KR200418579Y1 - 레일형 신축이음장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 교량 구조물 등에 설치되는 레일형 신축이음장치에 관한 것이다.

본 고안은, 구조물의 이음틈새부내에 설치되어 상기 구조물의 동적거동을 수용하면서 상기 이음틈새부를 폐쇄하게 되고, 상기 이음틈새부 대향측 상부 모서리부에 장방형으로 먼저 구비되는 무수축콘크리트부와, 상기 양측의 무수축콘크리트부의 상부 모서리부에 각각 구비되는 한쌍의 고정레일과, 상기 한쌍의 고정레일 사이에 구비되는 신축씰을 포함하는 레일형 신축이음장치에 있어서, 상기 신축씰이 설치되는 반대편측의 상기 고정레일의 외측면측을 전체적으로 감싸도록 먼저 구비된 후 이에 대해 상기 무수축콘크리부가 구비되도록 상기 고정레일과 상기 무수축콘크리트부의 사이에 구비되게 되는 탄성콘크리트부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 향상된 신축성능과 함께 추가적인 외력 감쇠효과를 제공할 수 있게 되므로, 전반적으로 신뢰성과 내구성이 대폭 향상되도록 하는 효과가 있다.

이음, 신축, 레일형, 조인트, 씰, 탄성콘크리트, 교량, 구조물

Description

레일형 신축이음장치{RAIL TYPE EXPANSION JOINT SYSTEM}

도 1은 종래기술에 따른 레일형 신축이음장치의 기본적인 구성을 보여주는 단면도,

도 2는 도 1에서 확장된 구성을 보여주는 단면도,

도 3은 본 고안에 따른 레일형 신축이음장치의 기본적인 구성을 보여주는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 구조물 102 : 이음틈새부

104 : 설치홈부 200 : (종래) 레일형 신축이음장치

202 : 무수축콘크리트부 204 : 고정레일

204a : 삽입고정홈 204b : 앵커볼트

206 : 신축씰 206a : 삽입돌기부

208 : 중간레일 300 : (본 고안) 레일형 신축이음장치

302 : 무수축콘크리트부 304 : 탄성콘크리트부

306 : 고정레일 306a : 삽입고정홈

306b : 앵커볼트 308 : 신축씰

308a : 삽입돌기부

본 고안은 레일형 신축이음장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신축씰에 의한 신축작용을 도우면서 가해지는 응력에 대한 감쇠작용도 제공할 수 있도록 탄성콘크리트부를 함께 구비하게 되는 레일형 신축이음장치에 관한 것이다.

일반적으로, 교량, 건축물과 같이 큰 규모의 구조물에는 온도변화, 그 크리프(creep) 및 건조수축(shrinkage), 시공오차, 재하 하중, 지진 및 지반의 침하 등의 여러 원인에 의한 변형 응력이 작용되어 만약 해당 응력이 해방되지 않고 구속되게 된다면 구조물에 균열을 발생시키고 파손시킬 우려가 있으므로, 대형 구조물의 건조시에는 필수적으로 그 일정구간마다 유격되는 틈새인 이음틈새부를 두고 있으며, 이 이음틈새부에는 별도의 신축이음장치를 설치하여 구조물의 변형에 따른 동적거동을 원활히 수용하면서 해당 이음틈새부를 폐쇄하도록 하고 있다.

일 예로, 대형 구조물이 교량인 경우를 살펴 보면, 교량은 하부의 다수개의 교각과 이 교각의 상부에 안착되어 도로를 형성하게 되는 다수개의 상판으로 구성되며, 그 상판과 상판이 연결되는 부분에는 양쪽 상판의 동적거동을 원활히 수용할 수 있도록 적정 유격 폭으로 이음틈새부가 구비되게 된다.

그리고, 이러한 이음틈새부를 수평방향으로 연결하여 폐쇄함으로써 그 상부에서 주행하게 되는 차량이 원활히 주행가능하면서, 또한 빗물이나 각종 이물질이 해당 이음틈새부를 통해 유입되어 낙하됨으로써 교량의 하부 시설물들을 오염시키 고 부식시키는 것을 방지하기 위하여 이음틈새부에는 신축가능한 신축이음장치가 설치되게 된다.

신축이음장치는 해당하는 구조물의 안전성과 내구성에 직접적인 영향을 미치면서, 구조물의 전체 구성중에서도 가장 파손 및 교체빈도가 높은 요소로서, 우수한 성능을 발휘할 수 있어야 한다.

신축이음장치에 요구되는 성능으로는 기본적으로 신축기능과 밀폐기능을 완벽하면서 내구성 있게 제공할 수 있어야 함은 물론, 그 신속한 시공이 가능하여 보수시의 교통통제 등을 가능한한 줄일 수 있어야 한다.

이러한 신축이음장치에는 대표적으로 그 형태에 따라서 레일(rail)형, 핑거(finger)형, 모노셀(mono cell)형 등이 있는데, 이 중 레일형은 상대적으로 이음틈새부의 유격 간격이 넓어서 허용 신축량이 커야 하는 경우, 예컨대 규모가 큰 장대교량 등에 많이 사용되고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 레일형 신축이음장치의 기본적인 구성을 보여주는 단면도이다.

레일형 신축이음장치(200)는 서로 대향되는 구조물(100)의 사이에 형성되는 이음틈새부(102)내에 설치되는 것으로, 이음틈새부(102) 대향측 상부 모서리부에 먼저 장방형의 무수축콘크리트(또는, 일반콘크리트)부(202)가 구비되고, 이 양측의 무수축콘크리트부(202)의 상부 모서리부에는 각각 고정레일(204)이 고정 구비되게 된다.

이 고정레일(204)은 지지강도가 우수한 알루미늄 또는 강재 등의 금속재질로 이루어지며, 무수축콘크리트부(202)의 상부 모서리측의 상면과 측면 일부를 감싸도록 수평부와 수직부를 일체로 갖는 "ㄱ"자 형상의 것으로, 그 외측면측에는 용접 등으로 고정되어 외측으로 연장되도록 다수개의 앵커볼트(204b)가 일체로 구비되며, 이 앵커볼트들(204b)은 전술한 무수축콘크리트부(202)내에 매설되어 견고하게 고정되게 된다.

나아가, 각 고정레일(204)의 서로 대향되는 수직부 내측면상에는 삽입고정홈(204a)이 일체로 형성되어 있으며, 따라서 양측의 삽입고정홈(204a)에 대해 그 양단부가 각각 억지끼움되어 고정되도록 신축씰(seal)(206)이 이음틈새부(102)내에 삽입되어 구비되게 됨으로써, 이음틈새부(102)를 수평방향으로 밀폐하여 누수 및 각종 이물질의 유입을 방지하게 된다.

여기서, 신축씰(206)은 신축가능한 고무재질로 이루어지며, 통상 그 단면형상은 "V"자 형상으로 되어 있어 보다 유연하게 수평방향으로 신축될 수 있고, 그 양단부에는 전술한 바와 같이 고정레일(204)상의 삽입고정홈(204a)에 억지끼움되어 걸림 고정되게 되는 삽입돌기부(206a)가 일체로 형성되어 있다.

그 시공은, 먼저 구조물(100)의 소정위치의 부분을 일정 폭으로 절단하여 드러내는 것에 의해 그 상부측에는 보다 넓은 폭으로 "L"자 형태의 설치홈부(104)가 형성되도록 하고, 이 설치홈부(104)의 하부측에는 중앙부에 좁은 폭으로 이음틈새부(102)가 형성되도록 하게 되며, 상부측에 형성되는 설치홈부(104)에는 추후 레일형 신축이음장치(200)가 설치되게 된다.

다음으로, 상부측 설치홈부(104)의 상부 모서리부 위치에 각각 고정레일 (204)이 적절한 가결합을 통해 위치되도록 한 후, 이 각 고정레일(204)의 수평부 외측 및 수직부 하부측에 거푸집(미도시)을 설치하고, 고정레일(204)과 거푸집 및 구조물(100)의 측면들이 이루는 설치홈부(104)의 공간내에 무수축콘크리트를 타설하여 양생시킴으로써 무수축콘크리트부(202)를 형성하게 되며, 이에 따라 고정레일(204)의 앵커볼트들(204b)은 해당 무수축콘크리트부(202)내에 매설되어 견고하게 고정되게 된다.

여기서, 무수축콘크리트의 타설전에 가결합을 통하여 고정레일(204)을 위치시키는 데에는 해당 고정레일(204)의 앵커볼트들(204b)을 설치홈부(104)의 형성에 따라 외부로 일부 노출되게 되는 구조물(100)내에 내설된 철근들(미도시)에 대해 용접하여 고정시키는 방법이 주로 이용되고 있으며, 또한 무수축콘크리트의 타설전에 접착대상의 고정레일(204)의 외측면과 구조물(100)의 측면들에 대하여 별도의 접착제(미도시)를 도포한 후에 무수축콘크리트를 타설함으로써 상호간에 보다 강력한 결합력이 얻어지도록 할 수도 있다.

이어서, 이상과 같이 무수축콘크리트부(302)의 형성이 완료되게 되면, 그 타설시 설치하였던 거푸집을 해체하여 제거한 다음, 양측에 고정되도록 구비된 고정레일(204)상의 삽입고정홈(204a)에 대해 신축씰(206) 양단부의 삽입돌기부(206a)가 억지끼워지도록 함으로써 양측 고정레일(204) 사이의 이음틈새부(102)내에 신축씰(206)이 구비되도록 하게 되며, 이로써 그 시공은 완료될 수 있다.

그 작용은, 여러 원인에 의해 구조물(100)이 동적거동을 함에 대응하여 탄성재질의 신축씰(206)이 펼쳐지거나 접혀지면서 구조물(100)의 변위를 원활히 수용하 게 되며, 이때 신축씰(206)은 이음틈새부(102)를 밀폐하여 상부측으로부터 빗물이나 각종 이물질이 유입되는 것을 차단하게 된다.

덧붙여, 도 2에 나타낸 바와 같이, 이음틈새부(102)의 유격 간격이 보다 넓은 경우에는 추가적으로 신축씰(206) 사이마다 별도의 중간레일(208)이 구비되도록 할 수도 있다.

그러나, 이상과 같은 종래의 레일형 신축이음장치(200)에서는 그 상면상을 차량이 주행하게 됨에 따라 필연적으로 고정레일(204)의 모서리부가 해당 차량과 충돌되어 집중적으로 충격을 받게 되는데, 해당 충격에 따른 응력을 적절히 제거시킬 수 있는 수단이 구비되어 있지 않으므로, 결국 해당 응력의 영향으로 고정레일(204)과 무수축콘크리트부(202) 사이의 접착계면부에서 접착이 쉽게 해제되어 박리가 일어나거나 균열이 발생되게 됨으로써, 그 부분을 통해 누수나 이물질의 유입이 발생되게 되어 전체적으로 내구성을 저하시키게 되고, 이에 따라 보수비용을 과다하게 소요시키게 되는 문제점이 발생되고 있다.

그리고, 이 뿐만 아니라, 어떤 원인에 의한 응력이든지 전혀 제거시킬 수 없으므로, 시공후 일정기간만 지나게 되면, 결국 접착계면부가 파손되곤 하였다.

물론, 종래에도 이러한 문제점들을 극복하고자, 접착계면부에서의 결합력을 증대시키기 위해 해당 접착계면부내에 가능한한 기포가 형성되지 않도록 무수축콘크리트를 타설한 후 해당 부분을 바이브레이터(vibrator) 등으로 진동시켜 시공하는 방법을 시도하곤 하였으나, 역시 역부족이었다.

본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 고정레일과 무수축콘크리트부 사이에 탄성콘크리트부를 형성하여, 해당 탄성콘크리부를 통한 응력 감쇠효과로 접착계면부에서 손상이 발생되는 것을 최대한 방지시켜 내구성을 크게 향상시키게 되는 레일형 신축이음장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 레일형 신축이음장치는, 구조물의 이음틈새부내에 설치되어 상기 구조물의 동적거동을 수용하면서 상기 이음틈새부를 폐쇄하게 되고, 상기 이음틈새부 대향측 상부 모서리부에 장방형으로 먼저 구비되는 무수축콘크리트부와, 상기 양측의 무수축콘크리트부의 상부 모서리부에 각각 구비되는 한쌍의 고정레일과, 상기 한쌍의 고정레일 사이에 구비되는 신축씰을 포함하는 레일형 신축이음장치에 있어서, 상기 신축씰이 설치되는 반대편측의 상기 고정레일의 외측면측을 전체적으로 감싸도록 먼저 구비된 후 이에 대해 상기 무수축콘크리부가 구비되도록 상기 고정레일과 상기 무수축콘크리트부의 사이에 구비되게 되는 탄성콘크리트부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 상기 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 고안의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안에 따른 레일형 신축이음장치의 기본적인 구성을 보여주는 단면도이다.

본 고안에 따른 레일형 신축이음장치(300)는 고정레일(306)의 외측면측을 전체적으로 감싸도록 먼저 탄성콘크리트(elastic concrete)를 타설 양생하여 탄성콘크리트부(304)가 형성되도록 한 다음, 이 탄성콘크리트부(304)와 구조물(100) 사이의 설치홈부(104)내에 무수축콘크리트(또는, 일반콘크리트)부(302)가 형성되도록 하게 된다.

익히 주지된 바와 같이, 탄성콘크리트는 자체적으로 탄성변형 가능하여 가해지는 응력을 흡수하여 적절히 감쇠시킬 수 있으므로, 그 탄성콘크리트부(304)의 구비에 따라 내외적으로 발생되는 응력이 다른 부분, 특히 접착계면부에 영향을 미쳐 손상시키는 것을 방지할 수 있게 되며, 또한 탄성콘크리트는 금속, 콘크리트 등 어떠한 재질과도 강한 결합력을 제공할 수 있어, 이 측면에서 또한 내구성을 크게 향상시키는데 기여하게 된다.

그리고, 기존에는 구조물(100)의 동적거동을 수용하게 되는 신축작용을 신축씰(206)만이 전담하여 수행하였는데, 이를 탄성콘크리트부(304)가 일부 부담하여 경감시키게 됨으로써 신축씰(308) 자체의 내구성도 크게 향상시키게 되며, 신축씰(308)과 탄성콘크리트부(304)의 협동 작용에 의해 보다 향상된 신축작용이 제공되도록 하게 된다.

그 시공방법을 설명하면, 먼저 시공에 사용될 두개의 고정레일(306)에 대해 각각 그 외측면측을 전체적으로 감싸도록 탄성콘크리트를 타설하여 양생시킴으로써 탄성콘크리트부(304)가 결합된 상태의 고정레일(306)을 준비하게 된다.

즉, 고정레일(306)은 "ㄱ"자 형상이므로, 그 모서리부가 하부측에 위치되도록 한 상태에서 그 상부측에 탄성콘크리트를 타설하여 양생시킴으로써 탄성콘크리트부(304)가 형성되도록 하며, 이때 탄성콘크리트부(304)와 고정레일(306)간의 보다 강력한 결합력이 얻어지도록 하기 위해서 탄성콘크리트의 타설전에 접착대상면인 고정레일(306)의 외측면에 대하여 별도의 접착제를 도포한 후, 타설할 수도 있다.

그 후, 탄성콘크리트부(304)가 결합되도록 준비된 두개의 고정레일(306)을 시공현장으로 이동시킨 후, 먼저 종래와 같이 시공대상인 구조물(100)의 소정위치의 부분을 일정 폭으로 절단하여 드러내는 것에 의해 그 상부측에는 보다 넓은 폭으로 "L"자 형태의 설치홈부(104)가 형성되도록 하고, 이 설치홈부(104)의 하부측에는 중앙부에 좁은 폭으로 이음틈새부(102)가 형성되도록 하게 된다.

다음으로, 상부측 설치홈부(104)의 상부 모서리부에 각각 준비된 고정레일(306)이 적절히 가결합되어 위치되도록 한 후, 이 각 고정레일(306)의 수평부 외측 및 수직부 하부측에 거푸집을 설치한 다음, 고정레일(306)의 탄성콘크리트부(304)와 거푸집 및 구조물(100)의 측면들이 이루는 설치홈부(104)의 공간내에 종래와 같이 무수축콘크리트를 타설하여 양생시킴으로써 무수축콘크리트부(302)를 형성하게 되며, 이에 따라 고정레일(306)의 앵커볼트들(306b)이 해당 무수축콘크리트부(202)내에 매설되어 견고하게 고정되게 된다.

이때, 무수축콘크리트의 타설에 앞서 접착대상인 고정레일(306)의 외측면과 구조물(100)의 측면들에 대해 별도의 접착제를 도포한 후에 무수축콘크리트를 타설함으로써 상호간에 보다 강력한 결합력이 얻어지도록 할 수도 있다.

이어서, 이상과 같이 무수축콘크리트부(302)의 형성이 완료되게 되면, 그 타설시 설치하였던 거푸집을 해체하여 제거하게 된다.

다음으로, 완전하게 고정되도록 양측에 구비된 고정레일(306)상의 삽입고정홈(306a)에 대해 신축씰(308)의 양단부에 일체로 형성되어 있는 삽입돌기부(308a)가 억지끼워지도록 결합시키는 것에 의해 양측 고정레일(306) 사이의 이음틈새부(102)내에 신축씰(308)이 구비되도록 하게 되며, 이로써 그 시공은 완료될 수 있다.

또한 덧붙여, 추가적으로 이음틈새부(102)의 유격 간격이 보다 넓은 경우에는 종래와 같이 신축씰(308) 사이마다 별도의 중간레일(208)이 구비되도록 할 수도 있다.

그 작용은, 여러 원인에 의해 구조물(100)이 동적거동을 함에 대응하여 탄성재질의 신축씰(308)이 펼쳐지거나 접혀지면서 구조물(100)의 변위를 원활히 수용하게 되며, 이때 또한 탄성콘크리트부(304)도 자체적으로 탄성변형되면서 해당 동적거동의 일부를 수용하게 됨으로써, 신축씰(308)과 탄성콘크리트부(304)의 협동 작용에 의해 보다 향상된 신축작용이 제공될 수 있게 된다.

그리고, 탄성콘크리트부(304)가 여러 원인에 의해 내외적으로 발생되게 되는 응력을 흡수하여 감쇠시키게 되면서 또한 강한 결합력도 제공할 수 있어, 특히 접착계면부에서의 손상이 발생되는 것을 최대한 방지함으로써, 전반적인 내구성을 대 폭 향상시키게 되며, 또한 그 상면상을 주행하는 차량에 대해서도 우수한 주행안정성과 승차감을 제공할 수도 있게 된다.

이상, 상기 내용은 본 고안의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 고안의 당업자는 본 고안의 요지를 변경시킴이 없이 본 고안에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

본 고안에 따르면, 향상된 신축성능과 함께 추가적인 외력 감쇠효과를 제공할 수 있게 되므로, 전반적으로 신뢰성과 내구성이 대폭 향상되도록 하는 효과가 달성될 수 있다.

Claims (2)

1. 구조물의 이음틈새부내에 설치되어 상기 구조물의 동적거동을 수용하면서 상기 이음틈새부를 폐쇄하게 되고, 상기 이음틈새부 대향측 상부 모서리부에 장방형으로 먼저 구비되는 무수축콘크리트부와, 상기 양측의 무수축콘크리트부의 상부 모서리부에 각각 구비되는 한쌍의 고정레일과, 상기 한쌍의 고정레일 사이에 구비되는 신축씰을 포함하는 레일형 신축이음장치에 있어서,

   상기 신축씰이 설치되는 반대편측의 상기 고정레일의 외측면측을 전체적으로 감싸도록 먼저 구비된 후 이에 대해 상기 무수축콘크리부가 구비되도록 상기 고정레일과 상기 무수축콘크리트부의 사이에 구비되게 되는 탄성콘크리트부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레일형 신축이음장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성콘크리트부의 형성을 위한 탄성콘크리트 타설전에 접착대상면이 되는 상기 고정레일의 외측면에 대해 접착제를 도포한 후 상기 탄성콘크리트를 타설하게 되는 것을 특징으로 하는 레일형 신축이음장치.

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