KR20200018906A - 교량용 신축이음장치 - Google Patents

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KR20200018906A
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Abstract

교량용 신축이음장치가 개시된다. 본 발명에 의한 교량용 신축이음장치는 이웃하는 교량의 상판 슬래브 단부에 각각 체결되는 제1,2 하우징; 링 형태로 성형된 소정 개수의 고정링과, 상기 고정링에 삽입되어 고정링을 슬라이드 안내하는 봉 형태의 가이드 바; 상기 가이드 바의 최 외 측에 삽입된 고정링에 입벽 형태로 형성되고, 각각 제1,2 하우징에 체결되는 고정앵글; 상기 고정앵글 사이의 고정링에 입벽 형태로 형성된 유동앵글; 상기 앵글 사이에 충전되는 실란트; 및 'U' 형태로 성형되어 상기 가이드 바의 하부에 위치하여 일측은 고정대로 제1 하우징에 체결되고, 타측은 제2 하우징에 체결된 씰;을 구비한다.

Description

교량용 신축이음장치 {Flexible connector for bridge slab}
본 발명은 교량용 신축이음장치에 관한 것이다. 구체적으로는, 교량의 교축방향 변위뿐만 아니라 교축방향과 수직하는 방향의 변위 및 어긋나는 변위에도 씰이 찢어지는 등의 파손이 발생하지 않는 신축이음장치에 관한 것이다.
일반적으로 교량의 구조는 크게 상부구조와 하부구조로 나눌 수 있는데, 상부구조는 계절에 따른 온도변화에 의해서 자연스럽게 교축 방향으로 길이가 신장하거나 수축하는데, 이러한 교량 상판의 신축량을 흡수할 수 있도록 이웃하는 두 상판의 사이에 소정 간격 이격시키켜 유간을 형성하고 있다.
상기 유간 사이로 빗물 및 눈이 녹은 물이 유입되면 교량 하부에 백태, 균열의 발생 및 콘크리트 중성화로 인한 교량 구조물의 수명이 저하되는 등의 문제점이 있다.
종래의 교량용 신축이음장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 폭 방향의 양면 중 일면의 길이 방향을 따라 개방구(110)가 형성되는 동시에 길이 방향의 양측이 개방된 레일 형태로 형성되어 유간(611)을 형성하는 서로 다른 슬래브(610)의 마주하는 측면에 서로 대칭을 이루며 각각 매립 상태로 설치된다.
그런데, 이러한 종래의 신축이음장치는 그 내부에 설치되는 고무재 물받이인 신축부재의 잦은 파손으로 높은 유지 관리비가 소요되는 문제점이 있다.
즉, 교량 상판의 교축방향 변위가 아닌 이 교축방향과 수직하는 방향으로 변위가 발생하면 고무재 물받이가 원래의 수명에 도달하기도 전에 찢어지거나 균열이 발생하여 물이 새는 등 제기능을 발휘하지 못하게 된다.
또한, 종래 신축이음장치는 빗물의 배수가 원활하게 이루어지지 못하여 제품의 변형 및 제품이 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.
(문헌 1) 대한민국특허청 등록특허공보 제10-1467920호, "신축구조 물받이가 구비돈 료량용 신축이음장치" (문헌 2) 대한민국특허청 등록특허공보 제10-0994409호, "교량용 신축이음장치" (문헌 3) 대한민국특허청 등록특허공보 제10-1533984호, "방수 및 이물질 유입 방지형 신축이음장치 및 이를 이용한 신축이음장치 시공공법"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 교량의 이웃하는 상판 사이의 유간에 신축이음장치를 설치하되, 빗물의 배수가 원활하게 이루어지면서도, 교량 상판의 교축방향 신축 변위뿐만 아니라 이와 수직하는 방향의 신축 변위에서 고무재 물받이(씰)이 찢기거나 균열이 발생하지 않는 교량용 신축이음장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 교량용 신축이음장치는 이웃하는 교량의 상판 슬래브(10) 단부에 각각 체결되는 제1,2 하우징(101,102); 상기 제1,2 하우징(101,102) 사이의 유간에서 슬라이드 이동하도록 설치된 소정 개수의 앵글; 상기 앵글 사이에 충전되어 유간의 수밀을 유지하는 실란트(126); 및 'U' 형태로 성형되어 상기 가이드 바(120)의 하부에 위치하여 일측은 고정대(111)로 제1 하우징(101)에 체결되고, 타측은 제2 하우징(102)에 체결된 씰(110);을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 가이드 바(120)와 씰(110) 사이에 위치하고, 일측이 개방되어 내부에 공간부(131)가 형성되며, 상부에 상기 공간부(131)와 연통된 다수의 천공된 홀(132)이 형성된 밀폐 플레이트(130)와, 상기 밀폐 플레이트(130)의 양측에서 제1,2 하우징(101,102)에 지지되어 밀폐 플레이트(130)를 유간의 중앙으로 탄력 지지하는 스프링(133)을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 앵글은 링 형태로 성형된 고정링(124)에 입벽 형태로 일체형으로 형성되고, 제1,2 하우징(101,102)에 체결, 고정되는 고정앵글(122)과, 링 형태로 성형된 고정링(124)에 입벽 형태로 일체형으로 형성되고, 상기 고정앵글(122) 사이에 위치하는 소정 개수의 유동앵글(123)과, 상기 고정앵글(122) 및 유동앵글(123)의 고정링(124)에 삽입되어 유동앵글(123)의 슬라이드 이동을 가이드하는 가이드 바(120)와, 상기 앵글(122,123)들 사이에 위치하도록 가이드 바(120)에 삽입되어 앵글(122,123) 사이의 간격이 균일하도록 하는 스프링(125)으로 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고정대(111)는 아이볼트로서 씰(110)의 일 측을 걸어 제1 하우징(101)에 걸어 체결되고, 하향 경사지게 형성되어 하단이 씰(110)의 내부에 위치하는 가이드 플레이트(112)가 제2 하우징(102)에 체결되며, 씰(110)의 타측이 회전 가능하도록 상기 가이드 플레이트(112)에 힌지 체결되도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가이드 플레이트(112)와 씰(110) 사이에 하향 경사진 힌지 플레이트(114)가 설치되되, 상기 힌지 플레이트(114)는 회전 가능하도록 상단이 상기 가이드 플레이트(112)와 힌지(113) 체결되고, 하단이 씰(110)의 내부에 위치하며, 씰(110)의 타측이 회전 가능하도록 힌지 플레이트(114)와 힌지로 체결되고, 상기 씰(110)의 하부는 주름지게 성형하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 교량용 신축이음장치에 의할 때, 빗물의 배수가 원활하게 이루어지고, 교량 상판의 교축방향 신축 변위뿐만 아니라 이와 수직하는 방향의 신축 변위가 발생하여도 씰이 찢기거나 균열이 발생하지 않으므로 유지, 보수 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 종래의 교량용 신축이음장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 의한 교량용 신축이음장치를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 교량용 신축이음장치를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 가이드 바 및 이에 설치된 앵글을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 밀폐 플레이트를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 밀폐 플레이트를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 씰을 도시한 사시도.
도 8은 교량 상판이 수축하여 유간이 넓어지는 상태에서 본 발명을 도시한 단면도.
도 9는 교량 상판이 신장하여 유간이 좁아지는 상태에서 본 발명을 도시한 단면도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 의한 신축이음장치는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 이웃하는 교량의 슬래브(10) 테두리에 각각 체결되는 제1 하우징(101) 및 제2 하우징(102)과, 상기 제1,2 하우징(101,102)에 사이의 하부에 설치되는 신축 부재인 씰(110)과, 상기 씰(110)의 상부에 설치되는 판 형태의 밀폐 플레이트(130)와, 상기 제1,2 하우징(101,102) 사이에 설치되어 노면의 빗물이 유간으로 침투하는 것을 일차로 저지하는 실란트(126)를 지지하는 앵글(122,123) 및 가이드 바(120)로 구성된다.
제1,2 하우징(101,102)은 단면 형상이 'ㄷ' 형태로 내부에 공간부가 형성되도록 성형되어 도 2와 같이 교량 상판의 슬래브(10) 표면과 수평이 되도록 슬래브(10)의 테두리 부분에 체결된다.
본 발명의 신축이음장치의 최상부는 신축성이 우수한 실란트(126)와 이를 지지하는 앵글(122,123) 및 가이드 바(120)로 구성되는데, 앵글(122,123) 및 가이드 바(120)는 도 4에 도시한 바와 같이 봉 형태의 가이드 바(120)를 따라 고정앵글(122)과 유동앵글(123)이 슬라이드 이동할 수 있도록 구성된다.
수직의 판 형태로 고정앵글(122)과 유동앵글(123)이 형성되고 상기 고정앵글(122)과 유동앵글(123)은 각각 그 하부에 고정링(124)이 체결된다.
그리고 봉 형태의 가이드 바(120)가 상기 고정앵글(122)과 유동앵글(123)의 고정링(124)에 삽입됨으로써, 고정앵글(122)과 유동앵글(123)이 가이드 바(120)를 따라 슬라이드 이동할 수 있도록 구성된다.
이때, 가이드 바(120)의 양 측단에 각각 고정앵글(122)이 위치하도록 하고, 한 쌍의 고정앵글(122) 사이에 소정 개수의 유동앵글(123)이 위치하도록 구성한다. 상기 유동앵글(123)은 교량 상판 사이의 유간 거리에 비례하여 결정된다.
상기와 같이 구성된 가이드 바(120)를 도 2 및 도 3과 같이 제1,2 하우징(101,12) 사이에 설치하되, 한 쌍의 고정앵글(122)을 각각 제1 하우징(101)과 제2 하우징(102)에 체결한다.
그리고 도 4와 같이 앵글(122,123)의 고정링(124) 사이의 가이드 바(120)에 스프링(125)을 삽입하는 것이 바람직하다. 상기 스프링(125)은 교량 상판의 신축에 따라 유간이 변동될 때, 앵글(122,123)들 사이의 간격이 동일하게 유지하도록 하는 역할을 한다.
그리고 상기 앵글(122,123) 사이에 실란트(sealant)(126)를 충전함으로써 앵글(122,123) 및 가이드 바(120) 설치가 완료된다. 상기 실란트는 고무상의 물질 또는 연질 혹은 고점도의 액상 고무 조성물로서 상호간의 신축, 진동, 변형을 흡수하면서 기밀, 수밀의 기능을 한다.
상기 앵글(122,123) 및 가이드 바(120)는 도 3과 같이 서로 소정 간격 이격되도록 유간에 연속 설치한다.
교량 상판이 신축하면서 유간의 넓이가 변동될 때 슬래브(10)에 체결된 고정앵글(122)이 가이드 바(120)를 따라 슬라이드 이동하고, 앵글 사이에 충전된 실란트가 이와 연동하여 신축하면서 유간을 밀폐한다.
이때, 각 앵글의 고정링(124) 사이에 설치된 스프링(125)의 탄력에 의해 유동앵글(123)이 가이드 바(120)를 따라 이동하면서 유간의 변동 폭을 균등하게 분할함으로써 실란트(126)가 파손되어 누수되는 것을 방지한다.
그리고 도 4에 도시한 바와 같이 고정링(124)의 내경보다 큰 외경을 갖는 스토퍼(121)가 가이드 바(120)의 양측 단에 형성됨으로써, 고정링(124)이 가이드 바(120)에서 빠지는 것을 방지하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 가이드 바(120)의 하부에 판 형태의 밀폐 플레이트(130)가 제1,2 하우징(101,102)에 지지되도록 설치된다.
밀폐 플레이트(130)는 도 5에 도시한 바와 같이 넓은 판 형태로 성형되고 파이프처럼 내부에 공간부(131)가 형성되며, 상부는 다수의 홀(132)이 천공되어 공간부(131)와 연통되고, 밀폐 플레이트(130)의 일측은 개방되고 타측은 밀폐되도록 성형된다.
상기와 같이 성형된 밀폐 플레이트(130)를 도 2 및 도 3과 같이 가이드 바(120) 하부의 제1,2 하우징(101,102) 사이에 위치하도록 설치한다.
이때, 도 2 및 도 5와 같이 밀폐 플레이트(130)의 양측에 소정 개수의 스프링(133)을 설치함으로써, 스프링이 제1,2 하우징(101,102)에 접하여 밀폐 플레이트(130)를 탄력 지지하여 교량 슬래브(10)의 신축에 따라 유간 간격이 변동될 때, 밀폐 플레이트(130)가 항상 유간의 중앙에 위치하도록 한다.
빗물이 실란트(126)를 통과하여 밀폐 플레이트(130)로 낙하하면 빗물이 밀폐 플레이트(130)의 홀(132)을 통해 공간부(131)로 모이고, 밀폐 플레이트(130)의 공간부(131)로 유입된 빗물은 밀폐 플레이트(130)의 개방된 일측을 통해 배출된다.
이때, 밀폐 플레이트(130) 내부의 빗물이 개방된 일측을 통해 원활하게 배출되도록 밀폐 플레이트(130)의 바닥이 개방된 측방향으로 소정 각도 기울어지도록 구성하는 것이 바람직하다.
밀폐 플레이트(130)의 개방된 일측으로 배출된 빗물은 도시하지 않은 교량의 우수관을 통해 배수된다.
상기 밀폐 플레이트(130)는 앵글들의 고정링(124)과 접하여 고정링(124) 및 앵글들을 지지한다. 고정링(124)이 슬라이드 이동할 때 밀폐 플레이트(130)와 점 접촉 또는 선접촉하므로 마모가 거의 발생하지 않는다.
상기 밀폐 플레이트(130)의 하부에는 씰(110)이 설치된다. 상기 씰(110)은 지오그리드(geogrid) 소재로 성형된다.
상기 씰(110)은 도 9에 도시한 바와 같이 'U' 형태로 성형되고, 일 측단은 제1 하우징(101)에 체결되는데, 고정대(111)를 통해 제1 하우징(101)에 체결된다.
상기 고정대(111)는 줄, 와이어, 빔 등 여러 가지를 사용하여 씰(110)을 고정할 수 있으나, 도 9와 같이 아이볼트를 사용하여 씰(110)의 일 측을 간단하게 걸어 고정할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
그리고 씰(110)의 타측은 제2 하우징(102)에 체결한다.
이때, 도 2 및 도 3과 같이 하향 경사진 가이드 플레이트(112)를 제2 하우징(102)에 체결하고, 씰(110)의 타측을 가이드 플레이트(112) 뒷 면에 회전 가능하도록 힌지로 체결하며, 상기 가이드 플레이트(112)의 하단이 씰(110)의 내부에 위치하도록 구성함으로써, 유간이 넓어질 때 빗물이 가이드 플레이트(112)를 따라 씰(110) 내부로 흘러내리도록 유도하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가이드 플레이트(112)와 씰(110) 사이에 힌지 플레이트(114)를 설치하되, 상기 힌지 플레이트(114)는 상단을 가이드 플레이트(112) 뒷 면에 회전 가능하도록 힌지(113) 체결하고, 씰(110)의 타측은 상기 힌지 플레이트(114)의 뒷 면에 회전 가능하도록 힌지로 체결하는 것이 바람직하다.
유간이 넓어질 때 가이드 플레이트(112)가 씰(110) 외부로 벗어나 빗물이 가이드 플레이트(112)를 따라 씰(110) 내부로 흐르지 못하고 씰(110) 외부로 흘러내릴 수 있는데, 상기와 같이 가이드 플레이트(112) 하부에 가이드 플레이트(112)와 힌지(113) 체결된 힌지 플레이트(114)를 설치함으로써, 유간이 최대로 넓어지더라도 하향 경사진 힌지 플레이트(114) 단부가 씰(110) 내부에 계속 위치함으로써 빗물이 씰 내부로 유입된다.
또한, 씰(110)의 타측이 힌지 플레이트(114)와 힌지(113)로 체결되고, 힌지 플레이트(114)는 가이드 플레이트(112)에 힌지로 체결됨으로써, 힌지 플레이트(114)의 각 변위와 씰(110)의 각 변위가 더해져 유간이 최대로 벌어지더라도 씰(110)이 찢어지거나 파손되지 않는다.
또한, 씰(110)의 일측은 제1 하우징(101)에 고정대(111)로 체결되고, 씰(110)의 타측은 가이드 플레이트(112) 또는 힌지 플레이트(114)에 힌지로 체결됨으로써 상판이 교량의 교축 방향으로 신축하거나, 이와 수직하는 방향(상하방향 또는 측방향)으로 신축하더라도 씰(110)이 찢어지는 등의 파손을 방지할 수 있다.
그리고 상기 씰(110)의 하부는 주름지게 성형하는 것이 바람직하다.
씰(110) 하부를 주름지게 성형함으로써, 씰(110) 내부로 유입된 빗물이 씰(110) 하부가 평평할 때보다 빠른 유속으로 개방된 양측으로 유동하여 배출됨으로써 빗물에 포함된 토사 및 이물질이 씰(110) 하부에 퇴적되지 않고 빗물과 함께 배출되도록 유도한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 신축이음장치는 교량의 유간 내부로 빗물이 침투하는 것을 3단계로 차단함으로써 빗물이 유간으로 침투하여 교량 하부에 백태, 균열 발생, 콘크리트 중성화를 유발하여 교량 구조물의 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 교량 슬래브(10)가 교축 방향뿐 아니라, 상, 하 방향 또는 측 방향으로 신축하더라도 씰(110)의 고정대(111)와 힌지 연결 구조가 신축 변위를 흡수함으로써 씰(110)이 파손되지 않고, 씰(110) 내부에 토사나 이물질이 퇴적되지 않으므로 유지와 보수 비용을 대폭 절감할 수 있다.
이상 상술한 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다.
또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다.
첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.
10 : 슬래브 101 : 제1 하우징
102 : 제2 하우징 110 : 씰
111 : 고정대 112 : 가이드 플레이트
113 : 힌지 114 : 힌지 플레이트
120 : 가이드 바 121 : 스토퍼
122 : 고정앵글 123 : 유도앵글
124 : 고정링 125 : 스프링
126 : 실란트 130 : 밀폐 플레이트
131 : 공간부 132 : 홀
133 : 스프링

Claims (5)

  1. 이웃하는 교량의 상판 슬래브(10) 단부에 각각 체결되는 제1,2 하우징(101,102);
    상기 제1,2 하우징(101,102) 사이의 유간에서 슬라이드 이동하도록 설치된 소정 개수의 앵글;
    상기 앵글 사이에 충전되어 유간의 수밀을 유지하는 실란트(126); 및
    'U' 형태로 성형되어 상기 가이드 바(120)의 하부에 위치하여 일측은 고정대(111)로 제1 하우징(101)에 체결되고, 타측은 제2 하우징(102)에 체결된 씰(110);을 포함하여 구성된 교량용 신축이음장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 바(120)와 씰(110) 사이에 위치하고, 일측이 개방되어 내부에 공간부(131)가 형성되며, 상부에 상기 공간부(131)와 연통된 다수의 천공된 홀(132)이 형성된 밀폐 플레이트(130)와,
    상기 밀폐 플레이트(130)의 양측에서 제1,2 하우징(101,102)에 지지되어 밀폐 플레이트(130)를 유간의 중앙으로 탄력 지지하는 스프링(133)을 더 포함하여 구성된 교량용 신축이음장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 앵글은,
    링 형태로 성형된 고정링(124)에 입벽 형태로 일체형으로 형성되고, 제1,2 하우징(101,102)에 체결, 고정되는 고정앵글(122)과,
    링 형태로 성형된 고정링(124)에 입벽 형태로 일체형으로 형성되고, 상기 고정앵글(122) 사이에 위치하는 소정 개수의 유동앵글(123)과,
    상기 고정앵글(122) 및 유동앵글(123)의 고정링(124)에 삽입되어 유동앵글(123)의 슬라이드 이동을 가이드하는 가이드 바(120)와,
    상기 앵글(122,123)들 사이에 위치하도록 가이드 바(120)에 삽입되어 앵글(122,123) 사이의 간격이 균일하도록 하는 스프링(125)으로 구성된 교량용 신축이음장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고정대(111)는 아이볼트로서 씰(110)의 일 측을 걸어 제1 하우징(101)에 걸어 체결되고,
    하향 경사지게 형성되어 하단이 씰(110)의 내부에 위치하는 가이드 플레이트(112)가 제2 하우징(102)에 체결되며, 씰(110)의 타측이 회전 가능하도록 상기 가이드 플레이트(112)에 힌지 체결되어 구성된 교량용 신축이음장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가이드 플레이트(112)와 씰(110) 사이에 하향 경사진 힌지 플레이트(114)가 설치되되,
    상기 힌지 플레이트(114)는 회전 가능하도록 상단이 상기 가이드 플레이트(112)와 힌지(113) 체결되고, 하단이 씰(110)의 내부에 위치하며, 씰(110)의 타측이 회전 가능하도록 힌지 플레이트(114)와 힌지로 체결되고,
    상기 씰(110)의 하부는 주름지게 성형된 것을 특징으로 하는 교량용 신축 이음장치.
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