KR100580225B1 - 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량상부구조물 지지인상장치 및 이를 이용한 상부구조물승상방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량하부의 공간을 추가로 확보하기 위해 교량 상부구조물 승상시 교각 기둥을 절단 및 복구하여 교량을 승상하도록 한 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치 및 이를 이용한 상부구조물 승상방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치는 수직부재와 수평부재 및 경사재가 종횡으로 교차되어 박스형상으로 조립되는 교각 지지인상 하부 가설벤트와; 상기 교각 지지인상 하부 가설벤트의 수평부재상에 일정한 간격을 두고 다수개가 설치되며, 교각을 지지 인상시키는 유압잭과; 상기 유압잭의 상부에 수평부재와 수직부재가 종횡으로 교차되어 박스형상으로 조립되는 교각 지지인상 상부 가설벤트와; 상기 교각 지지인상 하부 가설벤트의 수평부재와 교각 지지인상 상부 가설벤트의 수평부재를 수직으로 고정 연결시키는 고정강봉으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치를 이용한 상부구조물 승상방법은 기둥과 코핑부로 이루어진 교각에 교량 상부구조물 지지인상장치를 설치하는 단계(Ⅰ); 상기 교각의 기둥을 다이아몬드 커팅기를 사용하여 절단하는 단계(Ⅱ); 상기 교량 상부구조물 지지인상장치에 설치된 유압잭을 사용하여 절단된 기둥의 상부 절단면을 인상함과 동시에 기둥의 하부 절단면을 치핑하는 단계(Ⅲ); 상기 기둥의 하부 절단면에 수직철근을 노출시키고, 이 수직철근에 철근 연결 커플링을 이용하여 수직철근을 연결하고, 상기 수직철근에 수평철근을 배근한 후 상기 수직철근 및 수평철근의 외측으로 거푸집을 설치하며, 1차 콘크리트 타설 및 양생시켜 기둥 단면을 증설하는 단계(Ⅳ); 상기 기둥의 상부 절단면을 치핑한 후, 수직철근을 노출시키고, 이 수직철근을 기둥의 하부 절단면에 철근 연결 커플링을 이용하여 연결하고, 상기 수직철근에 수평철근을 배근한 후, 상기 수직철근 및 수평철근의 외측으로 거푸집을 설치하며, 2차 콘크리트 타설 및 양생시켜 기둥의 절단면을 접합하는 단계(Ⅴ); 상기 기둥의 단면증설 후, 교각에 설치된 교량 상부구조물 지지인상장치를 해체하는 단계(Ⅵ)로 이루어짐을 특징으로 한다.

교량, 교각기둥, 확장, 상부구조물, 지지인상장치, 승상방법

Description

교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치 및 이를 이용한 상부구조물 승상방법{Upper structure raising method using bridge upper structure support and lift equipment and this}

도 1은 본 발명에 따른 교량 상부구조물 지지인상장치가 T형교각에 설치된 상태를 도시한 정면도,

도 2는 본 발명에 따른 교량 상부구조물 지지인상장치가 T형교각에 설치된 상태를 도시한 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 교량 상부구조물 지지인상장치가 π형교각에 설치된 상태를 도시한 정면도,

도 4는 본 발명에 따른 교량 상부구조물 지지인상장치가 π형교각에 설치된 상태를 도시한 측면도,

도 5a 내지 도 5g는 본 발명에 따른 교량 상부구조물 지지인상장치를 이용하여 교각을 절단 및 복원하는 과정을 도시한 시공순서도.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10 : 교각 지지인상 하부 가설벤트 12 : 수직부재

14 : 수평부재 16 : 경사재

20 : 유압잭 30 : 교각 지지인상 상부 가설벤트

32 : 수평부재 34 : 수직부재

36 : 교각 상부 지지인상 강재 38 : 교각 상부 지지인상 브라켓

40 : 좌우이동방지 브라켓 42 : 전후이동방지 브라켓

50 : 고정강봉 60 : 교각

64 : 기둥 65 : 상부 절단면

67 : 하부 절단면 68 : 코핑부

72 : 수직철근 74 : 철근연결 커플링

76 : 수평철근 A : 교량 상부구조물 지지인상장치

본 발명은 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치 및 이를 이용한 상부구조물 승상방법에 관한 것으로, 특히 교량하부의 공간을 추가로 확보하기 위해 교량 상부구조물 승상시 교각 기둥을 절단 및 복구하여 교량을 승상하도록 한 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치 및 이를 이용한 상부구조물 승상방법에 관한 것이다.

교량의 하부공간을 추가로 확보하기 위한 종래의 교량 상부구조물 승상방법 은 교각의 코핑부를 상부 수직방향으로 높여 하부공간을 확보하는 방법이 주로 사용된다.

이와 같은 종래의 교량 상부구조물 승상방법은 교각 코핑부의 과도한 하중을 추가적으로 부가시키게 되어 교각 기초부분에서 내하력이 부족한 경우에는 시공할 수가 없는 문제점이 있다.

또한, 상기한 코핑부의 상부 수직부분으로의 단면확장으로 인하여 코핑부가 가분수 형상으로 연출되어 시각적으로도 불안한 상태를 보이는 미관상 문제점이 있다.

그리고, 노후된 교량은 건설년도가 오래되어 설계도면의 분실 등으로 인하여 교량의 하부기초에 대한 구조제원의 확보가 불가능함으로, 교량의 하부공간을 추가로 확보하기 위해서는 기존 교량을 전면적으로 철거하고, 재가설함에 따라 막대한 예산이 추가적으로 소요되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 교량하부의 공간을 추가로 확보하기 위해 교량 상부구조물 승상시 교각 기둥을 절단 및 복구하여 교량을 승상하도록 한 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치 및 이를 이용한 상부구조물 승상방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 교량의 교각기둥부분을 수직으 로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치는 수직부재와 수평부재 및 경사재가 종횡으로 교차되어 박스형상으로 조립되는 교각 지지인상 하부 가설벤트와; 상기 교각 지지인상 하부 가설벤트의 수평부재상에 일정한 간격을 두고 다수개가 설치되며, 교각을 지지 인상시키는 유압잭과; 상기 유압잭의 상부에 수평부재와 수직부재가 종횡으로 교차되어 박스형상으로 조립되는 교각 지지인상 상부 가설벤트와; 상기 교각 지지인상 하부 가설벤트의 수평부재와 교각 지지인상 상부 가설벤트의 수평부재를 수직으로 고정 연결시키는 고정강봉으로 구성된다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치를 이용한 상부구조물 승상방법은 기둥과 코핑부로 이루어진 교각에 교량 상부구조물 지지인상장치를 설치하는 단계(Ⅰ); 상기 교각의 기둥을 다이아몬드 커팅기를 사용하여 절단하는 단계(Ⅱ); 상기 교량 상부구조물 지지인상장치에 설치된 유압잭을 사용하여 절단된 기둥의 상부 절단면을 인상함과 동시에 기둥의 하부 절단면을 치핑하는 단계(Ⅲ); 상기 기둥의 하부 절단면에 수직철근을 노출시키고, 이 수직철근에 철근 연결 커플링을 이용하여 수직철근을 연결하고, 상기 수직철근에 수평철근을 배근한 후 상기 수직철근 및 수평철근의 외측으로 거푸집을 설치하며, 1차 콘크리트 타설 및 양생시켜 기둥 단면을 증설하는 단계(Ⅳ); 상기 기둥의 상부 절단면을 치핑한 후, 수직철근을 노출시키고, 이 수직철근을 기둥의 하부 절단면에 철근 연결 커플링을 이용하여 연결하고, 상기 수직철근에 수평철근을 배근한 후, 상기 수직철근 및 수평철근의 외측으로 거푸집을 설치하며, 2차 콘크리트 타설 및 양생시켜 기둥의 절단면을 접 합하는 단계(Ⅴ); 상기 기둥의 단면증설 후, 교각에 설치된 교량 상부구조물 지지인상장치를 해체하는 단계(Ⅵ)로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 교량 상부구조물 지지인상장치가 T형교각에 설치된 상태를 도시한 정면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 교량 상부구조물 지지인상장치가 T형교각에 설치된 상태를 도시한 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 교량 상부구조물 지지인상장치가 π형교각에 설치된 상태를 도시한 정면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 교량 상부구조물 지지인상장치가 π형교각에 설치된 상태를 도시한 측면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치는 수직부재(12)와 수평부재(14) 및 경사재(16)가 종횡으로 교차되어 박스형상으로 조립되는 교각 지지인상 하부 가설벤트(10)와; 상기 교각 지지인상 하부 가설벤트(10)의 수평부재(14)상에 일정한 간격을 두고 다수개가 설치되며, 교각(60)을 지지 인상시키는 유압잭(20)과; 상기 유압잭(20)의 상부에 수평부재(32)와 수직부재(34)가 종횡으로 교차되어 박스형상으로 조립되는 교각 지지인상 상부 가설벤트(30)와; 상기 교각 지지인상 하부 가설벤트(10)의 수평부재와(14)와 교각 지지인상 상부 가설벤트(30)의 수평부재(34) 사이를 수직으로 고정 연결시키는 고정강봉(50)으로 구성된다.

즉, 본 발명에 따른 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치(A)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 교각 지지인상 하부가설벤트(10)와 유압잭(20)과 교각 지지인상 상부 가설벤트(30) 및 고정강봉(50)이 유기적으로 결합되어 이루어진 장치로서, 기둥(64)의 상부 절단면(65)을 인상시키거나 하강시킬 때 사용하는 장치이다.

여기서, 상기 교각 지지인상 하부가설벤트(10)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 구조 역학적으로 그 상부에 위치되는 유압잭이나 교각 지지인상 상부가설벤트의 안정성을 기할 뿐만 아니라 축방향력으로 외력과 평행하여 휨ㆍ전단력이 생기지 않도록 하기 위해 수평부재(12)와 수직부재(14)를 종횡으로 연결하여 프레임을 형성하고, 그 내측에 경사재(16)를 연결하여 사각형상이나 삼각형상으로 얽어서 짠 강철재 지주이다.

또한, 상기 유압잭(20)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 한 대의 메인 펌프로 5∼15대 이상의 유압잭(20)을 동시에 동일한 압력으로 작동시켜 교량의 상부구조물을 인상시키는 것으로, 즉 교각(60) 기둥(64)의 상부절단면(65)을 동시에 인상시켜, 국부적 응력집중 현상이나 편심하중의 분포를 배제시켜 역학적으로 안정된 상태로 유압잭(20) 작업이 이루어지도록 한다.

그리고, 상기 교각 지지인상 상부 가설벤트(30)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 수평부재(32)에 수직부재(34)가 종횡으로 교차되어 박스형상으로 조립되되, 상기 수평부재(32)상의 가운데 부분에서 상향으로 종횡으로 얽혀 조립되는 교각상부 지지인상 강재(36)와; 상기 수평부재(32)상의 좌우측에 각각 코핑부(68) 의 단면형상과 동일하게 경사지게 설치되면서 교각(60))의 기둥(64) 절단면을 지지 인상시키는 교각상부 지지인상브라켓(38)과; 상기 수평부재(32)의 단부와 수직부재(34)의 단부에 일정한 각도로 각각 경사지게 배치된 좌우이동방지 브라켓(40)과; 상기 수직부재(34)의 상면에 수평하게 설치되면서, 교각(60)의 전후 이동을 방지하도록 고정 설치된 전후이동방지 브라켓(42)으로 구성된다.

즉, 상기 교각 지지인상 상부 가설벤트(30)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 수평부재(32)상에 다수개의 수직부재(34)가 용접 조립되어 프레임이 형성된 상태에서, 교각(60)의 기둥(64) 상부절단면(65)을 지지 인상시키기 위해 교각상부 지지인상 강재(36)와, 교각상부 지지인상브라켓(38)이 용접 접합되어 설치되고, 상기 교각(60)의 기둥(64) 상부절단면(65)의 인상시 교량의 상부구조물이 전후좌우로 이동되는 것을 방지하기 위한 좌우이동방지 브라켓(40)과, 전후이동방지 브라켓(42)이 용접 설치된 구조이다.

한편, 상기 고정강봉(50)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 교각 지지인상 하부 가설벤트(10)의 수평부재와(14)와 교각 지지인상 상부 가설벤트(30)의 수평부재(34) 사이를 수직으로 고정 연결시키는 연결재로서, 주로 강봉이나 고장력볼트를 사용하여 체결토록 한다.

따라서, 상기 고정강봉(50)은 교량 상부구조물의 인상 또는 하강시 교각 지지인상 상부ㆍ가설벤트(10, 30)를 고정시켜 교량 상부구조물이 낙교되는 것을 방지한다.

.이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 교량의 교각기 둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치를 이용한 상부구조물 승상에 대해서 설명한다.

도 5a 내지 도 5g는 본 발명에 따른 교량 상부구조물 지지인상장치를 이용하여 교각을 절단 및 복원하는 과정을 도시한 시공순서도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치를 이용한 상부구조물 승상방법은 기둥(64)과 코핑부(68)로 이루어진 교각(60)에 교량 상부구조물 지지인상장치(A)를 설치하는 단계(Ⅰ); 상기 교각(60)의 기둥(64)을 다이아몬드 커팅기를 사용하여 절단하는 단계(Ⅱ); 상기 교량 상부구조물 지지인상장치(A)에 설치된 유압잭(20)을 사용하여 절단된 기둥(64)의 상부 절단면(65)을 인상함과 동시에 기둥(64)의 하부 절단면(67)을 치핑하는 단계(Ⅲ); 상기 기둥(64)의 하부 절단면(67)에 수직철근(72)을 노출시키고, 이 수직철근(72)에 철근 연결 커플링(74)을 이용하여 수직철근(72)을 연결하고, 상기 수직철근(72)에 수평철근(76)을 배근한 후 상기 수직철근(72) 및 수평철근(76)의 외측으로 거푸집을 설치하며, 1차 콘크리트 타설 및 양생시켜 기둥(64) 단면을 증설하는 단계(Ⅳ); 상기 기둥(64)의 상부 절단면(65)을 치핑한 후, 수직철근(72)을 노출시키고, 이 수직철근(72)을 기둥(64)의 하부 절단면(67)에 철근 연결 커플링(74)을 이용하여 연결하고, 상기 수직철근(72)에 수평철근(76)을 배근한 후, 상기 수직철근(72) 및 수평철근(76)의 외측으로 거푸집을 설치하며, 2차 콘크리트 타설 및 양생시켜 기둥(64)의 절단면을 접합하는 단계(Ⅴ); 상기 기둥(64)의 단면증설 후, 교각(60)에 설치된 교량 상부구조물 지지인상장치 (A)를 해체하는 단계(Ⅵ)로 이루어진다.

여기서, 상기 기둥(64)을 다이아몬드 커팅기를 사용하여 절단한 후, 상기 기둥(64)의 상부 절단면(65)을 인상함과 동시에 인상량 만큼의 높이를 갖는 강재를 기둥(64)의 하부 절단면(67)과 용접한 후, 기둥(64)의 상부 절단면(65)을 내린 후, 기둥(64)의 상부 절단면(65)과 강재를 용접 접합하여 강재 교각(60)의 기둥(64) 단면을 증설한다.

즉, 본 발명에 따른 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치를 이용한 상부구조물 승상방법은 교각(60)의 기둥(64)을 절단하기 위한 교량 상부구조물 지지인상장치(A)를 교각(60)에 설치하고, 교각(60)의 기둥(64)을 절단하며, 교각(60)의 코핑부(68) 하부에 설치된 유압잭(20)을 작동시켜 교각(60)을 인상하는 바, 즉 기둥(64)의 상부 절단면(65)을 1차 인상한 후 기둥(64)의 하부 절단면(67)을 치핑하여 수직철근(72)을 노출시키며, 노출된 수직철근(72)에 철근 연결 커플링(74)을 이용하여 수직철근(72)을 연결하고, 수평철근(76)을 배근한 후, 거푸집을 설치한 후, 1차 콘크리트 타설후 양생시켜, 교각(60)의 기둥(64) 단면을 증설하며, 1차 타설 콘크리트가 양생된 후 기둥(64)의 상부 절단면(65)을 2차 인상한 후 반복하여 시공하되 목표 높이까지 인상이 된 경우 절단된 기둥(64)의 상부 절단면(65)을 치핑하여 수직철근(72)을 노출시킨 후, 기둥(64)의 하부 절단면(67)과 철근 연결 커플링(74)으로 연결 배근한 다음 마지막으로 콘크리트를 타설하여 양생시킨 후, 교각(60)의 기둥(64)의 콘크리트가 완전 양생된 후 교량 상부구조물 지지인상장치(A)를 철거하면 교각(60)의 기둥(64)의 단면 증설 작업은 완료된다.

이 때, 상기한 교각(60)이 강재 교각(60)일 경우에는 교각(60)의 기둥(64)을 절단시킨 후, 인상량 만큼의 강재 기둥(64)을 교각(60)의 상, 하부절단면(65, 67)에 용접으로 접합하면, 교각(60)의 기둥단면 증설은 완료된다.

한편, 상기한 바와 같은 구성 및 시공으로 이루어지는 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치 및 이를 이용한 상부구조물 승상방법은 기본적으로 철근콘크리트 교각을 주요한 대상으로 하여 설명하였으나, 강재교각에도 적용할 수 있으며, 교각의 단면형상이 T형교각, π형교각 등 다양한 교각 형식에도 널리 적용할 수 있음을 밝혀두는 바이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치 및 이를 이용한 상부구조물 승상방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 교각의 기둥을 절단하여 상부 수직방향으로의 단면확대를 용이하게 할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 교각의 기초부분에서 내하력이 부족한 경우에도 교각의 하부기초에 추가적으로 가해지는 내하력의 부담없이 교각의 단면을 증설할 수 있는 이점이 있다.

셋째, 본 발명은 교각의 단면증설 후에 기존의 교각의 단면과 별다른 육안상으로 차이가 없으므로 기존 교각과 동일한 미감을 도모할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 수직부재(12)와 수평부재(14) 및 경사재(16)가 종횡으로 교차되어 박스형상으로 조립되는 교각 지지인상 하부 가설벤트(10)와;

   상기 교각 지지인상 하부 가설벤트(10)의 수평부재(14)상에 일정한 간격을 두고 다수개가 설치되며, 교각(60)을 지지 인상시키는 유압잭(20)과;

   상기 유압잭(20)의 상부에 수평부재(32)와 수직부재(34)가 종횡으로 교차되어 박스형상으로 조립되는 교각 지지인상 상부 가설벤트(30)와;

   상기 교각 지지인상 하부 가설벤트(10)의 수평부재와(14)와 교각 지지인상 상부 가설벤트(30)의 수평부재(34) 사이를 수직으로 고정 연결시키는 고정강봉(50)으로 구성됨을 특징으로 하는 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 교각 지지인상 상부가설벤트(30)는 수평부재(32)에 수직부재(34)가 종횡으로 교차되어 박스형상으로 조립되되, 상기 수평부재(32)상의 가운데 부분에서 상향으로 종횡으로 얽혀 조립되는 교각상부 지지인상 강재(36)와;

   상기 수평부재(32)상의 좌우측에 각각 코핑부(68)의 단면형상과 동일하게 경사지게 설치되면서 교각(60))의 기둥(64) 절단면을 지지 인상시키는 교각상부 지지 인상브라켓(38)과;

   상기 수평부재(32)의 단부와 수직부재(34)의 단부에 일정한 각도로 각각 경사지게 배치된 좌우이동방지 브라켓(40)과;

   상기 수직부재(34)의 상면에 수평하게 설치되면서, 교각(60)의 전후 이동을 방지하도록 고정 설치된 전후이동방지 브라켓(42)으로 구성됨을 특징으로 하는 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 고정강봉(50)은 교량 상부구조물의 인상 또는 하강시 교각 지지인상 상부ㆍ가설벤트(10, 30)를 고정시켜 교량 상부구조물이 낙교되는 것을 방지토록 구성됨을 특징으로 하는 교량의 교각기둥부분을 수직으로 확장할 수 있는 교량 상부구조물 지지인상장치.
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