KR200277750Y1

KR200277750Y1 - 자체진단 교좌장치

Info

Publication number: KR200277750Y1
Application number: KR2019990001491U
Authority: KR
Inventors: 김기중
Original assignee: 김기중; 주식회사 케이.알
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 1999-02-02
Publication date: 2002-06-15
Also published as: KR20000016504U

Abstract

본 고안은 교량의 상판을 지지하는 교각의 상부에 설치되어 상판의 하중과 변형을 받아주는 교좌장치의 개량에 관한 것으로, 특히 변위량 등을 자체진단하여 그 성능을 계속적으로 유지하도록 손쉽게 보정할 수 있게 하는 자체진단 교좌장치에 관한 고안이다.

본 고안은 종래의 교좌장치에 있어서, 하부플레이트(32)에는 그 중앙상면에 소정넓이로 요입되는 수납실(37)과, 그 일측면 중앙에 부착되는 퀵커플러(39)와, 상기 수납실(37)과 퀵커플러(39)간을 밀폐하에 연통하는 연통로(38)가 형성되어, 상기 수납실(37)과 연통로(38)내에 유체가 충진된 것임을 특징으로 한다.

따라서, 본 고안은 교좌장치로서 압압력·이심·편위 등을 손쉽고도 신속하게 측정할 수 있는 자체진단 기능을 가지므로, 보수/유지가 손쉬워서 항상 교좌장치가 정합이 되도록 유지할 수 있어서 교좌장치의 내구력을 보장하며, 이는 결국 이러한 교좌장치가 설치되는 교량 등의 내구력도 향상시키게되는 유용한 고안이다.

Description

자체진단 교좌장치{Self-diagnosable bridge shoe}

강이나 하천 뿐만 아니라 바다를 가로질러 양안을 연결하는 교량은 일반적으로 교각위에 상판을 올려주는 구조를 가지며, 교각을 없이 설치하는 사장교(현수교)일지라도 중앙 또는 양안에 상판을 지지하는 구조물(교대 또는 기둥 모두 포함)이 설치되므로 기본적으로는 상판과 교각의 구조를 벗어나지 않는데, 교량위에는 사람이나 차량 또는 대하중의 중기나 트레일러등이 통행하므로 시시각각 변화되는 동(動) 하중이 미치게 되며, 특히 교량이 크면 클수록 상판이 길어지므로 계절의 변화나 일교차에 따른 열변형으로 연신·수축량이 커지며, 이는 상판과 교각의 접촉부위가 변화될 수 있어야 교량으로서 충분히 하중 지탱능력을 갖추게 되어 충분한 소요수명을 누릴 수 있게 되므로, 일반적으로는 교각의 상부에 교좌장치를 설치하여 상판의 변위에 대응하면서 상판을 지지할 수 있도록 하고 있다.

이러한 교좌장치에는 포트베어링(Pot Bearing)타입과 패드슈(Pad shoe; 교량용 탄성받침)타입의 교좌장치가 있는데, 본 고안은 양쪽 모두에 적용 가능하나, 특히 포트베어링에서는 그대로 적용되는 것으로, 이들중 패드슈타입으로 본인이 개발하여 특허출원중인 특허출원 제97-72562호의 '면진성능이 향상된 교좌장치'가 자체진단 기능을 가지고 있으며, 본 고안과 같은 형태인 포트베어링타입으로는 본인의 실용신안등록출원 제98-21364호의 '포트베어링의 지지구조체'가 있으나 이도 포트베어링의 특정 기능향상을 목적으로 개발되어 본 고안의 목적과는 다르며, 따라서 본 고안과 같은 기능으로 개발된 것이 없는 실정이다.

따라서, 전형적인 포트베어링으로는 도 4의 일부를 전개하여 도시한 상태도 및 도 5에 절반만을 절단하여 도시한 정면도에 도시된 바와같이, 상판(1)과 교각(2)측에 다수개 매입되는 앵커볼트(4) 또는 앵커브라켓(41)들에 의하여 각각 삽착되는 장방형의 상하부플레이트(31, 32)와, 상기 하부플레이트(32)의 내측 요홈에 삽입되는 고무판(34)과, 상기 고무판(34)의 바로 위에서 상하진 자재하는 피스톤(33)과, 상기 대향하는 상부플레이트(31)와 상기 피스톤(33)에 각각 심어지는 미끄럼판(35) 및 불소수지판(36)과로 이루어진다.

상기와 같이 이루어지는 종래의 고안은 상하부플레이트(31, 32)가 상판(1) 및 교각(2)측에 매입되어 설치되는 앵커볼트(4)들에 의하여 삽착되므로 상부플레이트(31)는 상판(1)과 또한 하부플레이트(32)는 교각(2)과 일체로 변위하게 된다. 그러나, 상하부플레이트(31, 32) 사이에 삽입되는 고무판(34)과 미끄럼판(35) 및 불소수지판(36)들에 의하여 상판(1)에 작용되는 외력에 의해 상판(1)과 교각(2)간에 상대적인 변위가 발생되거나 이상하중이 작용되어도 고무판(34)의 완충작용과스텐레스스틸로 된 미끄럼판(35) 및 불소수지판(36)간의 윤활작용에 의하여 상기한 변위 및 이상하중을 적절히 받아주고 외부충격을 최소화하여 상판(1) 및 교각(2)에 무리가 없도록 하게 된다.

또한, 상기 상하부플레이트(31, 32)들은 통상 각각의 4모서리에 설치되는 앵커볼트(4)들에 의하여 상판(1) 및 교각(2)에 설치되므로, 포트베어링의 보수 및 교체시에 이들을 풀고 포트베어링의 상하부플레이트(31, 32)들을 취출하거나 재취부할 수 있어서 편리하다.

따라서, 포트베어링의 기능은 고무판(34)의 완충능력 개선이라던가 또는 미끄럼판(35) 및 불소수지판(36)간의 윤활능력 개선 및 상하부플레이트(31, 32)간의 정합(正合) 등에 좌우되므로 현재까지는 이들의 능력향상에만 주안점을 두고 연구·개발이 진행되어 왔었던 것이 사실이다.

다만, 상술한 종래고안은 최초 설계에 반영되는 동하중 또는 동하절기 온도 변형 등에 적응되는 구조이므로 이러한 설계하중내에서는 그 내구성이 보장될 수 있으나, 충격적인 하중이나 편위된 하중이 작용하는 경우에는 상판과 교각은 편형된 상태에서 정합이 유지될 수는 있으나 이때에는 교좌장치가 전혀 그 기능을 발휘하지 못한다는 문제가 있으며, 따라서 상술한 경우에는 정기적인 교좌장치의 점검에 의하여 그 편위량에 따라 교좌장치를 조정해 주어야 하는데, 현재까지는 이를 위한 대비로는 상술한 본인의 특허출원 제97-72562호(1997. 12. 23 출원)가 고작이며, 이 또한 본 고안과는 그 형태가 전혀 다른 것이다.

그러나, 예컨데 교좌장치가 최초 설치시에는 평형을 이루더라도, 외력은 불균일하게 작용될 수 있으며, 이렇게 왜곡된 외력은 상판 등을 변위시켜서 교좌장치의 기능을 마비시키고 그 내구수명도 단축시켜서 바람직하지 못하며, 특히 대형 교량등에는 수십 내지 수백세트의 교좌장치를 일일이 육안으로 또는 종래의 측정장치로 측정하기가 번거롭고도 어렵다는 문제점등이 있다.

본 고안은 상기한 문제점들을 해소하고자 안출된 것으로, 이는 첫째 왜곡된 외력을 정확하게 측정할 수 있도록 하며, 둘째 그에 따른 교좌장치의 변위도 함께 측정할 수 있으며, 셋째 이들의 측정이 손쉬우면서도 신속히 이루어질 수 있도록 하는 교좌장치를 제공하고자 완성된 것으로 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 구성상태도,

도 2는 도 1의 A-A선 단면도,

도 3은 본 고안의 다른 구성상태 정면도,

도 4는 종래고안의 구성상태 전개도,

도 5는 도 4의 조립상태 부분단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 --- 상판2 --- 교각(교대)

3 --- 포트베어링

31 --- 상부플레이트32 --- 하부플레이트

33 --- 피스톤34 --- 고무판

35 --- 미끄럼판36 --- 불소수지판

37 --- 수납실 38 --- 연통로

39 --- 퀵 커플러

4 --- 앵커볼트

41 --- 앵커브라켓 42 --- 볼트

5 --- 편심측정기

6 --- 이심측정장치

61 --- 이심측정기62 --- 브라켓

도 1은 본 고안의 구성상태로서 내부가 보이도록 상부플레이트를 전개한 상태에서 도시한 전개상태도이고, 도 2는 본 고안의 요부인 하부플레이트만을 발췌절단한 확대단면도이다.

본 고안은 상판(1)과 교각(2)측에 다수개 매입되는 앵커볼트(4) 또는 앵커브라켓(41)들에 의하여 각각 삽착되는 장방형의 상하부플레이트(31, 32)와, 상기 하부플레이트(32)의 내측 요홈에 삽입되는 고무판(34)과, 상기 고무판(34)의 바로 위에서 상하진 자재하는 피스톤(33)과, 상기 대향하는 상부플레이트(31)와 상기 피스톤(33)에 각각 심어지는 미끄럼판(35) 및 불소수지판(36)과로 이루어지는 교좌장치에 있어서, 상기 하부플레이트(32)에는 그 중앙상면에 소정넓이로 요입되는 수납실(37)과, 그 일측면 중앙에 부착되는 퀵커플러(39)와, 상기 수납실(37)과 퀵커플러(39)간을 밀폐하에 연통하는 연통로(38)가 형성되어, 상기 수납실(37)과 연통로(38)내에 유체가 충진된 것임을 특징으로 한다.

상기한 구성에 있어서, 상기 하부플레이트(32)의 변측에 상기 피스톤(33)과의 간격을 측정하는 편심측정기(5) 2세트 이상이 대칭으로 설치되는 것임을 특징으로 하면 바람직하다.

도 3은 본 고안의 다른 구성상태 정면도이다.

상기한 구성에 있어서, 상기 상하부플레이트(31, 32)에 각각 일단이 부착되어 타단이 하상부플레이트(32, 31)측으로 연장되고 소정거리 이격하여 대향하는 한쌍의 브라켓(62, 62)이 그 사이에 위치하는 상기 편심측정기(5)와 동일한 이심측정기(61)를 지지하도록 설치되는 1세트 이상의 이심측정장치(6)를 가지는 것임을 특징으로 하면 보다 바람직하다.

상기한 구성에 있어서, 편심측정기(5)와 이심측정기(6)가 디지탈 다이알게이지, 인디케이터(저항측정기) 또는 선형편차측정기{대영사에서 공급하는 상품명 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)} 중에서 선택된 것임을 특징으로 하면 보다 바람직하다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안은 종래의 포트베어링에서와 같이 충격하중이나 온도차에 의한 변위를 해소하는 기능은 동일하며, 게다가 그 추가되는 구성에 의하여 다음과 같은 기능을 보다 더 가지게 된다.

즉, 하부플레이트(32)에 요입되는 수납실(37) 바로 위에 고무판(34)이 면착되므로 밀폐되게 되며, 하부플레이트(32)의 외측에 부착되는 퀵커플러(39)와는 연통로(38)로 연결되어 유체가 충진되므로, 결국 퀵커플러(39)에서 수납실(37)까지는 동일압력의 유체로 밀폐되게 되며, 상기 퀵커플러(39)에 삽입되는 잭을 가지는 유압측정기(외부 장비이므로 도시하지 않음)로 수납실(37)의 유압을 측정하므로서 그 위에 면착되는 고무판(34)에 미치는 압압력을 손쉽게 측정할 수 있다. 이때, 퀵커플러(39)는 공지의 구조체로서 상시 밀폐시키면서 밀어넣으면 쉽게 꽂아지는 잭에 의하여 개방이 되는 구조를 가지므로 유압측정은 유압측정기의0 잭을 상기 퀵커플러(39)에 꽂아주므로서 신속히 이루어지게 되고, 잭을 뽑으면 다시 밀폐를 유지하게 된다. 또한, 이렇게 측정된 압압력으로 내구성이 가장 열등한 고무판(34)의 피로하중과 비교하여 보수/유지자료로 활용하게 된다.

본 고안의 다른 구성에 있어서는 하부플레이트(32)의 변측에 2세트 이상의 편심측정기(5)가 설치되는데, 이들은 2세트 이상이 대칭으로 설치되므로, 양측 상하부플레이트(31, 32)간의 간격을 측정하여 외력에 의해 상하부플레이트(31, 32)가 얼마만큼 변위되었는가를 손쉽게 알 수 있어서 보수/유지에 만전을 기할 수 있게 된다. 편심측정기(5)는 전후좌우의 편심을 측정할 수 있도록 4세트가 설치되는 것이 보다 바람직하다.

또한, 이때 사용되는 편심측정기(5)와 본 고안의 또다른 구성에 추가되는 이심측정기(6)로는 간격을 정밀하게 측정할 수 있는 장비이면 어떠한 것이든지 사용이 가능하며, 인디케이터를 사용하는 경우 이는 상하진 자재하는 촉침과 촉침을 보지하는 케이스내에 이 촉침과 소정거리 이격되는 위치에 각각 자석의 양극(N극, S극)을 설치하고 이격거리의 변화에 따른 여기 전위를 측정하여 계산된 거리를 디스플레이 하는 것으로, 이때 촉침이 보지된 케이스를 하부플레이트(32)의 변측에 케이스가 묻히도록 삽장하고 촉침의 첨부가 상부플레이트(31)에 접촉하도록 설치하고, 디스플레이 및 본체는 상기 케이스에서 인출되는 인출선과 신속히 결합되는 접속도구에 의해 분리시킨 상태로 하면 비용의 절감 및 설치의 편의를 도모할 수 있다.

또한, 디지탈 다이알게이지도 상술한 인디케이터와 유사한데, 다만 촉침의 변위를 잭/피니언 등의 기구적 구조체로 측정하여 측정값을 디지탈로 전환하는 차이가 있으므로 설치는 촉침 및 케이스와 본체를 분리하여 설치함도 상기 인디케이터와 동일하다. 게다가, 선형편차측정기는 이러한 틈새만을 전형적으로 정밀측정하는 장비로서 그 상세한 구조의 설명은 본 고안의 구성과는 별개의 고안이므로 생략한다.

본 고안의 또다른 구성에 있어서는 상하부플레이트(31, 32)간의 이격거리인 이심을 측정할 수 있도록 상하부플레이트(31, 32)에 각각 일단이 부착되어 일정거리 이격되는 브라켓(62, 62)의 사이에 상술한 편심측정기(5)와 동일하게 거리를 측정할 수 있는 이심측정기(61)를 설치하는 이들의 조합인 이심측정장치(6)가 추가 구성되는데, 브라켓(62, 62)들은 각각 상하부플레이트(31, 32)에 부착되므로 플레이트(31, 32)가 상대적으로 이동하여 정상위치에서 벗어나면 브라켓(62, 62)들간의 이격거리가 변경되며, 이는 이심측정기(61)에 의해 정확히 측정되게 된다. 이러한 이심측정장치(6)도 바람직하기로는 플레이트(31, 32)의 4변에 각각 1세트씩 4세트가 장설됨이 바람직하나, 경제성을 도모하고자 하는 경우에는 교량의 길이방향으로의 변위가 가장 빈발하므로 이 방향으로 1세트만 설치하여도 측정정밀도에는 큰 차이가 없다. 상술한 유압측정기와 편심측정치(5) 및 이심측정기(61)들은 유압 및 전자장비들로서 퀵커플러(39) 및 측정기(5, 61)들의 단자가 본 고안의 교좌장치 외면에만 설치되며 이들과 신속하고도 손쉽게 연결하여 즉시로 각 데이터를 얻을 수 있으므로 교좌장치의 진단이 손쉽게 이루어질 수 있다.

상술한 바와같이 본 고안은 교좌장치로서 압압력·이심·편위 등을 손쉽고도 신속하게 측정할 수 있는 자체진단 기능을 가지므로, 보수/유지가 손쉬워서 항상 교좌장치가 정합이 되도록 유지할 수 있어서 교좌장치의 내구력을 보장하며, 이는 결국 이러한 교좌장치가 설치되는 교량 등의 내구력도 향상시키게되는 유용한 고안이다.

Claims

삭제
상판(1)과 교각(2)측에 다수개 매입되는 앵커볼트(4) 또는 앵커브라켓(41)들에 의하여 각각 삽착되는 장방형의 상하부플레이트(31, 32)와, 상기 하부플레이트(32)의 내측 요홈에 삽입되는 고무판(34)과, 상기 고무판(34)의 바로 위에서 상하진 자재하는 피스톤(33)과, 상기 대향하는 상부플레이트(31)와 상기 피스톤(33)에 각각 심어지는 미끄럼판(35) 및 불소수지판(36)과로 이루어지는 교좌장치에 있어서,

상기 하부플레이트(32)에는 그 중앙상면에 소정넓이로 요입되는 수납실(37)과, 그 일측면 중앙에 부착되는 퀵커플러(39)와, 상기 수납실(37)과 퀵커플러(39)간을 밀폐하에 연통하는 연통로(38)가 형성되어, 상기 수납실(37)과 연통로(38)내에 유체가 충진되고,

상기 하부플레이트(32)의 변측에 상기 피스톤(33)과의 간격을 측정하는 편심측정기(5) 2세트 이상이 대칭으로 설치되는 것임을 특징으로 하는 자체진단 교좌장치.
제 2항에 있어서, 상기 상하부플레이트(31, 32)에 각각 일단이 부착되어 타단이 하상부플레이트(32, 31)측으로 연장되고 소정거리 이격하여 대향하는 한쌍의 브라켓(62, 62)이 그 사이에 위치하는 상기 편심측정기(5)와 동일한 이심측정기(61)를 지지하도록 설치되는 1세트 이상의 이심측정장치(6)를 가지는 것임을 특징으로 하는 자체진단 교좌장치.
제 3항에 있어서, 편심측정기(5)와 이심측정기(61)가 디지탈 다이알게이지, 인디케이터(저항측정기) 또는 선형편차측정기대영사에서 공급하는 상품명 LVDT(Linear Variable Differential Transformer) 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 자체진단 교좌장치.