KR200180168Y1 - 충격 전이용 교좌장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하천이나 해안등에 설치되어 상시 작용되는 완만한 변위와 지진이나 과도한 횡압력이 작용될시 발생되는 충격적인 변위에도 이들을 전문구조로 각각 감쇄시켜 교각에 무리가 가지 않도록 하는 충격 전이용 교좌장치에 관한 고안이다.

본 고안은 교량의 상판과 교각사이의 소정위치에 적의 설치되는 상부플레이트와 하부플레이트 및 상기 상하부플레이트 사이에 삽장되고 보강판과 압축고무의 조합으로 구성되는 패드로 이루어지는 교좌장치에 있어서; 상판과 상부플레이트사이에 솔플레이트를 개재시켜서 상부플레이트와 솔플레이트간에 윤활장치를 설치하고; 다수의 소공이 천공된 피스톤과, 피스톤의 양측에 부착되는 피스톤로드들로 이루어져 그 내부에 고점도 유체가 충진된 완충실린더 1쌍이 패드의 양측에서 각 피스톤로드의 선단은 솔플레이트에 그리고 그 몸체는 상부플레이트에 부착되어 이루어진 것이다.

따라서, 본 고안은 상시 변형력인 완만한 변형 뿐만 아니라 충격적인 변형까지 흡수하도록 각각 전용의 완충시스템을 일체로 구성할 수 있도록 하며, 그 구조체는 종래의 교좌장치와 대차가 없어서 손쉽게 설치할 수 있도록 하며, 특히 이미 설치되어 있는 통상적인 교좌장치들에도 그 구조를 그대로 적용하여 면진기능을 부여 할 수 있는 구조를 제공하고자 한 것으로 효과적이고 유용한 고안이다.

Description

충격 전이용 교좌장치{Bridge shoe for shifting a shock}

본 고안은 하천이나 해안 등에 설치되어 상시 작용되는 완만한 변위와 지진이나 과도한 횡압력이 작용될 시 발생되는 충격적인 변위에도 이들을 전문구조로 각각 감쇄시켜 교각에 무리가 가지 않도록 하는 충격 전이용 교좌장치에 관한 고안이다.

교좌장치란 교량의 슬라브 구조체인 상판이 이를 지지하는 교각에 적절히 얹혀서 지지되도록 하기 위해 설치되는 장치로서 교량의 규격이나 지지하중에 따라 여러 가지 형태와 기능을 가지는데, 우리 나라를 비롯하여 세계각국들은 여러 가지 형태의 교좌장치를 앞다투어 개발하여 현재에는 각종 특수기능의 교좌장치가 속속들이 개발되어 사용되고 있으나, 아직까지 상시 변형과 함께 지진 등에 적응될 수 있는 면진용의 교좌장치는 그다지 많이 개발되지 않고 있으나, 요즈음 수회 반복되는 지진 등에 의하여 우리 나라도 더 이상 지진으로부터 안전할 수 없다는 인식이 확산되면서 면진용 교좌장치에 대한 연구도 활성화되고 있는 추세이다.

이렇게, 면진기능을 가지는 교좌장치로는 본인의 선발명으로서 특허출원 제97-1591호와 본인의 또다른 출원인 실용신안 제97-737호가 있으며, 이들은 각각 탄성체인 코일상 스프링과 고무상의 뎀퍼를 이용하여 충격적인 변위에 교좌장치의 변위를 지지하는 핵심인 패드(3)를 보호할 수 있도록 하였다는 점에서는 그 의의가 있으나, 본 고안의 핵심적 구조와는 대비가 곤란하며, 본 고안과 그 기술적 사상을 유사하게 가지는 선행기술로서는 일본국의 특공소 63-35792호(공고 88년 7월 18일)와 본인의 특허출원 제98-59183호 등이 있으며, 이들중 상기 특공소 63-35792호는 도 5에 도시된 바와 같이 '설치물의 기부를 취부한 취부반과 기초부에 고정한 고정반과의 사이에 하면에 저마찰재를 가지고, 고정반의 주벽내저면과 간극을 가지고 점성 저항면이 있는 지승체를 설치하고, 그 외측을 중공원통고무로 포위하고, 그 내부에 상기 간극을 채우도록 점성유체를 봉입한 면진장치'라는 구성으로 이루어지는데, 이는 순순히 유체만의 점성도를 이용하여 진동을 감쇄시키므로서 면진기능을 가지는 것이므로 감쇄 효과가 의심스러우며, 본인의 특허출원 제98-59183호는 도 6에 도시한 바와 같이 '교량의 상판(6)과 교각(7) 사이의 소정위치에 적의 설치되는 상부플레이트(1)와 하부플레이트(2) 및 상기 상하부플레이트(1, 2) 사이에 삽장되는 패드(3)로 이루어지는 교좌장치에 있어서; 상기 상부플레이트(1)의 삽장위치에 장착되는 솔플레이트(4)를 2단 체널상으로 형성하여 그 내부를 윤활면으로 하고; 다수의 소공(52)이 천공된 피스톤(51)을 구비하고 내부에 고점도 유체가 충진된 완충 실린더(5)가 상기 솔플레이트(4)의 양단 내측에 부착되고; 상기 피스톤(51)의 내측을 향하도록 대향되게 설치된 피스톤로드(53, 53)들이 중앙에 부착되는 지지로드가 일단은 상기 패드(3)의 상철판(33)에 부착되는 상부플레이트(1)와 접합되고, 타단은 상기 솔플레이트(4)의 2단 체널 내면에 형성되는 윤활면(41)과 적절히 슬립되는 불소수지판(11)이 그 상단에 부착되어 이루어진 것'이므로, 한층 높은 효과를 기대할 수는 있으나, 특수 형상의 교좌장치로서 제작 및 설치 등에 특수한 시방이 필요로 하게 된다.

본 고안은 상기한 문제점들을 개선하고자 연구하여 완성된 고안으로, 이는 상시 변형력인 완만한 변형뿐만 아니라 지진 등에 의해 유발되는 충격적인 변형까지 흡수하도록 각각 전용의 완충시스템을 일체로 구성할 수 있도록 하며, 또한, 그 구조체는 종래의 교좌장치와 대차가 없어서 손쉽게 설치할 수 있도록 하며, 특히 이미 설치되어 있는 통상적인 교좌장치들에도 그 구조를 그대로 적용하여 면진기능을 부여 할 수 있는 구조를 제공하고자 한 것으로 이를 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 설치상태 단면모식도,

도 2는 본 고안의 구성상태 전개도,

도 3은 도 2의 A-A선 단면확대도,

도 4는 도 2의 B-B선 단면확대도,

도 5는 종래 고안의 구성상태도,

도 6은 종래 고안의 다른 구성상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 --- 상부플레이트(upper plate)

11 --- 불소수지판(P.T.F.E 판) 12 --- 앵커볼트

13 --- 볼트

2 --- 하부플레이트(lawer plate)

22 --- 앵커볼트 23 --- 볼트

3 --- 패드(Pad)

31 --- 압축고무 32 --- 보강판

33 --- 상철판 34 --- 하철판

4 --- 솔플레이트(Sole plate)

41 --- 스텐레스스틸판 42 --- 브라켓

5 --- 완충실린더

51 --- 피스톤 52 --- 소공

53 --- 피스톤로드

6 ---상판

61 --- P.C빔

7 --- 교각(교대)

도 1은 본 고안의 교좌장치를 교량에 설치한 상태를 모식적으로 도시한 단면모식도이고, 도 2는 본 고안 충격 전이용 교좌장치의 구성을 내부의 윤활장치도 알 수 있도록 전개상태로 도시한 전개상태도이고, 도 3은 도 2의 A-A선에서 절단한 단면확대도이고, 도 4는 도 2의 B-B선에서 절단한 단면확대도이다.

본 고안은 도면에 도시된 바와 같이, 교량의 상판(6)과 교각(7) 사이의 소정위치에 적의 설치되는 상부플레이트(1)와 하부플레이트(2) 및 상기 상하부플레이트(1, 2) 사이에 삽장되고 보강판(32)과 압축고무(31)의 조합으로 구성되는 패드(3)로 이루어지는 교좌장치에 있어서; 상기 상판(6)과 상기 상부플레이트(1)사이에 솔플레이트(4)를 개재시켜서 상부플레이트(1)와 솔플레이트(4)간에 윤활장치를 설치하고; 다수의 소공(52)이 천공된 피스톤(51)과, 상기 피스톤(51)의 양측에 부착되는 피스톤로드(53, 53)들로 이루어져 그 내부에 고점도 유체가 충진된 완충 실린더(5) 1쌍이 상기 패드(3)의 양측에서 각 피스톤로드(53, 53)의 선단은 상기 솔플레이트(4)에 그리고 그 몸체는 상부플레이트(1)에 부착되어 이루어진 것임을 특징으로 한다.

상기한 구성에 있어서, 상기 윤활장치는 상기 솔플레이트(4)의 하면에는 스텐레스스틸판(41)이 부착되고, 상기 상부플레이트(1) 상면에는 불소수지판(11)이 부착되어 이루어진 것임을 특징으로 하면 바람직하다.

상기한 구성에 있어서, 상기 상부플레이트(1)와 상철판(33)간에 다수의 볼트(13)로 체결되고, 상기 하부플레이트(2)와 하철판(34)간에 다수의 볼트(23)로 체결되어 일체를 이루는 것을 특징으로 하면 보다 바람직하다.

도면에 있어서 미설명부호 12, 22는 앵커볼트로 종래의 고안에서는 각각 상하부플레이트(1, 2)를 본 고안에서는 솔플레이트(4)와 하부플레이트(2)를 상판(6) 하단의 P.C빔(61)과 교각(7)측에 매입 지지되도록 하는 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 고안은 다음과 같이 작용된다.

청구범위 제 1항의 고안에 있어서, 본 고안의 충격 전이용 교좌장치는 종래의 교좌장치보다 대하중의 변위도 지지할 수 있도록 한 것으로 본 고안은 전체로서는 종래의 고안과 동일하게 상하부플레이트(1, 2) 및 그 내부에 보강판(32; 하중 규모에 따라서는 생략할 수도 있음)으로 보강된 압축고무(31)로 이루어지는 패드(3)로 구성되어 전체적인 작용은 종래의 고안과 동일하게 완만한 변위 및 변형 등을 적절히 해소하도록 작용되는데, 이 기능은 패드(3)가 담당하는 것으로, 상기 패드(3)는 공지기술로서 패드(3)의 상하측에 일정두께의 철판들인 상하철판(33, 34)을 일체로 구성하고, 이를 상하철판(33, 34)들과 상하부플레이트{(1, 2); 본 고안에서는 상부플레이트(1) 대신에 솔플레이트(4)}들간에 함께 움직이도록 하였다. 이때, 고무 입방체내에 철판으로 보강판(32)을 심어주거나 납 등의 연성금속을 수직의 지주상으로 하나 또는 다수개를 심어주는등 여러 가지 형태로 제작할 수 있으며, 이 경우 고무입방체를 이루는 고무는 압축강도를 월등 강화시킨 압축고무(31)를 사용함이 통례이다. 따라서, 상기와 같은 패드(3)는 통상의 완만한 하중의 변경이나 변위도 적절히 받아낼 수 있는데, 이러한 패드(3)를 사용하더라도 상판(6)과 교각(7)간에 작용되는 상대 변형력이 그대로 패드(3)측에 전달되어야 상술한 기능을 수행할 수 있게 된다.

그리고, 상판(6)과 상부플레이트(1)의 사이에는 솔플레이트(4)를 개재시키는데, 상기 솔플레이트(4)는 중앙 하면의 소정 면적이나, 또는 이와 면접촉되는 상부플레이트(1)의 상면에는 서로간에 원활히 미끄러질 수 있게 하는 윤활장치를 설치하는데, 이러한 윤활장치로는 종래로부터 즐겨 사용되는 베어링(Oiless Bearing)또는 부쉬(Bush)등이 통상적으로 사용될 수 있다.

게다가, 상기 패드(3)의 양측에서 각 피스톤로드(53, 53)의 선단은 상기 솔플레이트(4)에 부착된 브라켓(42)에 끼워져 고정되고, 그리고 그 몸체가 상부플레이트(1)에 부착되는 완충실린더(5) 1쌍은 각각이 다수의 소공(52)이 천공된 피스톤(51) 및 상기 피스톤(51)의 양측에 부착되는 피스톤로드(53, 53)들로 이루어져 그 내부에 고점도 유체가 충진된 것으로, 상부플레이트(1)와 솔플레이트(4)간의 변위시에 완충실린더(5)가 기능하게 되는데, 이는 실린더(5)내에 충진된 고점도 유체가 피스톤(51)의 소공(52)을 통해 한쪽 밀실에서 다른쪽 밀실로 이행(移行)할 시 유압에 의하여 피스톤(51)이 서서히 움직이도록 한다.

그런데, 상판(6)에 다수의 앵커볼트(12)에 의하여 부착된 솔플레이트(4)는 상판(6)과 같이 변위하게 되고, 이에 대해 교각(7)과 앵커볼트(22)로 부착되는 하부플레이트(2)는 그와 일체를 이루는 패드(3)를 통해 다시 상부플레이트(1)와 일체화 되어 교각(7)과 함께 변위하므로, 결국 상판(6)과 교각(7)이 상대적으로 변위되면, 솔플레이트(4)와 상부플레이트(1)간의 상대 변위로 귀착하게 되는데, 통상적인 신축(일교차나 계절적 온도차에 의한 연신/수축)은 완만하게 이루어지므로 이러한 변위시에는 완충실린더(5)는 이러한 변위를 구속하지 않고, 따라서 상부플레이트(1)와 솔플레이트(4)간에 장착된 윤활장치가 이를 해소하게 되며, 게다가 패드(3)는 하중을 지지하면서 전단변형으로 상기한 변위도 함께 해소하게 되나, 지진 등과 같은 급격한 변위가 작용될 때는 완충실린더(5)에 의하여 급격한 변위를 구속하므로 상부플레이트(1)와 솔플레이트(4)간의 윤활장치는 작용하지 못하게 되며, 이러한 충격적인 하중은 패드(3)가 담당을 하게 된다. 그러나, 패드(3)는 탄성고무재로 되어 통상 그 두께의 1/2까지는 전단변형으로 변위를 받아줄 수 있는데, 예컨데 50m의 교량이라면, 온도차에 의한 변위가 50㎜정도이나 지진 등에 의한 급격한 변위는 큰 충격력과 급격한 변위를 수반하기는 하나 통상 30㎜를 넘지 못하므로 패드(3)에서 충분히 그 변위를 받아줄 수 있게 된다. 즉, 상술한 온도차에 의한 변위는 완만하기는 하나 큰 폭으로 변위되므로 윤활장치가 대부분의 변위를 해소하면서 패드(3)도 일부를 지지하도록 하고, 지진 등과 같은 급격한 변위는 패드(3)가 받아주도록 하는데, 상술한 바와 같은 조건하에서는 패드(3)의 두께를 60㎜로 하면 면진기능도 발휘할 수 있게되어 교좌장치의 높이를 낮추면서 면진기능도 발휘할 수 있게 된다.

청구범위 제 2항의 고안에 있어서, 본 고안은 상기한 기본구성과 더불어, 특히 윤활장치를 상기 솔플레이트(4)의 하면에는 스텐레스스틸판(41)이 부착되고, 상기 상부플레이트(1) 상면에는 불소수지판(11)이 부착되어 이루어진 것으로 하여, 면접촉시의 윤활력을 향상시킬 수 있도록 하였다.

청구범위 제 3항의 고안에 있어서, 본 고안은 상기 기본 구성에 있어서, 특히 상기 상부플레이트(1)와 상철판(33)간에 다수의 볼트(13)로 체결되고, 상기 하부플레이트(2)와 하철판(34)간에 다수의 볼트(23)로 체결되어 일체를 이루도록 구성하였는데, 따라서 패드(3)는 상하부플레이트(1, 2)와 일체를 이루게 되어 상술한 바와 같이, 상판(6)과 교각(7)간의 급격한 변위를 패드(3)가 전적으로 받아줄 수 있게 되며, 이때 결합에 사용되는 볼트(13, 23)들의 수량은 4귀퉁이에 1EA씩 장설하는 것이 일반적이나, 플레이트(1, 2)와 철판(33, 34)간의 결합면적 및 하중 등을 고려하여 그 규격이나 수량 등을 자재로이 조절하여 결정할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 고안은 상시 변형력인 완만한 변형뿐만 아니라 지진 등에 의해 유발되는 충격적인 변형까지 흡수하도록 각각 전용의 완충시스템을 일체로 구성할 수 있도록 하며, 또한, 그 구조체는 종래의 교좌장치와 대차가 없어서 손쉽게 설치할 수 있도록 하며, 특히 이미 설치되어 있는 통상적인 교좌장치들에도 그 구조를 그대로 적용하여 면진기능을 부여 할 수 있는 구조를 제공하고자 한 것으로 효과적이고 유용한 고안이다.

Claims (3)

1. 교량의 상판(6)과 교각(7) 사이의 소정위치에 적의 설치되는 상부플레이트 (1)와 하부플레이트(2) 및 상기 상하부플레이트(1, 2) 사이에 삽장되고 보강판(32)과 압축고무(31)의 조합으로 구성되는 패드(3)로 이루어지는 교좌장치에 있어서;

   상기 상판(6)과 상기 상부플레이트(1)사이에 솔플레이트(4)를 개재시켜서 상부플레이트(1)와 솔플레이트(4)간에 윤활장치를 설치하고;

   다수의 소공(52)이 천공된 피스톤(51)과, 상기 피스톤(51)의 양측에 부착되는 피스톤로드(53, 53)들로 이루어져 그 내부에 고점도 유체가 충진된 완충 실린더(5) 1쌍이 상기 패드(3)의 양측에서 각 피스톤로드(53, 53)의 선단은 상기 솔플레이트(4)에 그리고 그 몸체는 상부플레이트(1)에 부착되어 이루어진 것임을 특징으로 하는 충격 전이용 교좌장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 윤활장치는 상기 솔플레이트(4)의 하면에는 스텐레스스틸판(41)이 부착되고, 상기 상부플레이트(1) 상면에는 불소수지판(11)이 부착되어 이루어진 것임을 특징으로 하는 충격 전이용 교좌장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 상부플레이트(1)와 상철판(33)간에 다수의 볼트(13)로 체결되고, 상기 하부플레이트(2)와 하철판(34)간에 다수의 볼트(23)로 체결되어 일체를 이루는 것을 특징으로 하는 충격 전이용 교좌장치.