KR100787316B1 - 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트 및 그 시공방법 - Google Patents

다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구(舊) 콘크리트 구조물에 앵커를 동일 높이로 간단히 정착(定着)시킬 수 있고, 부품의 재사용이 가능하며, 후속 공정인 새 콘크리트 구조물의 배근작업을 용이하게 실시할 수 있도록 한 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트 및 그 시공방법에 관한 것으로, 콘크리트 구조물의 단면을 확대하고자 하는 경우 앵커봉과 나사결합되며 앵커공내에 억지끼움되는 정착부재가 구비됨으로써 구(舊) 콘크리트 구조물에 앵커를 동일 높이로 간단히 정착시킬 수 있다.
또, 콘크리트 구조물의 단면을 확대시공하고자 하는 경우 구(舊) 콘크리트 구조물에 앵커봉을 동일 높이로 간단히 정착시킨 후 정착된 앵커봉을 일시 고정시키기 위한 덮개판을 착탈가능하게 하여 충전재 주입에 따른 앵커봉 고착시 덮개판을 철거 회수함으로써 재사용이 가능할 뿐만 아니라 시공비용 또한 절감할 수 있다. 또한, 콘크리트 구조물의 단면을 확대시공하고자 하는 경우 구(舊) 콘크리트 구조물에 앵커를 동일 높이로 간단히 정착 및 고착시킨 후 앵커봉 상단부에 철근을 정착시키기 위한 철근정착부가 구비됨으로써 후속 공정인 새 콘크리트 구조물의 배근작업을 용이하게 실시할 수 있다.
앵커, 앵커공, 충전재, 정착부재, 공기단축, 스토퍼

Description

다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트 및 그 시공방법{ANCHOR BOLT WITH MULTIFUNCTIONAL COVER PLATE AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
도 1은 일반적인 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 보인 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트의 분해사시도이다.
도 3은 도 2에 개시된 정착부재의 상세도이다.
도 4는 도 2에 개시된 정착부재의 작용 설명도이다.
도 5는 도 2에 개시된 다기능 덮개판의 상세도이다.
도 6은 본 발명에 따른 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트의 설치 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트의 시공 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 구조물 10: 앵커공
20: 앵커봉 22: 철근정착부
23: 요철부 30: 정착부재
31: 운두 32: 나사공
40: 덮개판 41: 체결공
42: 주입공 43: 배기공
44: 힌지 45: 핀
60: 충전재
본 발명은 다기능 덮개판(Multifunctional Cover Plate, MCP)을 이용한 앵커볼트 및 그 시공방법(A.B.M 공법)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구(舊) 콘크리트 구조물에 앵커를 동일 높이로 간단히 정착(定着)시킬 수 있고, 부품의 재사용이 가능하며, 후속 공정인 새 콘크리트 구조물의 배근작업을 용이하게 실시할 수 있도록 한 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 교량을 포함하는 콘크리트 구조물이 완성된 경우 시간이 경과함에 따라 자연적 또는 인위적 요인에 의해 손상이 발생하는 바, 이를 개선할 목적으로 기존 콘크리트 구조물의 단면을 확대하기 위한 단면확대시공이 이루어진다.
도 1은 이러한 단면확대시공의 일 예를 도시한 것으로, 동도의 (a)는 교통량의 증가에 따른 고가도로의 폭을 확장시키기 위한 단면확대시공이고, 동도의 (b)는 콘크리트 구조물이나 지하철 구조물의 슬래브 하중에 대응하여 기둥이나 벽체를 보강하기 위한 단면확대시공이며, 동도의 (c)는 기존 교각의 내하력을 증진시키기 위한 단면확대시공이다.
이와 같은 콘크리트 구조물의 단면확대시공은 기 콘크리트 구조물(1)에 설치되는 앵커(2)의 정착력, 에폭시 주입에 따른 앵커(2)의 부착력 등 앵커(2)의 견고하고 안정된 시공이 무엇보다도 중요하다. 이런 점에서 볼 때, 종래 앵커 및 그 설치공법은 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래 앵커 및 그 설치공법은 통상적으로 기 콘크리트 구조물의 확대면에 다수의 앵커공을 천공하는 과정과, 천공된 앵커공에 앵커의 일측단부를 삽입하는 과정 및, 앵커공 내부에 접착력이 강한 에폭시 수지 등을 주입 충전하여 에폭시 수지가 경화됨에 따라 앵커를 고정시키는 과정으로 이루어진다.
상기의 앵커 및 그 설치공법에 따르면, 기 콘크리트 구조물의 확대면으로부터 돌출된 앵커부분은 그 높이가 일정하여야 하나 숙련도 등의 차이로 인하여 각 천공되는 앵커공의 깊이를 일정하게 유지시키기가 현실적으로 곤란하고, 그에 따라 후속 공정인 새 구조물의 배근작업시 기 가공된 철근과의 오차발생으로 인하여 효율적인 품질관리 및 배근작업이 어렵다는 문제점이 있었다.
또한, 통상적으로 앵커공이 앵커의 외경보다도 더 크게 천공되므로 주입 충전된 에폭시 수지가 일정부분 경화되기 전까지는 앵커의 정착력이 떨어지고, 그에 따라 주입 충전된 에폭시 수지가 충분히 경화되지 않은 경우에는 후속 공정을 실시할 수 없다는 문제점과, 에폭시 수지가 충분히 경화되지 않은 상태에서 배근작업을 실시할 경우 앵커의 정렬상태가 흐트러져 앵커공과 앵커 간의 기밀성이 떨어지고, 그 결과 기 콘크리트 구조물과 새로이 신축되는 콘크리트 구조물간에 부착력이 저하되는 등 구조적인 문제점이 발생하였다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 콘크리트 구조물의 단면을 확대하고자 하는 경우 기 완성된 콘크리트 구조물에 앵커를 동일 높이로 간단히 정착시킬 수 있도록 한 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트 및 그 시공방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 콘크리트 구조물의 단면을 확대시공하고자 하는 경우 기 완성된 콘크리트 구조물에 앵커를 동일 높이로 간단히 정착시킨 후 정착된 앵커를 일시 고정시키기 위한 덮개판을 착탈가능하게 하여 충전재 주입에 따른 앵커 고착시 덮개판을 회수, 재사용할 수 있도록 한 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트 및 그 시공방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 콘크리트 구조물의 단면을 확대시공하고자 하는 경우 기 완성된 콘크리트 구조물에 앵커를 동일 높이로 간단히 정착 및 고착시킨 후 후속 공정인 새 콘크리트 구조물의 배근작업을 용이하게 실시할 수 있도록 한 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트 및 그 시공방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 전술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 구조물에 천공된 앵커공에 그 하단부가 삽입 내재되고 앵커공에 주입충전되는 충전재에 의해 고착되는 앵커볼트에 있어서, 그 외주면상에 나사산이 형성된 앵커봉과, 앵커봉 하단부에 체결 되되 앵커공내로 삽입시 억지끼움 됨으로써 앵커봉을 정착시킬 수 있도록 그 단부에 외측으로 테이퍼지게 절곡된 운두가 형성되고, 정착된 앵커봉과의 나사결합에 의해 돌출높이를 조절할 수 있도록 그 중심부에 나사공이 형성된 정착부재와, 정착부재에 의해 정착된 앵커봉을 고정시킨 후 앵커공내로 충전재를 주입하는 한편 앵커봉 고착시 이를 철거할 수 있도록 그 중심부분에 앵커봉과 나사결합되는 체결공이 형성되고, 충전재를 주입하기 위한 주입공과 배기공이 각 천공되며, 일측단이 힌지결합되고 타측단이 핀에 의해 결속된 덮개판이 구비된 것을 특징으로 한다.
또, 앵커봉은 그 상단부에 배근작업시 철근을 용이하게 고정시킬 수 있도록 훅크형상의 철근정착부가 구비되고, 새로이 타설되는 콘크리트와의 부착력을 극대화시킬 수 있도록 그 외주면상에 요철부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 정착부재는 충전재 주입시 그 내측으로 충전재가 용이하게 유입되도록 다수개의 관통공이 더 천공된 것을 특징으로 한다.
그리고 교량 및 건축물을 포함하는 콘크리트 구조물의 단면확대를 위해 콘크리트 구조물의 확대면에 다수의 앵커공을 천공하는 과정과, 외주면상에 나사산이 형성된 앵커봉 하단부에 외측으로 테이퍼지게 절곡된 운두가 형성되고 그 중심부에 나사공이 형성된 정착부재를 나사결합시켜 앵커공내에 억지끼움하여 앵커봉을 앵커공내에 정착시키는 과정과, 앵커공내에 정착된 앵커봉상에 그 중심부분에 체결공이 형성되되 일측단이 힌지결합되고 타측단이 핀에 의해 결속되는 덮개판을 체결시킨 다음 구조물 확대면에 맞닿도록 조여 앵커봉을 고정시키는 과정과, 덮개판에 천공된 주입공을 통해 앵커공내에 충전재를 주입하여 앵커봉을 앵커공내에 고착시키는 과정과, 충전재의 주입으로 앵커봉 고착시 정착부재의 핀결합을 해제시켜 정착부재를 철거, 회수하고 통상의 콘크리트 타설 공정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 앵커봉을 앵커공내에 정착시킨 후 정착부재와 나사결합된 앵커봉을 조이거나 풀어 기 설계치로 돌출높이를 조절하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 신·구 단면확대를 위한 특수앵커의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트의 분해사시도, 도 3은 도 2에 개시된 정착부재의 상세도, 도 4는 도 2에 개시된 정착부재의 작용 설명도, 도 5는 도 2에 개시된 다기능 덮개판의 상세도, 도 6은 본 발명에 따른 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트의 설치 단면도, 도 7은 본 발명에 따른 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트의 시공 단면도이다.
먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트는 크게 그 외주면상에 나사산(21)이 형성된 앵커봉(20)과, 앵커봉(20) 하단부에 체결되어 앵커공(20) 내로 삽입시 억지끼움 됨으로써 앵커봉(20)을 정착시키기 위한 정착부재(30)와, 정착된 앵커봉(20)을 일시 고정시킨 후 충전재(미도시) 주입에 따른 앵카봉(20) 고착시 철거하여 재사용할 수 있도록 한 덮개판(40)으로 구성된다.
상기의 기술적 구성에서, 앵커봉(20)은 그 하단부에 정착부재(30)를 나사결합에 의해 결속시킬 수 있도록 나사산(21)부가 형성되고, 그 상단부에 배근작업시 철근을 용하게 정착시킬 수 있도록 훅크(Hook)형상의 철근정착부(22)가 형성되며, 철근정착부(22)와 나사산(21)부 사이에 콘크리트 타설시 신(新) 콘크리트와의 부착력을 극대화시킬 수 있도록 요철부(23)가 형성된다.
또, 정착부재(30)는 도 3 및 도 4의 (A),(B)에 도시한 바와 같이, 그 중심부에 앵커봉(20)을 나사결합시킬 수 있도록 나사공(32)이 형성되고, 앵커봉(20) 하단부와 체결된 상태에서 앵커공(10)내로 삽입시 억지끼움 됨으로써 앵커봉(20)을 앵커공(10)내에 정착시킬 수 있도록 그 단부에 외측으로 테이퍼지게 절곡된 운두(31)가 형성되며, 충전재 주입시 그 내측으로 용이하게 유입되어 충만되도록 다수개의 관통공(33)이 천공 형성된다.
즉, 정착부재(30)의 운두(31)는 그 하단부 폭이 앵커공(10) 내경보다 좁고, 점차 외측으로 테이퍼져 그 상단부 폭이 앵커공(10) 내경 보다 넓게 형성되어, 앵커공(10)내로 삽입시 그 상단부가 내측으로 찌그러지는 억지끼움으로 인해 앵커공(10)내에 견고히 결속된다.
또한, 덮개판(40)은 도 5에 도시한 바와 같이 정착된 앵커봉(20)에 체결시켜 구조물 확장면과 닿도록 조여 앵커봉(20)을 보다 견고하게 고정시킬 수 있도록 그 중심부에 체결공(41)이 형성되고, 앵커공(10)내로 충전재를 주입할 수 있도록 주입공(42) 및 충전재 주입에 따른 앵커공(10)내의 공기를 배출할 수 있도록 배기공(43)이 각 천공 형성되며, 앵커봉(20) 고착 후 이를 철거 회수할 수 있도록 일측단에 힌지(44) 및 타측단에 핀(45) 방식의 결속부(46)가 마련된다.
즉, 덮개판(40)은 체결공(41)이 절반씩 형성된 일측편(40a)과 타측편(40b)으 로 이루어지되, 상기 일측편(40a)과 타측편(40b)의 일측단은 힌지(44)결합되고, 상기 일측편(40a)과 타측편(40b)의 타측단은 일측편(40a)의 돌기부(47)가 타측편(40b)과 겹친상태에서 관통 천공된 핀공(48,48')에 핀(45)이 끼워짐으로써 결속된다.
이에 따라, 앵커봉(20)에 나사결합된 덮개판(40)을 콘크리트 면(구조물 확대면)에 닿도록 조이면, 콘크리트면과 덮개판(40) 사이에 압축력이 작용하여 덮개판(40)이 움직이지 않게 되고, 고정된 덮개판(40)에 의해 일측단이 정착부재(30)에 의해 결속된 앵카봉(20)은 더욱 견고히 앵카공(10) 내에 정착되게 된다.
다음, 도 6은 본 발명에 따른 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트의 설치 단면도로서, 동도에 도시한 바와 같이 구(舊) 콘크리트 구조물(1)에 천공된 앵커공(10)내에 위치된 앵커봉(20)은 그 하단부에 나사결합된 정착부재(30)의 억지끼움과 덮개판(40)의 결속에 의해 정착되고, 덮개판(40)의 주입공(42)을 통해 주입된 충전재에 의해 고착된다. 이후, 덮개판(40)은 회수하고 앵커봉(20)의 철근정착부(22)에 철근(50)을 정착시켜 배근작업을 완료한 다음 콘크리트를 타설하면, 신(新) 콘크리트 구조물(1')이 완성된다.
다음, 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트의 시공방법에 대하여 설명한다(미도시된 부분의 부호는 전술한 도 2 내지 도 6참조).
먼저, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이 구조물(1)의 확대면(1A)에 앵커공(10)을 소정깊이로 천공한다.
앵커공(10)이 소정깊이로 천공된 경우, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 앵커 봉(20) 하단부에 정착부재(30)를 체결시켜 앵커공(10) 저면까지 억지끼움 한다.
이에 따라, 정착부재(30)의 운두(31)가 내측으로 찌그러짐으로써, 앵커공(10)에 밀착 설치되고, 앵커봉(20)은 앵카공(10)내에 정착되게 된다.
앵커봉이 정착된 경우, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이 일측단이 힌지결합된 덮개판(40)을 앵커봉(20)상에 위치시킨 후 덮개판(30)의 결합부(46)에 천공된 핀공(48,48')에 핀(45)을 끼워넣어 앵커봉(20)상에 덮개판(40)을 체결시킨다.
이후, 정착부재(30)와 나사결합된 앵커봉(20)을 조이거나 풀어 그 상단부가 기 설계높이로 돌출되도록 돌출높이를 조절하고, 덮개판(40)을 하향 회전시켜 구조물(1)의 확대면(1A)에 닿도록 하여 앵커봉(20)의 돌출높이를 고정시킨다. 이때, 덮개판(40)과 구조물 확대면(1A)과의 밀착으로 인해 앵커공(10)은 밀폐되고, 구조물 확대면(1A)과 덮개판(40) 사이에 압축력이 작용하여 앵카봉(20)은 더욱 견고히 정착되게 된다.
덮개판(40)에 의해 앵커봉(20)이 고정된 경우, 도 7의 (d)에 도시한 바와 같이 덮개판(40)에 천공된 주입공(42)을 통해 앵커공(10)내로 충전재(60)를 주입한다. 이에 따라, 충전재(60)는 정착부재(30)의 관통공(33)을 통해 그 내부로 유입되는 한편 앵커공(10)내에 충만되고, 앵커공(10) 내부 공기는 덮개판(40)에 천공된 배기공(43)을 통해 외부로 배출된다. 이후 충전재(60)가 경화함에 따라 앵커봉(20)은 앵커공(10) 내에 견고히 고착되게 된다.
충전재(60)에 의해 앵커봉(20)이 고착된 경우, 도 7의 (e)에 도시한 바와 같이 덮개판(40)의 결합부(46)에 끼워진 핀(45)을 뽑아 앵커봉(20)과의 체결을 해제 시키고, 이를 회수한다. 이에 따라, 덮개판(40)을 재사용할 수 있게 된다.
이후, 철근(50)을 앵커봉(20)의 철근정착부(22)에 정착시켜, 통상의 배근작업을 실시한다. 이때, 앵커봉(20)의 철근정착부(22)에 철근(50)을 위치시키기 위한 훅크형상의 정착홈(22')이 형성됨으로써, 철근(50)의 유동을 방지할 수 있고 별도의 결속선 없이 배근작업을 용이하게 실시할 수 있게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 콘크리트 구조물의 단면을 확대하고자 하는 경우 앵커봉과 나사결합되며 앵커공내에 억지끼움되는 정착부재가 구비됨으로써, 구(舊) 콘크리트 구조물에 앵커를 동일 높이로 간단히 정착시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 콘크리트 구조물의 단면을 확대시공하고자 하는 경우 구(舊) 콘크리트 구조물에 앵커봉을 동일 높이로 간단히 정착시킨 후 정착된 앵커봉을 일시 고정시키기 위한 덮개판을 착탈가능하게 하여 충전재 주입에 따른 앵커봉 고착시 덮개판을 철거 회수함으로써 재사용이 가능할 뿐만 아니라 시공비용 또한 절감할 수 있다는 효과가 있다.
그리고 콘크리트 구조물의 단면을 확대시공하고자 하는 경우 구(舊) 콘크리트 구조물에 앵커를 동일 높이로 간단히 정착 및 고착시킨 후 앵커봉 상단부에 철근을 정착시키기 위한 철근정착부가 구비됨으로써 후속 공정인 새 콘크리트 구조물의 배근작업을 용이하게 실시할 수 있다는 효과가 있다.
결국, 본 발명은 정교한 시공, 공사기간의 단축, 신·구(新·舊) 콘크리트 구조물 간의 결속력 증대, 부품의 재사용으로 인한 시공비 절감 등의 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 구조물(1)에 천공된 앵커공(10)에 그 하단부가 삽입 내재되고 상기 앵커공(10)에 주입충전되는 충전재(60)에 의해 고착되는 앵커볼트에 있어서,
    그 외주면상에 나사산(21)이 형성된 앵커봉(20)과,
    상기 앵커봉(20)의 하단부에 체결되되 상기 앵커공(10)내로 삽입시 억지끼움 됨으로써 상기 앵커봉(20)을 정착시킬 수 있도록 그 단부에 외측으로 테이퍼지게 절곡된 운두(31)가 형성되고, 정착된 상기 앵커봉(20)과의 나사결합에 의해 돌출높이를 조절할 수 있도록 그 중심부에 나사공(32)이 형성된 정착부재(30)와,
    상기 정착부재(30)에 의해 정착된 상기 앵커봉(20)을 고정시킨 후 상기 앵커공(10)내로 충전재(60)를 주입하는 한편 상기 앵커봉(20) 고착시 이를 철거할 수 있도록 그 중심부분에 상기 앵커봉(20)과 나사결합되는 체결공(41)이 형성되고, 충전재(60)를 주입하기 위한 주입공(42)과 배기공(43)이 각 천공되며, 일측단이 힌지(44)결합되고 타측단이 핀(45)에 의해 결속되는 덮개판(40)이 구비된 것을 특징으로 하는 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 앵커봉(20)은 그 상단부에 배근작업시 철근을 용이하게 고정시킬 수 있도록 훅크형상의 철근정착부(22)가 구비되고, 새로이 타설되는 콘크리트와의 부착력을 극대화시킬 수 있도록 그 외주면상에 요철부(23)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 정착부재(30)는 충전재(60) 주입시 그 내측으로 충전재(60)가 용이하게 유입되도록 다수개의 관통공(33)이 더 천공된 것을 특징으로 하는 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트.
  4. 교량 및 건축물을 포함하는 콘크리트 구조물의 단면확대를 위해 콘크리트 구조물의 확대면(1A)에 다수의 앵커공(10)을 천공하는 천공과정과,
    외주면상에 나사산(21)이 형성된 앵커봉(20) 하단부에 외측으로 테이퍼지게 절곡된 운두(31)가 형성되고 그 중심부에 나사공(32)이 형성된 정착부재(30)를 나사결합시켜 상기 앵커공(10)내에 억지끼움하여 상기 앵커봉(20)을 상기 앵커공(10)내에 정착시키는 정착과정과,
    상기 앵커공(10)내에 정착된 상기 앵커봉(20)상에 그 중심부분에 체결공(41)이 형성되되 일측단이 힌지(44)결합되고 타측단이 핀(45)에 의해 결속되는 덮개판(40)을 체결시킨 다음 상기 구조물 확대면(1A)에 맞닿도록 조여 상기 앵커봉(20)을 보다 견고히 고정시키는 한편 상기 앵커공(10)을 밀폐시키는 밀폐과정과,
    상기 구조물 확대면(1A)에 맞닿게 조여진 상기 덮개판(40)에 천공된 주입공(42)을 통해 상기 앵커공(10)내에 충전재(60)를 주입하여 상기 앵커봉(20)을 상기 앵커공(10)내에 고착시키는 고착과정과,
    상기 충전재(60)의 주입으로 상기 앵커봉(20) 고착시 상기 정착부재(40)의 핀(45) 결합을 해제시켜 상기 정착부재(40)를 철거 회수하고, 통상의 배근작업 및 콘크리트 타설 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트의 시공방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 정착과정에서 상기 정착부재(30)와 나사결합된 상기 앵커봉(20)을 조이거나 풀어 기 설계높이로 돌출높이를 조절하는 과정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 다기능 덮개판을 이용한 앵커볼트의 시공방법.
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