KR20070000971A - 신축이음장치의 고무씰 보호부재 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 신축이음장치는, 교량이나 고가도로 등의 분할된 상판부의 대면하는 양단부에 상호 맞물림 결합하도록 각각 설치되며, 온도변화 및 지진이나 풍력 등의 외력에 대하여 종ㆍ횡 방향 거동이 가능한 구조로 된 핑거형 상판과; 상기 상판의 하부에 설치되어 상판을 지지 및 고정하는 키부와, 그 키부에 수직으로 연장 형성되어 상판을 접촉 지지하는 수평면부로 구성되어 있는 하판과; 상기 상판 및 하판을 관통하여 볼트 체결방식으로 상판을 하판에 고정시켜주는 볼트와; 상기 하판을 후타 콘크리트에 고정하며, 하판의 수평면부 하부에 현장 여건에 맞추어 높이조절이 가능한 구조로 수직 또는 경사지게 설치되는 앙카볼트; 및 상기 하판의 양측 수평면부에 그 단부가 각각 설치되며, 상기 상판의 핑거부의 틈새로 유입된 우수 및 이물질의 수거를 위한 고무판부재를 구비하는 신축이음장치에 있어서,

상기 고무판부재의 상면에는 고무판부재에 조사되는 자외선의 차단 및 차량에서 나오는 유제로부터 고무판부재를 보호하기 위한 고무판 보호부재가 설치되는 점에 그 특징이 있다.

교량, 신축이음장치, 고무판부재

Description

신축이음장치{Expansion and contraction joint}

도 1은 종래 핑거형 신축이음장치에 대한 구조를 보여주는 정단면도.

도 1a는 도 1의 핑거형 신축이음장치의 구조를 보여주는 평면도.

도 2는 종래의 H-beam을 절단하여 만든 핑거형 신축이음장치에 대한 구조를 보여주는 정단면도.

도 3은 본 발명에 따른 신축이음장치의 구조를 보여주는 정단면도.

도 3a는 도 3에서 신축이음부만을 발췌하여 확대 도시한 단면도.

도 3b는 도 3의 신축이음장치의 상판과 하판을 쐐기식으로 결합한 상세단면도.

도 4a는 도 1의 종래 신축이음장치에 있어서의 작용하중에 대해 앙카볼트에 체결된 너트부에 걸리는 응력(인장력, 전단력, 저항 모멘트)를 보여주는 단면도.

도 4b는 도 3의 신축이음장치에 있어서 작용하중에 대해 하판 키부재에 작용하는 응력(인장력, 전단력, 저항모멘트)를 보여주는 단면도.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 신축이음장치에 있어서, 상판의 계단형 구조 단부와 하판의 키부의 다양한 실시예를 보여주는 도면.

도 6a 및 도 6b는 종래의 신축이음장치에 있어서 종방향 거동은 가능하나, 횡방향 거동은 불가능한 상태를 보여주는 평면도.

도 7은 본 발명에 있어서 온도에 따른 종방향 거동을 허용하고 횡방향의 거동이 가능한 상태를 보여주는 평면도.

도 8a 내지 도 8c는 도 7에 따른 신축이음장치에 있어서 횡방향 거동이 가능한 상태를 보여주는 다양한 실시예를 보여주는 평면도.

도 9a는 종래의 신축이음장치에 있어서, 우수 유입지점을 보여주는 정단면도.

도 9b는 본 발명의 신축이음장치에 있어서, 우수 유입차단 및 후타 콘크리트와의 결속력을 주기 위한 돌출부 상태를 보여주는 정단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101a,101b,310a,310b...상판 101f,601f,310f,310s...핑거

102,202...앙카 103,203,303...보강철근

104,204,350...고무판부재 105,205,360...후타 콘크리트

106,206,306...슬래브 철근 107,342,346...너트

201...신축이음장치 본체 320a,320b...하판

320h...수평면부 310k,320k...키부

320p...돌기 331...볼트

340...앙카볼트 344...와셔

355...고무판 보호부재 390...슬래브 콘크리트

380...고강도 철판부재 또는 FRP판, 고강도 콘크리트 부재

본 발명은 교량이나 고가도로 등의 신축이음 부분에 채용되는 신축이음장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 상부덮개판과 하판의 결속을 안정하게 고정시키고, 종래의 핑거형 상부덮개판의 종방향으로만 거동하는 핑거부의 구조를 종ㆍ횡 방향으로 거동할 수 있는 구조로 바꿈으로써 지진이나 풍력 등의 외력에도 충분히 대응할 수 있고, 아울러 상판의 하부에 설치되어 상판의 핑거부의 틈새로 유입된 우수 및 이물질을 수거하는 고무판부재를 별도의 보호부재에 의해 보호함으로써 고무판부재의 열화를 방지하고, 고무판부재의 수명을 대폭 연장할 수 있는 신축이음장치에 관한 것이다.

일반적으로, 다수의 교각을 갖는 폭이 넓은 교량에는 온도 변화에 따른 교량의 팽창 및 수축에 대응하기 위하여 교량의 상판을 교량의 길이방향으로 여러 개의 부분으로 나누고 각 분할된 상판부 사이에는 신축이음장치를 설치하고 있다. 그러나, 폭이 큰 교량은 온도에 따라 횡방향 거동을 하고 있으며, 핑거(101f)(도 1 내지 도 1a 참조)가 서로 간섭을 하고 있어 핑거(101f)가 횡방향 거동시 후타 콘크리트의 간섭에 따른 하중이 작용하여 균열 발생원인을 제공하기도 한다.

도 1 내지 도 2는 종래의 교량용 신축이음장치를 나타낸 것으로서, 도 1은 정단면도이고, 도 1a는 도 1에 대한 평면도이며, 도 2는 H-beam을 절단하여 만든 종래의 다른 핑거형 신축이음장치의 구조를 보여주는 정단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 교량용 신축이음장치는 분할된 교량상판부의 대면 하는 단부에 상호 맞물림 결합하도록 각각 설치되어 온도변화에 따라 신축 작용하는 핑거형(finger type) 상판(101a)(101b)과, 그 상판(101a)(101b)을 후타 콘크리트(105)에 결속하여 고정시키는 앙카(102)와, 앙카(102)와 후타 콘크리트(105)의 결속력 증대 및 후타 콘크리트(105)의 강도 보강을 위한 철근(103)과, 상기 양측 후타 콘크리트(105)에 그 단부가 각각 고정되도록 설치된 이물질 및 우수 수거용 고무판 부재(104)로 구성되어 있다. 도 1에서 참조번호 106은 교량의 상판부 내부의 슬래브 철근을, 107은 너트를 각각 나타낸다.

이상과 같은 구성의 종래 교량용 신축이음장치는 상기 상판(101a)(101b)의 각 핑거(101f)가 이루는 켄틸레버 구조의 자체 특성상 도 4a에 도시된 바와 같이, 작용하중ㆍ휨모멘트에 대해 앙카(102) 또는 너트(107)에 작용응력인 인장력, 전단력, 휨모멘트가 집중하여 작용하게 되며, 이로 인해 너트(107)의 풀림 및 앙카(102)의 절단 등과 같은 사태가 발생하고 있다. 그리고 이러한 결과는 신축이음장치의 상판(101a)(101b)을 탈락시켜 주행차량에 심각한 교통사고를 유발시킬 수 있다. 또한 상판(101a)(101b)의 암ㆍ수 핑거(101f)부위는 켄틸레버 구조로 되어있어 핑거(101f)부의 처짐 및 절단으로 인한 통과차량의 안전에 영향을 미칠 뿐만 아니라 교량의 내구성에 피해를 줄 수 있다.

또한, 상기 종래의 신축이음장치는 도 6a 및 도 6b와 같이, 제작비 등의 절감차원에서 철판을 핑거(101f)(601f) 모양으로 단일 절단을 하면 대칭구조로 한 쌍이 만들어지며, 절단비용 등을 절약할 수 있어 단일 절단을 실시하고 있는 바, 이는 차량의 진행방향으로의 신축 거동만을 허용하게 되며, 도 6a의 핑거(101f) 또는 도 6b의 핑거(601f)와 같이 최대 수축시 횡방향 거동에 대한 여유가 없으며, 이에 따른 추후 종ㆍ횡방향의 거동이 모두 필요한 지진, 풍력 그리고 온도에 따른 횡방향 등의 예상치 못한 외력이 작용할시 횡방향 거동불능에 따른 신축이음장치의 기능 상실 및 신축이음장치를 고정하고 있는 후타 콘크리트(105)와 같은 구조물의 파손을 유발하게 된다. 실제로 온도에 따른 횡방향 거동변위가 심한 굴곡이 있는 큰 폭의 연결램프(ramp)의 경우 횡방향 변위를 모두 수용하지 못하여 대면하고 있는 핑거(101f)(601f)부가 서로 간섭되는 현상이 나타나고, 이로인한 신축기능의 상실 및 2차 손상인 후타 콘크리트의 파손이 빈번히 발생되고 있는 실정이다.

또한, 도 9a와 같이 종래의 신축이음장치에 있어서는 신축이음장치 본체 설치 후에 타설되는 후타 콘크리트(105)와 신축이음장치 본체간의 접합면이 밀실하게 부착되지 않아, 차량통과 시 신축이음장치 본체의 진동 등으로 인해 후타 콘크리트(105)와의 접합면에 공극이 발생하게 되고, 이 부위로 우수 등이 유입되어 하부구조물로 누수가 발생한다.

또한, 이상과 같은 종래의 신축이음장치에 있어서는 상기 이물질 및 우수 수거용 고무판 부재(104)가 그 상면이 그대로 햇빛에 노출되도록 설치되어 있어 자외선이나 기타 차량으로부터 나오는 유제에 의해 쉽게 열화(劣化) 및 파손되어, 빈번히 교체할 수밖에 없는데, 따라서 유지/보수 비용이 많이 든다는 문제점이 있다.

한편, 도 2를 참조하면, 이는 종래의 다른 교량용 신축이음장치를 나타낸 것으로서, 분할된 상판부(슬래브)의 대면하는 틈새에 삽입 설치되어, 온도 변화에 따라 신축 작용하는 신축이음장치 본체(201)와, 그 신축이음장치 본체(201)를 후타 콘크리트(205)에 고정시키는 앙카(202)와, 그 앙카(202)와 후타 콘크리트(205)의 결속력 증대 및 후타 콘크리트(205)의 강도 보강을 위한 보강철근(203)과, 상기 신축이음장치 본체(201)와 일체형으로 신축이음장치 본체(201)와 함께 후타 콘크리트(205)에 설치된 이물질 수거용 고무판 부재(204)로 구성되어 있다. 참조번호 206은 교량의 상판부 내부의 슬래브 철근을 나타낸다.

이상과 같은 구성의 종래의 다른 교량용 신축이음장치에 있어서, 후타 콘크리트(205)에 발생하는 균열의 가장 큰 원인 중의 하나는 슬래브 철근(206)과 신축 이음장치가 견고하게 연결되지 않은 것이었다. 즉, 앙카(202)와 보강철근(203)의 고정을 위한 용접 상태가 불균일하고, 결속선이 충분하지 못하여 차량의 통과시 진동 및 충격으로 신축 이음장치 본체가 요동하게 되며, 이로 인해 후타 콘크리트(205)의 균열 및 파손이 발생되는 것이다.

또한, 이상과 같은 종래의 다른 교량용 신축이음장치에 있어서는 횡방향 거동을 허용하지 않는 그 구조적 특성상 지진이나 풍력, 온도에 따른 신축 등의 외력에 충분히 대응할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 이상과 같은 종래의 다른 교량용 신축이음장치에 있어서도 상기 이물질 및 우수 수거용 고무판 부재(204)가 그 상면이 그대로 햇빛에 노출되도록 설치되어 있어 자외선이나 기타 차량으로부터 나오는 유제에 의해 쉽게 열화(劣化) 및 파손되어, 빈번히 교체할 수밖에 없는데, 따라서 유지/보수 비용이 많이 든다는 문제점이 있다.

본 발명은 이상과 같은 종래 신축이음장치에 있어서의 제문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 신축이음장치의 상판과 하판의 결합 매커니즘 및 상판을 하판과 함께 하나의 일체식 구조로 안정되게 고정시키고, 핑거형 상판의 핑거부의 구조를 종ㆍ횡 방향으로 모두 거동할 수 있는 구조로 개선함으로써 지진이나 풍력, 온도에 따른 신축 등의 외력에도 충분히 대응할 수 있고, 아울러 상판의 하부에 설치되어 상판의 핑거부의 틈새로 유입된 우수 및 이물질을 수거하는 고무판부재를 별도의 보호부재에 의해 보호함으로써 고무판부재의 열화를 방지하고, 고무판부재의 수명을 대폭 연장할 수 있는 신축이음장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 신축이음장치는,

교량이나 고가도로 등의 분할된 상판부의 대면하는 양단부에 상호 맞물림 결합하도록 각각 설치되며, 온도변화 및 지진이나 풍력 등의 외력에 대하여 종ㆍ횡 방향 거동이 가능한 구조로서 상판과 하판으로 분리되는 형태이고, 상판과 하판을 연결시켜주는 볼트에 켄틸레버 구조로 되어 있어 하중의 분산을 위하여 상판과 하판의 결합을 쐐기식으로 연결이 가능하도록 상기 하판의 키부와의 결합부위가 계단형 구조로 설계 제작된 핑거형 상판과; 상기 상판의 하부에 설치되어 상판을 지지 및 고정하며, 그 일측면에는 상판의 핑거부 후방 플레이트 단부의 계단형 구조와 밀착 고정시키기 위한 홈이 형성되고, 그 타측면에는 후타 콘크리트와 접촉하는 부위에 우수유입 및 하중의 분산을 위한 돌기가 형성되어 있는 키부와, 그 키부에 수직으로 연장 형성되어 상판을 접촉 지지하는 수평면부로 구성되어 있는 하판과; 상 기 상판 및 하판을 관통하여 볼트 체결방식으로 상판을 하판에 고정시켜주는 볼트와; 상기 하판을 후타 콘크리트에 고정하며, 하판의 수평면부 하부에 현장 여건에 맞추어 높이조절이 가능한 구조로 수직 또는 경사지게 설치되는 앙카볼트; 및 상기 하판의 양측 수평면부에 그 단부가 각각 설치되며, 상기 상판의 핑거부의 틈새로 유입된 우수 및 이물질의 수거를 위한 고무판부재를 구비하는 신축이음장치에 있어서,

상기 고무판부재의 상면에는 고무판부재에 조사되는 자외선의 차단 및 차량에서 나오는 유제로부터 고무판부재를 보호하기 위한 고무판 보호부재가 설치되는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 상기 고무판 보호부재로는 동판, 알루미늄판, 스텐레스 스틸판 등과 같은 금속재질의 판이나, FRP(Fiberglass Reinforced Plastics)판이 사용될 수 있다.

이하 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 신축이음장치를 나타낸 것으로서, 도 3은 전체적인 구조를 보여주는 정단면도이고, 도 3a는 신축이음장치의 주요부만을 발췌하여 확대도시한 도면이며, 도 3b는 상판과 하판의 쐐기식 결합 상태를 보여주는 부분 발췌 상세도이다.

도 3 내지 도 3b를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 신축이음장치는 핑거형 상판(310a)(310b), 하판(320a)(320b), 볼트(331), 앙카볼트(340), 고무판부재(350) 및 고무판 보호부재(355)를 포함하여 구성된다.

상기 핑거형 상판(310a)(310b)은 교량이나 고가도로 등의 분할된 상판부의 대면하는 양단부에 상호 맞물림 결합하도록 각각 설치되며, 온도변화 및 지진이나 풍력 등의 외력에 대하여 종ㆍ횡 방향으로 거동이 가능한 구조로서 상판(310a) (310b)과 하판(320a)(320b)으로 분리되는 형태이고, 상판(310a)(310b)과 하판(320a)(320b)을 연결시켜주는 볼트(331)에 상판(310a)(310b)이 켄틸레버 구조로 되어 있어 모든 하중이 볼트(331)에 집중되고 있어 볼트 손상을 최소화하기 위하여 하중을 분산시키는 구조로 상판(310a)(310b)과 하판(320a)(320b)의 결합을 쐐기식으로 연결이 가능하도록 상기 하판(320a)(320b)의 키부(320k)와 상판(310a)(310b)의 결합부위(310k)가 계단형 구조로 설계 제작된다. 여기서, 또한 이와 같은 상판(310a)(310b)의 각 핑거들(310f)은 종방향 및 횡방향으로의 거동이 모두 가능하도록 핑거들(310f)의 길이방향 및 측면방향으로 각각 소정 간격(a mm) 만큼씩의 빈 공간을 가지도록 설계 및 제작된다(도 7 참조, 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명된다).

상기 하판(320a)(320b)은 상판(310a)(310b)의 하부에 설치되어 상판(310a) (310b)을 지지 및 고정하며, 그 일측면에는 상판(310a)(310b)의 핑거부(310f) 후방 플레이트 단부의 계단형 구조와 밀착 고정시키기 위한 홈이 형성되고, 그 타측면에는 후타 콘크리트(360)와 접촉하는 부위에 우수유입 및 하중의 분산을 위한 돌기(320p)가 형성되어 있는 키부(320k)와, 그 키부(320k)에 수직으로 연장 형성되어 상판(310a)(310b)을 접촉 지지하는 수평면부(320h)로 구성된다.

상기 볼트(331)는 상판(310a)(310b)과 하판(320a)(320b)을 관통하여 볼트 체 결방식으로 상판(310a)(310b)을 하판(320a)(320b)에 고정시켜 준다.

상기 앙카볼트(340)는 하판(320a)(320b)을 후타 콘크리트(360)에 고정하며, 하판(320a)(320b)의 수평면부(320h) 하부에 현장 여건에 맞추어 높이조절이 가능한 구조로 수직 또는 경사지게 설치된다. 본 실시예에서는 이러한 앙카볼트(340)가 경사지게 설치된 예를 보여준다. 즉, 현장의 콘크리트 구조물 슬래브의 두께나 최상층 바닥면의 높이 등에 따라 신축이음장치의 전체 높이를 조절해야 할 필요성이 있을 때, 이 앙카볼트(340)는 봉 전체가 나사산으로 형성되어 있어 앙카의 고정부 역할을 하는 와셔(344)를 쉽게 원하는 위치로 변동시킬수 있어, 신축이음장치의 전체 높이를 손쉽게 조정할수 있게 되는 것이다. 이와 같이 앙카볼트(340)의 길이를 조정하는 한편, 후타 콘크리트(360)와의 결합을 공고히 하기 위한 것으로 앙카볼트(340)의 몸체를 따라 대각선 방향의 상ㆍ하부로 자유롭게 이동이 가능한 와셔(344)가 체결되고, 그 와셔(344)의 전,후방에는 와셔(344)의 위치를 고정하기 위한 너트(342)(346)가 각각 체결된다. 따라서 앙카의 길이 조정을 하고자 할 때, 앙카볼트(340)의 하단부로부터 너트(342)-와셔(344)-너트(346) 순으로 체결하여 와셔(344)를 적절한 위치에 고정시킨 후 외측에 체결된 너트(346)의 하부에 남게 되는 앙카볼트(340)의 나머지 부분을 절단해 버림으로써 앙카볼트(340)의 길이를 간단히 조정할 수 있게 되는 것이다.

상기 고무판부재(350)는 하판(320a)(320b)의 양측 수평면부(320h)에 그 단부가 각각 설치되며, 상기 상판(310a)(310b)의 핑거부(310f)의 틈새로 유입된 우수 및 이물질을 수거한다. 이와 같은 고무판부재(350)는 그 재질 특성상 상부로부터 낙하되는 오염물질중 자동차에서 유출되는 기름에 가장 취약하고, 태양광의 자외선에 의해 시간이 지나감에 따라 열화가 진행되는 특성을 가지고 있다.

상기 고무판 보호부재(355)는 상기 고무판부재(350)의 상면에 밀착되도록 설치되며, 자외선 차단 및 차량에서 나오는 유제로부터 고무판부재(350)를 보호한다. 여기서, 이와 같은 고무판 보호부재(355)로는 동판, 알루미늄판, 스텐레스 스틸판 등과 같은 금속재질의 판이나, FRP(Fiberglass Reinforced Plastics)판이 사용될 수 있다. 도 3a에서 참조번호 332는 볼트(331)의 하단부를 체결 고정시키는 부싱을 나타낸다.

여기서, 이상과 같은 본 발명의 신축이음장치와 종래의 신축이음장치에 대해 다시 한 번 살펴보기로 한다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 종래에는 상판(101a)(101b)(601a) (601b)의 각 핑거들(101f)(601f)은 제작비용의 절감차원에서 한 번의 절단작업에 의해 대칭구조로 만들어진다. 이와 같이, 절단비용을 절약할 수 있어 단일절단을 실시하고 있는 바, 이는 차량의 진행 방향으로만 신축이음 거동을 허용하게 되고, 횡방향의 거동 여유폭이 없다. 이에 따라 추후 종ㆍ횡 방향 거동이 모두 필요한 지진, 풍력, 그리고 온도에 따른 횡방향 등의 예상치 못한 외력이 작용할 때 횡방향 거동불능에 따른 신축이음장치의 기능상실 및 신축이음 장치를 고정하고 있는 후타 콘크리트(105)와 같은 구조물의 파손을 유발하게 된다.

실제로 온도에 따른 휨방향 거동변위가 심한 굴곡이 있는 큰 폭의 연결램프(ramp)의 경우 횡방향 변위를 모두 수용하지 못하여 대면하고 있는 도 6a 내지 도 6b의 핑거(101f)(601f)부가 서로 간섭되는 현상이 나타나고, 이로 인한 신축기능의 상실 및 2차 손상인 후타 콘크리트(105)의 파손이 빈번히 발생되고 있다. 현재까지의 신축이음장치 개념은 횡방향 거동의 필요성을 느끼지 못했으나, 지진 및 풍력 등의 이유로 횡방향 거동이 가능한 신축이음장치가 필요하게 되었다. 이에 따라 본 발명에서는 종ㆍ횡 방향 거동을 허용하는 신축이음장치 구조체를 제안하게 된 것이다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 상판(310a)(310b)의 각 핑거들(310f)은 종방향 및 횡방향으로의 거동이 가능하도록 핑거들(310f)의 길이 방향으로 소정 간격 만큼 공간을 가지도록 설계 및 제작됨은 물론, 종방향에 대해 그 측면방향으로 소정 간격('a' mm이상) 또는 교량형식에 따라, 지진 및 풍력 등을 감안하여 횡방향 허용변위 만큼 빈 공간을 가지도록 설계 및 제작되는 것이다. 도 7에서 종방향으로의 공간이 없는 것처럼 보이는데, 이는 상판(310a)(310b)의 각 핑거들(310f)이 종방향(차량진행방향)으로 최대로 수축된 상태를 도시하였기 때문이며, 실제로는 이 종방향으로도 핑거(101f)부의 종방향 길이 간격 만큼 신축량을 허용하도록 설계 및 제작된다.

여기서, 또한 이와 같은 종ㆍ횡 방향 거동형태는 도 7에 도시된 핑거부의 형태에만 한정되는 것이 아니라 도 8a 내지 도 8c와 같이 여러 가지 형태의 핑거부에도 적용이 가능하다. 도 8b에서 310s는 톱니부를, 도 8c에서 310w는 물결부를 각각 나타낸다.

또한, 도 4a에 도시된 바와 같이, 종래의 교량용 신축이음장치는 상기 상판 (101b)의 각 핑거(101f)가 이루는 켄틸레버 구조의 자체 특성상 작용하중ㆍ휨모멘트에 대해 앙카(102) 또는 너트(107)부에 작용응력인 인장력, 전단력, 휨모멘트가 집중하여 작용하게 되며, 이로 인해 너트(107)의 풀림, 앙카(102)의 절단 등과 같은 사태가 발생되고 있다. 그리고 이러한 결과는 신축이음장치의 상판을 탈락시켜 주행차량에 심각한 교통사고를 유발시키고 있다. 이러한 앙카(102) 또는 너트(107)부에 집중하중이 작용하는 점을 감안하여 상판(310a)(310b)에 있어서 도 4a의 앙카(102)와 같이 집중하중을 받지 않고, 하중의 분산을 위하여 상판과 하판의 결합을 쐐기식 연결이 가능하도록 핑거부 상판(310a)(310b) 후방 플레이트에 도 3b에서와 같이, 계단형의 키부(310k)를 형성하고, 하판(320a)(320b)의 대응 부위에는 상판(310a)(310b)의 계단형의 키부(310k)를 밀착 고정시키기 위한 홈이 형성된 키부(320k)를 설치하게 되면, 기존의 앙카(102)가 받던 모든 집중하중은 도 4b에서 보여주듯이 하판(320a)(320b)의 홈이 파인 키부(320k)에서 응력인 인장력, 저항모멘트, 전단저항을 신축이음장치의 길이방향으로 길게 연결된 계단형 키부(310k)와 하판의 홈이 파인 키(320k)에서 받게 되므로, 종래의 볼트(331) 또는 앙카(102)는 집중하중에 대하여 저항하는 개념이었으나, 본 발명에서의 볼트(331)는 상판(310a) (310b)과 하판(320a)(320b)을 체결하는 개념이 된다.

종래의 신축이음장치에 있어서 누수원인이 여러 가지 있으며, 그중 하나가 도 9a와 같이 신축이음장치와 후타콘크리트(105)의 연결부의 밀착이 되지 않아 누수가 발생하고 있다. 본 발명에서는 이에 대한 보완으로 도 9b에서와 같이, 상기 하판(320a)(320b)의 키부(320k)의 후면에 하중의 분산 효과를 기대하며 접착강도를 높이기 위하여 돌기(320p)를 형성한다. 이 돌기(320p)를 설치함으로써 누수방지에 효과적으로 대응하고, 키부(320k)에서 받는 응력을 앙카볼트(340)에 분산하며, 부분적으로는 돌기(320p)를 통해 후타콘크리트(360)에 전달한다.

또한, 이상과 같은 하판(320a)(320b)의 키부(320k)와 슬래브 콘크리트(390) 사이에 있는 후타콘크리트(360)에는 균열이 빈번히 발생한다. 신축이음장치 보수시 후타콘크리트(360) 타설 후 2∼3시간이면 차량이 통과하여 충분히 양생이 되지 않는 상태에서 차량이 통과하며, 후타콘크리트(360)에 균열이 발생하고, 우수가 유입되고 있다. 이러한 후타콘크리트(360)를 보호하기 위하여 하판의 키부(320k)와 슬래브 콘크리트(390)사이에 콘크리트 보호를 위한 고강도 철판부재 또는 FRP판이나 고강도 프리캐스트(pre-cast) 콘크리트 부재(380)가 설치된다. 이때 후타콘크리트(360)와 상기 후타콘크리트 보호용 고강도 철판부재 또는 FRP판, 고강도 프리캐스트(pre-cast) 콘크리트 부재(380)와의 부착력을 향상시키기 위하여 요철을 설치한다.

한편, 도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제1실시예에 따른 신축이음장치에 있어서, 상판의 계단형 구조 단부와 하판의 키부의 다양한 실시예를 보여주는 도면이다.

먼저, 상판(310a)(310b)에 있어서, 상기 하판(320a)(320b)과 요철식(또는 쐐기식)으로 결합되는 핑거부 후방 플레이트 단부(310k)의 형상은 도 5a 및 도 5b에서와 같이 하반부가 돌출된 형태로, 도 5c에서와 같이 중심부가 요(凹)형의 오목홈을 갖는 형태로, 또는 도 5d에서와 같이 요(凹)형의 오목홈과 커버가 결합된 형태 등과 같이 다양한 형태로 형성될 수 있다.

또한, 하판(320a)(320b)에 있어서는, 후타 콘크리트(360)나 그 후타 콘크리트 보호용 고강도 철판부재(또는 고강도 콘크리트부재)(380)와의 부착력을 향상시키는 한편 키부재에서 받은 하중을 분산시키기 위하여 상기 하판(320a)(320b)의 키부(320k)의 외측 형상은 도 5a 내지 도 5d에서와 같이 요(凹)형과 철(凸)형의 결합형태로 형성된다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 신축이음장치는 신축 이음장치의 상판과 하판과의 결합 메커니즘에 있어서 자사의 선출원 실용신안등록 0184726∼29 및 특허등록 제0399277호에 개시되어 있는 볼트와 너트의 결합개념을 그대로 계승하되, 상부판을 하판에 고정하는 하판 키부의 형상을 쐐기식으로 개선함으로써 상판을 보다 안정되게 고정시킬 수 있다.

또한, 핑거형 상판의 핑거부(돌기부)의 구조를 종ㆍ횡방향으로 모두 거동할 수 있는 구조로 설계 제작함으로써 지진이나 풍력 등의 외력에도 충분히 대응할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상판의 하부에 설치되어 상판의 핑거부의 틈새로 유입된 우수 및 이물질을 수거하는 고무판부재를 별도의 보호부재에 의해 보호함으로써 고무판부재의 열화를 방지하고, 고무판부재의 수명을 대폭 연장할 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 교량이나 고가도로 등의 분할된 상판부의 대면하는 양단부에 상호 맞물림 결합하도록 각각 설치되며, 온도변화 및 지진이나 풍력 등의 외력에 대하여 종ㆍ횡 방향 거동이 가능한 구조로서 상판과 하판으로 분리되는 형태이고, 상판과 하판을 연결시켜주는 볼트에 켄틸레버 구조로 되어 있어 하중의 분산을 위하여 상판과 하판의 결합을 쐐기식으로 연결이 가능하도록 상기 하판의 키부와의 결합부위가 계단형 구조로 설계 제작된 핑거형 상판(310a)(310b)과; 그 핑거형 상판(310a)(310b)의 하부에 설치되어 상판을 지지 및 고정하며, 그 일측면에는 상판의 핑거부 후방 플레이트 단부의 계단형 구조와 밀착 고정시키기 위한 홈이 형성되고, 그 타측면에는 후타 콘크리트와 접촉하는 부위에 우수유입 및 하중의 분산을 위한 돌기가 형성되어 있는 키부(320k)와, 그 키부에 수직으로 연장 형성되어 상판을 접촉 지지하는 수평면부(320h)로 구성되어 있는 하판(320a)(320b)과; 상기 상판(310a)(310b) 및 하판(320a)(320b)을 관통하여 볼트 체결방식으로 상판을 하판에 고정시켜주는 볼트(331)와; 상기 하판(320a)(320b)을 후타 콘크리트에 고정하며, 하판의 수평면부(320h) 하부에 현장 여건에 맞추어 높이조절이 가능한 구조로 수직 또는 경사지게 설치되는 앙카볼트(340); 및 상기 하판(320a)(320b)의 양측 수평면부에 그 단부가 각각 설치되며, 상기 상판(310a)(310b)의 핑거부의 틈새로 유입된 우수 및 이물질의 수거를 위한 고무판부재(350)를 구비하는 신축이음장치에 있어서,

   상기 고무판부재(350)의 상면에는 고무판부재(350)에 조사되는 자외선의 차 단 및 차량에서 나오는 유제로부터 고무판부재를 보호하기 위한 별도의 고무판 보호부재(355)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 신축이음장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 고무판 보호부재(355)는 동판, 알루미늄판, 스텐레스 스틸판, FRP판 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 신축이음장치.

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