KR100430645B1 - Two Step Shock Absorber for Unseating Prevention - Google Patents
Two Step Shock Absorber for Unseating Prevention Download PDFInfo
- Publication number
- KR100430645B1 KR100430645B1 KR10-2001-0079049A KR20010079049A KR100430645B1 KR 100430645 B1 KR100430645 B1 KR 100430645B1 KR 20010079049 A KR20010079049 A KR 20010079049A KR 100430645 B1 KR100430645 B1 KR 100430645B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- displacement
- fluid
- shock absorber
- impact
- prevent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
- E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
- E01D19/04—Bearings; Hinges
- E01D19/041—Elastomeric bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
- F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
Abstract
본 발명은 낙교방지 및 과다변위를 방지하기 위해 속도 의존성이 높은 실린더형 유체감쇠기와 변형경화형 탄성받침으로 구성된 2단계 충격흡수장치로 이루어짐으로서, 유체감쇠기의 상시변위 흡수능력으로 변위제한장치와의 접촉을 유지하여 지진시 충돌전 속도를 감소시키며 유체감소기와 탄성받침의 우수한 에너지 흡수능력으로 충돌력을 감소시켜 교량의 파손을 방지하고 나아가서는 낙교방지를 위한 것이다. 즉, 본 발명의 2단계 충격흡수장치에 충격이 발생하면, 유체감쇠기의 압축에 필요한 충격력에 도달하기 전까지 탄성받침에 초기압축이 발생하며, 이후에 유체감쇠기가 압축되어 수축이 완료되면 탄성받침에 최종압축이 발생하는 일련의 과정에 의하여 2단계의 힘-변위 관계가 나타남으로서 우수한 에너지 흡수 능력을 발휘한다. 나아가 점성유체의 속도 의존특성으로 인하여 저속으로 수축시에는 작은 저항력이 발생하여 상시변위를 수용할 수 있으며, 고속으로 수축시에는 큰 저항력이 발생하여 충격에너지 흡수능력이 탁월하다. 뿐만 아니라 유체감쇠기의 외부에 복원고무가 설치되어 점성유체의 유출을 방지하고 유체감쇠기의 압축변형을 용이하게 할 뿐만 아니라, 상시변위가 감소하거나 충돌한 이후에는 유체감쇠기를 자체 복원시켜 충격흡수장치로서의 기능을 인위적 조치 없이 다시 수행할 수 있다.The present invention consists of a two-stage shock absorber composed of a high speed-dependent cylindrical fluid attenuator and a strain hardening elastic support to prevent falling and overdisplacement, thereby contacting the displacement limiting device with the constant displacement absorbing capability of the fluid attenuator. By reducing the pre-collision speed during the earthquake and reducing the impact force by the excellent energy absorption capacity of the fluid reducer and the elastic bearing to prevent the breakage of the bridge and further to prevent falling. That is, when an impact occurs in the two-stage shock absorber of the present invention, the initial compression occurs in the elastic support until the impact force required for the compression of the fluid attenuator is reached. The two stages of force-displacement relationship are shown by a series of processes in which final compression occurs, thus showing excellent energy absorption. Furthermore, due to the velocity-dependent nature of viscous fluids, small resistive forces are generated when shrinking at low speeds to accommodate constant displacement. In addition, restoring rubber is installed on the outside of the fluid attenuator to prevent the outflow of viscous fluids and to facilitate the compression deformation of the fluid attenuator, and to restore the fluid attenuator itself after a constant displacement or impact as a shock absorber. The function can be performed again without artificial action.
Description
본 발명은 교량의 낙교방지 및 과다변위 방지를 위한 2단계 충격흡수장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교량의 상판과 교대 또는 교각 사이에 완충재로서 설치하여 지진시 낙교를 방지하고 교량받침의 과다변위를 방지할 수 있는 충격흡수장치로서 유체감쇠기와 탄성받침의 이중 구조로 이루어져 2단계에 걸친 충격흡수구조로 우수한 충격에너지 흡수능력을 발휘할 수 있는 2단계 충격흡수장치에 관한 것이다.The present invention relates to a two-stage shock absorbing device for preventing the fall of bridges and over-displacement, more specifically, installed as a cushioning material between the top of the bridge and the alternating or pier to prevent falling during the earthquake and over displacement of the bridge support The present invention relates to a two-stage shock absorbing device capable of exerting an excellent shock energy absorbing ability through a two-stage shock absorbing structure consisting of a double structure of a fluid attenuator and an elastic support.
일반적으로 구조물 내진설계의 기본원칙은 다음 2가지 측면으로 나눌 수 있다. 첫째는 소규모의 지진에 대해서는 구조물이 손상을 입지 않아야 하고, 둘째는 대규모의 지진에 대해서는 구조물의 손상을 피할 수는 없으나 최소한 구조물의 붕괴로 인한 인명피해는 막아야 한다는 것이다. 대규모 지진발생시 교량에 과다변위가 발생하면 교량받침이 탈락하거나 낙교가 발생하여 교량전체가 붕괴되기도 한다. 이를 방지하기 위하여 교량에 낙교방지장치를 설치한다.In general, the basic principles of seismic design can be divided into two aspects. First, the structure should not be damaged for small earthquakes. Second, damage to the structure cannot be avoided for large earthquakes, but at least the loss of life due to the collapse of the structure. In the event of a large earthquake, excessive displacement of the bridge may cause the bridge support to fall off or fall into a bridge, causing the entire bridge to collapse. To prevent this, install a fall prevention device on the bridge.
상기한 낙교방지장치는 연결방식과 변위제한방식으로 나뉘며, 연결방식은 교량 상판간 또는 상판과 하부구조(교각 또는 교대)를 케이블, 체인 또는 핀 등을 이용하여 서로 구속하여 낙교를 방지하는 방식이다. 그리고 변위제한방식의 경우에는 상판과 교대 또는 교각에 전단키 등의 변위제한장치를 설치하여 과다변위를 방지하므로써 낙교를 방지하는 방식이다.The fall prevention device is divided into a connection method and a displacement limit method, and the connection method is a method of preventing falling by restraining each other by using a cable, a chain, or a pin between a bridge top plate or a top plate and a substructure (piers or alternations). . In case of the displacement limiting method, a displacement limiting device such as a shear key is installed on the upper plate and the alternating or pier to prevent excessive displacement by preventing displacement.
한편, 강성이 큰 두 물체간에 충돌이 발생하면 짧은 시간내에 큰 하중이 발생하여 물체에 심한 손상이 발생할 수 있다. 이때 강성이 작은 완충재를 통하여 충돌이 발생하도록 하면 충돌시간이 지연되며 충돌력이 감소한다. 따라서 충돌력을 감소시키기 위하여 충돌체간의 접촉면에 충격흡수장치 등의 완충재를 사용한다. 본 발명은 이러한 낙교방지를 위한 변위제한방식의 완충재로 사용되는 충격흡수장치이다.On the other hand, when a collision occurs between two rigid objects, a large load may be generated within a short time, thereby causing serious damage to the object. At this time, if the collision occurs through the buffer material having a small rigidity, the collision time is delayed and the collision force is reduced. Therefore, in order to reduce the collision force, a shock absorbing device such as a shock absorber is used for the contact surface between the collision bodies. The present invention is a shock absorbing device used as a shock absorbing material of the displacement limiting method for preventing falling.
상기한 완충재는 일반적으로 역학특성(힘-변위 관계)상 변형경화형과 탄소성형으로 분류할 수 있다. 고무 등을 사용한 완충재는 변형경화형이며 탄소성형에비하여 에너지흡수율이 떨어지기 때문에 범용고무 대신 고감쇠고무를 이용하기도 하며, 완충재의 구조형상을 벌집구조로 개선하거나 PRF(Poly Rubber Fiber) 및 FRP(Fiber Reinforced Plastic) 등의 재료를 사용하여 에너지흡수율을 높인 제품이 일본내에 선보이고 있다. 그러나 구조적 또는 재료적 한계로 인하여 충격흡수에 한계를 지니고 있다.The above-mentioned cushioning material can generally be classified into strain hardening type and carbon molding on the basis of the mechanical properties (force-displacement relationship). The cushioning material using rubber is a strain hardening type, and the energy absorption rate is lower than that of carbon molding. Therefore, high damping rubber can be used instead of general rubber, and the structure of the cushioning material is improved to a honeycomb structure or PRF (Poly Rubber Fiber) and FRP (Fiber). Products that increase energy absorption rate using materials such as Reinforced Plastic are being introduced in Japan. However, due to structural or material limitations, they have limitations on shock absorption.
또한, 교량의 상판은 온도신축, 건조수축 및 크리이프 등에 의하여 수평방향으로 신축한다. 이를 교량의 상시변위라 하며 가동 교량받침을 사용하여 상시변위를 원활히 수용하도록 하기도 한다. 종래 변위제한방식에 의한 낙교방지장치의 경우에는 상시변위 수용능력이 작기 때문에 교대 또는 교각과 충돌체(상판 또는 변위제한장치)간의 간격을 상시변위 이상으로 두어야 한다. 이러한 충돌거리의 증대는 충돌속도 증가로 이어져 완충재를 사용했음에도 불구하고 교량에 큰 충격을 주어 파손을 초래하기도 한다.In addition, the top plate of the bridge is stretched in the horizontal direction by temperature stretching, drying shrinkage and creep. This is called the permanent displacement of the bridge, and the movable bridge bearing is used to smoothly accommodate the constant displacement. In the case of the conventional displacement limiting device, since the displacement capacity is small, the gap between the shift or the pier and the collider (top plate or the displacement limiting device) should be kept above the normal displacement. This increase in the collision distance leads to an increase in the collision speed, and even though a shock absorber is used, the bridge may have a big impact and cause damage.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 낙교방지를 위한 변위제한장치내에 완충재로 설치되어, 상시에는 상시변위를 수용하며 지진시에는 2단계 충격흡수를 통하여 우수한 충격흡수능력을 갖춤으로서 구조물을 보호할 수 있는 교량의 낙교방지 및 과다변위 방지를 위한 2단계 충격흡수장치를 제공하는 데에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is installed as a cushioning material in the displacement limiting device for prevention of falling off, it always receives the constant displacement and during the earthquake excellent shock through two-stage shock absorption It is to provide a two-stage shock absorbing device for the fall prevention and over-displacement of the bridge that can protect the structure by having the absorption capacity.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 낙교방지를 위한 변위제한장치에 사용하는 상·하부 플레이트(201, 204)와 상기 상·하부 플레이트(201, 204) 사이에서 적층되어 있는 탄성재(202)와 내부보강강판(203)으로 이루어지는 변형경화형 탄성받침(304)을 포함하는 충격흡수장치에 있어서,충돌체와 접촉되는 상면은 충격력이 편심으로 작용하는 것을 최소화하도록 구면화되어 있고 충돌체와 접촉하지 않는 하면은 평면인 접촉 플레이트(101)와;상기 탄성받침의 상부 플레이트(201) 상면 일부와 체결볼트(112)에 의해 체결되도록 체결공을 가진 중공원형의 체결 플레이트(103)와;전체적으로 사다리꼴 원통형으로서 상단은 상기 접촉 플레이트(101)에 접합되고 하단은 상기 체결플레이트(103)에 접합되어 상기 접촉플레이트에 작용하는 압력을 받아 압축변형되는 복원고무(102)와;상면은 상기 접촉플레이트(101) 하부의 평면 중앙에 부착되어 있고 상부에 오리피스(106)가 관통되어 설치되고 하면은 개방된 원통형의 실린더(105)와;상단은 상기 원통형의 실린더(105) 내부로 그 개방된 하면을 통해 삽입되고 하단은 상기 탄성받침의 상부 플레이트(201) 중심과 소켓 형태로 원형볼트(113)에 의해 볼트결합되는 피스톤(107) 및충격시 상기 접촉플레이트 및 복원고무에 가해지는 충격력에 의해 오리피스(106)를 통하여 상기 실린더(105) 내·외부를 유통하도록 압축밀봉되어 있는 점성유체(110, 110`)를 포함하여 이루어지는 실린더형 유체감쇠기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an elastic material 202 laminated between the upper and lower plates 201 and 204 and the upper and lower plates 201 and 204 used in the displacement limiting device for preventing falling. In the shock absorbing device comprising a deformation-hardening elastic support 304 made of an internal reinforcing steel plate 203, the upper surface in contact with the impact body is spherical so as to minimize the impact force acts as an eccentricity and does not contact the impact body And a contact plate 101 which is a plane; a hollow-clamp-type fastening plate 103 having fastening holes to be fastened by a part of the upper plate 201 of the elastic bearing and the fastening bolt 112; and an overall trapezoidal cylindrical upper end. Is bonded to the contact plate 101 and the lower end is bonded to the fastening plate 103 to restore the compression deformation under the pressure acting on the contact plate Radish 102; and the upper surface is attached to the center of the plane of the lower surface of the contact plate 101, the orifice 106 is installed through the upper and the cylindrical cylinder 105 of the lower surface is open; The upper end of the cylindrical The piston 107 is inserted into the cylinder 105 through its open bottom surface and the lower end is bolted by the circular bolt 113 in the form of a socket with the center of the upper plate 201 of the elastic bearing and the contact plate upon impact. And a cylindrical fluid attenuator comprising viscous fluids (110, 110 ') that are compressed and sealed to distribute the inside and the outside of the cylinder (105) by the impact force applied to the restoring rubber. It is characterized by.
도 1은 본 발명에 의한 2단계 충격흡수장치의 단면도,1 is a cross-sectional view of a two-stage shock absorbing device according to the present invention,
도 2은 본 발명에 의한 2단계 충격흡수장치의 설치예를 나타내는 도면이고,2 is a view showing an installation example of a two-stage shock absorbing device according to the present invention,
도 3은 본 발명에 의한 2단계 충격흡수장치의 단계별 변형도,3 is a step-by-step deformation of the two-stage shock absorbing device according to the present invention,
도 4는 본 발명에 의한 2단계 충격흡수장치의 힘-변위 관계도,Figure 4 is a force-displacement relationship diagram of a two-stage shock absorbing device according to the present invention,
도 5는 본 발명에 의한 2단계 충격흡수장치의 충격속도에 따른 힘-변위 관계도,Figure 5 is a force-displacement relationship diagram according to the impact speed of the two-stage shock absorbing device according to the present invention,
도 6는 본 발명에 사용한 점성유체의 속도의존 특성도,6 is a velocity dependent characteristic diagram of a viscous fluid used in the present invention,
도 7는 완충재의 유무에 따른 충돌시간-하중 관계도,7 is a collision time-load relationship diagram with or without a buffer material,
도 8는 기존 방법에 의한 변형경화형 충격흡수장치의 힘-변위 관계도,8 is a force-displacement relationship diagram of the strain hardening shock absorber according to the existing method,
도 9는 기존 방법에 의한 탄소성형 충격흡수장치의 힘-변위 관계도이다.9 is a force-displacement relationship diagram of the carbon shaping shock absorber according to the conventional method.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of drawing
101 : 접촉 플레이트 102 : 복원고무101: contact plate 102: restoring rubber
103 : 복원고무 체결플레이트 104, 104` : 유체주입구103: Restoration rubber fastening plate 104, 104`: fluid inlet
105 : 실린더 106 : 오리피스105: cylinder 106: orifice
107 : 피스톤 108, 108` : 가이드링107: piston 108, 108`: guide ring
109 : 가동용 실링재 110, 110` : 점성유체109: movable sealing material 110, 110`: viscous fluid
111, 111` : 고정용 실링재 112 : 체결 볼트111, 111`: Fixing sealing material 112: Fastening bolt
113 : 원형 볼트113: round bolt
201 : 상부플레이트 202 : 탄성재201: upper plate 202: elastic material
203 : 내부 보강강판 204 : 하부플레이트203: internal reinforcing steel sheet 204: lower plate
205 : 체결공205: fastener
301 : 본 발명에 의한 2단계 충격흡수장치301: two-stage shock absorber according to the present invention
302 : 변위제한장치(전단키) 303 : 교량 상판302: displacement limiting device (shear key) 303: bridge deck
304 : 교량받침(탄성받침) 305 : 교각 또는 교대304: Bridge support (elastic support) 305: Pier or shift
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the present invention.
도 1은 본 발명에 의한 2단계 충격흡수장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a two-stage shock absorbing device according to the present invention.
두 물체의 강성에 따라 충돌시 발생되는 힘의 크기가 변화한다. 따라서 두 물체간에 완충재를 삽입하면 충돌력이 감소하며 이러한 충돌력의 감소원인은 두 물체의 충돌시 접촉시간의 지연 때문이다. 즉 충격흡수장치의 성능여부는 충돌시간의 지연여부에 달려있다고 해도 과언은 아니다. 따라서, 상기한 충돌시간의 지연을 위하여 본 발명은 충격시 탄소성형 역학특성을 지닌 실린더형 유체감쇠기와 변형경화형 역학특성을 지닌 탄성받침의 이중 구조에 의한 2단계의 충격흡수를 통하여 교량을 충격으로부터 보호하는 충격흡수장치를 개발하였다.Depending on the rigidity of the two objects, the magnitude of the force generated during the collision changes. Therefore, when the cushioning material is inserted between the two objects, the impact force is reduced, and the cause of the decrease in the collision force is the delay of the contact time when the two objects collide. In other words, it is no exaggeration to say that the performance of the shock absorber depends on the delay of the collision time. Therefore, in order to delay the impact time described above, the present invention provides a bridge from the impact through the two-stage shock absorption by the dual structure of the cylindrical fluid attenuator having the carbon forming dynamics and the elastic bearing having the deformation hardening dynamics. A shock absorber was developed to protect the system.
도시된 바와 같이, 본 발명은 변위제한장치(302) 등의 충돌체와의 접촉부에 완충재로 설치되어 상시변위를 수용할 뿐만 아니라 지진시에는 2단계 충격흡수를 통한 우수한 에너지 흡수능력으로 인하여 낙교를 방지하고 교량의 파손을 방지함에 있어서, 충돌체와의 접촉이 이루어지는 접촉 플레이트(101)와 체결 플레이트(103)를 복원고무(102)와 일체로 제작한다. 이때 충돌체와의 충돌이 이루어지는 접촉 플레이트(101)의 접촉면을 구면화하여 충격력이 편심으로 작용하는 것을 최소화하도록 하며, 복원고무(102)의 우수한 변형능력에 의하여 유체감쇠기의 수축이 용이하게 이루어지고 점성유체(110,110`)의 외부누출을 방지할 뿐만 아니라, 상시변위가 감소하거나 충돌 이후에 유체감쇠기를 원상태로 복원시킨다. 복원고무(102)는 크리이프가 작은 고무재질을 사용하는 것이 좋으며, 복원력을 키우기 위해서 섬유 등을 내부에 삽입하여 제작할 수 있다.As shown, the present invention is installed as a cushioning material in the contact with the impact body such as the displacement limiting device 302 to accommodate the constant displacement as well as to prevent falling off due to the excellent energy absorption capacity through two-stage shock absorption in the event of an earthquake In order to prevent the bridge from being damaged, the contact plate 101 and the fastening plate 103, which are in contact with the colliding body, are integrally manufactured with the restoring rubber 102. At this time, the contact surface of the contact plate 101, which collides with the colliding body, is spherical so that the impact force acts as an eccentricity. In addition to preventing the external leakage of the fluid ( 110, 110`), the normal displacement is reduced or restored to the original state after the collision. Restoration rubber 102 is preferably used to creep small rubber material, it can be produced by inserting the fiber and the like to increase the restoring force.
상기 접촉 플레이트(101) 하면에는 실린더(105)를 부착하며 실린더(105) 상부 측면에 수개의 오리피스(106)를 두어 충돌시 점성유체(110)가 실린더(105) 외부로 배출되도록 하며, 실린더(105)의 내측 하면에는 피스톤(107)을 삽입한다. 상기 피스톤(107)은 탄성받침의 상부플레이트(201) 상면에 소켓 형태로원형볼트(113)에 의하여 볼트 체결되며, 피스톤(107)과 실린더(105)의 접촉면에는 고체윤활 재질의 가이드링(108, 108`)을 설치하여 피스톤의 수직운동을 원활히 할 뿐만 아니라 실린더(105) 내측면을 보호하고, 가이드링(108, 108`)간의 사이에 가동용 실링재(109)를 설치하여 실린더(105) 내부의 점성유체(110)가 피스톤(107)의 측면으로 유출되는 것을 방지한다. 그리고 피스톤(107)의 상단 테두리에 홈을 두어 유체감쇠기가 수축하여 피스톤(107)이 실린더(105)의 내부 하면과 접촉하는 경우에 오리피스(106)를 막지 않도록 한다. 이 외에도 고정용 실링재(111, 111`)을 유체감쇠기 금속간의 접합부에 설치하여 점성유체(110, 111`)가 외부로 유출되는 것을 방지한다.A cylinder 105 is attached to the bottom surface of the contact plate 101 and several orifices 106 are disposed on the upper side of the cylinder 105 so that the viscous fluid 110 is discharged to the outside of the cylinder 105 in the event of a collision. The piston 107 is inserted into the inner lower surface of the 105. The piston 107 is bolted by the round bolt 113 in the form of a socket on the upper plate 201 of the elastic bearing, the guide ring 108 of solid lubrication material on the contact surface of the piston 107 and the cylinder 105 , 108 'to facilitate the vertical movement of the piston, as well as to protect the inner surface of the cylinder 105, and to install the movable sealing member 109 between the guide rings 108, 108` cylinder (105) It prevents the inside of the viscous fluid 110 to flow out to the side of the piston (107). A groove is provided in the upper edge of the piston 107 so that the fluid attenuator contracts so that the orifice 106 is not blocked when the piston 107 comes into contact with the inner bottom surface of the cylinder 105. In addition, the fixing sealing members 111 and 111 'are installed at the joints between the fluid damper metals to prevent the viscous fluids 110 and 111' from leaking out.
그리고 상·하부 플레이트(201, 204)의 사이에 탄성재(202)와 내부 보강철판(203)이 적층되어 제작된 탄성받침에 있어서, 상기 탄성재(202)로는 범용고무, 고감쇠 고무 또는 기타 점탄성물질 등의탄성재를 이용하고 탄성재(202)의 두께와 상기 내부 보강철판(203)의 두께 및 수량을 조절하여 탄성받침에 요구되는 수직강성을 맞춘다. 또한 탄성받침의 하부 플레이트(204) 외곽에 체결공(205)을 두어 교량에 장착시 볼트체결을 할 수 있도록 한다.And in the elastic support produced by laminating the elastic material 202 and the internal reinforcing steel plate 203 between the upper and lower plates 201, 204, the elastic material 202 may be a general-purpose rubber, high-damping rubber or other Elastic materials such as viscoelastic materials are used and the thickness of the elastic material 202 and the thickness and quantity of the internal reinforcing steel plate 203 are adjusted to match the vertical rigidity required for the elastic support. In addition, the fastening hole 205 is provided on the outer side of the lower plate 204 of the elastic support to be bolted when mounted on the bridge.
또한, 상기한 유체감쇠기 부분과 탄성받침 부분은 체결볼트(112)로 체결하며, 높은 체결력으로 체결하여 복원고무의 체결플레이트(103)와 탄성받침의 상부플레이트(201)간의 접촉면을 밀착되게 함과 동시에 고정용 실링재(111)에 압력을 가해지도록 하여 유체감쇠기 내부의 점성물질(110`)이 유체감쇠기 외부로 유출됨을 방지한다.In addition, the fluid attenuator portion and the elastic bearing portion are fastened with the fastening bolts 112, and fastened with a high fastening force to bring the contact surface between the fastening plate 103 of the restorative rubber and the upper plate 201 of the elastic bearing close to each other. At the same time, pressure is applied to the fixing sealing material 111 to prevent the viscous material 110` inside the fluid attenuator from leaking out of the fluid attenuator.
도 1에서 104, 104`는 점성유체(110, 110`)가 주입되는 유체주입구를 의미하며, 상기 유체주입구는 유체가 주입된 이후에는 누출을 방지하기 위해 완전히 압력 밀봉되며, 유체가 다시 충전될 필요가 있을 경우에 개봉된다.In Figure 1, 104, 104` refers to the fluid inlet in which the viscous fluid (110, 110`) is injected, the fluid inlet is completely pressure-sealed to prevent leakage after the fluid is injected, the fluid is refilled It is opened when there is a need.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기한 구성하에서 이루어지는 본 발명의 작용을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the operation of the present invention made under the above configuration.
도 2는 본 발명에 의한 2단계 충격흡수장치의 설치예를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 의한 2단계 충격흡수장치의 단계별 변형도이고, 도 4는 본 발명에 의한 2단계 충격흡수장치의 힘-변위 관계도이며, 도 5는 본 발명에 의한 2단계 충격흡수장치의 충격속도에 따른 힘-변위 관계도이며, 도 6은 본 발명에 사용한 점성유체의 속도의존 특성도이고, 도 7은 완충재의 유무에 따른 충돌시간-하중 관계도이다.2 is a view showing an installation example of a two-stage shock absorbing apparatus according to the present invention, Figure 3 is a step-by-step deformation of the two-stage shock absorbing apparatus according to the present invention, Figure 4 is a two-stage shock absorbing apparatus according to the present invention Figure 5 is a force-displacement relationship, Figure 5 is a force-displacement relationship according to the impact speed of the two-stage shock absorber according to the present invention, Figure 6 is a velocity-dependent characteristic of the viscous fluid used in the present invention, Figure 7 Is a collision time-load relationship chart with and without buffer.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실린더형 유체감쇠기와 탄성받침부분으로 구성된 2단계 충격흡수장치는 교량상판(303)에 설치된 변위제한장치(302)와의 접촉부에 완충재로 설치되어, 상시변위 수용능력을 통하여 변위제한장치(302)와 접촉이 유지되므로 지진에 의한 충격시에도 변위제한장치와의 간격이 없기 때문에 충돌전 속도가 감소하여 충돌전의 운동량을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 자체의 우수한 에너지 흡수능력으로 충돌후의 운동량도 크게 줄일 수 있도록 한다. 도 2에서 도면부호 305는 교각 또는 교대를 의미하며, 도면부호 304는 상기 교량 상판(303)과 교각 또는 교대(305) 사이에 설치되는 교량받침을 의미한다.As can be seen in Figure 2, the two-stage shock absorbing device composed of the cylindrical fluid damper and the elastic support portion of the present invention is installed as a cushioning portion at the contact with the displacement limiting device 302 installed on the bridge top plate 303, Since the contact with the displacement limiting device 302 is maintained through the displacement capacity, there is no gap with the displacement limiting device even in the event of an earthquake, so the pre-collision speed is reduced and the momentum before the collision can be greatly reduced. The energy absorbing capacity also greatly reduces the momentum after the collision. In FIG. 2, reference numeral 305 denotes a pier or an alternation, and reference numeral 304 denotes a bridge bearing installed between the bridge top plate 303 and the pier or alternate 305.
도 3에 나타난 본 발명에 의한 2단계 충격흡수장치의 충격시 변형과정을 설명하면, 충돌이 발생하면 유체감쇠기를 압축시키는데 필요한 충격력이 작용할때까지 탄성받침에 초기압축이 발생하고, 이후에 유체감쇠기가 압축되어 피스톤(107)이 실린더(105) 내부와 맞닿아 유체감쇠기의 압축이 완료되면 탄성받침에 최종압축이 발생한다. 이러한 일련의 과정에 의하여 충격시 2단계 충격흡수장치의 힘-변위 관계를 나타내면 도 4와 같으며, 힘-변위 곡선 하부의 면적이 크기 때문에 충격에너지 흡수 능력이 우수하다. 뿐만 아니라 유체감쇠기 부분에 사용된 점성유체(110, 110`)는 도 6에 나타난 바와 같이 속도 의존도가 높기 때문에 유체감쇠기의 압축시 실린더 내부의 점성유체(110`)가 오리피스(106)를 통하여 배출될때, 저속으로 수축시에는 작은 저항력이 발생하고 고속으로 수축시에는 큰 저항력이 발생한다.환언하면, 충격시 도 3의 b, c, d의 과정과 같이 접촉플레이트(101) 하면에 부착된 실린더와 피스톤간의 거리가 짧아짐에 따라(피스톤의 삽입) 원통형의 실린더 내부의 점성유체(110')는 더 큰 압력을 받게 되고, 그에 따라 일정한 반경을 갖는 오리피스(106)를 통해 빠져나가려는 점성유체의 압출속도가 커지게 되고, 이러한 점성유체의 증가된 압출속도와 그 점성의 특성은 충격력을 완화하는 감쇠력을 더욱 증대시킨다. 결과적으로 충격력을 상기한 감쇠력들에 의해 1차적으로 흡수할 수 있게 하는 작용을 한다.Referring to the deformation process during the impact of the two-stage shock absorbing device according to the present invention shown in Figure 3, the initial compression occurs in the elastic support until the impact force required to compress the fluid attenuator when a collision occurs, after which the fluid attenuator When the piston 107 is in contact with the inside of the cylinder 105 and the compression of the fluid attenuator is completed, final compression occurs in the elastic support. The force-displacement relationship of the two-stage shock absorber during impact by such a series of processes is shown in FIG. 4, and the impact energy absorption ability is excellent because the area under the force-displacement curve is large. In addition, since the viscous fluids 110 and 110` used in the fluid attenuator portion have high velocity dependency as shown in FIG. 6, the viscous fluid 110` inside the cylinder is discharged through the orifice 106 when the fluid attenuator is compressed. When a cylinder is attached to the lower surface of the contact plate 101 as shown in b, c, and d of FIG. 3, a small resistance occurs when contracted at a low speed and a large resistance occurs when contracted at a high speed. As the distance between the piston and the piston becomes shorter (insertion of the piston), the viscous fluid 110'in the cylindrical cylinder is subjected to greater pressure, and thus the viscous fluid to escape through the orifice 106 having a constant radius The extrusion speed is increased, and the increased extrusion speed of the viscous fluid and its viscosity characteristics further increase the damping force to alleviate the impact force. As a result, the impact force is primarily absorbed by the damping forces described above.
따라서 도 5에 나타난 바와 같이 상시변위시에는 저속이므로 작은 저항력이 발생하기 때문에 상시변위를 용이하게 수용하고, 고속의 충격시 큰 저항력이 발생하여 우수한 에너지 흡수능력을 발휘한다.Accordingly, as shown in FIG. 5, since a small resistance is generated at a low speed during constant displacement, the permanent displacement is easily accommodated, and a large resistance is generated at high speed, thereby exhibiting excellent energy absorption ability.
그리고 본 발명에 의한 충격흡수장치의 상시변위의 수용능력은 유체감쇠기의 속도의존성에 기인하며 이러한 속도의존성은 유체감쇠기 내부에 사용된 점성유체의 특성으로부터 발생한다. 점성유체의 경우 속도의존성이 높기 때문에 미속으로 이동시 저항력이 작게 발생하며 속도가 증가할수록 저항력이 크게 증가한다. 따라서 상시변위는 미속의 변위이므로 유체감쇠기의 저항력이 작기 때문에 상시변위를 용이하게 수용할 수 있다. 또한 피스톤(107)과 실린더(105)간의 간격을 상시변위 이상이 되도록 제작하면 모든 상시변위를 수용함과 동시에 충돌체와 충격흡수장치간의 간격을 없앨 수 있으므로 지진시 충격력을 크게 줄일 수 있다.And the capacity of the constant displacement of the shock absorber according to the present invention is due to the speed dependence of the fluid attenuator. This speed dependence arises from the characteristics of the viscous fluid used inside the fluid attenuator. In the case of viscous fluid, the resistance is small when moving to the slow speed because the velocity dependency is high, and the resistance increases greatly as the speed increases. Therefore, the constant displacement is the displacement of the slow speed, so the resistance of the fluid attenuator is small, so that the constant displacement can be easily accommodated. In addition, if the gap between the piston 107 and the cylinder 105 is manufactured to be equal to or greater than the normal displacement, all the normal displacement can be accommodated and the gap between the impactor and the shock absorbing device can be eliminated, thereby reducing the impact force during an earthquake.
또한 복원고무(102)는 점성유체의 유출을 방지하고 유체감쇠기의 압축변형을 용이하게 할 뿐 아니라, 상시변위가 감소하거나 지진시 충돌 이후에 자체 복원력을 통한 복원기능을 가지고 있어 충돌체와의 간격이 없도록 항상 유지됨과 동시에 충격흡수장치로서의 기능을 인위적 조치 없이 다시 수행할 수 있도록 한다.In addition, the restoring rubber 102 not only prevents the outflow of viscous fluids and facilitates the compression deformation of the fluid attenuator, but also has a restoring function through the self restoring force after the constant displacement or the collision in the event of an earthquake, so that the gap with the colliding body is increased. It should be maintained at all times, and at the same time, it will be able to perform the function as a shock absorber without any artificial action.
그리고 본 발명에 의한 충격흡수장치는 유체감쇠기 하부에 변형경화형 역학특성을 지닌 탄성받침이 장착되어 유체감쇠기에 의한 충격흡수이외의 추가적으로 충격흡수를 통하여 2차 충격흡수기능과 변위제한기능을 제공하며, 이와 동시에 강재로 제작된 피스톤(107)과 실린더(105)를 포함한 유체감쇠기를 충격으로부터 보호한다.In addition, the shock absorbing device according to the present invention is equipped with an elastic bearing having a deformation-curable mechanical characteristic under the fluid attenuator to provide a secondary shock absorbing function and a displacement limiting function through additional shock absorption other than the shock absorbing by the fluid attenuator. At the same time, a fluid attenuator including a piston 107 and a cylinder 105 made of steel is protected from impact.
실린더형 유체감쇠기를 통하여 기존의 변형경화형 완충재에 비하여 충돌시간이 크게 지연되며, 오리피스(6)의 단면적을 축소하여 충돌시 점성유체(110)의 배출시간을 늘이거나 피스톤(107)과 실린더(105)간의 간격을 증가시켜 압축시간을 늘임으로써 충돌시간을 더욱 지연시킬 수 있다.Through the cylindrical fluid attenuator, the collision time is significantly delayed compared to the conventional deformation-hardening buffer material, and the cross-sectional area of the orifice 6 is reduced to increase the discharge time of the viscous fluid 110 during the collision or the piston 107 and the cylinder 105 The collision time can be further delayed by increasing the compression time by increasing the interval between them.
종래 변위제한방식에 의한 낙교방지장치는 상시변위에 대비하기 위하여 완충재와 충돌체(상판, 교대 또는 교각)간의 간격을 상시변위 이상으로 두어야 하며, 이러한 간격으로 인하여 충돌속도가 증가하기 때문에 교량에 큰 충격을 주어 파손을 초래하기도 한다. 그러나 본 발명에 의한 충격흡수장치는 유체감쇠기에서 상시변위를 흡수하여 충돌체와 충격흡수장치간의 간격이 없기 때문에 이러한 단점을 보완할 수 있다.In the conventional displacement limiting method, the fall prevention device has to keep the gap between the cushioning material and the collider (top plate, alternating or pier) more than the normal displacement in order to prepare for the constant displacement, and the impact speed increases due to such a gap, which greatly impacts the bridge. May cause damage. However, the shock absorber according to the present invention can compensate for this disadvantage because there is no gap between the impactor and the shock absorber by absorbing the constant displacement in the fluid attenuator.
또한 종래 변형경화형 완충재의 경우에는 충격에너지 흡수율이 떨어지며, 탄소성형 완충재의 경우에는 자체 복원력이 없어 충격 이후에 재기능을 수행하기 어렵다. 그러나 본 발명에 의한 충격흡수장치는 탄소성형 유체감쇠기와 변형경화형 탄성받침을 조합하여 서로의 단점을 상호 보완할 뿐만 아니라 유체감쇠기에 상시변위 수용능력과 자체 복원능력을 부여하였기 때문에 충격흡수장치로서 기능을 우수한 성능으로 수행할 수 있다.In addition, in the case of the conventional strain hardening buffer material, the impact energy absorption rate is lowered, and in the case of the carbon molding buffer material, there is no self-resilience, so it is difficult to perform the re-function after the impact. However, the shock absorbing device according to the present invention functions as a shock absorbing device because it combines the carbon-forming fluid attenuator and the deformation-curable elastic bearing to complement each other's shortcomings and gives the fluid attenuator a constant displacement capacity and self-resilience. Can be performed with excellent performance.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 2단계 충격흡수장치는 낙교방지용 변위제한장치의 완충재로 설치함으로서 상시변위 흡수능력에 의하여 지진시 충돌전의 속도를 감소시켜 충돌전 운동량을 크게 감소시킬 뿐만 아니라 자체의 우수한 에너지 흡수능력과 충돌시간 지연으로 충돌후의 운동량도 크게 감소시키므로 지진으로부터 교량의 충돌부위를 보호할 뿐만 아니라 낙교를 방지하는 효과를 갖는다.As described above, the two-stage shock absorber according to the present invention is installed as a buffer of the displacement limiting device for preventing falling, thereby reducing the pre-collision momentum during the earthquake by means of the constant displacement absorbing capacity, thereby greatly reducing the momentum before the collision. Due to the excellent energy absorption capacity and the delay of collision time, the momentum after the collision is greatly reduced, which not only protects the collision site of the bridge from an earthquake but also prevents falling.
나아가, 그로 인해 큰 경제적 가치를 파생시키는 효과를 갖는다.Furthermore, it has the effect of deriving great economic value.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2001-0079049A KR100430645B1 (en) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | Two Step Shock Absorber for Unseating Prevention |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2001-0079049A KR100430645B1 (en) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | Two Step Shock Absorber for Unseating Prevention |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20030048984A KR20030048984A (en) | 2003-06-25 |
KR100430645B1 true KR100430645B1 (en) | 2004-05-10 |
Family
ID=29574816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR10-2001-0079049A Expired - Fee Related KR100430645B1 (en) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | Two Step Shock Absorber for Unseating Prevention |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100430645B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100722850B1 (en) | 2006-04-19 | 2007-05-30 | 주식회사 포스코건설 | Bridge fall prevention device for preventing collapse and impact absorption of bridge by earthquake |
KR100898630B1 (en) | 2007-08-24 | 2009-05-21 | 건국대학교 산학협력단 | Complex Attenuator to Reduce Structure Vibration |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118768996B (en) * | 2024-09-10 | 2024-12-31 | 泰州永兴合金材料科技有限公司 | Hydraulic pendulum plate shearing machine |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09217785A (en) * | 1996-02-15 | 1997-08-19 | Nitta Ind Corp | Base isolation system for vertical vibration |
JPH10195821A (en) * | 1997-01-14 | 1998-07-28 | Kawaguchi Kinzoku Kogyo Kk | Bridge falling prevention device |
KR19990022300U (en) * | 1998-09-30 | 1999-07-05 | 김진경 | High pressure elastic foot |
JP2000145866A (en) * | 1998-11-11 | 2000-05-26 | Sanwa Tekki Corp | Hydraulic vibration damping device |
KR20010001423A (en) * | 1999-06-04 | 2001-01-05 | 강호규 | Anti-seismic bridge bearing equipped with dual shock transmission unit |
KR200250541Y1 (en) * | 2001-07-02 | 2001-11-16 | 유니슨산업 주식회사 | Pot bearing combined with spring damper device |
KR200256813Y1 (en) * | 2001-09-04 | 2001-12-24 | 최용운 | An aseismatic bridge bearing equipped fluid viscous dampers |
-
2001
- 2001-12-13 KR KR10-2001-0079049A patent/KR100430645B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09217785A (en) * | 1996-02-15 | 1997-08-19 | Nitta Ind Corp | Base isolation system for vertical vibration |
JPH10195821A (en) * | 1997-01-14 | 1998-07-28 | Kawaguchi Kinzoku Kogyo Kk | Bridge falling prevention device |
KR19990022300U (en) * | 1998-09-30 | 1999-07-05 | 김진경 | High pressure elastic foot |
JP2000145866A (en) * | 1998-11-11 | 2000-05-26 | Sanwa Tekki Corp | Hydraulic vibration damping device |
KR20010001423A (en) * | 1999-06-04 | 2001-01-05 | 강호규 | Anti-seismic bridge bearing equipped with dual shock transmission unit |
KR200250541Y1 (en) * | 2001-07-02 | 2001-11-16 | 유니슨산업 주식회사 | Pot bearing combined with spring damper device |
KR200256813Y1 (en) * | 2001-09-04 | 2001-12-24 | 최용운 | An aseismatic bridge bearing equipped fluid viscous dampers |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100722850B1 (en) | 2006-04-19 | 2007-05-30 | 주식회사 포스코건설 | Bridge fall prevention device for preventing collapse and impact absorption of bridge by earthquake |
KR100898630B1 (en) | 2007-08-24 | 2009-05-21 | 건국대학교 산학협력단 | Complex Attenuator to Reduce Structure Vibration |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20030048984A (en) | 2003-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20010029711A1 (en) | Seismic load transmitting system based on impact mechanism for multi-span continuous bridges | |
Lee et al. | Viscous damper development and future trends | |
Constantinou et al. | Seismic response of structures with supplemental damping | |
US3864922A (en) | Sealed cushioning unit | |
US5829556A (en) | Damper device, of the type with hydrostatic compression of elastomer, and its applications | |
KR100650819B1 (en) | Seismic isolation support using composite material | |
NZ206752A (en) | Seismic shock absorber-viscoelastic discs and extrudable viscous material compressible within at least one cylinder | |
US5353559A (en) | Anti-earthquake bearing apparatus | |
US4043545A (en) | Sealed cushioning unit | |
US11371241B2 (en) | Damper for energy dissipation | |
KR102170121B1 (en) | Friction pendulum bearing | |
WO2004111485A2 (en) | Friction damper | |
US3690619A (en) | Energy absorbing guardrail | |
CN107988893A (en) | The anti-fall girder construction of ball buffering energy-absorbing Antivibration block is leaned in a kind of direction across bridge taper | |
CN108978446B (en) | Self-resetting energy consumption structure suitable for bridge | |
KR100430645B1 (en) | Two Step Shock Absorber for Unseating Prevention | |
KR100591372B1 (en) | Bridge of shock-absorbing construction | |
CN116357696A (en) | Staged variable-rigidity viscous damper and mounting method and application thereof | |
CN204435205U (en) | The anti-fall anticollision device, collision-prevention device of a kind of bridge beam body | |
US4215645A (en) | Shock crush sub-foundation | |
CN113882239B (en) | Self-reset multistage variable-rigidity viscous damper | |
CN202755295U (en) | Liquid viscous damper with operating switch | |
KR100722850B1 (en) | Bridge fall prevention device for preventing collapse and impact absorption of bridge by earthquake | |
JP3011032B2 (en) | Bridge girder knock-off device | |
KR101030750B1 (en) | Earthquake isolation device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20011213 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
PG1501 | Laying open of application | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20031124 Patent event code: PE09021S01D |
|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20040420 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20040427 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20040427 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20070402 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20080401 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20090330 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20100331 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20110404 Start annual number: 8 End annual number: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120417 Year of fee payment: 9 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20120417 Start annual number: 9 End annual number: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130404 Year of fee payment: 10 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20130404 Start annual number: 10 End annual number: 10 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
PC1903 | Unpaid annual fee |
Termination category: Default of registration fee Termination date: 20150309 |