KR102094138B1

KR102094138B1 - Reinforcing erthquake-proof modul for pier, Reinforcing erthquake-proof structure for pier and construction method of it

Info

Publication number: KR102094138B1
Application number: KR1020180025320A
Authority: KR
Inventors: 최병호
Original assignee: 한밭대학교 산학협력단
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2020-03-27
Also published as: KR20190104786A

Abstract

본 발명은 교각 내진 보강 모듈에 관한 것으로서, 원형의 일부분인 원호 형상을 이루게 만곡 되는 밴드 형태로 성형되는 판재인 외곽 판으로 이루어지며, 원기둥 형태의 교각 보다 곡률반경이 크게 형성됨으로써, 상기 교각 외부를 둘러싸게 배치되고 교각의 상부까지 연결되면서 적층 가능하게 형성되어, 교각 외주 면과 판재 내주면 사이에 그라우팅재가 충진 됨으로써 이루어지는 교각 내진 보강 구조물의 일부를 이룸으로써, 상당한 현장 시공 기간이 소요되지 않으면서, 또한 보강재의 운반 및 현장 시공이 간편하게 이루어질 수 있고, 기존 교각과의 계면 이탈 문제가 방지될 수 있는 효과가 있는 교각 내진 보강 모듈과 교각 내진 보강 모듈이 이용된 교각 내진 보강 구조물 및 이의 시공 방법을 제공하고자 한다.The present invention relates to a pier seismic reinforcement module, consisting of an outer plate which is a plate material molded in a band shape curved to form a circular arc shape that is part of a circular shape, and has a larger radius of curvature than a columnar pier, so that the outside of the pier is formed. It is arranged to be enclosed and connected to the upper part of the pier, so that it can be stacked to form a part of the pier seismic reinforcement structure formed by filling the grouting material between the outer circumferential surface of the pier and the inner circumferential surface of the pier, without requiring significant field construction period. To provide a bridge seismic reinforcement module and a bridge seismic reinforcement structure using the bridge seismic reinforcement module that have the effect of being able to easily carry and reinforce the construction of the reinforcing material and prevent the problem of interfacial separation with the existing piers, and to provide a construction method of the pier do.

Description

Reinforcing erthquake-proof modul for pier, Reinforcing erthquake-proof structure for pier and construction method of it

본 발명은 교각 내진 보강 모듈과 교각 내진 보강 모듈이 이용된 교각 내진 보강 구조물 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pier seismic reinforcement structure using a pier seismic reinforcement module and a pier seismic reinforcement module and a construction method thereof.

최근 이삼년 사이에 포항과 경주를 중심으로 발생되는 지진으로 인해 지진 안전과 내진 기술에 대한 관심이 고조되고 있다. 이제는 지진으로 인한 피해가 남의나라 일이 아닌 바로 우리나라에서 발생될 수 있는 일로 인식되는 것이다.Due to earthquakes centered on Pohang and Gyeongju in the last two or three years, interest in earthquake safety and seismic technology has increased. Now, it is recognized that the damage caused by the earthquake can happen in Korea, not in other countries.

지진 피해 가능성이 현실 문제로 떠오르면서 각종 건물과 시설물의 지진 대책이 시급한 문제로 대두되는데, 교량의 경우도 마찬가지로 종래보다 더욱 엄격한 내진 대책이 요청된다.As the possibility of earthquake damage emerges as a real problem, earthquake measures of various buildings and facilities are urgently needed. In the case of bridges, stricter seismic measures are also required than in the past.

교량은 교각으로 인해 전체 하중이 지지되므로 교량의 내진 대책은 바로 교각에 가해지는 진동으로 인한 좌굴이 방지될 수 있는가의 문제가 된다. 이에 대해 예전에는 교각 주위를 별도의 시설물로 둘러싸는 방식이 채택되었으나, 이러한 방법은 교각 주위에 또 다른 거푸집과 철근 콘크리트 시공이 필요하여 하나의 교각에 대한 내진 시공 자체에 상당한 시간과 인력 및 비용이 소모되므로 모든 교각에 적용시키기에는 무리가 따른다.Since the bridge is supported by the entire load due to the bridge, the seismic measure of the bridge is a question of whether buckling due to vibration applied to the bridge can be prevented. In the past, the method of enclosing the piers with separate facilities was adopted, but this method requires another formwork and reinforced concrete construction around the piers, so the earthquake-resistant construction for one pier itself has considerable time, manpower, and cost. As it is consumed, it is difficult to apply it to all piers.

따라서 보다 간편한 교각 내진 보강 기술로서, 복합소재가 적용되고 있다. 즉 고성능 압연강판 또는 합성보강구조로 시공성을 높이는 것이다. 그런데 교각을 압연강판으로 둘러싸는 기술은 대형 강재 부재를 시공 현장으로 이송하는 것 자체가 쉽지 않아 상당한 노력과 장비가 필요한 문제가 있으며, 대형 강재 부재를 현장에서 시공하는 데에도 상당한 노력과 비용이 소요되는 문제가 있다. 또한 종래의 FRP 보강 공법은 횡 압축에 대한 저항성능이 상대적으로 낮아서 대형 및 대용량 교각의 보강에 적용되기에는 한계가 있다.Therefore, as a simpler bridge seismic reinforcement technology, a composite material is applied. That is, it improves the workability with high-performance rolled steel sheet or synthetic reinforcement structure. However, the technology of enclosing the piers with rolled steel sheet is not easy to transport large steel members to the construction site, so there is a problem that requires considerable effort and equipment, and it takes considerable effort and cost to construct large steel members on the site. There is a problem. In addition, the conventional FRP reinforcing method has a relatively low resistance to lateral compression, so it is limited to be applied to reinforcement of large and large bridge piers.

그리고 종래의 보강 공법은 교각 외주면에 대한 보강물의 접합면인 접합계면의 부착 특성에 따라 박리 및 탈락이 종종 발생되므로 보강 효과가 저하되는 문제가 있다. 하지만 이러한 문제를 해결하기 위해서는 보강물과 교량 외주면 사이에 철근콘크리트가 시공되어야 하지만 앞서 살핀 것처럼 막대한 공기의 증가와 비용 증가의 문제가 다시 발생될 수 있다.In addition, the conventional reinforcing method has a problem in that the reinforcing effect is deteriorated because peeling and dropping often occur depending on the adhesion characteristics of the joining interface, which is the joining surface of the reinforcing member to the outer peripheral surface of the pier. However, in order to solve this problem, reinforced concrete must be constructed between the reinforcement and the outer circumferential surface of the bridge, but as previously discussed, the problem of enormous air increase and cost increase may occur again.

또한 이러한 문제를 회피하고자 등록특허공보 제10-0888210호(등록일자: 2009. 03. 04)에서 제안된 교량받침에 전단보강장치를 사용하는 기술은 교량받침과 교각이 일체로 고정되게 마무리된 교량의 경우에는 적용되기 힘든 문제가 있으며, 횡 하중에 대한 좌굴 방지에 대한 원천적인 해결책이 되기 힘든 문제가 있다.In addition, in order to avoid this problem, the technique of using a shear reinforcement device for the bridge support proposed in Patent Registration No. 10-0888210 (Registration Date: 2009. 03. 04) is a bridge in which the bridge support and bridge piers are fixed together. In the case of, there is a problem that is difficult to apply, and there is a problem that it is difficult to be a source solution for preventing buckling against lateral load.

실제로 현재 각국에서는 시공기간의 문제 때문에 도 1a에 도시된 바와 같은 강판피복으로 교각의 내진성능을 보강하는 기술이 점차 채택되는 추세이다.Indeed, due to the problem of the construction period in each country, the technology of reinforcing the seismic performance of piers with steel plate coating as shown in FIG. 1A is gradually adopted.

도 1a에 도시된 기술은 교각을 강판으로 감고 강판과 교각 사이 간극은 충진재로 밀실하며 경우에 따라서 앵커를 이용하여 강판하부를 기초에 정착시키는 구조로 보강하는 공법이다. 이와 유사한 공법으로는 도 1b의 사진에 나타난 것과 같이 후판을 압연하여 형상을 이루고 현장에서 용접하는 강판피복 보강공법이 있다.The technique illustrated in FIG. 1A is a method of reinforcing the pier with a steel plate, and the gap between the steel plate and the pier is closed with a filler, and in some cases, using anchors to fix the lower portion of the steel plate to the foundation. As a similar method, there is a method of reinforcing a steel sheet coating method to form a shape by rolling a thick plate and weld in the field as shown in the photograph of FIG. 1B.

그런데 이러한 강판피복 보강공법은 앞서 설명된 바와 같이 거대한 강판 부재를 적재하여 현장으로 이송시키기 위해서는 특수한 차량 및 장비가 필요하고, 현장에서 시공할 때 크기로 인해 막대한 인력과 특수 장비의 동원이 필요한 문제가 있다.However, as described above, the steel plate coating reinforcement method requires a special vehicle and equipment to load and transport a huge steel plate member to the site, and due to the size when constructing in the field, there is a problem that a large manpower and special equipment mobilization are required. have.

따라서 철근콘크리트 보강과 같은 상당한 현장 시공 기간이 소요되지 않으면서, 또한 보강재의 운반 및 현장 시공이 간편하게 이루어질 수 있는 교각 내진 보강 기술이 지진 대책이 점차 필요해지고 있는 현 상황에서 절실하게 요청된다.Therefore, a bridge seismic reinforcement technology that can easily carry and reinforce the reinforcement material without requiring a significant construction time for construction such as reinforcing reinforced concrete is urgently required in the current situation where earthquake measures are increasingly needed.

또한 간편하게 자재 운반 및 시공이 가능하면서도 또한 기존 교각과의 계면 이탈 문제가 방지될 수 있는 교각 내진 보강 기술 또한 요청되는 상황이다.In addition, the seismic reinforcement technology of bridge piers, which allows for easy material transport and construction, and also prevents the problem of interfacing with the existing piers, is also in demand.

등록특허공보 제10-0888210호(등록일자: 2009. 03. 04)Registered Patent Publication No. 10-0888210 (Registration date: 2009. 03. 04)

등록특허공보 제10-0406931호(등록일자: 2003. 11. 12)Registered Patent Publication No. 10-0406931 (Registration date: 2003. 11. 12)

이에 본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로써, 상당한 현장 시공 기간이 소요되지 않으면서, 또한 보강재의 운반 및 현장 시공이 간편하게 이루어질 수 있고, 기존 교각과의 계면 이탈 문제가 방지될 수 있는 교각 내진 보강 모듈 및 이를 이용한 구조물과 구조물의 시공 방법을 제공하고자 한다.
Accordingly, the present invention is to improve the problems of the prior art, without requiring a significant site construction period, and also the transport and reinforcement of the reinforcing material can be made easily, and the problem of the interface departure with the existing pier can be prevented It is intended to provide a bridge seismic reinforcement module and a structure using the same and a construction method of the structure.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 교각 내진 보강 모듈은 원형의 일부분인 원호 형상을 이루게 만곡 되는 밴드 형태로 성형되는 판재인 외곽 판으로 이루어지며, 원기둥 형태의 교각 보다 곡률반경이 크게 형성됨으로써, 상기 교각 외부를 둘러싸게 배치되고 교각의 상부까지 연결되면서 적층 가능하게 형성되어, 교각 외주면과 판재 내주면 사이에 그라우팅재가 충진 됨으로써 이루어진다.The pier seismic reinforcing module according to the present invention for achieving this object is made of an outer plate which is a plate material formed in a band shape curved to form an arc shape that is a part of a circular shape, and has a larger curvature radius than a columnar pier. It is arranged to surround the outside of the pier and connected to the upper part of the pier so as to be stackable, and is made by filling a grouting material between the outer circumferential surface of the pier and the inner circumferential surface of the plate.

여기서 상기 외곽 판의 만곡 면인 내주면 상에는 바람직하게는 상기 교각을 향하여 돌출되는 리브 판이 형성된다.Here, a rib plate is formed on the inner circumferential surface, which is a curved surface of the outer plate, preferably protruding toward the pier.

이 경우 상기 리브 판은 바람직하게는 외곽 판의 양 단에 형성되는 양단 리브 판과 외곽 판의 중앙에 형성되는 중앙 리브 판으로 구성된다.In this case, the rib plate is preferably composed of both rib plates formed at both ends of the outer plate and a central rib plate formed at the center of the outer plate.

또한 상기 중앙 리브 판은 두 개의 리브 판이 일정한 간격으로 이격되게 설치된다.In addition, the center rib plate is provided with two rib plates spaced apart at regular intervals.

이때 상기 중앙 리브 판을 이루는 두 개의 리브 판은 바람직하게는 서로 평행하거나 또는 외곽 판에서 돌출될수록 간격이 증가된다.At this time, the two rib plates constituting the central rib plate are preferably parallel to each other or the gap increases as they protrude from the outer plate.

그리고 상기 양단 리브 판과 중앙 리브 판의 끝단에는 바람직하게는 리브 판이 절곡된 형태의 절곡 판이 형성된다.And, at both ends of the rib plate and the center rib plate, a bending plate is preferably formed in which the rib plate is bent.

특히 바람직하게는 상기 중앙 리브 판에 형성되는 절곡 판은 가까운 단부 쪽의 리브 판을 향하여 형성됨으로써 중앙 리브 판에 형성되는 두 개의 절곡 판은 서로 반대 방향을 향하고, 양단 리브 판에 형성되는 절곡 판은 중앙 리브 판을 향하여 형성된다.Particularly preferably, the bending plate formed on the central rib plate is formed toward the rib plate at the near end, so that the two bending plates formed on the central rib plate face opposite directions, and the bending plate formed on both ends of the rib plate is It is formed towards the central rib plate.

또한 상기 중앙 리브 판에 형성된 두 개의 절곡 판과 중앙 리브 판이 이루는 각도는 중앙 리브 판 지점에서 교각 외주면에 접하는 가상의 접선과 중앙 리브 판이 이루는 각도보다 더 크게 형성된다.In addition, the angle formed by the two bent plates and the central rib plate formed on the central rib plate is formed to be larger than the angle formed by the imaginary tangent and the central rib plate contacting the outer peripheral surface of the pier at the central rib plate point.

한편, 본 발명에 따른 교각 내진 보강 모듈이 이용된 교각 내진 보강 구조물은 복수개의 교각 내진 보강 모듈이 수평 방향으로 서로 단부끼리 연결되어 교각 외주면을 원형으로 둘러싸서 형성되는 외부 보강 층이 상하 방향으로 교각 상부까지 적층되어 이루어지는 외부 보강부와, 외부 보강부의 내주면과 교각 외주면 사이에 충진 되어 양생됨으로써, 교각이 받는 좌굴 하중을 교각 내진 보강 모듈까지 전달시키면서 함께 좌굴 하중을 지탱하는 그라우팅재로 구성된다.On the other hand, in the pier seismic reinforcement structure using the pier seismic reinforcement module according to the present invention, a plurality of pier seismic reinforcement modules are connected to each other in a horizontal direction, and the outer reinforcement layer formed by surrounding the pier outer circumferential surface in a circular direction is pierced in the vertical direction. It is composed of a grouting material that supports the buckling load while transferring the buckling load received by the pier to the pier seismic reinforcement module by being filled and cured between the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the outer reinforcing portion stacked up to the upper portion, and the outer reinforcement portion.

여기서 상기 외부 보강부의 각 층을 이루는 외부 보강 층에서 인접되는 외부 보강 층 사이에는 바람직하게는 내진 보강 모듈에 형성된 각 리브 판이 서로 연결되게 배치될 수 있다.Here, between the outer reinforcing layers constituting each layer of the outer reinforcing portion, and adjacent outer reinforcing layers, preferably, each rib plate formed in the seismic reinforcing module may be disposed to be connected to each other.

또는 상기 외부 보강부의 각 층을 이루는 외부 보강 층에서 인접되는 외부 보강 층 사이에는 바람직하게는 내진 보강 모듈에 형성된 각 리브 판이 서로 엇갈리게 배치될 수도 있다.Alternatively, the ribs formed in the earthquake-proof reinforcement module may be alternately disposed between the adjacent external reinforcement layers in the external reinforcement layer forming each layer of the external reinforcement.

한편, 본 발명에 따른 교각 내진 보강 모듈을 이용한 교각 내진 보강 구조물 시공 방법은 공장에서 교각 내진 보강 모듈을 양산하는 단계와, 상기 교각 내진 보강 모듈을 시공 현장으로 운반하는 단계와, 상기 교각 내진 보강 모듈 복수 개를 수평방향으로 단부끼리 연결하여 교각을 완전히 둘러쌈으로써 최 하부 외부 보강 층을 시공하는 단계와, 상기 최 하부 외부 보강 층 상부에 차례로 동일한 외부 보강 층을 교각 상부까지 적층함으로써 외부 보강부를 시공하는 단계와, 외부 보강부 내면과 교각 외주면 사이에 그라우팅 재를 충진하는 단계 및, 상기 그라우팅 재를 양생시키는 단계로 구성된다.On the other hand, the method for constructing a pier seismic reinforcement structure using a pier seismic reinforcement module according to the present invention includes mass-producing a pier seismic reinforcement module in a factory, transporting the pier seismic reinforcement module to a construction site, and the pier seismic reinforcement module Constructing an outer reinforcement layer by connecting a plurality of ends in a horizontal direction to completely surround the pier, and constructing an outer reinforcement layer by sequentially stacking the same outer reinforcement layer on top of the bottom outer reinforcement layer to the top of the pier. And filling the grouting material between the inner surface of the outer reinforcement and the outer circumferential surface of the pier, and curing the grouting material.

여기서 상기 외부 보강부를 시공하는 단계에서 인접되는 외부 보강 층 사이에는 바람직하게는 내진 보강 모듈에 형성된 각 리브 판을 서로 연결되게 배치한다. Here, in the step of constructing the external reinforcing portion, preferably, each rib plate formed in the seismic reinforcing module is disposed to be connected to each other between adjacent external reinforcing layers.

또는 상기 외부 보강부를 시공하는 단계에서 인접되는 외부 보강 층 사이에는 바람직하게는 내진 보강 모듈에 형성된 각 리브 판을 서로 엇갈리게 배치할 수 있다.Alternatively, each rib plate formed in the seismic reinforcement module may be alternately disposed between adjacent external reinforcement layers in the step of constructing the external reinforcement.

본 발명에 따른 교각 내진 보강 모듈과 교각 내진 보강 모듈이 이용된 교각 내진 보강 구조물 및 이의 시공 방법은 상당한 현장 시공 기간이 소요되지 않으면서, 또한 보강재의 운반 및 현장 시공이 간편하게 이루어질 수 있고, 기존 교각과의 계면 이탈 문제가 방지될 수 있는 효과가 있다.The pier seismic reinforcement structure according to the present invention and the pier seismic reinforcement structure using the pier seismic reinforcement module and a construction method thereof do not require a significant field construction period, and the transport and reinforcement of the reinforcing material can be easily performed and existing piers There is an effect that can be prevented from the problem of interfacial separation with.

도 1a는 종래기술인 강판 피복 보강 공법의 개념도,
도 1b는 도 1a의 시공 장면을 나타낸 사진,
도 2는 본 발명에 따른 교각 내진 보강 모듈 및 이를 이용한 보강 구조물을 나타낸 사시도,
도 3은 도 2의 평단면도,
도 4는 본 발명에 따른 교각 내진 보강 모듈의 사시도,
도 5는 도 4의 평면도,
도 6 내지 도 8은 도 5에서 작용 횡압력 및 리브 판의 작용을 나타낸 개념도,
도 9는 도 2의 변형 실시예를 나타내는 사시도,Figure 1a is a conceptual diagram of a conventional steel sheet coating reinforcement method,
Figure 1b is a photograph showing the construction scene of Figure 1a,
Figure 2 is a perspective view showing a reinforcement structure using a pier seismic reinforcement module and the present invention,
Figure 3 is a cross-sectional plan view of Figure 2,
4 is a perspective view of a pier seismic reinforcement module according to the present invention,
5 is a plan view of FIG. 4,
6 to 8 is a conceptual view showing the action of the lateral pressure and rib plate in Figure 5,
9 is a perspective view showing a modified embodiment of FIG. 2,

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
The specific structure or functional descriptions presented in the embodiments of the present invention are exemplified for the purpose of describing the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention may be implemented in various forms. Also, it should not be construed as being limited to the embodiments described herein, but should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 교각 내진 보강 모듈(10)은 도 4에 도시된 바와 같이 원형의 일부분인 원호 형상을 이루게 만곡 되는 밴드 형태로 성형되는 판재인 외곽 판(11)으로 이루어진다. 이렇게 형성된 교각 내진 보강 모듈(10)은 원기둥 형태의 교각(P) 보다 곡률반경이 크게 형성됨으로써, 교각(P) 외부를 둘러싸게 배치되고 교각(P)의 상부까지 연결되면서 적층 가능하게 형성되어, 교각(P) 외주 면과 외곽 판(11) 내주면 사이에 그라우팅재가 충진 됨으로써 이루어지는 교각 내진 보강 구조물의 일부를 이룬다.The pier seismic reinforcement module 10 according to the present invention is composed of an outer plate 11 which is a plate material formed in a band shape curved to form an arc shape that is a part of a circle as shown in FIG. 4. The pier seismic reinforcement module 10 formed as described above has a larger radius of curvature than the columnar pier P, and is formed to be stacked while being disposed to surround the pier P and connected to the upper portion of the pier P, A part of the pier seismic reinforcement structure formed by filling a grouting material between the outer circumferential surface of the pier (P) and the inner circumferential surface of the outer plate (11) forms a part.

이와 같이 적층 가능한 모듈 형식으로 외곽 판(11)이 이루어짐으로써, 미리 공장에서 제작이 가능하고, 부피가 작으므로 현장으로의 이송도 수월하게 이루어지며, 현장에서는 간편하게 용접으로 연결하면서 적층 시공하면 완성되므로 현장에서의 작업 공간에 제약이 없으며 시공 과정도 간편하게 이루어질 수 있다.As the outer plate 11 is formed in a stackable module form, it can be manufactured in the factory in advance, and is easily transported to the site because of its small volume. There are no restrictions on the working space at the site, and the construction process can be easily performed.

여기서 외곽 판(11)의 재질은 반드시 강성 판재에 한정되는 것은 아니며 각종 복합 소재에 사용되는 모든 재질이 적용될 수 있다. 따라서 외곽 파나(11)으로 이루어지는 내진 보강 모듈(10)이 교각(P)을 둘러싸면서 적층될 때 각 층간의 내진 보강 모듈(10) 연결 방식은 반드시 용접으로 한정되지는 않으며, 볼트와 같은 연결부재로 연결될 수도 있고 또는 연결 면에 상하로 조립 가능한 구조를 형성하여 조립식으로 연결될 수도 있다.Here, the material of the outer plate 11 is not necessarily limited to the rigid plate material, and all materials used for various composite materials may be applied. Therefore, when the seismic reinforcement module 10 made of the outer pane 11 is stacked while surrounding the pier P, the connection method of the seismic reinforcement module 10 between each layer is not necessarily limited to welding, and a connecting member such as a bolt It may be connected to or may be connected prefabricated by forming a structure that can be assembled up and down on the connecting surface.

그리고 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 외곽 판(11)의 만곡 면인 내주면 상에는 교각(P)을 향하여 돌출되는 리브 판(12,14)이 형성될 수 있다. 리브 판(12,14)은 외곽 판(11)의 설치 후에 그라우팅 재(20)가 주입된 후 양생되면 그라우팅 재 내부에 뿌리를 박게 되어 일종의 철근과 유사한 앵커로서도 작용되며, 또한 후프텐션 구속효과가 있어, 구조성능을 향상시킨다. 즉 리브 판(12,14)이 그라우팅 재(20) 내부로 고정되어 외곽 판(11)과 그라우팅 재(20) 사이의 미끄러짐에 의한 분리가 방지되며, 또한 리브 판(12,14)을 기준으로 횡 응력이 단절되므로, 어느 한 지점에 과도하게 횡 응력이 집중됨으로 인한 국부 좌굴 현상이 방지될 수 있다.3 and 4, rib plates 12 and 14 protruding toward the pier P may be formed on the inner circumferential surface, which is a curved surface of the outer plate 11. The rib plates 12 and 14 are rooted inside the grouting material when the grouting material 20 is injected and cured after the outer plate 11 is installed, thereby acting as an anchor similar to a kind of reinforcing bar. To improve the structural performance. That is, the rib plates 12 and 14 are fixed inside the grouting material 20 to prevent separation by sliding between the outer plate 11 and the grouting material 20, and also based on the rib plates 12 and 14 Since the lateral stress is cut off, a local buckling phenomenon due to excessive lateral stress concentration at one point can be prevented.

리브 판(12,14)의 설치 위치는 특별한 제한은 없으나 바람직하게는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 외곽 판(11)의 양 단과 외곽 판(11)의 중앙에 각각 형성된다. 외곽 판(11)은 모듈 형태로 제작되며 여러 개의 외곽 판(11)이 서로 단부 끼리 접합되어 하나의 폐곡선인 원을 형성하면서 도 3에 도시된 바와 같이 한 층이 완성되는 형태이므로, 리브 판(12,14)이 외곽 판(11)의 양 단과 중앙에 형성되면 한 층을 기준으로 볼 때 리브 판(12,14) 간의 간격이 일정하게 된다. 도 3에서는 한 층이 6개의 외곽 판(11)으로 형성되는 것으로 도시되어 있으므로 하나의 외곽 판(11)이 60도 원호 형태로 형성되는 것으로 되나, 하나의 외곽 판(11)이 이루는 원호 형태는 반드시 60도에 제한되지는 않으므로 한 층을 이루는 외곽 판(11)의 개수에는 특별한 제한은 없다.The installation positions of the rib plates 12 and 14 are not particularly limited, but are preferably formed at both ends of the outer plate 11 and the center of the outer plate 11, respectively, as shown in FIGS. 3 and 4. The outer plate 11 is manufactured in a module form, and since multiple outer plates 11 are joined to each other to form one closed curve circle, one layer is completed as shown in FIG. 3, so the rib plate ( When 12, 14) are formed at both ends and the center of the outer plate 11, the gap between the rib plates 12, 14 becomes constant when viewed from one layer. In FIG. 3, since one layer is shown to be formed of six outer plates 11, one outer plate 11 is formed in a 60-degree arc shape, but the circular shape formed by one outer plate 11 is Since it is not necessarily limited to 60 degrees, there is no particular limitation on the number of outer plates 11 forming one layer.

외곽 판(11)의 양 단에 형성되는 리브 판을 양단 리브 판(12)이라 하고 외곽 판(11)의 중앙에 형성되는 리브 판을 중앙 리브 판(14)이라 칭하기로 한다.The rib plate formed at both ends of the outer plate 11 will be referred to as the rib plate 12 at both ends, and the rib plate formed at the center of the outer plate 11 will be referred to as the central rib plate 14.

여기서 중앙 리브 판(14)은 두 개의 리브 판으로 이루어지며 두 개의 리브 판이 일정한 간격으로 이격되게 설치되어 이루어진다. 또한 두 개의 중앙 리브 판(14)은 서로 평행하거나 또는 외곽 판(11)에서 돌출될수록 간격이 증가되게 설치된다.Here, the central rib plate 14 is made of two rib plates, and two rib plates are installed to be spaced apart at regular intervals. In addition, the two central rib plates 14 are installed to be parallel to each other or to increase in spacing as they protrude from the outer plate 11.

이와 같이 중앙 리브 판(14)이 두 개로 이루어지면, 외곽 판(11)과 교각(P) 사이에 그라우팅 재(20)가 채워져서 양생됨으로써 교각 내진 보강 구조물이 완성된 후에 횡 하중으로 인하여 좌굴이 발생될 수 있는 상황에서 두 개의 중앙 리브 판(12)이 도 7에 도시된 바와 같이 서로 멀어지려는 방향으로 변형되면서 앵커 효과에 의한 회전 강성이 발생된다. 이러한 앵커 구속 효과로 인해 종래의 강판 피복 보강기술과 달리 본 발명에서는 외곽 판(11)과 그라우팅 재(20) 사이의 이탈 또는 미끄럼 현상이 철저하게 방지되어 보강 효과가 최대로 발휘될 수 있다.Thus, when the central rib plate 14 is made of two, the grooving material 20 is filled and cured between the outer plate 11 and the pier P, and the buckling occurs due to the lateral load after the pier seismic reinforcement structure is completed. In a situation that can be generated, as shown in FIG. 7, the two central rib plates 12 are deformed in a direction to move away from each other, thereby generating rotational stiffness due to the anchor effect. Due to the anchor restraining effect, in the present invention, unlike the conventional steel sheet coating reinforcement technology, the separation or sliding phenomenon between the outer plate 11 and the grouting material 20 is thoroughly prevented, so that the reinforcement effect can be maximized.

즉 외곽 판(11)과 그라우팅 재(20) 사이의 상대적인 이탈로 인한 미끄럼이 리브 판(12,14)으로 인해 방지됨으로써, 외곽 판(12,14)과 그라우팅 재(20)는 서로 합성거동을 하게 되므로 횡 응력에 대한 저항과 극한강도가 현저하게 향상된다. 즉 리브 판(12,14)은 외곽 판(11)과 그라우팅 재(20)가 서로 분리되면서 미끄러지는 방향으로 이동하는 데에 대한 저항체로 작용하기 때문이다.That is, the sliding due to the relative separation between the outer plate 11 and the grouting material 20 is prevented by the rib plates 12, 14, so that the outer plates 12, 14 and the grouting material 20 have a synthetic behavior with each other. Therefore, resistance to lateral stress and ultimate strength are significantly improved. That is, the rib plates 12 and 14 act as a resistor against moving in the sliding direction as the outer plate 11 and the grouting material 20 are separated from each other.

도 3에 도시된 평단면도를 살펴보면 이러한 원리를 한 눈에 볼 수 있다.Looking at the cross-sectional view shown in Figure 3, you can see these principles at a glance.

도 3에서 내부의 흰 부위는 이미 설치된 기존 교각(P)이며, 교각(P) 내부의 원형 링은 수평 방향의 띠철근(BS)이고 띠철근(BS)의 내면에 돌기 모양으로 표현된 것은 수직 방향으로 설치된 수직철근(ES)이다. 본 발명에 따른 교각 내진 보강 모듈(10)은 외곽 판(11)과 교각(P) 외주면 사이에 그라우팅 재(20)가 주입되면 외곽 판(11) 내부의 리브 판(12,14)이 마치 철근과 유사한 작용을 함으로써 교각(P)의 횡 응력에 따른 좌굴 변형 방지가 보다 철저하게 보장된다.In FIG. 3, the white part inside is an existing pier (P) already installed, and the circular ring inside the pier (P) is a horizontal reinforcing bar (BS), and a vertical representation of the inner surface of the reinforcing bar (BS) is vertical. It is a vertical rebar (ES) installed in the direction. In the pier seismic reinforcement module 10 according to the present invention, when the grouting material 20 is injected between the outer plate 11 and the outer circumferential surface of the pier P, the rib plates 12 and 14 inside the outer plate 11 are like reinforcing bars. By acting similar to the buckling deformation prevention according to the lateral stress of the pier (P) is more thoroughly guaranteed.

또한 그라우팅 재(20)로 주입되는 몰탈 등의 소재가 양생되면서 발생되는 표면 결함으로 인하여 외곽 판(11)과 그라우팅 재(20) 간의 이탈 현상도 방지될 수 있고, 리브 판과 그라우팅 재(20) 사이의 부착으로 인하여 부착 계면 면적 또한 증대된다.In addition, the separation phenomenon between the outer plate 11 and the grouting material 20 may be prevented due to surface defects caused by curing of materials such as mortar injected into the grouting material 20, and the rib plate and the grouting material 20 may be prevented. The adhesion interface area also increases due to the adhesion between them.

특히 이러한 미끄럼 방지 및 앵커 구속 효과의 극대화를 위해 양단 및 중앙 리브 판(12,14)의 단부에는 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이 리브 판(12,14)의 끝단이 절곡된 형태의 절곡 판(13,15)이 형성된다.In particular, the ends of the rib plates 12 and 14 are bent at the ends of the both ends and the center rib plates 12 and 14 to maximize the anti-slip and anchor restraint effects, as shown in FIGS. 3 to 7. Plates 13 and 15 are formed.

절곡 판(13,15)은 전체적으로 교각(P) 외주 면과 평행한 방향에 가깝게 형성되므로 앵커 구속 효과가 보다 극대화 되고, 외곽 판(11)과 그라우팅 재(20) 간의 미끄럼 방지 작용이 보다 강화된다.The bending plates 13 and 15 are generally formed close to a direction parallel to the outer circumferential surface of the pier P, so that the anchor restraining effect is maximized, and the anti-slip action between the outer plate 11 and the grouting material 20 is further strengthened. .

이때 도 5에 도시된 바와 같이 중앙 리브 판(14)에 형성되는 절곡 판인 중앙 절곡 판(15)은 가까운 단부 쪽의 양단 리브 판(12)을 향하여 연장되는 형태로 형성됨으로써, 중앙 리브 판(14)에 각각 형성되는 두 개의 중앙 절곡 판(15)은 서로 반대 방향을 향하고, 양단 리브 판(12)에 형성되는 절곡 판인 양단 절곡 판(13)은 중앙 리브 판(14)을 향하여 형성된다.At this time, as shown in FIG. 5, the central bending plate 15, which is a bending plate formed on the central rib plate 14, is formed in a shape extending toward the rib plates 12 at both ends of the near end, thereby forming the central rib plate 14 ), The two central bending plates 15 respectively formed in opposite directions, and the two bending plates 13, which are the bending plates formed on both rib plates 12, are formed toward the central rib plates 14.

이와 같이 양단 절곡 판(13)과 중앙 절곡 판(15)이 서로를 향하는 방향으로 형성되면, 양단 리브 판(12)과 중앙 리브 판(14) 사이의 그라우팅 재(20)를 양단 리브 판(12)과 중앙 리브 판(14)이 양 측에서 꽉 움켜잡는 형태가 되므로 외곽 판(11)의 미끄럼이 철저하게 방지됨과 동시에 리브 판(12,14) 사이의 그라우팅 재(20)는 철저하게 그라우팅 재(20)를 둘러싸는 리브 판(12,14) 및 절곡 판(13,15)과 함께 거동하기 때문이다.When the bending plate 13 and the central bending plate 15 are formed in directions facing each other, the grouting material 20 between the rib rib plates 12 and the central rib plates 14 is ribbed plates 12 at both ends. ) And the center rib plate 14 is gripped on both sides, so that the sliding of the outer plate 11 is thoroughly prevented, and at the same time, the grouting material 20 between the rib plates 12 and 14 is thoroughly grouting material. This is because it behaves together with the rib plates 12 and 14 and the bending plates 13 and 15 surrounding the 20.

한편, 본 발명에 따른 교각 내진 보강 구조물은 도 2에 도시된 바와 같이 수개의 교각 내진 보강 모듈(10)이 수평 방향으로 서로 단부끼리 연결되어 교각(P) 외주면을 원형으로 둘러싸서 형성되는 외부 보강 층이 상하 방향으로 교각(P) 상부까지 적층되어 이루어지는 외부 보강부와, 외부 보강부의 내주 면과 교각(P) 외주면 사이에 충진 되어 양생됨으로써, 교각(P)이 받는 좌굴 하중을 교각 내진 보강 모듈(10)까지 전달시키면서 함께 좌굴 하중을 지탱하는 그라우팅 재(20)로 구성된다.On the other hand, the pier seismic reinforcement structure according to the present invention, as shown in Figure 2, several pier seismic reinforcement modules 10 are connected to each other in the horizontal direction to each other, the outer reinforcement is formed by surrounding the outer peripheral surface of the pier (P) circularly An external reinforcing part composed of layers stacked up and down to the upper part of the pier (P), and filled and cured between the inner circumferential surface of the outer reinforcing part and the outer circumferential surface of the pier (P), so that the buckling load received by the pier (P) is pierized by the pier (10) is composed of a grouting material (20) that bears the buckling load together while transmitting.

여기서 외부 보강부를 이루는 각 층 간에 리브 판(12,14)이 배열되는 방식에는 두 가지가 있을 수 있다.Here, there may be two ways in which the rib plates 12 and 14 are arranged between each layer constituting the outer reinforcement.

첫째로는 도 2에 도시된 바와 같이 각 층 간의 외곽 판(11)의 단부가 상하로 서로 일렬을 이루게 배열됨으로써 리브 판(12,14)도 서로 상하로 일렬을 이루게 배열되는 방식이다. 이로써 상하로 형성되는 리브 판(12,14)의 각 열이 서로 일체로 앵커 구속 효과를 발휘함으로써 횡 하중에 대한 저항이 대폭 증가된다.First, as illustrated in FIG. 2, the ends of the outer plates 11 between each layer are arranged to line up and down with each other, so that the rib plates 12 and 14 are arranged to line up with each other. As a result, each row of the rib plates 12 and 14 formed up and down exerts an anchor restraint effect integrally with each other, thereby significantly increasing resistance to lateral loads.

둘째로는 도 9에 도시된 바와 같이 각 층 간의 외곽 판(11)이 서로 엇갈리게 적층됨으로써, 리브 판(12,14)도 서로 엇갈리게 적용되어 결국 교각(P)에 가해지는 횡 하중이 분산되어 교각(P)의 어느 국부 부위에 횡 하중이 집중되는 현상이 방지될 수 있다.Secondly, as shown in FIG. 9, the outer plates 11 between the layers are alternately stacked, so that the rib plates 12 and 14 are also alternately applied to each other, so that the lateral load applied to the pier P is distributed and the piers are distributed. The phenomenon in which the lateral load is concentrated in a local part of (P) can be prevented.

위의 첫 번째와 두 번째 방식은 교각(P)의 규모와 설치 상태 및 높이와 지형에 따라 각각 적합한 방식이 선택될 수 있다.The first and second methods may be appropriately selected depending on the size and installation condition of the pier P, and the height and terrain.

한편, 본 발명에 따른 교각 내진 보강 구조물 시공 방법은 공장에서 교각 내진 보강 모듈(10)을 양산하는 단계와, 교각 내진 보강 모듈(10)을 시공 현장으로 운반하는 단계와, 교각 내진 보강 모듈(10) 복수 개를 수평방향으로 단부끼리 연결하여 교각(P)을 완전히 둘러쌈으로써 최 하부 외부 보강 층을 시공하는 단계와, 최 하부 외부 보강 층 상부에 차례로 동일한 외부 보강 층을 교각(P) 상부까지 적층함으로써 외부 보강부를 시공하는 단계와, 외부 보강부 내면과 교각(P) 외주면 사이에 그라우팅 재(20)를 충진 하는 단계 및, 그라우팅 재(20)를 양생시키는 단계로 구성된다.
On the other hand, the method for constructing a pier seismic reinforcement structure according to the present invention includes mass-producing a pier seismic reinforcement module 10 in a factory, transporting a pier seismic reinforcement module 10 to a construction site, and a pier seismic reinforcement module 10 ) Connecting a plurality of ends in the horizontal direction to completely surround the pier (P), thereby constructing the lowest outer reinforcement layer, and sequentially applying the same outer reinforcement layer on top of the lower outer reinforcement layer to the upper pier (P). It consists of the step of constructing the outer reinforcement by laminating, filling the grouting material 20 between the outer circumferential inner surface and the outer circumferential surface of the pier P, and curing the grouting material 20.

이상에서 설명된 교각 내진 보강 모듈 및 이를 이용한 구조물과 그 시공방법은 반드시 교각에만 한정되는 것은 아니며 원기둥 형태의 하중지지 구조를 가지는 구조물에는 모두 적용될 수 있음을 밝혀둔다.It is revealed that the pier seismic reinforcement module described above and the structure using the same and the construction method thereof are not necessarily limited to the pier, but can be applied to all structures having a cylindrical load-bearing structure.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications and changes are possible within the scope of the present invention without departing from the technical spirit of the present invention. It will be obvious to those who have the knowledge of.

F : 기초 P : 교각
ES : 수직철근 BS : 띠철근
10 : 교각 내진 보강 모듈 11 : 외곽 판
12 : 양단 리브 판 13 : 양단 절곡 판
14 : 중앙 리브 판 15 : 중앙 절곡 판
20 : 그라우팅 재F: Basic P: Pier
ES: Vertical reinforcing bar BS: Reinforcing bar
10: pier seismic reinforcement module 11: outer plate
12: Both ends rib plate 13: Both ends bending plate
14: central rib plate 15: central bending plate
20: grouting ash

Claims

It consists of an outer plate, which is a plate material formed in a band shape curved to form a circular arc part that is a part of a circular shape, and has a larger radius of curvature than a columnar pier, so as to surround the outside of the pier and connect to the upper part of the pier. It is formed as possible, forming a part of the pier seismic reinforcement structure by filling the grouting material between the outer circumferential surface of the pier and the inner circumferential surface of the plate,
On the inner circumferential surface, which is the curved surface of the outer plate, a rib plate protruding toward the pier is formed,
The rib plate is composed of a rib plate at both ends formed at both ends of the outer plate and a central rib plate formed at the center of the outer plate,
The central rib plate is made of two rib plates are spaced apart at regular intervals,
At both ends of the rib plate and the center rib plate, a bending plate in which the rib plate is bent is formed.
The bending plate formed on the central rib plate is formed toward the rib plate on the near end, so that the two bending plates formed on the central rib plate face opposite directions, and the bending plate formed on both ends of the rib plate is the central rib plate. Is formed towards,
The angle formed by the two bent plates formed on the central rib plate and the central rib plate is larger than the angle formed by the virtual rib tangent to the outer peripheral surface of the pier at the central rib plate point and the angle formed by the central rib plate,
The two central rib plates are installed so that the gap increases as they protrude from the outer plate, so that the two central rib plates deform in a direction away from each other when subjected to a lateral load, and the rotational stiffness according to the anchor effect is generated. Reinforcement module.

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