KR101544422B1

KR101544422B1 - 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치 및 이를 이용한 구조물 보강공법

Info

Publication number: KR101544422B1
Application number: KR1020150012906A
Authority: KR
Inventors: 박영수; 한찬희
Original assignee: 한우코리아(주); 박영수
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2015-08-13

Abstract

본 발명은 와이어로프와 앵커볼트를 이용하여 구조물의 기둥, 슬래브, 보를 보강하여 내구력을 증강시키도록 한 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치 및 이를 이용한 구조물 보강공법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 콘크리트 구조물 보강장치는 양측 단부가 각각 일정 길이만큼 풀어 헤쳐져 풀림부(11)가 형성된 와이어로프(10)와, 상기 와이어로프(10)의 풀림부(11)에 일측 머리부(21)가 감싸여지도록 마련되는 앵커볼트(20)와, 상기 와이어로프(10)에 관통되어 내부에 상기 풀림부(11)에 감싸여진 앵커볼트(20)의 머리부(21)가 수용되고 양측에는 수용된 머리부(21)의 인출을 차단하도록 압착되어 압착부(31)가 형성된 앵커볼트 고정관(30)과, 상기 앵커볼트(20)의 다리부(22)에 결합되어 앵커볼트(20)를 구조물에 고정하고 상기 와이어로프(10)를 긴장시키기 위한 고정수단(40)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치 및 이를 이용한 구조물 보강공법{Reinforcing device with wirerope and anchor bolt for structure and reinforcing method using the same}

본 발명은 와이어로프와 앵커볼트를 이용하여 구조물의 기둥, 슬래브, 보를 보강하여 내구력을 증강시키도록 한 구조물 보강장치 및 이를 이용한 구조물 보강공법에 관한 것이다.

토목 건축용으로 구축되는 각종의 콘크리트 구조물은 기상 변화와 해수·지하수·빗물 등의 각종 오염수 및 화합물의 작용에 의해 콘크리트의 품질이 점차로 나빠져 가는 열화 현상이 진행된다.

따라서, 콘크리트 구조물은 주기적으로 안전진단을 실시한 후, 안전진단 결과 구조물에서 요구되는 강도에 미치지 못하거나 비정상적인 박리·박락·균열 등의 손상이 발견될 경우, 구조물의 강성 증진 및 내하력을 향상시키기 위한 보수·보강작업을 실시해야 한다.

종래, 콘크리트 구조물의 보수·보강과 관련된 기술의 예로서, 대한민국 공개특허공보 공개번호 특1999-024271호 및 특2002-0039389호와 같은 기술들이 개시된 바 있다.

상기 선행기술들은 격자형태로 조립한 스테인리스 스틸 와이어메쉬를 이용해 콘크리트 구조물의 내하력을 증진시키는 공법으로서, 스테인리스 스틸 와이어 메쉬가 철근 역할을 수행하고, 마감층을 형성하는 보강용 몰탈의 부착성능으로 기존의 모체와 같이 거동하여 보강효과를 발휘하는 공법이다.

따라서, 노후된 철근 콘크리트의 강성부족 및 초과 하중으로 인한 보강차원에서 철근대용의 스테인리스 스틸 와이어메쉬가 보강몰탈에 의해 기존콘크리트와 부착되어 빔 또는 슬래브의 인장력에 저항하는 철근의 모멘트 저항력을 증가시켜 보강효과를 발휘하게 된다.

그러나, 위와 같이 와이어메쉬를 이용해 콘크리트 구조물을 보수·보강하는 선행 기술들은 콘크리트 구조물에 부착되는 와이어 메쉬의 긴장상태에 따라 품질이 좌우되는데 아래와 같은 이유로 긴장력을 확보하기가 곤란하여 보수 보강효과를 감소시키는 단점이 있다

한편, 종래 콘크리트 구조물의 보수·보강과 관련된 기술의 다른 예로서 대한민국 특허등록 제0311054호에는 탄소섬유·유리섬유 또는 아라미드 섬유(aramid fiber) 등의 표면에 미세한 규사나 가넷(garnet) 골재를 함침시킨 섬유로드 보강재를 이용하여 콘크리트 구조물의 내하력을 증진시키는 보수보강 공법이 개시되어 있다.

이와 같이 섬유로드 보강재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수·보강 공법은 섬유로드 보강재가 가볍고 몰탈 접착력이 좋으며, 인장강도가 크고 부식이 발생되지 않으며, 보강 목적에 따른 보강량 증감 및 단구간 시공시 절단 및 시공이 유리한 등의 여러 장점이 있다.

그러나, 위와 같은 섬유로드를 이용한 콘크리트 구조물의 보수·보강 공법은 순간적인 충격이 가해졌을 때 파괴(손으로 꺾어도 부러짐)되기 쉬우므로 내진의 효과를 발휘할 수 없는 문제점이 있고, 일정 곡률이상 휘면 부러지므로 시공이 거의 불가능하며, 이로 인해 과다한 이음시공과 인장력 전달 부재와 연결부 미끄러짐이 발생되는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 최근에는 구조물의 해당 기둥이나 슬라브의 저면 양쪽에 앵글지지대를 길게 고정해 두고 상기 앵글지지대를 연결하는 와이어로프를 볼트너트로 조여서 긴장재로 사용함으로써, 구조물의 내구력을 증강시키도록 한 기술이 실시되고 있다.

그러나 종래의 기술은 와이어로프와 볼트너트의 결합시 조립성이 좋지 않고, 그에 따라 시공성이 좋지 않은 문제가 있었다.

등록실용신안공보 제0291524호(등록일: 2002.09.26, 고안의 명칭: 와이어로프와 스프링을 복합한 콘크리트 구조물용 보강재) 등록특허공보 제0953824호(등록일: 2010.4.12, 발명의 명칭: 건물의 기둥구조물 보강용 티자형 강재 및 기둥구조물 보강구조의 시공방법)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 와이어로프와 앵커볼트 및 고정수단을 이용하여 간단한 구조로 보강장치를 형성할 수 있음과 아울러 각 구성을 간편하게 결합할 수 있어 조립성이 좋고, 그에 따라 시공비용 절감은 물론 전체적인 시공성을 향상시킬 수 있는 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치 및 이를 이용한 구조물 보강공법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치는 구조물의 보강부분의 길이에 근접하는 길이로 와이어로프를 절단하고, 그 와이어로프(10)의 양측 단부에 각각 앵커볼트 고정관(30)을 관통시킨 후 상기 와이어로프(10)의 양측 단부를 각각 일정 길이만큼 풀어 헤쳐 다수개의 단위로프를 이루도록 풀림부(11)를 형성하는 단계와, 각각의 단위로프를 앵커볼트(20)의 머리부(21)에 방사상으로 구비하여 풀림부(11)가 머리부(21)를 감싸게 한 후 상기 앵커볼트 고정관(30)을 이동시켜 내부로 상기 풀림부(11)가 감싸여진 머리부(21)를 수용되게 하는 단계와, 그 후 상기 앵커볼트 고정관(30)의 양쪽 단부를 압착시켜 각각 와이어로프(10)와 앵커볼트(20)의 다리부(22)에 밀착되게 하여 상기 머리부(21)의 인출을 차단하는 단계를 거쳐 구조물 보강장치를 조립하여 형성하고, 구조물의 보강하고자 하는 위치에 고정수단(40)을 설치한 후 그 고정수단(40)에 구조물 보강장치의 앵커볼트(20) 다리부(22)를 결합 고정하여 와이어로프에 긴장력을 주는 단계를 거쳐 구조물을 보강하는 것을 특징으로 한다.

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상기 구조물 보강장치를 조립하는 경우, 상기 풀림부(11)를 형성한 후 와이어로프의 풀림을 방지하기 위해 풀림부(11)의 안쪽을 결속고리편(50)으로 결속하고, 상기 머리부(21)를 감싸고 있는 풀림부(11)는 접착테이프(60)로 말아 앵커볼트(20)에 결합하는 단계를 더 거쳐 조립하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 콘크리트 구조물의 기둥을 보강하는 경우, 그 기둥의 코너에는 코너비드(70)를 구비하고, 각 면의 중간부분에는 새들(75)을 구비하여 상기 와이어로프(10)가 코너비드(70)와 새들(75)을 감싼 채 기둥의 둘레를 결속하여 보강하도록 한다.

또한, 상기 콘크리트 구조물의 슬래브를 보강하는 경우, 그 슬래브에는 와이어로프(20)의 중간부분을 지지한 채로 외측으로 돌출시켜 인장력을 증가시키도록 새들(75)을 설치하도록 한다.

상기의 구성으로 이루어진 본 발명에 따르면, 와이어로프와 앵커볼트의 연결이 용이함은 물론 견고하게 연결할 수 있고, 그에 따라 와이어로프의 인장력을 높일 수 있으며, 구성 간 결합이 간단하여 종래에 비해 구조물 보강장치의 조립성이 좋고, 간편하게 시공할 수 있어 시공비용 절감은 물론 시공성 향상을 기대할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치를 보인 분해사시도,
도 2는 본 발명에 따른 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치에서 와이어로프와 앵커볼트 및 앵커볼트 고정관을 보인 분리사시도,
도 3은 도 2의 결합단면도,
도 4는 본 발명에 따른 와이어로프와 앵커볼트의 연결과정을 보인 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치에서 결속고리편과 접착테이프가 설치된 단면상태도,
도 6은 본 발명에 따른 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강과정을 보인 순서도,
도 7은 본 발명에 따른 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치를 기둥에 설치하여 보강한 상태도,
도 8은 본 발명에 따른 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치를 슬래브에 설치하여 보강한 상태도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치 및 이를 이용한 구조물 보강공법을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치를 보인 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치에서 와이어로프와 앵커볼트 및 앵커볼트 고정관을 보인 분리사시도이며, 도 3은 도 2의 결합단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 와이어로프와 앵커볼트의 연결과정을 보인 순서도이며, 도 5는 본 발명에 따른 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치에서 결속고리편과 접착테이프가 설치된 단면상태도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치는 와이어로프(10)와, 앵커볼트(20), 앵커볼트 고정관(30)을 포함하여 이루어진다.

상기 와이어로프(10)는 앵커볼트(20)에 용접결합되는 것이 아니라 앵커볼트를 감싸도록 한 채로 구비되고, 상기 앵커볼트 고정관(30)에 걸려 앵커볼트로부터 분리되지 않게 된다.

이러한 상기 와이어로프(10)는 보강하고자 하는 구조물의 대상물(기둥, 슬래브, 보)에 따라 그 길이가 결정되며, 양측 단부에는 상기 앵커볼트(20)를 감싸도록 각각 일정 길이만큼 풀어 헤쳐져 다수개의 단위로프로 구비되도록 풀림부(11)가 형성된다.

이때, 상기 와이어로프(10)에는 풀림부(11)의 안쪽으로 와이어로프의 풀림이 방지되도록 결속고리편(50)이 구비되어 와이어로프를 결속하도록 설치된다.

상기 결속고리편(50)은 설치되지 않아도 풀림부에 연장되어 와이어로프가 쉽게 풀리지는 않으나, 풀림자체를 원천 봉쇄하도록 하여 와이어로프의 내구성을 높이기 위해 설치되는 것이다.

상기 앵커볼트(20)는 일측에 머리부(21)가 형성되고, 타측에는 외주면에 나사산이 형성된 다리부(22)로 된 통상 사용되는 볼트로 이루어진 것이고, 상기 머리부(21)에 상기 와이어로프(10)의 풀림부(11)가 감싸여지는 것이다.

상기 앵커볼트 고정관(30)은 상기 와이어로프(10)에 관통되게 설치되고, 내부에 상기 풀림부(11)에 감싸여진 앵커볼트(20)의 머리부(21)가 수용된 상태로 양측이 압착부(31)가 형성되어 내부에 수용된 머리부(21)의 인출이 차단되도록 함은 물론 그 머리부(21)를 감싸고 있는 와이어로프의 단위로프들이 인출되는 것을 차단하게 된다.

상기 와이어로프(10)의 단위로프들은 상기 머리부(21)가 쐐기역할을 하게 됨으로써 앵커볼트 고정관(30)으로부터 분리되지 않게 되는 것이다.

상기 압착부(31)는 압착기 등을 이용하여 앵커볼트 고정관(30)을 외부에서 압착하여 각각 와이어로프(10)와 앵커볼트(20)의 다리부(22) 외표면에 밀착되도록 형성되어 진다.

상기 압착부(31)에 의해 앵커볼트 고정관(30)의 양측 단부의 내경이 줄어든 상태임에 따라 와이어로프는 물론 앵커볼트의 인출이 이루어지지 않는 것이고, 와이어로프를 최대한 긴장하더라도 분리되거나 파손가능성이 없어 기존의 와이어로프에 비해 인장력을 더 높일 수 있게 된다.

본 발명의 구조물 보강장치는 고정수단(40)에 의해 구조물에 고정되어 해당 구조물을 보강하게 된다.

상기 고정수단(40)은 상기 앵커볼트(20)의 다리부(22)에 결합되어 앵커볼트(20)를 구조물에 고정하여 상기 와이어로프(10)를 긴장시키기 위한 구성으로, 첨부 도면에서는 일 실시예로서 고정너트(41), 앵글(42), 구조물고정용 앵커볼트(43) 및 너트(44)로 구성되어 있다.

상기 고정수단(40)의 구조는 구조물의 보강부분(기둥, 슬래브)이나 상황에 따라 변경될 수 있는 것으로, 첨부도면에 도시된 구조에 한정되지 않고 여러 형태로 구성될 수 있다.

한편, 상기 앵커볼트(20)의 머리부(21)에 감싸여진 풀림부(11) 외면에는 접착테이프(60)가 말려지도록 구비될 수 있다. 상기 접착테이프(60)는 상기 풀림부(11)를 앵커볼트(20)의 머리부(21)와 인접한 다리부의 일측에 밀착결합시키게 되는 것으로 와이어로프를 앵커볼트(20)로부터 분리되지 않게 하는 역할을 하게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강과정을 보인 순서도이고, 도 7은 본 발명에 따른 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치를 기둥에 설치하여 보강한 상태도이며, 도 8은 본 발명에 따른 와이어로프와 앵커볼트를 이용한 구조물 보강장치를 슬래브에 설치하여 보강한 상태도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 구조물 보강장치를 이용한 구조물 보강공법은 와이어로프(10)의 양측 단부에 각각 앵커볼트 고정관(30)을 관통시킨 후 상기 와이어로프(10)의 양측 단부를 각각 일정 길이만큼 풀어 헤쳐 다수개의 단위로프를 이루도록 풀림부(11)를 형성하는 단계(S100)와, 각각의 단위로프를 앵커볼트(20)의 머리부(21)에 방사상으로 구비하여 풀림부(11)로 머리부(21)를 감싸게 하는 단계(S200)와, 상기 앵커볼트 고정관(30)을 이동시켜 상기 풀림부(11)가 감싸여진 머리부(21)가 내부로 수용되게 하는 단계(S200)와, 그 후 상기 앵커볼트 고정관(30)의 양쪽 단부를 압착시켜 각각 와이어로프(10)와 앵커볼트(20)의 다리부(22)에 밀착되게 하여 상기 머리부(21)의 인출을 차단하는 단계(S300)를 거쳐 구조물 보강장치를 형성하고, 구조물의 보강부분의 선택된 위치에 하나 이상의 고정수단(40)을 설치하여 고정하는 단계(S400)와, 상기 고정수단(40)에 상기 구조물 보강장치의 와이어로프 양측에 결합된 앵커볼트(20)의 다리부(22)를 각각 고정하여 상기 와이어로프(10)에 긴장력을 부여하는 단계(S500)를 거쳐 구조물을 보강하게 된다.

상기 S200단계에서 상기 머리부에 감싸여지는 풀림부(11)의 단위로프들은 상기 머리부(21)에 어느 한쪽으로 몰리거나 쏠리지 않고 일정 간격으로 가지런하게 펼쳐진 상태로 감싸도록 한다.

상기 S300단계에서 상기 머리부(21)를 감싸는 풀림부(11)는 머리부(21)가 쐐기역할을 하게 됨으로써 그 머리부를 거쳐 앵커볼트 고정관(30)을 통해 인출되는 것이 차단되는 것이다.

이때, 상기 풀림부(11)를 형성한 후 와이어로프의 풀림을 방지하기 위해 풀림부(11)의 안쪽을 결속고리편(50)으로 결속하는 단계(S150)와, 상기 머리부(21)를 감싸고 있는 풀림부(11)를 바깥쪽에서 접착테이프(60)로 말아 앵커볼트(20)에 결합하는 단계(S250)를 더 거치는 것이 바람직하다.

상기 S150단계는 와이어로프의 풀림을 방지하여 내구력을 그대로 유지할 수 있도록 하여 긴장시 파손이나 손상을 방지하기 위한 것이고, 상기 S250단계는 혹여 발생될 수 있는 풀림부의 인출을 미연에 방지하기 위함이다.

본 발명에서는 상기 S150단계와 S250단계를 더 거침으로써 구조물 보강시 와이어로프를 최대한 긴장시킬 수 있음으로써 인장력을 상승시킬 수 있게 되는 장점이 있다.

이때, 도 6과 같이 본 발명의 구조물 보강장치를 이용하여 콘크리트 구조물의 기둥을 보강하는 경우, 그 기둥의 코너에는 코너비드(70)를 구비하여 가용접 또는 가결합하고, 각 면의 중간부분에는 새들(75)을 구비하게 된다. 따라서 상기 구조물 보강장치를 이용한 기둥 보강시 상기 와이어로프(10)가 코너비드(70)와 새들(75)을 감싼 채 기둥의 둘레를 결속하여 고정수단(40)으로 고정하게 되는 것이다.

또한, 도 7과 같이 구조물 보강장치를 이용하여 콘크리트 구조물의 슬래브를 보강하는 경우, 그 슬래브에는 와이어로프(20)의 중간부분을 지지하도록 새들(75)을 설치한다. 따라서, 상기 새들(75)의 설치로 인해 와이어로프의 인장력을 증가시키게 됨으로써 슬래브의 보강효과를 증가시킬 수 있게 된다.

상기 기둥과 슬래브에 설치되는 새들(75)은 각각 앵커볼트로 설치하면 된다.

상기와 같이 본 발명에서는 와이어로프를 풀어 헤쳐 앵커볼트를 감싸도록 한 후 앵커볼트 고정관(30)의 내부에 수용되게 한 채로 앵커볼트 고정관(30)의 양측 단부를 압착함으로써 와이어로프와 앵커볼트가 서로 분리되지 않게 간단하게 결합시키게 되는 것이고, 이에 따라 현장에서의 조립성 증가는 물론 시공비용을 절감시킬 수 있어 전체적인 시공성을 향상시킬 수 있게 된다.

10: 와이어로프 11: 풀림부
20: 앵커볼트 21: 머리부
22: 다리부 30: 앵커볼트 고정관
31: 압착부 40: 고정수단
41: 고정너트 42: 앵글
43: 구조물고정용 앵커볼트 44: 너트
50: 결속고리편 60: 접착테이프
70: 코너비드 75: 새들

Claims

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구조물의 보강부분에 대응하는 길이로 와이어로프(10)를 절단하고, 그 와이어로프의 양측 단부에 각각 앵커볼트 고정관(30)을 관통시킨 후 상기 와이어로프(10)의 양측 단부를 각각 일정 길이만큼 풀어 헤쳐 다수개의 단위로프를 이루도록 풀림부(11)를 형성하는 단계와,
각각의 단위로프를 앵커볼트(20)의 머리부(21)에 방사상으로 구비하여 머리부(21)를 감싸게 한 후 상기 앵커볼트 고정관(30)을 이동시켜 그 앵커볼트 고정관(30) 내부로 풀림부(11)에 감싸여진 머리부(21)를 수용되게 하는 단계와,
그 후 상기 앵커볼트 고정관(30)의 양쪽 단부를 압착시켜 각각 와이어로프(10)와 앵커볼트(20)의 다리부(22)에 밀착되게 하여 상기 머리부(21)의 인출을 차단하는 단계를 거쳐 구조물 보강장치를 조립하여 형성하고,
구조물의 보강부분의 선택된 위치에 하나 이상의 고정수단(40)을 설치하여 고정하는 단계와,
상기 고정수단(40)에 상기 구조물 보강장치의 와이어로프 양측에 결합된 앵커볼트(20)의 다리부(22)를 각각 고정하여 상기 와이어로프(10)에 긴장력을 부여하는 단계를 거쳐 구조물을 보강하는 것을 특징으로 하는 구조물 보강장치를 이용한 구조물 보강공법.
제4항에 있어서,
상기 구조물 보강장치를 조립하는 경우, 상기 풀림부(11)를 형성한 후 와이어로프의 풀림을 방지하기 위해 풀림부(11)의 안쪽을 결속고리편(50)으로 결속하고, 상기 머리부(21)를 감싸고 있는 풀림부(11)는 접착테이프(60)로 말아 앵커볼트(20)에 결합하는 단계를 더 거쳐 조립하는 것을 특징으로 하는 구조물 보강장치를 이용한 구조물 보강공법.
제4항에 있어서,
상기 콘크리트 구조물의 기둥을 보강하는 경우, 그 기둥의 코너에는 코너비드(70)를 구비하고, 각 면의 중간부분에는 새들(75)을 구비하여 상기 와이어로프(10)가 코너비드(70)와 새들(75)을 감싼 채 기둥의 둘레를 결속하여 보강하도록 하는 것을 특징으로 하는 구조물 보강장치를 이용한 구조물 보강공법.
제4항에 있어서,
상기 콘크리트 구조물의 슬래브를 보강하는 경우, 그 슬래브에는 와이어로프(20)의 중간부분을 지지한 채로 외측으로 돌출시켜 인장력을 증가시키도록 새들(75)을 설치하도록 하는 것을 특징으로 하는 구조물 보강장치를 이용한 구조물 보강공법.