KR100766573B1

KR100766573B1 - 수중 건조물 보수용 패널 조립구조체

Info

Publication number: KR100766573B1
Application number: KR1020040013386A
Authority: KR
Inventors: 이옥신
Original assignee: 이옥신
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2007-10-17
Also published as: KR20050087522A

Abstract

본 발명은 수중 건조물 주위에 설치되는 보수용 패널 조립구조체로서, 복수의 투명 패널 유닛(12)으로 이루어진 한 쌍의 반원형 단위체가 대칭구조로 분할 조립된 구조의 패널 본체(1)와; 상기 패널 본체(1)와 수중 건조물 사이에서 복수의 겹층구조로 설치되는 조밀 망상체 구조의 보강부재(5,5′)와; 상기 투명 패널 유닛(12)의 원주 방향으로 소정의 간격을 두고 볼트(B)에 의해 결합되는 복수의 고정 브라켓(2)과; 상기 수중 건조물 주위에 매설되는 고리 형태의 복수의 앵커볼트(4)와; 연결대(31)와 이 연결대(31)의 양단부에 나사결합되는 후크 고리(32)로 이루어지고, 상기 후크 고리(32)에 의해 상기 고정 브라켓(2)과 앵커볼트(4)를 상호 연결시켜 상기 패널 본체(1)와 수중 건조물 사이에 지지력을 부여하는 복수의 턴버클(3)과; 상기 턴버클(3)과 보강부재(5,5′)가 수직하게 교차하는 부위에 체결 설치되며, 턴버클(3)의 후크 고리(32)를 관통시키는 동시에 상기 보강부재(5,5′)를 고정시키기 위한 결착부재(6)를 포함하여 구성되고,

상기 복수의 투명 패널 유닛(12) 각각은 반원형의 원호 형상이며 원주 방향의 양단부에는 체결 리브(122)가 반지름 내측방향으로 소정 길이 연장형성된 구조이고, 상기 반원형 단위체는 그 외측 공통면에 복수의 고정 프레임(11)을 부착시켜 제작되어 상기 체결 리브(122)에 형성된 체결공을 통해 다른 단위체와 상호 나사결합되며, 상기 반원형 단위체를 구성하는 투명 패널 유닛(12)은 상기 고정 브라켓(2)을 나사결합시키기 위한 체결공(121)이 원주 방향으로 소정의 간격을 두고 형성된 것을 특징으로 하는 수중 건조물 보수용 패널 조립구조체에 대해 개시한다.

Description

수중 건조물 보수용 패널 조립구조체{PANEL-ASSEMBLED STRUCTURE FOR UNDERWATER CONSTRUCTION}

도 1은 본 발명에 따른 수중 건조물 보수용 패널 조립구조체의 분해 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 수중 건조물 보수용 패널 조립구조체를 결합상태에서 도시한 평면도.

도 3은 도 2의 A 부분의 부분 확대도.

도 4는 본 발명에 따른 수중 건조물 보수용 패널 조립구조체를 이용하여 건조물의 보수 및 보강작업을 수행하는 모습을 나타낸 도면.

< 도면 주요부위에 대한 부호의 설명 >

1: 패널 본체 2: 고정 브라켓 3: 턴버클

4: 앵커볼트 5,5′: 보강부재 6: 결착부재

11: 고정 프레임 12: 투명 패널 유닛 21: 조립공

22: 조립홈 31: 연결대 32: 후크고리
121: 체결공 122: 체결리브

B: 체결부재

본 발명은 해양 또는 수중의 콘크리트 건조물(建造物)의 보수 및 보강작업을 위한 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지반이 침하되거나, 지주가 손상(파손 및 마모)된 각종 교량 건조물 등에 적용하여, 손상된 건조물의 보수 및 보강작업을 신속하고도 용이하게 하는 등 시공상의 편리성 향상과 함께 보강부위의 내구성 증대를 도모할 수 있는 수중 건조물 보수용 패널 조립구조체에 관한 것이다.

산업 발달로 인한 교통량 증가와 운송물류 중량화가 가속화됨에 따라 지역과 지역을 연결하는 각종 교량과 같은 수중 콘크리트 건조물의 손상이 날로 심화되고 있으며, 아울러 건설 후 시간경과에 따른 자연적 노후현상과 지속적 사용으로 인한 내력저하로 인해 교량의 지주에 침하현상 내지 국부손상(유속으로 인한 콘크리트의 쇄골현상 또는 파손) 등이 빈번히 발생되며, 공공의 안전에도 상당한 문제를 발생시키고 있는 실정이다.

이에, 건조물 노후에 따른 안전성 위협의 문제점을 해소하기 위한 방안으로서, 근래에는 지속적인 유지관리와 함께 보수 및 보강작업을 시행하여 교량을 비롯한 각종 건조물의 안전성을 확보하고 사용수명을 연장시키기 위한 보수 및 보강방법이 널리 개발 및 이용되고 있는 실정이며, 그 대표적인 예로는 다음과 같은 것들이 있다.

그 일예로서, 목재를 이용하여 거푸집 패널을 형성한 후, 콘크리트 건조물과 용이하게 박리될 수 있도록 상기 거푸집 패널 외표면에 콜타르를 도포하고, 계속하여 콜타르가 도포된 거푸집 패널을 보수 및 보강을 요하는 건조물, 즉 손상된 건조물 주위로 못 또는 와이어 등의 연결수단을 이용하여 칸막이 틀을 형성한 후, 재차 그 형성된 칸막이 틀 내측에 수중 콘크리트 등의 보강재를 타설하여 건조물의 보수 및 보강작업을 행하는 방법이 있다.

하지만 이러한 목재 거푸집 패널을 이용한 보수 및 보강방법은, 거푸집 패널로서 목재라는 습기나 화학약품에 취약한 재질을 이용하기 때문에 해양 또는 수중에서의 보수 및 보강작업에 사용하기에 부적합하고, 내구성이 약하여 반복적으로 재사용하기가 곤란한 한편 재사용을 목적으로 하는 경우라도 보강재로 타설된 콘크리트와 분리하는 과정에서 그 분리 충격 등으로 인하여 거푸집 패널이 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.

또한, 현장 작업자는 불투명 재질의 목재로 이루어진 거푸집 패널로 인하여 콘크리트 등의 보강재 타설과정 전후에서 거푸집 패널 내부의 시공상태 및 경과를 육안으로 전혀 확인할 수 없어 작업 능률이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

또 다른 예로서, 상기한 목재 재질의 거푸집 패널이 갖는 문제점을 일부 해결하기 위하여 금속 재질의 철판 거푸집 패널을 이용하는 방법이 알려져 있으나, 이와 같은 철판 거푸집 패널은 비록 조립식으로 설계한다 할지라도 과다한 중량으로 인하여 운반 및 설치 작업이 곤란하여 현장 작업성이 현저히 떨어지고, 내충격성 및 충격흡수성이 약하여 콘크리트 등의 타설 후 설치된 그대로 유지된 상태에서 보수 및 보강된 건조물을 통해 전달 외부 충격을 효과적으로 완충시킬 수 없는 문제가 있다. 또한, 이러한 금속 재질의 철판 거푸집 패널은 부식에 취약하여 상기한 목재 패널과 마찬가지로 수중 보수 및 보강작업에 활용하기에 부적합하고, 보수 및 보강작업 후 수중에 그대로 유지될 경우 부식 부산물로 인한 2차 오염 내지 보수된 건조물 자체의 외관을 현저히 해치는 문제도 있다.

상기와 같은 종래 목재 또는 금속 재질의 거푸집 패널을 이용한 보수 및 보강방법이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 창안된 본 발명의 목적은, 수중 건조물 보수용으로 유용하게 사용될 수 있는 새로운 구조의 패널 조립구조체를 제공하는 것이다.

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상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수중 건조물 주위에 설치되는 보수용 패널 조립구조체로서, 복수의 투명 패널 유닛으로 이루어진 한 쌍의 반원형 단위체가 대칭구조로 분할 조립된 구조의 패널 본체와; 상기 패널 본체와 수중 건조물 사이에서 복수의 겹층구조로 설치되는 조밀 망상체 구조의 보강부재와; 상기 투명 패널 유닛의 원주 방향으로 소정의 간격을 두고 볼트에 의해 결합되는 복수의 고정 브라켓과; 상기 수중 건조물 주위에 매설되는 고리 형태의 복수의 앵커볼트와; 연결대와 이 연결대의 양단부에 나사결합되는 후크 고리로 이루어지고, 상기 후크 고리에 의해 상기 고정 브라켓과 앵커볼트를 상호 연결시켜 상기 패널 본체와 수중 건조물 사이에 지지력을 부여하는 복수의 턴버클과; 상기 턴버클과 보강부재가 수직하게 교차하는 부위에 체결 설치되며, 턴버클의 후크 고리를 관통시키는 동시에 상기 보강부재를 고정시키기 위한 결착부재를 포함하여 구성되고, 상기 복수의 투명 패널 유닛 각각은 반원형의 원호 형상이며 원주 방향의 양단부에는 체결 리브가 반지름 내측방향으로 소정 길이 연장형성된 구조이고, 상기 반원형 단위체는 그 외측 공통면에 복수의 고정 프레임을 부착시켜 제작되어 상기 체결 리브에 형성된 체결공을 통해 다른 단위체와 상호 나사결합되며, 상기 반원형 단위체를 구성하는 투명 패널 유닛은 상기 고정 브라켓을 나사결합시키기 위한 체결공이 원주 방향으로 소정의 간격을 두고 형성된 것을 특징으로 하는 수중 건조물 보수용 패널 조립구조체를 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 수중 건조물 보수용 패널 조립구조체의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 수중 건조물 보수용 패널 조립구조체의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수중 건조물 보수용 패널 조립구조체를 결합상태에서 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 A 부분의 부분 확대도이고, 도 4는 본 발명에 따른 수중 건조물 보수용 패널 조립구조체를 이용하여 건조물의 보수 및 보강작업을 수행하는 모습을 나타낸 도면이다.

상기 수중 건조물 보수용 패널 조립구조체는 패널 본체(1), 고정 브라켓(2), 턴버클(3), 앵커볼트(4) 및 보강부재(5, 5′)를 포함하여 구성된다.

상기 패널 본체(1)는 설치된 상태에서 전체 패널 조립구조체의 최외측 부분을 구성하며, 보수작업시 손상된 건조물의 보강 구조물로 성형되는 콘크리트 등을 타설시키기 위한 일종의 메인 설치막 역할을 하며, 이 경우, 상기 패널 본체(1)는 복수의 투명 패널 유닛(12)으로 이루어진 한 쌍의 반원형 단위체를 대칭구조로 조립설치된다.
각각의 패널 유닛(12)은 투명 재질의 합성수지재를 이용하여 반원형의 원호 형상으로 제작되며, 그 원주방향의 양단부에는 체결 리브(122)가 반지름 내측방향으로 소정 길이만큼 연장형성되어 있다. 체결 리브(122)에는 볼트, 너트 및 리벳 등의 체결부재(B)를 관통시키기 위한 하나 이상의 체결공(도면 미도시)이 구비된다.
복수의 패널 유닛(12)을 이용한 패널 본체(1)의 조립 및 설치과정에 대해 설명하면, 먼저, 수중 밖 지상에서 상기 복수의 패널 유닛(12) 중 절반(도 1의 실시예의 경우 3개의 패널 유닛이 사용됨)에 대하여 각각의 패널 유닛(12)의 중심축 방향의 측단부가 서로 인접하게 정렬시킨 후 정렬된 패널 유닛(12)의 외측 공통면에 복수의 고정프레임(11)을 소정의 간격을 두고 결합시켜 하나의 단위체를 제작하고. 계속하여 복수의 패널 유닛(12) 중 나머지 절반에 대하여 동일한 방식으로 또 다른 단위체를 제작하게 된다.
이 경우, 상기 고정 프레임(11)은 복수의 패널 유닛(12)에 의해 형성되는 상기 단위체에 대한 골격으로 기능하며, 각각의 단위체에서 최상측에 위치하는 패널 유닛(12)에는 턴버클(3)을 결합시키기 위한 체결공(121)이 소정의 간격을 두고 복수로 형성된다.
이와 같은 패널 본체(1)를 구성하게 되는 한 쌍의 단위체에 대한 수중 바깥에서의 조립 및 제작 작업이 완료되면, 양 단위체를 보수하고자 하는 수중 안에 위치한 건조물의 주위에서 체결 리브(122)가 맞대어지도록 위치시킨 상태에서 체결 리브(122)에 형성된 체결공에 체결부재(B)를 이용하여 결합시키는 방식으로 수행된다.
즉, 본 발명에서는 상기 패널 본체(1)의 설치와 관련하여 상술한 바와 같이 상호간에 결합가능한 한 쌍의 반원형 단위체를 지상에서 먼저 조립제작한 후에, 수중 작업시에는 각각의 단위체를 수중 안 건조물 주위에서 체결 리브(122)에 형성된 체결공을 통해 체결수부재(B)를 이용하여 간편하고 신속하게 체결함으로써 현장 작업성을 향상시키게 된다.

한편, 본 발명에서 패널 본체(1)를 구성하는 상기 투명 패널 유닛(12)의 개수나 형상은 제한적인 의미를 갖지 않으며, 투명 패널 유닛(12)의 개수를 도 1에 예시된 여섯 개 외에 보수하고자 하는 건조물의 높이에 따라 가감될 수 있으며, 투명 패널 유닛(12)의 직경이나 형상도 보수하고자 하는 건조물의 형상에 따라 달라질 수 있다.

상기 고정 브라켓(2)은 볼트(B) 체결에 의해 전술한 패널 본체(1) 내측면으로 결합되는 연결부재로서, 후술하는 턴버클(3)과 패널 본체(1) 사이의 연결작업을 단순화시키게 된다. 이러한 고정 브라켓(2)은, 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 전체적으로 사각 도형체 구조로 하여 그 일측면에 암나사 구조의 조립공(21)을 형성하여 패널 본체(1)의 외측면에 구비된 체결공(121)을 통해 삽입되는 볼트(B)와 결합되도록 하고, 그 타측면에는 조립홈(22)을 형성하여 턴버클(3)의 후크 고리(32)에 볼트(B)로 체결되도록 구성함으로써 연결작업이 신속하게 진행될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 턴버클(3)은 좌우 양측면으로 나사체결된 후크 고리(32)에 의해 장력을 발생시켜 패널 본체(1)와 건조물 사이에 견인력 내지 연결 지지력을 부여하게 된다. 이와 같은 턴버클(3)은 소정의 길이를 갖는 암나사 구조의 연결대(31)를 중심으로 그 좌우 양측면에 수나사 구조의 후크 고리(32)가 대칭적으로 연결되는 구조로서, 상기 패널 본체(1)에 형성된 체결공(121)의 개수에 대응하여 패널 본체(1) 둘레를 따라 복수로 제공함으로써, 패널 본체(1)가 건조물 주위에서 최초로 설정된 위치가 건조물의 중심으로부터 다소 어긋나 있더라도 복수의 턴버클(3) 각각에 구비된 연결대(31)를 시계 또는 반시계 방향으로 회전시켜 조절함으로써 건조물에 대한 패널 본체(1)의 위치를 조정하는 동시에 후크 고리(32)를 통해 전달되는 본체 패널(1)과 건조물 사이의 견인력 내지 연결 지지력을 패널 본체(1)의 원주방향으로 균일하게 분산시켜 보다 견고하게 부여하게 된다.

상기 앵커볼트(4)는 턴버클(3)의 후크 고리(32)와 연결되는 부분으로서 콘크리트 건조물 등에 매설되어 설치된다. 이 경우, 후크 고리(32)에 체결할 수 있도록 앵커볼트(4)의 머리 모양은 후크 고리(32)에 대응하여 고리 형태로 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 건조물의 보수작업시 타설되는 콘크리트를 보다 견고하게 지지하여 보강부위의 내구성이 증대될 수 있도록 상기 본체 패널(1) 내부에 조밀 망상체 구조를 갖는 하나 이상의 보강부재(5, 5′)가 제공된다. 도 1의 실시예에서는, 직경이 다른 두 개의 보강 재(5, 5′)가 겹층구조로 설치되어 있다. 조밀 망상체 구조의 보강부재(5, 5′)는 최초에 시트 형태로 제공되고, 이미 설치되거나 또는 나중에 설치될 본체 패널(1)의 직경 내부에 수용될 수 있도록 적절한 직경 크기로 권취된 후 도 3에 도시된 바와 같은 클립 형태의 결착부재(6)를 이용하여 고정된다.
이러한 결착부재(6)는 턴버클(3)이 보강부재(5, 5′)에 수직하게 교차하는 부위에 설치되며, 턴버클(3)의 후크고리(32)를 관통시키는 동시에 권취된 보강부재(5, 5′)를 고정하게 된다. 이 경우, 상기 결착부재(6)는 양쪽면은 보강부재(5)(5’)가 통과하고 가운데 부분은 상기 턴버클(3)이 통과하도록 ‘ㄷ’자 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이상과 같은 구성의 수중 건조물 보수용 패널 조립구조체는, 도 4에 도시된 바와 같이, 손상된 건조물 특히 기둥 형상을 갖는 교량의 지주 등의 주위에 설치되어 당해 건조물의 보수 및 보강 작업에 이용되며, 이하에서는 이러한 패널 조립구조체의 설치 및 시공방법에 대해 보다 상세히 설명한다.

먼저, 보수하고자 하는 건조물의 중심으로부터 소정의 거리를 두고 패널 본체(1)를 설치한 상태에서, 패널 본체(1)의 최상측 패널 유닛(12)에 구비된 체결공(121)을 통해 볼트(B)를 이용하여 투명 패널 유닛(12)의 내측면에 고정 브라켓(2)을 결합시키고, 결합된 고정 브라켓(2)의 대향면에는, 즉 보수하고자 하는 건조물의 측면부에는 도 2 또는 도 4로 도시된 바와 같이 앵커볼트(4)를 매설하여 고정시킨다.

다음으로, 설치된 패널 본체(1)와 건조물 사이의 공간에는 조밀 망사체 구조의 복수의 보강부재(5, 5′)를 시트 형태로부터 소정의 직경 크기를 갖는 원통형으로 권취하여 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 상호 이격된 겹층구조로 설치된다. 이와 같이 보강부재(5, 5′)가 내설된 상태에서, 고정 브라켓(2)과 앵커볼트(4)를 턴버클(3)에 의해 수평으로 연결하여 상기 패널 본체(1)와 건조물이 턴버클(3)에 의한 장력조절로써 고정 지지되도록 한다.

이러한 설치 구조에서, 턴버클(3)과 복수의 보강부재(5, 5′)는 서로 수직한 형태로 교차하고, 이 교차부위는 도 3에 도시된 바와 같이 결착부재(와이어 또는 클립 등)(6)를 이용하여 고정 결합됨으로써, 상기 보강부재(5, 5′)는 콘크리트 등의 타설 전에 원통 형상의 권취상태를 유지하게 되는 동시에 장력이 부여된 턴버클(3)과 건조물 주위의 수중 바닥면에 의해 견고하게 지지된다.

다음으로, 전술한 바와 같은 일련의 과정을 거쳐 수중 건조물 보수용 패널 조립구조체의 설치작업이 완료되면, 그 설치된 패널 본체(1) 내부로 도 4에 도시된 바와 같이 콘크리트를 타설시키는 작업을 행하게 된다. 이때, 보수하고자 하는 건조물이 교량 등의 지주와 같이 수중에 위치하고 있을 경우에는 에폭시 수중 몰타르를 타설시켜, 손상된 구조물을 도 4에 도시된 바와 같이 보수하게 된다.

참고적으로, 상기 에폭시 수중 몰타르는 제품을 수성화한 친환경성 건축용 접착제의 일종으로서, 습한 상태나 수중 또는 해수 중에서 시공이 가능한 통상의 건축보강소재이다. 이러한 에폭시 수중 몰타르는 손상된 건조물(콘크리트)의 공극 내로 충진되어 수밀성을 증가시켜 건조물의 방수 능력, 방청 능력 및 강도를 향상시키게 된다.

한편, 본 발명에 있어서는 상기와 같은 일련의 건조물 보수, 보강작업을 행함에 있어, 상기 패널 본체(1)를 내부투시가 가능한 투명 패널 유닛(12)으로 구성함으로써, 현장 작업자는 콘크리트 등의 보강재의 경화과정에 따른 보수, 보강부위의 변형상태 등을 외부로부터 육안으로 용이하게 식별할 수 있게 되고, 이에 따라 보수, 보강작업 과정 중에 필요한 후속 조치를 원활히 수행할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 패널 조립구조체는 패널 본체의 재질 및 조립 구조와, 패널 본체 및 보강부재의 지지 기구를 개선하여 시공의 편리성과 함께 보강부위의 지지력 및 내구성이 증대될 수 있어, 수중 건조물 보수용으로 유용하게 사용될 수 있다.

또한 타설되는 콘크리트의 시공상태와, 타설 후 콘크리트 경화과정에 따른 보수, 보강부위의 변형 상태 등을 투명 패널을 통해 육안으로 관찰할 수 있도록 함으로써, 작업도중 필요에 따른 후속조치 등을 원할히 수행할 수 있도록 하였다.

Claims

수중 건조물 주위에 설치되는 보수용 패널 조립구조체로서,

복수의 투명 패널 유닛(12)으로 이루어진 한 쌍의 반원형 단위체가 대칭구조로 분할 조립된 구조의 패널 본체(1)와; 상기 패널 본체(1)와 수중 건조물 사이에서 복수의 겹층구조로 설치되는 조밀 망상체 구조의 보강부재(5,5′)와; 상기 투명 패널 유닛(12)의 원주 방향으로 소정의 간격을 두고 볼트(B)에 의해 결합되는 복수의 고정 브라켓(2)과; 상기 수중 건조물 주위에 매설되는 고리 형태의 복수의 앵커볼트(4)와; 연결대(31)와 이 연결대(31)의 양단부에 나사결합되는 후크 고리(32)로 이루어지고, 상기 후크 고리(32)에 의해 상기 고정 브라켓(2)과 앵커볼트(4)를 상호 연결시켜 상기 패널 본체(1)와 수중 건조물 사이에 지지력을 부여하는 복수의 턴버클(3)과; 상기 턴버클(3)과 보강부재(5,5′)가 수직하게 교차하는 부위에 체결 설치되며, 턴버클(3)의 후크 고리(32)를 관통시키는 동시에 상기 보강부재(5,5′)를 고정시키기 위한 결착부재(6)를 포함하여 구성되고,

상기 복수의 투명 패널 유닛(12) 각각은 반원형의 원호 형상이며 원주 방향의 양단부에는 체결 리브(122)가 반지름 내측방향으로 소정 길이 연장형성된 구조이고, 상기 반원형 단위체는 그 외측 공통면에 복수의 고정 프레임(11)을 부착시켜 제작되어 상기 체결 리브(122)에 형성된 체결공을 통해 다른 단위체와 상호 나사결합되며, 상기 반원형 단위체를 구성하는 투명 패널 유닛(12)은 상기 고정 브라켓(2)을 나사결합시키기 위한 체결공(121)이 원주 방향으로 소정의 간격을 두고 형성된 것을 특징으로 하는 수중 건조물 보수용 패널 조립구조체.
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