KR20200003544A - 마찰진자형 교량 면진 받침 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 교량의 상부구조물 아래에 결합되고, 그 하면은 오목한 곡면형상인 상판; 교량의 하부구조물 위에 결합되고, 그 상면은 오목한 곡면형상인 하판; 상기 상판과 하판 사이에 설치되는 슬라이딩 블록; 상기 상판 또는 하판에 부착되는 가이드수단;을 포함하는 마찰진자형 교량 면진 받침에 관한 것이다.

Description

마찰진자형 교량 면진 받침{Friction pendulum bearing}

본 발명은, 평상시에는 교량의 신축을 충분히 흡수하면서 지진 발생시에는 지진에너지를 ?수할 수 있는 마찰진자형 교량 면진 받침에 관한 것이다.

최근 포항을 비롯하여 우리나라에서도 지진발생이 빈번하다. 건설구조물을 설계하고 시공할 때, 지진의 피해를 예방하고 구조물의 수명을 증가시킬 수 있도록 내진, 제진, 면진 조치를 취하게 된다.

교량분야에서 지진의 피해를 방지하기 위해, 지진에너지를 흡수하여 소산할 수 있는 면진 받침을 설계하고 있다. 면진 설계 내지 내진 설계가 반영되지 아니한 교량은 수평방향으로 작용하는 지진 가속도에 의해 교량 받침이 파괴되거나, 상부구조물의 이탈, 붕괴 등이 초래될 수 있다.

이러한 내진 설계를 달성하기 위하여, 건설구조물은 지진 격리 장치를 도입하는데, 지진 격리 장치는 구조물의 수평 변위를 허용하는 미끄러짐부를 포함한다.

교량의 받침에 있어 이러한 미끄러짐부를 도입한 것이 마찰진자형 면진 받침인데, 마찰진자형 받침은 횡방향의 변위를 수용하도록 받침 내부에 슬라이딩판을 형성시키고, 받침의 상판과 하판은 오목한 곡면형태로 제작하여 슬라이딩판에 의해 진자운동이 가능하도록 한 받침이다.

따라서 횡방향의 변위를 받으면 마찰면에서는 마찰력에 의하여 에너지를 소산함과 동시에 곡면을 따라 상승한 구조물은 원래의 위치로 되돌아오려는 복원력이 발생한다.

마찰진자형 받침은 수평력 분산형으로 받침 전체가 균등하게 마찰력으로 횡방향의 수평력에 저항하거나 지지한다. 면진 받침은 일반적으로 모든 방향에 대해 변위를 수용하나, 교량의 특성상 과도한 변위 발생시 상부구조물의 이탈, 신축이음장치의 파손 등을 초래할 수 있다. 따라서 평상시 혹은 풍하중 작용시에 수평력이 마찰력을 초과하지 않는 경우에는 상기 수평력 분산형으로 구조물의 안정적인 거동을 제어하는 것이 가능하나, 풍하중 등 수평하중이 마찰력을 초과하는 경우에는 모든 방향에 대해서 변위를 수용하여야 하며, 과도한 변위 거동시 교량부속장치를 포함한 상부구조물의 파괴를 초래할 수 있으므로 이를 방지하기 위해 별도의 변위제한장치를 두게 된다.

변위제한장치는 상시에는 상부 구조물의 신축 또는 풍하중에 대해 방향성을 부여하며, 지진 발생시에는 변위를 제한하지 않아야 하므로, 평상시에는 변위제한 기능을 수행하다가 지진 발생시에는 면진기능을 가질 수 있는 장치의 개발이 필요하였다.

이와 관련하여 특허문헌 0001에서는, 상부구조물(200)과 체결되며 하면이 오목한 반구 형상으로 이루어진 상판(10)과, 하부구조물(300)과 체결되며 상면이 오목한 반구 형상으로 이루어진 하판과, 상기 상판과 하판 사이에 배치되어 상면은 상부 마찰판(40a)을 매개로 상기 상판과 접촉하는 상부 중간판(50a)과 하부마찰판(40b)을 매개로 상기 하판과 접촉하는 하부 중간판(50b)과, 상기 상부 중간판과 하부 중간판은 회전마찰판(60)을 매개로 회전운동을 하는 마찰 진자받침에 있어서, 상기 상판의 양측 하면에 횡 방향으로 한 쌍을 이루는 상부 안내판(100)이 설치되어 상기 상부 중간판(50a)이 상부 안내판의 내측면 형상에 따라 이동이 구속되며, 상기 하판의 양측 상면에 횡 방향으로 한 쌍을 이루는 하부 안내판(110)이 설치되어 상기 하부 중간판(50b)이 하부 안내판의 내측면 형상에 따라 이동이 구속되며, 상기 상부 안내판(100)과 하부 안내판(110)은 설정하중 이상에서 파단되는 파단예정부가 형성된 결합부재(B,B')가 상기 상판의 하면과 하판의 상면에 구비되는 것을 특징으로 하는 구조물의 마찰 진자받침을 제시하고 있으나, 실제 지진 발생시 파단예정부가 제대로 파단되지 않아 받침 전체가 파괴되거나, 받침이 아닌 상부구조물이나 하부구조물의 콘크리트부분이 파손될 우려가 있었으며, 한번 지진이 발생한 후에는 보수와 교체가 어려운 문제가 있었다.

따라서 평상시에는 풍하중 등 수평하중이 작용하더라도 교량의 상부구조물을 허용 변위 이내로 잡아줄 수 있고, 가동단에서 교량의 신축을 부드럽게 가이드해 줄 수 있으며, 지진 발생시에는 변위를 제한하지 않고 면진받침으로서의 기능을 수행할 수 있는 교량 면진 받침의 개발이 요구되었다.

한국등록실용신안공보 20-0473182호

본 발명은, 위와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위해, 평상시에는 교량의 고정단과 가동단의 기능을 충실히 하면서 지진 발생시에는 면진 받침으로 기능할 수 있으며, 지진 이후에도 재사용이 가능한 마찰진자형 교량 면진 받침을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는, 교량의 상부구조물 아래에 결합되고, 그 하면은 오목한 곡면형상인 상판; 교량의 하부구조물 위에 결합되고, 그 상면은 오목한 곡면형상인 하판; 상기 상판과 하판 사이에 설치되는 슬라이딩 블록; 상기 상판 또는 하판에 부착되는 가이드수단;을 포함하는 마찰진자형 교량 면진 받침을 제공한다.

상기 가이드수단은 가이드판을 포함하고, 상기 가이드판은, 평상시에는 교량의 상부구조물이 교축방향으로 신축할 수 있도록 가이드하되, 상기 상판이 교축 직각방향으로 이동하는 것을 구속하고, 지진 발생시에는 지진하중에 의해 상기 가이드판이 밀려나면서 상기 상판이 모든 방향에 대해 수평 거동할 수 있도록 하여 면진기능을 갖게 된다.

또는 상기 가이드수단은 가이드판을 포함하고, 상기 가이드판은, 평상시에는 상기 상판이 수평방향으로 이동하는 것을 구속하고, 지진 발생시에는 지진하중에 의해 상기 가이드판이 밀려나면서 상기 상판이 모든 방향에 대해 수평 거동할 수 있도록 한다.

교량 면진 받침이 가동단에 설치되는 경우, 상기 가이드수단은, 상기 상판에 결합되되, 그 아랫면에는 1개 이상의 볼트홀이 형성된 2개의 측판; 상기 볼트홀에 결합되는 볼트에 의해 상기 측판에 체결되는 2개의 가이드판; 상기 측판과 가이드판 사이에 게재되는 마찰재;를 포함할 수 있다.

상기 하판의 교축 직각방향의 양측면에는 스테인리스판이 부착되어 있고, 상기 가이드판이 상기 스테인리스판과 접하는 일단에는 미끄럼판이 부착되어 있으며, 상기 가이드판에는 교축 직각방향으로 1개 이상의 장공이 형성되어 있고, 상기 가이드판은 상기 장공을 통과한 볼트에 의해 상기 측판에 체결되며, 평상시에는, 상기 마찰재와 가이드판의 마찰력에 의해 상판이 교축 직각방향으로 이동하는 것이 방지되고, 지진 발생시에는, 지진하중에 의해 상기 가이드판이 장공을 따라 밀려나면서 상기 상판이 모든 방향에 대해 수평 거동할 수 있도록 한다.

교량 면진 받침이 고정단에 설치되는 경우, 상기 가이드수단은, 상기 상판에 결합되되, 그 아랫면에는 1개 이상의 볼트홀이 형성된 4개의 측판; 상기 볼트홀에 결합되는 볼트에 의해 상기 측판에 체결되는 4개의 가이드판; 상기 측판과 가이드판 사이에 게재되는 마찰재;를 포함한다.

상기 하판의 네 측면에는 스테인리스판이 부착되어 있고, 상기 가이드판이 상기 스테인리스판과 접하는 일단에는 미끄럼판이 부착되어 있으며, 상기 가이드판에는 1개 이상의 장공이 형성되어 있고, 상기 가이드판은 상기 장공을 통과한 볼트에 의해 상기 측판에 체결되며, 평상시에는, 상기 마찰재와 가이드판의 마찰력에 의해 상판이 수평방향으로 이동하는 것이 방지되고, 지진 발생시에는, 지진하중에 의해 상기 가이드판이 장공을 따라 밀려나면서 상기 상판이 모든 방향에 대해 수평 거동할 수 있도록 한다.

교량 면진 받침이 가동단에 설치되고, 가이드수단이 하판에 결합되는 경우에는, 상기 가이드수단은, 상기 하판에 결합되되, 그 윗면에는 1개 이상의 볼트홀이 형성된 2개의 측판; 상기 볼트홀에 결합되는 볼트에 의해 상기 측판에 체결되는 2개의 가이드판; 상기 측판과 가이드판 사이에 게재되는 마찰재;를 포함하는 마찰진자형 교량 면진 받침을 제공한다.

상기 슬라이딩 블록의 교축 직각방향의 양측면에는 스테인리스판이 부착되어 있고, 상기 가이드판이 상기 스테인리스판과 접하는 일단에는 미끄럼판이 부착되어 있으며, 상기 가이드판에는 교축 직각방향으로 1개 이상의 장공이 형성되어 있고, 상기 가이드판은 상기 장공을 통과한 볼트에 의해 상기 측판에 체결되며, 평상시에는, 상기 마찰재와 가이드판의 마찰력에 의해 상판이 교축 직각방향으로 이동하는 것이 방지되고, 지진 발생시에는, 지진하중에 의해 상기 가이드판이 장공을 따라 밀려나면서 상기 상판이 모든 방향에 대해 수평 거동할 수 있도록 한다.

상기 가이드판은 그 단면이 ㄴ자 형상을 이루고 있어 상기 가이드판의 일단에 부착된 미끄럼판이 상기 슬라이딩 블록에 부착된 스테인리스판에 접촉하는 것에 더하여, 상부를 향해 꺾여진 부분의 안쪽에도 미끄럼판이 부착되어 상판의 측면에 부착된 스테인리스판과 접촉한다.

본 발명에 따른 마찰진자형 교량 면진 받침은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 평상시에는 교량의 고정단에서 교량의 상부구조물을 고정하는 기능, 가동단에서 교량의 신축을 가이드하는 기능을 수행하면서, 지진 발생시에는 면진 받침의 효과를 얻을 수 있다.

둘째, 지진 발생으로 가이드수단의 변형이 발생하더라도 가이드판을 고정하고 있는 볼트를 풀고 가이드판을 원위치시킨 후 다시 볼트를 조이기만 하면 재사용이 가능하므로 경제적이다.

셋째, 마찰재의 마찰계수 및 마찰재의 수와 볼트의 체결력 및 볼트의 수를 조절함으로써 다양한 설계 하중에 맞는 면진 받침을 쉽게 설치할 수 있다.

넷째, 장기간 사용으로 마찰재가 마모되거나 볼트의 체결력이 약해지더라도 마찰재를 교체하거나 볼트를 다시 체결하기만 하면 되므로 사용수명이 길고, 유지관리가 매우 용이하다.

도 1은 본 발명의 교량 면진 받침의 횡단면도와 저면도이다.
도 2는 본 발명의 교량 면진 받침의 상판이 우측으로 이동하는 것을 보여주는 횡단면도와 저면도이다.
도 3은 본 발명의 교량 면진 받침의 가이드수단의 분리도이다.
도 4는 지진 발생 후에 가이드수단을 재설치하는 과정을 나타낸 것이다.
도 5는 고정단에서 가이드수단이 설치된 저면도이다.
도 6은 고정단에서 지진이 발생했을 때 가이드수단이 이동하는 것을 나타내는 저면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예의 면진 받침 분리도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예의 교량 면진 받침의 횡단면도이다.
도 9는 지진에 의해 상판과 슬라이딩 블록이 이동하는 모습이다.
도 10은 상판이 먼저 슬라이딩될 때의 가이드판 이동 모습이다.
도 11은 슬라이딩 블록이 먼저 슬라이딩될 때의 가이드판 이동 모습이다.
도 12는 종래기술을 설명하는 것이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 마찰진자형 교량 면진 받침은 교량의 상부구조물에 결합되는 상판, 교량의 하부구조물(교각, 교대)에 결합되는 하판, 상기 상판과 하판 사이에 설치되는 슬라이딩 블록 및 평소에는 교량의 상부구조물의 수평변위를 제한하다가 지진이 발생하면 자유단으로 거동할 수 있도록 하는 가이드수단을 포함한다.

상기 가이드수단은 상판에 부착될 수도 있고, 하판에 부착될 수도 있는데, 상판에 부착되는 경우(도 1 내지 6 참조)를 먼저 설명하고, 이어서 하판에 부착되는 경우(도 7 내지 11 참조)를 설명하기로 한다.

먼저, 도 1 내지 도 6을 참고로 하여 가이드수단이 상판에 부착되는 실시예에 대해 설명한다.

도 1 내지 도 3에 나타나 있듯이 본 발명의 마찰진자형 교량 면진 받침은 교량의 상부구조물에 결합되는 상판(10), 교량의 하부구조물에 결합되는 하판(30), 상기 상판(10)과 하판(30) 사이에 설치되는 슬라이딩 블록(70), 상기 슬라이딩 블록(70)을 매개로 상판과 하판이 슬라이딩될 수 있도록 하는 상부 슬라이딩판(71), 하부 회전 슬라이딩판(72), 그리고 평소에는 교량의 상부구조물의 수평변위를 제한하다가 지진이 발생하면 자유단으로 거동할 수 있도록 하는 가이드수단을 포함한다.

상기 상판(10)은 볼트, 앵커, 콘크리트 등에 의해 교량의 상부구조물(미도시)에 결합되고, 상기 상판(10)의 하면은 오목한 곡면 형상을 갖는다.

상기 하판(30)은 볼트, 앵커, 콘크리트 등에 의해 교량의 하부구조물(미도시)에 결합되고, 상기 하판(30)의 상면은 오목한 곡면 형상을 갖는다.

상기 슬라이딩 블록(70)은 상기 상판(10)과 하판(30) 사이에 설치되는데, 상기 슬라이딩 블록(70)의 상면에는 상부 슬라이딩판(71)이 부착되어 있고, 상기 슬라이딩 블록(70)의 하면에는 하부 회전 슬라이딩판(72)이 부착되어 있어서, 상기 슬라이딩 블록(70)이 상기 상판(10)과 하판(30) 사이에서 슬라이딩이 가능하게 된다.

상기 상부 슬라이딩판(71) 및 하부 회전 슬라이딩판(72)은 낮은 마찰계수를 갖는 물질, 예를 들어, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE)과 같은 물질을 포함할 수 있다. 상기 초고분자량폴리에틸렌의 분자량은 약 100만 내지 약 1,000만일 수 있으며, 바람직하게는 약 300만 내지 약 1,000만일 수 있다.

상기 상부 슬라이딩판(71)과 접촉하는 상기 상판(10)의 오목한 하면과, 상기 하부 회전 슬라이딩판(72)과 접촉하는 상기 하판(30)의 오목한 상면에는 크롬 도금되거나, 스테인리스 스틸의 박판이 부착될 수 있다. 상기 스테인리스 스틸의 박판은 내마모성이 우수하여, 상기 상판의 하면과 상기 하판의 상면의 마모 또는 파손을 방지할 수 있다.

상기 가이드수단은, 1개 이상의 장공(92)이 형성된 가이드판(90), 미끄럼판(93), 마찰재(94), 와셔(95), 볼트(96), 1개 이상의 볼트홀(98)이 형성된 측판(97)을 포함하고, 상기 가이드수단은 상기 상판(10)의 측면에 부착되는데, 가동단에 설치되는 경우에는 교축방향(도 1의 화살표 방향)의 직각방향에 있는 상판(10)의 측면에 부착된다.

도 3에는 상기 가이드수단을 이루는 구성들을 분리한 도면이 도시되어 있다.

상기 측판(97)은 교축방향(도 1의 화살표 방향)의 직각방향에 있는 상판(10)의 측면에 부착된다. 상기 측판(97)의 아랫면에는 1개 이상의 볼트홀(98)이 형성되어 있는데, 상기 볼트홀(98)에 볼트(96)가 체결됨으로써 상기 가이드판(90)과 상기 마찰재(94)가 측판(97)의 아래에 체결된다.

상기 가이드판(90)은 상기 장공(92)을 통해 측판에 체결되는데, 체결되면 도 1에 보이는 것과 같이 상기 가이드판(90)의 일단이 하판(30)의 측면에 닿아 상기 상판(10)의 교축 직각방향으로의 변위를 제한하게 된다.

이때 교축방향으로는 상판(10)이 움직일 수 있도록 하기 위해 하판(30)의 양측면에는 스테인리스판(31)을 부착하고, 상기 하판(30)에 닿는 상기 가이드판(90)의 일단에는 미끄럼판(93)을 부착하여 상판(10)이 교축방향으로 원활하게 미끄러질 수 있도록 할 수 있다.

상기 스테인리스판(31)과 미끄럼판(93)은, 평상시에 마찰진자형 교량 면진 받침이 교축방향으로 마찰력이 발생하지 않고 순전히 미끄럼만 발생할 수 있도록 한다. 이를 위해, 미끄럼판(93)은 강재형 마찰재가 아닌 엔지니어링플라스틱(PTFE 또는 특수마찰재)을 사용한다.

그리고 평상시에 상기 가이드판(90)이 상기 상판(10)의 교축 직각방향으로의 변위를 제한하기 위해서는 상기 가이드판(90)이 상기 하판(30)의 양측면에 닿아 있어야 하고, 풍하중 등 수평하중에 의해 상판(10)이 교축 직각방향으로 변위가 발생하지 않아야 하므로, 수평하중이 교량 상부구조물에 작용하더라도 가이드판(90)이 밀려나지 않아야 하는데, 가이드판이 밀려나지 않도록 하기 위해 가이드판과 측판 사이에 마찰재를 설치하여 마찰재에 의한 마찰력에 의해 수평변위를 제한할 수 있게 된다.

상기 마찰재(94)는 측판(97)과 가이드판(90) 사이에 설치하는데, 필요에 따라 가이드판(90)의 아래부분에도 가이드판(90)과 와셔(95) 사이에 마찰재(94)를 설치할 수도 있다.

상기 마찰재는 마찰진자형 면진 받침의 이력곡선에서 확인되는 절편하중(특성강도)까지 마찰력을 발휘할 수 있는 소재이면 사용이 가능하고, 강재, 엔지니어링플라스틱 소재 등을 사용할 수 있으며, 절편하중 이상의 하중(지진하중)에서는 가이드판이 밀려날 수 있도록 미끄럼재 역할을 수행하게 된다.

위에서 설명한 실시예에서의 마찰진자형 교량 면진 받침은 가동단에 설치되는 것으로, 평상시에는 교축 방향으로 발생하는 교량의 신축을 흡수하고, 교축 직각방향으로의 변위를 제한해야 하며, 지진이 발생한 것과 같은 절편하중 이상의 하중이 발생했을 때에는 가이드판이 밀려나며 면진 받침으로서 기능을 하도록 설치하여야 한다.

이를 위해 절편하중 만큼의 마찰력이 발생할 수 있도록 마찰재의 크기, 개수, 마찰계수, 볼트의 개수, 볼트의 조임력, 간격 등을 조절하여 설치한다.

한편, 본 발명의 마찰진자형 교량 면진 받침은 지진 발생에 의해 가이드판이 이동하더라도 간단한 작업에 의해 재사용이 가능한데, 도 4를 보면, 볼트를 풀고(a), 가이드판을 원위치로 이동시킨 후(b), 다시 볼트를 조여서(c) 간단히 재설치가 가능하게 된다.

지금까지 도 1 내지 도 4를 들어 설명한 면진 받침은 가동단에 설치되는 실시예를 설명한 것이고, 본 발명의 면진 받침은 고정단에도 설치할 수 있는데, 도 5, 6에 도시되어 있다.

도 5, 6의 실시예는 교축방향 뿐만 아니라 교축 직각방향으로도 상판에 가이드수단을 설치하고, 하판에 스테인리스판(31)을 부착할 수 있다.

따라서 평상시에는 도 5에 도시된 것과 같이 설치하여 마찰재의 마찰력에 의해 가이드판이 하판을 구속하여 수평변위를 제한하게 되고, 지진이 발생하여 마찰력을 초과하는 절편하중 크기의 하중이 발생했을 때에는 가이드판이 밀려나게 되어 면진 받침으로 기능을 하게 된다.

도 6에서는 화살표 방향으로 상판(10)이 이동하는 것을 보여준다.

지금까지는 가이드수단이 상판(10)에 부착되는 실시예를 설명하였는데, 이하에서는 가이드수단이 하판(40)에 부착되는 실시예(도 7 내지 도 11 참조)를 설명한다.

도 7에는 하판(40)에 부착되는 가이드수단을 이루는 구성들을 분리한 도면이 도시되어 있다.

본 실시예는 도 7에 도시된 것과 같이, 슬라이딩 블록(80)이 상하부 두 개로 나뉘어져 있고, 그 사이에는 중간 슬라이딩판(83)이 설치되어 있으며, 상부 슬라이딩판(81)은 상판(20)과, 하부 슬라이딩판(82)은 하판(40)과 각각 접해있다.

면진 받침이 가동단에 설치되는 경우, 상기 측판(97)은 교축방향의 직각방향에 있는 하판(40)의 측면에 부착된다. 상기 측판(97)의 윗면에는 1개 이상의 볼트홀(98)이 형성되어 있는데, 상기 볼트홀(98)에 볼트(96)가 체결됨으로써 상기 가이드판(91)과 상기 마찰재(94)가 측판(97)의 위에 체결된다.

본 실시예에서도 동일하게 상기 가이드판(91)이 장공을 통해 측판에 체결되는데, 체결되면 도 8에 보이는 것과 같이 상기 가이드판(91)의 일단이 슬라이딩 블록(80)의 측면에 닿아 상판(20)의 교축 직각방향으로의 변위를 제한하게 되고, 본 실시예에서의 가이드판(91)은 그 단면이 ㄴ자 형상을 이루고 있어 상기 가이드판(91)의 일단은 상기 슬라이딩 블록(80)에 닿고, 상부를 향해 꺾여진 부분의 안쪽이 상판(20)의 측면과 닿게 된다.

이때 교축방향으로는 상판(20)이 자유롭게 움직일 수 있도록 하기 위해 슬라이딩 블록(80)의 양측면과 상판(20)의 양측면에는 스테인리스판(41)을 부착하고, 상기 슬라이딩 블록(80)에 닿는 상기 가이드판(91)의 일단과 상기 상판(20)의 측면에 닿는 가이드판(91)의 꺾여진 안쪽에는 미끄럼판(93)을 부착하여 상판(20)이 교축방향으로 원활하게 미끄러질 수 있도록 할 수도 있다.

상기 스테인리스판(41)과 미끄럼판(93)은, 평상시에 마찰진자형 교량 면진 받침이 교축방향으로 마찰력이 발생하지 않고 순전히 미끄럼만 발생할 수 있도록 한다. 이를 위해, 미끄럼판(93)은 강재형 마찰재가 아닌 엔지니어링플라스틱(PTFE 또는 특수마찰재)을 사용한다.

그리고 평상시에 상기 가이드판(91)이 상기 상판(20)의 교축 직각방향으로의 변위를 제한하기 위해서는 상기 가이드판(91)이 상기 슬라이딩 블록(80)과 상판(20)의 양측면에 닿아 있어야 하고, 풍하중 등 수평하중에 의해 상판(20)이 교축 직각방향으로 변위가 발생하지 않아야 하므로, 수평하중이 교량 상부구조물에 작용하더라도 가이드판(91)이 밀려나지 않아야 하는데, 가이드판이 밀려나지 않도록 하기 위해 가이드판과 측판 사이에 마찰재를 설치하여 마찰재에 의한 마찰력에 의해 수평변위를 제한할 수 있게 된다.

상기 마찰재(94)는 측판(97)과 가이드판(91) 사이에 설치하는데, 필요에 따라 가이드판(91)의 윗부분에도 가이드판(91)과 와셔(95) 사이에 설치할 수도 있다.

상기 마찰재는 마찰진자형 면진 받침의 이력곡선에서 확인되는 절편하중(특성강도)까지 마찰력을 발휘할 수 있는 소재이면 사용이 가능하고, 강재, 엔지니어링플라스틱 소재 등을 사용할 수 있으며, 절편하중 이상의 하중(지진하중)에서는 가이드판이 밀려날 수 있도록 미끄럼재 역할을 수행하게 된다.

본 실시예에서의 마찰진자형 교량 면진 받침은 가동단에 설치되는 것으로, 평상시에는 교축 방향으로 발생하는 교량의 신축을 흡수하고, 교축 직각방향으로의 변위를 제한해야 하며, 지진이 발생한 것과 같은 절편하중 이상의 하중이 발생했을 때에는 가이드판이 밀려나며 면진 받침으로서 기능을 하도록 설치하여야 한다.

이를 위해 절편하중 만큼의 마찰력이 발생할 수 있도록 마찰재의 크기, 개수, 마찰계수, 볼트의 개수, 볼트의 조임력, 간격 등을 조절하여 설치한다.

앞선 실시예와 마찬가지로 가이드수단이 하판(40)에 설치되는 본 실시예도 고정단에 설치할 수 있는데, 가이드수단과 스테인리스판(41)을, 교축방향뿐만 아니라 교축 직각방향으로도 설치하면 된다.

도 10, 11에서는 지진 발생시 본 발명의 면진 받침의 움직임을 도시하고 있는데, 지진이 발생하면 상부 슬라이딩판(81)이 먼저 미끄럼이 발생할 수도 있고, 하부 슬라이딩판(82)이 먼저 미끄럼이 발생할 수도 있는데, 도 10은 상부 슬라이딩판(81)에 먼저 미끄럼이 발생하는 경우로서, 상판(20)이 가이드판(91)의 상부로 꺾여진 부분을 밀고 이동하여 면진되는 것을 도시하고 있고, 도 11은 하부 슬라이딩판(82)에 먼저 미끄럼이 발생하는 경우로서, 슬라이딩 블록(80)이 가이드판(91)의 일단을 밀고 이동하여 면진되는 것을 도시하고 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10, 20. 상판 30, 40. 하판
31, 41. 스테인리스판
70, 80. 슬라이딩 블록
71, 81. 상부 슬라이딩판
72. 하부 회전 슬라이딩판
82. 하부 슬라이딩판 83. 중간 슬라이딩판
90, 91. 가이드판 92. 장공
93. 미끄럼판 94. 마찰재
95. 와셔 96. 볼트
97. 측판 98. 볼트홀

Claims (10)

1. 교량의 상부구조물 아래에 결합되고, 그 하면은 오목한 곡면형상인 상판;
   교량의 하부구조물 위에 결합되고, 그 상면은 오목한 곡면형상인 하판;
   상기 상판과 하판 사이에 설치되는 슬라이딩 블록;
   상기 상판 또는 하판에 부착되는 가이드수단;을 포함하는 마찰진자형 교량 면진 받침.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가이드수단은 가이드판을 포함하고,
   상기 가이드판은,
   평상시에는 교량의 상부구조물이 교축방향으로 신축할 수 있도록 가이드하되, 상기 상판이 교축 직각방향으로 이동하는 것을 구속하고,
   지진 발생시에는 지진하중에 의해 상기 가이드판이 밀려나면서 상기 상판이 모든 방향에 대해 수평 거동할 수 있도록 하여 면진기능을 갖게 되는
   마찰진자형 교량 면진 받침.
3. 제1항에 있어서,
   상기 가이드수단은 가이드판을 포함하고,
   상기 가이드판은, 평상시에는 상기 상판이 수평방향으로 이동하는 것을 구속하고,
   지진 발생시에는 지진하중에 의해 상기 가이드판이 밀려나면서 상기 상판이 모든 방향에 대해 수평 거동할 수 있도록 하는
   마찰진자형 교량 면진 받침.
4. 제2항에 있어서,
   상기 가이드수단은,
   상기 상판에 결합되되, 그 아랫면에는 1개 이상의 볼트홀이 형성된 2개의 측판;
   상기 볼트홀에 결합되는 볼트에 의해 상기 측판에 체결되는 2개의 가이드판;
   상기 측판과 가이드판 사이에 게재되는 마찰재;를 포함하는
   마찰진자형 교량 면진 받침.
5. 제4항에 있어서,
   상기 하판의 교축 직각방향의 양측면에는 스테인리스판이 부착되어 있고,
   상기 가이드판이 상기 스테인리스판과 접하는 일단에는 미끄럼판이 부착되어 있으며,
   상기 가이드판에는 교축 직각방향으로 1개 이상의 장공이 형성되어 있고,
   상기 가이드판은 상기 장공을 통과한 볼트에 의해 상기 측판에 체결되며,
   평상시에는, 상기 마찰재와 가이드판의 마찰력에 의해 상판이 교축 직각방향으로 이동하는 것이 방지되고,
   지진 발생시에는, 지진하중에 의해 상기 가이드판이 장공을 따라 밀려나면서 상기 상판이 모든 방향에 대해 수평 거동할 수 있도록 하는
   마찰진자형 교량 면진 받침.
6. 제3항에 있어서,
   상기 가이드수단은,
   상기 상판에 결합되되, 그 아랫면에는 1개 이상의 볼트홀이 형성된 4개의 측판;
   상기 볼트홀에 결합되는 볼트에 의해 상기 측판에 체결되는 4개의 가이드판;
   상기 측판과 가이드판 사이에 게재되는 마찰재;를 포함하는
   마찰진자형 교량 면진 받침.
7. 제6항에 있어서,
   상기 하판의 네 측면에는 스테인리스판이 부착되어 있고,
   상기 가이드판이 상기 스테인리스판과 접하는 일단에는 미끄럼판이 부착되어 있으며,
   상기 가이드판에는 1개 이상의 장공이 형성되어 있고,
   상기 가이드판은 상기 장공을 통과한 볼트에 의해 상기 측판에 체결되며,
   평상시에는, 상기 마찰재와 가이드판의 마찰력에 의해 상판이 수평방향으로 이동하는 것이 방지되고,
   지진 발생시에는, 지진하중에 의해 상기 가이드판이 장공을 따라 밀려나면서 상기 상판이 모든 방향에 대해 수평 거동할 수 있도록 하는
   마찰진자형 교량 면진 받침.
8. 제2항에 있어서,
   상기 가이드수단은,
   상기 하판에 결합되되, 그 윗면에는 1개 이상의 볼트홀이 형성된 2개의 측판;
   상기 볼트홀에 결합되는 볼트에 의해 상기 측판에 체결되는 2개의 가이드판;
   상기 측판과 가이드판 사이에 게재되는 마찰재;를 포함하는
   마찰진자형 교량 면진 받침.
9. 제8항에 있어서,
   상기 슬라이딩 블록의 교축 직각방향의 양측면에는 스테인리스판이 부착되어 있고,
   상기 가이드판이 상기 스테인리스판과 접하는 일단에는 미끄럼판이 부착되어 있으며,
   상기 가이드판에는 교축 직각방향으로 1개 이상의 장공이 형성되어 있고,
   상기 가이드판은 상기 장공을 통과한 볼트에 의해 상기 측판에 체결되며,
   평상시에는, 상기 마찰재와 가이드판의 마찰력에 의해 상판이 교축 직각방향으로 이동하는 것이 방지되고,
   지진 발생시에는, 지진하중에 의해 상기 가이드판이 장공을 따라 밀려나면서 상기 상판이 모든 방향에 대해 수평 거동할 수 있도록 하는
   마찰진자형 교량 면진 받침.
10. 제9항에 있어서,
    상기 가이드판은 그 단면이 ㄴ자 형상을 이루고 있어 상기 가이드판의 일단에 부착된 미끄럼판이 상기 슬라이딩 블록에 부착된 스테인리스판에 접촉하는 것에 더하여, 상부를 향해 꺾여진 부분의 안쪽에도 미끄럼판이 부착되어 상판의 측면에 부착된 스테인리스판과 접촉하는
    마찰진자형 교량 면진 받침.
    
    
    
    
    
    
    
    

Images