼트(400)가, 상기 한 쌍의 하부돌기(210) 중 볼트체결홀(211)이 구비된 어느 하나의 하부돌기(210)에만 체결된다.

그리고 제2실시예에서는, 가동블록(300) 및 간격조절볼트(400)가 체결되지 않는 다른 하나의 하부돌기(210)의 양측면 중 상부돌기(110)와 대향하는 면에는 슬라이딩판(220)이 고정된다.

제2실시예는 제1실시예에 비해 자재가 적게 소요되고, 간격조절 작업이 더 간편하다는 장점이 있다.

위에서는 제2실시예에서, 볼트체결홀(211)이 한 쌍의 하부돌기(210) 중 어느 하나의 하부돌기(210)에만 구비되는 것으로 설명하였으나, 공장에서 제작할 때에는 한 쌍의 하부돌기(210) 모두에 볼트체결홀(211)이 형성된 하부판(200)을 제작하고, 현장에서는 교량의 제원, 설계조건 등에 따라 제1실시예를 적용하거나, 제2실시예를 적용하는 방식으로 사용될 수도 있을 것이다.

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.

10. 상부구조물 20. 하부구조물
30. 받침
100. 상부판
110. 상부돌기 120. 슬라이딩판
200. 하부판
210. 하부돌기 211. 볼트체결홀
220. 슬라이딩판
300. 가동블록
310. 본체부 320. 볼트홀
330. 슬라이딩판
400. 간격조절볼트
410. 와셔
500. 앵커

Claims (8)

1. 교량의 상부구조물과 하부구조물 사이에 설치되는 전단키에 있어서,
   상부돌기(110)가 하방으로 구비되는 상부판(100);
   한 쌍의 하부돌기(210)가 일정간격을 두고 나란하게 구비되는 하부판(200);
   원기둥 형상의 본체부(310); 상기 본체부(310)를 관통하도록 구비되는 볼트홀(320)을 포함하되, 상기 상부돌기(110)와 하부돌기(210)의 사이에 구비되는 가동블록(300)을 포함하고,
   상기 하부돌기(210)에는 볼트체결홀(211)이 구비되며,
   상기 볼트체결홀(211)에 삽입되는 간격조절볼트(400)에 의해, 가동블록(300)과 상부돌기(110) 사이의 간격이 조절되되,
   가동블록(300)의 볼트홀(320)에는 나사산이 구비되어, 나사결합에 의해 간격조절볼트(400)와 가동블록(300)이 체결되되, 간격조절볼트(400)와 가동블록(300)의 체결은 간격조절볼트(400)를 볼트홀(320)의 끝까지 체결하고,
   하부돌기(210)의 볼트체결홀(211)에는 나사산이 구비되어, 볼트체결홀(211)에 나사결합하는 간격조절볼트(400)에 의해 가동블록(300)과 상부돌기(110) 사이의 간격이 조절되며,
   상기 가동블록(300)은 복수 개 구비되어 서로 이격되도록 구비되고,
   상기 가동블록(300)의 양측면 중 상기 상부돌기(110)와 대향하는 면에는 슬라이딩판(330)이 고정되고, 상기 상부돌기(110)의 양측면에는 슬라이딩판(120)이 고정되는
   간격조절이 용이한 교량용 전단키.
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4. 제1항에 있어서,
   상기 가동블록(300) 및 간격조절볼트(400)는, 상기 한 쌍의 하부돌기(210) 중 어느 하나의 하부돌기(210)에만 체결되는 것을 특징으로 하는
   간격조절이 용이한 교량용 전단키.
5. 제4항에 있어서,
   한 쌍의 하부돌기(210) 중 가동블록(300) 및 간격조절볼트(400)가 체결되지 않는 다른 하나의 하부돌기(210)의 양측면 중 상기 상부돌기(110)와 대향하는 면에는 슬라이딩판(2200)이 고정되는 것을 특징으로 하는
   간격조절이 용이한 교량용 전단키.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
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