KR102159395B1 - 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법 - Google Patents

강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법 Download PDF

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KR102159395B1
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Abstract

강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법이 개시된다. 본 발명에 따른 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법은, 보강부재 형성단계, 강박스 거더 인상 단계, 보강부에 콘크리트를 타설/양생하는 콘크리트 타설 단계, 강박스 거더를 인상장치에 의해 하강시켜 상기 콘크리트 타설 단계에 타설/양생된 콘크리트에 압축력이 발생하도록 하는 강박스 거더 하강 단계를 포함한다.

Description

강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법{REPAIR/REINFORCEMENT METHOD OF STEEL BOX GIRDER USING STIFFNESS RELOCTION}
본 발명은 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중간 지점부를 인상하고 보강부를 마련함으로써 강박스 거더의 강성을 재배치할 수 있는 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법에 관한 것이다.
일반적으로 교량이란 하천, 호수, 해협, 만 등을 건너갈 수 있도록 건설되는 고가구조물이다. 이러한 교량은 재질이나 구조 또는 제조공법에 따라 다양한 종류로 구분되며, 최근에는 시공, 유지보수 및 강도의 우수성을 갖는 거더 교량이 시공되고 있다.
강박스거더(10)는 도 1a와 같이 일반적으로 복부가 연속적으로 형성된 거더로서 강재인 상부플랜지(13), 복부(12), 하부플랜지(11)로 형성된 박스구조체로 제작되며, 상부플랜지(11) 상면에 포장 또는 슬래브(20)를 타설하여 교량상부구조물로서 기능하는 교량용 거더의 일종이다.
1970년대부터 건설되기 시작한 강박스 거더교는 교령이 최대 50년 가까이 되어가고 있으며 1970년대에는 DB 18의 차량하중에 견디도록 설계되어 있어 강화된 설계활하중에 적응하기 위해서는 보강이 필수적이다.
강박스 거더교의 보수/보강을 위해 종래에는 강판을 강박스 거더교의 하부에 덧대는 방식을 이용하였다.
도 1b를 참조하면, 종래에는 하판의 외측에 체결요소(212)를 통해 브라켓(210)을 장착하고, 이 브라켓(210)들 사이에 크로스 샤프트(211)를 장착하는 공법을 사용하였다.
그러나, 브라켓(210)과 크로스 샤프트(211)를 교량에 장착할 경우에는 브라켓(210)의 장착부위에 다수의 체결공을 천공하게 되나, 이러한 체결공의 가공으로 인해 강박스(201)의 모재를 손상시켜 강박스의 강성이 전체적으로 저하되는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 교량을 보수하기 위해 작업자가 교량의 하부에서 작업을 수행하여야 하므로 안전사고의 발생원인이 되는 문제점을 가지고 있었으며, 교량의 하부에 부재를 덧댐으로써 심미감이 저하되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-0290488호(2001.06.01)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 강박스 거더의 강성을 재배치 함으로써 강박스 거더의 보수/보강을 확실하게 할 수있는, 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법은, 강박스 거더의 중간 지점부를 중심으로 상기 강박스 거더의 종방향으로 동일한 거리에 마련되는 보강부의 측면 및 하면에 보강부재를 용접하는 보강부재 형성단계; 상기 강박스 거더의 중간 지점부가 배치되는 하부 구조물에 인상장치를 배치하고 상기 인상장치에 의해 상기 중간 지점부에 위치하는 상기 강박스 거더를 미리 설정된 높이로 인상하는 강박스 거더 인상 단계; 상기 보강부에 콘크리트를 타설/양생하는 콘크리트 타설 단계; 및 상기 강박스 거더를 상기 인상장치에 의해 하강시켜 상기 콘크리트 타설 단계에 타설/양생된 콘크리트에 압축력이 발생하도록 하는 강박스 거더 하강 단계;를 포함한다.
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상기 파형 보강재는 상기 강박스 거더의 하면에 마련된 리브에 용접되는 것을 특징으로 한다.
상기 파형 보강재에 쉬스관 삽입홀이 마련된 경우, 쉬스관을 상기 강박스 거더의 길이방향으로 배치하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 강박스 거더 하강 단계 후, 상기 보강부에 마련된 콘크리트의 양 단부에서 강선을 긴장하여 추가적으로 콘크리트에 압축력을 도입하는 강선긴장 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보강부재 형성단계는, 상기 보강부재가 상기 강박스 거더의 길이방향으로 다수 개로 마련되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 강도 및 강성이 저하된 강박스 거더의 내측 하부를 확실하게 보강하게 되고, 강박스 거더의 하면과 측면에 확실하게 부착된 횡방향 보강재에 마련된 스터드에 추후 콘크리트가 결합하게 되므로 콘크리트와 강박스 거더의 하부가 동일체로 거동할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 강박스 거더의 하면(하부 플랜지)의 처짐을 억제하게 되므로 강박스 거더 인상 단계, 콘크리트 타설 단계 및 강박스 거더 하강 단계를 거치는 과정에서 콘크리트에 압축이 발생하여 콘크리트의 균열발생을 억제할 수 있게 된다.
도 1a는 종래기술에 따른 강박스 거더를 나타내는 단면도,
도 1b는 종래기술에 따른 강박스 거더의 보수/보강법을 나타내는 개략도,
도 2a는 강성 재배치 전 강박스 거더의 모멘트도를 나타내는 개략도,
도 2b는 강성 재비치 후 강박스 거더의 모멘트도를 나타내는 개략도,
도 3a는 본 발명에 따른 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법을 나타내는 블록도,
도 3b는 본 발명에 따른 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법을 나타내는 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 강성 재배치 효과를 나타낸 그래프 도면,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보강부재 형성단계를 나타내는 도면,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 보강부재 형성단계를 나타내는 도면,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 보강부재 형성단계를 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법을 상세하게 설명한다.
도 2a는 강성 재배치전 강박스 거더의 모멘트도를 나타내는 개략도이며, 도 2b는 강성 재비치 후 강박스 거더의 모멘트도를 나타내는 개략도이고, 도 3a는 본 발명에 따른 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법을 나타내는 블록도이며, 도 3b는 본 발명에 따른 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법을 나타내는 순서도이며, 도 4는 본 발명에 따른 강성 재배치 효과를 나타낸 그래프 도면이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보강부재 형성단계를 나타내는 도면이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 보강부재 형성단계를 나타내는 도면이며, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 보강부재 형성단계를 나타내는 도면이다.
도 2a를 참고하면, 강성 재배치 전에는 강박스 거더의 지점과 지점 사이에는 정모멘트부가 형성되며 중간 지점부에는 부모멘트부가 형성된다.
이에 정모멘트부에서 강박스 거더(100)의 상부는 압축상태에 있게 되며 강박스 거더(100)의 하부는 인장 상태에 있게 된다. 또한, 부모멘트부에서 강박스 거더(100)의 상부는 인장 상태에 있게 되며 강박스 거더(100)의 하부는 압축 상태에 있게 된다.
강박스 거더교의 교령이 상당히 오래된 경우 강박스 거더(100)에서 인장이 발생하는 곳은 구조적으로 매우 취약한 상태에 놓이게 된다. 왜냐하면 강은 인장에는 매우 강하지만 압축에는 약하기 때문이다.
이에 강박스 거더(100)의 강성을 재배치할 필요가 생기는데, 강박스 거더(100)의 중간 지점부(20)가 마련되는 중간 지점부(20)에 보강부(300)를 마련하여 강박스 거더(100)의 강성을 재배치하게 된다.
보강부(300)는 콘크리트가 타설 및 양생되어 강박스 거더(100)의 강성을 보강하는 것이다.
중간 지점부에서 강박스 거더(100)를 인상시킨 상태에서 어느 하나의 중간 지점부(20)의 내부 하면에 콘크리트를 타설 및 양생한 후 강박스 거더(100)를 하강시킨다.
강박스 거더교가 2 개 이상의 중간 지점부(20)를 가질 경우, 순차적으로 강박스 거더(100)의 인접한 중간 지점부를 인상 한 후 콘크리트를 타설 및 양생한 후 중간 지점부를 하강시킨다.
이렇게 되면, 도 2b와 같이 강성이 재배치되어 정모멘트부의 정모멘트는 감소하게 되고, 부모멘트부의 부모멘트가 다소 증가하게 되나 이는 보강부(300)의 강성에 의해 커버되는 정도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 보강부재 형성단계가 적용된 강박스 거더가 적용되기 전, 후의 모멘트를 비교한 것이다.
정모멘트
구간		 일반 이중합성 (t = 260mm) 이중합성 (t = 400mm)
값 비율 값 비율
(이중합성/일반) (이중합성/일반)
변 위 0.06693 0.05372 80% 0.05088 76%
My (DC) 13,162 11,479 87% 11,116 84%
My (DW) 8,719 7,581 87% 7,331 84%
My (DC+DW) 21,880 19,059 87% 18,447 84%
부모멘트구간 일반 이중합성 (t = 260mm) 이중합성 (t = 400mm)
값 비율 값 비율
(이중합성/일반) (이중합성/일반)
My (DC+DW) 37,568 40,818 109% 41,661 111%
도 4와 표 1, 2를 참조하면, 3경간 일반 강박스 거더교와 소정의 두께로 보강된 보강부(300)를 마련한 경우의 강박스 거더의 모멘트를 비교할 수 있다.
보강부(300)의 콘크리트의 두께가 260mm인 경우, 사하중이 강박스 거더(100)에 걸렸을 때 변위는 보강 전에 비해 80%가 되고 정모멘트 구간의 모멘트는 87% 정도가 되며 부모멘트 구간의 모멘트는 109%가 된다.
또한, 보강부(300)의 콘크리트 두께가 400mm인 경우, 사하중이 강박스 거더(100)에 걸렸을 때 변위는 보강 전에 비해 76%가 되고 정모멘트 구간의 모멘트는 84% 정도가 되며 부모멘트 구간의 모멘트는 111%가 된다.
도 3a 및 도 3b를 참조할 때, 본 발명에 따른 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법은, 보강부재 형성단계(S100), 강박스 거더 인상 단계(S200), 콘크리트 타설 단계(S300) 및 강박스 거더 하강 단계(S400)를 포함한다.
도 3b를 참조할 때, 보강부재 형성단계(S100)는 도 3b의 (a) 도면 이전에 이루어 질 수 있으며, 강박스 거더 인상 단계(S200)는 도 3b의 (a) 도면에 대응되며, 는 콘크리트 타설 단계(S300)는 도 3b의 (b) 도면에 대응되며, 강박스 거더 하강 단계(S400)는 도 3b의 (c) 단계에 대응된다.
도 3b의 (d), (e), (f) 도면은 타측 중간 지점부(30)에서의 보강부(300)를 형성하는 단계에 대한 것으로, 도 3b의 (a), (b), (c)도면에 각각 대응되는 단계에 해당한다.
도 3b의 (g) 도면은 강선 긴장단계(S500)에 해당하는 도면을 나타낸다.
강박스 거더(100)의 상부에는 포장층(P)이 마련될 수 있다.
보강부재 형성단계(S100)는 강박스 거더(100)의 중간 지점부(20)를 중심으로 강박스 거더(100)의 종방향으로 동일한 거리에 마련되는 보강부(300)의 측면 및 하면에 보강부재(120, 130, 140)를 용접하는 단계이다.
보강부(300)는 중간 지점부(20)를 중심으로 강박스 거더(100)의 길이방향 전후로 동일한 거리에 마련될 수 있으며, 보강부(300)의 거리는 예를 들어 도 2a에서 중간 지점부(20)의 전후로 부모멘트가 생기는 강박스 거더(100)의 거리로 마련될 수 있다.
보강부재 형성단계(S100) 이전에는 교령이 오래된 강박스 거더(100)의 내부의 상태를 고려하여 보강부(300)를 세척하는 단계가 필요할 수 있다.
보강부재 형성단계(S100)는 보강부재(120, 130, 140)를 보강부(300)의 측면 및 하면에 용접하는 단계로서, 이는 콘크리트 타설 단계에서 타설된 콘크리트와 보강부재(120, 130, 140) 및 강박스 거더(100)의 내측 하면 및 측면이 동일체로 거동하도록 하기 위한 것이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 보강부재 형성단계(S100)는, 강박스 거더(100)의 내측 하면 및 측면에 다수 개의 스터드(140)를 용접하는 단계이다.
다수 개의 스터드(140)를 길이방향으로 용접하면 간편하게 보강부재를 형성할 수 있는 장점이 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 보강부재 형성단계(S100)는, 'ㄷ'자 형상으로 마련되는 횡방향 보강재(121, 123)의 측면 및 하면을 보강부(300)의 측면 및 하면에 용접하는 단계와, 횡방향 보강재(121)의 상면에 다수 개의 방향으로 마련되는 스터드(122, 124, 126)를 용접하는 단계를 포함한다.
횡방향 보강재(121, 123)는 미리 설정된 폭으로 용접되어 'ㄷ'자 형상으로 마련될 수 있으며, 제1 횡방향 보강재(121)는 보강부(300)의 하면에 용접되며 제2 횡방향 보강재(123)는 보강부(300)의 측면에 용접된다.
제1 횡방향 보강재(121)에는 추후 강선 긴장단계에서 긴장될 강선(미도시)이 마련되는 쉬스관 삽입홀(125)이 다수 개로 마련될 수 있다.
제1 횡방향 보강재(121)의 측면에도 다수 개의 스터드(127)가 마련될 수 있다.
제1 횡방향 보강재(121)는 중간 지점부(20)를 중심으로 강박스 거더(100)의 전후 방향으로 미리 설정된 폭으로 다수 개 마련되며, 이 경우 미리 설정된 폭은 동일한 폭으로 보강부(300)의 전체 길이에 걸쳐 마련될 수 있으나 바람직하게는 중간 지점부(20)로부터 멀어질수록 그 폭이 커지도록 마련된다.
제1 횡방향 보강재(121)는 강박스 거더(100)의 하면(111)에 마련된 리브(113)에 용접결합된다.
제2 횡방향 보강재(123)의 높이는 콘크리트 타설 단계에서 타설될 콘크리트의 높이에 대응되도록 마련될 수 있다.
제2 횡방향 보강재(123)의 측면에도 다수 개의 스터드(129)가 마련될 수 있다.
보강부재 형성단계(S100) 후, 제1 횡방향 보강재(121)에 쉬스관 삽입홀(125)이 마련된 경우, 쉬스관(미도시)을 강박스 거더(100)의 길이방향으로 배치하는 단계가 추가될 수 있다.
교령이 오래된 강박스 거더(100)의 경우, 강박스 거더(100)의 하면은 진동, 압축력, 비틀림력을 오랫동안 받아왔고 부식 등에 의해 강도와 강성이 떨어질 수 있다.
또한, 강박스 거더의 하면(하부 플랜지)는 두께가 얇은데 교령이 오래된 경우에는 강박스 거더의 하면에 콘크리트를 타설하게 되면 하면(하부 플랜지)의 처짐이 너무 커져 하부면의 휨응력이 과도해질 수 있다.
이럴 경우, 본 발명의 제1 실시예에 따른 보강부재 형성단계(S100)와 같이 단지 스터드를 강박스 거더의 내측 하면에 용접하여 부착하게 되면, 스터드의 용접강도와 접합강도가 약해 보강부에 필요로 하는 강성을 얻을 수 없게 될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 보강부재 형성단계(S100)와 같이 단지 스터드를 강박스 거더의 내측 하면에 용접하여 부착하게 되면, 하면(하부 플랜지)의 처짐이 너무 커져, 강박스 거더 인상 단계, 콘크리트 타설 단계 및 강박스 거더 하강 단계를 거치는 과정에서 콘크리트에 압축이 발생하여 콘크리트의 균열발생을 억제하게 되는 효과를 가지지 못할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 보강부재 형성단계(S100)는 강박스 거더의 내측 하면 및 측면을 'ㄷ'자 형상의 횡방향 보강재로 용접하여 강도 및 강성이 저하된 강박스 거더의 내측 하부를 확실하게 보강하게 되고, 강박스 거더의 하면과 측면에 확실하게 부착된 횡방향 보강재에 마련된 스터드에 추후 콘크리트가 결합하게 되므로 콘크리트와 강박스 거더의 하부가 동일체로 거동할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 보강부재 형성단계(S100)는, 강박스 거더의 하면(하부 플랜지)의 처짐을 억제하게 되므로 강박스 거더 인상 단계, 콘크리트 타설 단계 및 강박스 거더 하강 단계를 거치는 과정에서 콘크리트에 압축이 발생하여 콘크리트의 균열발생을 억제할 수 있게 된다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 보강부재 형성단계(S100)는, 파형으로 마련되며 각 면에는 다수 개의 결합리브가 마련되는 파형 보강재(130)의 측면 및 하면을 보강부(300)의 측면 및 하면에 용접하는 단계이다.
파형 보강재(130)는 강박스 거더(100)의 하면(111)에 마련된 리브(113)에 용접될 수 있으며, 파형 보강재(13)는 제3 실시예와 같이 교번하는 방향의 'ㄷ'자 형상이 연속된 형상으로 마련될 수 있으나 교번하는 방향의 'U'자 형상이 연속되도록 마련되는 것도 가능하다.
파형 보강재(130)는 강박스 거더(100)의 측면(115)에 용접되는 측면 용접부(131, 139)를 포함하며, 측면 용접부(131)에 연결되는 제1 수평부(133a), 제1 수평부(133a)와 수직으로 연결되는 제1 수직부(133d), 제1 수직부(133d)와 수직으로 연결되는 제2 수평부(133b), 제2 수평부(133b)와 수직으로 연결되는 제2 수직부(133c)를 포함한다.
제1 수평부(133a), 제1 수직부(133d), 제2 수평부(133b), 제2 수직부(133c)의 양 면에는 다수 개의 스터드(127)가 마련될 수 있다.
파형 보강재(130)는 중간 지점부(20)를 중심으로 강박스 거더(100)의 전후 방향으로 미리 설정된 폭으로 다수 개 마련되며, 이 경우 미리 설정된 폭은 동일한 폭으로 보강부(300)의 전체 길이에 걸쳐 마련될 수 있으나 바람직하게는 중간 지점부(20)로부터 멀어질수록 그 폭이 커지도록 마련된다.
제1 수평부(133a), 제2 수평부(133b)에는 추후 강선 긴장단계에서 긴장될 강선(미도시)이 마련되는 쉬스관 삽입홀(135)이 다수 개로 마련될 수 있다.
보강부재 형성단계(S100) 후, 제1 수평부(133a), 제2 수평부(133b)에 쉬스관 삽입홀(135)이 마련된 경우, 쉬스관(미도시)을 강박스 거더(100)의 길이방향으로 배치하는 단계가 추가될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 보강부재 형성단계(S100)는 강박스 거더의 내측 하면 및 측면을 파형 보강재로 용접하여 강도 및 강성이 저하된 강박스 거더의 내측 하부를 확실하게 보강하게 되고, 강박스 거더의 하면과 측면에 확실하게 부착된 파형 보강재에 마련된 스터드에 추후 콘크리트가 결합하게 되므로 콘크리트와 강박스 거더의 하부가 동일체로 거동할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 보강부재 형성단계(S100)는, 강박스 거더의 하면(하부 플랜지)의 처짐을 억제하게 되므로 강박스 거더 인상 단계, 콘크리트 타설 단계 및 강박스 거더 하강 단계를 거치는 과정에서 콘크리트에 압축이 발생하여 콘크리트의 균열발생을 억제할 수 있게 된다.
강박스 거더 인상 단계(S200)는, 강박스 거더(100)의 중간 지점부(20)가 배치되는 하부 구조물(거더(100)의 하면(111) 외측)에 인상장치(200)를 배치하고 인상장치(200)에 의해 중간 지점부(20)에 위치하는 강박스 거더(100)를 미리 설정된 높이로 인상하는 단계이다.
강박스 거더교는 거더가 강재에 의해 내부가 빈 박스형태로 마련되기 때문에 인상시 변형의 문제가 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명의 보강부재 형성단계(S100)의 제2 및 제3 실시예와 같이 보강부에 의해 강박스 거더를 보강하게 되면, 강박스 거더의 인상시 강재 거더의 변형이 방지될 수 있다.
강박스 거더(100)를 미리 설정된 높이로 인상할 경우, 미리 설정된 높이는 30~80 mm 정도이다.
강박스 거더(100)가 미리 설정된 높이로 인상되며, 일측 중간 지점부(20)를 중심으로 강박스 거더(100)는 미리 설정된 높이에 따른 곡률을 가지고 위로 볼록한 모양으로 휘어지게 된다.
이렇게 강박스 거더(100)가 휘어진 상태에서 보강부(300)에 콘크리트를 타설/양생하는 콘크리트 타설 단계(S300)를 거치게 된다.
소정의 강도로 콘크리트의 양생이 완료되면, 강박스 거더(100)를 인상장치(200)에 의해 하강시켜 콘크리트 타설 단계(S300)에 타설/양생된 콘크리트에 압축력이 발생하도록 하는 강박스 거더 하강 단계를 거치게 된다.
강박스 거더(100)가 원상태로 복원하여 교각(10)에 정착되게 되면, 타설/양생된 콘크리트와 보강부재가 완전 합성된 상태로 거동하며 콘크리트에는 압축력이 도입된다.
콘크리트에 압축력이 발생하면 균열발생에 대한 걱정없이 콘크리트는 보강부재를 매개로 강박스 거더의 하부와 동일체로 거동하게 된다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 3경간 연속 강박스 교량일 경우, 일측 중간 지점부(20)에서 보강부재 형성단계(S100), 강박스 거더 인상 단계(S200), 콘크리트 타설 단계(S300) 및 강박스 거더 하강 단계(S400)가 완료되면, 인접한 타측 중간 지점부(30)에서 보강부재 형성단계(S100), 강박스 거더 인상 단계(S200), 콘크리트 타설 단계(S300) 및 강박스 거더 하강 단계(S400)를 거치게 된다.
이렇게 되면 도 2b와 같이 강박스 거더(100)의 강성이 재배치되는데, 강박스 거더(100)의 보강부(300, 400)에서 강성이 크게 향상되어 강박스 거더(100)의 보수/보강전과 비교하여 중간 지점부(20, 30)에서의 부모멘트는 증가하지만 경간 중앙부에서의 정모멘트는 감소하게 된다.
중간 지점부(20, 30)에서 부모멘트는 다소 증가하지만 이는 압축력이 도입된 콘크리트로 마련되는 보강부(300, 400)가 부담하게 되고, 베어링(bearing)에 의한 반력분포를 고려하여 정밀하게 실제 발생하는 부모멘트이 피크(peak)값을 구하면 부모멘트값은 설계치보다 더 작아지게 된다.
강박스 거더 하강 단계(S400) 후, 보강부(300, 400)에 마련된 콘크리트의 양 단부에서 강선을 긴장하여 추가적으로 콘크리트에 압축력을 도입하는 강선 긴장단계(S500)가 필요할 수 있다.
강박스 거더 인상 단계(S400)에서 강박스 거더(100)의 교령과 상태를 고려하면 인상 높이를 높게 할 수 없는 경우가 있다. 이 때 보강부(300, 400)의 콘크리트에 압축력의 도입이 미흡할 수 있는데 강선 긴장에 의해 프리스트레스를 추가로 도입함으로써 콘크리트에 압축력을 도입할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 교각
20: 중간 지점부
100: 강박스 거더
200: 인상장치
300: 보강부

Claims (10)

  1. 다수 개로 마련되는 중간 지점부를 가진 강박스 거더의 보수/보강 공법에 있어서,
    강박스 거더의 어느 하나의 중간 지점부를 중심으로 상기 강박스 거더의 종방향으로 동일한 거리에 마련되는 보강부의 측면 및 하면에 보강부재를 용접하는 보강부재 형성단계;
    상기 강박스 거더의 중간 지점부가 배치되는 하부 구조물에 인상장치를 배치하고 상기 인상장치에 의해 상기 중간 지점부에 위치하는 상기 강박스 거더를 미리 설정된 높이로 인상하는 강박스 거더 인상 단계;
    상기 보강부에 콘크리트를 타설/양생하는 콘크리트 타설 단계; 및
    상기 강박스 거더를 상기 인상장치에 의해 하강시켜 상기 콘크리트 타설 단계에 타설/양생된 콘크리트에 압축력이 발생하도록 하는 강박스 거더 하강 단계;를 포함하며,
    상기 보강부재 형성단계는, 파형으로 마련되며 각 면에는 다수 개의 결합리브가 마련되는 파형 보강재의 측면 및 하면을 상기 보강부의 측면 및 하면에 용접하며, 상기 파형 보강재는 상기 강박스 거더의 측면에 용접되는 측면 용접부, 상기 측면 용접부에 연결되는 다수 개의 수평부, 상기 수평부에 수직으로 연결되는 다수 개의 수직부를 포함하며,
    상기 어느 하나의 중간 지점부의 보강이 완료되면, 순차적으로 인접한 중간 지점부를 인상한 후 상기 인접한 중간 지점부의 보강부에 콘크리트를 타설 및 양생한 후 상기 인접한 중간 지점부를 하강시키는 것을 특징으로 하는 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파형 보강재는 상기 강박스 거더의 하면에 마련된 리브에 용접되는 것을 특징으로 하는 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 파형 보강재에 쉬스관 삽입홀이 마련된 경우, 쉬스관을 상기 강박스 거더의 길이방향으로 배치하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 강박스 거더 하강 단계 후, 상기 보강부에 마련된 콘크리트의 양 단부에서 강선을 긴장하여 추가적으로 콘크리트에 압축력을 도입하는 강선긴장 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재 형성단계는, 상기 보강부재가 상기 강박스 거더의 길이방향으로 다수 개로 마련되는 것을 특징으로 하는 강성 재배치를 이용한 강박스 거더의 보수/보강 공법.
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