KR200271596Y1 - 지진 및 수평하중에 저항하여 교량 상부구조물의 탈락을방지하기 위한 교좌장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 교량 상부구조물을 전방향으로 구속하는 전단키를 구비시켜 지진 및 수평하중에 저항하여 교량 상부구조물의 탈락을 방지하기 위한 교좌장치에 관한 것이다.

본 고안은 교량 상부구조물(100)의 하부면에 정착되어지는 상부강판(11)의 중앙부에 개공(12)을 만들고, 개공(12)의 가장자리 부근에 단턱(13)을 두고 상부로 돌출되는 상자 형상의 키홈부(14)를 가지며, 상기 상부강판(11)과 키홈부(14)에 부착되어 교량 상부구조물(100)의 내부에 매설되어지는 다수의 정착철근(15)이 구비되는 상판매입체(10)와; 상기 상판매입체(10)의 하방에 위치하여 교대 또는 교각의 코핑부(200)에 정착되는 하부강판(21)을 가지며, 상기 하부강판(21)에서 상향 돌출되는 중단패드(22)가 구비되고, 상기 중단패드(22)에서 상향 돌출되면서 상기 상판매입체(10)의 개공(12)을 통해 키홈부(14)에 들어가 일정한 유격을 두고 구속되는 전단키부(23)를 구비하는 하부받침체(20)와; 상기 상판매입체(10)의 상부강판(11)과 하부받침체(20)의 중단패드(22)사이에 개재되어 상부구조물(100)의 압축력과 변형력을 지지하는 미끄럼판(30);으로 구성됨을 특징으로 하는 기술구성을 제공한다.

Description

지진 및 수평하중에 저항하여 교량 상부구조물의 탈락을 방지하기 위한 교좌장치{A Bridge-Seat for prventing super structure from falling up}

본 고안은 교량의 상부구조물과 교각 하부구조물의 사이에 설치되어 상부구조물의 하중과 변형을 받아주는 교좌장치에 관한 것으로, 특히 상부구조물을 전방향으로 구속하는 전단키를 구비시켜 지진 등의 영향으로 인해 교량의 상부구조물이 교각 또는 교대에서 이탈되어 추락되지 않도록 한 지진 및 수평하중에 저항하여 교량 상부구조물의 탈락을 방지하기 위한 교좌장치에 관한 것이다.

최근 한반도 주변에 지진이 빈번하게 발생되는 상황을 볼 때, 지진에 대한 안전지대였던 우리나라도 이제는 더 이상 안전지대가 아닌 것으로 밝혀지고 있다.

지진이 발생되면 교량 구조물은 균열·붕괴 등의 피해를 입어 본래의 기능을 수행하지 못하게 되므로 내진 설계에 따른 시공이 요구되어진다.

그러나, 종래 설치된 교량들은 지진발생에 충분히 대비한 설계 및 그에 따른 시공을 하지 않기 때문에 소정 강도 이상의 지진이 발생하여서 교각 또는 교대 상부에 설치된 상부구조물(메인거더, 크로스빔 및 교량상판 등)에 영향을 끼치게 되면 상부구조물이 교각 또는 교대의 상면으로부터 이탈되어 추락될 위험이 있다.

한편, 중대형 교량의 상부구조물은 교좌장치를 통해 교각 또는 교대의 상부에 지지시키고 있는데, 교좌장치는 교량의 상부구조에서 작용하는 하중 및 변형을 흡수하거나 감소시켜서, 교량의 하부구조물에 무리한 힘이 전달되지 않도록 하며, 상부구조물의 국부적인 변형을 완화시킬 수 있도록 설치하는 일종의 완충장치이다.

일반적으로 교좌장치는 교량의 형태, 지역 조건에 따라 사용되는 종류가 다르며, 본 고안은 현재 가장 널리 쓰이고 진동에 강한 패드-슈 타입(pad-shoe type)의 교좌장치에 적용되는 것이다.

종래 패드-슈 타입의 교좌장치 중 하나로 도1a, 도1b 및 도1c의 도시와 같은 교좌장치가 개시된 바 있다.

이 종래의 교좌장치는 교량 상부구조물(100)의 하부면에 앵커볼트를 통해 정착되는 상부강판(1)과, 교대 또는 교각의 코핑부(Coping-Part)(200)에 앵커볼트를 통해 정착되는 하부강판(2)과, 상기 상·하부강판(1)(2)들의 사이에 개재되어 교량의 압축력과 변형력을 지지하는 베어링패드(3)로 구성되며, 상·하부강판(1)(2)의 베어링패드(3) 외측부분에는 상호 엇갈리게 배치한 스토퍼(1a)(2a)들이 부착되어 수평하중에 저항하도록 되어 있다.

이와 같이 구성되는 종래의 교좌장치는 상·하부강판(1)(2)들이 베어링패드 (3)를 사이에 두고 상부구조물의 변위에 따라 서로 상대적인 운동을 하면서 상부구조물(100)의 하중과 변형력을 지지하여 하부구조물인 교대 또는 교각으로 전달하며, 정상적인 상황하에서 예견되는 교축 방향 및 교축 직각 방향의 하중 및 변형력에는 적절히 대응할 수 있게 된다.

그러나, 상기한 종래의 교좌장치는 지진 등과 같은 돌발사태에서 발생될 수 있는 큰 변형력에 적절히 대처할 수 없다는 문제점이 있다.

즉, 상기한 종래의 교좌장치는 상·하부강판(1)(2)에 엇갈리게 물리도록 배치한 스토퍼(1a)(2a)들을 통해 교량 상부구조물(100)의 전후 좌우의 직선적인(규칙적인) 움직임에는 저항할 수는 있으나, 지진 등의 영향으로 인해 교량 상부구조물에 불규칙하면서도 커다란 수평하중, 비틀림 응력 및 수직 이동이 가해질 경우 이에 저항하면서 구속하여 주기 위한 구조부가 마련되어 있지 않기 때문에 교량 상부구조물이 교대 또는 교대에서 탈락될 위험에 노출되는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 교량의 상부구조물과 교각 하부구조물의 사이에 설치되어 상부구조물의 하중과 변형을 받아주는 교좌장치를 개량하여 지진 등의 돌발적인 사태에서도 교량의 안정성을 보장하기 위해 안출된 것이다.

따라서, 본 고안의 목적은 교량의 상부구조물과 교대 또는 교각간의 변형력을 흡수하여 줌은 물론이고, 상부구조물을 전방향으로 구속하는 전단키를 구비시켜 지진 등의 영향으로 인해 불규칙적이면서 커다란 변형력이 발생되어도 교량의 상부구조물이 교대 또는 교각에서 탈락되지 않게 하여주는 지진 및 수평하중에 저항하여 교량 상부구조물의 탈락을 방지하기 위한 교좌장치를 제공하는데 있다.

도1a, 도1b 및 도1c는 종래의 교좌장치를 나타낸 도면

도2는 본 고안의 일 실시예에 따른 교좌장치의 사시도

도3a는 도2의 A-A선에 따른 단면도

도3b는 도2의 B-B선에 따른 단면도

도4a 및 도4b는 본 고안의 일 실시예에 따른 교좌장치를 이용한 교량 지점부의 시공 예시도

도5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 교좌장치의 하부받침체를 나타내는 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:상판매입체 11:상부강판 12:개공

13:단턱 14:키홈부 15:정착철근

20:하부받침체 21:하부강판 22:중단패드

23:전단키부 24:앵커용 구멍 30:미끄럼판

100:상부구조물 200:코핑부 A:앵커볼트

이하, 본 고안의 기술구성을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2는 본 고안의 일 실시예에 따른 교좌장치의 사시도이고, 도3a는 도2의 A-A선에 따른 단면도, 도3b는 도2의 B-B선에 따른 단면도이며, 도4a 및 도4b는 본 고안의 일 실시예에 따른 교좌장치를 이용한 교량 지점부의 시공 예시도이다.

그리고, 도5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 교좌장치의 하부받침체를 나타내고 있는 사시도이다.

본 고안에 의한 교좌장치는, 교량 상부구조물(100)의 하부면에 정착되어지는 상부강판(11)의 중앙부를 일정부분 절취하여 길이방향으로 긴 개공(12)을 만들고, 그 개공(12)의 가장자리 부근에 단턱(13)을 두고 상부로 돌출되는 상자 형상의 키홈부(14)를 가지며, 상기 상부강판(11)과 키홈부(14)의 상면에 수직하게 부착되어 상기 키홈부(14)와 함께 교량 상부구조물(100)의 내부에 매설되어지는 다수의 정착철근(15)이 구비되는 상판매입체(10)와;

상기 상판매입체(10)의 하방에 위치하여 교대 또는 교각의 코핑부(200)에 앵커볼트(A)를 통해 정착되는 하부강판(21)을 가지며, 상기 하부강판(21)에서 앵커볼트(A)가 정착되는 부분의 내측에 자리하면서 일체로 상향 돌출되는 중단패드(22)가 구비되고, 상기 중단패드(22)의 중앙부에서 일체로 상향 돌출되면서 상기 상판매입체(10)의 개공(12)을 통해 키홈부(14)에 들어가 상하 좌우 및 전후방으로 일정한 유격을 두고 구속되는 T자형상의 전단키부(23)를 구비하는 하부받침체(20)와;

상기 상판매입체(10)의 상부강판(11)과 하부받침체(20)의 중단패드(22)사이에 개재되어 교량 상부구조물(100)의 압축력과 변형력을 지지하는 미끄럼판(30);으로 구성됨을 기술구성상의 기본적인 특징으로 한다.

그리고, 상기 하부받침체(20)의 하부강판(21)과 중단패드(22)는 도2의 도시와 같이 4각판 형상으로 이루어질 수도 있으며, 도5의 도시와 같이, 원형판 형상으로 이루어질 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 상판매입체(10)의 정착철근(15)은 그 끝이 갈고리 형상으로 구부러져 정착력을 높이고 있다.

상기 하부받침체(20)의 하부강판(21) 가장자리부에는 교각 또는 교대에 정착시키는 상기 앵커볼트(A)가 관통되는 앵커용 구멍(24)이 형성된다.

상기 미끄럼판(30)은 상기 하부받침체(20)의 전단키부(23)가 상판매입체(10)의 키홈부(14)내로 들어갈 수 있도록 그 중앙부에 상기 상판매입체(10)의 개공(12)과 같은 크기의 구멍이 형성된다.

한편, 위와 같이 구성되는 본 고안의 교좌장치는 상기 상판매입체(10)의 개공(12) 장변을 교축방향과 평행하게 설치하며, 하부받침체(20)의 전단키부(23)는 키홈부(14)내로의 삽입전 그 장변을 상기 개공(12)의 장변과 같은 방향으로 위치시키고 키홈부(14)내로 일단 삽입한 후, 전단키부(23)의 장변이 교축의 직각방향으로 위치되도록 90°회전시켜 상기 개공(12) 주위의 단턱(13)에 의해 구속되게 설치한다.

상기와 같이 구성되고 설치되는 본 고안 교좌장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 교좌장치는 정상적인 상황하에서 교량 상부구조물(100)이 온도변화에 따라 교축방향으로 신축작용을 하면, 상판매입체(10)의 상부강판(11)과 하부받침체(20)의 중단패드(22)들이 미끄럼판(30)을 사이에 두고 상부구조물(100)의 변위에 따라 서로 상대적인 운동을 하면서 상부구조물(100)의 하중과 변형력을 지지하여 하부구조물인 교대 또는 교각으로 전달한다.

이때, 상판매입체(10)는 그 키홈부(14)가 하부받침체(20)의 전단키부(23)보다 상대적으로 넓은 폭으로 형성되어 있으므로 전단키부(23)에 의해 움직임이 구속되지 않는다.

이와 같은 상태에서 돌발적인 지진이 발생하여 상부구조물(100)이 교축방향 또는 교축 직각방향으로 심하게 움직이면 상판매입체(10)의 개공(12) 가장자리에 전단키부(23)의 측면에 걸리게 되어 움직임이 정지하게 되며, 상부구조물이 상하로 심하게 움직이면 상판매입체(10)의 단턱(13)에 전단키부(23)의 머리가 걸리게 되어 움직임을 구속하게 된다.

따라서, 본 고안의 교좌장치에 따르면 지진 등의 발생으로 인해 교량 상부구조물(100)이 심하게 유동될 때 전방향 움직임에 모두 저항하면서 구속하여 주므로 교량 상부구조물(100)이 교좌장치로부터 이탈되지 않게 된다.

이상과 같이 본 고안은 교량의 온도변화 및 상부하중에 의한 상부구조물과 교대 또는 교각간의 변형력을 흡수하여 주는 교좌장치 본연의 임무는 물론이고, 상부구조물을 전방향으로 구속하는 전단키를 구비시켜 지진 등의 영향으로 인해 불규칙적이면서 커다란 수평하중 및 변형력이 발생되어도 교량의 상부구조물이 교대 또는 교각에서 탈락되지 않게 하여 준다.

따라서, 본 고안에 의하면, 지진 등의 돌발적인 사태에서도 교량의 안정성을 보장하여 교량 및 하부도로를 통과하는 차량 및 인명피해를 사전에 예방할 수 있는 매우 유용한 고안이다.

또한, 구조가 간단하므로 시공이 용이하고 설치비용도 저렴하여 경제적인 측면에서 효과가 높다.

Claims (3)

1. 교량 상부구조물(100)의 하부면에 정착되어지는 상부강판(11)의 중앙부를 일정부분 절취하여 길이방향으로 긴 개공(12)을 만들고, 그 개공(12)의 가장자리 부근에 단턱(13)을 두고 상부로 돌출되는 상자 형상의 키홈부(14)를 가지며, 상기 상부강판(11)과 키홈부(14)의 상면에 수직하게 부착되어 상기 키홈부(14)와 함께 교량 상부구조물(100)의 내부에 매설되어지는 다수의 정착철근(15)이 구비되는 상판매입체(10)와;

   상기 상판매입체(10)의 하방에 위치하여 교대 또는 교각의 코핑부(200)에 앵커볼트(A)를 통해 정착되는 하부강판(21)을 가지며, 상기 하부강판(21)에서 앵커볼트(A)가 정착되는 부분의 내측에 자리하면서 일체로 상향 돌출되는 중단패드(22)가 구비되고, 상기 중단패드(22)의 중앙부에서 일체로 상향 돌출되면서 상기 상판매입체(10)의 개공(12)을 통해 키홈부(14)에 들어가 상하 좌우 및 전후방으로 일정한 유격을 두고 구속되는 T자형상의 전단키부(23)를 구비하는 하부받침체(20)와;

   상기 상판매입체(10)의 상부강판(11)과 하부받침체(20)의 중단패드(22)사이에 개재되어 교량 상부구조물(100)의 압축력과 변형력을 지지하는 미끄럼판(30);으로 구성됨을 특징으로 하는 지진 및 수평하중에 저항하여 교량 상부구조물의 탈락을 방지하기 위한 교좌장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 하부받침체(20)의 하부강판(21)과 중단패드(22)는 4각판 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 지진 및 수평하중에 저항하여 교량 상부구조물의 탈락을 방지하기 위한 교좌장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 하부받침체(20)의 하부강판(21)과 중단패드(22)는 원형판 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 지진 및 수평하중에 저항하여 교량 상부구조물의 탈락을 방지하기 위한 교좌장치.