KR101350330B1

KR101350330B1 - 외부소켓 연결대 및 패드를 이용한 구조물 보강방법

Info

Publication number: KR101350330B1
Application number: KR1020120029511A
Authority: KR
Inventors: 정규성; 엄흥섭
Original assignee: 민경기술 주식회사; 엄흥섭; 정규성
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2014-01-15
Also published as: KR20130107599A

Abstract

구체적으로 구조물과 일체화되는 보강재를 구조물에 설치하기 위하여 상기 보강재를 구조물에 압착시키기 위하여 외부소켓 연결대와 패드를 이용한 구조물 보강방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 보강대상구조물에 보강재를 압착시켜 설치하기 위한 구조물 보강방법에 있어서, 상부하우징이 상면에 형성된 소켓몸통부를 포함하는 외부소켓 연결대가 외주면에 체결 고정되도록 설치된 잭에 기둥보강재와 보강재가 지지되도록 하는 단계; 상기 기둥보강재와 보강재 사이에 패드를 설치하는 단계; 및 상기 기둥보강재 하단부 양 측방에 받침브라켓을 설치하고 상기 받침브라켓 저면에 인상잭이 설치되도록 하는 단계;를 포함한다.

Description

외부소켓 연결대 및 패드를 이용한 구조물 보강방법{STRUCTURE REINFORCING METHOD USING EXTERIOR SOCKET FOR LIFTING JACK}

본 발명은 외부소켓 연결대를 이용한 구조물 보강방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 구조물과 일체화되는 보강재를 구조물에 설치하기 위하여 상기 보강재를 구조물에 압착시키기 위한 외부소켓 연결대와 패드를 이용한 구조물 보강방법에 관한 것이다.

통상 콘크리트 구조물의 내하력은 활하중 또는 사용하중을 얼마나 더 저항할 수 있는 가로 결정되기 때문에 활하중과 같은 사용하중을 많이 작용시킬 수 있는 구조물이 내하력이 크다고 할 수 있다.

예컨대, 철근콘크리트로 제작되는 교량용 거더 또는 슬래브와 같은 구조물은 그 사하중이 매우 큰 편이므로 이러한 사하중뿐만 아니라 활하중 등을 효과적으로 저항할 수 있는 내하력을 가지도록 그 단면크기 등이 정해져야 함을 알 수 있다.

하지만 실제 시공된 이후의 시간경과에 따른 구조물의 열화현상은 피할 수 없기 때문에 이러한 구조물을 보강할 수 있는 방법들이 다수 소개되어 있다.

현재까지 사용되고 있는 콘크리트 구조물의 보강 공법으로는 강판접착 주입공법, 에폭시 패널 접착공법, 단면 증가공법, 부재증설 공법, 프리스트레싱 공법 등 다양한 보강 방법이 소개되어 있다.

그 중 강판접착 주입공법은 기존 교량 등에 사용된 철근과 보강판이 탄성계수 등에 있어서 재료적인 특성이 서로 비슷하기 때문에 구조적 보강효과는 우수한 반면에 부식 등 유지관리가 매우 어려울 뿐만 아니라 차량 하중 등 진동하중이 반복적으로 작용할 경우 기존 구조물과 부착된 면이 이완되어 효과적이지 못한 면이 있다.

또한 상기 강판접착주입공법은 기존의 교량 등 구조물에 균열과 처짐이 많이 발생한 경우에는 그 보강 효과가 매우 작은 문제점을 갖고 있다.

또한 현재 사용되고 있는 에폭시 패널 접착공법은 강판접착공법과 비슷한 공법으로 에폭시 패널을 구조물의 표면에 위치시킨 다음 에폭시계 수지로 패널을 구조물의 표면에 부착시키는 공법으로 에폭시계 수지의 접착력에 의해 부착강도가 결정되어진다. 따라서 기존 구조물의 콘크리트 표면이 풍화 등으로 인하여 부식되어 있는 경우에는 부착강도가 충분하지 않게 된다. 따라서 극한 하중 작용시 기존 콘크리트면에서 박리가 발생되어 파괴되는 부착파괴 현상이 발생하므로 매우 취성적인 파괴가 나타난다. 이는 연성파괴를 유도하여 인명 및 경제적인 피해를 최소화하려는 목적과 상반되는 결과이므로 매우 위험하다 할 수 있다.

또한 단면 증가공법과 부재증설 공법은 기존 구조물에 사하중을 추가로 증가시키는 현상이 나타나므로 증가되는 하중이 클 경우에는 하중 증가량만큼 기둥 또는 교각 등 하부 구조물의 추가적인 비용이 발생하게 된다.

결국, 종래의 콘크리트 구조물 보강공법의 대부분은 구조물의 응급조치 수준을 크게 벗어나지 못하고 있으며, 여러 현장 여건을 충분히 만족시켜 주지 못하고 있기 때문에 숙련자라 하더라도 완벽한 시공을 기하기 어려운 문제점이 있었다.

이에 따라 기존에 보수, 보강한 구조물에 대한 안전점검 및 정밀진단 결과를 보면 실제 구조물의 보수, 보강 효과가 미흡한 것으로 알려져 있다.

나아가 구조물을 보강하기 위한 보강재를 사용함에 있어서 시공 시 가장 중요한 점은 구조물에 보강재를 밀착시킨 후 일체화시키는 공정인데 이러한 일체화가 이루어지지 않으면 구조물 보강효과가 떨어져 효율적인 구조물 보강이 어렵게 된다.

또한 보강재를 구조물에 일체화 시켰다 할지라도 외력에 의하여 충격이 가해지는 경우를 이를 흡수할 수 있는 댐퍼기능이 중요한 데 이러한 댐퍼기능을 가진 장치를 별도로 설치해야 하는 경우 시공도 복잡하고 효율적인 시공이 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점 및 결함을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 보강대상구조물의 내하력을 증대시킬 수 있고, 안전성을 확보할 수 있어 보강대상구조물의 공용년수를 증대할 수 있어 중차량 통과에 몸상을 앓고 있는 교량 등을 효과적으로 보강할 수 있어 구조물의 친환경적 보수가 가능하도록 할 수 있도록 하면서, 보강대상구조물과 보강재의 일체성을 효과적으로 확보할 수 있도록 할 수 있으며, 지진 등에 의한 충격을 흡수할 수 있는 받침기능을 가질 수 있는 구조물 보강방법 제공을 그 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

첫째, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 슬립형 보강재를 이용하게 된다. 상기 슬립형 보강재는 구조물에 일체화되는 강재인데 두께가 얇은 형태의 강재(슬립형)를 이용하여 예컨대 보강대상구조물(슬래브) 저면에 일체화되어 예컨대 교량의 통수단면이 감소되지 않도록 하였다.

이러한 슬립형 보강재는 앵커볼트와 같은 고정구를 이용하여 보강대상구조물에 고정시키게 된다.

둘째, 상기 슬립형 보강재는 고정구가 이격되어 설치되기 때문에 보강대상구조물과 일체화를 기대하기 어렵게 된다.

이에 상기 슬립형 보강재는 본 발명의 외부소켓 연결대 및 패드가 설치된 잭에 지지되도록 하여 슬립형 보강재가 보강대상구조물과 보다 확실하게 일체화가 되도록 하고, 상기 패드에 의하여 받침기능을 가질 수 있도록 하게 된다.

이때, 상기 외부소켓연결대는 잭 외주면에 형성된 나사부에 체결되어 상하로 이동하는 소켓으로서 잭 외주면에 체결되어 상기 외부소켓연결대가 보강대상구조물에 압착된 보강재의 압착상태를 유지시켜 주고 잭 외주면을 따라 추가적인 회전이동으로 인하여 보강재의 추가적인 압착 정도를 정밀하게 조정할 수 있도록 해주게 된다.

상기 패드는 외부소켓연결재 상면에 형성되는 것으로서 상부 및 하부 하우징사이에 배치된 상하 고무패드와 고무패드 사이에 설치된 납재질의 중간판에 의하여 받침기능과 함께 충격흡수 기능을 가질 수 있도록 하였다.

이를 위해 본 발명은,

보강대상구조물에 보강재를 압착시켜 설치하기 위한 구조물 보강방법에 있어서,

보강대상구조물에 보강재가 밀착되도록 설치하는 단계;

상부하우징이 상면에 형성된 소켓몸통부를 포함하는 외부소켓 연결대가 외주면에 체결 고정되도록 설치된 잭에 기둥보강재를 설치하고 기둥보강재 상면에 상기 보강재가 지지되도록 하는 단계;

상기 기둥보강재와 보강재 사이에 패드를 설치하는 단계; 및

상기 기둥보강재 하단부 양측방에 받침브라켓을 설치하고 상기 받침브라켓 저면에 인상잭이 설치되도록 하는 단계;를 포함하여, 상기 인상잭을 작동시켜 보강재가 보강대상구조물에 압착되도록 하고, 상기 외부소켓 연결대를 회전시켜 외부소켓 연결대가 보강재의 보강대상구조물에 대한 압착상태를 유지시킬 수 있도록 하는 외부소켓 연결대 및 패드를 이용한 구조물 보강방법을 제공한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 의한 구조물 보강방법은 보강재와 보강대상구조물이 서로 일체화를 이루도록 하면서 비교적 간단한 장치를 이용하기 때문에 보다 효과적인 보강재를 이용한 구조물 보강이 가능하게 된다.

또한 지진하중에 대한 효과적인 대처가 가능하여 보다 안정적인 구조물 보강이 가능하게 된다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 외부소켓 연결재와 패드의 조립 사시도 및 설치 발췌도,
도 4는 본 발명에 의한 외부소켓 연결대와 패드를 이용한 구조물 보강 사시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

[ 외부소켓 연결대(200) 및 패드(300) ]

도 1은 본 발명의 외부소켓 연결대 및 패드의 조립 사시도를 도시한 것이다.

먼저, 상기 외부소켓 연결대(200) 및 패드(300)는 잭(100)에 설치된다. 이러한 잭(100,Jack)은 유압잭 또는 클램프가 될 수 도 있는데 본 발명에서는 유압잭을 기준으로 살펴본다.

통상 유압잭은 통상 실린더가 내장되는 몸통부(110)를 포함하여 구성된다.

이에 상기 몸통부(110) 외주면에는 나사부(111)를 형성시키게 된다. 이러한 나사부(111)에 외부소켓 연결대(200)가 설치된다.

상기 외부소켓 연결대(200)는 원통형의 소켓몸통부(210)로 형성되는데 원통형 소켓몸통부(210) 내측면에 상기 소켓몸통부(210)의 나사부에 대응하는 나사부가 형성되어 있어 잭의 몸통부(110)에 체결되어 상하로 이동할 수 있도록 하게 된다.

이러한 회전은 몸통부(110)에 설치된 손잡이 또는 지그(미도시)를 이용하면 된다.

상기 외부소켓 연결대(200) 상면에는 후술되는 패드(300)를 수용하기 위한 상부하우징(220)이 일체로 형성되어 있는데 이러한 상부하우징(220)은 받침판 형태로서 상부가 개방된 사각틀 형태로 형성되어 있음을 알 수 있다.

상기 상부하우징(220) 내측에는 패드(300)가 수용된다.

상기 패드(300)는 고무재질의 하부 및 상부패드(310,320)와 상기 하부 및 상부패드(310,320) 사이의 납재질의 중간판(330)으로 형성된 것이 이용된다.

이러한 패드(300)의 폭은 상부하우징(220) 폭(W)보다 작도록 하여 패드가 상부하우징(220) 내측에 위치하여 주변틀(A)에 의하여 상부하우징으로부터 이탈되지 않도록 하게 된다.

이때 상기 고무재질의 하부 및 상부패드(310,320)는 탄성을 가지게 되므로 보강재(400)로부터 전달되는 하중을 흡수할 수 있고 보강재의 압착에 효율적이게 되고,

특히 납 재질의 중간판(330)은 에너지 소산능력이 크기 때문에 지진이 발생하는 등의 수평하중에 대한 흡수에 의하여 횡하중에 대한 저항능력이 매우 커지게 된다.

상기 상부패드(320) 상면에는 강재인 상부받침판(340)이 배치되도록 하여 보강재(400)의 저면으로부터 전달되는 하중에 의하여 패드(300)가 손상되지 않도록 하게 된다.

이에 상기 상부패드(320)에 설치된 상부받침판(340)에는 보강재(400)의 저면이 접하도록 설치된다.

이러한 보강재(400)는 도 4와 같이 철골 등의 강재를 이용하게 되며 상기 보강재의 하단부 양측방에는 받침브라켓(500)이 설치되어 있음을 알 수 있다.

이러한 받침브라켓(500)은 보강재의 측방에 돌출되도록 설치된 강재브라켓으로서 저면에는 인상잭(600)이 추가 배치되어,

상기 인상잭(600)의 작동에 의하여 보강재(400)는 상방으로 인상되어 구조물에 압착되도록 하게 된다.

이에 이러한 압착상태를 유지하기 위해서는 상기 인상잭을 그대로 두어야 하는데 인상잭의 유압이 갑자기 소실되면 보강재(400)는 보강대상구조물(700)의 압착상태를 유지하기 어렵다.

이에 상기 인상잭(600)의 인상에 의한 보강재의 압착효과를 그대로 유지하기 위하여 구조물 중앙 저면에 위치한 패드(300)와 외부소켓 연결대(200)는 잭(100)의 외주면에 체결 고정되어 있어 달리 유압이 소실되더라도 체결상태를 그대로 유지할 수 있어 보강재의 압착효과를 유지할 수 있게 된다.

또한 상기 외부소켓 연결대(200)를 회전시켜 잭의 외주면을 따라 상방 이동시키게 되면 외부소켓 연결대(200)가 보강재를 인상시켜 압착시키는 효과도 가질 수 있어 보강재와 보강대상구조물의 압착효과도 가질 수 있게 되며, 인상높이의 미세 조정역할도 할 수 있게 된다.

[ 외부소켓 연결대(200) 및 패드(300)를 이용한 구조물 보강방법 ]

상기 구조물은 보강대상구조물(700)을 의미하는 것으로 한다.

상기 보강대상구조물(700)을 교량으로 보고 이러한 교량의 거더 또는 슬래브를 보강하는 경우를 도시한 것이 도 4이다.

삭제

보강대상구조물(700)을 교량의 슬래브라고 한다면, 도 4와 같이 슬래브(710) 저면에 보강재(400)를 밀착시켜 설치하게 된다.

역시 상기 보강재(400)는 얇은 형강(I형강등, 슬립보강재)을 이용하면 되고 종방향으로 연장되어 슬래브 저면에 상면이 밀착되어 있음을 알 수 있다.

이에 상기 보강재(400)의 양 단부는 하방으로 절곡되지 않고 수평으로 형성되어 있음을 알 수 있으며 이러한 양 단부에는 앞서 살펴본 상부하우징(220)이 일체로 상부에 형성된 외부소켓 연결대(200)가 외주면에 체결된 잭(100)이 상부에 설치되도록 하게 된다.

이때 역시 상기 상부하우징(220)의 내측에는 패드(300)가 배치되고 패드 상면에는 상부받침판(340)이 설치되어 상부받침판(340) 상면에 보강재(400)의 양 단부 저면이 지지되도록 설치되도록 함을 알 수 있다.

다음으로는 상기 상부 잭(100) 저면에는 기둥보강재(900)가 각각 설치됨을 알 수 있으며 상기 기둥보강재(900) 하부에 다시 상부하우징(220)이 일체로 상부에 형성된 외부소켓 연결대(200)가 외주면에 체결된 하부의 잭(100)이 다시 설치되도록 하게 된다.

이때 상기 기둥보강재(900)의 하단부 양측방에는 받침브라켓(500)이 설치되어 있고 상기 받침브라켓(500)의 저면에는 인상잭(600)이 배치되고,

인상잭(600)이 지반에 지지되도록 설치되어 있음을 알 수 있다.

이에 상기 인상잭(600)을 작동시키게 되면 받침브라켓(500)이 인상되면서 기둥보강재(900)가 인상되면서 위쪽에 있는 잭(100)을 인상시키고 이에 따라 보강대상구조물(700)에 보강재(400)가 압착되면서 보강대상구조물이 인상되어 자중이 감소하는 효과를 가지게 된다.

이때 보강재(400)의 양 단부에 위치한 상부의 잭(100)은 작동시켜도 되고 추후 보강재 압착이 필요할 때 추가로 작동시켜도 되며 상부 잭(100)이 체결 고정된 상태를 유지시키면 된다.

단지 보강재(400)의 양 단부에 위치한 하부의 잭(100) 외주면에 설치된 외부소켓 연결대(200)의 상부에 형성된 상부하우징(220)이 상부로 이동할 수 있도록 외부소켓 연결대(200)를 회전시켜 상기 자중 감소효과를 그대로 유지하면서 보강재가 보강대상구조물에 밀착되어 압착되는 효과를 지속할 수 있도록 하게 된다.

다음으로는 상기 보강재와 보강대상구조물 사이에 에폭시 등을 충진시켜 서로의 접면에서 들뜬 공간이 형성되지 않도록 하게 된다.

100: 잭
110: 몸통부
200: 외부소켓 연결대
210: 소켓 몸통부
220: 상부하우징
300: 패드
310:320: 하부 및 상부패드
330: 중간판
340: 상부받침판
400: 보강재
500: 받침브라켓
600: 인상잭
700: 보강대상구조물
800: 지지브라켓
900: 기둥보강재

Claims

보강대상구조물(700)에 보강재(400)를 압착시켜 설치하기 위한 구조물 보강방법에 있어서,
보강대상구조물(700)에 보강재(400)가 밀착되도록 설치하는 단계;
상부하우징(220)이 상면에 형성된 소켓몸통부(210)를 포함하는 외부소켓 연결대(200)가 외주면에 체결 고정되도록 설치된 잭(100)에 기둥보강재(900)를 설치하고 기둥보강재 상면에 상기 보강재(400)가 지지되도록 하는 단계;
상기 기둥보강재(900)와 보강재(400) 사이에 패드(300)를 설치하는 단계; 및
상기 기둥보강재(900) 하단부 양측방에 받침브라켓(500)을 설치하고 상기 받침브라켓 저면에 인상잭(600)이 설치되도록 하는 단계;를 포함하여,
상기 인상잭(600)을 작동시켜 보강재(400)가 기둥보강재(900)를 통해 보강대상구조물(700)에 압착되도록 하고, 상기 외부소켓 연결대(200)를 회전시켜 외부소켓 연결대(200)가 보강재(400)의 보강대상구조물에 대한 압착상태를 유지시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 외부소켓 연결대 및 패드를 이용한 구조물 보강방법.
제 1항에 있어서,
상기 보강재(400)는 강재를 이용하여 보강대상구조물에 인상 압착되어 자중을 감소시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 외부소켓 연결대 및 패드를 이용한 구조물 보강방법.
제 1항에 있어서,
상기 패드(300)는
고무 재질의 하부 및 상부패드(310,320) 사이에 납 재질의 중간판(330)이 일체로 형성되고,
상기 상부패드 상면에 상부받침판(340)이 설치되어 상부받침판에 보강재가 지지되도록 하는 것을 특징으로 하는 외부소켓 연결대 및 패드를 이용한 구조물 보강방법.
제 1항에 있어서,
상기 상부하우징(220)은 받침판 형태로서 상부가 개방된 사각틀 형태로 형성된 것으로서 패드(300)의 폭은 상부하우징(220) 폭(W)보다 작도록 하여 패드가 상부하우징내측에 위치하여 주변틀(A)에 의하여 상부하우징으로부터 이탈되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 외부소켓 연결대 및 패드를 이용한 구조물 보강방법.