KR100355091B1 - 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법 - Google Patents

조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법은, 교량의 교각의 소정 부위에 교량보강용 빔 부재의 지지를 위한 조립식 브라켓을 각각 설치하는 단계; 조립식 브라켓의 지압판에 인상용 유압잭을 각각 설치하는 단계; 인상용 유압잭 상부면에 강재 가로보를 거치하는 단계; 교량의 상부구조물의 하면부에 거치될 종형 강재 빔의 측면부에 보강판을 설치한 후, 상방향으로 솟음가공을 실시하고, 메인 강재 빔의 하면 양단에 강선 인장용 정착부를 설치하는 단계; 종형 강재 빔을 양측 가로보에 걸치도록 설치하여 고정하는 단계; 가로보의 하단부에 설치된 유압잭을 인상시켜 종형 강재 빔의 상부면과 교량의 상부구조물의 하부면을 밀착시키는 단계; 가로보의 하단부에 설치된 유압잭의 좌우측에 보조 받침부재를 설치하고 유압잭을 해체하는 단계; 강선 인장용 정착부에 강선을 설치한 후 인장하여 종형 강재 빔의 강성을 증진시키고, 종형 강재 빔의 상부면과 교량 상부구조물의 하부면이 일체화되도록 하는 단계; 및 종형 강재 빔의 상부면과 교량 상부구조물 하부면 사이에 앵커링을 통하여 고정 일체화시키고, 공극부에 에폭시를 주입하여 종형 강재 빔과 교량 상부구조물을 일체화시키는 단계를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 증설 종형의 단면을 축소하고, 기존의 교량 구조물의 손상을 최소화하면서 교량의 내하력을 증진시킬 수 있다.

Description

조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법{Method for reinforcing resistance force of a bridge using a prefabricated bracket}
본 발명은 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법에 관한 것으로서, 특히 조립식 브라켓을 이용한 종형 증설을 바탕으로 강선인장을 통한 증설 종형의 단면을 축소하고, 기존의 교량 구조물의 손상을 최소화하면서 교량의 내하력을 증진시킬 수 있는 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법에 관한 것이다.
종래 교량 슬래브 보강공법에는 철판부착 보강공법, 섬유부착 보강공법, 종형증설 보강공법 등이 있다.
철판부착 보강공법은 교량의 슬래브 하면에 철판을 앵커링을 통하여 설치하고, 내부에 에폭시를 충전하여 슬래브의 내하력을 증진시키는 방법으로서, 기존의 많은 교량에 적용되었다. 그러나, 철판과 교량 슬래브 콘크리트의 물성이 상이한관계로 온도에 따른 신축작용으로 보강 철판과 교량 슬래브 콘크리트 사이에 재료 분리 현상이 발생하게 되며, 그에 따라 보강 기능이 상실되는 결과를 초래하여 현재는 사용을 자제하고 있는 실정이다.
섬유부착 보강공법은 교량의 슬래브 하면에 고강도 유리섬유를 부착하여 보강하는 공법으로서, 부착되는 섬유의 비중이 철판이나 콘크리트보다 가벼우며, 뛰어난 인장강도를 가지고 있어 철판부착 공법의 대안으로서 교량 보수 작업에 많이 사용되고 있다. 그러나, 이 공법 또한 교량 슬래브 콘크리트와 물성이 달라 교량의 보수 작업에는 채용되지만 교량의 성능 개선 및 보강의 목적으로는 널리 쓰이고 있지 않다.
종형증설 보강공법은 RC T형 교량, PC-빔 교량 등 교량의 구조 형식중 기존에 종형이 있는 교량에서 기존 빔과 빔 사이에 강재 H-빔을 설치하여 종형을 증설하는 공법으로서, 슬래브 교량 및 라멘교량 등 슬래브와 교각의 사이에 증설빔의 설치공간이 협소한 교량에는 적용이 불가능한 공법이다. 또한, 단면적 및 형고가 높은 강재 H-빔을 사용하여 고중량의 추가로 인하여 교각에 하중 부담을 추가하며, 횡형보를 절단하여 고정하는 형태로 시공되어 기존 교량 구조물에 손상을 초래하는 단점이 있다.
본 발명은 상기의 사항들을 감안하여 창출된 것으로서, 조립식 브라켓을 이용하여 고정부를 확보하고, 증설되는 종형에 강선을 인장하여 증설 종형의 단면을 축소하며, 기존의 교량 구조물의 손상을 최소화하면서 교량의 내하력을 증진시킬수 있는 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법에 의해 슬래브 교량이 보강 시공된 상태를 보여주는 정면도.
도 2는 도 1의 슬래브 교량이 보강 시공된 상태를 보여주는 평면도.
도 3은 도 1의 A-A선에 따른 단면도.
도 4는 도 3의 "A"부분에 대한 부분 발췌 확대도.
도 5는 도 1의 "B"부분에 대한 부분 발췌 확대도.
도 6은 도 1의 "C"부분에 대한 부분 발췌 확대도.
도 7은 본 발명에 따른 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법에 의해 종형 강재 빔에 솟음 가공(캠버 가공)을 한 상태를 보여주는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법에 의해 라멘 교량이 보강 시공된 상태를 보여주는 정면도.
도 9는 도 8의 라멘 교량이 보강 시공된 상태를 보여주는 평면도.
도 10은 도 8의 A-A 선에 따른 단면도.
도 11은 도 10의 "A"부분에 대한 부분 발췌 확대도.
도 12는 도 8의 "B"부분에 대한 부분 발췌 확대도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101,801...교각 102,802...교대
103,103',803...조립식 브라켓 104...인상용 유압잭
105...강재 가로보 106,806...슬래브
107,807...종형 강재 빔 108,808...인장 강선
109,809...보조받침 부재 810...앵커 볼트
108f...강선 인장용 정착부 803h...관통공
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법은,
(a) 교량의 교각의 소정 부위에 교량보강용 빔 부재의 지지를 위한 조립식 브라켓을 각각 설치하는 단계;
(b) 상기 조립식 브라켓의 지압판에 인상용 유압잭을 각각 설치하는 단계;
(c) 상기 인상용 유압잭 상부면에 강재 가로보를 거치하는 단계;
(d) 교량의 상부구조물의 하면부에 거치될 종형 강재 빔의 측면부에 보강판을 설치한 후, 상방향으로 솟음가공을 실시하고, 메인 강재 빔의 하면 양단에 강선 인장용 정착부를 설치하는 단계;
(e) 상기 종형 강재 빔을 교각의 양측 가로보에 걸치도록 설치하여 고정하는 단계;
(f) 상기 가로보의 하단부에 설치된 유압잭을 인상시켜 종형 강재 빔의 상부면과 교량의 상부구조물의 하부면을 밀착시키는 단계;
(g) 상기 가로보의 하단부에 설치된 유압잭의 좌우측에 보조 받침부재를 설치하고 유압잭을 해체하는 단계;
(h) 상기 강선 인장용 정착부에 강선을 설치한 후 인장하여 종형 강재 빔의 강성을 증진시키고, 종형 강재 빔의 상부면과 교량 상부구조물의 하부면이 일체화되도록 하는 단계; 및
(i) 상기 종형 강재 빔의 상부면과 교량 상부구조물 하부면 사이에 앵커링을 통하여 고정 일체화시키고, 공극부에 에폭시를 주입하여 종형 강재 빔과 교량 상부구조물을 일체화시키는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
나아가, 상기 단계(i) 이후에 상기 종형 강재 빔 및 인장 강선의 부식을 방지하기 위한 작업을 수행하는 단계를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.
또한 더 나아가, 상기 단계(i) 이후에 상기 조립식 브라켓의 장기적인 내구성을 위해 조립식 브라켓과 교각 사이의 공극부에 앵커링 및 에폭시를 주입하여 조립식 브라켓을 교각과 일체화시키는 단계를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법에 의해 교량이 보강 시공된 상태를 보여주는 것으로서, 도 1은 정면도, 도 2는 평면도, 도 3은 도 1의 A-A선에 따른 단면도, 도 4는 도 3의 "A"부분에 대한 부분 발췌 확대도, 도 5는 도 1의 "B"부분에 대한 부분 발췌 확대도, 도 6은 도 1의 "C"부분에 대한 부분 발췌 확대도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법에 따라, 먼저 교량(예컨대, 슬래브 교량)의 교각(101) 및/또는 교대(102)의 소정 부위에 교량 보강용 빔 부재(H 빔)의 지지를 위한 조립식 브라켓 (103)(103')(이 조립식 브라켓에 대해서는 동일 출원인에 의해 선출원되어 등록된 특허등록 제214386호, 제214387호 참조)을 각각 설치하게 된다.
이렇게 하여 조립식 브라켓(103)의 설치가 완료되면, 그 조립식 브라켓(103) (103')의 지압판에 인상용 유압잭(104)을 각각 설치한다. 그런 다음, 인상용 유압잭(104) 상부면에 강재 가로보(H 빔)(105)를 거치한다. 이때, 계획높이의 10㎝ 이하로 내려서 거치하여 종형 강재 빔(107)(후술됨)의 설치가 용이하도록 한다. 여기서, 이와 같은 가로보(105)는 경우에 따라서는 설치하지 않을 수도 있다. 즉, 교량의 구조나 보강 정도에 따라 상기 가로보(105)의 설치없이 상기 인상용 유압잭 (104) 위에 후술되는 종형 강재 빔(107)을 직접 거치하는 방식으로 시공할 수도 있는 것이다.
상기 가로보(105)의 설치 후, 교량의 상부구조물(슬래브)(106)의 하면부에 거치될 종형 강재 빔(H 빔)(107)의 측면부에 보강판을 설치한 후, 도 7에 도시된 바와 같이, 종형 강재 빔(107)을 상방향으로 솟음 가공(캠버 가공)을 실시하고, 종형 강재 빔(107)의 하면 양단에 강선 인장용 정착부(108f)를 설치한다.
이렇게 하여, 종형 강재 빔(107)의 제작이 완료되면, 그 종형 강재 빔(107)을 교각 양측 가로보(105)에 걸치도록 설치하여 고정한다. 그런 후, 가로보(105)의 하단부에 설치된 유압잭(104)을 인상시켜 종형 강재 빔(107)의 상부면과 교량의 슬래브(106)의 하부면을 밀착시킨다. 그리고, 상기 가로보(105)의 하단부에 설치된 유압잭(104)의 좌우측에 보조 받침부재(109)을 설치하고 유압잭(104)을 해체한다.
유압잭(104)의 해체작업이 완료되면, 상기 강선 인장용 정착부(108f)에 강선 (108)을 설치한 후 인장하여 종형 강재 빔(107)의 강성을 증진시키고, 종형 강재 빔(107)의 상부면과 슬래브(106)의 하부면이 일체화되도록 한다. 그런 다음, 상기종형 강재 빔(107)의 상부면과 슬래브(106) 하부면 사이에 앵커링을 통하여 고정, 일체화시키고, 공극부에 에폭시를 주입하여 종형 강재 빔(107)과 슬래브(106)를 일체화시킨다. 이렇게 함으로써, 사실상 본 발명의 방법에 따른 시공은 완료된다. 그러나, 바람직하게는 이 이후에 상기 종형 강재 빔(107) 및 인장 강선(108)의 부식을 방지하기 위한 작업(예컨대, 도장 작업, 그리이스 도포작업 등)을 더 수행한다. 또한, 더욱 바람직하게는 상기 조립식 브라켓(103)의 장기적인 내구성을 위해 조립식 브라켓(103)과 교각(101) 및/또는 교대(102) 사이의 공극부에 앵커링 및 에폭시를 주입하여 조립식 브라켓(103)과 교각(101) 및/또는 교대(102)를 일체화시키는 작업을 더 수행한다.
이상은 본 발명에 따른 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법을 슬래브 교량에 적용한 경우를 설명한 것이다. 본 발명의 방법은 이상과 같은 슬래브 교량에의 적용은 물론 라멘교에 대해서도 적용이 가능하다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 방법을 라멘교에 적용하여 보강시공된 상태를 보여주는 것으로서, 도 8은 정면도, 도 9는 평면도, 도 10은 도 8의 A-A 선에 따른 단면도, 도 11은 도 10의 "A"부분에 대한 부분 발췌 확대도, 도 12는 도 8의 "B"부분에 대한 부분 발췌 확대도이다.
도 8 내지 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법을 라멘교에 적용함에 있어서, 그 시공방법은 상기 슬래브교에 적용할 경우와 기본적으로는 동일하다. 다만, 라멘교의 구조적 특성상 상기 슬래브교와는 달리 교각부(801)와 슬래브(806) 사이에 공간이 없어, 상기 슬래브교에서처럼 조립식 브라켓을 전체적으로 "ㄷ"자 형태의 일체형 구조체로 제작하여 교각의 상단부에 거치식으로 설치할 수 없기 때문에, 이 라멘교에 적용할 경우에는 조립식 브라켓(803)이 모두 앵커링에 의해 콘크리트 구조물에 고정되는 점이 상기 슬래브교에의 적용 경우와 특징적으로 다르다. 즉, 상기 슬래브교에의 적용 경우는 교각 (101)에 설치되는 조립식 브라켓(103)이 "ㄷ"자 형태의 일체형 구조체로 제작되어 교각(103)의 상면부 및 측면부에 걸쳐 거치식으로 설치되는 점에 반해, 이 라멘교에의 적용 경우는 조립식 브라켓(803)에 볼트 체결을 위한 다수의 관통공(803h)이 형성되고, 이 관통공(803h)에 앵커 볼트(810)가 체결됨으로써 조립식 브라켓(803)이 라멘교의 교각부(801) 및 교대부(802)에 고정되는 것이다. 도 8 내지 도 12에서 참조번호 804는 유압잭, 805는 가로보, 807은 종형 강재 빔, 808은 인장 강선, 809는 보조 받침부재를 각각 나타낸다.
이상의 설명에서와 같은 본 발명에 따른 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법은 다음과 같은 장점을 갖는다.
첫째, 종형(메인 빔)에 솟음 가공(캠버 가공)을 통하여 강성을 증진시킬 수 있다. 따라서, 종형의 높이를 낮출 수 있어 경제적이고, 슬래브 하단의 통수단면을 고려할 때, 다른 공법에 비해 매우 유리하다.
둘째, 종형에 강선 인장을 도입하여 종형 높이를 축소할 수 있다. 종래 종형 증설공법이 H빔의 형고의 조절을 통하여 내하력 증진을 위한 시공을 실시했으나, 제한적인 형하공간 및 중량의 증가로 인해 적절한 성능개선 및 보강이 불가능했다.그러나, 본 발명의 방법은 증설 종형에 강선 인장을 도입하여 종형 높이를 축소하고, 적절한 내하력으로 설계 조절이 가능하여 교량의 성능 개선 및 보강의 효과를 한층 높일 수 있다.
셋째, 성능 개선 및 보강의 목적에 요구되는 인장력을 조절할 수 있도록 설계된 강선인장용 정착부의 채용에 의해 종형의 하단부 및 측면부에서 인장작업이 이루어지며, 이에 따라 강선인장으로 인한 형하 공간의 제약문제를 해소할 수 있다.
넷째, 조립식 브라켓을 이용하므로, 종형 증설을 통한 성능 개선 및 보강 공사 이외에 교좌장치 교체작업, 교량 하부의 통수단면 부족시 승상작업을 수행할 수 있어, 경제적이고 지속적인 교량의 유지관리가 가능하다.

Claims (3)

  1. (a) 교량의 교각의 소정 부위에 교량보강용 빔 부재의 지지를 위한 조립식 브라켓을 각각 설치하는 단계;
    (b) 상기 조립식 브라켓의 지압판에 인상용 유압잭을 각각 설치하는 단계;
    (c) 상기 인상용 유압잭 상부면에 강재 가로보를 거치하는 단계;
    (d) 교량의 상부구조물의 하면부에 거치될 종형 강재 빔의 측면부에 보강판을 설치한 후, 상방향으로 솟음가공을 실시하고, 메인 강재 빔의 하면 양단에 강선 인장용 정착부를 설치하는 단계;
    (e) 상기 종형 강재 빔을 교각의 양측 가로보에 걸치도록 설치하여 고정하는 단계;
    (f) 상기 가로보의 하단부에 설치된 유압잭을 인상시켜 종형 강재 빔의 상부면과 교량의 상부구조물의 하부면을 밀착시키는 단계;
    (g) 상기 가로보의 하단부에 설치된 유압잭의 좌우측에 보조 받침부재를 설치하고 유압잭을 해체하는 단계;
    (h) 상기 강선 인장용 정착부에 강선을 설치한 후 인장하여 종형 강재 빔의 강성을 증진시키고, 종형 강재 빔의 상부면과 교량 상부구조물의 하부면이 일체화되도록 하는 단계; 및
    (i) 상기 종형 강재 빔의 상부면과 교량 상부구조물 하부면 사이에 앵커링을 통하여 고정 일체화시키고, 공극부에 에폭시를 주입하여 종형 강재 빔과 교량 상부구조물을 일체화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 단계(i) 이후에 상기 종형 강재 빔 및 인장 강선의 부식을 방지하기 위한 작업을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 단계(i) 이후에 상기 조립식 브라켓의 장기적인 내구성을 위해 조립식 브라켓과 교각 사이의 공극부에 앵커링 및 에폭시를 주입하여 조립식 브라켓을 교각과 일체화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 브라켓을 이용한 교량의 내하력 보강방법.
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