KR100519939B1 - 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카 및 그 설치공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량을 포함하는 콘크리트 구조물의 단면확대면에 앵카를 동일 높이로 간단히 정착(定着)시킬 수 있도록 하여 후속 공정인 새 콘크리트 구조물의 배근작업을 용이하게 실시할 수 있고, 신·구(新·舊) 콘크리트 구조물 간의 결속력을 보다 증대시킬 수 있도록 한 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카 및 그 설치공법에 관한 것이다.

이를 위하여, 본 발명은 앵카공에 삽입 내재되며 그 외주면상에 나사산이 형성된 금속봉과, 금속봉의 하단부에 체결되며 일측단에 다수개의 절개부가 형성된 관 형상의 정착부재와, 정착부재의 절개부 끝단 내측에 체결되며 금속봉 하향 회전시 정착부재의 절개부가 외측으로 벌어지도록 하여 앵카공 내에 금속봉을 정착시키기 위한 쐐기부재 및, 금속봉 외주면상에 체결되며 앵카공의 입구를 외측에서 밀폐하는 한편 앵카공 내에 충전재를 주입하여 금속봉을 고착시킬 수 있도록 주입공과 배기공이 각 천공된 스토퍼가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기의 기술적 구성에 따르면, 교량을 포함하는 콘크리트 구조물의 단면을 확대하고자 하는 경우 기 완성된 콘크리트 구조물에 앵카를 동일 높이로 간단히 정착(定着)시킬 수 있어 후속 공정인 새 콘크리트 구조물의 배근작업을 용이하게 실시할 수 있다. 또한, 충전재가 충분히 경화되지 않은 상태이더라도 정착부재에 의해 금속봉이 기 정착된 상태를 유지하므로 배근작업을 우선적으로 실시할 수 있다. 그리고 정착부재에 의해 정착되고 충전재에 의해 고착됨으로써 기존 앵카에 비해 인장력이 높으며, 스토퍼 상에 일체로 주입공이 형성됨으로써 기존 앵카에 비해 충전재 주입이 극히 용이하다. 그 결과, 정교한 시공, 공사기간의 단축, 신·구(新·舊) 콘크리트 구조물 간의 결속력을 보다 증대시킬 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있다.

Description

콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카 및 그 설치공법{SPECIAL ANCHOR FOR CONCRETE STRUCTURE ENLARGEMENT AND FIXING METHOD THEREOF}

본 발명은 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카 및 그 설치공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기 완성된 콘크리트 구조물에 앵카를 동일 높이로 간단히 정착(定着)시킬 수 있도록 하여 후속 공정인 새 콘크리트 구조물의 배근작업을 용이하게 실시할 수 있고, 신·구(新·舊) 콘크리트 구조물 간의 결속력을 보다 증대시킬 수 있도록 한 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카 및 그 설치공법에 관한 것이다.

일반적으로 교량을 포함하는 콘크리트 구조물이 완성된 경우 시간이 경과함에 따라 자연적 또는 인위적 요인에 의해 손상이 발생하는 바 이를 개선하기 위한 보수·보강작업 및 늘어나는 교통량에 효과적으로 대응하기 위해 교량이나 고가도로의 폭을 확장시키기 위한 단면확대시공이 필연적으로 뒤따르게된다.

이와 같은 콘크리트 구조물의 단면확대시공은 기 콘크리트 구조물에 설치되는 앵카의 정착력, 에폭시 주입에 따른 앵카의 부착력 등 앵카의 견고하고 안정된 시공이 무엇보다도 중요하다. 이런 점에서 볼 때, 종래 앵카 및 그 설치공법은 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래 앵카 및 그 설치공법은 통상적으로 기 콘크리트 구조물의 확대면에 다수의 앵카공을 천공하는 과정과, 천공된 앵카공에 앵카의 일측단부를 삽입하는 과정 및, 앵카공 내부에 접착력이 강한 에폭시 수지 등을 주입 충전하여 에폭시 수지가 경화됨에 따라 앵카를 고정시키는 과정으로 이루어진다.

상기의 앵카 및 그 설치공법에 따르면, 기 콘크리트 구조물의 확대면으로부터 돌출된 앵카부분은 그 높이가 일정하여야 하나 숙련도 등의 차이로 인하여 각 천공되는 앵카공의 깊이를 일정하게 유지시키기가 현실적으로 곤란하고, 그에 따라 후속 공정인 새 구조물의 배근작업시 기 가공된 철근과의 오차발생으로 인하여 효율적인 품질관리 및 배근작업이 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 통상적으로 앵카공이 앵카의 외경보다도 더 크게 천공되므로 주입 충전된 에폭시 수지가 일정부분 경화되기 전까지는 앵카의 정착력이 떨어지고, 그에 따라 주입 충전된 에폭시 수지가 충분히 경화되지 않은 경우에는 후속 공정을 실시할 수 없다는 문제점과, 에폭시 수지가 충분히 경화되지 않은 상태에서 배근작업을 실시할 경우 앵카의 정렬상태가 흐트러져 앵카공과 앵카 간의 기밀성이 떨어지고, 그 결과 기 콘크리트 구조물과 새로이 신축되는 콘크리트 구조물간에 부착력이 저하되는 등 구조적인 문제점이 발생하였다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 콘크리트 구조물의 단면을 확대하고자 하는 경우 기 완성된 콘크리트 구조물에 앵카를 동일 높이로 간단히 정착시킬 수 있도록 하여 후속 공정인 새 콘크리트 구조물의 배근작업을 용이하게 실시할 수 있고, 신·구 콘크리트 구조물 간의 결속력을 보다 증대시킬 수 있도록 한 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 콘크리트 구조물의 단면을 확대시공하고자 하는 경우 기 완성된 콘크리트 구조물에 앵카를 동일 높이로 간단히 정착시킬 수 있도록 하여 후속 공정인 새 콘크리트 구조물의 배근작업을 용이하게 실시할 수 있고, 신·구 콘크리트 구조물 간의 결속력을 보다 증대시킬 수 있도록 한 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카 설치공법을 제공하는데 있다.

본 발명은 전술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 구조물에 천공된 앵카공에 그 하단부가 삽입 내재되고 앵카공에 주입 충전되는 충전재에 의해 고착되는 앵카에 있어서, 앵카공에 삽입 내재되며 그 외주면상에 나사산이 형성된 금속봉과, 금속봉의 하단부에 체결되며 일측단에 다수개의 절개부가 형성된 관 형상의 정착부재와, 정착부재의 절개부 끝단 내측에 체결되며 금속봉 하향 회전시 정착부재의 절개부가 외측으로 벌어지도록 하여 앵카공 내에 금속봉을 정착시키기 위한 쐐기부재 및, 금속봉 외주면상에 체결되며 앵카공의 입구를 외측에서 밀폐하는 한편 앵카공 내에 충전재를 주입하여 금속봉을 고착시킬 수 있도록 주입공과 배기공이 각 천공된 스토퍼가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 금속봉은 그 하단부 내측에 충전재의 유입 또는 충전이 가능하도록 충전공이 형성되고, 충전공 상단에 금속봉을 관통하여서 된 주입구가 가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

그리고 교량을 포함하는 콘크리트 구조물의 단면확대를 위해 콘크리트 구조물의 확대면에 다수의 앵카공을 천공하는 과정과, 천공된 앵카공에 정착부재, 쐐기부재 및 스토퍼가 체결된 금속봉을 삽입 내재시키는 과정과, 금속봉을 하향 회전시켜 정착부재가 쐐기부재에 의해 외측으로 벌어지도록 함으로써 금속봉을 앵카공에 정착시키는 과정과, 정착된 금속봉을 기 설계높이만큼 돌출되도록 그 높이를 조절한 다음 스토퍼로 금속봉의 돌출 높이를 고정시키는 과정 및, 스토퍼의 주입공을 통해 앵카공 내에 충전재를 주입 충전함으로써 금속봉을 고착시키는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카의 사시도이다. 도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카의 분해사시도이다. 도 3은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카의 타 실시예를 보인 단면도이다. 도 4는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카의 설치 단면도이다. 도 5는 본 발명이 적용된 콘크리트 구조물 신·구 단면확대시공의 예시도이다. 그리고 도 6은 본 발명이 적용된 콘크리트 구조물 신·구 단면확대시공의 배근작업을 개략적으로 보인 예시도이다.

먼저, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카(10; 이하, 본 발명에 따른 앵카라 한다)는 상단이 절곡된 금속봉(10a)과, 금속봉(10a)의 외주면상에 체결되어 금속봉(10a)의 삽입 깊이를 고정하는 한편 앵카공(미도시) 내에 충전재(미도시)를 주입 충전할 수 있도록 주입공(21)과 배기공(22)이 각 천공된 스토퍼(20)와, 금속봉(10a)을 하향 회동시킬 경우 그 형상이 변형됨으로써 금속봉(10a)을 앵카공 내에 정착시키기 위한 정착부재(30) 및 쐐기부재(30a)가 구비된다.

상기의 기술적 구성에서 금속봉(10a)은 그 외주면상에 나사산(11)이 형성되어 스토퍼(20)와 정착부재(30)가 그 외주면상에 체결된다. 따라서 스토퍼(20)는 나사선(11)을 따라 회전함으로써 그 위치가 상하로 조절되고, 그에 따라 금속봉(10a)의 삽입 깊이를 조절 및 고정할 수 있게된다.

또, 스토퍼(20)는 그 저면이 구조물 면과 접한 상태, 즉 앵카공의 입구를 밀폐한 상태에서 그 내측으로 충전재를 용이하게 주입 충전할 수 있도록 주입공(21) 및 배기공(22)이 각 천공된다. 이때 이들은 충전재의 주입이 용이하도록 중심축으로 소정각 기울어진 채 천공된다. 여기서 주입공(21)과 배기공(22)은 달리 천공되는 것은 아니고 어느 하나가 주입공이면 나머지 하나는 배기공이 된다.

또한, 정착부재(30)는 외주면상에 나사산(11)이 형성된 금속봉(10a)의 하단부에 체결되는데 금속봉(10a)을 하향 회전시킬 경우 그 힘에 의해 형상이 변형됨으로써 앵카공 내측면과 밀착되고, 그에 따라 금속봉(10a)을 앵카공 내에 간단히 정착시킬 수 있다. 이를 위하여 정착부재(30)는 대략 관형상으로 제작되되 그 하단부에 길이방향으로 절개된 복수개의 절개부(31)가 형성되고, 절개부(31) 끝단에 대략 원추형의 쐐기부재(30a)가 체결된다. 즉, 금속봉(10a)을 하향 회전시킬 경우 정착부재(30)는 수직방향으로 하향 이동하게되고 이때 정착부재(30)의 절개부(31)가 쐐기부재(30a)의 외주면을 따라 외측으로 점차 벌어짐으로써 앵카공 내에 정착되게 된다.

한편, 금속봉(10a)은 도 3에 도시한 바와 같이 필요에 따라 충전재(미도시)에 의한 고착력을 보다 향상시킬 수 있도록 그 하단부에 소정깊이의 충전공(12)이 형성되고, 충전공(13) 상측에 금속봉(10a)을 관통하여서 천공된 주입구(13)가 더 형성된다. 이에 따라, 금속봉(10a)의 외부 뿐만 아니라 내부에서도 충전재가 주입 충전되어 경화됨으로써 앵카의 고착력을 보다 향상시킬 수 있게된다.

그리고 상기의 주입구(13)를 통하여 충전재를 주입할 경우 스토퍼(20)에 형성된 주입공(21)과 배기공(22)은 배기구 역할을 하며, 반대로 스토퍼(20)에 형성된 주입공(21)을 통하여 충전재를 주입할 경우 주입구(13)는 배기구 역할을 하게된다.

다음, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 앵카 설치공법에 대하여 설명한다.

먼저, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 기 완성된 콘크리트 구조물(1)의 확대면(A)에 앵카공(2)을 소정깊이로 천공한다.

앵카공(2)이 소정깊이로 천공된 경우, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이 스토퍼(20)와 정착부재(30), 그리고 쐐기부재(30a)가 체결된 금속봉(10a)을 앵카공(2)에 삽입한다.

금속봉(10a)이 앵카공(2)에 삽입된 경우, 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이 금속봉(10a)를 하향 회전시켜 정착시킨다. 즉, 금속봉(10a)을 하향 회전시킬 경우 금속봉(10a) 하단부에 체결된 정착부재(30)의 절개부(31)가 쐐기부재(30a)에 의해 외측으로 벌어짐으로써 앵카공(2)에 밀착되게되고, 그 결과 금속봉(10a)은 앵카공(2) 내에 간단히 정착되게된다.

금속봉(10a)이 앵카공(2)에 정착된 경우, 금속봉(10a)을 정·역 회전시켜 기 설계된 높이만큼 돌출되도록 그 높이를 조절하고, 이후 스토퍼(20)를 회전시켜 콘크리트 구조물의 확대면과 접하도록 하여 앵카공(2)의 입구를 밀폐하는 한편 조절된 금속봉(10a)의 높이를 고정시킨다.

금속봉(10a)의 돌출 높이가 기 설계높이로 조절된 경우, 스토퍼(20)의 주입공(21)에 끼워진 주입관(21a)을 통해 충전재(40)를 주입 충전한다. 이에 따라, 충전재(40)는 앵카공(10a) 저면에서부터 점차 채워지고 앵카공(2) 내부 공기는 배기공(22)에 끼워진 배기관(22a)을 통해 외부로 배출된다. 이후 충전재(40)가 경화함에 따라 금속봉(10a)은 앵카공(2) 내에 견고히 고착되게된다.

한편, 상기의 과정에서 스토퍼(20)를 이용하여 금속봉(10a)의 돌출 높이를 미리 설정해 둘 경우 금속봉(10a) 하향 회전시 스토퍼(20)에 의해 소정 깊이 만이 삽입됨으로써 금속봉(10a)의 돌출높이를 일정하게 유지시킬 수 있다.

다음, 본 발명은 도 5에 도시한 바와 같이 슬라브 및 교각의 단면확대시공에 양호하게 적용된다.

즉, 동도에 도시한 바와 같이, 단면확대시공이 필요한 슬라브(50) 및 교각(60)의 콘크리트 구조물 확대면에 앵카공(미부호)을 천공하고, 이 앵카공에 본 발명에 따른 앵카(10)를 정착한 다음 충전재를 주입 충전하여 고착시킴으로써 후속공정인 배근작업 등을 용이하게 실시할 수 있게된다.

다음, 도 6은 상기의 배근작업을 개략적으로 도시한 것으로, 이를 상세히 설명한다.

본 발명에 따르면, 구조물(1)에 천공된 앵카공(미도시)의 깊이가 각기 다르더라도 정착 후 금속봉(10a)의 삽입 깊이를 조절할 수 있으므로 콘크리트 구조물(1)로부터 돌출되는 금속봉(10a)의 높이를 일정하게 유지시킬 수 있다. 또한 금속봉(10a)은 정착부재(미도시)에 의해 충전재 주입 전이라도 정착상태를 유지한다.

이에 따라, 동도에 도시한 바와 같이, 앵카(10)를 매개로 철근(4)을 격자 형태로 엮는 배근작업시 구조물(1)로부터 돌출된 금속봉(10a)의 높이가 일정하므로 배근작업이 용이하고, 앵카공에 주입 충전된 충전재가 충분히 경화되지 않은 상태이더라도 정착부재(미도시)에 의해 금속봉(10a)이 정착된 상태이므로 배근작업을 우선적으로 실시할 수 있다. 또한 스토퍼(20)에 의해 앵카공의 입구가 밀폐된 상태이므로 충전재를 용이하게 주입할 수 있다. 미설명부호 5는 거푸집, 6은 콘크리트를 타설하기 위한 레미콘 배출관이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 교량 및 건축물을 포함하는 콘크리트 구조물의 단면을 확대하고자 하는 경우 기 완성된 콘크리트 구조물에 앵카를 동일 높이로 간단히 정착(定着)시킬 수 있어 후속 공정인 새 콘크리트 구조물의 배근작업을 용이하게 실시할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 충전재가 충분히 경화되지 않은 상태이더라도 정착부재에 의해 금속봉이 기 정착된 상태를 유지하므로 배근작업을 우선적으로 실시할 수 있다는 효과가 있다. 그리고 정착부재에 의해 정착되고 충전재에 의해 고착됨으로써 기존 앵카에 비해 인장력이 높으며, 스토퍼 상에 일체로 주입공이 형성됨으로써 기존 앵카에 비해 충전재 주입이 극히 용이하다는 효과가 있다.

그 결과, 정교한 시공, 공사기간의 단축, 신·구(新·舊) 콘크리트 구조물 간의 결속력을 보다 증대시킬 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카의 분해사시도,

도 3은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카의 타 실시예인 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카의 설치 단면도,

도 5는 본 발명이 적용된 콘크리트 구조물 신·구 단면확대시공의 예시도,

도 6은 본 발명이 적용된 콘크리트 구조물 신·구 단면확대시공의 배근작업을 개략적으로 보인 예시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: (콘크리트) 구조물 2: 앵카공

4: 철근

5: 거푸집 6: 레미콘 배출관

10: 앵카 10a: 금속봉

11: 나사선 12: 충전공

13: 주입구 20: 스토퍼

21: 주입공 21a: 주입관

22: 배기공 22a: 배기관

30: 정착부재 31: 절개면

40: 충전재

Claims (3)

1. 구조물에 천공된 앵카공에 그 하단부가 삽입 내재되고 상기 앵카공에 주입 충전되는 충전재에 의해 고착되는 앵카에 있어서,

   상기 앵카공에 삽입 내재되며 그 외주면상에 나사산이 형성된 금속봉과,

   상기 금속봉의 하단부에 체결되며 일측단에 다수개의 절개부가 형성된 관 형상의 정착부재와,

   상기 정착부재의 절개부 끝단 내측에 체결되며 상기 금속봉 하향 회전시 상기 정착부재가 하향되어 상기 절개부가 외측으로 벌어지도록 함으로써 상기 앵카공 내에 상기 금속봉을 정착시키기 위한 쐐기부재 및,

   상기 금속봉 외주면상에 체결되며 상기 앵카공의 입구를 외측에서 밀폐하는 한편 상기 앵카공 내에 충전재를 주입하여 상기 금속봉을 고착시킬 수 있도록 주입공과 배기공이 각 천공된 스토퍼가 구비된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 금속봉은 그 하단부 내측에 상기 충전재의 유입 또는 충전이 가능하도록 충전공이 형성되고, 상기 충전공 상단에 상기 금속봉을 관통하여서 된 주입구가 가 더 구비된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카.
3. 교량 및 건축물을 포함하는 콘크리트 구조물의 단면확대를 위해 콘크리트 구조물의 확대면에 다수의 앵카공을 천공하는 과정과,

   천공된 상기 앵카공에 정착부재, 쐐기부재 및 스토퍼가 체결된 금속봉을 삽입 내재시키는 과정과,

   상기 금속봉을 하향 회전시켜 상기 정착부재가 상기 쐐기부재에 의해 외측으로 벌어지도록 함으로써 상기 금속봉을 상기 앵카공에 정착시키는 과정과,

   정착된 상기 금속봉을 기 설계높이만큼 돌출되도록 그 높이를 조절한 다음 상기 스토퍼로 상기 금속봉의 돌출 높이를 고정시키는 과정 및,

   상기 스토퍼의 주입공을 통해 상기 앵카공 내에 충전재를 주입 충전함으로써 상기 금속봉을 고착시키는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵카 설치공법.