KR100349472B1 - The building method of bridge excluding earthquake effect by means of utilizing laminated rubber bearing and port supporter - Google Patents

Abstract

본 발명은 포트받침을 마찰감쇠기로 이용하여 내진성능을 개선하는 지진격리를 위한 교량의 내진시공방법을 제공하려는 것으로서, 교량의 교각 또는 교대 상단에 적층고무받침(1)을 설치하여 복원강성을 제공하게 하고 포트받침(2,3)을 설치하여 상부하중 지지 및 마찰감쇠를 통한 감쇠성능을 향상시킴에 있어서, 상기 포트받침(2,3)은 윤활유를 사용한 포트받침(2)과 윤활유를 사용하지 않은 포트받침(3)을 동시에 사용하되 이들의 평균마찰계수가 3∼8%가 되도록 배치하는 것이다.The present invention is to provide a seismic construction method of the bridge for seismic isolation to improve the seismic performance by using the pot support as a friction damper, providing a restoration strength by installing a laminated rubber bearing (1) on the bridge pier or the top of the bridge In order to improve the damping performance by supporting the upper loads and reducing the friction by installing the port bearings (2, 3), the pot bearings (2, 3) do not use the lubricant and the port bearings (2). The pot bearings (3) which are not used are used at the same time, but are arranged such that their average friction coefficient is 3 to 8%.

Description

적층고무받침과 포트받침을 사용한 교량의 지진격리 시공방법{The building method of bridge excluding earthquake effect by means of utilizing laminated rubber bearing and port supporter}The building method of bridge excluding earthquake effect by means of utilizing laminated rubber bearing and port supporter}

본 발명은 포트받침을 마찰감쇠기로 이용하여 내진성능을 개선하는 지진격리를 위한 교량의 내진시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a seismic construction method of a bridge for seismic isolation to improve the seismic performance by using the port bearing as a friction damper.

교량은 지진에 매우 취약한 구조물의 하나이다. 지진이 발생하면 교대와 교각 및 기초 구조에 손상이 발생하거나 상부 구조가 그 지지부로부터 이탈하여 전체가 붕괴되는 수가 있다. 지진으로 인한 교량의 피해는 중·소형 지진인 경우에도 발생한 사례도 있다.A bridge is one of the structures that is very vulnerable to earthquakes. An earthquake can cause damage to shifts, piers, and foundation structures, or the superstructure can break away from its support, causing the whole to collapse. The damage of bridges caused by earthquakes has also occurred in the case of small and medium earthquakes.

내진설계가 반영되지 아니한 교량은 수평방향으로 작용하는 지진력이 교량받침에 집중되기 때문에 지진시 교량받침의 파괴, 상판의 이탈 및 이에 따른 상판의 붕괴 등이 초래될 수 있으며, 막대한 인명 및 재산적 피해를 당할 가능성이 높다. 따라서, 중·소형 지진이 예상되는 지역임에도 내진설계가 반영되지 아니한 교량은 지진피해에 대한 우려가 그만치 높으므로 내진안전성을 확보하기 위한 설계시 면밀한 검토와 함께 적절한 내진보강작업이 이루어져야 할 것이다.Since the seismic force acting in the horizontal direction is concentrated on the bridge support, the seismic design does not reflect the seismic design, which may result in the destruction of the bridge support during the earthquake, the detachment of the top plate and the collapse of the top plate, resulting in enormous human and property damage. Is likely to suffer. Therefore, bridges that do not reflect seismic design, even in areas where small and medium earthquakes are expected, are highly concerned about earthquake damage. Therefore, the seismic reinforcement work should be carried out with careful consideration when designing to secure seismic safety.

그러나 기존 교량의 내진성능을 보완하는데는 막대한 예산과 긴 공사기간 및 공사기간동안 차량통행에 막대한 지장을 초래하게 되어 기존교량에 대한 내진성능을 개선하기 위한 보강공사는 많은 어려움이 따른다.However, to compensate for the seismic performance of the existing bridges, enormous budgets, long construction periods, and enormous disruptions to vehicle traffic during construction periods, and reinforcement works to improve the seismic performance of the existing bridges are difficult.

지진격리시스템이 적용되지 않은 일반 교량의 경우, 교축방향 지진하중은 고정단으로 된 교각에 집중된다. 특히 교각수가 많은 다경간 교량의 경우에는 지진하중의 집중현상이 문제되어 STU(Shock Transmission Unit : 충격전달장치)를 설치는 사례가 있다. 이러한 STU는 지진시 각 교각과 상판을 힌지상태로 만들어 교축방향의 지진하중을 각 교각으로 분산시키는 역할을 한다. 그러나 STU는 효과에 비해 고비용이고 성능에도 한계가 있다. 그리고 STU는 지진시 교량의 고유주기가 짧아져서 응답 스펙트럼 상에서 구조물에 불히한 주기영역으로 이동시키는 단점때문에 호응도가 낮다.In general bridges without seismic isolation system, the axial seismic load is concentrated on the fixed pier. In particular, in case of multi-span bridges with many bridges, seismic load concentration is a problem and there is a case where a STU (Shock Transmission Unit) is installed. These STUs make each pier and the upper plate hinged during an earthquake to distribute the seismic load in the pier direction to each pier. However, STU is expensive compared to the effect and has limited performance. In addition, the STU has a low response due to the shortcoming of the bridge's inherent period during the earthquake, which causes the STU to move to the periodic region of the structure.

지진이 발생했을 때 구조물의 고유주기와 지반가속도의 탁월주기가 일치하게 되면 공진이 발생하며, 공진의 영향을 받은 구조물은 심한 피해를 입게 된다. 이같은 불측의 피해를 줄이기 위해서는 응답가속도에 의한 설계전단력, 설계모멘트 등에 저항할 수 있도록 구조부재 등에 대하여 내진설계를 수행하던가, 지진격리시스템을 적용하여 구조물의 고유주기와 지반가속도의 탁월주기가 일치하지 않도록 구조물의 주기를 증가시키는 것이 중요하다. 하지만 구조부재 등에 대한 내진설계는 막대한 공사비가 투입되므로 비경제적이다.When an earthquake occurs, if the natural period of the structure coincides with the excellent period of the ground acceleration, resonance occurs, and the structure affected by the resonance causes severe damage. In order to reduce such inadvertent damage, earthquake-resistant design is performed on structural members so as to resist design shear force and design moment due to response acceleration, or by applying seismic isolation system, the natural period of structure and the excellent period of ground acceleration do not coincide. It is important to increase the period of the structure so as not to. However, the seismic design of structural members etc. is uneconomical because of enormous construction cost.

구조물에 지진격리장치를 설치하면 건물이나 교량에서 발생하는 지진 또는 풍하중을 지진격리시스템의 하부구조로 전달되는 것을 차단하는데 아주 효과적이다. 이는 지진격리장치의 설치에 의하여 구조물의 고유주기변화와 추가적인 감쇠에 의해 나타나는 현상이다. 지진격리시스템을 적용하면 구조물의 고유주기와 감쇠가 증가한다. 고유주기와 감쇠가 증가하면 응답가속도는 감소하며, 구조물의 내진설계시 설계지진하중 자체를 감소시킴으로써 구조부재를 경제적으로 설계할 수가 있다. 또, 구조물의 고유주기가 증가함에 따라서 지진격리시스템 상부의 응답변위가 증가하지만 응답변위는 지진격리시스템의 감쇠를 향상시킴으로서 줄일 수 있다.The installation of seismic isolators in structures is very effective in preventing the transmission of earthquakes or wind loads from buildings or bridges to the substructure of the seismic isolation system. This is a phenomenon caused by the change of the natural period of the structure by the seismic isolator and additional attenuation. Application of seismic isolation system increases the natural period and damping of the structure. As the natural period and damping increase, the response acceleration decreases, and the structural member can be economically designed by reducing the design earthquake load itself in the seismic design of the structure. In addition, as the natural period of the structure increases, the response displacement on the seismic isolation system increases, but the response displacement can be reduced by improving the attenuation of the seismic isolation system.

지진격리장치로는 적층고무받침(Laminated Rubber Bearing)이 많이 사용되고 있으나 고무 자체의 이력감쇠증대에 한계가 있다. 따라서 감쇠성능의 증대 및 초기강성 제공을 위하여 납을 삽입한 납 면진받침(Lead Rubber Bearing)이 이용되기도 한다. 그러나 이들 지진격리장치는 상부하중 지진능력의 한계로 인하여 중·소형 구조물에 주로 적용되고 있다. 따라서 장대교량 및 자중이 큰 고층빌딩 등의 구조물에 적용할 지진격리장치가 필요한 실정이다.Laminated rubber bearings are widely used as seismic isolators, but there is a limit to the hysteresis decay of the rubber itself. Therefore, lead rubber bearing with lead is sometimes used to increase damping performance and provide initial stiffness. However, these seismic isolators are mainly applied to small and medium structures due to the limitation of upper load seismic capacity. Therefore, there is a need for an earthquake isolation device to be applied to structures such as tall bridges and high-rise buildings with high weight.

포트받침은 교량의 상부구조에 작용하는 하중을 하부구조에 전달하는 목적을 가진 장치로서 교량의 내구성, 안정성에 관련된 중요한 관련 부재이다. 포트받침은 수평방향으로 자유로운 변위를 할 수 있으며 회전자유도를 제공할 뿐만 아니라 우수한 상부하중 지지능력을 가지고 있다. 교량의 지진격리시 포트받침을 마찰 감쇠기로 사용할 수 있다.Port bearings are devices that have the purpose of transferring the loads acting on the superstructure of the bridge to the substructure and are an important relevant member related to the durability and stability of the bridge. The support base can be freely displaced in the horizontal direction, provides freedom of rotation, and has excellent load carrying capacity. In seismic isolation of bridges, the pot rest can be used as a friction damper.

포트받침의 마찰감쇠는 PTFE와 스테인레스간의 마찰에 의해 발생하여 마찰력을 줄이기 위하여 일반적으로 윤활유를 사용한다. 포트받침에 윤활유 사용시 윤활유의 소진을 방지하기 위하여 PTFE에 윤활유 저장홈을 둔다. PTFE에 윤활유를 사용하면 마찰계수가 2% 이하의 과소한 값으로 나타나며, 윤활유을 제거하면 10% 이상의 높은 마찰계수를 나타낸다. 윤활유를 사용한 포트받침을 마찰 감쇠기로 사용하면 낮은 마찰감쇠로 인하여 지진시 감쇠기로서의 성능을 제대로 발휘할 수 없으며 윤활유를 제거하여 사용하면 과도한 마찰력으로 인하여 지진격리성능을 제대로 발휘할 수 없다.Friction attenuation of the support base is caused by friction between PTFE and stainless steel, and lubricant is generally used to reduce frictional force. When lubricating oil is used in the port support, a lubricating oil storage groove is provided in PTFE to prevent exhaustion of the lubricating oil. When lubricating oil is used for PTFE, the coefficient of friction is underestimated by 2% or less. When lubricating oil is removed, it shows a high coefficient of friction of 10% or more. If the lube base support is used as a friction damper, it will not be able to perform properly as a damper during earthquakes due to low friction attenuation.

본 발명은 상기한 종래 지진격리시스템의 문제점을 고려하여 받침을 효과적으로 배치함으로서 종전보다도 훨씬 저렴한 공사비로 내진성능을 대폭 향상시킬 수있는 교량의 지진격리 시공방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a method for seismic isolating construction of bridges that can significantly improve the seismic performance at a much lower construction cost than before by considering the problems of the conventional seismic isolating system.

본 발명은 지진격리장치로 사용중인 적층고무받침을 복원장치로 사용하고 교량의 가동받침으로 사용되는 포트받침을 마찰감쇠기로 사용한다.The present invention uses a laminated rubber bearing used as an earthquake isolation device as a restoring device and a port bearing used as a movable support of a bridge as a friction damper.

상기한 두 받침은 각각 단점을 지니고 있는데, 포트받침의 마찰계수를 조절하여 적층고무받침과 함께 사용하면 우수한 지진격리시스템을 구성할 수가 있다.Each of the above two bearings has disadvantages, and when used together with laminated rubber bearings by adjusting the friction coefficient of the port bearing, an excellent seismic isolation system can be constructed.

포트받침의 마찰계수는 윤활유 사용시 2% 이하이며, 윤활유 제거시 10% 이상을 보인다. 지진의 크기에 따라 변하지만 국내의 인공지진 및 국외의 계기지진을 토대로 본 발명에 앞서 연구한 결과에 따르면 3∼8% 의 마찰계수가 지진격리성능을 효과적으로 발휘하는 것으로 나타났다.The friction coefficient of the port bearing is 2% or less when using lubricant, and 10% or more when lubricant is removed. According to the results of the previous study based on the domestic earthquake and the instrument earthquake in Korea, according to the magnitude of the earthquake, the friction coefficient of 3 to 8% showed the seismic isolation performance effectively.

따라서 기존의 포트받침을 그대로 사용하지 않고 윤활유를 사용한 포트받침과 윤활유를 사용하지 않은 포트받침의 수를 적절히 조절하여 사용하면 지진시 우수한 감쇠성능을 발휘할 수가 있다. 또한 이러한 포트받침은 우수한 상부하중 지지능력을 갖고 있기 때문에 상부하중 지지능력에 한계를 지니고 있는 적층고무받침의 단점을 보완할 수도 있다. 따라서 본 발명에 의하면 자중이 큰 구조물에도 지진격리를 할 수 있다.Therefore, it is possible to exert excellent damping performance in the event of an earthquake by properly adjusting the number of pot bearings using lubricating oil and port bearings without lubricating oil without using the existing pot bearings. In addition, since the port bearing has an excellent load carrying capacity, it is possible to compensate for the disadvantages of laminated rubber bearings, which have a limitation on the load carrying capacity. Therefore, according to the present invention, seismic isolation can be performed even on a structure having a large weight.

도 1은 본 발명에 의한 교량의 지진격리시스템 평면배치도1 is a planar view of the seismic isolation system of the bridge according to the present invention

도 2는 적층고무받침의 구조도2 is a structural diagram of laminated rubber bearing

도 3은 윤활유를 사용한 포트받침의 구성도3 is a block diagram of the pot bearing using the lubricant

도 4는 윤활유를 사용하지 않은 포트받침의 구성도4 is a configuration diagram of the pot support without using the lubricant

도 5는 국내 인공지진에 대한 최적 마찰계수도5 is the optimum coefficient of friction for the domestic earthquake

도 6은 국외 계기지진(El Centro S00E)에 대한 최적 마찰계수도6 is an optimum coefficient of friction for an overseas instrument earthquake (El Centro S00E)

도 7은 국외 계기지진(El Centro S00E) 작용시 교각의 밑면전단력 비교도7 is a comparison of the bottom shear force of the piers during the action of the overseas instrument earthquake (El Centro S00E)

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 적층고무받침1: laminated rubber bearing

2 : (윤활유를 사용한) 포트받침2: pot stand (with lubricating oil)

3 : (윤활유를 사용하지 않은) 포트받침3: pot stand (without lubricating oil)

본 발명의 실시예로 6경간 연속교에 본 발명을 적용하여 설명하면 다음과 같다. 도 1의 연속교에 있어서, 교량의 양단에 위치하는 끝교각(P1,P5)을 제외한 중간교각(P2∼P4)의 상단 중앙에 지진시 복원장치의 역할을 수행하는 적층고무받침(1)을 배치한다. 적층고무받침의 총 수평강성은 교량 상판 전체에 대한 질량에 대하여 내진설계에 의해 산정된다. 중간교각(P2∼P4)에 적층고무받침을 집중시키는 이유는 평상시 온도에 의한 상판의 신축 팽창시 교각에 전달되는 온도하중을 가급적 줄이기 위해서이다.As an embodiment of the present invention described by applying the present invention to a six-span continuous bridge as follows. In the continuous bridge of FIG. 1, a laminated rubber bearing 1 serving as a restoration device during an earthquake at the center of the upper end of the intermediate bridges P2 to P4 except for the end bridges P1 and P5 located at both ends of the bridge is shown. To place. The total horizontal stiffness of the laminated rubber bearings is estimated by the seismic design for the mass of the entire bridge deck. The reason for concentrating the laminated rubber bearing on the intermediate piers P2 to P4 is to reduce the temperature load transmitted to the piers during expansion and expansion of the upper plate by the usual temperature.

그리고 마찰 감쇠기로 사용할 포트받침의 경우에 전 교각과 교대에 설치한다. 포트받침은 적층고무받침의 상부지지능력을 무시하고 상판의 자중을 지지할 수 있는 크기의 것을 사용한다. 이때 전체 포트받침의 마찰계수가 3∼8%가 되도록 윤활유를 사용한 포트받침(2)과 윤활유를 사용하지 않은 포트받침(3)을 적정 비율로 나누어 배치한다.And in the case of the port bearing to be used as a friction damper, it is installed on all piers and shifts. The base bearings are sized to support the weight of the top plate, ignoring the upper bearing capacity of the laminated rubber bearings. At this time, the pot support (2) using the lubricating oil and the port support (3) without the lubricating oil are arranged in an appropriate ratio so that the friction coefficient of the entire pot support is 3 to 8%.

도 1는 윤활유를 사용한 포트받침(2)과 윤활유를 사용하지 않은 포트받침(3)을 2:1의 비율로 배치한 것이다. 이때, 교대에 작용하는 상판의 자중은 교각에 비해 월등히 작기 때문에 교각에 사용되는 포트받침에 비해 상대적으로 작은 포트받침을 사용하며, 마찰에 의한 상판의 응력발생을 감소시키기 위하여 윤활유가 사용되는 포트받침을 사용하므로 교각에 설치되는 포트받침에 비해 마찰감쇠가 아주 적다. 따라서 교각에 설치되는 포트받침은 비율 산정시 무시한다.1 shows the pot holder 2 using the lubricating oil and the pot holder 3 without the lubricating oil in a ratio of 2: 1. At this time, since the weight of the upper plate acting on the shift is much smaller than that of the pier, it uses a relatively small port bearing compared to the port bearing used for the pier, and the port bearing with lubricating oil is used to reduce the occurrence of stress of the upper plate due to friction. The friction damping is very small compared to the port bearings installed in the piers because of using. Therefore, the bearings installed on the piers are ignored when calculating the ratio.

중앙에 위치한 교각(P3)에는 온도하중에 의한 상판의 신축팽창에 의한 교각의 전단력 발생을 최소화하기 위하여 윤활유를 사용하지 않은 포트받침(3)을 양측에 2개 설치한다. 그 외의 교각 및 교대 양측에는 윤활유를 사용한 포트받침(2)을 각각 설치하며 교량 양단에 위치하는 끝교각(P1,P5)의 중앙에는 윤활유를 사용하지 않은 포트받침(3)을 설치한다.In the center pier (P3) is installed two port bearings (3) on both sides without lubricating oil in order to minimize the generation of shear force of the pier by the expansion and expansion of the top plate due to the temperature load. Other bridge piers and alternating sides are provided with port bearings (2) using lubricating oil, respectively, and port bearings (3) without lubricating oil are installed in the centers of end piers (P1, P5) located at both ends of the bridge.

상기한 방법으로 고무받침(1)과 포트받침(2,3)을 교량에 설치하면 상시 및지진시 적층고무받침(1)은 복원력을 제공하여 교량 상판의 과도 변위를 억제하고 포트받침(2,3)의 경우에 교량 상판자중을 지지하며 상시에는 온도 등에 의해 상판의 신축팽창시 가동단의 역할을 수행하며 지진시에는 마찰감쇠기로서 작용하게 된다.When the rubber bearings (1) and the port bearings (2,3) are installed in the bridge in the above-described manner, the laminated rubber bearings (1) at all times and during the earthquake provide a restoring force to suppress excessive displacement of the bridge deck and to support the pot bearings (2, In the case of 3), it supports the weight of the bridge deck and acts as an actuating end during expansion and expansion of the deck due to the temperature at all times, and acts as a friction damper in the case of an earthquake.

본 발명의 지진격리방법은 지진력을 격감시킴으로써 경제적인 부재의 단면 설계를 할 수 있도록 한다.The seismic isolation method of the present invention reduces the seismic force to enable the economical cross-sectional design of the member.

도 2에서, 통상의 적층고무받침(1)은 고무판(a)과 강판(b)이 층층이 접한 다층구조를 가진 것으로서, 고무의 전단변형이 구조물의 수평방향에 대한 유연성을 제공하고 강판에 의해 연직강성이 수평강성에 비해 월등히 크도록 만든 고무제품이다.In Fig. 2, the conventional laminated rubber bearing 1 has a multi-layered structure in which the rubber plates a and the steel sheets b are in contact with each other. The shear deformation of the rubber provides flexibility to the horizontal direction of the structure and is perpendicular to the steel sheet. It is a rubber product made so that the rigidity is much larger than the horizontal rigidity.

본 발명은 적층고무받침 외에 순수 고무를 사용할 수 있지만 교량의 안전성 증대를 위하여 적층고무받침을 사용한다. 이런 구조의 적층고무받침은 고감쇠 고무를 사용하여 감쇠를 증대시키거나 원통형 납을 받침 중앙에 설치하여 초기 강성과 감쇠능력을 증대시키기도 한다. 그러나 본 발명에 의한 지진격리방법은 감쇠를 포트받침의 마찰감쇠를 이용하므로 고감쇠 고무를 사용하거나 원통형 납을 사용하는 등의 제작상 수고를 들일 필요가 없다.The present invention can use pure rubber in addition to the laminated rubber bearing, but uses the laminated rubber bearing to increase the safety of the bridge. Laminated rubber bearings of such a structure may use high damping rubber to increase damping or may be installed in the center of cylindrical lead bearings to increase initial stiffness and damping capacity. However, the seismic isolation method according to the present invention does not have to take effort in manufacturing such as using high damping rubber or cylindrical lead because damping uses friction damping of the port bearing.

포트받침은 교량의 상부구조에 작용하는 하중을 하부구조에 전달하는 목적을 가진 장치로 회전자유도를 제공한다. 포트받침의 회전부재는 포트, 피스톤, 고무판 그리고 봉함링으로 구성되며, 회전만 수용하며 수평방향에 대하여 고정되어 있는 고정 포트받침, 회전과 일방향 수평으로 변위를 허용하는 일방향 가동 포트받침, 그리고 회전과 수평 등 전방향으로 변위를 허용하는 전방향 가동 포트받침이 있다. 그 중에서 가동 포트받침의 마찰면은 PTFE와 스테인레스판으로 구성되어 있으며 마찰계수를 줄이기 위하여 통상적으로 윤활유를 사용한다. 본 발명에서는 전방향 가동 포트받침만을 사용하거나 전방향 포트받침과 일방향 포트받침을 동시에 사용할 수가 있다.The pedestal provides rotational freedom to a device whose purpose is to transfer the load acting on the superstructure of the bridge to the substructure. Rotating member of the port support consists of a port, a piston, a rubber plate and a sealing ring, and is a fixed port support that receives rotation only and is fixed relative to the horizontal direction, a one-way movable port support allowing rotation and displacement in one direction horizontally, and There is an omnidirectional movable port support that allows displacement in all directions, such as horizontally. Among them, the friction surface of movable port bearing is composed of PTFE and stainless steel plate, and lubricating oil is usually used to reduce the coefficient of friction. In the present invention, it is possible to use only the omnidirectional movable port support or to simultaneously use the omnidirectional port bearing and the one-way port bearing.

도 3은 윤활유를 사용한 전방향 가동 포트받침(2)을 예시한 것이다. PTFE판(21)과 스테인레스판(22)간에 발생하는 마찰력을 줄이기 위하여 윤활유를 사용하며, PTFE와 스테인레스판간에 윤활유의 소진을 방지하기 위하여 PTFE 면에 지압면적의 10∼30% 정도의 표면적의 합을 가지는 반구형 윤활유 저장홈(4)을 PTFE판(21)에 둔 것이다.3 illustrates the omnidirectional movable pot support 2 using lubricating oil. Lubricant is used to reduce the frictional force generated between the PTFE plate 21 and the stainless plate 22.To prevent exhaustion of lubricant between PTFE and the stainless plate, the surface area of 10-30% of the acupressure area on the PTFE surface is summed. The hemispherical lubricating oil storage groove 4 having the above is placed on the PTFE plate 21.

도 4는 마찰계수 증대를 위해서 윤활유를 사용하지 않은 전방향 가동 포트받침(3)을 예시한 것이다. 도 3과 비교하면, PTFE판(31)판에 윤활유 저장홈(4)이 없고 윤활유를 사용하지 않은 것 외에는 동일하다. (32)는 스테인레스강판이다.4 illustrates the omni-directional movable base support 3 without lubricating oil in order to increase the coefficient of friction. Compared with FIG. 3, the same is true except that the PTFE plate 31 has no lubricant storage groove 4 and no lubricant is used. 32 is a stainless steel sheet.

도 5는 최대지반가속도가 0.14g인 국내 인공지진에 대해 포트받침의 마찰계수에 따른 교각의 최대 밑면전단력을 도시한 것이다. 이 그림은 구조해석 프로그램(ABAQUS)를 이용하여 해석 수행한 결과를 나타낸 것으로 국내 인공지진의 경우 약 3%의 마찰계수가 가장 효율적으로 나타나고 있다.Figure 5 shows the maximum bottom shear force of the piers according to the friction coefficient of the port bearing for the domestic earthquake with a maximum ground acceleration of 0.14g. This figure shows the results of the analysis using the structural analysis program (ABAQUS), which shows the most efficient friction coefficient of about 3% in the domestic earthquake.

도 6은 최대지반가속도가 0.34g인 미국의 계기지진(El Centro SOOE)에 대한 포트받침의 마찰계수에 따른 교각의 밑면전단력을 도시한 것이다. 도 5의 국내 인공지진에 비하여 지진의 크기가 증가되어 효율적인 포트받침의 마찰계수는 약6∼7%로 나타나고 있다.FIG. 6 shows the bottom shear force of the piers according to the coefficient of friction of the port bearing for the American Centrifugal Earthquake (El Centro SOOE) with a maximum ground acceleration of 0.34 g. Compared to the domestic earthquake of FIG. 5, the magnitude of the earthquake is increased, and the friction coefficient of the effective bearing is about 6-7%.

도 7은 교량의 축소모형에 대하여 미국의 계기지진(El Centro S00E)을 입력하중으로 사용하여 진동대 실험을 수행하여 본 발명에 의해 지진격리된 경우와 STU가 사용된 기존의 경우와의 시간에 따른 밑면전단력 이력곡선을 비교하여 나타낸 그림이다. 이 그림에서 알 수 있듯이 본 발명으로 교량을 지진격리시켰을 경우, 교각의 밑면전단력이 크게 감소하는 것으로 나타나고 있다.FIG. 7 shows the time according to the case of earthquake isolation by the present invention and the existing case using the STU by performing the shaking table experiment using the American instrument earthquake (El Centro S00E) as an input load for the reduced model of the bridge. This figure compares the bottom shear hysteresis curve. As can be seen from the figure, when the seismic isolation of the bridge according to the present invention, the bottom shear force of the bridge appears to be greatly reduced.

표 1은 도 1에 나타난 실제교량을 지진격리시 기존 방법과의 교각 최대 밑면 전단력을 비교하여 나타낸 것이다. STU를 장착한 기존의 내진방법의 경우, 교각의 최대 밑면전단력이 끝교각(P5)에서 발생하고 그 값은 1,154톤으로 나타나고 있으나, 본 발명에 의한 지진격리시 교각의 최대전단력은 같은 위치의 교각(P5)에서 발생하고, 그 값은 580.4톤으로서 약 50% 가량 현저하게 줄어든 것으로 나타나고 있다. Table 1 shows the actual bridge shown in Figure 1 by comparing the maximum shear shear force of the bridge with the existing method during seismic isolation. In the case of the existing seismic method equipped with STU, the maximum bottom shear force of the piers occurs at the end piers (P5) and its value is shown as 1,154 tons, but the maximum shear force of the piers at the seismic isolation according to the present invention is at the same position Occurred at (P5), the value is 580.4 tons, indicating a significant decrease of about 50%.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 교량의 지진격리 시스템은 힌지 또는 고정단이 설치된 교각에 가해질 수평지진력을 지진격리 및 타 교각의 분산을 통해 크게 줄여줌으로서 교각에 대해 추가적인 내진보강없이 지진에 대한 안전성을 확보할 수가 있다. 또, 평상시에는 교량의 고정 및 가동받침으로 역할을 수행 할 뿐만 아니라 지진시 우수한 지진격리장치로 작용한다.As described above, the seismic isolation system of the bridge according to the present invention greatly reduces the horizontal seismic force to be applied to the pier where the hinge or fixed end is installed through seismic isolation and the dispersion of other piers, thereby ensuring safety against earthquakes without additional seismic reinforcement for the piers. Can be secured. In addition, it acts not only as a fixed and movable support bridge, but also as an excellent seismic isolator during an earthquake.

그리고 설계지진강도에 따라서 윤활유를 사용한 포트받침과 윤활유를 사용하지 않은 포트받침의 사용 비율을 조절함으로써 경제적 비용으로 내진설계의 효과를극대화시킬 수가 있다. 이러한 우수한 지진격리 성능을 통해 야기되는 재산 및 인명보호 효과를 통한 그 가치는 크다고 말할 수 있다.According to the design earthquake strength, the ratio of the use of lubrication pot support and lubrication pot support can be maximized at economic cost. It can be said that the value of the property and life-saving effect caused by this excellent seismic isolation performance is great.

Claims (1)

교량의 교각 또는 교대 상단에 적층고무받침(1)을 설치하여 복원강성을 제공하게 하고 포트받침(2,3)을 설치하여 상부하중 지지 및 마찰감쇠를 통한 감쇠성능을 향상시킴에 있어서, 상기 포트받침(2,3)은 윤활유를 사용한 포트받침(2)과 윤활유를 사용하지 않은 포트받침(3)을 동시에 사용하되 이들의 평균마찰계수가 3∼8%가 되도록 배치하는 지진격리 시공방법.In order to provide the restoring rigidity by installing the laminated rubber bearing (1) on the bridge pier or the upper end of the bridge, and to install the pot bearings (2,3) to improve the damping performance through the upper load support and friction damping, the port The support (2, 3) is an earthquake isolation construction method using a port support (2) using lubricating oil and a port support (3) without lubricating oil at the same time, so that their average friction coefficient is 3 to 8%.