교량용 신축이음장치{A expansion joint apparatus for bridge structure}
본 발명은 교량용 신축이음장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신축이음부에 신축이음장치를 신속하게 조립 및 해제작업을 수행할 수 있게 구성함으로써, 신축이음부에 설치된 차수재에 쌓인 이물질을 신속하게 제거 및 청소를 할 수 있도록 함과 동시에 부품의 교체가 용이하도록 한 교량용 신축이음장치에 관한 것이다.
일반적으로, 교량이나 도로 등에는 온도변화에 따른 신축량, 건조수축, 크리프 등의 구조물 변형을 흡수하기 위하여 이음 영역에 이격 틈새가 형성되고, 이 이격 틈새에는 교량 상판의 원활한 신축작용을 도모하기 위하여 신축이음장치가 설치된다. 한편, 핑거형 신축이음장치는 비배수형과 배수형으로 구별되는데 그에 따른 우수처리 방안으로는 비배수형은 도 1에 도시된 바와 같이 치수재와 일체로 제작된 신축이음을 상향으로 굴곡시키면서 방호울타리와 함께 시공하여 교량배수시설에 의해 처리하며, 배수형은 도 2에 도시된 바와 같이 우수받이를 신축이음내에 설치하여 교량배수시설과는 별도의 집수구와 배수연결관을 설치하여 자체처리하고 있다. 그러나, 상기의 방법 중 비배수형은 차수재의 노화, 경화 및 손상시 차수재 만의 교체가 불가능하여 신축이음 자체를 교체하여야하는 문제점이 있었다. 또한, 배수형은 우수받이 이음부 연속성, 집수설치 및 배수시설 위치에 따른 기존 구조물의 손상 및 미관상 저하, 공사비의 중복투자 등의 문제점이 있었다. 따라서, 교면의 우수 및 겨울철 적설에 의한 배수처리를 위한 비배수형 차수재나 배수형 우수받이 등은 공용 중 배수처리 기능의 상실이 발생하는바 이에 따른 하부구조물 및 교량슬래브 바닥면의 누수로 인한 구조물의 손상을 유발하며, 교좌장치의 부식 등 직, 간접적으로 구조물의 안정성 및 사용성을 저하시키는 문제점이 있었다. 또한, 교량 신축이음장치의 유지보수(교체)의 주요원인은 후 타설 콘크리트의 균열이나 파손 및 차수재 또는 우수받이의 기능저하나 손상 등에 의해 누수가 발생하게 되는데, 이때 교량 신축이음의 부자재들 중 손상이 심한 부자재만의 교체 시공이 불가능하여 신축이음장치 전체를 보수하여야 하고, 보수공사는 일반적으로 긴급, 야간공사를 시행하므로 후타설 콘크리트의 품질확보가 어려워 결국 보수-손상-보수의 악순환을 되풀이하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 이음부 없는 차수재를 설치함으로써, 하부구조물로 누수가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 그리고, 신축이음부 보수의 주요원인인 누수 및 후 타설재 손상을 근본적으로 방지할 수 있도록 교량 상면에서 최소한의 교통통제로 신축이음장치의 핑거블록을 해제 후 차수재를 신속하게 교체할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 한편, 신축이음부에 설치되는 한 쌍의 플레이트 사이에 안착부재가 구비되고, 이 안착부재에 차수재의 양측부가 안착되며, 이 차수재의 상부에 설치되는 핑거블록의 가압력에 의해 차수재의 양측 상부가 가압 고정되도록 고정부재를 구비함으로써, 차수재를 신속하게 탈착 가능한 구성으로 이루어지게 하여 유지보수작업을 용이하게 수행할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 그리고, 차수재의 양측부가 한 쌍의 플레이트와 한 쌍의 핑거블록의 사이에 위치되도록 함으로써, 견고하게 차수재가 고정됨과 동시에 이로 인해 하부로 물이나 이물질 등이 통과하는 것을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 또한, 교량용 신축이음장치의 양측 또는 양측부 중 어느 일측부에 차수재에 모인 물을 집수하여 배수시키는 집수부를 구비함으로써, 차수재에 모인 물 등을 신속하게 집수부를 통하여 배수시켜 차수재의 상부에 정체되어 그 중량에 의해 차수재의 고정부가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 신축이음부에 설치되는 한 쌍의 제1,2플레이트로 구성된 베이스플레이트와, 한 쌍의 핑거블록과 기초골조로 이루어진 교량용 신축이음장치에 있어서, 상기 제1플레이트와 제2플레이트의 사이에는 차수재가 설치된 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 제1,2플레이트의 서로 대응면 각각에는 안착홈이 형성된 안착부재가 구비된 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 차수재는 폭방향 양측부에 제1,2플레이트에 형성된 안착부재의 안착홈에 안착 고정되는 안착구가 형성된 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 한 쌍의 핑거블록의 각각 하부에는 차수재의 안착구 상부를 가압하는 고정부재가 구비된 것을 특징으로 한다. 또는, 상기 차수재는 폭 양측으로 연장 형성되어 한 쌍의 제1,2플레이트와 한 쌍의 핑거블록 사이에 위치되어 결속 고정된 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 베이스플레이트의 양측 또는 양측부 중 어느 일측부에는 집수부가 더 구비된 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 집수부는 신축이음부에 설치되는 한 쌍의 거치부재와, 상기 한 쌍의 거치부재 사이에 설치되되, 상부가 개방되고, 하부에 결속공이 형성된 집수통과, 상기 집수통에 일측이 고정되고, 타측부는 거치부재의 상부에 안착 고정되는 연결부재와, 상기 집수통의 결속공에 결속 고정되는 배수관으로 이루어진 것을 특징으로 한다. 나아가, 상기 한 쌍의 거치부재의 상부는 외측으로 절곡되는 제1절곡면이 형성되고, 하부는 내측으로 절곡되는 제2절곡면이 형성된 것을 특징으로 한다. 아울러, 상기 집수통의 일측부에는 차수재의 일측 끝단부가 안착되는 절개구가 형성된 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 집수부의 상부를 커버하는 한 쌍의 핑거블록이 더 구비된 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 연결부재는 일측에 수집통이 결속 고정되고, 타측부는 절곡 형성되어 거치부재의 제1절곡면과 핑거블록의 사이에 위치되어 결속 고정된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명은 이음부 없는 차수재를 설치함으로써, 하부구조물로 누수가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다. 그리고, 신축이음부 보수의 주요원인인 누수 및 후 타설재 손상을 근본적으로 방지할 수 있도록 교량 상면에서 최소한의 교통통제로 신축이음장치의 핑거블록을 해제 후 차수재를 신속하게 교체할 수 있도록 하는 효과가 있다. 한편, 신축이음부에 설치되는 한 쌍의 플레이트 사이에 안착부재가 구비되고, 이 안착부재에 차수재의 양측부가 안착되며, 이 차수재의 상부에 설치되는 핑거블록의 가압력에 의해 차수재의 양측 상부가 가압 고정되도록 고정부재를 구비함으로써, 차수재를 신속하게 탈착 가능한 구성으로 이루어지게 하여 유지보수작업을 용이하게 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다. 그리고, 차수재의 양측부가 한 쌍의 플레이트와 한 쌍의 핑거블록의 사이에 위치되도록 함으로써, 견고하게 차수재가 고정됨과 동시에 이로 인해 하부로 물이나 이물질 등이 통과하는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다. 또한, 교량용 신축이음장치의 양측 또는 양측부 중 어느 일측부에 차수재에 모인 물을 집수하여 배수시키는 집수부를 구비함으로써, 차수재에 모인 물 등을 신속하게 집수부를 통하여 배수시켜 차수재의 상부에 정체되어 그 중량에 의해 차수재의 고정부가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 교량용 신축이음장치를 보인 도면.
도 3은 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치를 보인 분리사시도.
도 4는 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치를 보인 정단면도.
도 5는 도 4의 A부를 조인 확대도.
도 6은 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치의 작용관계를 보인 도면.
도 7은 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치의 다른 실시예를 보인 도면.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치를 보인 또 다른 실시예를 보인 도면.
이하, 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 3은 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치를 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치를 보인 단면도이고, 도 5는 도 4의 A부를 조인 확대도이다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치(100)는 상판(B)과 이웃하는 상판(B')의 사이 신축이음부(H)에 설치되는 베이스플레이트(110)가 구비된다. 여기서, 상기 베이스플레이트(110)는 상부에 수평부(114)(114a)가 형성된 "ㄱ"자 형상의 제1플레이트(112)와 제2플레이트(112a)가 서로 대응되게 설치되되, 제1,2플레이트(112)(112a)의 수평부(114)(114a)가 외측을 향하도록 각각 형성된다. 나아가, 상기 제1,2플레이트(112)(112a)의 외측부에는 길이 방향으로 다수개의 기초골조(116)(116a)가 구비된다. 그리고, 상기 제1,2플레이트(112)(112a)의 수평부(114)(114a)에는 길이 방향으로 다수개의 관통공(118)(118a)이 형성된다. 그리고, 상기 제1,2플레이트(112)(112a)의 수평부(114)(114a)에는 한 쌍의 핑거블록(210)(210a)이 체결 고정되되, 이 핑거블록(210)(210a)의 상부에는 한 쌍이 서로 깍지낀 형상으로 요홈이 형성된 핑거부(212)(212a)가 형성되고, 제1,2플레이트(112)(112a)에 형성된 관통공(118)(118a)과 동일한 위치에 관통공(214)(214a)이 형성되며, 제1,2플레이트(112)(112a)의 관통공(118)(118a) 및 핑거블록(210)(210a)의 관통공(214)(214a)을 통하여 제1,2플레이트(112)(112a)와 핑거블록(210)(210a)이 볼트(220)와 너트(222)로 체결 고정되게 된다. 또한, 제1,2플레이트(112)(112a)의 서로 대응되는 내측면에는 제1,2플레이트(112)(112a)에 용접 등 고정수단에 의해 고정되되, 상부가 개방되게 안착홈(242)이 형성된 안착부재(240)가 구비된다. 그리고, 상기 제1,2플레이트(112)(112a)의 사이에 설치되어 신축이음부(H)의 신축작용에 대응되게 작용함과 동시에 물이나 이물질 등이 신축이음부로(H) 침투하는 것을 차단하는 차수재(310)가 구비된다. 이때, 상기 차수재(310)는 사출 성형하여 필요한 길이로 절단하여 사용함으로써, 교량의 신축이음부(H)에 설치시 연결부가 형성되지 않아 더욱 효과적으로 신축이음부(H)로 이물질이나 물 등이 침투하는 것을 방지할 수 있게 된다. 여기서, 상기 차수재(310)는 "U"자 형상으로 형성되어 양측부 길이 방향으로 제1,2플레이트(112)(112a)의 사이 내측부에 구비된 안착부재(240)의 안착홈(242)에 안착 고정되는 안착구(312)가 형성된다. 또한, 상기 한 쌍의 핑거블록(210)(210a)의 하부에는 제1,2플레이트(112)(112a)에 구비된 안착부재(240)의 안착홈(242)에 안착된 안착구(312)의 상부를 가압지지하는 고정부재(410)가 구비된다. 따라서, 상기 고정부재(410)에 의해 차수재(310)의 안착구(312) 상부를 가압함으로써, 안착부재(240)의 안착홈(242)에 안착된 차수재(310)의 안착구(312)가 견고하게 안착 고정된 상태를 유지하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치에 대한 작용관계를 설명하면 다음과 같다. 도 6은 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치의 작용관계를 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치(100)는 이웃하는 두개의 교량 상판(B)(B') 사이 신축이음부(H)에 제1,2플레이트(112)(112a)의 수평부(114)(114a)가 외측을 향하도록 설치한 후 제1,2플레이트(112)(112a)의 수평부(114)(114a)에 핑거블록(210)(210a)을 안착시키고, 제1,2플레이트(112)(112a)와 핑거블록(210)(210a)을 볼트(220)와 너트(222)로 고정시킨다. 그리고,상기 제1,2플레이트(112)(112a)의 사이에는 안착구(312)가 안착부재(240)의 안착홈(242)에 안착되게 차수재(310)를 설치하고, 설치된 차수재(310)의 안착구(312) 상부를 핑거블록(210)(210a)의 하부에 구비된 고정부재(410)에 의해 가압지지 되게 된다. 이렇게, 상기 교량용 신축이음장치(100)를 이웃하는 상판(B)(B')의 사이 신축이음부(H)에 설치한 후 콘크리트(C)를 타설하여 양생과정을 거치게 되면 교량용 신축이음장치(100)의 설치가 모두 완료되게 된다. 이와 같이 상기 교량용 신축이음장치(100)를 설치하게 되면 상판(B)(B')의 온도변화에 따라 교량의 상판(B)(B')이 팽창과 수축에 의해 교량의 콘크리트(C)에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다. 즉, 온도가 낮은 동절기에는 상판(B)(B')과 콘크리트(C)가 처음 시공할 때와 동일하게 상판(B)(B') 간의 신축이음부(H)가 유지되게 되고, 온도가 높아지는 하절기에는 상판(B)(B') 및 콘크리트(C)가 팽창하게 되는데, 이때는 제1,2플레이트(112)(112a)의 간격이 좁아지게 된다. 이때, 상기 제1,2플레이트(112)(112a)의 간격이 좁아질 때 제1,2플레이트(112)(112a) 사이에 설치된 차수재(310)는 신축성을 가지는 재질로 이루어져 제1,2플레이트(112)(112a)의 동작에 따라 접히게 되고, 다시 온도가 낮아지게 되면 상판(B)(B')과 콘크리트(C)가 원상복귀하면서 제1,2플레이트(112)(112a)가 원상복귀하게 되면서 제1,2플레이트(112)(112a)의 사이에 구비된 차수재(310)가 접혀진 상태에서 펼쳐져 원상복귀하게 된다. 또한, 상기 교량용 신축이음장치(100)의 제1,2플레이트(112)(112a) 사이에 차수재(310)가 설치되어 상판(B)(B')의 사이 신축이음부(H)로 물이나 이물질이 침투하는 것을 차단하여 수분 침투 등으로 인한 신축이음부(H)의 균열 및 부식 등이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다. 한편, 상기 교량용 신축이음장치(100)의 구조가 간단하여 상판(B)(B')의 신축이음부(H)에 설치가 용이하고 신속하게 설치작업을 수행할 수 있게 된다. 또한, 상기 교량용 신축이음장치(100)의 차수재(310) 등 부품이 파손된 경우에도 교량용 신축이음장치(100)의 해체 및 설치가 용이하여 부품의 교체작업을 신속하게 수행할 수 있게 된다. 그리고, 상기 차수재(310)의 상부에 이물질이 많이 쌓여 차수재(310)의 상부를 청소시 핑거블록(210)(210a)만 해체하게 되면 용이하게 차수재(310)의 상부가 개방되게 되어 신속하게 차수재(310)의 상부에 쌓인 이물질 등을 청소할 수 있게 된다. 도 7은 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치의 다른 실시예를 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이 상기 제1,2플레이트(112)(112a)의 사이에 설치되는 차수재(310)의 폭 양측부를 폭 방향으로 연장 형성하여 제1,2플레이트(112)(112a)와 한 쌍의 핑거블록(210)(210a) 사이에 위치되는 연장부재(314)가 형성된다. 이때, 상기 차수재(310)의 연장부재(314)에는 제1,2플레이트(112)(112a) 및 핑거블록(210)(210a)에 형성된 관통공(118)(118a)(214)(214a)과 동일한 위치에 관통공(316)이 형성되고, 이 연장부재(314)의 관통공(316)을 볼트(220)가 관통하여 너트(222)로 고정시키게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치에 대한 작용관계는 전자에서와 동일한 방법에 의해 이루어지는 것으로, 여기에서는 작용관계에 대한 설명은 생략한다. 다만, 상기 차수재(310)의 양측부에 형성된 연장부재(314)가 제1,2플레이트(112)(112a)와 한 쌍의 핑거블록(210)(210a) 사이에 위치되어 핑거블록(210)(210a)과 제1,2플레이트(112)(112a)를 고정시키는 볼트(220)와 너트(222)에 의해 고정되도록 구성함으로써, 핑거블록(210)(210a)만 분리시키게 되면 차수재(310)가 노출되게 되어 신속하게 차수재(310)에 쌓인 이물질 등을 제거하거나 차수재(310)를 신속하게 교체작업을 수행할 수 있게 된다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치를 보인 또 다른 실시예를 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이 상기 상판(B)과 이웃하는 상판(B')의 사이 신축이음부(H)의 양측부 또는 어느 일측부에 차수재(310)의 상부에 모인 물을 집수하여 배출시키는 집수부(510)가 구비된다. 여기서, 상기 집수부(510)는 상판(B)과 이웃하는 상판(B')에 서로 대응되게 설치되는 한 쌍의 거치부재(512)가 구비된다. 이때, 상기 한 쌍의 거치부재(512)는 상부가 상판(B)(B')의 상부 단턱면에 안착되게 외측으로 절곡된 절곡면(512a)이 형성되고, 절곡면(512a)에는 관통공(513)이 형성되며, 하부는 내측으로 절곡 형성되어 고정홈(512b)이 형성된다. 나아가, 상기 거치부재(512)에 형성된 고정홈(512b)에 안착되게 한 쌍의 거치부재(512) 사이에 설치되되, 상부가 개방된 용기 형상으로 형성되고, 하부에는 결속공(514a)이 형성된 집수통(514)이 구비된다. 이때, 상기 집수통(514)은 일측부에 차수재(310)의 일측 끝단부가 연장 형성되고, 이 연장 형성된 차수재(310)가 안착되는 절개구(514b)가 형성되고, 하부에 형성된 결속공(514a)에는 배수관(515)이 결속 고정된다. 아울러, 상기 집수통(514)에 볼트 또는 리벳 등 고정수단에 의해 일측부가 결속 고정되고, 타측부는 절곡 형성되어 거치부재(512)의 절곡면(512a) 상부에 안착되는 연결부재(516)가 구비되되, 이 연결부재(516)의 상부 절곡부에는 거치부재(512)의 절곡면(512a)에 형성된 관통공(513)에 대응되는 관통공(517)이 형성된다. 또한, 상기 한 쌍의 거치부재(512)에 형성된 절곡면(512a)에는 한 쌍의 핑거블록(520)이 체결 고정되되, 이 한 쌍의 핑거블록(520)의 대응면에는 한 쌍이 서로 깍지낀 형상으로 요홈이 형성된 핑거부(522)가 형성되고, 거치부재(512)에 형성된 관통공(513)과 동일한 위치에 관통공(524)이 형성된다. 여기서, 상기 거치부재(512)와 핑거블록(520)은 각각에 형성된 관통공(513)(524)을 관통하는 볼트(530)가 구비되고, 이 볼트(530)에 나사 고정되는 너트(532)에 의해 고정되게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치에 대한 작용관계는 전자에서와 동일한 방법에 의해 이루어지는 것으로, 여기에서는 작용관계에 대한 설명은 생략한다. 다만, 상기 차수재(310)의 상부에 모인 물은 이 차수재(310)의 안내에 따라 일측, 즉 집수부(510)가 설치된 방향으로 이동하게 되고, 집수부(510) 방향으로 이동한 물은 집수통(514)의 절개구(514b)에 안착된 치수재(310)의 끝단부로 배출되어 집수통(514)으로 공급하게 되며, 집수통(514)으로 공급된 물은 배수관(515)을 통하여 외부로 배출되게 된다. 또한, 상기 집수부(510)의 구조가 간소화되어 막힘 현상이나 부품의 파손시 신속하게 유지보수작업을 수행할 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명에 따른 교량용 신축이음장치에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
100 : 교량용 신축이음장치 110 : 베이스플레이트
112, 112a : 제1,2플레이트 114, 114a : 수평부
116, 116a : 기초골조 118, 118a : 관통공
210, 210a : 핑거블록 212, 212a : 핑거부
214, 214a : 관통공 220 : 볼트
222 : 너트 240 : 안착부재
242 : 안착홈 310: 차수재
312 : 안착구 314 : 연장부재
316 : 관통공 410 : 고정부재
510 : 집수부 512 : 거치부재
512,: 절곡면 512a : 고정홈
513 : 관통공
514 : 집수통 514a : 결속공
514b : 절개구 515: 배수관
516 : 연결부재 517 : 관통공
520 : 핑거블록 522 : 핑거부
524 : 관통공 530 : 볼트
532 : 너트 |
