KR200289990Y1 - 교량용 탄성받침대 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 교량의 상판과 교각에 각각 고정되는 제 1,제 2플레이트에서 대향돌출한 제 1,제 2돌출부중 외측에 위치한 돌출부에 노치(Notch)를 형성하여 지진등의 큰 진동시 노치가 형성된 돌출부가 바깥쪽으로 파괴되면서 충격을 완화하게 하는 탄성받침대에 관한 것이다. 이러한 본 탄성받침대는 교각의 상면에 설치되고, 위쪽으로 돌출되는 제 1돌출부를 갖는 제 1플레이트; 상판의 저면에 설치되고 아래쪽으로 돌출되어 상기 제 1돌출부와 작용하여 교각과 상판 상호간에 작용하는 수평이동을 제한하고 수평하중을 흡수하는 제 2돌출부를 갖는 제 2플레이트; 및 상기 제 1플레이트와 제 2플레이트 사이에 개재되어 상기 상판의 하중을 탄성적으로 지지하고, 상기 교각과 상판 상호간의 수평방향이동을 허용하는 탄성고무판을 포함하며, 상기 제 1돌출부 또는 제 2돌출부 중 외측에 위치하는 돌출부의 소정부위에 상호 충돌시 소정하중이상에서 파괴되며 충격을 흡수하도록 요입되는 적어도 하나이상의 노치(Notch)가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

교량용 탄성받침대{Structural bearing for bridge}

본 고안은 교량의 상판과 교각 사이에 설치되어 상판의 하중과 변형을 받아주는 교량용 탄성받침대에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교량의 상판과 교각에 각각 고정되는 제 1,제 2플레이트에서 대향돌출한 제 1,제 2돌출부중 외측에 위치하는 돌출부에 노치(Notch)를 형성하여 지진등의 큰 진동시 노치가 형성된 돌출부가 바깥쪽으로 파괴되면서 충격을 완화하게 하는 탄성받침대에 관한 것이다.

일반적으로, 교량은 교각 위에 상판을 올려주는 구조를 가지며, 교량위에는 차량등이 고속으로 통행하므로 교량에는 시시각각 변화되는 동하중이 작용한다. 또, 큰 교량에서는 그 상판의 길이가 길어지므로 계절변화에 따른 온도변화에 의한 열변형으로 상판의 신축량이 커지므로, 상판과 교각의 접촉부위에서 상대운동을 허용하도록 설계하여야 한다. 또, 지진등에 의해 교량에 수평방향으로 미치는 큰 충격력에 대비하여 수평방향의 충격력을 완충하여 줄 수 있는 지지구조를 가져야 한다. 이를 위해 교량의 교각과 상판 사이에는 교량용 탄성받침대를 설치하여 상판의 변위에 대응하면서 상판을 지지하여 상판에 미치는 충격력을 감소시키고 있다.

이러한 교량용 탄성받침대와 관련하여서는 실용신안공개공보 제98-056693호, 실용신안등록공보 제 170129호 및 제 208799호 등에 게시된 것이 있으나, 이들은 한번 설치후에는 파손이나 부식등으로 인한 교체가 매우 어렵다는 단점이 있다. 이러한 종래의 교량용 탄성받침대의 일예가 도 1 및 도 2에 개시되어 있다.

도 1은 일반적인 교량용 탄성받침대의 일예를 나타낸 분리사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 탄성받침대가 교량에 설치된 상태를 보여주는 단면도이다.

도시한 바와 같이, 교량용 탄성받침대(100)는 교각(10)상에 설치되는 제 1플레이트(110)와 교량 상판(20)저면에 설치되는 제 2플레이트(120) 및, 상판(20)의 하중을 탄력있게 지지하는 한편 수평방향으로의 상판의 변위를 허용하기 위한 고무판(130)으로 이루어져 있다.

제 1플레이트(110)는 그 저면에 부착되어 있는 기초봉(112)을 통해 교각(10)의 상면에 고정설치된다. 이러한 제 1플레이트(110)의 상면에는 소정간격을 두고 나란하게 배치되어 위쪽으로 돌출된 제 1돌출부(114)가 형성되어 있다. 이 제 1돌출부(114)는 뒤에서 설명되는 제 2플레이트(120)의 저면에 설치된 제 2돌출부(124)와 상호작용하여 교각(10)에 대한 상판(20)의 상대운동을 어느정도 제한하고, 또 지진등 수평방향으로 큰 힘이 작용할 때 파손되면서 수평방향의 충격력을 흡수할 수 있도록 한다.

제 1플레이트(110)와 제 2플레이트(120)사이에는 탄성고무판(130)이 설치된다. 이 탄성고무판(130)은 교각(10)이 상판(20)을 탄력적으로 지지하여 주고, 또교각(10)에 대한 상판(20)의 수평방향 변위를 허용할 수 있도록 하여주는 것으로, 고무판과 금속판(132)을 교번하면서 적층하여 만들어진다.

도 2에 도시한 바와 같은 상태에서 교량으로 통행하는 자동차 등으로 인한 동하중이 상판(20)에 작용하더라도, 교각(10)상의 탄성고무판(130)이 탄력적으로 신축되면서 상판(20)의 하중을 교각(10)에 전달함으로써 교각(10)과 상판(20) 상호간에 무리가 따르지 않고, 파손이 일어나지 않는다. 또, 한편으로 온도차에 의한 열팽창 등으로 상판(20)이 일방향으로 팽창하거나 수축하면 탄성고무판(130)이 축방향으로 변형되면서 상판(20)의 신축을 허용한다. 또, 한편으로 지진등으로 인해 상판에 수평방향으로 큰 충격력이 작용하여 상판(20)이 일정이상 이동하면 제 1플레이트(110)에 설치된 일측의 제 1돌출부(114)와 제 2플레이트(120)상에 설치된 일측의 제 2돌출부(124)가 서로 충돌하게 되고, 이에 따라 제 1돌출부(114) 또는 제 2돌출부(124)가 파괴되면서 수평으로 작용하는 충격력을 완화하여 주게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 기존의 교량용 탄성받침대(100)는 한번 설치후 지진등에 의한 제 1돌출부(114) 또는 제 2돌출부(124)의 파손 또는 제 1플레이트(110), 제 2플레이트(120)의 부식이나 불량시공, 불량 탄성고무판(130)의 사용등으로 이를 교체하고자 하는 경우 그 시공이 매우 어렵다. 즉, 종래의 교량용 탄성받침대(100)에서는 제 1돌출부(114)와 제 2돌출부(124)중 어느 일측이 또는 모두다 파손될 우려가 있기 때문에 그 교체 및 보수에 따른 경우의 수가 많아지고, 그에 따른 제약도 많이 따랐다. 또, 제 1돌출부(114) 또는 제 2돌출부(124) 둘다를 교체하여야 할 경우에는 크레인등으로 상판(20)을 들어올린 후, 교각(10) 또는상판(20)의 콘크리트를 부수고 이미 설치되어 있는 탄성받침대(100)를 제거한 다음 새로운 것으로 교체한 후 다시 콘크리트시공을 하여야 하기 때문에 인력, 비용 및 시간의 낭비가 초래되었다. 특히, 콘크리트를 양생하기 위해서는 많은 시간이 필요한데, 그 시간동안 상판을 계속 들어올린 상태로 유지하여야 하기 때문에 작업이 매우 어렵고 더딘 단점이 있었다.

또한, 상판(20)의 저면이 금속빔으로 이루어진 경우에는 제 2플레이트(120)가 용접으로 상판(20)에 부착되어 있어, 이를 교체하기가 더욱 어려웠다. 그 외에도 제 1,제 2돌출부(114,124)가 없는 양측으로 수평하중이 작용하는 경우 탄성고무판(130)이 이탈될 우려가 있었다. 심지어는 내측에 있는 제 2돌출부(124)가 안쪽으로 휘어지거나 파괴될 경우 탄성고무판(130)을 타격하여 탄성고무판(130)이 파손되는 문제가 발생하기도 하였다.

따라서, 본 고안의 목적은 상술한 제결점들을 해소하기 위해서 안출한 것으로서, 교량의 교각과 상판에 각각 고정되는 제 1,제 2플레이트에 대향돌출한 제 1,제 2돌출부중 외측에 위치한 일측 돌출부에 노치(Notch)를 형성하여 지진등의 큰 진동시 노치가 형성된 돌출부가 외부로 파괴되면서 충격을 완화하게 함으로써 내부에 있는 탄성고무판을 보호하고 안정적으로 완충작용을 수행하게 하는 탄성받침대를 제공하는 데 있다.

본 고안의 실시예에 관한 상세한 설명은 첨부하는 도면들을 참조하여 이루어질 것이며, 도면에서 대응되는 부분을 지정하는 번호는 같다.

도 1은 일반적인 교량용 탄성받침대의 일예를 나타낸 분리사시도이고,

도 2는 도 1에 도시된 탄성받침대가 교량에 설치된 상태를 보여주는 단면도이고,

도 3은 본 고안에 따른 교량용 탄성받침대를 나타낸 분리사시도이고,

도 4는 도 3에 도시된 탄성받침대의 설치상태를 보여주는 단면도이고,

도 5는 본 고안의 교량용 탄성받침대의 사용상태를 나타낸 사용상태도이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

200 : 탄성받침대 210 : 기초너트

220 : 제 1플레이트 222 : 제 1돌출부

224 : 노치(Notch) 225 : 용접각장

226 : 걸림턱 230 : 볼트

240 : 제 2플레이트 242 : 기초봉

244 : 제 2돌출부 245 : 장착홈

246 : 볼트 247 : 체결공

248 : 관통공 249 : 걸림턱

250 : 탄성고무판

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 탄성받침대는 교량의 교각과 상판 사이에 설치되어 상기 교각에 대한 상기 상판의 상대이동을 허용하는 교량용 탄성받침대에 있어서, 상기 교각의 상면에 설치되고, 위쪽으로 돌출되는 제 1돌출부를 갖는 제 1플레이트; 상기 상판의 저면에 설치되고 아래쪽으로 돌출되어 상기 제 1돌출부와 작용하여 상기 교각과 상판 상호간에 작용하는 수평이동을 제한하고 수평하중을 흡수하며 충격을 완화하는 제 2돌출부를 갖는 제 2플레이트; 및 상기 제 1플레이트와 제 2플레이트 사이에 개재되어 상기 상판의 하중을 탄성적으로 지지하고, 상기 교각과 상판 상호간의 수평방향이동을 허용하는 탄성고무판을 포함하며, 상기 제 1돌출부 또는 제 2돌출부 중 외측에 위치하는 돌출부의 소정부위에 소정하중이상에서 파괴되며 충격을 흡수하는 적어도 하나이상의 노치(Notch)가 형성된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 고안에 따른 교량용 탄성받침대를 나타낸 분리사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 탄성받침대의 설치상태를 보여주는 단면도이다.

본 고안에 따른 탄성받침대(200)는 다수의 기초너트(210)를 구비하고 있다. 이 기초너트(210)는 교량의 교각(10)과 상판(20)에 심어져 고정설치되는 것으로,긴 원통형의 것을 사용하는 것이 좋다. 이러한 기초너트(210)는 도 4에 도시한 바와 같이 교각(10)에만 설치하여 제 1플레이트(220)를 볼트(230)로 체결하여 고정하고, 상판(20)에는 상판(20)을 만들 때, 즉 콘크리트로 상판(20)을 축조할 때 제 2플레이트(240)에 일체로 구성되어 있는 기초봉(242)을 심어서 고정하는 방법이 사용될 수 있다. 물론, 위와는 반대로 기초너트(210)를 상판(20)에 매설하여 제 2플레이트(240)를 볼트(230)로 체결하고, 제 1플레이트(240)는 기초봉(242)을 일체로 형성하여서 교각(10)제작시 심어서 고정할 수도 있다. 또한, 다른 방법으로 제 1,제 2플레이트(220,240)는 교각(10) 및 상판(20)에 각각 기초너트(210)를 매설한 후 볼트(230)로 체결하여 고정할 수 있으며, 또 다른 방법으로 제 1,제 2플레이트(220,240) 모두에 기초봉을 일체로 형성하고 교각(20) 및 상판(10)을 콘크리트로 축조할 때 콘크리트내부에 기초봉을 심어서 고정할 수도 있다.

본 고안의 탄성받침대(200)는 교각(10)에 고정되는 제 1플레이트(220)와 상판(20)에 고정되는 제 2플레이트(240) 사이에 충격을 완화시켜 주는 탄성고무판(250)이 개재되어 있다. 이 탄성고무판(250)은 고무판과 금속판을 교번하며 적층하여 탄성도를 높여, 교각(10)에 미치는 상판(20)의 하중을 완충하여 지지하여 주고, 또 상판(20)의 수평방향으로의 변위를 허용하여 준다. 나아가, 탄성고무판(250)은 상판(20)에 작용하는 동하중을 완충하여 교각(10)으로 전달하고, 또 온도변화에 따른 상판(20)의 열변형에 따라 수평방향으로 변형되면서 상판(20)의 변위를 어느 정도까지 허용한다.

하지만, 상판(20)의 변위가 일정이상되면 이 변위를 일정범위내에서 제한할 필요가 있는데, 이를 위하여 제 1플레이트(220)에는 위쪽으로 제 1돌출부(222)가 구비되어 있으며, 그와 대응되는 제 2플레이트(240)에는 아래쪽으로 제 2돌출부(244)가 마련되어 있다. 이때, 제 1,제 2돌출부(222,244)는 탄성고무판(250)의 양측으로 한쌍이 구성되어 있으며, 특히 제 1돌출부(222)는 외측에 그리고 제 2돌출부(244)는 제 1돌출부(222)의 내측에 위치하고 있다.

위의 제 1돌출부(222)는 제 1플레이트(220)상에 일체로 형성되어 있으며, 그 대략 하단부에는 적어도 일측에 노치(Notch)(224)가 형성되어 있다. 바람직하게는, 도시한 바와 같이 노치(224)를 제 1돌출부(220)의 양측에 형성하는 것이 좋다. 이 노치(224)는 제 1돌출부(220)와 제 2돌출부(240)가 상판(20)의 진동에 따라 서로 충돌할 때 제 1돌출부(220)가 일정하중이상에서 외측으로 휘어지거나 파괴되면서 충격을 완화시켜 주는 역할을 한다. 제 1돌출부(222)를 제 1플레이트(220)에 용접시 그 용접각장을 파괴강도에 부합하도록 정확히 맞추기는 매우 어려운데, 이 노치(224)의 형성으로 인해 제 1플레이트(220)상에 용접에 의해 고정되는 제 1돌출부(222)는 그 용접각장(225)을 파괴강도에 따라 정확히 용접을 하여 형성할 필요가 없어 제작성을 향상할 수 있게 된다.

제 2돌출부(244)는 제 2플레이트(240)의 저면에 장착홈(245)을 마련하고, 이 일자형 장착홈(245)내에 일정부분 삽입시킨 상태에서 볼트(246)들로 체결하여 고정하게 된다. 장착홈(245)은 제 2돌출부(244)가 꽉 끼워지게 형성되는데, 그 내부에는 볼트(246)들이 체결되는 체결공(247)들이 마련되어 있다. 제 2돌출부(244)는직선형 막대형태로, 그 길이방향을 따라 체결공(247)들과 대응되는 위치에 관통공(248)들이 형성되어 다수의 볼트(246)들이 이 관통공(248)들을 통과하여 체결공(247)들에 체결되게 된다. 이와 같이, 제 2돌출부(244)가 장착홈(245)에 꽉 끼워져 고정되므로 고정력이 배가되어 제 1돌출부(222)와의 충돌시 제 2돌출부(244)가 밀리거나 파손되지 않고 제 1돌출부(222)를 파손시키면서 충격을 효과적이고 안정적으로 완화하게 된다.

특히, 본 고안에서는 제 1돌출부(222)는 길게 그리고 제 2돌출부(244)는 제 1돌출부(222)에 비해 상대적으로 짧게 하고, 더 나아가 제 1돌출부(222)는 두께가 얇게 그리고 제 2돌출부(244)는 두껍게 함으로써 두 부재의 충돌시 제 1돌출부(222)가 파손되도록 유도하며, 특히 제 1돌출부(222)의 하단에 노치(224)를 형성함에 의하여 노치부분에서 자연스럽게 파괴되도록 하고 있다. 도면번호 226 및 249는 제 1,제 2플레이트(220,240)에 고정되어 탄성고무판(250)이 일방향으로 움직이지 않도록 잡아주기 위한 걸림턱들이다. 즉, 이 걸림턱들(226,249)은 상판(20) 또는 교각(10)이 제 1,제 2돌출부(222,244)와 수직한 수평방향으로 힘을 받을 때 탄성고무판(250)이 이탈되지 않도록 탄성고무판(250)을 지지하여 준다.

이상 설명한 제 1돌출부(222)와 제 2돌출부(244)는 그 설치위치를 앞실시예와는 반대로 하여 상판(20)에 제 1돌출부가 형성된 제 1플레이트를 고정하고 교각(10)에 제 2돌출부가 결합된 제 2플레이트를 고정하여 구성할 수도 있다. 물론, 이때에도 노치가 형성된 제 1돌출부는 단장(短張)의 제 2돌출부의 외측에 위치하게 된다. 큰 충격시 파손되는 노치가 형성된 제 1돌출부 및 제 2돌출부가 각각 형성된 제 1플레이트 및 제 2플레이트는 기초너트들을 콘크리트에 매설하고 볼트들로 체결하여 결합함에 의하여 파괴시 교환 및 보수성을 향상할 수 있다.

도 5는 본 고안의 교량용 탄성받침대의 사용상태를 나타낸 사용상태도로, 이제 도 5 및 전술한 도면들을 참조하면서 본 고안의 동작에 대해 상세히 설명하기로 한다.

탄성고무판(250)은 상판(20)에 작용하는 동하중을 완충하여 교각(10)으로 전달하여 주고, 또 온도변화에 따른 상판(20)의 열변화에 따라 수평방향으로 변형되면서 상판(20)의 변위를 어느 정도까지 허용한다. 하지만, 상판(20)의 변위가 일정이상되면 제 1돌출부(222)와 제 2돌출부(244)가 서로 부딪히면서 상판(20)의 변위를 제한하게 된다. 또 한편으로는, 지진등으로 상판(20)에 수평방향으로 큰 충격력이 작용하면 제 2플레이트(240)의 장착홈(245)에 견고히 삽입되어 고정되어 있는 제 2돌출부(244)와 노치(224)가 형성된 그 외측의 제 1돌출부(222)가 충돌하면서 제 1돌출부(222)가 노치부분에서 탄성고무판(250)의 바깥쪽으로 파손되면서 일수평방향으로 작용하는 충격력을 완화하게 된다.

이와 같은 본 고안은 제 1돌출부(222)를 얇고 길게 하고 그 하단부 근방에 노치(224)를 적어도 하나이상 설치하는 동시에, 제 2돌출부(244)를 굵고 짧게 하여 장착홈(245)에 견고히 삽입고정함에 의하여, 서로 충돌시 제 2돌출부(244)는 파손되지 않고 안정적으로 제 1돌출부(222)만이 노치(224)를 정점으로 바깥쪽으로 휘어지거나 파손되도록 하여 내부의 탄성고무판(250)을 보호하게 된다.

이와 같이 파손된 본 고안의 탄성받침대(200)를 교체하고자 할 경우에는, 크레인 등으로 상판(20)을 들어올린 후, 볼트(230)를 풀고 제 1플레이트(220)를 교각(10)에서 이탈시키고 나서, 새로운 제 1플레이트를 정위치시킨 다음 볼트(230)를 기초너트(210)에 체결하여 고정하고, 제 1플레이트(220)상에 탄성고무판(250)을 탑재한 상태에서 상판(20)을 하강시키면 탄성받침대(200)의 보수작업이 끝나게 된다.

여기에 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 고안의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에 의해서만 한정되거나 제한받는 것은 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 다른 실시예가 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 탄성받침대는 지진등의 큰 충격발생시 제 1돌출부와 제 2돌출부가 충돌하더라도 제 1돌출부만이 파손되므로 제 1플레이트만 교체하여 주면 되므로 빠른 시간내에 제 1플레이트를 쉽게 교체할 수 있어 교량의 유지, 보수에 소요되는 인력과 시간 및 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. 특히, 본 고안은 충돌하는 제 1,제 2돌출부 중 외측에 위치한 돌출부에 노치를 형성함에 의하여 일측부재가 손쉽게 바깥쪽으로 휘어지거나 파괴될 수 있도록 하여 내부에 위치한 탄성고무판을 보호할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (5)

1. 교량의 교각과 상판 사이에 설치되어 상기 교각에 대한 상기 상판의 상대이동을 허용하는 교량용 탄성받침대에 있어서,

   상기 교각의 상면에 설치되고, 위쪽으로 돌출되는 제 1돌출부를 갖는 제 1플레이트;

   상기 상판의 저면에 설치되고 아래쪽으로 돌출되어 상기 제 1돌출부와 작용하여 상기 교각과 상판 상호간에 작용하는 수평이동을 제한하고 수평하중을 흡수하며 충격을 완화하는 제 2돌출부를 갖는 제 2플레이트; 및

   상기 제 1플레이트와 제 2플레이트 사이에 개재되어 상기 상판의 하중을 탄성적으로 지지하고, 상기 교각과 상판 상호간의 수평방향이동을 허용하는 탄성고무판을 포함하며,

   상기 제 1돌출부 또는 제 2돌출부 중 외측에 위치하는 일측 돌출부의 소정부위에 소정하중이상에서 파괴되며 충격을 흡수하는 적어도 하나이상의 노치(Notch)가 형성된 것을 특징으로 하는 교량용 탄성받침대.
2. 제 1항에 있어서, 상기 노치가 형성된 상기 제 1돌출부 또는 제 2돌출부는 용접에 의해 상기 제 1플레이트 또는 제 2플레이트에 견고히 고정되어 있고,

   상기 노치가 형성되지 않은 타측 돌출부가 형성된 타측 플레이트에는 장착홈이 마련되어 상기 타측 돌출부가 꽉 끼게 삽입되어 볼트로 체결되어 있는 것을 특징으로 하는 교량용 탄성받침대.
3. 제 2항에 있어서, 상기 노치가 형성된 상기 제 1돌출부 또는 제 2돌출부는 노치가 형성되지 않은 상기 제 2돌출부 또는 제 1돌출부보다 길이가 길게 구성된 것을 특징으로 하는 교량용 탄성받침대.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 노치가 형성된 상기 제 1돌출부 또는 제 2돌출부는 노치가 형성되지 않은 상기 제 2돌출부 또는 제 1돌출부보다 두께가 얇게 구성된 것을 특징으로 하는 교량용 탄성받침대.
5. 제 4항에 있어서, 상기 상판 및/또는 교각에 매설되는 다수의 기초너트와, 상기 기초너트에 결합되어 상기 제 1플레이트 및/또는 제 2플레이트를 상기 교각 및 상판에 각각 고정시켜 주는 다수의 볼트를 구비하는 교량용 탄성받침대.