KR101767845B1

KR101767845B1 - 상부구조물의 추락방지를 겸하는 교량받침 교체 방법

Info

Publication number: KR101767845B1
Application number: KR1020160138665A
Authority: KR
Inventors: 심규숙
Original assignee: 심규숙
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2017-08-14

Abstract

본 발명은 기존 교량의 받침 교체시 구조물의 손상을 최소화하고 신설받침을 상,하부 보강판 및 고강도 앵커볼트를 통해 하부구조물(교대, 교각)에 일체화시켜 평상시에는 온도변화에 따른 상부구조의 거동을 흡수하고 지진발생시에는 상부구조물의 변위를 제한함과 동시에 상부구조물의 추락방지를 겸하는 교량받침 교체 방법을 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, (a) 교량 하부구조물과 거더의 사이에 유압잭을 설치하여 상부구조물을 인상시킨 후 기존 교량받침을 철거해내는 단계와; (b) 상기 교량 하부구조물의 상면에 신설받침이 설치되는 주변으로 거더(22)의 측면 공간을 이용하여 설정된 개수의 앵커홀을 일정 깊이만큼 천공한 후, 고강도 앵커볼트를 앵커홀에 설치하는 단계와; (c) 고강도 몰탈을 사용하여 상기 고강도 앵커볼트가 설치된 영역을 포함하여 일정 두께로 받침베이스를 시공하는 단계와; (d) 상기 고강도 앵커볼트에 하부보강판을 삽입시켜 상기 받침베이스의 상면에 지지시켜 놓고, 신설받침을 하부보강판에 용접으로 접합시켜 놓는 단계와; (e) 상부보강판을 상기 고강도 앵커볼트에 삽입시킨 후 상기 신설받침의 상면에 용접으로 접합시키고 상기 유압잭을 조작하여 상부구조물(20)을 하강시켜 놓는 단계와; (f) 측면고정부재를 상기 고강도 앵커볼트에 삽입시킨 후, 고정용 앵커볼트 측면고정부재를 상부구조물에 고정시키고, 상기 고강도 앵커볼트에 너트를 체결하여 측면고정부재를 상기 고강도 앵커볼트에 고정시켜 놓는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

Description

상부구조물의 추락방지를 겸하는 교량받침 교체 방법{Bridge bearing replacement method for preventing drop of upper structure}

본 발명은 교량 상부구조물의 교량받침을 교체하는 방법에 관한 것으로, 특히 기존 교량받침의 교체시 하부구조물의 손상을 최소화하고 신설받침을 상,하부 보강판 및 고강도 앵커볼트를 통해 하부구조물에 일체화시켜 평상시에는 온도변화에 따른 상부구조의 거동을 흡수하고 지진발생시에는 상부구조물의 변위를 제한함과 동시에 상부구조물의 추락방지를 겸하는 교량받침 교체 방법에 관한 것이다.

교량받침은 상부구조물과 하부구조물의 사이에 설치되어 수직방향과 교축방향 및 교축직각방향의 힘들 중 일부 또는 전부를 안전하게 하부구조물에 전달하는 기능을 수행한다. 교량받침은 손상을 받게 되면 구조물의 추가적인 손상을 방지하기 위해 신속한 교체가 필요하다.

기존의 교량받침 교체시에는 신설받침 설치를 위하여 콘크리트 깨기량이 과도하게 일어나게 되어 기존 받침전면에서 유압잭에 의한 상부구조물의 인상에 필요한 연단거리가 부족해진다. 또한, 신설받침을 하부구조물에 고정시키기 위한 앵커설치를 위한 천공을 실시하는 경우, 협소한 공간에서 충분한 깊이와 직경을 보유한 앵커홀의 천공 작업이 매우 어려울 뿐만 아니라 앵커홀 천공시 특수장비가 필요하고 이로인해 시공비가 상승하는 문제가 있다. 또한, 단순히 신구 교량받침의 교체로 인한 내진보강은 되나, 변위제한 및 변위방지 기능을 갖을 수 없는 단점을 가지고 있다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1564721호로서, '하부구조물의 손상 없이 교량받침을 교체하는 공법'이 제안되어 있다. 이는 하부구조물의 양 측면에서 측면 앵커볼트를 사용하여 측면 보강판을 설치하는 단계; 하부구조물의 코핑부 상에 유압잭 및 잭업보강재를 설치하는 단계; 상기 유압잭을 사용하여 상부구조물을 인양하고, 기존 교량받침을 제거하는 단계; 상기 측면 보강판 상에 지압 상판을 설치하는 단계; 및 신규 교량받침을 상기 지압 상판에 거치하고 서로 접합시키는 단계를 포함하되, 상기 측면 보강판 및 측면 앵커볼트가 교량 상부구조물에 발생한 교축, 교축직각방향 수평력을 상기 하부구조물로 전달하는 것을 특징으로 하여, 기존의 콘크리트 깨기 없이 신규 교량받침의 설치가 가능하며, 또한, 콘크리트 깨기와 콘크리트 양생 없이 신규 교량받침을 교체함으로써 공기를 단축시킬 수 있고, 현장에서의 설치 공정을 최소화할 수 있는 장점을 갖는다.

그러나 상기 배경기술은 상부구조물의 낙교를 방지할 수 있는 수단이 없어 낙교의 위험이 있고, 상부구조의 거동을 흡수하기 어렵고 지진발생시에는 상부구조물의 변위를 제한할 수 없는 단점을 가진다.

한국 등록특허 등록번호 제10-1564721호

본 발명은 기존 교량의 받침 교체시 구조물의 손상을 최소화하고 신설받침을 상,하부 보강판 및 고강도 앵커볼트를 통해 하부구조물(교대, 교각)에 일체화시켜 평상시에는 온도변화에 따른 상부구조의 거동을 흡수하고 지진발생시에는 상부구조물의 변위를 제한함과 동시에 상부구조물의 추락방지를 겸하는 교량받침 교체 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, (a) 교량의 하부구조물과 거더의 사이에 유압잭을 설치하여 상부구조물을 인상시킨 후 기존 교량받침을 철거해내는 단계와; (b) 상기 하부구조물의 상면에 신설받침이 설치되는 좌우측 방향으로 거더의 측면 공간을 이용하여 설정된 개수의 앵커홀을 일정 깊이와 직경으로 천공하고, 기존 교량받침 철거부의 불육조정 및 하부구조물과 거더사이의 높이 보정을 위한 받침베이스를 시공하는 단계와; (c) L자 형태의 측면보강부재를 고정용 앵커볼트를 이용하여 교량의 상부구조물에 고정시키는 단계와; (d) 신설받침을 상부보강판과 하부보강판 사이에 삽입시켜 설치한 후 상부보강판의 상부측면은 측면보강부재와 용접하고 상부보강판 하부면과 하부보강판 상부면에 신설받침 본체를 용접으로 결합시켜 놓은 단계와; (e) 상기 측면보강부재와 신설받침의 상부보강판 및 하부보강판에 관통하여 하부구조물에 천공된 앵커홀에 수직방향으로 고강도 앵커볼트를 설치하고 너트로 조이는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (d)단계에서, 신설받침의 상부 및 하부보강판 설치시 상기 고강도 앵커볼트의 수평방향 강성증대 및 횡방향 변형을 억제하기 위해 하부보강판과 상부보강판의 사이에 보강용 중공강관을 설치하여 상기 고강도 앵커볼트를 삽입하는 단계가 포함된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부구조물이 교직방향 혹은 교축방향으로 거동되는 것을 흡수하기 위해, 상기 상부보강판 및 측면보강부재에는 각기 상기 고강도 앵커볼트가 삽입되는 위치에 교직방향 혹은 교축방향으로 긴 교직변위 혹은 교축변위 흡수용 장공이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상부구조물의 추락방지를 겸하는 교량받침 교체 방법에 따르면, 기존 교량받침의 교체시 콘크리트의 파쇄 작업이 없어질 수 있어 하부구조물의 손상을 최소화할 수 있다. 또한 신설받침을 상,하부 보강판 및 고강도 앵커볼트를 통해 하부구조물에 일체화시키되 교축 또는 교직변위흡수용 장공을 적용하여 평상시에는 온도변화에 따른 상부구조의 거동을 흡수하고 지진발생시에는 상부구조물의 변위를 제한할 수 있다. 또한, 거더가 측면고정부재를 매개로 고강도 앵커볼트를 통해 연결되어 있어 상부구조물의 낙교방지가 가능하다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1a는 본 발명에 따른 가로보가 높은 경우에 교축방향에서 본 신설받침의 설치상태도.
도 1b는 본 발명에 따른 가로보가 높은 경우에 교축직각방향에서 본 신설받침의 설치상태도.
도 2a는 본 발명에 따른 가로보가 낮은 경우에 교축방향에서 본 신설받침의 설치상태도.
도 2b는 본 발명에 따른 가로보가 낮은 경우에 교축직각방향에서 본 신설받침의 설치상태도.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명에 따른 신,구 신설받침의 교체 방법을 순서대로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따라 가로보가 높은 경우에 적용되는 본 신설받침의 설치 사시도.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 가로보가 높은 경우에 적용되는 신설받침 및 다양한 낙교방지장치를 나타낸 분해사시도.
도 5는 본 발명에 따라 가로보가 낮은 경우에 적용되는 신설받침의 설치사시도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 가로보가 낮은 경우에 적용되는 낙교방지장치의 다양한 형태를 도시한 도면.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

먼저, 본 발명에서 교량의 상부구조물(20) 낙교를 방지하기 위해 적용되는 낙교방지장치는 도 1 및 도 2와 같이 거더(22)의 측면에서 일정한 유간(G)을 두고 하부구조물(10)의 상면에 수직 방향으로 입설시킨 복수개 이상의 고강도 앵커볼트(110)와, 고강도 앵커볼트(110)가 삽입되어 하부구조물(10)의 받침베이스(120)의 상면에 지지되어 신설받침(100)의 하면과 접합되는 하부보강판(130)과, 고강도 앵커볼트(110)가 삽입되어 신설받침(100)의 상면에 접합되는 상부보강판(140)과, 고강도 앵커볼트(110)가 삽입됨과 동시에 거더(22)의 측면에 측면고정용 앵커볼트(160)를 매개로 고정되는 측면보강부재(150) 및 고강도 앵커볼트(110)에 고정시키는 너트(170)를 포함하여 구성된다.

또한, 고강도 앵커볼트(110)의 수평방향 강성증대 및 횡 방향 변형을 억제하기 위해, 상기 고강도 앵커볼트(110)를 삽입하여 하부보강판(130)과 상부보강판(140)의 사이에 배치되는 보강용 중공강관(180)이 추가적으로 설치될 수 있다.

또한, 상부구조물(20)이 교직방향으로 거동되는 것을 흡수하기 위해 도 4b 및 도 5b와 같이 상기 상부보강판(140)과 측면보강부재(150)에는 각기 상기 고강도 앵커볼트(110)가 삽입되는 위치에 교직방향으로 긴 교직변위흡수용 장공(141a,151a,142a,152a)이 형성될 수 있다.

또한, 상부구조물(20)이 교축방향으로 거동되는 것을 흡수하기 위해, 도 4c 및 도 5c와 같이 상부보강판(140) 및 측면보강부재(150)에는 고강도 앵커볼트(110)가 삽입되는 위치에 교축방향으로 긴 교축변위흡수용 장공(141b,151b,142b,152b)이 형성될 수 있다.

미설명부호 '172'는 '와셔'이다.

이와 같은 낙교방지장치를 적용하여 상부구조물의 추락방지를 겸하는 교량받침 교체 방법을 시공순서에 따라 설명한다.

<기존 교량받침 철거>

먼저, 도 3a와 같이 교량의 하부구조물(10)과 거더(22)의 사이에 유압잭(14)을 설치하여 상부구조물(20)을 인상시킨 후 도 3b와 같이 기존 교량받침(5)을 철거해내는 단계를 갖는다. 여기서 하부구조물(10)은 교대 또는 교각을 의미한다.

<고강도 앵커볼트부 천공 >

그 다음, 도 3b와 같이 교량 하부구조물(10)의 상면에 신설받침(100)이 설치되는 주변으로 거더(22)의 측면공간을 이용하여 설정된 개수의 앵커홀(10a)을 일정 깊이와 직경만큼 천공하는 단계를 갖는다.

여기서, 앵커홀(10a)은 해당 거더(22)의 단부쪽마다 4개소에 천공하였으나, 이는 기존 교량상부구조물 거더(22)사이에 형성되어 있는 가로보(24)의 높낮이에 따른 시공적인 차이다. 즉, 가로보(24)의 높이가 높게 형성되어 있는 경우에는 교량 하부구조물(10)상면에 천공장비의 설치가 용이하기 때문에 신설받침(100)의 교직방향 전면 및 후면부에 앵커홀(10a)의 천공이 형성되며, 가로보(24)의 높이가 낮게 형성되어 있는 경우에는 하부구조물(10)상면에 가로보(24)의 전면부만 천공장비의 설치가 가능하기 때문에 앵커홀(10a)이 신설받침(100)의 교직방향 전면측에만 형성되는 것이다.

이와 같이 본 발명에서는 거더(22)의 측면공간을 이용하여 유간(G)을 두고 앵커홀(10a)을 형성하기 위한 천공이 이루어지기 때문에 천공작업이 매우 용이하고, 요구되는 충분한 깊이와 천공 내경을 확보할 수 있다.

또한, 기존 교량받침(5)의 철거시 교량 하부구조물(10)의 상면에 콘크리트의 일부가 파쇄되는 경우 불육조정을 위하여 무수축몰탈로 파쇄된 부분을 메울 수 있다.

<받침베이스 시공>

그 다음, 도 3c와 같이 고강도 몰탈을 사용하여 고강도 앵커볼트(110)가 설치될 영역을 포함하여 소요의 두께(t)로 받침베이스(120)를 시공하는 단계를 갖는다.

받침베이스(120)를 시공시에는 최종단계에서 고강도 앵커볼트(110)를 설치하기 위하여 관통홀(120a)이 형성되어 있어야 한다.

<측면보강부재 설치>

그 다음, 도 3d와 같이 측면보강부재를(150)를 고정용 앵커볼트(160)로 상부구조물(20)의 거더(22)측면에 고정시킨다. 측면보강부재는(150)는 L자형 단면을 갖는 형태로 구성된다.

또한, 상기 측면보강부재(150)는 고강도 앵커볼트(110)가 삽입될 앵커볼트 삽입홀(151a,151b,152a,152b)을 갖는다.

또한, 상기 측면보강부재(150)와 거더(22)측면의 사이에 틈이 발생되는 경우 에폭시를 주입하는 추가적인 단계가 더 갖을 수 있다.

<신설받침 하부 및 상부보강판 설치>

그 다음, 도 3e와 같이 신설받침(100)을 하부 보강판(130)과 상부보강판(140)사이에 삽입시켜 설치하고 상부보강판(140)의 상부측면은 상기 측면보강부재(150)와 용접하고 상부보강판(140)의 하부면과 하부보강판(130)의 상부면은 신설받침(100) 본체와 용접으로 결합시켜 놓는다.

신설받침(100)의 하부보강판(130)과 상부보강판(140)은 일정 두께를 갖는 사각판 형태가 되거나 도 5a 내지 도 5c와 같이 대략적으로 사다리꼴 판 형태가 될 수 있다.

또한, 하부보강판(130)은 고강도 앵커볼트(110)가 삽입될 앵커볼트 삽입홀(130a)을 갖는다.

또한, 상기 받침베이스(120)와 하부보강판(130)의 사이에 틈이 발생되는 경우 에폭시를 주입하는 추가적인 단계가 더 갖을 수 있다.

<고강도 앵커볼트 설치 >

그 다음, 도 3e와 같이 상기 받침베이스(120), 측면보강부재(150), 신설받침(100)과 상하부보강판(130,140)이 설치된 상태에서 상기 유압잭(14)을 조작하여 상부구조물(20)을 하강시켜 놓는다.

그 다음, 도 3f와 같이 고강도 앵커볼트(110)를 측면보강부재(150)와 상하부보강판(130,140)의 사전에 형성된 삽입홀(141a,b)에 수직으로 삽입시키고 교량 하부구조물(10)과 구조적 일체거동을 도모하기 위하여 케미컬 약액으로 고정시킨다.

그 다음, 측면보강부재(150)에 돌출되어 있는 고강도 앵커볼트(110)부분에 너트(170)를 설치하여 고정시킨다.

한편, 본 발명에서 상부구조물(20)이 교직방향으로 거동되는 것을 흡수하기 위해 도 4b 및 도 5b와 같이 상부보강판(140) 및 측면보강부재(150)에는 각기 고강도 앵커볼트(110)가 삽입되는 위치에 교직방향으로 긴 교직변위흡수용 장공(141a,151a,142a,152a)이 형성되어 설치될 수 있다.

한편, 본 발명에서 상부구조물(20)이 교축방향으로 거동되는 것을 흡수하기 위해 도 4c 및 도 5c와 같이 상부보강판(140) 및 측면보강부재(150)에는 각기 고강도 앵커볼트(110)가 삽입되는 위치에 교축방향으로 긴 교축변위흡수용 장공(141b,151b,142b,152b)이 형성되어 설치된다.

이와 같이 본 발명에 따른 교량받침 교체 방법을 적용하게 되면, 협소한 교량받침 형하공간이 아닌 거더 측면의 직업이 용이한 넓은 공간에서 요구되는 깊이와 직경을 갖는 앵커홀(10a)의 원할한 시공이 이루어질 수 있다.

또한, 신설받침(100)의 상하부에 하부보강판(130)과 상부보강판(140)이 설치될 때 이를 고강도 앵커볼트(110)로 연결시키되, 각 교량받침별 가동방향에 따라 고강도 앵커볼트(110)가 연결된 상부보강판(140)와 측면보강부재(150)에 교직변위흡수용 장공(141a,151a,142a,152a) 또는 교축변위흡수용 장공(141b,151b,142b,152b)을 형성시켜 온도변화에 따른 상부구조물(20)의 거동을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 지진발생시에는 상부구조물(20)의 변위를 제한시킬 수 있다.

또한, 상부구조물(20)의 측면보강부재(150)와 신설받침(100)의 상하부에 존재하는 신설받침 상,하부 보강판(140,130)을 고강도 앵커볼트(110)로 연결시킴으로써, 지진발생으로 인한 과도한 변위발생시 교량 하부구조물(10)에 고정된 고강도 앵커볼트(110)가 상부구조물(20)의 온도신축량 이상의 가동량을 제한시키게된다. 그 결과 신설받침(100)으로 변위제한 및 이로 인한 상부구조물(20)의 낙교 방지가 이루어진다.

또한, 고강도 앵커볼트(110)는 수평력에 의한 상부구조물(20)의 구조적 안정성이 약하기 때문에 고강도 앵커볼트(110)를 중공강관(180)에 삽입시켜 수평방향 강성을 증대시킴으로써 거더(22)의 횡방향의 수평력에 의한 변형발생시 구조적인 안정성을 확보하여 지진발생이나 예기치 않은 수평력 발생시 거더(22)의 전도방지가 가능하다.

한편, 본 공법에서 하부보강판(130), 상부보강판(140), 측면보강부재(150)는 상부구조물(20)에 포함된 가로보(24)의 높이가 높게 형성되어 있는 경우에는 교량하부구조물(10)상면에 천공장비의 거치가 용이하여 도 4a내지 도 4c와 같은 형태이며, 상부구조물(20)에 포함된 가로보(24)의 높이가 낮게 형성되어 있는 경우에는 가로보(24) 후면에는 천공장비의 설치가 어려우므로 앵커홀(10a)이 가로보(24)의 전면에서만 시공이 가능하기 때문에 도 5a내지 도 5c와 같은 형태로 변형되어 설치될 수 있다.

이때 적용되는 고정용 앵커볼트(110)는 수량이 적어지기 때문에 직경이 커지고 앵커홀(10a)의 깊이가 더 깊어질 수 있다.

한편, 본 공법에서 적용된 낙교방지장치는 강박스 및 강거더교인 경우에서도약간의 변형제작 및 설치를 통해 적용이 가능함은 물론이다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

100: 신설받침
110: 고강도 앵커볼트
120: 받침베이스
130: 하부보강판
140: 상부보강판
141a,151a,142a,152a: 교직변위흡수용 장공
141b,151b,142b,152b: 교축변위흡수용 장공
150: 측면고정부재
180: 보강용 중공강관

Claims

(a) 교량의 하부구조물(10)과 거더(22)의 사이에 유압잭(14)을 설치하여 상부구조물(20)을 인상시킨 후 기존 교량받침(5)을 철거해내는 단계와;
(b) 상기 하부구조물(10)의 상면에 신설받침(100)이 설치되는 좌우측 방향으로 거더(22)의 측면 공간을 이용하여 설정된 개수의 앵커홀(10a)을 일정 깊이와 직경으로 천공하고, 기존 교량받침 철거부의 불육조정 및 하부구조물(10)과 거더(22)사이의 높이 보정을 위한 받침베이스(120)를 시공하는 단계와;
(c) L자 형태의 측면보강부재(150)를 고정용 앵커볼트(160)를 이용하여 교량의 상부구조물(20)에 고정시키는 단계와;
(d) 신설받침(100)을 상부보강판(140)과 하부보강판(130)사이에 삽입시켜 설치한 후 상부보강판(140)의 상부측면은 측면보강부재(150)와 용접하고 상부보강판(140) 하부면과 하부보강판(130) 상부면에 신설받침(100) 본체를 용접으로 결합시켜 놓은 단계와;
(e) 상기 측면보강부재(150)와 신설받침(100)의 상부보강판(140) 및 하부보강판(130)에 관통하여 하부구조물(10)에 천공된 앵커홀(10a)에 수직방향으로 고강도 앵커볼트(110)를 설치하고 너트(170)로 조이는 단계;를 포함하여 시공되며,
상기 상부보강판(140) 및 측면보강부재(150)에는 각기 상기 고강도 앵커볼트(110)가 삽입되는 위치에 상부구조물(20)이 교직방향으로 거동되는 것을 흡수하기 위해 교직방향으로 길게 형성된 교직변위 흡수용 장공(141a,151a,142a,152a) 또는 상부구조물(20)이 교축방향으로 거동되는 것을 흡수하기 위해 교축방향으로 길게 형성된 교축변위 흡수용 장공 (141b,151b,142b,152b)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상부구조물의 추락방지를 겸하는 교량받침 교체 방법.
제 1항에 있어서,
상기 (d)단계에서, 신설받침(100)의 상부 및 하부보강판(140,130) 설치시 상기 고강도 앵커볼트(110)의 수평방향 강성증대 및 횡방향 변형을 억제하기 위해 하부보강판(130)과 상부보강판(140)의 사이에 보강용 중공강관(180)을 설치하여 상기 고강도 앵커볼트(110)를 삽입하는 단계가 포함된 것을 특징으로 하는 상부구조물의 추락방지를 겸하는 교량받침 교체 방법.
삭제