KR0173153B1 - 교량 빔 보강공법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량 빔 보강공법 및 그 장치에 관한 것이다. 일반적으로 교량의 빔은 통과하중의 증가 등으로 인하여 균열과 처짐이 생기게 되는 바, 종래에는 이러한 균열과 처짐을 보정하고 더 이상의 균열과 처짐을 방지하기 위하여 소위 포스트 텐션 공법을 사용하고 있다. 이러한 종래의 공법은 빔의 양측면에 강연선을 중간부가 아래로 처진 상태로 설치하고 빔의 중간부에 다수개의 새들을 설치하여 강연선을 긴장시키는 것에 의하여 강연선이 긴장되면서 중간부가 새들을 들어올려 빔의 균열과 처짐을 보정 및 방지하도록 하고 있다. 그러나 이러한 종래의 공법에서는 중간부가 처진 강연선을 긴장할 때 새들을 들어올리는 힘이 매우 작기 때문에 힘의 작용원리에서 볼 때 비효율적이며, 긴장된 상태로 정착시키기 위하여 콘크리트를 타설하기 때문에 시공 후 긴장이완이 발생하였을 경우에 이를 재긴장시킬 수 없는 문제점이 있었다. 또한 긴장부재를 설치하기 위하여 빔을 관통하는 다수개의 통공을 천공하여야 하므로 빔 자체의 강도를 저하시키게 되는 문제점도 있었다. 본 발명은 빔의 저면 측에서 빔의 길이방향과 평행한 방향으로 긴장시킴으로써 균열을 확실하게 밀착시켜 균열을 방지함과 아울러 처짐을 방지할 수 있다. 긴장부재로서 정착용 숫나사부를 가지는 강봉이나 강연선을 사용하며 이 숫나사부에 정착용 너트를 체결함으로써 정착시키는 것으로서 긴장이완현상이 발생하였을 때 재긴장이 가능하여 장기간 시공상태를 유지할 수 있다. 긴장부재를 지지하는 지지수단을 빔에 설치함에 있어서 빔을 관통하지 않는 앵커를 최소한 타입함으로써 빔 자체의 강도를 저하시키는 일이 없게 된다.

Description

교량 빔 보강공법 및 그 장치

제1도는 본 발명에 의하여 보강된 교량의 사시도.

제2도는 본 발명에 의하여 보강된 교량의 측면도.

제3도는 제2도의 A-A선 단면도.

제4도는 제3도의 B-B선 단면도.

제5도는 본 발명에 사용되는 지지수단과 긴장부재 및 정착수단의 분해 사시도.

제6도는 본 발명에 의한 교량 빔 보강공법의 공정도로서,

(a)는 빔에 지지수단을 설치한 상태를 보인 사시도.

(b)는 지지수단에 긴장부재를 지지하고 긴장부재에 정착수단을 결합한 상태를 보인 사시도.

(c)는 긴장부재의 긴장측에 유압잭을 설치한 상태를 보인 사시도.

(d)는 유압잭을 작동시켜 긴장부재를 긴장시킨 상태를 보인 사시도.

(e)는 긴장된 긴장부재를 정착수단에 의하여 정착시킨 상태를 보인 사시도.

(f)는 긴장부재의 정착이 완료되고 잭을 제거한 상태를 보인 사시도.

제7도는 (a)(b)(c)는 본 발명에서 사용되는 긴장부재의 다른 실시예를 보인 도면.

제8도는 일반적인 P.C빔에서의 하중-응력 및 하중-처짐의 관계를 보인 선도.

제9도 내지 제11도는 종래 P.C빔의 보강공법을 설명하기 위한 것으로,

제9도는 보강됨 빔의 사시도.

제10도는 빔에 철근을 설치한 상태를 보인 부분 사시도.

제11도는 긴장부재와 정착수단을 보인 분해 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 20 : 지지수단 11, 21 : 단면지지부재

12, 22 : 측면지지부재 13, 23 : 저면지지부재

13c,13d,23c,23d : 지지판부 30 : 긴장부재

31 : 선재 31a : 고정용 숫나사부

31b : 정착용 숫나사부 32 : 스토퍼

32a,32b : 스토퍼 너트 40 : 정착수단

41a,41b : 정착용 너트 50 : 유압잭

본 발명은 교량 빔의 보강공법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 P.C 빔(Precast Beam)의 하단부에 균열이 발생하였을 때 이를 밀착시켜 균열이 더 이상 진행되는 것을 방지함으로써 빔을 보강하는 교량 빔 보강 공법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 P.C 빔은 고강도의 강재와 고강도 콘크리트로 제작되기 때문에 R.C 빔에 비하여 사용성, 안전성, 경제성 등에서 우수하며, 균열이 발생하지 않도록 설계되었기 때문에 내구성, 수밀성이 좋고 충격하중이나 반복하중에 대한 저항능력이 우수한 장점을 가지고 있다.

통상적으로 P.C 빔에서는 제8도에 도시한 바와 같이, E점이하의 탄성 영역에서는 하중-응력, 하중-처짐의 관계가 선형을 이루는 탄성변형을 일으키는 것이므로 균열이나 처짐이 발생되지 않으며, E점에서 F점에 이르는 천이영역에서도 하중-응력, 하중-처짐의 관계가 어느 정도 선형을 유지하지만 균열과 처짐 현상이 나타나기 시작한다.

하중이 천이영역을 넘어 P.C 강재의 항복점인 G점이 포함되어 있는 소성영역에 이르면 P.C 단면의 인장측 최대응력이 콘크리트의 휨파괴계수에 달하게 되어 균열이 생기게 되고 균열이 생김에 따라 그 부분에서 콘크리트의 인장저항이 없어지기 때문에 단면특성이 하중의 크기와 함께 변화하여 하중-응력, 하중-처짐의 관계가 비선형적으로 변화되면서 균열과 처짐 현상이 발생하게 되며, 강재 항복점을 넘어 H점에 이르면 P.C 강재량이 적당한 경우에도 급작스런 파괴가 일어나게 된다.

따라서 통과하중이 사하중 DL과 활하중 LL을 합한 하중이하로 되도록 설계함으로써 빔의 처짐이나 균열이 발생되지 않도록 하는 것이다.

그러나 산업이 발달하고 교통량이 증가됨에 따라 최초 건설시 통과하중 보다 큰 하중이 작용하게 되면, 빔의 P.C 강재량의 부족하게 되어 E점 이하의 탄성영역에서도 균열과 처짐 및 파괴 현상이 발생하게 된다.

이러한 현상은 최근 노후된 교량에서 교량 빔 자체의 노화 등으로 인하여 빔의 강성이 극도로 저하되고 그 설계 및 시공 당시의 통과하중의 증가로 인하여 균열과 처짐 현상이 발생되어 예측할 수 없는 교량 붕괴의 위험이 있는 실정이다.

따라서 이와 같이 노화된 교량에 대하여는 사고 발생후의 응급보수 차원이 아닌 사고의 사전 예방차원에서 상술한 처짐 및 하단 균열을 방지하고 보강하는 교량 빔의 보강공법이 절실히 요구되고 있다.

이러한 요구에 따라 소위 포스트 텐션(Post Tension)공법이 시행되고 있다.

이러한 교량 빔 보강공법은 제9도 내지 제11도에 도시한 바와 같이 보강하고자 하는 빔(1)의 양단 측면에 다수개의 관통공을 천공하고 이에 철근(2)를 관통시키고 이들 철근(2)의 양단에 보강철근(3)을 용접 또는 결속하여 철근 골조를 형성한 다음 긴장부재(4)를 구성하는 쉬스관에 삽입된 다수개의 강연선(4)을 쐐기형 정착구(5)에 결합하여 이 정착구(5)를 철근골조에 고정하며 빔(1)의 측면에 다수개(빔의 길이에 따라 2개 이상임, 도시예에서는 3개)의 새들(6)을 고정설치하여 쉬스관이 새들(6)의 걸림턱(6a) 하부에 걸릴 수 있도록 한 상태에서 각 강연선(4)을 유압잭에 고정하고 유압잭을 작동시켜 상기 강연선(4)을 당겨 긴장시키면 강연선(4)이 당겨지면서 긴장력에 대한 수직상방 분력이 새들(6)을 밀어올리게 되고 이에 따라 빔의 처짐이 보강되고 빔 단면의 인장측 균열이 밀착되도록 하는 것에 의하여 빔의 강성이 보강되도록 하는 것이다.

이때, 최종적으로 상기 철근(2)과 보강철근(3), 정착구(5)와 강연선(4)의 양단을 포함하는 부위에 콘크리트(7)를 타설함과 아울러 정착구(5)내에도 콘크리트 몰타르를 주입하여 경화하는 것에 의하여 긴장된 강연선(4)이 그대로 유지되도록 한다. 여기서 상기 강연선(4)은 쉬스관내에 여러가닥이 삽입관통된 것으로서 강연선(4)이 유동하는 것을 방지하기 위하여 상기 쉬스관내에도 시멘트 몰타르를 주입, 경화시킨다.

그러나 이러한 공법에서는 여러 가지 문제점이 드러나고 있다.

첫째, 이 공법의 처진 빔을 들어올리거나 하단 균열을 밀착시키는 힘의 작용원리는 강연선(4)이 그 중간부가 아래로 처진 활모양으로 배설된 상태에서 강연선(4)을 긴장하였을 때 강연선(4)이 직선상으로 되려고 할 때 생기는 중간부의 상향력을 이용하여 빔(1)의 양측면에 고정된 새들(6)은 들어올리게 되면서 처진 빔을 들어올리거나 하단 균열을 밀착시킨다는 것인 바, 여기서 강연선(4)을 긴장시키는 힘에 대하여 강연선(4) 중간부의 상향력은 매우 작은 것이어서 처진 빔을 들어올리거나 하단 균열을 밀착시키는 데 매우 비효율적이다.

둘째, 강연선(4)을 긴장한 후 강연선(4)을 정착시키기 위하여 철근(2)과 정착구(5) 및 강연선(4)의 양단부를 포함한 부분에 콘크리트(7)를 타설함과 아울러 정착구(5)와 강연선(4)이 삽입된 쉬스관내에도 시멘트 몰타르를 주입, 경화시키는 것에 의하여 정착시키는 것이므로 강연선(4)의 재긴장이 불가능하다.

즉, 위와 같은 공법을 시공한 후 시간이 경과함에 따라 강연선(4)은 긴장이완(Relaxation)현상에 의하여 늘어지면서 강연선(4)의 중간부가 새들(6)의 걸림턱(6a)에서 하방으로 처지게 되어 강연선(4)에 의한 인양력이 저하되어 시공 효과가 저하되거나 심지어는 하등의 시공효과가 없게 되는 바, 이때 철근(2)과 보강철근(3), 정착구(5)와 강연선(4)의 양단을 포함하는 부위에 콘크리트(7)를 타설함과 아울러 정착구(5)내에도 콘크리트 몰타르를 주입하여 경화하였으므로 강연선(4)의 재긴장이 불가능하며, 재긴장을 위하여는 처음부터 재시공하여야 하는 문제점이 있는 것이었다.

조사에 의하면 종래의 보강공법은 시공 후 30일이 경과하였을 때의 긴장력은 초기 긴장력의 4∼6% 감소되는 됨을 알 수 있었다.

셋째, 철근(2)과 정착구(3)를 고정하기 위하여 빔(1)의 양단부에 다수개의 관통공을 천공하고 새들(6)을 고정하기 위하여 빔(1)의 양측면에도 다수개의 관통공을 천공하여야 하므로 이 부분에서 빔(1) 자체의 강도가 저하되는 역효과가 있다.

더욱이 P.C 빔은 그 특성상 빔 양단부에 철근이 조밀하게 배근되어 있는 바 관통공을 천공하는 과정에서 철근이 손상될 경우 심각한 문제를 초래하게 된다.

또한 통상적으로 관통공은 20개정도를 천공하게 되는 데, 천공작업중 철근부위와 저촉되는 경우 위치를 바꿔가면서 천공하게 되므로 통상 30여개소에 천공이 되는 등 빔의 자체 강도를 더욱 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

넷째, 상기 정착구(5)는 강선을 내외측에 나선형으로 권취하고 이를 시멘트 몰타르로 타설하여 꼭지가 잘린 원추형 통모양으로 형성한 암콘(5a)과 외주면에 다수개의 강연선 삽입홈(5c)이 형성된 쐐기형 숫콘(5b)으로 형성된 것으로 다수 가닥(통상 12가닥)의 강연선(4)을 각기 긴장시킨 상태에서 하나의 암콘(5a)과 숫콘(5b)으로 이루어지는 정착구(5)에 의하여 이완되지 않도록 정착시키는 것이므로 하나의 강연선(4)이 이완되거나 파손되었을 때 모든 강연선이 이완되거나 파손되면서 빔 파괴등 심각한 위험을 초래하게 된다.

또한 빔(1)의 양측에 시공된 긴장부재(4)중 어느 한쪽에서 위와 같은 현상이 발생하였을 경우 힘의 균형이 변하면서 빔 파괴의 위험은 더욱 심각하게 된다.

다섯째, 긴장부재(4)는 쉬스관내에 다수개의 강연선(4)을 삽입한 것으로서 이는 긴장이완(Relaxation)이 발생되어 상술한 바와 같은 문제점이 있음에도 불구하고 긴장부재(4)를 설치함에 있어서 그 중간부가 아래로 처진 활모양으로 설치하여야 하므로 긴장이완이 다소 적은 강봉을 사용하는 것이 유리하나 강봉은 휨성이 좋지 않기 때문에 위와 같은 문제점이 있음에도 불구하고 강연선을 사용할 수 밖에 없는 실정이다.

여섯째, 또한 종래에는 긴장부재(4)로서 쉬스관내에 다수개의 강연선(4)가 삽입된 것을 사용하는 바, 이 강연선(4)을 긴장시키기 위하여는 각 강연선(4)마다 유압잭을 설치하여야 하므로 그 작업이 지연되고 이에 따라 시공비가 증가되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 긴장부재를 빔의 하부에서 빔에 평행한 방향으로 긴장시킴으로써 하단 균열을 보다 효율적으로 밀착시키고 균열이나 처짐을 확실하게 방지할 수 있도록 한 교량 빔 보강공법 및 그 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 시공 후 강연선이나 강봉이 늘어난 경우 이를 재긴장할 수 있어 시공상태를 지속적으로 유지시킬 수 있도록 하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 빔 자체의 강도를 저하시키지 않고서도 빔의 처짐을 보정할 수 있음과 아울러 하단 균열이 더 이상 진행되는 것을 확실하게 방지할 수 있도록 한 교량 빔의 보강공법 및 그장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 긴장부재로서 강연선은 물론 강봉을 사용할 수 있어 시공이 더욱 간편하게 되도록 하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 별도의 새들을 설치하지 않고서도 처짐이나 균열을 방지할 수 있어 시공이 간편하고 공사비를 절감할 수 있도록 하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 각 긴장부재에 하나의 유압잭만을 결합하는 것만으로서 긴장시킬 수 있어 작업이 신속하게 되고 이에 따라 공사비를 절감할 수 있도록 하려는 것이다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 빔의 양단에 고정측 및 긴장측 지지수단을 고정하여 지지판부가 빔 저면에서 하방으로 돌출되게 설치하는 단계와; 일단에 스토퍼가 구비되고 타단에 정착용 숫나사부가 구비된 긴장부재를 스토퍼가 고정측 지지수단의 지지판부에 고정지지되고 정착용 숫나사부가 긴장측 지지수단의 지지판부에 길이방향으로 유동가능하게 지지되도록 관통설치함과 아울러 상기 정착용 숫나사부에 정착용 너트를 체결하는 단계와; 상기 정착용 숫나사부의 끝단을 유압잭에 결합하여 긴장부재를 긴장시키는 단계와; 상기 정착용 너트를 숫나사부에 대하여 조여서 긴장측 지지수단의 지지판부에 밀착시켜 긴장부재를 긴장된 상태로 정착시키고 유압잭을 제거하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 교량 빔 보강공법과, 빔의 양단면에 고정되는 단면지지부재와 이 단면지지부재의 양측에 고정되어 빔의 양측면에 밀착되는 한쌍의 측면지지부재와 이 측면 지지부재의 하단에 고정되어 빔의 저면에 밀착됨과 아울러 빔의 저면에서 하방으로 돌출되는 적어도 하나 이상의 지지판부가 형성된 저면지지부재를 가지는 고정측 및 긴장측 지지수단과; 일단은 상기 고정측 지지수단의 저면지지부재에 형성된 지지판부에 고정지지되고 타단에는 정착용 숫나사부가 형성되며 이 숫나사부가 상기 긴장측 지지수단의 저면지지부재에 형성된 지지판부에 길이방향으로 유동가능하게 지지되는 긴장부재와; 이 긴장 부재의 정착용 숫나사부에 체결되어 지지판부에 밀착되면서 긴장부재를 긴장된 상태로 정착시키는 정착수단과; 상기 정착측 저면지지부재의 지지판부에 지지되어 상기 긴장부재에 결합되어 긴장부재를 긴장시키는 유압잭을 구비하여서 됨을 특징으로 하는 교량 빔 보강장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 교량 빔 보강공법 및 그 장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

제5도는 본 발명의 공법을 설명하기 위한 공정도로서, 빔(1)의 하단에 고정측 지지수단(10)과 긴장측 지지수단(20)을 빔의 하방으로 돌출되게 고정하는 단계와; 빔의 양측에서 하방으로 돌출된 양측 지지수단(10)(20)사이에 긴장부재(30)를 설치하여 일단은 고정측 지지수단(10)에 고정하고 타단은 긴장측 지지수단(20)에 길이방향으로 유동가능하게 지지함과 아울러 상기 긴장부재(30)의 긴장측에 정착수단(40)을 결합하는 단계와; 긴장부재(30)의 긴장측을 유압잭(50)에 결합하여 긴장시키는 단계와; 긴장부재의 긴장측을 정착수단(40)에 의하여 긴장된 상태로 정착시키고 유압잭(50)을 제거하는 단계로 구성된다.

상기 지지수단 고정단계에서 사용되는 지지수단(10)(20)은 제5도에 도시한 바와 같이, 빔(1)의 양단면에 고정부착되는 대략 ㄷ자형 단부지지부재(11)(21)와, 이 단부지지부재(11)(21)의 양측면에 고정되어 하향 경사방향으로 연장되는 한쌍의 양측 측면지지부재(12)(22)와, 이 양측 측면지지부재(12)(22)의 하단에 고정되어 빔(1)의 저면에 폭방향으로 가로지르며 저면에 다수개의 긴장부재 관통공(13e)(13f)(23e)(23f)이 천공된 지지판부(13c)(13d)(23c)(23d)가 하향 돌출된 저면지지부재(13)(23)로 구성된다.

상기 단부지지부재(11)(21)와 측면지지부재(12)(22) 및 저면지지부재(13)(23)는 모두 철판이나 강판으로 형성되는 것으로, 단부지지부재(11)(21)는 빔(1)의 양단면에 밀착되는 단면판부(11a)(21a)과 이 단면판부(11a)(21a)에서 직각으로 절곡되어 빔(1)의 길이방향으로 연장되는 양측 연결판부(11b)(21b)에 의하여 대략 ㄷ자형 단면으로 형성되고,상기 한쌍의 측면지지부재(12)(22)는 단부지지부재(11)(21)의 양측연결판부(11b)(21b)에 고정되는 부분에서부터 빔(1)의 길이방향과 평행인 수평부(12a)(22a)와 빔에 대하여 하향 경사지게 연장되는 경사부(12b)(22b)로 구성되며, 저면 지지부재(13)(23)는 빔(1)의 저면에 밀착되는 저면판부(13a)(23a)과 이 저면판부(13a)(23a)의 양측에서 직각으로 상향 절곡형성되어 상기 측면지지부재(12)(22)의 하단에 고정연결되는 연결판부(13b)(23b)와 상기 저면판부(13a)(23a)에서 하향 돌출되게 고정부착되어 적어도 하나 이상의 긴장부재 관통공(13e)(13f)(23e)(23f)이 천공된 지지판부(13c)(13d)(23c)(23d)로 구성된다.

긴장측 및 고정측 지지수단(10)(20)을 설치함에 있어서는 먼저, 단부 지지부재(11)(21)를 그 단면판부(11a)(21a)가 빔(1)의 양단면에 밀착되고 양측 연결판부(11b)(21b)가 빔(1)의 측면에 임하게 한 상태에서 연결판부(11b)(21b)에 양측 측면지지부재(12)(22)의 수평부(12a)(22a)를 용접에 의하여 고정결합하여 경사부(12b)(22b)의 하단이 빔(1)의 하단에 이르게 한 다음 이 경사부(12b)(22b)의 하단 양측에 저면지지부재(13)(23)의 연결판부(13b)(23b)를 용접에 의하여 고정결합하고, 단면지지부재(11)(21)와 측면지지부재(12)(22) 및 저면지지부재(13)(23)와 빔(1)과의 사이에는 에폭시 수지를 주입하여 이들 부재가 빔(1)에 고정되도록 한다.

이때 빔(1)의 양측면은 양단부에서는 평면부(1a)로 되어 있고 이 평면부(1a) 사이에는 홈부(1b)가 형성되어 있는 바 양측 측면지지부재 (12)(22)의 경사부(12a)(22a)와 홈부(1b)사이의 공간에도 에폭시 수지를 주입하여 측면지지부재(12)(22)와 빔(1)이 견고하게 고정결합되도록 한다.

상기 단부지지부재(11)(21)의 양측 연결판부(11b)(21b)와 측면지지부재(12)(22) 및 저면지지부재(13)(23)의 연결판부(13b)(23b)에는 다수개의 통공 (11')(21'), (12')(22'), (13')(23')을 천공하여 자체의 중량을 감소시킴과 아울러 빔(1)과 지지부재(11)(21), (12)(22), (13)(23)들 사이에 에폭시 수지를 주입할 때 주입구로 활용하거나 일부에 앵커(도시하지 않음)을 끼워 빔(1)에 타입하여 이들 부재를 견고하게 고정할 수 있도록 하는 것이다.

긴장측 및 고정측 지지수단(10)(20)이 빔(1)에 설치완료된 상태에서는 제6도(a)에 도시한 바와 같이 저면지지부재(13)(23)의 지지판부(13c)(13d)(23c)(23d)가 빔(1)의 저면에서 하방으로 돌출된 상태로 된다.

한편, 교량의 빔과 빔사이의 틈새는 콘크리트로 메워져 있는 바, 단면지지부재(11)(21)를 설치함에 있어서는 틈새를 메우고 있는 콘크리트를 일부 깨내고 단면지지부재(11)(21)를 그 틈새를 통하여 삽입하는 것으로 이때 틈새를 비좁으므로 단면지지부재(11)(21)의 연결판부(11a)(21a)중 어느 한쪽만 부착한 상태에서 타측 연결판부는 틈새에 삽입한 다음 용접하는 것이 바람직하다.

상기 긴장부재(30)를 설치하는 단계에서는 제6도(b)에 도시한 바와 같이 긴장부재(30)를 구성하는 선재(31)의 고정측에 구비된 스토퍼(32)를 고정측 저면지지부재(13)에 고정지지한 다음 긴장측에 구비된 정착용 숫나사부(31b)를 저면지지부재(13)의 관통공(13e)에 관통시킨다.

본 실시예에서는 긴장부재(30)를 구성하는 선재(31)로서 강봉의 양단에

고정용 숫나사부(31a)와 정착용 숫나사부(31b)를 각각 형성한 것으로, 고정용 숫나사부(31a)에는 스토퍼(32)를 구성하는 스토퍼 너트(32a)(32b)를 체결하여 이 스토퍼 너트(32a)(32b)가 상기 저면지지부재(13)의 지지판부(13c)(13d)에 걸려서 고정지지되도록 한 것이다.

여기서 긴장부재(30)를 양측 저면지지부재(13)(23)사이에 설치하는 과정을 구체적으로 설명한다.

먼저, 고정용 숫나사부(31a)를 고정측 저면지지부재(13)의 내측 지지판부(13c)에 천공된 관통공(13e)에 관통시켜 그 선단이 내,외측 지지판부(13c)(13d)사이에 위치하도록 한 상태에서 고정용 숫나사부(31a)에 스토퍼 너트(32a)를 체결하고 다시 숫나사부(31a)를 외측 지지판부(13d)에 천공된 관통공(13e)에 관통시켜 숫나사부(31a)에 스토퍼 너트(32b)를 체결하여 이들 스토퍼 너트(32a)(32b)를 조여서 내,외측 지지판부(13c)(13d)에 걸리는 스토퍼(32)를 구성하도록 한다.

이때, 상기 스토퍼 너트(32a)(32b)들은 체결된 상태에서 이완되는 것을 방지하기 위하여 각각 두 개씩의 너트를 로트너트식으로 체결하며, 또한 스토퍼 너트(32a)(32b)와 지지판부(13a)(13b), (23a)(23b)사이에는 스프링와셔(33a)(33b)와 평와셔(34a)(33b)를 끼운다.

정착용 숫나사부(31b)를 긴장측 저면지지부재(23)의 내측 지지판부(23c)에 천공된 관통공(23e)과 외측 지지판부(23d)에 천공된 광통공(23f)에 관통시켜 그 선단부가 외측 지지판부(23d)에서 일정 길이만큼 돌출되도록 함으로써 긴장부재(30)의 설치를 완료한다.

이 과정에서 정착용 숫나사부(31b)가 내측 지지판부(23c)에 관통되어 그 선단이 내,외측 지지판부(23c)(23d)사이에 위치한 상태에서 정착용 숫나사부(31b)에 정착수단(40)을 결합한다.

상기 정착수단(40)은 내,외측 지지판부(23c)(23d)사이에서 정착용 숫나사부(31b)에 체결되는 정착용 너트(41a)와 외측 지지판부(23d)의 외측에서 정착용 숫나사부(31b)에 체결되는 정착용 너트(41b)로 구성된다.

정착수단(40)을 설치함에 있어서는 긴장부재(30)의 나사부(31b)를 내측지지판부(23c)에 천공된 관통공(23e)에 내측으로부터 관통시켜 정착용 숫나사부(31b)가 내,외측 지지판부(23c)(23d)사이에 위치한 상태에서 정착용 숫나사부(31b)에 정착용 너트(41a)를 체결하고 다시 정착용 숫나사부(31b)를 외측 지지판부(23d)에 천공된 광통공(23f)에 관통시킨 상태에서 정착용 숫나사부(31b)에 정착용 너트(41b)를 체결한다.

이때, 상기 숫나사부(31b)에 정착용 너트(41a)(41b)를 체결하기 전에 스프링와셔(42)와 평와셔(43)를 끼우는 것이 바람직하다.

긴장부재의 설치와 정착수단의 설치가 완료되고 유압잭을 결합하는 단계에서는 제6도(c)와 같이 정착용 숫나사부(31b)의 돌출단부에 잭(50)을 결합하고 그 선단에 걸림너트(52)를 체결하여 이 걸림너트(52)가 잭(60)의 피스톤로드(61) 선단에 걸리도록 한다.

여기서 사용되는 유압잭(50)은 피스톤로드(61)의 중심부에 길이방향으로 선재관통공이 천공된 것으로, 상기 긴장부재(30)를 구성하는 선재(31)의 숫나사부(31a)를 선재관통공에 끼워 피스톤로드(51)의 선단에서 돌출되도록 한 다음 이 돌출단부에 걸림너트(52)를 체결하는 것에 의하여 걸림너트(52)가 피스톤로드(51)의 선단면에 밀착되도록 한다.

한편, 유압잭(50)과 긴장측 저면지지부재(23)의 지지판부(23c)와의 사이에는 상기 선재(31)에 대응하는 위치에 안내공(53a)이 천공된 대략 ㄷ자형 받침대(53)를 삽입하여 유압잭(50)이 정착용 너트(41b)와 간섭되지 않고 선재(31)는 안내공(53a)을 통하여 원활하게 긴장될 수 있도록 한다.

상기 긴장단계에서는 제6도 (d)에 도시한 바와 같이, 유압잭(50)을 작동시켜 피스톤로드(51)가 외측으로 전진하면서 이 피스톤로드(51)의 선단에 걸려 있는 걸림너트(52)를 밀게 되고 이 걸림너트(52)는 선재(31)의 정착용 숫나사부(31b)에 체결되어 있으므로 선재(31)가 긴장되는 것이다.

선재(31)의 긴장은 선재(31) 자체의 탄성한계의 30%정도만 긴장한다.

이와 같이 선재(31)를 긴장시킨 상태에서는 제6도(a)에서 빔(1)의 하단에 크게 발생되어 있던 균열(2)이 제6도(d)와 같이 밀착된 상태로 되면서 균열이 더 이상 발생되는 것을 방지하게 됨과 아울러 빔(1)의 처짐을 보정하고 더 이상 처짐이 발생되지 않게 된다.

또한 선재(31)의 긴장력은 빔(1)에 평행한 방향으로 작용하기 때문에 균열(2)을 밀착시키는 데 매우 효율적이며, 추후 균열이 발생되는 것을 확실하게 방지할 수 있게 된다.

이때, 정착용 숫나사부(31b)에 체결되어 있던 정착용 너트(41a, 41b)들은 제6도(d)에 도시한 바와 같이, 선재(31)의 긴장 길이 만큼 내,외측 지지판부(23c)(23d)에서 이격된 상태로 된다.

상기 정착단계에서는 지지판부(23c)(23d)에서 이격되어 있던 정착용 너트(41a)(41b)를 조여서 제6도(e)에 도시한 바와 같이 지지판(23c)(23d)에 밀착시키는 것에 의하여 선재(31)가 긴장된 상태로 유지되도록 한 다음, 걸림너트(52)를 제거하고 유압잭(50)을 제거한다.

이때, 상기 정착용 너트(41a)(41b)를 각각 하나 씩 체결하였으나, 시공 후 이완되는 것을 방지하기 위하여 각각 두 개씩의 너트를 체결하는 로트너트식으로 체결하는 것이 바람직하다.

이상태에서 긴장부재(30)과 스토퍼(32)와 정착수단(40)등에 그리스를 도포하는 것에 의하여 이들이 부식되는 것을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.

이상의 실시예에서는 긴장부재(30)로서 강봉으로 된 선재(31)의 양단에 고정용 숫나사부(31a)와 정착용 숫나사부(31b)를 형성하고 고정용 숫나사부(31a)에 스토퍼 너트(32a)(32b)를 체결하여 스토퍼(32)를 형성하고, 정착용 숫나사부(31b)에 정착용 너트(41a)(41b)를 체결하였으나, 이로써 국한되는 것은 아니며, 제7도(a)(b)(c)에 도시한 바와 같이 다양하게 변형할 수 있는 것이다.

제7도(a)의 예에서는 상술한 실시예에서와 같이 선재(31)를 강봉으로 하고 이 강봉의 일단에 스토퍼(32)를 일체로 고정설치하고 타단에는 정착용 숫나사부(31b)를 형성한 것이며, 제7도(b)의 예에서는 선재(31)로서 다수 가닥의 강연선을 하나로 꼬아서 만든 것을 사용하며 그 일단에 슬리브(35)를 끼워 압착하는 것에 의하여 스토퍼(32)를 형성하고 타단에는 외주면에 정착용 숫나사부(36a)가 형성된 슬리브(36)를 압착고정한 것이고, 제7도(c)의 예에서는 제7도(b)와 같이 강연선으로 된 선재(31)의 일단에 고정용 숫나사부(37a)가 형성된 슬리브(37)를 압착고정하고 타단에는 정착용 숫나사부(38a)가 형성된 슬리브(38)를 압착고정한 것이다.

한편, 제7도 (b) 및 (c)와 같이 강연선을 하나로 꼬아서 만든 선재(31)를 사용하는 경우에는 그 외주면에 쉬스관(39)를 씌운다. 이 경우 선재(31)와 쉬스관(39)간의 마찰을 줄이고 선재(31)의 긴장이 원활하게 이루어지도록 함과 아울러 부식을 방지하기 위하여 그리스를 주입하는 것이 바람직하다. 이들 실시예에서도 상술한 실시예에서와 동일한 방법으로 시공하는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 긴장부재를 빔의 저부에 빔의 길이방향에 대하여 평행한 방향으로 긴장시키는 것이므로 균열 및 처짐의 보정 및 방지를 효과적으로 수행할 수 있으며, 또한 긴장부재의 일단에 구비된 정착용 숫나사부에 정착용 너트를 체결하는 것에 의하여 긴장된 상태로 정착시키는 것이므로 시공 후 긴장부재에 긴장이완이 발생되었을 때 이를 재긴장시킬 수 있어 보강된 상태를 장기간 유지할 수 있게 되는 효과가 있다. 또한 본 발명에서는 긴장부재를 지지하는 지지수단을 설치함에 있어 빔에 다수개의 관통공을 천공하지 않고도 견고하게 지지할 수 있어 빔 자체의 강도가 저하되는 일이 없게 되며, 긴장부재로서 강연선은 물론 강봉을 사용할 수 있으므로 조건에 따라 적합한 시공을 할 수 있고, 별도의 새들을 설치하지 않으므로 시공이 간편하고 공사비를 절감할 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 상술한 실시예로서만 국한되는 것은 아니며 본 발명의 사상 및 범위내에서 다양한 변형이 가능한 것이다.

Claims (13)

1. 빔의 양단에 고정측 및 긴장측 지지수단을 고정하여 지지판부가 빔 저면에서 하방으로 돌출되게 설치하는 단계와; 일단에 스토퍼가 구비되고 타단에 정착용 숫나사부가 구비된 긴장부재를 스토퍼가 고정측 지지수단의 지지판부에 고정지지되고 정착용 숫나사부가 긴장측 지지수단의 지지판부에 길이방향으로 유동가능하게 지지되도록 관통설치함과 아울러 상기 정착용 숫나사부에 정착용 너트를 체결하는 단계와; 상기 정착용 숫나사부의 끝단을 유압잭에 결합하여 긴장부재를 긴장시키는 단계와; 상기 정착용 너트를 숫나사부에 대하여 조여서 긴장측 지지수단의 지지판부에 밀착시켜 긴장부재를 긴장된 상태로 정착시키고 유압잭을 제거하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 교량 빔 보강공법.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지수단을 설치하는 단계는 단면지지부재를 빔의 양단면에 밀착되게 설치하고, 이 단면지지부재의 양측 연결판부에 하단이 빔 저면에 이르는 측면지지부재를 용접고정하며, 이 측면지지부재에 빔의 하단에서 하방으로 돌출되는 지지판부를 가지는 저면지지부재를 용접 고정하는 것에 의하여 이루어짐을 특징으로 하는 교량 빔 보강공법.
3. 제2항에 있어서, 상기 단면지지부재와 측면지지부재 및 저면지지부재와 빔 사이에 에폭시 접착제를 주입하여 부착하고 적어도 상기 각 부재의 연결부분을 앵커로 고정함을 특징으로 하는 교량 빔 보강공법.
4. 제1항에 있어서, 상기 유압잭을 설치하는 단계에서는 긴장측 저면지지부재의 외측 지지판부와 유압잭사이에 긴장부재가 관통되는 안내공이 천공된 받침대를 삽입함을 특징으로 하는 교량 빔 보강공법.
5. 빔의 양단면에 고정되는 단면지지부재와 이 단면지지부재의 양측에 고정되어 빔의 양측면에 밀착되는 한쌍의 측면지지부재와 이 측면지지부재의 하단에 고정되어 빔의 저면에 밀착됨과 아울러 빔의 저면에서 하방으로 돌출되는 적어도 하나 이상의 지지판부가 형성된 저면지지부재를 가지는 고정측 및 긴장측 지지수단과; 일단은 상기 고정측 지지수단의 저면지지부재에 형성된 지지판부에 고정지지되고 타단에는 정착용 숫나사부가 형성되며 이 숫나사부가 상기 긴장측 지지수단의 저면지지부재에 형성된 지지판부에 길이방향dm로 유동가능하게 지지되는 긴장부재와; 이 긴장부재의 정착용 숫나사부에 체결되어 지지판부에 밀착되면서 긴장부재를 긴장된 상태로 정착시키는 정착수단과; 상기 정착측 저면지지부재의 지지판부에 지지되어 상기 긴장부재에 결합되어 긴장부재를 긴장시키는 유압잭을 구비하여서 됨을 특징으로 하는 교량 빔 보강장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 단면지지부재는 빔의 양단면에 밀착되는 단면판부과 이 단면판부에서 직각으로 절곡되어 빔의 길이방향으로 연장되는 양측 연결판부에 의하여 대략 ㄷ 자형 단면으로 형성되고, 상기 한쌍의 측면지지부재는 단부지지부재의 양측연결판부에 고정되는 부분에서의 빔의 길이방향과 평행인 수평부와 빔에 대하여 하향 경사지게 연장되는 경사부로 구성되며, 저면지지부재는 빔의 저면에 밀착되는 저면판부과 이 저면판부의 양측에서 직각으로 상향 절곡형성되어 상기 측면지지부의 하단에 고정연결되는 연결판부와 상기 저면판부에서 하향 돌출되게 고정부착되어 적어도 하나 이상의 긴장부재 관통공이 천공된 지지판부로 구성됨을 특징으로 하는 교량 빔 보강장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 단면지지부재의 연결판부와 양측 측면지지부재 및 저면지지부재의 연결판부에는 다수개의 통공이 천공된 것임을 특징으로 하는 교량 빔 보강장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 긴장부재는 일단에 고정용 스토퍼가 구비되고 타단에는 정착용 숫나사부가 구비된 선재인 것을 특징으로 하는 교량 빔 보강장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 긴장부재의 선재는 양단에 고정용 숫나사부와 정착용 숫나사부가 형성된 강봉이며, 상기 스토퍼는 고정용 숫나사부에 체결되는 스토퍼 너트임을 특징으로 하는 교량 빔 보강장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 긴장부재의 선재는 스토퍼가 고정설치되고 타단에 정착용 숫나사부가 형성된 강봉인 것을 특징으로 하는 교량 빔 보강장치.
11. 제8항에 있어서, 상기 긴장부재의 선재는 다수 가닥의 강연선을 꼬아서 하나로 형성하고 그 양단에 고정용 및 정착용 숫나사부가 형성된 슬리브를 압착고정한 것이고, 상기 스토퍼는 상기 고정용 숫나사부에 체결되는 스토퍼 너트임을 특징으로 하는 교량 빔 보강장치.
12. 제8항에 있어서, 상기 긴장부재의 선재는 다수 가닥의 강연선을 꼬아서 하나로 형성하고 일단에 스토퍼가 고정형성되고, 타단에는 정착용 숫나사부가 형성된 슬리브가 압착고정된 것임을 특징으로 하는 교량 빔 보강장치.
13. 제5항에 있어서, 상기 정착수단은 긴장부재의 정착용 숫나사부에 체결되는 정착용 너트임을 특징으로 하는 교량 빔 보강장치.