KR100958406B1 - 수팽창성 석회화합물을 이용한 교량 상판의 신축 조인트교체 공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수팽창성 석회화합물을 이용하여 교량 상판의 신축 조인트 부분의 콘크리트 구조물을 부분 파쇄하고 신축 조인트를 교체하는 공법에 관한 것으로서, 신축 조인트 부분의 콘크리트 표면에 교량의 조인트 라인과 나란하게 2개 또는 3개의 열을 이루도록 다수 개의 천공홀(11)을 천공하는 천공홀 천공단계; 상기 천공홀(11)에 방향성을 부여하기 위하여 교량의 조인트 라인과 나란한 방향으로 상기 천공홀(11)의 외측에 비트(12)를 천공하는 비트열 천공단계; 상기 천공홀(11)에 수팽창성 석회화합물(100)을 매설하는 매설단계; 상기 수팽창성 석회화합물(100)물을 공급하여 상기 수팽창성 석회화합물(100)내부의 화학반응에 의한 고압의 팽창력으로 콘크리트 구조물을 파쇄하는 파쇄단계; 파쇄된 콘크리트를 제거하는 제거단계; 및, 신축 조인트에 설치된 이음판을 제거하고 새로운 신축 조인트로 교체하는 교체단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수팽창성 석회화합물을 이용한 교량 상판의 신축 조인트 교체 공법에 관한 것이다.
천공홀, 비트, 커팅라인, 수팽창성 석회화합물
Description
본 발명은 수팽창성 석회화합물을 이용하여 교량 상판의 신축 조인트 부분의 콘크리트 구조물을 부분 파쇄하고 신축 조인트를 교체하는 공법에 관한 것으로서, 신축 조인트 부분의 콘크리트 표면에 교량의 조인트 라인과 나란하게 2열 또는 3열을 이루도록 다수 개의 천공홀(11)을 천공하는 천공홀 천공단계; 상기 천공홀(11)에 방향성을 부여하기 위하여 교량의 조인트 라인과 나란한 방향으로 상기 천공홀(11)의 외측에 비트(12)를 천공하는 비트열 천공단계; 상기 천공홀(11)에 수팽창성 석회화합물(100)을 매설하는 매설단계; 상기 수팽창성 석회화합물(100)물을 공급하여 상기 수팽창성 석회화합물(100)내부의 화학반응에 의한 고압의 팽창력으로 콘크리트 구조물을 파쇄하는 파쇄단계; 파쇄된 콘크리트를 제거하는 제거단계; 및, 신축 조인트에 설치된 이음판을 제거하고 새로운 신축 조인트로 교체하는 교체단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
교량 상판의 신축 조인트를 교체하기 위하여 종래에는 굴삭기의 착암기를 이용하여 교량 상판의 신축 조인트 부분의 콘크리트 구조물을 직접 타격하여 파쇄하고 난 후 파쇄된 콘크리트 잔해와 조인트에 설치된 이음판을 제거하고 새로운 조인트로 교체하고 파쇄된 부분에 다시 콘크리트를 타설하는 과정으로 교체작업이 수행되었으나, 콘크리트 구조물 파쇄 과정에서 발생되는 진동, 소음 및 분진으로 인하여 작업 환경이 저해됨은 물론 도심에서는 각종 민원 발생의 원인이 되기고 하였다. 교량의 경우 작업 시간 동안 교통 통제가 불가피한데, 신속한 작업이 이루어지지 않는 경우 교통 혼잡을 야기하기도 한다.
따라서, 보다 신속하게 콘크리트 구조물을 파쇄하고, 진동, 소음 및 분진의 발생을 최소화하여 공기를 단축함과 동시에 작업환경을 개선하고 민원발생의 원인을 미연에 제거하고 교통혼잡을 최소화할 수 있는 새로운 공법의 도입이 요구되는 현실이다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 목적은 다음과 같다.
첫째, 콘크리트 구조물을 신속하게 파쇄할 수 있는 수단을 제공함을 본 발명의 목적으로 한다.
둘째, 파쇄 과정에서 발생되는 소음, 진동 및 분진의 발생을 최소화할 수 있는 수단을 제공함을 본 발명의 다른 목적으로 한다.
셋째, 각종 민원발생의 원인을 사전에 제거하고 작업환경을 개선할 수 있는 수단을 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 구성은 다음과 같다.
본 발명은 수팽창성 석회화합물을 이용하여 교량 상판의 신축 조인트 부분의 콘크리트 구조물을 부분 파쇄하고 신축 조인트를 교체하는 공법에 관한 것이다.
본 발명은 신축 조인트 부분의 콘크리트 표면에 교량의 조인트 라인과 나란하게 2열 또는 3열을 이루도록 다수 개의 천공홀(11)을 천공하는 천공단계; 상기 천공홀(11)에 방향성을 부여하기 위하여 교량의 조인트 라인과 나란한 방향으로 상기 천공홀(11)의 외측에 다수 개의 비트(12)를 천공하는 비트열 천공단계; 상기 천공홀(11)에 수팽창성 석회화합물(100)을 매설하는 매설단계; 상기 수팽창성 석회화합물(100)물을 공급하여 상기 수팽창성 석회화합물(100)내부의 화학반응에 의한 고 압의 팽창력으로 콘크리트 구조물을 파쇄하는 파쇄단계; 파쇄된 콘크리트를 제거하는 제거단계; 및, 신축 조인트에 설치된 이음판을 제거하고 새로운 신축 조인트로 교체하는 교체단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 따른 본 발명의 기술적 효과는 다음과 같다.
첫째, 콘크리트 구조물을 신속하게 파쇄할 수 있다.
다시 말하면, 수팽창성 석회화합물에서 발생되는 고압의 팽창력을 파쇄 대상 콘크리트 부위에 전달하여 순간적으로 파쇄할 수 있다.
둘째, 파쇄 과정에서 발생되는 소음, 진동 및 분진의 발생 및 주변 구조물에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
다시 말하면, 수팽창성 석회화합물()과 물의 반응에 의한 팽창력에 의한 파쇄가 일어나는 바, 착암기나 폭파에 의한 충격파가 발생되지 않고 구조물의 나머지 부분에는 파쇄로 인한 영향이 거의 미치지 않는 장점도 있다.
셋째, 각종 민원발생의 원인을 사전에 제거하고 작업환경을 개선할 수 있다.
다시 말하면, 작업과정에서 발생되는 진동, 소음 및 분진의 발생을 최소화함과 동시에 충격파가 주변 건물에 미치는 영향도 최소화할 수 있으며, 착암기나 플라즈마를 이용한 작업시 발생되는 콘크리트 파편의 비산에 의한 사고를 예방함과 동시에 공기를 단축하여 불필요한 교통통제 상황을 배제하는 등 각종 민원발생의 원인을 조기에 차단할 수 있으며 현장 작업환경도 개선할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도1은 교량 상판의 신축 조인트 부위의 콘크리트 표면에 천공된 천공홀(11), 비트(12) 및 커팅라인(22)을 도시하고 있고, 도2는 천공홀(11)의 횡방향(조인트 라인과 나란한 방향) 단면구조를 도시하고 있는데, 신축 조인트 부분의 콘크리트 표면에 교량의 조인트 라인과 나란하게 다수 개의 천공홀(11)을 천공한다.
이러한 천공홀(11)은 조인트 라인과 나란한 방향으로 2개 또는 3개의 열을 이루도록 천공하는데, 도1 또는 도3 내지 도5에는 3개의 열을 이루는 경우를 각각 도시하고 있고, 도7에는 2개의 열을 이루는 경우를 도시하고 있다.
도7과 같이 2개의 열을 이루는 경우는 수직으로 천공되는 천공홀(11)의 깊이를 동일하게 한다.
천공홀(11)의 깊이 및 직경은 콘크리트 구조물의 두께 및 파쇄면의 깊이를 고려하여 결정하는데, 콘크리트 구조물의 두께를 고려하여 부분 파쇄가 요구되는 깊이까지 천공하고, 천공홀(11)의 직경은 통상적으로 35 내지 50밀리미터로 한다.
모든 천공홀(11) 각각에 수팽창성 석회화합물(100)이 매설될 수도 있으나 반드시 이런 것은 아니며 파쇄될 대상물의 성질(현장조사 및 구조물의 크기 등을 고려한 성질)을 고려하여 도2에 도시된 바와 같이 수팽창성 석회화합물(100)을 교차로 매설하여 일부 천공홀(11)에는 수팽창성 석회화합물(100)이 매설되지 않도록 할 수도 있다.
비트(12)는 조인트 라인과 나란한 방향성을 부여하기 위하여 천공홀(11)의 외측에 조인트 라인과 나란하게 다수 개를 천공하는데, 각각의 천공홀(11) 외측에 2개 씩의 비트(12)를 천공하는 것이 바람직하다.
비트(12)의 직경은 천공홀(11)의 직경을 고려하여 천공홀(11)보다 작은 직경으로 천공하는데, 통상적으로 15 내지 20 밀리미터의 직경으로 천공하고 그 깊이는 천공홀(11)과 동일할 필요는 없으며 50 내지 100 밀리미터의 깊이까지 천공하면 충분하다.
도1에는 모든 천공홀()마다 이에 대응하는 비트()가 구비되어 있으나, 반드시 이러한 방법을 선택하여야 하는 것은 아니며 경우에 따라서는 현장조사 및 구조물의 크기 등을 고려하여 일부 천공홀(11)의 경우 비트(12) 천공을 생략할 수도 있다.
도3 내지 도5에는 천공홀의 종방향 단면구조(다시 말하면 교량의 주행방향으로서 조인트 라인과는 직각이 되는 방향의 단면구조)가 각각 도시되어 있는데, 모두 조인트 라인과 나란한 천공홀(11)이 3개 열을 이루는 경우를 도시하고 있다.
도3의 경우 제2열을 구성하는 천공홀(11)은 모두 90°의 경사를 이루도록 직각으로 천공되고, 제1열 및 제3열을 구성하는 천공홀(11)은 모두 제2열을 향하여 75°내지 45°의 경사를 이루도록 경사천공되어 이등변삼각형 형태의 대칭을 이루고 있다. 즉, 제1열과 제3열은 서로 마주보면서 반대 방향의 경사를 이루게 된다.
또한 제1열과 제3열의 천공홀(11) 깊이가 제2열의 천공홀(11) 깊이보다 깊은 데, 각각의 깊이를 고려하여 적절한 분량의 수팽창성 석회화합물(100)을 매설한다.
도4는 제1열, 제2열 및 제3열이 모두 직각으로 천공된 경우를 도시하고 있는데 제1열 및 제3열을 구성하는 천공홀(11)의 깊이가 제2열을 구성하는 천공홀(11)의 깊이보다 깊은 것을 특징으로 하는데, 천공홀(11)의 깊이에 따라 매설되는 수팽창성 석회화합물(100)의 분량을 달리한다.
도5도 제1열, 제2열 및 제3열이 모두 직각으로 천공된 경우를 도시하고 있는데 도4와는 달리 제2열을 구성하는 천공홀(11)의 깊이가 제1열 및 제3열을 구성하는 천공홀(11)의 깊이보다 깊은 것을 특징으로 하는데, 이 경우에도 천공홀(11)의 깊이에 따라 매설되는 수팽창성 석회화합물(100)의 규격을 달리할 수 있다.
본 발명의 구체적 실시예에서 사용되는 수팽창성 석회화합물(100)은 산화칼슘(CaO) 75 내지 80 중량%, 산화알루미늄(Al2O3) 10 내지 15 중량%, 실리카(SiO2) 5 내지 10 중량%로 구성된다. 이렇게 구성된 수팽창성 석회화합물(100)은 물과 반응하여 1100kg/㎠ 까지 고팽창력을 발휘하여 콘크리트 구조물을 파쇄한다.
이러한 수팽창성 석회화합물(100)은 현장 여건에 따라 매설되는 분량을 적절히 조절한다.
이하에서는 본 발명의 공법에 따른 작업순서를 도6을 참조하여 살펴본다.
(1) 천공홀 천공단계
신축 조인트 부분의 콘크리트 표면에 교량의 조인트 라인과 나란하게 2개 또는 3개의 열을 이루도록 다수 개의 천공홀(11)을 천공한다. 천공홀(11)의 깊이는 매설되는 수팽창성 석회화합물(100) 및 대상 구조물의 성질을 고려하여 결정하는데, 파쇄에 필요한 분량의 수팽창성 석회화합물(100)이 완전히 매설될 수 있을 정도의 깊이로 천공하여야 한다.
이러한 천공작업은 무작위로 진행되어서는 안되며 도7에 도시된 바와 같이 현장조사(구조물의 크기 및 제반 현장 여건 조사)와 구조물의 크기에 맞는 천공홀 설계를 하여야 한다.
(2) 비트열 천공단계
천공홀(11)에 방향성을 부여하기 위하여 교량의 조인트 라인과 나란한 방향으로 천공홀(11)의 외측에 비트(12)를 천공한다.
비트(12)는 천공홀(11)의 외측에 천공하는데, 가능한 천공홀(11)에 근접하여 천공하는 것이 바람직하다.
(3) 커팅라인형성단계
디스크 형태의 회전톱날이 구비된 커터기를 이용하여 제1열을 구성하는 천공홀(11)의 외측과 제3열을 구성하는 천공홀(11)의 외측 콘크리트 표면에 각각 교량의 조인트 라인과 나란하게 커팅라인(22)을 형성하는 단계이다.
도4 및 도5에는 이러한 커팅라인(22)의 단면이 도시되어 있는데, 커팅라인은 깊이가 7 내지 20 ㎝ 범위가 되도록 하여 콘크리트 구조물의 양측 단부의 이탈이 용이하도록 한다.
(4) 매설단계
천공홀(11)에 수팽창성 석회화합물(100)을 매설하는 단계이다. 이 경우 천공 된 모든 천공홀(11) 각각에 수팽창성 석회화합물(100)이 매설될 수도 있으나, 반드시 모든 천공홀(11)마다 수팽창성 석회화합물(100)이 매설되어야 하는 것은 아니며, 교량의 구조 및 파쇄될 부위 등을 고려하여 설계된 시공 계획에 따라 매설할 천공홀(11)을 찾아서 선별 매설하여야 한다.
(5) 파쇄단계
수팽창성 석회화합물(100)물을 공급하여 수팽창성 석회화합물(100)내부의 화학반응에 의한 고압의 팽창력으로 콘크리트 구조물을 파쇄하는 단계이다.
(6) 제거단계
파쇄된 콘크리트를 제거하는 단계이다.
(7) 교체단계
신축 조인트에 설치된 이음판을 제거하고 새로운 신축 조인트로 교체하는 단계로서 통상적인 교량 신축 조인트 부위의 판넬이나 기타 자재들을 교체하는 작업과 동일하다. 이와 같은 교체작업이 완료된면 파쇄되어 제거된 콘크리트 구조물 부위에 새롭게 무수축 초속경 몰탈을 타설하고 경화하여 작업을 완료한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 요지를 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.
도1은 교량 상판의 신축 조인트 부위의 콘크리트 표면에 천공된 천공홀(11), 비트(12) 및 커팅라인(22)을 도시하고 있다.
도2는 천공홀의 횡방향(조인트 라인과 나란한 방향) 단면구조의 구체적 실시예이다.
도3은 천공홀의 종방향(조인트 라인과 직각되는 방향) 단면구조의 구체적 실시예이다.
도4는 천공홀의 종방향 단면구조의 다른 구체적 실시예이다.
도5는 천공홀의 종방향 단면구조의 또 다른 구체적 실시예이다.
도6은 작업순서를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도7은 천공홀의 종방향 단면구조로서 2개의 열을 이루는 경우를 도시하고 있다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11:천공홀
12:비트
22:커팅라인
100:수팽창성 석회화합물
Claims (6)
- 수팽창성 석회화합물을 이용하여 교량 상판의 신축 조인트 부분의 콘크리트 구조물을 부분 파쇄하고 신축 조인트를 교체하는 공법에 관한 것으로서,신축 조인트 부분의 콘크리트 표면에 교량의 조인트 라인과 나란하게 2개 또는 3개의 열을 이루도록 다수 개의 천공홀(11)을 천공하는 천공홀 천공단계;상기 천공홀(11)에 방향성을 부여하기 위하여 교량의 조인트 라인과 나란한 방향으로 상기 천공홀(11)의 외측에 비트(12)를 천공하는 비트열 천공단계;상기 천공홀(11)에 수팽창성 석회화합물(100)을 매설하는 매설단계;상기 수팽창성 석회화합물(100)물을 공급하여 상기 수팽창성 석회화합물(100)내부의 화학반응에 의한 고압의 팽창력으로 콘크리트 구조물을 파쇄하는 파쇄단계;파쇄된 콘크리트를 제거하는 제거단계; 및,신축 조인트에 설치된 이음판을 제거하고 새로운 신축 조인트로 교체하는 교체단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수팽창성 석회화합물을 이용한 교량 상판의 신축 조인트 교체 공법.
- 제1항에서,상기 천공홀(11)을 3개 열로 천공하는 경우 상기 천공홀 천공단계는,제2열을 구성하는 천공홀(11)은 모두 90°의 경사를 이루도록 직각으로 천공되고,제1열 및 제3열을 구성하는 천공홀(11)은 모두 제2열을 향하여 75°내지 45°의 경사를 이루도록 경사천공되어 이등변 삼각형 형태로 대칭을 이루어 서로 마주보면서 반대 방향의 경사를 형성하는 것을 특징으로 하는 수팽창성 석회화합물을 이용한 교량 상판의 신축 조인트 교체 공법.
- 제1항에서,상기 천공홀(11)을 3개 열로 천공하는 경우 상기 천공홀 천공단계는,제1열, 제2열 및 제3열을 구성하는 상기 천공홀(11)이 모두 90°의 경사를 이루도록 직각으로 천공되고,제2열을 구성하는 상기 천공홀(11)의 깊이가 제1열 및 제3열을 구성하는 상기 천공홀(11)의 깊이보다 깊은 것을 특징으로 하는 수팽창성 석회화합물을 이용한 교량 상판의 신축 조인트 교체 공법.
- 제1항에서,상기 천공홀(11)을 3개 열로 천공하는 경우 상기 천공홀 천공단계는,제1열, 제2열 및 제3열을 구성하는 상기 천공홀(11)이 모두 90°의 경사를 이루도록 직각으로 천공되고,제1열 및 제3열을 구성하는 상기 천공홀(11)의 깊이가 제2열을 구성하는 상 기 천공홀(11)의 깊이보다 깊은 것을 특징으로 하는 수팽창성 석회화합물을 이용한 교량 상판의 신축 조인트 교체 공법.
- 제1항에서,상기 천공홀(11)을 3개 열로 천공하는 경우 상기 천공홀 천공단계는,제2열을 구성하는 상기 천공홀(11) 각각의 네모퉁이에 제1열 및 제3열을 구성하는 상기 천공홀(11)들이 배열되는 것을 특징으로 하는 수팽창성 석회화합물을 이용한 교량 상판의 신축 조인트 교체 공법.
- 제1항 내지 제5항 가운데 어느 한 항에서,상기 비트열 천공단계와 상기 매설단계 사이에 디스크 형태의 회전톱날이 구비된 커터기를 이용하여 제1열을 구성하는 상기 천공홀(11)의 외측과 제3열을 구성하는 상기 천공홀(11)의 외측 콘크리트 표면에 각각 교량의 조인트 라인과 나란하게 커팅라인(22)을 형성하는 커팅라인형성단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수팽창성 석회화합물을 이용한 교량 상판의 신축 조인트 교체 공법.
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