KR102047343B1 - Earthquake-Resistant Reinforcing Apparatus To Enhance Earthquake-Resistance Of The Existing Bridge - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 교좌장치가 설치되지 않은 기존 교량의 내진성능을 향상시키는 내진 보강 장치 및 내진 보강 공법에 관한 것이다. The present invention relates to an earthquake-proof reinforcement device and an earthquake-resistant reinforcement method for improving the seismic performance of an existing bridge without a bridge device.
일반적으로 교량이란, 교통로, 수로 등의 하천, 계곡, 움푹꺼진 땅, 시내나 강을 사람이나 차량(철도차량 포함)이 건널 수 있게 만든 다리이다.In general, a bridge is a bridge that allows people and vehicles (including railroad cars) to cross rivers, valleys, hollow ground, streams, rivers, etc.
이러한 교량은 기본적으로 교량상판 및 이를 지지하기 위한 교대 및 다수의 교각으로 이루어져 있으며, 사용되는 재료의 종류에 따라 강교, 콘크리트교, 목교, 석교 등으로 나뉘어지고, 용도에 따라서는 도료교, 철도교, 육교, 고가교 등으로 나누어지며, 면의 위치에 따라서는 상로교, 중로교, 하로교, 2층교로 분류되고 형태에 따라서는 거더교, 아치교, 트러스트교, 슬라브교, 라멘교, 사장교, 현수교 등으로 분류된다.These bridges are basically composed of bridge decks and shifts to support them, and a plurality of bridges.These bridges are divided into steel bridges, concrete bridges, wooden bridges, stone bridges, etc., depending on the type of material used. It is divided into overpass and overpass, and according to the location of the surface, it is classified into Sangro Bridge, Jungro Bridge, Haro Bridge, and two-story bridge, and depending on the form, it is classified into Girder Bridge, Arch Bridge, Trust Bridge, Slavic Bridge, Ramen Bridge, Cable Stayed Bridge, Suspension Bridge, etc. .
한편, 상술한 바와 같은 구조로 이루어진 교량은 교각 및 교대에 교량상판이 얹혀져 있는 구조로 이루어져 있기 때문에 교량상판이 떨어지는 낙교현상을 방지하기 위해 다양한 시도가 이루어지고 있다.On the other hand, since the bridge having the structure as described above is made of a structure in which the bridge top plate is placed on the bridge and the bridge, various attempts have been made to prevent the falling bridge top fall.
일예로서, 대한민국 등록특허 제10-0402954호, 대한민국 등록실용 제20-0425703호, 대한민국 등록특허 10-1008606호 등에서 제시한 낙교방지는 교량상판과 교각에 설치되는 교좌장치에 브라켓을 형성하여 교량의 교축직각방향으로 교량상판이 낙교하는 것을 방지할 수 있도록 구성되어 있다.As an example, the prevention of falling bridges presented in the Republic of Korea Patent No. 10-0402954, Republic of Korea Registration No. 20-0425703, Republic of Korea Patent Registration 10-1008606 and the like to form a bracket on the bridge deck installed on the bridge deck and the bridge of the bridge It is configured to prevent the bridge deck from falling in the perpendicular direction of the bridge.
한편, 대한민국 등록특허 제10-1628086호(2016. 06. 01. 등록)는 교좌장치가 설치되지 않은 기존 교량의 교축방향 및 교축직각방향의 거동을 제한하여 지진에 의한 교량상판의 낙교를 방지하기 위한 기존 교량의 내진보강 장치 및 이를 이용한 내진보강 공법을 개시한다. 개시된 발명은 교량의 슬라브에 상부브라켓을 설치하고, 교량의 교각에 하부브라켓을 설치하며, 상부브라켓의 걸림돌출부가 하부브라켓의 걸림돌출부 안착공간에 끼워지도록 함으로써 교량상판의 거동이 교축방향 및 교축직각방향으로 제한되게 하여 지진에 의한 교량상판의 낙교를 방지하는 것이다. On the other hand, Republic of Korea Patent No. 10-1628086 (registered on 06. 01. 2016) to prevent the fall of the bridge deck due to earthquake by limiting the behavior of the bridge in the direction of the bridge and the direction of the bridge perpendicular to the existing bridge is not installed Disclosed is a seismic reinforcement device of an existing bridge and a seismic reinforcement method using the same. The disclosed invention installs the upper bracket on the slab of the bridge, the lower bracket is installed on the bridge pier, and the locking protrusion of the upper bracket is fitted in the seating space of the locking protrusion of the lower bracket so that the behavior of the bridge top plate is in the axial direction and the right angle of the bridge. It is to be restricted in the direction to prevent the fall of the bridge deck due to the earthquake.
일반적으로 교좌장치 및 전단키가 적용되는 교량은 교량상판의 낙교를 방지할 수 있는 구조를 가진다. 즉, 교좌장치 및 전단키 설치로 하부구조물(교대, 교각)에 지진하중이 전달되고, 하부구조물(교대, 교각)은 전달받은 하중에 대한 안정성을 확보하게 된다. In general, a bridge to which a bridge device and a shear key are applied has a structure that can prevent falling of the bridge deck. That is, the seismic load is transmitted to the substructure (alternation, pier) by the installation of the bridge device and the shear key, and the substructure (alternation, pier) is secured to the received load.
그러나 준공 후 오랜 시간의 경과로 노후화된 공용중인 교량, 즉 기존 교량은 내진설계 미반영으로 안정성을 확보하지 못하는 경우가 대부분이다. 따라서, 하부구조물(교대, 교각)에 대하여 추가적인 보강공사로 안전율을 향상시켜 안전성을 확보할 필요가 있다. 안정성 확보를 위한 보강공사는 하부구조물에 대한 기초보강으로서, 터파기, 단면확대 및 말뚝보강 등의 공사로 이루어지는 것이 일반적이다. However, most of the public bridges, ie, existing bridges, that have been aged for a long time after completion, are not secured due to the lack of seismic design. Therefore, it is necessary to secure the safety by improving the safety factor by additional reinforcement work for the substructure (shift, pier). Reinforcement work to secure the stability is the basic reinforcement of the substructure, generally made of construction such as trench, section expansion and pile reinforcement.
한편, 대한민국 등록특허 제10-1628086호 발명(이하, '관련 선행특허발명'이라 함)은 내진설계를 반영하지 않은 기존 교량에 대하여 내진보강을 제공하는 것이긴 하지만, 충분한 안정성을 제공하기에는 미흡하다는 한계를 가지고 있었다. 이에, 하부구조물(교대, 교각)에 대한 기초보강으로서, 터파기, 단면확대 및 말뚝보강 등의 공사를 시행할 필요가 있었다. On the other hand, the Republic of Korea Patent No. 10-1628086 invention (hereinafter referred to as 'related prior invention' ) is to provide seismic reinforcement for the existing bridge that does not reflect the seismic design, but it is insufficient to provide sufficient stability Had a limit. Therefore, as a foundation reinforcement for substructures (shifts, bridge piers), it was necessary to carry out construction such as digging, section expansion and pile reinforcement.
그러나, 하부구조물에 대한 이러한 기초보강 공사는 환경친화적이지 않고 경우에 따라서는 그 자체로 교량에 대한 위험성을 증가시키고, 지하 매설물 등으로 인하여 불량하게 시공될 수 있으며, 또한 부대시설(가시설, 물막이 등)로 인하여 공사비 증가의 원인이 되기도 한다. 또한 지하시설물, 지자체 부동의 등으로 인하여 부득이 터파기 공사가 불가할 수도 있고 지간이 작은 교량은 공사차량 진입이 불가하여 기초보강 공사를 수행할 수 없는 경우도 있다. However, such basic reinforcement works for substructures are not environmentally friendly and in some cases increase the risk of bridges by themselves, and may be poorly constructed due to underground burial, and additional facilities (facility, water barriers, etc.) ) May be a cause of an increase in construction costs. In addition, due to underground facilities and local government immovability, it may not be possible to dig the construction, and bridges with small spaces may not be able to enter construction vehicles, so it may not be possible to carry out foundation reinforcement.
이에, 본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 하부구조물에 대한 상기한 기초보강에 대한 대안으로서 친환경적일 뿐만 아니라 공기를 단축시키고, 시공성 및 경제성을 향상시키며, 교좌장치가 설치되지 않은 기존 교량의 내진성능을 향상시키는 내진 보강 장치 및 내진 보강 공법을 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention is to solve the above problems. That is, the object of the present invention is not only environmentally friendly as an alternative to the above-described basic reinforcement of the substructure, but also shortens the air, improves the constructability and economical efficiency, and improves the seismic performance of the existing bridge without a bridge device. It is to provide a reinforcement device and a seismic reinforcement method.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기존 교량의 내진성능을 향상시키는 내진 보강 장치는 교량의 제1 교각 또는 교대의 일면에 설치되는 제1 브라켓, 상기 제1 브라켓이 설치되는 상기 제1 교각 또는 교대의 면을 마주대하는 제2 교각 또는 교대의 면에 설치되는 제2 브라켓, 및 상기 제1 브라켓 및 상기 제2 브라켓에 끼워져서 결합되는 보강보 부재를 포함한다. Seismic reinforcement device for improving the seismic performance of the existing bridge according to the present invention for achieving the above object is a first bracket installed on one side of the bridge or the first pier of the bridge, the first pier is installed Or a second bracket installed on a second pier or an alternating surface facing the alternating surface, and a reinforcing beam member fitted to and coupled to the first bracket and the second bracket.
상기에서, 상기 제1 및 제2 브라켓은 각각 상기 교량의 교각 또는 교대의 해당 면에 결합하는 교각 결합판, 상기 교각 결합판으로부터 교축방향으로 돌출되는 구조로 상기 교각 결합판과 결합함으로써 상부 방향을 제외하고 보강보 부재 삽입홈의 저면 및 양측면을 형성하는 저면 돌출판, 제1 측면 돌출판 및 제2 측면 돌출판으로 구성되는 3개의 돌출판, 상기 보강보 부재 삽입홈에서 상기 교각 결합판 및 상기 3개의 돌출판 중 최소한 하나 상에 결합되는 완충재, 및 상기 보강보 부재 삽입홈 외부에서 상기 저면 돌출판, 상기 제1 측면 돌출판 및 제2 측면 돌출판 각각과 상기 교각 결합판에 동시에 결합하는 보강판을 포함하고, 상기 보강보 부재는 상기 제1 브라켓 및 상기 제2 브라켓의 상기 보강보 부재 삽입홈에 동시에 끼워져서 결합하는 것이다.In the above, the first and second brackets are pier coupling plate for coupling to the corresponding surface of the bridge or the bridge of the bridge, respectively, the structure protruding in the axial direction from the bridge coupling plate to the upper direction by engaging with the bridge coupling plate Except for the bottom protrusion plate forming the bottom and both sides of the reinforcing beam member insertion groove, three protrusion plates consisting of the first side protrusion plate and the second side protrusion plate, the pier coupling plate and the A cushioning material coupled to at least one of the three protruding plates, and a reinforcing member simultaneously coupled to each of the bottom protrusion plate, the first side protrusion plate and the second side protrusion plate and the pier coupling plate outside the reinforcing beam member insertion groove. And a plate, wherein the reinforcing beam member is inserted into and coupled to the reinforcing beam member insertion groove of the first bracket and the second bracket at the same time.
상기 보강보 부재는 그 단면이 원형 또는 정사각형 또는 직사각형으로 되고, 상기 원형, 정사각형 또는 직사각형 내부에 +자 형상으로 보강부가 형성되는 파이프 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.The reinforcing beam member is preferably made of a pipe structure whose cross section is circular or square or rectangular, and a reinforcing portion is formed in a + shape inside the circular, square or rectangular.
상기 보강보 부재 삽입홈에서 상기 제1 측면 돌출판 및 상기 제2 측면 돌출판에는 연결핀 삽입 장공이 형성되어 있고, 또한 상기 보강보 부재는 상기 보강보 부재 삽입홈에 삽입되는 부분에서 상기 제1 및 제2 측면 돌출판에 형성되는 상기 연결핀 삽입 장공과 대응되는 연결핀 삽입 장공을 가지며, 상기 제1 및 제2 브라켓 각각과 상기 보강보 부재는 상기 연결핀 삽입 장공에 연결핀이 삽입됨으로써 서로 결합되고, 이때 상기 보강보 부재는 상기 연결핀 삽입 장공에 상기 연결핀이 삽입된 상태에서 상기 연결핀 삽입 장공에서 상기 연결핀이 차지하는 공간을 벗어나는 영역의 한도 내에서 이동가능하게 결합되는 것이 바람직하다.A connecting pin insertion hole is formed in the first side protrusion plate and the second side protrusion plate in the reinforcing beam member insertion groove, and the reinforcing beam member is inserted into the reinforcing beam member insertion groove. And a connection pin insertion hole corresponding to the connection pin insertion hole formed in the second side protruding plate, wherein each of the first and second brackets and the reinforcing beam member are connected to each other by inserting the connection pin into the connection pin insertion hole. In this case, the reinforcing beam member is preferably coupled to be movable within the limit of the area deviating from the space occupied by the connection pin in the connection pin insertion hole in the state that the connection pin is inserted into the connection pin insertion hole. .
상기 교각 결합판은 복수개의 앵커볼트홀을 가지고 있고, 상기 앵커볼트홀에 앵커볼트가 관통하고 이어서 상기 교각에 삽입됨으로써 상기 교각 결합판은 상기 교각에 결합하는 것이며, 이때, 상기 앵커볼트홀을 관통하여 상기 교각에 결합하는 상기 앵커볼트는 상기 교각에 삽입되는 그것의 말단부에 앵커볼트의 몸체부와 경사진 형상의 기계적 정착부를 가지고 있고, 상기 앵커볼트의 상기 기계적 정착부가 삽입될 정도의 직경으로 상기 교각을 천공한 후 상기 앵커볼트를 삽입하고 부착액을 주입함으로써 상기 앵커볼트를 상기 교각에 결합하는 것이 바람직하다.The pier coupling plate has a plurality of anchor bolt holes, the anchor bolt is penetrated through the anchor bolt hole and then inserted into the pier, the pier coupling plate is to be bonded to the pier, in this case, through the anchor bolt hole The anchor bolt coupled to the pier has a mechanical fixing portion of the body and the inclined shape of the anchor bolt at its distal end is inserted into the pier, the diameter of the anchor bolt is such that the mechanical fixing portion is inserted After drilling the piers, it is preferable to couple the anchor bolts to the piers by inserting the anchor bolts and injecting the attachment liquid.
상기 내진 보강 장치는 상측으로는 교량의 슬라브에 수평방향으로 맞닿아 결합하도록 평판형태로 이루어지되 내측에 다수의 앵커볼트홀이 포함되어 있는 상부브라켓 수평판과 상기 상부브라켓 수평판의 하부에 결합되되 하부방향으로 돌출되어 형성되는 걸림돌출부를 포함하고 있는 상부브라켓; 상기 상부브라켓의 걸림돌출부 양 측면과 배면 및 저면에 결합하되, 다수의 완충재와, 상기 다수의 완충재 내부에는 하나 이상의 철판으로 구성된 완충부재; 및 교량의 교각에 수직방향으로 맞닿아 결합하도록 평판형태로 이루어지되 내측에 다수의 앵커볼트홀이 포함되어 있는 하부브라켓 수직판과, 상기 하부브라켓 수직판에 결합되되 수직방향으로 연장되어 교축방향으로 돌출되며 완충부재가 결합된 상부브라켓의 걸림돌출부가 삽입할 수 있도록 이격거리를 두고 형성되는 제1, 2 수직판)과, 상기 하부브라켓 수직판에 결합되되 수평방향으로 연장되어 교축방향으로 돌출되며 완충부재가 결합된 상부브라켓의 걸림돌출부 하측면을 지지할 수 있도록 형성되는 제1 수평판과, 상기 제1, 2 수직판 및 제1 수평판에 의해 상부브라켓의 걸림돌출부가 안착될 수 있도록 형성된 걸림돌출부 안착공간과, 상기 제1 수직판에서 이격되어 제1 수직판과 평행하게 형성되는 제3 수직판과, 상기 제2 수직판에서 이격되어 제2 수직판과 평행하게 형성되는 제4 수직판과, 상기 제1, 3 수직판 사이와 제2, 4 수직판 사이에 형성되어 제1, 2 수직판에서 발생하는 수평력에 대항하기 위해 형성되는 다수의 보강수평판과, 상기 다수의 보강수평판 중 상부브라켓과 맞닿는 최상층의 보강수평판에는 볼트자리홈으로 구성되는 하부브라켓을 더 포함하는 것일 수 있다.The seismic reinforcement device is formed in a flat form to be in contact with the slab of the bridge in the horizontal direction on the upper side is coupled to the lower portion of the upper bracket horizontal plate and the upper bracket horizontal plate containing a plurality of anchor bolt holes in the inner side An upper bracket including a locking protrusion formed to protrude downward; Coupled to both sides and the back and the bottom of the engaging protrusion of the upper bracket, a plurality of buffers, the buffer member consisting of one or more iron plate inside the plurality of buffers; And a lower bracket vertical plate made of a flat plate shape so as to be in contact with the bridge piers in a vertical direction and including a plurality of anchor bolt holes therein, and coupled to the lower bracket vertical plate and extending in a vertical direction in the axial direction. The first and second vertical plates protruding and formed at a distance from each other so as to be inserted into the engaging protrusions of the upper bracket to which the shock absorbing member is coupled, and the lower bracket vertical plates are extended in the horizontal direction and protrude in the axial direction. A first horizontal plate formed to support the lower side of the engaging protrusion of the upper bracket to which the shock absorbing member is coupled, and formed to allow the engaging protrusion of the upper bracket to be seated by the first and second vertical plates and the first horizontal plate. A locking projection seating space, a third vertical plate spaced apart from the first vertical plate and formed in parallel with the first vertical plate, and spaced apart from the second vertical plate. A second vertical plate formed parallel to the second vertical plate, and a plurality of fourth vertical plates formed between the first and third vertical plates and between the second and fourth vertical plates to counter the horizontal force generated in the first and second vertical plates. The reinforcement horizontal plate and the reinforcement horizontal plate of the uppermost layer in contact with the upper bracket of the plurality of reinforcement horizontal plate may further include a lower bracket consisting of a bolt seat groove.
본 발명은 기존 교량의 내진성능을 향상시키는 내진 보강 공법을 제공한다. 본 발명에 따른 내진 보강 공법은 상기한 내진 보강 장치를 교량에 설치함에 있어서, 상기 상부브라켓에 형성된 걸림돌출부의 좌, 우측면, 저면 및 배면에 다수의 완충재를 부착하는 완충부재 결합단계; 교량 중 교각이 형성되어 있는 위치의 슬라브에 상기 상부브라켓의 상부브라켓 수평판에 형성된 앵커볼트홀을 통해 상부브라켓을 고정결합하는 상부브라켓 고정단계; 교량의 교각 측면에 상부브라켓의 걸림돌출부가 하부브라켓의 걸림돌출부 안착공간에 배치한 후 하부브라켓의 하부브라켓 수직판에 형성된 앵커볼트홀을 통해 하부브라켓을 고정결합하는 하부브라켓 고정단계; 상기 제1 및 제2 브라켓 각각의 상기 교각 결합판에 형성된 상기 앵커볼트홀에 상기 앵커볼트를 관통시켜 상기 제1 및 제2 브라켓을 상기 교각에 결합하는 제1 및 제2 브라켓 결합단계; 상기 제1 및 제2 브라켓에 형성된 상기 보강보 부재 삽입홈에 상기 보강보 부재를 삽입하는 보강보 부재 삽입단계; 및 상기 제1 측면 돌출판, 상기 보강보 부재 및 상기 제2 측면 돌출판에 형성된 상기 연결핀 삽입장공에 상기 연결핀을 삽입하는 연결핀 삽입단계를 포함한다. The present invention provides a seismic reinforcement method for improving the seismic performance of the existing bridge. Seismic reinforcement method according to the present invention in the installation of the earthquake-resistant reinforcement device in the bridge, the coupling member coupling step of attaching a plurality of cushioning material on the left, right side, bottom and back of the engaging projection formed on the upper bracket; An upper bracket fixing step of fixing the upper bracket to the slab at the position where the bridge is formed in the bridge through an anchor bolt hole formed in the upper bracket horizontal plate of the upper bracket; A lower bracket fixing step of fixing the lower bracket through an anchor bolt hole formed in the lower bracket vertical plate of the lower bracket after the locking protrusion of the upper bracket is disposed in the locking protrusion seating space of the lower bracket on the side of the bridge; First and second bracket coupling steps of coupling the first and second brackets to the piers by passing the anchor bolts through the anchor bolt holes formed in the piers coupling plates of the first and second brackets; A reinforcing beam member insertion step of inserting the reinforcing beam member into the reinforcing beam member insertion grooves formed in the first and second brackets; And a connecting pin insertion step of inserting the connecting pin into the connection pin insertion hole formed in the first side protrusion plate, the reinforcing beam member, and the second side protrusion plate.
본 발명에 따른 기존 교량의 내진성능을 향상시키는 내진 보강 장치 및 내진 보강 공법은 내진성능을 향상시키기 위한, 교좌장치가 설치되지 않은 기존 교량의 하부구조물에 대한 기초보강의 대안으로서 친환경적일 뿐만 아니라 공기를 단축시키고, 시공성 및 경제성을 향상시킨다. 즉, 본 발명은 공용중인 기존 교량의 안전성 확보를 위한 기초 공사(터파기, 단면확대, 말뚝보강) 없이 간단한 인력 시공만으로 구조물의 내하력을 확보함으로써 교량의 내진성능을 향상시키는 것이다. The seismic reinforcement device and the seismic reinforcement method for improving the seismic performance of the existing bridge according to the present invention is not only environmentally friendly as an alternative to the basic reinforcement of the existing substructure of the bridge without a bridge device to improve the seismic performance It shortens, improves workability and economics. In other words, the present invention is to improve the seismic performance of the bridge by securing the load-bearing capacity of the structure only by simple manpower construction without foundation work (dig, cross-section, pile reinforcement) for securing the safety of the existing bridge in common.
또한, 기초 공사(터파기, 단면확대, 말뚝보강)에 의한 교량의 안전성 확보 방안은 제원이 불확실하여 보강에 대한 정량적인 계산이 불가하여 과대, 과소 보강으로 막대한 공사비를 사용하고도 보강 효과에 불확실한 요인이 많다는 단점이 있는 반면에, 본 발명에 의한 보강 공법은 지진하중에 대하여 정량적인 계산이 가능하여 확실한 보강으로 신뢰성을 증가시킬 수 있다. In addition, the method to secure the safety of bridges by foundation work (demolition, section enlargement, pile reinforcement) is uncertain because the specification is not quantitative calculation of reinforcement, and it is uncertain about reinforcement effect even when using enormous construction cost due to over and under reinforcement. On the other hand, there are many disadvantages, but the reinforcement method according to the present invention can quantitatively calculate the seismic load, thereby increasing reliability with reliable reinforcement.
도 1은 관련 선행특허발명에 따른 내진 보강 장치가 설치된 교량의 개략적 구조를 나타낸 정면도이다.
도 2는 도 1의 교량의 측면도이다.
도 3은 관련 선행특허발명에 따른 내진 보강 장치에 대한 분해사시도이다.
도 4는 도 3과 다른 각도에서 바라본 관련 선행특허발명에 따른 내진 보강 장치에 대한 분해사시도이다.
도 5는 도 1의 A에 대한 확대도이다.
도 6은 도 2의 B에 대한 확대도이다.
도 7은 본 발명에 따른 내진 보강 장치가 설치된 교량의 개략적 구조를 나타낸 정면도이다.
도 8은 도 7의 교량의 측면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 내진 보강 장치에 대한 분해사시도이다.
도 10은 도 7의 C에 대한 확대도이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따라 앵커볼트를 사용하여 교각 결합판을 교각에 정착시키는 시공상황을 도시한 단면도이다. 1 is a front view showing a schematic structure of a bridge is installed seismic reinforcement device according to the related prior invention.
FIG. 2 is a side view of the bridge of FIG. 1. FIG.
3 is an exploded perspective view of a seismic reinforcing device according to the related prior patent invention.
Figure 4 is an exploded perspective view of the seismic reinforcement device according to the related prior patent invention seen from an angle different from FIG.
FIG. 5 is an enlarged view of A of FIG. 1. FIG.
FIG. 6 is an enlarged view of B of FIG. 2.
7 is a front view showing the schematic structure of the bridge is installed seismic reinforcement device according to the present invention.
8 is a side view of the bridge of FIG. 7.
9 is an exploded perspective view of the seismic reinforcing device according to the present invention.
FIG. 10 is an enlarged view of C of FIG. 7. FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a construction situation in which a pier coupling plate is fixed to a pier using an anchor bolt according to an embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명에 따른 기존 교량의 내진 보강 장치는 도 7에 도시한 바와 같이, 관련 선행특허발명으로 정의된 내진 보강 장치(50)와 본 발명에서 추가적으로 보강하는 내진 보강 장치(50')를 포함할 수 있다. 본 발명에서 추가적으로 보강하는 내진 보강 장치(50')는 교량에 대하여 독자적으로 적용되는 것도 가능하지만, 관련 선행특허발명으로 정의된 내진 보강 장치(50)에 더하여 추가적으로 보강될 때 더욱 효과적이다. As shown in FIG. 7, the seismic reinforcement device of the existing bridge according to the present invention may include the
본 발명에서 추가적으로 보강하는 내진 보강 장치(50')를 설명하기에 앞서, 먼저 관련 선행특허발명으로 정의된 내진 보강 장치(50)에 대하여 설명한다. 이러한 설명은 관련 선행특허의 명세서에 제시되어 있어 관련 선행특허의 명세서를 참조할 수 있으나, 독자의 편의를 위하여 해당 내용을 여기에 상세하게 옮기기로 한다. Prior to describing the
내진보강 장치(50)는 교좌장치가 설치되어 있지 않은 기존 교량(1)에 설치하여 교축방향과 교축직각방향으로 교량상판이 거동하는 것을 제한하여 지진에 따른 내진보강력을 향상시키기 위한 것이다. The
따라서, 내진보강 장치(50)는 도 1 내지 도 2에서와 같이 교량(1)의 슬라브(1a)에 결합하는 상부브라켓(10)과 교량(1)의 교각(1b)에 결합하는 하부브라켓(30)으로 이루어져 교량상판의 거동시 이를 하부브라켓(30)에서 거동을 제한하도록 작용하고, 상부브라켓(10)과 하부브라켓(30) 사이에는 완충부재(20)를 형성해 교량상판의 거동시 완충작용이 이루어질 수 있도록 구성된다.Accordingly, the
이하에서는 내진보강 장치(50)의 구성에 대해 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.Hereinafter, the configuration of the seismic reinforcing
1. 내진보강 장치1. Earthquake-proof reinforcing device
우선, 도 3 내지 도 6에서와 같이 상부브라켓(10)은 기존 교량(1)의 교량상판의 하측에 형성되어 있는 슬라브(1a)에 결합하는 구성으로, 보다 구체적으로는, 교각(1b)이 형성되어 있는 위치의 슬라브(1a)에 결합되는 상부브라켓 수평판(11)이 구성된다.First, as shown in FIGS. 3 to 6, the
상기 상부브라켓 수평판(11)은 판형상으로 이루어져 슬라브(1a)에 수평한 상태로 결합되며, 내측에는 다수의 앵커볼트홀(h)이 구성되어 슬라브(1a)에 결합되어 있는 앵커(a)와 너트(N)에 의해 슬라브(1a)에 고정결합된다.The upper bracket
또한, 걸림돌출부(12)는 상기 상부브라켓 수평판(11)의 하부에 결합되는 구성으로서 하부로 돌출되어 형성되어 있다.In addition, the locking
이러한, 걸림돌출부(12)는 교량상판이 교축방향으로 거동시 이를 제한하기 위한 것으로 상부브라켓 수평판(11)과의 결합을 견고히 실시하여야만 한다.Such, the
다만, 도면에서는 상술한 걸림돌출부(12)의 형상을 직육면체 형상으로 도시하였으나 이에 한정되지 않고 다각형 또는 원형 등 다양한 형상으로 형성할 수 있다.In the drawings, the shape of the locking
다음으로, 완충부재(20)는 상부브라켓(10)의 걸림돌출부(12)의 좌, 우측면, 배면 및 저면에 결합하는 좌, 우측면 완충재(21, 22), 배면 완충재(23) 및 저면 완충재(24)로 구성되어 있다.Next, the
여기서, 상술한 각각의 완충재(21, 22, 23, 24)들은 도면에서는 서로 결합된 상태로 도시하였으나, 각각의 완충재가 분리된 상태일 수도 있다.Here, although each of the above-described shock absorbing material (21, 22, 23, 24) is shown in a state coupled to each other in the drawings, each of the shock absorbing material may be in a separated state.
이러한, 완충부재(20)는 시공시 끼움결합하거나 최초 시공시 상부브라켓(10)의 걸림돌출부(12)에 가접착시켜서 이용하게 된다.Such, the
특히, 상술한 완충부재(20)의 각각의 완충재(21, 22, 23, 24)의 내부에는 철판(s)이 형성되어 외력 발생시 형상 변형 및 탄성력을 유지할 수 있도록 구성될 수 있으며, 각각의 완충재(21, 22, 23, 24)는 도면에서는 판상형으로 도시하였으나 이에 한정되지 않고 걸림돌출부(12)의 형상에 맞게 제작하여 사용할 수 있다.In particular, the iron plate (s) is formed in each of the buffer member (21, 22, 23, 24) of the above-described
여기서, 상기 완충부재(20)는 클로로프렌고무(chloroprene rubber) 55 ∼ 62중량%, 카본블랙 20 ∼ 25중량%, 배합유 4 ∼ 5중량%, 산화납 4 ∼ 5중량%, BPH(2,2'-methylenebis(6-tert-butyl-4-methyl-phenol) 1 ∼ 2중량%, N-(1,3-Dimethylbutyl)- N'phenyl--phenylene diamine 1 ∼ 1.4중량%, 스티렌네이티드 페놀(Styrenated Phenol) 1 ∼ 1.4중량%, Polymer of 2,2,4 - trimethly - 1,2 - dihydro quinoline(가황촉진제) 0.1 ∼ 0.5중량%, 황 0.1 ∼ 0.5중량%, 탄산칼슘 2 ∼ 4중량%, 가황제 0.1 ∼ 0.3중량%, 인계 난연제 1 ∼ 3중량%로 이루어져 있다.Here, the
여기서, 상기 클로로프렌고무는 단중합체로서 주사슬은 대부분이 완전한 트랜스-1,4 구조로 이루어져 있어 구조 규칙성이 매우 높기 때문에 신장에 의한 결정화가 가능하다. 상기와 같은 클로로프렌고무는 완충재에 탄성력을 부여하기 위한 기본 재료로서 임계치 미만일 경우 탄성력을 부여할 수 없고, 임계치를 초과할 경우에는 가황시 물리적 성질의 큰 변화가 발생하지 않아 실효성이 없다.Here, the chloroprene rubber is a homopolymer, and most of the main chain is composed of a complete trans-1,4 structure, so that the structure regularity is very high, and thus crystallization by extension is possible. The chloroprene rubber as described above is a base material for imparting elastic force to the cushioning material. If it is less than the threshold value, the chloroprene rubber cannot impart elastic force.
또한, 카본블랙은 충진제로서 인장강도 및 경도를 높여주고 성형성을 향상시키기 위해 포함되며, 임계치 미만일 경우 상술한 효과를 기대할 수 없고, 임계치를 초과할 경우 성형성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.In addition, carbon black is included as a filler to increase tensile strength and hardness and to improve moldability. If the carbon black is less than the threshold value, the above-described effects cannot be expected.
다음으로, 배합유는 가소제로서 클로로프렌고무의 유연성 및 탄성을 형성해 성형성을 향상시키기 위한 첨가제로서 임계치 미만일 경우 상술한 효과를 기대할 수 없고, 임계치를 초과할 경우 흐름성이 높아지게 되어 성형성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.Next, when the blended oil is less than the threshold value as an additive for forming the flexibility and elasticity of the chloroprene rubber as a plasticizer to improve the moldability, the above-described effects cannot be expected, and when the threshold value is exceeded, the flowability becomes high and the moldability decreases. Problems will arise.
다음으로, 금속산화물인 산화납은 가황시 또는 가황물이 고온에서 사용될때 생성되는 수소화불소의 중화를 위하여 사용하게 된다. 일반적으로 가장 많이 사용하는 산화물은 산화마그네슘, 산화 아연인데 최적의 내수성, 내스팀성, 내산성이 요구되는 경우에는 비효율적이며, 본 발명에서는 내수성을 개선하기 위해 이용하게 된다.Next, lead oxide, which is a metal oxide, is used to neutralize fluoride hydride produced when vulcanized or when the vulcanizate is used at a high temperature. In general, the most commonly used oxides are magnesium oxide and zinc oxide, which are inefficient when optimum water resistance, steam resistance, and acid resistance are required, and are used to improve water resistance in the present invention.
다음으로, BPH(2,2'-methylenebis(6-tert-butyl-4-methyl-phenol)는 알킬레이트 비스페놀의 입체적구조를 갖는 페놀 그룹으로서 가황 경화에 매우 효율적이며, 뛰어난 내오존성 및 가황시 갈라짐을 방지하는 효과가 있다.Next, BPH (2,2'-methylenebis (6-tert-butyl-4-methyl-phenol) is a phenol group having a three-dimensional structure of alkylate bisphenol, which is very effective for vulcanization curing, and has excellent ozone resistance and cracking during vulcanization. It is effective to prevent.
다음으로, N-(1,3-Dimethylbutyl)- N'phenyl--phenylene diamine은 내굴곡성, 내산화, 내오존 균열 및 동결융해방지에 효과가 있고 오염성이 있으나 분해성이 좋아 가공성이 양호하다. 특히, 오존에 의한 산화, 동해, 굴곡균열의 방지작용에도 탁월한 효과가 있다. Next, N- (1,3-Dimethylbutyl)-N'phenyl--phenylene diamine is effective in preventing bending resistance, oxidation, ozone cracking and freeze-thawing and is contaminated but has good degradability and good processability. In particular, there is an excellent effect in the prevention of oxidation, copper sea, bending cracks caused by ozone.
다음으로, 스티렌네이티드 페놀은 무착색, 비오염성의 노화방지제로서 내열, 내굴곡에 양호하고 가황촉진제의 영향을 받지 않아 변형이 적다.Next, styrenated phenol is a non-coloring, non-polluting anti-aging agent, which is good in heat and bending resistance and is not affected by the vulcanization accelerator and thus has little deformation.
다음으로, 가황촉진제인 Polymer of 2,2,4 - trimethly - 1,2 - dihydro quinoline은 열에 의한 노화방지에 우수하며, 배합시 고무 표면에 배합제가 스며나오는 블루밍현상이 없으며, 특히, 클로로프렌고무에는 강한 가황촉진력을 형성하게 된다.Next, the vulcanization accelerator, Polymer of 2,2,4-trimethly-1,2-dihydro quinoline, is excellent in preventing aging due to heat, and there is no blooming phenomenon that the compounding agent exudes on the rubber surface when blending, and in particular, chloroprene rubber It will form a strong vulcanization accelerator.
다음으로, 황은 클로로프렌고무의 가황시 경화제로서 이용한다.Next, sulfur is used as a curing agent for vulcanization of chloroprene rubber.
다음으로, 탄산칼슘은 보조 충진제로서 사용하게 된다.Next, calcium carbonate is used as an auxiliary filler.
다음으로, 가황제는 클로로프렌고무의 가황시 경화제로서 이용하게 된다.Next, the vulcanizing agent is used as a curing agent at the time of vulcanization of chloroprene rubber.
다음으로, 무기계 난연제인 인계 난연제는 난연성을 부여하여 화재시 안전성을 도모하기 위한 것으로 유기계 난연제와 다르게 열에 의해 휘발되지 않는다.Next, the phosphorus-based flame retardant, which is an inorganic flame retardant, provides flame retardancy to promote safety in a fire and is not volatilized by heat unlike an organic flame retardant.
상기와 같은 구성으로 이루어진 완충부재(20)는 제작시 다수의 고무층 사이에 철판(s)을 삽입하여 가황처리 함으로써 압축력에 의한 변형이 방지하게 되고, 특히, 상술한 바와 같은 성분들에 의해 내후성, 내수성, 내열성, 내오존성, 난연성을 부여할 수 있게 된다.The
다음으로, 하부브라켓(30)은 교량(1)의 교각(1b) 측면에 고정결합하는 하부브라켓 수직판(31)이 구성된다.Next, the
상기 하부브라켓 수직판(31)은 판형상으로 이루어져 교각(1b)에 수직한 상태로 결합되며, 내측에는 다수의 앵커볼트홀(h)이 구성되어 교각(1b)에 결합되어 있는 앵커(a)와 너트(N)에 의해 교각(1b)에 고정결합된다.The lower bracket
또한, 상기 하부브라켓 수직판(31)에는 제1, 2 수직판(32, 33)이 수직방향으로 연장된 상태에서 교축방향으로 연장되어 형성되어 있다.In addition, the lower bracket
여기서, 상기 제1, 2 수직판(32, 33)은 일정한 이격거리를 형성하고 있는데, 보다 바람직하게는 완충부재(20)와 결합된 상부브라켓(10)의 걸림돌출부(12)의 좌, 우측면과 맞닿을 수 있을 정도의 이격거리를 형성하도록 하며, 돌출거리도 걸림돌출부(12)의 교축방향으로 연장되어 있는 만큼의 크기로 형성하는 것이 좋다.Here, the first and second
즉, 상술한 제1, 2 수직판(32, 33)은 상부브라켓(10)의 교축직각방향 길이 및 교축방향의 길이와 동일하게 형성하는 것이 좋다.That is, the above-mentioned first and second
그리고 상기 제1, 2 수직판(32, 33) 사이에는 제1 수평판(34)이 형성되어 상부브라켓(10)의 걸림돌출부(12)의 하측면을 지지할 수 있도록 구성된다.In addition, a first
따라서, 하부브라켓(30)에는 제1, 2 수직판(32, 33) 및 제1 수평판(34)에 의해 상부브라켓(10)의 걸림돌출부(12)가 안착될 수 있는 걸림돌출부 안착공간(35)이 구성된다.Therefore, in the
여기서, 상술한 제1, 2 수직판(32, 33)은 판형상으로 도시하였으나 이에 한정되지 않고 상부브라켓(10)의 걸림돌출부(12)의 형상과 동일한 형상으로 형성할 수 있다.Here, the above-described first and second
또한, 상기 제1 수직판(32)의 일측으로는 제1 수직판(32)과 평행한 상태로 일정 간격 이격된 거리에 제3 수직판(36)이 형성되고, 제2 수직판(33)의 일측으로는 제2 수직판(33)과 평행한 상태로 일정 간격 이격된 거리에 제4 수직판(37)이 형성되며, 제1, 3 수직판(32, 36) 및 제2, 4 수직판(33, 37) 사이에는 수직방향으로 다수의 보강수평판(38)이 형성되어 교량상판의 교축직각방향으로의 거동시 제1, 2 수직판(32, 33)을 지지할 수 있도록 구성된다.In addition, one side of the first
한편, 하부브라켓(30)의 보강수평판(38) 중 최상측에 배치되는 보강수평판(38)에는 볼트자리홈(38a)이 더 형성될 수 있다.Meanwhile, a
즉, 상술한 상부브라켓(10)과 하부브라켓(30)은 서로 맞닿아 설치되기 때문에 상부브라켓(10)을 슬라브(1a)에 고정 결합시 이용하는 앵커(a) 및 너트(N)가 하부브라켓(30)의 보강수평판(38)과의 간섭이 발생할 수 있다.That is, since the
따라서, 내진보강 장치(50)는 간섭이 발생할 수 있는 위치의 보강수평판(38)에 볼트자리홈(38a)을 형성하여 간섭을 방지할 수 있다.Therefore, the
특히, 상술한 볼트자리홈(38a)은 상부브라켓(10)의 앵커(a)와 간섭되지 않은 위치에 정확하게 형성하여야 하지만, 각각의 브라켓의 가공시 오차 및 시공시 불규칙한 시공면에 의해 오차가 발생할 수 있기 때문에 이를 해결하고자 장공홀 형태로 형성하는 것이 좋다.In particular, the
2. 기존 교량의 내진보강 공법2. Seismic Reinforcement Method of Existing Bridges
기존 교량의 내진보강 장치(50)에 의한 내진보강 공법은 기존 교량의 내진보강을 실시하기 위해 상부브라켓 고정단계, 완충부재 결합단계, 하부브라켓 고정단계로 실시할 수 있으며, 이에 대한 세부적인 실시 예는 하기와 같다.The seismic reinforcement method by the
가. 완충부재 결합단계end. Buffer member joining step
본 단계는 상술한 상부브라켓(10)의 걸림돌출부(12)의 좌, 우측면, 배면 및 저면에 각각 좌측면 완충재(21), 우측면 완충재(22), 배면 완충재(23), 저면완충재(24)를 결합하는 단계이다.In this step, the left
본 단계는 상부브라켓(10)을 슬라브(1a)에 고정하기 전에 작업할 수도 있고, 상부브라켓(10)을 설치한 이후에 설치할 수도 있으며, 하부브라켓 고정단계 이후에 실시할 수도 있다.This step may work before fixing the
특히, 완충부재(20)를 구성하는 배면 완충재(23)의 경우 상부브라켓(10)을 슬라브(1a)에 고정하기 전에 선행하여 부착하여야 하며, 이때의 결합은 접착수단을 이용하여 결합할 수 있을 것이다.In particular, in the case of the
또한, 상부브라켓(10)을 고정한 이후에 좌, 우측면 완충재(21, 22) 및 저면 완충재(24)를 결합할 경우에는 배면 완충재(24)를 결합한 것과 마찬가지로 접착수단을 이용하여 가접착시키도록 하고, 하부브라켓(30)의 고정 이후에 설치할 경우에는 끼움결합을 통해 결합할 수 있다.In addition, when fixing the left and right side cushioning material (21, 22) and the
나. 상부브라켓 고정단계I. Upper Bracket Fixing Step
본 단계는 교량(1)을 구성하고 있는 슬라브(1a)에 상부브라켓(10)을 고정하기 위한 단계이다.This step is for fixing the
본 단계에서 상부브라켓(10)의 고정위치는 교각(1b)이 형성된 상부의 슬라브(1a)에 상부브라켓(10)을 결합하여 완료할 수 있다.In this step, the fixing position of the
즉, 상부브라켓(10)을 설치하고자 하는 위치를 선정하여 상부브라켓 수평판(11)에 형성되어 있는 다수의 앵커볼트홀(h) 자리에 앵커볼트(a)가 결합할 수 있도록 앵커볼트 자리를 마킹한 다음 타공수단을 이용하여 슬라브(1a)에 앵커홀(h1)을 형성하고, 이렇게 형성된 앵커홀(h1)에 앵커볼트(a)를 삽입한다.That is, by selecting the position to install the
그런 후, 상부브라켓(10)의 상부브라켓 수평판(11)의 앵커볼트홀(h)을 슬라브(1a)에 형성된 앵커볼트(a)에 맞춰 결합한 후에 너트(N)를 이용해 고정결합을 완료한다.Then, the anchor bolt hole (h) of the upper bracket
이러한, 작업은 교량상판을 기준으로 양 측면에 대칭된 구조로 상부브라켓(10)을 고정하도록 하며, 교량(1) 중 교축직각방향(차량주행방향)으로 연속적으로 실시하도록 한다.Such a work is to fix the
다. 하부브라켓 고정단계All. Lower Bracket Fixing Step
본 단계는 교량(1)의 교각(1b)에 하부브라켓(30)을 고정하기 위한 단계이다.This step is for fixing the
특히, 본 단계에서의 하부브라켓(30)은 상부브라켓(10)의 걸림돌출부(12)가 하부브라켓(30)의 걸림돌출부 안착공간(35)에 안착될 수 있는 위치를 선정한 후 상부브라켓 고정단계에서와 마찬가지로 교각(1b)에 앵커볼트(a)를 설치한 후에 하부브라켓(30)의 하부브라켓 수직판(31)에 형성된 앵커볼트홀(h)을 앵커볼트(a)에 맞춰 배치한 후에 너트(N)를 조여 고정결합을 실시할 수 있다.In particular, the
상기와 같이 설치가 완료된 기존 교량의 내진보강 장치(50)는 교축방향 또는 교축직각방향으로 교량상판의 거동이 발생할 경우 이를 지지하여 교량상판의 낙하를 방지하는 역할을 수행하며, 따라서 지진에 대한 내진보강력을 향상시킬 수 있게 된다.When the
즉, 상부브라켓(10)은 슬라브(1a)에 고정결합된 상태이고, 하부브라켓(30)은 교각(1b)에 고정결합된 상태이다.That is, the
특히, 상부브라켓(10)과 하부브라켓(30)은 서로가 고정결합된 상태가 아니라 상부브라켓(10)의 걸림돌출부(12)가 하부브라켓(30)의 걸림돌출부 안착공간(35)에 안착된 상태이다.Particularly, the
이러한 상태에서 교량상판이 차량주행의 직각방향으로 거동이 이루어지게 되면 슬라브(1a) 및 슬라브(1a)에 결합되어 있는 상부브라켓(10)도 같이 움직이게 된다.In this state, when the bridge plate moves in a direction perpendicular to the driving of the vehicle, the
그러면, 교각(1b)에 결합된 하부브라켓(30)의 제1, 2 수직판(32, 33) 중 어느 하나와 상부브라켓(10)의 걸림돌출부(12)의 좌, 우 측면 중 어느 하나의 측면이 맞닿게 되면서 교량상판이 차량주행방향으로 거동하는 현상을 방지할 수 있게 된다.Then, any one of the first and second
특히, 상술한 제1, 2 수직판(32, 33)은 제3, 4 수직판(36, 37) 및 다수의 보강수평판(38)에 의해 지지되어 있기 때문에 교량상판의 거동을 더욱 확실하게 제한하여 내진보강력을 향상시킬 수 있게 된다.In particular, since the above-mentioned first and second
또한, 교량상판이 차량주행 방향으로 거동이 이루어지게 되면 교량(1)의 양 측면에 형성된 상부브라켓(10) 중 어느 하나의 상부브라켓(10)에 형성된 걸림돌출부(12)의 배면이 하부브라켓(10)의 하부브라켓 수직판(31)과 맞닿게 되어 교량상판의 거동을 제한하도록 작용하게 되는 것이다.In addition, when the bridge top plate is made to move in the vehicle driving direction, the rear surface of the engaging
이러한, 상부브라켓(10)과 하부브라켓(30)은 교량(1)의 크기에 따른 하중량을 계산하여 규격화하여 제작이 가능하게 된다.The
한편, 상술한 상부브라켓(10) 및 하부브라켓(30) 사이에 완충부재(20)가 형성되어 상시 변형량은 허용하면서 스틸재질로 제작된 각각의 브라켓의 파손을 방지하는 한편, 탄성력을 부가하여 완충력을 높임으로써 교량상판 거동에 따른 충격량을 감소시켜 내진보강력을 향상시킬 수 있게 된다.On the other hand, the
특히, 상술한 완충부재(20)는 내후성, 내수성, 내열성, 내오존성이 뛰어나 외부에 설치되더라도 외부환경에 의해 변형되지 않으며, 특히, 무기계 난연제를 사용하여 열에 의해 휘발되지 않기 때문에 난연성을 향상시켜 가혹한 환경에서도 쉽게 변형되지 않는 효과를 얻을 수 있다.In particular, the above-mentioned
또한, 상술한 완충부재(20)는 압축력에 의한 형상변형에 따른 기능상실 및 파손에 따른 기능상실이 발생할 수 있으나 내진보강 장치(50)에서는 각각의 완충재(21, 22, 23, 24)에 하나 이상의 철판(s)을 형성하여 형상변화, 파손에 따른 탄성력 저하를 예방하여 지속적으로 완충역할을 수행할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.In addition, the above-mentioned
관련 선행특허 명세서에 기재된 상기한 내진 보강 장치(50)는 교좌장치가 설치되지 않은 그래서 내진설계를 반영하지 않은 기존 교량에 대하여 내진보강을 제공하는 것이긴 하지만, 충분한 안정성을 제공하기에는 미흡하다는 한계를 가지고 있었다. 이에, 본 발명은 추가적으로 내진보강을 제공하는 내진 보강 장치(50')를 제공하는 것이다. 이러한 추가적 내진 보강 장치(50')는 상기에 서술한 내진 보강 장치(50)에 더하여 추가적으로 설치됨으로써 더욱 효과적으로 교량에 대하여 내진성능을 향상시킬 수 있다. The
이하에서는, 본 발명에 따른 내진 보강 장치(50')에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the seismic reinforcement apparatus 50 'which concerns on this invention is demonstrated in detail.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 내진 보강 장치(50')는 제1 브라켓(100), 제2 브라켓(200) 및 보강보 부재(300)를 포함한다. 제1 브라켓(100)은 교량(1)의 제1 교각(1b) 또는 교대의 일면에 설치되고, 제2 브라켓(200)은 제1 브라켓(100)이 설치되는 제1 교각(1b) 또는 교대의 면을 마주대하는 제2 교각(1b) 또는 교대의 면에 설치된다. 보강보 부재(300)는 제1 브라켓(100)과 제2 브라켓(200)에 끼워져서 결합한다. As illustrated in FIGS. 7 and 8, the
더욱 상세하게, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 브라켓(100 및 200)은 각각 교각 결합판(110 및 210), 3개의 돌출판(120 및 220, 130 및 230, 그리고 140 및 240), 완충재(160 및 260), 보강판(170 및 270)을 포함한다. 제1 및 제2 브라켓(100 및 200)은 그 구조가 실질적으로 동일하다. 따라서, 아래에서는 제1 브라켓(100)을 기준으로 설명하기로 한다. In more detail, as shown in FIGS. 9 and 10, the first and
제1 브라켓(100)에서 교각 결합판(110)은 교량(1)의 제1 교각(1b) 또는 교대의 일면에 결합한다. 이를 위하여, 교각 결합판(110)에는 복수개의 앵커볼트홀(112)이 형성되어 있다. 앵커볼트홀(112)에 앵커볼트(500)가 관통하고 이어서 교각(1b)에 삽입됨으로써 교각 결합판(110)은 교각(1b)에 결합한다. 앵커볼트(500)가 교각(1b)에 삽입되게 하기 위하여 교각(1b)에는 앵커볼트 삽입홈(미도시)이 형성되어야 한다. In the
이때, 앵커볼트(500)는 일반적인 형상을 가지는 것도 가능하지만, 교각(1b)과의 결합력을 더욱 높이기 위하여, 도 11에 도시된 바와 같이, 교각(1b)에 삽입되는 그것의 말단부에 앵커볼트(500)의 몸체부(510)와 경사진 형상의 기계적 정착부(520)를 가지는 것이 바람직하다. 기계적 정착부(520)는 1개 또는 2개 이상으로 형성될 수 있으며, 닻과 같이 정착력을 향상시키는 역할을 한다. At this time, the
앵커볼트(500)의 기계적 정착부(520)가 삽입될 정도의 직경으로 교각(1b)을 측방으로부터 천공하여 앵커볼트 삽입홈을 형성한 후 교각 결합판(110)의 앵커볼트홀(112)을 앵커볼트 삽입홈과 일치시켜서 앵커볼트(500)를 삽입하고 부착액을 주입함으로써 앵커볼트(500)를 교각(1b)에 결합한다. 이때, 필요에 따라 부착액을 주입한 후 앵커볼트(500)를 삽입할 수도 있다. 부착액을 주입하고 앵커볼트(500)를 삽입한 후에는 앵커볼트(500)의 노출된 말단부에 너트(530)로 앵커볼트(500)를 조여서 앵커볼트(500) 및 교각 결합판(110)이 확실하게 고정되게 한다. 너트(530)에 의한 교각 결합판(110)의 고정을 더욱 확실하게 하기 위하여, 교각 결합판(110)과 너트(530) 사이에 와셔 역할을 하는 보강재가 개재될 수 있다. 그러한 상태에서 부착액이 경화되면 앵커볼트(500)는 튼튼하게 교각(1b)에 결합하게 된다. 앵커볼트(500)는 천공 직경과 작용 하중에 따라 크기 및 형상을 다르게 제작할 수 있는 고정장치로서, 하중 증가에 따라 수량 및 정착단 단부의 크기를 증감시켜 배치할 수 있다. 이와 같이 기계적 정착부(520)를 가지는 앵커볼트(500)를 사용하여 교각 결합판(110)을 교각(1b)에 결합하면, 제1 브라켓(100)의 정착력은 증가되어 내구력 증가효과를 가지기 때문에 반복되는 지진하중에도 제1 브라켓(100)은 파손되거나 교각(1b)으로부터 이탈됨이 없이 보강보 부재(300)를 잘 지지할 수 있게 된다.
3개의 돌출판(120, 130 및 140)은 교각 결합판(110)으로부터 교축방향으로 돌출되는 구조로 교각 결합판(110)과 결합한다. 이때, 상부 방향에는 돌출판이 형성되지 않는다. 따라서, 3개의 돌출판(120, 130 및 140)은 저면 돌출판(120), 제1 측면 돌출판(130) 및 제2 측면 돌출판(140)으로 구성된다. 그리하여 3개의 돌출판(120, 130 및 140)에 의하여 보강보 부재 삽입홈(150)이 형성된다. The three protruding
완충재(160)는 보강보 부재 삽입홈(150)에서 교각 결합판(110) 및 3개의 돌출판(120, 130 및 140) 중 최소한 하나 상에 결합한다. 완충재(160)는 보강보 부재 삽입홈(150)에서 교각 결합판(110) 및 3개의 돌출판(120, 130 및 140) 모두 상에 결합하는 것이 바람직하다. 완충재(160)는 일반적으로 완충력을 가지는 재료라면 특별히 제한되지 않지만, 상기에서 설명한 완충부재(20), 특히 철판(s)을 내부에 포함하는 완충재(21, 22, 23 및 24)인 것이 바람직하다. 완충재(160)는 완충작용에 의하여 제1 브라켓(100) 및 보강보 부재(300)의 파손을 방지할 뿐만 아니라 지진력 감소효과도 발휘한다. The
보강판(170)은 보강보 부재 삽입홈(150) 외부에서 저면 돌출판(120), 제1 측면 돌출판(130) 및 제2 측면 돌출판(140) 각각과 교각 결합판(110)에 동시에 결합하여 돌출판(120, 130 및 140)에 대한 보강 지지력을 제공한다. 도면에는 교각 결합판(110)과 각 돌출판(120, 130 또는 140)에 결합하는 보강판(170)의 갯수가 2개로 도시되어 있으나 필요에 따라 3개 이상으로 설치하는 것도 가능하다. The
보강보 부재(300)는 제1 브라켓(100) 및 제2 브라켓(200)의 보강보 부재 삽입홈(150 및 250)에 동시에 끼워져서 결합하는 것으로서, 그 단면이 원형 또는 정사각형 또는 직사각형으로 되는 파이프 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 보강보 부재(300)는 단면 형상에서 원형, 정사각형 또는 직사각형의 보강보 몸체부(310) 내부에 +자 형상으로 보강부(320)가 형성되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 보강부(320)는 파이프 형상의 보강보 몸체부(310) 전체에 걸쳐서 형성되어 있는 것이 바람직하다. The reinforcing
보강보 부재(300)는 제1 브라켓(100) 및 제2 브라켓(200)의 보강보 부재 삽입홈(150 및 250)에 동시에 끼워지는 것만으로도 제1 브라켓(100)과 제2 브라켓(200)에 동시에 결합할 수 있다. 이때, 보강보 부재(300)의 길이를 적절하게 조정하면 제1 브라켓(100) 및 제2 브라켓(200)이 결합하는 교각(1b)의 상시 변형량을 허용하면서 지진 발생시에 교각(1b)이 특히 교축방향으로 과도하게 휘어져서 교각(1b) 자체가 파손되거나 교량(1)의 상판이 떨어지는 것을 방지할 수 있다. The reinforcing
한편, 보강보 부재(300)는 제1 브라켓(100) 및 제2 브라켓(200)의 보강보 부재 삽입홈(150 및 250)에 동시에 끼워지는 것만으로도 제1 브라켓(100)과 제2 브라켓(200)에 동시에 결합할 수 있으나, 그러한 결합을 더욱 확실하게 하기 위하여 보강보 부재 삽입홈(150 및 250)에서 제1 측면 돌출판(130 및 230) 및 제2 측면 돌출판(140 및 240)에 연결핀 삽입 장공(132 및 142 그리고 232 및 242)이 형성되어 있다. 또한 보강보 부재(300)는 보강보 부재 삽입홈(150 및 250)에 삽입되는 부분에서 제1 및 제2 측면 돌출판(130 및 230 그리고 140 및 240)에 형성되는 연결핀 삽입 장공(132 및 142 그리고 232 및 242)과 대응되는 연결핀 삽입 장공(330)을 가진다. On the other hand, the reinforcing
그리하여, 제1 및 제2 브라켓(100 및 200) 각각과 보강보 부재(300)는 그러한 연결핀 삽입장공들에 연결핀(400)이 삽입됨으로써 서로 결합된다. 이때, 보강보 부재(300)는 상기한 연결핀 장공들에 연결핀(400)이 삽입된 상태에서 상기한 연결핀 삽입 장공들에서 연결핀(400)이 차지하는 공간을 벗어나는 영역의 한도 내에서 이동가능하게 결합된다. Thus, each of the first and
연결핀 삽입 장공들에 대한 연결핀(400)의 이러한 결합은 보강보 부재(300)의 길이를 적절하게 조정하면 제1 브라켓(100) 및 제2 브라켓(200)이 결합하는 교각(1b)의 상시 변형량을 허용하면서 지진 발생시에 교각(1b)이 특히 교축방향으로 과도하게 휘어져서 교각(1b) 자체가 파손되거나 교량(1)의 상판이 떨어지는 것을 방지하면서 동시에 제1 및 제2 브라켓(100 및 200)과 부강재 부재(300) 간의 결합을 더욱 확실하게 한다. 또한 연결핀 삽입 장공들 및 연결핀(400)에 의한 결합은 교량(1)에 작용하는 상시적 외력, 예를 들어 자동차의 통과 등에 의한 상시적 외력에 의하여 발생하는 진동의 누적으로 인한 제1 및 제2 브라켓(100 및 200)에 대한 피로도를 줄여주는 역할을 한다. 즉, 파손에 저항하는 내구력을 향상시킨다. This coupling of the connecting
본 발명에 따른 내진 보강 장치(50')는 상기에서 설명한 내진 보강 장치(50)를 교량(1)의 슬라브(1a) 및 교각(1b)에 설치하기 전 또는 설치한 후에 교각(1b)에 설치된다. The seismic reinforcement device 50 'according to the present invention is installed in the
먼저, 제1 및 제2 브라켓(100 및 200) 각각을 교각(1b)에 설치한다. 제1 및 제2 브라켓(100 및 200)의 설치는 교각 결합판(110 및 210)에 형성된 앵커볼트홀(112 및 212)에 앵커볼트(500)를 관통시키고 또한 교각(1b)에 형성된 앵커볼트 삽입홀에 앵커볼트(500)를 삽입한 후 너트(530)를 체결함으로써 수행될 수 있다. 그런 후 보강보 부재(300)를 보강보 부재 삽입홈(150 및 250)에 삽입한 후에 제1 측면 돌출판(130 및 230), 보강보 부재(300) 및 제2 측면 돌출판(140 및 240)에 형성된 연결핀 삽입 장공들에 연결핀(400)을 삽입함으로써 본 발명에 따른 기존 교량의 내진 보강 장치(50')를 교각(1b)에 설치하는 공사를 완료할 수 있다. First, each of the first and
그럼으로써 본 발명에 따른 내진 보강 장치(50')는 내진성능을 향상시키기 위한, 교좌장치가 설치되지 않은 기존 교량의 하부구조물에 대한 기초보강의 대안으로서 친환경적일 뿐만 아니라 공기를 단축시킬 수 있고, 또한 시공성 및 경제성을 향상시킬 수 있다. Thereby, the seismic reinforcement device 50 'according to the present invention is not only environmentally friendly as an alternative to the basic reinforcement for the existing substructure of the bridge without a bridge device for improving the seismic performance, and can shorten the air, In addition, construction and economics can be improved.
1: 교량 1a: 슬라브
1b: 교각 50,50': 기존 교량의 내진 보강 장치
100,200: 제1 및 제2 브라켓 110,210: 교각 결합판
112,212: 앵커볼트홀 120,220: 저면 돌출판
130,230: 제1 측면 돌출판 132,142,232,242: 연결핀 삽입 장공
140,240: 제2 측면 돌출판 150,250: 보강보 부재 삽입홈
160,260: 완충재 170,270: 보강판
300: 보강보 부재 310: 보강보 몸체부
320: 보강부 330: 연결핀 삽입 장공
400: 연결핀 500: 앵커볼트
510: 앵커볼트 몸체부 520: 기계적 정착부
530: 너트1:
1b:
100,200: first and second bracket 110,210: pier coupling plate
112,212: anchor bolt hole 120,220: bottom protrusion plate
130, 230: first
140,240: second side protrusion plate 150,250: reinforcing beam member insertion groove
160,260: shock absorber 170,270: reinforcement plate
300: reinforcement beam member 310: reinforcement beam body portion
320: reinforcement 330: connecting pin insertion hole
400: connecting pin 500: anchor bolt
510: anchor bolt body portion 520: mechanical fixing unit
530: nut
Claims (6)
상기 제1 및 제2 브라켓은 각각 상기 교량의 교각 또는 교대의 해당 면에 결합하는 교각 결합판, 상기 교각 결합판으로부터 교축방향으로 돌출되는 구조로 상기 교각 결합판과 결합함으로써 상부 방향을 제외하고 보강보 부재 삽입홈의 저면 및 양측면을 형성하는 저면 돌출판, 제1 측면 돌출판 및 제2 측면 돌출판으로 구성되는 3개의 돌출판, 상기 보강보 부재 삽입홈에서 상기 교각 결합판 및 상기 3개의 돌출판 중 최소한 하나 상에 결합되는 완충재, 및 상기 보강보 부재 삽입홈 외부에서 상기 저면 돌출판, 상기 제1 측면 돌출판 및 제2 측면 돌출판 각각과 상기 교각 결합판에 동시에 결합하는 보강판을 포함하고, 상기 보강보 부재는 상기 제1 브라켓 및 상기 제2 브라켓의 상기 보강보 부재 삽입홈에 동시에 끼워져서 결합하는 것이며,
상기 보강보 부재 삽입홈에서 상기 제1 측면 돌출판 및 상기 제2 측면 돌출판에는 연결핀 삽입 장공이 형성되어 있고, 또한 상기 보강보 부재는 상기 보강보 부재 삽입홈에 삽입되는 부분에서 상기 제1 및 제2 측면 돌출판에 형성되는 상기 연결핀 삽입 장공과 대응되는 연결핀 삽입 장공을 가지며, 상기 제1 및 제2 브라켓 각각과 상기 보강보 부재는 상기 연결핀 삽입 장공에 연결핀이 삽입됨으로써 서로 결합되고, 이때 상기 보강보 부재는 상기 연결핀 삽입 장공에 상기 연결핀이 삽입된 상태에서 상기 연결핀 삽입 장공에서 상기 연결핀이 차지하는 공간을 벗어나는 영역의 한도 내에서 이동가능하게 결합되는 것이고,
상기 내진 보강 장치는 상측으로는 교량의 슬라브에 수평방향으로 맞닿아 결합하도록 평판형태로 이루어지되 내측에 다수의 앵커볼트홀이 포함되어 있는 상부브라켓 수평판과 상기 상부브라켓 수평판의 하부에 결합되되 하부방향으로 돌출되어 형성되는 걸림돌출부를 포함하고 있는 상부브라켓; 상기 상부브라켓의 걸림돌출부 양 측면과 배면 및 저면에 결합하는 완충부재; 및 교량의 교각에 수직방향으로 맞닿아 결합하도록 평판형태로 이루어지되 내측에 다수의 앵커볼트홀이 포함되어 있는 하부브라켓 수직판과, 상기 하부브라켓 수직판에 결합되되 수직방향으로 연장되어 교축방향으로 돌출되며 완충부재가 결합된 상부브라켓의 걸림돌출부가 삽입할 수 있도록 이격거리를 두고 형성되는 제1, 2 수직판과, 상기 하부브라켓 수직판에 결합되되 수평방향으로 연장되어 교축방향으로 돌출되며 완충부재가 결합된 상부브라켓의 걸림돌출부 하측면을 지지할 수 있도록 형성되는 제1 수평판과, 상기 제1, 2 수직판 및 제1 수평판에 의해 상부브라켓의 걸림돌출부가 안착될 수 있도록 형성된 걸림돌출부 안착공간을 포함하는 하부브라켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기존 교량의 내진성능을 향상시키는 내진 보강 장치.A first bracket provided on one side of a first pier or alternating bridge, a second bracket provided on a side of the second pier or alternating surface facing the first pier or alternating surface on which the first bracket is installed, and the It is a seismic reinforcement device for improving the seismic performance of the existing bridge including a reinforcing beam member is coupled to the first bracket and the second bracket,
The first and second brackets reinforce except for an upper direction by engaging with the pier coupling plate in a structure that protrudes in the axial direction from the pier coupling plate and the pier coupling plate respectively engaging with the corresponding surface of the bridge pier or alternation. Three protrusions consisting of a bottom protrusion plate, a first side protrusion plate and a second side protrusion plate forming the bottom and both sides of the beam member insertion groove, the pier coupling plate and the three stones in the reinforcing beam member insertion groove A buffer member coupled to at least one of the publications, and a reinforcement plate simultaneously coupled to each of the bottom protrusion plate, the first side protrusion plate and the second side protrusion plate and the pier coupling plate outside the reinforcing beam member insertion groove. The reinforcing beam member is inserted into and coupled to the reinforcing beam member insertion groove of the first bracket and the second bracket at the same time.
A connecting pin insertion hole is formed in the first side protrusion plate and the second side protrusion plate in the reinforcing beam member insertion groove, and the reinforcing beam member is inserted into the reinforcing beam member insertion groove. And a connection pin insertion hole corresponding to the connection pin insertion hole formed in the second side protruding plate, wherein each of the first and second brackets and the reinforcing beam member are connected to each other by inserting the connection pin into the connection pin insertion hole. The reinforcing beam member is coupled to the reinforcing beam member so as to be movable within a limit of an area deviating from the space occupied by the connection pin in the connection pin insertion hole in the state where the connection pin is inserted into the connection pin insertion hole.
The seismic reinforcement device is formed in the form of a flat plate so as to be in contact with the slab of the bridge in the horizontal direction on the upper side is coupled to the lower portion of the upper bracket horizontal plate and the upper bracket horizontal plate including a plurality of anchor bolt holes in the inner side An upper bracket including a locking protrusion formed to protrude downward; A cushioning member coupled to both sides and rear and bottom surfaces of the locking protrusion of the upper bracket; And a lower bracket vertical plate made of a flat plate shape so as to be in contact with the bridge piers in a vertical direction and including a plurality of anchor bolt holes therein, and coupled to the lower bracket vertical plate but extending in a vertical direction in the axial direction. First and second vertical plates protruding and formed at a spaced distance to insert the engaging protrusions of the upper bracket to which the shock absorbing member is coupled, and are coupled to the lower bracket vertical plates and extend in the horizontal direction to protrude in the axial direction A first horizontal plate formed to support the lower side of the locking protrusion of the upper bracket to which the member is coupled, and a hook formed to allow the locking protrusion of the upper bracket to be seated by the first and second vertical plates and the first horizontal plate. Seismic reinforcement device for improving the seismic performance of the existing bridge, characterized in that it further comprises a lower bracket including a projection seating space.
상기 보강보 부재는 그 단면이 원형 또는 정사각형 또는 직사각형으로 되고, 상기 원형, 정사각형 또는 직사각형 내부에 +자 형상으로 보강부가 형성되는 파이프 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기존 교량의 내진성능을 향상시키는 내진 보강 장치.The method of claim 1,
The reinforcing beam member has a circular or square or rectangular cross section, and a seismic reinforcement for improving the seismic performance of the existing bridge, characterized in that consisting of a pipe structure in which the reinforcement is formed in a + shape inside the circular, square or rectangular. Device.
상기 교각 결합판은 복수개의 앵커볼트홀을 가지고 있고, 상기 앵커볼트홀에 앵커볼트가 관통하고 이어서 상기 교각에 삽입됨으로써 상기 교각 결합판은 상기 교각에 결합하는 것이며, 이때, 상기 앵커볼트홀을 관통하여 상기 교각에 결합하는 상기 앵커볼트는 상기 교각에 삽입되는 그것의 말단부에 앵커볼트의 몸체부와 경사진 형상의 기계적 정착부를 가지고 있고,
상기 앵커볼트의 상기 기계적 정착부가 삽입될 정도의 직경으로 상기 교각을 천공한 후 상기 앵커볼트를 삽입하고 부착액을 주입함으로써 상기 앵커볼트를 상기 교각에 결합하는 것임을 특징으로 하는 기존 교량의 내진성능을 향상시키는 내진 보강 장치.The method of claim 1,
The pier coupling plate has a plurality of anchor bolt holes, the anchor bolt is penetrated through the anchor bolt hole and then inserted into the pier, the pier coupling plate is to be coupled to the pier, in this case, through the anchor bolt hole The anchor bolt coupled to the pier has a body portion of the anchor bolt and an inclined mechanical fixing part in its distal end inserted into the pier,
The seismic performance of the existing bridge, characterized in that for coupling the anchor bolt to the pier by drilling the pier to the diameter of the anchor bolt is inserted into the anchor bolt and then inserting the anchor bolt and injecting the attachment liquid Seismic reinforcement device to improve.
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KR1020180140546A KR102047343B1 (en) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | Earthquake-Resistant Reinforcing Apparatus To Enhance Earthquake-Resistance Of The Existing Bridge |
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2018
- 2018-11-15 KR KR1020180140546A patent/KR102047343B1/en active IP Right Grant
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