KR101668465B1 - 유지보수가 가능한 회전형 앵커시스템을 포함하는 교좌장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교좌장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교각에 설치되는 앵커소켓의 위치를 임의로 변형시킬 수 있도록 구성하여 교각내 배근된 철근과의 간섭을 회피할 수 있도록 함으로서 장치의 설치작업을 용이하게 하고, 앵커소켓의 고정력을 향상시키며, 교각 변형이 발생하지 않도록 한 유지보수가 가능한 회전형 앵커시스템을 포함하는 교좌장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 구조적으로 간단하여 제조하기도 쉽고, 교각내 배근된 철근 회피 능력이 우수하여 원활하면서 신속한 시공이 가능하며, 규정된 깊이로 앵커소켓을 매립 고정할 수 있어 고정력이 향상될 뿐만 아니라, 추후 교좌장치 교체시 유지보수가 가능하다는 장점을 얻을 수 있다.

Description

유지보수가 가능한 회전형 앵커시스템을 포함하는 교좌장치{BRIDGE BEARING DEVICE INCLUDING A ROTATABLE ANCHOR SYSTEM MAINTENANCE IS POSSIBLE}

본 발명은 교좌장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교각에 설치되는 앵커소켓의 위치를 임의로 변형시킬 수 있도록 구성하여 교각내 배근된 철근과의 간섭을 회피할 수 있도록 함으로써 장치의 설치작업을 용이하게 하고, 앵커소켓의 고정력을 향상시키며, 교각 변형이 발생하지 않도록 한 유지보수가 가능한 회전형 앵커시스템을 포함하는 교좌장치에 관한 것이다.

일반적으로, 교량은 차량 등의 통행, 강풍, 지진 등으로 인하여 동하중 및 충격력에 영향을 받게 되고, 또한 계절 변화에 따른 온도 변화로 신장 및 수축 등의 변위가 발생하게 된다.

이에 따라, 교량의 수평력이나 변위를 원활하게 흡수하여 교량의 내진기능을 원활히 하고 내구수명을 늘리고자 교좌장치(Bridge Bearing Apparatus)가 설치되고 있다.

상기 교좌장치는 교량의 상부구조물과 교각의 구조물 사이에 설치되어, 교량으로부터 전달되는 모든 하중을 교각에 전달하게 된다.

이러한, 교좌장치는 여러가지 형태로 개발되어 있다.

보편적으로 알려진 교좌장치는 교량의 상부구조물과 결합되는 상판과, 교각에 고정되는 하판 및 상기 상판과 하판 사이에 개재되어 슬라이딩되면서 상부구조물의 변형과 충격을 흡수하도록 하는 부재로 이루어진다.

그런데, 이와 같은 교좌장치를 교각에 고정할 때 주로 앵커소켓을 이용하여 고정하게 되는데, 이때에는 이미 교각이 완성되어 있는 상태이며, 교좌장치를 설치하기 위해 마련된 베드부에는 당연히 철근이 배근되어 있기 때문에 앵커소켓을 설치할 때 서로 간섭되는 문제가 발생된다. 다시 말해, 베드부는 교좌장치 설치를 위해 설계시 미리 마련될 수도 있고, 경우에 따라서는 실측 후 교각 상면을 파내어 철근이 보이도록 하여 베드부를 마련하기도 하는데, 교좌장치 고정용 몰탈이 교각의 철근에 함께 타설된 후 양생되어야 견고한 고정력을 유지할 수 있으므로 베드부에는 필히 철근이 노출될 수 밖에 없다.

더구나, 앵커소켓은 콘크리트 타설되어 교각에 고정될 때 프라이아웃 파괴(전단을 받는 앵커의 지렛대 작용으로 콘크리트가 떨어져 나가는 파괴유형)를 막기 위해 직경의 최소 4.5배 이상이 콘크리트 내부로 근입되도록 규정되어 있기 때문에 어떠한 일이 있더라도 앵커소켓은 규정에 부합되는 깊이로 근입시켜야 한다.

하지만, 교각의 베드부에 배근되어 있는 철근의 존재로 인해 이를 회피하지 않는 한 앵커소켓을 규정된 깊이로 근입시키기는 어렵다.

예컨대, 앵커소켓의 근입 깊이를 유지하기 위해 교각내 간섭되는 철근을 인위적으로 벌리거나 잘라야 하는데, 이럴 경우 교각의 내하력이 변형되는 문제가 생길 수 있고, 그렇다고 앵커소켓의 길이를 잘라 철근과 간섭되지 않게 하면 규정을 위반할 뿐만 아니라 종국적으로는 프라이아웃 파괴의 문제가 생기게 된다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1555034호(2015.09.16.) '지지부와 수평 결합력이 증대되고 시공이 용이한 교량 받침' 대한민국 특허 등록번호 제10-1471562호(2014.12.04.) '링크타입의 앵커를 구비한 교량용 지지장치 및 그의 설치공법' 대한민국 특허 등록번호 제10-1471393호(2014.12.04.) '교량받침용 앵커소켓 구조물' 대한민국 특허 등록번호 제10-1146627호(2012.05.09.) '위치이동이 가능한 교량받침용 앵커소켓 구조물' 대한민국 특허 등록번호 제10-1093573호(2011.12.07.) '유지 보수형 스페리컬 교좌장치'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 교각에 설치되는 앵커소켓의 위치를 임의로 변형시킬 수 있도록 구성하여 교각내 배근된 철근과의 간섭을 회피할 수 있도록 함으로서 장치의 설치작업을 용이하게 하고, 앵커소켓의 고정력을 향상시키며, 교각 변형이 발생하지 않도록 한 유지보수가 가능한 회전형 앵커시스템을 포함하는 교좌장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 하부플레이트와, 상부플레이트를 포함하는 교좌장치에 있어서; 상기 하부플레이트의 네모서리에 관통 형성된 볼트공과; 상기 볼트공을 관통하여 끼워지며, 상기 볼트공 보다 큰 직경의 헤드부를 갖는 앵커볼트와; 상기 하부플레이트의 상면과 상기 앵커볼트의 헤드부 사이에 기재되는 고무와셔와; 상기 하부플레이트의 저면에 밀착되며 끼움구멍이 관통형성된 원통형상의 고무링과; 상기 고무링의 하단면에 면접설치되고, 상기 끼움구멍을 관통한 앵커볼트가 체결되어 고무링의 변형에 의해 벌릴 수 있도록 구성되는 앵커소켓;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유지보수가 가능한 회전형 앵커시스템을 포함하는 교좌장치를 제공한다.

이때, 상기 앵커소켓의 상단면에는 앵커볼트가 체결되는 볼트홈이 형성된 환형돌기가 상방향으로 더 돌출되고, 상기 환형돌기는 상기 고무링의 끼움구멍에 끼워지는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 고무링의 끼움구멍 하측에는 상기 앵커소켓의 직경과 대응되는 소켓홈이 더 형성되고, 상기 앵커소켓의 상단 일부는 상기 소켓홈에 끼워 고정되는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 구조적으로 간단하여 제조하기도 쉽고, 교각내 배근된 철근 회피 능력이 우수하여 원활하면서 신속한 시공이 가능하며, 규정된 깊이로 앵커소켓을 매립 고정할 수 있어 고정력이 향상될 뿐만 아니라, 추후 교좌장치 교체시 유지보수가 가능하다는 장점을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 교좌장치의 예시적인 일부 절개 사시도이다.
도 2는 본 발명 제1실시예에 따른 교좌장치의 앵커소켓 구조만 일부 발췌하여 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명 제2실시예에 따른 교좌장치의 앵커소켓 구조만 일부 발췌하여 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명 제3실시예에 따른 교좌장치의 앵커소켓 구조만 일부 발췌하여 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교좌장치는 보편화된 구조 그대로 포함하는 것으로 이를 테면, 교량의 상부구조물에 고정되는 상부플레이트(100)와, 상기 교량의 하부구조물인 교각 상에 고정되는 하부플레이트(200) 및 상기 상부플레이트(100)와 하부플레이트(300) 사이에 개재되어 교량의 상부구조물의 상대적인 유동을 흡수 완충시키는 탄성체(300)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 탄성체(300)는 탄성력을 갖는 고무(310)와, 상기 고무(310) 사이에 배치되고 등간격을 이루는 보강판(320)을 포함하여 이루어지며; 상기 탄성체(300)와 상부플레이트(100) 사이에는 도시되어 있지 않지만 슬라이딩부재(미도시)가 개재된다.

이 경우, 상기 슬라이딩부재는 테프론시트와 스테인레스스틸판이 조합되어 교량의 상부구조물에 고정된 상부플레이트의 수평방향 변형(수평변위)을 슬라이딩방식으로 흡수하여 탄성체(300)가 전단변형을 일으키지 않도록 유도하며, 탄성체(300)는 수직하중을 흡수 완충하게 된다.

그리고, 상기 하부플레이트(200)의 하단면에는 4개의 앵커소켓(400)이 조립되며, 상기 앵커소켓(400)은 교각의 베드부 상에 안착된 상태에서 거푸집이 마련된 후 콘크리트 몰탈이 타설되고 양생되어 교각 상에 고정되게 된다.

상기된 교좌장치의 구조는 공지된 구조를 채택한 것으로서, 도 1b와 도 1c와 같이 다양한 종류의 교좌장치가 본 발명에 적용될 수 있다. 다만, 본 발명은 교좌장치 자체의 구조에 특징이 있는 것이 아니라 후술되는 앵커소켓 설치를 위한 특수한 구조에 특징이 있으므로 이하에서는 본 발명의 특징부에 대하여 집중적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 주된 특징부에 해당하는 앵커소켓 설치를 위한 구조는 다음과 같이 3가지 실시예 형태를 가질 수 있다.

[제1실시예]

본 발명 제1실시예에 따른 앵커소켓 설치를 위한 구조는 도 2의 예시와 같이, 하부플레이트(200)의 네모서리 부근에 모두 동일하게 갖추어진다.

때문에, 이들 4개 중 하나만을 예시적으로 설명하기로 한다.

도 2에 따르면, 앵커소켓(400)은 상단면에는 환형돌기(410)가 돌출 형성된다.

그리고, 상기 환형돌기(410)에는 일정깊이 볼트홈(412)이 요입 형성된다.

아울러, 상기 하부플레이트(200)의 네모서리 부근에는 상하로 관통된 볼트공(210)이 형성되고, 상기 볼트공(210)에는 앵커볼트(220)가 끼워진다.

이때, 상기 앵커소켓(400)과 상기 하부플레이트(200) 사이에는 고무링(420)이 개재되고, 상기 하부플레이트(200)와 앵커볼트(220)의 헤드부(222) 사이에는 고무와셔(430)가 개재된다.

여기에서, 상기 고무링(420)은 일반적으로 알려진 단순한 링 형태가 아니라, 고무소재로 된 원통형상의 부재로서, 내부에는 상기 환형돌기(410)가 끼워질 수 있도록 그와 대응되는 직경을 갖는 끼움구멍(422)이 관통 형성된다.
또한, 상기 앵커볼트(220)와 상기 앵커소켓(400)은 결합하여 일직선을 이루며, 상기 일직선이 상기 하부플레이트(200)와 직교하지 않는 상태로 설치될 수 있다.

따라서, 조립 상태를 보인 도 2의 (a)를 참고하면, 상기 환형돌기(410)가 상기 끼움구멍(422)에 끼워진 후 상측 부분은 비어 있는 상태로 일정한 공간(S)을 형성하게 되어 상기 행커소켓(400)을 벌릴 때 고무링(420)이 보다 쉽게 변형될 수 있도록 유도하게 된다.

또한, 상기 앵커볼트(220)는 상단에 볼트 직경보다 큰 원형플랜지 형태의 헤드부(222)가 형성되고, 상기 고무와셔(430)에는 상기 앵커볼트(220)가 관통될 수 있도록 볼트 직경과 대응되는 내경을 가지며, 고무와셔(430)의 외경은 상기 헤드부(222)와 같거나 혹은 크게 형성되어 상기 앵커볼트(220)가 체결되었을 때 헤드부(222)가 안전하게 안착된 상태에서 조여질 수 있도록 구성된다.

아울러, 상기 하부플레이트(200)에 형성된 볼트공(210)은 상기 앵커볼트(220)의 볼트 직경 보다 크게 형성되어야 유격을 가질 수 있어 경사 배치가 가능하며, 약간의 유격에 의해 앵커소켓(400)을 벌릴 때 고무링(420)과 함께 변형을 더욱 더 원활하게 유도할 수 있다.

특히, 상기 앵커소켓(400)의 상단면에 상기 고무링(420)에 끼워지는 환형돌기(410)를 형성하는 이유는 밀착력을 높여 안정적인 고정관계를 유지하기 위함이다.

뿐만 아니라, 상기 고무링(420)은 다양한 크기의 것이 사용될 수 있으나, 높이 10-40mm, 직경 20-150mm의 것을 사용하는 것이 바람직한데, 만약 높이가 10mm 미만이 되면 높이가 너무 낮아서 꺽을 수 있는 각도가 작아 철근 회피 설계가 어렵고, 40mm를 초과하면 가해지는 하중에 의해 눌림양이 커져 레벨링이 매우 어렵기 때문에 높이는 상기 범위로 한정하는 것이 바람직하다.

또한, 직경의 경우에도 20mm 미만이 되면 너무 작아서 꺽기가 어렵고, 150mm를 초과하면 너무 넓어져 오히려 꺽을 수 있는 각도가 작아지기 때문에 상기 범위로 한정하는 것이 바람직하다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 교좌장치의 시공을 위한 작동관계는 다음과 같다.

먼저, 도 2의 (a)와 같이, 교각에 배근된 철근(T)과 앵커소켓(400)이 서로 간섭되지 않을 경우에는 앵커소켓(400)을 휘지 않고 그대로 수직하게 정위치시켜 배치하면 된다.

이때, 교좌장치의 높이를 정확하게 유지시키기 위해 전산볼트(미도시)를 이용하여 설치높이를 적절히 조절한 다음 교각 상면 베드부 주변에 거푸집을 만들고, 콘크리트몰탈을 포설하여 채운 다음 양생 후 거푸집을 떼어 내면 본 발명에 따른 교좌장치를 정확하고 빠르게 시공할 수 있게 된다.

물론, 시공전에 고무링(420)과 고무와셔(430)의 개재하에 앵커볼트(220)를 하부플레이트(200)의 상부에서 하부로 볼트공(210)에 끼워 넣은 다음, 앵커볼트(220)의 하단이 앵커소켓(400)의 환형돌기(410) 상에 마련된 볼트홈(412)에 체결하여 앵커소켓(400)을 고정해야 함은 당연하다 하겠다.

한편, 도 2의 (b)와 같이, 교각의 베드부 상에 배근된 철근(T)과 설치할 앵커소켓(400)의 위치가 서로 겹쳐 간섭될 경우에는 앵커소켓(400)을 바깥방향으로 약간 당겨 벌린다.

그러면, 앵커볼트(220)는 앵커소켓(400)의 상단을 체결한 상태로 고정되어 있지만, 환형돌기(410)의 상단과 고무링(420)에 형성된 끼움구멍(422) 사이에는 공간(S)이 남아 있기 때문에 상기 앵커소켓(400)이 벌려질 수 있도록 고무링(420)이 쉽게 변형되게 되므로 결국 철근(T)을 비껴서 배치할 수 있게 되어 간섭에 의한 설치상 어려움이 해소된다.

이렇게 하여, 철근(T)을 비껴 배치가 완료되면 이후 거푸집 형성, 콘크리트 타설, 양생 등의 과정은 동일하게 이루어진다.

이와 같이, 본 발명에 따른 교좌장치는 아주 간단하고 단순해 보이지만, 구조적으로 체결력 저하없이 교각의 베드부상에 드러난 철근(T)을 회피하여 앵커소켓(400)을 손쉽게 설치할 수 있으므로 설치작업상 편의성이 극대화되고, 규정에 맞는 정확한 매설 깊이로 시공이 가능하여 안전성이 향상되는 장점이 있으며, 무엇보다도 앵커소켓(400)의 철근(T) 회피를 위한 구조가 간단하고 단순하여 제조비용이 저렴하다는 장점도 갖는다.

덧붙여, 본 발명에 따른 교좌장치는 기존과 달리 유지보수의 편리성을 갖추고 있는데, 이를 테면 교좌장치가 파손되거나 혹은 기타 사유로 인해 교체를 해야할 경우 교각과 교량(상판) 사이에 유압잭을 설치한 상태에서 잭업한 후 앵커볼트를 풀고 교좌장치를 들어 내야 하는데 기존 구조의 경우에는 콘크리트 몰탈이 앵커볼트와 하부플레이트 사이의 틈새로 침투하여 완전히 고착된 상태로 경화되어 있기 때문에 앵커볼트를 풀기가 매우 어렵고 곤란하였지만, 본 발명에 따른 구조에서는 앵커볼트의 헤드부와 하부플레이트 사이에 고무와셔가 씰링재 역할을 하기 때문에 콘크리트 몰탈이 틈새로 침투하지 못하므로 고착된 부위가 거의 없어 앵커볼트를 풀기 쉽다.

때문에, 유지 보수를 위한 교체작업시 잭업된 상태에서 앵커볼트만 빼 낸 다음 교좌장치 자체를 살짝 들어 올린 후 옆으로 밀면 쉽고 빠르게 교체할 수 있게 되어 유지보수의 편리성이 현저히 향상되는 장점이 있다. 이는 이하의 다른 실시예에도 마찬가지로 적용될 수 있다.

[제2실시예]

본 발명에 따른 제2실시예는 도 3의 예시와 같이, 앵커볼트(220), 고무와셔(430), 고무링(420)을 비롯하여 앵커소켓(400)은 상술한 제1실시예와 같이 모두 포함되지만 앵커소켓(400)의 구조가 조금 변형되어 구조를 더욱 간소화시킨 것이다.

즉, 앵커소켓(400)의 상단을 평평하게 구성하고, 상면 중앙에 볼트홈(412)을 직접 요입 형성하여 고무링(420)의 하단면과 상기 앵커소켓(400)의 상단면이 면접촉하도록 구성한 것이다.

따라서, 이 경우에도 철근(T, 도 2 참조)을 회피해야 할 때에는 앵커소켓(400)을 벌리게 되면 고무링(420)이 변형되면서 철근(T)과의 간섭을 피할 수 있으므로 설치의 용이성을 확보할 수 있게 된다.

이에 더하여, 상기 제1실시예는 물론 후술될 제3실시예에서도 마찬가지로 하부플레이트(200)에 형성된 볼트공(210)을 깊이 방향으로 봤을 때 그 종단면이 역사다리꼴 형상을 갖도록 하면 앵커볼트(220)도 유동성을 갖게 되므로 앵커소켓(400)를 벌릴 때 더욱 더 원활하게 하여 주므로 시공상 편의성이 더욱 더 증대되게 된다.

아울러, 시공 방법은 앞서 설명한 제1실시예와 동일하다.

[제3실시예]

본 발명에 따른 제3실시예는 도 4의 예시와 같이, 앵커볼트(220), 고무와셔(430), 고무링(420)을 비롯하여 앵커소켓(400)은 상술한 제2실시예와 같이 모두 포함되지만 고무링(420)의 구조가 조금 변형되어 앵커소켓(400)의 흔들림을 더 억제하도록 구성된다.

즉, 앵커소켓(400)은 상기 제2실시예와 동일하게 평평한 상단과, 상면 중앙에 볼트홈(412)을 직접 요입 형성하여 구성된다.

반면, 상기 고무링(420)은 앵커볼트(220)가 끼워지는 끼움구멍(422)의 하측 일부에 상기 끼움구멍(422) 보다 크고 상기 앵커소켓(400)의 상단 일부가 끼워질 수 있는 소켓홈(424)이 더 형성된다.

때문에, 상기 고무링(420)의 직경은 상기 앵커소켓(400)의 직경보다 크게 형성되어야 한다.

특히, 상기 소켓홈(424)의 내경과 고무링(420)의 외경 사이에는 10-20mm의 간격을 유지하도록 형성하는 것이 바람직한데, 이는 원활한 꺽임이 유도하기 위함이다.

이렇게 구성하게 되면, 앵커소켓(400)의 상단 일부가 고무링(420) 속으로 끼워진 상태에서 앵커볼트(220)가 앵커소켓(400)의 볼트홈(412)에 체결되기 때문에 그 만큼 고정안정성이 증대되고, 유동성, 즉 흔들림이 최소화된다.

따라서, 이 경우에도 철근(T, 도 2 참조)을 회피해야 할 때에는 앵커소켓(400)을 벌리게 되면 고무링(420)이 변형되면서 철근(T)과의 간섭을 피할 수 있으므로 설치의 용이성을 확보할 수 있게 된다.

아울러, 시공 방법은 앞서 설명한 제1실시예와 동일하다.

100: 상부플레이트 200: 하부플레이트
300: 탄성체 400: 앵커소켓
410: 환형돌기 420: 고무링
430: 고무와셔

Claims (3)

1. 하부플레이트와, 상부플레이트를 포함하는 교좌장치에 있어서;
   상기 하부플레이트의 네모서리에 관통 형성되며 내부에 나사선이 형성되어 있지 않은 볼트공과;
   상기 볼트공을 관통하여 끼워지며, 상기 볼트공 보다 큰 직경의 헤드부와 상기 볼트공 보다 작은 볼트 직경을 갖는 앵커볼트와;
   상기 하부플레이트의 상면과 상기 앵커볼트의 헤드부 사이에 기재되는 고무와셔와;
   상기 하부플레이트의 저면에 밀착되며 끼움구멍이 관통형성된 10-40mm 높이를 갖는 원통형상의 고무링과;
   상기 고무링의 하단면에 면접설치되고, 상기 끼움구멍을 관통한 앵커볼트가 체결되어 고무링의 변형에 의해 벌려질 수 있도록 구성되는 앵커소켓;을 포함하여 이루어지며,
   상기 앵커소켓의 상단면에는 앵커볼트가 체결되는 볼트홈이 형성된 환형돌기가 상방향으로 더 돌출되고, 상기 환형돌기는 상기 고무링의 끼움구멍에 끼워지고,
   상기 앵커볼트와 상기 앵커소켓은 결합하여 일직선을 이루며, 상기 일직선이 상기 하부플레이트와 직교하지 않는 상태로 설치될 수 있는 것을 특징으로 하는 유지보수가 가능한 회전형 앵커시스템을 포함하는 교좌장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 고무링의 끼움구멍 하측에는 상기 앵커소켓의 직경과 대응되는 소켓홈이 더 형성되고, 상기 앵커소켓의 상단 일부는 상기 소켓홈에 끼워 고정되는 것을 특징으로 하는 유지보수가 가능한 회전형 앵커시스템을 포함하는 교좌장치.
   

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