KR100680853B1 - 가변형 패널을 이용한 콘크리트 구조물 및 그 콘크리트구조물 보강방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가변형 패널을 이용한 콘크리트 구조물 및 그 콘크리트 구조물 보강방법에 관한 것으로, 그 목적은 다양한 형상(원형, 사각형, 아치형 등)의 콘크리트 구조물에 대해 보수 및 보강 작업을 할 때 하나의 보강부재로 다양한 형상의 구조물에 범용적으로 유연성 있게 보수 및 보강작업을 할 수 있도록 하므로서, 시공성과 유지관리의 편의성이 향상되게 하여 비용절감과 작업시간이 획기적으로 단축되게 하는 데에 있다.
이를 실현하기 위하여 본 발명은, 상호 이격되면서 주입구(30)를 형성하는 2개의 플레이트(12)와, 상기 플레이트(12)의 내면 사이에 공간부(16)를 형성할 수 있도록 일정한 간격으로 플레이트(12)에 일체로 되는 다수개의 리브(14)와, 상기 플레이트(12)의 좌,우 양측단부 외측에 안내공(18)을 구비하며 형성되는 터널(20)과, 상기 공간부(16)의 상,하단부에 각각 키이(26)로 끼워져 결합되는 캡(22)으로 된 블레이드(8)가 구성되고, 상기 블레이드(8)와 블레이드(8) 사이에 연결체(10)가 터널(20)에 결합되어 보강부재(6)로 만들어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은, 여러개의 블레이드(8)를 연결체(10)로 연결한 보강부재(6)로 중성화나 열화가 진행된 콘크리트 부분에 대해 보수 및 보강작업을 하므로, 다양한 형상(원형, 사각형, 아치형 등)의 콘크리트 구조물에 대해 탁월한 보수 및 보강능력을 발휘하게 되어 시공성과 유지관리의 편의성이 향상되는데, 이로 인해 비용절감과 작업시간이 획기적으로 단축되는 효과가 있다.
부두, 에이프런, 앙카보울트, 블레이드, 에폭시, 모르타르
Description
도 1 은 종래 기술에 따른 콘크리트 구조물의 보수 상태도.
도 2 는 본 발명에 따른 보강부재가 에이프런에 설치된 상태도.
도 3 은 본 발명에 따른 보강부재의 사시도.
도 4 는 본 발명에 따른 보강부재의 분리 사시도.
도 5 는 본 발명에 따른 보강부재의 평 단면도.
도 6 은 본 발명에 따른 보강부재의 정 단면도.
도 7a, 7b, 7c, 7d, 7e는 본 발명에 따른 시공과정을 나타낸 상태도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
2:부두 4:에이프런
6:보강부재 8:블레이드
10:연결체 12:플레이트
14:리브 16:공간부
18:안내공 20:터널
22:캡 24:보오드
26:키이 28:에폭시
30:주입구 32:밴드
34:후크 36:고정판
38:앙카보울트 40:실링부
본 발명은 가변형 패널을 이용한 콘크리트 구조물 및 그 콘크리트 구조물 보강방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중성화나 열화가 진행된 콘크리트 부분에 대해 여러개의 블레이드를 연결한 보강부재를 사용하여 다양한 형상(원형, 사각형, 아치형 등)의 콘크리트 구조물에 대해 탁월한 보수 및 보강능력을 구현할 수 있게 하므로서, 시공성과 유지관리의 편의성이 향상되게 하여 비용절감과 작업시간이 획기적으로 단축되게 하는 가변형 패널을 이용한 콘크리트 구조물 및 그 콘크리트 구조물 보강방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물은 설치되는 장소에 따라 영향을 받게 되는데, 특히 해안가에 설치되면 파도로 인해 열화가 쉽게 진행되고, 산악지역의 경우에는 풍식작용이 일어나게 되며, 또한 건축물의 경우에는 노화현상이 일어나게 되고, 또한 교량을 구성하는 상부 슬래브와 교대 및 교각은 통과하는 차량으로부터 전달되는 진동으로 인해 손상이 발생 된다.
따라서 상기와 같은 콘크리트 구조물에 대해서는 주기적으로 모르타르나 에 폭시 등을 사용하여 보수 및 보강작업을 실시하게 되는데, 이때 사용되는 보강부재의 구조적 특성으로 인해 다양한 형상(원형, 사각형, 아치형 등)를 갖는 구조물에 대해 효과적으로 보수 및 보강작업을 실시하지 못하게 되는 관계로, 최근에는 보다 다양한 형상의 구조물에 적용할 수 있는 보강부재를 개발하고 있는 추세이다.
한편 종래의 기술인 특허등록번호 제452622호 "수중 콘크리트 구조물의 파단면 보수공법"을 도 1에서 살펴 보면, 먼저 수중에 설치된 수중콘크리트구조물(101)이 밀려오는 파도등으로 인해 파손되면 오목하게 파여지는데, 이와 같이 파여진 부분에 대해서는 보수 및 보강작업을 실시하게 된다.
따라서 상기와 같이 오목하게 파인 부분에 여러개의 스테인레스우산살앵커 (102)를 수직으로 설치하고, 입구에는 거푸집(103)을 세트앵커볼트(106)로 설치하면서 몰탈주입기(111)를 연결한다.
상기와 같은 상태에서 몰탈주입기(111)를 통하여 오목하게 파인부분으로 몰탈을 주입하여 내부를 채우고, 이후로 상기 셋트앵커볼트(106)를 분리하면서 거푸집(103)을 수중콘크리트구조물(101)로 부터 이격시키므로서 보수 및 보강하는 작업을 완료한다.
상기와 같은 방법은 수중콘크리트구조물(101)의 파손된 일부분만을 보수 및 보강하는 방법이므로, 일정기간이 지나면 보강된 부분의 둘레가 파손되면서 수중콘크리트구조물(101)로 부터 보강부분이 이탈되거나, 보강된 부분의 주변이나 수중콘크리트구조물(101)의 다른 부분이 파손됨에 따라 일부 또는 전체를 재 시공해야 하는 불편함이 따르면서 유지관리에 어려움이 따른다.
다른 문제점으로는 다양한 형상(원형, 사각형, 아치형 등)의 콘크리트 구조물을 거푸집(103)으로 보수 및 보강할 때 유연성 있게 적용할 수 없는 구조이므로 시공성이 떨어진다.
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 다양한 형상(원형, 사각형, 아치형 등)의 콘크리트 구조물에 대해 보수 및 보강 작업을 할 때 하나의 보강부재로 다양한 형상의 구조물에 범용적으로 유연성 있게 보수 및 보강작업을 할 수 있도록 하므로서, 시공성과 유지관리의 편의성이 향상되게 하여 비용절감과 작업시간이 획기적으로 단축되게 하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 구성은, 상호 이격되면서 주입구(30)를 형성하는 2개의 플레이트(12)와, 상기 플레이트(12)의 내면 사이에 공간부(16)를 형성할 수 있도록 일정한 간격으로 플레이트(12)에 일체로 되는 다수개의 리브(14)와, 상기 플레이트(12)의 좌,우 양측단부 외측에 안내공(18)을 구비하며 형성되는 터널(20)과, 상기 공간부(16)의 상,하단부에 각각 키이(26)로 끼워져 결합되는 캡(22)으로 된 블레이드(8)가 구성되고, 상기 블레이드(8)와 블레이드(8) 사이에 연결체(10)가 터널(20)에 결합되어 보강부재(6)로 만들어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 플레이트(12)는 난연성 플라스틱으로 제조되고, 상기 리브(14)는 혼합된 폴리에스텔수지와 에폭시수지에 아라미드섬유와 탄소섬유와 유리섬유가 함 침되어 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한 콘크리트로 된 에이프런(4) 외벽을 고압세척기로 표면 처리하는 단계와, 상기 이후로 에이프런(4)에 앙카보울트(38)를 설치하는 단계와, 상기 이후로 에이프런(4) 전면을 따라 고정판(36)과 보강부재(6)를 배치하면서 앙카보울트(38)에 결합하는 단계와, 상기 이후로 보강부재(6)에 주입구(30)를 뚫는 단계와, 상기 이후로 주입구(30)를 통하여 에이프런(4)의 콘크리트 전면측과 보강부재(6) 사이로 에폭시(28)를 주입하는 단계를 실시하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 구성을 도 2 내지 도 6에서 살펴 보면, 먼저 해안가에 설치되는 잔교식 또는 중력식으로 이루어진 부두(2)(도2참조)는 해수와 접하고 있는 관계로 파도가 지속적으로 부딪치게 되어 취약한 부분에 서서히 열화가 진행되어 점차적으로 박리 및 박락되는 현상이 발생하게 된다.
특히 상기와 같은 박리 및 박락현상이 많이 발생하는 부분은 잔교식 또는 중력식으로 된 부두(2)의 에이프런(apron)(4) 하면에서 주로 일어나게 되고, 이러한 에이프런(4)에 대해 보수 및 보강작업을 하기 위해서는 주로 보강부재(6)를 고정 설치하여 실시하게 되는데, 상기 보강부재(6)의 구조를 살펴 보면 다음과 같다.
먼저 상기 보강부재(6)(도4참조)는, 직사각형 모양으로 형성된 다수개의 블레이드(blade)(8)가 횡 방향으로 배치되면서 연결체(10)로 결합되어 하나의 셋트로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 블레이드(8)는 직사각형 모양의 난연성 플라스틱(plastic) 재질로 된 플레이트(plate)(12) 2개가 상호 이격되어 배치되면서 구성되 고, 상기 플레이트(12)의 내면 사이에는 다수개의 리브(14)가 동일한 간격을 두어 공간부(16)를 형성하면서 플레이트(12)에 일체로 형성되며, 상기 플레이트(12)의 좌,우 양단부에는 세로 방향을 따라 터널(20)이 형성되고, 상기 터널(20)의 외측벽 중앙에는 세로 방향을 따라 안내공(18)이 형성된다.
이때 상기 리브(14)는 혼합된 폴리에스텔수지와 에폭시수지에 아라미드섬유와 탄소섬유와 유리섬유 등이 함침되어 제조된다.
또한 상기 블레이드(8) 상,하단부에는 캡(22)이 각각 결합 되는데, 상기 캡(22)은 블레이드(8) 끝단부에 접하는 보오드(24)가 형성되고, 상기 보오드(24) 전면에는 상기 공간부(16) 각각에 끼워져 결합되는 키이(26) 다수개가 돌출되어 형성된다.
상기와 같이 형성된 블레이드(8) 상부에는 잔교식 또는 중력식으로 된 부두(2)(도2참조)의 에이프런(4)에 에폭시(28)가 주입될 수 있도록 한 주입구(30)(도3참조)가 관통되어 형성된다.
계속하여 상기 블레이드(8)(도4참조) 양측에는 연질플라스틱 재질로 된 연결체(10)가 결합 되는데, 상기 연결체(10)는 탄력적으로 휘어지는 밴드(band)(32)가 형성되고, 상기 밴드(32) 양단부에는 블레이드(8)의 안내공(18)을 통하여 터널(20) 내부로 끼워지는 후크(34)가 형성된다. 따라서 상기 연결체(10)에 의해 블레이드(8)가 결합되면서 횡 방향으로 나열되어 하나의 보강부재(6)를 구성하게 된다.
그리고 상기 보강부재(6)를 구성하는 블레이드(8)의 전면부 중간에는 스테인레스재질로 된 고정판(36)이 횡 방향으로 배치되고, 상기 고정판(36)과 블레이드 (8)는 에이프런(4)(도2참조)에 설치되는 앙카보울트(38)에 결합된다.
이때 상기와 같이 구성되는 고정판(36)은 보강부재(6)가 적용되는 콘크리트 구조물의 형상(원형, 사각형, 아치형 등)에 따라 일직선, 사각형, 아치형 등 다양한 형상으로 만들 수 있다.
따라서 상기 고정판(36)은 보강부재(6)에 선택품목으로서 판매된다.
미설명부호는 40:실링부
상기와 같이 구성되는 본 발명의 설치순서 및 작용을 도 7a 내지 도 7e에서 살펴 보며 설명하면 다음과 같다.
먼저 밀려 오는 파도에 의해 잔교식 또는 중력식으로 된 부두(2)의 에이프런(4)(도7a참조)은 쉽게 열화가 진행되는데, 이때 상기 에이프런(4)에 대해 보수 및 보강작업을 실시하여야 만이 에이프런(4)이 더 이상 파손되지 않게 된다.
상기와 같이 보수 및 보강작업을 하기 이전에 먼저 에이프런(4)의 외벽에 대해 고압세척기로 표면 처리하는 단계를 실시하고, 이후로 상기 에이프런(4)의 중성화 내지는 열화가 진행된 부분에 대해 마킹(marking)을 실시하며, 상기 이후로 에이프런(4)에 앙카보울트(38)(도7c참조)를 설치하는 단계를 실시하는데, 이때 상기 에이프런(4)의 둘레를 따라 일정한 간격을 두고 드릴로 소정의 깊이 만큼 구멍을 뚫고, 상기 구멍 각각에 앙카보울트(38)를 설치한다.
상기 이후로 에이프런(4)(도7e참조) 전면을 따라 고정판(36)과 보강부재(6)를 앙카보울트(38)에 결합하는 단계를 실시한다.
상기와 같이 보강부재(6)를 설치하기 위해서는 먼저 에이프런(4)의 사이즈에 맞도록 일정한 규격의 블레이드(8)(도4참조)를 제작하여 사용하게 되는데, 상기 보강부재(6)는 여러개의 블레이드(8)를 횡 방향으로 나열한 상태에서 연결체(10)의 후크(34)를 각각의 블레이드(8) 양측에 형성된 터널(20)에 결합하므로서 완성된다.
그리고 상기 블레이드(8)의 전면 중앙에 고정판(36)을 횡 방향으로 배치한 다음, 상기 블레이드(8)와 고정판(36)을 앙카보울트(38)에 결합하는데, 이때 상기 블레이드(8)(도7e참조)는 에이프런(4)의 전면과는 소정의 간격을 두도록 하고, 상기 블레이드(8)의 하단부에는 콘크리트를 타설하여 받침블록을 만든다.
이러한 상태에서 해수가 밀려와 에이프런(4)에 도달하면 상기 보강부재(6)에 의해 에이프런(4)측으로의 해수 유입이 차단되므로, 상기 표면 처리된 에이프런(4)의 전면은 해수로부터 보호되는 상태가 된다.
상기 이후로 보강부재(6)를 구성하는 블레이드(8)의 상부에 주입구(30)(도7d참조)를 뚫는 단계를 실시한다.
상기 이후로 주입구(30)를 통하여 에이프런(4)의 콘크리트 전면측과 보강부재(6) 사이로 에폭시(28)(도7e참조)를 주입하는 단계를 실시한다.
상기와 같이 에폭시(28)가 주입구(30)(도7d참조)를 통하여 주입되면, 상기 에폭시(28)(도7e참조)는 보강부재(6)를 구성하는 블레이드(8)와 에이프런(4)의 콘크리트면 사이에 형성된 공간부로 유입되며 채워지게 되고, 이와 같이 채워진 에폭시(28)는 소정의 시간이 경과하면 굳게 된다.
상기 에폭시(28)는 (주)리폼시스템에서 제조되어 판매되는 U&V-h(일명 수중경화 접착 에폭시를 사용하는데, 다른 에폭시를 사용하여도 무방하다.
상기와 같이 잔교식 또는 중력식으로 된 부두(2)의 보강작업을 종료한 후에 보강작업 구간이 연장될 경우에는, 전술한 바와 같이 동일하게 표면 처리하는 단계와, 앙카보울트(38)를 설치하는 단계와, 보강부재(6)를 설치하는 단계와, 주입구(30)(도7d참조)를 뚫는 단계와, 에폭시(28)(도7e참조)를 주입하는 단계를 반복하여 실시한다.
이때 상기 보강부재(6)를 구성하는 블레이드(8)와 블레이드(8) 사이에 결합된 연결체(10)가 연질플라스틱으로 형성되어 있어서 자유롭게 구부러지게 되는데, 이로 인해 다양한 형상을 갖는 콘크리트구조물(원형, 사각형, 아치형 등)에 보강부재(6)를 용이하게 설치할 수 있게 된다.
한편 상기와 같이 콘크리트 구조물에 대한 보강방법은 잔교식 또는 중력식으로 된 부두(2)의 에이프런(4) 이외에 교량을 구성하는 상부 슬래브와 교각, 교대 그리고 건축물, 맨홀, 정수장, 터널, 댐, 하수처리장, 저수조를 포함한 개방형 구조물 등의 평면 및 사각형, 원형, 아치형으로 된 구조물에 대해 보수 및 보강할 때 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 여러개의 블레이드(8)를 연결체(10)로 연결한 보강부재(6)로 중성화나 열화가 진행된 콘크리트 부분에 대해 보수 및 보강작업을 하므로, 다양한 형상(원형, 사각형, 아치형 등)의 콘크리트 구조물에 대해 탁월한 보수 및 보강능력을 발휘하게 되어 시공성과 유지관리의 편의성이 향상되는데, 이로 인해 비용절감과 작업시간이 획기적으로 단축되는 효과가 있다.
Claims (3)
- 상호 이격되면서 주입구(30)를 형성하는 2개의 플레이트(12)와,상기 플레이트(12)의 내면 사이에 공간부(16)를 형성할 수 있도록 일정한 간격으로 플레이트(12)에 일체로 되는 다수개의 리브(14)와,상기 플레이트(12)의 좌,우 양측단부 외측에 안내공(18)을 구비하며 형성되는 터널(20)과,상기 공간부(16)의 상,하단부에 각각 키이(26)로 끼워져 결합되는 캡(22)으로 된 블레이드(8)가 구성되고,상기 블레이드(8)와 블레이드(8) 사이에 연결체(10)가 터널(20)에 결합되어 보강부재(6)로 만들어지는 것을 특징으로 하는 가변형 패널을 이용한 콘크리트 구조물.
- 제 1 항에 있어서,상기 플레이트(12)는 난연성 플라스틱으로 제조되고,상기 리브(14)는 혼합된 폴리에스텔수지와 에폭시수지에 아라미드섬유와 탄소섬유와 유리섬유가 함침되어 제조되는 것을 특징으로 한 가변형 패널을 이용한 콘크리트 구조물.
- 콘크리트로 된 에이프런(4) 외벽을 고압세척기로 표면 처리하는 단계와,상기 이후로 에이프런(4)에 앙카보울트(38)를 설치하는 단계와,상기 이후로 에이프런(4) 전면을 따라 고정판(36)과 보강부재(6)를 배치하면서 앙카보울트(38)에 결합하는 단계와,상기 이후로 보강부재(6)에 주입구(30)를 뚫는 단계와,상기 이후로 주입구(30)를 통하여 에이프런(4)의 콘크리트 전면측과 보강부재(6) 사이로 에폭시(28)를 주입하는 단계를 실시하는 것을 특징으로 한 가변형 패널을 이용한 콘크리트 구조물 보강방법.
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