KR200340118Y1 - 교좌장치 - Google Patents

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KR200340118Y1
KR200340118Y1 KR20-2003-0032591U KR20030032591U KR200340118Y1 KR 200340118 Y1 KR200340118 Y1 KR 200340118Y1 KR 20030032591 U KR20030032591 U KR 20030032591U KR 200340118 Y1 KR200340118 Y1 KR 200340118Y1
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조영철
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조영철
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    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/04—Bearings; Hinges
    • E01D19/042—Mechanical bearings
    • E01D19/047—Pot bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means

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Abstract

본 고안은 교량의 상판과 교각 사이에 설치되어 상판을 지지하여주는 교좌장치에 관한 것으로, 홈에 삽입되는 돌출부의 외주면과 홈의 내주면 중 적어도 어느 한쪽에는 돌출부의 상하운동과 회동운동을 허용하면서도 돌출부의 외주면과 홈의 내주면 사이의 간격을 줄여줌으로써 상부구조물과 하부구조물 상호간의 수평방향의 충격력을 줄여주는 볼록부가 형성되어 있고, 돌출부는 상판 또는 하판에 일체로 형성되어 있는 구성을 가지며, 수평방향의 운동에 의한 충격력을 적게 받아 수명이 길고 동일 규격의 돌출부로도 종래의 것에 비해 훨씬 큰 용량으로 설계될 수 있으면서도, 돌출부가 하판 또는 상판에서 통공을 향해 돌출되게 형성된 테두리에 의한 홈에 결합되기 때문에 돌출부의 길이를 작게할 수 있어 동일규격의 장치로도 상대적으로 큰 힘을 받아줄 수 있고, 장치 전체의 높이를 작게할 수 있으며, 돌출부가 상판 또는 하판에 일체로 형성되기 때문에 종래에서와 같이 고강도 핀의 외주면과 핀이 결합되는 부위에 나선을 형성할 필요가 없고, 다이캐스팅 등의 주조법을 이용하는 경우 제작하기가 매우 용이하고, 대량생산이 가능하고, 돌출부가 상판 또는 하판에 일체로 형성되기 때문에 견고하며 수명이 길다.

Description

교좌장치{Bridge bearing}
본 고안은 교량의 상판과 교각 사이에 설치되어 상판을 지지하여주는 교좌장치에 관한 것으로, 특히 상판의 상하운동과 회전운동에 의한 힘을 완충하여 받아주는 교좌장치에 관한 것이다.
일반적으로, 교량의 교각 상에는 교량 상판의 하중을 지지하여주기 위한 교좌장치가 설치된다. 교좌장치에는 그 용도나 제작형태에 따라 여러 종류가 있다. 본 고안은 디스크 베어링 또는 디스크 베어링과 유사한 구조의 교좌장치에 관련된 것이다.
도 1은 종래 교좌장치의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이 교좌장치(100)는 기초너트(102)에 결합되는 볼트(104) 등을 통해 교량 상판의 저면에 설치되는 상판(110)과 교각의 상면에 고정되는 하판(120)을 구비한다. 하판(120)의 중앙부에는 홈(122)이 형성되어 있고, 상판(110)의 중앙부근에는 돌출부(130)가 나사결합을 통해 설치되어 있다. 여기에서의 돌출부(130)로는 고강도 핀이 이용된다.
도시된 바와 같이 상판(110)과 하판(120) 사이에는 중앙부에 통공(142)을 갖는 디스크(140)가 장착되어 있고, 돌출부(130)는 디스크(140)의 통공(142)을 통과하여 반대편의 홈(122)까지 연장되어 있다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이 돌출부(130)는 홈(122)보다 직경이 작게되어 있다. 이에 따라 돌출부(130)의 외주면과 홈(122)의 내주면은 서로 떨어져 있다. 돌출부(130)의 직경을 홈(122)의 직경보다 작게 하는 것은 돌출부(130)의 상하 운동을 허용하면서도, 제한된 각도 내에서 디스크(140)의 중심을 회전중심으로 하여, 돌출부(130)의 좌우 회전운동을 허용할 수 있도록 하기 위한 것이다. 만약, 홈(122)과 대략 동일 직경의 돌출부(130)가 홈(122)에 삽입되는 경우 돌출부(130)의 상하운동은 허용되지만 돌출부(130)의 좌우방향의 회전운동은 허용되지 않는다.
도 1을 통해 설명한 바와 같은 종래의 교좌장치(100)는 돌출부(130)의 외주면과 홈(122)의 내주면 사이가 많이 떨어져 있기 때문에 지진 등에 의해 교각 또는 교량 상판에 큰 수평력이 작용하는 경우 힘이 작용하는 초기에는 그 힘을 받아주지 못하기 때문에 상판은 힘을 받는 방향으로 가속되게 되고, 그 상태에서 돌출부(130)가 홈(122)의 내주면에 부딪히는 경우 돌출부(130)는 매우 큰 충격을 받아 쉽게 파손되게 된다.
도 1에 나타낸 바와 같은 종래의 교좌장치에서는 고강도 핀의 외주면과 핀이 결합되는 상판 또는 하판에 나선을 형성하여야 하는데 이는 매우 어려운 작업일 뿐만 아니라 핀의 무게가 많이 나가기 때문에 핀을 상판 또는 하판에 결합하는 작업도 매우 힘든 작업이다.
또, 도 1에 나타낸 바와 같은 종래의 교좌장치에서는 핀이 하판의 표면 아래쪽으로 형성된 홈에 결합되어야 하므로 핀의 길이가 길기 때문에 측면으로 충격을 받았을 때 파손된 우려가 크다.
본 고안의 목적은 상부구조물과 하부구조물 상호간의 상대적인 승강운동과 회전운동을 허용하면서도 교각과 상판 상호간에 힘이 작용하는 초기부터 상대방의 힘을 받아줄 수 있어 구성요소 상호간에 작용하는 충격력을 줄여줌으로써 성능이 뛰어나고 수명이 길 뿐만 아니라 제작하기 쉬운 교좌장치를 제공하는데 있다.
본 고안의 다른 목적은 동일규격의 종래의 교좌장치에 비해 수평하중 지지성능이 우수한 교좌장치를 제공하는데 있다.
본 고안의 또 다른 목적은 완충부재의 두께 대비 전체 높이를 종래의 것에 비해 낮출 수 있는 교좌장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래 교좌장치의 일 예를 나타낸 단면도,
도 2는 본 고안에 따른 교좌장치의 일 예를 나타낸 단면도,
도 3은 본 고안에 따른 교좌장치의 다른 예를 나타낸 단면도,
도 4는 도 2 교좌장치의 변형예를 나타낸 단면도,
도 5는 본 고안에 따른 교좌장치의 또 다른 예를 나타낸 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
210 : 상판 212 : 홈
213 : 제 1경사면 214 : 테두리
216, 223 : 볼록부 220 : 하판
222 : 돌출부 240 : 완충부재
243 : 제 2경사면 244 : 통공
본 고안에 따른 교좌장치는 상부구조물 저면부에 설치되는 상판, 하부구조물의 상면부에 설치되는 하판, 상판과 하판 사이에 개재되어 상부구조물의 하중을 탄력적으로 지지하면서 상부구조물의 회전운동을 허용하고 통공을 갖는 완충부재 및 통공을 통과하여 일단은 상판 또는 하판에 고정되고 타단은 하판 또는 상판에 형성된 홈에 삽입되어 상판과 하판 상호간의 수평방향 이동을 제한하는 돌출부를 구비하는 교좌장치에 있어서, 홈에 삽입되는 돌출부의 외주면과 홈의 내주면 중 적어도 어느 한쪽에는 돌출부의 상하운동과 제한적인 회동운동을 허용하면서도 돌출부의 외주면과 홈의 내주면 사이의 간격을 줄여줌으로써 상부구조물과 하부구조물 상호간의 수평방향의 충격력을 줄여주는 볼록부가 형성되어 있고, 돌출부는 상판 또는 하판에 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
홈의 둘레를 따라 바깥 면이 경사지게 형성된 제 1경사면을 갖고 통공을 향해 돌출되는 테두리가 형성되고, 완충부재의 통공의 내주면에는 제 1경사면에 접촉되는 제 2경사면이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
볼록부는 원호모양의 단면 표면을 갖고 볼록부를 통해 돌출부의 외주면과 홈의 내주면은 서로 접촉되는 것이 바람직하다.
상판과 상부구조물 사이에는 상부구조물에 고정되는 고정판과 고정판에 부착된 스테인레스 스틸판과 상판에 부착되어 스테인레스 스틸판과 접촉된 PTFE판이 더 개재되어 있는 구성을 가질 수 있다. 이 경우의 교좌장치는 교량 등에서의 양방향 가동단에 사용된다.
상판과 상부구조물 사이에는 상부구조물에 고정되고 저면을 따라 형성된 직선의 안내홈을 갖는 고정판과 고정판의 저면에 부착된 스테인레스 스틸판과 상판의 상면에 부착되어 스테인레스 스틸판과 접촉된 PTFE판 및 상판에 고정되고 상단 일측이 안내홈에 삽입되어 상판과 하판의 상호간의 수평이동을 안내홈이 형성된 방향으로만 허용하는 안내돌기를 포함하는 구성을 가질 수도 있다. 이 경우의 교좌장치는 교량 등에서의 일방향 가동단에 사용된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 고안에 따른 교좌장치의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이 본 고안에 따른 교좌장치(200)는 교량상판 등 상부구조물의 저면부에 설치되는 상판(210)을 구비하고 있다. 이 상판(210)의 중앙부에는 홈(212)이 형성되어 있고, 홈(212)의 둘레를 따라 바깥면에 제 1경사면(213)이 형성되어 있는 테두리(214)가 배치되어 있다. 즉, 홈(212)은 테두리(214)에 의해 형성된다. 상판(210)의 저면에서 아래쪽으로 돌출되는 테두리(214)에 의해 형성되는 홈(212)은 뒤에서 설명되는 돌출부(222)의 길이가 짧게 만들어지는 것을 허용한다. 이 상판(210)은 교량상판 등 상부구조물의 저면부에 설치되는 기초너트(202)에 결합되는 볼트(204) 등을 통해 설치된다. 물론, 교량상판 등 상부구조물의 저면부에 금속 빔이 설치되어 있는 경우 상판(210)은 용접에 의해 부착될 수 있다.
상판(210)과 마주보고 하판(220)이 도시되어 있다. 이 하판(220)은 교각 등 하부구조물의 상면부에 고정되는 것으로, 이 역시 하부구조물에 설치되는 기초너트(202)에 결합되는 볼트(204) 등을 통해 설치된다. 이 하판(220)의 중앙부에는 위쪽으로 돌출된 돌출부(222)가 형성되어 있다. 이 돌출부(222)는 하판(220)에 일체로 형성되어 있으며, 종래 교좌장치에서의 핀보다 훨씬 짧은 길이로 형성되어 있다. 이는 위에서 설명한 홈(212)이 상판(210)의 저면에서 통공을 향해 아래쪽으로 돌출된 테두리(214)에 의해 형성되기 때문이다. 이 돌출부(222)의 상단은 홈(212)에 삽입되는 부분으로, 그 외주면에는 볼록부(223)가 형성되어 있다. 이 볼록부(223)는 상판(210)이 상하운동과 회동운동을 하는 것을 허용하면서도 홈(212)의 내주면과의 간격을 줄여주거나 접촉되어 측방향 지진력 등에 대해 교량상판 등의 상부구조물이 가속되어 빠른 속도로 움직이기 전에 홈(212)의 내주면과 서로 접촉되도록 하여 서로 충격을 받지 않도록 하기 위한 것이다. 여기서 회동운동이라 함은 상판에 작용하는 힘이 한쪽으로 치우침에 따라 상판이 전후, 또는 좌우 등 어느 한 방향으로 기울어지는 운동을 지칭하는 것이다.
도시된 바와 같이 상판(210)과 하판(220) 사이에 완충부재(240)가 장착되어 있다. 이 완충부재(240)의 측면에는 V자모양의 홈(242)이 형성되어 있다. 이 홈(242)은 교량 상판의 일측이 타측보다 큰 하중을 받아 회전운동을 하는 경우 완충부재(240)의 일측이 보다 쉽게 수축되면서 교량의 회전운동에 의한 힘을 탄력적으로 완충하여 받아줄 수 있도록 하기 위한 것이다. 이러한 완충부재(240)의 중앙부에는 통공(244)이 형성되어 있다. 이 통공(244)은 완충부재(240)의 일측에서 타측으로 돌출부(222)의 통과를 허용하여 돌출부(222)의 일단이 홈(212)에 삽입될 수 있도록 해준다. 이 통공(244)은 돌출부(222) 보다는 큰 직경으로 형성되어 있으며, 그 내주면에는 제 1경사면(213)과 접촉되는 제 2경사면(243)이 형성되어 있다. 이 완충부재(240)로는 폴리우레탄으로 된 디스크를 사용하는 것이 적당하고, 경우에 따라 다른 재질 또는 복합재의 것이 이용될 수 있다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이 홈(212)에 삽입되는 돌출부(222)의 끝단부근에는 돌출부(222)의 끝단이 대략 홈(212)과 동일 직경을 갖도록 볼록부(223)가 형성되어 있다. 이 볼록부(223)는 홈(212)의 내주면과 접촉되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 볼록부(223)로는 그 단면의 표면이 원호모양을 가지도록 하는 것이 좋다. 여기에서 원호라 함은 타원의 원호를 포함함은 물론이고, 원호와 유사한 모양도 포함한다. 돌출부(222)의 외주면에 볼록부(223)를 형성하는 것은 지진 등에 의해 교량 상판이 교각에 대해 상하 또는 회전운동을 할 때, 돌출부(222)의 상하운동 또는 제한된 각도 내에서 완충부재(240)의 중심을 회전중심으로 하여 돌출부(222)의 좌우 회동운동을 허용하면서도 돌출부(222)의 일측과 홈(212)의 내주면이 서로 접촉상태로 있게 하여 힘이 작용하는 초기부터 상대방의 힘을 받아줄 수 있도록 함으로써 돌출부(222)와 상판(220) 상호간에 작용하는 충격력을 줄여줄 수 있도록 하기 위한 것이다.
즉, 도 2를 통해 설명한 바와 같은 본 고안에 따른 교좌장치(200)는돌출부(222)의 볼록부(223) 외주면과 홈(212)의 내주면 사이가 밀착되어 있기 때문에 지진 등에 의해 교각 또는 교량 상판에 큰 수평력이 작용하는 경우 초기에부터 상대방의 힘을 받아줄 수 있기 때문에 상판 등이 힘을 받는 방향으로 가속되는 것을 방지하게 되고, 따라서 돌출부(222)가 홈(212)의 내주면에 가속되어 부딪히는 것을 방지하여 줌은 물론이고, 돌출부(222)가 하판(220)에 일체로 형성되어 있기 때문에 견고하고 만들기 쉽다는 장점을 가지며, 돌출부(222)의 길이를 작게할 수 있어 측방향 충격의 지지성능이 매우 뛰어나다.
도 2에 나타낸 바와 같은 본 고안에 따른 교좌장치(200)는 상하를 뒤집어서 설치될 수 있음은 물론이다. 이 경우 상판(210)은 하판이 되고, 하판(220)은 상판이 된다.
도 3은 본 고안에 따른 교좌장치의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이 경우에 따라서는 돌출부(222)의 외주면 대신에 홈(212)의 내주면에 볼록부(216)를 형성하여 본 고안에 따른 교좌장치(200)를 구성할 수도 있다. 이 볼록부(216) 역시 그 단면 표면이 원호모양을 가지도록 하는 것이 좋다. 여기에서 원호라 함은 타원의 원호를 포함함은 물론이다. 그 외 나머지는 도 2에서 설명한 바와 같다.
위에서 도 2와 도 3을 통해 설명한 교좌장치는 상부구조물의 수평방향의 이동을 허용하지 않는 고정단에 이용된다.
도 4는 도 2 교좌장치의 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 4에 나타낸 교좌장치(200)는 도 2에 나타낸 교좌장치(200)의 상판(210)과상부구조물 사이에 상부구조물에 고정되는 고정판(250)과 고정판(250)에 부착된 스테인레스 스틸판(252)과 상판(210) 상면의 디스크홈(215)에 결합되어 스테인레스 스틸판(252)과 접촉되는 PTFE판(216)을 더 개재하여 상부구조물과 하부구조물 상호간의 모든 방향의 수평이동을 허용하도록 구성한 것이다. 이와 같은 교좌장치(200)는 양방향 가동단 등에 사용된다. 나머지는 앞에서 설명한 것과 같다.
도 5는 본 고안에 따른 교좌장치의 또 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 1방향 가동단에 적용되는 교좌장치(200)로서 상판(210)과 하판(220)을 구비하고 있다. 상판(210)과 하판(220) 사이에 앞에서 설명한 바와 같은 완충부재(240)가 개재되어 있다.
도시된 바와 같이 완충부재(240) 위쪽의 상판(210)은 완충부재(240) 반대쪽에 PTFE 디스크홈(215)을 구비한다. 이 PTFE 디스크홈(215)에 PTFE 디스크(216)가 장착되어 있다.
상판(210)의 상면 중앙부에 안내돌기(217)가 설치되어 있다. 이 안내돌기(217)의 양측면에 PTFE부재(218)가 부착되어 있다.
상판(210) 위쪽으로 그 저면을 따라 형성된 직선의 안내홈(254)을 갖는 고정판(250)이 설치된다. 이 고정판(250)은 상부구조물의 저면부에 고정된다. 이 고정판(250)의 저면에 스테인레스 스틸판(252a)이 부착되어 있다. 이 스테인레스 스틸판(252a)은 안내홈(254)이 없는 부분에서는 상판(210)의 상면에 설치된 PTFE판(216)과 접촉되며, 안내홈(254)에서는 안내돌기(217)의 측면에 부착된 PTFE부재(218)와 접촉된다.
안내돌기(217)의 상단 일측은 안내홈(254)에 삽입되어 상판(210)과 하판(220) 상호간의 수평이동을 안내홈(254)이 형성된 방향으로만 허용한다. 나머지는 도 2에서 설명한 것과 같다.
이상 설명한 바와 같은 본 고안에 따른 교좌장치는 돌출부 또는 홈의 내주면에 형성되는 볼록부에 의해 상판과 하판의 표면이 서로 접촉상태로 유지되기 때문에 교각 등 하부구조물에 대한 교량 상판 등 상부구조물의 수평방향의 운동에 의한 충격력을 적게 받아 수명이 길고 동일 규격의 돌출부로도 종래의 것에 비해 훨씬 큰 용량으로 설계될 수 있으면서도, 돌출부가 하판 또는 상판에서 통공을 향해 돌출되게 형성된 테두리에 의한 홈에 결합되기 때문에 돌출부의 길이를 작게할 수 있어 동일규격의 장치로도 상대적으로 큰 힘을 받아줄 수 있고, 장치 전체의 높이를 작게할 수 있다.
또, 본 고안에 따른 교좌장치는 돌출부가 상판 또는 하판에 일체로 형성되기 때문에 종래에서와 같이 고강도 핀의 외주면과 핀이 결합되는 부위에 나선을 형성할 필요가 없고, 다이캐스팅 등의 주조법을 이용하는 경우 제작하기가 매우 용이하고, 대량생산이 가능하다.
또, 본 고안에 따른 교좌장치는 돌출부가 상판 또는 하판에 일체로 형성되기 때문에 견고하며 수명이 길다.

Claims (5)

  1. 상부구조물 저면부에 설치되는 상판, 하부구조물의 상면부에 설치되는 하판, 상기 상판과 하판 사이에 개재되어 상기 상부구조물의 하중을 탄력적으로 지지하면서 상기 상부구조물의 제한적인 회전운동을 허용하고 통공을 갖는 완충부재 및 상기 통공을 통과하여 일단은 상기 상판 또는 하판에 고정되고 타단은 상기 하판 또는 상판에 형성된 홈에 삽입되어 상기 상판과 하판 상호간의 수평방향 이동을 제한하는 돌출부를 구비하는 교좌장치에 있어서,
    상기 홈에 삽입되는 돌출부의 외주면과 상기 홈의 내주면 중 적어도 어느 한쪽에는 상기 돌출부의 상하운동과 회동운동을 허용하면서도 상기 돌출부의 외주면과 상기 홈의 내주면 사이의 간격을 줄여줌으로써 상기 상부구조물과 하부구조물 상호간의 수평방향의 충격력을 줄여주는 볼록부가 형성되어 있고, 상기 돌출부는 상기 상판 또는 하판에 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 교좌장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 홈의 둘레를 따라 바깥 면이 경사지게 형성된 제 1경사면을 갖고 상기 통공을 향해 돌출되는 테두리가 형성되고, 상기 완충부재의 통공의 내주면에는 상기 제 1경사면에 접촉되는 제 2경사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 교좌장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 볼록부는 원호모양의 단면 표면을 갖고상기 볼록부를 통해 상기 돌출부의 외주면과 상기 홈의 내주면은 서로 접촉되는 것을 특징으로 하는 교좌장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 상판과 상부구조물 사이에는 상기 상부구조물에 고정되는 고정판과 상기 고정판에 부착된 스테인레스 스틸판과 상기 상판에 부착되어 상기 스테인레스 스틸판과 접촉된 PTFE판이 더 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 교좌장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 상판과 상부구조물 사이에는 상기 상부구조물에 고정되고 저면을 따라 형성된 직선의 안내홈을 갖는 고정판과 상기 고정판의 저면에 부착된 스테인레스 스틸판과 상기 상판의 상면에 부착되어 상기 스테인레스 스틸판과 접촉된 PTFE판 및 상기 상판에 고정되고 상단 일측이 상기 안내홈에 삽입되어 상기 상판과 하판의 상호간의 수평이동을 상기 안내홈이 형성된 방향으로만 허용하는 안내돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 교좌장치.
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