KR20180110347A - 교좌장치의 변위 보정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상세하게는 교좌장치에 교축과 교축 직각 방향의 프리세팅(pre-setting) 장치를 부가하여 교좌장치의 상부 구조물 즉, 거더(girder)의 설계 계산온도와 실제 설치온도와의 차이에서 발생되는 온도신축·크리프(creep)·건조수축과 같은 변위에 대한 보정이 용이하도록 한 교좌장치의 변위 보정장치에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상·하부판(10a)(10b)과 그 상·하부판(10a)(10b)의 사이에 탄성받침(20)이 설치되어 교각의 상부에 설치되는 교좌장치에 있어서, 교좌장치(1)의 상부판(10a) 저면과 하부판(10b) 상부면 모서리에 각각 설치되는 복수 개의 고정구(11)와; 상기 상·하부판(10a)(10b)의 고정구(11)에 고정되어 교좌장치(1)의 변위를 보정하는 변위보정장치(30);로 이루어지되,
상기 변위보정장치(30)는 길이조절구(31)와, 상기 길이조절구(31) 양단의 볼트(32) 단부에 설치되어 상·하부판(10a)(10b)과 고정을 위한 'L'형 연결구(33)와, 상기 'L'형 연결구(33)에서 상·하부판(10a)(10b)과 접촉되는 면에 형성되어 상·하부판(10a)(10b)의 고정구(11)가 삽입 고정되는 고정공(33")과, 상기 'L'형 연결구(33)에서 상기 길이조절구(31)의 볼트(32)가 결합되는 볼트공(33')과, 상기 'L'형 연결구(33) 내측에 설치되며 길이조절구(31)에서 경사지게 설치되는 볼트(32)의 설치 각도에 맞게 대응되도록 하는 각도조절패드(34)로 이루어진다.

Description

교좌장치의 변위 보정장치{A device for compensating displacement of bridge bearing}
본 발명은 교좌장치의 변위 보정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교좌장치에 교축과 교축 직각 방향의 프리세팅(pre-Setting) 장치를 부가하여 교좌장치의 상부 구조물, 즉 거더(girder)의 설계 계산온도와 실제 설치온도와의 차이에서 발생되는 온도신축·크리프(creep)·건조수축과 같은 변위에 대한 보정이 용이하도록 한 교좌장치의 변위 보정장치에 관한 것이다.
일반적으로 강·하천·바다에 설치되는 교량은 교각과 교각 또는 교각과 교대를 이어주고 차량이나 사람의 통행을 위한 상부 구조물인 거더(girder)를 교각 위에 올려주는 구조로 이루어진다.
이때 교량은 계절의 변화나 일교차에 따른 열변형으로 연신·수축량이 커지게 되는데, 특히 상부 구조물인 거더(girder)는 동·하절기 기온차에 의한 수축·연신 등의 변형뿐만 아니라 통행하는 차량 등에 의한 동하중으로 변형이 야기될 수 있어 이를 수용할 수 있도록 교각의 상부에 교좌(橋座, bridge bearing)장치를 설치하여 상부 구조물의 변위에 대응하면서 상부 구조물을 지지할 수 있도록 하고 있다. 즉 교량의 교각과 상부 구조물 사이에는 교량 상부 구조물의 변형 및 하중을 하부구조에 전달하며, 온도의 변화에 따라 신축하는 상부 구조물의 변위나 지진 등과 같은 외부 충격을 흡수하기 위하여 교좌장치가 설치된다.
이러한 교좌장치에는 상ㆍ하부판으로 이루어져 교각에 고정되는 받침판에 견고하게 볼트 고정되며, 상부 거더(girder)의 솔플레이트(sole-plate)와 용접 전 거더(girder)의 온도신축·크리프(creep)·건조수축을 고려하여 산출된 변형량만큼 일정 방향으로 미리 조정시켜 놓는 프리세팅(pre-setting) 작업을 수행하는 교좌장치가 설치된다.
이때 교좌장치는 탄성받침의 경우 다수의 철판과 탄성재인 고무를 교대로 중첩하여 일체화한 탄성패드의 상ㆍ하부를 스틸(steel)판으로 보강한 것으로 대략 탄성패드 높이의 70％ 범위 내에서 상부 구조물의 신축 변위를 수용할 수 있도록 한다. 즉 상부 구조물인 거더(girder)가 하절기 온도 팽창된 상태로 프리세팅 없이 설치된 교좌장치에 설치될 경우, 동절기 온도신축으로 교좌장치의 변위량이 설계 허용값을 벗어나 교좌장치의 적층고무패드가 찢어지고 갈라져 열화가 촉진되어 교체하는 일이 발생되며, 반대로 거더(girder)가 동절기 수축 상태로 교좌장치에 설치된 경우 하절기에 문제가 발생한다.
이를 해결하기 위하여 종전에는 교량에 프리세팅 기능을 갖는 교좌장치를 설치하여 온도신축 및 건조수축에 따른 변위량 보정을 위해 교각에 유압잭을 설치하거나 나사식 클램프를 이용하여 변위량을 보정하였다.
그러나 변위량 보정에서 유압을 이용한 보정은 유압잭의 설치를 위한 공간의 부족과 더불어 유압잭의 특성상 정밀한 규격의 보정이 어려웠고, 나사식 클램프를 이용한 보정은 클램프의 양 단부가 상ㆍ하부판에 직접 고정됨에 따라 고정에 어려움이 발생하였으며 교축 또는 교축 직각 방향의 어느 일 방향의 변위 보정만 가능하여 보정에 많은 시간과 장비가 소요되는 등의 문제점이 발생하였다,
이에 따라 교좌장치의 설치 시 온도신축·건조수축·크리프의 영향에 따른 수평이동 등의 변위량 보정을 위하여 교좌장치의 변위량을 쉽고 용이하게 보정할 수 있는 장치가 필요하게 되었다. 또한 교량 슬라브가 광폭인 경우 교축과 교축 직각 방향의 양 방향 변위에 대해 보정할 수 있는 양 방향에 대한 프리세팅 장치에 대한 필요성도 대두되었다.
대한민국 등록특허공보 10-0381925호(2003.04.15. 등록)
이에 본 발명은 상기 제반 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 그 목적은 교좌장치에 교축과 교축 직각 방향의 프리세팅(pre-setting) 장치를 부가하여 교좌장치의 상부 구조물 즉, 거더(girder)의 설계 계산온도와 실제 설치온도와의 차이에서 발생되는 온도신축·크리프(creep)·건조수축과 같은 변위에 대한 보정이 용이하도록 한 교좌장치의 변위 보정장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 교좌장치에서 변위 보정을 위해 사용되는 길이조절구의 양단부에 한 쌍의 'L'형 연결구를 설치하여 변위 보정장치의 설치 및 변위 보정이 용이하도록 한 교좌장치의 변위 보정장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상·하부판의 고정구에 설치되는 양 방향의 보조 연결구를 통해 교축 및 교축 직각 방향의 양 방향의 변위 보정이 원활하도록 한 교좌장치의 변위 보정장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 해결하기 위해 본 발명은,
상·하부판과 그 상·하부판의 사이에 탄성받침이 설치되어 교각의 상부에 설치되는 교좌장치에 있어서,
상기 교좌장치의 상부판 저면과 하부판 상부면 모서리에 각각 설치되는 복수 개의 고정구와;
상기 상·하부판의 고정구에 고정되어 교좌장치의 변위를 보정하는 변위 보정장치;로 이루어진다.
이때 상기 변위 보정장치는 길이조절구와, 상기 길이조절구 양단의 볼트 단부에 설치되어 상·하부판과 고정을 위한 'L'형 연결구와, 상기 'L'형 연결구에서 상·하부판과 접촉되는 면에 형성되어 상·하부판의 고정구가 삽입 고정되는 고정공과, 상기 'L'형 연결구에서 상기 길이조절구의 볼트가 결합되는 볼트공과, 상기 'L'형 연결구 내측에 설치되며 길이조절구에서의 경사지게 설치되는 볼트의 설치 각도에 맞게 대응되도록 하는 각도조절패드로 이루어진다.
이때 길이조절구의 볼트에는 볼트 회전 시 마찰력을 감소할 수 있도록 와셔를 사용함이 바람직하다.
또 상기 각도조절패드는 상·하부판 사이에서의 변위 보정을 위해 'L'형 연결구에 경사지게 설치되는 볼트의 설치 각도에 대응될 수 있도록 배면이 하향 경사지게 형성된다.
또 상기 상·하부판의 모서리에 형성되는 고정구에는 교축 및 교축 직각 방향의 양 방향에서 작용되는 신축에 대응할 수 있고 설치가 용이하도록 보조연결구가 더 설치되어 이루어진다.
이때 상기 보조연결구는 상·하부판에서 교축 및 교축 직각 방향의 양 방향으로 작동할 수 있도록 'ㄱ'자 형상으로 형성되며 절곡되는 중앙부에는 상·하부판의 고정구가 삽입되는 고정공이 형성되고 양단부에는 'L'형의 연결구의 고정공과 결합을 위한 고정구가 돌출 형성되어 이루어진다.
이상과 같이 본 발명을 적용하면 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 교좌장치에 교축과 교축 직각 방향의 프리세팅(pre-setting) 장치를 부가하여 교좌장치의 상부 구조물 즉, 거더(girder)의 설계 계산온도와 실제 설치온도와의 차이에서 발생되는 온도신축·크리프(creep)·건조수축과 같은 변위에 대한 보정이 용이한 효과가 있다.
둘째, 교좌장치에서 변위 보정을 위해 사용되는 길이조절구의 양 단부에 한 쌍의 'L'형 연결구를 설치하여 변위 보정장치의 설치 및 변위 보정이 용이한 효과가 있다.
셋째, 상·하부판의 고정구에 설치되는 양 방향의 보조연결구를 통해 교축 및 교축 직각의 양 방향의 변위 보정이 원활한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 교좌장치의 탄성받침 변위 보정장치를 보인 분리사시도.
도 2는 본 발명에 따른 교좌장치의 탄성받침 변위 보정장치를 보인 결합상태 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 교좌장치의 탄성받침 변위 보정장치의 작동 상태를 보인 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 교좌장치의 탄성받침 변위 보정장치의 일 실시례를 보인 분리사시도.
도 5는 본 발명에 따른 교좌장치의 탄성받침 변위 보정장치의 일 실시례에 따른 작동 상태를 개략적으로 보인 평면작동상태도.
본 발명의 바람직한 실시례를 첨부한 도면을 참조하여 자세하게 설명한다.
본 발명은 도 1 내지 3에 도시한 바와 같이, 먼저 상·하부판(10a)(10b)과 그 상·하부판(10a)(10b)의 사이에 탄성받침(20)이 설치되는 교좌장치(1)를 교각의 상부에 설치한다.
이때 상기 상부판(10a) 저면과 하부판(10b) 상부면 모서리에는 복수 개의 고정구(11)를 각각 돌출되게 설치한다.
이어 상기 상·하부판(10a)(10b)에 돌출되게 설치되는 복수 개의 고정구(11)에는 교좌장치(1)의 변위를 보정하는 변위 보정장치(30)를 체결 고정하여 이루어진다.
이때 상기 변위보정장치(30)는 길이조절구(31)와, 상기 길이조절구(31) 양단의 볼트(32) 단부에 설치되어 상·하부판(10a)(10b)과 고정을 위한 'L'형 연결구(33)와, 상기 'L'형 연결구(33)에서 상·하부판(10a)(10b)과 접촉되는 면에 형성되어 상·하부판(10a)(10b)의 고정구(11)가 삽입 고정되는 고정공(33")과, 상기 'L'형 연결구(33)에서 상기 길이조절구(31)의 볼트(32)가 결합되는 볼트공(33')과, 상기 'L'형 연결구(33) 내측에 설치되며 길이조절구(31)에서 경사지게 설치되는 볼트(32)의 설치 각도에 맞게 대응되도록 하는 각도조절패드(34)로 이루어진다.
이때 볼트(32)에는 볼트(32)가 회전 시 마찰력을 감소할 수 있도록 와셔(36)를 사용함이 바람직하다.
또 상기 각도조절패드(34)는 상·하부판(10a)(10b) 사이에서의 변위 보정을 위해 'L'형 연결구(33)에 경사지게 설치되는 길이조절구(31)의 볼트(32) 설치 각도에 대응될 수 있도록 배면을 하향 경사지게 형성하고, 볼트(32)가 결합되는 볼트공(35) 역시 경사지게 설치되는 볼트(32)가 원활히 결합될 수 있도록 상·하방향으로 길게 형성한다.
한편 상기 상·하부판(10a)(10b)의 모서리에 형성되는 고정구(11)에는 교축 및 교축 직각 방향의 양 방향에서 작용되는 신축에 모두 대응할 수 있고 설치가 용이하도록 보조연결구(40)가 더 설치되어 이루어진다.
이때 상기 보조연결구(40)는 상·하부판(10a)(10b)에서 양 방향으로 작동할 수 있도록 'ㄱ'자 형상으로 절곡 형성되며 절곡되는 중앙부에는 상·하부판(10a)(10b)의 고정구(11)가 삽입되는 고정공(41)이 형성되고 양단부에는 'L'형 연결구(33)의 고정공(33")과 결합을 위한 고정구(42)가 돌출 형성되어 이루어진다.
이상에서 본 발명의 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉 본 발명의 목적 범위 안에서라면 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
이와 같은 구성의 본 발명에 따른 교좌장치의 변위 보정장치에 의하면,
먼저 교대와 교각을 시공한 상태에서 교대 및 교각의 상부에 교좌장치(1)를 시공하고 이어 무수축콘크리트 타설하여 교좌장치(1)를 고정하게 된다.
이후 교좌장치(1)의 상부 거더(girder)의 온도신축·건조수축·크리프(creep) 등을 고려하여 산출된 변형량만큼 변위 보정장치(30)에서 길이조절구(31)의 볼트(32)를 이용하여 프리세팅(pre-setting) 작업을 수행하고, 상부 거더(girder) 거치 및 거더(girder)의 솔플레이트(sole-plate)와 용접을 한다.
이어 프리세팅(pre-setting) 작업을 위한 변위 보정장치(30)를 제거하고 거더(girder) 상부에 슬라브를 시공하여 교량을 완성하게 된다.
이와 같이 교좌장치(1) 설치 후 상부 거더(girder)의 하절기 온도 팽창 또는 동절기 온도수축·크리프(creep)·건조수축 등의 이유로 교축과 교축 직각 방향의 어느 일 방향으로 변위가 발생하게 되면 변위 보정장치(30)를 이용하여 계산된 변위를 보정하여야 한다.
이를 위해서는 교좌장치(1) 상·하부판(10a)(10b)의 저면과 상부면 모서리에 돌출되도록 설치되는 고정구(11)에서 변위가 필요한 방향의 고정구(11)에 길이조절구(31)의 볼트(32) 단부에 설치되는 'L'형 연결구(33)를 고정한다.
이때 상·하부판(10a)(10b)의 고정구(11)에 'L'형 연결구(33)의 고정은 'L'형 연결구(33)에서 상·하부판(10a)(10b)과 접촉되는 면에 형성되는 고정공(33")에 상·하부판(10a)(10b)의 고정구(11)를 삽입하여 고정하게 된다.
이 상태에서 길이조절구(31)의 볼트(32)를 회전시키게 되면 길이조절구(31) 양단에 'L'형 연결구(33)를 통해 고정된 상·하부판(10a)(10b)을 서로 끌어당기면서 변위를 보정하게 된다.
한편 변위보정장치(30)가 상·하부판(10a)(10b) 사이에 설치되어 길이조절구(31) 양단의 볼트(32)가 경사지게 설치됨에 따라 'L'형 연결구(33)의 볼트공(33')에 결합되는 볼트(32)의 회전이 원활치 않게 될 우려가 발생한다.
이를 위해 'L'형 연결구(33)의 내측에 판상으로 형성되어 배면이 하향 경사지게 형성된 각도조절패드(34)를 설치하게 되면 각도조절패드(34)가 배면의 경사면에 의해 내측으로 경사지게 형성되면서 경사지게 설치되는 볼트(32)의 설치 각도에 맞게 대응될 수 있게 되고, 이를 통해 'L'형 연결구(33) 및 각도조절패드(34)의 볼트공(33')(35)에 결합된 볼트(32)가 원활하게 회전되면서 변위 보정을 원활하게 할 수 있게 된다.
또 'L'형 연결구(33)에서 볼트(32)가 결합되는 볼트공(33')과 각도조절패드(34)에 형성되는 볼트공(35)은 상·하방향으로 길게 형성하여 경사지게 설치되는 볼트(32)와 간섭됨 없이 볼트(32)의 설치 각도에 대응할 수 있도록 한다.
이와 같이 상기 변위 보정장치(30)를 통해 교축과 교축 직각 방향의 어느 일 방향에 작용되는 변위에 대해 보정할 수 있게 된다. 또 교량 슬라브가 광폭인 경우 교축 및 교축 직각 방향의 양 방향 모두에 대한 프리세팅이 필요하다.
이를 위해 상·하부판(10a)(10b)의 모서리에 형성되는 고정구(11)에 'ㄱ'자 형상으로 형성되는 보조연결구(40)를 더 설치하게 되면 교축 및 교축 직각 방향의 양 방향에서 작용되는 신축에 대응할 수 있게 된다.
즉 상·하부판(10a)(10b)의 모서리에 형성되는 고정구(11)를 'ㄱ'자 형상의 보조연결구(40) 중앙부에 형성되는 고정공(41)에 삽입 고정하고, 보조연결구(40) 양단부에 돌출 형성되는 고정구(42)를 교축 및 교축 직각 방향으로 설치되는 'L'형 연결구(33)의 고정공(33")과 결합한 상태에서 교축 및 교축 직각 방향으로 각각 설치되는 길이조절구(31)의 볼트(32)를 회전시키게 되면 교축 및 교축 직각 방향의 양 방향에서 작용되는 신축에 대응할 수 있게 된다.
상기와 같이 교좌장치(1)를 프리세팅 적용 설치 후 하절기나 동절기에 온도신축된 상부 구조물이 설치되면 4계절 내내 교좌장치(1)의 수평변위가 설계값의 허용된 변위를 유지하여 교좌장치(1)의 내구성을 충분히 발휘하게 되어 예산 절감 효과와 더불어 지진과 같은 외부 충격 발생 시에도 안전한 교량구조물 유지에 기여할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 또는/및 변형이 가능할 것이다.
따라서 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 오로지 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 ; 교좌장치 10a, 10b ; 상·하부판
11 ; 고정구 20 ; 탄성받침
30 ; 변위보정장치 31 ; 길이조절구
32 ; 볼트 33 ; 'L'형 연결구
33' ; 볼트공 33" ; 고정공
34 ; 각도조절패드 35 ; 볼트공
36 ; 와셔 40 ; 보조연결구
41 ; 고정공 42 ; 고정구

Claims (5)

  1. 상·하부판(10a)(10b)과 그 상·하부판(10a)(10b)의 사이에 탄성받침(20)이 설치되어 교각의 상부에 설치되는 교좌장치에 있어서,
    교좌장치(1)의 상부판(10a) 저면과 하부판(10b) 상부면 모서리에 각각 설치되는 복수 개의 고정구(11)와;
    상기 상·하부판(10a)(10b)의 고정구(11)에 고정되어 교좌장치(1)의 변위를 보정하는 변위보정장치(30);로 이루어진 것을 특징으로 하는 교좌장치의 변위 보정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변위보정장치(30)는 길이조절구(31)와, 상기 길이조절구(31) 양단의 볼트(32) 단부에 설치되어 상·하부판(10a)(10b)과 고정을 위한 'L'형 연결구(33)와, 상기 'L'형 연결구(33)에서 상·하부판(10a)(10b)과 접촉되는 면에 형성되어 상·하부판(10a)(10b)의 고정구(11)가 삽입 고정되는 고정공(33")과, 상기 'L'형 연결구(33)에서 상기 길이조절구(31)의 볼트(32)가 결합되는 볼트공(33')과, 상기 'L'형 연결구(33) 내측에 설치되며 길이조절구(31)에서 경사지게 설치되는 볼트(32)의 설치 각도에 맞게 대응되도록 하는 각도조절패드(34)로 이루어진 것을 특징으로 하는 교좌장치의 변위 보정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각도조절패드(34)는 'L'형 연결구(33)에 경사지게 설치되는 길이조절구(31)의 볼트(32) 설치 각도에 대응될 수 있도록 배면이 하향 경사지게 형성되고, 볼트(32)가 결합되는 볼트공(35) 역시 경사지게 설치되는 볼트(32)가 원활히 결합될 수 있도록 상·하방향으로 길게 형성된 것을 특징으로 하는 교좌장치의 변위 보정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상·하부판(10a)(10b)의 모서리에 형성되는 고정구(11)에는 교축 및 교축 직각 방향의 양 방향에서 작용되는 신축에 모두 대응할 수 있고 설치가 용이하도록 보조연결구(40)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 교좌장치의 변위 보정장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보조연결구(40)는 상·하부판(10a)(10b)에서 교축 및 교축 직각 방향의 양 방향으로 작동할 수 있도록 'ㄱ'자 형상으로 형성되며 절곡되는 중앙부에는 상·하부판(10a)(10b)의 고정구(11)가 삽입되는 고정공(41)이 형성되고 양 단부에는 'L'형의 연결구(34)의 고정공(33")과 결합을 위한 고정구(42)가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 교좌장치의 변위 보정장치.
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