KR101496851B1 - 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 및 이의 시공방법 - Google Patents

복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 및 이의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시공이 간편하고, 무게비 강도가 뛰어나며, 내구성, 내후성이 우수하여 외부환경에 의한 풍화 부식을 방지하며, 시공 후 추가적인 보수가 불필요하고, 2차적인 균열발생 및 철근의 부식과 침식을 근본적으로 차단하는 효과가 우수한 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대는 소정의 두께 및 너비로 이루어진 한 쌍의 집중하중 분산용 복합섬유 보강재와; 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재의 일측 상면에 설치되며, 소정의 두께 및 너비로 이루어진 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재와; 상기 한 쌍의 집중하중 분산용 복합섬유 보강재에 각각 볼트를 매개로 고정 설치되는 브라켓과; 상기 브라켓 간에 볼트를 매개로 고정 설치되는 지지바로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공방법은 플랫폼의 콘크리트구조물에 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대를 시공하는 방법으로서, 시공 대상 플랫폼의 콘크리트구조물을 치핑하는 단계(S Ⅰ); 상기 콘크리트구조물(C)에 프라이머를 도포하는 단계(S Ⅱ); 상기 콘크리트구조물의 저면에 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재를 길이방향으로 포설하여 부착하는 단계(S Ⅲ); 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 저면에 집중하중 분산용 복합섬유 보강재를 앵커볼트 및 볼트를 매개로 다수 개 고정 설치하는 단계(S Ⅳ); 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재에 브라켓을 볼트를 매개로 고정 설치하는 단계(S Ⅴ); 상기 브라켓 간에 지지바를 볼트를 매개로 고정 설치하는 단계(S Ⅵ)로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 및 이의 시공방법{Platform screen door supporter and its construction method}
본 발명은 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 특히 플랫폼 내의 콘크리트구조물에 스크린 도어 설치시 콘크리트구조물의 캔틸레버부 하부면의 표면을 치핑한 후, 콘크리트구조물 표면에 볼트를 이용하여 하중분산 및 보강용 유리섬유 복합패널을 고정 설치하고, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재를 실링한 후에, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 내에 에폭시수지를 강제 주입하여 콘크리트구조물의 내하력을 증가시키는 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 플랫폼 스크린 도어는 지하철이나 경전철 플랫폼 위에 선로와 격리되는 고정벽(스크린)과 가동문을 설치하여 차량의 출입문과 연동하여 개폐되도록 하는 플랫폼 안전 지원장치 또는 그러한 시스템이다.
즉, 상기 플랫폼 스크린 도어는 전동차가 플랫폼 홈에 완전히 멈추어 서면 전동차 문과 함께 열려 승객의 안전 확보와 함께 전동차로 인한 소음·먼지·강풍 등을 줄이고, 승객이 고의나 실수로 선로에 빠지는 것을 막아주는 역할을 한다.
상기한 바와 같은 기능을 하는 플랫폼 스크린 도어는 선로부와 플랫폼을 고정벽으로 완전히 격리하는 완전밀폐형, 고정벽 및 가동문 위에 개구부(開口部) 또는 갤러리를 배치하는 반밀폐형, 차량의 문 위치에 맞추어 가동문을 설치하는 난간형 3종류로 구성된다.
여기서, 상기한 바와 같이 스크린 도어가 설치되는 플랫폼의 콘크리트구조물은 대개 캔틸레버 형태로 건설된다.
이러한 캔틸레버 콘크리트구조물에 스크린 도어가 설치될 경우에는 스크린 도어의 자중 및 이용객의 동하중에 의해서 콘크리트구조물이 파괴되는 문제가 발생된다.
이는 캔틸레버 콘크리트구조물의 치명적인 결합이라 할 수 있다.
이에 대하여 캔틸레버 콘크리트구조물에 스크린 도어를 설치하여 사용할 경우에도 장기간 스크린 도어를 사용할 수 있는 그 지지대가 필요하다고 할 것이다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 시공이 간편하고, 무게비 강도가 뛰어나며, 내구성, 내후성이 우수하여 외부환경에 의한 풍화 부식을 방지하며, 시공 후 추가적인 보수가 불필요하고, 2차적인 균열발생 및 철근의 부식과 침식을 근본적으로 차단하는 효과가 우수한 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대는 소정의 두께 및 너비로 이루어진 한 쌍의 집중하중 분산용 복합섬유 보강재와; 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재의 일측 상면에 설치되며, 소정의 두께 및 너비로 이루어진 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재와; 상기 한 쌍의 집중하중 분산용 복합섬유 보강재에 각각 볼트를 매개로 고정 설치되는 브라켓과; 상기 브라켓 간에 볼트를 매개로 고정 설치되는 지지바로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공방법은 플랫폼의 콘크리트구조물에 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대를 시공하는 방법으로서, 시공 대상 플랫폼의 콘크리트구조물을 치핑하는 단계(S Ⅰ); 상기 콘크리트구조물(C)에 프라이머를 도포하는 단계(S Ⅱ); 상기 콘크리트구조물의 저면에 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재를 길이방향으로 포설하여 부착하는 단계(S Ⅲ); 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 저면에 집중하중 분산용 복합섬유 보강재를 앵커볼트 및 볼트를 매개로 다수 개 고정 설치하는 단계(S Ⅳ); 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재에 브라켓을 볼트를 매개로 고정 설치하는 단계(S Ⅴ); 상기 브라켓 간에 지지바를 볼트를 매개로 고정 설치하는 단계(S Ⅵ)로 이루어짐을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 및 이의 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 기존의 강재보강공법과 비교했을 때 시공이 간편하고 용이하다.
강재는 자중 자체가 무거워 가공이 어려운 단점이 있다.
또한, 강재는 부식이 쉽게 발생하므로 강도 저하가 빠르고, 불연속 부의 문제점이 있으므로 유지보수 비용이 증가하는 단점이 있다.
둘째, 본 발명은 기존의 강재보강공법과 비교했을 때 무게비 강도가 뛰어나 경량 구조물이면서 강도가 더욱 개선된다.
복합섬유 보강재에 의한 철근콘크리트구조물의 보강공법은 자중이 강재의 약 1/5로서 현장시공이 용이하며, 이음부를 최소화할 수 있어 이음부에서 발생하는 국부적인 파손을 최소화할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 170 ∼ 200의 고온에서 사출성형된 고인장 패널은 내구성, 내후성이 우수하여 외부환경에 의한 풍화 부식을 방지하며, 시공 후 추가적인 보수가 불필요하고, 2차적인 균열발생 및 철근의 부식과 침식을 근본적으로 차단하는 효과가 우수하다.
넷째, 본 발명은 콘크리트구조물의 하부면에 보강했을 때 내하력 증진 및 내구성을 증진시키고 시공성이 용이하므로 장기적으로 경제적이다.
따라서 콘크리트구조물 보강 공법으로 매우 우수한 공법이다.
도 1은 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대를 도시한 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대를 도시한 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대를 도시한 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대를 도시한 분해 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대가 설치된 플랫폼을 도시한 개략도,
도 7은 도 6의 하선 부분을 도시한 단면도,
도 8은 도 6의 상선 부분을 도시한 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대가 설치된 상태를 도시한 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대가 설치된 상태를 도시한 정면도,
도 11은 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대가 설치된 상태를 도시한 평면도,
도 12는 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대가 설치된 상태를 도시한 단면 상세도,
도 13은 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대가 설치된 상태를 도시한 정면 상세도,
도 14는 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공순서를 도시한 순서도.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대를 도시한 측면도, 도 3은 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대를 도시한 정면도, 도 4는 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대를 도시한 평면도, 도 5는 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대를 도시한 분해 사시도, 도 6은 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대가 설치된 플랫폼을 도시한 개략도, 도 7은 도 6의 하선 부분을 도시한 단면도, 도 8은 도 6의 상선 부분을 도시한 단면도, 도 9는 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대가 설치된 상태를 도시한 단면도, 도 10은 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대가 설치된 상태를 도시한 정면도, 도 11은 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대가 설치된 상태를 도시한 평면도, 도 12는 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대가 설치된 상태를 도시한 단면 상세도, 도 13은 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대가 설치된 상태를 도시한 정면 상세도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대(S)는 소정의 두께 및 너비로 이루어진 한 쌍의 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)와; 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재의 일측 상면에 설치되며, 소정의 두께 및 너비로 이루어진 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)와; 상기 한 쌍의 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)에 각각 볼트(B)를 매개로 고정 설치되는 브라켓(200)과; 상기 브라켓(200) 간에 볼트(B)를 매개로 고정 설치되는 지지바(300)로 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대(S)는 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50), 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)과 브라켓(200) 및 지지바(300)가 유기적으로 결합되어 이루어진 구조체이다.
여기서, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)는 일방향 섬유를 이용한 펄트류젼 또는 양방향 섬유를 이용한 적층 생산방식이다.
즉, 캔틸레버 콘크리트구조물 하부면에 상부 스크린 도어 기둥 간 길이방향으로 전체면을 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)를 하중분산 효과 및 콘크리트면의 보강을 위하여 부착하여 보강한다.
특히, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)의 용도는 상부 스크린 도어(D)가 설치됨으로 스크린 도어(D) 고정용 기둥 간에 하중을 분산하고 콘크리트면을 보강하기 위함이다.
또한, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)는 폭은 2,000mm이하, 두께 t= 10.0mm이하의 박판이며, 더욱 폭 600, 두께 t=3.0 또는 t=5.0이면 바람직하다.
한편, 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)는 상부에 설치되는 스크린 도어 고정용 기둥 하부면에 집중되는 하중을 분산하고, 또한 상부 기둥과 하부 지지바간 연결축을 형성하여 하부에 설치되는 브라켓과 지지바를 고정하는 용도이다.
여기서, 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)는 고정용 볼트 체결시 파괴를 방지하기 위하여 양방향 로빙 섬유매쉬를 이용한 적층패널로 생산이 바람직하다.
특히, 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)는 폭은 1,000×1,000mm 이하, 두께 t= 20.0mm 이하의 후판이나, 더욱 상판은 폭 600×600mm 두께 t=12.0, 하판은 300×300mm 두께 t=12.0이면 바람직하다.
여기서, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)는 유리섬유, 아라미드섬유, 또는 탄소섬유 등의 고인장 섬유 가운데 적어도 한 종류 이상이 일방향으로 고르게 분포된 섬유심 또는 양방향 로빙섬유 70∼80％에 150℃ 이상의 고온에서 경화 또는 상온에서 경화되는 잠재성 에폭시수지가 주를 이루는 충전재가 20∼30％ 함침되어 두께 20mm 이하, 폭 2,000mm 이하로 이루어진 부재이다.
또한, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)의 배면에 로빙크로싱 섬유매쉬가 부착된다.
그리고, 상기 로빙크로스 섬유매쉬에 4관능성 에폭시수지인 테트라글리시딜 에테르 디아미노디페닐 메탄100중량부, 에폭시기의 경화를 위한 방향족 아민 경화제인 디아미노디페닐 메탄 20 내지 50중량부 및 에폭시수지의 개질을 위한 열가소성 수지인 폴리에테르술폰 10 내지 30중량부로 구성된 에폭시수지 접착제가 도포된다.
또한, 상기 에폭시수지 접착제 상에 폴리에틸렌 필름의 이형지가 부착된다.
한편, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)를 구성하는 충전재로서는 수지류가 사용된다.
인장강도 내지 휨강도를 유지하도록 하는 심은 다수 가닥의 섬유가 충전재 내에 고르게 분포되어 형성된다.
상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)의 구성비는 수지의 내부에 고르게 분포된 섬유심이 60％∼85％, 수지류가 15％∼40％이며, 더욱 바람직하게는 섬유심이 75％∼80％, 수지류가 20％∼25％이다.
또한, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)는 폭이 2,000mm 이하로, 더욱 바람직하게는 100mm∼1,000mm 정도로, 롤 형태로 감겨 밴딩되어 제공되거나 현장 맞춤으로 제단하여 제공된다.
이와 같은 형태로 제공되는 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)는 시공에 있어서, 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)의 이음부를 최소화할 수 있다.
여기서, 상기 복합섬유는 아라미드섬유, 유리섬유, 또는 탄소섬유 등의 일방향 고인장 섬유가 선택적으로 사용되며, 그의 선정은 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)가 요구하는 강성에 따라 이루어진다.
또한, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)의 두께 내지 폭 또한 콘크리트구조물의 특성에 따라 주문제작할 수 있으며, 규격화하여 각 종류별로 제공할 수 있다.
그리고, 상기한 에폭시수지 접착제는 4관능성 에폭시수지인 테트라글리시딜 에테르 디아미노디페닐 메탄100중량부, 에폭시기의 경화를 위한 방향족 아민 경화제인 디아미노디페닐 메탄 20∼50중량부 및 에폭시수지의 개질을 위한 열가소성 수지인 폴리에테르술폰 10∼30중량부로 구성됨으로써, 내충격성이 향상될 뿐만 아니라 콘크리트구조물(C)의 에폭시수지 접착층과도 물성이 동일함으로, 콘크리트구조물(C)의 에폭시수지 접착층 간에 부착력이 향상되는 작용효과가 있다.
또한, 상기 이형지는 폴리에틸렌 필름으로 구성되어, 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)를 보호하는 기능을 한다.
한편, 상기 브라켓(200)은 일정한 간격을 두고 좌측과 우측에 배치되는 한 쌍의 전면판(210)과; 상기 한 쌍의 전면판(210)의 하면에 위치하여 하중을 분산하도록 함과 동시에 일체로 형성되는 후면판(220)과; 상기 전면판(210) 간에 근접한 전면판(210)의 일단부로부터 직각으로 상향으로 연장 형성되는 측면판(230)과; 상기 후면판(220)으로 경사지게 상향으로 연장 형성됨과 동시에 측면판(230)과 일체로 형성되는 경사판(240)으로 구성되며, 상기 한 쌍의 측면판(230)과 경사판(240) 간에 일정한 크기의 삽입공간(250)이 형성된 부재이다.
이와 같은 브라켓(200)은 볼트(B)를 매개로 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)에 고정 설치됨과 동시에 삽입공간(250)에 지지바(300)가 설치됨으로써, 지지바(300)를 안정적으로 지지해 주는 기능을 한다.
또한, 상기 지지바(300)는 압축이 작용하는 부분으로 일방향 섬유만 사용시 압축에 약할 수가 있으므로 양방향 로빙섬유를 부분 함침할 수도 있음을 밝혀둔다.
그리고 상기 지지바(300)는 유리섬유, 아라미드섬유, 또는 탄소섬유 등의 고인장 섬유 가운데 적어도 한 종류 이상이 일방향으로 고르게 분포된 섬유심 또는 양방향 로빙섬유 70∼80％에 150℃ 이상의 고온에서 경화되는 잠재성 에폭시수지 또는 상온 경화용 수지가 주를 이루는 충전재가 20∼30％ 함침되어 형성된 각형 또는 봉형상의 부재이다.
또한, 콘크리트구조물(C)의 높이에 따라 봉형상의 부재의 길이를 주문제작할 수 있으며, 규격화하여 각 종류별로 제공할 수 있다.
이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공에 대해 설명한다.
도 14는 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공순서를 도시한 순서도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공방법은 플랫폼(F)의 콘크리트구조물(C)에 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대(S)를 시공하는 방법으로서, 시공 대상 플랫폼(F)의 콘크리트구조물(C)를 치핑하는 단계(S Ⅰ); 상기 콘크리트구조물(C)에 프라이머(P)를 도포하는 단계(S Ⅱ); 상기 콘크리트구조물(C)의 저면에 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)를 길이방향으로 포설하여 부착하는 단계(S Ⅲ); 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 저면에 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)를 앵커볼트(A) 및 볼트(B)를 매개로 다수 개 고정 설치하는 단계(S Ⅳ); 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)에 브라켓(200)을 볼트(B)를 매개로 고정 설치하는 단계(S Ⅴ); 상기 브라켓(200) 간에 지지바(300)를 볼트(B)를 매개로 고정 설치하는 단계(S Ⅵ)로 이루어진다.
여기서, 상기 콘크리트구조물(C) 상부 스크린 도어 기둥 하부측에 집중하중 분산용 보강재(100)를 앵커볼트(A) 및 볼트(B)를 매개로 다수 개 고정 설치한다.
또한, 상기 콘크리트구조물(C)에 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)를 앵커볼트(A) 및 볼트(B)를 매개로 다수 개 고정 설치한 후, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100) 단부를 에폭시수지로 실링하는 단계(S Ⅳ-1)를 추가한다.
그리고, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)의 단부를 에폭시수지로 실링한 후, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)에 주입구와 배기구를 설치하고, 상기 주입구를 통해 에폭시수지를 강압 주입 및 양생하는 단계(S Ⅳ-2)를 추가한다.
또한, 상기 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대(S)는 소정의 두께 및 너비로 이루어진 한 쌍의 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)와; 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재의 일측 상면에 설치되며, 소정의 두께 및 너비로 이루어진 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)와; 상기 한 쌍의 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)에 각각 볼트(B)를 매개로 고정 설치되는 브라켓(200)과; 상기 브라켓(200) 간에 볼트(B)를 매개로 고정 설치되는 지지바(300)로 이루어진다.
여기서, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)는 유리섬유, 아라미드섬유, 또는 탄소섬유 등의 고인장 섬유 가운데 적어도 한 종류 이상이 일방향으로 고르게 분포된 섬유심 또는 양방향 로빙섬유 70∼80％에 150℃ 이상의 고온에서 경화 또는 상온에서 경화되는 잠재성 에폭시수지가 주를 이루는 충전재가 20∼30％ 함침되어 형성된다.
또한, 상기 브라켓(200)은 일정한 간격을 두고, 좌측과 우측에 배치되는 한 쌍의 전면판(210)과; 상기 한 쌍의 전면판(210)의 배면에 위치됨과 동시에 일체로 형성되는 후면판(220)과; 상기 전면판(210) 간에 근접한 전면판(210)의 일단부로부터 직각으로 상향으로 연장 형성되는 측면판(230)과; 상기 후면판(220)으로 경사지게 상향으로 연장 형성됨과 동시에 측면판(230)과 일체로 형성되는 경사판(240)으로 구성되며, 상기 한 쌍의 측면판(230)과 경사판(240) 간에 일정한 크기의 삽입공간(250)이 형성된다.
그리고, 상기 지지바(300)는 유리섬유, 아라미드섬유, 또는 탄소섬유 등의 고인장 섬유 가운데 적어도 한 종류 이상이 일방향으로 고르게 분포된 섬유심 또는 양방향 로빙섬유 70∼80％에 150℃ 이상의 고온에서 경화되는 잠재성 에폭시수지가 주를 이루는 충전재가 20∼30％ 함침되어 형성된다.
또한, 상기 지지바(300)는 각형 또는 봉형으로 형성된다.
즉, 본 발명에 따른 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공방법은 플랫폼의 콘크리트구조물 표면을 치핑한 후, 상기 콘크리트구조물 표면 전체면에 볼트를 이용하여 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)를 고정하고, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 단부를 실링한 후, 상기 콘크리트구조물(C)과 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 간에 에폭시를 강압 주입하여 내하력을 증가시킨다.
또한, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)에 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)를 고정하고, 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100) 단부를 실링한 후, 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)에 에폭시를 강압주입하여 설치한다.
여기서, 상기 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공방법에 사용되는 주요 부재로서 하중분산 및 보강용 보강재(50), 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100), 에폭시 주입제(건식, 습식), 앵커볼트(Φ8X50∼130) 등이다.
즉, 본 발명에 따른 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공방법은 소정의 두께 및 너비로 이루어진 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)와; 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)와; 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)에 각각 볼트(B)를 매개로 고정 설치되는 브라켓(200)과; 상기 브라켓(200) 간에 볼트(B)를 매개로 고정 설치되는 지지바(300)로 구성된 플랫폼 스크린도어 지지대를 시공하는 방법이다.
이하, 본 발명을 각 단계별로 나누어 상세히 설명한다.
먼저, 시공 대상 플랫폼(F)의 보강을 요하는 콘크리트구조물(C) 표면의 각종 불순물, 이물질을 완전히 제거하고, 치핑, 블래스팅 및 그라인딩 하여 콘크리트구조물 표면을 치핑하고(S Ⅰ), 필요에 따라 단면복구(별도공정)를 시행한다.
여기서, 상기 현장 여건에 준하여 고압세정기를 이용할 수 있다.
또한, 상기 콘크리트구조물(C) 표면의 균열부위는 주입제가 원활하게 침투할 수 있도록 시공 전에 공기압축기를 이용하여 건조시킨 후, 청소한다.
이어서, 상기 콘크리트구조물(C) 표면에 프라이머(P)를 도포하되(S Ⅱ), 즉, 에폭시주입 접착제의 접착력을 확보하기 위해 콘크리트구조물 표면에 에폭시 저점도 건식 프라이머를 도포한다.
습식구간은 설계시 습식 프라이머를 사용한다,
이어서, 상기 콘크리트구조물(C)에 유리섬유, 아라미드섬유, 또는 탄소섬유 등의 고인장 섬유 가운데 적어도 한 종류 이상이 일방향으로 고르게 분포된 섬유심 또는 양방향 로빙섬유 70∼800％에 150℃ 이상의 고온에서 경화되는 잠재성 에폭시수지 또는 상온 경화용 수지가 주를 이루는 충전재가 20∼30％ 함침되어 형성된 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)를 앵커볼트(A)를 매개로 다수 개 고정 설치한다(S Ⅲ).
여기서, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)는 보관, 취급, 재단과정에서 이물질 등이 묻어날 수 있으므로 깨끗이 청소하고, 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)의 부착표면은 면갈이 등으로 거칠게 하여 에폭시 주입제가 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)와 일체로 될 수 있도록 하면 양질의 부착력을 확보할 수 있다.
이어서, 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)에 일정한 간격을 두고 좌측과 우측에 배치되는 한 쌍의 전면판(210)과; 상기 한 쌍의 전면판(210)의 배면에 위치됨과 동시에 일체로 형성되는 후면판(220)과; 상기 전면판(210) 간에 근접한 전면판(210)의 일단부로부터 직각으로 상향으로 연장 형성되는 측면판(230)과; 상기 후면판(220)으로 경사지게 상향으로 연장 형성됨과 동시에 측면판(230)과 일체로 형성되는 경사판(240)으로 구성되며, 상기 한 쌍의 측면판(230)과 경사판(240) 간에 일정한 크기의 삽입공간(250)이 형성된 브라켓(200)을 볼트(B)를 매개로 고정 설치한다(S Ⅳ).
이어서, 상기 브라켓(200) 간에 유리섬유, 아라미드섬유, 또는 탄소섬유 등의 고인장 섬유 가운데 적어도 한 종류 이상이 일방향으로 고르게 분포된 섬유심 또는 양방향 로빙섬유가 70∼80％에 150℃ 이상의 고온에서 경화되는 잠재성 에폭시수지 또는 상온 경화형 수지가 주를 이루는 충전재가 20∼30％ 함침되어 형성되며, 각형 또는 봉형으로 형성된 지지바(300)를 볼트(B)를 매개로 고정 설치한다(S Ⅴ).
이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 플랫폼 스크린 도어 지지대에 대해 구조해석을 시행한다.
1. 본 발명의 구조 해석에서 플랫폼 콘크리트구조물 보강을 위해 복합섬유 보강재 적용 유무의 구조 안전성을 검토하였다.
구조 해석은 상용 유한 요소 해석 소프트웨어인 ANSYS를 활용하여 구조 해석을 수행하였다.
구조 해석은 콘크리트구조물 슬래브 하부면에 하중분산 및 보강을 위한 복합섬유 보강재가 적용되는 경우와 적용되지 않은 2 가지 경우를 각각 다시 풍압 하중이 내부로 작용하는 경우와 외부로 작용하는 경우로 분석하여 총 4가지 경우를 수행하였다.
4가지 경우는 각각 응력 해석, 변형 해석, 좌굴 해석, 총 3 가지의 해석을 수행하였다.
2. 적용하중 및 경계 조건
본 발명의 구조 해석 대상은 200mm의 콘크리트구조물에 하중분산 및 보강용으로 3mm의 복합섬유 보강재가 보강되고, 70mm×50mm 복합섬유보강재 빔이 지지하는 형태이다.
복합섬유보강재 빔과 콘크리트구조물 및 벽면은 10mm 복합섬유 보강재 받침판이 보강되고 스테인리스 스틸 브라켓으로 연결된다.
전체 분석된 형상과 2차원 도면을 바탕으로 3차원 모델링 결과를 그림 1에 명시하였다.
[그림 1-1]
상면 형상
Figure 112014503948345-pat00001
[그림 1-2]
하면 형상
Figure 112014503948345-pat00002
[그림 1-3]
정면 형상
Figure 112014503948345-pat00003
[그림 1-4]
측면 형상
Figure 112014503948345-pat00004
[그림 1-5]
벽면 연결부위 형상
Figure 112014503948345-pat00005
[그림 1-6]
콘크리트구조물 연결부위 형상
Figure 112014503948345-pat00006
[그림 1-7]
브라켓 형상
Figure 112014503948345-pat00007
본 발명의 구조 해석을 수행하기 위하여 유한 요소 해석 모델을 생성한 결과를 그림 2에 명시하였다.
총 생성된 요소수는 3018개가 적용되었다.
사용된 요소는 사각형 형태인 복합섬유 보강재와 지지바에는 Hexa 요소가 사용되었으며 연결부위는 Tetra 요소가 적용되었다.
경계 조건은 콘크리트구조물의 내부 3면과 지지대가 부착되는 벽면 부위를 고정 경계 조건으로 적용하였다.
하중은 스크린 도어 및 지지벽에 의한 풍압 하중 및 풍압에 의한 모멘트, 콘크리트구조물에 의한 인압 하중이 가해지고, 콘크리트구조물과 복합섬유 보강재의 자중을 고려하여 적용하였다.
단, 스크린 도어 및 지지벽의 자중은 생략하였다.
그림 3은 동일한 하중 하에 풍압 하중이 내부로 작용하는 경우이고, 그림 4는 풍압 하중이 외부로 작용하는 경우이다.
최종 계산된 하중은 안전율 1.5를 적용하였다.
1) 풍압 하중: 23,623 N × 1.5(안전율) = 35,435 N ÷ 4800mm = 7.38 N/mm (라인 하중 적용)
2) 풍압 하중에 의한 모멘트: 21,969,843 Nㆍmm X 1.5(안전율) = 32, 954, 765 Nㆍmm (라인 하중 적용)
3) 인압력: 0.00098 N/㎡ X 1.5(안전율) = 0.00147 N/㎡
[그림 2-1]
상면 유한 요소 모델링 형상
Figure 112014503948345-pat00008
[그림 2-2]
하면 유한 요소 모델링 형상
Figure 112014503948345-pat00009
[그림 2-3]
벽면 연결부위 유한 요소 모델링 형상
Figure 112014503948345-pat00010
[그림 2-4]
콘크리트구조물 연결부위 유한 요소 모델링 형상
Figure 112014503948345-pat00011
[그림 3]
적용 하중 CASE 1
Figure 112014503948345-pat00012
[그림 4]
적용 하중 Case 2
Figure 112014503948345-pat00013
3. 적용된 재료의 물성치
본 발명의 구조 해석 대상은 콘크리트구조물 하부면에 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재가 보강된 콘크리트구조물이다.
콘크리트구조물과 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재의 연결부위인 브라켓은 스테인리스 스틸 재질로 적용된다.
따라서 콘크리트구조물 및 스테인리스 스틸 재질은 상용화된 물성치를 적용하였다.
하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 재질은 시편 시험을 통해 물성치를 획득한 결과를 적용하였다.
[표 1]
적용된 재료의 기계적 물성치
Figure 112014503948345-pat00014
Figure 112014503948345-pat00015
Figure 112014503948345-pat00016
Figure 112014503948345-pat00017
4. 풍압하중 구조 해석 결과
4.1. 구조 해석 결과 Case 1-1
본 발명의 구조 해석 Case 1-1은 3mm의 복합섬유 보강재가 콘크리트구조물 슬래브 하부면에 보강되지 않고, 하중은 풍압이 외부에서 내부로 작용하는 경우이다.
Case 1-1의 구조해석 결과 최대 응력은 지지바에서 37.94MPa로서 10년의 피로수명을 고려하면 다소 불안전한 것으로 검토되었다.
변위 해석 결과는 콘크리트구조물에서 0.51mm로 검토되어 변위도 다소 불안전한 것으로 확인되었다.
좌굴 해석 결과 1차 좌굴 하중 배수는 1510으로서 좌굴에는 안정한 콘크리트구조물인 것으로 검토되었다.
좌굴 부위는 콘크리트구조물에서 발생하는 것으로 검토되었다.
좌굴 해석은 1차와 2차 수행하였는데 1차에서 안정한 콘크리트구조물인 것을 확인하였다.
그림 5∼7은 구조 해석을 통한 응력, 변형, 좌굴 해석 결과를 보여주고 있다.
[그림 5]
응력 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00018
Figure 112014503948345-pat00019
[그림 6]
변위 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00020
[그림 7]
좌굴 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00021
Figure 112014503948345-pat00022
4.2. 구조 해석 결과 Case 1-2
본 발명의 구조 해석 Case 1-2는 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 3mm가 콘크리트구조물 슬래브 하부면에 보강되지 않고, 하중은 풍압이 내부에서 외부로 작용하는 경우이다.
Case 1-2의 구조해석 결과 최대 응력은 지지바에서 59.04MPa로서 10년의 피로수명을 고려하면 현재 콘크리트구조물로는 불안전한 것으로 검토되었다.
변위 해석 결과는 콘크리트구조물에서 0.69mm로 검토되어 변위도 불안전한 것으로 확인되었다.
좌굴 해석 결과 1차 좌굴 하중 배수는 22로서 좌굴에는 안정한 콘크리트구조물인 것으로 검토되었다.
좌굴 부위는 지지바에서 발생하는 것으로 검토되었다.
좌굴 해석은 1차와 2차 수행하였는데 1차에서 안정한 콘크리트구조물인 것을 확인하였다.
그림 8∼10은 구조 해석을 통한 응력, 변형, 좌굴 해석 결과를 보여주고 있다.
[그림 8]
Figure 112014503948345-pat00023
[그림 9]
변위 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00025
[그림 10]
좌굴 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00026
Figure 112014503948345-pat00027
4.3. 구조 해석 결과 Case 2-1
본 발명의 구조 해석 Case 2-1은 콘크리트구조물 슬래브 하부면에 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 3mm가 보강된 형태이며, 하중은 풍압이 외부에서 내부로 작용하는 경우이다.
전체 구조 해석 결과 3mm의 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재가 적용되었을 때 안전성이 매우 개선되는 효과가 확인되었다.
Case 2-1의 구조해석 결과 최대 응력은 지지바에서 10.02MPa로서 충분히 안전한 것으로 검토되었다.
각 부위별 최대 응력은 콘크리트구조물은 2.23MPa, 3mm 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재는 3.34MPa, 연결부위 복합섬유 보강재는 1.11MPa로 확인되어 각 부위도 충분히 안전한 것으로 검토되었다.
변위 해석 결과는 콘크리트구조물에서 0.13mm로 검토되어 변위도 충분히 안전한 것으로 확인되었다.
좌굴 해석 결과 1차 좌굴 하중 배수는 4986으로서 충분히 좌굴에 안정한 콘크리트구조물인 것으로 검토되었다.
좌굴 부위는 콘크리트구조물 부위에서 발생하는 것으로 검토되었다.
좌굴 해석은 1차와 2차 수행하였는데 1차에서 충분히 안정한 콘크리트구조물인 것을 확인하였다.
그림 11∼13은 구조 해석을 통한 응력, 변형, 좌굴 해석 결과를 보여주고 있다.
[그림 11]
응력 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00028
Figure 112014503948345-pat00029
[그림 12]
변위 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00030
[그림 13]
좌굴 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00031
Figure 112014503948345-pat00032
4.4 구조 해석 결과 Case 2-2
본 발명의 구조 해석 Case 2-2는 콘크리트구조물 슬래브 하부면에 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 3mm가 보강된 형태이며, 하중은 풍압이 내부에서 외부로 작용하는 경우이다.
전체 구조 해석 결과 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 3mm가 적용되었을 때 안전성이 매우 개선되는 효과가 확인되었다.
Case 2-2의 구조해석 결과 최대 응력은 지지바에서 15.47MPa로서 충분히 안전한 것으로 검토되었다.
각 부위별 최대 응력은 콘크리트구조물은 3.44MPa, 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 3mm는 3.44MPa, 연결부위 패널은 1.71MPa로 확인되어 각 부위도 충분히 안전한 것으로 검토되었다.
변위 해석 결과는 콘크리트구조물에서 0.23mm로 검토되어 변위도 충분히 안전한 것으로 확인되었다.
좌굴 해석 결과 1차 좌굴 하중 배수는 66으로서 충분히 좌굴에 안정한 콘크리트구조물인 것으로 검토되었다.
좌굴 부위는 지지바 부위에서 발생하는 것으로 검토되었다.
좌굴 해석은 1차와 2차 수행하였는데 1차에서 충분히 안정한 콘크리트구조물인 것을 확인하였다.
그림 14∼16은 구조 해석을 통한 응력, 변형, 좌굴 해석 결과를 보여주고 있다.
[그림 14]
응력 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00033
Figure 112014503948345-pat00034
[그림 15]
변위 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00035
[그림 16]
좌굴 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00036
Figure 112014503948345-pat00037
4.5. 연결부위 구조 해석 결과 Case 1-1
본 발명의 구조 해석 Case 1-1은 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 3mm가 콘크리트구조물 슬래브 하부면에 보강되지 않고, 하중은 풍압이 외부에서 내부로 작용하는 경우이다.
Case 1-1의 콘크리트구조물과 지지바의 연결부위 구조 해석 결과 최대 응력은 21.07MPa로 확인되어 다소 불안전한 것으로 검토되었다.
그림 17은 구조 해석을 통한 콘크리트구조물과 지지바의 연결부위 응력 해석 결과를 보여주고 있다.
[그림 17]
콘크리트구조물과 지지바의 연결부위 응력 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00038
Figure 112014503948345-pat00039
본 발명의 Case 1-1의 지지바와 벽면의 연결부위 구조 해석 결과 최대 응력은 16.86MPa로 확인되어 다소 불안전한 것으로 검토되었다.
그림 18은 구조 해석을 통한 지지바와 벽면의 연결부위 응력 해석 결과를 보여주고 있다.
[그림 18]
지지바와 벽면의 연결부위 응력 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00040
Figure 112014503948345-pat00041
4.6. 연결부위 구조 해석 결과 Case 1-2
본 발명의 구조 해석 Case 1-2는 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 3mm가 콘크리트구조물 슬래브 하부면에 보강되지 않고, 하중은 풍압이 내부에서 외부로 작용하는 경우이다.
Case 1-2의 콘크리트구조물과 지지바의 연결부위 구조 해석 결과 최대 응력은 32.80MPa로 확인되어 다소 불안전한 것으로 검토되었다.
그림 19는 구조 해석을 통한 콘크리트구조물과 지지바의 연결부위 응력 해석 결과를 보여주고 있다.
[그림 19]
콘크리트구조물과 지지바의 연결부위 응력 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00042
Figure 112014503948345-pat00043
본 발명의 Case 1-2의 지지바와 벽면의 연결부위 구조 해석 결과 최대 응력은 26.24MPa로 확인되어 다소 불안전한 것으로 검토되었다.
그림 20은 구조해석을 통한 지지바와 벽면의 연결부위 응력 해석 결과를 보여주고 있다.
[그림 20]
지지바와 벽면의 연결부위 응력 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00044
Figure 112014503948345-pat00045
4.7. 연결부위 구조 해석 결과 Case 2-1
본 발명의 구조 해석 Case 2-1은 콘크리트구조물 슬래브 하부면에 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 3mm가 보강된 형태이며, 하중은 풍압이 외부에서 내부로 작용하는 경우이다.
Case 2-1의 콘크리트구조물과 지지바의 연결부위 구조 해석 결과 최대 응력은 8.90MPa로 확인되어 충분히 안전한 것으로 검토되었다.
그림 21은 구조 해석을 통한 콘크리트구조물과 지지바의 연결부위 응력 해석 결과를 보여주고 있다.
[그림 21]
콘크리트구조물과 지지바의 연결부위 응력 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00046
Figure 112014503948345-pat00047
Case 2-1의 지지바와 벽면의 연결부위 구조 해석 결과 최대 응력은 3.34MPa로 확인되어 충분히 안전한 것으로 검토되었다.
그림 22는 구조 해석을 통한 지지바와 벽면의 연결부위 응력 해석 결과를 보여주고 있다.
[그림 22]
지지바와 벽면의 연결부위 응력 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00048
Figure 112014503948345-pat00049
4.8. 연결부위 구조 해석 결과 Case 2-2
본 발명의 구조 해석 Case 2-2는 콘크리트구조물 슬래브 하부면에 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 3mm가 보강된 형태이며, 하중은 풍압이 내부에서 외부로 작용하는 경우이다.
Case 2-2의 콘크리트구조물과 지지바의 연결부위 구조 해석 결과 최대 응력은 13.75MPa로 확인되어 충분히 안전한 것으로 검토되었다.
그림 23은 구조 해석을 통한 콘크리트구조물과 지지바의 연결부위 응력 해석 결과를 보여주고 있다.
[그림 23]
콘크리트구조물과 지지바의 연결부위 응력 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00050
Figure 112014503948345-pat00051
본 발명의 Case 2-2의 지지바와 벽면의 연결부위 구조 해석 결과 최대 응력은 5.16MPa로 확인되어 충분히 안전한 것으로 검토되었다.
그림 24는 구조 해석을 통한 지지바와 벽면의 연결부위 응력 해석 결과를 보여주고 있다.
[그림 24]
지지바와 벽면의 연결부위 응력 해석 결과
Figure 112014503948345-pat00052
Figure 112014503948345-pat00053
5. 결론
본 발명의 구조 해석에서 플랫폼 콘크리트구조물 보강을 위해 복합섬유 보강재 적용 유무의 구조 안전성을 검토하였다.
구조 해석은 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 3mm가 적용되는 경우와 적용되지 않은 2 가지 경우를 각각 다시 풍압 하중이 내부로 작용하는 경우와 외부로 작용하는 경우로 분석하여 총 4 가지 Case를 수행하였다.
4 가지 Case는 각각 응력 해석, 변형 해석, 좌굴 해석, 총 3 가지의 해석을 수행하였다.
최종 해석 결과를 분석한 결과 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 3mm가 보강 전에는 10년의 피로 수명을 고려한 구조 안전성 검토 결과 다소 불안전한 것으로 검토되었다.
하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 3mm가 보강되었을 때 보강 전 보다 응력 및 변위가 모두 개선되어 충분히 안전한 것으로 검토되었다.
따라서 본 건축 시공을 위하여 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재 3mm 가 보강되면 안전성이 매우 증가할 것으로 판단된다.
표 2에 4 Case의 구조 해석 결과를 요약하였다.
개선 정도는 표 3에 제시하였다.
또한 구조 설계 및 시공 관점에서 복합섬유 보강재 보강 공법은 다음과 같은 장점과 안전성 증대 및 경제적 비용 절감 효과가 있다.
(1) 복합섬유 보강재 보강공법은 기존의 강판보강공법과 비교했을 때 시공이 간편하고 용이하다.
강판은 자중 자체가 무거워 가공이 어려운 단점이 있다.
또한 강재는 부식이 쉽게 발생하므로 강도 저하가 빠르고, 불연속부의 문제점이 있으므로 유지보수 비용이 증가하는 단점이 있다.
(2) 복합섬유 보강재 보강공법은 기존의 강판보강공법과 비교했을 때 무게비 강도가 뛰어나 경량 구조물이면서 강도가 더욱 개선된다.
복합섬유 보강재에 의한 철근콘크리트구조물의 보강공법은 자중이 강판의 약 1/5로서 현장시공이 용이하며, 이음부를 최소화할 수 있어 이음부에서 발생하는 국부적인 파손을 최소화할 수 있다.
(3) 170 ∼ 200℃의 고온에서 사출 성형된 고인장 복합섬유 보강재는 내구성, 내후성이 우수하여 외부환경에 의한 풍화 부식을 방지하며, 시공 후 추가적인 보수가 불필요하고, 2차적인 균열발생 및 철근의 부식과 침식을 근본적으로 차단하는 효과가 우수하다.
(4) 복합섬유 보강재는 콘크리트구조물 하부면에 보강했을 때 내하력 증진 및 내구성을 증진시키고 시공성이 용이하므로 장기적으로 경제적이다.
따라서 콘크리트구조물 보강 공법으로 매우 우수한 공법이다.
[표 2]
구조 해석 결과 요약
Figure 112014503948345-pat00054
[표 3]
3mm 복합섬유 보강재가 보강되었을 때 개선 결과 요약
Figure 112014503948345-pat00055
Figure 112014503948345-pat00056
50: 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재
100: 집중하중 분산용 복합섬유 보강재
200: 브라켓 210: 전면판
220: 후면판 230: 측면판
240: 경사판 250: 삽입공간
300: 지지바 400: 이음부보강재
A: 앵커볼트 B: 볼트
C: 콘크리트구조물 D: 스크린 도어
F: 플랫폼 P: 프라이머
S: 플랫폼 스크린 도어 지지대

Claims (13)

  1. 소정의 두께 및 너비로 이루어진 한 쌍의 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)와; 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재의 일측 상면에 설치되며, 소정의 두께 및 너비로 이루어진 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)와; 상기 한 쌍의 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)에 각각 볼트(B)를 매개로 고정 설치되는 브라켓(200)과; 상기 브라켓(200) 간에 볼트(B)를 매개로 고정 설치되는 지지바(300)로 구성되고,
    상기 브라켓(200)은 일정한 간격을 두고 좌측과 우측에 배치되는 한 쌍의 전면판(210)과; 상기 한 쌍의 전면판(210)의 하면에 위치하여 하중을 분산하도록 함과 동시에 일체로 형성되는 후면판(220)과; 상기 전면판(210) 간에 근접한 전면판(210)의 일단부로부터 직각으로 상향으로 연장 형성되는 측면판(230)과; 상기 후면판(220)으로 경사지게 상향으로 연장 형성됨과 동시에 측면판(230)과 일체로 형성되는 경사판(240)으로 구성되며, 상기 한 쌍의 측면판(230)과 경사판(240) 간에 일정한 크기의 삽입공간(250)이 형성됨을 특징으로 하는 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)는 유리섬유, 아라미드섬유, 또는 탄소섬유의 고인장 섬유 가운데 적어도 한 종류 이상이 일방향으로 고르게 분포된 섬유심 또는 양방향 로빙섬유 70∼80％에 150℃ 이상의 고온에서 또는 상온에서 경화되는 잠재성 에폭시수지가 주를 이루는 충전재가 20∼30％ 함침되어 형성됨을 특징으로 하는 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지바(300)는 유리섬유, 아라미드섬유, 또는 탄소섬유의 고인장 섬유 가운데 적어도 한 종류 이상이 일방향으로 고르게 분포된 섬유심 또는 양방향 로빙섬유 70∼80％에 150℃ 이상의 고온에서 경화 또는 상온에서 경화되는 잠재성 에폭시수지가 주를 이루는 충전재가 20∼30％ 함침되어 형성됨을 특징으로 하는 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 지지바(300)는 각형 또는 봉형으로 형성됨을 특징으로 하는 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대.
  6. 플랫폼(F)의 콘크리트구조물(C)에 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대(S)를 시공하는 방법으로서,
    시공 대상 플랫폼(F)의 콘크리트구조물(C)를 치핑하는 단계(S Ⅰ);
    상기 콘크리트구조물(C)에 프라이머(P)를 도포하는 단계(S Ⅱ);
    상기 콘크리트구조물(C)의 저면에 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)를 길이방향으로 포설하여 부착하는 단계(S Ⅲ);
    상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 저면에 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)를 앵커볼트(A) 및 볼트(B)를 매개로 다수 개 고정 설치하는 단계(S Ⅳ);
    상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)에 브라켓(200)을 볼트(B)를 매개로 고정 설치하는 단계(S Ⅴ);
    상기 브라켓(200) 간에 지지바(300)를 볼트(B)를 매개로 고정 설치하는 단계(S Ⅵ)로 이루어짐을 특징으로 하는 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 콘크리트구조물(C)에 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)를 앵커볼트(A) 및 볼트(B)를 매개로 다수 개 고정 설치한 후, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100) 단부를 에폭시수지로 실링하는 단계(S Ⅳ-1)를 추가함을 특징으로 하는 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)의 단부를 에폭시수지로 실링한 후, 상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)에 주입구와 배기구를 설치하고, 상기 주입구를 통해 에폭시수지를 강압 주입 및 양생하는 단계(S Ⅳ-2)를 추가함을 특징으로 하는 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대(S)는 소정의 두께 및 너비로 이루어진 한 쌍의 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)와; 상기 집중하중 분산용 복합섬유 보강재의 일측 상면에 설치되며, 소정의 두께 및 너비로 이루어진 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50)와; 상기 한 쌍의 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)에 각각 볼트(B)를 매개로 고정 설치되는 브라켓(200)과; 상기 브라켓(200) 간에 볼트(B)를 매개로 고정 설치되는 지지바(300)로 이루어짐을 특징으로 하는 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하중분산 및 보강용 복합섬유 보강재(50) 및 집중하중 분산용 복합섬유 보강재(100)는 유리섬유, 아라미드섬유, 또는 탄소섬유의 고인장 섬유 가운데 적어도 한 종류 이상이 일방향으로 고르게 분포된 섬유심 또는 양방향 로빙섬유 70∼80％에 150℃ 이상의 고온에서 경화 또는 상온에서 경화되는 잠재성 에폭시수지가 주를 이루는 충전재가 20∼30％ 함침되어 형성됨을 특징으로 하는 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 브라켓(200)은 일정한 간격을 두고 좌측과 우측에 배치되는 한 쌍의 전면판(210)과; 상기 한 쌍의 전면판(210)의 하면에 위치하여 하중을 분산하도록 함과 동시에 일체로 형성되는 후면판(220)과; 상기 전면판(210) 간에 근접한 전면판(210)의 일단부로부터 직각으로 상향으로 연장 형성되는 측면판(230)과; 상기 후면판(220)으로 경사지게 상향으로 연장 형성됨과 동시에 측면판(230)과 일체로 형성되는 경사판(240)으로 구성되며, 상기 한 쌍의 측면판(230)과 경사판(240) 간에 일정한 크기의 삽입공간(250)이 형성됨을 특징으로 하는 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 지지바(300)는 유리섬유, 아라미드섬유, 또는 탄소섬유의 고인장 섬유 가운데 적어도 한 종류 이상이 일방향으로 고르게 분포된 섬유심 또는 양방향 로빙섬유 70∼80％에 150℃ 이상의 고온에서 경화되는 잠재성 에폭시수지가 주를 이루는 충전재가 20∼30％ 함침되어 형성됨을 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공방법.
  13. 제9항 또는 제12항에 있어서,
    상기 지지바(300)는 각형 또는 봉형으로 형성됨을 특징으로 하는 복합섬유 보강재를 이용한 플랫폼 스크린 도어 지지대 시공방법.
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