KR200381212Y1 - 부반력 방지를 위한 교량용 탄성받침 - Google Patents

Abstract

본 고안은 부반력 방지를 위한 교량용 탄성받침에 관한 것으로서, 하면의 양측 단부에 고정된 상부쐐기를 갖는 상부판, 상면의 양측 단부에 고정된 하부쐐기를 갖는 하부판, 및 상기 상부판과 하부판 사이에 구비되는 고무패드를 포함하는 교량용 탄성받침에 있어서, 상기 상부쐐기에 측면에 장공이 형성되고, 상기 장공에 삽입되는 삽입부와 하부쐐기의 측면에 고정되는 고정부로 이루어지는 부반력키를 구비함을 특징으로 하는 부반력 방지를 위한 교량용 탄성받침을 제공한다.

Description

부반력 방지를 위한 교량용 탄성받침 {Elastomeric bearing for bridge}

본 고안은 부반력 방지를 위한 교량용 탄성받침에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교량의 상부구조물과 하부구조물의 사이에 설치되는 탄성받침에서 부반력에 의해 상부구조물이 들뜨거나 이탈되는 것을 방지하기 위하여 고안된 교량용 탄성받침에 관한 것이다.

일반적으로 교량의 상부구조물과 하부구조물 사이에는 상부구조물에서 작용하는 수직하중을 수용하고, 계절의 기온변화나 바람, 지진 등의 충격 등에 의한 상대변위나, 수평으로 작용하는 전단변위를 수용하여 교량의 내구수명을 연장하기 위해 탄성받침이 형성된다. 상기 탄성받침은 교량의 특성에 따라 정도의 차이는 있으나 내구성, 시공성, 유지보수성, 경제성을 고려하여 설치되고 있다.

이러한 탄성받침은 도 1에서 보는 바와 같이 상부판(110)과, 하부판(120) 및 상부판(110)과 하부판(120) 사이에 구비된 고무패드(130)로 이루어지며, 이러한 구성의 탄성받침은 도 2에 도시된 바와 같이 교량의 상부구조물(200)과 하부구조물(300)의 사이에 설치된다. 즉, 탄성받침의 상부판(110)은 상부구조물(200)측에 고정되고, 하부판(120)은 하부구조물(300)측에 고정된다. 여기서, 고무패드(130)는 주지된 바와 같이 보강판(132)과 고무(131)가 순차적으로 다수겹 적층된 구조를 갖는다. 도 1에서 미설명부호 111과 121은 하부판(120)과 상부판(110)을 각각 하부구조물(200)과 상부구조물(300)에 고정하기 위한 앵커볼트이다.

상기한 구조의 탄성받침에 수직하중이 작용되면 고무패드(130) 내부의 고무(131)가 팽출되게 되고, 이와 동시에 내부 보강판(132)은 고무(131)의 팽출을 방해하게 되어 수직하중에 대해 고무(131)의 내하력을 증대시켜 수직하중을 수용하게 된다. 마찬가지로 탄성받침에 수평변위가 발생하는 경우 고무(131)가 전단변형하여 변위를 흡수하게 되고, 탄성받침이 회전변위를 받는 경우에도 고무(131)의 탄성에 의해 회전시 작용하는 힘을 수용하게 된다.

이때, 탄성받침에는 과다한 변위를 억제하기 위해 쐐기가 설치되고 있는데, 이러한 탄성받침 쐐기의 기능은 상시와 지진시로 나누어 생각 할 수 있다.

우선, 상시의 탄성받침 쐐기의 기능은 일반 강재받침의 경우와 같은 개념으로 가동단과 고정단의 개념으로 생각 할 수 있다. 교량의 상시 온도하중에 의한 상부구조의 신축을 고정단에서부터 가동단으로 신축이 이루어지도록 하기 위해 탄성받침의 쐐기를 부착하고 있다. 그리고 상시 풍하중이나 제동하중에 대해서도 고정단에서 저항하여 상시하중에 대해 탄성받침의 변위를 억제하는 기능을 하고 있다.

그러나 지진시 쐐기는 탈락하여 탄성받침의 고무에 의해 지진수평력을 저항하는 개념으로 설계하고 있다. 상시 풍하중이나 온도하중에 대해서는 쐐기에 의해 저항하지만 지진시 탄성받침의 쐐기는 탈락하여 아무런 저항을 하지 않는다고 본다. 오히려 지진의 발생시 탄성받침의 쐐기가 탈락하지 않고 저항한다면 강재받침의 경우와 마찬가지로 고정단에 지진 하중이 집중되기 때문에 설계시 고려했던 수평력보다 과다한 수평력이 교각에 전달됨으로 인해 교량의 내진 성능에 문제가 될 수도 있다. 이때, 쐐기는 지진의 발생시 파단되어 탄성받침이 순수고무 높이의 150%까지의 전단변형을 일으켜 지진에 의한 피해를 최소화 할 수 있도록 설계 된다.

쐐기가 형성된 탄성받침은 일반적으로 전후좌우 일측방향으로만 이동을 제한하는 가동식과, 전방향의 방향을 제한하는 고정식으로 나눌 수 있다.

가동식 탄성받침의 일 예로 도 3에 도시된 바와 같이 상부판(110)과, 하부판(120), 상기 상부판(110)과 하부판(120) 사이에 구비되는 고무패드(130) 및 상부판(110)과 하부판(120) 각각의 양측면 단부 횡방향으로 고정된 쐐기(140)를 포함한다. 이때, 쐐기(140)는 상부판(110)에 고정된 상부쐐기(141)와 하부판(120)에 고정된 하부쐐기(142)로 나누어 볼 수 있으며, 이러한 구조의 가동식 탄성받침은 횡방향의 이동 제한을 받게 된다.

또한 고정식 탄성받침의 일 예로 도 4에 도시된 바와 같이 상부판(110)과, 하부판(120), 상기 상부판(110)과 하부판(120) 사이에 구비되는 고무패드(130) 및 상부판(110)과 하부판(120) 각각의 모서리에 고정된 쐐기(140)를 포함한다. 이때, 쐐기(140)는 전술한 바와 같이 상부판(110)에 고정된 상부쐐기(141)와 하부판(120)에 고정된 하부쐐기(142)로 나누어 볼 수 있으며, 이러한 구조의 고정식 탄성받침은 전후좌우의 이동 제한을 받게 된다.

상기한 이동식 및 고정식 탄성받침에서 쐐기(140)의 형성으로 인하여 이동이 제한되어 상부판(110)이나 고무패드(130)의 미끄러짐의 발생을 어느 정도 완화시킬 수 있는 이점은 있다. 그러나, 상부구조물(200)에서 가해지는 하중이 탄성받침의 일측에 편중되는 경우 부반력에 의해 상부구조물(200)의 타측이 들뜨거나 심한 경우 이탈되어 교량의 안정성이 떨어지는 문제점이 있다.

이에 본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 교량의 상부구조물과 하부구조물의 사이에 설치되는 탄성받침에서 부반력에 의한 상부구조물의 들뜸이나 이탈을 방지할 수 있도록 한 교량용 탄성받침을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은

하면의 양측 단부에 고정된 상부쐐기를 갖는 상부판, 상면의 양측 단부에 고정되는 하부쐐기를 갖는 하부판, 및 상기 상부판과 하부판 사이에 구비되는 고무패드를 포함하는 교량용 탄성받침에 있어서,

상기 상부쐐기에 측면에 장공이 형성되고, 상기 장공에 삽입되는 삽입부와 하부쐐기의 측면에 고정되는 고정부로 이루어지는 부반력키를 구비함을 특징으로 하는 부반력 방지를 위한 교량용 탄성받침을 제공한다.

이하 본 고안을 바람직한 실시예를 도시한 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 탄성받침의 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 탄성받침의 단면도이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 탄성받침은 하면의 양측 단부에 고정된 상부쐐기(41)를 갖는 상부판(10), 상면의 양측 단부에 고정되는 하부쐐기(42)를 갖는 하부판(20), 상기 상부판(10)과 하부판(20) 사이에 구비되는 고무패드(30), 및 상기 상부쐐기(41)와 하부쐐기(42)를 고정하는 부반력키(50)를 포함한다.

즉, 본 고안에서는 상부쐐기(41)와 하부쐐기(42)를 상호 연결하여 고정시키는 부반력키(50)를 더 형성함으로서 탄성받침에 과도한 수직하중이 작용하더라도 부반력에 의해 상부구조물이 들뜨는 것을 방지하여 교량의 안정성을 충분히 확보할 수 있도록 한 것에 그 특징이 있다.

여기서, 상부판(10)과 하부판(20) 및 상기 상부판(10)과 하부판(20) 사이에 구비되는 고무패드(30)는 종래 탄성받침에 일반적으로 적용되는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략하고, 이하에서는 본 고안의 요지인 쐐기(40)와 부반력키(50)에 대하여 좀더 구체적으로 설명하기로 한다.

본 고안에 따르면 부반력에 의한 상부구조물의 들뜸 및 이탈을 방지하기 위하여 상부쐐기(41)에 측면에 장공(411)이 형성되고, 상기 장공(411)에는 부반력키(50)의 삽입부(51)가 삽입되며, 하부쐐기(42)의 측면에는 부반력키(50)의 고정부(52)가 고정된다. 여기서, 상부쐐기(41)는 상부판(10)에 고정되고, 하부쐐기(42)는 하부판(20)에 고정되는데, 상부판(10)은 주지된 바와 같이 상부구조물에 고정되며, 하부판(20)은 하부구조물에 고정된다.

이러한 구조에서 부반력키(50)의 삽입부(51)는 상부쐐기(41)의 상하 유동을 억제하게 되는데, 이로 인하여 탄성받침의 일측에 과도한 수직하중이 작용되어도 상부구조물이 들뜨는 현상을 막아주게 되며, 따라서 상기한 구조의 탄성받침은 교량의 충분한 안정성을 확보할 수 있게 된다.

여기서, 상부쐐기(41)는 하부쐐기(42)의 내측으로 놓여짐과 아울러 부반력키(50)의 삽입부(51)가 삽입되는 상부쐐기(41)의 장공(411)은 삽입부(51)의 전후방향으로의 이동을 제한된 범위 내에서 허용하게 된다. 이러한 삽입부(51)의 전후방향의 이동의 허용은 종래 가동식 탄성받침과 같이 탄성받침의 종방향 또는 횡방향의 일방향으로의 이동은 제한하지만 타측방향으로의 이동은 허용되게 한다.

아울러, 부반력키(50)의 고정부(52)는 하부쐐기(42)에 볼트로 결합되어 고정될 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 용접 등의 다양한 고정방법을 적용하여 고정시킬 수도 있다.

본 고안에 따르면 상부쐐기(41)에 형성된 장공(411)의 끝단으로 노치(412)가 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 노치(412)가 형성되면 지진 등에 의한 요인으로 탄성받침에 설계치 이상의 과도한 전단변형이 가해지면 부반력키(50)에 의해 상부쐐기(41)가 측면으로 파단되어 지진에 의한 피해를 최소화할 수 있게 된다.

전술한 구조에서 상부쐐기(41)는 하부쐐기(42)의 내측으로 놓여지는 것을 예시하여 설명하였는데, 필요에 따라서는 상부쐐기(41)와 하부쐐기(42)의 다양한 구조의 변형이 가능함을 밝혀둔다.

도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따른 탄성받침의 사시도이고, 도 8은 7에 도시된 탄성받침의 요부 결합단면도이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 탄성받침에서 상부판(10)에 고정되는 상부쐐기(41)의 하면 일측 길이방향으로 안착부(413)가 형성되고, 하부판(20)에 고정되는 하부쐐기(42)의 상면에는 상기 안착부(413)가 안착되는 단턱(422)이 길이방향으로 형성되어 상부쐐기(41)와 하부쐐기(42)가 밀착되며, 이와 함께 상부쐐기(41)가 측면으로 장공(411)이 형성되어 부반력키(50)의 삽입부(51)가 삽입되고, 하부쐐기(42)의 측면에는 부반력키(50)의 고정부(52)가 결합된다.

여기서, 상부쐐기(41)의 안착부(413)는 하부쐐기(42)의 단턱(422)에 안착되어 밀착되며, 이러한 구조의 탄성받침은 종래 가동식 탄성받침과 같이 종방향 또는 횡방향의 일방향으로의 이동은 제한하지만 타측방향으로의 이동은 허용된다.

본 고안에 따르면 부반력키(50)가 하부쐐기(42)에 보다 견고하게 고정되도록 하기 위하여 고정부(52) 하부 끝단에 내측으로 돌출된 돌출부(521)가 형성되고, 하부쐐기(42)의 외측 하단부에는 상기 돌출부(521)가 걸려지는 걸림턱(421)이 형성된다.

도 9는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 탄성받침의 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 탄성받침의 요부 결합단면도이다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 탄성받침에서 상기 상부쐐기(41)의 하면 내측에 고정돌기(414)가 형성되고, 하부쐐기(42)의 상면에는 상기 고정돌기(414)가 안착되는 고정홈(423)이 형성되어 상부쐐기(41)와 하부쐐기(42)가 밀착 고정되며, 이와 함께 상부쐐기(41)가 측면으로 장공(411)이 형성되어 부반력키(50)의 삽입부(51)가 삽입되고, 하부쐐기(42)의 측면에는 부반력키(50)의 고정부(52)가 결합된다.

여기서, 상부쐐기(41)의 고정돌기(414)는 하부쐐기(42)의 고정홈(423)에 삽입되며, 이러한 구조의 탄성받침은 종래 고정식 탄성받침과 같이 탄성받침의 전후좌우방향의 이동을 제한하게 된다.

여기에서도 전술한 바와 마찬가지로 부반력키(50)가 하부쐐기(42)에 보다 견고하게 고정되도록 하기 위하여 고정부(52) 하부 끝단에 내측으로 돌출된 돌출부(521)가 형성되고, 하부쐐기(42)의 외측 하단부에는 상기 돌출부(521)가 걸려지는 걸림턱(421)이 형성되는 것이 좋다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 고안은 교량의 상부구조물과 하부구조물의 사이에 설치되는 탄성받침에서 부반력에 의한 상부구조물의 들뜸이나 이탈을 방지할 수 있어 충분한 교량의 안정성을 확보할 수 있도록 한 교량용 탄성받침을 제공하는 유용한 효과가 있다.

이상에서 본 고안은 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 따라서 본 고안은 당해 기술분야의 통상의 지식을 지닌 자라면 자명하게 도출 가능한 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예를 포괄하도록 의도된 청구범위에 의하여 해석되어져야 할 것이다.

도 1은 종래 탄성받침의 사시도.

도 2는 종래 탄성받침의 사용상태를 개략적으로 나타낸 도면.

도 3은 쐐기를 구비한 가동식 탄성받침의 사시도.

도 4는 쐐기를 구비한 고정식 탄성받침의 사시도.

도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 탄성받침의 사시도.

도 6은 도 5에 도시된 탄성받침의 단면도.

도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따른 탄성받침의 사시도.

도 8은 7에 도시된 탄성받침의 요부 결합사시도.

도 9는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 탄성받침의 사시도.

도 10은 도 9에 도시된 탄성받침의 요부 결합사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 상부판 20 : 하부판 30 : 고무패드

40 : 쐐기 41 : 상부쐐기 411 : 장공

412 : 노치 413 : 안착부 414 : 고정돌기

42 : 하부쐐기 421 : 걸림턱 422 : 단턱

423 : 고정홈 50 : 부반력키 51 : 삽입부

52 : 고정부 521 : 돌출부

Claims (7)

1. 하면의 양측 단부에 고정된 상부쐐기를 갖는 상부판, 상면의 양측 단부에 고정된 하부쐐기를 갖는 하부판, 및 상기 상부판과 하부판 사이에 구비되는 고무패드를 포함하는 교량용 탄성받침에 있어서,

   상기 상부쐐기에 측면에 장공이 형성되고, 상기 장공에 삽입되는 삽입부와 하부쐐기의 측면에 고정되는 고정부로 이루어지는 부반력키를 구비함을 특징으로 하는 부반력 방지를 위한 교량용 탄성받침.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 상부쐐기에 형성된 장공의 양단부에 노치가 형성됨을 특징으로 하는 부반력 방지를 위한 교량용 탄성받침.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 상부쐐기의 외측으로 하부쐐기가 놓여짐과 아울러, 상부판의 하면의 양측 단부에 고정된 상부쐐기가 측면으로 장공이 형성되어 부반력키의 삽입부가 삽입되고, 하부판의 측면에는 부반력키의 고정부가 결합됨을 특징으로 하는 부반력 방지를 위한 교량용 탄성받침.
4. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 상부쐐기의 하면 일측 길이방향으로 안착부가 형성되고, 하부쐐기의 상면에는 상기 안착부가 안착되는 단턱이 길이방향으로 형성되어 상부쐐기와 하부쐐기가 밀착되며, 이와 함께 상부쐐기가 측면으로 장공이 형성되어 부반력키의 삽입부가 삽입되고, 하부쐐기의 측면에는 부반력키의 고정부가 결합됨을 특징으로 하는 부반력 방지를 위한 교량용 탄성받침.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 부반력키의 고정부 하부 끝단에 내측으로 돌출된 돌출부가 형성되고, 하부쐐기의 외측 하단부에는 상기 돌출부가 걸려지는 걸림턱이 형성됨을 특징으로 하는 부반력 방지를 위한 교량용 탄성받침.
6. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 상부쐐기의 하면 내측에 고정돌기가 형성되고, 하부쐐기의 상면에는 상기 고정돌기가 안착되는 고정홈이 형성되어 상부쐐기와 하부쐐기가 밀착 고정되며, 이와 함께 상부쐐기가 측면으로 장공이 형성되어 부반력키의 삽입부가 삽입되고, 하부쐐기의 측면에는 부반력키의 고정부가 결합됨을 특징으로 하는 부반력 방지를 위한 교량용 탄성받침.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 부반력키의 고정부 하부 끝단에 내측으로 돌출된 돌출부가 형성되고, 하부쐐기의 외측 하단부에는 상기 돌출부가 걸려지는 걸림턱이 형성됨을 특징으로 하는 부반력 방지를 위한 교량용 탄성받침.