KR200206341Y1 - 물받이홈 형성 스페리컬 베어링 - Google Patents

Abstract

본 고안은 교량의 상판을 지지하는 교각의 상부에 설치되어 상판의 하중과 변형을 받아주는 교좌장치중 스페리컬 베어링의 개량에 관한 것으로, 특히 빗물이나 침적수 등이 스페리컬 베어링의 내부에 침투되지 않도록 하는 물받이홈 형성 스페리컬 베어링에 관한 고안이다.

본 고안은 교량의 상판에 앵커볼트를 개재하여 적의 장착되는 상부플레이트와, 교각에 앵커볼트를 개재하여 적의 안착되는 하부플레이트와, 하부플레이트의 요입된 장착부에 착설되는 일면이 평면부이고 타면이 만곡부를 형성하는 구면자를 구비하고, 상부플레이트의 하면에는 윤활판이 형성되고, 하부플레이트의 양측에 돌출되는 서포트에 부착되어 상부플레이트의 이동을 제한하는 앵글로 이루어지는 스페리컬 베어링에 있어서, 상부플레이트의 하면 변측을 따라 소정 깊이로 요입되는 물받이홈이 형성된 것이다.

따라서, 본 고안은 통상의 스페리컬 베어링으로서 요구되는 변형이나 변위에 대해서는 공지의 스페리컬 베어링과 동일하게 기능하면서, 우수나 침투수가 스페리컬 베어링의 주요 기능부에 진입되지 않도록 할 수 있으며, 이러한 마련이 손쉽고도 저렴하여 경제성을 이룰 수 있으면서, 특히 현재 설치된 스페리컬 베어링에도 적용이 가능한 구조를 제공할 수 있는 유용하고 효과적인 고안이다.

Description

물받이홈 형성 스페리컬 베어링{Spherical bearing with gutter}

본 고안은 교량의 상판을 지지하는 교각의 상부에 설치되어 상판의 하중과 변형을 받아주는 교좌장치중 스페리컬 베어링의 개량에 관한 것으로, 특히 빗물이나 침적수 등이 스페리컬 베어링의 내부에 침투되지 않도록 하는 물받이홈 형성 스페리컬 베어링에 관한 고안이다.

강이나 하천뿐만 아니라 바다를 가로질러 양안을 연결하는 교량은 일반적으로 교각위에 상판을 올려주는 구조를 가지며, 교각을 없이 설치하는 사장교(현수교)일지라도 중앙 또는 양안에 상판을 지지하는 구조물(교각 또는 기둥 모두 포함)이 설치되므로 기본적으로는 상판과 교각의 구조를 벗어나지 않으며, 교량의 상판은 교각과 교각 또는 교각과 교대(교각중 양안측에 위치하는 받침으로 교대도 광의로는 교각의 일종이므로 이하에 호칭되는 교각에는 교대도 포함됨)를 이어주는 강체로서 차량이나 사람의 통행을 위해 놓여지는데, 대형 교량인 경우에는 다수의 교각과 상판이 필요로 되며, 상판위에는 사람이나 차량 또는 대하중의 중기나 트레일러등이 통행하므로 시시각각 변화되는 동 하중이 미치게 되며, 게다가 교량이 크면 클수록 상판이 길어지므로 계절의 변화나 일교차에 따른 열변형으로 연신·수축량이 커지며, 특히 상판은 동하절기 기온차에 의한 수축·연신 등의 변형뿐만 아니라 통행하는 차량 등에 의한 동하중으로 변형이 야기될 수 있으므로, 하중이 상판에 작용하는 경우 이를 흡수/완충시켜서 교각 측에 전달되지 않도록 하면서 교각과 상판이 항시 정합되도록 하고자 교좌장치(shoe)를 개재하여 교각에 얹혀지도록 설치되는 것으로, 이로 인해 교량은 충분한 하중 지탱능력을 갖추게 되어 충분한 소요수명을 누릴 수 있게 되는 것이다.

그리고, 이러한 교좌장치에는 충격하중의 흡수능력에서 뛰어난 패드슈형(Pad Shoe Type; 탄성받침)의 교좌장치라던가, 변위에 대한 적응력이 뛰어난 포트베어링형(Pot Bearing Type) 및 스페리컬형(Spherical Bearing Type)의 탄성받침이라던가, 지진 등과 같은 대변위 하에서도 그 기능을 잃지 않도록 하는 내진 또는 면진용 탄성받침 등이 있으며, 본 고안은 상기 형태중 스페리컬형의 탄성받침에 관한 고안으로, 이는 교각이나 교대측에 부착시키는 하부플레이트와 상판에 부착시키는 상부플레이트 및 상기 상하부플레이트 사이에 장설하여 변위와 하중을 흡수/지지하는 완충수단으로 이루어지는 교좌장치의 이동제한부가 특히 구면으로 되어 비틀림변형(입체적 변위)에 적절히 적용되는 것을 칭하는 것이고, 이하에 호칭되는 스페리컬 베어링은 여러 가지 형태의 교좌장치중 주 기능부인 완충수단이 구면자(오일레스 베어링)로 되는 교좌장치에 대한 통칭으로 사용된다.

이러한 스페리컬 베어링중 가장 전형적인 것은 도 4에 전개상태로 도시된 바와 같이, 교량의 상판(4)에 앵커볼트(11)를 개재하여 적의 장착되는 상부플레이트(1)와, 교각(5)에 앵커볼트(21)를 개재하여 적의 안착되는 하부플레이트(2)와, 상기 하부플레이트(2)의 요입된 장착부(22)에 착설되는 일면이 평면부(31)이고 타면이 만곡부를 형성하는 구면자(3)를 구비하고, 상기 상부플레이트(1)의 하면에는 윤활판(12)이 형성되고, 상기 하부플레이트(2)의 양측에 돌출되는 서포트(23)에 부착되어 상기 상부플레이트(1)의 이동을 제한하는 앵글(24)로 이루어진다.

그리고, 상기 구면자(3)는 통상 황동으로 되고 그 만곡부(32)에 다공성 재질을 심어서 이에다가 윤활유를 함입시키거나 부쉬로 쓰는 재질로 이루어지는 오일레스 베어링을 사용하는 것이 일반적이다.

상기와 같이 이루어지는 종래의 고안은 상부플레이트(1)는 상판(4)과 다수의 앵커볼트(11)로 체결되므로 일체로 거동하게 되고, 또 하부플레이트(2)는 교각(5)과 앵커볼트(21)로 체결되어 이도 일체로 거동하므로, 어떠한 변형이나 변위가 상판(4)에 작용되어 상판(4)과 교각(5)간에 변위나 변동이 발생되면, 이는 그대로 상하부플레이트(1, 2)간에 전이되게 되며, 이는 상하부플레이트(1, 2)사이의 구면자(3)가 변위와 변형에 대하여 이를 받아주므로서 상판(4)이 뒤틀리거나 변형되는 것을 해소하고 따라서 교각(5)에 변형 하중이 미치지 않도록 하여 교량의 보호로 충분한 내구력을 보장하도록 한다.

그러나, 상기한 일반적인 스페리컬 베어링은 상판(4)과 교각(5)사이에 개재되므로 장착부(22)의 외주연부에 씰재를 구비하여 이것이 상부플레이트(1)에 밀착되므로서 장착부(22)에 착설되는 구면자(3)가 대기와 밀폐되도록 하고 있는데, 이는 변형이 없는 상태에서는 완전 밀폐가 보장되나 변형이 있는 경우(스페리컬 베어링은 상술한 바와 같이 비틀림 변형이 많은 교량에 사용되므로 변형이 입체적임)에는 틈이 생기게 되며, 이때 이틈으로 콘크리트로 구축되는 상판(4)에 침적되어 유출되는 침투수가 침입하게 되면, 구면자(3)의 수명 및 기능 발휘에 치명적 영향을 미치게 되므로 이의 방지를 위한 대비가 반드시 필요로 하게 된다.

본 고안의 첫번째 과제는 통상의 스페리컬 베어링으로서 요구되는 변형이나 변위에 대해서는 공지의 스페리컬 베어링과 동일하게 기능하여 교각과 상판간의 변형응력을 해소하여 교량에 이상 하중이 작용되지 않도록 하면서, 이러한 변형하에서도 우수나 침투수가 베어링의 주요 기능부에 진입되지 않도록 하고자 개발된 것이며,

두번째 과제는 상기 한 마련이 손쉽고도 저렴하여 경제성을 이룰 수 있으면서, 특히 현재 설치된 스페리컬 베어링에도 적용이 가능한 구조를 제공할 수 있도록 하고자 개발 완성된 고안인데, 이를 도면에 따라 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 구성상태 전개도,

도 2는 도 1의 A-A선 확대단면도,

도 3은 본 고안의 설치상태 단면도,

도 4는 종래 고안의 구성상태 전개도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 상부플레이트

11. 앵커볼트 12. 윤활판 13. 물받이홈 14. 유출로

15. 측면요홈

2. 하부플레이트

21. 앵커볼트 22. 장착부 23. 서포트 24. 앵글

3. 구면자

31. 평면부 32. 만곡부

4. 상판

5. 교각(교대)

도 1은 본 고안의 내부까지 알 수 있도록 구성상태를 전개하여 도시한 구성상태 전개도이고, 도 2는 본 고안의 조립상태에서 도 1의 A-A선에서 절단하여 확대 도시한 단면도이다.

본 고안은 도면에 도시된 바와 같이, 교량의 상판(4)에 앵커볼트(11)를 개재하여 적의 장착되는 상부플레이트(1)와, 교각(5)에 앵커볼트(21)를 개재하여 적의 안착되는 하부플레이트(2)와, 상기 하부플레이트(2)의 요입된 장착부(22)에 착설되는 일면이 평면부(31)이고 타면이 만곡부(32)를 형성하는 구면자(3)를 구비하고, 상기 상부플레이트(1)의 하면에는 윤활판(12)이 형성되고, 상기 하부플레이트(2)의 양측에 돌출되는 서포트(23)에 부착되어 상기 상부플레이트(1)의 이동을 제한하는 앵글(24)로 이루어지는 스페리컬 베어링에 있어서, 상기 상부플레이트(1)의 하면 변측을 따라 소정 깊이로 요입되는 물받이홈(13)이 형성된 것임을 특징으로 한다.

상기한 구성에 있어서, 상기 물받이홈(13)에 대하여 방사상 방향으로 요입 형성되는 유출로(14)가 적어도 1 이상 연결되어 형성된 것임을 특징으로 하면 바람직하다.

상기한 구성에 있어서, 상기 상부플레이트(1)의 측면부에 측면요홈(15)을 형성하고, 상기 유출로(14)와 연통시킨 것임을 특징으로 하면 보다 바람직하다.

도 3은 본 고안의 설치상태 단면도로서, 이를 참고로 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 제 1구성에 의하면, 상하부플레이트(1, 2) 및 구면자(3)로 이루어지는 통상적인 스페리컬 베어링을 기본 구성으로 하고, 게다가 상부플레이트(1)의 하면 변측을 따라 소정 깊이로 요입되는 물받이홈(13)이 형성된 것이므로, 우수나 침투수가 상판(4)을 통해 스페리컬 베어링에 이르러 상부플레이트(1)의 하면을 따라 내부로 진입되더라도, 물받이홈(13)이 변측에 요입되어 형성되어 있으므로, 요입부의 부착면적이 확장되어 있어서 물의 표면장력에 의하여 물받이홈(13)에 침투수가 모여지게 되며, 이는 소정 용량 이상이 되면 자중에 의하여 낙하하면, 하부플레이트(2)의 장착부(22)의 주연부는 다른 부분보다 돌출되어 있으므로, 외부로 유출되게 되며, 따라서 내부로의 진입이 차단되게 된다. 이는 내부의 주 기능부인 구면자(3)로의 침투가 방지되게 하여 그 내구성을 충분히 보장받게 된다.

본 고안의 제 2구성에 의하면, 특히 상기 물받이홈(13)에 대하여 방사상 방향으로 요입 형성되는 유출로(14)가 적어도 1 이상 연결되어 형성된 것이므로, 상술한 바와 같이, 침투수가 물받이홈(13)에 소정 용량 모여지면, 그 자중에 의하여 유출로(14)를 따라 상부플레이트(1)의 외측으로 흘러서 낙하하게 되며, 이는 하부플레이트(2)의 외측이 되어 탄성받침의 내부로의 침투수의 침입을 보다 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 이때, 물론 상기 유출로(14)는 외측으로 갈수록 낮아지는 경사를 형성시키므로서 물받이홈(13)에 집수된 침투수가 외측으로 용이하게 흐를 수 있도록 함은 당연하다. 그리고, 유출로(14)는 하나이상을 형성하는 것으로 바람직하기는 양측으로 대칭이 되게 두개를 형성하는 것이나, 대형의 스페리컬 베어링에서는 그 이상으로도 할 수 있음을 의미한다.

본 고안의 제 3구성에 의하면, 상기 상부플레이트(1)의 측면부에 측면요홈(15)을 형성하고, 상기 유출로(14)와 연통시킨 것이므로, 침투수가 상부플레이트(1)의 측면을 타고 내려오다가 상기 측면요홈(15)에 의하여 집수되어 유출로(14)를 따라 낙하되므로 보다 원천적으로 침투수의 침입을 방지할 수 있게 되어 바람직 하다.

상술한 바와 같이 본 고안은 통상의 스페리컬 베어링으로서 요구되는 변형이나 변위에 대해서는 공지의 스페리컬 베어링과 동일하게 기능하여 교각과 상판간의 변형응력을 해소하여 교량에 이상 하중이 작용되지 않도록 하면서, 우수나 침투수가 스페리컬 베어링의 주요 기능부에 진입되지 않도록 할 수 있으며, 이러한 마련이 손쉽고도 저렴하여 경제성을 이룰 수 있으면서, 특히 현재 설치된 스페리컬 베어링에도 적용이 가능한 구조를 제공 할 수 있는 유용하고 효과적인 고안이다.

Claims (3)

1. 교량의 상판(4)에 앵커볼트(11)를 개재하여 적의 장착되는 상부플레이트(1)와, 교각(5)에 앵커볼트(21)를 개재하여 적의 안착되는 하부플레이트(2)와, 상기 하부플레이트(2)의 요입된 장착부(22)에 착설되는 일면이 평면부(31)이고 타면이 만곡부(32)를 형성하는 구면자(3)를 구비하고, 상기 상부플레이트(1)의 하면에는 윤활판(12)이 형성되고, 상기 하부플레이트(2)의 양측에 돌출되는 서포트(23)에 부착되어 상기 상부플레이트(1)의 이동을 제한하는 앵글(24)로 이루어지는 스페리컬 베어링에 있어서, 상기 상부플레이트(1)의 하면 변측을 따라 소정 깊이로 요입되는 물받이홈(13)이 형성된 것임을 특징으로 하는 물받이홈 형성 스페리컬 베어링.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 물받이홈(12)에 대하여 방사상 방향으로 요입 형성되는 유출로(14)가 적어도 1 이상 연결되어 형성된 것임을 특징으로 하는 물받이홈 형성 스페리컬 베어링.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 상부플레이트(1)의 측면부에 측면요홈(15)을 형성하고, 상기 유출로(14)와 연통시킨 것임을 특징으로 하는 물받이홈 형성 스페리컬 베어링.