KR102570578B1

KR102570578B1 - 안전사고의 위험성과 민원 및 구조물 손상이 없는 신속한 교좌장치의 교체 공법

Info

Publication number: KR102570578B1
Application number: KR1020220118710A
Authority: KR
Inventors: 이채성; 최진우
Original assignee: (주)지승씨앤아이; (주)휴텍; 이채성
Priority date: 2022-09-20
Filing date: 2022-09-20
Publication date: 2023-08-29

Abstract

본 발명은 교량하부구조의 코핑부위에 돌출된 정육면형태의 받침블럭, 받침블럭상단에 일정두께(대략 50mm)의 무수축몰탈층 위에 설치되어 상부구조의 하중을 하부구조로 전달하는 교좌받침 교체에 있어서, 기존교좌받침과 교좌받침하면의 무수축몰탈을 제거하여 확보된 공간, 즉 기존교좌받침높이와 무수축몰탈두께의 공간을 활용하여 받침블럭을 깨지 않고 신규받침으로 교체하는 공법으로 교좌받침교체에 있어서 가장 관건이 되는 교좌받침하부의 공극을 충진재로 완벽한 충진과 실시간 충진확인 방법을 도입함으로써, 안전사고의 위험성이 없고, 민원 소지가 없고, 구조물의 손상 발생이 없도록 한 신속한 교좌장치의 교체 공법을 제공한다. 본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 신속한 교좌장치의 교체 공법은, (a) 교각 또는 교대의 코핑부에 배치된 유압잭으로 교량상부구조를 인상시켜 교량상부하중을 유압잭이 대신 부담하도록 하여 교좌부의 하중을 제거하고, 교량상부구조와 기존교좌받침이 인상량 만큼 분리되는 유압잭 인상단계와; (b) 유압잭의 인상량으로 확보된 공간을 통해 기존교좌받침을 고정시킨 앵커볼트를 해체하여 수평방향으로 기존교좌받침을 철거하는 기존교좌받침 철거단계와; (c) 기존교좌받침의 철거된 하면측에 무수축몰탈층을 소형 치핑기로 치핑하여 제거하여 받침블럭의 상면이 노출되도록 하는 기존무수축몰탈 치핑단계와; (d) 받침블럭의 상면에 돌출된 기존앵커소켓을 가스절단기로 절단하는 앵커소켓 제거단계와; (e) 받침블럭의 측면에 기존방석철근과 간섭이 되지 않도록 복수개 이상의 앵커홀(14a)을 천공하는 받침블럭 측면앵커홀 천공단계와; (f) 측면에 앵커조립용 장공과 주입부 압력계 체결탭이 형성되고 상면에 지압판 연결볼트홀을 갖는 측면고정판을 받침블럭의 측면에 면접되게 위치시킨 후, 앵커조립용 장공을 통해 받침블럭에 받침블럭 측면 앵커홀을 형성하고, 측면고정판 앵커볼트를 앵커볼트 관통홀과 충진재의 주입을 위한 주입니플이 체결되는 주입나사탭을 갖는 앵커볼트 위치조정판에 삽통시켜 받침블럭 측면 앵커홀로 삽입되도록 한 후 용접으로 앵커볼트 위치조정판을 측면고정판에 고정시키는 측면 고정판 설치단계와; (g) 마주보는 측면고정판 사이의 단차보정면에 충진부의 강도증진을 위해 규사나 모래 잔골재 등의 단차보정골재를 포설하는 골재포설단계와; (h) 신규교좌받침의 연결을 위한 교좌볼트탭, 충진재 토출과 충진확인을 위한 토출부 압력계 및 밸브 조립탭, 측면고정판과 볼트체결을 위한 측면판 연결볼트홀이 형성되어 있는 지압판을 측면고정판에 볼트로 조립하는 지압판 조립단계와; (i) 지압판의 교좌볼트탭에 볼트로 신규 교좌받침을 조립하는 신규교좌조립단계와; (j) 실리콘 퍼티를 이용하여 받침블럭에 접하는 측면고정판 및 지압판의 모든 가장자리를 밀봉재로 밀봉하는 밀봉단계와; (k) 교좌받침의 개소당 최소 2곳 이상의 측면의 주입나사탭을 통해 충진재의 주입이 실시되는 충진재 주입단계;를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

안전사고의 위험성과 민원 및 구조물 손상이 없는 신속한 교좌장치의 교체 공법{A fast bridge bearing replacement method without safety accident dangerousness, civil complaints and structural damage}

본 발명은 교량에 적용되는 신속한 교좌장치의 교체 공법에 관한 것으로, 특히 안전사고의 위험성이 없고, 민원 소지가 없으며, 구조물의 손상 발생이 없이 신속한 교좌받침을 교체할 수 있도록 한 교좌장치의 교체 공법에 관한 것이다.

교좌받침은 하부구조의 코핑부에 상향으로 돌출되어 방석철근을 통해 코핑부와 일체화 된 받침블럭 상단에 형성된 무수축몰탈층 위에 설치되어 상부구조의 하중을 하부구조에 전달한다. 교좌받침은 손상을 받게 되면 구조물의 추가적인 손상을 방지하기 위해 신속한 교체가 필요하다. 종래에 사용된 교좌장치 교체공법의 경우, 받침의 변형 및 교량침하 그리고 기존구조물 철근의 절단으로 인해 교좌받침의 구조안정성이 낮아진다. 즉, 좁은 형하공간(400mm)에서 거푸집(250mm)을 설치한 상태에서 몰탈타설로 받침하부에 공극이 발생될 가능성이 크고, 교좌받침의 수직처짐 및 변형으로 받침기능이 손실되며, 몰탈의 충진불량으로 받침의 변형 및 교량침하가 발생된다. 또한, 받침콘크리트의 제거를 위해 기존철근의 절단이 불가피하다. 또한, 신규받침블럭과 기존 코핑부를 일체화시키기 위해 신규받침블럭에 방석철근의 정착장 확보 차원에서 코핑부 기존철근 하면에 신규방석철근을 갈고리형태로 절곡하여 연결하도록 설계되어 있으나, 코핑부의 기존철근이 블럭아웃 하면에 일부 노출되어 있는 상태로 실제 "ㄷ" 형태의 신규방석철근의 갈고리를 기존철근의 하면에 걸기가 불가능해진다. 따라서 사실상 신규 받침블럭과 코핑은 분리구조물로서 코핑으로 수평력 전달이 불확실해진다.

또한, 고진동장비의 장시간 깨기로 인한 작업자의 안전성이 떨어지고, 폐기물 낙하로 인한 작업자 및 통행인이 위험해지고, 발생된 폐기물을 바로 출하가 불가하여, 일정기간 동안 비계 또는 점검로상에 적치가 불가피하여 폐기물 낙하는 물론 비계 또는 점검로의 구조적인 안정성이 우려된다.

또한, 고진동 브레이커의 사용으로 장시간 큰 소음이 발생되고, 특히 강박스의 경우 강박스의 진동소음이 추가되어 주변인가의 민원이 발생된다. 또한 깨기과정에서 발생되는 분진 및 파편으로 인한 통행인의 안전을 해칠 뿐만 아니라 민원이 발생되며, 다량의 폐기물로 환경을 해치며 그 처리 비용이 상승한다.

따라서 안전사고의 위험성이 없고, 민원 소지가 없으며, 구조물의 손상 발생이 없는 새로운 교좌받침의 교체의 공법이 요구된다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1564721호(특허문헌 1)로서, '하부구조물의 손상 없이 교량받침을 교체하는 공법'이 제안되어 있다. 이는 측면 보강판 및 측면 앵커볼트를 하부구조물 코핑부 양 측면에 설치하고, 신규 교량받침을 기존의 앵커볼트와 접합시키지 않고 지압 상판과 접합시킴으로써 기존의 콘크리트 깨기 없이 신규 교량받침의 설치가 가능하며, 또한, 콘크리트 깨기와 콘크리트 양생 없이 신규 교량받침을 교체함으로써 공기를 단축시킬 수 있고, 현장에서의 설치 공정을 최소화할 수 있으며, 또한, 신규 교량받침의 교체시 공장에서 사전에 제작된 보강재인 지압 상판을 이용하여 설치작업을 진행함으로써 신규 교량받침의 교체와 동시에 별도의 작업 없이 코핑부 보강이 가능하도록 한 것이다.

그러나 상기 배경기술은 앵커볼트를 설치하기 위한 앵커홀 형성시 코핑부에 배근된 철근의 간섭을 받을 경우에 대한 대안이 없다. 또한, 기존의 교량받침이 무수축몰탈에 설치된 것이 아니기 때문에, 무수축몰탈에 설치된 기존 교량받침의 교체 방법에 대한 제시를 찾아볼 수 없다. 또한 상기 배경기술은 코핑부의 측면에 측면 보강판을 설치하고 코핑에 고정된 측면보강판 상에 지압상판을 설치하게 되므로 받침블럭이 있는 교좌받침의 경우 받침블럭과 지압상판이 간섭되므로 이에 대한 대안이 없다. 또한 교좌받침의 수직하중은 지압상판을 통해 코핑부에 전달되는데 지압상판과 기존코핑부 사이에는 필연적으로 공극이 발생되며, 이러한 공극은 수직하중에 의해 교좌받침 및 지압상판의 변형을 야기시켜 받침기능을 손실하게 되는데 배경기술에는 이 공극을 해소시키는 어떠한 방법도 제시되지 않고 있다.

본 발명의 배경이 되는 다른 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-2145521호(특허문헌 2)로서, '교량받침 교체용 받침장치 및 이를 활용한 교량받침 교체 시공방법'이 제안되어 있다. 이는 신규 교량받침 적용 시 교량 구조물의 배근 철근의 손상 없이 신규 교량받침으로의 교체가 가능하고, 분절된 앵커부재를 삽입하는 것으로 앵커길이의 연장을 쉽게 수행할 수 있고, 작업현장에 따라 설치 작업 시 발생할 수 있는 받침 콘크리트부 관련 현장 문제점의 영향이 없이도 균일한 품질의 교체시공이 가능하도록 한 것이다. 그러나 상기 배경기술은 받침하부 콘크리트(받침블럭)까지 제거하고 치핑 작업된 면을 보강처리하는 기술 적용이 없어 신규 교량받침의 설치 안정성을 높이는데 한계가 있다.

한국 등록특허 등록번호 제10-1564721호 한국 등록특허 등록번호 제10-2145521호

본 발명은 교량하부구조의 코핑부위에 돌출된 정육면형태의 받침블럭, 받침블럭상단에 일정두께(대략 50mm)의 무수축몰탈층 위에 설치되어 상부구조의 하중을 하부구조로 전달하는 교좌받침 교체에 있어서, 기존교좌받침과 교좌받침 하면의 무수축몰탈을 제거하여 확보된 공간, 즉 기존교좌받침 높이와 무수축몰탈 두께의 공간을 활용하여 받침블럭을 깨지 않고 신규받침으로 교체하는 공법으로 교좌받침교체에 있어서 가장 관건이 되는 교좌받침 하부의 공극을 충진재로 완벽한 충진과 실시간 충진확인 방법을 도입함으로써, 안전사고의 위험성이 없고, 민원 소지가 없고, 구조물의 손상 발생이 없도록 한 신속한 교좌장치의 교체 공법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 신속한 교좌장치의 교체 공법은, (a) 교각 또는 교대의 코핑부에 배치된 유압잭으로 교량상부구조를 인상시켜 교량상부하중을 유압잭이 대신 부담하도록 하여 교좌부의 하중을 제거하고, 교량상부구조와 기존교좌받침이 인상량 만큼 분리되는 유압잭 인상단계와; (b) 유압잭의 인상량으로 확보된 공간을 통해 기존교좌받침을 고정시킨 앵커볼트를 해체하여 수평방향으로 기존교좌받침을 철거하는 기존교좌받침 철거단계와; (c) 기존교좌받침의 철거된 하면측에 무수축몰탈층을 소형 치핑기로 치핑하여 제거하여 받침블럭의 상면이 노출되도록 하는 기존무수축몰탈 치핑단계와; (d) 받침블럭의 상면에 돌출된 기존앵커소켓을 가스절단기로 절단하는 앵커소켓 제거단계와; (e) 받침블럭의 측면에 기존방석철근과 간섭이 되지 않도록 복수개 이상의 앵커홀(14a)을 천공하는 받침블럭 측면앵커홀 천공단계와; (f) 측면에 앵커조립용 장공과 주입부 압력계 체결탭이 형성되고 상면에 지압판 연결볼트홀을 갖는 측면고정판을 받침블럭의 측면에 면접되게 위치시킨 후, 앵커조립용 장공을 통해 받침블럭에 받침블럭 측면 앵커홀을 형성하고, 측면고정판 앵커볼트를 앵커볼트 관통홀과 충진재의 주입을 위한 주입니플이 체결되는 주입나사탭을 갖는 앵커볼트 위치조정판에 삽통시켜 받침블럭 측면 앵커홀로 삽입되도록 한 후 용접으로 앵커볼트 위치조정판을 측면고정판에 고정시키는 측면 고정판 설치단계와; (g) 마주보는 측면고정판 사이의 단차보정면에 충진부의 강도증진을 위해 규사나 모래 잔골재 등의 단차보정골재를 포설하는 골재포설단계와; (h) 신규교좌받침의 연결을 위한 교좌볼트탭, 충진재 토출과 충진확인을 위한 토출부 압력계 및 밸브 조립탭, 측면고정판과 볼트체결을 위한 측면판 연결볼트홀이 형성되어 있는 지압판을 측면고정판에 볼트로 조립하는 지압판 조립단계와; (i) 지압판의 교좌볼트탭에 볼트로 신규 교좌받침을 조립하는 신규교좌조립단계와; (j) 실리콘 퍼티를 이용하여 받침블럭에 접하는 측면고정판 및 지압판의 모든 가장자리를 밀봉재로 밀봉하는 밀봉단계와; (k) 교좌받침의 개소당 최소 2곳 이상의 측면의 주입나사탭을 통해 충진재의 주입이 실시되는 충진재 주입단계;를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (e)단계에서, 앵커홀은 에폭시 충진시 공기제거와 완벽한 충진을 위해 하향으로 2~10°의 경사각(θ)으로 천공되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 충진재 주입의 확인을 위해 밀봉단계(j) 직후, 측면고정판의 앵커홀 주변에 주입확인을 위해 주입부 밸브와 주입부 압력계가 설치되고, 신규 교좌받침과 인접한 지압판의 상면에 제1,2 토출부 밸브, 토출부 압력계가 각각 최소 1개 이상 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충진재 주입단계에서 주입부 밸브와 제1,2 토출부 밸브는 열림상태에서 주입이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 지압판의 상단에 위치한 제2 토출부 밸브를 통해 충진재의 토출을 확인한 후, 제2토출부 밸브를 잠금으로써 충진재의 충진 확인이 완료되는 것을 특징으로 한다.

또한, 주입부 압력계와 토출부 압력계의 압력이 각기 기준값 이내이면 충진된 상태로 판단하고, 이때 주입부 밸브와 토출부 제1밸브를 잠금으로써 충진재의 충진을 재확인이 완료되는 것을 특징으로 한다.

또한, 주입부 압력계와 제2토출부 밸브를 탈거시키고 24시간 이상 충진재의 양생을 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 측면고정판은 받침블럭의 4개소 측면에 각각 설치되고, 지압판은 “+”형상으로 제작되어져 4개의 측면고정판에 모두 대응하여 연결된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 신속한 교좌장치의 교체 공법에 따르면, 받침의 구조 안정성, 안전성, 환경성이 개선된다. 즉, 받침의 구조 안정성 면에서 살펴보면, ① 수두차를 이용하여 최단에서 충진재 토출에 의한 확인, ② 최하단과 최상단의 충진재 압력을 통한 충진상태확인이 이루어지는 받침하중 2단계의 충진확인 시스템 구축으로 완벽한 충진이 구현되어 교좌받침의 구조 안정성을 획득하게 되고, 기존 방석철근의 손상이 전혀 없으므로 교좌받침에서 전달되는 수직 및 수평하중 전달에 전혀 문제가 없다. 특히 받침블럭의 방석석철근은 코핑내부로 충분한 정착장이 확보된 상태로 블럭과 코핑이 일체 구조물을 이루게 되어 상부로부터 전달되는 하중이 교좌받침, 받침블럭과 방석철근을 걸쳐 코핑부에 원활하게 전달되는 하중전달경로의 확보, 즉 교좌받침의 구조 안정성에 유리하다.

안전성 면에서 살펴보면, 깨기작업이 거의 없고, 폐기물이 소량 발생되어 작업자 및 하부통행인의 안전이 확보되고, 폐기물인 무수축몰탈의 경우 가장 많이 쓰이는 500톤 받침기준으로 받침당 0.08톤으로 6개소이면 0.5톤으로 기존공법, 즉 받침블럭 및 코핑의 일부를 깨고 신규받침 6개를 교체할 경우 대략 10톤정도의 폐기물이 발생되므로, 폐기물 발생량이 기존공법대비 5% 이하가 되어 비계 또는 점검로상에 적치되더라도 구조적 안정성에 영향이 없고 무수축몰탈 깨기는 소량으로 저진동 브레이커로 짧은 시간에 완료되므로 깨기로인한 주변 기존구조물의 미세한 손상(균열)이 거의 없다.

환경성 면에서 살펴보면, 무수축몰탈 깨기시 저진동 브레이커로 단시간 작은 소음이 발생되어 민원가능이 거의 없다. 또한 폐기물도 교각당 0.5톤에 불과하여 환경을 크게 해하지 않으며 처리비용이 저렴하다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1a 내지 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 신속한 교좌장치의 교체 공법을 순차적으로 설명하기 위한 예시도로서,
도 1a 및 도 1b는 교각의 상면에 유압잭이 배치된 사시도 및 그 일측면도이고,
도 2는 도 1a에 배치된 기존교좌받침을 철거하는 사시도 및 그 일측면도이고,
도 3은 도 1a의 교각 상면에 설치된 기존무수축몰탈층을 치핑하는 상태를 나타내는 사시도 및 그 일측면도이고,
도 4는 도 3의 받침블럭에 매립된 앵커소켓을 기존무수축몰탈층에 돌출된 량만큼 절단 제거하는 사시도 및 그 일측면도이고,
도 5는 받침블럭에 측면 앵커홀을 천공하는 사시도 및 그 일측면도이고,
도 6a는 받침블럭에 측면고정판을 설치하는 사시도이고,
도 6b는 받침블럭에 측면고정판을 설치한 후 나타난 일측면도 및 요부확대도이고,
도 7은 받침블럭의 상부 단차보정면에 골재를 포설시킨 사시도 및 그 일측면도이고,
도 8a는 받침블럭의 상부에 지압판을 위치시켜 측면고정판에 고정시킨 사시도및 그 일측면도이고,
도 8b는 도 8a의 'X'부 확대도이고,
도 8c는 도 8a에 도시된 지압판의 사시도이고,
도 9는 신규 교좌받침의 설치 및 접합부 둘레의 밀봉을 나타내는 사시도 및 일측면도이고,
도 10은 충진재의 주입 및 토출을 확인하기 위한 주입밸브, 주입부 압력계, 제1,2 토출밸브 및 토출부 압력계의 설치상태도이고,
도 11은 충진재의 충진 확인 단계에서 나타난 밸브 및 압력계의 조정상태이다.
도 12는 정육면체의 받침블럭에서 4면의 받침블럭측면에 각각 측면고정판이 설치되고, 4면의 측면고정판에 대응되도록 “+‘형상의 지압판이 각각의 측면고정판에 조립된 상태이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 실시 예에 따른 신속한 교좌장치의 교체 공법을 순차적을 설명한다.

신규 교좌받침의 교체전 교각(또는 교대)(10)의 상면측 기존 상태를 살펴보면, 도 1과 같이 교량상부구조(100)를 기존교좌받침(110)이 지지하고 있고, 기존교좌받침(110)은 코핑부(10a)의 상면에 돌출된 정육면체형태의 받침블럭(14)의 상부 무수축몰탈층(15)에 안착되어 앵커볼트(112)로 받침블럭(14)에 고정되어 있다. 이때 앵커볼트(112)는 받침블럭(14)에 매설된 도 ?의 앵커소켓(18)에 체결되어 있다. 또한, 받침블럭(14)에는 교각(10)(또느 교대)에 합성되어 있는 방석철근(16)이 매설되어 있다.

유압잭 인상단계

먼저, 도 1과 같이 교각(또는 교대)(10)의 상면 코핑부(10a)에 유압잭(12)을 배치한다. 이때 유압잭(12)은 예시된 바와 같이 기존교좌받침(110)의 양측으로 배열되어 설치될 수 있다.

그 다음, 유압잭(12)으로 교량상부구조(100)를 2~5mm 인상시켜 교량상부하중을 유압잭(12)이 대신 부담하도록 하여 기존교좌받침(110)(교좌부)에 작용하는 하중을 제거하고, 교량상부구조(100)와 기존교좌받침(110)이 인상량 만큼 분리되도록 한다.

기존교좌받침 철거단계

그 다음 도 2와 같이, 유압잭(12)의 인상량(2~5mm)으로 확보된 공간을 통해 기존교좌받침(110)을 고정시킨 앵커볼트(112)를 해체한 후, 수평방향으로 기존교좌받침(110)을 철거한다. 이때 기존교좌받침(110)이 교량상부구조(100)의 하면측 솔플레이트(도시안됨)와 용접되어 있는 경우 그 용접부를 제거시킨다.

기존무수축몰탈 치핑단계

그 다음 도 3과 같이, 기존교좌받침(110)의 철거된 하면측에 무수축몰탈층(15)(두께 50mm)을 소형 치핑기(200)로 치핑하여 제거시킨다. 이같이 무수축몰탈층(15)이 제거됨으로써 받침블럭(14)의 상면이 노출된다. 이와 함께 앵커볼트(112)와 체결되어 있던 앵커소켓(18)의 상부 일부가 돌출하여 노출된다. 앵커소켓(18)의 돌출높이는 무수축몰탈층(15)의 두께와 동일하다.

앵커소켓 제거단계

그 다음 도 4와 같이, 받침블럭(14)의 상면에 돌출된 기존의 앵커소켓((16)을 가스절단기로 절단하여 제거시킨다. 따라서 받침블럭(14)의 상면에는 돌출된 부분이 없는 평탄면을 갖게 된다.

받침블럭 측면앵커홀 천공단계

그 다음 도 5와 같이 받침블럭(14)의 측면에 기존 방석철근(16)과 간섭이 되지 않도록 앵커홀(14a)을 천공한다. 통상 방석철근(16)의 철근간격은 120~ 150mm이므로 이 간격을 피하여 이루어짐이 바람직하다.

이 단계에서, 앵커홀(14a)은 에폭시의 충진시 공기제거와 완벽한 충진을 위해 하향으로 2°~10°의 경사각(θ)으로 천공됨이 바람직하다. 이는 2°보다 작을 경우 에폭시의 충진시 공기제거가 어렵고, 10°보다 클 경우 후술할 측면고정판(20)을 고정하는 측면고정판 앵커볼트(24)를 앵커홀(14a)에 깊숙히 설치하기가 어렵기 때문이다.

측면 고정판 설치단계

그 다음 도 6과 같이, 측면고정판(20)을 받침블럭(14)의 양쪽 측면에 설치하는 단계가 이루어진다. 측면고정판(20)은 측면고정판 앵커볼트(24)를 통해 받침블럭(14)의 측면에 설치된다.

측면고정판(20)은 측면에 앵커조립용 장공(20a)과 주입부 압력계 체결탭(20b)이 형성되고 상면에 지압판 연결볼트홀(20c)을 갖는다. 앵커조립용 장공(20a)은 수평방향으로 긴 홀 형태로서 방석철근 간섭시 천공 홀(14a)의 위치를 변경할수 있도록 하는데 도움을 준다. 이때 측면고정판 앵커볼트(24)가 앵커조립용 장공(20a)에 직접 체결되지 못하므로 앵커볼트 위치조정판(22)이 측면고정판(20)에 용접된 후 설치된다. 이때 앵커볼트 위치조정판(22)과 측면고정판(20)의 용접은 받침블럭(14)의 양쪽 측면에 방석철근을 회피하여 천공 완료 후 측면고정판 앵커볼트(24)를 조립한 후에 실시한다.

따라서 측면고정판(20)을 받침블럭(14)의 측면에 면접되게 위치시킨 후, 앵커조립용 장공(20a)을 통해 받침블럭(14)에 받침블럭 측면 앵커홀(14a)을 형성하고, 측면고정판 앵커볼트(24)를 앵커볼트 위치조정판(22)에 삽통시켜 받침블럭 측면 앵커홀(14a)로 삽입되도록 한 후 용접으로 앵커볼트 위치조정판(22)을 측면고정판(20)에 고정시킨다.

여기서 앵커볼트 위치조정판(22)에는 측면고정판 앵커볼트(24)를 삽입시키기 위한 앵커볼트 관통홀(22a)과 충진재의 주입을 위한 주입니플(도시안됨)이 체결되는 주입나사탭(22b)을 갖는다.

골재포설단계

그 다음 도 7과 같이, 마주보는 측면고정판(20과 20) 사이의 단차보정면(14b)에 충진부의 강도증진을 위해 규사나 모래 잔골재 등의 단차보정골재(26)를 포설한다.

여기서, 단차보정량(t)은 도 8b와 같이 순수충진재의 두께(t1)와 단차보정골재(26)의 두께(t2)의 합이다. 여기서, 단차보정골재(26)의 두께(t2) 부분에도 충진재가 유입되어 강도를 증진시킬 수 있다. 순수충진재의 두께(t1)는 단차보정량(t=50mm 인 경우)을 고려하여 40mm 이하로 함이 바람직하다.

∴ 단차보정량(t) 산정 = (기존교좌 높이+기존 무수축몰탈의 두께)-(신규 교좌받침 높이+지압판의 두께) ≥ 0

여기서, 통상적인 무수축몰탈층의 두께는 50mm, 하기 지압판(30)의 두께는 최소 20mm이상을 적용하고, 단차보정량(t)은 항상 “0”이상이어야 한다. 단차보정량(t)이 항상 “0”이상이므로, 신규 교좌받침의 안전한 하중지지를 위해 이 단차보정량(t) 만큼 충진재(예로, 에폭시 수지)를 통해 후 충진공정에서 완벽히 충진하여야 한다.

지압판 조립단계

그 다음 도 8a와 같이, 지압판(30)을 측면고정판(20)에 볼트(32)로 조립하는 단계를 갖는다. 지압판(30)은 신규 교좌받침(110a)의 연결을 위한 교좌볼트탭(30a), 충진재 토출과 충진확인을 위한 토출부 압력계 및 밸브 조립탭(30b), 측면고정판(20)과 볼트체결을 위한 측면판 연결볼트홀(30c)이 형성되어 있다.

신규교좌조립단계

그 다음 도 9와 같이, 지압판(30)에 신규 교좌받침(110a)을 조립한다. 신규 교좌받침(110a)은 지압판(30)의 교좌볼트탭(30a)에 볼트를 체결하여 조립된다.

밀봉단계

그 다음, 실리콘 퍼티(도시안됨)를 이용하여 받침블럭(14)에 접하는 측면고정판(20) 및 지압판(30)의 모든 가장자리를 밀봉재(33)로 밀봉한다. 밀봉재는 완벽한 밀봉이 가능하고 고압에 견디는 것이 바람직하다.

이 밀봉 후, 후 공정에서 시행되는 충진재 주입의 확인을 위해 충진확인 시스템이 설치됨이 바람직하다. 이 시스템 경우 충진재가 주입되는 부근(측면고정판 앵커홀의 주변)에 주입확인을 위해 도 10과 같이 주입부 밸브(41)와 주입부 압력계(42)가 설치되고, 신규 교좌받침(110a)과 인접한 지압판(30)의 상면에 제1,2 토출부 밸브(51,52), 토출부 압력계(53)가 각각 최소 1개 이상 설치될 수 있다.

충진재 주입단계

그 다음, 신규 교좌받침(110a)의 개소당 최소 2곳 이상의 측면의 주입나사탭(22b)(도 6a 참조)을 통해 충진재의 주입이 실시된다. 즉, 앵커볼트 위치조정판(22)의 주입나사탭(22b)에 체결된 주입니플(도시안됨)을 통해 이루어진다.

이같은 충진재의 주입 과정은 주입부 밸브(41)와 제1,2 토출부 밸브(51,52)가 열림상태에서 시행된다. 따라서 주입부 압력계(42)를 통해 주입압력을 확인할 수 있고, 제2토출부 밸브(52)로 충진재가 토출될 시 충진재의 충진을 확인할 수 있다.

따라서 지압판(30)의 상단에 위치한 제2 토출부 밸브(52)를 통해 충진재의 토출을 확인한 후, 제2토출부 밸브(52)를 잠금으로써 충진재의 토출을 통해 1차적으로 충진 확인이 완료된다.

여기서, 주입부 압력계(42)와 토출부 압력계(53)의 압력이 기준값 이내이면 충진된 상태로 판단하고, 이때 주입부 밸브(41)와 토출부 제1밸브(51)를 잠금으로써 충진재의 충진을 2차적으로 재확인이 완료된다.

압력계 제거 및 양생

그 다음 도 11과 같이, 주입부 압력계(42)와 제2토출부 밸브(52)를 탈거시키고 충진재의 경화를 위해 24시간 이상 양생을 실시한다.

유압잭 철거

끝으로, 교량상부구조(100)를 유압잭(12)으로 하강시켜 교량상부하중을 신규 교좌받침(110a)에 작용하도록 한 후, 유압잭(12)을 철거한다.

한편, 본 공법에서 도 12와 같이 측면고정판(20)은 받침블럭(14)의 4개소 측면에 각각 설치되고, 지압판(30)은 “+”형상으로 제작되어져 4개의 측면고정판(20)에 모두 대응하여 연결될 수 있다. 이 경우 지압판(30)은 설치 개수가 늘어난 모두 4개의 측면고정판(20)을 통해 받침블럭(14)에 연결됨으로써 지압판(30)의 고정력이 더욱 증가될 뿐만 아니라 변형을 방지할 수 있다.

이와 같이 본 공법에 의해 교좌받침의 교체가 이루어지게 되면, 받침의 구조 안정성, 안전성, 환경성이 개선된다.

즉, 받침의 구조 안정성 면에서 살펴보면, ① 수두차를 이용하여 하단에서 주입하여 최상단에서 충진재 토출에 의한 충진 확인, ② 최하단과 최상단의 충진재 압력을 통한 충진상태 재확인이 실시간으로 이루어지는 2단계의 충진확인 시스템 구축으로 완벽한 충진이 구현되어 교좌받침의 구조 안정성을 획득하게 되고, 기존 상태에 있는 받침블럭 및 방석철근의 손상이 전혀 없으므로 교좌받침에서 전달되는 수직 및 수평하중 전달에 전혀 문제가 없다. 특히 방석철근은 코핑내부로 충분한 정착장이 확보된 상태로 받침콘크리트와 코핑이 일체 구조물을 이루게 되어 받침의 구조 안정성에 유리하다.

안전성 면에서 살펴보면, 깨기작업이 거의 없고, 폐기물이 소량으로 작업자 및 하부통행인의 안전이 확보되고, 폐기물인 무수축몰탈의 경우 받침(800*800*50)당 0.08톤으로 6개소이면 0.5톤으로 기존공법, 즉 받침블럭 및 코핑의 일부를 깨고 신규받침 6개를 교체할 경우 대략 10톤정도의 폐기물이 발생되므로, 폐기물 발생량이 기존공법대비의 5% 이하가 되어 비계 또는 점검로상에 적치되더라도 구조적 안정성에 영향이 없다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10a: 코핑부
12: 유압잭
14: 받침블럭
15: 무수축몰탈층
16: 기존방석철근
18: 기존앵커소켓
20: 측면고정판
22: 앵커볼트 위치조정판
24: 측면고정판 앵커볼트
26: 단차보정골재
30: 지압판
41: 주입부 밸브
42: 주입부 압력계
51,52: 제1,2 토출부 밸브
100: 교량상부구조
110: 기존교좌받침
112: 앵커볼트
200: 소형 치핑기

Claims

(a) 교각(또는 교대)(10)의 코핑부에 배치된 유압잭(12)으로 교량상부구조(100)를 인상시켜 교량상부하중을 유압잭(12)이 대신 부담하도록 하여 교좌부의 하중을 제거하고, 교량상부구조(100)와 기존교좌받침(110)이 인상량 만큼 분리되는 유압잭 인상단계와;
(b) 유압잭(12)의 인상량으로 확보된 공간을 통해 기존교좌받침(110)을 고정시킨 앵커볼트(112)를 해체하여 수평방향으로 기존교좌받침(110)을 철거하는 기존교좌받침 철거단계와;
(c) 기존교좌받침(110)의 철거된 하면측에 무수축몰탈층(15)을 소형 치핑기(200)로 치핑하여 제거하여 받침블럭(14)의 상면이 노출되도록 하는 기존무수축몰탈 치핑단계와;
(d) 받침블럭(14)의 상면에 돌출된 기존앵커소켓(18)을 가스절단기로 절단하는 앵커소켓 제거단계와;
(e) 받침블럭(14)의 측면에 기존방석철근(16)과 간섭이 되지 않도록 복수개 이상의 앵커홀(14a)을 천공하는 받침블럭 측면앵커홀 천공단계와;
(f) 측면에 앵커조립용 장공(20a)과 주입부 압력계 체결탭(20b)이 형성되고 상면에 지압판 연결볼트홀(20c)을 갖는 측면고정판(20)을 받침블럭(14)의 측면에 면접되게 위치시킨 후, 앵커조립용 장공(20a)을 통해 받침블럭(14)에 받침블럭 측면 앵커홀(14a)을 형성하고, 측면고정판 앵커볼트(24)를 앵커볼트 관통홀(22a)과 충진재의 주입을 위한 주입니플이 체결되는 주입나사탭(22b)을 갖는 앵커볼트 위치조정판(22)에 삽통시켜 받침블럭 측면 앵커홀(14a)로 삽입되도록 한 후 용접으로 앵커볼트 위치조정판(22)을 측면고정판(20)에 고정시키는 측면 고정판 설치단계와;
(g) 마주보는 측면고정판(20과 20) 사이의 단차보정면(14b)에 충진부의 강도증진을 위해 규사나 모래 잔골재 등의 단차보정골재(26)를 포설하는 골재포설단계와;
(h) 신규교좌받침(110a)의 연결을 위한 교좌볼트탭(30a), 충진재 토출과 충진확인을 위한 토출부 압력계 및 밸브 조립탭(30b), 측면고정판(20)과 볼트체결을 위한 측면판 연결볼트홀(30c)이 형성되어 있는 지압판(30)을 측면고정판(20)에 볼트(32)로 조립하는 지압판 조립단계와;
(i) 지압판(30)의 교좌볼트탭(30a)에 볼트로 신규 교좌받침(110a)을 조립하는 신규교좌조립단계와;
(j) 실리콘 퍼티를 이용하여 받침블럭(14)에 접하는 측면고정판(20) 및 지압판(30)의 모든 가장자리를 밀봉재로 밀봉하는 밀봉단계와;
(k) 교좌받침의 개소당 최소 2곳 이상의 측면의 주입나사탭(22b)을 통해 충진재의 주입이 실시되는 충진재 주입단계;를 포함한 것을 특징으로 하는 안전사고의 위험성과 민원 및 구조물 손상이 없는 신속한 교좌장치의 교체 공법.
제 1항에 있어서,
상기 (e)단계에서,
앵커홀(14a)은 에폭시 충진시 공기제거와 완벽한 충진을 위해 하향으로 2~10°의 경사각(θ)으로 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 안전사고의 위험성과 민원 및 구조물 손상이 없는 신속한 교좌장치의 교체 공법.
제 1항에 있어서,
충진재 주입의 확인을 위해 밀봉단계(j) 직후,
측면고정판(20)의 앵커홀 주변에 주입확인을 위해 주입부 밸브(41)와 주입부 압력계(42)가 설치되고, 신규 교좌받침(110a)과 인접한 지압판(30)의 상면에 제1,2 토출부 밸브(51,52), 토출부 압력계(53)가 각각 최소 1개 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 안전사고의 위험성과 민원 및 구조물 손상이 없는 신속한 교좌장치의 교체 공법.
제 1항에 있어서,
상기 충진재 주입단계(k)에서 주입부 밸브(41)와 제1,2 토출부 밸브(51,52)는 열림상태에서 주입이 이루어지는 것을 특징으로 하는 안전사고의 위험성과 민원 및 구조물 손상이 없는 신속한 교좌장치의 교체 공법.
제 4항에 있어서,
지압판(30)의 상단에 위치한 제2 토출부 밸브(52)를 통해 충진재의 토출을 확인한 후, 제2토출부 밸브(52)를 잠금으로써 충진재의 충진 확인이 완료되는 것을 특징으로 하는 안전사고의 위험성과 민원 및 구조물 손상이 없는 신속한 교좌장치의 교체 공법.
제 3항에 있어서,
주입부 압력계(42)와 토출부 압력계(53)의 압력이 각기 기준값 이내이면 충진된 상태로 판단하고, 이때 주입부 밸브(41)와 토출부 제1밸브(51)를 잠금으로써 충진재의 충진 재확인이 완료되는 것을 특징으로 하는 안전사고의 위험성과 민원 및 구조물 손상이 없는 신속한 교좌장치의 교체 공법.
제 6항에 있어서,
주입부 압력계(42)와 제2토출부 밸브(52)를 탈거시키고 24시간 이상 충진재의 양생을 실시하는 것을 특징으로 하는 안전사고의 위험성과 민원 및 구조물 손상이 없는 신속한 교좌장치의 교체 공법.
제 1항에 있어서,
측면고정판(20)은 받침블럭(14)의 4개소 측면에 각각 설치되고, 지압판(30)은 “+”형상으로 제작되어져 4개의 측면고정판(20)에 모두 대응하여 연결된 것을 특징으로 하는 안전사고의 위험성과 민원 및 구조물 손상이 없는 신속한 교좌장치의 교체 공법.