KR101596352B1 - 교량 보강 시공장치 및 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량 보강 시공장치 및 시공방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 교량의 외측에 강판을 설치하여 보수하기 위하여 고정장치, 상판, 하판, 유압실린더, 이탈방지 장치 및 강판으로 구성된 교량 보강 시공장치 및 이를 이용한 교량 보강 시공방법에 관한 것이다. 이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 교량 보강장치 및 보강방법은 교량 하부구조 또는 기초구조의 외면을 강판으로 피복하여 보강하는 것으로 작은 작업공간에서도 시공이 가능할 뿐만 아니라 적은 인원으로 충분히 교량 보강 시공이 가능하여 작업기간을 단축할 수 있으며 보강에 필요한 비용을 절감할 수 있다.

Description

교량 보강 시공장치 및 시공방법{Piers Reinforced Construction Equipment And Construction Methods}

본 발명은 교량 보강 시공장치 및 시공방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 교량의 하부구조 또는 기초구조 외측에 강판을 설치하여 보수하기 위하여 고정장치, 상판, 하판, 유압실린더, 이탈방지 장치 및 강판으로 구성된 교량 보강 시공장치 및 이를 이용한 교량 보강 시공방법에 관한 것이다.

교량의 하부구조 및 기초구조는 또한 유수(流水)에 대하여 교량의 안전을 확보할 수 있도록 상부구조로부터 전달되는 하중뿐만 아니라 하부구조 자체의 하중과 유수에 의한 유압과 바람에 의한 풍압 및 지진에 견딜 수 있게 설계되고 있으나 하부구조가 동결 융해로 피복 콘크리트의 강도가 저하되거나 재료분리와 피복부족으로 인해 철근이 노출되어 부식되는 현상 및 유송물질과의 충돌과 와류현상으로 침식되면 하부구조 및 기초구조를 보수 보강하여야 한다.

따라서, 하부구조에 침하가 발생 되거나 기초구조의 보강을 하여야 하는 경우 지금까지는 대부분 지반에 시멘트액이나 모르타르 등을 주입하는 방법을 사용하여 왔으나, 시공결과에 대한 품질확보 및 평가가 곤란하고, 주입방법에 의한 지금까지의 기술은 추가침하의 억제가 대부분이었으며, 연약지반 층이 두껍거나, 인상하여야 할 높이가 큰 경우에는 구조물의 기초보강이나 인상이 가능하다 할지라도 과다한 비용이 소요된다는 문제점이 있었다.

또한 주입을 위한 천공 등을 형성하기 위해서는 구조물 내부의 천공위치까지 중장비를 반입하여야 하기 때문에 시공자체가 불가능하거나 추가손상을 초래할 수 있었다. 고압의 에어컴프레서를 이용하거나 현탁액에 의한 천공방법은 공기압에 의한 손상이나 주입재가 경화되기 전 지반의 액상화로 내력을 더욱 약화시키는 경우도 있었으며. 오거(Auger)에 의한 천공방법도 기존구조물에서는 적용할 수 없는 경우가 대부분이었다.

이에 반하여 강관파일 압입에 의한 방법은 무진동 무소음의 친환경방법으로 강관파일을 소요의 경질지층까지 압입한 후 압입한 파일에 의하여 침하된 구조물의 인상과 기초보강이 동시에 이루어질 뿐만 아니라 파일선단 지층의 내력 및 압입파일의 내력도 정확하게 파악되는 등 기존의 제반 문제점들을 해결할 수 있는 공법이라 할 수 있다.

상기 강관파일 압입 보수방법에 대한 선행기술로는 한국공개특허 10-2014-0065321호에 건축물의 기초콘크리트층, 기둥, 건축구조물 등에 설치되는 파일의 압입에 따른 반력을 지지하기 위한지지유닛(20)에 의해 지지되는 잭이송레일(11)이 설치되고, 이 잭이송레일(11)에는 상기 잭이송레일(11)에 현가되어 이를 따라 이동하는 이송테이블(12)과, 상기 이송테이블(12)에 설치되어 파일을 압입하기 위한 유압잭(100)을 구비파일 압입장치와 이를 이용한 파일 압입시공방법이 기재되어 있다.

또한, 한국등록특허 10-1211101호에서는 교량의 수중 교각 주변을 감싸도록 단주의 강재파일을 연결부로 고정하면서 수중의 지지층에 설치한 상태에서 교각의 주변을 건조시켜 치핑한 후, 강재파일과 교각 사이를 뒷채움재로 채우고, 강재파일 둘레에 차수거푸집을 설치한 상태에서 강재파일 둘레를 건조시켜 보강콘크리트를 타설하며, 이의 상부에 캡콘크리트를 타설하여 교각의 내구력 보존 및 부식을 방지할 수 있는 교각 보강구조물 및 이의 시공방법에 관하여 기재되어 있다.

또한, 한국등록특허 10-0467308호에서는 교량과 같은 기존구조물 보강을 위한 보강파일 또는 장비반입이 어려운 공사현장에서 파일을 지반의 조건 및 현장조건과 관계없이 용이하게 지반에 압입시공 할 수 있는 파일 압입시스템에 관한 것으로써, 구조물의 지지보강을 위해 파일을 설치하는 시스템에 있어서, 상기 구조물의 하부와 이격되어 배치된 반력지지체와; 상기 반력지지체 하부 지반에 압입되며, 상부에 유압수단이 설치된 파일; 한쪽 끝은 상기 반력지지체와 연결되고 나머지 한쪽 끝은 상기 구조물의 하부 또는 구조물 하부 주변 고정물로 경사지게 연결된 인장재;를 포함하는 파일 압입시스템에 관하여 기재되어 있다.

그러나 침하된 기존 구조물에 반력장치를 사용할 수 없는 경우 즉, 개방되지 않은 제한된 폐쇄공간에서 위와 같은 파일압입에 의한 방법을 적용함에 있어서 파일압입을 위한 반력지지체 및 인상을 위한 구체적인 공법 개발이 없어 이에 대한 기술개발의 필요성이 있다.

한국공개특허 10-2014-0065321호(2014.05.29.) 한국등록특허 10-1211101호(2012.12.05.) 한국등록특허 10-0467308호(2005.01.12.)

본 발명인은 이와 같은 종래 기술의 문제점들을 해소하고 교량 보강 시공장치 및 시공방법에 있어서, 큰 작업공간을 요구하지 않고, 작업기간을 단축할 수 있으며 보강에 필요한 비용을 절감할 수 있는 교량 보강 시공장치 및 시공방법을 연구한 결과, 후술하는 바와 같이 고정강판과 고정용돌출부를 포함하는 고정장치와 하우징과 연결나사 및 체결홀을 포함하는 상판과 하우징, 연결나사, 실린더 지지대 및 나사연결부를 포함하는 하판, 하판 이탈방지 장치 및 강판에 압력을 가하는 유압실린더와 연결지지대 및 하우징을 포함하는 이탈방지 장치와 끝단이 날카롭게 제작되며 반원기둥형의 강판으로 구성된 교각 보강 시공 장치로 교량 보강 시 기대하는 효과를 얻을 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은 일면에 있어서,

교량의 하부구조 또는 기초구조에 부착되는 고정강판과 고정용 돌출부를 포함하는 고정장치; 중앙에 원형의 공간이 형성된 사각형상이 4등분 된 하우징, 상기 등분된 하우징을 서로 연결하고 거리조절이 가능한 연결나사 및 유압실린더와 결합하는 유압실린더 체결홀을 포함하는 상판; 중앙에 원형의 공간이 형성된 사각형상이 4등분 된 하우징, 상기 등분된 하우징을 서로 연결하고 하우징 간의 거리를 조절하는 연결나사 및 밑면에 연결지지대와 나사로 결합하여 연결지지대의 위치를 조절하는 나사연결부를 포함하는 하판; 상기 상판의 하부에 위치하며 하판 하우징의 상면와 결합하고, 상판의 유압실린더 체결홀과 하판의 사면과 결합되어 하판, 이탈방지 장치 및 강판에 압력을 가하는 유압실린더; 상기 하판의 나사연결부에 나사로 결합하는 연결지지대, 중앙이 원형으로 뚫려있고 사각형상이 사등분 된 하우징을 포함하는 이탈방지 장치; 및 교량의 하부구조 또는 기초구조의 외주면을 보호하기 위하여 설치되고 상부의 지름보다 하부의 지름이 작은 원통이며 하부의 끝단이 날카롭게 제작되는 강판 1, 상하부의 지름이 강판 1의 상부 지름과 같은 원통으로 제작되는 강판 2를 포함하는 강판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 보강 시공장치를 제공한다.

본 발명은 다른 일면에 있어서,

a) 교량 외면에 고정 강판 및 고정돌출부를 포함하는 고정장치를 설치하는 공정; b) 상판, 하판, 유압실린더 및 이탈방지 장치로 구성된 압입장치를 조립하는 공정; c) 상기 압입장치를 교량의 외주면에 설치하고, 상판에 형성된 홈을 고정돌출부에 고정시키는 압입장치 고정 공정; d) 상기 상판 및 하판의 내측 곡면과 교량 또는 고정장치의 외주면이 일치하도록 연결나사의 길이를 조절하는 공정; e) 상기 하판의 하부에 강판의 분할된 판들을 교량에서 10~30cm 떨어지도록 설치한 후 나사 또는 용접으로 이어주는 강판 설치 및 합체 공정; f) 상기 유압실린더를 이용하여 강판에 압력을 가하여 지반에 삽입시키는 강판삽입공정; g) 상기 교량과 강판 사이의 토사 및 물을 제거하는 공정; h) 상기 토사와 물이 제거된 교량과 강판 사이에 콘크리트를 삽입하는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 보강 시공방법을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 교량 보강장치 및 보강방법은 교량의 하부구조 또는 기초구조 외면을 강판으로 피복하여 보강하는 것으로 작은 작업공간에서도 시공이 가능할 뿐만 아니라 적은 인원으로 충분히 교량 보강 시공이 가능하여 작업기간을 단축할 수 있으며 보강에 필요한 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 교량의 하부구조 또는 기초구조에 부착된 고정장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 상판, 하판, 유압실린더 및 이탈방지 장치의 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 상판의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 하판의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 하우징 및 나사의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 유압실린더의 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 이탈방지 장치의 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 강판 1의 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 강판의 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 교량 보강 시공방법을 예시한 순서도이다.
도 11은 본 발명에 따른 교량 보강 시공방법을 이용하여 강판을 압하하는 과정을 나타낸 실시예이다

본 발명은 일면에 있어서,

교량의 하부구조 또는 기초구조에 부착되는 고정강판과 고정용 돌출부를 포함하는 고정장치; 중앙에 원형의 공간이 형성된 사각형상이 4등분 된 하우징, 상기 등분된 하우징을 서로 연결하고 거리조절이 가능한 연결나사 및 유압실린더와 결합하는 유압실린더 체결홀을 포함하는 상판; 중앙에 원형의 공간이 형성된 사각형상이 4등분 된 하우징, 상기 등분된 하우징을 서로 연결하고 하우징 간의 거리를 조절하는 연결나사 및 밑면에 연결지지대와 나사로 결합하여 연결지지대의 위치를 조절하는 나사연결부를 포함하는 하판; 상기 상판의 하부에 위치하며 하판 하우징의 상면와 결합하고, 상판의 유압실린더 체결홀과 하판의 사면과 결합되어 하판, 이탈방지 장치 및 강판에 압력을 가하는 유압실린더;상기 하판의 나사연결부에 나사로 결합하는 연결지지대, 중앙이 원형으로 뚫려있고 사각형상이 사등분 된 하우징을 포함하는 이탈방지 장치; 및 교량의 하부구조 또는 기초구조의 외주면을 보호하기 위하여 설치되고 상부의 지름보다 하부의 지름이 작은 원통이며 하부의 끝단이 날카롭게 제작되는 강판 1, 상하부의 지름이 강판 1의 상부 지름과 같은 원통으로 제작되는 강판 2를 포함하는 강판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 보강 시공장치를 제공한다.

이하 본 발명에 따른 교량 보강 시공장치 및 시공방법에 대하여 첨부된 도면을 참고로 하여 더욱 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 교량 보강 시공장치는 크게 고정장치(1), 상판(2), 하판(3), 유압실린더(4), 이탈방지 장치(5) 및 강판(6)으로 구성되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 교량의 하부구조 또는 기초구조에 부착된 고정장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 상판, 하판, 유압실린더 및 이탈방지 장치의 결합 사시도이다.

상기 교량 보강방법의 고정장치(1)는 교량 하부구조 또는 기초구조 외주면에 부착되는 고정강판(11)과 고정용 돌출부(12)를 포함한다.

상기 고정장치(1)는 교량의 하부구조 또는 기초구조 외주면 상부에 부착되고 상판과 결합하며, 유압실린더(4)에 의한 강판 압하 시 상판(2)에 반력을 제공하여 상판(2)을 고정할 뿐만 아니라 보강완료 후 교량의 하부구조 또는 기초구조의 상부를 보호하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 상판의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 하판의 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 하우징 및 나사의 사시도이다.

상기 상판(2)은 중앙에 원형의 공간이 형성된 사각형상이 4등분 된 하우징(21), 상기 등분된 하우징을 서로 연결하고 거리조절이 가능한 연결나사(22) 및 유압실린더와 결합하는 유압실린더 체결홀(미도시)을 포함한다.

상기 상판(2)의 하우징(21)은 고정용 돌출부(12)와 고정결합하기 위하여 내측의 곡면에 홈이 형성되어 있고, 외측의 바깥면이 뚫려있으며, 유압실린더 체결홀(미도시)은 하우징의 하면의 바깥모서리 부근에 원형 또는 사각형으로 뚫린 홀이 형성되어 있다.

상기 상판(2)은 교량의 하부구조 또는 기초구조의 둘레에 따라 연결나사(22)를 이용하여 네개의 하우징의 내면이 고정장치(1)에 밀착되도록 결합하며, 강판(6) 압입 시 유압실린더(4)의 유압 방향과 반대 방향의 힘을 작용하여 유압실린더(4), 하판(3) 및 이탈방지 장치(5)의 위치를 고정시키는 것이 바람직하다.

상기 하판(3)은 중앙에 원형의 공간이 형성된 사각형상이 4등분 된 하우징(31), 상기 등분된 하우징을 서로 연결하고 하우징 간의 거리를 조절하는 연결나사(32), 및 밑면에 연결지지대와 나사로 결합하여 연결지지대의 위치를 조절하는 나사연결부(33)를 포함한다.

상기 하판(3)의 하우징(31)은 외측 바깥면이 뚫려있으며, 나사연결부(33)는 하면의 바깥모서리로부터 곡면까지 직선으로 절삭되어 연결지지대(51)와 나사로 체결되며, 연결지지대의 위치를 조절한다.

상기 하판(3)은 나사로 체결된 연결지지대(51)에 의하여 이탈방지 장치(5)와 고정 결합하여 강판을 고정하고, 유압실린더(4)의 압력을 전달하여 강판(6)을 압하하는 것이 바람직하다.

상기 상판(2) 및 하판(3)은 고정장치를 감쌀 수 있는 형태의 하우징이며, 고정장치에 고정되어 강판을 압입할 수 있는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명에 따른 유압실린더의 사시도이다.

상기 유압실린더(4)는 상기 상판의 유압실린더 체결홀(미도시)과 하판의 상면과 실린더 지지대(41)가 고정결합되어 하판, 이탈방지 장치 및 강판에 압력을 가한다.

상기 유압실린더(4)는 가압지점에 작용하는 부하율을 측정하기 위한 유압펌프, 가압지점에 설치되어 변위를 측정하는 변위측정기, 유압실린더의 상부 또는 하부에 구비되어 하중을 측정하는 하중계 및 강판의 가압지점에 적용하는 초기부하율을 산정하는 컨트롤러를 포함하여 유압실린더를 원격조절하는 원격조절부가 구비된다.

상기 유압실린더(4)는 공압을 이용한 구동실린더를 이용하여 강판을 압하할 수도 있는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명에 따른 이탈방지 장치의 사시도이다.

상기 이탈방지 장치(5)는 하판(3)의 나사연결부(33)에 나사로 결합하는 연결지지대(51), 중앙이 원형으로 뚫려있고 사각형상이 사등분 된 하우징(52)을 포함하다.

상기 이탈방지 장치(5)의 하우징 내부곡면은 하판의 하부에 설치되는 강판(6)의 분할된 판들에 자력으로 부착된다.

상기 하우징(52)은 강판(6)을 고정시켜 강판이 수직을 유지하도록 하고, 유압실린더(4)의 가압에 의한 압하 시 강판의 중심을 유지하여 한쪽으로 쏠리는 현상을 방지하는 것이 바람직하다.

도 8은 본 발명에 따른 강판 1의 단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 강판의 사시도이다.

상기 강판(6)은 교량의 하부구조 또는 기초구조의 외주면을 보호하기 위하여 설치되고 상부의 지름보다 하부의 지름이 작은 원통이며 하부의 끝단이 날카롭게 제작되는 강판 1(61), 상하부의 지름이 강판 1의 상부 지름과 같은 원통으로 제작되는 강판 2(62)를 포함한다.

상기 강판 1(61)은 끝단이 날카롭게 제작되어 지중에 압하 시 원활하게 삽입될 수 있는 것이 바람직하며, 강판 2(62)는 강판 1(61)에 나사 또는 용접으로 고정결합되어 지중에 삽입된다.

본 발명은 다른 일면에 있어서,

청구항 1항의 교량 보강 시공장치에 따른 교량 보강 시공방법에 있어서,

a) 교량의 하부구조 또는 기초구조의 주변에 물을 차단하는 작업공간을 설치하는 공정; b) 교량의 하부구조 또는 기초구조 외면에 고정 강판 및 고정돌출부를 포함하는 고정장치를 설치하는 공정; c) 상판, 하판, 유압실린더 및 이탈방지 장치로 구성된 압입장치를 조립하는 공정; d) 상기 압입장치를 교량의 하부구조 또는 기초구조의 외주면에 설치하고, 상판에 형성된 홈을 고정돌출부에 고정시키는 압입장치 고정 공정; e) 상기 상판 및 하판의 내측 곡면과 교량의 하부구조, 교량의 기초구조 또는 고정장치의 외주면이 일치하도록 연결나사의 길이를 조절하는 공정; f) 상기 하판의 하부에 강판의 분할된 판들을 교량의 하부구조 또는 기초구조에서 10~30cm 떨어지도록 설치한 후 나사 또는 용접으로 이어주는 강판 설치 및 합체 공정; g) 상기 유압실린더를 이용하여 강판에 압력을 가하여 지반에 삽입시키는 강판삽입공정; h) 상기 교량의 하부구조 또는 기초구조와 강판 사이의 토사 및 물을 제거하는 공정; i) 상기 토사와 물이 제거된 교량의 하부구조 또는 기초구조와 강판 사이에 콘크리트를 삽입하는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 보강 시공방법을 제공한다.

도 10은 본 발명에 따른 교량 보강 시공방법을 예시한 순서도이다.

상기 작업공간 설치공정(S10)은 교량의 하부구조 또는 기초구조의 주변에 물을 차단하여 원활하게 작업을 할 수 있도록 수압을 버티며, 방수 기능이 있어 물이 새거나 스며들지 않는 재료를 사용하여 설치하여 작업자에게 작업공간을 제공하는 것이 바람직하다.

상기 고정장치 설치 공정(S20)은 교량의 하부구조 또는 기초구조의 외면 상단부에 고정장치를 부착하며, 고정장치는 일면에 고정돌출부가 형성된 고정강판을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 압입장치 조립 공정(S30)은 상판, 하판, 유압실린더 및 이탈방지 장치로 구성된 압입장치를 조립하는 것으로, 상판 및 하판은 4개의 하우징을 연결나사로 결합하고, 상판의 유압실린더 체결홀 및 하판의 실린더 지지대에 유압실실더를 결합하여 상판, 하판 및 유압실린더를 조립한 후 연결지지대 및 하우징을 포함하는 이탈방지 장치와 하판의 나사연결부를 나사로 결합한다.

상기 압입장치 고정 공정(S40)은 압입장치를 교량의 하부구조 또는 기초구조의 외주면에 설치하는 것으로, 상판을 고정장치의 상단부에 결합하되 상판의 내측에 형성된 홈이 고정용 돌출부에 결합되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 연결나사 조절 공정(S50)은 상판의 내측 곡면과 고정장치의 외주면이 일치하고, 하판의 지름이 강판의 지름보다 작도록 연결나사의 길이를 조절하는 것이 바람직하다.

상기 강판 설치 및 합체 공정(S60)은 상기 하판의 하부에 강판의 분할된 판들을 교량의 하부구조 또는 기초구조에서 10~30cm 떨어지도록 설치한 후 나사 또는 용접으로 이어준다.

상기 강판 설치 및 합체 공정(S60)에서 강판은 최초 설치시 강판 1을 설치하고 강판 설치 및 합체 공정 및 강판 삽입 공정의 반복 공정 시 강판 2를 설치하고 강판 1과 강판 2 또는 강판 2와 강판 2를 나사 또는 용접으로 이어주는 것이 바람직하다.

상기 강판 삽입 공정(S70)은 고정장치의 상부에 위치하는 고정돌출부에 상판을 설치하여 압력을 가하는 1차 가압단계; 고정장치의 중부에 위치하는 고정돌출부에 상판을 이동하여 압력을 가하는 2차 가압단계; 고정장치의 하부에 위치하는 고정돌출부에 상판을 이동하여 압력을 가하는 3차 가압단계; 고정장치의 상부에 위치하는 고정돌출부에 상판을 재설치하는 단계;로 유압실린더를 이용하여 강판에 압력을 가하여 지반에 삽입시킬 수 있다.

상기 강판 삽입 공정(S70)은 강판의 가압지점에 작용하는 부하율을 측정하기 위하여 유압펌프의 작동으로 유압실린더를 동작시켜 강판에 시험적으로 압력을 가하고 상기 강판의 가압지점에 각각 설치된 변위측정기로부터 측정된 변위와 상기 유압실린더의 상부 또는 하부에 구비된 하중계로부터 측정된 하중을 컨트롤러에 전달하면 상기 컨트롤러로 전달된 변위와 하중을 기준으로 상기 구조물의 각각의 가압지점에 작용하는 초기 부하율을 산정하고, 산정된 초기 부하율에 따라 각각의 가압지점에서 측정된 부하율과 동일하게 각각의 유압실린더 압력을 설정하도록 각각의 가압지점에 구비된 유압실린더에 차등적으로 압력을 가한 후 각각의 가압지점에 작용하는 부하율이 동일하게 되면 각각의 유압실린더에 각각 동일한 압력을 추가로 더 주입하여 상기 강판에 압력을 가하고 상기 강판에 가해지는 압력에 따라 측정된 변위값과 설정값을 비교하여 동일해지면 상기 유압실린더의 동작을 중지시키는 시험단계를 가지는 것이 바람직하다.

상기 강판의 길이는 유압실린더의 최대 길이와 같고, 강판삽입공정에 의하여 강판이 지반에 삽입되면 강판 설치 및 합체 공정 및 강판삽입공정을 교량 하부구조 또는 기초구조에 수면위로 강판이 설치될 때까지 반복한다.

상기 토사 및 물 제거 공정(S80)은 교량 하부구조 또는 기초구조와 강판 사이에 파이프를 삽입하고 제트 수를 주입하여 토사를 제거한 후 물을 제거하여 교량 하부구조 또는 기초구조와 강판 사이에 공간을 만든다.

상기 콘크리트 삽입공정(S90)은 교량 하부구조 또는 기초구조와 강판 사이의 공간에 주입파이프를 삽입하여 무수축 콘크리트를 주입한 후 건조하여 보강 시공을 완료하는 것이 바람직하다.

도 11은 본 발명에 따른 교량 보강 시공방법을 이용하여 강판을 압하하는 과정을 나타낸 실시예이다.

도 11을 참고하면, (a)는 고정돌출부가 형성된 고정강판을 교량의 하부구조 또는 기초구조의 외면 상단부에 고정장치를 부착하고, (b)는 압입장치의 상판을 고정장치의 상단부에 결합하되 상판의 내측에 형성된 홈이 가장 위에 위치한 고정용 돌출부에 결합한 후 하판의 하부에 강판 1의 분할된 판들을 교량의 하부구조 또는 기초구조에서 10~30cm 떨어지도록 설치한 후 나사 또는 용접으로 이어주고 하판의 지름이 강판의 지름보다 작도록 연결나사의 길이를 조절하고, (c)는 고정장치의 상부에 위치하는 고정돌출부에 상판 1을 설치한 후 압력을 가하여 강판 1을 하부로 밀어준다. (d)는 고정장치의 중부에 위치하는 고정돌출부에 상판을 이동하고, (e)는 강판 1에 유압실린더로 압력을 가한 후 고정장치의 하부에 위치하는 고정돌출부에 상판을 이동하여 압력을 가하며, (f)는 고정장치의 상부에 위치하는 고정돌출부에 상판을 설치한 후 강판 2를 하판의 하단에 설치하고 용접으로 분할된 강판을 이어주고 강판 2와 강판 1을 용접으로 이어준 후 하판과 이탈방지장치로 고정하고, (g)는 유압실린더를 이용하여 강판에 압력을 가하여 지반에 삽입한다.

상기 (a)~(g)는 본 발명에 따른 교량 보강 시공방법의 상판 이동 경로 및 강판 1 및 강판 2의 결합을 나타내기 위한 개략적인 실시예를 나타낸 것으로 중간 공정의 생략이 있으나 실제 교량의 보강시에는 (S10)~(S90)에 따라 진행하여야 한다.

이상, 본 발명은 구체적인 실시형태를 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명에 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 아래에 기재될 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경이 가능하다.

1: 고정장치 2: 상판
3: 하판 4: 유압실린더
5: 이탈방지 장치 6: 강판
11: 고정 강판 12: 고정용 돌출부
21: 하우징 22: 연결나사
31: 하우징 32: 연결나사
33: 연결나사부 41: 실린더 지지대
51: 연결 지지대 52: 하우징
61: 강판 1 62: 강판 2

Claims (10)

1. 교량보강장치에 있어서,
   교량의 하부구조 또는 기초구조에 부착되는 고정강판과 고정용 돌출부를 포함하는 고정장치;
   중앙에 원형의 공간이 형성된 사각형상이 4등분 된 하우징, 상기 등분된 하우징을 서로 연결하고 거리조절이 가능한 연결나사 및 유압실린더와 결합하는 유압실린더 체결홀을 포함하는 상판;
   중앙에 원형의 공간이 형성된 사각형상이 4등분 된 하우징, 상기 등분된 하우징을 서로 연결하고 하우징 간의 거리를 조절하는 연결나사 및 밑면에 연결지지대와 나사로 결합하여 연결지지대의 위치를 조절하는 나사연결부를 포함하는 하판;
   상기 상판의 유압실린더 체결홀과 하판의 사면과 결합되어 하판, 이탈방지 장치 및 강판에 압력을 가하는 유압실린더;
   상기 하판의 나사연결부에 나사로 결합하는 연결지지대, 중앙이 원형으로 뚫려있고 사각형상이 사등분 된 하우징을 포함하는 이탈방지 장치; 및
   교량의 하부구조 또는 기초구조의 외주면을 보호하기 위하여 설치되고 상부의 지름보다 하부의 지름이 작은 원통이며 하부의 끝단이 날카롭게 제작되는 강판 1, 상하부의 지름이 강판 1의 상부 지름과 같은 원통으로 제작되는 강판 2를 포함하는 강판;을 포함하고,
   상기 이탈방지 장치의 내부곡면은 하판의 하부에 설치되는 강판의 분할된 판들에 자력으로 부착되는 것을 특징으로 하는 교량 보강 시공장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 상판의 하우징은 고정용 돌출부와 고정결합하기 위하여 내측의 곡면에 홈이 형성되어 있고, 외측의 바깥면이 뚫려있으며, 유압실린더 체결홀는 하우징의 하면의 바깥모서리 부근에 원형 또는 사각형으로 뚫린 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 교량 보강 시공장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 하판의 하우징은 외측 바깥면이 뚫려있으며, 나사연결부는 하면의 바깥모서리로부터 곡면까지 직선으로 절삭되어 연결지지대와 나사로 체결되며, 연결지지대의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 교량 보강 시공장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 유압실린더는 가압지점에 작용하는 부하율을 측정하기 위한 유압펌프, 가압지점에 설치되어 변위를 측정하는 변위측정기, 유압실린더의 상부 또는 하부에 구비되어 하중을 측정하는 하중계 및 강판의 가압지점에 적용하는 초기부하율을 산정하는 컨트롤러를 포함하여 유압실린더를 원격조절하는 원격조절부가 구비되는 것을 특징으로 하는 교량 보강 시공장치.
5. 삭제
6. 청구항 1항의 교량 보강 시공장치에 따른 교량 보강 시공방법에 있어서,
   a) 교량의 하부구조 또는 기초구조의 주변에 물을 차단하는 작업공간을 설치하는 공정;
   b) 교량의 하부구조 또는 기초구조 외면에 고정 강판 및 고정돌출부를 포함하는 고정장치를 설치하는 공정;
   c) 상판, 하판, 유압실린더 및 내부곡면이 하판의 하부에 설치되는 강판의 분할된 판들에 자력으로 부착되는 이탈방지 장치로 구성된 압입장치를 조립하는 공정;
   d) 상기 압입장치를 교량의 하부구조 또는 기초구조의 외주면에 설치하고, 상판에 형성된 홈을 고정돌출부에 고정시키는 압입장치 고정 공정;
   e) 상기 상판 및 하판의 내측 곡면과 교량의 하부구조, 교량의 기초구조 또는 고정장치의 외주면이 일치하도록 연결나사의 길이를 조절하는 공정;
   f) 상기 하판의 하부에 강판의 분할된 판들을 교량의 하부구조 또는 기초구조에서 10~30cm 떨어지도록 설치한 후 나사 또는 용접으로 이어주는 강판 설치 및 합체 공정;
   g) 상기 유압실린더를 이용하여 강판에 압력을 가하여 지반에 삽입시키는 강판삽입공정;
   h) 상기 교량의 하부구조 또는 기초구조와 강판 사이의 토사 및 물을 제거하는 공정;
   i) 상기 토사와 물이 제거된 교량의 하부구조 또는 기초구조와 강판 사이에 콘크리트를 삽입하는 공정;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 보강 시공방법.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 g)강판삽입공정은
   고정장치의 상부에 위치하는 고정돌출부에 상판을 설치하여 압력을 가하는 1차 가압단계;
   고정장치의 중부에 위치하는 고정돌출부에 상판을 이동하여 압력을 가하는 2차 가압단계;
   고정장치의 하부에 위치하는 고정돌출부에 상판을 이동하여 압력을 가하는 3차 가압단계;
   고정장치의 상부에 위치하는 고정돌출부에 상판을 재설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 보강 시공방법.
8. 제 6항에 있어서,
   상기 강판의 길이는 유압실린더의 최대 길이와 같고, g)공정에 의하여 강판이 지반에 삽입되면 f) ~ g)의 공정을 반복하는 것을 특징으로 하는 교량 보강 시공방법.
9. 제 6항에 있어서,
   상기 f) 공정에서 강판은 최초 설치시 강판 1을 설치하고 f) ~ g)의 반복 공정 시 강판 2를 설치하고 강판 1과 강판 2 또는 강판 2와 강판 2를 나사 또는 용접으로 이어주는 것을 특징으로 하는 교량 보강 시공방법.
10. 제 6항에 있어서,
    상기 g)공정은 강판의 가압지점에 작용하는 부하율을 측정하기 위해 유압펌프의 작동으로 유압실린더를 동작시켜 강판에 시험적으로 압력을 가하는 시험가압단계와;
    상기 강판의 가압지점에 각각 설치된 변위측정기로부터 측정된 변위와 상기 유압실린더의 상부 또는 하부에 구비된 하중계로부터 측정된 하중을 컨트롤러에 전달하는 부하율 측정단계와;
    상기 컨트롤러로 전달된 변위와 하중을 기준으로 상기 강판의 각각의 가압지점에 작용하는 초기 부하율을 산정하는 부하율 산정단계와;
    산정된 초기 부하율에 따라 각각의 가압지점에서 측정된 부하율과 동일하게 각각의 유압실린더 압력을 설정하도록 각각의 가압지점에 구비된 유압실린더(10)에 차등적으로 압력을 가하는 차등압력 주입단계와;
    상기 단계 후 각각의 가압지점에 작용하는 부하율이 동일하게 되면 각각의 유압실린더에 각각 동일한 압력을 추가로 더 주입하여 상기 강판에 압력을 가하는 동일압력 주입단계와;
    상기 강판에 가해지는 압력에 따라 측정된 변위값과 설정값을 비교하여 동일해지면 상기 유압실린더의 동작을 중지시키는 제어단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 교량 보강 시공방법.

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