KR200241526Y1 - 미끄러짐 방지 스토퍼가 결합된 탄성받침 - Google Patents

Abstract

본 고안은 미끄러짐 방지 스토퍼가 결합된 탄성받침에 관한 것으로서, 구체적으로는 교량상판에 설치되는 상부 플레이트와 교각에 설치되는 하부 플레이트 및 상기 상·하부 플레이트의 사이에 패드가 삽입되어지는 탄성받침에 있어서, 상기 상·하부 플레이트와 상기 패드의 미끄러짐을 막기 위하여 상기 패드의 양변 또는 사변에 접하여 각각 상·하부 플레이트에 체결되는 상·하부 스토퍼를 포함한 것임을 특징으로 하여, 큰 비용부담없이 탄성받침의 미끄럼을 방지하여 상하부판의 도장 또는 도금등 어떠한 표면조건하에서도 미끄러짐이 없이 신축거동과 탄성복원력이 가능하고, 상부구조물과 하부구조물을 연결하여 과도한 신축변위가 발생되더라도 복원될 수 있는 기능을 유지하며, 일방향 또는 양방향 운동에서 마찰력이 저하되더라도 미끄럼이 없으며, 유지보수가 간단하고, 과도한 잭업의 경우에도 교량의 상부구조물이 손상되지 않으면서 탄성받침의 교체가 가능한 효과를 갖는다.

Description

미끄러짐 방지 스토퍼가 결합된 탄성받침{ELASTOMERIC BEARING COMBINED WITH SLIP RESISTANCE STOPPER}

본 고안은 미끄러짐 방지 스토퍼가 결합된 탄성받침에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 큰 비용부담없이 탄성받침의 미끄럼을 방지하여 상하부판의 도장 또는 도금등 어떠한 표면조건하에서도 미끄러짐이 없이 신축거동과 탄성복원력이 가능하고, 상부구조물과 하부구조물을 연결하여 과도한 신축변위가 발생되더라도 복원될 수 있는 기능을 유지하며, 일방향 또는 양방향 운동에서 마찰력이 저하되더라도 미끄럼이 없으며, 유지보수가 간단하고, 과도한 잭업의 경우에도 교량의 상부구조물이 손상되지 않으면서 탄성받침의 교체가 가능한 미끄러짐 방지 스토퍼가 결합된 탄성받침에 관한 것이다.

일반적으로 교량의 상부구조물과 하부구조물 사이에는 탄성받침 또는 강재받침이 여러 가지 환경요인 등에 의한 교량상판 등 교량의 상부구조물의 신축거동 및회전을 충분히 수용할 수 있는 구조로 설치되어지며, 교량의 특성에 따라 정도의 차이는 있으나 내구성, 시공성, 유지보수성, 경제성을 고려하여 적용되고 있다.

상기한 목적의 기능을 수행하기 위한 제품은 여러가지가 있으나 그 중 탄성받침은 상부판과 하부구조물 사이에 놓여질 뿐 별도의 정착은 하지 않고, 다만 상기 상부판에 쐐기 용접하여 이동방향을 제한하는 장치로서, 고정단의 경우 이동량이 없어 상기 탄성받침이 전단변형을 일으키지 않는 반면 일방향이나 양방향의 경우 이동량에 따라 상기 탄성받침이 전단변형을 일으키면서 신축을 수용함으로서, 하중의 전달이 효과적이며 충격을 흡수하고 전단변형에 의한 이동, 탄성변형에 의한 회전등 모든 방향으로의 신축 및 회전이 가능하다.

특히, 1990년대 중반부터 고무의 신뢰성이 향상됨과 동시에 고무를 주자재로 고무 내부에 강판을 적층 보강하여 하중재하시 받침측면의 팽창현상을 억제하여 내하력을 증진시켜 교량의 상부구조에 작용하는 하중이 하부구조에 원활하게 전달되도록 하는 기능이 확보됨으로서 본격적으로 적용되기 시작하여, 현재까지 사교, 곡선교, 폭이 넓은 교량 및 거의 모든 PSC I-BEAM, RC교량에 사용되어 왔고, 최근에는 내진설계시 지진력 분담기능으로 강교에서도 일반화되고 있는 상태이며 앞으로도 적용범위는 더욱 확대될 것으로 예상된다. 즉, 교량용 탄성받침은 제품의 우수성이 입증되어 세계적으로 널리 사용되고 있다.

그러나, 상기 탄성받침은 설치 특성상 상하부판과 마찰력에 의해 고정되나 제품특성상 전단변형에 의한 이동으로 지압면적이 줄어들경우 상하판과 갭이 발생되거나, 상하부판과 접촉 마찰력이 부족하여 미끄럼이 발생되어 기능적 측면에서탄성복원력이 본래의 기능을 상실하거나 상부판이 이탈하여 교량의 성능에 지장을 초래할 문제점이 있었다. 즉, 상기 상하부판의 마찰력에 의해 고정되고 전단변형에 의해 거동하며 압축량에 의해 회전을 수용하는 탄성받침은 이동량이 많이 발생하여 전단변형이 크게 발생할 경우 탄성받침에 지압응력이 작용하는 유효 단면적 외의 부분에 갭(GAP)이 발생하여 미끄럼이 발생되어 상부구조물의 복원력을 상실하여 안전상에도 문제가 될 수 있는 문제점을 안고 있었다. 특히, 상하부판의 내구성증대를 위해 도장이나 용융아연도금을 한 경우 마찰력이 효과적으로 작용하지 못하여 미끄럼이 발생되어 위치이동이 일어나거나, 미끄러짐으로 인한 교량받침의 원래기능을 상실할 경우 교량의 안전성에도 문제를 야기시킬 수 있었다.

즉, 탄성받침의 지진시거동은 이동제한용 쐐기가 탈락하여 탄성받침이 순수고무 높이의 150%까지의 전단변형을 일으키도록 설계되어 있으므로 이 경우에는 미끄럼이 발생할 가능성이 더욱 커지는 반면에, 탄성받침의 미끄럼 방지를 위하여 상하부판과 연결하는 연결판이 일체형 또는 조립형으로 제작될 경우 많은 비용부담을 가져오므로 거의 적용하지 못하는 문제점이 있었고, 또한 탄성복원력이 상실되게 되면 상부 구조물에 인위적인 힘을 가하여 원상태로 회복해야 할 경우 엄청난 경제적 비용이 요구되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 큰 비용부담없이 탄성받침의 미끄럼을 방지하여 상하부판의 도장 또는 도금등어떠한 표면조건하에서도 미끄러짐이 없이 신축거동과 탄성복원력이 가능하고, 상부구조물과 하부구조물을 연결하여 과도한 신축변위가 발생되더라도 복원될 수 있는 기능을 유지하며, 일방향 또는 양방향 운동에서 마찰력이 저하되더라도 미끄럼이 없으며, 유지보수가 간단하고, 과도한 잭업의 경우에도 교량의 상부구조물이 손상되지 않으면서 탄성받침의 교체가 가능한 미끄러짐 방지 스토퍼가 결합된 탄성받침을 제공하는 데에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 교량상판에 설치되는 상부 플레이트와 교각에 설치되는 하부 플레이트 및 상기 상·하부 플레이트의 사이에 고무와 보강철판이 적층되어 구성된 패드가 삽입되어지는 탄성받침에 있어서,

상기 상·하부 플레이트와 상기 패드의 미끄러짐을 막기 위하여 상기 패드의 양변 또는 사변에 접하여 각각 상·하부 플레이트에 체결되는 상·하부 스토퍼를 포함한 것임을 특징으로 한다.

도 1은 일방향으로 운동하도록 본 고안의 미끄러짐 방지 스토퍼가 볼트와 와셔에 의해 결합된 일실시예를 보여주는 사시도,

도 2는 양방향으로 운동하도록 본 고안의 미끄러짐 방지 스토퍼가 볼트와 와셔에 의해 결합된 일실시예를 보여주는 사시도,

도 3은 본 고안의 미끄러짐 방지 스토퍼와 볼트와 와셔를 보여주는 사시도,

도 4는 수평력이 클 경우를 대비해 본 고안의 미끄러짐 방지 스토퍼 중 판스토퍼가 상·하부 플레이트에 가공된 홈에 결합되는 다른 실시예를 보여주는 사시도,

도 5는 탄성받침 상하부 플레이트에 홈을 파서 미끄러짐 방지 스토퍼 역할을 하도록 한 또 다른 실시예를 보여주는 사시도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호 설명

1 : 패드 2 : 상부 플레이트

3 : 하부 플레이트 4 : 쐐기

5 : 상부 스토퍼 6 : 하부 스토퍼

71 : 체결볼트 72 : 와셔81 : 홈함입부 82 : 홈돌출부

91 : 스토퍼 홈함입부 92 : 스토퍼 홈돌출부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 일방향으로 운동하도록 본 고안의 미끄러짐 방지 스토퍼가 볼트와 와셔에 의해 결합된 일실시예를 보여주는 사시도이고, 도 2는 양방향으로 운동하도록 본 고안의 미끄러짐 방지 스토퍼가 볼트와 와셔에 의해 결합된 일실시예를 보여주는 사시도이고, 도 3은 본 고안의 미끄러짐 방지 스토퍼와 볼트와 와셔를 보여주는사시도이다. 도면에서 화살표는 교축방향을 의미한다.

도시된 바와 같이, 본 고안은 교량상판에 설치되는 상부 플레이트(2)와 교각에 설치되는 하부 플레이트(3) 및 상기 상·하부 플레이트(2, 3)의 사이에 패드(1)가 삽입되어지는 탄성받침에 있어서, 상기 상·하부 플레이트(2, 3)와 상기 패드(1)의 미끄러짐을 막기 위하여 상기 패드(1)의 양변 또는 사변에 접하여 각각 상·하부 플레이트(2, 3)에 체결되는 상·하부 스토퍼(5, 6)를 포함한 것이다.

상기 패드(1)는 종래 일반적으로 많이 사용되어지는 외부는 고무재질이고 상기 고무재질 내부에 보강철판(도시안됨)이 적층되어 구성된 탄성 패드로서, 교량의 상부구조에 작용하는 하중을 하부구조에 원활하게 전달함으로서 충격을 흡수하고 전단변형에 의한 상부구조물의 신축거동에 대응하고, 탄성변형에 의한 전방향에 대한 회전을 수용하는 기능을 가지며, 고무와 고무사이의 내부에 강판을 적층 보강하여 고하중시에도 팽창력을 억제하여 내하력을 증진시킨 것이다.

즉, 상기 탄성패드(1) 상·하부에는 상부 플레이트(2)와 하부 플레이트(3)가 위치하여 탄성받침에 작용하는 하중의 지압면을 확보하고 평탄성을 유지시켜 패드(1)와 상·하부 플레이트(2, 3)의 접촉면을 밀착시켜 신축거동시 마찰력에 의해 고정되고 탄성패드는 전단변형에 의해 신축되도록 작용한다. 또한, 상기 상·하부 플레이트에는 종래와 마찬가지로 교량 및 교각에 각각 삽입되어지는 앵커볼트(21, 31)가 구비되어 있다.

상기 상·하부 스토퍼(5, 6)를 상기 상·하부 플레이트(2, 3)에 각각 체결하기 위한 방법은 여러 다양한 방법이 가능하나 후술하는 상·하부 플레이트의 패드(1)가 놓여지는 부위에 홈을 가공할 경우를 제외하고는 도 3에 도시된 바와 같은 체결볼트(71)와 와셔(72)에 의해 이루어짐이 바람직하다.

상기 상·하부 스토퍼(5, 6)는 여러가지 형태의 스토퍼가 사용될 수 있으나, 바람직하게는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 'ㄷ'자 판형상의 스토퍼를 사용함이 좋다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같은 일방향으로 운동하는 경우 이동제한 쐐기(4)를 상하부플레이트에 부착하여 신축방향을 제한하고, 도 2에 도시된 바와 같은 양방향으로 운동하는 경우는 쐐기가 없는 것으로 구성된다. 이러한 기존의 탄성받침에서 상부 플레이트(2)와 하부 플레이트(3)에 일방향(도 1)에서는 쐐기(4)가 없는 신축방향의 탄성패드(1)의 양끝에 'ㄷ'자 판형상의 미끄러짐을 방지하기 위한 스토퍼(5, 6)를 고정하기 위하여 상부판(2)과 하부판(3)에 탭을 가공한 후 체결볼트(71) 및 와셔(72)로 상기 스토퍼(5)(6)를 고정시킨다. 볼트의 규격과 수량은 탄성받침이 받는 수평력에 따라 변하도록 한다. 양방향(도 2)에서는 전방향 신축이 일어나므로 쐐기가 없는데 'ㄷ'자 판형상의 스토퍼(5)(6)의 설치 위치는 신축거동이 많이 발생하는 방향 교축방향 또는 교축직각방향에 상기 일방향과 같은 방법으로 고정된다.

도 4는 수평력이 클 경우를 대비해 본 고안의 미끄러짐 방지 스토퍼가 상하부 플레이트에 가공된 홈에 결합되는 다른 실시예를 보여주는 사시도이다.

도시된 바와 같이, 수평력이 큰 탄성받침의 경우에 상기 도 1 및 2에서와 같은 방식하에서 적절한 미끄러짐을 방지하기 위해선 볼트 규격이나 수량의 조정이 불가능할 경우, 패드(1)의 상부 플레이트(2) 및 하부 플레이트(3)와의 접촉부분을 스토퍼 홈함입부(91)와 스토퍼 홈돌출부(92)를 가공하여, 즉 홈을 가공하여 이 홈에 'ㄷ'자 판형상의 스토퍼(5, 6)를 삽입하여 상기 체결볼트(71)와 와셔(72)에 의해 결합하여 미끄럼이 일어나지 않도록 하고 있다.

도 5는 탄성받침 상·하부 플레이트에 홈을 파서 미끄러짐 방지 스토퍼 역할을 하도록 한 또 다른 실시예를 보여주는 사시도이다.

도시된 바와 같이, 탄성패드(1)와 상부 플레이트(2) 및 하부 플레이트(3) 사이 위치의 공간적인 제약으로 상기 도 1 및 도 2와 같이 'ㄷ'자 판형상의 스토퍼(5, 6)를 적용하지 못할 경우, 탄성패드(1)의 상부 플레이트(2)와 하부 플레이트(3)의 접촉을 홈가공하여 삽입되어 미끄럼이 일어나지 않도록 함으로서, 상기 도 4의 실시예와 마찬가지로 탄성받침의 패드(1)의 미끄럼을 방지하여 탄성받침 고유의 탄성복원력 확보로 구조적 불안 요소를 제거하고 안정성 확보와 면진기능을 향상시켜 교량의 성능향상이 이루어지도록 하고 있다.

상기한 바와 같이, 본 고안은 큰 비용부담없이 탄성받침의 미끄럼을 방지하여 상하부판의 도장 또는 도금등 어떠한 표면조건하에서도 미끄러짐이 없이 신축거동과 탄성복원력이 가능하고, 상부구조물과 하부구조물을 연결하여 과도한 신축변위가 발생되더라도 복원될 수 있는 기능을 유지하며, 일방향 또는 양방향 운동에서 마찰력이 저하되더라도 미끄럼이 없으며, 유지보수가 간단하고, 과도한 잭업의 경우에도 교량의 상부구조물이 손상되지 않으면서 탄성받침의 교체가 가능한 효과를 갖는다.

구체적으로 살펴보면, 미끄럼 방지를 통한 탄성받침 고유의 기능을 충분히 발휘토록 함으로서 내진 교량받침으로서 미끄럼에 의한 상부구조물의 이동 발생을 방지하고 상부구조물의 자연적인 힘에 의한 변위 발생시 전단변형에 대한 탄성복원력으로 상부구조물을 원위치시킴으로 교량의 성능유지 및 안전성, 내구성이 증대되고, 하자요인이 근원적으로 제거될 뿐만 아니라, 상·하부 플레이트의 방청 및 도장에 영향을 받지 않는 효과를 갖는다.

Claims (4)

1. 교량상판에 설치되는 상부 플레이트(2)와 교각에 설치되는 하부 플레이트(3) 및 상기 상·하부 플레이트(2, 3)의 사이에 구성된 패드(1)가 삽입되어지는 탄성받침에 있어서,

   상기 상·하부 플레이트(2, 3)와 상기 패드(1)의 미끄러짐을 막기 위하여 상기 패드(1)의 양변 또는 사변에 접하여 각각 상·하부 플레이트(2, 3)에 체결되는 상·하부 스토퍼(5, 6)를 포함한 것임을 특징으로 하는 미끄러짐 방지 스토퍼가 결합된 탄성받침.
2. 제 1항에 있어서, 상기 상·하부 스토퍼(5, 6)는 'ㄷ'자 형의 상하부 판스토퍼이고, 상기 'ㄷ'자 판형상의 상·하부 스토퍼(5, 6)와 상기 상·하부 플레이트(2, 3)와의 체결은 체결볼트(71)와 와셔(72)에 의해 이루어짐을 특징으로 한 미끄러짐 방지 스토퍼가 결합된 탄성받침.
3. 제 2항에 있어서, 상기 체결볼트(71)와 와셔(72)에 의한 상·하부 스토퍼(5, 6)와 상기 상·하부 플레이트(2, 3)의 체결은 상기 상·하부 플레이트(2, 3)의 상기 상·하부 스토퍼(5, 6)가 위치하는 부분에 가공되어진 스토퍼 홈함입부(91)와 스토퍼 홈돌출부(92)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 미끄러짐 방지 스토퍼가 결합된 탄성받침.
4. 제 1항에 있어서, 상기 상·하부 스토퍼(5, 6)에 의한 미끄러짐 방지는 상기 상·하부 플레이트(2, 3)의 상기 패드(1)가 위치하는 부분에 가공되어진 홈함입부(81)와 홈돌출부(82)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 미끄러짐 방지 스토퍼가 결합된 탄성받침.