KR20010112003A - 레일조인트 간격제어용 경사진 탄성베어링 - Google Patents

Abstract

레일형 신축이음장치는 내구성 및 방수기능의 우수성이 입증되면서 현재 전 세계적으로 가장 널리 쓰이고 있는 신축이음장치이다. 레일형 신축이음장치는 주요 부품이 주로 강재로 이루어져 있으므로 내구성 면에서 우수한 반면 유지보수에 따른 부분적인 부품 교체시 다소 어려움이 뒤따르고 있다. 특히, 간격조절기능의 상실에 따른 유지보수시 기존의 간격조절장치는 강재를 이용한 기계적인 방법이므로 교체시 어려움이 있었으나, 신형신축장치에 적용되는 경사진 탄성베어링은 내구성뿐만 아니라 기능 면에서도 기존의 간격조절장치보다 우수하고 또한 취급이 용이하여 유지보수성이 크게 향상된 부품이다.

Description

레일조인트 간격제어용 경사진 탄성베어링{Sloped Elastomer Bearing for Distance Control Rail Joints}

교량의 상부구조의 온도변화, 회전 크리프, 건조수축, 활하중, 풍하중에 의한 이동이 발생하게 되는데 이를 수용하기 위해 신축이음장치가 적용된다. 이는 차량의 원활한 통행을 주목적으로 하는 교량의 성능을 좌우하는 가장 중요한 부분으로 교량의 내구수명과 직결된다. 레일형 신축이음장치에서 신축량이 큰 것을 수용하기 위해서는 유간을 보상하고 하중을 지지하는 중간 레일이 사용되는데 신축량에 따라 한 개에서부터 열 개 이상의 중간레일이 적용된다. 이 중간레일을 일정한 간격을 유지시켜 차량의 안전성과 주행성을 향상시키고, 6자유도 운동이 가능하도록 하므로 교량의 내구성을 증대시키며, 시공성과 유지보수성을 향상시킴을 주목적으로 한다.

교량의 상부구조물과 구조물 사이에는 교량을 연결하는 신축이음장치가 설치되어 있다. 이 신축이음장치는 교량 상부구조물이 여러가지 환경요인에 의해 신축이동을 하게 되는데 이러한 상부구조(교량상판)의 신축을 충분히 수용할 수 있는 구조로서 교량의 구조적인 특성에 따라 정도의 차이는 있으나 내구성, 주행성, 방수성, 시공성, 유지보수성, 경제성을 고려하여 적용하고 있으며 동일한 목적의 기능을 수행하는 제품은 여러가지가 있으나 90년대 초부터 우리나라에 본격적으로 적용하기 시작한 레일형 신축이음장치는 현재 선진기술의 도입과 더불어 여러 종류의 동역학적인 개념을 도입한 레일형 신축이음장치들이 있다. 신축이음들은 탄성베어링의 전단변형 또는 레일 하면에 돌출 고정된 별도의 탄성베어링의 전단변형을 이용하여 간격을 조절하거나 링크 또는 그외의 방법을 적용하고 있다. 이와 같은 시스템에서는 교량의 유간이 협소한 곳은 작동시 상부구조물과 간섭이 발생하여 정상작동이 불가능하여 구조물에 과도한 응력이 가해져 구조물의 파손과 내구수명의 단축을 초래하게 된다. 이때 구조물을 깨내거나 잘라서 공간을 확보하여 작동시키게 되므로 설치가 용이하지 못하고 구조상으로도 불안해지며 파손의 위험도 증가된다. 그리고 하부 돌출된 탄성고무의 전단변형에 의한 간격조절의 경우 필요 이상의 과도한 신축이 일어났을 경우 제한 할 수 있는 제한 장치가 없고 볼트의 풀림이 발생되었을 경우 부분적인 레일의 간격이 불 균일하게 되어 주행성이 떨어지고 안전사고의 위험성을 내포하고 있으며 고무씰의 이탈로 가장 중요한 기능의 하나인 방수성을 상실하게 되어 하부구조물의 노후화를 촉진시키게 된다..

위에 기술한 신축이음장치 설치부의 유간 협소할 경우와 넓을 경우에 대하여 해결해야 할 사항은 아래와 같다.

첫째, 최소의 유간만 확보되더라도 작동상 전혀 문제가 없고 6자유도 운동이 가능하도록 한다. 둘째, 작동상 상부구조물과의 간섭 요인을 제거하여 구조물에 과도한 응력이 발생되어 교량의 파손이나 내구성이 저하되지 않도록 한다. 셋째, 구조가 간단하면서도 동일한 성능을 발휘해야 한다. 넷째, 유지보수성이 좋아야 한다. 다섯째, 구조상의 유간이 과다하게 설계되지 않도록 신축이음장치의 시스템을 구축하므로 유간이 넓을 경우 요구되는 단부 보강의 원인을 제거한다. 여섯째, 레일간의 간격이 과다하게 발생되거나 볼트의 풀림에도 일정한 간격을 유지시켜 안전성과 주행성을 증대시키고 완벽한 방수 기능을 유지하도록 한다.

도 1은 중간레일 2개 사이의 간격조절장치 신축모습

도 2는 중간레일 3개 사이의 간격조절장치 신축모습

도 3은 간격조절장치 단품 형상

도 4는 전체 조립 형상

교량의 교대와 교각 또는 교각과 교각의 상부구조물을 연결하는 신축이음장치는 중간 레일이 I형이고, 양끝 쪽에는 에지레일로 되어 있고 중간레일의 사하중과 차량통행에 따른 활하중을 지지하는 가로보와 탄성베어링이 있고 이 가로보가 신축시 거동이 일어날 수 있도록 지지용 하우징과 공간확보를 위한 박스로 구성되어 있다. 중간레일과 중간레일 또는 중간레일과 에지레일의 간격을 조절하는 경사진 고무베어링이 레일과 레일사이에 위치하여 간격을 조절한다. 부가적 장치로 최대 신장되었을 어느 특정 레일간의 간격이 과도하게 벌어지지 않도록 제한장치를 설치하여 방수고무씰이 빠지지 않도록 통제하는 기능을 갖는 부품 등으로 구성되어있다.

ㆍ성능향상 - 6자유도 운동 수용, 구조적 단순화로 하자 발생요인 최소화.

ㆍ시공성, 현장여건이 불리한 경우에도 적용 가능함.

ㆍ경제성 ·유지보수가 용이.

Claims (3)

1. 신축이음장치 레일의 간격제어를 위한 경사진 탄성베어링 형상을 사용하는 구조로 된 것.
2. I형 레일과 I형 레일 사이의 공간을 활용한 간격제어장치 설치 구조로 되어 있는 것.
3. 레일간 최대 간격의 한계를 스톱바로 제어하는 제한장치 및 볼트식 고정방법의 구조로 되어 있는 것.