KR100815202B1

KR100815202B1 - 보강섬유판 프리스트레싱 래핑장치 및 이를 이용한 교각보강방법

Info

Publication number: KR100815202B1
Application number: KR1020060063844A
Authority: KR
Inventors: 김형모
Original assignee: 김형모
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2008-03-19
Also published as: KR20080004914A

Abstract

본 발명은 보강섬유판(11)을 이용한 교각 래핑장치로서, 교각의 둘레를 따라 수평방향으로 설치되어 전체적으로 원형 또는 타원형을 이루는 무한궤도레일(100); 상기 무한궤도레일(100)에 거치되어 상기 무한궤도레일(100)을 따라 교각 둘레를 선회하는 구동부(200); 상기 구동부(200)의 하부에 일체로 결합되며 내부가 비어 있는 수직관 형상의 수직지주(300); 상기 수직지주(300)의 내부에 설치되어 상하로 이동하는 엘리베이터(400); 및, 상기 수직지주(300)의 외측에 설치되되 상기 엘리베이터(400)와 일체로 결합되고, 적재된 보강섬유판(11)이 배출되는 보강섬유적재함(500);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보강섬유판 프리스트레싱 래핑장치에 관한 것이다.

무한궤도레일, 구동부, 수직지주, 엘리베이터, 보강섬유적재함

Description

보강섬유판 프리스트레싱 래핑장치 및 이를 이용한 교각 보강방법{Reinforcing Fiber Panel Pre-stressing Wrapping Device and Pier Reinforcing Method using thereof}

도1은 본 발명의 구체적 실시예가 교각에 설치된 상태에서 작업이 이루어지는 상태를 도시하는 (a)정면시공도, 및 (b)측면시공도이다.

도2는 무한궤도레일을 구성하는 (a) H 형강 및 연결부재, (b) 패치플랜지가 결합되는 H 형강, 및 (c) H 형강이 레일브라켓으로 연결된 상태를 도시하고 있다.

도3은 체인블록을 이용하여 조립된 무한궤도레일을 교각의 상부로 이동시키는 작업 과정을 개략적으로 도시하고 있다.

도4는 무한궤도레일에 결합된 구동부, 수직지주, 엘리베이터 및 보강섬유적재함을 도시하고 있는데, (a)는 구동부 및 수직지주의 내부를 도시하고 있고, (b)는 수직지주의 외부를 도시하고 있다.

도5는 (a) 수직지주에 부착되는 지지륜, (b) 엘리베이터의 내부승강기, 및 (c) 수직지주의 내부에 내부승강기가 수용된 상태를 도시하는 단면도(도4의 A-A 단면도)를 각각 도시하고 있다.

도6은 엘리베이터의 수평지지판에 보강섬유적재함이 설치된 평면도로서, (a) 보강섬유적재함이 비어있는 상태, 및 (b) 롤 형태의 보강섬유판이 적재되어 분출되는 상태를 도시하고 있다.

도7은 교각의 보강이 완료된 상태를 도시하고 있다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 무한궤도레일

110: H 형강

111: 웨브 112: 상부 플랜지

113: 하부 플랜지

120: 연결부재

130: 레일브라켓 131:레벨조정나사

140: 패치플랜지

200: 구동부

210: 수평구동륜 220: 보조구동륜

230: 안내륜

300: 수직지주

310: 수직통로 320: 지지륜

330: 수직절개부

400: 엘리베이터

410: 내부승강기 420: 승하강체인

430: 돌출연결편 440: 수평지지판

500: 보강섬유적재함

510: 케이스 520: 섬유배출구

530: 탄성지지대 540: 스프링

11: 보강섬유판 22: 제동롤러

33: 제동모터 44: 고정용쐐기

99: 구동모터

기술분야

본 발명은 보강섬유판(11)을 이용한 교각 래핑장치 및 이를 이용한 보강방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는, 구동부가 교각의 둘레에 설치된 무한궤도레일(100)을 따라 선회하도록 하여 제동롤러 사이에 양면이 압착지지된 보강섬유판이 긴장된 상태에서 교각에 감겨지도록 하는 래핑장치 및 방법을 제공한다.

종래기술

도로 설계 기준의 내진 설계개념이 도입되어 적용되기 시작한 것은 1992년 이후의 일이며, 신설교량에 국한되고 내진설계 이전의 콘크리트 구조물은 지진 발생시 그 안전성이 의문시되며, 특히 지진발생시 교각의 파괴는 교량의 붕괴로 이어 질 수 있어 치명적인 지진 피해를 피할 수 없다.

근래 교각의 내진성 및 내구성 확보를 위한 보강공법으로써, 보강섬유(로빙섬유 또는 탄소섬유시트)를 사용 교각 하부 내진보강구간을 래핑(wrapping)하여 구속함으로써, 교각의 내진성 및 내하력을 향상시켜 지진 발생시 교각의 붕괴를 방지할 수 있는 내진 보강공사가 활발히 이루어지고 있다.

그러나, 근래 이루어지고 있는 내진성능 향상을 위한 교각 래핑 보강공사는 대부분이 보강섬유를 수작업을 통한 현장함침 방법으로 시공하고 있는 실정이다.

또한, 종래 보강재(로빙섬유, 섬유시트)에 프리스트레스를 도입하여 래핑보강하는 장비가 국내외에서 개발되어 있으나, 이러한 래핑 장비는 교각 하부 기초부분에 궤도레일을 설치하고 궤도레일 위에 수칙 축을 자주식으로 운전하여 시공하는 형태로 개발되어 래핑 장비가 과다하게 크고 복잡하여 다양한 현장 환경의 실제 교각에서는 장비 설치가 거의 불가능한 문제점을 가지고 있다.

또한, 종래 보강재(로빙섬유, 섬유시트)는 보강섬유를 함침하는 합성수지와 섬유의 비율이 최적일 때 보강섬유가 보유한 소정의 인장강도를 발현할 수 있으나, 기존 보강재 래핑 방법의 경우 현장함침 방법으로 시공됨으로써, 섬유 함침의 불균일성과 과다한 함침수지 사용 등의 원인으로 인하여 소정의 적정 보강효과에 의문이 제기되지 않을 수 없으며 시공시 저점도 함침수지의 흘림현상으로 시공이 친환경적이지 못한 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 목적은 다음과 같다.

첫째, 운반 및 설치가 용이한 교각보강용 래핑장치를 제공함을 본 발명의 목적으로 한다.

둘째, 다양한 현장환경에 적용할 수 있은 교각보강용 래핑장치를 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.

셋째, 공장에서 균일한 품질로 생산된 보강섬유판을 사용하여 단절됨이 없이 연속적으로 래핑할 수 있는 교각보강용 래핑장치를 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.

본 발명은 보강섬유판(11)을 이용한 교각 래핑장치로서, 교각의 둘레를 따라 수평방향으로 설치되어 전체적으로 원형 또는 타원형을 이루는 무한궤도레일(100); 상기 무한궤도레일(100)에 거치되어 상기 무한궤도레일(100)을 따라 교각 둘레를 선회하는 구동부(200); 상기 구동부(200)의 하부에 일체로 결합되며 내부가 비어 있는 수직관 형상의 수직지주(300); 상기 수직지주(300)의 내부에 설치되어 상하로 이동하는 엘리베이터(400); 및, 상기 수직지주(300)의 외측에 설치되되 상기 엘리베이터(400)와 일체로 결합되고, 적재된 보강섬유판(11)이 배출되는 보강섬유적재함(500);을 포함하여 구성된다.

도1은 본 발명의 구체적 실시예가 교각에 설치된 상태에서 작업이 이루어지는 상태를 도시하는 (a)정면시공도, 및 (b)측면시공도이고, 도2는 무한궤도레일을 구성하는 (a) H 형강 및 연결부재, (b) 패치플랜지가 결합되는 H 형강, 및 (c) H 형강이 레일브라켓으로 연결된 상태를 도시하고 있다.

무한궤도레일(100)은 웨브(111)가 수직방향으로 세워진 상태에서 수평방향으로 구부러져 원호형상을 이루는 다수 개의 H 형강(110)의 결합으로 이루어진다.

H 형강(110)은 결합되어 전체적으로 원형을 형성할 수도 있고, 타원형을 형성할 수도 있다.

연결부재(120)는 도2(c)에 도시된 바와 같이 원형형상을 이루고 있는 H 형강(110) 각각의 양측 단부 상부 플랜지(112) 상부면에 용접 등의 방법으로 일체로 고정되며, 볼트결합을 위한 구멍이 형성된다. 도2(c)에는 H 형강(110) 각각의 일측에만 연결부재(120)가 도시되어 있으나, H 형강(110)의 타측에도 당연히 연결부재(120)가 구비되어 있으며, 이러한 연결부재(120) 및 레일브라켓(130)을 이용하여 다수 개의 H 형강(110)을 하나로 연결하여 무한궤도레일(100)을 만들게 된다.

레일브라켓(130)은 도2(c)에 도시된 바와 같이 H 형강 형태로서, 레일브라켓(130)의 상부플랜지(다시 말하면 H 형강을 구성하는 두 개의 플랜지 가운데 어느 하나)에 이웃하는 연결부재(120) 2개가 볼트에 의하여 일체로 결합된다.

레일브라켓(130)의 하부플랜지(다시 말하면 H 형강을 구성하는 두 개의 플랜지 가운데 다른 하나)에는 내측을 향하여 수평방향으로 체결되어 그 단부가 교각의 표면에 도달하는 레벨조정나사(131)가 구비된다.

레일브라켓(130)의 형상은 반드시 H 형강에 한정되는 것은 아니며 이웃하는 연결부재(120)를 일체로 결합시킬 수 있고, 레벨조정나사(131)가 구비될 수 있는 다양한 형태의 앵글이나 플레이트가 사용될 수 있다.

패치플랜지(140)는 무한궤도레일(100)을 구성하는 H 형강(110) 가운데 어느 하나 이상에 구비되는 것으로서, H 형강(110)의 하부 플랜지(113)가 구동부(200)가 통과할 수 있을 크기로 절개되어 개방된 부위에 볼트 등에 의하여 탈착가능하도록 결합된다.

이와 같이 패치플랜지(140)가 결합되면 H 형강(110)의 하부 플랜지(113)에 절개된 부위가 채워질 수 있도록 하부 플랜지(113)의 형태에 따라 원호형상을 구비하게 된다.

이와 같이 패치플랜지(140)가 구비됨으로써, 원형 또는 타원형의 형태로 조립이 완료된 무한궤도레일(100)을 구성하는 어느 하나의 H 형강(110) 하부 플랜지(113)에 절개된 부분(다시 말하면, 패치플랜지(140)가 결합되는 부분)을 통하여 구동부(200)를 도1(b)에 도시된 단면상태로 결합시킬 수 있다.

조립이 완료된 무한궤도레일(100)은 도3에 도시된 바와 같이 체인블록을 사용하여 교각의 상부로 이동되는데, 이동이 완료되면 레벨조정나사(131)를 사용하여 무한궤도레일(100)의 수평을 조정하고, 레일브라켓(130)과 교각 사이에 발생되는 틈새에 고정용쐐기(44)를 삽입고정하여 무한궤도레일(100)의 낙하를 방지한다.

구동부(200)는 도4(a)에 도시된 단면과 같이 구동모터(99), 수평구동륜(210), 보조구동륜(220) 및 안내륜(230)을 포함하여 구성된다.

구동모터(99)는 수평구동륜(210)에 구동력을 부여한다. 수평구동륜(210)은 통상적인 기어의 조합이나 체인과 스프로켓의 조합 등에 의하여 구동모터(99)로부터 동력을 전달받게 되며 그 구체적인 동력전달 과정의 자세한 설명이나 도시는 생략한다.

수평구동륜(210)은 무한궤도레일(100)을 구성하는 H 형강(110)의 하부 플랜 지(113) 상부면에 거치되어 하부 플랜지(113)의 상부면을 따라 이동한다.

보조구동륜(220)은 무한궤도레일(100)을 구성하는 H 형강(110)의 하부 플랜지(113) 하부면에 밀착되어 하부 플랜지(113)의 하부면을 따라 이동한다.

보조구동륜(220)에는 별도의 동력전달이 되지 않을 수도 있으나, 본 발명의 구체적 실시예와 같이 구동모터(99)에 의하여 동력을 전달받을 수도 있다.

안내륜(230)은 무한궤도레일(100)을 구성하는 H 형강(110)의 웨브(111)의 내측면 및 외측면 각각에 구비되어 웨브(111)의 내측면 및 외측면을 따라 이동하여 구동부(200)의 선회운동을 안내하는 역할을 한다.

다시 말하면, 안내륜(230)의 원호형상으로 구부러진 웨브(111)를 따라 이동하게 됨으로써 결과적으로 구동부(200)는 무한궤도레일(100)을 따라 교각 주위를 선회하게 된다.

수직지주(300)는 도4(b) 및 도5(c)에 도시된 바와 같이, 수직절개부(330)가 형성된 수직통로(310), 구동모터(99), 및 지지륜(320)으로 구성된다.

수직통로(310)는 내부가 비어 있으며, 엘리베이터(400)의 내부승강기(410)가 수용되어 상하로 이동한다.

수직통로의 일측에는 상하방향으로 절개된 수직절개부(330)가 구비되어 있다.

수직통로(310)의 상하부에는 구동모터(99)가 구비되고, 수직지주(300)의 상부 및 하부 각각에 구비되는 지지륜(320)에 구동력을 부여한다.

지지륜(320)은 도4(b) 및 도5(a)에 도시된 바와 같이 교각의 표면에 지지되 고, 구동모터(99)에 의하여 구동되어 교각의 표면을 따라 선회하게 된다.

구동모터(99)와 지지륜(320)의 동력전달 과정도 통상적인 기어의 조합이나 체인과 스프로켓의 조합으로 이루어지는 바, 상세한 설명이나 도시를 생략한다.

도4(a),(b) 및 도5(b),(c)에 의하면, 엘리베이터(400)는 수직지주(300)의 수직통로(310) 내부에 수용되는 내부승강기(410); 승하강체인(420), 돌출연결편(430), 및 수평지지판(440)으로 구성된다.

내부승강기(410)는 수직통로(310)의 내부에 설치되어 승하강체인(420)에 의하여 상하로 이동한다.

승하강체인(420)은 도4(a)에 도시된 바와 같이 내부승강기(410)와 일체로 결합되고, 수직지주(300)의 수직통로(310) 내부의 상하부에 롤러 또는 스프로켓에 의하여 거치되어 상하로 연동한다.

첨부도면에는 승하강체인(420)에 맞물려 있는 롤러 또는 스프로켓에 별도의 동력장치가 연결되어 있지 않으나, 필요에 따라서는 구동모터를 연결하여 사용할 수도 있다. 별도의 동력장치가 연결되지 않는 경우에는 수작업에 의하여 승하강체인(420)을 상하로 연동시켜 승하강체인(420)과 일체로 결합된 내부승강기(410)를 상하로 이동시킬 수 있다.

돌출연결편(430)은 내부승강기(410)와 일체로 결합되며, 수직통로(310)의 수직절개부(330)를 통하여 수직지주(300)의 외부로 돌출되고, 외부로 돌출된 돌출연결편(430)에는 도4(b)와 같이 수평지지판(440)이 일체로 결합된다.

수평지지판(440)의 구체적 형상은 제한되지 않으며 단지 일측이 돌출연결 편(430)에 결합될 수 있고 보강섬유적재함(500)을 부착하여 지지할 수 있는 구조라면 어떠한 형태라도 무관하다.

도6은 엘리베이터의 수평지지판에 보강섬유적재함이 설치된 평면도로서, (a) 보강섬유적재함이 비어있는 상태, 및 (b) 롤 형태의 보강섬유판(11)이 적재되어 분출되는 상태를 도시하고 있다.

보강섬유적재함(500)은 케이스(510), 섬유배출구(520), 탄성지지대(530), 및 스프링(540)으로 구성된다.

케이스(510)는 수평지지판(440)의 상부에 일체로 결합되며, 롤 형태의 보강섬유판(11)을 수용할 수 있는 원통 형상이다.

케이스(510)의 일측면에는 보강섬유판(11)이 배출되도록 절개된 섬유배출구(520)가 구비된다.

탄성지지대(530) 및 스프링(540)은 롤 형태로 감겨져 있는 보강섬유판(11)을 소정의 힘으로 눌러주어 보강섬유판(11)이 시공자의 의도와 상관없이 손쉽게 롤에서 풀려나오는 것을 방지한다. 또한, 교각의 둘레에 보강섬유판(11)을 감는 과정에서 보강섬유판(11)을 일정한 힘으로 긴장시키는 기능도 수행한다.

탄성지지대(530)는 도6(a)에 도시된 바와 같이 케이스(510) 내부의 가장자리를 따라 회동가능하도록 다수 개가 설치되는데, 롤과 직접 접촉되는 말단부에는 롤러가 구비될 수도 있다.

스프링(540)은 탄성지지대(530) 각각이 케이스(510)의 중심을 향하여 회동하도록 탄성력을 부여하도록 설치된다.

이와 같이 탄성지지대(530) 및 스프링(540)이 구비되는 경우 도6(b)와 같이 탄성지지대(530)의 말단부가 케이스(510) 내부에 적재된 롤 형태의 보강섬유판(11)을 탄성지지하게 되고, 일정한 힘 이상이 작용하는 경우에만 롤이 회전하면서 보강섬유판(11)이 풀려나오게 된다.

보강섬유판(11)은 고강도인 유리보강섬유판, 탄소보강섬유판, 아라미드보강섬유판, 또는 섬유-강판 복합 보강판 등이 자유롭게 선택될 수 있으며, 균일한 품질로 공장생산된 롤 형태를 사용한다.

도4(b) 및 도6(b)에 도시된 바와 같이 섬유배출구(520)의 외측 수평지지판(440)에 에 제동롤러(22)가 구비되어 상기 섬유배출구(520)를 통하여 배출되어 교각의 둘레로 이송되는 보강섬유판(11)의 양면을 압착지지한다.

제동모터(33)는 제동롤러(22)의 구동속도를 제한하여 교각을 둘레에 감겨지는 보강섬유판(11)에 소정의 긴장력이 작용되도록 한다. 즉, 구동부(200)의 구동에 의하여 분출되어야 할 보강섬유판(11)의 선속도보다 조금 늦게 제동롤러(22)가 구동되도록 하여 보강섬유판(11)이 팽팽하게 당겨진 상태로 분출되어 교각의 둘레에 감겨지도록 하는 것이다.

이와 같은 구성의 본 발명은 반드시 보강섬유판만을 사용할 수 있는 것은 아니며, 보강섬유시트(로빙섬유 또는 탄소섬유시트)를 사용할 수도 있다.

특히, 교각의 단면이 사각형과 같은 경우에는 보강섬유판이 제대로 교각의 각진 모서리 형태를 따라 감겨질 수 없는 바, 보강섬유시트(로빙섬유 또는 탄소섬유시트)를 사용할 필요성이 있으며, 보강섬유시트(로빙섬유 또는 탄소섬유시트)를 사용하는 경우에는 섬유배출구(520)을 빠져 나오는 보강섬유시트에 수지를 함침할 수 있도록 제동롤러(22)를 제거하고 그 위치에 수지함침조를 설치하여 보강섬유시트가 수지함침조를 통과하여 교각의 둘레에 감겨지도록 할 수도 있다.

경우에 따라서는 제동롤러(22)를 제거하지 않고 제동롤러(22)를 통과한 보강섬유시트에 수지를 함침할 수 있도록 수지함침조를 제동롤러(22)와 교각 사이의 소정의 위치에 설치할 수도 있다.

상기한 구성의 보강섬유판 프리스트레싱 래핑장치를 이용하여 교각을 보강하는 방법은 다음과 같은 과정으로 이루어진다.

(1) 연마단계

교각 보강구간의 바탕면을 바탕연마기를 사용하여 거칠게 연마한다. 이와 같이 표면이 거칠어지면 감겨지는 보강섬유판(11)과 교각의 접착력이 증가하게 된다.

(2) 무한궤도레일 조립단계

교각 보강구간의 하부를 둘러싸도록 이웃하는 H 형강(110)의 연결부재(120)를 레일브라켓(130)을 이용하여 일체로 결합하여 무한궤도레일(100)의 교각의 하부에 끼워진 상태로 조립이 되도록 한다.

다시 말하면, 원형 또는 타원형이 되도록 일체로 결합된 무한궤도레일의 중심부에 교각이 통과하도록 조립된다.

(3) 체인블록 설치단계

무한궤도레일(100)이 조립된 교각의 상부에 무한궤도레일(100)을 교각의 상부로 이동하기 위한 체인블록을 설치한다.

(4) 무한궤도레일 설치단계

체인블록의 체인 하단부를 레일브라켓(130)에 연결하고, 조립된 무한궤도레일(100)을 교각의 상부로 이동하고, 레벨조정나사(131)를 사용하여 무한궤도레일(100)의 수평을 조정하고, 고정용쐐기(44)를 레일브라켓(130)과 교각 사이의 틈새에 삽입하여 고정한다.

(5) 구동부 설치단계

패치플랜지(140)가 분리되어 개방된 H 형강(110)의 하부 플랜지(113) 절개 부위를 통하여 수평구동륜(210)이 H 형강(110)의 하부 플랜지(113) 상부면에 거치되고, 보조구동륜(220)이 H 형강(110)의 하부 플랜지(113) 하부면에 밀착되고, 안내륜(230)이 H 형강(110)의 웨브(111) 내측면 및 외측면 각각에 위치하도록 구동부(200)를 무한궤도레일(100)에 설치하고 패치플랜지(140)를 다시 하부 플랜지(113)에 결합한다.

(6) 적재단계

보강섬유적재함(500)의 케이스(510) 내부에 보강섬유판(11) 롤을 적재하고, 탄성지지대(530)의 단부가 롤을 탄성력으로 지지하도록 한다.

(7) 보강섬유판 준비단계

롤에 감겨진 보강섬유판(11)의 일측 단부를 섬유배출구(520)를 통하여 외부로 꺼낸 후 제동롤러(22) 사이를 통과시킨다.

(8) 접착제 도포단계

연마된 교각 보강구간에 고점도 에폭시 접착제를 일정한 두께로 균일하게 도포한다.

(9) 앵커고정단계

보강섬유판(11)의 일측 단부를 보강섬유판 고정용앵커를 이용하여 교각에 고정한다.

(10) 보강섬유부착단계

구동부(200)가 무한궤도레일(100)을 따라 선회하도록 하여 제동롤러(22) 사이에 양면이 압착지지된 보강섬유판(11)이 긴장된 상태에서 보강섬유판(11)의 내측 접착면에 고점도 에폭시 접착제를 얇게 도포함과 동시에 교각에 보강섬유판(11)을 감아서 부착한다.

(11) 엘리베이터상승단계

승하강체인(420)을 이용하여 내부승강기(410)를 서서히 상승시킨다. 이와 같은 상승과정에서도 상기 보강섬유부착단계는 지속적으로 이루어진다.

(12) 래핑완료단계

래핑이 완료된 보강섬유판(11) 타측 단부를 보강섬유판 고정용앵커를 이용하여 교각에 고정하여 래핑을 완료한다.

(13) 분리단계

패치플랜지(140)를 분리하고, 구동부(200)를 무한궤도레일(100)에서 분리하고, 무한궤도레일(100)을 교각의 하부로 이동시킨 후, 레일브라켓(130)으로 연결된 연결부재(120)를 서로 분리한다.

(14) 마감단계

래핑이 완료된 보강섬유판(11)의 외측에 마감도장을 하여 마감한다. 작업이 완료된 교각이 도7에 도시되어 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 기준으로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 관용수단의 부가나 삭제, 단순한 설계변경 또는 수치한정 등은 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.

첫째, 운반 및 설치가 용이한 교각보강용 래핑장치를 제공할 수 있다.

다시 말하면, 본 발명은 교각에 설치되는 무한궤도레일이 다수 개의 H 형강 각편으로 구성되고, 구동부, 수직지주, 엘리베이터, 및 보강섬유적재함이 모두 분리가능한 형태로 구성되어 있는 바, 운반이 간편하고 조립 또한 용이하여 작업을 보다 신속하고 용이하게 진행할 수 있다.

둘째, 다양한 현장환경에 적용할 수 있은 교각보강용 래핑장치를 제공할 수 있다.

다시 말하면, 래핑장치를 구성하는 각각의 구성요소들이 작은 부분으로 분리 된 상태로 현장에 투입되고 편리하게 조립될 수 있는 바, 현장 주변의 지형적 여건에 상관없이 본 래핑장치를 용이하게 적용할 수 있다.

셋째, 공장에서 균일한 품질로 생산된 보강섬유판을 사용하여 단절됨이 없이 연속적으로 래핑할 수 있는 교각보강용 래핑장치를 제공할 수 있다.

다시 말하면, 설치 완료된 무한궤도레일을 따라 선회하는 본 발명인 래핑장치는 구동부의 수평구동륜 및 보조구동륜 뿐만 아니라, 수직지주의 상하부에 각각 구비되는 지지륜이 모두 구동모터에 의하여 구동되고, 제동롤러 및 탄성지지대가 구비되어, 롤 형태로 제조된 보강섬유판을 일정한 힘으로 긴장하여 교각의 둘레에 감는 보강섬유판의 프리스트레싱 래핑 작업이 가능하고, 보강섬유적재함에 적재되는 보강섬유판은 공장에서 균일한 품질로 생산된 롤 형태로 공급되며, 롤의 길이는 보강길이에 맞도록 공급 장착할 수 있어 보강 전체구간에 이음시공이 발생하지 않고 연속적인 래핑이 가능하도록 함으로써 보다 견고하고 안정된 보강효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명의 래핑장치는 공장에서 균질하게 생산된 보강섬유판(비교적 폭이 좁고 얇으며 고강도인 유리보강섬유판, 탄소보강섬유판, 아라미드보강섬유판, 섬유-강판 복합 보강판, FRP 등)을 보강재로 사용할 수 있도록 개발됨으로써, 종래의 기술에서 거론된 현장함침 방법에 의한 보강섬유 또는 보강섬유시트의 함침 불균일성 및 이로 인한 보강섬유의 인장강도 저하 현상이라는 문제점을 원천적으로 방지할 수 있다.

아울러, 보강섬유판을 구조체에 접착하는 접착제로서 구리스 성상의 고점도 에폭시계 접착제를 사용함으로써 종래 저점도 함침 수지의 흘림 현상으로 인한 시공부위 주변 오염과 비환경적인 문제를 일시에 해결하였다.

Claims

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보강섬유판(11)을 이용한 교각 래핑장치로서,

교각의 둘레를 따라 수평방향으로 설치되어 전체적으로 원형 또는 타원형을 이루는 무한궤도레일(100);

상기 무한궤도레일(100)에 거치되어 상기 무한궤도레일(100)을 따라 교각 둘레를 선회하는 구동부(200);

상기 구동부(200)의 하부에 일체로 결합되며 내부가 비어 있는 수직관 형상의 수직지주(300);

상기 수직지주(300)의 내부에 설치되어 상하로 이동하는 엘리베이터(400); 및,

상기 수직지주(300)의 외측에 설치되되 상기 엘리베이터(400)와 일체로 결합되고, 적재된 보강섬유판(11)이 배출되는 보강섬유적재함(500);

을 포함하여 구성되되,

상기 무한궤도레일(100)은,

웨브(111)가 수직방향으로 세워진 상태에서 수평방향으로 구부러져 원호형상을 이루는 다수 개의 H 형강(110);

상기 H 형강(110) 각각의 양측 단부 상부 플랜지(112) 상부면에 일체로 고정되는 연결부재(120);

이웃하는 상기 연결부재(120)를 일체로 결합시키는 레일브라켓(130); 및,

상기 레일브라켓(130)에 내측을 향하여 수평방향으로 체결되어 그 단부가 교각의 표면에 도달하는 레벨조정나사(131);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보강섬유판 프리스트레싱 래핑장치.
제2항에서, 상기 구동부(200)는,

구동모터(99);

상기 무한궤도레일(100)을 구성하는 H 형강(110)의 하부 플랜지(113) 상부면에 거치되며, 상기 구동모터(99)에 의하여 구동되는 수평구동륜(210);

상기 무한궤도레일(100)을 구성하는 H 형강(110)의 하부 플랜지(113) 하부면에 밀착되며, 상기 구동모터(99)에 의하여 구동되는 보조구동륜(220); 및,

상기 무한궤도레일(100)을 구성하는 H 형강(110)의 웨브(111)의 내측면 및 외측면 각각에 구비되어 상기 구동부(200)의 선회운동을 안내하는 안내륜(230);

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보강섬유판 프리스트레싱 래핑장치.
제3항에서, 상기 수직지주(300)는,

내부가 비어 있는 수직통로(310);

상기 수직통로(310)의 상하부에 구비되는 구동모터(99);

상기 수직통로(310)의 상부 및 하부 각각에 구비되어 교각의 표면에 지지되고, 상기 구동모터(99)에 의하여 구동되는 지지륜(320); 및,

상기 수직통로(310)의 일측이 상하방향으로 절개된 수직절개부(330);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보강섬유판 프리스트레싱 래핑장치.
제4항에서, 상기 엘리베이터(400)는,

상기 수직지주(300)의 수직통로(310) 내부에 수용되는 내부승강기(410);

상기 내부승강기(410)와 일체로 결합되고, 상기 수직지주(300)의 수직통로(310) 내부의 상하부에 거치되어 상기 내부승강기(410)를 상하로 이동시키는 승하강체인(420);

상기 내부승강기(410)와 일체로 결합되되, 상기 수직통로(310)의 수직절개부(330)를 통하여 수직통로(310)의 외부로 돌출되는 돌출연결편(430); 및,

외부로 돌출된 상기 돌출연결편(430)에 일체로 결합되는 수평지지판(440);

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보강섬유판 프리스트레싱 래핑장치.
제5항에서, 상기 보강섬유적재함(500)은,

상기 수평지지판(440)의 상부에 일체로 결합되는 원통형상의 케이스(510);

상기 케이스(510)의 일측면에 절개되어 보강섬유판(11)이 배출되는 섬유배출구(520);

상기 케이스(510)의 내부 가장자리를 따라 회동가능하도록 설치되는 다수 개의 탄성지지대(530); 및,

상기 탄성지지대(530) 각각이 상기 케이스(510)의 중심을 향하여 회동하도록 탄성력을 부여하는 스프링(540);

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보강섬유판 프리스트레싱 래핑장치.
제6항에서,

상기 섬유배출구(520)의 외측에 구비되어 상기 섬유배출구(520)를 통하여 교각의 둘레로 배출되는 보강섬유판(11)의 양면을 압착지지하는 제동롤러(22); 및,

상기 제동롤러(22)에 구동력을 부여하는 제동모터(33);

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보강섬유판 프리스트레싱 래핑장치.
제7항에서,

상기 레일브라켓(130)과 교각 사이에 발생되는 틈새에 삽입되어 고정되는 고정용쐐기(44);

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보강섬유판 프리스트레싱 래핑장치.
제8항에서,

상기 무한궤도레일(100)을 구성하는 상기 H 형강(110) 가운데 어느 하나 이상에 구비되는 것으로서,

상기 H 형강(110)의 하부 플랜지(113)가 상기 구동부(200)가 통과할 수 있을 크기로 절개되어 개방되고, 절개된 하부 플랜지(113)와 같은 원호형상으로서 절개된 부위에 탈착가능하게 결합되는 패치플랜지(140);

가 더 포함되어, 상기 패치플랜지(140)가 결합되면 상기 H 형강(110)의 하부 플랜지(113)에 절개된 부위를 채워주는 것을 특징으로 하는 보강섬유판 프리스트레싱 래핑장치.
제9항의 보강섬유판 프리스트레싱 래핑장치를 이용하여 교각을 보강하는 방법으로서,

교각 보강구간의 바탕면을 바탕연마기를 사용하여 거칠게 연마하는 연마단계;

교각 보강구간의 하부를 둘러싸도록 이웃하는 H 형강(110)의 연결부재(120)를 레일브라켓(130)을 이용하여 일체로 결합하는 무한궤도레일 조립단계;

무한궤도레일(100)이 조립된 교각의 상부에 체인블록을 설치하는 체인블록 설치단계;

체인블록의 체인 하단부를 레일브라켓(130)에 연결하고, 조립된 무한궤도레일(100)을 교각의 상부로 이동하고, 레벨조정나사(131)를 사용하여 무한궤도레일(100)의 수평을 조정하고, 고정용쐐기(44)를 레일브라켓(130)과 교각 사이의 틈새에 삽입하여 고정하는 무한궤도레일 설치단계;

패치플랜지(140)가 분리되어 개방된 H 형강(110)의 하부 플랜지(113) 절개 부위를 통하여 수평구동륜(210)이 H 형강(110)의 하부 플랜지(113) 상부면에 거치되고, 보조구동륜(220)이 H 형강(110)의 하부 플랜지(113) 하부면에 밀착되고, 안내륜(230)이 H 형강(110)의 웨브(111) 내측면 및 외측면 각각에 위치하도록 구동부(200)를 무한궤도레일(100)에 설치하고 패치플랜지(140)를 다시 하부 플랜지(113)에 결합하는 구동부 설치단계;

보강섬유적재함(500)의 케이스(510) 내부에 보강섬유판(11) 롤을 적재하는 적재단계;

롤에 감겨진 보강섬유판(11)의 일측 단부를 섬유배출구(520)를 통하여 외부로 꺼낸 후 제동롤러(22) 사이를 통과시키는 보강섬유판 준비단계;

연마된 교각 보강구간에 고점도 에폭시 접착제를 일정한 두께로 균일하게 도포하는 접착제 도포단계;

보강섬유판(11)의 일측 단부를 보강섬유판 고정용앵커를 이용하여 교각에 고정하는 앵커고정단계;

구동부(200)가 무한궤도레일(100)을 따라 선회하도록 하여 제동롤러(22) 사이에 양면이 압착지지된 보강섬유판(11)이 긴장된 상태에서 보강섬유판(11)의 내측 접착면에 고점도 에폭시 접착제를 얇게 도포함과 동시에 교각에 보강섬유판(11)을 감아서 부착하는 보강섬유부착단계;

승하강체인(420)을 이용하여 내부승강기(410)를 서서히 상승시키는 엘리베이터상승단계;

래핑이 완료된 보강섬유판(11) 타측 단부를 보강섬유판 고정용앵커를 이용하여 교각에 고정하는 래핑완료단계;

패치플랜지(140)를 분리하고, 구동부(200)를 무한궤도레일(100)에서 분리하고, 무한궤도레일(100)을 교각의 하부로 이동시킨 후, 레일브라켓(130)으로 연결된 연결부재(120)를 서로 분리하는 분리단계; 및,

래핑이 완료된 보강섬유판(11)의 외측에 마감도장을 하는 마감단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보강섬유판 프리스트레싱 래핑장치를 이용한 교각 보강방법.