KR200386976Y1 - 교량의 부반력 저항 탄성받침 - Google Patents

Abstract

본 고안은 교량의 부반력 저항 탄성받침에 관한 것이다.

그 목적은 교량 상부구조물의 수직하중을 지지하여 교각으로 전달하고, 상부구조물의 온도, 크리프, 건조수축 및 활하중에 의한 변위를 원활히 수용하는 기능을 기본적으로 가지도록 하며, 이에 추가하여 다음으로 대별되는 기능을 제공하는데 있다.

이에 본 고안은 교량의 상부 구조물측에 고정되는 상부판과, 하부 구조물측에 고정되는 하부판, 그리고 그 사이에 구비되는 탄성패드를 포함하는 교량용 탄성받침에 있어서, 상기 하부판의 중앙에 탄성패드가 위치하고, 상시 수평 이동방향의 직각방향 양측 하부판 바닥면에 정착부는 짧고, 상부판의 부반력 및 이동변위를 제어하는 상부의 부반력 저항부는 신축량을 수용할 수 있도록 I형 부반력 키를 볼트로 하부판에 고정한다. 이때 신축을 수용하는 부반력 저항부의 하면에 미끄럼판 부시가 고정된다. 또한 상부판은 단차지게 가공되어 두꺼운 상면은 상부구조물의 쏠플레이트와 밀착 고정되고, 부반력 저항부의 단차진 곳 중간은 부반력키가 위치하여 상시 또는 지진시 수평 이동변위를 수용할 수 있는 공간을 확보하며, 부반력키의 미끄럼 부시와 간격을 두어 상시에는 미끄럼 마찰이 작용하지 않고 부반력 발생시 밀착되어 슬라이딩이 일어나도록 단차진 상면에 미끄럼판을 고정시키는 것을 특징으로 한다. 또한 부반력키를 볼트로 정착하여 고무의 노화에 따라 탄성패드의 교체가 필요할 경우에 착안하여 탄성받침의 유지보수성을 제공한다.

따라서, 별도의 추가적인 부반력 제어장치 없이 탄성받침 자체로 상시 부반력을 제어하여 상부구조물의 이탈이나 전복을 방지할 수 있다. 또한 지진 발생시 수평 이동방향의 직각방향으로 대이동이 일어나거나 부반력(상향력)이 발생하더라도 종래와는 달리 지진시 받침의 내진기능이 보장되는 성능을 가지고 있고 전방향에 대해 이동량을 확보할 수 있는 특징을 가지고 있어 별도의 부반력 장치를 추가로 설치하지 않아도 되므로 교량의 안전성 및 경제성을 확보할 수 있어 기존 탄성받침의 문제점을 완전히 해소하는 효과를 가진다.

Description

교량의 부반력 저항 탄성받침 {An up-lift resistant elastomeric bearing supporting the seismic capacity}

본 고안은 교량에 사용하는 탄성받침에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교량의 상부구조물과 하부구조물의 사이에 설치되는 교량용 탄성받침에 관한 것이다.

일반적으로 교량의 상부구조물과 하부구조물의 사이에는 상기 상부구조물에 작용하는 하중을 하부구조물에 전달하여 이를 분산시키는 교량받침이 설치되어 있는데, 본 고안의 대상인 탄성받침은 상기 교량받침의 일종으로 다른 종류의 교량받침에 비해 차량의 충격하중 흡수력이 우수하고 방향성이 자유로우며, 부식이 발생하지 않으므로 유지관리가 간편하여 많이 사용되고 있는 실정이다.

도 8은 종래의 일 예를 보인 것으로, 도시된 바와 같이, 탄성받침(3)은 교량의 상부구조물(100)과 하부구조물(200)의 사이에 설치되며, 상기 상부구조물(100)측에 고정된 상부판(310)과 하부구조물(200)측에 고정된 하부판(320) 및 상기 상,하부판(310)(320)의 사이에 구비된 탄성패드(300)가 분리 또는 일체 구조로 구성된다.

이때, 상기 탄성패드(300)는 상부구조물(100)의 하중과 상,하부판(210)(320)과의 접촉면에서 발생되는 마찰력에 의해 그 위치가 고정되거나, 볼트 또는 접착에 의해 고정되어지며, 내측에는 보강판(301)이 적층되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 탄성받침은 지진시 상시 수평 이동방향에서 직각방향으로 이동할 수 있는 유격(420)이 확보되지 않아 부반력키(400)와 상부판(310)이 충돌하여 부반력키가 파손되거나 교각의 손상 등이 발생하여 상부구조물이 이탈되거나 전복하는 상태로부터 보호할 수 있는 자체 기능이 없어 별도의 부반력장치를 추가해야 하고, 또한 부반력 장치가 추가되었다 하더라도 지진시 방향성이 일정하지 않아 지진시 변위를 수용할 수 없는 문제점이 있었다.

이에 따라, 상기 부반력이 발생할 경우 상부구조물이 하부구조물로부터 이탈되지 않도록 제어하지 않을 경우 교량의 상부구조물이 안전상 심각한 문제를 초래할 수 있으며, 지진시 전방향으로 지진변위가 크게 발생하게 되므로 이를 제어하지 못하게 되면 받침의 중심부로부터 벗어나게 되어 종국적으로는 교량붕괴의 위험이 초래될 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 기존 탄성받침은 교량 설계시 부반력과 동시에 지진시 지진변위 발생에 대한 저항 및 이동량을 확보할 수 없어 제한된 교량형식에만 적용되어 왔다.

이에, 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 첫째 목적은 교량 상부구조물에 부반력이 발생하게 되면 상부구조물이 하부구조물에서 이탈되지 않는 부반력 저항 탄성받침을 제공함에 있다.

본 고안의 둘째 목적은 지진 발생시 상시 수평 이동방향의 직각방향으로 큰 이동이 일어날 경우 대안이 없었으나 이러한 문제점을 해소하기 위해 상부판에 단차지게 가공하여 중간부를 개방하여 부반력 제어기능과 함께 지진시 상시 수평 이동방향의 직각방향으로 이동하더라도 부반력 저항부가 부반력 키에서 벗어나지 않도록 이동량을 수용할 수 있게 함으로써, 상기 상부구조물의 탈락이나 전복을 방지하고 지진시 이동변위를 수용하여 교량의 안전성을 확보할 수 있는 탄성받침을 제공함에 있다.

또한, 이러한 고안의 목적을 제공함에 있어 필요할 경우 교체가 가능하도록 하는 유지보수성을 동시에 확보함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 교량용 탄성받침에 있어서, 교량의 상하부구조물에 각각 대응되게 고정되는 상부판 및 하부판과; 상기 상하부판의 대응면에 상하면이 고정되는 탄성패드와; 상기 탄성패드를 중심으로 한 상기 하부판의 상면 양쪽에 세워져 고정되며 상단 양쪽에 부반력 저항부를 외측으로 연장 형성하여서 된 한 쌍의 부반력 키와, 상기 상부판의 양쪽에 형성되며 상기 부반력 저항부의 저면이 각각 슬라이드 안내되도록 형성된 부반력 슬라이드부로 이루어지는 부반력수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 부반력 슬라이드부는, 상기 상부판의 양쪽에 형성된 계단형의 단차와 이 단차에 형성되는 개구구간을 통해 지진시 상시변위의 직각방향으로 지진변위를 수용하도록 형성된다.

상기 상하부판은, 상기 상하부 구조물에 공지의 앵커 또는 쏠플레이트를 통해 고정 결합된다.

상기 부반력 저항부와 이에 대응되는 상부판의 단차 대응면에 슬라이드와 충격흡수를 위한 미끄럼부시가 더 제공된다.

상기 상하부판의 대응위치에 각각 일단이 구비되어 이들의 상대운동시 대응단이 서로 맞닿아 상기 탄성패드의 탄성력을 제어하게 되는 가이드부재가 구비된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 실시 예를 보인 것으로, 도 1은 설치도이고, 도 2,3은 작동상태도이다.

도시된 바와 같이 본 고안에 따른 탄성받침(1)은, 교량의 상부구조물(100)측에 제공되는 쏠플레이트(110)에 고정되는 상부판(20), 하부구조물(200)측에 제공되는 배드블럭(210)에 고정되는 하부판(30), 그 사이에 구비되는 탄성패드(10), 하부판(30)에 제공되어 부반력에 저항하는 부반력키(40)와 상부판(20)에 제공되는 부반력 슬라이드부(50)를 포함하는 부반력수단을 포함한다.

상기 하부판(30)은, 정착력을 강화하기 위해 앵커소켓(35)의 저면에 인발에 대한 저항력을 강화하기 위해 저항판(36)이 형성되고 이를 배드콘크리트(210)에 정착시키고, 하부판(30)의 관통홀을 통해 정착볼트(37)로 앵커소켓(35)에 고정시킨다.

상기 탄성패드(10)는, 상부구조물(100)의 수평변위가 반복됨에 따라 탄성패드(10)가 상, 하부판(20)(30)의 중심부에서 전단변형을 일으키면서 작동된다. 그 내측에는 다수개의 보강플레이트(11)가 제공된다.

도 2는 교량 상부구조물(100)의 상시 수평 이동방향으로 작동 상태도를 보인 것으로 부반력 키(40)는 하부판(30)에 고정되어 있고 탄성패드(10)가 상부구조물(100)이 수평방향으로 전단변형을 일으키면서 거동한다. 이때 부반력키(40)의 상부 저항부(42)와 상부판(20)의 부반력 슬라이드부(50) 사이 갭을 일정하게 유지시키고, 상부구조물(100)의 쏠플레이트(110)와 일정한 갭을 유지시켜 활하중에 의한 회전과 처짐 등을 수용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 3은 교량 상부구조물이 지진 발생시 상시 수평 이동방향의 직각방향으로 작동된 상태를 보인 것으로 이때 상부판(20)의 단차진 부반력 슬라이드부(50)의 중간 개구공간(54)이 부반력키(40)와 충돌없이 직각방향의 거동을 수용하게 된다.

도 4는 내진 성능을 보장하는 부반력 저항 전방향 탄성받침의 사시도를 보인 것으로 종래의 탄성받침이 부반력을 제어하기 위해 부반력키가 ㄱ형태로 상부판의 부반력 저항부를 제어하므로 지진시 상시 수평 이동방향이 아닌 방향으로 이동할 경우 충돌로 인해 받침의 파손이나 교각의 파손으로 이어질수 있었던 것을 I형 부반력 키(40)를 사용하고 전방향 이동이 자유롭도록 개구공간(54)을 확보하여 지진변위시에도 부반력과 이동변위를 제어할 수 있도록 형성된다.

도 5 또는 도 6은 본 고안의 다른 실시 예를 보인 것으로, 상기 상, 하부판(20)(30)의 대응면에는 상기 탄성패드(10)가 일정방향으로만 변위가 일어나도록 제어하는 가이드부재(60)(70)를 구비한 것으로 도 5는 설치 정면도이고, 도 6은 설치 측면도이다. 도시된 바와 같이 탄성패드(10)의 상, 하면에 상,하부판(20)(30)이 일체형 또는 분리형으로 취하고 상시에 가이드부재(60)(70)가 이동방향을 안내하며 지진변위시 이들이 탈락되면서 자유로운 지진변위를 수용하도록 형성된다.

도 7은 본 고안의 내진 성능을 보장하는 부반력 저항 일방향 탄성받침의 사시도를 보인 것으로 상시에는 가이드부재(60)(70)가 안내하는 방향으로 작동하다가 지진시 직각방향인 개구공간(54)으로 이동 가능한 구조를 가지게 된다.

이때 가이드부재(60)(70)는 탈락하여 이동방향이 제어를 받지 않도록 하는 것이 특징이다.

상술한 바와 같이 본 고안은 교량 상부구조물에 부반력이 발생되면 상기 상 부구조물이 받침이나 하부구조물(교각)에서 이탈되거나 전복되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 상부판의 부반력 저항면에 개구공간을 확보하여 지진발생시 상시 수평이동방향의 직각방향으로도 부반력키와 충돌없이 지진변위에 대응할 수 있도록 형성되므로 충돌로 인한 받침 및 교각의 파손을 방지하므로 상기 상부구조물의 이탈 및 전복을 방지할 수 있어 교량의 붕괴의 위험으로부터 안전성을 확보하여, 종래와는 달리 탄성받침의 적용범위를 확대시킬 수 있는 효과를 가진다.

더불어, 이러한 내진 성능을 보장하는 부반력 저항 탄성받침은 대용량의 지진변위를 수용할 수 있어 별도의 부반력 장치를 추가하지 않고 탄성받침 자체로 제어하는데 기인하므로 경제성을 확보함은 물론 안전성과 보다 용이한 유지보수성을 확보하는 효과를 가진다.

도 1,2,3,4는 본 고안의 일 실시예를 보인 것으로,

도 1는 설치도.

도 2,3은 작동상태도.

도 4는 전방향 사시도

도 5,6,7는 본 고안의 다른 실시예를 보인 것으로,

도 5는 설치정면도.

도 6는 설치측면도.

도 7은 일방향 사시도.

도 8은 종래의 실시예.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 부반력 탄성받침

10 : 탄성패드

11 : 보강플레이트(Shim plate)

20 : 상부판

30 : 하부판

40 : 부반력 키

42 : 부반력 저항부

43 : 미끄럼 부시

50: 부반력 슬라이드부

52: 단차

54: 개구구간

60,70: 가이드부재

100 : 상부구조물

110 : 쏠 플레이트(Sole plate)

200 : 하부구조물

210 : 배드 콘크리트

Claims (5)

1. 교량용 탄성받침(1)에 있어서,

   교량의 상하부구조물(100)(200)에 각각 대응되게 고정되는 상부판(20) 및 하부판(30)과;

   상기 상하부판(20)(30)의 대응면에 상하면이 고정되는 탄성패드(10)와;

   상기 탄성패드(10)를 중심으로 한 상기 하부판(30)의 상면 양쪽에 세워져 고정되며 상단 양쪽에 부반력 저항부(42)를 외측으로 연장 형성하여서 된 한 쌍의 부반력 키(40)와, 상기 상부판(20)의 양쪽에 형성되며 상기 부반력 저항부(42)의 저면이 각각 슬라이드 안내되도록 형성된 부반력 슬라이드부(50)로 이루어지는 부반력수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 교량의 부반력 저항 탄성받침.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 부반력 슬라이드부(50)는, 상기 상부판(20)의 양쪽에 형성된 계단형의 단차(52)와 이 단차(52)에 형성되는 개구구간(54)을 통해 지진시 상시변위의 직각방향으로 지진변위를 수용하도록 형성됨을 특징으로 하는 교량의 부반력 저항 탄성받침.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 상하부판(20)(30)은 상기 상하부 구조물(100)(200)에 공지의 앵커 또는 쏠플레이트를 통해 고정 결합됨을 특징으로 하는 교량의 부반력 저항 탄성받침.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 부반력 저항부(42)와 이에 대응되는 상부판(20)의 단차(52) 대응면에 슬라이드와 충격흡수를 위한 미끄럼부시(43)가 더 제공됨을 특징으로 하는 교량의 부반력 저항 탄성받침.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 상하부판(20)(30)의 대응위치에 각각 일단이 구비되어 이들의 상대운동시 대응단이 서로 맞닿아 상기 탄성패드(10)의 탄성력을 제어하게 되는 가이드부재(60)(70)가 구비됨을 특징으로 하는 교량의 부반력 저항 탄성받침.