KR19990014499A - 교량 및 일반 구조물용 방수형 신축이음 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조체의 블럭 아웃부에 일액형 모체 침투성 방수제를 도포하고, 구조체 사이에 강재 앵글을 설치하고 그 사이에 접착제를 도포한 봉함재를 삽입부착하고 강재 앵글과 구조물 사이에 완충작용을 하는 탄성 콘크리트 또는 무수축 콘크리트를 설치하여 완벽한 방수성과 고내구성을 가지는 교량 및 일반 구조물용 방수형 신축이음 장치에 관한 것이다. 본 발명에서는, 강재 앵글 및 봉함재의 상부에 핑거 판 조인트가 설치되어 있는 신축이음장치와; 상부에 강재 덮개 판이 설치되며, 상기 덮개 판의 일측은 고장력 볼트에 의하여 상기 강재 앵글 및 구조물 두부의 일측에 고정되며, 덮개 판의 타측은 자유로운 수평, 수직이동 및 회전이 가능하도록 구성되어 있는 신축이음장치가 제공된다. 또한 본 발명에서는 신축이음장치가 설치될 구조물의 개방부를 블럭 아웃하고, 상기 구조물의 개방부 표면을 표면 처리한 후, 일액형 모체 침투성 방수제를 도포하고, 강재 앵글을 설치하고, 강재 앵글의 후부에는 탄성 콘크리트를 타설하며, 상기 강재 앵글의 표면에는 방청제를 도포하고, 접착제를 측면에 도포한 봉함재를 강재 앵글 사이로 삽입 부착하여 제작하는 것을 특징으로 하는 방수형 신축이음장치의 제조방법이 제공된다.

Description

교량 및 일반 구조물용 방수형 신축이음 장치 및 그 제조방법

본 발명은 교량 및 일반 구조물용 방수형 신축이음 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 교량 및 일반 구조물에 있어서 구조체 사이에 두부보호용 강재 앵글을 설치하고 접착제를 도포한 봉함재를 그 강재 앵글사이에 삽입하여 부착하고 강재 앵글과 구조물 사이에는 완충작용을 하는 탄성콘크리트 또는 무수축콘크리트를 설치하여 완벽한 방수성과 높은 내구성을 발휘하도록 하는 교량 및 일반 구조물용 방수형 신축이음 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 교량의 상부구조 및 일반 구조물에는 온도변화, 건조수축, 크리프 등 구조물의 변형을 흡수하기 위하여 신축이음장치가 설치된다. 특히, 고속 철도 교량과 같은 중요 구조물에 있어서, 신축이음장치는 구조물의 정적, 동적 거동에 따른 수평, 수직 방향의 거동 및 회전 거동을 수용할 수 있어야 하며, 구조물에 작용하는 하중에 대하여 유해한 변형이 발생하지 않아야 한다. 또한 부식에 대한 저항성과 화학물질에 대한 안정성을 가져야 하며, 내구성뿐만 아니라 물, 침니, 모래 등의 침투를 효과적으로 차단할 수 있는 방수성을 가지고 있어야 한다.

종래의 신축이음장치로는 개방형 조인트(joints)와 폐쇄형 조인트가 있는데, 이 개방형 조인트는 콘크리트 바닥판과 인접 구조요소 사이(예를 들면, 바닥판과 바닥판 사이, 바닥판과 교대 뒷벽 사이)가 비어있는 구조로서 앵글 보강형 조인트 또는 핑거 판 조인트가 이에 속한다.

개방형 조인트는 빗물 등이 개방된 조인트로 직접 흘러 내려가기 때문에 누수방지 및 구조물의 열화 및 성능저하 등에 매우 취약하다는 단점이 있다. 이 앵글 보강형 조인트는 현재 소규모 교량에서 종방향 이동량이 작은 경우에만 사용되고 있으며, 핑거 판 조인트를 보강하여 중·장지간 규모의 교량에 사용되고 있다.

폐쇄형 조인트로서는 바닥판과 인접 구조요소 사이에 흘러내리는 물을 받을 수 있는 홈통을 설치하는 형식의 것이 있는데, 이러한 폐쇄형 조인트는 종래의 개방형 조인트 보다 개선된 것이기는 하나, 조인트에서의 완전한 방수를 이룰 수 없다는 문제점이 있다.

한편, 폐쇄형 조인트로는 판형의 봉함재 또는 널판형 봉함재를 조인트부에 장착하는 것이 있는데 이러한 신축이음장치는 연결부에서 누수가 발생하며, 제설장비에 의하여 파손되는 경우가 많다.

또한 이러한 종래의 신축이음장치에서는 구조물 위를 통과하는 차량 등에 의하여 손상을 받으며, 이물질이 조인트에 쌓이게 되어 신축이음으로서의 기능을 제대로 발휘할 수 없다는 문제점이 있다.

특히 기존의 신축이음에 있어서는, 방수성능이 완전하지 않아 우수가 오염물질과 함께 신축이음장치로 유입되어 구조물 자체를 부식시키게 되고 장기간 외부 노출시 자외선이나 화학물질에 의해 그 성능이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 개발된 것으로, 구체적으로는 방수성과 내구성이 우수한 신축이음장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 두께 및 폭에 제한을 받지 않으며, 압축, 신장, 전단 및 회전 거동을 동시에 수용할 수 있을 뿐만 아니라 극한 기온하에서도 정상적인 성능을 발휘할 수 있는 신축이음장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 구조물 사이의 개방부에 장착되며, 방수성과 탄성이 탁월할 뿐만 아니라, 반복변형에 따른 잔류변형이 미소하며, 높은 방수성과 내구성 및 내화학성을 가진 봉함재를 사용하며, 신축이음장치에 가해지는 충격을 흡수하기 위한 탄성 콘크리트를 함께 설치하는 교량 및 일반 구조물용 방수형 신축이음장치가 제공된다.

구체적으로 본 발명에 따르면, 구조체 개방부의 두부를 보호하기 위하여 양 구조체의 두부에 설치되는 강재 앵글과; 양 측면에 접착제를 함유할 수 있는 홈이 구성되어 있으며, 상기 강재 앵글 사이에 삽입되어 접착제에 의하여 부착되어 양 강재 앵글 사이를 밀봉하여 연결하는 고 내구성 및 방수성을 가진 봉함재로 구성되며, 내구성과 내마모성 그리고 방수성, 내화학성 및 자외선에 대한 저항성 등의 성능이 향상된 교량 및 일반 구조물용 신축이음 장치가 제공된다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 강재 앵글의 표면에는 녹제거형 방청제가 도포되며, 상기 강재 앵글의 후부에는 충격 완화용 탄성 콘크리트가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 교량 및 일반 구조물용 신축이음장치가 제공된다. 강재 앵글에 방청제가 도포되어 있으므로써 그 부식이 방지됨과 동시에 탄성 콘크리트 및 봉함재와 강재 앵글의 부착력이 더욱 증진되어 신축이음장치의 내구성이 향상될 뿐만 아니라 탄성 콘크리트에 의하여 신축이음에 가해지는 충격을 흡수 할 수 있어 기계적 및 화학적 외부하중에 대하여 높은 저항력을 갖게 된다. 또한 구조체의 블럭 아웃된 표면에는 표면 강화, 방수 및 접착강도 증진을 위하여 프라이머로서 일액형 모체 침투형 방수제가 도포된다. 탄성 콘크리트와 바닥 구조체 또는 강상판과의 더욱 견고한 결합을 위하여 바닥 구조체 또는 강상판과 탄성 콘크리트 사이에는 후크형 케미칼 앵커 또는 후크형 앵커가 고정 설치된다.

본 발명에 따르면, 상기 강재 앵글 및 봉함재의 상부에는 톱니형 또는 핑거 판 조인트가 설치되어 있는 교량 및 일반 구조물용 신축이음장치와; 상기 강재 앵글 및 봉함재의 상부에 강재 덮개 판이 설치되며, 상기 강재 덮개 판은 그 일측이 고장력볼트에 의하여 상기 강재 앵글 및 구조물 두부의 일측에 고정되어 있으며, 강재 덮개 판의 타측은 자유로운 수평 및 수직이동이 가능하도록 구성되어 있는 교량 및 일반 구조물용 신축이음장치가 제공된다.

특히, 강재 덮개 판이 설치된 신축이음장치는 상기 덮개판을 고정시키는 고장력 볼트 체결시 볼트가 와셔 및 그 하부에 위치하는 합성 고무패드 링에 삽입되어 장착되므로 지진 또는 받침부 교체를 위하여 상부구조물을 들어올릴 때 구조물에 발생하는 전단 변형응력을 흡수할 수 있어 볼트의 손상이 방지되고 그에 따라 신축이음장치의 내구성이 향상된다. 또다른 실시예로서 상기 합성 고무패드가 덮개 판과 강재 앵글 사이에 위치하는 것도 제공되며, 덮개 판과 강제 앵글의 선접촉 또는 점접촉을 통한 마찰력 감소를 위하여 강재 앵글에 돌출부를 두어 덮개 판의 일측을 지지하며, 그 덮개 판의 일측 단부에는 하향으로 이물질 유입방지용 돌기가 형성되어 있는 실시예도 제공된다.

또한 본 발명에서는 일반 건축용 구조물에 적용할 수 있는 신축이음장치로서, 양측에 접착제가 도포된 봉함재를 구조물 사이의 개방부에 삽입 부착시킨 신축이음장치가 제공되며, 일반 철도 교량용 신축이음장치로서, 일측은 앵커 볼트에 의하여 구조체에 고정되고 타측은 수직, 수평이동이 자유롭도록 구성된 강재 덮개판을, 봉함재로 밀봉된 이음부 상부에 설치하여 이루어진 신축이음장치가 제공된다.

한편, 본 발명에서는 신축이음장치가 설치될 구조물 개방부를 블럭 아웃하고, 그 블럭 아웃된 구조체의 표면에 표면강화, 방수 및 접착력 증진을 위한 일액형 모체 침투성 방수제를 도포하고, 강재 앵글을 구조물의 개방부에 설치하고, 상기 강재 앵글의 표면에는 녹제거형 방청제를 도포하고, 상기 방청제가 건조된 후에 상기 강재 앵글 사이로 접착제를 측면에 도포한 봉함재를 삽입부착하며, 구조물 또는 강상판에 후크를 설치한 후 상기 강재 앵글의 후부에 탄성 콘크리트를 타설하여 제작하는 것을 특징으로 하는 교량 및 일반 구조물용 신축이음장치의 제조방법도 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 신축이음장치의 일 실시예를 도시한 것으로서, 차륜이 직접 접지되는 교량 등의 구조물용 신축이음장치의 개략도이고,

도 2는 본 발명의 신축이음장치에 사용되는 봉함재를 도시한 개략도이고,

도 3은 상부에 톱니형 및 핑거 판 조인트가 설치된 본 발명에 따른 신축이음장치의 일 실시예를 도시한 개략도이고,

도 4는 상부에 강재 덮개 판이 설치된 본 발명에 따른 신축이음장치의 일 실시예를 도시한 개략도이고,

도 5는 상부에 강재 덮개 판이 설치된 본 발명에 따른 신축이음장치의 또다른 실시예를 도시한 개략도이고,

도 6은 상부에 강재 덮개 판이 설치되며 고무패드 링이 덮개 판의 상부에 위치되어 있는 본 발명에 따른 신축이음장치의 또다른 실시예를 도시한 개략도이고,

도 7은 본 발명에 따른 강재 덮개 판이 구조물의 횡방향으로 설치되어 있는 것을 도시한 개략도이고,

도 8은 일반 건축용 구조물에 적용되는 본 발명에 따른 신축이음장치 일 실시예를 도시한 개략도이고,

도 9는 일반 철도교량에 적용되며, 상부에 덮개 판이 구비된 본 발명에 따른 신축이음장치 일 실시예를 도시한 개략도이다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예를 도시한 것이다. 이 실시예에 적용된 신축이음장치(100)는 신축량이 80(m/m)이내가 되며 차륜이 직접 접지되는 교량이나 주차장 바닥 등에 사용될 수 있는 신축이음장치이다. 본 발명에 따른 신축이음장치는 콘크리트 구조체 사이에 설치되는데 도 1에서 부재번호 10은 교량의 상판 등과 같은 콘크리트 구조체(10)이며, 도면 부호 11은 구조체(10) 위에 포설되는 아스콘등의 포장재료로 이루어진 포장체(11)이다.

양 구조체(10) 위에 포설된 포장체(11) 사이에는 신축이음장치(100)가 설치될 수 있는 공간이 형성된다. 도면부호 1은 봉함재(1)인데, 이 봉함재(1)는 적정한 신축한계를 가지고 있어 소정의 구조적 변형을 허용치 내에서 수용하면서 구조물의 거동으로 인하여 발생하는 수평, 수직의 거동, 전단 거동 및 회전 거동을 수용하게 되며, 신축이음사이로 누수가 발생하는 것을 방지할 뿐만 아니라 이물질이 개방부 사이로 누적되는 것을 방지하게 된다.

본 발명의 신축이음장치에 적용될 수 있는 봉함재(1)는 구조물에서 고려되는 여러 형태의 변형에 대하여 소정의 허용치를 확보할 수 있어야 하는데, 압축에 대해서는 60%, 신장에 대해서는 30%(극한 신장에 대해서는 255%), 전단 및 회전에 대해서는 100%, 수평전단에 대해서는 120%의 허용치를 각각 확보할 수 있는 것이어야 한다, 또한 봉함재(1)는 50m의 정수압에서도 100%의 방수가 가능한 것이어야 하며, 외기 노출에 대하여 내화학성 및 내자외선 성능 등이 우수하여야 한다.

본 발명의 신축이음장치에 적용될 수 있는 봉함재(1)의 바람직한 물성은 하기의 표 1과 같다.

항목	단위	요구치	시험방법
인장강도	kgf/㎠	7.0 이상	KS M 3014
압축	kgf/㎠	0.7-4.0	KS F 2471
인열강도	kgf/㎝	2.5 이상	KS M 3014
흡수율	%	3.0 이하	KS F 2471
신장율	%	200 이상	KS M 3014
회복율	%	95 이상	KS F 2471
가속 풍화작용	-	이상 없음	KS F 2471
밀도	kgf/㎥	45 이상	KS F 2471
내약품성(염산속에서 끓음 여부)	-	이상 없음	KS F 2471

본 발명의 신축이음장치용 봉함재(1)로는 에틸렌 비닐 아세테이트 폴리에틸렌 폴리머 기포형 질소 가압 화합물로 이루어진 저밀도 폐쇄형 탄성 봉함재가 바람직하다. 도 2는 본 발명의 신축이음장치에 사용되는 봉함재(1)의 일 실시예를 도시한 것으로, 본 발명에 있어서, 강재 앵글(4)과 맞닿게 되는 봉함재(1)의 양 측면에는 횡방향으로 다수의 홈(2)이 형성되어 있다. 이 홈(2)은 후술하는 바와 같이, 봉함재(1)의 측면에 접착제를 도포할 때 접착제를 담아두게 되어 강재 앵글(4)에 부착될 때 접착성능을 더욱 향상시키게 된다.

봉함재(1)가 장착되는 구조체(10)의 개방부(3)에는 구조체 두부를 보호하기 위하여 구조체(10)의 양측에 각각 강재 앵글(4)을 설치한다. 상기한 봉함재(1)는 에폭시등과 같은 접착제를 봉함재(1) 측면에 도포하여 상기의 강재 앵글(4) 사이에 완전하게 삽입, 부착된다.

봉함재(1)가 부착되기 전에 상기 강재 앵글(4)에는 그 표면에 녹제거형 방청제가 도포된다. 이 방청제는 강재 앵글(4)의 부식을 방지하기 위하여 그 표면에 도포되는 것으로서 부식방지 뿐만 아니라 탄성 콘크리트 및 봉함재(1)와 강재 앵글(4)의 부착력을 더욱 증진시키는 기능을 갖는다. 본 발명의 신축이음장치에 사용되는 방청제로는 한국공업규격 KS D 9502 및 KS M 0031의 시험조건을 만족하는 것이 바람직하다.

신축이음장치가 설치될 공간을 확보하기 위하여 구조체에 대하여 블럭 아웃(block out)을 시행하게 되는데, 본 발명에서는 블럭 아웃된 구조체의 표면에 표면강화, 방수 및 접착력 증진을 위하여 프라이머로서 일액형 모체 침투성 방수제를 도포하게된다. 이 일액형 모체 침투성 방수제는 한국공업규격 KS F 2451의 시험조건을 만족하는 것이 바람직하다. 상기 강재 앵글(4)은 일체로된 강재를 절곡하여 제조할 수 있으며, 두개의 강재 판을 서로 용접하여 앵글 형태로 구성하는 것도 가능하다.

도 1에 도시된 바와 같이, 강재 앵글(4)과 포장체(11) 사이에는 탄성 콘크리트 또는 무수축 콘크리트(5)가 설치된다. 탄성 콘크리트(5)는 본 발명의 신축이음장치에서 두부를 보강하기 위한 후타재로 사용된 것으로서, 유연성 및 탄성을 가지고 있으며, 완충력(에너지 흡수)과 100%의 방수성을 가지고 있다. 본 발명에서는 이 탄성 콘크리트(5)를 강재 앵글(4)의 후부에 설치하므로써 신축이음에 가해지는 국부하중과 충격을 견딜 수 있게 되며, 기계적, 화학적 외부 하중에 대하여 높은 저항력을 가지게 된다.

본 발명에 사용되는 탄성 콘크리트(5)의 물성 기준치는 다음의 표 2와 같다.

항목	단위	요구치	시험방법
인장강도	kgf/㎠	55 이상	KS M 3006
인장응력	kgf/㎠	45 이상	KS M 3006
압축강도	kgf/㎠	170 이상	KS L 5105
인열강도	kgf/㎠	16 이상	KS M 6518
흡수율	%	0.5 이하	KS M 3027
신장율	%	150 이상	KS M 3006
인장 전단강도	kgf/㎠	60 이상	KS M 3734

강재 앵글(4)에는 스터드(6)가 구비되어 있어, 후부에 타설되는 탄성 콘크리트(5)에 이 스터드(6)가 매립되어 일체를 이루게 된다.

한편, 탄성 콘크리트 대신에 무수축 콘크리트를 사용하여도 무방하며, 무수축 콘크리트를 사용하는 경우, 그 내부에 보강 철근을 배근하는 것이 바람직하다. 이 무수축 콘크리트를 사용한 신축이음장치는 도로교, 항만(부두), 공항(활주로) 등 하중이 직접 접지되는 바닥 시설물에 주로 사용될 수 있다.

본 발명에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 타설된 탄성 콘크리트 또는 무수축 콘크리트(5)가 구조체(10)로부터 탈락되는 것을 방지하기 위하여 상기 탄성 콘크리트(5)와 구조체(10)를 연결시켜주는 후크(8)가 구비된다. 본 발명에 있어서, 후크(8)는 일반 후크 뿐만 아니라 후크형 케미칼 앵커 및 후크형 앵커를 모두 포함하는 것이다.

상기 후크(8)의 일단은 상기 구조체(10)에 삽입되는데, 이 후크(8)를 삽입하기 위해서는 우선 구조체(10)에 소정 직경의 삽입 구멍을 천공하고, 그 삽입 구멍내에 경화제와 주제가 분리되어 담겨있는 소정 용기의 에폭시를 삽입한 후 이 에폭시 용기에 후크(8)의 일단부를 끼워넣으므로써 용기내의 주제와 경화제가 서로 혼합하게 되어 에폭시가 양생되므로써 후크(8)의 일단이 구조체(10)와 견고하게 결합되도록 하는 것이 바람직하다. 그러나 상기한 본 발명의 방법이외에 다른 방법을 이용하여 후크(8)를 구조체(10)에 장착시켜도 무방하다. 상기 후크(8)의 타단은 도 1에 도시된 바와 같이 절곡시켜 놓는 것이 좋은데, 후크(8)를 구조체(10)에 결합시킨 후에 후크(8)위로 탄성 콘크리트 또는 무수축 콘크리트(5)를 타설하여 양생하므로써 후크(8)는 탄성 콘크리트 또는 무수축 콘크리트(5) 속에 매립되어 일체적으로 견고하게 결합된다. 본 발명에서는 상기 후크(8)를 이용하여 탄성 콘크리트 또는 무수축 콘크리트(5)와 구조체(10)와의 결합을 더욱 견고하게 하므로써 하중 재하시 탄성 콘크리트 또는 무수축 콘크리트(5)가 구조체(10)로부터 들려지거나 탈락되는 것이 방지된다.

다음으로는 도 3에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 설명한다. 도 1의 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부재번호를 사용하였다.

이 실시예는 봉함재(1)와 강재 앵글(4) 상부에 톱니형 조인트 또는 핑거 판 조인트(7)가 추가로 설치된 것이다. 그 구성을 구체적으로 살펴보면, 콘크리트 구조체(10)의 개방부(3)에는 양측에 각각 강재 앵글(4)이 설치되어 있으며, 강재 앵글(4) 사이에는 봉함재(1)가 부착 설치되어 있다. 강재 앵글(4) 및 봉함재(1)에 관한 내용은 앞서 설명한 실시예의 경우와 동일한 내용이 적용되는 바, 이에 대한 구체적인 내용의 반복은 생략한다.

도 3에서는 노상의 높이를 맞추기 위하여 강재 앵글(4)이 포장체(11)의 두께만큼 절곡부(19)가 장착되어 있으며, 강재 앵글(4)의 절곡부(19)의 배면에는 탄성 콘크리트(5)가 설치되어 있다. 탄성 콘크리트(5)와의 결합을 위하여 절곡부(19)의 배면에 스터드(6)를 구비하는 것이 바람직하다. 톱니형 조인트 또는 핑거 판 조인트(7)는 각각 볼트(9)에 의하여 강재 앵글(4)의 상면에 연결된다. 상기 볼트(9)는 하부의 너트(22)와 체결된다. 이 톱니형 조인트 또는 핑거 판 조인트(7) 자체는 종래의 일반적인 핑거형 신축이음의 구성과 동일한 바, 이에 대한 더 이상의 설명은 생략한다. 도 3에 도시된 바와 같은 핑거형 신축이음이 결합된 본 발명의 신축이음장치는 신축량이 80(m/m)이상으로 차륜이 직접 접지되는 장지간 교량에 사용된다.

도 4 내지 도 7에는 상부에 덮개 판이 장착된 고속 철도 교량 및 일반 철도 교량용 신축이음장치의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 역시 도 1 내지 도 3과 중복되는 구성요소에 대해서는 동일한 부재번호를 사용하였다. 우선 도 4에 도시된 실시예에 대하여 설명한다.

앞서 설명한 실시예들과 마찬가지로, 강재 앵글(4) 사이에는 봉함재(1)가 부착되어 있고 강재 앵글(4)의 후부에는 탄성 콘크리트(5)가 설치되어 있다. 강재 앵글(4), 봉함재(1), 탄성 콘크리트(5), 및 후크(8)에 관한 사항은 이전에 설명한 실시예의 내용이 동일하게 적용되는 바, 이에 대한 반복 설명은 생략한다.

본 실시예에서는 강재 앵글(4) 및 봉함재(1)의 상부에는 강재로 이루어진 덮개 판(12)이 장착된다. 이 강재 덮개 판(12)의 일측은 고장력 볼트(13)에 의해 강재 앵글(4)의 일측에 장착되며, 덮개 판(12)의 타측은 자유로운 수평이동이 가능하도록 상대편 강재 앵글(4)위에 놓여진다. 이 강재 덮개 판(12)은 도 7에 도시된 바와 같이, 구조물의 횡방향으로 전체 신축이음장치를 모두 덮을 수 있도록 장착된다. 구체적으로, 일측의 강재 앵글(4)에는 신축이음장치의 길이 방향 즉, 구조물의 횡방향으로 소정 간격을 두고 볼트 구멍(14)이 설치되며, 덮개 판(12)에도 이에 대응하여 볼트 구멍(14)이 형성되는데, 강재 덮개 판(12)의 상기 볼트 구멍(14)은 와셔(16) 및 합성 고무패드 링(17)이 장착될 수 있는 오목부(15)가 형성되어 있다.

이 강재 덮개 판(12)은 고장력 볼트(13)에 의하여 결합하게 되는데, 고장력 볼트(13)는 와셔(16)와 합성 고무패드 링(17)을 관통하여 상기 강재 앵글(4)의 볼트 구멍에 삽입되어 강재 앵글에 장착된 너트(도시되지 않음)에 체결되어 콘크리트 구조체 또는 탄성 콘크리트(5)와 결합하게 된다. 또다른 실시예로서 도 5에 도시된 바와 같이, 합성 고무패드 링(17)이 오목부(15)에 위치하는 방식과는 달리, 합성 고무패드(17′)가 덮개 판(12)의 하부와 강재 앵글(4)의 상부 사이에 장착되어 상기 고장력 볼트(13)가 와셔(16), 덮개 판(12), 합성 고무패드(17′)의 순으로 관통하여 결합하는 것도 가능하며, 상기의 오목부(15) 없이 와셔(16)가 덮개 판(12) 위에 직접 놓이도록 구성하는 것도 가능하다.

일반적으로 교량에 있어서, 받침부를 교체하기 위하여 상부구조물을 일정 정도 높이로 들어올리게 되는데, 본 발명의 신축이음장치에서는 상기 볼트의 결합시 와셔(16)와 탄성을 가진 합성 고무패드 링(17) 또는 합성 고무패드(17′)를 사용하게 되므로 비록 한쪽 구조물이 들어올려져 이음부의 양 구조물의 높이가 달라지는 경우라도 이 와셔(16)와 합성 고무패드 링(17) 그리고 합성 고무패드(17′)가 양 구조물의 높이 차이에 의해 발생하는 전단 변형응력을 흡수하게 되어 강재 덮개 판(12)을 결합하고 있는 볼트(13)가 손상되는 것을 방지할 수 있게 되며, 그에 따라 신축이음장치의 내구성이 증진된다. 또한 지진, 구조물의 부등침하 등에 의한 예기치 못한 변형도 흡수할 수 있게 된다.

또한 본 발명에서는 와셔(16), 합성 고무패드 링(17) 및 합성 고무패드(17′)를 사용하므로써, 이음부에 가해지는 반복적인 피로하중을 수용할 수 있으며, 지반 약화에 따른 하부 구조물의 부등침하가 발생하는 경우에도 구속되어 있는 덮개 판의 수직거동을 부분적으로 허용할 수 있으므로 구조체 단부 및 연결부의 손상을 보호할 수 있게 된다. 본 발명에 사용된 합성 고무패드 링 및 합성 고무패드는 경도 50인 인조고무로 제조되고 화학물질 또는 대기 오염물질에 대하여 내구성을 가지고 있는 것이 바람직하다.

이러한 강재 덮개 판(12)을 구비한 신축이음장치는 신축량이 10mm 이상의 유도상 및 무도상 궤도에 사용할 수 있다.

도 5에 도시된 실시예에 대하여 설명한다.

도 4에 도시된 실시예서는 자유로운 수평이동이 가능한 상기 덮개 판(12)의 일측이 상기 강재 앵글(4)의 위에 놓여져 강재 앵글(4)의 상면과 맞닿게 되어 면접촉을 하도록 되어 있으나, 도 5에 도시된 실시예에서는 강재 앵글(4)의 상면에 소정 높이로 돌출된 돌출부(20)가 형성되어 있어 이 돌출부(20) 만으로 상기 덮개 판(12)의 일측을 지지하도록 구성되어 있다. 따라서 본 실시예에서는 돌출부(20)에 의하여 지지되는 부분 이외의 부분에는 덮개 판(12)과 강재 앵글(4) 사이에 소정의 공간이 형성되어 덮개 판(12)이 강재 앵글(4)과 면접촉을 하는 것이 아니라 돌출부(20)에 의한 선접촉(돌출부가 횡방향으로 길게 형성되는 경우) 또는 점접촉(돌출부가 독립된 점 형식을 되어 있는 경우)하게 되므로 덮개 판(12)과 강재 앵글(4)과의 접촉면적을 줄일 수 있어 교량의 신축 거동시 덮개 판(12)이 수평 이동할 때 강재 앵글(4)과의 접촉에 의한 마찰력을 줄일 수 있으며 그에 따라 신축이음장치의 신축작용이 더욱 효율적으로 이루어진다.

여기서 상기 강재 앵글(4)의 돌출부(20)는 일 강재의 측면에 또다른 강재를 회방향으로 용접하여 구성할 수 있으며, 또다른 방법으로는 일체로 되어 절곡된 강재 앵글(4) 별도의 돌출부(20)를 용접하여 부착하는 방법도 가능하다.

또한 상기 덮개 판의 일측 단부에는 도 5에 도시된 바와 같이 하향 돌출된 이물질 유입방지용 돌기(21)를 두는 것이 바람직하다. 상기 돌기(21)를 형성하므로써 상기 덮개 판(12)과 강재 앵글(4) 사이의 간격으로 이물질이 들어오는 것을 상기 돌기(21)에 의하여 방지할 수 있게 된다. 이 돌기(21)는 상기 덮개 판(12)의 일측 단부에 횡방향으로 길게 형성되는 것이 바람직하다.

도 6에 도시된 실시예는 도 5의 실시예와 유사한 구조를 가진 것으로서, 고장력 볼트(13)가 관통되는 합성 고무패드 링(17)이 도 4에 도시된 실시예에서와 같이, 와셔(16)와 함께 오목부(15)에 위치되어 있는 것이다.

도 8 및 도 9에는 일반 건축 구조물용 신축이음장치와 일반 철도교량용 신축이음장치가 각각 도시되어 있다. 앞서 설명한 실시예에서와 중복되는 구성요소에 대해서는 동일한 부재번호를 사용하였다.

도 8에 있어서, 양측에 접착제가 도포된 봉함재(1)는 구조체(10)의 개방부(3)에 직접 삽입 부착되어 개방부를 밀봉하게 된다. 여기서 봉함재(1)의 구성 및 접착제에 관한 사항은 앞서 살펴본 실시예에서와 동일한 바, 중복된 설명은 생략한다,

도 9에 있어서, 양측에 접착제가 도포된 봉함재(1)는 구조체(10)의 개방부(3)에 직접 삽입 부착되어 개방부를 밀봉하게 된다. 봉함재(1)에 의하여 밀봉된 이음부 상부로는 강재로 된 덮개 판(12)이 설치되는데, 덮개 판(12)의 일측은 앵커 볼트(18)에 의하여 구조체(10)의 일측에 고정되며, 덮개 판(12)의 타측은 수평 및 수직이동이 자유롭게 될 수 있도록 봉함재 및 구조체 위에 놓여진다. 이 강재 덮개 판(12)은 구조물의 횡방향 즉, 이음부 방향으로 전체 이음부를 덮을 수 있도록 장착된다. 여기서 봉함재(1)의 구성 및 접착제에 관한 사항은 앞서 살펴본 실시예에서와 동일한 바, 중복된 설명은 생략한다,

다음으로는 본 발명에 따른 신축이음장치의 제조방법에 대하여 설명한다.

우선 신축이음장치를 설치할 수 있도록 구조물의 개방부(3)를 블럭 아웃(block out)시킨다. 신축이음장치가 설치되는 블럭 아웃된 콘크리트의 표면은 잔류물질이 없도록 청소하여야 한다. 콘크리트 표면을 샌드 블라스팅 또는 이에 준하는 표면처리를 이용하여 그 면을 거칠게 하는 것도 바람직하다. 또한 봉함재용 접착제 및 탄성 콘크리트와 접착되는 콘크리트 면에는 표면강화, 방수성 및 부착력을 증진시키기 위하여 일액형 모체 침투성 방수제를 도포하는 것이 바람직하다.

구조물의 개방부의 두부 모서리에 장착되는 강재 앵글을 준비한다. 블럭 아웃 구조물의 개방부(3)에 준비된 강재 앵글(4)을 위치에 맞추어 설치한다. 강재 앵글 설치시 수준장치를 사용하여 신축이음장치와 노상의 높이를 정확하게 일치시키므로써 단차를 최소화하여 승차감을 향상시키고 이음부에 가해지는 충격을 완화시킬 수 있게 된다. 탄성콘크리트 및 봉함재가 부착될 강재 앵글의 표면에는 녹제거형 방청제를 도포(프라이머)한다. 이 방청제의 도포는 강재 앵글 설치 이전의 준비단계에서 행해지는 것이 무방하나 강재 앵글 설치 이후에 방청제의 도포가 행해져도 무방하다.

콘크리트 구조체 또는 강상판에 후크(8)를 설치한 후 강재 앵글(4) 배후로 탄성 콘크리트(5)를 타설한다. 탄성 콘크리트(5)를 타설하기 전에 구조물의 콘크리트면 및 포장체의 노출면을 샌드 블라스팅 처리하고, 콘크리트면에는 표면 강화, 방수 및 접착성능 증진을 위하여 일액형 모체 침투성 방수제를 도포하는 것도 바람직하다.

다음으로는 구조물 개방부(3)의 폭에 맞추어 재단된 봉함재(1)(실제 개방부의 폭보다 20-25% 더 크게 재단되는 것이 바람직하다)의 양측면과 강재 앵글(4)에 접착제를 도포한다. 여기서 봉함재 양측면의 홈(2)에 접착제가 완전히 채워지도록 해야한다. 또한 강재 앵글(4)에 도포되는 접착제는 강재 앵글 표면에 도포된 방청제가 완전히 건조된 후에 도포되어야 한다.

접착제가 도포된 봉함재(1)를 상기 강재 앵글(4) 사이에 삽입하여 부착시킨다. 봉함재 주위에 빈자리가 없도록 접착제를 채워 넣어야 하며, 봉함재 표면에 묻어 있는 접착제는 제거한다.

본 발명에 따른 신축이음장치는 높은 내구성과 내구성을 가진 봉함재를 사용하고 있으므로, 일반적인 신축이음 뿐만 아니라, 하중이나 충격이 큰 곳, 마모와 변형이 심한 곳 또는 화학물질 등의 외기에 직접 노출되어 손상이 예상되는 곳에도 사용 가능하다.

특히, 본 발명의 봉함재는 모든 방향으로 간단하게 가열하여 용접할 수 있으므로 신속한 설치가 가능하며, 유지 및 보수관리가 용이하다. 또한 본 발명의 신축이음장치는 두께 및 폭에 제한을 받지 않으며, 압축, 신장, 전단 및 회전 거동을 동시에 수용할 수 있을 뿐만 아니라 극한 기온하에서도 정상적인 성능을 발휘할 수 있다.

또한, 본 발명의 신축이음장치는 심한 움직임, 마모 및 비틀림이 예상되는 곳에도 사용할 수 있으며, 건축물에서는 지진 방지용 내진 조인트로도 사용가능하다. 본 발명의 신축이음장치는 일반 교량 뿐만 아니라, 고속철도 교량, 각종 건축물, 터널, 공동구, 항만(부두), 댐, 지하철, 수영장, 저수지, 배수로, 물탱크, 폐수처리장, 원자력 발전소, 활주로, 주차장 등의 구조물에 적용될 수 있다.

상기한 본 발명의 내용은 본 발명의 일 실시예를 개시한 것으로서 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 범위내에서 자유로운 변형이 가능하다.

Claims (9)

1. 구조물 사이의 개방부(3)에 장착되는 신축이음장치로서,

   블럭 아웃된 구조체(10)의 표면에는 일액형 모체 침투성 방수제가 도포되며;

   구조체 개방부(3)의 두부 보호를 위하여, 표면에 방청제가 도포되어 있는 강재 앵글(4)이 양 구조체 개방부의 두부에 설치되며;

   하중에 의한 충격을 흡수하기 위하여 상기 강재 앵글(4)의 후부에는 탄성 콘크리트 또는 무수축 콘크리트(5)가 타설되며;

   상기 탄성 콘크리트 및 무수축 콘크리트(5)가 구조체(10)로부터 탈락되는 것을 방지하기 위하여 후크(8)의 일단이 상기 구조체(10)에 고정되며 후크(8)의 타단은 상기 탄성 콘크리트 및 무수축 콘크리트(5)에 매립되어 일체화되는 후크(8)가 구비되며;

   양측면에 접착제를 함유할 수 있는 홈(2)이 구성되어 있는 봉함재(1)가 상기 강재 앵글(4) 사이에 삽입되어 접착제에 의하여 부착되므로써 양 강재 앵글(4) 사이를 밀봉하여 연결하는 것을 특징으로 하는 교량 및 일반 구조물용 방수형 신축이음 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 강재 앵글(4) 및 봉함재(1)의 상부에는 핑거 판(7)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 교량 및 일반 구조물용 방수형 신축이음장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 강재 앵글(4) 및 봉함재(1)의 상부에는 강재 덮개 판(12)이 설치되며, 상기 강재 덮개 판(12)은 그 일측이 고장력 볼트(13)에 의하여 상기 강재 앵글(4) 및 구조물의 일측에 고정되어 있으며, 상기 덮개 판(12)의 타측은 자유로운 수평 및 수직이동이 가능하도록 구성되어 있으며, 상기 덮개 판(12)을 고정시키는 고장력 볼트(13)는, 덮개 판(12) 위에 놓여지는 와셔(16)와, 합성 고무패드 링(17)과, 덮개 판(12)을 관통하여 장착되는 것을 특징으로 하는 교량 및 일반 구조물용 신축이음장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 강재 앵글(4) 및 봉함재(1)의 상부에는 강재 덮개 판(12)이 설치되며, 상기 강재 덮개 판(12)은 그 일측이 고장력 볼트(13)에 의하여 상기 강재 앵글(4) 및 구조물의 일측에 고정되어 있으며, 강재 덮개 판(12)의 타측은 자유로운 수평 및 수직이동이 가능하도록 구성되어 있으며, 상기 덮개 판(12)을 고정시키는 고장력 볼트(13)는 덮개 판(12) 위에 놓여지는 와셔(16)와, 상기 덮개 판(12)과, 상기 덮개 판(12)의 하부와 강재 앵글(4) 사이에 위치하는 합성 고무패드(17′)을 관통하여 장착되는 것을 특징으로 하는 교량 및 일반 구조물용 신축이음장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 자유로운 수평이동이 가능한 상기 덮개 판(12)의 일측 단부가 놓여지는 강재 앵글(4)의 상부에는 상기 덮개 판(12)을 최소 면적으로 지지할 수 있도록 소정 높이로 돌출된 돌출부(20)가 형성되어 있으며, 상기 덮개 판(12)의 일측 단부에는 덮개 판(12)과 강재 앵글(4) 사이로 이물질이 들어오는 것을 방지하기 위하여 하향 돌출되어 있는 이물질 유입방지용 돌기(21)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 교량 및 일반 구조물용 신축이음장치.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 봉함재(1)는 고 내구성 및 방수성을 가진 에틸렌 비닐 아세테이트 폴리에틸렌 폴리머 기포형 질소 가압 화합물로 이루어져 있는 저밀도 폐쇄형 탄성 봉함재인 것을 특징으로 하는 교량 및 일반 구조물용 신축이음장치.
7. 구조물 사이의 개방부(3)에 장착되는 신축이음장치로서, 양측면에 접착제를 함유할 수 있는 홈(2)이 구성되어 있으며, 양측에 접착제가 도포되어 상기 개방부에 삽입 부착되어 양 구조물 사이를 밀봉하여 연결하는 봉함재(1)로 구성되는 것을 특징으로 하는 교량 및 일반 구조물용 방수형 신축이음장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 봉함재(1)로 밀봉된 이음부의 상부는 강재 덮개 판(12)으로 덮여지며, 상기 강재 덮개 판(12)은 그 일측이 앵커 볼트(18)에 의하여 구조체(10)에 고정되며, 타측은 수평 및 수직 이동이 자유롭도록 위치하는 것을 특징으로 하는 교량 및 일반 구조물용 방수형 신축이음장치.
9. 신축이음장치가 설치될 구조물의 개방부(3)를 소정 공간이 형성되도록 블럭 아웃하고, 상기 블럭 아웃된 구조물의 개방부 표면에 대하여 표면 처리한 후, 그 표면에 일액형 모체 침투성 방수제를 도포하고, 강재 앵글(4)을 구조물의 개방부에 설치하고, 상기 강재 앵글(4)의 후부에는 탄성 콘크리트(5)를 타설하여 설치하며, 상기 강재 앵글(4)의 표면에는 방청제를 도포하고, 상기 방청제가 건조된 후에 상기 강재 앵글(4) 사이로 접착제를 측면에 도포한 봉함재(1)를 삽입 부착하여 제작하는 것을 특징으로 하는 교량 및 일반 구조물용 신축이음장치의 제조방법.