KR200175084Y1 - 고신축 교좌장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 교량의 상판을 지지하는 교각의 상부에 설치되어 상판의 하중과 변형을 받아주는 교좌장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래의 교좌장치를 개량하여 큰 변위를 적절히 받아줄 수 있도록 한 고신축 교좌장치에 관한 것이다.

본 고안은 앵커볼트들에 의해 상판과 교각에 각각 견고히 고착되는 상하부플레이트와, 고무와 철판이 교호하여 적층되는 것으로 상하부플레이트 사이에 삽장되는 패드로 이루어지는 교좌장치에 있어서, 패드의 상하면은 상철판과 하철판으로 마감되고, 상하철판들은 각각 상하부플레이트들과 볼트로서 체결되고, 상부플레이트의 상면에는 소정깊이로 불소수지를 심어주고, 상부플레이트와 면착되는 솔플레이트의 하면에는 불소수지판보다 넓게 경면가공한 스텐레스스틸판을 형성시키고, 상판과는 솔플레이트가 앵커볼트들로 고착되도록 이루어진 것이다.

따라서, 본 고안은 종래의 교좌장치가 가지는 기능을 그대로 가지면서도, 대형교량에서 문제로 되는 고신축량을 받아주며, 이에 따른 추가구성도 간략화 하여 소재비용을 절약하므로서 경제성을 도모할 수 있는 효과적인 고안이다.

Description

고신축 교좌장치{High flexible bridge shoe device}

본 고안은 교량의 상판을 지지하는 교각의 상부에 설치되어 상판의 하중과 변형을 받아주는 교좌장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래의 교좌장치를 개량하여 큰 변위를 적절히 받아줄 수 있도록 한 고신축 교좌장치에 관한 것이다.

강이나 하천뿐만 아니라 바다를 가로질러 양안을 연결하는 교량은 일반적으로 교각 위에 상판을 올려주는 구조를 가지며, 교각 없이 설치하는 사장교(현수교)일지라도 중앙 또는 양안에 상판을 지지하는 구조물(교각 또는 기둥 모두 포함)이 설치되므로 기본적으로는 상판과 교각의 구조를 벗어나지 않는데, 교량 위에는 사람이나 차량 또는 대하중의 중기나 트레일러 등이 통행하므로 시시각각 변화되는 동 하중이 미치게 되며, 특히 교량이 크면 클수록 상판이 길어지므로 계절의 변화나 일교차에 따른 열변형으로 연신·수축량이 커지며, 이는 상판과 교각의 접촉부위가 변위되거나 진동의 흡수가 이루어질 수 있어야 교량으로서 충분한 하중 지탱능력을 갖추게 되어 충분한 소요수명을 누릴 수 있게 된다.

따라서, 일반적으로는 상판과 교각의 사이에 진동이나 충격력을 흡수하면서 변위를 받아주는 기능을 가지는 교좌장치를 설치하여 상판에 작용되는 외력이 교각에 미치지 않도록 하고 있다.

이러한 교좌장치에는 베어링을 사용하는 포트베어링(Pot Bearing)타입과 스틸 플레이트의 사이에 고무재의 패드를 삽입한 패드슈(Pad Shoe)타입 및 기타로 구분할 수 있는데, 본 고안은 특히 패드슈형 교좌장치를 개량한 것으로, 본인의 등록 특허로서 종래의 교좌장치인 특허등록 제206637호는 도 4에 전개하여 도시하고 도 5에 확대단면으로 도시한 바와 같이, 교각(2)상단에 매입되는 앵커볼트(33)가 사방을 지지하고 그 상면 일측에는 일정높이 돌출된 가이드브라켓(34)과 타측에는 상기 가이드브라켓(34)사이에 안내되는 스토퍼(35)가 부착되어 형성되는 하부플레이트(32)와, 상판(1) 하단에 매입되는 앵커볼트(33)가 지지하며 상기 하부플레이트(32)와 대칭인 상부플레이트(31)와, 장방형으로 고무(41)와 철심(42)이 교호하여 적층되어 상기 상하부플레이트(31, 32)의 가이드브라켓(34)과 스토퍼(35) 사이에 삽입되는 패드(4)로 구성되는 교좌장치에 있어서, 상기 패드(4)의 고무는 지압강도를 2.5∼3.5배 강화한 탄성고무(41)로 하고, 상기 패드(4)의 상하면 또는 일면에 불소수지(PTFE, 43)를 적층하고 표면에 그리스(45)가 주입되는 다수의 윤활요홈(44)을 형성시키고, 상기 불소수지(43)와 대면하는 상하부플레이트(31, 32)에 상기 패드(4)의 규격보다 변위량 이상 큰 규격으로 스텐레스스틸의 윤활판(36)을 심어서 구성시킨 것이다.

상기와 같이 구성되는 종래 고안에서는, 상부플레이트(31)는 앵커볼트(33)에 의하여 상판(1)과 일체로 움직이며, 하부플레이트(32)는 교각(2)과 일체로 고정하여 상판(1)의 하중을 패드(4)를 통해 교각(2)측으로 전달하므로, 상하부플레이트(31, 32) 사이에 삽입된 패드(4)가 압축력을 받아주면서 전단변형이 되어 충격하중과 상판(1)의 연신·수축에 의한 적은 변위를 흡수 내지는 적절히 지지하게 되며, 게다가 큰 변위는 패드(4) 상면 또는/및 하면에 씌워진 불소수지(43)와 상기 불소수지(43)와 접촉하는 윤활판(36)의 미끄러짐으로 받아주게 된다. 게다가, 패드(4)는 고무(41)와 철심(42)이 교호되어 일정두께를 가지기 때문에 전단변형 및 대하중의 압압력에도 적절히 견딜 수 있게 되어 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래 고안에서는 철심(42)과 탄성고무(41)가 적층된 패드(4)로서 하중에 따른 압축응력 뿐만 아니라 변위에 따른 전단 응력도 함께 받아주면서 패드(4)의 상면에 소정의 슬라이딩 구조를 추가하여 가장 취약한 패드(4)의 보호에 만전을 기하고 있으나, 특히 중하중의 교량이거나 상판(1)의 규격이 큰 경우에는 변위량이 커져서 패드(4)의 두께도 점점 두꺼워지게 되며, 이는 하중에 따른 패드(4)의 상하 이동량이 증대되어 상시로도 패드(4)는 상부플레이트(31)에 소정 압력으로 밀착되게 되므로 슬라이딩이 용이하지 않으며, 특히 패드(4)가 전단변형되는 경우에는 일측으로 기울어져서 불소수지(43)와 플레이트(31, 32)간에 면착이 되지 않아 저항이 증가하며, 취약한 불소수지(43)판이 깨어지기 쉬우므로 목적달성에 지장을 초래하고 있다.

본 고안은 상기한 문제점을 감안하여 이를 개선하고자 연구 안출 된 것으로, 종래의 교좌장치가 가지는 기능을 그대로 가지면서도, 대형교량에서 문제로 되는 많은 신축량을 받아줄 수 있으며, 이에 따른 추가구성도 간략화 하여 경제성도 이루고자 완성된 것으로 이를 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 교좌장치의 구성상태 전개도,

도 2는 도 1의 A-A선 단면확대도,

도 3은 본 고안의 설치상태 단면도,

도 4는 종래 고안의 구성상태도,

도 5는 도 4의 B-B선 단면확대도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 --- 상판 2 --- 교각

3 --- 교좌장치

31 --- 상부플레이트 32 --- 하부플레이트

33 --- 앵커볼트 34 --- 가이드브라켓

35 --- 스토퍼 36 --- 윤활판

37 --- 솔플레이트

371 --- 스텐레스스틸판 372 --- 사이드블럭

4 --- 패드

41 --- 탄성고무 42 --- 철심

43 --- 불소수지 44 --- 윤활요홈

45 --- 그리스 46 --- 상철판

47 --- 하철판 48 --- 볼트

도 1은 본 고안의 교좌장치의 구성상태 전개도이고, 도 2는 도 1을 조립한 상태에서 도1의 A-A선에서 절단하여 도시한 단면확대도이다.

본 고안은 도면에 도시된 바와 같이, 앵커볼트(33)들에 의해 상판(1)과 교각(2)에 각각 견고히 고착되는 상하부플레이트(31, 32)와, 고무(41)와 철심(42)이 교호하여 적층되는 것으로 상기 상하부플레이트(31, 32) 사이에 삽장되는 패드(4)로 이루어지는 교좌장치(3)에 있어서, 상기 패드(4)의 상하면은 상철판(46)과 하철판(47)으로 마감되고, 상기 상하철판(46, 47)들은 각각 상하부플레이트(31, 32)들과 볼트(48)로서 체결되고, 상기 상부플레이트(31)의 상면에는 소정깊이로 불소수지(43)를 심어주고, 상기 상부플레이트(31)와 면착되는 솔플레이트(37)의 하면에는 상기 불소수지(43)판보다 넓게 경면가공한 스텐레스스틸판(371)을 형성시키고, 상기 상판(1)과는 상기 솔플레이트(37)가 앵커볼트(33)들로 고착되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 고안은 상기한 구성에 있어서, 상기 솔플레이트(37)가 상판(1) 대신에 교각(2)측에 앵커볼트(33)로 고착되고, 상기 상부플레이트(31)는 상판(1)에 고착되고, 상기 불소수지(43)는 하부플레이트(32)의 하면에 심어져서 상기 솔플레이트(37)의 상면에 심어진 스텐레스스틸판(371)과 면착되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 고안은 도 3에 도시된 바와 같이 설치되는데, 이때 본 고안은 대부분이 기능은 종래의 고안과 동일하나 일부는 달리하는데, 즉 종래의 고안과 달리 하는 구조로서는, 상판(1)과는 상부플레이트(31) 대신에 솔플레이트(37)가 앵커볼트(33)에 의해 고착되도록 구성되고, 솔플레이트(37)와 상부플레이트(31)간에는 불소수지(43)판과 스텐레스스틸판(371)이라는 베어링수단으로 면착되므로 슬라이딩이 자재롭게 이루어지게 된다. 이점이 종래 고안과는 특히 차별되는 것이고, 그 이외의 기능은 종래 고안과 거의 유사하게 이루어진다. 예컨데, 이동단인가 고정단인가를 결정하는 가이드브라켓(34)과 스토퍼(35)는 종래의 구성을 그대로 채용할 수 있는 것이 그것이다.

그리고, 본 고안은 종래의 교좌장치에 있어서, 패드(4)의 상하면은 상철판(46)과 하철판(47)으로 마감되고, 상하철판(46, 47)들은 각각 상하부플레이트(31, 32)들과 볼트(48)로서 체결되고, 상부플레이트(31)의 상면에는 소정깊이로 불소수지(43)를 심어주도록 구성하였으므로, 패드(4)는 상하부플레이트(31, 32) 사이에 견고히 지지되게 되며, 또 하부플레이트(32)는 앵커볼트(33)들에 의해 교각(2)에 견고히 고착되어 있으므로, 결국 패드(4)는 교각(2)과 일체화되어 있게 된다. 게다가, 상부플레이트(31)와 면착되는 솔플레이트(37)의 하면에는 불소수지(43)판보다 넓게 경면가공한 스텐레스스틸판(371)을 형성시키고 있으므로, 상술한 바와 같이 상부플레이트(32)는 솔플레이트(37)와 베어링수단을 개재하여 면착되며, 또한 상판(1)과는 솔플레이트(37)가 앵커볼트(33)들로 고착되도록 이루어지므로 솔플레이트(37)는 상판(1)과 일체화되어 있게 된다. 따라서, 상판(1)측에 미치는 충격적인 하중이나 진동 등은 솔플레이트(37)로 전달되어 상부플레이트(31)와 상철판(46)을 개재하여 패드(4)에 전달되는데, 패드(4)는 고무(41)와 철심(42) 의 적층체이므로 이를 감쇄내지는 상쇄시켜서 교각(2)측에는 무리가 가지 않도록 하게 되며, 이러한 기능을 종래의 고안과 거의 유사 내지는 동일하다.

그러나, 본 고안은 상판(1)이 계절이나 일교차에 의한 연신/수축으로 작은 변위를 하던가, 또는 외력(예컨데, 지진 등)에 의하여 큰 변위를 하게 되면, 이를 받아주는 기능은 종래 고안보다 월등한데 이를 통상적인 작은 변위나 큰 변위로 나누어 설명하면 다음과 같다.

먼저, 통상적인 작은 변위가 작용되면 상판(1)과 교각(2)간의 상대적인 변위는 상술한 구조에 의하여 상부플레이트(31)와 솔플레이트(37)간의 변위로 집약되게 되며, 이들은 불소수지(43)판과 스텐레스스틸판(371)이라는 베어링수단에 의하여 면착되어 있는데, 정지마찰력 이내의 힘이 작용되는 작은 변위력하에서는 상부플레이트(31)와 솔플레이트(37)는 변위하지 않으며, 그대신 고무(41)와 철심(42)으로 적층된 패드(4)가 전단변형되면서 상기 변위에 적층하게 된다. 그러나, 그 전단변형량은 미소하므로 변형된 상태에서도 내부응력의 차는 크지 않으며, 따라서 충격이나 진동의 흡수기능에 열화를 초래하지 않게 된다.

그리고, 큰 변위인 경우에는 변형력이 상술한 정지마찰력을 넘어서므로 이때에는 상부플레이트(31)와 솔플레이트(37)간에 상대변위가 일어나게 되며, 일단 이들간에 상대변위가 발생되면, 동마찰계수가 정지마찰계수보다 작으므로 전단변형된 패드(4)는 정상으로 복원하게 되어, 변위와 충격 모두에 적절히 적응하게 된다.

그리고, 종래의 고안에서도 패드(4)의 상면에 불소수지(43)를 적층하고, 이에 윤활요홈(44)을 형성하여 그리스(45)를 주입하므로서 스텐레스스틸재의 윤활판(36)과 원활히 슬라이딩되도록 하였으나, 그리스(45)는 점성이 큰 액상 오일로서 소정기간이 지나면 고화되어 윤활능력을 상실하게 되며, 고무위에 불소수지(43)가 적층되어 있어서 윤활판(36)과 고르게 면착되지 않아서 윤활능력이 떨어지고, 특히 취약한 불소수지(43)판이 고무에 의해 지지되므로 쉽게 파손되어 버리는 문제점이 있음에 비해, 본 고안은 불소수지(43)를 금속재인 상철판(46)에 심어 주었으므로 내구성이 뛰어나며, 그 위에 금속재의 솔플레이트(37)가 경면가공된 스텐레스스틸판(371)을 형성하여 면접되도록 하였으므로, 아무리 충격적인 외력이 작용되어도 불소수지(43)가 파손되지 않으며, 이는 항상 원활한 윤활작용을 보장하게 된다.

또한, 솔플레이트(37)와 상부플레이트(31)간에는 면접되어 있으므로 분리가 이루어지지 않도록 솔플레이트(37)측에서 앵글상의 사이드블럭(372)을 볼트(48) 또는 용접 등의 수단으로 부착시켜 상부플레이트(31)의 하면에서 홀딩되도록 하므로서 교좌장치(3)를 전체로서 세트화 시킬 수 있다.

그리고, 본 고안의 또다른 구성은 패드(4)를 상판(1)측에 일체화되도록 하고, 슬라이딩 수단이 하부플레이트(32)와 하부플레이트(32) 밑에 위치되는 솔플레이트(37)간에 이루어지도록 하는 구조를 제시한 것으로, 슬라이딩수단이 패드(4)의 위쪽에 있던 것을 아래쪽으로 바꾼 것에 불과하며, 그 기능 및 작용은 본 고안의 첫 번째 구성과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.

본 고안은 상술한 바와 같이 종래의 교좌장치가 가지는 기능을 그대로 가지 면서도, 대형교량에서 문제로 되는 고신축량을 받아주며, 이에 따른 추가구성도 간략화 하여 소재비용을 절약하므로서 경제성을 도모할 수 있는 효과적인 고안이다.

Claims (2)

1. 앵커볼트(33)들에 의해 상판(1)과 교각(2)에 각각 견고히 고착되는 상하부플레이트(31, 32)와, 고무(41)와 철심(42)이 교호하여 적층되는 것으로 상기 상하부플레이트(31, 32) 사이에 삽장되는 패드(4)로 이루어지는 교좌장치(3)에 있어서, 상기 패드(4)의 상하면은 상철판(46)과 하철판(47)으로 마감되고, 상기 상하철판(46, 47)들은 각각 상하부플레이트(31, 32)들과 볼트(48)로서 체결되고, 상기 상부플레이트(31)의 상면에는 소정깊이로 불소수지(43)를 심어주고, 상기 상부플레이트(31)와 면착되는 솔플레이트(37)의 하면에는 상기 불소수지(43)판보다 넓게 경면가공한 스텐레스스틸판(371)을 형성시키고, 상기 상판(1)과는 상기 솔플레이트(37)가 앵커볼트(33)들로 고착되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 고신축 교좌장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 솔플레이트(37)가 상판(1) 대신에 교각(2)측에 앵커볼트(33)로 고착되고, 상기 상부플레이트(31)는 상판(1)에 고착되고, 상기 불소수지(43)는 하부플레이트(32)의 하면에 심어져서 상기 솔플레이트(37)의 상면에 심어진 스텐레스스틸판(371)과 면착되는 것을 특징으로 하는 고신축 교좌장치.