KR102145129B1 - 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법 및 이에 사용되는 이동식 장치에 관한 것으로, 강연선을 수용한 튜브의 제1위치에 배치된 제1유출입구와, 상기 제1유출입구에 비하여 보다 높은 상기 튜브의 제2위치에 배치된 제2유출입구를 포함하여 2개 이상의 유출입구를 설치하는 유출입구 설치단계와; 상기 유출입구를 통해 상기 튜브 내부에 방청제를 주입하여 상기 강연선을 침지시키는 강연선 침지단계와; 정해진 시간이 경과한 후에, 상기 유출입구를 통해 상기 방청제를 배출시키는 방청제 제거단계와; 상기 튜브 내부의 빈 공간에 상기 유출입구를 통해 새로운 그라우트를 주입하는 그라우트 주입단계를; 포함하여 구성되어, 공용 중에 튜브 내의 강연선이 공기층에 노출되어 부식된 상태를 원래의 상태로 회복시켜, 부식된 강연선을 교체없이 강연선의 저항 능력의 신뢰성을 회복하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법 및 이에 사용되는 이동식 장치를 제공한다.

Description

포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법 {Method for repairing grout of tendon tube of post-tensioned structures}

본 발명은 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조물에 프리스트레스를 도입하기 위한 강연선과 강연선을 감싸는 튜브 사이에 충전되는 그라우트의 빈 공간을 사후에 충전하는 보수 방법에 관한 것이다.

일반적으로 교량 등의 구조물에 프리스트레스를 도입하기 위한 강연선을 포함하는 강연선 구조체(50)가 설치되어 고정 하중이나 활하중을 상쇄시키는 역할을 한다.

여기서, 강연선 구조체(50)는 도2에 도시된 바와 같이 다수의 강연선(52)과, 강연선(52)을 감싸는 튜브(54)와, 튜브(54)의 내부에 충전되는 그라우트(55)로 이루어진다. 따라서, 구조물(9)이 시공된 상태에서, 강연선(52)과 튜브(54)가 설치되고, 포스트 텐션 방식으로 강연선(52)에 인장력을 도입한 상태로 정착하여 프리스트레스를 도입한 후에, 튜브(54)의 내부에 그라우트(55)를 충전하여 강연선(52)이 공기에 노출되지 않도록 한다.

강연선의 일부가 공기에 노출되면, 시간이 경과함에 따라 강연선이 부식되어 강도가 저하된다. 특히, 구조물의 보강 효과를 높이기 위해 강연선에 프리스트레스가 도입된 경우에는, 강연선의 부식이 훨씬 빨리 진전되는 문제가 야기된다.

최근에는 시공이 완료되어 장기간 동안 공용되어 온 구조물의 강연선 구조체(50)에서 강연선이 부식된 것이 뒤늦게 발견되어, 부식된 강연선을 교체하는 등의 보수 보강 공사 동안에 도심 도로의 일부 구간이 통제되기도 하였다.

이는, 시공 당시에 그라우트(55)가 튜브(54)의 내부를 완전히 채우고 있더라도 공용 중에 그라우트의 일부가 누설될 수 있으며, 시공 당시에는 작업자가 튜브 내부에 그라우트를 완전히 충전한 것으로 인지하였음에도, 튜브 내부에 공기 포켓이 발생되어 공기 포켓의 공기에 의해 강연선이 부식되는 경우도 있기 때문이다.

따라서, 시공이 완료되어 공용 중인 구조물에 설치된 강연선 구조체의 튜브(54) 내에 빈 공간이 있는지 여부를 제 때에 확인하고, 지체없이 그라우트를 충전하는 방안의 필요성이 절실히 요구되고 있다.

한편, 도1에 도시된 교량 구조물에서는 강연선 구조체(50)가 교량의 교축 방향으로 배치된 형태가 예시되어 있다.

강연선에 프리스트레스를 도입하는 것에 의하여 교량 구조물의 내하 능력을 높이기 위해서는, 경간 중앙부에서는 강연선이 교량 중립축의 하측을 통과하도록 배치되고, 연속부에서는 강연선이 교량 중립축의 상측을 통과하도록 배치된다. 여기서, 연속부는 거더가 연속 배열되는 교각(18)의 상측을 지칭한다.

이에 따라, 도1에 예시된 교량 구조물(9)에서는, 연속부를 형성하는 새들부(12)에서 강연선이 상향 굴곡부(A)를 형성하면서, 그 정점을 중심으로 튜브 내에 그라우트가 채워지지 않는 빈 공간이 생길 가능성이 높다. 또한, 강연선이 정착되는 교량용 거더(10)의 단부(R2)에도, 강연선을 감싸는 튜브가 상향 경사지게 배치되면서, 정착부로부터 하측을 향해 튜브 내에 그라우트가 채워지지 않는 빈 공간이 생길 가능성이 높다. 이는, 시공 당시에 에어 포켓이 튜브(54) 내에 발생되더라도, 시간이 경과함에 따라 에어 포켓이 중력에 의해 상측으로 이동하는 경향에 의한 것이다.

따라서, 상기와 같이 구조물에 프리스트레스를 도입하기 위한 강연선을 포함하는 강연선 구조체(50)의 튜브(54) 내에 그라우트(55)가 채워지지 않는 부분을 사후적으로 완벽하게 충전하는 방법의 필요성이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은, 구조물에 프리스트레스를 도입하기 위한 강연선을 포함하는 강연선 구조체의 튜브 내에 그라우트가 채워지지 않은 빈 공간을 사후적으로 밀실하게 그라우트로 채우는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

다시 말하면, 본 발명은 사후적으로 충전하는 그라우트가 튜브 내에 빈 공간없이 밀실하게 채우는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은, 튜브 내의 공기층에 노출되어 부식된 강연선을 교체하지 않고서도 방청 처리를 한 상태로 그라우트 충전 보수 공사를 행함으로써, 강연선에 의한 내하 능력의 신뢰성을 확보하는 것을 목적으로 한다.

무엇보다도, 본 발명은, 충전하는 새로운 그라우트에 의한 보수 공사 이후에, 기존의 그라우트의 틈새에 의해 빈 공간이 발생되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 새로운 그라우트를 튜브 내의 빈 공간에 충전하기 이전에, 충전에 필요한 그라우트의 분량을 미리 정확히 파악하여, 튜브 내의 빈 공간에 정확한 양의 그라우트를 충전하여 밀실한 상태로 보수하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은, 강연선이 정착되는 정착부 주변의 빈 공간을 새로운 그라우트로 충전하는 과정에서, 정착구에 형성된 하나의 주입공을 통해 튜브 내의 빈 공간의 공기를 배출하면서 새로운 그라우트를 충전하여, 그라우트의 밀실한 충전을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 교량 구조물의 중공부에 설치된 강연선 구조물의 그라우트 보수 공사를 위한 그라우트 혼합장치, 그라우트 장치, 방청제 장치를 하나로 구성하여 시공성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 도출된 것으로서, 구조물에 프리스트레스를 도입하기 위하여 튜브 내에 수용된 다수의 강연선과, 상기 튜브 내부에 충전된 그라우트를 포함하는 강연선 구조체에서, 상기 튜브의 보수 구간에 그라우트를 충전하는 그라우트 보수 방법으로서, 상기 튜브의 제1위치에 배치된 제1유출입구와, 상기 제1유출입구에 비하여 보다 높은 상기 튜브의 제2위치에 배치된 제2유출입구를 포함하여 2개 이상의 유출입구를 설치하는 유출입구 설치단계와; 상기 튜브 내부의 빈 공간에 상기 제1유출입구와 상기 제2유출입구를 통해 새로운 그라우트를 순차적으로 주입하는 그라우트 주입단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법을 제공한다.

여기서, 상기 그라우트 주입단계는, 상기 유출입구를 통해 새로운 1차 그라우트를 상기 빈 공간의 일부에만 충전시키는 1차 그라우트 주입단계와; 상기 1차 그라우트 주입단계 이후에 상기 1차 그라우트가 경화될 때까지 기다리는 그라우트 경화단계와; 상기 그라우트 경화단계가 행해진 이후에, 상기 유출입구를 통해 새로운 2차 그라우트를 상기 빈 공간의 나머지 공간에 충전시키는 2차 그라우트 주입단계를; 포함하여 구성되어, 1차 그라우트가 경화되면서 기존의 그라우트에 형성된 틈새를 메운 상태에서 2차 그라우트가 충전됨에 따라, 그라우트 보수공사를 행한 이후에 기존 그라우트의 틈새에 의해 빈 공간이 생기는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 본 발명은, 상기 유출입구에 진공 펌프와 유량계를 연결 설치하는 단계와; 상기 진공 펌프로 내부 공기를 배출시켜 상기 튜브 내부의 압력이 정해진 부압에 도달하면, 상기 진공 펌프의 흡입을 차단시키는 부압 인가 단계와; 상기 부압 인가 단계 이후에, 상기 유출입구를 통해 공기가 상기 튜브 내부로 유입되게 하면서, 상기 유량계로 상기 공기의 체적을 측정하는 공기유량 측정단계를; 상기 그라우트 주입단계 이전에 포함하여, 상기 튜브 내부에 충전되는 상기 그라우트의 주입량을 결정하는 구성을 포함한다. 이와 같이, 튜브 내의 빈 공간의 체적을 공기 유량을 이용하여 정확히 측정하여, 새로운 그라우트의 주입량을 미리 파악하여 적어도 결정된 주입량만큼의 새로운 그라우트로 충전함으로써, 보수 공사 이후에 튜브 내에 빈 공간이 생기는 것을 근본적으로 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은, 상기 구조물의 격벽부를 관통하여 끝단이 정착구에 의해 정착된 강연선과, 상기 격벽부를 관통하도록 배열되고 상기 강연선을 감싸는 튜브와, 상기 튜브 내부에 충전된 그라우트를 포함하는 강연선 구조체에서, 상기 정착구를 향햐여 상향 경사진 상기 튜브의 단부에 그라우트를 충전하는 보수 방법으로서, 상기 정착부의 몰탈 마감을 제거하여 상기 정착구를 노출시키는 정착구 노출단계와; 그라우트가 주입되는 그라우트 관로와, 상기 그라우트 관로를 둘러싸는 공기 관로로 이루어진 이중 관을 노출된 상기 정착부의 그라우트 주입공에 삽입하여 유출입구로서 설치하는 이중관 설치단계와; 상기 그라우트 관로와 연통하는 그라우트 배관을 통해 새로운 그라우트를 상기 튜브 내부에 주입하면서, 상기 공기 관로와 연통하는 공기 배관을 통해 상기 튜브 내부의 공기를 배출시키는 그라우트 주입단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법을 제공한다.

이는, 강연선의 정착구에는 시공 당시에 그라우트를 주입하기 위한 하나의 주입공이 형성되는 데, 하나의 그라우트 주입공을 통해 그라우트를 충전하면, 튜브 내의 빈 공간을 채우고 있는 공기가 모두 배출되지 못함에 따라 그라우트 보수 공사에도 불구하고 공기가 잔류하는 빈 공간이 생길 수 밖에 없는 한계를 극복하기 위한 것으로, 이중 관의 중앙부에 위치한 그라우트 관로를 튜브 내로 주입하고, 그라우트 관로의 둘레를 감싸는 공기 관로를 통해 빈 공간에 잔류하였던 공기를 배출시키는 배출 통로로 활용함에 따라, 강연선의 정착부의 튜브 내부에 새로운 그라우트로 밀실하게 충전하기 위함이다.

더욱이, 공기가 배출되는 관을 이중 관의 환상(annular shape) 형태의 둘레관으로 형성함으로써, 정착구의 하나의 주입공에 의하더라도 공기의 배출이 용이해지고, 주입공의 단면 활용을 극대화할 수 있다.

한편, 본 발명은, 튜브의 내부 공간에 주입하는 그라우트 양을 미리 산출하는 방법으로서, 튜브의 내부 공간을 밀폐시킨 상태에서 상기 내부 공간과 연통하는 공기 배관을 설치하는 공기배관 설치단계와; 상기 공기 배관에는 공기 유량계와 진공 펌프를 연결 설치하는 단계와; 상기 진공 펌프로 내부 공기를 배출시켜 상기 튜브 내부의 압력이 정해진 부압에 도달하면, 상기 진공 펌프의 흡입을 차단시키는 부압 인가 단계와; 상기 부압 인가 단계 이후에, 상기 공기 배관을 통해 상기 튜브의 내부 공간으로 공기를 유입시키면서, 상기 공기 유량계에 의해 상기 튜브의 내부 공간으로 유입되는 외부 공기의 유량을 측정하는 공기유량 측정단계를; 상기 그라우트 주입단계 이전에 포함하여, 상기 튜브 내부에 충전될 그라우트의 주입량을 결정하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 주입 그라우트양 산출 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은, 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법에 사용되는 이동식 장치로서, 내부에 수용 공간이 마련되고, 상기 수용 공간의 상측에 개구가 형성되고, 수용 공간으로부터 연통되는 유출입 배관이 하측에 형성되며, 이동 가능한 수용 용기와; 상기 수용 용기의 상측에 선택적으로 장착되며, 상기 수용 공간을 상하로 구획한 상태에서 상하 이동하도록 설치된 피스톤과, 상기 피스톤을 상기 수용 공간 내에서 상하 이동시키는 구동기를 포함하는 유출입 유닛과; 상기 개구에 선택적으로 장착되며, 교반 블레이드가 회전축에 장착되어 상기 수용 용기에 담겨진 물질을 교반하여 혼합하는 교반 유닛을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동식 장치를 제공한다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '강연선 구조체'는 구조물의 강도를 보강하는 1열 이상의 강연선과, 강연선을 외기와 차단하기 위해 둘러싸는 튜브와, 강연선의 단부에 형성된 정착구로 이루어진 구성으로 정의한다.

본 발명은 교량을 포함하는 다양한 구조물에 적용될 수 있다. 즉, 교량용 거더의 외부에 설치된 강연선 구조체에 적용될 수도 있으며, 교량용 거더의 단면이 'U'자 또는 'ㅁ'자 등으로 형성되어 내부에 중공부를 구비하여 거더 내부의 중공부에 설치된 강연선 구조체에도 적용된다(도11).

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '튜브'는 구조물의 내하 능력을 향상시키기 위한 강연선을 중공부에 수용하는 구성을 모두 포함하며, 강연선의 정착부에서 그라우트가 충전되는 트럼펫 부재도 튜브의 일부를 형성하는 것으로 정의한다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '방청제'는 강연선의 부식을 제거하기 위하여 사용되는 물질로 정의한다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '그라우트'는 강연선의 부식을 방지하기 위하여 튜브 내부에 채워지는 물질을 통칭하는 것으로 정의한다. 즉, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '1차 그라우트', '2차 그라우트', '추가 그라우트'는 튜브에 주입되는 그라우트의 공정에 따라 서로 다른 명칭을 부여한 것일 뿐, 서로 다른 그라우트로 한정하기 위한 것이 아니며 모두 동일한 그라우트가 사용되는 것을 포함한다.

본 발명에 따르면, 구조물에 프리스트레스를 도입하기 위한 강연선을 포함하는 강연선 구조체의 튜브 내에 그라우트가 채워지지 않은 빈 공간을 사후적으로 밀실하게 채워 강연선의 부식을 확실하게 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

특히, 본 발명은 튜브 내의 공기층에 의해 부식된 강연선을 교체없이 부식을 제거하여 강연선에 의한 내하 능력의 신뢰성을 회복하는 효과를 얻을 수 있다.

무엇보다도, 본 발명은, 새로운 그라우트에 의한 튜브 내의 빈 공간의 충전 과정에서, 기존의 그라우트에 발생된 틈새에 새어들어가는 양을 새로운 그라우트로 보상하여 충전하여 완전하고 밀실한 상태로 튜브 내의 빈 공간을 채우는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 새로운 그라우트를 튜브 내의 빈 공간에 충전하기 이전에, 빈 공간을 진공 상태로 형성한 후에 상압 상태로 될때까지 유입되는 공기 유량으로부터 빈 공간의 체적을 파악하여, 빈 공간을 충전하기 위하여 필요한 그라우트의 분량을 미리 정확히 파악함에 따라, 새로운 그라우트를 빈 공간없이 밀실하게 충전하는 데 필요한 양을 정확히 주입하여 충전하여 밀실한 상태로 보수하는 신뢰성을 높이는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은, 강연선이 정착되는 정착부 주변의 빈 공간을 새로운 그라우트로 충전하는 과정에서, 정착구에 형성된 하나의 주입공을 통해 튜브 내의 빈 공간의 공기를 배출하면서 새로운 그라우트를 충전하여, 그라우트의 충전 과정에서 내부 공기로 인해 충전되지 않은 공간을 없앰으로써 새로운 그라우트를 밀실하게 충전하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 그라우트 보수 공사를 위한 그라우트 혼합장치, 그라우트 장치, 방청제 장치를 하나로 구성하여 이동 가능하게 구성함에 따라, 작업자들이 그라우트 보수 공사를 위해 운반해야 하는 장비의 양을 줄여 간편한 시공을 가능하게 하는 효과를 얻을 수 있다.

도1은 교량 구조물의 강연선 구조체의 배치 구성을 도시한 도면,
도2는 도1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 강연선 구조체의 횡단면도를 도시한 도면,
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법을 순차적으로 도시한 순서도,
도4a 내지 도4f는 교량의 새들부에서의 상향 굴곡부에 대한 도3에 도시된 그라우트 보수 방법에 따른 구성을 순차적으로 도시한 도면,
도5a 내지 도5d는 본 발명의 제2실시예에 따른 교량의 정착부에서의 그라우트 보수 방법에 따른 구성을 순차적으로 도시한 도면,
도6은 본 발명의 제3실시예에 따른 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법을 순차적으로 도시한 순서도,
도7a 내지 도7e는 교량의 정착부에서의 도6에 도시된 그라우트 보수 방법에 따른 구성을 순차적으로 도시한 도면,
도8은 본 발명에 따른 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법에 사용되는 이동식 장치의 구성을 도시한 도면,
도9a는 도8의 이동식 장치에 수용유체 유출입 유닛이 장착되어 수용 유체를 공급하는 구성을 도시한 도면,
도9b는 도8의 이동식 장치에 수용유체 유출입 유닛이 장착되어 유체를 튜브 내부로부터 흡입하는 구성을 도시한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체(50)의 그라우트 보수 방법(S100)을 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체(50)의 그라우트 보수 방법(S100)은, 도3에 도시된 바와 같이, 튜브(54)의 내부 공간(54V)의 그라우트 상태를 검사하는 그라우트 검사단계(S110)와, 튜브(54)에 유출입구(80)를 설치하는 유출입구 설치단계(S120)와, 튜브(54)의 내부 공간(54V)에 방청제를 공급하여 강연선을 침지시키는 강연선 침지단계(S130)와, 튜브(54)의 내부 공간(54V)에 공급한 방청제를 제거하는 방청제 제거단계(S140)와, 튜브(54)의 내부 공간(54V)에 새로운 1차 그라우트(55n1)를 주입하는 1차 그라우트 주입단계(S150)와, 주입된 1차 그라우트(55n1)가 경화될때까지 기다리는 그라우트 경화단계(S160)와, 튜브(54)의 내부 공간(54V)의 나머지 공간에 2차 그라우트(55n2)를 주입하여 충전하는 2차 그라우트 주입단계(S170)와, 튜브(54)의 내부 공간(54V)에 추가로 그라우트를 주입하여 완전히 충전하는 추가 그라우트 주입단계(S180)를 포함하여 구성된다.

공기는 그라우트(55e)에 비하여 밀도가 낮으므로, 튜브(54) 내부의 빈 공간(54V)은 대체로 튜브(54)의 상향 굴곡부(A)나 강연선이 상방으로 경사지게 배열된 정착구(60) 주변에 발생된다. 이는, 기존의 그라우트(55e)를 튜브(54) 내에 주입하는 과정에서, 충분한 양의 그라우트가 튜브(54) 내부에 충전되지 않는 경우나, 그라우트를 튜브(54) 내부에 가득 충전하였더라도 공기 포켓이 발생된 경우에, 공기 포켓이 그라우트가 경화되기 이전에 중력 반대 방향으로 이동하는 성질이 있기 때문이다.

먼저, 강연선 조립체(50)의 상향 굴곡부(A)에서 새로운 그라우트(55n)를 충전하는 과정을 설명하기로 한다. 이하에서 설명하는 1차 그라우트, 2차 그라우트, 추가 그라우트는 모두 동일한 그라우트로서, 설명의 편의를 위하여 공정별로 서로 다른 명칭으로 호칭한다.

단계 1: 먼저, 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체(50)의 내부에 빈 공간이 있는지 여부는 강구로 튜브(54)의 외부를 두드려 발생되는 소리로부터 파악하는 강구 타격법을 통해 알 수 있다.

즉, 튜브(54)의 내부 공간(54V)에 빈 공간이 있는 구간에서는 이상음이 발생된다. 빈 공간의 유무를 숙련된 작업자가 소리로 판단할 수도 있지만, 보다 정확한 판단을 위해서는 튜브의 국부변형시험과 내시경 검사를 통해 알 수도 있다.

상향 굴곡부(A)에 빈 공간이 발생된 것으로 감지되면, 도4a에 도시된 바와 같이, 빈 공간이 발생된 것으로 추정되는 구간 중에 새들부(12)에 인접한 제1구간(L)에 대해 기존 튜브를 제거하고, 그라우트(55)의 충전 상태를 확인한다(S110).

여기서, 제1구간(L)은 대략 300mm 내지 500mm 정도로 정해지며, 새들부(12)와 인접한 구간으로 정해진다. 육안을 통해 상향 굴곡부(A)에서의 그라우트(55)의 충전상태를 확인하여, 그라우트 보수 구간을 정확히 파악하여 단계 2에서 행해지는 유출입구(80)의 설치 위치 및 행해질 보수 공정의 상세를 결정한다.

그리고 나서, 기존 튜브가 제거된 제1구간(L)에 새로운 신규 튜브(54')를 융착기를 이용하여 연결 설치한다.

단계 1은 경우에 따라 생략될 수 있으며, 튜브(54) 내의 빈 공간(54V)의 유무를 강구의 타격 소음만으로부터 확인할 수도 있다.

단계 2: 그라우트 보수 구간에 대한 보수 여부를 결정하면, 도4b에 도시된 바와 같이, 상향 굴곡부(A)의 정점(apx)을 중심으로 가장 멀리 이격되어 기존 그라우트(55e)에 인접한 제1위치에 제1유출입구(81)를 정점의 양측에 각각 설치하고, 제1유출입구(81)에 비하여 보다 높은 위치이면서 정점(apx)에 보다 근접한 제2위치에 제2유출입구(82-1, 82-2; 82)를 설치하고, 제2유출입구(82-1, 82-2)와 정점(apx)의 사이에 제3유출입구(83-1, 83-2; 83)를 설치하고, 정점(apx)에 끝단이 배치되도록 가요성 관으로 제4유출입구(84)를 포함하는 다수의 유출입구(80)를 설치한다.

도면에는 제1유출입구(81)를 정점(apx)의 축선 방향을 기준으로 양측에 각각 하나씩 배치되는 구성이 예시되어 있지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 제1유출입구(81)는 정점(apx)의 축선 방향을 기준으로 일측에만 하나 배치될 수도 있다.

여기서, 제1유출입구(81)와 제2유출입구(82)와 제3유출입구(83)와 제4유출입구(84)에는 각각 개폐 가능한 밸브(81v, 82v, 83v, 84v)가 함께 설치된다. 그리고, 제4유출입구(84)의 통로를 형성하는 가요성 관은 그 일부가 정착구(60)의 높이보다 'y'로 표시된 높이만큼 더 높게 그 배치 형상이 정해진다. 이에 따라, 튜브(54)의 빈 공간(54V)으로부터 주입하는 그라우트(55n)의 유출에 의해 빈 공간(54V)이 완전히 채워진 상태라는 것을 보다 확실하게 보장할 수 있다.

단계 3: 단계 2를 행하고 나서, 방청제를 튜브(54)의 빈 공간(54V)에 주입한다(S130). 방청제는 점도가 낮으므로, 다수의 유출입구(80) 중에 임의의 하나 또는 2개를 통해 튜브(54)의 빈 공간(54V)으로 주입할 수 있다.

튜브(54)의 빈 공간(54V)에 주입되는 방청제는 빈 공간을 가득 채울 필요는 없으며, 튜브(54)에 수용된 강연선이 방청제에 모두 잠긴 상태가 될 정도면 충분하다. 예를 들어, 방청제는 제1유출입구(81)를 통해 주입될 수 있다.

튜브(54)내에 주입된 방청제에 의해 공기에 노출되었던 강연선은 부식 정도에 따라 5일~10일간 침지시킨다. 이와 같이 강연선 표면의 부식을 제거하여, 공용 중에 튜브 내의 강연선이 공기층에 노출되어 부식된 상태를 원래의 상태로 회복시키는 방청 공정을 행함으로써, 부식된 강연선을 교체없이 부식을 제거하여 강연선에 의한 내하 능력을 최초 설치 당시의 강도에 근접한 강도로 발현될 수 있도록 한다.

단계 4: 튜브 내의 강연선이 정해진 기간 동안 방청제에 침지된 상태를 유지시킨 후에, 가장 하측에 위치한 제1유출입구(81)에 흡입 펌프를 연결하여, 튜브(54)의 빈 공간(54V)을 채우고 있던 방청제를 제거한다(S140).

단계 5: 튜브(54)의 내부 빈 공간으로부터 방청제를 제거한 후에, 유출입구(80)를 통해 다단계로 새로운 그라우트(55n1, 55n2; 55n)를 튜브 내부의 빈 공간(54V)에 주입하는 그라우트 주입단계가 행해진다.

단계 5-1: 이를 위하여, 도4c에 도시된 바와 같이, 먼저 제3유출입구(83)의 밸브(83v)를 폐쇄시키고, 제2유출입구(82)의 밸브(82v)를 개방시킨 상태에서, 제1유출입구(81)를 그라우트 공급 장치와 연결한 후, 제1유출입구(81)를 통해 새로운 1차 그라우트(55n1)을 튜브(54)의 빈 공간(54V)으로 주입(71)한다(S150).

정점(apx)을 기준으로 제1유출입구(81)가 축선 방향의 양측에 각각 배치되고, 양측의 제1유출입구(81)를 통해 동시에 1차 그라우트(55n1)가 주입되므로, 동일한 양만큼씩 1차 그라우트(55n1)가 튜브(54)의 빈 공간(54V)의 양측에 충전된다.

제2유출입구(82)가 개방된 상태이므로, 제1유출입구(81)를 통해 주입되는 1차 그라우트(55n1)가 차지하는 체적에 해당하는 공기는 제2유출입구(82)를 통해 배출된다. 이 공정은 제1유출입구(81)를 통해 주입되는 1차 그라우트(55n1)가 제2유출입구(82)로 일부가 유출(91)되는 것을 확인할 때까지 지속된다. 경우에 따라서는, 1차 그라우트(55n1)의 빈 공간(54V)으로의 유입을 촉진시키기 위하여, 제2유출입구(82)에 흡입 펌프(P)를 연결하여 흡입압을 인가하는 공정을 병행할 수도 있다.

이를 통해, 1차 그라우트(55n1)는 튜브(54)의 빈 공간(54V)의 정해진 높이(즉, 제2유출입구(82)가 배치된 제2위치까지의 높이)까지 채워진 상태가 된다.

단계 5-2: 그리고 나서, 튜브(54)의 빈 공간(54V)의 일부를 채운 1차 그라우트(55n1)가 경화될 때까지 기다리는 그라우트 경화단계가 행해진다(S160). 1차 그라우트(55n1)의 경화시간은 2차 그라우트를 주입하는 공정이 시작되기 전까지 24시간 이상으로 정해진다. 다만, 1차 그라우트(55n1)의 경화시간은 적용 재료에 따라 경화시간을 단축시킬 수도 있다.

이를 통해, 튜브(54)의 빈 공간(54V)에 일부 채워진 1차 그라우트(55n1)는 경화되기 이전에 유동적인 상태로 있는 동안에, 기존의 그라우트(55e)의 표면에 드러난 미세 균열이나 틈새 내부로 유입된다.

이에 따라, 약 24시간 또는 적용 재료에 따라 이보다 짧은 경화 시간이 경과한 상태에서의 1차 그라우트(55n1)는, 그 이후에 주입되는 2차 그라우트(55n2)가 기존의 그라우트(55e)에 형성된 틈새나 균열로 새어들어가지 못하게 하는 차단층 내지는 거푸집 역할을 한다.

1차 그라우트(55n1)가 경화되면, 각 유출입구의 밸브 홀을 청소하는 공정이 포함될 수 있다.

단계 5-3: 단계 5-2가 행해진 이후에, 유출입구(80)를 통해 새로운 2차 그라우트(55n2)를 튜브의 나머지 빈 공간(54V')을 충전하는 2차 그라우트 주입단계(S170)가 행해진다.

먼저, 제1유출입구(81)는 1차 그라우트(55n1)에 의해 막힌 상태이므로, 제1유출입구(81)의 밸브(81v)는 폐쇄 상태로 위치시킨다. 그리고, 도4d에 도시된 바와 같이, 정점(apx)을 기준으로 일측에 배치된 제2-1유출입구(82-1)에는 2차 그라우트 장치와 연결하고, 정점(apx)을 기준으로 타측에 배치된 제2-2유출입구(82-2)는 폐쇄시킨다. 그리고, 정점(apx)을 기준으로 일측에 배치된 제3-1유출입구(83-1)는 폐쇄시키고, 정점(apx)을 기준으로 타측에 배치된 제3-2유출입구(83-2)는 개방시킨다.

그리고, 제2-1유출입구(82-1)를 통해 2차 그라우트(55n2)를 튜브(54)의 나머지 빈 공간(54V')으로 주입(72)한다(S170). 이는, 주입되고 있는 2차 그라우트(55n2)가 제3-2유출입구(83-2)를 통해 일부 배출(92)될 때까지 지속한다. 경우에 따라서는, 도면에 도시된 바와 같이, 제3-2유출입구(83-2)에 흡입 펌프(P)를 연결하여 흡입압이 인가되도록 하여 2차 그라우트(55n2)의 주입 속도를 높일 수도 있다.

여기서, 제2-1유출입구(82-1)는 이미 주입되어 경화된 1차 그라우트(55n1)의 표면과 근접한 상태이므로, 제2-1유출입구(82-1)를 통해 주입되는 2차 그라우트(55n2)는 1차 그라우트(55n1)의 표면에서부터 차곡차곡 쌓아가는 형태로 나머지 빈 공간(54V')을 충전한다.

이와 같이, 정점(apx)을 기준으로 일측의 제2-1유출입구(82-1)로부터 2차 그라우트(55n2)가 주입(72)되어, 정점(apx)을 기준으로 타측에 배치되고 보다 높은 제3-2유출입구(83-2)를 통해 2차 그라우트(55n2)의 배출(92)을 확인하므로, 2차 그라우트(55n2)는 제3-2유출입구(83-2)가 위치한 높이까지 튜브(54)의 나머지 빈 공간(54V')을 채운다.

제3-2유출입구(83-2)를 통해 2차 그라우트(55n2)의 유출이 확인되면, 흡입 펌프(P)는 제거된다.

단계 5-4: 그 다음, 제2-1유출입구(82-1)를 통해 추가 그라우트(55n2)를 주입하는 공정을 지속하는 추가 그라우트 주입단계(S180)를 행한다.

즉, 도4e에 도시된 바와 같이, 2차 그라우트 주입단계(S170)가 행해진 이후에, 제2-1유출입구(82-1)를 통해 추가 그라우트를 주입(73)하여, 제4유출입구(84)와 제3-2유출입구(83-2)에서 동시에 유출(93)되는 것을 확인한다.

단계 5-5 : 그 다음, 도4f에 도시된 바와 같이, 제3-2유출입구(83-2)를 폐쇄시키고, 제2-1유출입구(82-2)를 통해 추가 그라우트를 주입(74)하여, 제4유출입구(84)를 통해 추가 그라우트가 유출(94)되는 것을 확인한다.

이를 통해, 보수 구간에 해당하는 튜브(54)의 빈 공간(54V)은 새로운 그라우트(55n1, 55n2; 55n)로 가득 채워진 상태가 된다.

단계 5-6: 한편, 현장 여건에 따라, 제2-1유출입구(82-1)를 제외한 나머지 유출입구들을 모두 폐쇄시킨 상태에서 제2-1유출입구(82-1)를 통해 주입(74)하되, 추가 그라우트의 주입압력을 대기압보다 충분히 높게 유지시키는 고압 주입 단계를 행한다(S190). 예를 들어, 3bar 내지 7bar로 미리 정해진 시간 동안 유지시킨 후, 제2-1유출입구(82-1)를 폐쇄키는 단계를 공정을 행할 수도 있다.

이를 통해, 고압에 의한 그라우트의 주입으로 빈 공간(54V)에 잔류하는 버블 형태의 미세한 공기 틈새를 메울 수 있다.

단계 5-7: 그리고 나서, 대략 30분 내지 1시간이 경과한 사이에서, 그 반대측인 제2-2유출입구(82-2)와 제4유출입구(84)를 개방시키고, 제2-2유출입구(82-2)를 통해 재주입하여 그라우트가 제4유출입구(84)에서 유출된 것을 확인한다(S199). 제4유출입구(84)를 폐쇄시키고 제2-2유출입구(82-2)를 통해 그라우트를 주입하되, 3bar 내지 7bar로 미리 정해진 시간 동안 추가 그라우트의 주입 압력이 유지되도록 반대 방향에서 추가 그라우트를 고압 재주입한다. 현장 여건에 따라 단계 5-7은 생략될 수 있다.

단계 6: 그리고 나서, 설치한 다수의 유출입구(80)를 제거하고, 유출입구(80)가 설치된 튜브 구멍을 모두 메우는 것으로 그라우트 보수 공사가 완료된다.

한편, 전술한 제1실시예의 그라우트 보수 방법은, 후술하는 제3실시예의 단계 3의 구성(공기 유량의 측정을 통한 그라우트 주입량을 결정하는 구성)을 1차 그라우트 주입단계 이전에 포함할 수 있다. 이 경우에는, 각각 1차 그라우트 주입량, 2차 그라우트 주입량, 추가 그라우트 주입량의 합계 주입량에 각 제2유출입구, 제3유출입구, 제4유출입구로부터 배출된 새로운 그라우트 배출량을 뺀 값이 충전되는 그라우트 주입량과 일치되거나 약간 더 크게 되도록 그라우트 보수 공정이 행해질 수 있다.

이하, 도3 및 도5a 내지 도5d를 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법을 상술한다. 다만, 제2실시예를 설명함에 있어서 전술한 제1실시예와 그 구성 및 작용이 동일 또는 유사한 것에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 제2실시예는, 그라우트의 보수 구간이 강연선(52)이 정착되는 정착구(60)와 튜브의 연결부로 이루어지는 정착부(B)에 그라우트를 밀실하게 충전시키는 방법으로서, 정점(apx)을 기준으로 유출입구가 일부 대칭으로 배치되는 대신에 정착구(60)를 중심으로 유출입구가 하나씩 배열되고, 정착구의 주입공에 제3유출입구가 배치된다는 점에 차이가 있다.

여기서, 강연선(52)의 다발이 정착되는 정착구(60)는, 도5a에 도시된 바와 같이, 강연선을 관통시키는 트럼펫 부재(61)와, 트럼펫 부재(61)의 일단에 고정되는 앵커 헤드(62)로 이루어지며, 앵커 헤드(62)의 각 통공(미도시)에 강연선이 하나씩 관통하여 인장력이 도입된 상태로 분할형 쐐기(미도시)에 의해 정착된다. 도1에 예시된 교량 구조물(9)에서는 교량의 격벽부(14)를 강연선 구조체(50)가 관통하는 구성이 예시되어 있지만, 강연선 구조체(50)가 적용되는 형태에 따라 교량의 격벽부(14)와 독립적으로 설치될 수도 있다.

정착구(60)가 상측에 배치됨에 따라, 정착구(60)로부터 튜브(54)의 상단부에 해당하는 구간에 빈 공간(54V)이 발생될 수 있으며, 튜브(54)의 빈 공간(54V, 트럼펫 부재의 내부 공간을 포함한다)에 해당하는 보수 구간에 그라우트(55)를 충전하는 그라우트 보수 공정이 다음과 같이 행해진다.

단계 1: 먼저, 전술한 실시예와 마찬가지로, 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체(50)의 내부에 빈 공간이 있는지 여부를 강구의 타격음으로부터 감지한다.

정착부(B)에 빈 공간이 발생된 것으로 감지되면, 도5a에 도시된 바와 같이, 빈 공간이 발생된 것으로 추정되는 구간 중에 격벽부(14)에 인접한 제1구간(L)에 대해 기존 튜브를 제거하고, 그라우트(55)의 충전 상태를 확인하여, 그라우트 보수 구간이 격벽부(14)로부터 'x'만큼 이격된 위치라는 것을 파악하여, 이에 기초하여 유출입구의 설치 위치 등의 보수 공정 상세를 결정한다(S110).

그리고 나서, 기존 튜브가 제거된 제1구간(L)에 새로운 신규 튜브(54')를 융착기를 이용하여 연결 설치한다.

단계 2: 그라우트 보수 구간에 대한 보수 여부를 결정하면, 도5a에 도시된 바와 같이, 정착구(60)를 중심으로 가장 멀리 이격되어 기존 그라우트(55e)에 인접한 제1위치에 제1유출입구(81)를 설치하고, 제1유출입구(81)에 비하여 보다 높은 위치이면서 정점(apx)에 보다 근접한 제2위치에 제2유출입구(82)를 설치하고, 정착구(60)의 그라우트 주입공(61a)에 제3유출입구(83)를 설치한다.

공용 중에는 정착구(60)의 앵커 헤드(62) 등은 부식 방지를 위하여 몰탈(69)이 입혀진 상태이므로, 제3유출입구(83)의 설치를 위해서는 덧씌워진 몰탈(69)을 먼저 제거한다.

여기서, 제1유출입구(81)와 제2유출입구(82)와 제3유출입구(83)에는 각각 개폐 가능한 밸브가 함께 설치된다. 그리고, 제3유출입구(83)의 통로를 형성하는 가요성 관은 그 일부가 정점(apx)의 높이보다 'y'로 표시된 높이만큼 더 높게 그 배치 형상이 정해진다. 이에 따라, 튜브(54)의 빈 공간(54V)으로부터 주입하는 그라우트(55n)의 유출에 의해 빈 공간(54V)이 완전히 채워진 상태라는 것을 보다 확실하게 보장할 수 있다.

단계 3: 단계 2를 행하고 나서, 제1유출입구(81)를 통해 방청제를 튜브(54)의 빈 공간(54V)에 주입하여, 튜브(54)에 수용된 강연선이 방청제에 모두 잠긴 상태가 되게 한다.(S130).

그리고, 튜브(54)내에 주입된 방청제에 의해 공기에 노출되었던 강연선은 부식 정도에 따라 5일~10일간 침지시킨다. 이를 통해, 강연선 표면의 부식을 제거하여, 강연선이 최초 설치 당시의 강도에 근접한 강도로 발현될 수 있도록 한다.

단계 4: 튜브 내의 강연선이 정해진 기간 동안 방청제에 침지된 상태를 유지시킨 후에, 가장 하측에 위치한 제1유출입구(81)에 흡입 펌프를 연결하여, 튜브(54)의 빈 공간(54V)을 채우고 있던 방청제를 제거한다(S140).

단계 5: 튜브(54)의 내부 빈 공간으로부터 방청제를 제거한 후에, 유출입구(80)를 통해 다단계로 새로운 그라우트(55n1, 55n2; 55n)를 튜브 내부의 빈 공간(54V)에 주입하는 그라우트 주입단계가 행해진다.

단계 5-1: 이를 위하여, 먼저, 도5b에 도시된 바와 같이, 제2유출입구(82)의 밸브(82v)를 개방시킨 상태에서, 제1유출입구(81)를 그라우트 공급장치(200)와 연결한 후, 제1유출입구(81)를 통해 새로운 1차 그라우트(55n1)을 튜브(54)의 빈 공간(54V)으로 주입(71)한다(S150).

제2유출입구(82)가 개방된 상태이므로, 제1유출입구(81)를 통해 주입되는 1차 그라우트(55n1)가 차지하는 체적에 해당하는 공기는 제2유출입구(82)를 통해 배출되며, 그 다음에 빈 공간(54V)에 주입된 1차 그라우트는 제2유출입구(82)를 통해 일부 배출된다.

경우에 따라서는, 제2유출입구(82)에 흡입 펌프(P)를 연결하여 흡입압을 인가하는 공정을 병행하여, 1차 그라우트(55n1)의 빈 공간(54V)으로의 유입되는 것과 제2유출입구(82)를 통해 주입된 1차 그라우트(55n1)가 배출되는 것을 촉진시킬 수도 있다.

이를 통해, 1차 그라우트(55n1)는 튜브(54)의 빈 공간(54V)의 정해진 높이(즉, 제2유출입구(82)가 배치된 제2위치까지의 높이)까지 채워진 상태가 된다.

단계 5-2: 그리고 나서, 튜브(54)의 빈 공간(54V)의 일부를 채운 1차 그라우트(55n1)가 경화될 때까지 기다리는 그라우트 경화단계가 행해진다(S160). 1차 그라우트(55n1)의 경화시간은 2차 그라우트를 주입하는 공정이 시작되기 전까지 24시간 이상으로 정해진다. 다만, 1차 그라우트(55n1)의 적용 재료에 따라 경화 시간은 24시간보다 짧게 정해질 수도 있다.

이를 통해, 튜브(54)의 빈 공간(54V)에 일부 채워진 1차 그라우트(55n1)는 경화되기 이전에 유동적인 상태로 있는 동안에, 기존의 그라우트(55e)의 표면에 드러난 미세 균열이나 틈새 내부로 유입된다.

이에 따라, 약 24시간 또는 적용 재료에 따라 이보다 짧은 경화 시간이 경과한 상태에서의 1차 그라우트(55n1)는, 그 이후에 주입되는 2차 그라우트(55n2)가 기존의 그라우트(55e)에 형성된 틈새나 균열로 새어들어가지 못하게 하는 차단층 내지는 거푸집 역할을 한다.

1차 그라우트(55n1)가 경화되면, 각 유출입구의 밸브 홀을 청소하는 공정이 행해질 수 있다.

단계 5-3: 단계 5-2가 행해진 이후에, 유출입구(80)를 통해 새로운 2차 그라우트(55n2)를 튜브의 나머지 빈 공간(54V')을 충전하는 2차 그라우트 주입단계(S170)가 행해진다.

먼저, 제1유출입구(81)는 1차 그라우트(55n1)에 의해 막힌 상태이므로, 제1유출입구(81)의 밸브(81v)는 폐쇄 상태로 위치시킨다. 그리고, 도5c에 도시된 바와 같이, 제2유출입구(82)에는 2차 그라우트 공급장치(200)와 연결하고, 정착구(60)의 그라우트 주입공(61a)에 연결된 제3유출입구(83)는 개방시킨다.

그리고, 제2유출입구(82)를 통해 2차 그라우트(55n2)를 튜브(54)의 나머지 빈 공간(54V')으로 주입(72)한다(S170). 이는, 주입되고 있는 2차 그라우트(55n2)가 제3유출입구(83)를 통해 일부 배출(92)될 때까지 지속한다. 경우에 따라서는, 도면에 도시된 바와 같이, 제3유출입구(83)에 흡입 펌프(P)를 연결하여 흡입압이 인가되도록 하여 2차 그라우트(55n2)의 주입 속도를 높이고, 제3유출입구(83)에서 2차 그라우트의 일부를 배출시키는 공정을 촉진시킬 수도 있다.

이와 같이, 제2유출입구(82)로부터 2차 그라우트(55n2)가 주입(72)되어, 정착구(60)의 상단에 설치된 제3유출입구(83)를 통해 2차 그라우트(55n2)의 배출(92)을 확인하고, 제3유출입구(83)의 가요성 관의 경로는 정착구(60)에 비하여 'y'만큼 더 높게 설치되므로, 2차 그라우트(55n2)는 제3유출입구(83)가 위치한 높이까지 튜브(54)의 나머지 빈 공간(54V')을 채운다.

제3유출입구(83)를 통해 2차 그라우트(55n2)의 유출이 확인되면, 흡입 펌프(P)는 제거된다.

단계 5-4: 제3유출입구(83)로부터 흡입 펌프(P)를 제거한 이후에, 제2유출입구(82)를 통해 추가 그라우트를 주입하는 공정을 지속하는 추가 그라우트 주입단계(S180)를 행한다.

즉, 도5d에 도시된 바와 같이, 2차 그라우트 주입단계(S170)가 행해진 이후에, 제2유출입구(82)를 통해 추가 그라우트를 주입(73)하여, 제3유출입구(83)에 유출(93)되는 것을 확인한다.

그리고 나서, 제2유출입구(82)를 제외한 나머지 유출입구들을 모두 폐쇄시킨 상태에서, 제2유출입구(82)를 통해 주입(73)하되, 추가 그라우트의 주입 압력을 대기압보다 충분히 높게 유지시키는 그라우트 고압 주입 공정(S190)을 행한다. 예를 들어, 3 bar 내지 7 bar 로 일정시간 동안 유지시킨 후, 제2-1유출입구(82-1)를 폐쇄시키는 공정을 행할 수도 있다. 이를 통해, 고압에 의한 그라우트의 주입으로 빈 공간(54V)에 잔류하는 버블 형태의 미세한 공기 틈새를 메울 수 있다.

단계 5-5 : 그 다음, 대략 30분 내지 1시간이 경과한 사이에서, 제3유출입구(83)가 개방된 상태에서 제2유출입구(82)를 통해 재주입하여 제3유출입구(83)를 통해 그라우트가 유출된 것을 확인한다(S199). 그리고 나서, 도5d에 도시된 바와 같이, 제3유출입구(83)의 밸브를 회전(83r)시켜 제3유출입구(83)를 폐쇄시키고, 제2유출입구(82)를 통해 그라우트를 추가 주입하되, 3bar 내지 7bar로 미리 정해진 시간 동안 추가 그라우트의 주입 압력이 유지되도록 추가 그라우트를 고압 재주입한다.

이를 통해, 고압에 의한 그라우트의 주입으로 빈 공간(54V)에 잔류하는 버블 형태의 미세한 공기 틈새를 메울 수 있다. 현장 여건에 따라 단계 5-5는 생략될 수 있다.

단계 6: 그리고 나서, 설치한 다수의 유출입구(80)를 제거하고, 유출입구(80)가 설치된 튜브 구멍을 모두 메운다. 그리고, 정착구(60)가 외부에 노출되지 않도록 몰탈(69)을 타설한다.

한편, 전술한 제2실시예의 그라우트 보수 방법은, 후술하는 제3실시예의 단계 3의 구성(공기 유량의 측정을 통한 그라우트 주입량을 결정하는 구성)을 1차 그라우트 주입단계 이전에 포함할 수 있다. 이 경우에는, 각각 1차 그라우트 주입량, 2차 그라우트 주입량, 추가 그라우트 주입량의 합계 주입량에 각 제2유출입구, 제3유출입구로부터 배출된 새로운 그라우트 배출량을 뺀 값이 충전되는 그라우트 주입량과 일치되거나 약간 더 크게 되도록 그라우트 보수 공정이 행해질 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 그라우트의 보수 구간이 중앙부가 상방으로 볼록한 상향 볼록부(A) 및 정착구를 향하여 상향 경사진 정착부(B)에서, 구조물에 프리스트레스를 도입하기 위한 강연선을 포함하는 강연선 구조체(50)의 튜브(54) 내에서 보수 구간의 튜브 빈 공간(54V)을 사후적으로 밀실하게 채워 강연선의 부식을 확실하게 방지할 수 있으며, 튜브 내의 공기층에 의해 부식된 강연선(52)을 교체없이 방청제로 부식을 제거하여 강연선에 의한 내하 능력의 신뢰성을 회복하는 효과를 얻을 수 있다.

무엇보다도, 새로운 그라우트(55n1, 55n2)를 튜브 내의 빈 공간(54V)을 충전 과정에서, 기존의 그라우트(55e)에 발생된 틈새나 균열로 서서히 스며들어 새는 양을 1차 그라우트(55n1)를 먼저 일부 충전시킨 상태로 경화시킴으로써, 2차 그라우트(55n2)는 더이상 틈새나 균열로 소모되는 양이 발생하지 않게 되므로, 빈 공간(54V)을 완전하게 밀실한 상태로 충전하는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 도5 내지 도7e를 참조하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법(S200)을 상술한다. 다만, 본 발명의 제3실시예를 설명함에 있어서, 전술한 제1실시예 및 제2실시예와 그 구성 및 작용이 동일 또는 유사한 것에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 제3실시예는, 튜브(54)의 빈 공간(54V)이 벽체부(14)에 위치한 경우로서, 튜브(54)에 유출입구를 설치할 수 없는 상태에서 빈 공간(54V)을 새로운 그라우트(55n)로 충전한다는 점에서, 전술한 제2실시예의 구성과 차이가 있다.

본 발명의 제3실시예에 따른 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체(50)의 그라우트 보수 방법(S200)은, 도6에 도시된 바와 같이, 튜브(54)의 내부에 빈 공간이 있는지 여부를 검사하는 검사 단계(S110)와, 정착부(B)의 정착구 주입공에 이중호스 형태의 주입기(100)를 설치하는 이중관 설치단계(S210)와, 튜브(54)의 내부 공간(54V)의 빈 공간의 체적을 검사하는 공기유량 측정단계(S220)와, 튜브(54)의 내부 공간(54V)에 새로운 1차 그라우트(55n1)를 가득 주입하는 1차 그라우트 주입단계(S230)와, 주입된 1차 그라우트(55n1)를 주입후에 미리 정해진 시간동안 대기하는 대기 한 후 추가 그라우트를 고압으로 주입하여 충전하는 추가 그라우트 주입단계(S240)를 포함하여 구성된다.

단계 1: 먼저, 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체(50)의 내부에 빈 공간이 있는지 여부는, 공극이 콘크리트 구조물인 격벽 내부에 위치하여 타공법에 의한 공극 확인이 어려우므로, 정착부 배출구로 내시경을 투입하여 그라우트 충전 상태를 확인한다.

이를 통해, 정착부(B)의 격벽부(14) 내의 튜브에서 빈 공간(54V)이 발생된 것을 감지할 수 있다.

단계 2: 그라우트의 보수 작업이 결정되면, 도7a에 도시된 바와 같이, 정착구(60)의 그라우트 주입공(61a)에 이중관(130)을 연결 설치한다(S210). 이 때, 튜브(54)의 빈 공간(54V)은 격벽부(14)에 의해 둘러싸여 있고, 시공 당시에 그라우트 주입을 위해 정착구(60)에 형성되어 있는 하나의 그라우트 주입공(61a)이 유일한 빈 공간(54V)과의 통로가 된다. 따라서, 정착구(60)에 형성된 하나의 그라우트 주입공(61a)을 통해 새로운 그라우트를 빈 공간(54V)에 기밀성있게 충전하는 것이 필요하다.

이를 위하여, 이중관(130)은 가요성 소재로 형성되며, 중앙부에는 그라우트가 주입되는 그라우트 관로(131)와, 그라우트 관로(131)의 둘레를 감싸서 환상 형태(annular shape)로 형성된 공기 관로(132)로 이루어진다. 그리고, 이중관(130)은 T자연 연결쇠(140)를 통해, 그라우트 관로(131)와 연통하는 그라우트 배관(110)과, 공기 관로(132)와 연통하는 공기 배관(120)이 연결된다. 여기서, 그라우트 배관(110)과 공기 배관(120)에는 각각 개폐 가능한 밸브(110v, 120v)가 구비된다.

이에 따라, 도7a에 도시된 바와 같이, 그라우트 배관(110)에 그라우트 장치를 연결하여 그라우트를 공급하면, 도면부호 55d로 표시된 바와 같이, T자형 연결쇠를 통해 이중관(130)의 내부에 위치한 그라우트 관로(131)를 통해 새로운 그라우트가 튜브(54)의 빈 공간(54V)으로 주입된다. 그리고, 이중관(130)의 그라우트 배관(110)을 통해 새로운 그라우트를 튜브(54)의 빈 공간(54V)에 공급(55d)하면, 도면부호 aa로 표시된 바와 같이, 튜브(54)의 내부에 있던 공기는 이중관(130)의 공기 관로(132)와 공기 배관(120)을 통해 외부로 배출된다. 따라서, 하나의 구멍을 통해 새로운 그라우트를 튜브 내부의 빈 공간(54V)으로 주입하면서, 빈 공간(54V)을 채우는 그라우트의 양만큼 빈 공간(54V)의 공기를 외부로 동시에 배출시킬 수 있다.

더욱이, 이중관(130)에서 공기 관로(132)가 그라우트 관로(131)를 둘러싼 형태로 형성되고, 공기 관로(132)의 끝단이 그라우트 관로(131)에 비하여 더 짧게 형성되어, 그라우트 관로(131)가 공기 관로(132)의 끝단으로부터 축선 방향으로 연장 형성된다. 이를 통해, 이중관(130)을 통해 새로운 그라우트를 빈 공간(54V)으로 주입하는 과정과 빈 공간(54V)의 공기를 외부로 배출시키는 과정이 서로 간섭되지 아니하고 상호 독립적으로 이루어진다. 또한, 하나의 작은 그라우트 주입공(61a)을 이용하더라도, 공기 관로(132)로 유입되어 배출되는 공기 저항을 최소로 유지하여 공기의 원활한 배출이 이루어지므로, 하나의 작은 그라우트 주입공(61a)의 단면 활용도를 높이는 이점을 얻을 수 있다.

이중관(130)을 구비한 이중관 장치(100)를 정착구의 그라우트 주입공(61a)에 설치하기 위해서는, 먼저 정착구(60)를 외기로로부터 밀폐시키는 몰탈(도5a의 69)을 먼저 제거한다.

그리고 나서, 도7a에 도시된 바와 같이, 이중관(130)의 끝단을 정착구(60)의 그라우트 주입공(61a)에 삽입하여 설치한다. 이 때, 이중관(130)의 그라우트 관로(131)는 빈 공간(54V)에 깊숙이 삽입하고, 이중관(130)의 공기 관로(132)는 그라우트 주입공(61a)에만 끼워두어도 무방하다. 이 때, 공기 관로(132)와 연통되는 공기 배관(120)은 그라우트 주입공(61a)에 비하여 정해진 높이(y)만큼 더 높은 위치를 통과하도록 설치한다.

여기서, 그라우트 관로(131)와 공기 관로(132)는 전술한 제1실시예 및 제2실시예에서의 유출입구(80)와 유사하게 그라우트를 주입하고 내부 공기를 배출하는 작용을 하므로, '유출입구'라고 호칭될 수 있다.

단계 3: 이중관(130)이 설치되어 튜브(54)의 빈 공간(54V)으로의 통로가 마련되면, 도7b에 도시된 바와 같이, 튜브(54)의 빈 공간(54V)에 채워져있는 공기 유량을 측정한다(S220).

이를 위하여, 그라우트 배관(110)과 공기 배관(120) 중 어느 하나의 밸브를 폐쇄 상태로 하고, 그라우트 배관(110)과 공기 배관(120) 중 어느 하나의 밸브를 개방 상태로 하고 공기 유량계(170)를 거쳐 진공펌프(180)에 연결되도록 한다. (도7b에는 공기 배관(120)의 밸브를 폐쇄(120r1)시킨 구성이 예시되어 있음)

이 상태에서, 진공 펌프(180)를 이용하여 그라우트 배관(110)을 통해 튜브(54) 내부의 빈 공간(54V)의 공기를 배출시켜, 빈 공간(54V)의 압력이 정해진 진공 상태가 되도록 하는 부압 인가 단계를 행한다. 예를 들어, 튜브(54)의 내부 빈 공간(54V)의 압력은 0.4~0.6bar정도의 미리 정해진 부압 크기가 될 때까지 공기를 배출시킨다. 튜브(54)의 빈 공간(54V)이 정해진 부압 크기에 도달하면, 진공 펌프에 의해 더 이상 흡입되지 않는다.

그리고 나서, 유출입구인 그라우트 배관(110)을 통해 외부 공기가 튜브(54)의 빈 공간(54V)으로 유입되게 하면서, 공기 유랑계(미도시)를 이용하여 진공 펌프에 흡입된 공기가 빈 공간(54V)으로 유입되는 공기 유량을 측정한다. 여기서, 측정된 공기 유량은 튜브(54)의 빈 공간을 채우고 있던 공기의 체적 정보를 담고 있으므로, 흡입 펌프에 의해 설정된 부압의 값을 반영하여, 튜브(54)의 빈 공간(54V)의 체적을 산출할 수 있게 된다.

이와 같이 얻어진 튜브(54)의 빈 공간(54V)의 체적은 그라우트 주입단계에서 튜브(54)의 내부에 충전되는 그라우트의 주입량으로 결정된다.

경우에 따라서는, 도7b에 도시된 바와 같이, 튜브 내에 채워져 있는 그라우트의 밀실 정도를 확인하기 위한 공압 게이지(150)를 연결하여, 정해진 공압을 인가하여 밀실 정도를 미리 확인할 수도 있다.

단계 4: 유출입구(80)를 통해 새로운 그라우트(55n)를 튜브 내부의 빈 공간(54V)에 1차로 주입하는 1차 그라우트 주입단계가 행해진다.

단계 4-1: 이를 위하여, 먼저, 도7c에 도시된 바와 같이, 공기 배관(120)의 밸브(120v)를 개방(120r2)시키고, 그라우트 배관(110)에 그라우트 장치를 연결시킨다. 그리고, 그라우트 배관(110)을 통해 새로운 그라우트(55n)를 공급하여, 이중관(130)의 그라우트 관로(131)를 통해 튜브(54)의 빈 공간(54V)에 새로운 그라우트(55n)을 1차 주입(71)한다(S230).

도면에 도시되지 않았지만, 그라우트 배관(110)에는 새로운 그라우트(55n)의 주입량이 실시간으로 측정되며, 단계 4-1에서 주입되는 새로운 그라우트(55n)는 단계 2에서 얻은 그라우트 주입량에 미달되지 않는 양으로 튜브(54)의 빈 공간(54V)에 주입된다.

이와 동시에, 튜브(54)의 빈 공간(54V)에 잔류하고 있던 공기는, 새로운 그라우트(55n)가 그라우트 관로(131)를 통해 주입되는 만큼, 이중관(130)의 공기 관로(132)를 통해 외기로 배출(91)된다. 그리고, 튜브(54)의 빈 공간(54V)에 새로운 그라우트(55n)가 대부분 차게 되면, 빈 공간(54V)에 주입되었던 새로운 그라우트(55n)의 일부는 공기 관로(132)와 공기 배관(120)을 통해 외부로 배출되며, 이를 확인하면 새로운 그라우트(55n)의 1차 주입 공정을 종료한다.

경우에 따라서는, 공기 배관(120)에 흡입 펌프(P)를 연결하고, 흡입압을 공기 관로(132)에 인가한 상태로 새로운 그라우트(55n)의 주입 공정이 행해져, 그라우트의 주입을 촉진시킬 수도 있다. 흡입압이 인가되는 경우에는 빈 공간(54V)에 새로운 그라우트(55n)를 충전하는 시간을 단축할 수 있으며, 빈 공간(54V)의 대부분에 새로운 그라우트(55n)가 충전되면, 공기 관로(132)를 통해 새로운 그라우트(55n)의 일부가 배출된 것을 확인하면, 새로운 1차 그라우트(55n)의 1차 주입공정을 종료한다.

이 때, 공기 배관(120)의 경로가 이중관(130)이 삽입되는 그라우트 주입공(61a)에 비하여 'y'로 표시된 길이만큼 보다 상측을 통과하게 설치되므로, 공기 배관(120)을 통해 주입된 새로운 그라우트(55n)의 일부가 배출되면, 튜브의 빈 공간(54V)은 대부분 충전된 것으로 간주될 수 있다.

한편, 상기의 새로운 그라우트의 1차 주입 공정은 1회에 행해질 수도 있으며, 전술한 제1실시예와 제2실시예와 유사하게, 튜브(54) 내의 빈 공간(54V)의 일부를 충전하고, 이를 24시간 등 미리 정해진 경화 시간동안 경화시킨 후에, 나머지 빈 공간을 충전하는 방식으로 행해질 수도 있다.

단계 4-2: 그리고 나서, 도7c의 흡입 펌프(P)를 공기 배관(120)으로부터 제거하고, 도7d에 도시된 바와 같이, 공기 배관(120)이 개방(120r2)된 상태를 유지하면서 제2유출입구(82)를 통해 추가 그라우트를 주입(72)하는 공정을 지속하는 추가 그라우트 주입단계(S240)를 행한다.

즉, 1차 그라우트 주입단계(S230)가 행해진 이후에, 그라우트 배관(110)을 통해 추가 그라우트를 주입(73)하여, 공기 배관(120)에서 그라우트가 유출되는 것을 확인한다.

단계 4-3: 그 다음, 도7e에 도시된 바와 같이, 공기 배관(120)의 밸브를 폐쇄(120r1)시킨 상태에서, 그라우트 배관(110)을 통해 추가 그라우트를 주입(73)하되, 추가 그라우트의 주입 압력을 대기압보다 충분히 높게 유지시키는 그라우트 고압 주입 공정(S250)을 행한다. 예를 들어, 3 bar 내지 7 bar 로 일정시간 동안 유지시킨 후, 그라우트 배관(110)을 폐쇄시키는 공정을 행할 수도 있다. 이를 통해, 고압에 의한 그라우트의 주입으로 빈 공간(54V)에 잔류하는 버블 형태의 미세한 공기 틈새를 메울 수 있다.

단계 4-4: 그 다음, 현장 여건에 따라, 30분 내지 1시간이 경과한 사이에서, 다시 공기 배관(120)을 개방시키고, 그라우트 배관(110)을 통해 재주입하여 공기 배관(120)을 통해 그라우트가 유출되는 것을 확인하는 그라우트 재주입 공정(S260)이 행해진다. 그리고 나서, 공기 배관(120)을 폐쇄시키고 그라우트 배관(110)을 통해 그라우트를 추가로 주입하되, 대기압보다 높은 3 bar 내지 7bar로 미리 정해진 시간 동안 그라우트의 주입 압력이 유지되도록 한다.

단계 5: 그리고 나서, 이중관 장치(100)를 그라우트 주입공(61a)으로부터 제거하고, 정착구(60)가 외부에 노출되지 않도록 몰탈을 타설하는 것으로 그라우트 보수 공정을 종료한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제3실시예는, 새로운 그라우트(55n)를 튜브 내의 빈 공간(54V)에 충전하기에 앞서, 빈 공간(54V)으로부터 공기를 강제로 배기시켜 진공을 형성한 상태에서 상압에 도달할때까지 유입되는 외부 공기의 유량을 측정하여, 이로부터 빈 공간을 충전하기 위하여 필요한 그라우트의 양을 미리 정확히 파악하고, 파악된 그라우트 양 이상으로 새로운 그라우트를 빈 공간에 주입함으로써, 보수 구간의 빈 공간을 밀실하게 충전하는 신뢰성을 높이는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명의 제3실시예의 단계 3에서, 튜브(54)의 빈 공간(54V)에 주입할 그라우트 양을 미리 산출하는 구성은 본 실시 형태에 국한되어 적용되지 아니하며, 전술한 제1실시예 및 제2실시예를 포함하여, 내부 및 외부에 설치된 튜브에 그라우트를 밀실하게 충전하는 보수 공정이나 신규로 그라우트를 충전하는 공정에 모두 적용될 수 있다.

즉, 튜브(54)의 내부 공간에 주입하는 그라우트 양을 미리 산출하는 방법은 다음과 같이 행해질 수 있다.

도7a에 도시된 바와 유사하게, 튜브(54)의 내부 공간이 정착부 등에 의해 밀폐된 상태에서, 튜브(54)에 그라우트를 충전할 예정인 내부 공간(54V)에 연통하는 공기 배관(120)을 설치한다. 그리고, 공기의 유량을 측정하는 공기 유량계(170)와 진공 펌프(180)를 공기 배관(120)에 직렬로 연결 설치한다.

이 상태에서, 진공 펌프로 튜브(54)의 내부 공간을 채우고 있던 공기를 배출시키면, 튜브(54)의 내부 공간의 압력이 낮아지면서, 대략 0.5bar 내외의 미리 정해진 부압에 도달하게 된다. 이 때, 진공 펌프로부터 공기를 흡입하는 공정을 중지하여, 튜브(54)의 내부 공간이 정해진 부압 상태로 유지되게 한다.

그리고 나서, 공기 배관(120)을 통해 진공 펌프에 흡입되었던 공기를 튜브 (54)의 내부 공간(54V)으로 유입되게 하면서, 공기 유량계(170)에 의해 튜브(54)로 유입되는 공기의 유량을 측정한다. 측정된 공기 유량은 튜브의 내부 공간의 체적에 비례하므로, 측정된 공기 유량으로부터 충전될 그라우트의 주입량을 미리 알 수 있다.

한편, 하나의 공기 배관(120)에 공기 유량계(170)와 진공 펌프(180)가 직렬로 연결되는 구성 이외에, 튜브의 내부 공간에 2개의 공기 배관을 연결하여, 하나의 공기 배관에는 진공 펌프에 의해 정해진 부압값에 도달하도록 튜브의 내부 공간으로부터 공기를 배출시키는 작용만 하고, 다른 하나의 공기 배관에는 공기 유량계가 연결되어 외부 공기가 부압 상태인 튜브의 내부 공간으로 유입되는 공기 유량을 측정하는 용도로도 적용될 수 있다.

이와 같이, 그라우트를 충전하는 공정 이전에 튜브 내에 채워질 그라우트 양을 미리 산출하여 미리 알고 있음으로써, 그라우트를 신규로 또는 보수용으로 충전하는 경우에 빈 공간이 생기지 않고 밀실하게 충전하는 기초 자료로 활용하는 이점을 얻을 수 있다.

이하, 도8 내지 도9b를 참조하여, 본 발명에 따른 그라우트 보수 방법에 사용되는 이동식 장치(200)를 상술한다. 이동식 장치(200)는, 하나의 장치로 그라우트를 현장에서 즉석으로 교반하고, 동시에 방청제와 그라우트를 보수 구간에 설치된 유출입구(80, 100)에 공급하거나 배출시킬 수 있도록 함으로써, 현장에서의 작업성을 향상시킨 것이다.

보다 구체적으로는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 장치(200)는, 상측에 개구가 구비되고 이동 가능한 수용 용기(210)와, 수용 용기(210)의 개구에 결합되어 수용 용기(210)에 수용된 물질을 교반하는 교반 유닛(220)과, 수용 용기(210)에 담긴 유체를 유출입 배관(214)을 통해 배출시키거나 유입시키는 유출입 유닛(230)으로 구성된다.

상기 수용 용기(210)는 내부에 수용 공간(210V)이 마련되고 상측에 개구(210a)가 형성되어, 그라우트 보수방법(S100, S200)에 사용되는 다양한 물질(예를 들어, 방청제, 그라우트, 그라우트를 제조하는 물질들)을 수용한다. 수용 용기(210)의 하측에는 내부 공간(210V)과 연통하는 유출입 배관(214)이 형성되어 있다. 도면부호 214a는 유출입 배관(214)을 개폐하는 밸브이다.

수용 용기(210)는 카트에 의해 운반되거나 도면에 도시되지 않은 바퀴가 장착되어, 작업자에 의하여 쉽게 끌고 이동할 수 있도록 구비된다. 이에 따라, 도11에 도시된 교량 구조물의 중공부 내에서도 작업자가 수용 용기(210)를 보수 작업이 행해지는 곳을 쉽게 이동시킬 수 있다. 도면 중 미설명 부호인 212는 수용 용기(210)를 세운 상태로 유지하는 받침대이다.

상기 교반 유닛(220)은 수용 용기(210)의 개구(210a)에 선택적으로 결합되는 커버(221)와, 커버(221)에 고정되고 회전 구동력을 발생시키는 구동 모터(224)와, 구동 모터(224)의 회전축(222a)에 결합된 교반 블레이드(222)를 포함한다.

이에 따라, 교반 유닛(220)은 수용 용기(220)의 개구(210a)의 외주면에 형성된 수나사산(210x)에 커버(221)의 내주면에 형성된 암나사산(미도시)이 체결 결합되며, 빈 공간(54V)을 충전할 새로운 그라우트(55n1, 55n2; 55n)의 제조에 필요한 물질을 수용 용기(210)에 수용한 상태에서, 구동 모터(224)가 회전 구동하여 교반 블레이드(222)를 회전(222r)시켜 수용 용기(220)에 수용된 물질들을 배합하여 충전할 새로운 그라우트(55n)를 현장에서 즉석으로 제조할 수 있도록 한다.

상기 유출입 유닛(230)은 수용 용기(210)의 개구(210a)의 수나사산(210x)에 선택적으로 내주면의 암나사부(231x)가 체결 결합되는 커버(231)와, 수용 용기(210)의 수용 공간(210V)을 상하로 구획한 상태에서 상하로 이동 가능하게 설치된 피스톤(232)과, 커버(231)에 고정되고 상하 구동력을 발생시키는 구동기(235)와, 구동기(235)에 의해 피스톤(232)이 상하 방향으로 이동할 때에 피스톤(232)의 이동 경로를 가이드하는 가이드 봉(233)과, 중공체로 형성된 가이드 봉(233)에 형성된 압력계(234)를 포함하여 구성된다.

여기서, 피스톤(232)은 수용 공간(210V)을 상하 구획하여 상호간의 유체 이동을 제한하므로, 피스톤(232)을 상하 방향으로 이동시키는 큰 힘을 발휘하기 위하여 구동기(235)는 유압 실린더로 형성될 수 있다. 도면부호 235a, 235b는 유압 실린더의 작동유의 유출입 구멍이다.

이와 같이 구성된 유출입 유닛(230)은, 도9a에 도시된 바와 같이, 구동기(235)에 의해 피스톤(232)을 하방 이동시키면, 피스톤(232)의 하측 공간의 압력은 높아지면서 수용 공간(210V)에 수용된 유체를 유출입 배관(214)으로 배출(70)시킨다. 수용 용기(210)에는 방청유(59)나 그라우트(55n)가 수용되어, 유출입 유닛(230)에 의해 피스톤(232)을 하방 이동(232d1)시킴으로써, 그라우트 보수 작업의 대상이 되는 튜브의 빈 공간(54V)으로 방청유(59)나 그라우트(55n)를 공급할 수 있다.

이 때, 피스톤(232)의 하측 공간의 압력은 압력계(234)에 의하여 실시간으로 감시되므로, 3bar ~ 7bar의 고압으로 그라우트를 주입하는 공정도 이동식 장치(200)에 의해 행해질 수 있다.

이와 반대로, 도9b에 도시된 바와 같이, 구동기(235)에 의해 피스톤(232)을 상방 이동시키면, 피스톤(232)의 하측 공간의 압력은 대기압보다 낮은 부압 상태가 되면서 유출입 배관(214)을 통해 수용 공간(210V)으로 유체를 유입(90)시킨다. 유출입 배관(214)이 제1실시예의 제1유출입구(81)와 연결된 상태인 경우에는, 빈 공간(54V)에 공급했던 방청유를 회수하는 데 사용될 수 있다. 이와 유사하게, 필요에 따라 그라우트를 회수하는 용도로 사용될 수도 있다.

다시 말하면, 상기와 같이 구성된 이동식 장치(200)는, 하나의 수용 용기(210)에 교반 유닛(220)과 유출입 유닛(230) 중 어느 하나를 결합시켜, 그라우트를 즉석에서 배합하여 현장에서 곧바로 사용할 수 있도록 하거나, 방청제나 그라우트를 보수 작업이 행해지는 튜브의 빈 공간(54V)으로 공급하거나, 공급한 방청제(59)를 회수하는 데 사용될 수 있다.

이렇듯, 하나의 장치를 이용하여 그라우트 보수 공정을 모두 행할 수 있으므로, 작업자가 일일히 교반기, 수용 용기, 저장통, 공급 펌프, 회수 펌프를 운반해야 하는 번거로움을 해소할 수 있으며, 이를 통해 그라우트 보수 공정의 작업 효율을 높여 생산성을 높이는 효과를 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

도면에 예시된 실시예에는 교량 구조물의 강연선 구조체에 대하여 사후적으로 그라우트를 충전하는 구성이 나타나 있지만, 본 발명은 교량 구조물에 한정되지 아니하며, 강연선 구조체가 사용되는 다양한 구조물에 적용되는 것을 포함한다.

또한, 도면에 예시된 실시예에는 강연선에 인장력이 도입된 상태로 정착되는 프리스트레스트 강연선을 예로 들었지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 프리스트레스의 도입에 사용되지 않는 구조용 강연선에 대해서도 적용되는 것을 포함한다.

또한, 도면에 예시된 실시예에는 강연선 구조체의 상향 굴곡부(A)와 정착부(B)에서 그라우트를 충전하는 방법을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 강연선 구조체의 다양한 구간에서도 상기 방법을 적용할 수 있다.

9: 교량 구조물 10: 교량용 거더
50: 강연선 구조체 52: 강연선
54: 튜브 54V: 빈 공간
55: 그라우트 55e: 기존 그라우트
55n: 새로운 그라우트 55n1: 1차 그라우트
55n2 : 2차 그라우트 80: 유출입구
81: 제1유출입구 82: 제2유출입구
83: 제3유출입구 84: 제4유출입구
100: 이중관 장치 110: 그라우트 공급관
120: 공기 배관 130: 이중관
131: 그라우트 관로 132: 공기 관로
140: T자 연결쇠 150: 공압 게이지
200: 이동식 장치 210: 수용 용기
214: 유출입 배관 220: 교반 유닛
230: 유출입 유닛 232: 피스톤

Claims (30)

1. 구조물에 프리스트레스를 도입하기 위하여 튜브 내에 수용된 다수의 강연선과, 상기 튜브 내부에 충전된 그라우트를 포함하는 강연선 구조체에서, 상기 튜브의 보수 구간에 그라우트를 충전하는 그라우트 보수 방법으로서,
   상기 튜브의 제1위치에 배치된 제1유출입구와, 상기 제1유출입구에 비하여 보다 높은 상기 튜브의 제2위치에 배치된 제2유출입구를 포함하여 2개 이상의 유출입구를 설치하는 유출입구 설치단계와;
   상기 튜브 내부의 빈 공간에 상기 제1유출입구와 상기 제2유출입구를 통해 새로운 그라우트를 순차적으로 주입하되, 상기 유출입구를 통해 새로운 1차 그라우트를 상기 빈 공간의 일부에만 충전시키는 1차 그라우트 주입단계와, 상기 1차 그라우트 주입단계 이후에 상기 1차 그라우트가 경화될 때까지 기다리는 그라우트 경화단계와, 상기 그라우트 경화단계가 행해진 이후에, 상기 유출입구를 통해 새로운 2차 그라우트를 상기 빈 공간의 나머지 공간에 충전시키는 2차 그라우트 주입단계를 포함하는 그라우트 주입단계를;
   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 튜브의 제1구간의 기존 튜브를 제거하고, 상기 튜브의 상방으로 볼록한 상향 굴곡부의 그라우트의 충전 상태를 검사하는 그라우트 검사단계와;
   상기 기존 튜브가 제거된 상기 제1구간에 새로운 튜브를 연결 설치하는 튜브 연결 단계를;
   상기 유출입구 설치단계 이전에 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 그라우트 경화단계는 상기 1차 그라우트 주입단계와 상기 2차 그라우트 주입단계의 사이에 24시간 이상 행해지는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 1차 그라우트 주입단계는,
   상기 제1유출입구를 통해 상기 1차 그라우트를 상기 빈 공간에 주입하면서, 상기 제2유출입구를 통해 상기 1차 그라우트의 일부가 유출되는 것을 확인하는 단계를;
   포함하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 보수 구간은 상기 튜브가 상방으로 볼록한 상향 굴곡부를 형성하고, 상기 새로운 그라우트는 상기 상향 굴곡부의 정상을 포함하는 구간에 충전되는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 제1유출입구는 상기 제2유출입구에 비하여 상기 정상을 기준으로 보다 하측에 위치하며, 상기 정상을 기준으로 서로 반대측에 각각 배치되며;
   상기 제2유출입구는 상기 정상을 기준으로 서로 반대측에 각각 제2-1유출입구와 제2-2유출입구를 포함하여 배치되고;
   상기 유출입구는 상기 제2유출입구와 상기 정상의 사이 높이에 상기 정상을 기준으로 서로 반대측에 배치되는 제3-1유출입구와 제3-2유출입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
   
8. 제 7항에 있어서, 상기 2차 그라우트 주입단계는,
   상기 정상을 기준으로 일측에 위치한 상기 제2-1유출입구를 통해 상기 2차 그라우트를 상기 빈 공간에 주입하면서, 상기 정점을 기준으로 타측에 위치한 상기 제3-2유출입구를 통해 상기 2차 그라우트의 일부가 유출되는 것을 확인하는 단계를;
   포함하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 2차 그라우트 주입단계를 행하는 동안에 상기 제3-2유출입구에 흡입 펌프를 설치하여 상기 2차 그라우트를 흡입 배출시키는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 유출입구는 상기 정상에 배치된 제4유출입구를 포함하고;
    상기 2차 그라우트 주입단계가 행해진 이후에, 상기 제3-2유출입구에 설치된 상기 흡입 펌프를 제거하고, 상기 제2-1유출입구를 통해 추가 그라우트를 주입하되, 상기 추가 그라우트의 주입에 의하여 상기 제4유출입구에서 그라우트가 유출되는 것을 확인하는 추가 그라우트 주입단계를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
11. 제 10항에 있어서, 상기 추가 그라우트 주입단계 이후에,
    상기 제2-1유출입구를 제외한 나머지 유출입구를 폐쇄시킨 상태에서 상기 제2-1유출입구를 통해 그라우트를 주입하되, 그라우트의 주입압력을 대기압보다 높은 압력으로 미리 정해진 시간 동안 유지시키는 고압 주입 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
12. 제 11항에 있어서, 상기 고압 주입 단계 이후에,
    상기 제2-2유출입구와 상기 제4유출입구를 개방시키고, 상기 제2-2유출입구를 통해 그라우트를 재주입하여 상기 제4유출입구에서 그라우트가 유출된 것을 확인하는 그라우트 재주입 단계와;
    상기 재주입 단계 이후에, 상기 제4유출입구를 폐쇄시키고 상기 제2-2유출입구를 통해 그라우트를 추가 주입하되, 대기압보다 높은 압력으로 미리 정해진 시간 동안 추가 그라우트의 주입 압력이 유지되도록 고압 주입하는 고압 재주입 단계를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
13. 제 1항에 있어서,
    상기 보수 구간은 상기 강연선이 정착되는 정착부와 상기 튜브가 연결되는 구간인 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
14. 제 13항에 있어서,
    상기 유출입구는 상기 정착부에 형성된 제3유출입구를 포함하고;
    상기 2차 그라우트 주입단계는,
    상기 제2유출입구를 통해 상기 2차 그라우트를 상기 빈 공간에 주입하면서, 상기 제3유출입구를 통해 상기 2차 그라우트의 일부가 유출되는 것을 확인하는 단계를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
15. 제 14항에 있어서,
    상기 2차 그라우트 주입단계를 행하는 동안에 상기 제3유출입구에 흡입 펌프를 설치하여 상기 2차 그라우트를 흡입 배출시키는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
16. 제 15항에 있어서,
    상기 제3유출입구에 설치된 상기 흡입 펌프를 제거한 후에, 상기 제2유출입구를 통해 추가 그라우트를 주입하되, 상기 추가 그라우트의 주입에 의하여 상기 제3유출입구에서 그라우트가 유출되는 것을 확인하는 추가 그라우트 주입단계를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
17. 제 16항에 있어서, 상기 추가 그라우트 주입단계 이후에,
    상기 제3유출입구를 폐쇄시킨 상태에서 상기 제2유출입구를 통해 그라우트를 주입하되, 그라우트의 주입압력을 대기압보다 높은 압력으로 미리 정해진 시간 동안 유지시키는 고압 주입 단계를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
18. 제 17항에 있어서, 상기 고압 주입 단계 이후에,
    상기 제3유출입구를 개방시킨 상태에서 상기 제2유출입구를 통해 그라우트를 재주입하여 상기 제3유출입구를 통해 그라우트가 유출되는 것을 확인하는 그라우트 재주입 단계와;
    상기 그라우트 재주입 단계 이후에, 상기 제3유출입구를 폐쇄시킨 상태에서 상기 제2유출입구를 통해 그라우트를 주입하되, 그라우트의 주입압력을 대기압보다 높은 압력으로 미리 정해진 시간 동안 유지시키는 고압 재주입 단계를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
19. 제 1항 또는 제2항 또는 제4항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유출입구를 통해 상기 튜브 내부에 방청제를 주입하여 상기 강연선을 침지시키는 강연선 침지단계와;
    정해진 시간이 경과한 후에, 상기 유출입구를 통해 상기 방청제를 배출시키는 방청제 제거단계를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
20. 구조물의 격벽부를 관통하여 끝단이 정착구에 의해 정착된 강연선과, 상기 격벽부를 관통하도록 배열되고 상기 강연선을 감싸는 튜브와, 상기 튜브 내부에 충전된 그라우트를 포함하는 강연선 구조체에서, 상기 정착구를 향하여 상향 경사진 상기 튜브의 단부에 그라우트를 충전하는 보수 방법으로서,
    상기 정착구를 노출시키는 정착구 노출단계와;
    그라우트가 주입되는 그라우트 관로와, 상기 그라우트 관로를 둘러싸는 공기 관로로 이루어진 이중 관을 노출된 상기 정착구의 그라우트 주입공에 삽입하여 유출입구로서 설치하는 이중관 설치단계와;
    상기 그라우트 관로와 연통하는 그라우트 배관을 통해 새로운 그라우트를 상기 튜브 내부에 주입하면서, 상기 공기 관로와 연통하는 공기 배관을 통해 상기 튜브 내부의 공기를 배출시키는 그라우트 주입단계를;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
21. 제 20항에 있어서,
    상기 공기 배관은 상기 그라우트 주입공에 비하여 보다 상측을 통과하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
22. 제 20항에 있어서,
    상기 이중관에서 상기 공기 관로의 끝단은 상기 그라우트 관로의 끝단에 비하여 더 짧게 형성되어, 상기 그라우트 관로가 상기 공기 관로의 끝단으로부터 축선 방향으로 더 연장 형성된 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
23. 제 20항에 있어서,
    상기 그라우트 주입단계는 상기 공기 관로의 출구로 주입된 그라우트가 배출되는 것을 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
24. 제 20항에 있어서,
    상기 그라우트 주입단계는 상기 공기 배관의 출구로 그라우트가 배출되는 것을 확인한 후, 상기 공기 배관을 폐쇄시킨 상태로 상기 그라우트 관로을 통해 상기 그라우트의 주입압력을 대기압보다 높은 압력으로 미리 정해진 시간 동안 유지시키는 고압 유지 단계를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
25. 제 24항에 있어서, 상기 고압 유지 단계 이후에,
    상기 공기 배관을 개방시키고, 상기 그라우트 배관을 통해 그라우트를 재주입하여 상기 공기 배관을 통해 그라우트가 유출되는 것을 확인하는 그라우트 재주입 단계와;
    상기 그라우트 재주입 단계 이후에, 상기 공기 배관을 폐쇄시키고 상기 그라우트 배관을 통해 그라우트를 추가로 재주입하되, 대기압보다 높은 압력으로 미리 정해진 시간 동안 그라우트의 주입 압력을 유지시키는 그라우트 고압 재주입 단계를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
26. 제 1항 또는 제2항 또는 제4항 내지 제18항 중 어느 한 항 또는 제20항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구조물은 교량이고, 상기 강연선은 프리스트레스트 강연선인 것을 특징으로 하는 포스트텐션 구조물의 강연선 구조체의 그라우트 보수 방법.
    
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