KR102655230B1 - 상하 변위 수용용 동시 인상장치 및 이를 이용한 교량의 상부 구조물 동시인상공법 - Google Patents

상하 변위 수용용 동시 인상장치 및 이를 이용한 교량의 상부 구조물 동시인상공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실린더와 실린더에 삽입되며 상측으로는 곡률을 형성한 제1 회전반구판 결합부를 포함하는 피스톤 및 피스톤 외주면에 나사 결합하는 안전너트로 이루어진 유압부와, 유압부를 구성하는 실린더 상측의 제1 회전반구판 결합부에 결합하는 제2 회전반구판 결합부를 형성하는 회전반구판과, 상기 회전반구판의 상면에 배치되며 내측으로 제1 볼트 결합홀을 포함하는 슬라이딩 하판과, 상기 슬라이딩 하판의 상측에 배치되며, 슬라이딩 하판과 맞닿는 면에는 오일 딤플이 형성되고, 일측으로는 하나 이상의 제1 방향제어블럭 고정홀을 형성하며, 슬라이딩 하판의 제1 볼트 결합홀과 대응하는 제2 볼트 결합홀을 형성하여 볼트에 의해 슬라이딩 하판과 결합될 수 있는 슬라이딩 상판과, 상기 슬라이딩 상판의 제1 방향제어블럭 고정홀과 대응하는 제2 방향제어블럭 고정홀을 포함하며, 볼트에 의해 슬라이딩 상판의 측단부에 결합하는 방향제어블럭으로 이루어진 상부변위부를 포함하여 이루어져 있어, 상하 변위 수용 인상장치를 통해 상부 구조물의 인상 후에도 변위를 수용하도록 함으로써 상부 구조물의 수평 또는 회전 변위 발생시 상하 변위 수용 인상장치가 충분히 변위를 수용하도록 하여 상부 구조물의 파손 및 상하 변위 수용 인상장치의 이탈을 방지할 수 있고, 상하 변위 수용용 동시 인상장치를 구성하는 하부변위부를 통해 유압부에 전달되는 충격을 흡수하는 한편, 교각 또는 교대에 등분포하중을 전달함으로써 집중하중에 의한 균열을 방지할 수 있는 상하 변위 수용용 동시 인상장치 및 이를 이용한 교량의 상부 구조물 동시인상공법을 제공한다.

Description

상하 변위 수용용 동시 인상장치 및 이를 이용한 교량의 상부 구조물 동시인상공법{Simultaneous lifting device for accommodating vertical displacement and simultaneous lifting method of upper structure of bridge using it}
본 발명은 기존 교각(교대)에 설치되는 포트, 스페리컬, 탄성, 납면진, 마찰진자형 타입의 내진·면진 교량받침과 같은 구조물과 교량의 상부 구조물의 동시 인상 후 상부 구조물의 수평과 회전 변위를 수용할 수 있는 상하 변위 수용용 동시 인상장치 및 이를 이용한 교량의 상부 구조물 동시인상공법에 관한 것이다.
교량은 상부 구조물과 하부구조물로 크게 구분할 수 있고 상부 구조물과 하부구조물 사이에 교량받침이 설치되어 상부의 하중을 하부로 전달하는 역할을 한다.
교량의 상부 구조물은 온도나 바람, 지진 등에 의해 수평으로 길이가 변하는 수평 변위가 발생하고 하중 등에 의해 회전이 발생하게 되는데 교량받침은 상부 구조물의 수직하중을 지지하며 수평 변위와 회전 변위를 수용해야 한다.
교량이 최초 건설되고 시간이 지남에 따라 노후화로 인해 교량받침은 교체가 필요하게 된다. 교량받침의 교체를 위해서는 임시로 교량받침의 역할을 대신할 유압잭을 여러 개 설치하고 교량받침의 설치 높이보다 수 밀리미터를 동시에 인상하여 교량받침 대신 수직하중을 지지하여 교량받침 교체에 필요한 공사를 수행하게 된다.
(특허문헌 1) KR 10-2230107 B1
하지만, 종래의 동시인상장치는 단순히 유압잭을 이용한 상부 구조물의 인상만을 위한 구성으로 이루어져 있어 상부 구조물 인상시 발생하는 수평 변위와 회전 변위를 수용할 수 없는 구조로 이루어져 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 상하 변위 수용용 동시 인상장치 및 이를 이용한 교량의 상부 구조물 동시인상공법은 상하 변위 수용 인상장치를 통해 상부 구조물의 인상 후에도 변위를 수용하도록 함으로써 상부 구조물의 수평 또는 회전 변위 발생시 상하 변위 수용 인상장치가 충분히 변위를 수용하도록 하여 상부 구조물의 파손 및 상하 변위 수용 인상장치의 이탈을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 상하 변위 수용용 동시 인상장치를 이용한 교량받침 교체공법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상하 변위 수용용 동시 인상장치를 구성하는 하부변위부를 통해 유압부에 전달되는 충격을 흡수하는 한편, 교각 또는 교대에 등분포하중을 전달함으로써 집중하중에 의한 균열을 방지할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 변위측정눈금이 형성되어 있어 동시인상 후 인상기간 동안 발생하는 이동량을 변위측정눈금을 통해 슬라이딩 상, 하판이 어긋난 만큼의 수평변위를 측정하여 상부 구조물 인상후 설치되는 구조물에 프리세팅을 할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명은 상하 변위 수용 인상장치를 통해 상부 구조물의 인상 후에도 변위를 수용하도록 함으로써 상부 구조물의 수평 또는 회전 변위 발생시 상하 변위 수용 인상장치가 충분히 변위를 수용하도록 하여 상부 구조물의 파손 및 상하 변위 수용 인상장치의 이탈을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상하 변위 수용용 동시 인상장치를 구성하는 하부변위부를 통해 유압부에 전달되는 충격을 흡수하는 한편, 교각 또는 교대에 등분포하중을 전달함으로써 집중하중에 의한 균열을 방지할 수 있다.
아울러, 변위측정눈금이 형성되어 있어 동시인상 후 인상기간 동안 발생하는 이동량을 변위측정눈금을 통해 슬라이딩 상, 하판이 어긋난 만큼의 수평변위를 측정하여 상부 구조물 인상후 설치되는 구조물에 프리세팅을 할 수 있는 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명에 따른 상하 변위 수용용 동시 인상장치를 이용한 교량의 상부 구조물 동시인상공법의 시공순서도.
도 2는 본 발명에서의 상하 변위 수용용 동시 인상장치를 설치한 상태를 도시한 상태도.
도 3은 본 발명에 따른 상하 변위 수용용 동시 인상장치를 도시한 정면도.
도 4의 (a)는 본 발명의 상하 수용 인상장치의 슬라이딩 상판의 정면도 이고, 도 4의 (b)는 평면도.
이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대해 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
본 발명은 도 2에서와 같이 교량받침(10)의 상, 하측으로 교량(1)을 구성하는 상부 구조물(1a)과 교갹 또는 교대(1b) 사이에 배치되어 교각 또는 교대(1b)에 설치되는 것으로,
우선, 본 발명을 구성하는 유압부(120)는 실린더(121)와 실린더(121)에 삽입되며 상측으로 곡률을 형성한 제1 회전반구판 결합부(122a)를 포함하는 피스톤(122) 및 피스톤(122)의 외주면으로 나사 결합되는 안전너트(123)로 이루어진다.
또한, 상부변위부(110)는 도 2 내지 도 3에서와 같이 회전반구판(111), 슬라이딩 하판(112), 슬라이딩 상판(113), 방향제어블럭(114)으로 구성된다.
우선, 상기 회전반구판(111)은 상기 유압부(120)를 구성하는 피스톤(122) 상측의 제1 회전반구판 결합부(122a)에 결합하는 제2 회전반구판 결합부(111a)를 형성하여 구성된다.
또한, 슬라이딩 하판(112)은 상기 회전반구판(111)의 상면에 배치되며 내측으로 제1 볼트 결합홀(112a)을 포함하여 구성된다.
그리고 슬라이딩 상판(113)은 상기 슬라이딩 하판(112)의 상측에 배치되며, 슬라이딩 하판(112)과 맞닿는 면에는 오일 딤플(113c)이 형성되고, 일측으로는 하나 이상의 제1 방향제어블럭 고정홀(113b)을 형성하며, 슬라이딩 하판(112)의 제1 볼트 결합홀(112a)과 대응하는 제2 볼트 결합홀(113a)을 형성하여 볼트(B)에 의해 슬라이딩 하판(112)과 결합될 수 있도록 구성된다.
아울러, 방향제어블럭(114)은 사각형상의 파이프 형상으로 이루어져 상기 슬라이딩 상판(113)의 제1 방향제어블럭 고정홀(113b)과 대응하는 제2 방향제어블럭 고정홀(114b)을 포함하며, 볼트(B)에 의해 슬라이딩 상판(113)의 측단부에 결합하도록 구성되어 있다.
따라서, 본 발명이 설치되는 위치가 고정단일 경우에는 슬라이딩 상, 하판(113, 112)을 고정하는 볼트(B)를 체결하여 상부 구조물(1a)의 인상시에도 고정단 역할을 수행할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명이 설치되는 위치가 일방향 가동단일 경우 슬라이딩 상, 하판(113, 112)을 고정하는 볼트(B)의 체결을 해제하고, 가동이 허용되는 직각방향으로 방향제어블럭(114)을 슬라이딩 상판(113)에 결합하여 상부 구조물(1a)의 인상시에도 일방향 가동단 역할을 수행할 수 있도록 할 수 있다.
아울러, 본 발명이 설치되는 위치가 양방향 가동단일 경우에는 슬라이딩 상, 하판(113, 112)을 고정하는 볼트(B)의 체결을 해제하여 상부 구조물(1a)의 인상시에도 양방향 가동단 역할을 수행할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 상기 상부변위부(110)의 슬라이딩 상판(113) 또는 슬라이딩 하판(112) 또는 슬라이딩 상, 하판(113, 112) 모두에는 도 4에서와 같이 변위측정눈금(E)이 형성되어 있어, 상부 구조물(1a)의 인상기간 동안 발생하는 이동량을 상하 변위 수용 인상장치(100)의 변위측정눈금(E)을 통해 슬라이딩 상, 하판(112, 113)이 어긋난 만큼의 수평변위를 측정하여 본 발명을 통한 상부 구조물(1a)의 인상 후 신규 교량받침(20)의 설치가 이루어질 경우 신규 교량받침(20)을 프리세팅할 수 있도록 할 수 있다.
그리고 상기 유압부(120) 하측에는 유압부(120)와 맞닿는 지압플레이트(131)와 상기 지압플레이트(131) 하측에 형성되되 교각 또는 교대(1b)에 설치되는 탄성복합체(132)와 상기 탄성복합체(132)를 지지하기 위한 전단변형제어블럭(133)으로 이루어진 하부변위부(130)가 더 포함되어 구성될 수 있다.
여기서, 상기 하부변위부(130)를 구성하는 탄성복합체(132)는 난연성재질로 이루어지되 내부에 보강판(b)이 적층된 형태로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명에서의 동시인상공법에 대해 살펴보면 다음과 같다.
□ 상하 변위 수용용 동시 인상장치 설치단계
본 단계는 교량(1)을 구성하는 상부 구조물(1a)의 인상을 위해 교량(1)을 구성하는 교각 또는 교대(1b)에 상하 변위 수용용 동시 인상장치(100)를 설치하는 단계이다.
□ 상부 구조물 동시인상단계
본 단계는 상술한 상하 변위 수용용 동시 인상장치 설치단계에서 설치한 상하변위 수용 인상장치(100)를 통해 상부 구조물(1a)을 동시 인상하기 위한 단계이다.
이를 위해, 한정되는 것은 아니지만 기존 교량받침(10)의 부근에 선형 LVDT(Linear Variable Differential Transformer) 변위 센서(도면에 미도시)를 설치하고, 상술한 상하 변위 수용용 동시 인상장치 설치단계에서의 유압부(120)와 유압분배기(도면에 미도시)를 유압호스(도면에 미도시)를 연결하며, 유압분배기와 선형 LVDT(Linear Variable Differential Transformer) 변위 센서는 별도의 인상제어장치(도면에 미도시)에 연결하여 인상제어장치를 통해 상하 변위 수용용 동시 인상장치를 제어하여 목표된 인상고를 변위 제어하여 다수의 교각 또는 교대(1b)에 설치되는 상하 변위 수용용 동시 인상장치(100)를 통해 동시에 상부 구조물(1a)을 인상할 수 있게 된다.
상기와 같은 단계를 포함하는 본 발명은 다음과 같은 작용효과를 나타내고 있다.
첫째, 본 발명을 통해 상부 구조물(1a)의 인상 후에도 변위를 수용하도록 함으로써 상부 구조물(1a)의 수평 또는 회전 변위 발생시 본 발명이 충분히 변위를 수용하도록 하여 상부 구조물(1a)의 파손 및 본 발명의 이탈을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 발명에서의 상하 변위 수용용 동시 인상장치(100)를 구성하는 유압부(120)에는 제1 회전반구판 결합부(122a)가 포함된 피스톤(122)이 형성되어 있고, 상부변위부(110)에는 제2 회전반구판 결합부(111a)를 포함하는 회전반구판(111)과, 슬라이딩 상, 하판(113, 112) 및 방향제어블럭(114)으로 이루어져 있다.
따라서, 회전반구판(111)에 의해 회전 변위에 대응할 수 있으며, 특히, 본 발명이 설치되는 교각 또는 교대(1b)가 고정단, 일방향 가동단, 양방향 가동단일 때에 슬라이딩 상, 하판(113, 112) 및 방향제어블럭(114)의 결합 및 결합해제를 통해 상부 구조물(1a)의 인상시에도 수평변위를 수용할 수 있도록 함으로써 상술한 바와 같이 상부 구조물(1a)의 파손 및 본 발명의 이탈을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.
둘째, 본 발명을 구성하는 하부변위부(130)를 통해 유압부(120)에 전달되는 충격을 흡수하는 한편, 교각 또는 교대(1b)에 등분포하중을 전달함으로써 집중하중에 의한 균열을 방지할 수 있게 된다.
즉, 본 발명에서의 상하 변위 수용용 인상장치(100)의 하부변위부(130)는 지압플레이트(131), 탄성복합체(132), 전단변형제어블럭(133)으로 이루어져 있다.
따라서, 본 발명에 따른 상하 변위 수용 인상장치(100)가 설치되는 교각 또는 교대(1b)의 표면이 불량한 상태이더라도 유압부(120)에서 전달되는 하중이 지압플레이트(131) 및 탄성복합체(132)로 전달되어 충격이 흡수되는 한편 하중이 고르게 전달되도록 작용함으로써 교각 또는 교대(1b)의 균열을 방지할 수 있게 된다.
셋째, 본 발명은 변위측정눈금(E)이 형성되어 있어 신규 교량받침(20)을 설치하기 위해 본 발명을 통해 상부 구조물(1a)을 인상할 경우 신규 교량받침(20)의 정확한 프리세팅을 실시할 수 있다.
즉, 본 발명을 구성하는 상부변위부(110)의 상기 슬라이딩 상판(113), 또는 슬라이딩 하판(112) 또는 슬라이딩 상, 하판(113, 112) 모두에는 변위측정눈금(E)이 형성되어 있어, 상부 구조물(1a)의 동시인상 후 인상기간 동안 발생하는 이동량을 변위측정눈금(E)을 통해 슬라이딩 상, 하판(112, 113)이 어긋난 만큼의 수평변위를 측정함으로써 신규 교량받침을 프리세팅할 수 있도록 할 수 있게 되는 것이다.
상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 대해 기재한 것이지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수 있음을 명시한다.
1 : 교량 1a : 상부 구조물 1b : 교각 또는 교대 10 : 교량받침
110 : 상부변위부
111 : 회전반구판 111a : 제2 회전반구판 결합부
112 : 슬라이딩 하판 112a : 제1 볼트 결합홀
113 : 슬라이딩 상판 113a : 제2 볼트 결합홀
113b : 제1 방향제어블럭 고정홀 113c : 오일 딤플
114 : 방향제어블럭 114b : 제2 방향제어블럭 고정홀
E : 변위측정눈금
120 : 유압부
121 : 실린더 122 : 피스톤 122a : 제1 회전반구판 결합부
123 : 안전너트
130 : 하부변위부
131 : 지압플레이트 132 : 탄성복합체 133 : 전단변형제어블록
100 : 상하 변위 수용용 동시 인상장치

Claims (8)

  1. 교량의 교각 또는 교대에 설치되어 상부 구조물을 인상하기 위한 상하 변위 수용용 동시 인상장치에 있어서,
    실린더와 실린더에 삽입되며 상측으로는 곡률을 형성한 제1 회전반구판 결합부를 포함하는 피스톤 및 피스톤 외주면에 나사 결합하는 안전너트로 이루어진 유압부와,
    유압부를 구성하는 실린더 상측의 제1 회전반구판 결합부에 결합하는 제2 회전반구판 결합부를 형성하는 회전반구판과,
    상기 회전반구판의 상면에 배치되며 내측으로 제1 볼트 결합홀을 포함하는 슬라이딩 하판과,
    상기 슬라이딩 하판의 상측에 배치되며, 슬라이딩 하판과 맞닿는 면에는 오일 딤플이 형성되고, 일측으로는 하나 이상의 제1 방향제어블럭 고정홀을 형성하며, 슬라이딩 하판의 제1 볼트 결합홀과 대응하는 제2 볼트 결합홀을 형성하여 볼트에 의해 슬라이딩 하판과 결합될 수 있는 슬라이딩 상판과,
    상기 슬라이딩 상판의 제1 방향제어블럭 고정홀과 대응하는 제2 방향제어블럭 고정홀을 포함하며, 볼트에 의해 슬라이딩 상판의 측단부에 결합하는 방향제어블럭으로 이루어진 상부변위부;를 포함하여 이루어지되,
    상기 교량의 교각 또는 교대가 고정단일 경우에는 상부 구조물 동시인상 이후 슬라이딩 상, 하판을 고정하는 볼트를 체결하도록 하고,
    상기 교량의 교각 또는 교대가 일방향 가동단일 경우 상부 구조물 동시인상 이후 슬라이딩 상, 하판을 고정하는 볼트의 체결을 해제하고, 가동이 허용되는 직각방향으로 방향제어블럭을 슬라이딩 상판에 결합하며,
    상기 교량의 교각 또는 교대가 양방향 가동단일 경우에는 상부 구조물 동시인상 이후 슬라이딩 상, 하판을 고정하는 볼트의 체결을 해제하도록 하여, 상기 상부 구조물의 인상시 상부 구조물의 변위를 수용하도록 하고,
    상기 상부변위부의 슬라이딩 상판, 또는 슬라이딩 하판 또는 슬라이딩 상, 하판 모두에는 변위측정눈금이 형성되어 있어, 상부 구조물의 인상 후 인상기간 동안 발생하는 이동량을 변위측정눈금을 통해 측정하는 것에 특징이 있는 상하 변위 수용용 동시 인상장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 유압부 하측에는 유압부와 맞닿는 지압플레이트와 상기 지압플레이트 하측에 형성되되 교각 또는 교대에 설치되는 탄성복합체와 상기 탄성복합체를 지지하기 위한 전단변형제어블럭으로 이루어진 하부변위부가 더 포함되는 것에 특징이 있는 상하 변위 수용용 동시 인상장치.
  5. 교랑을 구성하는 교각 또는 교대에 실린더와 실린더에 삽입되며 상측으로는 곡률을 형성한 제1 회전반구판 결합부를 포함하는 피스톤 및 피스톤 외주면에 나사 결합하는 안전너트로 이루어진 유압부와,
    유압부를 구성하는 실린더 상측의 제1 회전반구판 결합부에 결합하는 제2 회전반구판 결합부를 형성하는 회전반구판과,
    상기 회전반구판의 상면에 배치되며 내측으로 제1 볼트 결합홀을 포함하는 슬라이딩 하판과,
    상기 슬라이딩 하판의 상측에 배치되며, 슬라이딩 하판과 맞닿는 면에는 오일 딤플이 형성되고, 일측으로는 하나 이상의 제1 방향제어블럭 고정홀을 형성하며, 슬라이딩 하판의 제1 볼트 결합홀과 대응하는 제2 볼트 결합홀을 형성하여 볼트에 의해 슬라이딩 하판과 결합될 수 있는 슬라이딩 상판과,
    상기 슬라이딩 상판의 제1 방향제어블럭 고정홀과 대응하는 제2 방향제어블럭 고정홀을 포함하며, 볼트에 의해 슬라이딩 상판의 측단부에 결합하는 방향제어블럭으로 이루어진 상부변위부를 포함하는 상하 변위 수용용 동시 인상장치를 설치하는 상하 변위 수용용 동시 인상장치 설치단계;
    상기 상하 변위 수용용 동시 인상장치 설치단계 이후 상하 변위 수용용 동시 인상장치를 구성하는 유압부를 가동시켜 교량의 상부 구조물을 인상하는 상부 구조물 동시인상단계;를 포함하여 이루어지되,
    상기 상하 변위 수용용 동시 인상장치 설치단계에서 상기 교량의 교각 또는 교대가 고정단일 경우에는 상부 구조물 동시인상단계 이후 슬라이딩 상, 하판을 고정하는 볼트를 체결하도록 하고,
    상기 교량의 교각 또는 교대가 일방향 가동단일 경우 상부 구조물 동시인상단계 이후 슬라이딩 상, 하판을 고정하는 볼트의 체결을 해제하고, 가동이 허용되는 직각방향으로 방향제어블럭을 슬라이딩 상판에 결합하며,
    상기 교량의 교각 또는 교대가 양방향 가동단일 경우에는 상부 구조물 동시인상단계 이후 슬라이딩 상, 하판을 고정하는 볼트의 체결을 해제하도록 하여, 상기 상부 구조물의 인상시 상부 구조물의 변위를 수용하고,
    상기 상하 변위 수용용 동시 인상장치 설치단계에서 상하 변위 수용용 동시 인상장치를 구성하는 상부변위부의 슬라이딩 상판, 또는 슬라이딩 하판 또는 슬라이딩 상, 하판 모두에는 변위측정눈금이 형성되어 있어, 상부 구조물의 인상 후 인상기간 동안 발생하는 이동량을 변위측정눈금을 통해 측정하는 것에 특징이 있는 상하 변위 수용용 동시 인상장치를 이용한 교량의 상부 구조물 동시인상공법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서, 상기 상하 변위 수용용 동시 인상장치 설치단계에서 상하 변위 수용용 동시 인상장치를 구성하는 유압부 하측에는 유압부와 맞닿는 지압플레이트와 상기 지압플레이트 하측에 형성되되 교각 또는 교대에 설치되는 탄성복합체와 상기 탄성복합체를 지지하기 위한 전단변형제어블럭으로 이루어진 하부변위부가 더 포함되는 것에 특징이 있는 상하 변위 수용용 동시 인상장치를 이용한 교량의 상부 구조물 동시인상공법.
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