KR20020058665A - Universal bearing - Google Patents

Abstract

PURPOSE: A universal bearing is provided, which simplifies base configuration intermediating between upper and lower plate, naturally recovers permanent deformation by fluidity, and is provided with economic bridge seat. CONSTITUTION: The universal bearing comprises an upper plate(3) fixed on plate deck(1) of the bridge, a lower plate(4) fixed on pier or abutment(2), a supporting member(5) made from particular rubber that is characterized by high elastic and high pressure-enduring material corresponding to different displacements of upper bridge intermediating between upper and lower plates, airproof cover(8) formed groove(10) to rest on base plate(6), fulfilled fluid(7) such as silicon in the airproof cover(8), and base plate(6) fixed on the above airproof cover(8) and groove(10), where the above upper and lower plates(3,4) and base plates(6) are fixed by fastener(9) such as bolt.

Description

유니버셜 베어링{Universal bearing}Universal bearing

본 발명은 교량의 상판을 지지하는 교각의 상부에 설치되어 상판의 하중과변형을 받아주는 교좌장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교량 상판의 상부 하중을 하부 구조물에 가장 잘 전달할 수 있는 방법은 유체의 기본 성질인 정수압 방식으로의 응력 전달법이 이상적일 것이라는 발상에서, 종래의 교좌장치와는 전혀 다른 구조로 하여 유체(실리콘 등)를 봉입한 특수고무를 상부 및 하부판에 개재하여 상부 교량의 수평, 수직 및 회전 변위를 효과적으로 대응하면서 상판을 지지할 수 있는 유니버셜 베어링(Universal bearing)에 관한 것이다.The present invention relates to a bridge device that is installed on the top of the bridge to support the top plate of the bridge to receive the load and deformation of the top plate, more specifically, the method that can best transfer the top load of the bridge top plate to the lower structure of the fluid Based on the idea that the stress transfer method using the hydrostatic pressure method, which is a basic property, would be ideal, the upper and lower plates of a special rubber in which fluid (silicon, etc.) were encapsulated in a structure completely different from the conventional teaching apparatus are placed on the upper and lower plates. The present invention relates to a universal bearing capable of supporting the top plate while effectively coping with vertical and rotational displacements.

강이나 하천뿐만 아니라 바다를 가로질러 양안을 연결하는 교량은 일반적으로 교각 위에 상판을 올려주는 구조를 가지며,교각을 없이 설치하는 사장교(현수교)일지라도 중앙 또는 양안에 상판을 지지하는 구조물(교각 또는 기둥 모두 포함)이 설치되므로 기본적으로는 상판과 교각의 구조를 벗어나지 않으며, 교량의 상판은 교각과 교각 또는 교각과 교대를 이어주는 구조체로서 차량이나 사람의 통행을 위해 놓여지는데, 대형 교량인 경우에는 다수의 교각과 상판이 필요로 되며, 상판 위에는 사람이나 차량 또는 대 하중의 중기나 트레일러 등이 통행하므로 시시각각 변화되는 동 하중이 미치게 되며, 특히 교량이 크면 클수록 상판이 길어지므로 계절의 변화나 일교차에 따른 열변형으로 연신·수축량이 커지며, 특히 상판은 동하절기 기온차에 의한 수축·연신 등의 변형 뿐 만 아니라 통행하는 차량 등에 의한 동하중으로 변형이 야기될 수 있으므로, 이를 적의 수용할 수 있도록 교좌장치를 개재하여 교각에 얹혀지도록 하므로서 교량으로서 충분한 하중 지탱능력을 갖추게 되어 충분한 내구년한을 가지게 되므로, 일반적으로는 교각의 상부에 교좌장치를 설치하여 상판의 변위에 대응하면서 상판을 지지할 수 있도록 하고 있다.Bridges that connect both eyes across the sea, as well as rivers and rivers, generally have a structure that raises the tops on the piers. Even if a cable-stayed bridge (suspension bridge) is installed without a piers, a structure (pier or column) supporting the tops in the center or on both sides Basically, the top plate of the bridge is not deviated from the structure of the top plate and the bridge, and the top plate of the bridge is a structure that connects the pier and the pier or the bridge and is placed for the traffic of a vehicle or a person. Piers and decks are required, and heavy loads varying from time to time because people, vehicles, heavy loads, and trailers pass on the decks.In particular, the larger the bridges, the longer the decks. Deformation increases the amount of stretching and shrinkage, especially the top plate Not only the deformation of shafts and elongations, but also the dynamic loads of vehicles passing by them can cause deformations, so that the bridges can be loaded on the bridges through the bridge system to accommodate them, so that they have sufficient load bearing capacity as bridges. In order to have a year, generally, a bridge device is installed in the upper part of the piers to support the top plate while responding to the displacement of the top plate.

교좌장치는 상술한 바와 같이, 교각 또는 교대와 상판사이에서 상판이 동하절기 또는 일교차에 의해 연신 또는 수축되거나 상판 위를 통행하는 차량 등에 의해 충격적인 하중이 상판에 작용하는 경우 이를 흡수 또는 완충시켜서 교각 측에 전달되지 않도록 하면서 교각과 상판이 항시 정합되도록 하고자 설치되는 것으로, 교량의 중요 구성요소로 된 지 오래이며, 현재는 상술한 본연의 임무뿐만 아니라 그 외의 특수기능도 함께 갖고 있는 여러 가지 유형의 교좌장치가 개발되고 있는데, 예컨데 충격하중의 흡수능력에서 뛰어난 패드슈형(Pad Shoe Type)의 교좌장치, 변위에 대한 적응력이 뛰어난 포트베어링형(Pot Bearing Type) 및 오일레스형(Oilless Bearing Type)의 교좌장치 등이 있고, 지진과 같은 급격하고 큰 변위하에서도 그 기능을 잃지 않도록 하는 내진 또는 면진용 교좌장치도 개발되고 있다. 게다가, 교좌장치를 상부구조의 수평, 수직 및 회전 변위를 상부 및 하부플레이트 사이에 배치된 가동판에서 허용하는 기능을 가지는 것이라고 정의하면, 상술한 패트슈형과 포트베어링형 등에서 베어링플레이트(구면자), 고무탄성체, 고무탄성체와 한쪽면에 미끄럼재가 감착된 지압판의 조합들이 포함됨은 물론이고, 그 외에 롤러, 로커등의 전동체와 이들의 조합 및 피봇까지 포함된다고 할 수 있다.As described above, when the top plate extends or contracts during the winter season or one crossing, or when a shock load is applied to the top plate by a vehicle passing over the top plate, the absorbing or buffering the top plate between the piers or the alternating plate and the top plate makes it possible to It is installed to ensure that the bridges and decks are always matched without being delivered to the bridge, and it has been an important component of the bridge for a long time, and now various types of bridges with other special functions as well as the above-mentioned duties. The device is being developed, for example, a pad shoe type device having excellent shock absorbing capacity, a port bearing type and oilless type bearing which is highly adaptable to displacement. Device, etc., and earthquake-resistant to prevent its loss of function even under rapid and large displacements such as earthquakes A seismic isolation device is also being developed. In addition, if the stabilization device is defined as having a function of allowing the horizontal, vertical and rotational displacement of the superstructure in the movable plate disposed between the upper and lower plates, the bearing plate (spherical surface) in the above-described pad shoe type and port bearing type, etc. Combinations of rubber elastomers, rubber elastomers and acupressure plates with sliding material on one side thereof are included, as well as rolling elements such as rollers and rockers, as well as combinations and pivots.

상술한 여러 가지 교좌장치들은 각 기능에 따라 형상에 있어서는 약간 씩의 차이가 있을지라도 통상적으로는 교각이나 교대측에 부착시키는 하부플레이트와 상판에 부착시키는 상부플레이트 및 상기 상부 및 하부플레이트 사이에 배치하여 변위와 하중을 흡수 또는 지지하는 완충수단으로 이루어지며, 상기와 같이 분류되는 기능에 따라 상기 완충수단이 여러 가지형태로 형성되게 된다. 그런데, 상판의 진동·변형이 있을지라도 교각 또는 교대 측에 무리 없이 그 힘을 전달하거나 흡수하고자 하는 교좌장치는 그 상하에 위치하는 상판 및 교각의 변형 중심에 설치되어야 가진 기능을 충분히 발휘하게 된다. 그러나, 프리플렉스 빔(pre-flex-beam) 또는 피시 빔(PC beam)에서 더욱 심하게 나타나는 제작시 오차에 의하여 불균등 재하가 빈번히 발생하고 있고, 통상의 교량 설치작업에서도 허용되는 설계오차도 클 뿐만 아니라, 설계오차 이상의 오차가 발생되게 시공될 수 도 있으며, 경우에 따라서는 교량의 설치방식에 따라 어느 일 방향으로 계속적인 외력이 작용되는 교량도 있는데, 이 경우 통상적인 교좌장치를 설치하면 교좌장치가 금방 열화되거나, 가진바 그 기능을 충분히 발휘하지 못하게 된다. 즉, 상판과 교각간에 설계치 이상의 외력이 작용되는 경우, 교좌장치는 설치전후에 한쪽방향으로 편위되거나 전단 변형을받게 되며, 이는 그 방향으로의 작은 외력이 추가되더라도 쉽게 파단되거나 파손되어 그 기능을 상실하게 되며, 따라서 교좌장치는 항상 정위치에 위치되는 것이 바람직한데, 교좌장치의 설치시에 교좌장치의 각부가 교량에 견고히 고착될 수록그 기능을 잘 발휘할 수 있으므로 일단 교좌장치가 장착된 후에는 조절이 불가능하거나 어려운 실정이다.The above-mentioned various staking devices are usually arranged between the lower plate attached to the pier or the alternating side and the upper plate attached to the upper plate and the upper and lower plates, although there is a slight difference in shape depending on each function. It is made of a buffer means for absorbing or supporting the displacement and the load, the buffer means is formed in various forms according to the function classified as described above. By the way, even if there is vibration and deformation of the upper plate, the alternating device intended to transmit or absorb the force without difficulty on the pier or the alternating side fully exhibits its function only when it is installed at the upper and lower deformation centers of the pier. However, uneven loads frequently occur due to manufacturing errors that are more severe in pre-flex-beams or PC beams, and the design errors that are allowed in ordinary bridge installation work are not only large. In some cases, the bridge may be constructed so that the external force is continuously applied in one direction depending on the installation method of the bridge. It will quickly deteriorate, or it will not be able to fully function. That is, when an external force greater than the design value is applied between the upper plate and the piers, the bridge device is biased or sheared in one direction before and after installation, which is easily broken or broken even if a small external force in that direction is added. Therefore, it is desirable that the chair is always positioned in the correct position. When the chair is installed, each part of the chair is more securely attached to the bridge, so that its function can be better. This is impossible or difficult.

본 발명은 교량 상판의 상부 하중을 하부 구조물에 전달하는 방법에서 유체의 기본 성질인 정수압 방식의 응력 전달을 이용한 것으로, 유체(물 또는 기름)를 봉입한 특수고무를 상부 및 하부판에 개재하여 상부 교량의 수평, 수직 및 회전 변위를 효과적으로 대응하면서 상판을 지지할 수 있는 교좌장치를 제공하는 것이다.The present invention uses a hydrostatic stress transfer method, which is a basic property of a fluid in a method of transferring the upper load of the bridge upper plate to the lower structure, the upper bridge through a special rubber enclosed with a fluid (water or oil) on the upper and lower plates It is to provide a chair device that can support the top plate while effectively coping with the horizontal, vertical and rotational displacement of the.

이렇게 함으로써 상부 및 하부 플레이트 사이에 개재하는 받침 배치 구조가 간단하고, 지진 등으로 인한 영구 변형을 유체의 성질로 인하여 자연스럽게 회복 할 수 있으며, 제작비가 저렴한 교좌장치를 제공하는 것이다.By doing so, the support arrangement structure interposed between the upper and lower plates is simple, and the permanent deformation due to the earthquake, etc. can be naturally recovered due to the nature of the fluid, and to provide a low cost manufacturing device.

도 1은 본 발명인 유니버셜 베어링를 교량에 설치하였을 때의 상세도1 is a detailed view when the present invention universal bearing is installed on a bridge

도 2는 본 발명인 유니버셜 베어링의 세부 상세도Figure 2 is a detailed view of the present inventors universal bearing

도 3a는 본 발명인 유니버셜 베어링의 평상시의 상태도Figure 3a is a state of the ordinary of the universal bearing of the present invention

도 3b는 본 발명인 유니버셜 베어링의 수평하중이 가해졌을 경우 상태도Figure 3b is a state diagram when the horizontal load of the present invention universal bearing

도 3c는 본 발명인 유니버셜 베어링의 수직하중이 가해졌을 경우 상태도Figure 3c is a state diagram when the vertical load of the present invention universal bearing

도 3d는 본 발명인 유니버셜 베어링의 회전하중이 가해졌을 경우 상태도Figure 3d is a state diagram when the rotational load of the present invention universal bearing

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

1 : 교량 상판 2 : 교각 또는 교대1: bridge deck 2: pier or shift

3 : 상부 플레이트 4 : 하부 플레이트3: upper plate 4: lower plate

5 : 받침부재 6 : 지지판5: supporting member 6: supporting plate

7 : 유체 8 : 밀봉 커버7: fluid 8: sealing cover

9 : 고정수단 10 : 요홈9: fixing means 10: groove

본 발명의 구성에 대하여 도면을 참고로 설명하면 다음과 같다.Referring to the drawings with respect to the configuration of the present invention will be described.

도 1은 본 발명인 유니버셜 베어링를 교량에 설치하였을 때의 상태도로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명인 유니버셜 베어링은 교량의 상판(1)에 고정되는 상부플레이트(3)와, 교각 또는 교대(2)에 고정되는 하부플레이트(4), 및 상기 상부 및 하부플레이트(3,4)의 사이에 개재되어 상부 교량의 수평, 수직 및 회전 변위를 효과적으로 대응하는 받침부재(5)로 구성되는 장치이다. 한편 본 발명인 유니버셜 베어링은 교량 상판(1)의 하중을 적절히 대응하기 위하여 교량 상판(1) 하부와 교각(2) 사이의 양측면에 2개 정도 설치하면 된다.1 is a state diagram when the present invention the universal bearing is installed on the bridge, as shown in Figure 1, the present invention, the universal bearing is an upper plate (3) fixed to the upper plate (1) of the bridge, the bridge or alternating (2) It is a device consisting of a lower plate (4) fixed to the) and the supporting member (5) interposed between the upper and lower plates (3,4) to effectively correspond to the horizontal, vertical and rotational displacement of the upper bridge. On the other hand, the universal bearing of the present invention may be provided on the two sides between the lower portion of the bridge upper plate 1 and the bridge (2) in order to properly cope with the load of the bridge upper plate (1).

도 2는 본 발명인 유니버셜 베어링의 세부 상세도로서, 도 2에 도시된 바와 같이 받침부재(5)는 상기 상부 및 하부플레이트(3,4)의 사이에 개재되어 있고, 상기 받침부재(5)는 탄력성이 좋고 큰 압력에도 잘 찢어지지 않는 특수 고무재로 이루어지고, 상,하부에는 지지판(6)이 안착되도록 요홈(10)이 형성된 밀봉 커버(8)와, 상기 밀봉커버(8) 내부에는 빈 공간 없이 가득차게 봉입된 유체(7)와,상기 밀봉 커버(8)와 상기 요홈(10)에 고착된 지지판(6)으로 구성되고, 상기 상,하부 플레이트(3,4)와 상기 상,하부 지지판(6)은 볼트 등과 같은 고정수단(9)에 의하여 고정된다. 상기 유체(7)은 실리콘이나 유(油)체 등으로 사용한다.Figure 2 is a detailed view of the present invention universal bearing, as shown in Figure 2, the supporting member 5 is interposed between the upper and lower plates (3,4), the supporting member 5 is It is made of a special rubber material that is elastic and does not tear well even under high pressure, and has a sealing cover 8 having a groove 10 formed thereon so that the support plate 6 is seated on the upper and lower portions, and a hollow inside the sealing cover 8. It is composed of a fluid (7) filled with no space, the support cover (6) fixed to the sealing cover (8) and the groove 10, the upper and lower plates (3, 4) and the upper and lower The supporting plate 6 is fixed by fixing means 9, such as a bolt. The fluid 7 is used in silicon, fluid, or the like.

이렇게 하면 외부에 하중이 가해졌을 경우 봉입된 유체(7)에 작용하는 응력이 균등하게 분포하게 되므로 응력 분해에 효과적이다.In this case, when a load is applied to the outside, the stress acting on the enclosed fluid 7 is equally distributed, and thus, it is effective for stress decomposition.

도 3a 내지 도 3d는 각각 본 발명인 유니버셜 베어링의 평상시의 경우, 수평하중이 가해졌을 경우, 수직하중이 가해졌을 경우 및 회전하중이 가해졌을 경우에 대한 본 발명인 유니버셜 베어링의 변형 상태도를 도시한 것이다. 외부에서 가해지는 하중의 종류에 따라 유니버셜 베어링 내부의 유체가 신축성있게 작용하고 또 어느 경우에도 상부에서 전달되는 하중은 정수압과 같이 일정하게 되어 내부 응력이 균일하게 작용하기 때문에 응력이 어느 한 곳으로 집중되는 일 없이 교량 상판에 작용하는 하중을 변위의 종류와 상관없이 효과적으로 대응하면서 상판을 지지할 수 있다.Figures 3a to 3d respectively show the deformation state diagram of the universal bearing of the present invention for the case of the horizontal bearing is applied, the vertical load is applied, and the rotational load is applied in the usual case of the universal bearing of the present invention. According to the kind of load applied from the outside, the fluid inside the universal bearing acts elastically, and in any case, the load transferred from the upper part is constant like hydrostatic pressure, so the internal stress acts uniformly, so the stress is concentrated in one place. The top plate can be supported while effectively responding to the load applied to the bridge top plate regardless of the type of displacement.

본 발명은 유체(실리콘 등)를 봉입한 특수고무를 상부 및 하부판에 개재하면 되므로 통상의 가동부와 달리 고정, 일방향, 양방향 가동 등을 고려할 필요가 없어 상부 및 하부 플레이트 사이에 개재하는 받침 배치 구조가 간단하고, 특수고무내부의 유체는 압력이 균등하게 분포하므로 응력 분포에 효과적이어서 프리 플렉스 빔과 같은 제작오차가 있는 경우에도 유연하게 대처할 수 있으며, 지진 등으로 인한 영구 변형을 유체의 성질로 인하여 자연스럽게 회복 할 수 있으며, 제작비가 저렴한 효과가 있다.The present invention does not need to consider the fixed, one-way, two-way operation, etc., unlike the usual movable part because the special rubber containing the fluid (silicon, etc.) is interposed on the upper and lower plates, the support arrangement structure is interposed between the upper and lower plates Simple and fluid inside the special rubber has an even pressure distribution, so it is effective in stress distribution and can flexibly cope with manufacturing errors such as pre-flex beams. It can recover, and production cost is low.

Claims (3)

교량의 상판(1)에 고정되는 상부 플레이트(3)와, 교각 또는 교대(2)에 고정되는 하부 플레이트(4), 및 상기 상부 및 하부 플레이트(3,4)의 사이에 개재되어 상부 교량의 각종 변위에 대응하는 받침부재(5)로 구성되는 유니버셜 베어링에 있어서, 상기 받침부재(5)는 탄력성이 좋고 큰 압력에도 잘 찢어지지 않는 특수 고무재로 이루어지고, 상,하부에는 지지판(6)이 안착되도록 요홈(10)이 형성된 밀봉 커버(8)와, 상기 밀봉커버(8) 내부에는 빈 공간 없이 가득차게 봉입된 유체(7)와,상기 밀봉 커버(8)와 상기 요홈(10)에 고착된 지지판(6)으로 구성되고, 상기 상,하부 플레이트(3,4)와 상기 상,하부 지지판(6)은 고정수단(9)에 의하여 고정되는 것을 특징으로 하는 유니버셜 베어링.The upper plate 3 fixed to the upper plate 1 of the bridge, the lower plate 4 fixed to the pier or alternator 2, and the upper and lower plates 3 and 4 interposed between In the universal bearing composed of the supporting members 5 corresponding to various displacements, the supporting members 5 are made of a special rubber material which has good elasticity and is not easily torn even under a large pressure. The sealing cover 8 is formed with a groove 10 so as to be seated, the fluid 7 is filled in the sealing cover (8) without empty space, and the sealing cover (8) and the groove (10) Universal bearing, characterized in that consisting of a fixed support plate (6), wherein the upper and lower plates (3,4) and the upper and lower support plates (6) are fixed by fixing means (9). 제1항에 있어서, 상기 유체(7)는 실리콘이나 유체인 것을 특징으로 하는 유니버셜 베어링.Universal bearing according to claim 1, characterized in that the fluid (7) is silicone or fluid. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정수단(9)는 볼트로 된 것을 특징으로 하는 유니버셜 베어링.Universal bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the fixing means (9) is of bolts.