KR20020087577A

KR20020087577A - 교좌장치

Info

Publication number: KR20020087577A
Application number: KR1020010026215A
Authority: KR
Inventors: 김용성; 김용철
Original assignee: (주)엠피기술산업
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2002-11-23

Abstract

본 발명은, 교량 상부구조물과, 상기 교량 상부구조물을 지지하는 교량 하부구조물을 갖는 교좌장치에 있어서, 상기 교량 상부구조물 및 상기 교량 하부구조물 사이에 배치되어 상기 교량 상부구조물 및 상기 교량 하부구조물간에 발생가능한 상대 진동을 감쇠하는 적어도 하나의 스프링부재와; 상기 스프링부재를 상기 교량 상부구조물 및 상기 교량 하부구조물 중 어느 하나에 결합시키는 결합수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 교량 상부구조물 및 교량 하부구조물간에 발생되는 상대 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있도록 한 교좌장치가 제공된다.

Description

교좌장치{APPARATUS FOR SUPPORTING BRIDGE STRUCTURES}

본 발명은, 교좌장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 교량 상부구조물과 교량 하부구조물간의 탄성 지지구조가 개선된 교좌장치에 관한 것이다.

도 10은 종래의 교좌장치의 요부 확대 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 교량 상부구조물(110) 및 교량 하부구조물(120) 사이에는, 교량 상부구조물(110) 및 상기 교량 하부구조물(120)에 각각 결합되는 상부지지부(130) 및 하부지지부(140)와, 각 지지부(130,140) 사이에 배치되는 베어링(150)이 마련되어 있다.

상부지지부(130) 및 하부지지부(140)에는 판면에 복수의 앵커(132,142)가 마련되어 있다. 앵커(132,142)는 각각 교량 상부구조물(110) 및 교량 하부구조물(120)에 일체로 매입됨으로써 상부지지부(130) 및 하부지지부(140)가 교량 상부구조물(110) 및 교량 하부구조물(120)에 각각 고정되도록 한다.

베어링(150)은 고무로 형성되어 진동을 감쇠하는 베어링본체(151)와, 베어링본체(151) 내에 소정의 이격 간격을 두고 판면방향으로 층상 배열되어 베어링본체(151)에 강성을 부여하는 복수의 보강판(153)을 갖는다.

이러한 베어링(150)은 상부지지부(130) 및 하부지지부(140) 사이에 배치되어 교량 상부구조물(110) 및 교량 하부구조물(120)간의 상대 진동을 감쇠시킨다.

그런데, 전술한 베어링의 구조를 통해서는 교량 상부구조물과 교량 하부구조물간에 발생되는 상대 진동, 특히 지진에 의한 진동을 효과적으로 감쇠시키기가 용이하지 않다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 교좌장치에 있어서는, 교량 하부구조물에 대해 교량 상부구조물을 지지하는 별도의 수단이 마련되어 있지 않아 진동이나 지진, 혹은 태풍과 같은 자연재해가 발생할 경우, 교량 상부구조물이 교량 하부구조물로부터 이탈될 수도 있다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 교량 상부구조물 및 교량 하부구조물간에 발생되는 상대 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있도록 한 교좌장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 교량 하부구조물에 대해 교량 상부구조물이 수평방향으로 소정 거리 유동하는 것을 허용하면서도 교량 상부구조물이 교량 하부구조물로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 한 교좌장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 교좌장치의 사시도,

도 2는 도 1의 개략적인 측면도,

도 3은 도 2의 요부 확대 사시도,

도 4는 도 3의 스프링부재와 하부지지부간의 분해 사시도,

도 5는 도 4에 대응하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스프링부재와 하부지지부간의 분해 사시도,

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스프링부재와 하부지지부간의 분해 사시도,

도 7은 도 3의 결합상태의 단면도,

도 8은 도 3의 다른 실시예에 따른 결합상태의 단면도,

도 9는 도 7의 다른 실시예에 따른 결합상태의 단면도,

도 10은 종래의 교좌장치의 요부 확대 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 교량 상부구조물 20 : 교량 하부구조물

30 : 상부지지부 40 : 하부지지부

43 : 탭핑부 50 : 스프링부재

51a : 수나사부 60 : 클램프부재

상기 목적은, 본 발명에 따라, 교량 상부구조물과, 상기 교량 상부구조물을 지지하는 교량 하부구조물을 갖는 교좌장치에 있어서, 상기 교량 상부구조물 및 상기 교량 하부구조물 사이에 배치되어 상기 교량 상부구조물 및 상기 교량 하부구조물간에 발생가능한 상대 진동을 감쇠하는 적어도 하나의 스프링부재와; 상기 스프링부재를 상기 교량 상부구조물 및 상기 교량 하부구조물 중 어느 하나에 결합시키는 결합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 교좌장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 교량 상부구조물 및 상기 교량 하부구조물에 각각 결합되는 상부지지부 및 하부지지부를 더 포함하며, 상기 결합수단은, 상기 스프링부재의 일측 자유단부에 형성된 수나사부와; 상기 수나사부가 나사결합될 수 있도록 상기 상부지지부 및 상기 하부지지부 중 어느 하나에 형성되는 탭핑부를 포함한다.

상기 스프링부재는 압축코일 스프링인 것이 유리하다.

상기 스프링부재 내에 삽입되는 추가의 압축코일 스프링을 더 포함할 수 있다.

상기 스프링부재 내에 상기 교량 상부구조물의 하중방향을 따라 삽입되는 탄성부재를 더 포함하는 것이 유리하다. 이 때, 상기 탄성부재는 연질의 금속재질로 형성할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하며, 동일 구성에 관해서는 동일 부호를 부여한다.

교좌장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 상호 연접된 한 쌍의 교량 상부구조물(10)과, 교량 상부구조물(10)의 하부에 배치되어 교량 상부구조물(10)을 지지하는 교량 하부구조물(20)을 갖는다.

교량 상부구조물(10)은 차량이 주행하는 차량용 교량상판(12)과, 차량용 교량상판(12)에 대해 단턱을 두고 배치되어 사람들이 걸어 다니는 인도용 교량상판(14)으로 나뉜다. 인도용 교량상판(14)의 끝단에는 방호벽이 설치되어 있다.

교량 하부구조물(20)에 비해 교량 상부구조물(10)은 온도변화 및 하중에 따라서 팽창하고 수축되는 정도가 크다. 따라서 일정한 길이 이상으로 건설되는 교량 상부 구조물은 도 2에 도시된 바와 같이, 일정 길이마다 적정한 간격(일반적으로 "유간(H)"이라 함)을 가지고 있다. 유간(H)에는 교량용 신축이음장치(미도시)가 설치되는데 신축이음장치로 인해 교량 상부구조물(10)이 손상되는 것이 방지된다.

교량 상부구조물(10) 및 교량 하부구조물(20) 사이에는 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 지지부(30,40)와, 교량의 내진 안전성 확보를 위해 각 지지부(30,40) 사이에 배치되는 스프링부재(50)와, 교량 상부구조물(10)이 수평방향으로 소정 거리 이동하는 것은 허용하면서도 교량 상부구조물(10)이 교량 하부구조물(20)로부터 이탈되는 것을 방지하는 클램프부재(60)가 설치되어 있다.

클램프부재(60)는 상부지지부(30)와 하부지지부(40)에 각각 고정되는 한 쌍의 클램프부재부분(60a,60b)으로 이루어져 있다. 각 클램프부재부분(60a,60b)은 각 지지부(30,40)에 고정되는 고정부(62a,62b)와, 고정부(62a,62b)로부터 절곡 연장되는 측방제한부(64a,64b)와, 측방제한부(64a,64b)의 말단에 형성되는 상하제한부(66a,66b)를 갖는다. 클램프부재(60)는 철재질로 형성될 수 있으므로, 클램프부재(60)의 각 고정부(62a,62b)는 용접 혹은, 볼트결합에 의해 상부지지부(30) 및 하부지지부(40)에 고정된다. 이 때, 고정부(62a,62b)의 결합위치는 도 3 및 도 7과 같이, 각 지지부(30,40)의 판면에 결합될 수도 있으며, 도 8에 도시된 바와 같이, 각 지지부(30,40)의 측부에 결합될 수 있다. 이 때는 용접의 편의를 위해 고정부(62a,62b)에 플랜지부(미도시)를 형성시킬 수도 있다.

그리고 각 클램프부재부분(60a,60b)에 형성된 각각의 측방제한부(64a,64b) 및 상하제한부(66a,66b)는 도 7에 도시된 바와 같이, 소정의 유동간격(A,B,C,D 도 7에 확대 도시)이 발생하도록 상호 헐겁게 걸림유지된다.

즉, 유동간격(A,B)으로 인해 교량 상부구조물(10)은 교량 하부구조물(20)에 대해 소정 거리 측방이동이 허용되며, 유동간격(C,D)으로 인해서는, 교량 상부구조물(10)이 교량 하부구조물(20)에 대해 소정 거리 상하방향 이동이 허용된다. 따라서 지진이 발생할 경우, 수평력에 대한 변위를 흡수할 수 있다. 그러나 자연재해로 인해 교량 상부구조물(10)이 교량 하부구조물(20)에 대해 들뜬 상태가 될 경우에는 상하제한부(66a,66b)로 인해 교량 상부구조물(10)이 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

따라서 이 같은 유동간격(A,B,C,D)을 가지고 배치된 클램프부재부분(60a,60b)은 전술한 베어링(50)과 더불어 교량의 진동문제를 효과적으로 감쇠시켜 교량의 수명을 연장시키며, 또한 교량 상부구조물(10)이 이탈되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상부지지부(30)의 판면에는 복수의 상부앵커(32)가 마련되어 있다. 상부앵커(32)는 교량 상부구조물(10)에 일체로 매입됨으로써, 상부지지부(30)가 교량 상부구조물(10)에 고정될 수 있도록 한다. 이 때, 상부앵커(32)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상부지지부(30)에 용접에 의해 결합될 수도 있을 뿐만 아니라 상부지지부(30)에 소정의 관통공을 형성시키고 상부앵커(32)를 삽입 배치한 후, 복수의 너트(미도시)를 이용하여 상부지지부(30)에 상부앵커(32)를 결합시킬 수도 있다.

상부지지부(30)와 마찬가지로 하부지지부(40)의 판면에도 복수의 하부앵커(42)가 마련되어 있다. 하부앵커(42) 역시, 교량 하부구조물(20)에 일체로 매입됨으로써, 하부지지부(40)가 교량 하부구조물(20)에 고정될 수 있도록 한다. 이 때, 하부앵커(42) 역시, 전술한 상부앵커(32)와 같은 방법으로 하부지지부(40)에 결합시킬 수 있다. 그리고 상부앵커(32) 및 하부앵커(42)는 볼트나 긴 봉의 형태로 이루어질 수도 있으며, 말단이 휘어진 고리형상(소위, Ｊ형 앵커 혹은 Ｌ형 앵커라 함)을 가질 수도 있다.

스프링부재(50)는 상부지지부(30) 및 하부지지부(40) 사이에 배치되어 교량 상부구조물(10) 및 교량 하부구조물(20)간에 발생가능한 상대 진동을 감쇠한다. 즉, 교량 상부구조물(10)의 하중에 대해서는 압축력이 작용될 수 있도록 하고, 교량 상부구조물(10)이 수평방향으로 이동하는 변위에 대해서는 전단력이 작용될 수 있도록 한다. 이러한 스프링부재(50)는 상부구조물(10) 및 하부구조물(20)에 결합될 수도 있으나, 본 실시예에서는 소정의 결합수단에 의해 하부지지부(40)에 결합되도록 하고 있으며, 압축코일 스프링(70)으로 대용하고 있다.

이를 위해, 하부지지부(40)에 인접한 스프링부재(50)의 일측 자유단부에는 수나사부(51b)가 형성되어 있으며, 하부지지부(40)의 판면에는 수나사부(51b)가 나사결합될 수 있도록 탭핑부(43)가 형성되어 있다. 그리고 상부지지부(30)에는 스프링부재(50)의 유동을 제한하는 함몰된 고정턱(72)이 형성되어 있다. 이 고정턱(72)에 스프링부재(50)가 효과적으로 끼워질 수 있도록 스프링부재(50)의 타측 자유단부(51a) 역시, 수나사부(51b)와 마찬가지로 스프링부재(50)의 각 단을 촘촘하게 구부려서 형성할 수 있다. 이에, 스프링부재(50)의 결합을 매우 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 스프링부재(50)가 이탈되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 노후된 스프링부재(50)의 교환작업 역시, 용이하게 수행할 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각 지지부(30,40)에는 단일의 스프링부재(50)가 마련될 수 있다. 그러나 교량 상부구조물(10) 및 교량 하부구조물(20)의 크기 및 중량에 따라 도 5에 도시된 바와 같이, 각 지지부(30,40) 사이에 여러 개의 스프링부재(50)를 설치할 수 있다.

한편, 교량 하부구조물(20)에 대한 교량 상부구조물(10)의 압축력 및 전단력을 좀 더 높이기 위해, 도 6에 도시된 바와 같이, 스프링부재(50) 내에 추가의 압축코일 스프링(70)을 더 삽입할 수도 있다. 이 때는 스프링부재(50)와 추가의 압축코일 스프링(70)이 가지는 탄성계수를 서로 동일하게 하거나, 혹은 상이하게 함으로써 적절한 압축력 및 전단력을 갖도록 할 수도 있다.

스프링부재(50) 내에는 교량 상부구조물(10)의 하중 방향을 따라 탄성부재(80)가 삽입되어 있다. 탄성부재(80)는 납과 같은 연질의 금속재질로 형성된다. 이러한 탄성부재(80)는 스프링부재(50)와 더불어 교량 상부구조물(10)의 하중에 대한 압축력을 서포트하기도 하고, 교량 상부구조물(10)이 수평방향으로 이동하는 변위에 대한 전단력을 지지하기도 한다.

따라서 교량 상부구조물(10)에 따라 도 4에서와 같이, 하나의 스프링부재(50) 및 탄성부재(80)를 설치할 수도 있고, 도 5에서와 같이, 여러 개의스프링부재(50) 및 탄성부재(80)를 설치할 수도 있다. 또한, 도 도 6에 도시된 바와 같이, 스프링부재(50) 내에 추가의 압축코일 스프링(70)이 더 마련될 경우, 이 추가의 압축코일 스프링(70) 내에 탄성부재(80)를 삽입할 수도 있다.

이러한 구성에 의해 본 발명에 따른 교좌장치를 설치하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 교량 상부구조물(10)의 하단에 상부앵커(32)를 매입하면서 상부지지부(30)를 교량 상부구조물(10)에 고정한다. 마찬가지로 교량 하부구조물(20)의 상단에 하부앵커(42)를 매입하면서 하부지지부(40)를 교량 하부구조물(20)에 고정한다.

그런 다음, 스프링부재(50)를 하부지지부(40)에 결합시키고, 상부지지부(30)와 하부지지부(40)의 둘레를 따라 한 쌍의 지지부(30,40)가 상호 걸림유지될 수 있도록 하면서 각 클램프부재부분(60a,60b)을 결합한다. 이 때, 한 쌍의 클램프부재부분(60a,60b)은 각 지지부(30,40)의 일측변에만 결합시킬 수도 있을 뿐만 아니라 각 지지부(30,40)의 둘레를 따라 간헐적으로 결합시킬 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에서는, 스프링부재(50)의 결합구조를 개선하고 클램프부재(60)를 설치함으로써, 교량 상부구조물(10) 및 교량 하부구조물(20)간에 발생되는 상대 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있고, 교량 하부구조물(20)에 대해 교량 상부구조물(10)이 수평방향으로 소정 거리 유동하는 것을 허용하면서도 교량 상부구조물(10)이 교량 하부구조물(20)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 스프링부재(50)의 결합구조는 도 9에 도시된 바와 같이, 수행할 수 있다. 즉, 상부지지부(30) 및 하부지지부(40)에 소정의 돌기(73a,73b)를 각각 마련한 후, 스프링부재(50)가 각 돌기(73a,73b)들에 끼워져 이탈되지 않도록 할 수도 있다. 이 때, 돌기(73a,73b)들은 상부지지부(30) 및 하부지지부(40)에 용접 혹은 볼트 결합에 의해서 마련될 수 있다.

또한, 도면에는 도시하고 있지 않으나, 상부지지부(30) 및 하부지지부(40)에 스프링부재(50)의 형상과 거의 동일한 고리 형상의 홈을 판 후, 스프링부재(50)가 각 홈에 끼워질 수 있도록 하는 것 역시, 가능하다.

전술한 실시예에서는, 클램프부재부분의 고정부가 각 지지부에 고정되도록 하고 있으나, 고정부는 교량 상부구조물 및 교량 하부구조물에 고정되도록 할 수도 있음은 물론이다.

또한, 스프링부재에 형성된 수나사부를 상부지지부에 결합시킬 수도 있음은 물론이거니와, 상부지지부 및 하부지지부가 없을 경우에는, 교량 상부구조물 및 교량 하부구조물에 일체로 매입할 수도 있다.

또한, 본 발명의 사상은 교좌장치가 아닌 일반 구조물에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 교량 상부구조물 및 교량 하부구조물간에 발생되는 상대 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있을 뿐만 아니라 면진작용을 수행할 수 있도록 한 교좌장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 교량 하부구조물에 대해 교량 상부구조물이 수평방향으로 소정 거리 유동하는 것을 허용하면서도 교량 상부구조물이 교량 하부구조물로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 한 교좌장치가 제공된다.

Claims

교량 상부구조물과, 상기 교량 상부구조물을 지지하는 교량 하부구조물을 갖는 교좌장치에 있어서,

상기 교량 상부구조물 및 상기 교량 하부구조물 사이에 배치되어 상기 교량 상부구조물 및 상기 교량 하부구조물간에 발생가능한 상대 진동을 감쇠하는 적어도 하나의 스프링부재와;

상기 스프링부재를 상기 교량 상부구조물 및 상기 교량 하부구조물 중 어느 하나에 결합시키는 결합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 교좌장치.
제1항에 있어서,

상기 교량 상부구조물 및 상기 교량 하부구조물에 각각 결합되는 상부지지부 및 하부지지부를 더 포함하며,

상기 결합수단은,

상기 스프링부재의 일측 자유단부에 형성된 수나사부와; 상기 수나사부가 나사결합될 수 있도록 상기 상부지지부 및 상기 하부지지부 중 어느 하나에 형성되는 탭핑부를 포함하는 것을 특징으로 하는 교좌장치.
제2항에 있어서,

상기 스프링부재는 압축코일 스프링인 것을 특징으로 하는 교좌장치.
제3항에 있어서,

상기 스프링부재 내에 삽입되는 추가의 압축코일 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교좌장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스프링부재 내에 상기 교량 상부구조물의 하중방향을 따라 삽입되는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교좌장치.
제5항에 있어서,

상기 탄성부재는 연질의 금속재질인 것을 특징으로 하는 교좌장치.