KR102263416B1 - 전단보강장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량받침에 설치되는 전단보강장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 교량받침에 전단력 발생 시 공급역량을 보완할 수 있는 전단보강장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 교량받침의 상부판 또는 하부판에서 하측 또는 상측으로 돌출 구비되는 전단키, 교량의 하부구조물 또는 상부구조물에 구비되되, 상기 전단키가 삽입되는 홈을 형성하는 측벽 및 상기 전단키 및 상기 측벽 사이에 배치되는 탄성체를 포함한다.

Description

전단보강장치{SHEAR REINFORCEMENT DEVICE}

본 발명은 교량받침에 설치되는 전단보강장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 교량받침에 전단력 발생 시 공급역량을 보완할 수 있는 전단보강장치에 관한 것이다.

일반적으로 교량에는 거더와 같은 상부구조물과 교대, 교각 등의 하부구조물 사이에 교량받침이 설치되어 완충성을 부가함으로써, 상부구조물의 하중이 하부구조물에 직접 전달되지 않도록 하며, 교량의 신축이동을 원활하게 하며 교량의 변위가 교각이나 교대에 직접 전달되지 않도록 한다.

한편, 지진 등에 의해 교량받침에 발생되는 전단력(소요역량(Demand))이 교량받침이 저항할 수 있는 저항능력(공급역량(Capacity))보다 클 경우, 교량받침은 교량에 충분한 수평안정성을 부가할 수 없게 된다.

따라서 상기한 바와 같이 소요역량이 공급역량보다 클 경우 도 1과 같이 전단키(1)를 설치하여 공급역량을 보완하였다.

그러나 도 1을 참조하면, 전단키(1)와 전단키(1)가 삽입되는 홈(21)을 형성하는 측벽(2)은 시공오차를 고려하여 d2(예를 들어 약 10mm) 만큼 이격 되는데, 이러할 경우 교량받침(7)에 전단력이 발생될 경우(예를 들어 지진 발생 시) 전단키(1)가 측벽(2)과 이격되어 초기에 공급역량(수평저항능력)을 보완할 수 없다는 문제점이 있었다.

이럴할 경우, 교량받침(7)에 전단력이 발생되는 초기에 변형이 발생될 수 있고 그러할 경우 교량받침(7)의 내구성이 저하될 수 있으며, 특히 교량받침(7)이 교량의 신축거동에 따라 변위가 발생될 경우 전단키 사이의 이격거리(d2 액 10mm)만큼의 변위까지는 전단키가 수평 저항을 할 수 없기 때문에 교량받침이 상기 d2보다 작은 d1(약 2mm)의 변위에 도달하였을때 이동량 가이드(8)가 단독으로 소요역량에 수평저항하게 되므로 파단될 수 있다는 문제점이 있었다.

본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1289819호 및 한국등록특허공보 제10-2025139호에 개시되어 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 교량받침에 전단력이 발생할 시 초기부터 공급역량을 보완할 수 있도록 하는 전단보강장치의 제공을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상부구조물의 온도변화, 풍하중, 진동 및 차량이나 열차의 시제동하중 등의 평상 시(이하 상시) 단기 하중 등에 의한 변형 시에도 전단키가 측벽에 지지되도록 하고, 상시 이상 변위를 억제할 수 있는 전단보강장치의 제공을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 설치가 용이한 전단보강장치의 제공을 목적으로 한다.

또한 탄성체의 압축 정도를 조절할 수 있는 전단보강장치의 제공을 목적으로 한다.

또한 설치 공간을 최소화할 수 있는 전단보강장치의 제공을 목적으로 한다.

또한 전단키가 교량받침의 변위와 동일하게 이동이 가능한 전단보강장치의 제공을 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 목적으로 하는 본 발명은 다음의 구성 및 특징을 갖는다.

교량받침의 상부판 또는 하부판에서 하측 또는 상측으로 돌출 구비되는 전단키, 교량의 하부구조물 또는 상부구조물에 구비되되, 상기 전단키가 삽입되는 홈을 형성하는 측벽 및 상기 전단키 및 상기 측벽 사이에 배치되는 탄성체를 포함한다.

또한 상기 탄성체의 수평 방향 길이는 상기 전단키와 상기 측벽 간 이격 거리보다 클 수 있다.

또한 상기 측벽에 구비되는 너트, 상기 측벽을 관통하고 상기 너트에 체결되는 볼트, 및 상기 볼트의 내측단과 연결되고 상기 탄성체의 내측을 지지하는 이동부재를 포함하는 압축조절부를 포함할 수 있다.

또한 상기 이동부재의 내측면에 구비되는 마찰재를 더 포함하고, 상기 볼트는 상기 탄성체를 관통할 수 있다.

상기 구성 및 특징을 갖는 본 발명은 전단키와 측벽 사이에 배치되는 탄성체를 포함함으로써, 교량받침에 전단력이 발생되는 경우 초기부터 공급역량을 보완할 수 있다는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 탄성체의 수평 방향 길이가 전단키와 측벽의 이격 거리보다 크기 때문에, 전단키 및 측벽 중 어느 하나가 탄성체와 이격되는 것을 방지하고, 탄성체가 압축된 상태를 유지하여 풍하중 등이 제공되는 평상 시(상시)에 전단키가 이동하는 것을 억제할 수 있다는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 압축조절부를 포함함으로써, 홈에 전단키를 용이하게 삽입도록 하고 탄성체를 보다 용이하게 설치할 수 있다는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 압축조절부를 포함함으로써, 시공오차가 발생하여도 전단키를 홈에 용이하게 삽입할 수 있으며 탄성체의 설치가 용이하다는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 볼트가 탄성체를 관통함으로써, 압축조절부의 설치 공간을 최소화 할 수 있다는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 마찰부재를 포함함으로써, 전단키가 교량받침의 변위와 동일하게 이동하도록 한다는 효과를 갖는다.

도 1은 홈에 삽입되어 홈을 형성하는 측벽과 소정 거리 이격된 종래의 전단키를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 교량에 설치된 교량받침에 본 발명의 일 실시예에 따른 전단보강장치가 설치된 상태를 설명하기 위한 정면도이다.
도 3은 전단보강장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 압축조절부를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결" 되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

도 2는 교량에 설치된 교량받침에 본 발명의 일 실시예에 따른 전단보강장치가 설치된 상태를 설명하기 위한 정면도이고, 도 3은 전단보강장치를 설명하기 위한 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전단보강장치는 교량받침(7)에 전단력(예시적으로 지진 발생 시)이 발생될 경우 공급역량을 효과 보완하기 위한 것으로서, 이하에서는 설명의 편의상 '본 장치'라 칭하기로 한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 장치는 전단키(1), 측벽(2) 및 탄성체(3)를 포함한다.

전단키(1)는 교량받침(7)의 상부판(71) 또는 하부판(73)에서 하측 또는 상측으로 돌출 구비된다. 전단키(1)는 예시적으로 하부판(73)에서 하측으로 돌출 구비될 수 있다. 예시적으로 전단키(1)는 강재일 수 있다.

교량받침(7)은 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 것으로서, 상부판(71)과 하부판(73) 사이에 탄성패드(72)가 구비될 수 있다.

측벽(2)은 교량의 하부구조물 또는 상부구조물에 구비되되, 상기 전단키(1)가 삽입되는 홈(21)을 형성한다.

여기에서 교량의 하부구조물은 예시적으로 교량, 교각일 수 있으며, 상부구조물은 상기 하부구조물의 상측에 배치되는 것으로 거더 일 수 있다.

상술하였듯이 전단키(1)는 예시적으로 교량받침(7)의 하부판(73)에서 하측으로 돌출 구비될 수 있다고 하였는데, 따라서 측벽(2)은 하부구조물에서 상측으로 돌출 구비되어 전단키(1)가 삽입되는 홈(21)을 형성할 수 있다.

측벽(2)은 예시적으로 한 쌍일 수 있는데 이러할 경우 홈(21)은 한 쌍의 측벽(2)과 하부구조물이 형성하는 공간을 의미한다. 다른 예시로 측벽(2)은 평면상에서 봤을 때 링 형상일 수 있다.

탄성체(3)는 전단키(1) 및 측벽(2) 사이에 배치된다. 탄성체(3)는 외측이 측벽(2)에 지지되고, 내측이 전단키(1)에 지지될 수 있다.

여기에서 내측은 전단키(1)가 홈(21)에 삽입된 상태에서 전단키(1) 측을 의미하고 외측은 전단키(1)에서 측벽(2)을 향하는 방향 측을 의미하는데 도 2에서 전단키(1)를 기준으로 좌우 방향을 의미할 수 있다. 이하의 설명에서 동일하게 적용하기로 한다.

이와 같이, 본 장치는 전단키(1)와 측벽(2) 사이에 배치되는 탄성체(3)를 포함함으로써, 탄성체(3)를 통해 전단키(1)와 측벽(2)이 지지된 상태를 유지하기 때문에 교량받침(7)에 전단력 발생 시(예시적으로 지진 발생 시) 초기부터 공급역량을 보완할 수 있다는 이점이 있다.

한편, 탄성체(3)의 수평 방향 길이는 전단키(1)와 측벽(2)간 이격 거리(d2)(도 1 참조)보다 클 수 있다. 이를 통해 탄성체(3)가 전단키(1) 및 측벽(2) 사이에 배치된 상태에서는 압축된 상태일 수 있다. 여기에서 수평 방향은 도 2를 기준으로 좌우 방향을 의미하는 데, 이하의 설명에서 동일하게 적용하기로 한다.

따라서 전단키(1) 및 측벽(2) 중 어느 하나가 탄성체(3)와 이격되는 것을 방지하여 전단키(1) 및 측벽(2)이 탄성체(3)에 의해 항시 지지되도록 할 수 있다.

상술하였듯이 측벽(2)은 한 쌍이 구비될 수 있다고 하였는데, 도 2와 같이, 정면상에서 봤을 때 탄성체(3)는 전단키(1)를 기준으로 양측에 배치되는 한 쌍의 측벽(2) 각각과 전단키(1) 사이에 끼워질 수 있음은 물론이다(도 2 및 도 3 참조).

상기와 같이, 탄성체(3)의 수평 방향 길이가 전단키(1)와 측벽(2)간 이격 거리(d2)보다 크기 때문에 탄성체(3)는 상시 압축된 상태일 수 있다고 하였다. 따라서 탄성체(3)가 압축된 상태를 유지하여 풍하중 등이 제공되는 평상 시(상시)에 전단키(1)가 이동하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 장치는 상기 측벽(2)에 구비되는 너트(41), 상기 측벽(2)을 관통하고 상기 너트(41)에 체결되는 볼트(42), 및 상기 볼트(42)의 내측단과 연결되고 탄성체(3)의 내측을 지지하는 이동부재(43)를 포함하는 압축조절부(4)를 포함할 수 있다.

예시적으로 너트(41)는 용접 결합, 볼팅 결합 등 해당 분야에서 통상적인 방식이 사용되어 측벽(2)에 결합될 수 있고, 측벽(2)의 외측면에 구비될 수 있다. 볼트(42)는 너트(41)에 체결되어 측벽(2)을 관통함으로써 홈(21)에 진입할 수 있다.

볼트(42)는 너트(41)에 체결된 상태에서 외측단이 몽키스패너 등에 의해 수평 방향을 중심축으로 하여 회동하면서 너트(41)를 기준으로 수평 방향을 따라 이동할 수 있다.

이때 상술한 바와 같이 볼트(42)의 내측단이 이동부재(43)에 연결되는데, 이동부재(43)는 예시적으로 볼트(42)의 내측단부가 삽입되는 끼움홈을 형성할 수 있고, 이동부재(43)와 볼트(42)는 용접 등의 방식으로 고정될 수 있다.

상기한 바와 같이, 볼트(42)는 너트(41)와 체결되어 회동함에 따라 수평 방향을 따라 이동하고, 이에 따라 볼트(42)와 연결되는 이동부재(43) 또한 수평 방향을 따라 이동한다. 이때 이동부재(43)는 외측(면)이 탄성체(3)(탄성체(3)의 내측면)를 지지한다.

상술한 바와 같이, 탄성체(3)의 수평 방향 길이는 측벽(2)과 전단키(1)의 이격 거리(d2)보다 크다고 하였는데, 이러할 경우 전단키(1)가 탄성체(3)에 걸려 홈(21)으로 삽입되기가 어렵게 된다(도 4의 [A] 참조). 이때 상술한 바와 같이 본 장치가 압축조절부(4)를 포함함으로써, 볼트(42)의 회전에 의해 이동부재(43)를 측벽(2) 측으로 이동시켜 탄성체(3)를 압축(도 4의 [B] 참조)하기 때문에 전단키(1)가 홈(21)에 용이하게 삽입되도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이 측벽(2)은 한 쌍이 구비될 수 있다고 하였고, 탄성체(3)는 한 쌍의 측벽(2) 각각의 내면에 설치될 수 있다고 하였는데, 따라서 한 쌍의 측벽(2)에 설치된 탄성체(3)를 각각 측벽(2)측으로 압축하여 전단키(1)가 삽입될 수 있는 공간을 형성하는 것이다.

이를 통해 시공오차에 의해 상기 이격 거리(d2)가 달라져도 전단키(1)를 홈(21)에 용이하게 삽입할 수 있다는 이점 또한 있다. 즉, 전단키(1)의 두께(도 2를 기준으로 좌우 방향 길이)나 한 쌍의 측벽(2) 간 거리가 시공오차에 의해 기 설정된 기준과 상이해도 압축조절부(4)를 통해 탄성체(3)의 압축 정도를 조절하여 전단키(1)를 설치할 수 있는 것이다.

한편, 상기 볼트(42)는 탄성체(3)를 수평 방향을 따라 관통할 수 있고, 이를 통해 압축조절부(4)의 설치 공간을 최소화할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면 볼트(42)가 탄성체(3)와 이격되어 있는 경우, 압축조절부(4)를 설치하기 위해 홈(21)의 높이나 너비를 크게 해야 하지만, 볼트(42)가 탄성체(3)를 관통하도록 함으로써, 홈(21)의 크기를 보다 작게 형성할 수 있게 하거나 홈(21)에서 압축조절부(4)가 차지하는 공간을 최소화 할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 장치는 이동부재(43)의 내측면에 구비되는 마찰재(5)를 더 포함할 수 있다. 마찰재(5)는 이동부재(43)의 내측면에 구비되어 전단키(1)와 접촉할 수 있다. 이와 같이, 본 장치가 마찰재(5)를 포함함으로써, 전단키(1)가 이동부재(43)에 대하여 상하 방향으로 이동하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다는 이점이 있다. 즉, 전단키(1)가 교량받침(7)의 변위와 동일하게 이동하도록 한다는 효과를 갖는다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

전단키: 1 측벽: 2
홈: 21 탄성체: 3
압축조절부: 4 너트: 41
볼트: 42 이동부재: 43
마찰재: 5

Claims (4)

1. 교량받침의 하부판에서 하측으로 돌출 구비되는 전단키;
   교량의 하부구조물에서 상측으로 돌출 구비되되, 상기 전단키가 삽입되는 홈을 형성하는 측벽; 및
   상기 전단키 및 상기 측벽 사이에 배치되는 탄성체를 포함하고,
   상기 탄성체의 수평 방향 길이는 상기 전단키와 상기 측벽 간 이격 거리보다 크고,
   상기 측벽에 구비되는 너트, 상기 측벽을 관통하고 상기 너트에 체결되는 볼트, 및 상기 볼트의 내측단과 연결되고 상기 탄성체의 내측을 지지하는 이동부재를 포함하는 압축조절부를 포함하고,
   상기 이동부재의 내측면에 구비되어 상기 전단키와 접촉되는 마찰재를 더 포함하고,
   상기 볼트는 상기 탄성체를 관통하고,
   상기 전단키는 강재이고,
   상기 탄성체는 외측이 상기 측벽에 지지되고, 내측이 상기 전단키에 지지되고,
   상기 너트는 상기 측벽의 외측면에 구비되고,
   상기 이동부재는 볼트의 단부가 삽입되도록 형성된 끼움홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전단보강장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제

Images