KR102413916B1 - 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 교각 형성을 위한 콘트리트 타설작업시 설치되는 철재거푸집의 앵커구멍에 앵커세트의 일부분이 선매립될 수 있도록 한 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법에 관한 것으로, 기본적으로 매립앵커부(52)와 앵커고정부(56)로 삽입 결속 및 분리 제거되는 앵커세트(50)를 철재거푸집(30)에 천공시킨 앵커구멍(32)으로 간단하게 결속시켜, 콘크리트 타설작업을 통한 교각(10) 형성시에 타설되는 콘크리트가 철재거푸집(30)의 앵커구멍(32)으로 유입됨을 구조적으로 방지하기 위한 상기 앵커구멍(32) 바깥쪽으로 외부 노출된 앵커세트(50)의 결합 고정수단인 앵커고정부(56)는 철재거푸집(30)과 함께 제거되면서, 상기 앵커구멍(32) 안쪽으로 결속 삽입된 앵커세트(50)의 매립 거치수단인 매립앵커부(52)는 교각(10) 측벽에 매립될 수 있도록 하여 점검시설(20)을 교각(10)에 선매립된 앵커세트(50)의 매립앵커부(52)와 간단하게 볼트결속할 수 있어, 구조적으로 앵커수단(앵커세트)의 소량화 및 단순화를 통한 비용 절감과 작업의 용이성과 안정성은 물론 교량시설(20)의 장착위치도 정확하게 결합 설치가 가능하면서 결합상태의 견고성도 확실하게 유지할 수 있다.
Description
본 발명은 교각 형성을 위한 콘트리트 타설작업시 설치되는 철재거푸집의 앵커구멍에 앵커세트의 일부분이 선매립될 수 있도록 한 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매립앵커부와 앵커고정부로 결합 및 분리되는 앵커세트를 철재거푸집에 천공시킨 앵커구멍에 대해 외부에서 결속시켜 콘크리트 타설작업을 통한 교각 형성시에 앵커세트의 앵커고정부는 철재거푸집과 함께 제거되면서 앵커세트의 매립앵커부는 교각 측벽에 매립될 수 있도록 하여 점검시설을 교각에 선매립된 매립앵커부와 간단하게 볼트결속할 수 있도록 한 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법에 관한 것이다.
교량의 점검시설은 교량의 구조물 각 부위에서 기능상태, 노후 및 결함 등의 확인점검과 유지보수 등 교량 관리효율의 향상을 도모하기 위한 목적으로 교량의 콘크리트 교각 측벽에 설치된다. 이는 교량의 안전점검과 유지관리 및 시설보수, 보강작업 시설 및 장착구 작업시설로서 교량 시공의 유지 및 관리 측면에 유용하며, 교통 제한없이 상시 확인점검이 가능하여 도로관리의 효율성을 극대화하기 위한 시설이다.
도 1a 및 도 1b의 점검시설이 설치된 교량의 개략도 및 상세도에서 보는 것처럼, 특히 콘크리트 타설 및 양생으로 형성된 교각(10)의 상부를 따라 설치되는 점검시설(통상 점검난간 또는 점검로로 사용)은 콘크리트 교각(10)에 외부에서 후매립시킨 앵커볼트(14)를 통해 볼트결합되어 교량에 고정 설치되는 후매립 앵커의 시공방식이 일반적으로 많이 실시되고 있다.
즉 도 2에서 보는 것처럼, 기존에 주로 적용된 후매립 앵커 시공방식에서는 교량의 안전 점검시설(20)을 교량의 교각(10) 측벽에 설치하기 위해 콘트리트 타설 및 양생작업을 통해 형성된 콘크리트 교각(10)의 측벽에 대해 별도의 볼트구멍(12)을 천공하고, 점검시설(20)을 구성하는 지지브래킷(22)을 결속고정시키기 위한 별도의 앵커볼트(14)를 상기 교각(10)에 천공된 볼트구멍(12)으로 후매립으로 결속시킨 다음, 고정볼트(24)를 통한 볼트결합으로 상기 점검시설(20)을 구성하는 지지브래킷(22) 및 난간발판(26) 등을 볼트결합시키는 것이 보통이었다.
그런데 이와 같은 앵커의 후매립 시공방식은, 교각에 천공된 볼트구멍(12)에 앵커볼트(14)를 삽입 고정하는 단계에서 작업자의 오류나 실수에 의해 상기 앵커볼트(14)의 고정력이 저하되거나 부실 시공이 되면, 후에 고정볼트(24)를 통해 결합 고정하는 점검시설(20) 구조물의 안전상 문제가 발생하여 사고로 이어지기 때문에, 최근에는 고정력을 향상시키기 위해 앵커수단을 콘크리트 타설 및 양생 전에 미리 콘크리트 내부에 매립하는 선매립 앵커 시공방식이 선호되고 있다.
최근들어 교각(10)에 볼트구멍(12)을 천공하는 것은 교각(10)에 손상을 가하는 것으로 금지하고 있으며, 교각(10)을 형성하기 전의 철재거푸집(30) 내부공간의 콘크리트 타설 전에 별도의 앵커수단을 매립시키는 선매립 앵커 시공구조가 적용 실시되고 있는 추세이다. 참고로 2018년 05월 18일 발생한 차동1교 교량 점검시설 추락사고와 관련하여, 종래의 후매립 앵커 시공방식에서 교량 점검시설의 안전성 강화를 위한 선매립 앵커 시공방식으로의 개발 필요성이 더욱 요구되고 있는 실정이다.
그런데 기존의 선매립 앵커 시공방식에서는, 기본적으로 철재거푸집을 설치하고 작업자가 상기 철재거푸집 내측에 앵커구조체를 부착 설치한 후에, 철재거푸집 내부 공간에 철근을 삽입 배근하고 코핑한 다음, 콘크리트 타설하는 작업공정을 필연적으로 진행시켜야 했다. 왜냐하면 철재거푸집 내측에 앵커구조체를 먼저 부착시키지 않고 철근을 먼저 삽입 배근 처리하게 되면, 상기 철재거푸집 외측의 작업발판에서 작업자가 철재거푸집과 철근 사이의 좁은 틈새 공간으로 앵커구조체를 정확한 위치에 정확하게 부착 설치하기가 구조적으로 거의 불가능하여, 어쩔 수 없이 철재거푸집 내부 공간에 철근의 배근 및 코핑작업에 앞서 앵커구조체를 부착 설치하는 시공순서가 실시될 수밖에 없었다.
물론, 자력을 이용한 앵커구조체를 철재거푸집에 장착하는 시공방식은 철재거푸집 설치 후, 철근의 배근단계나 배근작업 후에 상기 앵커구조체를 장착시켜 교각에 선매립시킬 수 있는 시공작업이 가능하기 때문에 작업준수 기간 제약은 없으나, 자석모듈이 장착된 앵커구조체의 제작에 따른 비용 상승 및 상기 앵커구조체 자체의 하중 등의 구조적인 한계로 철재거푸집 내부공간에 설치되는 철근에 앵커구조체를 별도의 매듭 등으로 거치 결합하여 고정하는 작업공정은 반드시 철근의 배근단계에서 실시해야만 했다.
결국 지금까지 소개된 대부분의 선매립 앵커 시공방식에서는, 철재거푸집에 앵커구조체(앵커수단)이 부착된 좁은 공간상태에서 철근을 조심스럽게 배근하고 코핑하는 작업상의 어려움이 발생됨은 물론, 특히 접착력을 이용하는 자력식 앵커구조체의 경우에 콘크리트 타설시 콘크리트의 타설 압력과 측압력으로 인해 자력식 앵커구조체가 정위치에서 변형되거나 탈착될 수 있었으며, 특히 철재거푸집의 공간 내부에 앵커구조체를 강력한 자력으로 설치 부착하기는 하였으나 앵커구조체의 크기와 중량도 크고 무겁워, 그 설치작업이 대단히 복잡하고 힘들뿐만 아니라 전체적인 시공비용도 필요 이상으로 많이 발생된다는 등의 제반 불편과 문제가 발생되고 있다.
본 발명은 이와 같은 기존에 개시된 앵커의 후매입은 물론 선매립 모두의 교량 점검시설용 매립형 고정 지지수단들이 갖는 앵커 시공장치 및 시공방법들이 갖는 제반 불편한 한계와 문제들을 구조적으로 확실하게 해결하고자 하며, 기본적으로 철재거푸집의 관통된 앵커구멍에 대해 매립 거치기능이 발휘되는 매립앵커부와 밀폐 고정기능이 발휘되는 앵커고정부로 삽입 결속 및 분리 제거되는 앵커세트를 철재거푸집에 천공시킨 앵커구멍으로 간단하게 결속시켜, 콘크리트 타설작업을 통한 교각 형성시에 타설되는 콘크리트가 철재거푸집의 앵커구멍으로 유입됨을 구조적으로 방지하기 위한 앵커구멍 바깥쪽으로 외부 노출된 앵커세트의 앵커고정부는 철재거푸집과 함께 제거되면서, 앵커구멍 안쪽으로 결속 삽입된 앵커세트의 매립앵커부는 교각 측벽에 매립될 수 있도록 하여 점검시설을 교각에 선매립된 매립앵커부와 간단하게 볼트결속할 수 있어, 구조적으로 앵커수단의 소량화 및 단순화를 통한 비용 절감과 작업의 용이성과 안정성은 물론 해당 교량시설에 적합한 장착위치에 맞게 철재거푸집에 앵커구멍을 천공시키고 간단하게 앵커세트를 결속 및 분리시키는 정도로서 교량시설의 장착위치도 정확하게 작업 실시가 가능하면서 결합상태의 견고성도 구조적으로 확실하게 유지할 수 있는 전혀 새로운 시공방식의 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법은, 기본적으로 철재거푸집을 설치하고 그 내부 공간에 콘크리트를 타설하기 전에 철근을 배근하는 단계와, 점검시설을 볼트결합시키기 위한 앵커세트가 결속될 수 있도록 철재거푸집을 설치하기 이전 상기 철재거푸집에 앵커구멍을 천공시키거나 또는 철근의 배근작업 이후 상기 철재거푸집에 앵커구멍을 천공시키는 단계와, 철재거푸집에 천공된 해당 앵커구멍들에 대해 매립앵커부와 앵커고정부로 삽입 결속 및 분리 제거되는 앵커세트를 삽입시켜 결속시키는 단계와, 앵커세트가 결속된 철재거푸집의 내측 공간으로 콘크리트를 타설하고 양생하는 단계와, 콘크리트 타설작업으로 콘크리트가 철재거푸집의 앵커구멍을 통해 내측 공간으로 침입됨을 방지하는 앵커세트의 바깥쪽 앵커고정부를 콘크리트 양생후 분리시켜 제거하는 단계와, 콘크리트 양생으로 형성된 교각 외벽에서 철재거푸집을 제거하는 단계와, 콘크리트 교각의 측벽에 매립된 앵커세트의 안쪽 매립앵커부에 대해 해당 점검시설을 결속하는 단계로서 실시된다.
또한 철재거푸집에 대한 앵커구멍 천공작업은 콘크리트 타설 및 양생을 통한 교각 형성 후에 상기 콘크리트 교각 측벽에 볼트결합되는 해당 점검시설의 정확한 장착위치에 맞게 그 천공위치 및 천공개수와 천공크기가 선정 조절되어 관통 형성된다.
특히, 철재거푸집의 앵커구멍에 삽입 결속 및 분리 제거되는 앵커세트는 상기 앵커구멍을 중심으로 콘크리트 타설 및 양생후 형성되는 교각 측벽에 매립되는 상기 앵커세트의 매립앵커부가 외부에서 점검시설의 지지브래킷이 고정볼트를 통해 볼트결합될 수 있도록 기본적으로 내부에 나사 형성된 매립앵커와 함께 지지볼트가 결합 연장되어 매립 거치수단을 형성하는 한편, 콘크리트 양생후 분리 제거되는 상기 앵커세트의 앵커고정부는 타설되는 콘크리트가 상기 앵커구멍 안쪽으로 침투되지 않으면서 상기 매립앵커부와 함께 콘크리트 타설 압력 및 측압력에도 견고한 안전율(F.S)이 확보될 수 있도록 기본적으로 상기 매립앵커부의 매립앵커와의 나사결합 및 밀폐결속을 위한 밀폐 고정수단으로서의 앵커고정볼트와 함께 구멍밀폐 유지수단이 포함되어 결합 구성되는 것에도 기술적 특징이 있다.
이와 같은 본 발명에 따라 교각 형성을 위한 콘트리트 타설작업시 설치되는 철재거푸집의 앵커구멍에 앵커세트의 매립 거치수단인 일부분(매립앵커부)이 선매립될 수 있도록 한 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법은, 매립 거치기능이 발휘되는 매립앵커부와 결합 고정기능이 발휘되는 앵커고정부로 삽입 결속 및 분리 제거되는 앵커세트를 철재거푸집에 천공시킨 앵커구멍에 대해 배근된 철근의 방해됨 없이 외부에서 작업자가 간단하고도 쉽게 결속 구성시키는 정도로, 콘크리트 타설작업을 통한 교각 형성시에 앵커세트의 앵커고정부는 철재거푸집과 함께 제거되면서 앵커세트의 매립앵커부는 교각 측벽에 선매립될 수 있어, 이후 점검시설을 본 발명에서 적용시킨 교각에 선매립된 앵커세트의 매립앵커와 간단하고 용이하게 볼트결합시킬 수 있는 새로운 시공방식으로 실시될 수 있다.
즉, 기본적으로 작업 숙련자가 아니더라도 철재거푸집에 천공된 앵커구멍으로 매립앵커부와 앵커고정부로 구성되는 앵커세트를 간단하게 결속시켜 철재거푸집 안쪽으로 삽입 결속되는 매립앵커부는 콘크리트 양생작업을 통한 교각 형성시에 함께 교각 측벽에 선매립되고, 콘크리트 타설작업시 철재거푸집의 앵커구멍으로 콘크리트의 침입을 막고자 상기 매립앵커부와 함께 결속되어 바깥쪽으로 노출되는 앵커고정부는 제거되는 철재거푸집과 함께 간단하게 제거될 수 있도록 함으로서 교각 형성후 점검시설을 별다른 어려움없이 교각에 선매립된 앵커세트의 매립앵커부와 볼트결속시킬 수 있어, 점검시설 설치용 앵커수단 자체의 비용을 절감할 있고 그 설치 및 결속작업도 해당 점검시설에 맞게 정확한 설정위치에 장착이 가능하면서도 획기적으로 단순화되고 현장 작업의 용이성은 물론 구조적으로도 견고한 앵커구조의 결속상태를 제공할 수 있다.
아울러 본 발명의 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법은, 철재거푸집 설치 후 철근의 배근전 단계에서나 철근의 배근후 단계 등 작업 단계의 실시 순서에 제한받지 않고, 철재거푸집이 설치된 후에는 언제든지 앵커구멍의 천공 작업뿐만 아니라 배근 작업도 용이하게 할 수 있으며, 구조적으로 철재거푸집의 앵커구멍에 삽입 결속 및 분리 제거되기 위한 최소한의 단순 구조의 앵커세트만 필요하기 때문에, 획기적으로 절감된 최소의 재료비 및 작업비(경비)만으로도 교각에 앵커수단을 확실하고도 견고하게 선매립 작업할 수 있다.
이는 나아가 기존의 선매립 시공방식에서 해결하지 못해던 철재거푸집에 앵커수단이 부착된 좁은 공간상태에서 철근을 조심스럽게 배근해야만 하는 작업상의 어려움을 없앨 수 있고, 기존의 선매립 앵커 시공방식에서 콘크리트 타설시 콘크리트의 타설 압력과 측압력에 의해 앵커수단들이 정위치에서 변형되거나 탈착될 수 있는 제반 문제와 불편을 구조적으로 해결할 수 있으며, 특히 구조적으로 앵커수단의 소량화 및 단순화를 통한 비용 절감과 작업의 용이성과 안정성은 물론 해당 점검시설에 적합한 장착위치에 맞게 철재거푸집에 앵커구멍을 천공시키고 간단하게 앵커세트를 결속 및 분리시키는 정도로서 점검시설의 장착위치도 정확하게 그 작업 실시가 가능하면서 결합상태의 견고성도 구조적으로 확실하게 유지할 수 있는 전혀 새로운 시공방식으로서 그 다양한 실시가 제공될 수 있을 것으로 기대된다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 교량 점검시설 결속수단으로 앵커볼트가 교각에 후매립으로 결속되고 점검시설이 볼트결합된 상태의 시공구조를 보인 전체 교량의 사시도와 "A"부분 확대도.
도 2는 종래의 일반적인 교량 점검시설 설치용으로 교각에 앵커구멍을 형성시켜 앵커볼트를 후매립 결속시키고 점점시설을 상기 앵커볼트에 볼트결합시킨 후매립 앵커의 결속방식 사시도.
도 3a 및 도 3b 그리고 도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법으로 철재거푸집에 천공시킨 앵커구멍에 매립앵커부와 앵커고정부로 구성된 앵커세트를 결속시켜 콘트리트 타설 및 양생 후 철재거푸집의 제거 작업과 함께 앵커세트의 앵커고정부도 분리 제거시킴으로서 콘트리트 교각의 측벽에 앵커세트의 매립앵커부가 선매립될 수 있도록 한 거푸집 천공식의 앵커세트의 선매립 시공방식에 대한 전체적인 작업공정 사시도와 단계별 특징적인 상세공정 사시도.
도 5는 본 발명의 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법이 구현되는 전체 작업공정 흐름도.
도 6은 본 발명의 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법이 구현되도록 철재거푸집에 앵커구멍이 관통 형성되고 매립앵커부와 앵커고정부로 구성되는 앵커세트가 상기 앵커구멍에 결속되는 작업공정의 사시도와 단면도.
도 7a와 도 7b는 본 발명의 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법에 따라 철재거푸집에 천공된 앵커구멍에 앵커세트가 결속된 상태의 결합상태 사시도 및 매립앵커부와 앵커고정부로 구성되는 앵커세트의 분리상태 사시도와 결속상태 단면도.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법을 통해 교각의 측벽에 선매립된 앵커세트의 매립앵커부를 통해 점검시설이 볼트결합된 사시도와 단면도.
도 9a와 도 9b는 본 발명의 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법에 적용되는 샘플화시킨 실험체인 철재거푸집의 앵커구멍에 결속된 앵커세트가 실제 전달받는 콘크리트 타설 압력에 대한 하중-변위 곡선 및 안전율 그래프.
도 2는 종래의 일반적인 교량 점검시설 설치용으로 교각에 앵커구멍을 형성시켜 앵커볼트를 후매립 결속시키고 점점시설을 상기 앵커볼트에 볼트결합시킨 후매립 앵커의 결속방식 사시도.
도 3a 및 도 3b 그리고 도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법으로 철재거푸집에 천공시킨 앵커구멍에 매립앵커부와 앵커고정부로 구성된 앵커세트를 결속시켜 콘트리트 타설 및 양생 후 철재거푸집의 제거 작업과 함께 앵커세트의 앵커고정부도 분리 제거시킴으로서 콘트리트 교각의 측벽에 앵커세트의 매립앵커부가 선매립될 수 있도록 한 거푸집 천공식의 앵커세트의 선매립 시공방식에 대한 전체적인 작업공정 사시도와 단계별 특징적인 상세공정 사시도.
도 5는 본 발명의 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법이 구현되는 전체 작업공정 흐름도.
도 6은 본 발명의 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법이 구현되도록 철재거푸집에 앵커구멍이 관통 형성되고 매립앵커부와 앵커고정부로 구성되는 앵커세트가 상기 앵커구멍에 결속되는 작업공정의 사시도와 단면도.
도 7a와 도 7b는 본 발명의 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법에 따라 철재거푸집에 천공된 앵커구멍에 앵커세트가 결속된 상태의 결합상태 사시도 및 매립앵커부와 앵커고정부로 구성되는 앵커세트의 분리상태 사시도와 결속상태 단면도.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법을 통해 교각의 측벽에 선매립된 앵커세트의 매립앵커부를 통해 점검시설이 볼트결합된 사시도와 단면도.
도 9a와 도 9b는 본 발명의 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법에 적용되는 샘플화시킨 실험체인 철재거푸집의 앵커구멍에 결속된 앵커세트가 실제 전달받는 콘크리트 타설 압력에 대한 하중-변위 곡선 및 안전율 그래프.
이하, 첨부된 바람직한 실시예들의 도면을 참고하여 본 발명의 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법을 대한 구체적인 실시 단계별 작업원리 및 이를 뒷받침하기 위한 기술적 수단의 구성원리도 함께 쉽게 이해될 수 있도록 상세히 설명하고자 한다.
기본적으로 본 발명에 따른 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법은 도 3 및 도 3b의 전체적인 작업공정도와 함께 도 4a 내지 도 4c에 도시한 공정별 특징적인 상세 작업공정도에서 보는 것처럼, 철재거푸집(30)에 천공시킨 앵커구멍(32)에 대해 매립r거치기능의 발휘되는 매립앵커부(52)와 결속 고정기능이 발휘되는 앵커고정부(56)로 구성된 앵커세트(50)를 결속시키고, 콘트리트 타설 및 양생 후 철재거푸집(30)의 제거 작업과 함께 상기 철재거푸집(30)의 앵커구멍(32)을 밀폐시킬 수 있도록 결속된 앵커세트(50)의 앵커고정부(56)도 제거시킴으로서, 철재거푸집(30)가 제거되고 콘크리트가 양생되어 형성된 교각(10)에 매립된 상기 앵커세트(50)의 매립앵커부(52)에 대해 최종 점검시설(20)을 간단하게 통상의 고정볼트(24)를 통한 볼트결합으로 별다른 어려움없이 확실한 결합력으로 결속 고정시킬 수 있는 거푸집 천공식의 앵커세트의 선매립 시공방식이 실시 구현될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 거푸집 천공식의 앵커세트의 선매립 시공방식이 별다른 어려움없이 실시되기 위한 구현로서, 철재거푸집(30)을 설치하고 그 내부 공간에 콘크리트를 타설하기 전에 철근(40)을 배근하는 단계가 실시되며, 특히 점검시설(20)을 볼트결합시키기 위한 앵커세트(50)가 결속될 수 있도록 철재거푸집(30)을 설치하기 이전 상기 철재거푸집(30)에 앵커구멍(32)을 천공시키거나, 또는 철근(40)의 배근작업 이후 상기 철재거푸집(30)에 앵커구멍(32)을 천공시키는 단계를 실시함을 기본으로 한다.
그런데 본 발명의 거푸집 천공식의 앵커세트의 선매립 시공방식은, 본 발명에서 적용시킨 매립앵커부(52)와 앵커고정부(56)로 구성된 앵커세트(50)를 철재거푸집(30)의 천공된 앵커구멍(32)으로 삽입 결속시키는 결속작업에 있어, 기본적으로는 철재거푸집(30)을 설치하고 철근(40)을 상기 철재거푸집(30) 내부공간에 배근(배열 및 코핑)처리함을 우선으로 하나, 경우에 따라서는 교량 현장에 철재거푸집(30)을 설치하기 전 사전에 미리 상기 철재거푸집(30)에 앵커구멍(32)을 관통 형성시킬 수 있음은 물론이다.
그리고 중요한 건, 철재거푸집(30)에 천공된 앵커구멍(32)으로 삽입 결속시키고 일부분을 분리 제거시키게 되는 앵커세트(50)는 도 6 그리고 도 7a 및 도 7b에 도시한 자체 결합구조 및 철재거푸집(30)의 앵커구멍(32)에 대한 결합구조 및 분리구조에서 보는 것처럼, 상기 철재거푸집(30)의 앵커구멍(32)을 중심으로 콘크리트 타설 및 양생후 형성되는 교각(10) 측벽에 매립되는 매립앵커부(52)가 외부에서 점검시설(20)의 지지브래킷(22)이 통상의 고정볼트(24)를 통해 볼트결합될 수 있도록 기본적으로 매립 거치수단으로서 내부에 나사 형성된 매립앵커(53)와 함께 연장 지지수단인 지지볼트(51)가 결합 연장되면서, 콘크리트 양생후 분리 제거되는 앵커고정부(56)는 타설되는 콘크리트가 상기 철재거푸집(30)의 앵커구멍(32) 안쪽으로 침투되지 않으면서 상기 매립앵커부(52)와 함께 콘크리트 타설 압력 및 측압력에도 견고한 안전율(F.S)이 확보될 수 있도록 기본적으로 결합 고정수단으로서 상기 매립앵커부(52)의 매립앵커(53)와의 나사결합 및 밀폐결속을 위한 앵커고정볼트(57)와 함께 앵커지지와셔(55)와 같은 구멍밀폐 유지수단이 포함되어 결합 구성됨이 바람직하다.
참고로 본 발명에서 적용시킨 앵커세트(50)는 기본적으로 철재거푸집(30)의 앵커구멍(32)을 기준으로 상기 앵커구멍(32) 안쪽으로 삽입되어 콘크리트 교각(10)에 선매립되는 매립앵커부(52)와 별도로, 상기 교각(10)을 형성시키기 위한 철재거푸집(10) 내부공간으로의 콘크리트 타설작업시 상기 매립앵커부(50)의 매립앵커(53)가 결속된 철재거푸집(30)의 앵커구멍(32)으로 콘크리트가 침투됨을 구조적으로 방지할 수 있도록 매립 고정기능이 발휘되는 앵커고정부(56)가 구멍밀폐 유지수단과 함께 구성되는데, 매립 고정수단인 상기 매립앵커부(52)는 점검시설(20)이 볼트결합되기 위한 매립앵커(53)와 함께 콘크리트 타설 압력 및 측압력에 대해 확실하게 지지 고정될 수 있도록 하는 지지볼트(51)가 결속 연장되도록 구성된다.
아울러 상기 매립앵커부(52)의 매립앵커(53)에 대해 체결되어 결합고정된 후 분리 제거되는 결합 고정수단인 앵커고정부(56)는 기본적으로 상기 매립앵커(53) 내측으로 나사결속되는 앵커고정볼트(57)와 함께 상기 매립앵커(53)와 앵커구멍(32) 사이의 틈새를 확실하게 밀폐시키기 위한 구멍밀폐 유지수단인 앵커지지와셔(55)가 포함되어 구성됨이 바람직하다. 물론 앵커세트(50)의 결합 고정수단을 구성하는 앵커고정부(56)는 앵커고정볼트(57)와 함께 구성되어 상기 매립앵커부(52)의 매립앵커(53)와 철재거푸집(32)의 앵커구멍(32) 사이 틈새에 체결되면서 확실하게 밀폐 고정상태가 확보될 수 있도록 구멍밀폐 유지기능을 발휘하게 되는 앵커지지와셔(55)가 다른 형태나 구조의 구멍밀폐 유지수단으로 다양하게 대체 적용될 수도 있다.
그리고 앵커세트(50)의 결합 고정수단인 앵커고정부(56)에 적용된 상기 앵커지지와셔(55)는 일부분에 조임절결홈(55a)이 절개 형성(도 6, 7a, 7b 도시와 같이 앵커지지와셔의 결속 방향 구간 및 형상에 대응하여 경사지게 형성)되어 상기 매립앵커부(52)에 대한 앵커고정부(56)의 확실한 밀폐 결속상태(압착)가 구조적으로 확실하게 유지되어 작업 실시될 수 있도록 하며, 본 발명에서 적용되는 앵커세트(50)의 매립앵커부(52)와 앵커고정부(56)를 구성하는 구성요소들의 형태 및 구조는 필요에 따라 다양하게 응용 및 변경 실시될 수 있음은 물론이다.
한편, 철재거푸집(30)의 앵커구멍(32)에 대해 본 발명에서 적용시킨 앵커세트(50)를 삽입 결속시킨 단계를 실시한 후에는, 상기 앵커세트(50)가 결속된 철재거푸집(30)의 내측 공간으로 콘크리트를 타설하고 양생하는 단계를 실시하게 된다. 이후 콘크리트 타설작업으로 콘크리트가 상기 철재거푸집(30)의 앵커구멍(32)을 통해 내측 공간으로 침입됨을 방지하는 앵커세트(50)의 바깥쪽 앵커고정부(56)를 콘크리트 양생후 상기 앵커세트(50)의 안쪽 앵커매립부(52)로부터 분리시켜 제거하는 단계를 실시한다.
그리고 계속해서 콘크리트 양생으로 형성된 교각(10) 외벽에서 철재거푸집(30)을 제거하는 단계를 실시함으로서 본 발명에서 적용된 앵커세트(50)의 매립앵커부(52)가 선매립된 콘크리트 교각(10)이 정상적으로 형성되며, 이후 콘크리트 교각(10)의 측벽에 매립된 앵커세트(50)의 안쪽 매립앵커부(52)인 매립앵커(53)에 대해 해당 점검시설(20)을 결속하는 단계를 실시하는데, 통상 기본적으로 점검시설(20)은 먼저 지지브래킷(22)을 고정볼트(24)로써 교각(10)에 선매립된 앵커세트(50)의 매립앵커부(52)와 볼트결합시키고, 이후 통상적인 점검시설 결합구조에서와 같이 난간발판(26) 등을 추가 결합 고정시킴으로서 본 발명에 따른 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법이 구현 실시될 수 있다.
참고로 본 발명에 따른 시공방법을 통해 실시되는 철재거푸집(30)에 대한 앵커구멍(32)의 천공작업에 있어, 콘크리트 타설 및 양생을 통한 교각(10) 형성 후에 상기 콘크리트 교각(10) 측벽에 볼트결합되는 해당 점검시설(20)의 정확한 장착위치에 맞게 그 천공 위치 및 천공 개수와 천공 크기가 선정 조절되어 관통 형성되는데, 이때 개개 앵커구멍(32)에 대한 천공의 직경은 10-100㎜ 범위이며, 점검시설(20)의 지지브래킷(22)에 형성된 해당 볼트구멍 위치에 대응하는 천공은 상하좌우 일정간격으로 가로 × 세로 = (10-500)㎜ × (50-1,000)㎜ 범위로 하여 2-6개의 천공 개수를 적용함을 기본으로 한다.
그리고 특히, 철재거푸집(30)의 천공된 앵커구멍(32)에 앵커세트(50)를 삽입 결속하는데, 앵커세트(50)의 매립앵커부(52)를 앵커구멍(32)에 삽입하고 상기 앵커세트(50)의 앵커고정부(56)를 결합 고정시켜 철재거푸집(30)의 원하는 위치 및 개수에 맞게 상기 앵커세트(50)가 고정 부착되게 되도록 한다. 이후 상기 앵커세트(50)가 삽입 고정된 다음 콘크리트 타설 및 양생을 거쳐 콘크리트 구조물인 교각(10)이 형성되면, 상기 철재거푸집(30) 제거 전에 앵커세트(50)의 앵커고정부(56)를 먼저 분리 제거한 다음 철재거푸집(30)을 제거함으로서 교각(10)의 측벽부위를 기준으로 상기 교각(10)의 내측에 매립앵커부(52)만 남게 되고, 이렇게 남게 된 콘크리트 교각(10) 측벽의 앵커구멍인 매립앵커부(52)의 매립앵커(53)에 점검시설(20)의 지지브래킷(22)의 볼트구멍과 정확하게 맞추어 통상의 고정볼트(24)을 통한 볼트결합으로 점검시설(20)을 간단하고도 용이하게 고정 설치할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법을 통해 철재거푸집(30)의 앵커구멍(32)에 본 발명에서 적용시킨 앵커세트(50)을 삽입 결속시켜 콘크리트 타설작업을 실시한 결과, 도 9a 및 도 9b에서와 같이 샘플화시킨 실험체인 철재거푸집(30)의 앵커구멍(32)에 결속된 앵커세트(50)가 실제 전달받는 콘크리트 타설 압력에 대한 하중-변위 곡선 및 안전율을 확인할 수 있었다.
먼저 철재거푸집(30) 내의 앵커세트(50)가 받는 콘크리트 타설 압력에 대한 평가를 보면,
콘크리트펌프카(압송 장비)에 의해 펌프 압력(P)을 80bar, 압송배관의 직경을 d=120mm라 가정하면, 토출 압력은 P’= 80bar/113cm2 = 0.7bar/cm2 = 0.714kg/cm2
콘크리트 타설시 실험체의 상부 접촉면적 산출 : 아래 그림(실험체 상부 가압 접촉면적 산출)과 같이 타설 압력에 대한 접촉면적(S)은 앵커세트의 측면 단면적(S')의 1/2이라 가정하면, S = S'/2 = (2πr × L)/2 = (2 × 3.14 × 0.9 × 8.45)/2 = 23.88 cm2
실험체 상부 접촉면에 받는 압력(P1)은 P' × S = 0.714 × 23.88 = 17.05kg
시험 결과로부터 실험체의 최대 하중은 869kg이나 탄성변형 범위만을 적용하면, 도 12의 철재거푸집(30)의 앵커구멍(32)에 결속된 앵커세트(50)의 하중-변위 곡선에서 보는 것처럼 약 400kg/cm2 이므로 안전율(F.S)은 400/17.05 = 23.5을 나타내었다.
다음, 철재거푸집(30)의 앵커구멍(32) 내의 앵커세트(50)가 받는 콘크리트 측압 평가를 보면,
콘크리트 타설 속도는 10m/h 이하이고, 교각(10)의 측벽 높이가 3m 이내이며, 앵커세트(50)의 부착부위 높이가 약 1m라 가정하면, 건축공사 및 콘크리트 표준시방서에 의거하여 측압(P, t/m2) = W0(t/m2) × H(m) 혹은 2.4H = 2.4ton/m2 = 0.24kg/cm2
콘크리트 타설 후 실험체의 측부 접촉면적 산출 : 아래 그림(실험체 측부 가압 접촉면적 산출)과 같이 측압에 대한 접촉면적은 수평단면과 전단면의 합이므로 전 표면적이라 가정하면,
밑면의 반지름 r 높이 h라고 할 때, 겉넓이는 S = (윗면과 밑면의 넓이) + (옆면의 넓이) = (2πr2) + (2πrh) = (2 × 3.14 × 0.92) + (2 × 3.14 × 0.9 × 8.45) = 52.85cm2
실험체가 수평방향에서 받는 측압(P1)은 P × S = 0.24 × 52.85 = 12.68kg
위의 시험 결과로부터 실험체의 최대 하중이 869kg 이나 탄성변형 범위(도 12 참조)만 적용하면, 약 400kg/cm2 이므로 안전율(F.S)은 400/12.68 = 31.55을 확인할 수 있다.
위의 시험 결과를 통해 단일 앵커세트(50)의 안전율은 위의 도 13의 콘크리트 타설 압력에 대한 하중-변위 안전율 그래프에서 보는 것과 같이, 타설 압력에 대해 23.5, 측압력에 대해 31.5의 안전율(F.S)을 나타내었으며, 이는 앵커) 4개로 구성된 앵커세트(50)에서도 동일한 결과로 유추할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따라 교각 형성을 위한 콘트리트 타설작업시 설치되는 철재거푸집(30)의 앵커구멍(32)에 본 발명에서 적용시킨 앵커세트(50)의 일부분인 매립 거치기능의 매립앵커부(52)가이 선매립될 수 있도록 한 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법은, 매립앵커부(52)와 앵커고정부(56)로 삽입 결속 및 분리 제거되는 앵커세트(50)를 철재거푸집(30)에 천공시킨 앵커구멍(32)에 작업자가 별다른 어려움없이 간단하고도 쉽게 결속 구성시킬 수 있으며, 이는 콘크리트 타설작업을 통한 교각(10) 형성시에 앵커세트(50)의 앵커고정부(52)는 철재거푸집(30)과 함께 분리 제거되면서 앵커세트(50)의 매립앵커부(52)는 교각(10) 측벽에 선매립 시공될 수 있어, 이후 통상의 점검시설(20)을 본 발명에서 적용시킨 교각(10)에 선매립된 앵커세트(50)의 매립앵커(52)와 간단하고 용이하게 볼트결합시킬 수 있는 새로운 시공방식으로 작업 실시될 수 있다.
10 : 교각 12 : 볼트구멍
14 : 앵커볼트 20 : 점검시설
22 : 지지브래킷 24 : 고정볼트
26 : 난간발판 30 : 철재거푸집
32 : 앵커구멍 40 : 철근
50 : 앵커세트 51 : 지지볼트
52 : 매립앵커부 53 : 매립앵커
55 : 앵커지지와셔 55a: 조임절결홈
56 : 앵커고정부 57 : 앵커고정볼트
14 : 앵커볼트 20 : 점검시설
22 : 지지브래킷 24 : 고정볼트
26 : 난간발판 30 : 철재거푸집
32 : 앵커구멍 40 : 철근
50 : 앵커세트 51 : 지지볼트
52 : 매립앵커부 53 : 매립앵커
55 : 앵커지지와셔 55a: 조임절결홈
56 : 앵커고정부 57 : 앵커고정볼트
Claims (3)
- 철재거푸집을 설치하고 그 내부 공간에 콘크리트를 타설하기 전에 철근을 배근하는 단계와,
점검시설을 볼트결합시키기 위한 앵커세트가 결속될 수 있도록 상기 철재거푸집에 앵커구멍을 천공시키는 단계와,
상기 앵커세트가 철재거푸집의 앵커구멍으로 삽입 결속되는 매립앵커부와 분리 제거되는 앵커고정부로 분리 구성되어 철재거푸집에 천공된 해당 앵커구멍에 대해 철재거푸집의 외부에서 매립 거치기능을 갖는 앵커세트의 매립앵커부를 삽입 결속시키는 단계와,
타설되는 콘크리트가 상기 철재거푸집의 앵커구멍 안쪽으로 침투되지 않도록 결합 고정 및 분리 제거기능을 갖는 앵커세트의 앵커고정부로 상기 매립앵커부에 대해 결속 압착시키는 단계와,
상기 앵커세트가 결속된 철재거푸집의 내측 공간으로 콘크리트를 타설하고 양생하는 단계와,
콘크리트 타설작업으로 콘크리트가 철재거푸집의 앵커구멍을 통해 내측 공간으로 침입됨을 방지하는 앵커세트의 바깥쪽 앵커고정부를 콘크리트 양생후 분리시켜 제거하는 단계와,
콘크리트 양생으로 형성된 교각 외벽에서 철재거푸집을 제거하는 단계와,
콘크리트 교각의 측벽에 매립된 앵커세트의 안쪽 매립앵커부에 대해 해당 점검시설을 결속하는 단계를 포함하여 실시되되,
상기 철재거푸집의 앵커구멍을 중심으로 콘크리트 타설 및 양생후 형성되는 교각 측벽에 매립되는 상기 앵커세트의 매립앵커부는 외부에서 점검시설의 지지브래킷이 고정볼트를 통해 볼트결합될 수 있도록 내부에 나사 형성된 매립앵커와 함께 지지볼트가 결합 연장되며,
콘크리트 양생후 분리 제거되는 상기 앵커세트의 앵커고정부는 타설되는 콘크리트가 상기 앵커구멍 안쪽으로 침투되지 않으면서 상기 매립앵커부의 매립앵커와의 나사결합 및 밀폐 유지를 위한 앵커고정볼트와 함께 콘크리트 타설 압력 및 측압력에도 안정되게 이들 앵커고정볼트와 앵커구멍 사이에 압착 결속상태가 작동될 수 있도록 조임절결홈이 경사지게 일부 절개된 앵커지지와셔를 구멍밀폐 압착수단으로 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 철재거푸집에 대한 앵커구멍 천공작업은 콘크리트 타설 및 양생을 통한 교각 형성 후에 상기 콘크리트 교각 측벽에 볼트결합되는 해당 점검시설의 장착위치에 따라 그 천공위치 및 천공개수와 천공크기가 선정 조절되어 관통 형성되되,
개개 앵커구멍에 대한 천공의 직경은 10-100㎜ 범위이며 점검시설의 지지브래킷에 형성된 해당 볼트구멍 위치에 대응하는 천공 형태는 상하 좌우 일정 간격으로 가로 × 세로 = (10-500)㎜ × (50-1,000)㎜ 범위로 하여 2-6개의 천공 개수를 적용시켜 실시되는 것을 특징으로 하는 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법. - 삭제
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| KR1020210003994A KR102413916B1 (ko) | 2021-01-12 | 2021-01-12 | 교량 점검시설 설치용 거푸집 천공식 선매립 앵커 시공방법 |
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