KR20090033669A - 진동 흡수가 가능한 교량 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상판, 상판을 포함하는 상부구조물의 하중을 지지하는 교각, 상부구조물의 하중을 교각으로 전달하는 교좌 및 상기 상판의 밑면에 설치되고 상기 교각의 측면과 접촉되는 완충수단을 포함하여 구성되는 진동 흡수가 가능한 교량으로, 상기 완충수단은 일측으로 개방되는 하우징과, 상기 하우징의 개방된 일측을 통해 일부 삽입되는 완충부재로 구성되고, 상기 완충부재는 탄성체와, 상기 탄성체의 내부에서 일정 거리 이격되는 한 쌍의 플레이트와, 상기 플레이트 사이에 마련되는 스프링으로 구성된다.
따라서 금속재의 스프링과 실리콘수지재의 탄성체가 일체로 이루어져 외부로부터 인가되는 진동을 흡수함과 동시에 인가된 진동에 의해 발생되는 진동응답을 감소시켜 상판을 포함하는 교량의 상부구조물을 안정되게 지지할 수 있다.
교량, 상판, 교각, 교좌, 완충수단, 스프링, 탄성체
Description
본 발명은 진동 흡수가 가능한 교량에 관한 것으로, 구체적으로는 외부로부터 인가되는 진동을 흡수하여 상판을 포함하는 교량의 상부구조물을 안정되게 지지할 수 있는 진동 흡수가 가능한 교량에 관한 것이다.
오늘날 건축 및 토목분야에서 구조공학의 발전 및 고강도 재료의 사용에 따라서 구조물이 대형화, 경량화 추세에 있으며, 특히 건축분야에서 구조강성과 감쇠비가 매우 낮은 초고층건물 혹은 교량이 날로 증가하고 있는 추세이다. 이러한 추세에 따라서 구조물의 지진하중과 같은 극심한 상황에서의 진동 제어 기술과 바람에 의한 하중, 건물 내외의 진동원에 대한 건물의 진동가속도 제어를 확보하기 위한 진동제어기술(vibration control)이 발전되어 있다.
하지만 대부분의 국내 건축물들은 이러한 지진에 대한 대책을 건물의 초기 설계 단계에서 구조적 해석에 의한 대책으로 건물의 강성을 보완하는 방법을 강구하고 있지만 내진 설계 측면에서는 아직도 건물의 강성의 보완에 대해 부족하다. 이런 측면에서 방진, 제진 및 충격을 흡수할 수 있는 내진장치가 계속적으로 개발되고 있다. 현재 개발된 내진수단 중 방진스프링을 이용한 내진수단은 방진영역에 서 진동 절연효과는 크나 과도한 진동응답이 발생하기 때문에 적용에 한계성을 갖는 반면, 방진고무를 사용한 내진수단은 과도한 진동응답이 억제되는 효과가 있으나 금속에 비하여 재료 자체의 큰 손실계수로 인하여 방진영역에서 진동 절연효과는 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 금속 및 합성수지로 이루어진 완충수단을 이용하여 외부로부터 인가되는 진동을 흡수함과 동시에 진동응답을 감소시켜 상판을 포함하는 교량의 상부구조물을 안정되게 지지할 수 있는 진동 흡수가 가능한 교량을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 진동 흡수가 가능한 교량은, 상판, 상판을 포함하는 상부구조물의 하중을 지지하는 교각, 상부구조물의 하중을 교각으로 전달하는 교좌 및 상기 상판의 밑면에 설치되고 상기 교각의 측면과 접촉되는 완충수단을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 완충수단은 일측으로 개방되는 하우징과, 상기 하우징의 개방된 일측을 통해 일부 삽입되는 완충부재로 구성되고, 상기 완충부재는 탄성체와, 상기 탄성체의 내부에서 일정 거리 이격되는 한 쌍의 플레이트와, 상기 플레이트 사이에 마련되는 스프링으로 구성된다.
본 발명에 의한 진동 흡수가 가능한 교량은, 금속재의 스프링과 합성수지재의 탄성체로 이루어진 완충수단을 이용하여 외부로부터 인가되는 진동을 흡수함과 동시에 진동응답을 감소시켜 상판을 포함하는 교량의 상부구조물을 안정되게 지지할 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 진동 흡수가 가능한 교량의 일 실시예를 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 진동 흡수가 가능한 교량은, 상판(110)과, 상판(110)을 포함하는 상부구조물의 하중을 지지하는 교각(120)과, 상부구조물의 하중을 교각(120)으로 전달하는 교좌(130)와, 상판(110)의 밑면에 설치되고 상기 교각(120)의 측면과 접촉되는 완충수단(140)을 포함하여 구성된다.
여기서 도 1에 도시된 교량은 상판(110)이 슬래브인 슬래브교(slab bridge)로 3 ~ 12m정도의 짧은 지간에 대해서는 일방향 슬래브교가 경제적이되, 지간이 긴 경우 자중이 커져서 비경제적이므로 종방향으로 구멍을 내어 자중을 감소시킨 중공 슬래브교를 사용하기도 한다.
한편, 상기 완충수단(140)을 제외한 각 구성요소, 즉 상판(110), 교각(120), 교좌(130) 등은 일반적인 교량에 사용되는 것과 동일하거나 유사한 것인 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명에 구비된 완충수단의 일 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 3은 도 2의 완충수단 중 완충부재를 도시하는 사시도이며, 도 4는 본 발명에 구비된 완충수단의 다른 실시예를 도시하는 사시도로, 도 2 내지 도 4를 참조하여 완충수단에 대해 살펴보도록 한다.
완충수단(140)은 상판(110) 또는 교각(120)에서 인가되는 진동 및 충격을 흡 수하거나 저감시키기 위한 수단으로, 복수로 마련되고 교각(120)의 상단 측면을 따라 설치되어 전후 또는 좌우로 인가되는 진동 및 충격을 흡수하거나 저감한다.
그 구성을 살펴보면, 상판(110)의 밑면에 설치되고 내부에 소정의 공간이 마련되며 일측이 개방된 하우징(150)과, 일단이 상기 하우징(150)에 삽입되고 타단이 교각(120)의 상단 측면과 접촉되는 완충부재(160)로 구성된다.
이 중에서 상기 하우징(150)은 상기 완충부재(160)의 일단이 삽입되는 원통관(152)과, 상기 원통관(152)과 일체로 형성되고 후술할 브래킷(170)에 접촉되게 결합되는 수평부재(154)와, 원통관(152) 및 수평부재(154)의 사이의 결합력 증대시키기 위한 다수의 보강재(156)와, 하우징(150)과 브래킷(170)을 결합하기 위한 볼트가 관통되는 결합공(158)으로 이루어진다.
또한, 상기 완충부재(160)는 도 3에 도시된 바와 같이 원기둥 형상으로 형성되는 탄성체(162)와, 상기 탄성체(162)의 내부에서 일정 거리 이격되는 한 쌍의 플레이트(164)와, 상기 플레이트(164) 사이에 마련되는 스프링(166)으로 구성된다.
여기서 상기 탄성체(162)는 실리콘수지(silicone resin)로, -260 ~ 80℃에서 안정적이고, 접착력이 우수하여 가소물이나 금속을 피복할 때 주로 사용되며, 진동 흡수력이 매우 우수하다. 또한, 상기 스프링(166)은 열처리한 강철로 제작되는 바, 탄성변형을 이용한 에너지를 흡수 및 축적시킴으로써 큰 진동에 대한 완충효과가 매우 우수하다. 따라서 상기 완충부재(160)는 외부로부터 인가되는 진동을 흡수함과 동시에 인가된 진동에 의해 발생되는 진동응답을 감소시켜 교량의 상부구조물을 안정되게 지지할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 완충부재(160)와 상기 하우징(150)의 단면이 원형으로 형성되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 사용자의 필요에 따라 원형 이외에 도 4에 도시된 것과 같은 사각형을 포함하는 다각형으로 형성될 수 있음은 물론이다.
다른 한편, 도 1을 참조하면 완충수단(140)의 상부에는 상판(110)이 교각(120)에서부터 멀리 이격되거나 상판(110)의 밑면이 경사지게 형성된 경우 완충수단(140)의 설치 높이 및 각도를 조절하기 위한 브래킷(170)이 마련된다. 또한, 교각(120)의 상단 둘레 중 완충부재(160)와 접촉되는 부분에는 완충부재(160)가 교각(120)과 직접 접촉되어 손상되는 것을 방지하기 위한 접촉 플레이트(180)가 마련된다.
도 5는 본 발명에 의한 진동 흡수가 가능한 교량의 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 진동 흡수가 가능한 교량은, 거더(girder, 280)를 포함하는 상판(210)과, 상판(210)을 포함하는 상부구조물의 하중을 지지하는 교각(220)과, 교각(220)의 상면에 마련되어 상부에서 인가된 하중을 하부로 전달하는 교좌(230)와, 상판(210)의 밑면에 설치되는 브래킷(270)과, 브래킷(270)에 결합되어 교각(220)의 측면과 접촉되는 완충수단(240)과, 완충부재(240)와 대응되는 교각(120)의 측면에 마련되는 접촉 플레이트(280)를 포함하여 구성된다.
여기서 도 5에 도시된 교량은 상판(210)과 교각(220) 사이에 거더(girder, 280)가 구비되는 거더교(girder bridge) 중, 철판으로 제작된 박스형태의 거더(280)를 사용하는 강상자형교(steel box girder bridge)이다.
한편, 본 실시예의 각 구성요소 중 상판(210), 교각(220), 교좌(230)는 일반적인 강상자형교에 사용되는 것과 동일하고, 상기 완충수단(240)은 상술한 일 실시예와 동일하며, 브래킷(270)은 형태만 다를 뿐 일 실시예의 브래킷(170)과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진동 흡수가 가능한 교량의 구조를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 진동 흡수가 가능한 교량의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 구비된 완충수단의 일 실시예를 도시하는 사시도.
도 3은 도 2의 완충수단 중 완충부재를 도시하는 사시도.
도 4는 본 발명에 구비된 완충수단의 다른 실시예를 도시하는 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 진동 흡수가 가능한 교량의 다른 실시예를 도시하는 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110: 상판 120: 교각
130: 교좌 140: 완충수단
150: 하우징 160: 완충부재
170: 브래킷 180: 접촉 플레이트
Claims (7)
- 상판;상판을 포함하는 상부구조물의 하중을 지지하는 교각;상부구조물의 하중을 교각으로 전달하는 교좌; 및상기 상판의 밑면에 설치되고 상기 교각의 측면과 접촉되는 완충수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진동 흡수가 가능한 교량.
- 제 1 항에 있어서,상기 완충수단은 완충부재와, 상기 완충부재가 일부 삽입되는 하우징으로 구성되는 것을 특징으로 하는 진동 흡수가 가능한 교량.
- 제 2 항에 있어서,상기 완충부재는 탄성체와, 상기 탄성체의 내부에서 일정 거리 이격되는 한 쌍의 플레이트와, 상기 플레이트 사이에 마련되는 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 진동 흡수가 가능한 교량.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 탄성체는 실리콘수지인 것을 특징으로 하는 진동 흡수가 가능한 교량.
- 제 4 항에 있어서,상기 완충수단은 복수로 구성되고 교각의 상단 측면을 따라 설치되는 것을 특징으로 하는 진동 흡수가 가능한 교량.
- 제 4 항에 있어서,상기 교각의 밑면과 하우징 사이에 브래킷이 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 진동 흡수가 가능한 교량.
- 제 4 항에 있어서,상기 완충수단과 접촉되는 교각의 측면에 접촉 플레이트가 마련되는 것을 특징으로 하는 진동 흡수가 가능한 교량.
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN102605712A (zh) * | 2011-01-24 | 2012-07-25 | 上海勘测设计研究院 | 板式橡胶支座抗拉机构 |
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| CN111501528A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-08-07 | 招商局重庆交通科研设计院有限公司 | 桥梁的预压限位减隔震方法及装置 |
| CN112411341A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-26 | 耿振威 | 一种基于钢结构的高稳定性组装桥梁 |
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