KR100980797B1 - 하이브리드 보강재를 이용한 구조물 보강방법 - Google Patents

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Abstract

FRP로 시트 형태로 제작된 제 1보강재와 강재로 제작되는 보강철근 또는 와이어메쉬인 제 2보강재가 에폭시 수지와 같은 접착제에 의하여 서로 부착되도록 하되, 상기 제 1보강재의 테두리부(C)에 제 2보강재가 연장되면서 돌출굴곡부 등으로 격자구멍(A)가 형성되도록 한 하이브리드 보강재가 제시된다.
이러한 하이브리드 보강재는 상기 격자구멍(A)에 예컨대 철근콘크리트 구조물의 내부철근 또는 스터드가 관통되어 세팅되도록 하고, 타설된 콘크리트에 의하여 철근콘크리트 구조물과 서로 일체화되도록 하여 효과적인 구조물 보강이 가능하게 된다.
하이브리드, 보강재

Description

하이브리드 보강재를 이용한 구조물 보강방법{STRUCTURE REINFOCING METHOD USING HYBRID REINFORCED MEMBER}
본 발명은 하이브리드 보강재를 이용한 구조물 보강방법에 대한 것이다. 더욱 구제적으로 섬유강화폴리머(FRP)와 강재(STEEL)를 서로 일체화시켜 제작한 하이브리드 보강재를 이용하여 교량용 거더인 강재박스거더 또는 PSC 거더와 같은 철근콘크리트 거더를 효과적으로 보강할 수 있는 하이브리드 보강재 및 이를 이용한 구조물 보강방법에 대한 것이다.
산업의 발달에 따른 교통량의 증가와 집중호우로 인한 하천의 통수단면 확대 등 여러 가지 산업적인 측면이나 문화적, 환경적인 요인으로 인해 교량은 교폭의 확대와 더블어 장경간화가 요구되고 있는 실정이다.
이에 PSC 거더를 장경간의 교량에 사용할 수 있도록 개량하고 있지만 아직 장경간의 교량에 있어 PSC 거더를 실용화하기에는 한계가 있었다.
이에 50m ~ 60m 이상 장경간의 교량에는 강 박스교가 널리 적용되고 있는 실정이다.
하지만 이러한 강 박스교도 경간 70m 이상은 설계 및 시공 상의 어려움으로 시공되지 못하며, 70m 이상 되는 경간이 요구되면 아치교나 사장교, 현수교 등 특수교량으로 시공되고 있는 실정이다.
이러한 문제를 해결하기 위해 개발된 것이 콘크리트가 내부에 충전되는 충전형 강합성 박스 거더교(간단하게 '강합성 구조물')이다.
이러한 강합성 구조물은 외국의 시공사례를 살펴보면 80m 이상도 많이 볼 수 있으며 이러한 강합성 구조물은 예컨대 연속지점부에 상부플랜지, 하부플랜지, 복부판으로 구성된 외부 강상자 사이에 내부 강상자를 만들고 내,외부 두 개의 상자공간을 콘크리트로 충전시켜 구조적으로 일체가 되도록 제작되어 결국 교량의 구조적 강성(Stiffness)을 증가시켜 교량의 장경간화를 도모한 것이라 할 수 있다.
하지만 이러한 강합성 구조물도 80m 이상의 장경간 교량에 사용될 경우 단순히 철근을 내부에 배근하는 형태로는 강합성 구조물의 강성을 증가시키는 효과를 기대하기 어렵다는 문제점이 있었다.
이에 이러한 강합성 구조물에도 긴장재에 의한 프리스트레스가 도입되도록 하는 기술도 소개된 바 있다.
하지만, 초 장경간 교량(100m 이상의 경간)의 시공에 있어서는 콘크리트나 철근과 같은 자재를 그대로 사용할 경우, 요구되는 설계요건을 충족하기기 쉽지 않아 교량용 거더 제작 시 사용되는 자재를 보강하거나 새로운 자재를 개발할 수밖에 없다는 한계가 있었다.
이에 최근 각광받는 자재가 섬유강화폴리머(FIBER REINFORCED POLYMER, 주로 대표적인 것이 CFRP(CARBONE FIBER REINFORCED POLYMER)이다.)이다. 이러한 섬유강 화폴리머는 철근형태 또는 시트 형태로 주로 제작되는데 철근보다 인장강도 및 압축강도가 매우 크기 때문에 철근의 보강재 또는 대체재로 많이 이용되며, 구조물 시공 후 보강공법의 재료로 많이 이용되고 있다.
하지만, 이러한 FRP 보강재의 표면은 콘크리트와의 부착이 용이하지 않아 주로 구조물 외부에 에폭시와 같은 수지에 의하여 부착시키는 방법으로 시공되는 것이 통상적이었고, 콘크리트와 부착시키기 위해서는 FRP 보강재의 표면에 다양한 마감층을 추가로 형성시켜 콘크리트와의 마찰력을 증가시키는 방법이 소개된 바도 있으나 제작비용이 증가요인이 될 수밖에 없었다.
이에, 구조물 보강에 사용되는 FRP 보강재는 콘크리트와의 부착성능을 충족시키고 대상 구조물과 보다 효과적으로 일체화 될 수 있는 하이브리드 보강재 개발의 필요성이 요구되었다.
이에 본 발명은 철근콘크리트 구조물 또는 강합성 구조물에 있어 그 내부에 배근되는 내부철근 또는 스터드와의 결합이 용이한 구조로 제작되어 콘크리트와의 부착이 용이하도록 하되, FRP 보강재의 장점을 살릴 수 있는 하이브리드 보강재를 이용한 구조물 보강방법 제공을 그 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
바람직하게는 섬유강화폴리머로 형성된 시트로서 일정한 두께를 가지도록 제작된 제1보강재; 및 상기 제1보강재에 수지로 부착된 강재인 제 2보강재;를 포함하되, 상기 제 2보강재는 보강철근 또는 와이어메쉬로서 보강대상 구조물 내부에 배근되는 내부철근 또는 스터드가 관통될 수 있도록 제 1보강재의 테두리부를 지나 연장 돌출되어 격자구멍(A)이 형성되도록 하였다.
즉, 상기 격자구멍(A)을 관통하여 내부철근 또는 스터드가 관통되어 배근되도록 한 상태에서 콘크리트가 타설될 경우 상기 내부철근 또는 스터드와 하이브리드 보강재가 콘크리트와 용이하게 일체화되도록 함으로서 하이브리드 보강재와 콘크리트와의 일체화가 용이하도록 한 것이다.
또한, 바람직하게는 이러한 하이브리드 보강재를 이용하여 강합성 구조물을 보강하는 방법에 있어서, 상기 하이브리드 보강재가 강합성 구조물을 구성하는 강판의 일면에 접착제인 수지로 하이브리드 보강재를 구성하는 제1보강재를 직접 부 착시키고, 상기 제1보강재의 일면에만 보강철근 또는 와이어 매쉬에 의한 제 2보강재가 부착되도록 하였다. 이에 내부철근이나 스터드가 상기 제 2보강재를 관통하여 체결되도록 하고, 콘크리트가 타설되어 내부철근 또는 스터드, 하이브리드 보강재가 강합성구조물에 효과적으로 일체화되도록 하였다.
또한, 바람직하게는 상기 하이브리드 보강재는 철근콘크리트 구조물에 있어 내부에 매립되도록 하고, 이때는 하이브리드 보강재에 있어 제 1보강재의 양면에 제 2보강재가 수지에 의하여 모두 부착되도록 하였다. 이에 역시 내부철근 또는 스터드가 상기 제 2보강재들을 관통하여 배근되도록 하고, 콘크리트가 타설되어 내부철근또는 스터드, 하이브리드 보강재가 강합성구조물에 효과적으로 일체화되도록 하였다.
또한, 바람직하게는 상기 하이브리드 보강재가 PSC 거더와 같은 교량용 거더 내부에 일체화되도록 사용될 경우, 거더 및 슬래브 자중은 PSC 거더의 긴장재에 의한 프리스트레스에 의하여 지지되도록 하고, 하이브리드 보강재는 방호벽, 중앙분리대, 포장층과 같은 2차 고정하중 및 활하중을 지지하도록 하여 효과적인 하이브리드 보강재를 이용한 PSC 거더 시공이 가능하도록 하였다.
또한 바람직하게는 철근콘크리트 구조물 내부에 일체화된 하이브리드 보강재는 외부로 돌출되도록 설치하여, 다른 철근콘크리트 구조물의 하이브리드 보강재와 서로 간단하게 연결되도록 함으로서 연속교에 있어 지점부에 있어 하이브리드 보강재의 연결이 가능하도록 하였다.
본 발명에 의하여 하이브리드 보강재는 간단한 구조로 제작할 수 있어 그 제작에 있어 경제적인 제작 및 설치가 가능하고,
상기 하이브리드 보강재는 콘크리트와의 일체화를 용이하게 확보할 수 있어 구조물 보강에 매우 효과적이며,
강합성 구조물 및 철근콘크리트 구조물에 내부철근 또는 스터드에 의하여 세팅되므로 종래 하이브리드 보강재에 대비하여 콘크리트 타설에 의한 충격 등으로 그 세팅 위치가 변경되는 시공하자가 발생될 우려가 적으며, 콘크리트 타설시 낙하 하중이나 측방향의 콘크리트 유동에 의해 측 방향 취성에 약한 섬유강화 복합재료의 단점을 보완할 수 있게 된다.
또한 하이브리드 보강재는 PSC 거더와 같은 철근콘크리트 구조물의 연속지점부과 서로 연결될 수 있도록 외부로 돌출 연장시키고 돌출 연장된 하이브리드 보강재를 서로 간단하게 연결시켜 연속적으로 설치되는 구조물에 있어서도 유용하게 이용될 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.
<하이브리드 보강재(100)>
먼저 본 발명에 의한 하이브리드 보강재(100)는 FRP로 제작되는 제 1보강재(110)와 강재로 제작되는 제 2보강재(120)로 크게 구성되며, 상기 제 1보강재(110)와 제 2보강재(120)는 에폭시수지와 같은 접착제(130)에 의하여 서로 부착되도록 제작하게 된다.
상기 제 1보강재(110)는 CFRP(CARBONE FIBER REINFORCED POLYMER)와 같은 섬유강화폴리머(FIBER REINFORCED POLYMER)로 제작되며, 일정한 두께를 가지고 용도에 따라 일정한 폭과 길이를 가지도록 가공하여 이용할 수 있다.
예컨대 제 1보강재(110)는 시트 형태로 일정한 두께와 폭을 가진 것이 이용될 수 있다.
이에 도 1a 및 도 1b와 같이 시트 형태로 제작된 제 1보강재(110)를 확인할 수 있는데 롤 형태로 말아진 상태의 FRP를 적당한 크기로 가공하여 제작할 수 있을 것이다.
다음으로는 상기 FRP로 제작된 제 1보강재(110)의 양면에 접착제(130)인 에폭시 수지를 도포하게 된다. 이러한 수지는 에폭시 수지 말고도 불포화 폴리에스테르수지 및 폴리우레탄수지 등을 이용할 수 있을 것이다.
이러한 접착제(130)가 경화되기 전에 제 1보강재(110)의 양면에 보강철근 (121)또는 와이어메쉬(122)와 같은 강재로 제작되는 제 2보강재(120)가 부착된다.
이때, 중요한 것은 상기 제 2보강재(120)의 부착형태이다.
즉, 상기 제 2보강재(120)는 철근콘크리트 구조물 또는 강합성 구조물과 같은 보강대상 구조물 내부에 배근되는 내부철근(210) 또는 스터드가 관통될 수 있도록 제 1보강재(110)의 외곽 테두리부(111)를 지나 연장 돌출되어 격자구멍(A)이 형성되도록 배치된다.
예컨대, 도 1a의 경우에는 제 2보강재(120)인 보강철근(121)의 여러 중간 부분이 상방으로 굴곡되어 다시 하방으로 굴곡된 돌출굴곡부(B1)가 형성되면서 제 1보강재(110)의 테두리부(111)에 있어 상기 돌출굴곡부(B1)가 외부로 돌출되도록 하여 테두리부(111)와 돌출굴곡부(B1)에 의한 격자구멍(A)이 형성되도록 함을 알 수 있다.
도 1b의 경우에는 제 2보강재(120)인 와이어메쉬(122)에 의한 격자돌출부(B2)가 외부로 돌출되도록 하여 테두리부(111)와 격자돌출부(B2)에 의한 격자구멍(A)이 형성되도록 함을 알 수 있다.
이에 하이브리드 보강재(100)는 상기 제 2보강재에 의한 격자구멍(A)에 보강대상구조물(200) 내부에 배근되는 내부철근(210) 또는 스터드가 관통되도록 한 상태에서 보강대상구조물(200)을 형성시키기 위하여 타설되는 콘크리트(220)에 의하여 보강대상구조물과 일체로 일체화되어 합성될 수 있음을 알 수 있다.
즉, 종래 FRP로 제작되는 보강재가 콘크리트와 용이하게 합성되지 않는 문제점을 본 발명은 하이브리드 보강재(100)의 격자구멍(A)을 통해 해결할 수 있도록 한 것이다.
나아가, 제 2보강재(120)의 구성요소인 보강철근(121) 또는 와이어메쉬(122)의 예컨대 일측 일부는 접착제에 매입되고 타측 일부는 콘크리트에 매입되게 제작되는 제 2보강재(120)는 제 1보강재(110)의 양면 모두 또는 일면에만 접착제(130)에 의하여 부착되도록 할 수 있다.
말하자면, 제 2보강재(120)는 제 1보강재(110)에 접착제(130)에 의하여 부착되는데 접착제(130)의 도포두께, 도포부위에 따라 제 2보강재(120)가 제 1보강재(110)에 접착제(130)에 의하여도 묻혀 매입되도록 하여 부착성능을 조절하고, 접착제(130)는 제1보강재(110)의 전체 또는 일부에만 도포되어 콘크리트(220)와 제1보강재(110)의 부착성능을 조절할 수 있다.
예컨대, 제 1보강재(110)의 양면 모두 제 2보강재(120)가 부착되도록 하는 하이브리드 보강재(100)는 보강대상구조물(PSC 거더와 같은 철근콘크리트 구조물)에 매립되도록 세팅되는 경우라 할 수 있고,
제 1보강재(110)의 일면에만 제 2보강재(120)가 부착되도록 하는 하이브리드 보강재(100)는 보강대상구조물(200, 강박스와 콘크리트가 합성되는 강합성 구조물)에 제2보강재가 부착되지 않고 접착제(130)가 도포된 제 1보강재(110)의 일면이 직접 부착되도록 하는 경우라 할 수 있다.
결국, 본 발명의 하이브리드 보강재(100)는 강재인 제2보강재(120)가 FRP인 제1보강재(110)의 양면 또는 일면에 접착제(130)에 의하여 부착된 것임을 알 수 있으며, 상기 제 2보강재(120)가 제 1보강재(110)의 테두리부에 돌출되어 격자구 멍(A)이 형성되도록 한 것임을 알 수 있다.
<하이브리드 보강재(100)를 이용한 구조물 보강방법>
위에서 살펴본 하이브리드 보강재(100)를 이용한 구조물 보강방법을 크게 상기 하이브리드 보강재(100)가 보강대상구조물(200)로서 철근콘크리트 구조물 내부에 매립되도록 하는 것과 보강대상구조물(200)로서 강합성 구조물을 구성하는 강판 일면에 부착되도록 하는 방법을 구분하여 살펴보도록 한다.
먼저, 하이브리드 보강재(100)가 철근콘크리트 구조물 내부에 매립되도록 하는 것은 PSC 거더를 기준으로 살펴본다.
상기 PSC 거더는 통상 I형 단면으로 제작된 철근콘크리트 구조물인데 거푸집(C)을 I형 단면의 박스구조물로 제작하고 그 내부에는 길이방향(종방향)으로 내부철근(210)과 PC 강연선과 같은 긴장재가 배치되도록 하고, 상기 거푸집 내부에 콘크리트(220)가 타설되도록 하여, 콘크리트가 경화되면 거푸집을 해체하는 공종을 통해 제작된다.
이러한 PSC 거더의 강성을 증진시켜 장경간 교량에 사용하기 위해서 본 발명의 하이브리드 보강재(100)가 세팅된다.
즉, 상기 하이브리드 보강재(100)는 도 2a와 같이 상기 PSC 거더의 내부철근(210) 중 특히 횡방향으로 배근되는 내부철근이 하이브리드 보강재(100)의 제 2보강재(120)의 격자구멍(A)에 관통되도록 하여 거푸집 내부에 배치되도록 한다.
이에 상기 하이브리드 보강재(100)는 PSC거더의 종방향(길이방향)으로 배치되도록 하게 되며, 예컨대 PSC 거더의 인장부에 배치되도록 할 수 있을 것이다.
말하자면 내부철근(210)과 함께 거푸집(C) 내부에 하이브리드 보강재(100)가 배치되도록 하게 된다.
이에 내부철근(210)이 관통된 하이브리드 보강재(100)가 배치됨과 더불어 PSC 거더용 긴장재가 배치되도록 한 후에, 거푸집 내부에 콘크리트(220)가 타설되어 결국 본 발명의 하이브리드 보강재(100)는 PSC 거더의 내부에 길이방향으로 매립되도록 설치됨을 알 수 있다.
또한 PSC 거더는 단경간에 교량에 사용될 경우 교량하부구조인 교각, 교대 사이에 거치되는데, 2경간 이상에 연속으로 거치될 때는 2개의 PSC 거더는 서로 그 연결단부가 서로 연결되도록 하는 것이 바람직하다.
이에 도 2b와 같이 본 발명의 하이브리드 보강재(100)는 PSC 거더의 연결단부 내부에 별도로 매립되도록 할 수 있다.
예컨대 PSC 거더의 단부 내부에 하이브리드 보강재(100)가 일 단부가 매립되도록 하고, 타 단부가 외부로 돌출되어 연장되도록 한 것이다.
이에 인접한 PSC 거더로부터 돌출되어 연장된 하이브리드 보강재(100)들을 서로 연결(보강철근은 예컨대 용접, 커플러, 와이어메쉬는 용접, 제1보강재는 에폭시 수지 등의 방법, 단지 서로 일직선으로 배치되지 않을 때는 FRP 시트 절편,에폭시 등을 이용하여 서로 연결가능)시킴으로서 연결재로서 하이브리드 보강재(100)가 사용되도록 함을 알 수 있다.
물론, 이러한 연결재로서 하이브리드 보강재(100)는 도 1a 및 도 1b와 같이 보강철근(121) 또는 와이어메쉬(122)에 의한 제 2보강재(120)와 FRP 시트 형태의 제1보강재(110)가 사용될 수 있을 것이며, 이러한 연결재로서의 하이브리드 보강재(100)는 PSC 거더의 상부, 하부나 PSC 교량의 상판 등에 설치되도록 할 수 있다. 즉, 연속보 형태로 시공되는 PSC 거더의 연결부인 지점부에는 휨 부모멘트가 발생되므로 PSC 거더의 상부에 인장응력이 발생하게 된다.
이에 본 발명의 하이브리드 보강재(100)를 PSC 거더의 상부에 배치되도록 할 수 있다.
다음으로 하이브리드 보강재(100)가 보강대상구조물(200)로서 강합성 구조물을 구성하는 강판 일면에 부착되도록 하는 방법을 살펴본다.
상기 강합성 구조물은 도 3과 같이 박스 형태의 외부강재 내부에 콘크리트(220)가 타설(미도시)되도록 제작되는데, 상기 콘크리트는 외부강재 하부 일정높이만 타설되는 경우가 대부분이다.
이에 상기 강합성 구조물을 본 발명의 하이브리드 보강재(100)에 의하여 보강하기 위해서, 일면에만 보강철근(211) 또는 와이어메쉬(212)가 접착제 의하여 부착된 하이브리드 보강재(100)를 사용하게 된다.
즉, 먼저, 도 3과 같이 상기 외부강재의 강판(230)에 접착제를 도포하고 제2보강재(120)가 부착되지 않은 하이브리드 보강재(100)의 일면이 부착되도록 한 상태에서, 상기 하이브리드 보강재(100)가 매립되도록 콘크리트(220)를 타설(미도시)하는 것이다.
이에 상기 하이브리드 보강재(100)의 제2보강재(120)는 콘크리트(220)와의 합성을 증진시키는 역할도 함을 알 수 있고, 이러한 하이브리드 보강재(100)도 강 합성 구조물의 길이방향으로 배치되도록 함을 알 수 있다.
물론 강합성 거더에 있어서도 내부철근이 배근되는 경우라면 상기 내부철근이 하이브리드 보강재(100)의 격자구멍(A)을 관통되도록 한 상태에서 콘크리트를 타설할 수도 있고, 내부철근 대신 스터드를 용접하여 하이브리드 보강재(100)의 격자구멍(A)을 관통되도록 한 상태에서 콘크리트를 타설할 수도 있다.
<하이브리드 보강재(100)의 구조적 작용>
본 발명의 하이브리드 보강재(100)는 PSC 거더 또는 강합성 거더의 길이방향으로 콘크리트에 매립되도록 설치할 때, 그 주된 기능을 교량용 거더에 있어 2차 고정하중(중분대, 방호벽, 포장층 등)과 활하중을 지지할 수 있도록 함이 바람직하다.
예컨대, 도 2a와 같이 PSC 거더에 매립되는 하이브리드 보강재(100)는 PSC 거더의 하부에 내부철근(210)과 함께 길이방향으로 세팅되는데, 앞서 살펴본 것과 같이 긴장재도 PSC 거더에 배치된다.
이에, 상기 긴장재는 PSC 거더의 자중 및 슬래브의 자중에 의한 휨 모멘트에 저항할 수 있을 정도로 긴장 후 정착되어 PSC 거더에 프리스트레스가 도입되도록 하고,
상기 PSC 거더를 교대하부구조인 교대, 교각에 거치한 후, PSC 거더 상부에 슬래브를 시공하게 된다.
이에 슬래브 및 PSC 거더 자체의 자중에 의한 휨 모멘트가 PSC 거더에 작용하게 되는데, 이는 PSC 거더 자체의 단면력과 긴장재에 의하여 도입된 프리스트레 스에 의하여 저항하도록 하고,
본 발명의 하이브리드 보강재(100)는 슬래브 시공 후, 슬래브 상부에 설치되는 방호벽 등에 의한 2차 고정하중과 차량과 같은 활하중에 의한 휨 모멘트에 저항하도록 한다. 이는 긴장재의 설치량 및 긴장작업의 조정으로 가능하다.
이에 본 발명의 하이브리드 보강재가 매립된 PSC 거더는 2차 고정하중 및 활하중을 고려하여 긴장재를 배치할 필요가 없기 때문에 고가의 긴장재 사용량을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 긴장재의 긴장 및 정착작업량을 줄일 수 있어, 공기 단축 및 공종이 단순화 될 수 있고, PSC 거더의 단면을 최적화 할 수 있어 PSC 거더의 자중을 감소할 수 있으므로 시공성이 증진될 수 있고, PSC 거더의 자중이 감소되므로 이를 지지할 수 있는 교량하부구조의 단면도 최적화 할 수 있어, PSC 거더교를 경제적으로 시공할 수 있으면서도, 하이브리드 보강재(100)의 제작 및 설치가 용이하기 때문에 그 시공에 특별한 기술이 필요없으므로 매우 효율적인 이용이 가능하게 됨을 알 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 의한 하이브리드 보강재의 사시도들이며,
도 2a는 본 발명의 하이브리드 보강재가 PSC 거더에 매립되도록 설치되는 예의 발췌사시도이며,
도 2b는 본 발명의 하이브리드 보강재가 PSC 거더의 연결재로서 사용되는 예의 사시도이며,
도 3은 본 발명의 하이브리드 보강재가 강합성 거더의 내부에 설치되는 예의 발췌사시도를 도시한 것이다.
<주요 도면부호의 설명>
100: 하이브리드 보강재
110: 제1보강재(FRP 시트)
120: 제2보강재(강재)
121: 보강철근
122: 와이어메쉬
130: 접착제(에폭시 수지등)
200: 보강대상구조물
210: 내부철근
220: 콘크리트
230: 강합성구조물의 강판

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 타설된 콘크리트가 충전되는 강재 박스를 포함하는 강합성 구조물을 섬유강화폴리머(FRP)와 강재를 서로 일체화시켜 제작한 하이브리드 보강재로 보강하는 방법에 있어서,
    섬유강화폴리머로 형성된 시트 또는 패널 형태의 제1보강재의 양면에 에폭시 수지를 포함하는 접착제를 도포하고, 상기 제1보강재의 접착제가 도포된 일면에만 보강철근 또는 와이어메쉬인 제2보강재를 부착시키되, 상기 제2보강재는 강합성 구조물 내부에 배근되는 내부철근 또는 스터드가 관통될 수 있도록 제 1보강재의 외곽 테두리부를 지나 연장 돌출되어 격자구멍(A)이 형성되도록 배치하고, 상기 제 2보강재가 부착되지 않은 제 1보강재의 타면이 강합성구조물의 강재부에 부착되도록 하여 상기 하이브리드 보강재를 세팅하고,
    상기 강합성 구조물 내부에 내부철근이나 스터드를 설치하되, 상기 내부철근이나 스터드는 상기 하이브리드 보강재 격자구멍(A)을 관통하도록 배치하여 하이브리드 보강재가 상기 내부철근이나 스터드와 결합되도록 하고,
    상기 내부철근이나 스터드, 하이브리드 보강재가 매립되도록 콘크리트를 강재 박스 내부에 타설하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 보강재를 이용한 구조물 보강방법.
  4. 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하여 제작되는 철근콘크리트 구조물을 섬유강화폴리머(FRP)와 강재를 서로 일체화시켜 제작한 하이브리드 보강재로 보강하는 방법에 있어서,
    섬유강화폴리머로 형성된 시트 또는 패널 형태의 제1보강재의 양면에 수지를 도포하고,
    상기 제1보강재의 수지가 도포된 양면 모두에 보강철근 또는 와이어메쉬인 제2보강재를 부착시키되, 상기 제2보강재는 철근콘크리트 구조물 내부에 배근되는 내부철근 또는 스터드가 관통될 수 있도록 제 1보강재의 외곽 테두리부를 지나 연장 돌출되어 격자구멍(A)이 형성되도록 배치하여 제 2보강재가 부착된 제 1보강재인 하이브리드보강재를 제작하여, 상기 하이브리드 보강재를 철근콘크리트 구조물 내부에 위치하도록 세팅하고, 상기 철근콘크리트 구조물 내부에 내부철근 또는 스터드를 배근 및 설치하되, 상기 내부철근 또는 스터드는 상기 격자구멍(A)을 관통하도록 배치하여 하이브리드 보강재가 상기 내부철근 또는 스터드와 결합되도록 하고, 상기 내부철근 또는 스터드, 하이브리드 보강재가 매립되도록 콘크리트를 거푸집 내부에 충전시키는 단계를 포함하며,
    상기 철근콘크리트 구조물의 종방향 연결에 있어 하이브리드 보강재의 종방향 연결은, 상기 철근콘크리트 구조물 내부에 세팅된 하이브리드 보강재가 연결단부면으로부터 돌출되어 외부로 연장되도록 하고, 상기 외부로 연장된 하이브리드 보강재의 제2보강재를 커플러와 같은 기계적 체결구, 접착제 또는 용접에 의하여 서로 연결시키는 단계가 포함되도록 하고,
    상기 철근콘크리트 구조물은 PSC 거더로서, 상기 PSC 거더는 그 내부에 긴장재 및 하이브리드 보강재가 매립되도록 한 것이고, 상기 PSC 거더에 설치된 긴장재는 PSC 거더 제작 시 긴장 후 정착시켜 도입된 프리스트레스에 의하여 PSC 거더의 자중과 슬래브 자중이 지지되도록 하고, 상기 프리스트레스가 도입된 PSC 거더를 교량하부구조에 설치함으로서, 상기 PSC 거더의 내부에 매립된 하이브리드 보강재가 슬래브 설치 이후에 설치되는 방호벽, 포장층과 같은 2차 고정하중 및 활하중을 지지하도록 한 것을 특징으로 하는 하이브리드 보강재를 이용한 구조물 보강방법.
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