KR101037134B1 - 입체복합도로용 내진 신축이음장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입체복합도로용 내진 신축이음장치에 관한 것으로, 제1,2교량상판을 각각 지지하는 교각과 건물이 X축, Y축, Z축의 모든 방향에 대해 서로 다른 방향으로 거동하여 변위차가 발생하더라도 제1,2교량상판 사이에 틈이 생기지 않도록 하여 차량이 안정적으로 통과하도록 함을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 입체복합도로용 내진 신축이음장치는, 교각(3)에 지지되는 제1교량상판(1a), 건물을 관통하여 상기 건물에 지지되며 일측이 상기 제1교량상판에 이어지는 제2교량상판(1b)에 설치되는 것으로, 일측은 상기 제2교량상판(1b)에 절첩 가능하게 연결되며 타측은 상기 제1교량상판에 자유 거동 가능하게 근접되고 일측에서부터 타측의 사이에 폭방향을 따라 절첩부가 형성되는 내진형 신축이음덮개를 포함하고, 상기 내진형 신축이음덮개는, 일측이 상기 제1교량상판에 제2힌지(12)로 연결되는 제1덮개(10), 일측이 상기 제1덮개의 타측에 제1힌지(11)를 매개로 연결되며 타측의 자유단부가 상기 제2교량상판에 근접되는 제2덮개(20)로 이루어진다.

입체복합도로, 내진, 신축이음, 힌지

Description

입체복합도로용 내진 신축이음장치{EXPANSION JOINT FOR MULTI-ROAD}

본 발명은 입체복합도로용 내진 신축이음장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제1,2교량상판을 각각 지지하는 교각과 건물이 서로 다른 방향으로 거동하여 변위차가 발생하더라도 제1,2교량상판 사이에 틈이 생기지 않도록 하여 차량이 안정적으로 통과하도록 한 입체복합도로용 내진 신축이음장치에 관한 것이다.

현재 우리나라의 경우 토지의 효율성과 사람들의 편의를 증대시키고 교통의 흐름을 원활하게 하기 위해 입체복합도로 (예 : 도로가 건물을 관통하는 형태 등)가 실시되고 있다.

도 1에서 보이는 것처럼, 이러한 과정에서 교량 상판(1)은 건물(2)에 직접 거치가 되어 건물을 관통을 하게 된다. 이와 같은 입체복합도로의 교량 상판(1)은 건물(2)에 거치되는 제2교량상판(1b)과 교각(3)에 의해서 거치되는 제1교량상판(1a)으로 구분되는데, 제1,2교량상판(1a,1b)의 처짐의 형태가 다르기 때문에 근접되는 제1,2교량상판(1a,1b)의 변위차가 수평 및 수직으로 발생하게 되어 통과지 점에 변위차에 의하여 운전자가 주행성의 쾌적성을 저하 시킬 수 있으며, 지진과 같은 강한 외부하중에 의해서 제1,2교량상판(1a,1b)의 심각한 변위 차를 발생할 경우 위험한 사고를 발생시킬 수 있다.

종래 내진형 신축이음 기술로 예컨대, 특허 제0662033호(힌지를 이용한 판형 구조의 내진형 신축이음장치) 등이 있다.

상기 종래 기술은 교량이나 고가 도로 등의 분할된 상판부의 대면하는 양단부 사이에 X,Y,Z축의 3축방향으로의 거동이 가능하도록 그 일단이 상기 상판부의 일측에 힌지 고정되며, 온도변화에 따라 신축작용하는 한편 지진발생시 진동에 따라 X,Y,Z축의 3축방향으로 거동하는 신축이음부 본체;

상기 신축이음부 본체의 일측 단부에 연결되어 신축이음부 본체의 온도변화에 따른 신축작용 및 지진발생에 따른 X,Y,Z축방향의 거동을 수용하는 신축/완충부재;

상기 신축이음부 본체의 힌지축부를 하부 및 측부에서 지지하도록 일측 상판슬래브 단부에 설치되는 힌지축부 지지부재;

상기 신축이음부 본체의 신축부 및 상기 신축/완충부재를 하부에서 지지하도록 타측 상판슬래브 단부에 설치되는 신축부 지지부재;

상기 힌지축부 지지부재 및 신축부 지지부재를 양측의 상판부 슬래브 콘크리트에 고정시키는 앙카 볼트; 및 상기 신축이음부 본체 하부의 양측 상판부의 대면하는 양단부 사이의 공간에 착탈 가능하게 설치되며, 우수 및 이물질을 수거하기 위한 고무방수재를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 종래 기술은 주로 신축이음에 대한 보호에 대한 것일 뿐, 구조적인 거동이 다른 교량의 변위차를 감안하지 않았기 때문에 실질적으로 X,Y,Z축 모든 방향의 거동에 대해 안전하지 못한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제1,2교량상판을 각각 지지하는 교각과 건물이 X축, Y축, Z축의 모든 방향에 대해 서로 다른 방향으로 거동하여 변위차가 발생하더라도 제1,2교량상판 사이에 틈이 생기지 않도록 하여 갑작스런 외력으로 두 교량의 변형에 대한 2차적인 피해를 방지하며, 운전자에게 주행의 쾌적성을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 입체복합도로용 내진 신축이음장치는, 일측은 교각에 지지되는 제1교량상판에 절첩 가능하게 연결되며 타측은 건물에 지지되는 제2교량상판에 자유 거동 가능하게 설치되며 일측에서부터 타측의 사이에 폭방향을 따라 절첩부가 형성되는 내진형 신축이음덮개를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체복합도로용 내진 신축이음장치에 의하면, 지면에서부터 출발하여 건물을 관통하는 입체복합도로에서 제1,2교량상판을 각각 지지하는 교각과 건물이 서로 다른 방향으로 거동할 때 거동 방향이 X축, Y축, Z축 방향인 것에 상관없이 제1,2교량상판 사이에 틈이 생기지 않도록 하여 교량을 주행중인 차량이 안전하게 제1,2교량상판을 통과할 수 있으므로 입체복합도로용 내진 신축이음장치로서의 신뢰성을 향상할 수 있고, 차량의 추락 등에 의한 대형 사고를 최소화할 수 있다.

도 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 입체복합도로용 내진 신축이음장치(100)는, 서로 다른 구조물에 지지되는 제1,2교량상판(1a,1b)의 사이에 설치되어 상기 서로 다른 구조물이 구조적인 처짐의 형태가 다르더라도 차량이 제1,2교량상판(1a,1b)의 이음부를 통과할 수 있도록 한 것으로, 여기서 서로 다른 구조물은 건물(2)과 교각(3)을 예로 들어 설명한다.

본 발명은 제1,2교량상판(1a,1b)을 각각 덮는 제1,2덮개(10,20)를 포함한다. 제1,2덮개(10,20)는 서로 연결된 상태로서 제1,2교량상판(1a,1b)의 이음부를 보호하는 내진형 신축이음덮개의 기능을 수행한다.

제1,2덮개(10,20)는 각각 평평한 판상으로서 제1,2교량상판(1a,1b) 위에 올려져 차량이 통과하는 도로의 기능을 수행하며, 따라서, 제1,2교량상판(1a,1b)에는 평상시에 제1,2덮개(10,20)의 표면이 제1,2교량상판(1a,1b)의 표면과 동일한 높이를 이루도록 덮개안착홈이 형성된다.

제1,2덮개(10,20)는 제1,2교량상판(1a,1b)의 서로 다른 거동에 의해 파괴되지 않도록 절첩부를 매개로 하여 연결되며, 상기 절첩부는 제1힌지(11)이다. 또한, 제1,2덮개(10,20) 중 어느 하나는 제1,2교량상판(1a,1b)에 연결되어 있어야 할 것이며, 설명의 편의를 위해 제1덮개(10)가 제1교량상판(1a)에 연결되는 것으로 설명한다. 이때, 제1덮개(10)는 제1,2교량상판(1a,1b)의 서로 다른 거동에 대응할 수 있도록 제2힌지(12)를 통해 절첩 가능하게 연결된다.

제1,2덮개(10,20)를 연결하는 제1힌지(11)는 평상시 제1,2교량상판(1a,1b)의 이음부와 동일한 선상에 배치된다.

상기 덮개안착홈은 제1,2교량상판(1a,1b)이 모이는 방향으로 거동할 경우 제1,2덮개(10,20)가 제1힌지(11)를 통해 접힐 수 있도록 경사지게 형성되어 제1,2덮개(10,20)가 제1힌지(11)를 중심으로 하여 양측으로 하향 경사지게 설치되도록 할 수 있다. 왜냐하면 제1,2덮개(10,20)가 일직선으로 배치되면 제1,2교량상판(1a,1b)이 모일 때 접힐 수 없기 때문이다.

제1,2힌지(11,12)는 보수가 용이하도록 체결구를 통해 제1,2덮개(10,20)에 분리 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의해 X,Y,Z축 방향의 서로 다른 거동시 제1덮개(10)와 제2덮개(20)가 이동하거나 절첩되면서 제1,2교량상판(1a,1b)의 이음부를 보호할 수 있다.

제1,2교량상판(1a,1b)이 서로 다른 방향으로 거동할 때 제1덮개(10)는 제2힌지(12)를 통해 각도 조절되며 제2덮개(20)는 제1힌지(11)를 통해 제1덮개(10)에 대해 각도 조절되거나 자유단부가 슬라이딩되며, 이때, 제2덮개(20)의 자유단부와 제2교량상판(1b)의 마찰을 최소화할 수 있도록 롤러(21)가 적용된다.

도 3에서처럼 롤러(21)는 다수개가 적용되는 것이 바람직하며, 다수의 롤러(21)는 각각 제2덮개(20)에 설치되거나 하나의 브래킷(22)을 통해 설치될 수 있다.

롤러(21)는 모든 방향에 대해 구름 가능하도록 볼 형태인 것이 바람직하다.

제1,2덮개(10,20)는 차량의 동적하중에 의해 손상되지 않도록 스틸을 재질로 할 수 있다.

제1,2교량상판(1a,1b)에 형성된 덮개안착홈에는 강판(30)과 탄성패드(40)가 각각 설치된다. 탄성패드(40)는 차량의 동적하중이 롤러(21)에 집중되지 않도록 제2덮개(20)를 지지할 수 있는 두께이다. 강판(30)을 사용함으로서 내진 신축이음 장치의 내구성을 높이며, 차량통과 시 강판(30)과 콘크리트의 마찰에 의한 소음을 방지하고 콘크리트의 균열을 막기 위해 탄성패드(40)가 설치되었다.

제1,2덮개(10,20)는 각각 스틸 등을 재질로 하지만 제1,2교량상판(1a,1b)은 콘크리트로 시공되며, 제2덮개(20)의 자유단부는 제2교량상판(1b)에 접촉되기 때문에 제2교량상판(1b)의 단부(제2덮개(20)의 자유단부와 대응되는 단부)에는 덮개포트(50)가 설치된다.

덮개포트(50)는 제2덮개(20)와 동일한 재질로 이루어져 제2덮개(20)가 접촉 되어도 깨짐 등의 파손이 일어나지 않는다.

제2덮개(20)와 덮개포트(50)는 마주하는 단부가 일직선 형태일 수도 있고, 도 2에서 보이는 것처럼 각각 핑거(23,51)가 형성되어 핑거조인트 방식으로 연결될 수 있다.

제1,2덮개(10,20)는 제1힌지(11)를 통해 절첩되기 때문에 누수가 일어날 수 있고, 제1힌지(11) 저부에는 제1,2교량상판(1a,1b)이 일정 간극을 사이에 두고 시공되기 때문에 누수가 일어날 수 있으며, 도 4에 도시된 것처럼, 이러한 누수가 건물(2)에 영향을 주지 않도록 제1,2교량상판(1a,1b)의 사이에는 탄성체의 실링재(4)가 설치되고 강판(30)과 탄성패드(40)의 사이에는 탄성마감재(5)가 설치된다. 실링재(4)는 제1,2교량상판(1a,1b)의 사이에 충진이나 접착 등으로 형성될 수 있고, 탄성마감재(5)는 제1,2교량상판(1a,1b)에 앵커 등을 매개로 하여 고정될 수 있다 .

실링재(4)와 탄성패드(5)는 제1,2교량상판(1a,1b)의 거동에 따라 탄성 변형하면서 누수를 차단한다.

이와 같은 구성의 신축이음장치(100)는, 도로의 폭에 맞춰 설치될 수 있으며, 예를 들어 제조와 운반 등을 감안할 때 1개 차선의 폭에 맞는 제원일 수 있다. 즉, 편도 1차선의 도로의 경우에는 1개의 신축이음장치(100)만 설치하지만, 2개 차선 이상의 도로의 경우에는 다수의 신축이음장치(100)를 일렬로 배열한다.

도 5에서 보이는 것처럼, 이와 같이 다수의 신축이음장치(100-1)(100-2)를 차선에 따라 일렬로 배열할 때 이음부를 통해 누수 등이 일어나지 않도록 도 5에서 보이는 것처럼, 근접되는 신축이음장치(100-1,100-2)는 서로 겹쳐지면서 배열된다. 즉, 신축이음장치(100-1,100-2)의 마주하는 단부에는 서로 반대방향이면서 두께가 타구간보다 얇은 돌출부가 형성되어, 이 돌출부가 서로 겹쳐지는 것이다.

본 발명에 따른 입체복합도로용 내진 신축이음장치의 작용은 다음과 같다.

1. 건물 침하시.

건물(2)의 침하는 수직변위(Y축 방향)를 말하는 것으로, 도 6에서 보이는 것처럼, 이해를 돕기 위하여 침하를 극단적으로 도시하였으며, 교각에 지지되는 제1교량상판(1a)은 시공 상태를 유지하고 건물에 지지되는 제2교량상판(1b)은 수직으로 침하하는 것으로 설명한다.

제2교량상판(1b)이 수직 침하하면, 제1교량상판(1a)에 지지되는 제1덮개(10)는 제1교량상판(1a)이 거동하지 않으므로 설치 상태를 유지하지만 제2교량상판(1b)에 올려진 제2덮개(20)는 자유거동 상태이기 때문에 제2교량상판(1b)을 따라 아래로 떨어지게 된다. 이때, 제2덮개(20)는 제1힌지(11)를 통해 접히면서 제2교량상판(1b)을 따라 이동하여 제1,2교량상판(1a,1b) 사이를 막고 있다. 제2덮개(20)는 롤러(21)를 통해 제2교량상판(1b)을 따라 이동하여 제2덮개(20)의 마모를 극소화할 수 있고 제2덮개(20)의 거동이 부드럽다.

도 7은 교각에 지지되는 제1교량상판(1a)이 침하하는 경우를 도시한 것으로, 제1교량상판(1a)의 침하에 의해 제1덮개(10)가 제1힌지(11)를 통해 각도 조절되면 서 낙하하며, 제2덮개(20)는 제2교량상판(1b)을 따라 도면 기준 좌측으로 수평 이동하게 된다.

2. X축 방향 거동.

도 8에서처럼, 제1,2교량상판(1a,1b) 모두 Y축 방향의 거동을 하지 않으면서 건물에 지지되는 제2교량상판(1b)이 우측으로 수평 거동하는 경우 제2덮개(20)는 제1덮개(10)를 통해 제1교량상판(1a)에 연결된 상태를 유지하고 제2교량상판(1b)이 우측으로 거동하여 제1,2교량상판(1a,1b)의 사이는 제1,2덮개(10,20)에 의해 막히게 된다.

제1교량상판(1a)이 도면 기준 좌측으로 거동하는 경우에도 도 8과 같은 거동을 보이므로 이에 대해서는 설명을 생략한다.

도 9는 제1교량상판(1a) 및/또는 제2교량상판(1b)이 서로 모이는 방향으로 거동하는 경우를 도시한 것으로, 제1,2교량상판(1a,1b)이 가까워지면 제1,2덮개(10,20)는 제1,2힌지(11,12)를 통해 도면에서처럼 제1힌지(11)측이 상부로 꺽이게 된다.

3. Z축 방향 거동.

도 10은 평면도로서, 제2교량상판(1b)이 Z축 방향으로 거동하는 경우, 제1,2덮개(10,20)는 제1교량상판(1a)에 연결된 상태를 유지하여 제2교량상판(1b)의 일부가 제2덮개(20)와 일치하지 않더라도 제2덮개(20)에는 안전한 주행 통로가 있으므로 차량이 안전하게 통행할 수 있다.

도 11과 도 12는 제1,2교량상판(1a,1b)의 다른 거동 상태를 도시한 것으로, 제1,2덮개(10,20)는 도 6 내지 도 10과 같은 거동 이외에도 목적을 달성할 수 있음을 도시한 것이다.

도 1은 입체복합도로의 예시도.

도 2는 본 발명에 의한 입체복합도로용 내진 신축이음장치의 설치 상태 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 입체복합도로용 내진 신축이음장치에 적용된 롤러의 예시도.

도 4는 본 발명에 의한 입체복합도로용 내진 신축이음장치에 따라 제1,2교량상판의 이음부를 보인 확대도.

도 5는 본 발명에 의한 입체복합도로용 내진 신축이음장치가 차선에 맞춰 설치된 상태를 도시한 정면도.

도 6 내지 도 12는 각각 본 발명에 의한 입체복합도로용 내진 신축이음장치의 작용도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1a,1b : 교량상판, 10,20 : 덮개

11,12 : 힌지, 21 : 롤러

30 : 강판, 40 : 탄성패드

Claims (7)

1. 교각(3)에 지지되는 제1교량상판(1a), 건물을 관통하여 상기 건물에 지지되며 일측이 상기 제1교량상판에 이어지는 제2교량상판(1b)을 포함하는 입체복합도로용 내진 신축이음장치에 있어서,

   일측은 상기 제2교량상판(1b)에 절첩 가능하게 연결되며 타측은 상기 제1교량상판에 자유 거동 가능하게 근접되고 일측에서부터 타측의 사이에 폭방향을 따라 절첩부가 형성되어 상기 제1,2교량상판이 서로 다른 방향으로 거동하여도 상기 제1,2교량상판 사이를 연결하는 내진형 신축이음덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체복합도로용 내진 신축이음장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 내진형 신축이음덮개는, 상기 제1,2교량상판의 폭방향을 따라 다수개가 일렬로 배열되면서 근접되는 부분이 서로 겹쳐지도록 설치되는 것을 특징으로 하는 입체복합도로용 내진 신축이음장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 내진형 신축이음덮개는, 일측이 상기 제1교량상판에 제2힌지(12)로 연결되는 제1덮개(10), 일측이 상기 제1덮개의 타측에 제1힌지(11)를 매개로 연결되며 타측의 자유단부가 상기 제2교량상판에 근접되는 제2덮개(20)로 이루어진 것을 특징으로 하는 입체복합도로용 내진 신축이음장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 제2덮개의 타측 단부의 저부에는 상기 제1교량상판을 따라 구르는 하나 이상의 구름부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 입체복합도로용 내진 신축이음장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 제2덮개의 타측 단부와 대응되는 상기 제1교량상판에 설치되며 상기 제1교량상판과 동일 재질로 이루어지는 덮개포트(50)가 포함된 것을 특징으로 하는 입체복합도로용 내진 신축이음장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 제2덮개(20)와 상기 덮개포트(50)는 서로 겹치지는 다수의 핑거(23,51)가 형성되어 연결되는 것을 특징으로 하는 입체복합도로용 내진 신축이음장치.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 제1교량상판과 제2교량상판의 상면에는 상기 제1,2덮개가 각각 타구간과 동일한 높이로 설치되도록 덮개 안착홈이 형성되며, 상기 제1덮개가 안착되는 덮개안착홈에는 강판(30)이 설치되고, 상기 제2덮개가 안착되는 덮개안착홈에는 탄성패드(40)가 설치되는 것을 특징으로 하는 입체복합도로용 내진 신축이음장치.

Images