KR101788637B1

KR101788637B1 - 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법

Info

Publication number: KR101788637B1
Application number: KR1020160063870A
Authority: KR
Inventors: 심규숙
Original assignee: 심규숙
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2017-10-20

Abstract

기둥부를 절단하고, 절단된 기둥부 상부와 하부 사이에 받침프레임을 설치하고, 인상잭을 이용하여 기둥부 상부를 인상후 절단부를 마감하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법에 관한 것으로서, (a) 기둥부 절단과 기둥부인상잭 설치에 의한 기둥절단부가 압착 보강되도록 지압보강판을 기둥부에 설치하는 단계; (b) 양 측방벤트를 교량의 기초부 상면에 설치하되, 상기 지압보강판을 포함한 기둥부로부터 이격되어 기둥부를 상,하로 감싸도록 형성된 수평프레임 형태의 변위구속장치를 상기 양 측방벤트 사이에 고정 설치하는 단계; 및 (c) 기둥절단면을 기준으로 기둥부를 절단하여 기둥부 상부와 기둥부 하부 사이에 기둥부인상잭을 설치한 후 기둥부 상부(A1)를 인상시키는 단계;를 포함한다.

Description

지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법{BRIDGE LIFTING METHOD USING PRESTRESSED REINFORCING PLATE AND FRP REINFORCING BAND}

본 발명은 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 기둥부를 절단하고, 절단된 기둥부 상부와 하부 사이에 받침프레임을 설치하고, 인상잭을 이용하여 기둥부 상부를 인상후 절단부를 마감하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법에 관한 것이다.

도 1a는 종래 가설벤트를 이용한 교량 인상장치를 도시한 것이다.

즉, 가설벤트를 설치함에 있어 하부 가설벤트(12)를 설치하고, 상기 하부 가설벤트(12) 상면에 유압잭(16,17,18)을 설치하고, 상기 유압잭 상면에 상부 가설벤트(22)를 설치하게 된다.

이러한 상부 가설벤트(22) 상면에는 거더(G)와 슬래브가 지지되어 있다.

이에 상기 유압잭(16,17,18)을 작동시키게 되면 거더(G)와 슬래브가 인상되도록 한 것이다.

또한 가로보(36)가 상부 가설벤트(22)에 지지될 수 있도록 가로보 지지구(28)도 설치하고 있음을 알 수 있다.

이에 거더(G)와 슬래브가 인상된 상태에서 교량받침을 수리 또는 교체하고 다시 유압잭(16,17,18)을 작동시켜 인상된 거더(G)와 슬래브가 수로 또는 교체된 교량받침에 안착될 수 있도록 함을 알 수 있다.

하지만 이러한 교량 인상장치를 사용하게 되면 유압잭이 거더와 슬래브의 자중을 모두 부담하게 되므로 유압잭의 운용이 매우 중요하게 되는데 유압잭을 수평방향으로 지지하거나 보강해주는 구조가 아니므로 사실상 구조적으로 매우 불안정한 상태에서 교량 인상장치를 운용할 수밖에 없다는 문제점이 있게 된다.

도 1b 내지 도 1d는 종래 다른 교량인상공법(특허 제 10-0876355:인상가이드가 포함된 교량인상장치 및 상기 교량 인상장치를 이용한 교량 인상공법)을 도시한 것이다. 이는 도 1a와 대비하여 교각, 교대에 있어 기둥(11)을 절단하여 함께 인상시키는 방법이 소개되어 있다.

먼저, 교량 기둥(11) 둘레를 따라 일정 높이로 철근이 드러나도록 쪼아내는 치핑 공정이 진행된다.

이에 도 1b와 같이 교량의 기둥(11) 주위에 콘크리트로 제작된 하부지지대(10)를 설치하고, 교량의 코핑부(13)와 기둥(11) 사이에 코핑부(13)가 지지되도록 지지부(31)와 브라켓(32)로 구성된 상부지지대(30)를 설치하며, 상기 하부지지대(10)와 상부지지대(30) 사이에 유압잭(20)을 설치하여 지지 공정이 진행된다.

다음으로는 기둥(11)의 치핑된 중앙을 따라 기둥(11)을 절단하는 기둥 절단 공정이 진행된다.

이때 인상가이드(50)를 절단된 기둥(101)에 설치하되, 인상가이드(50)의 하단과 상단 중 한쪽만을 기둥(101)에 고정하는 인상가이드 설치하게 되는데 이러한 인상가이드(50)는 교량 인상 시 기둥(11)의 인상방향을 가이드하기 위한 것으로서 기둥면에 고정시키게 된다.

다음으로는 유압잭(20)으로 동시에 유압을 공급하여 교량의 절단된 상부 부분을 인상하는 교량 인상공정이 실시된다. 이러한 인상공정에 있어 안정성을 확보하기 위하여 전도방지구(40), 보조받침대(70) 및 스크류잭(71)을 이용하게 된다.

다음으로는 도 1c와 같이 기둥(101)의 절단된 부분의 철근을 잇고, 띠철근(80)등을 수평 배근하며, 도 1d와 같이 상기 기둥(11)의 절단부분을 신콘크리트(90)로 마감시키게 된다.

즉, 도 1b 내지 도 1d에 의한 종래 교량 인상공법에서는 기둥을 인상시키기 위하여 기둥의 중간을 절단하고, 절단되어 분리된 기둥의 상부를 유압잭을 이용하여 인상시키고, 인상된 기둥 상부와 하부를 서로 철근과 콘크리트로 마감하고 있음을 알 수 있다.

이때, 절단된 기둥의 상부는 하부 및 상부받침대(10,30)로 지지되도록 하고 있는데 특히 하부받침대(10)는 교량의 주위 지반에 지지되도록 하는 콘크리트 구조물로 설치하고 있어 이는 현장여건에 따라 제한될 여지가 있게 된다.

도 1e는 종래 다른 교량 인상공법(특허 제 10-1420222:소켓식 구조물 인상장치 및 이를 이용한 구조물 인상공법)을 도시한 것이다.

구조물(91)의 하부에 위치한 지지 구조물(91) 상면(91a)에 소켓식 구조물 인상장치(92)를 직접 설치하여 구조물(91) 하부가 소켓식 구조물 인상장치(92)의 구조물 지지대(93)에 안치되도록 하는 단계; 상기 소켓식 구조물 인상장치(100)의 인상수단(인상잭)을 작동시켜 차량 통행이 제한되지 않고 임시지지대를 통해 상방으로 임시도로 구조물구조물(91)을 인상하는 단계;를 포함하는 소켓식 구조물 인상장치를 이용한 구조물 인상공법이 개시되어 있다.

말하자면 철골부재로 제작된 소켓식 구조물 인상장치(92)를 교대, 교각등의 지지 구조물(91) 상면(91a)에 설치하는 방식도 소개되어 있음을 알 수 있다.

즉, 종래 교량 인상공법에 있어 기둥을 절단하고, 절단된 기둥상부를 인상시키기 위한 철골부재(가설벤트 포함) 및 콘크리트를 이용한 받침부재, 인상잭등을 사용하되, 시공 안정성을 확보하기 위한 인상가이드, 전도방지구, 보조받침대 및 스크류잭등은 이용하고 있음을 알 수 있으나,

실제 기둥의 절단면 부위의 보강, 절단면 부위의 변위구속 방지를 위한 수단, 유지관리 수단은 달리 구체적으로 개시된 바 없어 교량 인상공법의 안정성과 유지관리와 관련하여 우위를 확보할 수 있는 종래 공법은 달리 소개된 바 없었다.

이에 본 발명은 교량 인상을 위하여 기둥부를 절단하되 전단력에 취약한 기둥절단면 주변 콘크리트 기둥부(기둥절단부)를 효과적으로 보강할 수 있도록 하면서, 절단된 기둥부의 불안정성을 고려하여 변위구속을 보다 효과적으로 제공할 수 있으며, 기둥절단부와 절단부마감콘크리트의 시공이음부 유지관리를 위한 수단을 제시함으로서 보다 효과적이고 유지관리에 효율적인 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

(a) 기둥부 절단과 기둥부인상잭 설치에 의한 기둥절단부가 압착 보강되도록 지압보강판을 기둥부에 설치하는 단계;

(b) 양 측방벤트를 교량의 기초부 상면에 설치하되, 상기 지압보강판을 포함한 기둥부로부터 이격되어 기둥부를 상,하로 감싸도록 형성된 수평프레임 형태의 변위구속장치를 상기 양 측방벤트 사이에 고정 설치하는 단계;

(c) 기둥절단면을 기준으로 기둥부를 절단하여 기둥부 상부와 기둥부 하부 사이에 기둥부인상잭을 설치한 후 기둥부 상부(A1)를 인상시키는 단계; 및

(d) 인상된 기둥부 상부(A1)와 기둥부 하부(A2) 사이를 절단부마감콘크리트로 마감하는 단계; 및

(e) 상기 절단부마감콘크리트와 기둥부 상부 및 하부의 시공이음부를 부착보강재를 이용하여 추가 마감시키는 단계;를 더 포함하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법을 제공하게 된다.

바람직하게는,

상기 (a)단계의 지압보강판은, 기둥절단부의 외주면에 내측면이 접하도록 설치된 세그먼트 보강판; 및 상기 세그먼트 보강판들 단부에 설치되어 서로 압착됨으로서 세그먼트 보강판들이 기둥절단부 외주면 전체에 압축력이 도입되도록 설치된 단부압착구;를 포함하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법을 제공한다.

또한 바람직하게는,

상기 (b)단계의 수평프레임 형태의 변위구속장치는 기둥부의 단면형상에 맞추어 기둥부 주위를 감싸도록 형성된 내측프레임; 세그먼트수평프레임이 기둥부 주위에 이격되어 조립 설치되었을 때 연결단부면(E1)이 서로 맞접되면서 조립되도록 내측프레임의 양 측방에 결합된 수평지지프레임; 및 상기 내측프레임과 양 수평지지프레임의 배면에 측방벤트와 연결시키면서 긴장재가 관통 설치되는 마감연결프레임;을 포함하며, 상기 마감연결프레임은 내측프레임과 양 수평지지프레임의 배면(E3)들에 양 수평지지프레임과 직교하는 방향으로 형성되도록 하되, 연장길이는 양 수평지지프레임보다 측방으로 돌출되도록 형성되도록 하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법을 제공한다.

또한 바람직하게는,

상기 변위구속장치는 양 측방벤트를 구성하는 수직프레임 중 변위구속장치와 접하는 내측 수직프레임에 마감연결프레임의 배면(E4)이 접하여 고정되도록 하되, 긴장재는 변위구속장치의 양 마감연결프레임을 관통하여 상기 내측 수직프레임에 긴장 후 정착되도록 하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법을 제공한다.

또한 바람직하게는,

상기 (b)단계의 양 측방벤트는 기초부 상면(A3)에 하부지지프레임을 설치하고 중간프레임으로 보강된 수직프레임을 하부지지프레임 상면으로부터 상방으로 연장되도록 하되 코핑부 하부까지 연장되도록 하면서, 상부지지프레임을 수직프레임 상면에 설치하고, 상기 상부지지프레임과 코핑부 하부 공간에는 코핑부지지프레임으로 설치하여 형성되도록 하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법을 제공한다.

또한 바람직하게는,

상기 (c)단계의 기둥부 상부(A1) 인상은 기둥부 하부(A2) 상면에 설치된 기둥부인상잭과 상부지지프레임과 코핑부지지프레임 사이에 설치된 코핑부인상잭을 이용하여 기둥부 상부(A1)를 인상시키는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법을 제공한다.

또한 바람직하게는,

기둥부인상잭과 코핑부인상잭을 이용하면서 단계적으로 인상시킴에 따라 기둥절단면은 서로 상,하로 더욱 이격되고, 이러한 이격된 상태를 유지하기 위하여 기둥부 하부(A2) 상면과 기둥부인상잭 저면 사이에 잭지지프레임을 더 설치하고, 기둥부 하부 상면 중앙에는 영구지지프레임을 더 설치하여, 상기 잭지지프레임은 교량 인상이 모두 완료되면 해체되어 회수되고, 영구지지프레임은 서로 상,하로 이격된 기둥절단면 내부에 영구적으로 잔존하여 일종의 절단된 기둥부의 내부보강재 역할을 하도록 하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법을 제공한다.

또한 바람직하게는,

상기 영구지지프레임은 상면과 저면에 베이스플레이트가 형성되며 베이스플레이트 사이에는 보강수직프레임이 형성되도록 하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법을 제공한다.

또한 바람직하게는,

상기 기둥부 상부(A1) 인상은 기둥절단면(C)을 기준으로 기둥부를 절단하면서 기둥부인상잭을 설치할 수 있을 정도의 공간을 블록아웃부(S1)를 형성시켜 기둥부인상잭이 기둥부 상부(A1)를 지지하도록 함으로서 기둥부인상잭이 절단되지 않은 기둥부가 함께 하중을 지지하도록 하여 안정적인 기둥부 절단이 이루어지도록 하되, 상기 기둥부인상잭은 기둥부 하부(A2) 상면에 서로 대칭적으로 설치되도록 하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법을 제공한다.

또한 바람직하게는,

상기 (d)단계의 절단부마감콘크리트 마감은, 영구지지프레임만 존치시키고, 기둥부인상잭과 잭지지프레임을 해체하여 영구지지프레임 주위에 기둥부철근을 절단된 기둥부 상부와 하부의 노출된 내부철근과 연결하는 방식으로 기둥부철근을 배근하고, 영구지지프레임과 기둥부철근이 매립되도록 절단부마감콘크리트를 상,하 이격된 기둥부절단면을 마감하여 이루어지도록 하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법을 제공한다.

본 발명에 의한 교량인상은 기둥부를 절단함에도 기둥절단부의 보강 및 유지관리가 가능하여 보다 경제적이고 효율적인 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법 제공이 가능하게 된다.

특히 본 발명은 교량인상을 위한 가설벤트를 기초 상면에 설치하여 시공에 따른 작업공간을 효율적으로 확보할 수 있도록 하면서, 기둥절단면을 기준으로 기둥부 상부와 기둥부 하부의 수평변위를 효과적으로 구속할 수 있도록 하여 시공안정성을 획기적으로 증진시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명은 교량 인상 후(기둥부 하부로보터 기둥부 상부를 최종 상방 인상후), 상,하 이격된 절단부에 기둥부철근을 배근하고 절단부마감콘크리트를 타설하여 마감후에도 시공이음부에 대한 부착식보강재를 장착하여 유지관리에 있어 매우 효과적인 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법 제공이 가능하게 된다.

도 1a는 종래 가설벤트를 이용한 교량 인상장치의 시공도,
도 1b, 도 1c 및 도 1d는 종래 인상가이드가 포함된 교량인상장치를 이용한 교량 인상공법의 시공순서도,
도 1e는 종래 소켓식 구조물 인상장치를 이용한 구조물 인상공법의 시공도,
도 1f는 종래 코핑부 단면증설을 통한 구조물 인상공법의 시공사진,
도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 2d, 도 2e, 도 2f 및 도 2g는 본 발명에 의한 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법의 시공순서도,
도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 3d, 도 3e, 도 3f 및 도 3g는 본 발명에 의한 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법의 시공순서에 따른 구성발췌도이다.

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.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 의한 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법의 시공순서도를 도시한 것이다.

먼저, 도 2a와 같이 (a) 기둥부 절단과 기둥부인상잭 설치에 의한 기둥절단부(기둥절단면(C) 주변 콘크리트 기둥부)가 압착되도록 지압보강판(110)을 기둥부(220)에 설치하는 단계로 시작된다.

도 2a에 의하면 교량(200)은 기초부(210), 기둥부(220), 코핑부(230) 및 거더와 슬래브(240)를 포함하고 있음을 알 수 있다.

이러한 교량(200)을 인상시킬 필요가 있을 때, 즉 교량 상부에 포함되는 거더와 슬래브(240)를 상방으로 인상시키기 위해서 종래에는 도 1f와 같이 거더와 슬래브(240)를 받침프레임과 인상잭을 이용하여 인상 후, 인상된 거더 하부와 코핑부 상면 사이에 추가적인 코핑부(230) 단면 증설을 통해 교량 인상을 한 공법들이 소개되어 있으나,

이러한 공법들은 코핑부 단면 증설에 따른 자중 증가에 의하여 기둥부와 기초부 단면을 증대시켜야 하는 문제점이 있게 된다.

이에 본 발명은 기둥부(220) 중간(상,하 길이의 정중간의 의미는 아니며 교량상부의 중량 및 이에 따른 인상잭등의 설치개수 등을 고려하여 임의의 중간을 의미함)을 절단한 후, 기둥절단면(C)을 기준으로 기둥부 상부(A1)를 인상잭을 이용하여 인상시키는 방법을 이용하게 된다.

이때, 상기 기둥절단면(C) 사이의 기둥부 하부(A2) 상면에 코핑부인상잭을 설치하여 코핑부인상잭에 의하여 기둥부 상부(A1)를 인상시키게 되면 코핑부인상잭과 기둥부 하부상면과 상부저면이 접하는 부위는 코핑부인상잭의 단면정도로 좁게 형성되므로 기둥절단부에는 특히 전단력에 의한 균열 등이 발생하게 된다.

이에 본 발명은 기둥절단부의 균열 등을 미리 보강하기 위하여 지압보강판(110)을 설치하게 된다.

이러한 지압보강판(110)은 도 2a에 의한 기둥절단면(C)을 기준으로 균열 등이 예상되는 기둥절단부에 각각 상,하로 설치되도록 하되 설치 용이성을 위하여 2개의 반원형 세그먼트 보강판을 이용하여 단부압착구에 의하여 압착시키는 방식으로 지압이 가능하도록 하고 있음을 알 수 있다.

도 3a는 상기 지압보강판(110)의 구성예시도를 도시한 것이다.

즉, 상기 지압보강판(110)은 세그먼트 보강판(111) 및 단부압착구(112)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

상기 세그먼트 보강판(111)은 기둥절단부의 외주면에 내측면이 접하도록 설치되며 반원형 세그먼트 보강판으로 도시되어 있으나 기둥부 단면형태에 따라 사각 또는 다각형 등으로 형성될 수 있을 것이다.

이러한 세그먼트 보강판(111)은 강판을 이용할 수 있으며 밴딩이 가능하며 운반 및 설치가능한 두께와 상,하 높이는 기둥절단부를 커버할 수 있을 정도로 형성시키면 된다.

상기 단부압착구(112)는 세그먼트 보강판(111)이 기둥절단부에 압착되도록 하여 부족한 전단력이 보강되도록 하는 기능을 가진 것으로서 세그먼트 보강판(111) 단부에 압착봉(112a)을 체결할 수 있는 정착브라켓(112b)으로 형성될 수 있다.

이에 상기 정착브라켓(112b)은 압착봉(112a)이 관통할 수 있도록 관통홀이 형성된 수직 블록형태로 형성되어 있고, 세그먼트 보강판(111) 양 단부에 고정되어 있음을 알 수 있다.

이에 상기 정착브라켓(112b)을 관통하도록 고장력볼트와 같은 압착봉(112a)을 설치하고 압착봉 양 단부를 정착브라켓(112b)에 체결시켜 세그먼트 보강판(111)에 의한 지압보강판(110)이 기둥절단부 외주면 전체를 균일하게 압착시켜 보강이 가능하도록 하게 된다.

즉 정착브라켓(112b)은 세그먼트 보강판(111) 양 단부에 형성되어 있음에도 지압을 위한 압축력은 기둥절단부 외주면 전체에 균일하게 도입되도록 하는 효과를 가지도록 한 것이라 매우 효율적이라 할 수 있다.

이러한 지압보강판(110)은 최종 정착브라켓(112b)으로부터 압착봉(112a)을 분리하여 최종 해체되어 재사용이 가능하다.

다음으로 도 2c와 같이, 양 측방벤트(130)를 교량의 기초부(210) 상면(A3)에 설치하되, 상기 지압보강판을 포함한 기둥부로부터 이격되어 기둥부(220)를 상,하로 감싸도록 형성된 수평프레임 형태의 변위구속장치(120)를 상기 양 측방벤트(130) 사이에 고정 설치하는 단계;를 거치게 된다.

기둥부(220)의 기둥절단면(C)이 정해지고 기둥부(220)가 절단되면 기둥부 상부(A1)와 기둥부 하부(A2)는 서로 상, 하로 이격되어 분리되며 이러한 분리된 상태는 매우 불안정한 상태가 되고, 작용하중에 의하여 당초 위치에서 변위(특히 수평변위)가 발생하게 되면 안전시공이 어렵게 된다.

이에 도 2b에 의하면, 이러한 기둥부의 시공변위를 구속해주기 위하여 변위구속장치(120)를 기둥부(220) 주위에 다수개가 서로 상,하로 이격되어 설치되고 있음을 알 수 있다. 이러한 이격거리는 달리 제한은 없으나 등간격, 이간격 및 조합이 가능하다.

이에 도 2c에 도시된 것과 같이 양 측방벤트(130)에 변위구속장치(120)를 고정 설치하게 되면 이에 과도한 변위가 발생하더라도 분리된 기둥부 상부(A1)와 기둥부 하부(A2)는 변위구속장치에 의하여 변위가 구속되어 안정적인 교량 인상이 가능하게 된다.

도 3b는 상기 변위구속장치(120)의 구성예시도를 도시한 것이다.

즉, 상기 변위구속장치(120)는 수평프레임 형태로서 세그먼트수평프레임(121) 및 긴장재(122)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

이와 같이 수평프레임 형태로 형성된 것을 이용하면 제작, 운반도 용이하고 기둥부 상,하로 조립 설치 및 해체가 용이하고, 수평변위 구속에 효과적이기 때문이다.

상기 세그먼트수평프레임(121)은 서로 2개가 기둥부(220)를 사이에 두고 연결 조립시켜 세팅시키게 되며 연결 조립된 상태에서 긴장재(122)를 이용하여 수평으로 압착시키기 되며 반력지지를 위해 양 측방벤트(130)에 긴장재(122)는 긴장 후, 정착시키게 된다.

이에 상기 세그먼트수평프레임(121)은 각각 내측프레임(121a), 수평지지프레임(121b) 및 마감연결프레임(121c)을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

상기 내측프레임(121a)은 기둥부(220)의 단면형상에 맞추어 기둥부 주위를 감싸도록 형상이 정해지게 되며 철골부재를 이용하면 되고 도 3b에서는 안장형으로 보강편에 의하여 철골부재가 보강되어 있음을 알 수 있다.

상기 보강편은 수직판 형태로 내측프레임을 구성하는 철골부재를 다양한 방향으로 전달되는 하중에 대한 보강을 위한 것이며, 교축방향 및 교축 직각방향으로 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 내측프레임(121a)의 양 측방에는 수평지지프레임(121b)이 각각 볼트와 너트와 같은 체결구에 의하여 결합되어 있으며, 이는 양 세그먼트수평프레임(121)이 기둥부 주위에 이격되어 조립 설치되었을 때 연결단부면(E1)이 서로 맞접되면서 역시 볼트와 너트와 같은 체결구로 연결시켜 조립 설치될 있도록 하기 위한 것이라 할 수 있다.

이때 상기 양 수평지지프레임(121b)은 연장길이가 내측프레임(121a)의 전면(E2)보다 더 돌출되도록 형성시키고 있음을 알 수 있다.

또한 상기 내측프레임(121a)과 양 수평지지프레임(121b)은 후술되는 양 측방벤트(130)와 연결시키면서 긴장재(122)를 긴장 후 정착시키기 위한 마감연결프레임(121c)에 역시 체결구에 의하여 조립된다.

이에 상기 마감연결프레임(121c)은 내측프레임(121a)과 양 수평지지프레임(121b)의 배면(E3)들에 양 수평지지프레임(121b)과 직교하는 방향으로 형성되고 있음을 알 수 있으며, 연장길이는 양 수평지지프레임(121b)보다 측방으로 돌출되도록 형성시키고 있음을 알 수 있다.

이에 상기 긴장재(122)는 서로 마감연결프레임(121c)의 양 단부를 관통하여 수평으로 연장되도록 하여 후술되는 양 측방벤트(130)에 긴장 후 정착 시키게 된다. 이러한 긴장재(122)는 구조용 강봉을 이용해도 되고 PC강연선을 이용해도 된다.

이때 도 2c와 같이 기둥부(210) 주위에 변위구속장치(120)가 고정될 수 있도록 양 측방벤트(130)를 먼저 기초부(210)에 설치하게 된다.

이러한 양 측방벤트(130)는 도 2c와 같이, 기초부(210) 상면(A3)에 하부지지프레임(131)을 설치하고 중간프레임으로 보강된 수직프레임(132)을 하부지지프레임(131) 상면으로부터 상방으로 연장되도록 하되 코핑부(230) 하부까지 연장되도록 하면서, 상부지지프레임(133)을 수직프레임(132) 상면에 설치하고, 상기 상부지지프레임(133)과 코핑부(230) 하부 공간에는 코핑부지지프레임(134)으로 설치되도록 하고 있음을 알 수 있다.

이에 양 측방벤트(130)는 기둥부(220) 주위를 감싸도록 설치되도록 하되 기둥부(220)와 양 측방벤트(130) 사이에는 앞서 살펴본 변위구속장치(120)가 양 측방벤트(130) 고정 설치 되도록 하고 있음을 알 수 있다.

또한 양 측방벤트(130)는 기초부(210) 상면(A3)에 지지되도록 하면서 코핑부(230)를 인상할 수 있도록 코핑부지지프레임(134)은 코핑부(230) 하부 공간에 따른 삼각단면으로 형성되어 있음을 알 수 있으며,

상기 상부지지프레임(133)과 코핑부지지프레임(134) 사이에는 코핑부인상잭(140a)이 설치되어 있음을 알 수 있다.

도 3c는 양 측방벤트(130)와 변위구속장치(120) 및 긴장재(122)의 설치상태도를 도시한 것이다.

즉, 변위구속장치(120)는 양 측방벤트(130)를 구성하는 수직프레임(132) 중 변위구속장치(120)와 접하는 내측 수직프레임(132a)에 마감연결프레임의 배면(E4)이 접하여 체결구로 고정되도록 하고 있으며, 긴장재(122)는 변위구속장치(120)의 양 마감연결프레임(121c)을 관통하여 상기 내측 수직프레임(132a)에 긴장 후 정착시키고 있음을 알 수 있다.

이때 상기 내측 수직프레임(132a)은 다른 수직프레임(132)과 대비하여 긴장재(122)가 정착되어 국부응력이 집증되고, 변위구속장치(120)와 직접 접하는 작용하중 전달부위이므로 단면강성이 큰 부재를 설치한다.(도 2c에서는 수직프레임의 철골부재 단면이 다른 수직프레임의 철골부재 단면보다 크게 형성시키고 있음을 알 수 있다.)

이와 같이 변위구속장치(120)의 양 마감연결프레임(121c)을 관통하는 긴장재(122)를 양 측방벤트(130)에 긴장 후 정착시키게 되면, 수평변위에 보다 효과적으로 대응할 수 있도록 세그먼트수평프레임(121)에 양 측방벤트(130)를 일체화시킬 수 있고, 최종 기초부(210)로 수평변위에 의한 단면력등을 분산시킬 수 있고, 나아가 양 측방벤트(130)에 변위구속장치(120)를 안정적으로 고정 세팅할 수 있게 된다.

이로서 상기 변위구속장치(120)가 양 측방벤트(130)에 고정되도록 설치한 후에는 기둥절단면(C)을 기준으로 기둥부(220)를 절단하면서 기둥부인상잭(140b)을 설치할 수 있을 정도의 공간을 블록아웃부(S1)를 형성시켜 확보하게 된다.

즉, 지압보강판(110)과 변위구속장치(120) 및 양 측방벤트(130)를 설치 한 후 기둥부를 절단하여 기둥부인상잭(140b)이 기둥부 상부(A1)를 지지하도록 한 것이다.

이에 절단 초기에는 기둥부인상잭(140b)이 절단되지 않은 기둥부(220a)가 함께 하중을 지지하도록 하여 안정적인 기둥부 절단이 이루어지도록 한 것이다.

나아가 기둥부를 일부라도 블록아웃부(S1)를 형성시키면 구조적으로 불안정해지기 때문에 기둥부인상잭(140b)은 기둥부 하부(A2) 상면에 서로 대칭적으로 설치되도록 하고, 기둥부 하부(A2) 상면면적, 거더와 슬래브의 단면 크기등을 고려하여 설치개수를 결정하면 된다.

도 3c의 경우에는 기둥부 하부(A2) 상면에 4개가 서로 대칭 설치되도록 하고 있음을 알 수 있다.

다음으로 도 2d와 같이 기둥절단면을 기준으로 기둥부(220)를 절단하고 기둥부 상부(A1)와 기둥부 하부(A2) 사이에 설치한 기둥부인상잭(140b)을 이용하여 기둥부 상부(A1)를 인상시키는 단계를 거치게 된다.

즉, 절단된 기둥부(220)와 양 측방벤트(130)에 설치된 인상잭들(140a,140b)을 이용하여 동시에 기둥부 상부(A1)를 상방 인상시키게 된다. 이때 절단되지 않은 기둥부(220a)는 추가로 절취하게 될 것이다.

도 3d는 이러한 기둥부 상부(A1) 인상에 따른 시공 구성도를 도시한 것이다.

즉, 기둥부인상잭(140b)과 코핑부인상잭(140a)을 이용하면서 단계적으로 인상시킴에 따라 기둥절단면은 서로 상,하로 더욱 이격되고, 이러한 이격된 상태를 유지하기 위하여 기둥부 하부(A2) 상면과 기둥부인상잭(140b) 저면 사이에 잭지지프레임(150a)을 설치하고 있으며, 기둥부(220) 하부 상면 중앙에는 영구지지프레임(150b)을 더 설치하고 있음을 알 수 있다.

이러한 잭지지프레임(150a)는 교량 인상이 모두 완료되면 해체되어 회수되고, 영구지지프레임(150b)은 서로 상,하로 이격된 기둥절단면 내부에 영구적으로 잔존하여 일종의 절단된 기둥부의 내부보강재 역할을 하도록 하게 된다.

이에 상기 영구지지프레임(150b)은 상면과 저면에 베이스플레이트(151b)가 형성되며 베이스플레이트(151b) 사이에는 보강수직프레임(152b)이 형성되고 절단부마감콘크리트(180)와 합성을 위해 상기 보강수직프레임(152b) 외주면에는 스터드(153b)가 다수 형성되어 있음을 알 수 있다.

이때 상기 잭지지프레임(150a)과 영구지지프레임(150b)의 형성높이는 기둥부 상부 인상높이에 따라 단계적으로 적층시킬 수 있도록 상,하 연결되도록 하고 기둥부 상부를 단계적으로 인상하면서 잭지지프레임(150a)과 영구지지프레임(150b)의 상,하 연결 순서를 교번적으로 적층시키면서 최종 기둥부 상부 인상을 완료시키면 된다.

예컨대, 지지프레임(150a)의 기둥부인상잭(140b)을 인상시킨 후, 잭지지프레임(150a) 지지상태에서 영구지지프레임(150b)의 높이 조절, 높이 조절된 영구지지프레임(150b) 지지상태에서 기둥부인상잭(140b)을 다시 복귀시키고 잭지지프레임(150a)의 높이조절의 순으로 진행할 수 있을 것이다.

이러한 교량 인상과정에서 발생하는 기둥부의 전단균열 등은 앞서 살펴본 지압보강판(110)가 효과적으로 구속하고 있음을 알 수 있다.

다음으로 도 2e 및 도 2f와 같이 인상된 기둥부 상부(A1)와 기둥부 하부(A2) 사이를 절단부마감콘크리트(180)로 마감하는 단계를 거치게 된다.

즉, 도 2e 및 도 3e와 같이, 기둥부 상부(A1)를 원하는 위치로 상방 인상시킨 이후에는 영구지지프레임(150b)만 존치시키고, 기둥부인상잭(140b)과 잭지지프레임(150a)을 해체하여 영구지지프레임(150b) 주위에 기둥부철근(160)을 절단된 기둥부 상부와 하부의 노출된 내부철근과 연결하는 방식으로 기둥부철근(160)을 배근하고,

도 2f 및 도 3g와 같이 영구지지프레임(150b)과 기둥부철근(160)이 매립되도록 절단부마감콘크리트(180)를 미도시된 거푸집등을 이용하여 상,하 이격된 기둥부절단며을 마감시키게 된다.

다음으로 도 2g 및 도 3g와 같이 절단부마감콘크리트와 기둥부 상부 및 하부의 시공이음부를 부착보강재(170)를 이용하여 추가 마감시키는 단계를 거치게 된다.

즉, 교량 인상높이만큼 기둥부 단면이 형성된 후 기존 구조물과의 접합부는 유수나 환경오염 물질등에 의하여 내부에 공기가 침투하여 향후 철근부식 및 이로 인한 구조물의 내구성저하가 우려되므로, 시공이음부에 부착보강재(170, 탄소섬유 혹은 유리섬유등)를 부착시켜 마감시키게 된다.

이로서 본 발명은 종래 교량 인상 공법과 달리 코핑부 상면에서의 단면증설은 자중증가에 따른 기둥부 및 기초부의 보강이 필수적이며, 미관도 우수하지 않기 때문에 코핑부를 지지하는 기둥부를 수직 단면증설하여, 자중의 증가를 최소하기 때문에, 하부구조(기둥부 및 기초부)의 보강이 불필요하거나 최소한으로 시행될 수 있어 공기단축 및 시공비 절감 가능하며,

단순히 기둥부의 수직단면증설만 시행되기 때문에 미관이 우수하고, 기둥부를 인상하여 하천홍수위이나 교통한계선을 만족시킬 수 있기 때문에 교량의 재가설로 인한 불필요한 비용의 낭비나 사회적 소요비용이 현저하게 감소시킬 수 있고,

기둥부 인상시 절단되는 기둥부 코핑부 하면에 대칭적인 인상 지지점을 형성하므로 인상중 구조적 안전성을 확보할 수 있게 된다.

또한 교량 인상 중 발생할 수 있는 변위발생을 제어하기 위한 변위구속장치가 양 측방벤트와 일체화 되어 인상중 구조적 안전성 확보가 가능하며,

교량 인상높이만큼 기둥부 단면이 형성된 후 기존 구조물과의 접합부는 유수나 환경오염물질등에 의하여 내부에 공기가 침투하여 향후 철근부식 및 이로 인한 내구성저하는 부착보강재로 마감할 수 있으며,

교량의 기둥부 형태(원형, 다각형 등) 및 다주식 교각 등에 변형되어 적용될 수 있는 장점이 있게 된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

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.

110: 지압보강판
111: 세그먼트 보강판 112: 단부압착구
112a: 압착봉 112b: 정착브라켓
120: 변위구속장치
121: 세그먼트수평프레임 121a: 내측프레임
121b: 수평지지프레임 121c: 마감연결프레임
122: 긴장재
130: 양 측방벤트 131: 하부지지프레임
132: 수직프레임 132a: 내측 수직프레임
133: 상부지지프레임 134: 코핑부지지프레임
140a: 코핑부인상잭 140b: 기둥부인상잭
150a: 잭지지프레임
150b: 영구지지프레임 151b: 베이스플레이트
152b: 보강수직프레임 153c: 스터드
160: 기둥부철근
170: 부착보강재
180: 절단부마감콘크리트
200: 교량
210: 기초부 220: 기둥부
220a: 절단되지 않은 기둥부 230: 코핑부
240: 거더와 슬래브 C: 기둥절단면
A1: 기둥부 상부 A2: 기둥부 하부
A3: 기초부 상면 E1: 연결단부면(수평지지프레임)
E2: 내측프레임의 전면
E3: 내측프레임과 양 수평지지프레임의 배면
E4: 내측 수직프레임에 마감연결프레임의 배면

Claims

(a) 기둥부(220) 절단과 기둥부인상잭(140b) 설치에 의한 기둥절단부가 압착되어 보강되도록 지압보강판(110)을 기둥부(220)에 설치하는 단계;
(b) 양 측방벤트(130)를 교량의 기초부 상면(A3)에 설치하되, 상기 지압보강판을 포함한 기둥부로부터 이격되어 기둥부를 상,하로 감싸도록 형성된 수평프레임 형태의 변위구속장치(120)를 상기 양 측방벤트(130) 사이에 고정 설치하는 단계;
(c) 기둥절단면(C)을 기준으로 기둥부(220)를 절단하여 기둥부 상부(A1)와 기둥부 하부(A2) 사이에 기둥부인상잭(140b)을 설치한 후 기둥부 상부(A1)를 인상시키는 단계; 및
(d) 인상된 기둥부 상부(A1)와 기둥부 하부(A2) 사이를 절단부마감콘크리트(180)로 마감하는 단계; 및
(e) 상기 절단부마감콘크리트와 기둥부 상부 및 하부의 시공이음부를 부착보강재(170)를 이용하여 마감시키는 단계;를 포함하며,
상기 (b)단계의 수평프레임 형태의 변위구속장치(120)는
기둥부의 단면형상에 맞추어 기둥부 주위를 감싸도록 형성된 내측프레임(121a); 세그먼트수평프레임이 기둥부 주위에 이격되어 조립 설치되었을 때 연결단부면(E1)이 서로 맞접되면서 조립되도록 내측프레임의 양 측방에 결합된 수평지지프레임(121b); 및 상기 내측프레임과 양 수평지지프레임의 배면에 측방벤트와 연결시키면서 긴장재가 관통 설치되는 마감연결프레임(121c);을 포함하며, 상기 마감연결프레임(121c)은 내측프레임과 양 수평지지프레임의 배면(E3)들에 양 수평지지프레임과 직교하는 방향으로 형성되도록 하되, 연장길이는 양 수평지지프레임보다 측방으로 돌출되도록 형성되도록 하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법.
제 1항에 있어서,
상기 (a)단계의 지압보강판(110)은,
기둥절단부의 외주면에 내측면이 접하도록 설치된 세그먼트 보강판(111); 및 상기 세그먼트 보강판들 단부에 설치되어 서로 압착됨으로서 세그먼트 보강판들이 기둥절단부 외주면 전체에 압축력이 도입되도록 설치된 단부압착구(112);를 포함하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 변위구속장치(120)는 양 측방벤트를 구성하는 수직프레임 중 변위구속장치와 접하는 내측 수직프레임(132a)에 마감연결프레임의 배면(E4)이 접하여 고정되도록 하되, 긴장재(122)는 변위구속장치의 양 마감연결프레임(121c)을 관통하여 상기 내측 수직프레임(132a)에 긴장 후 정착되도록 하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법.
제 1항에 있어서,
상기 (b)단계의 양 측방벤트(130)는
기초부 상면(A3)에 하부지지프레임(131)을 설치하고 중간프레임으로 보강된 수직프레임(132)을 하부지지프레임 상면으로부터 상방으로 연장되도록 하되 코핑부(230) 하부까지 연장되도록 하면서, 상부지지프레임(133)을 수직프레임(132) 상면에 설치하고, 상기 상부지지프레임과 코핑부 하부 공간에는 코핑부지지프레임(134)으로 설치하여 형성되도록 하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법.
제 5항에 있어서,
상기 (c)단계의 기둥부 상부(A1) 인상은
기둥부 하부(A2) 상면에 설치된 기둥부인상잭(140b)과 상부지지프레임과 코핑부지지프레임 사이에 설치된 코핑부인상잭(140a)을 이용하여 기둥부 상부(A1)를 인상시키는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법.
제 6항에 있어서,
상기 기둥부 상부(A1) 인상은
기둥부인상잭(140b)과 코핑부인상잭(140a)을 이용하면서 단계적으로 인상시킴에 따라 기둥절단면은 서로 상,하로 더욱 이격되고, 이러한 이격된 상태를 유지하기 위하여 기둥부 하부(A2) 상면과 기둥부인상잭 저면 사이에 잭지지프레임(150a)을 더 설치하고, 기둥부 하부 상면 중앙에는 영구지지프레임(150b)을 더 설치하여,
상기 잭지지프레임(150a)은 교량 인상이 모두 완료되면 해체되어 회수되고, 영구지지프레임(150b)은 서로 상,하로 이격된 기둥절단면 내부에 영구적으로 잔존하여 일종의 절단된 기둥부의 내부보강재 역할을 하도록 하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법.
제 7항에 있어서,
상기 영구지지프레임(150b)은 상면과 저면에 베이스플레이트(151b)가 형성되며 베이스플레이트 사이에는 보강수직프레임(152b)이 형성되도록 하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법.
제 6항에 있어서,
상기 기둥부 상부(A1) 인상은
기둥절단면(C)을 기준으로 기둥부를 절단하면서 기둥부인상잭(140b)을 설치할 수 있을 정도의 공간을 블록아웃부(S1)를 형성시켜 기둥부인상잭이 기둥부 상부(A1)를 지지하도록 함으로서 기둥부인상잭이 절단되지 않은 기둥부(220a)가 함께 하중을 지지하도록 하여 안정적인 기둥부 절단이 이루어지도록 하되, 상기 기둥부인상잭(140b)은 기둥부 하부(A2) 상면에 서로 대칭적으로 설치되도록 하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법.
제 7항에 있어서,
상기 (d)단계의 절단부마감콘크리트(180) 마감은,
영구지지프레임(150b)만 존치시키고, 기둥부인상잭과 잭지지프레임을 해체하여 영구지지프레임 주위에 기둥부철근(160)을 절단된 기둥부 상부와 하부의 노출된 내부철근과 연결하는 방식으로 기둥부철근을 배근하고, 영구지지프레임(150b)과 기둥부철근(160)이 매립되도록 절단부마감콘크리트를 상,하 이격된 기둥부절단면을 마감하여 이루어지도록 하는 지압보강판과 부착식보강재를 이용한 교량인상공법.