KR100484564B1 - 유지보수를 고려한 개선된 일체형 탄성받침 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량의 상부구조물을 지지하는 탄성받침에 관한 것으로, 그 목적은 교량 상부구조물의 수직하중을 지지하여 교각으로 전달하고, 상부구조물의 온도, 크리프, 건조수축 및 활하중에 의한 변위를 월활히 수용하는 기능을 기본적으로 가지도록 하며, 이에 추가하여 다음 두가지로 대별되는 기능을 제공하는데 있다. 그 첫째로는, 신축량이 증가함에 따라 고무패드의 수평변위가 커지고 고무패드가 변위 방향으로 하면의 뒤쪽 일측면과 상면의 앞쪽 일측면에서 인장응력이 발생하여, 상기 고무패드와 상, 하부판의 사이에 간극이 발생되어 외관이 극히 불량하거나 또는 이로 인한 마찰력 감소로 미끄럼이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상부구조물의 중량이 고무패드의 유효면적에 균등하게 전달되지 않으므로써 고무패드의 압축 허용응력을 초과하는 등의 교량의 안정성에 관한 문제점을 방지할 수 있다. 둘째로는 종래의 탄성받침은 상, 하부 강판과 고무패드가 분리되어 있는 구조로서 교량설계시 받침부에 발생될 수 있는 부(-)의 반력에 대한 저항력이 전혀 없으나, 본 발명에서는 위의 첫째항과 더불어 동시에 탄성받침의 부반력 저항능력을 제공함에 있다.

이에 본 발명은 교량의 상부구조물측에 고정되는 상부판과, 하부구조물측에 고정되는 하부판과, 그 사이에 구비되는 고무패드를 포함하는 교량용 탄성받침에 있어서, 상기 고무패드는 상,하 양면에 일정두께의 강판이 가황접착되고 이때 상,하면의 강판은 표면이 노출되어 있고, 노출된 상,하면에 일정두께의 고정판을 고강도 철판접착제로 접착 일체로 형성되고 이 일체형 고무패드를 상부판과 하부판에 볼트로 고정되는 되는 것을 특징으로 한다. 이러한 볼트연결은 고무의 노후화에 따라 고무패드의 교체가 필요할 경우에 착안하여 탄성받침의 유지보수성을 제공한다.

따라서, 상기 전단변형시 고무패드 인장응력 발생부와 상,하부판의 사이에 간극이 발생되는 것을 방지하여 건실한 외관을 유지할 수 있고, 갭 발생시 마찰력 감소에 따른 미끄럼 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 종래와 달리 갭과 미끄럼 발생이 전혀 일어나지 않으므로 고무패드의 이탈에 따른 탄성받침 기능저하를 방지할 수 있어 교량의 안전성 및 사용성을 확보할 수 있고, 더욱이 교량 시공중 및 사용중에 발생할 수 있는 부반력에 대한 저항성을 동시에 확보하므로써 현재 탄성받침 적용 현장에서 발생되고 있는 탄성받침의 문제점을 완전히 해소하는 효과를 가진다.

Description

유지보수를 고려한 개선된 일체형 탄성받침 {Improved Elastomeric bearing for bridge structure considering maintenance}

본 발명은 교량에 사용하는 탄성받침에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교량의 상부구조물과 하부구조물의 사이에 설치되는 교량용 탄성받침에 관한 것이다.

일반적으로 교량의 상부구조물과 하부구조물의 사이에는 상기 상부구조물에 작용하는 하중을 하부구조물에 전달하여 이를 분산시키는 교량받침이 설치되어 있는데, 본 발명의 대상인 탄성받침은 상기 교량받침의 일종으로 다른 종류의 교량받침에 비해 차량의 충격하중 흡수력이 우수하고 방향성이 자유로우며, 부식이 발생하지 않으므로 유지관리가 간편하여 많이 사용되고 있는 실정이다.

도 4a,b는 종래의 일 예를 보인 것으로, 도 4a는 측면도이고, 도 4b는 작동상태도이다. 도시된 바와 같이, 탄성받침(100)은 교량의 상부구조물(200)과 하부구조물(300)의 사이에 설치되며, 상기 상부구조물(200)측에 고정된 상부판(110)과 하부구조물(300)측에 고정된 하부판(120) 및 상기 상, 하부판(110)(120)의 사이에 구비된 고무패드(130)가 분리된 구조로 구성된다.

이때, 상기 고무패드(130)는 상부구조물(200)의 하중과 상,하부판(110)(120)과의 접촉면에서 발생되는 마찰력에 의해 그 위치가 고정되며, 내측에는 강판 등의 보강판(131)이 적층되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 탄성받침은 상부구조물과 이에 고정된 상부판의 수평변위가 증가함에 따라, 고무패드의 일측하단과 대각선 타측상단에 인장응력이 발생하여 분리구조인 상기 고무패드와 상,하부판의 사이에 간극이 발생되고 이로 인해 접지면적의 감소에 따른 미끄럼이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 상부구조물(2)의 레벨 불균일하거나 구배에 의한 레벨이 문제가 되었을 경우 상부판(10)과 고무패드(30)가 밀착되지 않고 갭이 발생하는 문제점이 있었다.

이에 따라, 상기 간극으로 이물질이 유입되고, 미끄럼이 발생되어 상재하중이 고무패드에 충분히 분포되지 못한채 압축허용응력을 넘어서는 고응력 상태가 지속되어 탄성받침의 기능이 저하되며, 상부판의 수평변위가 반복해서 발생되는 과정에서 고무패드의 위치가 탄성받침의 중심부로부터 점차 일측으로 이동하게 되어 종국적으로는 교량붕괴의 위험이 초래될 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 교량 설계시 빈번히 발생되는 부반력에 대한 저항성이 없어 제한된 교량형식에만 적용되어 왔다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 첫째 목적은 교량 상부구조물의 수평변위가 증가함에 따라 고무패드의 일측하단과 타측상단에 발생되는 인장응력으로 인하여 상기 고무패드와 상,하부판의 사이에 간극이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 개선한 일체형 탄성받침을 제공함에 있다.

본 발명의 둘째 목적은 갭 발생시 고무패드의 접지면적 감소로 미끄럼이 발생되는 문제점을 해소하기 위해 접착재로 고무패드와 고정플레이트를 일체화하여 상, 하부판에 고정하도록 구비하므로써, 상기 고무패드의 이동 및 이탈을 방지하고 교량의 안전성을 확보할 수 있는 탄성받침을 제공함에 있다.

본 발명의 셋째 목적은 이와 같이 고무패드와 상, 하부판이 일체로된 구조를 통해 탄성받침에 부반력 저항성을 제공함에 있다.

또한, 이러한 발명의 목적을 제공함에 있어 필요할 경우 고무패드의 교체가 가능하도록 하는 유지보수성을 동시에 확보함에 있다.

상기와 같은 목적을 이루기 위해 본 발명은 교량의 상부 구조물측에 고정되는 상부판과, 하부구조물측에 고정되는 하부판과, 그 사이에 구비되는 고무패드를 포함하는 교량용 탄성받침에 있어서, 상기 고무패드는 상, 하면에 접착을 위한 앤드플레이트(end plate)가 가황접착으로 형성되고, 상기 앤드플레이트 상, 하면에 강판접착제를 사용하여 고정플레이트와 접착하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상, 하부판에는 상기 고무패드와 고정플레이트로 일체화된 고무패드를 고정하기 위한 볼트탭이 형성되어, 상기 고무패트에 접착된 고정플레이트의 정착홀과 상, 하부판의 볼트탭을 이용하여 유지보수가 용이한 볼트로 고정하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1a,b는 본 발명의 일 실시 예를 보인 것으로, 도 1a는 단면도이고, 도 1b는 작동상태도이다. 도시된 바와 같이 본 발명은 교량의 상부구조물(2)측에 고정되는 상부판(10)과, 하부구조물(3)측에 고정되는 하부판(20)과, 그 사이에 구비되는 고무패드(30)와 일체화된 고정 플레이트(40)를 포함하는 교량용 탄성받침(1)에 있어서, 상기 고무패드(30)는 그 내측으로 다수의 보강판(33)이 적층되고 상, 하측에 위치한 앤드플레이트(31)는 그 두께가 내측 보강판의 두께에 비해 두껍게 형성되는 것을 특징으로 한다. 상, 하면의 앤드플레이트(31)가 가황접착되고, 상기 앤드플레이트(31)의 상, 하면에는 고강도 강판접착제를 사용하여 고정플레이트(40)가 접착되어 상,하부판에 볼트로 고정되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 상기 상, 하부판(10)(20)의 볼트탭에 볼트로 고정된 고정플레이트(40)는 고무패드(30)의 앤드플레이트(31)의 상, 하면에 완전히 접착되어 있어 상기 상, 하부판(10)(20)과 완전한 일체형으로 됨으로써, 상부구조물(2)에 발생되는 수평변위가 증가하는 경우에도 종래와는 달리 상기 고무패드(30)와 상, 하부판(10)(20)의 사이에 간극이 발생하지 않게 된다.

또한, 상기 상, 하부판(10)(20)에는 상기 고무패드(30)와 접착제로 일체화된 고정플레이트(40)는 볼트로 고정되는데, 상기 고정플레이트(40)는 접착되어 일체화된 고무패드(30)가 상부구조물(2)의 수평변위가 반복됨에 따라 고무패드(30)가 상, 하부판(10)(20)의 중심부에서 일측으로 미끄럼이 발생되거나 이탈되는 것을 방지하기 위해 구비되는 것으로 와셔, 볼트로 상기 상, 하부판(10)(20)에 견고하게 고정된다.

도 2a,b는 본 발명의 다른 실시 예를 보인 것으로, 이동방향을 제한하는 쐐기가 있는 받침으로 도 2a는 단면도이고, 도 2b는 작동상태도이다. 도시된 바와 같이 고무패드(30)의 상, 하면에 고정플레이트(40)로 접착 형성되고, 상기 연장부(45)의 외측면의 홀과 상, 하부판(10)(20)의 볼트탭(12)(22)에 볼트(42), 와샤(43)로 견고하게 고정되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 상기 연장부(45)가 상, 하부판(10)(20)에 밀착된 상태에서 견고하게 고정되므로, 상부구조물(2)에 발생되는 수평변위가 증가하는 경우에도 종래와는 달리 고무패드(30)와 상, 하부판(10)(20)의 사이에 간극이 발생하지 않게 됨은 물론, 상기 고무패드(30)가 상, 하부판(10)(20)의 중심부에서 일측으로 이탈되는 것도 방지된다.

도 3ab는 본 발명 실시전을 보인 것으로 도 3a는 탄성받침(100)의 높이(H)가 탄성받침의 타측 레벨(H1)과 일치하지 않았거나, 부반력이 발생되어 허공에 들뜬 상태도로 교량의 상부구조물이 이동하였음에도 하중이 재하되지 않아 고무패드(130)가 전혀 전단변형이 일어나지 않아 본래의 기능을 갖지 못하는 상태도이다. 도 3b는 탄성받침(100)이 위치하는 형하공간의 전면높이(h)과 후면높이(h1)의 레벨이 불균일하여 편심하중을 받아 고무패드의 전면은 과도한 압축응력이 발생된 상태이고, 후면은 들뜸이 발생되어 불안정한 상태로 작동되는 상태도이다.

도 4a,b는 본 발명 실시전을 보인 것으로 도 3a는 단면도이고, 도 4b는 작동상태도이다. 도시된 바와 같이 고무패드(130)는 상, 하부판(110)(120) 사이에 위치하여 형성되고, 상기 고무패드(130)의 내측면에는 보강판(131)이 일정하게 적층되어 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 교량 상부구조물의 수평변위가 증가함에 따라 상기 고무패드와 상, 하부판의 사이에 간극이 발생되는 것을 방지할 수 있으므로, 종래와는 달리 이물질의 유입 및 부분적 고응력 상태에 따른 탄성받침의 기능저하를 방지할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 고무패드 상, 하면에 고정플레이트가 고강도 접착재로 접착 일체화하여 상, 하부판에 볼트로 고정되므로, 상기 고무패드의 이동 및 이탈을 방지할 수 있어 교량의 붕괴 등의 안전사고를 사전에 방지할 수 있는 효과를 가진다.

더불어, 이러한 일체화된 탄성받침은 부반력에 대한 저항성을 동시에 제공하며, 일체화된 구조임에도 형하공간을 높이지 않고, 고무패드의 교체가 용이하도록 유지보수성을 확보하는 효과를 가진다.

도 1a,b,는 본 발명의 일 실시예를 보인 것으로,

도 1a는 단면도.

도 1b는 작동상태도.

도 2a,b는 본 발명의 다른 실시예를 보인 것으로,

도 2a는 단면도.

도 2b는 작동상태도.

도 3a,b는 종래의 일 예를 보인 것으로,

도 3a는 부반력 및 레벨 문제에 의한 들뜸 상태도.

도 3b는 레벨 불균일에 의한 들뜸 및 편심하중 작용 상태도.

도 4a,b는 종래의 일 예를 보인 것으로,

도 4a는 단면도.

도 4b는 작동상태도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 탄성받침

10 : 상부판 11 : 상부쐐기

12 : 볼트탭

20 : 하부판 21 : 하부쐐기

22.볼트탭

30 : 고무패드

31 : 앤드플레이트(end plate) 310 : 접착면

40 : 고정 플레이트

41 : 정착홀 42 : 볼트

43 : 와샤

2 : 상부구조물

3 : 하부구조물

Claims (3)

1. 교량의 상부구조물(2)측에 고정되는 상부판(10)과, 하부구조물(3)측에 고정되는 하부판(20)과, 그 사이에 구비되는 고무패드(30)와 고정플레이트를 포함하는 교량용 탄성받침(1)에 있어서,

   상기 고무패드(30)는 상, 하 양면으로 내측 보강판보다 두꺼운 앤드플레이트(31) 철판의 표면이 노출되어 형성되고, 상기 노출된 상, 하 앤트플레이트(40) 표면에 철판 접착재(310)가 도포되고, 상기면에 고정플레이트(40)가 접착되어 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 교량용 탄성받침.
2. 제1항에 있어서,

   상기 상, 하부판(10)(20)에 방향을 제어하는 상, 하부쐐기(11)(21)가 있는 탄성받침에 있어서 고정플레이트(40)의 연장부(45)는 쐐기(11)(21)가 위치하지 않은 타측면으로만 연장부(45)가 형성되어 해체시 쐐기(11)(21)과 간섭이 발생하지 않도록 상기 고무패드(30)와 고정플레이트(40)가 접착되어 일체화로 형성되는 것을 특징으로 하는 교량용 탄성받침.
3. 제1항에 있어서,

   탄성받침(1,10,20,40)을 설치하는 형하공간을 확보함에 있어서 기존 탄성받침(100,110,120)의 형하공간에 높이를 증대시키지 않고, 종래의 탄성받침 설치공간에 고무패드와 접착된 고정플레이트를 볼트에 의해 고정과 해체가 가능하여 유지보수성을 확보하는 것을 특징으로 하는 교량용 탄성받침 및 그 보수방법.