KR200238768Y1

KR200238768Y1 - 내진용 교좌장치

Info

Publication number: KR200238768Y1
Application number: KR2020010009613U
Authority: KR
Inventors: 유문식
Original assignee: 주식회사 케이.알
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2001-10-11

Abstract

본 고안은 교량의 상부구조물과 하부구조물 사이에 배치되고, 상부구조물의 하중을 하부구조물에 전달하기 위한 교좌장치를 제공하되, 앵커바의 높낮이를 조절할 수 있으며, 앵커바의 부착력을 상승시키고 앵커바의 길이를 줄일 수 있는 교좌장치를 제공한다. 이와 같은 본 고안에 따른 교좌장치는 앵커바의 높낮이를 조절할 수 있는 체결부재를 포함한다. 앵커바는 하부구조물의 콘크리트에 타설되고, 상부에 교좌장치의 하부판이 결합된다. 체결부재는 앵커바의 높이를 조절할 수 있도록 앵커바에 결합된다.

Description

내진용 교좌장치{EARTHQUAKE-PROOF BRIDGE BEARING}

본 고안은 교량의 교좌장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 교량의 상부구조물과 하부구조물 사이에 배치되어 상부구조물의 하중을 하부구조물에 전달하고 상부구조물의 신축과 휨변형을 허용하기 위한 내진용 교좌장치에 관한 것이다.

공지된 바와 같이, 교좌장치는 교량에서 상부구조물의 하중을 하부구조물에 전달하는 동시에 상부구조물의 신축과 휨변형을 허용하여 상부구조물의 파손을 방지하기 위한 장치이다. 그러므로 교좌장치는 온도변화나 탄성변형에 의한 상부구조물의 신축 및 처짐등의 변위에 대해서 충실히 작동해야 한다. 또한, 지진력, 풍하중과 같은 횡하중에 대해서도 작용하중을 하부구조물에 전달하기 위해 안전해야 한다.

이와 같은 교좌장치는 구조에 따라 고정 받침형과 가동 받침형으로 분류할 수 있으며, 형태에 따라 평면 받침형, 선 받침형, 핀 받침형, 피봇(pivot) 받침형, 롤러(roller) 받침형, 록커 받침형(rocker) 그리고 고무 받침형 등으로 분류할 수 있다.

도 5는 종래 교좌장치에서 교량의 하부구조물에 결합되는 부분을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 종래 교좌장치에서 교량의 하부구조물(교각이나 교대)에 결합되는 하부판(302)은 콘크리트(80)에 매립타설되는 앵커바(502)에 의해서 하부구조물에 고정되는 구조로 이루어진다. 즉, 앵커바(502)의 상부 내측에 형성된 암나사에 결합되는 볼트(322)에 의해서 하부판(302)이 교량의 하부구조물에 결합된다. 이와 같은 결합구조는 하부판(302)의 각 모서리 부분에 다수개의볼트(322)를 결합시켜서 앵커바(502)에 고정하거나 용접등의 다른 공지의 수단에 의하여 하부판(302)과 앵커바(502)를 고정하여 이루어진다. 따라서, 볼트(322)들과 앵커바(502)들의 설치 개수는 하부판(302)에 작용하는 전단력과 휨 모멘트 등을 충분히 고려하여 정해야 한다.

그러나, 교량의 설계시 앵커바들의 개수는 설치면의 제한 및 앵커바들 사이의 거리제한 등으로 인하여 하부판에 작용하는 전단력 및 휨 모멘트 등에 충분히 저항하고, 인발력에 견디도록 설치되지 못하는 경우가 발생된다. 특히, 포트 베어링 타입의 교좌장치인 경우 수평력이 커짐에 따라 이를 극복하기 위하여 앵커바의 길이를 길게 함으로써, 설치작업뿐만아니라 교좌장치의 수평을 세팅하는 작업이 어려운 문제점이 발생되고 있다. 즉, 길어진 앵커바만큼 부착 부분(교각 상면)을 파내고 작업하는데, 교각등의 하부구조물에 설치된 철근 등의 처리가 어렵고, 설치면이 고르지 않아 수평 세팅작업이 어려운 것이다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 교량의 하부구조물에 결합되는 하부판에 작용하는 수평력 또는 휨모멘트 등에 대하여 짧은 앵커바로도 견딜 수 있고, 큰 인발력에 의해서도 잘 뽑히지 않으며, 수평 세팅작업이 용이한 새로운 형태의 내진용 교좌장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 내진용 교좌장치의 사시도;

도 2는 본 고안의 제 1 실시예에 따른 교좌장치를 상세히 설명하기 위한 단면도;

도 3은 본 고안의 제 2 실시예에 따른 내진용 교좌장치를 상세히 설명하기 위한 단면도;

도 4는 본 고안에 따른 내진용 교좌장치의 또 다른 실시예를 상세히 설명하기 위한 단면도;

도 5는 종래 교좌장치에서 본 고안의 특징부와 관련되는 부분을 설명하기 위한 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명

10 : 내진용 교좌장치 20 : 상부판

30 : 하부판 50 : 앵커바

60, 60', 60' : 체결부재

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 의하면, 본 고안은 교량의 상부구조물와 하부구조물 사이에 배치되고, 상부구조물의 하중을 하부구조물에 전달하고, 앵커바의 높낮이를 조절할 수 있으며, 앵커바의 부착력을 상승시키고 앵커바의 길이를 줄일 수 있는 내진용 교좌장치를 제공한다.

이와 같은 본 고안에 따른 내진용 교좌장치는 앵커바와 체결부재를 포함한다. 앵커바는 하부구조물의 콘크리트에 타설매립되고, 상부에 교좌장치의 하부판이 결합된다. 체결부재는 앵커바의 높이를 조절할 수 있도록 앵커바에 결합된다. 한편, 체결부재는 앵커바의 하부에 결합되고, 앵커바가 타설되는 하부구조물의 콘크리트에 타설될 수 있다.

이와 같은 본 고안에 따른 내진용 교좌장치에 의하면, 앵커바가 콘크리트에 타설되기 전에 앵커바의 높이를 조절할 수 있도록 하는 체결부재를 구성하므로써, 교좌장치의 높이 조절이 가능하여 수평 세팅작업을 용이하게 할 수 있다. 또한, 체결부재를 조절하므로써 앵커바의 부착성능을 향상시키고, 하부판에 작용하는 전단력 및 휨 모멘트 등에 충분히 저항할 수 있도록 구성할 수 있으며, 앵커바가 큰 인발력에도 잘 뽑히지 않도록 할 수 있다.

한편, 본 고안에 의한 내진용 교좌장치에서 체결부재는 상기 앵커바의 하단부 중앙에 형성된 나사공에 체결되는 볼트일 수 있으며, 상기 앵커바의 하단부 외부에 형성된 나사부에 체결되는 장너트일 수 있다.

한편, 본 고안에 의한 내진용 교좌장치에서 체결부재는 플랜지를 더 구비하여, 상기 볼트 또는 장너트의 외주면 또는 하부에 부착시킬 수 있다.

일반적으로, 교좌장치는 상부판과 하부판 그리고 상부판과 하부판 사이에 배치되는 가동부재를 포함한다. 가동부재는 상부 구조물과 하부 구조물에 작용하는하중을 지지하는 동시에 상부 구조물의 신축 및 회전(휨) 혹은 회전만을 상부판 및 하부판의 양쪽 혹은 어느 한 쪽의 슬라이딩, 회전운동 또는 가동 부재 자신의 변형으로 허용한다. 이와 같은 교좌장치의 가동부재는 고무 탄성체, 스페리칼 베어링 플레이트, 고무 탄성체와 미끄럼 부재의 조합, 롤라 등을 가르키는 것이다. 본 고안은 앵커바를 구비하는 어떤 형태의 교좌장치에도 적용할 수 있다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 교좌장치(10)는 상부판(20), 하부판(30), 가동부재(70), 앵커바(50) 그리고 체결부재(60)를 포함하여 구성된다. 상부판(20)은 교량의 상부구조물(교량 상판)에 앵커 볼트(22)에 의해서 결합된다. 하부판(30)은 앵커바(50)가 앵커볼트(32)로 고정된 상태에서 교량의 하부구조물에 형성된 요부에 가설한 후, 하부판(30)과 요부사이에 형성된 공간에 콘크리트를 타설하여 고정된다. 본 고안에 따른 앵커바(50)는 종래 교좌장치의 앵커바(도 5 참조)보다 그 길이를 상대적으로 짧게 할 수 있다. 또한, 체결부재(60)의 단면적을 앵커바(50)의 단면적보다 상대적으로 크게 할 수 있다. 이와 같은 구성을 통하여 종래 교좌장치에 비하여 상대적으로 큰 인발력에도 앵커바(50)가 뽑히지 않도록 할 수 있어 지진등의 큰 외력에 의한 교좌장치(10)의 하부판(30)에 작용하는 수평력 및 휨모멘트 등에 충분히 견딜 수 있도록 할 수 있다.

한편, 체결부재(60)는 앵커바(50)의 높이를 조절할 수 있도록 앵커바(50)에 결합되므로, 교량의 시공시 앵커바(50)와 체결부재(60)를 조절하여 높이를 조절하여, 수평을 조절할 수 있고 앵커바(50)의 길이를 짧게 할 수 있어 시공의 편리함을 증대시킬 수 있다.

이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 4에 의거하여 상세히 설명하며, 도 2 내지 도 4에 있어서 도 1의 교좌장치에서와 같이 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.

도 2는 본 고안에 따른 내진용 교좌장치의 바람직한 제 1 실시예의 체결부재를 상세히 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 고안의 제 1 실시예에 따른 내진용 교좌장치는 앵커바(50)와 체결부재(60)를 구비한다. 앵커바(50)의 상부에는 교좌장치의 하부판(30)을 앵커볼트(32)로 고정하기 위한 암나사부(52)가 형성된다. 체결부재(60)는 상기 앵커볼트(32)가 결합되는 암나사부(52)와 대응되도록 상기 앵커바(50)의 하부 내측에 형성되는 암나사부(62)에 결합되는 볼트로 이루어진다. 이 볼트는 상기 암나사부(62)에 결합되는 수나사부(64)와 상기 수나사부(64)보다 넓은 수평 단면적을 갖는 머리부(66)로 구성된다. 특히, 본 실시예에서 상기 머리부(66)는 수평 단면의 형상이 육각, 사각 등의 이형 단면을 갖도록 하므로써 상기 앵커바(50)의 수평 단면적보다 넓게 형성하여 부착력을 증가시키도록 하였다. 또한, 상기 머리부(66)의 두께(높이)는 일반적인 볼트이 머리 높이보다 높게 형성하여 내구성을 갖도록 하였다. 이때, 수평 단면이란 도 2 상태에서 수직 방향(평면)으로 보았을 때의 단면을 지정한 것이다. 이와 같은 앵커바(50)와 앵커바(50)에 결합된 체결부재(60)는 시공시 교량의 하부구조물에 콘크리트 등에 타설매립된다.

도 3은 본 고안에 따른 내진용 교좌장치의 바람직한 제 2 실시예의 체결부재를 상세히 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 고안의 제 2 실시예에 따른 교좌장치는 전술한 제 1 실시예와 동일하게 앵커바(50')와 체결부재(60')를 구비하여 구성된다. 제 2 실시예에 따른 앵커바(50')의 상단부에는 교좌장치의 하부판(30)을 앵커볼트(32)로 고정하기 위한 암나사부(52)가 형성된다. 한편, 체결부재(60')는 상기 앵커바(50')의 하부 외측에 형성된 수나사부(62')에 결합되는 장너트로 이루어진다. 즉, 본 고안의 제 2 실시예에 따른 체결부재(60')는 전술한 제 1 실시예의 체결부재(60)와 동일하게 앵커바(50')의 높이를 조절할 수 있도록 구성되고, 콘크리트의 타설시 부착력을 높일 수 있도록 앵커바(50')의 수평 단면적보다 더 넓게 체결부재(60')의 수평 단면적을 형성해야 한다. 또한, 상기 장너트의 깊이(높이)는 일반적인 너트의 깊이보다 깊게 형성하여 넓은 범위의 높이조절이 가능하게 하는 동시에 더 큰 내구성을 갖도록 한다.

이와 같은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 내진용 교좌장치는 종래 교좌장치에 비하여 더 짧은 앵커바로도 큰 저항 단면적을 얻을 수 있으므로 상대적으로 우월한 저항력을 얻을 수 있었다.

도 4는 본 고안에 따른 교좌장치의 체결부재인 볼트와 장너트의 외주부에 플랜지부를 부가하여 구성한 또 다른 실시예를 상세히 설명하기 위한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 체결부재(60')는 전술한 제 2 실시예의 체결부재인 장너트의 외부에 플랜지부(90)를 부가하여 구성된다. 상기 플랜지부(90)는 상기 장너트의 외주면의 어느 한곳에 부착하여 구성할 수 있으며, 그 고정방법은 장너트와 일체로 제작하거나, 추후 용접 등의 다른 공지의 체결수단으로 결합시킬 수 있을 것이다. 물론, 전술한 제 1 실시예의 체결부재인 볼트 머리부의 외주면에 결합시켜서 구성할 수 있을 것이다. 이와 같은 구성은 지진등의 큰 외력에 의한 앵커바의 뽑힘에 대한 저항력을 더욱 증가시키는 역할을 한다.

이하, 도 2 및 도 5를 참조하면서 본 고안의 실시예에 따른 내진용 교좌장치의 앵커바와 체결부재에 의한 저항력과 종래 교좌장치에 의한 앵커바의 저항력을 계산하여 비교한다.

도 5를 참조하면, 종래 교좌장치의 앵커바(502)는 지름이 ' D '이고 길이는 ' L '이다. 이때, 콘크리트의 강도 σ_ck= 600 ㎏, 포트베어링 타입의 교좌장치에서 고정단에 작용하는 수직력이 2000톤이고 수평력이 400톤, 응력 τ_a= 0.25= 6.123 ㎏/a²이라 하면, 앵커바의 설계표준 치수는 Φ120×410 ㎜이고, 저항 단면적 S = πD L이다.

따라서, 종래 교좌장치에 의한 앵커바의 저항력(F)을 구하면,

F = πD L * τ_a= 3.14 * 12 * 41 * 6.123 ≒ 9,459 ㎏이 된다.

도 2를 참조하면, 본 고안에 따른 내진용 교좌장치는 앵커바(50)와 체결부재 (60)로 이루어지는 저항 단면적을 갖는다. 즉, 본 고안에 따른 내진용 교좌장치는 큰 외력의 작용에 의하여 앵커바(50)가 뽑히게 될 때, 앵커바(50)의 하부에 결합된 체결부재의 존재에 의하여 도2에서 이점쇄선으로 도시한 바와 같이 원뿔 형태의 접촉면적('A')으로 이루어지는 큰 저항 단면적을 갖게 된다. 따라서, 체결부재인 볼트의 길이를 앵커바의 길이와 동일하게 ' L '로 하고, 수나사부(64)의 직경을 ' ½D ', 머리부를 원형으로 형성하여 그 직경을 ' 2D ', 그 높이를 ' ½D ', 앵커바의 설계표준 치수를 Φ120×410 ㎜, 콘크리트의 강도 σ_ck= 600 ㎏, 포트베어링 타입의 교좌장치에서 고정단에 작용하는 수직력이 2000톤이고 수평력이 400톤, 응력 τ_a= 0.25= 6.123 ㎏/a²이라 했을 때, 그 저항 단면적 S = πL²+ (πD/2)L 이다.

따라서, 본 고안에 따른 교좌장치의 저항력(F)을 구하면,

F = S * τ_a≒ 52,386 ㎏ 이다.

이와 같은 결과에 따르면, 본 고안에 따른 내진용 교좌장치의 저항력은 종래 교좌장치의 저항력에 비하여 5.5배 증가되는 현저한 효과가 있음을 알 수 있다.

이와 같은 본 고안에 따른 내진용 교좌장치에 의하면, 앵커바가 콘크리트에 타설매립되기 전에 앵커바의 높이를 조절할 수 있도록 하는 체결부재를 앵커바의 하단부에 부가하므로써, 교좌장치의 높이 조절이 가능하다. 또한, 체결부재를 조절하므로써 앵커바의 길이를 단축시키면서도 부착성능을 향상시키고, 하부판에 작용하는 전단력 및 휨 모멘트 등에 충분히 저항할 수 있도록 구성할 수 있으며, 길이가 짧은 앵커바라도 큰 인발력에도 잘 뽑히지 않도록 할 수 있다.

Claims

교량의 상부구조물에 고정되는 상부판(20)과, 하부구조물에 매립 고정되는 앵커바(50)를 가지는 하부판(30)과, 상부판(20)과 하부판(30) 사이에 설치되어 상부구조물의 하중을 하부구조물로 전달하는 동시에 상부구조물의 회전을 허용하는 가동부재(70)로 구성되는 교좌장치(10)에 있어서,

상기 앵커바(50)는 그 하단부에 높낮이를 조절할 수 있는 체결부재(60,60', 60')를 구비하는 것을 특징으로 하는 내진용 교좌장치.
제 1 항에 있어서,

상기 체결부재(60)는 상기 앵커바(50)의 하단부 중앙에 형성된 나사공에 체결되는 볼트인 것을 특징으로 하는 내진용 교좌장치.
제 1 항에 있어서,

상기 체결부재(60')는 상기 앵커바(50)의 하단부 외부에 형성된 나사부에 체결되는 장너트인 것을 특징으로 하는 내진용 교좌장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 체결부재(60')는 플랜지(90)를 더 포함하여, 상기 볼트 또는 장너트의 외주면에 부착시키는 것을 특징으로 하는 내진용 교좌장치.