KR100424410B1 - 다경간 교량의 빔 보강방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

양방향 인장용 고정장치를 이용한 다경간 교량의 빔 보강방법 및 그 장치가 개시된다.

본 발명에 따른 다경간 교량의 빔 보강방법은, 교량의 복수의 단위 빔 양단의 각 측면에 인장부재 및 삽입봉의 삽입을 위한 관통홀을 각각 형성하고, 그 각 관통홀이 형성된 위치에 관통홀에 관통 삽입되는 인장부재 및 삽입봉을 지지하기 위한 보강 브라켓을 각각 설치하며, 복수의 단위 빔의 각각의 대략 중심부 하면에 인장부재의 걸림설치를 위한 새들 브라켓을 각각 설치하는 단계; 빔의 양단의 관통홀, 복수의 보강 브라켓 및 새들 브라켓에 걸쳐 인장부재를 설치하되, 전체적으로 하나의 폐루프를 형성하도록 설치하는 단계; 복수의 단위 빔들이 상호 연접하는 부위의 인장부재 상에 양방향 인장용 고정장치를 각각 설치한 후, 소정의 인장압력으로 인장부재의 인장작업을 실시하는 단계; 및 인장부재의 인장작업 완료 후, 외부로부터 동원된 인장작업용 장치를 해체하는 단계를 포함한다.

이와 같이, 양방향 인장용 고정장치를 이용하여 인장부재를 인장하므로 계속적인 재긴장 작업이 용이하고, 교량의 유지 및 관리가 용이하다. 또한, 빔의 양단에 이미 형성되어 있는 인양홀을 이용하여 빔을 보강 지지하므로, 교량의 손상을 최소화하면서 저렴한 공사비로 시공할 수 있는 장점이 있다.

Description

다경간 교량의 빔 보강방법 및 그 장치{Method for reinforcing a beam of multiple clear span bridge and an apparatus thereof}

본 발명은 다경간 교량의 빔 보강방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히 외부 강선 및 양방향 인장용 고정장치를 이용하여 다경간 교량의 빔의 지지력을 증진시킬 수 있는 다경간 교량의 빔 보강방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, PC 빔(prestressed concrete beam)은 고강도의 강재와 고강도 콘크리트로 제작되기 때문에 RC 빔(reinforced concrete beam)에 비하여 사용성,안전성, 경제성 등에서 우수하며, 균열이 발생하지 않도록 설계되었기 때문에 내구성, 수밀성이 좋고 충격하중이나 반복하중에 대한 저항능력이 우수한 장점을 가지고 있다.

통상적으로, 교량 빔에서는 도 1에 도시된 바와 같이, E점이하의 탄성 영역에서는 하중-응력, 하중-처짐의 관계가 선형을 이루는 탄성변형을 일으키기 때문에 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 PC 강재의 항복점인 G점이 포함되어 있는 소성영역에 이르면 PC 단면의 인장측 최대응력이 콘크리트의 휨 파괴계수에 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 PC 강재량이 적당한 경우에도 급작스런 파괴가 일어나게 된다.

따라서, 통과하중이 사하중 DL과 활하중 LL을 합한 하중이하로 되도록 설계함으로써 빔의 처짐이나 균열이 발생되지 않도록 하고 있다.

그러나, 산업이 발달하고 교통량이 증가됨에 따라 최초 건설시 통과하중 보다 큰 하중이 작용하게 되면, 빔의 PC 강재량이 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 시공당시의 통과하중의 증가로 인하여 균열과 처짐 현상이 발생되어 예측할 수 없는 교량 붕괴의 위험이 있다.

따라서, 이와 같이 노화된 교량에 대해서는 사고 발생후의 응급보수 차원이 아닌 사고의 사전 예방차원에서 상술한 처짐 및 하단 균열을 방지하고 보강하는 교량 빔의 보강공법이 절실히 요구되고 있다. 이러한 요구에 따라 이른 바 포스트 텐션(post tension)공법이 시행되고 있다.

포스트 텐션 공법에 의한 교량 빔 보강공법은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 보강하고자 하는 빔(21)의 양단 측면에 다수개의 관통공을 형성하고, 이 관통공에 철근(22)을 삽인한 후, 이들 철근(22)의 양단에 보강철근(23)을 용접 또는 결속하여 철근 골조를 형성한다. 그런 다음, 긴장부재를 구성하는 쉬스관에 삽입된 다수개의 강연선(24)을 쐐기형 정착구(25)에 결합하여 이 정착구(25)를 철근골조에 고정하며 빔(21)의 측면에 다수개(빔의 길이에 따라 2개 이상임, 도시예에서는 3개)의 새들(26)을 고정설치하여 쉬스관이 새들(26)의 걸림턱(26a) 하부에 걸릴 수 있도록 한 상태에서 각 강연선(24)을 유압잭에 고정하고 유압잭을 작동시켜 상기 강연선(24)을 당겨 긴장시키면 강연선(24)이 당겨지면서 긴장력에 대한 수직상방 분력이 새들(26)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(22)과 보강철근(23), 정착구(25)와 강연선(24)의 양단을 포함하는 부위에 콘크리트(27)를 타설함과 아울러 정착구(25) 내에도 콘크리트 몰타르를 주입하여 경화하는 것에 의하여 긴장된 강연선(24)이 그대로 유지되도록 한다. 여기서 상기 강연선(24)은 쉬스관 내에 여러 가닥이 삽입된 것으로서, 강연선(24)이 유동하는 것을 방지하기 위하여 상기 쉬스관 내에도 시멘트 몰타르를 주입, 경화시킨다.

그러나, 이상과 같은 공법에서는 다음과 같은 문제점이 대두되고 있다.

첫째, 강연선(24)을 긴장한 후 강연선(24)을 정착시키기 위하여 철근(22)과 정착구(25) 및 강연선(24)의 양단부를 포함한 부분에 콘크리트(27)를 타설함과 아울러 정착구(25)와 강연선(24)이 삽입된 쉬스관 내에도 시멘트 몰타르를 주입, 경화시키는 것에 의하여 정착시키는 것이므로 강연선(24)의 재긴장이 불가능하다.

즉, 위와 같은 공법을 시공한 후 시간이 경과함에 따라 강연선(24)은 긴장 이완 현상에 의하여 늘어지면서 강연선(24)의 중간부가 새들(26)의 걸림턱(26a)에서 하방으로 처지게 되어 강연선(24)에 의한 인양력이 저하되어 시공 효과가 저하되거나 심지어는 하등의 시공효과가 없게 되는 바, 이때 철근(22)과 보강철근(23), 정착구(25)와 강연선(24)의 양단을 포함하는 부위에 콘크리트(27)를 타설함과 아울러 정착구(25) 내에도 콘크리트 몰타르를 주입하여 경화하였으므로, 강연선(24)의 재긴장이 불가능하며, 재긴장을 위하여는 처음부터 재시공하여야 하는 문제점이 있는 것이다.

둘째, 철근(22)과 정착구(25)를 고정하기 위하여 빔(21)의 양단부에 다수개의 관통공을 천공하고, 새들(26)을 고정하기 위하여 빔(21)의 양측면에도 다수개의 관통공을 천공하여야 하므로, 이 부분에서 빔(21) 자체의 강도가 저하되는 역효과가 있다.

더욱이, 교량 빔은 그 특성상 빔 양단부에 철근이 조밀하게 배근되어 있는 바, 관통공을 천공하는 과정에서 철근이 손상될 경우 심각한 문제를 초래할 수 있다.

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

셋째, 상기 정착구(25)는 강선을 내외측에 나선형으로 권취하고 이를 시멘트 몰타르로 타설하여 꼭지가 잘린 원추형 통모양으로 형성한 암콘(25a)과 외주면에 다수개의 강연선 삽입홈(25c)이 형성된 쐐기형 숫콘(25b)으로 형성된 것으로, 다수 가닥(통상 12가닥)의 강연선(24)을 각기 긴장시킨 상태에서 하나의 암콘(25a)과 숫콘(25b)으로 이루어지는 정착구(25)에 의하여 이완되지 않도록 정착시키는 것이므로, 하나의 강연선(24)이 이완되거나 파손되었을 때 모든 강연선이 이완되거나 파손되면서 빔 파괴 등 심각한 위험을 초래하게 된다.

넷째, 빔(21)의 양측 단부에 고정된 형태의 정착부를 가지는 형태로 시공되어 다경간 교량에서의 연결인장이 불가능하여 다경간 교량의 합성부에 발생하는 솟음력에 대한 보정이 불가능하고, 기존의 다경간으로 설치된 교량의 형태 변형이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 외부 강선 및 양방향 인장용 고정장치를 이용하여 다경간 교량의 빔의 지지력을 증진시킬수 있는 다경간 교량의 빔 보강방법 및 그 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 교량 빔에서의 하중-응력 및 하중-처짐의 관계를 보여주는 도면.

도 2는 종래 교량 빔 보강공법에 의해 보강된 빔의 상태를 보여주는 사시도.

도 3은 종래 교량 빔 보강공법에 따라 빔에 철근을 설치한 상태를 보인 부분 발췌 사시도.

도 4는 종래 교량 빔 보강공법에 사용되는 긴장부재와 정착수단을 보인 분해 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 다경간 교량의 빔 보강방법에 의해 빔이 보강 시공된 상태를 보여주는 정면도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 다경간 교량의 빔 보강장치의 인장부재 고정용 삽입봉의 구성을 보여주는 도면.

도 7a는 본 발명에 따른 다경간 교량의 빔 보강장치의 제1 보강 브라켓의 사시도.

도 7b는 도 7a에 도시된 제1 보강 브라켓의 평면도.

도 7c는 도 7a에 도시된 제1 보강 브라켓의 측면도.

도 8a는 본 발명에 따른 다경간 교량의 빔 보강장치의 제2 보강 브라켓의 사시도.

도 8b는 도 8a에 도시된 제2 보강 브라켓의 평면도.

도 9a는 본 발명에 따른 다경간 교량의 빔 보강장치의 새들 브라켓의 사시도.

도 9b는 도 9a에 도시된 새들 브라켓의 정면도.

도 9c는 도 9a에 도시된 새들 브라켓의 측단면도.

도 10은 본 발명에 따른 다경간 교량의 빔 보강장치의 제2 보강 브라켓 내에서의 인장부재의 고정상태를 보여주는 도면.

도 11은 본 발명에 따른 다경간 교량의 빔 보강장치의 양방향 인장용 고정장치의 구성을 보여주는 부분 발췌 확대도.

도 12는 도 11에 도시된 양방향 인장용 고정장치의 하우징 내부 구성요소들의 분해상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51...빔 52...제1 보강 브라켓

53...인장부재 고정용 삽입봉 54...제2 보강 브라켓

55...새들 브라켓 56...인장부재

57...양방향 인장용 고정장치 61...헤드부

62...몸체부 61h...관통공

62t...돌기 62u...홈

71...베이스 플레이트 72...지지부재

72m...주부재 72s...보조부재

73...지지턱부 81,91...베이스 플레이트

82...측면 지지부재 83...나사형 헤드 고정부재

81H...삽입봉 삽입용 관통공 83h...나사형 헤드 삽입공

92...수직상향부재 93...보조부재

94...수직하향부재 95...인장부재 고정부재

96...인장부재 가이드부재 101...인장부재 고정용 나사형 헤드

111...하우징 112...인장부재 인장용 유압잭

113...연결봉 114a,114b...인장부재 고정용 헤드

115...인장부재 인장용 나사형 헤드 116...연결봉/나사형 헤드 고정부재

117...인장압력 검측장치

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다경간 교량의 빔 보강방법은, 복수의 단위 빔으로 구성된 다경간 교량의 빔을 보강하기 위한 방법에 있어서,상기 복수의 단위 빔이 설치된 다경간 교량의 최외측의 양쪽에 설치된 단위 빔의 단부측 폭방향으로 관통홀을 각각 설치하는 단계;상기 각각 형성된 관통홀에 인접하여 보강 브라켓을 각각 설치함과 동시에 상기 다경간 교량의 일정위치에 상기 단위 빔의 폭방향으로 관통하여 인장부재 고정용 삽입봉을 설치하는 단계;

상기 인장부재 고정용 삽입봉에 인접하여 보강 브라켓을 설치함과 동시에 상기 다경간 교량의 단위 빔의 하부의 일정위치에 새들 브라켓을 설치하는 단계;

상기 인장부재의 일단을 다경간 교량의 일정위치에 설치된 양방향 인장용 고정장치에 고정하고, 인장부재의 타측단을 단위 빔의 단부측에 형성된 관통홀과 인접하여 설치된 보강 브라켓에 인장부재를 관통설치하면서 인장부재 고정용 삽입봉에 관통설치하고, 새들 브라켓에 걸쳐지게 설치하면서, 다경간 교량의 일정위치에 설치된 보강 브라켓과 양방향 인장용 고정장치에 설치하여 상기 인장부재가 다수의 단위 빔이 설치된 다경간 교량의 전체빔을 한바퀴 돌아 최초에 인장부재를 고정한 양방향 인장용 고정장치에서 서로 인접하여 고정되도록 인장부재를 설치하는 단계;

상기 양방향 인장용 고정장치의 일측에 설치된 인장부재에 인장작업용 장치를 연결하여 소정의 인장압력을 작용하여 인장작업을 실시하는 단계;

상기 인장부재의 인장작업 완료 후, 외부로부터 동원된 인장작업용 장치를 해체하는 단계를 포함하는 것에 그 특징이 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다경간 교량의 빔 보강장치는, 복수의 단위 빔으로 구성되는 다경간 교량의 빔을 보강하기 위한 장치에 있어서

상기 복수의 단위 빔이 설치된 다경간 교량의 최외측의 양쪽에 설치된 단위 빔의 단부측 폭방향으로 설치된 관통홀과 인접하여 설치되는 제 1보강 브라켓;

상기 다경간 교량의 일정위치에 상기 단위 빔의 폭방향으로 관통하여 설치된 인장부재 고정용 삽입봉과 인접하여 설치된 제 2보강 브라켓;

상기 다경간 교량의 하부의 일정위치에 설치되는 새들 브라켓;

상기 인장부재의 일단을 다경간 교량의 일정한 위치에 설치된 양방향 인장용 고정장치에 고정하고, 인장부재의 타측단을 단위 빔의 단부측에 형성된 관통홀과 인접하여 설치된 제 1보강 브라켓에 인장부재를 관통설치하면서 새들 브라켓에 걸쳐지게 설치하고 다경간 교량의 일정위치에 설치된 제 2보강 브라켓과 양방향 인장용 고정장치에 설치하여 상기 인장부재가 다수의 단위 빔이 설치된 다경간 교량의 전체빔을 한바퀴 돌아 최초에 인장부재를 고정한 양방향 인장용 고정장치에서 서로 인접하여 고정되도록 설치된 인장부재로 이루어진 장치인 것에 그 특징이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 다경간 교량의 빔 보강방법에 의해 빔이 보강 시공된 상태를 보여주는 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 다경간 교량의 빔 보강방법은 복수의 단위 빔을 갖는 다경간 교량의 빔을 보강하기 위한 방법에 있어서, 상기 교량의 빔(51)의 양단의 각 측면에 인장부재(56) 및 삽입봉(53)(도 6 참조)의 삽입을 위한 관통홀(미도시)을 각각 형성하고, 그 각 관통홀이 형성된 위치에 관통홀에 관통 삽입되는 인장부재(56) 및 삽입봉(53)을 지지하기 위한 제1,제2 보강 브라켓(52) (54)을 각각 설치하며, 상기 복수의 단위 빔(51)의 각각의 대략 중심부 하면에 인장 부재(56)의 걸림설치를 위한 새들 브라켓(55)을 각각 설치하는 단계(삽입봉, 보강 브라켓 및 새들 브라켓 설치단계)와; 상기 빔(51)의 양단의 관통홀, 제1,제2 보강 브라켓(52)(54) 및 새들 브라켓(55)에 걸쳐 인장부재(56)를 설치하되, 전체적으로 하나의 폐루프를 형성하도록 설치하는 단계(인장부재 설치단계)와; 상기 복수의 단위 빔(51)들이 상호 연접하는 부위의 인장부재(56) 상에 양방향 인장용 고정장치 (57)를 각각 설치한 후, 소정의 인장압력으로 인장부재(56)의 인장작업을 실시하는 단계(인장작업 실시단계); 및 상기 인장부재(56)의 인장작업 완료 후, 외부로부터 동원된 인장작업용 장치(예를 들면, 유압잭, 인장봉, 인장용 접속부 등)를 해체하는 단계(외부 인장작업용 장치 해체단계)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 삽입봉, 보강 브라켓 및 새들 브라켓 설치단계에서의 빔(51)의 양단에 관통홀을 형성하는 것은 교량 빔의 양단에 그와 같은 관통홀이 이미 형성되어 있지 않은 경우(주로 설치된지 오래되는 구교량의 빔)에 해당되는 것으로서, 교량 빔의 양단에 그와 같은 관통홀(인양홀)이 이미 형성되어 있는 경우(최근의 교량 빔의 제작 시에는 교량 빔의 이송 및 설치를 용이하게 하기 위해 통상 빔의 양단에 인양홀을 형성함)에는, 물론 그 인양홀을 그대로 이용하게 된다.

한편, 이 단계에서 사용되는 상기 인장부재 고정용 삽입봉(53)은 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 2개의 부품(53a)(53b)으로 구성된다. 이 2개의 부품(53a)(53b)은 각각 헤드부(61)와, 그 헤드부(61)와 일체로 형성되는 원기둥형의 몸체부(62)로 구성된다. 헤드부(61)에는 강연선 고정용 헤드의 삽입을 위한 관통공 (61h)이 각각 형성된다. 그리고, 상기 삽입봉(53)을 이루는 2개의 부품(53a)(53b) 중에서 일측 부품(53a)의 몸체부(62)의 단부에는 부품 상호 간의 키이(key) 결합을 위한 돌기(62t)가 형성되고, 타측 부품(53b)의 몸체부(62)의 단부에는 상기 돌기 (62t)와의 키이 결합을 위한 홈(62u)이 형성된다. 여기서, 이와 같이 삽입봉(53)을 2개의 부품으로 구성한 것은 빔(51)에 형성된 관통홀의 양측면에서 삽입이 가능하도록 하기 위한 것이다. 또한, 삽입봉(53)을 이루는 2개의 부품(53a)(53b) 중의 일측 부품 (53a)의 몸체부(62)에는 돌기(62t)를 형성하고, 타측 부품(53b)의 몸체부 (62)에는 그 돌기(62t)에 대응하는 홈(62u)을 형성한 것은 빔의 관통홀의 양측에 삽입되는 이 2개의 부품(53a)(53b)의 각 헤드부(61)에 형성되어 있는 관통공(61h)의 방향을 용이하게 일치시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 제1 보강 브라켓(52)은 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 소정 두께의 철판으로 된 베이스 플레이트(71)와, 그 베이스 플레이트(71)에 용접 고정되는 한 쌍의 지지부재(72)와, 그 한 쌍의 지지부재(72) 사이에 마련되는 지지턱부 (73)로 구성된다.

상기 베이스 플레이트(71)에는 상기 빔(51)의 양단에 형성된 관통홀(51h)에 대응하는 인장부재의 관통 삽입을 위한 관통홀(71H)과, 베이스 플레이트(71)를 볼트 체결 등에 의해 빔(51)에 고정하기 위한 다수의 베이스 플레이트 고정홀(71h)이 각각 형성된다.

상기 지지부재(72)는 그 평면도 상의 형태가 대략 "F"자 형상으로 된 구조체로서, 베이스 플레이트(71)에 직립으로 고정되는 사다리꼴 형상의 주부재(72m)와, 그 주부재(72m)를 지지하기 위하여 주부재(72m)의 외측면 및 베이스 플레이트(71)에 결합 고정되는 삼각형 형태의 보조부재(72s)로 구성된다.

상기 지지턱부(73)는 상기 관통홀(71H)의 근접 부위쪽은 경사가 급하고, 그 정상 부위는 라운딩지며, 관통홀(71H)로부터 멀어질수록 그 경사가 점차 완만해지는 하나의 언덕 형태로 구성된다. 이 지지턱부(73)는 인장부재(56)가 상기 지지부재(72)에 의해 안내 및 지지되어 베이스 플레이트(71)의 관통홀(71H) 및 그에 연속되는 빔의 관통홀(51h)에 관통 삽입되어 긴장됨에 있어서, 인장부재(56)가 빔의 측면부와 직각으로 관통 형성되어 있는 관통홀(51h)에 관통 삽입됨으로 해서 그 직각 굴곡 부위에 의해 인장부재(56)가 압입되어 양방향으로 원활히 긴장될 수 없는 것과, 그 직각 굴곡부에 접촉되는 인장부재(54)의 접촉부위가 취약해지는(열화되는) 것을 방지하기 위한 것이다. 또한, 베이스 플레이트(71)가 지지턱부(73)에 집중되는 압축력을 베이스 플레이트(71)가 설치된 교량 빔의 전체 표면에 고르게 분산시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 제2 보강 브라켓(54)은 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(81)와, 베이스 플레이트(81)에 직립 고정되는 사다리꼴 형상의 한 쌍의 측면 지지부재(82)와, 한 쌍의 측면 지지부재(82) 사이에 직립 고정되며, 인장부재를 고정하는 인장부재 고정용 나사형 헤드(101)(도 10 참조)를 고정하기 위한 한 쌍의 나사형 헤드 고정부재(83)로 구성된다.

여기서, 상기 베이스 플레이트(81)에는 상기 인장부재 고정용 삽입봉(53)의 삽입을 위한 관통공(81H)과, 앵커 볼트의 체결을 위한 다수의 앵커 볼트 체결공 (81h)이 각각 형성된다. 그리고, 상기 한 쌍의 나사형 헤드 고정부재(83)에는 인장부재 고정용 나사형 헤드(101)의 삽입을 위한 나사형 헤드 삽입공(83h)이 각각 형성된다. 여기서, 이상과 같은 구조의 제2 보강 브라켓(54)과 상기 인장부재 고정용 삽입봉(53)에 의한 인장부재 고정방식은 다경간 뿐만이 아니라 단경간 교량의 빔에도 적용될 수 있음은 당연하다.

또한, 상기 새들 브라켓(55)은 도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 빔 (51)의 밑면부에 밀착 고정되는 베이스 플레이트(91)와, 베이스 플레이트(91)의 상면의 대략 양측에 수직상향으로 고정되는 한 쌍의 수직상향부재(92)와, 수직상향부재(92)를 외측면에서 지지하는 다수의 보조부재(93)와, 베이스 플레이트(91)의 밑면에 수직하향으로 고정되는 한 쌍의 수직하향부재(94)와, 수직하향부재(94) 및 베이스 플레이트(91)에 고정되며, "U"자형 홈에 의해 인장부재(56)를 지지 및 고정하는 다수의 인장부재 고정부재(95)와, 그 다수의 인장부재 고정부재(95)의 U자형 홈에 모두 걸쳐서 설치되는 인장부재 가이드부재(96)로 구성된다.

여기서, 상기 한 쌍의 수직상향부재(92)에는 앵커 볼트(97)의 체결을 위한 다수의 관통공(92h)이 각각 형성된다. 이때, 이와 같이 앵커 볼트(97)의 체결에 의해 수직상향부재(92)를 빔(51)의 측면에 고정함에 있어서, 바람직하게는 수직상향부재(92)와 빔(51)의 측면부 사이에 에폭시(epoxy)를 주입하여 고정 상태를 보강한다.

상기 다수의 인장부재 고정부재(95)는 대략 요(凹)형으로 제작되어 베이스 플레이트(91)의 밑면 및 수직하향부재(94)에 용접에 의해 고정된다. 이때, 이 요(凹)형의 인장부재 고정부재들(95)에 형성된 "U"자형의 홈들의 깊이는 도 9b에 도시된 바와 같이, 중심부에 위치하는 부재로부터 가장 자리에 위치하는 부재로 갈수록 점차로 깊어지며, 따라서 그 "U"자형의 홈들에 걸쳐 설치되는 인장부재 가이드부재 (96)는 하나의 원호를 그리며 하향으로 완만하게 늘어진 곡면을 이루도록 설치된다. 이것은 인장부재(56)가 다수의 인장부재 고정부재(95)의 "U"자형의 홈들에 걸쳐 고정 설치됨에 있어서, 인장부재(56)가 인장부재 가이드부재(96)의 곡면을 따라 설치되게 함으로써 인장부재(56)의 인장이 원활하게 이루어질 수 있도록 함과 동시에, 인장부재(56)의 인장에 의한 솟음력이 상향으로 고르게 전달될 수 있도록 하기 위한 것이다.

한편, 상기 양방향 인장용 고정장치 설치 및 인장작업 단계에 사용되는 양방향 인장용 고정장치(57)는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 그 양단에 인장부재(56)의 삽입을 위한 관통공이 각각 형성되어 있는 하우징(111)과, 하우징(111) 내부의 대략 중심부에 설치되는 인장부재 인장용 유압잭(112)과, 몸체의 일부가 유압잭(112)의 내부로 관통 삽입되어 설치되는 인장부재 인장용 연결봉(113)과, 하우징(111)의 양단을 통해 하우징 내부로 삽입된 인장부재(56)를 각각 고정하기 위한 인장부재 고정용 헤드(114a)(114b)와, 일측의 인장부재 고정용 헤드(114a)를 거쳐 연장된 인장부재를 인장하기 위한 인장부재 인장용 나사형 헤드(115)와, 그 일측에는 상기 연결봉(113)의 접속을 위한 접속부가 마련되고, 타측에는 상기 나사형 헤드(115)의 접속을 위한 접속부가 각각 마련되어 연결봉(113)과 나사형 헤드(115)를 각각 접속 및 고정해주는 연결봉 및 나사형 헤드 고정부재(116)를 구비한다. 그리고, 바람직하게는 상기 일측의 인장부재 고정용 헤드(114a)의 전방에 인장부재(56)의 인장압력을 검측하기 위한 인장압력 검측장치(117)가 더 구비된다. 여기서, 이와 같은 인장압력 검측장치(117)로는 로드 셀(load cell) 등이 사용될 수 있다. 이와 같이 인장압력 검측장치(117)를 설치하는 것은 인장압력 검측장치(117)에 의해 인장된 인장부재(56)의 긴장력이 인장부재 고정용 헤드(114a)와 하우징(111)의 측벽에 가하는 압력을 검측하여, 압력의 변화에 따른 인장부재(56)의 긴장력 변화를 측정함으로써 인장부재(56)의 재긴장 등 계속적인 유지/관리 조치가 가능하도록 하기 위한 것이다. 도 11 및 도 12에서 참조번호 112g는 인장부재(56)의 긴장을 위해 유압잭(112)에 인가되는 유압을 측정하기 위한 유압게이지, 118은 인장부재 인장용 연결봉(113)의 고정을 위한 고정부를 각각 나타낸다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 의하면, 양방향 인장용 고정장치를 이용하여 인장부재를 인장하므로 계속적인 재긴장 작업이 용이하고, 인장압력 검측장치가 설치되어 있으므로 교량의 유지 및 관리가 용이하다. 또한, 빔의 양단에 이미 형성되어 있는 인양홀을 이용하거나, 인양홀이 없을 경우에는 인양홀에 상당하는 관통홀을 형성하고 긴장부재를 삽입하여 빔을 지지하므로, 저렴한 공사비로 시공이 가능하며 교량의 손상을 최소할 수 있는 장점이 있다.

또한, 양방향 인장용 고정장치를 이용하여 복수의 다경간 연속화 인장이 가능하여, 기존 교량의 연속화 구조를 훼손함없이 포스트 텐션 작업을 수행할 수 있으며, 부(-) 모멘트의 발생을 억제할 수 있다.

Claims (11)

1. 복수의 단위 빔으로 구성된 다경간 교량의 빔을 보강하기 위한 방법에 있어서,

   상기 복수의 단위 빔이 설치된 다경간 교량의 최외측의 양쪽에 설치된 단위 빔의 단부측 폭방향으로 관통홀을 각각 설치하는 단계;

   상기 각각 형성된 관통홀에 인접하여 보강 브라켓을 각각 설치함과 동시에 상기 다경간 교량의 일정위치에 상기 단위 빔의 폭방향으로 관통하여 인장부재 고정용 삽입봉을 설치하는 단계;

   상기 인장부재 고정용 삽입봉에 인접하여 보강 브라켓을 설치함과 동시에 상기 다경간 교량의 단위 빔의 하부의 일정위치에 새들 브라켓을 설치하는 단계;

   상기 인장부재의 일단을 다경간 교량의 일정위치에 설치된 양방향 인장용 고정장치에 고정하고, 인장부재의 타측단을 단위 빔의 단부측에 형성된 관통홀과 인접하여 설치된 보강 브라켓에 인장부재를 관통설치하면서 인장부재 고정용 삽입봉에 관통설치하고, 새들 브라켓에 걸쳐지게 설치하면서, 다경간 교량의 일정위치에 설치된 보강 브라켓과 양방향 인장용 고정장치에 설치하여 상기 인장부재가 다수의 단위 빔이 설치된 다경간 교량의 전체빔을 한바퀴 돌아 최초에 인장부재를 고정한 양방향 인장용 고정장치에서 서로 인접하여 고정되도록 인장부재를 설치하는 단계;

   상기 양방향 인장용 고정장치의 일측에 설치된 인장부재에 인장작업용 장치를 연결하여 소정의 인장압력을 작용하여 인장작업을 실시하는 단계; 및

   상기 인장부재의 인장작업 완료 후, 외부로부터 동원된 인장작업용 장치를 해체하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다경간 교량의 빔 보강방법.
2. 복수의 단위 빔으로 구성되는 다경간 교량의 빔을 보강하기 위한 장치에 있어서,

   상기 복수의 단위 빔이 설치된 다경간 교량의 최외측의 양쪽에 설치된 단위 빔의 단부측 폭방향으로 설치된 관통홀과 인접하여 설치되는 제 1보강 브라켓;

   상기 다경간 교량의 일정위치에 상기 단위 빔의 폭방향으로 관통하여 설치된 인장부재 고정용 삽입봉과 인접하여 설치된 제 2보강 브라켓;

   상기 다경간 교량의 하부의 일정위치에 설치되는 새들 브라켓;

   상기 인장부재의 일단을 다경간 교량의 일정한 위치에 설치된 양방향 인장용 고정장치에 고정하고, 인장부재의 타측단을 단위 빔의 단부측에 형성된 관통홀과 인접하여 설치된 제 1보강 브라켓에 인장부재를 관통설치하면서 새들 브라켓에 걸쳐지게 설치하고 다경간 교량의 일정위치에 설치된 제 2보강 브라켓과 양방향 인장용 고정장치에 설치하여 상기 인장부재가 다수의 단위 빔이 설치된 다경간 교량의 전체빔을 한바퀴 돌아 최초에 인장부재를 고정한 양방향 인장용 고정장치에서 서로 인접하여 고정되도록 설치된 인장부재로 이루어진 것에 특징이 있는 다경간 교량의 빔 보강장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제1 보강 브라켓은 베이스 플레이트와, 그 베이스 플레이트에 고정되는 한 쌍의 지지부재와, 그 한 쌍의 지지부재 사이에 마련되는 지지턱부로 구성된 것을 특징으로 하는 다경간 교량의 빔 보강장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 베이스 플레이트에는 상기 빔의 양단에 형성된 관통홀에 대응하는 인장부재의 관통 삽입을 위한 관통홀과, 베이스 플레이트를 빔에 고정하기 위한 다수의베이스 플레이트 고정홀이 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다경간 교량의 빔 보강장치.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 지지부재는 그 평면도 상의 형태가 "F"자 형상으로 구성되며, 상기 베이스 플레이트에 직립으로 고정되는 사다리꼴 형상의 주부재와, 그 주부재를 지지하기 위하여 주부재의 외측면 및 베이스 플레이트에 결합 고정되는 삼각형 형태의 보조부재로 구성된 것을 특징으로 하는 다경간 교량의 빔 보강장치.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 지지턱부는 상기 베이스 플레이트에 형성되어 있는 인장부재의 관통 삽입을 위한 관통홀의 근접 부위쪽은 경사가 급하고, 그 정상 부위는 라운딩지며, 관통홀로부터 멀어질수록 그 경사가 점차 완만해지는 하나의 언덕 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 다경간 교량의 빔 보강장치.
7. 제 2항에 있어서,

   상기 제2 보강 브라켓은 베이스 플레이트와, 그 베이스 플레이트에 직립 고정되는 사다리꼴 형상의 한 쌍의 측면 지지부재와, 한 쌍의 측면 지지부재 사이에 직립 고정되며, 인장부재를 고정하는 인장부재 고정용 나사형 헤드를 고정하기 위한 한 쌍의 나사형 헤드 고정부재로 구성된 것을 특징으로 하는 다경간 교량의 빔보강장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 베이스 플레이트에는 상기 인장부재 고정용 삽입봉의 삽입을 위한 관통공과, 앵커 볼트의 체결을 위한 다수의 앵커 볼트 체결공이 각각 형성되고, 상기 한 쌍의 나사형 헤드 고정부재에는 상기 인장부재 고정용 나사형 헤드의 삽입을 위한 나사형 헤드 삽입공이 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다경간 교량의 빔 보강장치.
9. 제 2항에 있어서,

   상기 새들 브라켓은 빔의 밑면부에 밀착 고정되는 베이스 플레이트와, 베이스 플레이트의 상면에 수직상향으로 고정되는 한 쌍의 수직상향부재와, 수직상향부재를 외측면에서 지지하는 다수의 보조부재와, 베이스 플레이트의 밑면에 수직하향으로 고정되는 한 쌍의 수직하향부재와, 수직하향부재 및 베이스 플레이트에 고정되며, "U"자형 홈에 의해 상기 인장부재를 지지 및 고정하는 다수의 인장부재 고정부재와, "U"자형의 홈들의 깊이는 중심부에 위치하는 부재로부터 가장 자리에 위치하는 부재로 갈수록 점차로 깊어지는 다수의 인장부재 고정부재의 U자형 홈에 모두 걸쳐서 설치되는 인장부재 가이드부재로 구성된 것을 특징으로 하는 다경간 교량의 빔 보강장치.
10. 제 2항에 있어서, 상기 양방향 인장용 고정장치는,

    그 양단에 인장부재의 삽입을 위한 관통공이 각각 형성되어 있는 하우징;

    상기 하우징 내부의 대략 중심부에 설치되는 인장부재 인장용 유압잭;

    몸체의 일부가 상기 유압잭의 내부로 관통 삽입되어 설치되는 인장부재 인장용 연결봉;

    상기 하우징의 양단을 통해 하우징 내부로 삽입된 인장부재를 각각 고정하기 위한 인장부재 고정용 헤드;

    상기 일측의 인장부재 고정용 헤드를 거쳐 연장된 인장부재를 인장하기 위한 인장부재 인장용 나사형 헤드; 및

    그 일측에는 상기 연결봉의 접속을 위한 접속부가 마련되고, 타측에는 상기 나사형 헤드의 접속을 위한 접속부가 각각 마련되어 연결봉과 나사형 헤드를 각각 접속 및 고정해주는 연결봉 및 나사형 헤드 고정부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 다경간 교량의 빔 보강장치.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 일측의 인장부재 고정용 헤드의 전방에 인장부재의 인장압력을 검측하기 위한 인장압력 검측장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 다경간 교량의 빔 보강장치.