KR100554955B1 - 강구조물 보강방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강구조물 보강방법에 관한 것으로, 분사부(11)로 공급된 분사물을 연소부(12)에서 연료를 연소 폭발시켜 생성된 분사가스로 공랭부(13)와 수냉부(14)를 거치면서 냉각된 상태에서 초음속의 속도로 분사시키는 초음속 분사기(10)를 이용한 강구조물의 보강 방법에 있어서,

상기 초음속 분사기(10)의 분사부(11)에서 연마재가 분사되도록 연마재를 연결하는 연마재 연결단계(S1)와;

상기 연마재 연결단계(S1)에서 연결된 연마재를 초음속 분사기(10)에 연료를 공급하여 연소부(12)에서 폭발하는 분사력에 의한 초음속의 속도로 공랭부(13)와 수냉부(14)에서 냉각시켜 연소열의 전도를 최소화하면서 연마재를 표면이 도장된 강구조물에 분사하여 도장층(5)을 제거하는 도장층 제거단계(S2)와;

상기 도장층 제거단계(S2)에서 도장층(5)을 제거하고 강구조물의 표면을 관찰하여 부식층(6)이 형성된 부분에 초음속 분사기(10)로 연마재를 분사하여 부식층(6)을 탈거하는 부식층 탈거단계(S3)와;

상기 부식층 탈거단계(S3)에서 부식층(6)을 탈거한 후에 초음속 분사기(10)에서 연마재의 연결을 제거하고 부식층(6)이 탈거된 강구초체에 단면 보강 및 증설을 위해 철재분말이 분사되도록 철재분말을 연결하는 철재분말 연결단계(S4)와;

상기 철재분말 연결단계(S4)에서 연결된 철재분말을 초음속 분사기(10)의 연료를 공급하여 연소부(12)에서 폭발하는 분사력에 의한 초음속의 속도로 공랭부(13)와 수냉부(14)에서 냉각시켜 연소열의 전도를 최소화하면서 철재분말을 강구조물에 타착시켜 단면을 보강 및 증설하여 보강층(7)을 형성하는 철재분말 타착단계(S5)와;

상기 철재분말 타착단계(S5)에서 단면이 보강 및 증설되어 보강층(7)이 형성된 강구조물의 표면을 도금하기 위해서 철재분말의 연결을 제거하고 도금재를 분사하도록 연결하는 도금재 연결단계(S6)와;

상기 도금재 연결단계(S6)에서 연결된 도금재를 초음속 분사기(10)의 연료를 공급하여 연소부(12)에서 폭발하는 분사력에 의한 초음속의 속도로 공랭부(13)와 수냉부(14)에서 냉각시켜 연소열의 전도를 최소화하면서 도금재를 강구조물의 표면에 타착시켜 도금층(8)을 형성하는 도금재 타착단계(S7)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

강구조물, 초음속, 보강층, 도금층, 분사

Description

강구조물 보강방법 {Method of reinforcement for steel structure}

도 1은 종래기술의 교량 보강구조를 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 강구조물 보강방법을 나타내는 공정도.

도 3은 본 발명에 따른 강구조물 보강용 초음속 분사기를 나타내는 일부 절개 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 강구조물 보강용 초음속 분사기의 사용상태를 나타내는 구성도.

도 5a 내지 5e는 본 발명에 따른 강구조물 보강방법의 실시예 1을 나타내는 사용상태도.

도 6은 본 발명에 따른 강구조물 보강방법의 실시예 2를 나타내는 사용상태 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 형강 2 : 교량

3 : 강상자 4 : 리브

5 : 도장층 6 : 부식층

7 : 보강층 8 : 도금층

10 : 초음속 분사기 11 : 분사부

12 : 연소부 13 : 공랭부

14 : 수냉부

본 발명은 강구조물 보강방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 연료의 폭발로 초음속의 속도에너지로 분사되면서도 내부에 수냉 및 공랭 장치를 형성하여 폭발열에 영향을 받지 않는 분말상의 분사물을 분사하는 휴대가 가능한 초음속 분사기를 사용하여 대형 강구조물의 손상된 도장층과 부식된 부식층을 제거하고 철재분말을 일정 두께로 타착(打着)하여 단면을 확대시켜 보강하며, 표면에 부식을 방지하는 도금재 분말을 타착시킴으로, 강구조물의 이물질을 제거한 상태에서 단면을 보강하여 하중내력을 증대시키고 내부식성의 도금재를 외부에 도금하여 수명을 증대시키는 강구조물 보강방법에 관한 것이다.

일반적으로 선박, 공장 및 교량과 같은 대형 강구조물은 각기 알맞은 형태의 대형 강재를 용접 및 리벳팅 등으로 연결하여 형성하고, 강구조물의 표면에는 부식을 방지하기 위해서 방청용 도료를 도포하여 형성하였다.

상기의 교량은 지속적인 하중을 받으면서 외부에 노출되므로, 설치 된 후에 여러 가지 외적 요인(단면부족에 따른 처짐변형, 차량의 대형화, 통행량의 급증, 교량빔의 노후화)에 따라 그 수명이 단축되거나 설치된 교량이 끊어지는 사고가 발생하는 문제점이 있었다.

이런, 교량은 기초 교각과 상판 스래브는 철근 콘크리트 구조로 되어 있으며, 주형보는 콘크리트형( Prestressed Concrete Beam Type : PC 빔 ) 또는 강상자 형(Steel Box Girder Type : 스틸 박스 거더)으로 되어 있다.

최근에는 상기 강상자형 주형보를 많이 사용하는데 그 이유는 고강도의 강재를 사용할 뿐 아니라, 조립 및 제작이 간편하여 시공이 용이하며, 이로 인해 사용성, 안정성 및 경제성 등에서 우수할 뿐 아니라, 균열이 발생하지 않도록 설계되었기 때문에 내구성 및 수밀성이 좋고, 충격하중이나 반복하중에 대한 저항능력이 우수한 장점으로 인해 보편적으로 사용되어왔다.

그러나, 상기 강상자형 주형보의 교량도 처음 건설시 차량의 통행 하중을 예측하고, 그 통과하중에 맞게 견딜 수 있도록 시공되었으나, 시간이 지나면서 교량의 차량통행이 증가하여 통과하중의 상승에 따른 주형보의 인장측 최대응력이 철판 박스의 휨(Bending)파괴 계수에 달하게 되어 균열이 생기게 되고, 균열이 생김에 따라 그 부분에서 철판 박스의 인장저항이 없어지기 때문에 단면특성이 하중의 크기와 함께 변화하여 하중의 응력 및 하중의 처짐의 관계가 비선형적으로 변화되면서 균열과 처짐현상이 동시에 발생하게 되어 한순간에 교량이 붕괴되는 대형사고가 일어나는 문제점이 있었다.

이와 같은, 문제점을 극복하고자 종래기술인 대한민국 공개특허 특2003-0025508호가 개시된 바, 도 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

다수개의 교각위에 놓여지는 강상자형 주형보(12)와, 상기 강상자형 주형보(12) 내측 하단면에 설치된 종리브(14)로 이루어진 교량에 있어서,

상기 강상자형 주형보(12)내에 주형보(12)의 길이방향을 따라 주형보(12)의 임의의 일단에서부터 타일단 까지 일정간격으로 다수개의 제 1 보강재(21, 23)를 설치하는 단계와,

상기 단계로부터 상기 강상자형 주형보(12) 임의의 일단에 설치된 제 1 보강재(21)에 고정정착구(25)를 설치하는 단계와,

상기 단계로부터 상기 강상자형 주형보(12) 타일단에 설치된 제 1 보강재(21)에 지지 정착구(26)를 설치하는 단계와,

상기 단계로부터 상기 고정정착구(25)와 지지 정착구(26) 사이 내에 설치된 제 1 보강재(21)의 상단면에 다수개의 제 1 새들(22)을 설치하는 단계와,

상기 단계로부터 상기 각각의 제 1 보강재(21)와 보강재 사이의 상기 종리브(14) 상단면에 다수개의 제 2 보강재(23)를 설치하는 단계와,

상기 단계로부터 상기 제 2 보강재(23)의 하단면 임의의 위치에 상기 종리브(14) 사이에 다수개의 제 2 새들(24)을 설치하는 단계와,

상기 단계로부터 상기 고정정착구(25)에 PC 강선(28)을 연결고정시킴과 동시에 상기 강상자형 주형보(12) 내의 상, 하부에 서로 교번되게 설치된 제 1, 2 새들(22, 24)을 관통한 후 상기 주형보(12) 타일단에 설치된 지지정착구(26)까지 PC 강선(28)을 설치하는 단계와,

상기 단계로부터 상기 강상자형 주형보(12) 타일단에 설치된 지지정착구(26)에 상기 강상자형 주형보(12)의 일단에서부터 타일단까지 관통설치된 상기 PC 강선(28)을 긴장시킬 수 있도록 유압잭(29)을 구비하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 종래기술의 교량의 보강공법은 기존 교량의 상자형 주형보 내에 다수의 PC강선을 형성하여 처짐 및 균열을 차단하기 위해서 강구조물에 하부에 보강부재를 설치하는 것으로, 부대비용이 증가하고 노후되어 파손의 정도가 심한 구조물인 경우 보강부재 결합 자체로 하중이 증가되고 결합 시에 기존 교량에 보강구조를 결합하는 공정 중에 부분적인 손상을 감수하여야 하며, 지속적인 하중과 부분적인 손상에 의한 내력하중의 변화에 따라 하중의 집중현상이 발생하여 처짐 및 균열을 가속화 시켜 결국에는 교량의 붕괴를 촉진 시키는 문제점이 있었다.

또한, 대형의 강구조물로 형성된 교량의 결함으로 대두되는 도장의 탈피와 강구조물 도장 시에 형성된 공극에서 발생한 부식으로 인해 강성의 약화 및 단면의 축소가 발생되고, 이에 따라 하중이 연약한 부분으로 집중되면 좌굴과 균열이 발생하여 강구조물의 안전성을 크게 저하하는 위험요소를 내재한 상태에서 보강부재를 형성하므로 보강부재의 강성으로 결합되어 균열과 좌굴의 시간을 지체할 수는 있으나, 근본적으로 강구조물 자체의 균열과 좌굴을 방지할 수 없고 일시적인 하중에 집중이 발생되면 붕괴하는 위험성이 증대되는 문제점이 있었다.

아울러, 교량의 부식의 정도가 심화되어 단면 결손현상이 발생하면 보강부재와 상관없이 안전성을 확보하기 위해 부분 절단하여 덮판용접 하거나 구조물자체를 철거해 재 가설하는 등의 공사를 진행해야 함으로, 막대한 예산이 소요되는 문제점이 있었다.

그리고, 강구조물의 방청법으로는 대부분이 도료 도장법을 사용하고 있으나, 도료의 방청효과는 시간적 한계가 있어 주기적으로 재 도장을 해야 하기 때문에 이로 인한 주변 환경의 오염 및 지속적 예산의 지출을 요하는 문제점이 있었다.

이에 따라, 최근들어 교통시설물의 경우에는 함침 등과 같은 도금방법을 이용한 방청이 시도되고 있으나 함침되는 함침조의 크기에 제한이 있으므로, 소형 강구조물에 한하여 시행되고 있는 한계가 있었다.

또한, 대형구조물의 경우에는 크기와 설치되는 형태 및 환경에 따라, 도금재를 열로 녹여서 분사하는 용사법으로 도금이 가능하나, 용사법은 가열된 도금재를 분사하는 방식임으로 열에 의한 강구조물의 열변형이 발생되어 도금으로 인해 강구조물의 좌굴 및 균열을 더욱 가속화 시키며, 강구조물과 도금 피막 사이의 공극률이 높아 부식이 발생할 가능성이 농후하므로 현실적으로 사용될 수 없는 문제점이 있었다.

이와 같은, 문제점을 해결하고자 안출된 본 발명의 주목적은 연료를 연소 폭발시켜 형성된 초음속의 분사가스로 분사물을 분사하여 구조물의 면에 타착(打着)하는 초음속 분사기를 사용하여 노후된 강구조물 표면에 도장을 제거하고 부식층을 탈거한 상태로 금속분말을 타착시켜 단면을 복원 또는 증설하고 강구조물의 표면에 도금재를 타착하여 방청성을 향상시키며, 강구조물의 하중내력을 복원 또는 증강시켜 강구조물 자체를 보강하는 것으로 보강부재 설치 없이 자체 강구조물에 보강하고 도금에 의한 방청효과를 증대함으로써, 비용이 감소되고 수명을 증대시키는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 초음속으로 분사물을 공랭 및 수냉 냉각부에 의해 냉각한 상태에서 분사하는 초음속 분사기를 이용하여 모래나 강옥 등의 마모재를 분사하여 도장 제거 및 부식층 탈거 공정을 실시하고, 금속분말을 분사시켜 강구조물에 타착하여 단면 보강 및 증설 작업을 실시하며, 도금재 분말을 분사시켜 강구조물의 표면을 도금하는 도금작업을 실시하므로 분사되는 분사물의 종류에 따라 보강작업을 하나의 분사기로 수행하여 동시에 보강작업을 분사물을 교체하면서 작업할 수 있어 작업시간을 단축하여 생산성을 향상시키고 비용을 절감하도록 하는데 있다.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적은 방청성질이 있는 도금재를 초음속의 속도로 강구조물의 표면에 타착시키는 타착식 도금법을 실시하여 단 한번의 시공으로 구조물의 수명이 다할 때 까지 방청기능을 유지시켜주는 친환경적인 방청방법이며, 기존의 부식된 강구조물의 단면을 복원시켜 구조물의 수명을 연장시켜 비용을 절감할 수 있어 강구조물을 가장 효과적으로 유지 관리할 수 있으므로 수명을 증대시키고 유지관리에 따른 비용을 절감시키는데 있다.

이와같은, 목적을 달성하고자 안출된 본 발명의 강구조물 보강방법은 분사부로 공급된 분사물을 연소부에서 연료를 연소 폭발시켜 생성된 분사가스로 공랭부와 수냉부를 거치면서 냉각된 상태에서 초음속의 속도로 분사시키는 초음속 분사기를 이용한 강구조물의 보강 방법에 있어서, 상기 초음속 분사기의 분사부에서 연마재가 분사되도록 연마재를 연결하는 연마재 연결단계와; 상기 연마재 연결단계에서 연결된 연마재를 초음속 분사기의 연료를 공급하여 연소부에서 폭발하는 분사력에 의한 초음속의 속도로 연마재를 공랭부와 수냉부에서 냉각시켜 연소열의 전도를 최소화하면서 표면이 도장된 강구조물에 분사하여 도장층을 제거하는 도장층 제거단계와; 상기 도장층 제거단계에서 도장층을 제거하고 강구조물의 표면을 관찰하여 부식층이 형성된 부분에 초음속 분사기로 연마재를 분사하여 부식층을 탈거하는 부식층 탈거단계와; 상기 부식층 탈거단계에서 부식층을 탈거한 후에 초음속 분사기에서 연마재의 연결을 제거하고 부식층이 탈거된 강구초체에 단면 보강 및 증설을 위해 철재분말이 분사되도록 철재분말을 연결하는 철재분말 연결단계와; 상기 철재분말 연결단계에서 연결된 철재분말을 초음속 분사기의 연료를 공급하여 연소부에서 폭발하는 분사력에 의한 초음속의 속도로 철재분말을 공랭부와 수냉부에서 냉각시켜 연소열의 전도를 최소화하면서 강구조물에 타착시켜 단면을 보강 및 증설하여 보강층을 형성하는 철재분말 타착단계와; 상기 철재분말 타착단계에서 단면이 보강 및 증설되어 보강층이 형성된 강구조물의 표면을 도금하기 위해서 철재분말의 연결을 제거하고 도금재를 분사하도록 연결하는 도금재 연결단계와; 상기 도금재 연결단계에서 연결된 도금재를 초음속 분사기의 연료를 공급하여 연소부에서 폭발하는 분사력에 의한 초음속의 속도로 도금재를 공랭부와 수냉부에서 냉각시켜 연소열의 전도를 최소화하면서 강구조물의 표면에 타착시켜 도금층을 형성하는 도금재 타착단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 초음속 분사기는 공랭부와 수냉부에서 연마재, 철재분말, 도금재를 냉각시킨 상태로 초음속으로 강구조물에 타착시켜 강구조물의 열변형을 최소화 하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 초음속 분사기는 도장제거, 부식물 탈거, 단면의 보강 및 도금을 실시하는 연마재, 철재분말 및 도금재의 분말재제로 교체 연결하면서 초음속으로 분사하여 하나의 초음속 분사기로 모든 작업을 수행하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

이와같이, 구성된 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 강구조물 보강방법을 나타내는 공정도이고, 도 3은 본 발명에 따른 강구조물 보강용 초음속 분사기를 나타내는 일부 절개 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 강구조물 보강용 초음속 분사기의 사용상태를 나타내는 구성도이고, 도 5a 내지 5e는 본 발명에 따른 강구조물 보강방법의 실시예 1을 나타내는 사용상태도이며, 도 6은 본 발명에 따른 강구조물 보강방법의 실시예 2를 나타내는 사용상태 단면도이다.

도 2 내지 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 강구조물 보강방법은 분사부(11)로 공급된 분사물을 연소부(12)에서 연료를 연소 폭발시켜 생성된 분사가스로 공랭부(13)와 수냉부(14)를 거치면서 냉각된 상태에서 초음속의 속도로 분사시키는 초음속 분사기(10)를 이용하여 강구조물의 표면에 형성된 도장층(5)을 제거하도록 연마재 연결단계(S1)에서 연마재를 초음속 분사기(10)에 연결한 상태에서, 초음속 분사기(10)로 분사하여 도장층(5)을 제거하는 도장층 제거단계(S2)를 거쳐, 부식층(6)을 탈거하는 부식층 탈거단계(S3)에서 강구조물의 표면에 도장층(5)과 부 식층(6)을 제거한 상태에서, 철재분말 연결단계(S4)에서 초음속 분사기(10)의 철재분말을 연결한 상태에서, 초음속 분사기(10)를 분사하여 철재분말 타착단계(S5)에서 강구조물의 단면을 보강하는 보강층(7)을 형성하며, 도금재 연결단계(S6)에서 초음속 분사기(10)에 도금재를 연결한 상태로, 도금재 타착단계(S7)에서 분사하여 강구조물에 도장층(5)과 부식층(6)을 제거하고 보강층(7)과 도금층(8)을 형성하도록 구성한다.

상기 연마재 연결단계(S1)는 초음속 분사기(10)의 분사부(11)에서 연마재가 분사되도록 연마재를 연결하도록 구성한다.

상기 도장층 제거단계(S2)는 연마재 연결단계(S1)에서 연결된 연마재를 초음속 분사기(10)의 연료를 공급하여 연소부(12)에서 폭발하는 분사력에 의한 초음속의 속도로 연마재를 공랭부(13)와 수냉부(14)에서 냉각시켜 연소열의 전도를 최소화하면서 표면이 도장된 강구조물에 분사하여 도장층(5)을 제거하도록 구성한다.

상기 부식층 탈거단계(S3)는 도장층 제거단계(S2)에서 도장층(5)을 제거하고 강구조물의 표면을 관찰하여 부식층(6)이 형성된 부분에 초음속 분사기(10)로 연마재를 분사하여 부식층(6)을 탈거하도록 구성한다.

상기 철재분말 연결단계(S4)는 부식층 탈거단계(S3)에서 부식층(6)을 탈거한 후에 초음속 분사기(10)에서 연마재의 연결을 제거하고 부식층(6)이 탈거된 강구초체에 단면 보강 및 증설을 위해 철재분말이 분사되도록 철재분말을 연결하도록 구성한다.

상기 철재분말 타착단계(S5)는 철재분말 연결단계(S4)에서 연결된 철재분말 을 초음속 분사기(10)의 연료를 공급하여 연소부(12)에서 폭발하는 분사력에 의한 초음속의 속도로 철재분말을 공랭부(13)와 수냉부(14)에서 냉각시켜 연소열의 전도를 최소화하면서 강구조물에 타착시켜 단면을 보강 및 증설하여 보강층(7)을 형성하도록 구성한다.

상기 도금재 연결단계(S6)는 철재분말 타착단계(S5)에서 단면이 보강 및 증설되어 보강층(7)이 형성된 강구조물의 표면을 도금하기 위해서 철재분말의 연결을 제거하고 도금재를 분사하도록 연결하도록 구성한다.

상기 도금재 타착단계(S7)는 도금재 연결단계(S6)에서 연결된 도금재를 초음속 분사기(10)의 연료를 공급하여 연소부(12)에서 폭발하는 분사력에 의한 초음속의 속도로 도금재를 공랭부(13)와 수냉부(14)에서 냉각시켜 연소열의 전도를 최소화하면서 강구조물의 표면에 타착시켜 도금층(8)을 형성하도록 구성한다.

또한, 상기 초음속 분사기(10)는 공랭부(13)와 수냉부(14)에서 연마재, 철재분말, 도금재를 냉각시킨 상태로 초음속으로 강구조물에 타착시켜 강구조물의 열변형을 최소화하도록 구성한다.

아울러, 상기 초음속 분사기(10)는 도장제거, 부식물 탈거, 단면의 보강 및 도금을 실시하는 연마재, 철재분말 및 도금재의 분말재제로 교체 연결하면서 초음속으로 분사하여 하나의 초음속 분사기(10)로 모든 작업을 수행하도록 구성한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

실시예 1

도장층(5)과 부식층(6)이 형성된 아이(I)자 형태의 형강(1)에 도장층(5)과 부식층(6)을 제거하고 보강층(7)과 도금층(8)을 형성하는 것으로,

연마재 연결단계(S1) ;

초음속 분사기(10)의 분사부(11)에서 모래 및 강옥 등의 연마재가 분사되도록 연마재를 연결한다.

도장층 제거단계(S2) ;

상기 연마재 연결단계(S1)에서 연결된 연마재를 초음속 분사기(10)의 연료를 공급하여 연소부(12)에서 폭발하는 분사력으로 연마재를 초음속의 속도인 1300m/s 이상의 속도로 연소열을 공랭부(13)와 수냉부(14)에서 최소화하면서 표면이 도장된 형강(1)에 분사하면 표면에 형성된 도장층(5)이 모래 및 강옥 등으로 형성된 연마재의 분사속도 에너지에 의해 외부로 박피되면서 제거된다.

부식층 탈거단계(S3) ;

상기 도장층 제거단계(S2)에서 도장층(5)을 제거하고 형강의 표면을 관찰하여 부식층(6)이 형성된 부분에 초음속 분사기(10)로 초음속의 속도인 1300m/s 이상의 속도로 연마재를 분사하여 부식층(6)을 외부로 탈거시킨다.

철재분말 연결단계(S4) ;

상기 부식층 탈거단계(S3)에서 부식층(6)을 탈거한 후에 초음속 분사기(10)에서 연마재의 연결을 제거하고 부식층(6)이 탈거된 강구초체에 단면 보강 및 증설을 위해 철재분말이 분사되도록 철재분말을 연결한다.

철재분말 타착단계(S5) ;

상기 철재분말 연결단계(S4)에서 연결된 철재분말을 초음속 분사기(10)의 연 료를 공급하여 연소부(12)에서 폭발하는 분사력으로 철재분말을 초음속의 속도인 1300m/sec 이상으로 연소열을 공랭부(13)와 수냉부(14)에서 최소화하면서 부식층(6)이 제거되어 강성이 연약화 된 부분 및 하중이 집중되는 부분 측으로 분사하여 초음속의 속도로 철재분말이 부착강도가 300 kg/㎠이상이 되도록 형강(1)에 타착되어 단면을 보강 및 증설하는 보강층(7)을 형성한다.

도금재 연결단계(S6) ;

상기 철재분말 타착단계(S5)에서 단면이 보강 및 증설되어 보강층(7)이 형성된 형강(1)의 표면을 도금하기 위해서 철재분말의 연결을 제거하고 도금재를 분사하도록 연결한다.

도금재 타착단계(S7) ;

상기 도금재 연결단계(S6)에서 연결된 도금재를 초음속 분사기(10)의 연료를 공급하여 연소부(12)에서 폭발하는 분사력으로 도금재를 초음속의 속도인 1300m/sec 이상으로 연소열을 공랭부(13)와 수냉부(14)에서 최소화하면서 형강(1)의 표면에 분사하면 형강(1)에 타착이 반복되면서 초음속의 속도로 도금층(8)을 압착하여 도금층(8)과 형강(1)의 공극 비율인 공극률을 1% 미만이 되도록 타착하여 형강(1)의 표면을 도금한다.

실시예 2

강상자형(Steel Box Girder Type : 스틸 박스 거더)으로 형성된 교량(2)의 내부에 리브(4)로 보강된 강상자(3)의 내부 단면 증설에 의한 보강에 있어서,

상기 강상자(3)의 내부에 도장층(5)과 부식층(6)이 존재하면 초음속 분사기(10)에 연마재를 연결한 상태로 초음속으로 분사하여 이를 제거하고 하중 집중에 의한 좌굴이나 균열 부분의 정도와 하중에 변화에 따른 좌굴과 균열의 영향을 면밀히 검토하여 보강층(7)의 두께 및 보강재의 재질을 결정한 상태에서 초음속 분사기에 보강재 철재분말을 연결하여 강상자 내부에 분사 타착시켜 보강층(7)을 형성하고 표면을 도금재로 도금하는 도금층(8)을 형성하여 강상자(3)의 내부를 보강한다.

이와 같이, 구성된 본 발명의 강구조물 보강방법은 연료를 연소 폭발시켜 형성된 초음속의 분사가스로 분사물을 분사하여 구조물의 면에 타착(打着)하는 초음속 분사기를 사용하여 노후된 강구조물 표면에 도장을 제거하고 부식층을 탈거한 상태로 금속분말을 타착시켜 단면을 복원 또는 증설하고 강구조물의 표면에 도금재를 타착하여 방청성을 향상시키며, 강구조물의 하중내력을 복원 또는 증강시켜 강구조물 자체를 보강하는 것으로 보강부재 설치 없이 자체 강구조물에 보강하고 도금에 의한 방청효과를 증대함으로써, 비용이 감소되고 수명을 증대시키는 효과를 제공한다.

또한, 초음속으로 분사물을 공랭 및 수냉 냉각부에 의해 냉각한 상태에서 분사하는 초음속 분사기를 이용하여 모래나 강옥 등의 마모재를 분사하여 도장 제거 및 부식층 탈거 공정을 실시하고, 금속분말을 분사시켜 강구조물에 타착하여 단면 보강 및 증설 작업을 실시하며, 도금재 분말을 분사시켜 강구조물의 표면을 도금하는 도금작업을 실시하므로 분사되는 분사물의 종류에 따라 보강작업을 하나의 분사기로 수행하여 동시에 보강작업을 분사물을 교체하면서 작업할 수 있어 작업시간을 단축하여 생산성을 향상시키고 비용을 절감하도록 하는 효과를 제공한다.

아울러, 방청성질이 있는 도금재를 초음속의 속도로 강구조물의 표면에 타착시키는 타착식 도금법을 실시하여 단 한번의 시공으로 구조물의 수명이 다할 때 까지 방청기능을 유지시켜주는 친환경적인 방청방법이며, 기존의 부식된 강구조물의 단면을 복원시켜 구조물의 수명을 연장시켜 비용을 절감할 수 있으므로 강구조물을 가장 효과적인 유지 관리할 수 있으므로 수명을 증대시키고 유지관리에 따른 비용을 절감시키는 효과를 제공한다.

Claims (3)

1. 분사부(11)로 공급된 분사물을 연소부(12)에서 연료를 연소 폭발시켜 생성된 분사가스로 공랭부(13)와 수냉부(14)를 거치면서 냉각된 상태에서 초음속의 속도로 분사시키는 초음속 분사기(10)를 이용한 강구조물의 보강 방법에 있어서,

   상기 초음속 분사기(10)의 분사부(11)에서 연마재가 분사되도록 연마재를 연결하는 연마재 연결단계(S1)와;

   상기 연마재 연결단계(S1)에서 연결된 연마재를 초음속 분사기(10)의 연료를 공급하여 연소부(12)에서 폭발하는 분사력에 의한 초음속의 속도로 연마재를 공랭부(13)와 수냉부(14)에서 냉각시켜 연소열의 전도를 최소화하면서 표면이 도장된 강구조물에 분사하여 도장층(5)을 제거하는 도장층 제거단계(S2)와;

   상기 도장층 제거단계(S2)에서 도장층(5)을 제거하고 강구조물의 표면을 관찰하여 부식층(6)이 형성된 부분에 초음속 분사기(10)로 연마재를 분사하여 부식층(6)을 탈거하는 부식층 탈거단계(S3)와;

   상기 부식층 탈거단계(S3)에서 부식층(6)을 탈거한 후에 초음속 분사기(10)에서 연마재의 연결을 제거하고 부식층(6)이 탈거된 강구초체에 단면 보강 및 증설을 위해 철재분말이 분사되도록 철재분말을 연결하는 철재분말 연결단계(S4)와;

   상기 철재분말 연결단계(S4)에서 연결된 철재분말을 초음속 분사기(10)의 연료를 공급하여 연소부(12)에서 폭발하는 분사력에 의한 초음속의 속도로 철재분말을 공랭부(13)와 수냉부(14)에서 냉각시켜 연소열의 전도를 최소화하면서 강구조물 에 타착시켜 단면을 보강 및 증설하여 보강층(7)을 형성하는 철재분말 타착단계(S5)와;

   상기 철재분말 타착단계(S5)에서 단면이 보강 및 증설되어 보강층(7)이 형성된 강구조물의 표면을 도금하기 위해서 철재분말의 연결을 제거하고 도금재를 분사하도록 연결하는 도금재 연결단계(S6)와;

   상기 도금재 연결단계(S6)에서 연결된 도금재를 초음속 분사기(10)의 연료를 공급하여 연소부(12)에서 폭발하는 분사력에 의한 초음속의 속도로 도금재를 공랭부(13)와 수냉부(14)에서 냉각시켜 연소열의 전도를 최소화하면서 강구조물의 표면에 타착시켜 도금층(8)을 형성하는 도금재 타착단계(S7)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강구조물 보강방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 초음속 분사기(10)는 공랭부(13)와 수냉부(14)에서 연마재, 철재분말, 도금재를 냉각시킨 상태로 초음속으로 강구조물에 타착시켜 강구조물의 열변형을 최소화하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 강구조물 보강방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 초음속 분사기(10)는 도장제거, 부식물 탈거, 단면의 보강 및 도금을 실시하는 연마재, 철재분말 및 도금재의 분말재제로 교체 연결하면서 초음속으로 분사하여 하나의 초음속 분사기(10)로 모든 작업을 수행하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 강구조물 보강방법.

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