KR200241294Y1

KR200241294Y1 - 교량용 내진형 탄성받침

Info

Publication number: KR200241294Y1
Application number: KR2020010000623U
Authority: KR
Inventors: 김지현
Original assignee: 우경건설 주식회사; 김지현
Priority date: 2001-01-10
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2001-09-26

Abstract

본 고안은 지진이나 자연재해시 하부구조에 전달되는 상부 구조의 반력을 효과적으로 완충시켜 교량 상부 구조물의 안전성을 강화한 교량용 내진형 탄성받침과, 상기 탄성받침을 사용하여 교량 상부 구조물의 안정화를 도모할 수 있는 교량용 내진형 탄성받침을 제공하기 위한 것으로서, 저면에 교각 상단부에 매입하여 고정하기 위한 복수의 앵커(11)와 이들 앵커(11)의 좌측 및 우측에 교각 앵커에 끼워지는 복수의 앵커공(12)이 천공된 하판(1)과, 상판(4)과 하판(1) 사이에서 상판(4)에 작용하는 교량 상부 구조물의 수직반력에 대하여 완충작용을 하는 탄성패드(3)와, 하판(1)의 앵커공(12) 위쪽에 위치하여 상판(4)의 키(42)를 꽂아 지지할 키홈(23)을 가진 한 쌍의 상판 지지구(2a,b)와, 상면에는 교량 상부 구조물에 매입되는 앵커(41)가 부착되고 좌우측 변에는 상판 지지구(2a,b)의 키홈(23)에 꽂히는 키(42)가 형성된 상판(4)으로 이루어진 교량용 내진형 탄성받침을 제공한다.

Description

교량용 내진형 탄성받침{BRIDGE ELASTICITY SUPPORTER WITH EARTHQUAKE-RESISTANT}

본 고안은 교량용 받침에 관한 것이며, 특히 지진시 하부구조에 전달되는 상부 구조의 반력을 효과적으로 완충시켜 교량 상부 구조물의 안전성을 강화한 교량용 내진형 탄성받침에 관한 것이다.

종래의 교량용 탄성받침은 상판과 하판을 상부 구조물과 하부 구조물의 매립형 앵커에 고정하고, 상하판 사이에 탄성패드를 설치하여 상하부 구조물간에서 완충역활을 수행하도록 구성되어 있는데, 수평 및 수직방향의 거동에 대한 제한 기능은 발휘하지만 지진 등의 자연재해로 인한 상부 구조물의 변위에 대해서는 대비기능이 미흡했거나 없었다.

또, 철도차량이 운행하는 교량에 주로 쓰이는 교좌장치인 주철제 교량용 선받침은 상단에 홈을 형성하여 교량의 상부 구조물이 얹히게 한 것으로서, 측면에 위치한 돌출턱이 수평변위를 제한하는 기능을 수행할 뿐 내진성은 전혀 고려되지 않았다.

그리고 스페리컬 베어링(sperical bearing)은 기존의 포트 베어링(pot bearing) 기능에 내진기능을 적용한 교좌장치인데, 내진 성능은 있으나 고가품인 탓에 대형 교량에나 적용가능했을 뿐 현존 및 설계 교량의 태반에 적용되는 탄성받침의 대안책으로서는 부적합하였다.

이밖에도 다른 구조의 교량용 탄성받침이 제안되어 있지만 내진능력의 확보와 경제성 등에서 개선의 여지가 있다.

본 고안의 목적은 지진시 하부구조에 전달되는 상부 구조의 반력을 효과적으로 완충시켜 교량 상부 구조물의 안전성이 우수한 교량용 내진형 탄성받침을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 저면에 교각상부에 매입하여 고정하기 위한 복수의 앵거와 이들 앵커의 좌측 및 우측에 교각 상부의 앵커 보울트에 끼워지는 복수의 앵커공이 천공된 하판과, 상판과 하판 사이에서 상판에 작용하는 상부 구조물의 수직반력에 대하여 완충력을 발휘하는 탄성패드와, 하판의 앵커공 위쪽에 고정 위치하여 상판의 키를 꽂아 지지하는 키홈을 가진 한 쌍의 상판 지지구와, 상면에는 교량 상부 구조물에 매입되는 앵커가 부착되고 좌우측 변에는 상판 지지구의 키홈에 꽂는 키가 형성된 상판으로 이루어진 교량용 내진형 탄성받침으로 달성할 수 있다.

상기 목적을 구현키 위한 다른 수단으로서는, 저면에 교각상부에 매입하여 고정하기 위한 복수의 앵커를 가진 중앙 하판과, 중앙 하판의 좌우 측에서 교각 상부의 앵커 보울트에 끼워서 고정할 복수의 앵커공이 천공된 측부 하판과, 상판과 중앙 하판 사이에서 상판에 작용하는 상부 구조물의 수직반력에 대하여 완충력을 발휘하는 탄성패드와, 측부 하판의 앵커공 위쪽에 고정 위치하여 상판의 키를 꽂아 지지하는 키홈을 가진 한 쌍의 상판 지지구와, 상면에 교량 상부 구조물에 매입되는 앵커가 부착되고 좌우측 변에는 상판 지지구의 키홈에 꽂는 키가 부착된 상판으로 구성한 교량용 내진형 탄성받침이 있다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 의한 내진형 교량받침의 분해도

도 2는 동 조립도

도 3은 시공한 후의 종단면도

도 4는 본 고안의 다른 실시예에 의한 내진형 교량받침의 분해도

도 5는 동 조립도

도 6은 시공한 후의 종단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 하판 1a : 중앙 하판

1b : 측부 하판 2a,b : 상판 지지구

3 : 탄성패드 4 : 상판

5 : 구멍 스페이서 7 : 교각 앵커

11,41 : 앵커 12,24 : 앵커공

23 : 키홈 42,42a : 키

도 1에서, 교량용 내진형 탄성받침(A)은 하판(1)과 한 쌍의 상판 지지구(2a,b) 그리고 탄성패드(3)와 상판(4)으로 구성되어 있다. 하판(1)은 교각의 상단에 교각의 폭방향을 따라 설치되는 것으로, 좌우측 상판 지지구(2a,b)와 탄성패드(3)를 수용하기에 충분한 넓이를 가진 장방형 후강판제다.

하판(1)의 저면 복판에는 복수의 앵커(11)가 앞 뒤 좌우로 정연하게 부착되어 있다. 상기 앵커(11)는 교각 콘크리트를 타설할 때 콘크리트제 거더가 걸터앉을 자리의 교각 상단부에 매입시켜 고정할 때 필요하다. 또, 하판(1)의 좌우측부에는 복수의 앵커공(12)이 천공되어 있다. 상기 앵커공(12)은 교각 상단부에 설치된 교각 앵커를 이용하여 하판(1)을 고정시킬 때 이용하는 것이다. 앵커공(12)도 전후 좌우로 질서정연하게 천공하여 균형을 이루게 한다. 상기 앵커공(12)을 나사공으로 하고 여기다 미리 교각 앵커를 체결해 두면 시공할 때 편리하다.

상판 지지구(2a,b)는 후강판제 앵글이 소재이며, 종판(21)에는 상판의 키가 꽂히는 키홈(23)이 거더의 길이방향으로 천공되어 있고, 횡판(22)에는 거더의 폭방향으로 천공된 복수의 앵커공(24)이 있다. 이 앵커공(24)은 하판(1) 위에서 교각 앵커에 꽂아 고정하기 위한 것이다. 종판(21)과 횡판(22)의 가장자리와 중간에는 직각 삼각형 리브(25)를 부착하여 강도를 높인다.

탄성패드(3)는 하판(1)과 그 위에 설치된 양쪽 상판 지지구(2a,b) 사이, 더구체적으로는 양측 종판(21) 사이에 장전하여 상판(4)에 작용하는 교량 상부 구조물의 수직반력을 완충시키는 것으로, 상판 지지구(2a,b)의 저면에서 키홈(23)하단까지의 높이보다 더 두텁게 형성하여 상판(4)을 설치할 때 적당히 짓눌려 탄력적으로 대응하도록 한다.

상판(4)은 콘크리트제 거더의 단부 저면에 고정하여 지진이 발생했을 때 교량의 상부 구조물에 것으로, 후강판제이며, 상면에는 콘크리트제 거더의 단부쪽 저면에 매입시켜 고정할 복수의 거더 앵커(41)가 부착되어 있고, 좌우 측면에는 상판 지지구(2a,b)의 키홈(23)에 꽂는 키(42)가 돌출된, 후강판제다.

앵커공 스페이서(5)는 하판(1) 위의 교각 앵커에 상판 지지구(2a,b)를 설치하여 위치를 바로 잡아 고정하고 남는 앵커공(24)의 여백을 메워서 통행차량으로 인한 진동과 지진이 발생했을 때라도 상판 지지구(2a,b)가 요동하지 않도록 방지하고 또한 여분의 앵커공(24)이 흙먼지 같은 이물질로 메워지지 않도록 보호하기 위한 것이다. 상기 탄성받침(A)은 신설 교량에 적합하다.

다음으로, 도 3을 참조하여 탄성받침을 시공하는 방법에 대하여 설명한다. 우선, 교각 상단부(6)에서 하판(1)이 놓일 자리에 교각 앵커(7)를 설치한다. 교각 앵커(7)는 교각용 배근을 하고 거푸집틀을 설치한 후 콘크리트를 타설한 다음에 교각 상단을 정리할 때 상부의 나사가 드러나도록 심어서 굳힌다. 이때, 교각 앵커(7)는 하판(1)의 앵커공(12)과 동수여야 하고 매설 위치도 앵커공(12)에 맞춰져야 한다.

교각 상단의 콘크리트가 양생된 이후에 앵커(7)의 나사부에다 하판(1)의 앵커공(12)을 맞춰 끼우고 자세를 바르게 조정한다. 양측 앵커공(12)을 관통하여 위로 솟은 각 부위의 교각 앵커(7) 상단 나사부에 종판(21)끼리 서로 마주보게 한 상태로 상판 지지구(2a,b)의 앵커공(24)을 내리 꽂아 하판(1)에 얹는다.

양측 상판 지지구(2a,b)를 가지껏 벌려 놓고, 이들 사이로 탄성패드(3)를 들이밀어 하판(1)의 상면 복판에 올려놓는다.

별도의 과정을 통하여 PC 빔(8)을 제조하는 데, 이때 PC 빔(8)의 양단부 저면에는 앵커(41)를 매입시켜 상판(4)이 부착되도록 한다.

양쪽 상판 지지구(2a,b) 사이로 PC 빔(8)의 단부를 내리고 양쪽 키(42)를 양측 상판 지지구(2)의 키홈(23)에 맞춰 끼운 다음에 상판 지지구(2a,b)를 하판(1)의 가운데로 몰아 정위치시키고, 이 상태에서 앵커공(24) 위로 솟은 교각 앵커(7)의 상단에 너트(9)를 체결하여 고정한다.

교각 앵커(7)가 차지하고 남은 앵커공(24)의 빈자리에 구멍 스페이서(5)를 억지끼움하여 메우는 것으로 마무리한다.

도 4 이하는 본 고안의 다른 실시예로서, 보수용으로 적합한 탄성받침(B)에 관한 것이다. 도 5와 더불어 살펴보면, 이 교량용 내진형 탄성받침(B)은 상기 하판(1)을 저면에 앵커(11)가 부착된 중앙 하판(1a)과 앵커공(12)을 가진 양쪽 측부 하판(1b)으로 분할하고, 상판(4)도 본판(4a)과 키(42a)를 분리 제작하여 용접한 점이 제1 실시예와 다를 뿐 그 밖의 구성요소는 모두 동일하다.

중앙 하판(1a)과 측부 하판(1b)으로 분할 구성된 하판, 그리고 본판(4a)과 키(42a)로 분할 구성된 상판은 자투리 후강판을 활용할 수 있어 경제적이다. 이탄성받침(B)은 특히 중앙 하판(1a) 또는 측부 하판(1b) 중에서 노후하여 부분 교체가 필요하다든지 혹은 중앙 하판(1a) 또는 측부 하판(1b)이 놓였던 교각 상단부(6)에 대한 보수공사가 필요한 경우, 또는 기설 교량의 교각에 내진성을 부여할 때 적합하다.

도 6에서, 변경 실시예에 의한 탄성받침(B)의 시공방법은, 교각 상단부(6)에서 정해진 위치에다 먼저 중앙 하판(1a)의 앵커(11)를 매입하여 고정하고, 중앙 하판(1a)의 좌우측에는 측부 하판(1b)을 설치하기 위한 앵커(7)를 설치한다. 교각 앵커(7)는 하판(1)의 앵커공(12)과 동수로 하고 위치도 앵커공(12)에 맞춘다.

교각 앵커(7)의 설치요령은 앵커공(12)에 적합한 위치에다 천공기로 수직 앵커공을 천공하고 그 앵커공 또는 교각 앵커(7)의 주면에 강력 무기질 접착제를 도포하여 삽입하고 굳혀서 고정하는 통상의 교량받침용 앵커 설치기준에 따른다.

교각 앵커(7)에 측부 하판(1b)의 앵커공(12)을 맞춰 끼워서 안장한다. 이때, 측부 하판(1b)은 중앙 하판(1a)과 겹치지 않도록 유의한다. 양측 앵커공(12)을 관통하여 위로 솟은 양측 교각 앵커(7)의 상단부에 종판(21)끼리 서로 마주보게 한 상태로 상판 지지구(2a,b)의 앵커공(24)을 내리 꽂아 중앙 하판(1a)과 측부 하판(1b)에 얹는다.

이 상태에서 양측 상판 지지구(2a,b)를 가지껏 벌려 놓고, 이들 사이로 탄성패드(3)를 들이밀어 중앙 하판(1a)에 올려놓는다.

별도로 제작한 PC 빔(8), 즉 양단부 저면에 앵커(41)가 매입됨에 따라 일체화된 상판(4) 부착형 PC 빔(8)의 단부를 양쪽 상판 지지구(2a,b) 사이로 내리고 양쪽 키(42a)를 양측 상판 지지구(2)의 키홈(23)에 맞춰 끼운 다음에 상판 지지구(2a,b)를 중앙 하판(1) 쪽으로 몰아서 정위치시키고, 이 상태에서 앵커공(24) 위로 솟은 교각 앵커(7)의 상단에 너트(9)를 체결하여 고정한다.

이상의 설명을 통하여 알 수 있듯이, 키홈을 가진 한 쌍의 상판 지지구(2a,b)측 키홈(23)에 상판(4)의 키(42)가 꽂힌 탄성받침에서는 내진수평력과 낙교방지력, 부반력에 대한 보호기능이 탁월하다.

이상 설명한대로 본 고안의 교량용 탄성받침은 내진수평력과 낙교방지, 부반력에 대한 보호기능이 추가된 교량지지용 장치로서, 하판의 중앙 앵커와 그 양측의 앵커공에 의해 교각 상단부상에서의 고정상태가 한층 돈독하므로 교량 구조물이 지진 및 자연재해에 대해 최대한 안전성을 확보할 수 있고 기능도 안정적이므로 지진, 자연재해로 인한 인명과 재산 보호효과가 지대할 것으로 기대된다.

또한 상판 지지구는 하판상에서 교각 앵커를 고정수단의 하나로 활용하는 탈착형이므로 시공 및 보수성도 우수하다. 게다가 교각 앵커가 차지하고 남은 여분의 공간을 구멍 스페이서로 채움으로서 교각 앵커상에서의 상판 지지구는 물론 상판, 나아가 PC 빔까지도 한층 안정시킬 수 있다.

그리고 내진형 탄성받침은 후강판의 두께조절을 통하여 교량 구조상 요구되는 내진 성능 개선이 얼마든지 가능함은 물론 기존 교량의 비내진형 교량받침도 내진형 탄성받침으로 쉽게 대체할 수가 있다.

Claims

저면에 교각 상단부에 매입하여 고정하기 위한 복수의 앵거(11)와 이들 앵커(11)의 좌측 및 우측에 교각 앵커에 끼워지는 복수의 앵커공(12)이 천공된 하판(1)과, 상판(4)과 하판(1) 사이에서 상판(4)에 작용하는 교량 상부 구조물의 수직반력에 대하여 완충작용을 하는 탄성패드(3)와, 하판(1)의 앵커공(12) 위쪽에 위치하여 상판(4)의 키(42)를 꽂아 지지할 키홈(23)을 가진 한 쌍의 상판 지지구(2a,b)와, 상면에는 교량 상부 구조물에 매입되는 앵커(41)가 부착되고 좌우측 변에는 상판 지지구(2a,b)의 키홈(23)에 꽂히는 복수의 키(42)를 가진 상판(4)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 교량용 내진형 탄성받침.
제1항에 있어서, 상기 하판(1)은 저면에 앵커(11)가 부착된 중앙 하판(1a)과 앵커공(12)이 천공된 양쪽 측부 하판(1b)으로 이루어진 교량용 내진형 탄성받침.
제1항에 있어서, 상기 상판(4)은 PC 빔용 앵커(41)를 가진 본판(4a)의 양 측면에 키(42a)를 부착한 것을 포함하는 교량용 내진형 탄성받침.
제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 상판 지지구(2)의 앵커공(24)에서 교각 앵커(7)가 차지하고 남은 여백을 구멍 스페이서(5)로 메워서 안정시키도록 된 교량용 내진형 탄성받침.