KR100671944B1 - 교좌장치용 하부구조물 및 이를 이용한 교좌장치 교체를 위한 1일 잭다운 공법 - Google Patents

Abstract

모든 종류의 교좌장치에 사용가능한 교좌장치용 하부구조물 및 이를 이용한 교좌장치 교체를 위한 1일 재다운 공법이 개시된다. 본 발명에 따른 교좌장치용 하부구조물은 교각의 교좌블럭(coping)에 정착되는 하판 및 상판으로 이루어진 교좌부와, 교좌부의 상부에 정착되면서 그 상부에 교좌장치를 안치시키는 좌답판과, 좌답판에서부터 교좌부를 관통하여 교좌블럭에 매립된 주철근에 고정되는 고장력볼트를 포함한다. 그리고 상기와 같은 교좌장치용 하부구조물을 이용한 교좌장치 교체를 위한 1일 재다운 공법은 잭을 이용해 상구구조물을 인상한 후, 노후된 교좌장치를 철거한 후, 철거된 지점에 고리형 캡너트를 매립된 주철근과 안정되게 수직으로 결합시킨 후, 교좌부를 캡너트의 상부에 설치한 후, 교좌부의 상부에 좌답판을 설치한 후, 고장력볼트를 좌답판의 상부에서부터 교좌부를 관통하여 캡너트에 체결시킨 후, 좌답판의 상부에 새로운 교좌장치를 거치시킨 후, 교좌부와 교좌블럭의 사이에 초저점도 신구접착제를 충진하여 경화시킨 후, 유압잭을 다운시켜 상부구조물을 교좌장치에 연결한 후, 고장력볼트를 규정된 토크치로 체결시키는 단계로 이루어진다. 여기에서, 교좌부와 좌답판을 준비하는 단계를 제외한 나머지 교좌장치의 교체시간은 1일안에 이루어진다.

Description

교좌장치용 하부구조물 및 이를 이용한 교좌장치 교체를 위한 1일 잭다운 공법{The understructure for seat device and in a day jack down working method for replace seat device}

도 1은 일반적으로 사용되는 교좌장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,

도 2는 종래 교좌장치에 사용되는 하부구조물을 나타낸 사시도이고,

도 3a는 도 2의 하부구조물이 교각에 세팅된 상태를 나타낸 도면이고,

도 3b는 도 2b에 무수축몰탈 타설을 완료한 상태를 나타낸 도면이고,

도 4는 본 발명에 따른 교좌장치용 하부구조물이 설치된 상태를 나타낸 도면이고,

도 5는 본 발명에 따른 교좌장치용 하부구조물을 나타낸 분해사시도이고,

도 6은 본 발명에 따른 교좌장치용 하부구조물을 나타낸 결합단면도이며,

도 7은 캡너트의 결합상태를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 하부구조물 110 : 교좌부

112 : 하판 114 : 상판

118 : 수평조절볼트 130 : 좌답판

140 : 각봉 150 : 고장력볼트

152 : 캡너트 154 : 결합홈

158 : 결합봉

본 발명은 모든 종류의 교좌장치에 사용가능한 교좌장치용 하부구조물 및 이를 이용한 교좌장치 교체를 위한 1일 잭다운공법에 관한 것이다.

교좌장치는 교량의 상부구조에서 작용하는 하중 및 변형을 흡수하거나 감소시켜서, 교량의 하부구조물에 무리한 힘이 전달되지 않도록 하며, 상부구조물의 국부적인 변형을 완화시킬 수 있도록 설치하는 완충장치로서 중, 대형 교량에는 필수적으로 설치하고 있다.

이러한 교좌장치 중 하나로서 패드-슈 타입(pad-shoe type)이 있는데, 이 교좌장치를 일례로 간단하게 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이 교량 상부 구조물(3)의 하부면에 정착되는 상부판(5)과, 교대 또는 교각(1)의 코핑(coping, 2)부분에 정착되는 하부판(6)과, 상기 상부판(5) 및 하부판(6)의 사이에 개재되어 교량의 압축력과 변형력을 지지하는 베어링패드(7)로 구성된다.

상기와 같은 패드-슈 타입 교좌장치(4)에서 상, 하부판(5, 6)은 그것들의 사이에 개재되는 베어링패드(7)의 미그럼성을 확보하기 위한 것으로, 특히 하부판(6)은 추후 시공되는 교량 상부구조의 수평도를 확보하기 위해 정밀 시공해야 하는 중요한 부분이다.

종래 일반적으로 사용되는 하부판(6)은 도 2에 도시된 바와 같이 4각플레이트 형태로 되어 있으며, 그 하부에 고정된 앵커볼트(8)들을 통해 교대 또는 교각(1)의 코핑(2)부분에 정착하도록 되어 있다.

이와 같은 하부판(6)을 설치함에 있어서는, 도3a의 도시와 같이 교대 또는 교각(1)의 코핑부(2)를 일정부분 절취해 내서 앵커볼트(8)가 매입될 자리를 확보한 다음, 받침보강을 위한 방석철근(12) 및 정위치 셋팅을 위한 체어철근(11)을 배치하고, 설치 위치에 대한 정확한 좌표 측량을 실시하면서 크레인을 이용해 하부판(6)을 수평하게 셋팅한 후, 앵커볼트(8)를 체어철근(11)과 연결하여 하부판(6)이 유동하지 않도록 고정시킨다.

이어서, 도 3b에서 보는 바와 같이 하부판(6)의 주변에 무수축몰탈 구조체의 설계규격에 맞추어 거푸집(13)을 설치하고, 하부판의 측면과 거푸집 사이의 공간을 이용하여 측면에서 무수축몰탈(14)을 부은 후에 양생하고 탈형함으로써, 하부판의 설치작업을 완료하게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래 하부판(6)의 설치과정에서 하부판(6)의 측면 부분은 무수축몰탈(14)의 다짐작업이 가능하고 육안으로 시공상태를 확인할 수 있어 무수축몰탈(14)의 적정강도 및 품질확보가 가능하나, 하부판(6)의 중앙부 아래는 다짐작업도 불가능하고 측면에서 타설한 무수축몰탈(14)이 중심부까지 완전 충진되었는지 여부를 육안으로 확인할 수가 없기 때문에 무수축몰탈(14)의 적정강도를 확보하는데 곤란할 뿐만 아니라, 하부판(6)의 중앙 저부에 공동이 발생되어 품질을 크게 저하시키는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위해 현장에서는 무수축몰탈의 반죽질기 상태를 시방규정보다 질게 개어 시공함으로써 교좌장치 하부강판 측면에서 타설한 무수축몰탈이 강판의 중심부까지 완전히 흘러들어 가도록 기대하고 있으나, 이 방법 역시 미봉책에 불과한 것으로 무수축몰탈의 밀실한 채움이 곤란한 것은 물론, 무수축몰탈이 적정배합에서 벗어나기 때문에 양생이 완료된 무수축몰탈 구조체의 강도를 크게 저하시키게 되는 문제가 있다.

또한, 상기와 같은 교좌장치의 받침구조로는 유지보수 공사 및 짧은 공기의 긴급공사에 양생기간의 단축을 도모하기 힘들었고, 유지보수 공사시에 항상 발생되는 콘크리트 또는 몰탈을 깨어내고 재시공하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 교좌장치 교체방법은 유지보수 공사시에 상부구조물을 유압잭을 이용하여 인상한 후, 협소한 작업공간에서 철거 작업후 새로운 교좌장치를 거치하여 보강철근을 조립한 후, 무수축몰탈 또는 콘크리트를 타설하였으며, 양생기간동안 교량의 상부구조물을 불안정한 상태로 7일정도 방치할 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유지보수 공사시에 항상 발생되는 콘크리트(몰탈)를 깨어내고 다시 무수축몰탈 또는 콘크리트를 현장타설하여 시공하는 작업방법을 개선하기 위한 교좌장치용 하부구조물을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 현장에 그늘막과 양생수조를 설치하여 설계에 의 한 프리캐스트 교좌부를 생산하며 수중 양생 후, 상부구조물을 인상하여 기존 교좌장치를 철거하고, 즉시 프리캐스트한 교좌부와 좌답판을 정위치에 거치 후 좌답판에 교좌장치를 조립하여 기존 교각의 교좌블럭(coping)과 프리캐스트 교좌부의 작은 공간을 특수 신구접착제로 마감처리함으로써, 교량의 상부판을 인상후 1일안에 안전하고 신속하게 복원하여 교량을 이용하는 시민의 안전을 도모하는 교좌장치 교체를 위한 1일 잭다운공법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

교각의 교좌블럭(coping)에 정착되는 하판 및 상판으로 이루어진 교좌부;

교좌부의 상부에 정착되면서 그 상부에 교좌장치를 안치시키는 좌답판;

좌답판에서부터 교좌부를 관통하여 교좌블럭에 매립된 주철근에 고정되는 고장력볼트를 포함하는 교좌장치용 하부구조물을 제공한다.

여기에서, 좌답판에는 다수의 각봉들이 좌답판에 끼워지도록 사각형상을 이루면서 장착되어 각각의 각봉들의 내측으로 교좌장치가 끼워맞춤된다.

또한, 고장력볼트와 주철근과의 결합부위에는 고장력볼트의 하단부에 나사결합되는 캡너트가 구비되고, 캡너트의 외주면상 일측 및 타측에는 수평방향으로 절개된 결합홈이 형성되어 결합홈으로 짧은 한 쌍의 결합봉이 끼워진 상태로 상기 결합봉이 주철근의 하측에서 교차되게 끼워진다.

또한, 본 발명은,

교각의 상부구조물을 잭을 이용해 인상한 후, 노후된 교좌장치를 교체시공하 는 방법에 있어서,

무수축몰탈 또는 콘크리트를 타설하여 교각의 교좌블럭(coping)과 동일 치수로 프리캐스트 교좌부를 제작하는 단계;

기존 교좌장치가 철거된 지점에 고리형 캡너트를 매립된 주철근과 안정되게 수직으로 결합시키는 단계;

교좌부를 캡너트의 상부에 설치하고, 교좌부의 상부에 좌답판을 설치하는 단계;

고장력볼트를 좌답판의 상부에서부터 교좌부를 관통하여 캡너트에 체결시키는 단계;

좌답판의 상부에 새로운 교좌장치를 거치시키고, 고장력볼트를 규정된 토크치로 체결하는 단계를 포함하는 교좌장치 교체를 위한 1일 잭다운공법을 제공한다.

여기에서, 교좌부를 제작하는 단계에는 기존 교좌장치가 설치된 교좌블럭(coping)을 실측하고, 교좌블럭에 매립되어 있는 주철근의 위치를 철근탐사기를 사용하여 확인하는 작업이 선행되어야 한다.

또한, 새로운 교좌장치를 거치시킨 후에는 교좌부와 교좌블럭의 사이에 초저점도 신구접착제를 충진하는 단계를 더 포함한다.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교좌장치용 하부구조물 및 이를 이용한 교좌장치 교체를 위한 1일 잭다운공법에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 교좌장치용 하부구조물이 설치된 상태를 나타낸 도면 이고, 도 5는 본 발명에 따른 교좌장치용 하부구조물을 나타낸 분해사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 교좌장치용 하부구조물을 나타낸 결합단면도이며, 도 7은 캡너트의 결합상태를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 교좌장치용 하부구조물은 도 4 내지 도 6에서 보는 바와 같이 교대 또는 교각(1)의 교좌블럭(coping, 2)에 정착되는 교좌부(110)와, 교좌부(110)의 상부에 정착되면서 교좌장치(4)를 안치시키는 좌답판(130)과, 좌답판(130)에서부터 교좌부(110)를 관통하여 교좌블럭(2)에 고정되는 고장력볼트(150)로 이루어진다.

상기와 같은 교좌장치용 하부구조물(100)을 설치하기 위해서는 우선, 새로 교체될 교좌장치(4)와, 교좌장치(4)에 사용될 좌답판(130)을 준비한다. 좌답판(130)은 금속으로 제작된 판 형상이며, 좌답판(130)의 상부면상에는 다수의 각봉(140)들이 사각형상을 이루면서 끼워진다. 여기에서 다수의 각봉(140)들이 끼워지기에 앞서 좌답판(130)의 상부면상에는 각각의 각봉(140)들이 끼워질 안착홈(132)을 형성해야 되는데, 이 안착홈(132)간의 거리는 교좌장치(4)의 규격에 일치하도록 한다. 즉, 교좌장치(4)가 사각형상으로 된 것도 있을 테고 원형이나 기타 다각형으로 형성될 수 있기 때문에 그 교좌장치(4)의 하부면이 안착홈(132)내로 일치하게 끼워지도록 설계되어야 한다. 그리고 각각의 각봉(140)들과 좌답판(130)과는 볼트(142)로 체결된다. 또한, 각각의 각봉(140)과 좌답판(130)에는 고장력볼트(150)가 관통되기 위한 다수개의 슬리브홀(156)이 형성된다. 이 슬리브홀(156)은 서로 마주보는 각봉(140)들에 대칭되게 형성시키는 것이 바람직할 것이다.

이와 같이 교좌장치(4)와 좌답판(130)이 준비되면, 기존 교좌장치의 교좌블럭을 실측하고 교각에 매립되어 있는 철근의 위치를 철근 탐사기를 사용하여 확인한 후, 교좌블럭(2)과 일치된 규격으로 교좌부(110)를 제작해야 한다.

교좌부(110)는 작업현장에 그늘막과 양생수조를 설치하여 조립형태로 제작한다. 이러한 교좌부(110)는 하판(112)과, 상판(114)으로 이루어지는데, 하판(112)은 기존 교좌블럭(coping, 2)을 실측하여 동일한 크기로 제작한다. 이러한 하판(112)은 콘크리트로 제작될 수도 있고 무수축몰탈로 제작될 수도 있다. 하판(112)은 설계되로 무수축몰탈이나 콘크리트를 타설한 후, 양생수살포에 문제가 없을 만큼 경화가 진행되면 스프링클러 또는 수조에 침수시켜 3일간 양생을 실시하여 얻어진다. 이때, 하판(112)의 모서리부분에는 상, 하로 관통되는 수평조절홀(116)을 형성시켜 그 하부에 너트(120)가 삽입되고, 수평조절볼트(118)가 상측으로 끼워지면서 너트(120)에 체결되어 각각의 수평조절볼트(118)를 돌리면서 하판(112)의 수평을 조절하게 된다.

한편, 상판(114)은 하판(112)과 마찬가지로 양생수조에서 조립형태로 제작되는데, 하판(112)의 크기보다 작게 제작되는 것이 바람직할 것이다. 즉, 하판(112)의 수평조절홀(116)이 개방되도록 각각의 수평조절홀(116)의 내측에 안치되도록 제작되는 것이다. 이러한 상판(114)은 무수축몰탈로 제작된다.

위와 같은 상판(114) 및 하판(112)을 제작할 때에 병행되는 작업이 있는데, 상판(114) 및 하판(112)이 겹쳐진 후, 그 상부에 좌답판(130)이 정착되어 고장력볼트(150)가 체결되기 때문에 좌답판(130)에 형성된 슬리브홀(156)과 연통되는 슬리 브홀(156)을 상판(114) 및 하판(112)에도 형성시켜야 한다. 이 슬리브홀(156)은 상판(114)과 하판(112)을 타설할 때 그 규격과 위치를 정확하게 설계되어야 하는 것이다. 그리고 교좌부(110)의 슬리브홀(156)에는 고장력볼트(150)를 안내하는 중공파이프(도시되지 않음)가 장착된다.

이와 같이 교좌부(110)의 제작이 완료되면, 유압잭을 이용하여 교좌장치(4)의 상부구조물(3)을 인상한다.

유압잭에 의해서 상부구조물(3)을 인상한 상태에서 기존의 교좌장치를 해체 철거한다. 노후화된 기존 교좌장치가 철거된 지점에 고장력볼트(150)의 하단이 고정될 수 있도록 캡너트(152)를 장착한다.

캡너트(152)는 원통형상을 가지면서 상부의 내주면상에 고장력볼트(150)와 체결되도록 나사산이 형성되고, 일측 및 타측의 외주면상에는 수평방향으로 절개된 결합홈(154)이 형성된다. 이와 같이 형성된 캡너트(152)는 교좌블럭(2)에 내장된 철근(11)과 결합되는데, 도 7에서 보는 바와 같이 캡너트(152)의 결합홈(154)에 짧은 결합봉(158)을 끼우고 그 결합봉(158)을 평행한 철근(11)의 밑에 끼워서 고정시킨다. 따라서 캡너트(152)의 상부에 체결된 고장력볼트(150)가 상측으로 당겨지더라도 캡너트(152)와, 결합봉(158)과, 철근(11)이 고정되어 있기 때문에 상, 하 움직임을 억제시킬 수 있는 것이다.

캡너트(152)가 장착되면, 무수축몰탈 또는 콘크리트타설한 교좌부(110)를 캡너트(152)의 상부에 설치하고, 그 위에 좌답판(130)을 설치하여 좌답판(130)의 슬리브홀(156)과 교좌부(110)의 중공파이프와 캡너트(152)를 동선상에 일치시킨다. 그리고 좌답판(130)의 상부에서부터 교좌부(110)의 중공파이프를 관통시켜 캡너트(152)에 체결되도록 고장력볼트(152)를 끼운다. 여기에서 고장력볼트(152)는 캡너트(152)에 단순 결합만 되도록 하고 완벽한 체결은 최종단계에서 수행한다.

이처럼 고장력볼트(150)가 결합되면, 교좌부(110)와 좌답판(130)의 수평을 조절하여야 하는데, 이때, 하판(112)에 장착된 수평조절볼트(118)를 이용하여 베이스가 되는 하판(112)의 수평을 조절함으로써, 전체적인 수평조절이 이루어진다.

수평조절이 끝나면, 좌답판(130)에 새로운 교좌장치를 정위치에 거치시킨다.

그리고 기존 교좌장치의 철거지점에는 교좌블럭(2)내의 철근(11)을 외부로 돌출시키기 위해 소정의 콘크리트를 제거했기 때문에 교좌블럭(2)과 교좌부(110)의 사이에 빈공간이 형성되므로 이곳에 초조점도로써 흐르는 성질이 뛰어난 신구접착제를 충진하여 마감하도록 한다.

신구접착제의 경화가 완료되는 약 1시간 후, 유압잭의 유압을 제거하여 안전하게 상부구조물을 교좌장치에 연결한다.

상부구조물이 교좌장치에 안전하게 연결되면 고장력볼트(150)에 토크렌치를 사용하여 설계에 명기된 토크치로 조여줌으로써, 교좌장치의 교체시공을 마무리한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 철근탐사 후 교좌부의 규격을 결정함으로 계획설계에 의한 시공으로 교각의 주철근과 교좌부의 체결이 완벽한 정밀시공이 가능하다.

또한, 교좌부를 현장에서 제작하여 수중양생을 실시함으로 설계강도 발현이 안정되고 품질이 균일한 제품을 기대할 수 있다.

또한, 교좌부를 현장에서 제작을 함으로 재료의 계획구매와 소비로 손실율을 극소화 할 수 있다.

또한, 좌답판은 교좌장치의 형식에 맞추어 형상을 설계변경할 수 있는 구조로 되어 경제성을 기대할 수 있다.

또한, 교좌장치와 하부구조물의 결속방법이 철근결속 고리형 캡너트와 고장력볼트를 사용하여 최적조임을 계산할 수 있으므로 정밀시공이 가능하다.

또한, 향후 교좌장치의 기능이 상실하여 교체공사를 실시하는 경우, 좌답판의 구속장치에 부착된 볼트를 제거하면 쉽게 구속장치가 제거 되므로 교좌부 몰탈의 훼손없이 손쉽게 교좌장치만을 교체할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 교각의 교좌블럭(coping)에 정착되는 하판 및 상판으로 이루어진 교좌부;

   상기 교좌부의 상부에 정착되면서 그 상부에 교좌장치를 안치시키는 좌답판;

   상기 좌답판에서부터 상기 교좌부를 관통하여 상기 교좌블럭에 매립된 주철근에 고정되는 고장력볼트를 포함하며,

   상기 고장력볼트와 상기 주철근과의 결합부위에는 상기 고장력볼트의 하단부에 나사결합되는 캡너트가 구비되고, 상기 캡너트의 외주면상 일측 및 타측에는 수평방향으로 절개된 결합홈이 형성되어 상기 결합홈으로 짧은 한 쌍의 결합봉이 끼워진 상태로 상기 결합봉이 상기 주철근의 하측에서 교차되게 끼워지는 것을 특징으로 하는 교좌장치용 하부구조물.
2. 삭제
3. 삭제
4. 교각의 상부구조물을 잭을 이용해 인상한 후, 노후된 교좌장치를 교체시공하는 방법에 있어서,

   무수축몰탈 또는 콘크리트를 타설하여 상기 교각의 교좌블럭(coping)과 동일 치수로 프리캐스트 교좌부를 제작하는 단계;

   상기 기존 교좌장치가 철거된 지점에 고리형 캡너트를 매립된 주철근과 안정되게 수직으로 결합시키는 단계;

   상기 교좌부를 상기 캡너트의 상부에 설치하고, 상기 교좌부의 상부에 좌답판을 설치하는 단계;

   고장력볼트를 상기 좌답판의 상부에서부터 상기 교좌부를 관통하여 상기 캡너트에 체결시키는 단계;

   상기 좌답판의 상부에 새로운 교좌장치를 거치시키고, 상기 고장력볼트를 규정된 토크치로 체결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교좌장치 교체를 위한 1일 잭다운공법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 교좌부를 제작하는 단계에서는 기존 교좌장치가 설치된 교좌블럭(coping)을 실측하고, 상기 교좌블럭에 매립되어 있는 주철근의 위치를 철근탐사기를 사용하여 확인하는 작업이 선행되는 것을 특징으로 하는 교좌장치 교체를 위한 1일 잭다운공법.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 새로운 교좌장치를 거치시킨 후에는 상기 교좌부와 상기 교좌블럭의 사이에 초저점도 신구접착제를 충진하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교좌장치 교체를 위한 1일 잭다운공법.

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