KR100400980B1

KR100400980B1 - 강선을 이용한 교각 보강공법 및 그 장치

Info

Publication number: KR100400980B1
Application number: KR10-2000-0075189A
Authority: KR
Inventors: 박재만
Original assignee: 박재만
Priority date: 2000-12-11
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2003-10-10
Also published as: KR20020045792A

Abstract

본 발명은 강선을 이용한 교각 보강공법 및 그 장치에 관한 것으로, 교각의 외주면에 다수개의 앵커를 종,횡방향으로 고정하고, 상기 교각의 양단부에는 정착 브래키트를 적어도 일단 이상 고정함과 아울러 상기 교각의 주위로 다수개의 철근을 종방향으로 세워 일정한 간격을 두고 배근하며, 상기 각 단의 양쪽 정착 브래키트에 강연선과 같은 외부 강선을 교각의 푸팅부를 둘러 감아 조이는 형태로 고정수단에 의해 고정하여 되는 강선을 이용한 교각 보강공법과 그 장치를 제공한다. 이러한 본 발명은 교각에 고정되는 앵커량을 절감시켜 교각의 앵커 고정에 따른 손상을 방지하면서 교각의 컬럼부의 단면을 확대함과 아울러 조임 인장력 및 휨 보강력을 증대시킬 수 있고, 내진력을 증대시킬 수 있게 되는 이점이 있는 것으로 각종 교량의 교각 보수 보강을 위한 공법으로 매우 유리하게 적용할 수 있다.

Description

강선을 이용한 교각 보강공법 및 그 장치{METHOD TO REINFORCE PIER USING STEEL AND THEREOF APPARATUS}

본 발명은 강선을 이용한 교각 보강공법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 교각의 외주면에 철근을 종방향으로 세워 일정 간격을 두고 배근하고, 강연선과 같은 외부강선을 철근 외측으로 둘러 감아 교각의 양단부에 고정되는 정착 브래키트에 긴장시켜 고정한 후, 콘크리트를 타설 양생시킴으로써 교각의 컬럼부의 단면을 확대함과 아울러 조임 인장력 및 휨 보강력을 증대시킬 수 있고, 내진력을 증대시킬 수 있도록 한 강선을 이용한 교각 보강공법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 교각의 보강공법에는 단면 확대공법이나 탄소섬유나 유리섬유와 같은 섬유를 이용한 섬유접착공법이 있으나, 앵커 설치에 의한 기존 구조물의 파손이나 내구성이 지속되기 어려운 문제점이 있었다. 이와 같이 기존 공법의 경우 구조물에 손상을 주거나 내구성이 떨어지는 문제가 발생하여 보수 보강의 목적외에 추가 비용이 소요될 뿐 아니라, 장기적인 교량 구조물 유지 관리 측면에서 손상으로 인한 하자 발생을 초래할 가능성이 있었다.

또한 기존의 교각 보수 보강공법은 일예를 들어 교각의 컬럼부 외주면에 다수개의 앵커를 고정하고, 컬럼부의 외주면에 철근을 종방향으로 세워 일정한 간격을 두고 배열함과 아울러 횡방향으로 교차되게 배열하여 이들 종,횡방향 철근을 묶음철선으로 고정한 후, 이와 같이 배근된 철근의 외측으로 거푸집을 설치하고, 콘크리트를 타설하고 양생하여 교각의 단면을 확대하는 보수 보강공법이 이용되고 있으나, 위에서 설명한 바와 같이, 앵커 설치에 의해 구조물의 손상으로 인하여 내구성이 저하되는 문제점이 있었으며, 이와 같은 공법은 교각의 컬럼부를 조여주는 인장력이 부족하고, 휨 보강력의 증가는 기대할 수 없어 내진을 위한 보수 보강에 적용할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점 및 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 교각의 외주면에 철근을 종방향으로 세워 일정 간격을 두고 배근하는 과정과, 교각의 외주면에 강연선과 같은 외부강선을 감아 교각의 양단부에 고정되는 정착 브래키트에 긴장시켜 고정하는 과정과, 콘크리트를 타설 양생하는 과정으로 교각을 보강함으로써 교각의 컬럼부의 단면을 확대함과 아울러 조임 인장력 및 휨 보강력을 증대시킬 수 있고, 내진력을 증대시킬 수 있게 되는 강선을 이용한 교각 보강공법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.

도 1 내지 도 7은 본 발명에 관한 도면으로서,

도 1 및 도 2는 본 공법에 의해 교각의 컬럼부가 보강된 형태를 보인 사시도 및 측면도.

도 3은 도 1의 부분 확대도.

도 4는 도 1의 종단면도.

도 4는 도 3의 부분 확대도.

도 5는 정착 브래키트를 발췌하여 보인 사시도.

도 6은 정착구의 분해사시도.

도 7은 정착 브래키트에 강연선이 정착되는 형태를 보인 분해사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 교각 11 : 푸팅부

11a : 고정홈 12 : 컬럼부

12a : 고정홈 20 : 앵커

21 : 묶음선 30 : 정착 브래키트

30' : 몸체 31 : 원호 지지부

32 : 측면 지지부 33 : 고정판

34 : 고정공 35 : 지지판

40 : 철근 50 : 강연선

100 : 고정수단 110 : 정착구

111 : 정착링 112 : 쐐기부재

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 강선을 이용한 교각 보강공법의 한 실시예는 교각의 외주면에 앵커를 설치하는 단계와, 상기 교각의 외주면 양단부에 정착 브래키트를 다단으로 부착시키는 단계와, 철근을 배근하여 상기 앵커에 묶음철선으로 고정시키는 단계와, 상기 교각의 철근 외측으로 외부강선을 둘러 감아 상기 외부강선의 양단부를 정착구와 정착링으로 정착 브래키트의 고정공에 고정하는 단계와, 인장잭을 이용하여 외부강선을 인장시키는 단계와, 상기 외부강선의 인장이 완료된 후 인장잭을 제거하는 단계와, 상기 교각에 신구접착제를 살포하는 단계와, 상기 교각의 외측으로 거푸집을 설치하고, 콘크리트를 타설하여 양생시키는 단계를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 의한 강선을 이용한 교각 보강장치는 교각의 외주면에 다수개의 앵커가 종,횡방향으로 고정되고, 상기 교각의 양단부에는 정착 브래키트가 적어도 일단 이상 고정되며, 상기 교각의 주위로 다수개의 철근이 종방향으로 세워져 일정한 간격을 두고 배열되어 상기 앵커에 묶음철선으로 고정되고, 각 철근의 하단부는 푸팅부에 형성된 고정홈에 고정되며, 상기 각 단의 양쪽 정착 브래키트에는 강연선과 같은 외부 강선이 교각의 컬럼부를 둘러 감아 조이는 형태로 고정수단에 의해 고정되어 구성된다.

상기 고정수단은 원호 지지부의 외면 중간부에 복수개의 고정공이 형성된 고정판을 고정하고, 상기 고정판에 고정되는 정착구로 외부강선의 단부를 고정하여 구성된다.이와 같은 본 발명은 기존 교량의 교각에 외부강선으로 프리스트레스를 가하여 보강하고 철근 콘크리트로 단면 확대를 하는 것으로, 외부 강선을 이용해 인장을 하고 철근 콘트리트로 단면을 확대한 것이므로 인장력이 증대되고, 앵커의 설치 갯수도 감소시킬 수 있어 앵커 설치로 인한 교량의 파손이 감소되며, 기존의 단면 확대량 보다 적은 양으로 같은 효과를 볼 수 있고, 내진력이 증대된다. 따라서, 각종 교량의 교각 보수 보강을 위한 공법으로 매우 유리하게 적용할 수 있다.또, 본 발명은 교각의 외주면에 앵커시공에 따른 교각의 손상을 적게하기 위해 강연선을 컬럼부를 둘러 감고 이를 통해 컬럼부에 직교좌표상의 2축으로 압축력(프리스트레스)를 가함으로써 인장에 의한 변위를 잡아주는 역할을 하게 되어 주철근을 줄일 수 있으며, 이에 따른 주철근 시공에 필요한 앵커의 갯수도 줄일 수 있으므로 보강 공사중 기존 구조물의 손상을 최소화할 수 있다. 또한, 앵커와 철근 및 강연선의 설치가 끝난 후 콘크리트를 두텁게 타설하므로 시공 후 앵커 철근 등으로 인해 신구 콘크리트가 일체가 되어 필요한 압축강도 확보는 주철근이 적게 보강되어도 얻을 수 있게 된다.이러한 본 발명은 앵커 설치, 정착 브래키트 부착, 철근 배근, 외부강선 설치, 외부강선 인장, 콘크리트 타설 및 양생 등의 과정은 을 행하여 교각을 보강하는 것으로, 현장에서 실시하면서 각 과정은 필요에 따라 순서를 변경하여 실시할 수도 있다.

이하, 이와 같은 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 7은 본 발명에 관한 도면으로서, 도 1 및 도 2에는 본 공법에 의해 교각의 컬럼부가 보강된 형태를 보인 사시도 및 측면도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 1의 부분 확대도가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 1의 종단면도, 도 4에는 도 3의 부분 확대도가 각각 도시되어 있다.

도면에서 부호 10은 교량의 교각을 보인 것으로, 이 교각(10)은 푸팅부(11)에 컬럼부(12)가 일체로 형성된 형태로 도시되어 있으며, 그 상부의 구성은 도시가생략되어 있다.

상기한 교각(10)의 컬럼부(12) 외주면에는 다수개의 앵커(20)가 종,횡방향으로 고정되고, 교각(10)의 양단부에는 정착 브래키트(30)가 적어도 일단 이상 고정되어 있다.

상기 교각(10)의 주변에는 다수개의 철근(40)이 종방향으로 세워져 일정한 간격을 두고 배열되어 상기 앵커(20)에 묶음철선(21)으로 고정되어 있으며, 각 철근(40)의 하단부는 푸팅부(11)에 형성된 고정홈(11a)에 고정되어 있다.

상기 각 단의 양쪽 정착 브래키트(30)에는 강연선과 같은 외부 강선(50)이 교각(10)의 컬럼부(12)를 둘러 감아 조이는 형태로 고정수단(100)에 의해 고정되어 있다.

도 5는 정착 브래키트를 발췌하여 보인 사시도이고, 도 6은 정착구의 분해사시도이며, 도 7은 정착 브래키트에 강연선이 정착되는 형태를 보인 분해사시도로서, 이에 도시한 바와 같이 상기 정착 브래키트(30)는 몸체(30')가 원호 지지부(31)의 양측에 측면 지지부(32)가 일체로 구비된 U형으로 형성되어 있다.

상기 고정수단(100)은 원호 지지부(31)의 외면 중간부에 복수개의 고정공(34)이 형성된 고정판(33)을 고정하고, 상기 고정판(33)에 고정되는 정착구(110)로 외부강선(50)의 단부를 고정한 구성으로 되어 있다.

상기 양쪽 브래키트(30)에 양단부가 고정되는 외부강선(50)에는 예를들어 스트랜드(strand) 한 가닥을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 정착구(110)는 상기 고정판(33)의 고정공(34)에 고정되는 정착링(111)과, 상기 정착링(111)에 삽입되어 그 내측에 삽입되는 외부강선(50)의 단부를 고정하는 복수개의 분할형 쐐기부재(112)로 이루어진다.

상기 원호 지지부(31)의 내면 중간부에는 지지판(35)이 고정되어 있으며, 이 지지판(35)은 상기 교각(10)의 컬럼부(12)의 양단 원호부에 형성된 고정홈(12a)에 삽입되어 상기 정착 브래키트(30)가 좌우로 유동됨을 방지하는 역할을 한다.

상기한 바와 같은 본 발명을 적용하여 교량이 교각을 보수 보강함에 있어서는 먼저 교량 구조물의 현장 조사기 교각(10)의 규격 및 끝단의 반경을 정확히 실측한다. 이후 공장에서 제작한 정착 브래키트(30)와 정착구(110) 및 긴장장치를 작업위치로 이동시킨다.

이어서 교각(10)의 외주면에 앵커(20)를 설치하고, 교각(10)의 외주면 양단부에 정착 브래키트(30)를 다단으로 부착시킨다.

이어서, 철근(40)을 배근하여 상기 앵커(20)에 묶음철선(21)으로 고정시킨다.

이어서, 외부강선(50)을 상기 교각(10)의 철근(40) 외측으로 둘러 감아 외부강선(50)의 양단부를 정착구(110)와 정착링(111)으로 정착 브래키트(30)의 고정공(34)에 고정한다.

이어서, 인장잭(도시되지 않음)을 이용하여 외부강선(50)을 인장시킨다.

이와 같이 하여 외부강선(50)의 인장이 완료되면 인장잭을 제거한다.

이후, 교각(10)에 신구접착제를 살포한다.

이어서, 교각(10)의 외측으로 거푸집(도시되지 않음)을 설치하고, 콘크리트를 타설하며, 양생시킨 후, 거푸집을 제거한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 외부 강선을 이용하여 기존 교각에 2축 압축 상태로 보강하므로 앵커 천공에 의한 교량의 파손이 감소되고, 외부 강선에 의해서 나선형 철근을 배근한 것과 같은 효과가 나타나며, 단면을 확대하기 전에 기존 교량을 보강하고 단면 확대를 하는 것이므로 더욱 강한 보강효과가 나타난다. 또, 외부 강선을 이용해 인장을 하고 단면을 확대하기 때문에 인장력이 증대되고, 기존의 단면 확대량 보다 적은 양으로 같은 효과를 볼 수 있으며, 내진력이 증대된다.

따라서, 위와 같은 본 발명은 교각에 고정되는 앵커량을 절감시켜 교각의 앵커 고정에 따른 손상을 방지하면서 교각의 컬럼부의 단면을 확대함과 아울러 조임 인장력 및 휨 보강력을 증대시킬 수 있고, 내진력을 증대시킬 수 있게 되는 이점이 있는 것으로 각종 교량의 교각 보수 보강을 위한 공법으로 매우 유리하게 적용할 수 있다.

Claims

교각의 외주면에 앵커를 설치하는 단계와; 상기 교각의 외주면 양단부에 정착 브래키트를 다단으로 부착시키는 단계와; 철근을 배근하여 상기 앵커에 묶음철선으로 고정시키는 단계와; 상기 교각의 외측으로 외부강선을 둘러 감아 상기 외부강선의 양단부를 정착구와 정착링으로 정착 브래키트의 고정공에 고정하는 단계와; 인장잭을 이용하여 외부강선을 인장시키는 단계와; 상기 외부강선의 인장이 완료된 후 인장잭을 제거하는 단계와; 상기 교각에 신구접착제를 살포하는 단계와; 상기 교각의 외측으로 거푸집을 설치하고, 콘크리트를 타설하여 양생시키는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 강선을 이용한 교각 보강공법.
교각(10)의 외주면에 다수개의 앵커(20)가 종,횡방향으로 고정되고, 상기 교각(10)의 양단부에는 정착 브래키트(30)가 적어도 일단 이상 고정되며, 상기 교각(10)의 주위로 다수개의 철근(40)이 종방향으로 세워져 일정한 간격을 두고 배열되어 상기 앵커(20)에 묶음철선(21)으로 고정되고, 각 철근(40)의 하단부는 푸팅부(11)에 형성된 고정홈(11a)에 고정되며, 상기 각 단의 양쪽 정착 브래키트(30)에는 강연선과 같은 외부 강선(50)이 교각(10)의 푸팅부(11)를 둘러 감아 조이는 형태로 고정수단(100)에 의해 고정되어 구성된 것을 특징으로 하는 강선을 이용한 교각 보강장치.
제 2 항에 있어서, 상기 고정수단(100)은 원호 지지부(31)의 외면 중간부에 복수개의 고정공(34)이 형성된 고정판(33)을 고정하고, 상기 고정판(33)에 고정되는 정착구(110)로 외부강선(50)의 단부를 고정하여 구성된 것을 특징으로 하는 강선을 이용한 교각 보강장치.
제 2 항에 있어서, 상기 원호 지지부(31)의 내면 중간부에 고정된 지지판(35)이 상기 교각(10)의 컬럼부(12)의 양단 원호부에 형성된 고정홈(12a)에 삽입되어 상기 정착 브래키트(30)가 좌우로 유동됨이 방지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 강선을 이용한 교각 보강장치.