KR20000054510A - 연속교의 외부강선 보강장치 및 이를 이용한 연속교의외부강선 보강방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보강이 필요한 연속교에 적용할 수 있게 하는 연속교의 외부강선 보강장치 및 이를 이용한 연속교의 외부강선 보강방법에 관한 것으로서, 본 발명의 연속교의 외부강선 보강장치는, 연속교의 외부강선 보강장치를 구성함에 있어, 양단부에 정착장치가 설치되어 긴장력 조절이 가능하고 적어도 두 개이상의 보를 연결하는 외부강선과, 상기 외부강선에 긴장력이 인가되면 상기 외부강선이 상기 각 보의 중앙부를 들어올리도록 상기 외부강선을 고정하는 새들 및 상기 외부강선에 긴장력이 인가되면 상기 외부강선이 상기 보와 보를 연결하는 연결부위를 내리누르도록 상기 외부강선을 고정하는 디베이터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하고, 본 발명의 연속교의 외부강선 보강방법은, 기존의 연속교의 양단부에 상기 정착장치를 설치하고, 상기 새들과 디비에이터를 설치하며, 상기 정착장치를 이용하여 상기 외부강선을 긴장시키는 단계들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하기 때문에 각 보들을 연결하는 외부강선을 이용하여 연속교의 보강을 가능하게 하고, 단순교도 보와 보 사이를 몰타르나 콘크리트 등으로 채워 넣는 연속화 공정을 추가하면 본 발명의 보강 기능을 갖게되는 효과를 갖는다.

Description

연속교의 외부강선 보강장치 및 이를 이용한 연속교의 외부강선 보강방법{External Prestressing device and method for continuous bridge}

본 발명은 연속교의 외부강선 보강장치 및 이를 이용한 연속교의 외부강선 보강방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보강이 필요한 연속교에 적용할 수 있게 하는 연속교의 외부강선 보강장치 및 이를 이용한 연속교의 외부강선 보강방법에 관한 것이다.

일반적으로 기존 구조물(보)을 보강하는 이유는 매우 다양하나 이들을 종류별로 분류하면 다음 3가지 경우로 구분할 수 있다.

첫째, 손상이나 파손으로 인하여 결손된 보이거나 둘째, 내하력 등급을 높이기 위한 보이거나 셋째, 설계나 시공의 오류로 인하여 내하력에 문제가 발생된 보인 경우이다.

현재 이러한 보강을 위하여 상판을 재시공하는 공법과, 강판을 보강하는 공법 및 외부강선을 이용한 공법 등이 있다.

이들 공법중 외부강선을 이용한 기존 구조체의 보강공법은 구조체에 대한 적응성과 보강효율이 높아서 다양한 구조체의 보강에 활발하게 적용되고 있다.

그러나, 이러한 외부강선을 이용한 기존 구조체 보강공법은 각 보에 독립적으로 적용되는 것으로서, 단지 단순보에만 적용되어 정착장치가 설치된 외부강선 및 보의 중간에 설치되는 새들을 구비하는 구성으로 연속교의 경우에는 단부정착장치를 설치할 수 없기 때문에 적용하기 어려웠었던 문제점이 있었다.

또한, 연속교의 경우 각각의 보마다 단순보의 보강에 사용되는 종래의 외부강선 보강장치가 독립적으로 설치되는 경우, 각 보의 새들이 설치된 중앙 부분의 정모멘트는 손쉽게 보강이 되나, 실제로 많은 균열이 발생되어 있는 주요 손상부인 거더의 연결부에는 전혀 보강 효과가 없기 때문에 연속교의 연결부에 새로 조인트를 설치하거나 균열이 발생된 상태로 방치해야만 하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 각 보들을 연결하는 외부강선을 이용하여 연속교의 보강을 가능하게 하는 연속교의 외부강선 보강장치 및 이를 이용한 연속교의 외부강선 보강공법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 연속교의 외부강선 보강장치가 연속교에 장착된 상태를 나타내는 도면이다.

도 2a, 2b, 2c는 도 1의 정착장치의 고정부재를 나타내는 도면이다.

도 3a, 3b, 3c 및 도 4a, 4b, 4c는 도 1의 새들을 나타내는 도면이다.

도 5a, 5b, 5c는 도 1의 디비에이터를 나타내는 도면이다.

도 6은 종래의 보에 작용하는 하중에 의해 발생하는 모멘트를 나타내는 모멘트도이다.

도 7은 본 발명의 연속교의 외부강선 보강장치를 설치한 보에 작용하는 보강모멘트를 나타내는 모멘트도이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연속교의 외부강선 보강장치는, 연속교의 외부강선 보강장치를 구성함에 있어, 양단부에 정착장치가 설치되어 적어도 두 개 이상의 보를 연결하는 외부강선과; 상기 외부강선에 긴장력이 인가되면 상기 외부강선이 상기 각 보의 중앙부를 들어올리도록 상기 외부강선을 고정하는 새들; 및 상기 외부강선에 긴장력이 인가되면 상기 외부강선이 상기 보와 보를 연결하는 연결부위에서 외부강선의 압축력을 견디도록 상기 외부강선을 고정하는 디비에이터;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외부강선의 고정을 용이하게 하기 위하여 상기 정착장치는, 기존의 단순보에서 외부강선 보강에 사용되는 정착장치인 전단지지방식, 지압지지방식, 복합지지방식이나 기타 방식, 등 임의 방식의 정착장치의 사용이 가능하다.

또한, 긴장력의 보강 및 강선을 보호하기 위하여 상기 외부강선은, 다수개의 강선 다발로 이루어지고, 튜브에 위해 둘러싸여지는 것이 외부의 작용에 의한 손상을 받지 않기 때문에 바람직하다.

또한, 외부강선에 의해 각 보의 중간부를 지지하기 위하여 상기 새들은, 상기 보의 일측에 앵커볼트 또는 강봉으로 고정되는 고정판과; 상기 고정판에 돌출되어 형성되고, 상기 외부강선의 상측면과 접촉지지하며, 상기 외부강선의 입사각에 따라 일측에 곡률이 형성된 지지판과; 상기 지지판의 측면에 형성되고, 상기 외부강선이 상기 지지판으로부터 이탈되지 않도록 안내하는 가이드판; 및 보의 하단부를 둘러싸도록 보의 좌측에 접촉되는 상기 고정판과 보의 우측에 접촉되는 상기 고정판을 서로 연결하는 연결판;을 포함하여 이루어질 수 있으며, 이 새들의 기본 구조는 단순보의 보강에 사용되는 새들과 같다.

또한, 상기 외부강선을 보와 보 사이의 연결부에서 지지하기 위한 상기 디비에이터는, 상기 보의 일측에 앵커볼트 또는 강봉으로 고정되는 고정판과; 상기 고정판에 돌출되어 형성되고, 상기 외부강선의 하측면과 접촉 지지하며, 상기 외부강선의 입사각에 따라 일측에 곡률이 형성된 지지판; 및 상기 지지판의 측면에 형성되고, 상기 외부강선이 상기 지지판으로부터 이탈되지 않도록 안내하는 가이드판;을 포함하여 이루어질 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연속교의 외부강선 보강장치를 이용한 연속교의 외부강선 보강방법은, 양단부가 정착장치에 고정되고 적어도 두 개 이상의 보를 연결하는 외부강선과, 상기 외부강선에 긴장력이 인가되면 상기 외부강선이 상기 각 보의 중앙부를 들어올리도록 상기 외부강선을 보의 중간부에서 고정하는 새들 및 상기 외부강선에 긴장력이 인가되면 상기 외부강선이 상기 보와 보를 연결하는 연결부위에서 지지되도록 상기 외부강선을 고정하는 디비에이터를 구비하여 이루어지는 연속교의 외부강선 보강장치를 이용한 연속교 외부강선 보강방법에 있어서, 적어도 두 개의 보로 이루어지는 보강이 필요한 기존의 연속교의 양단부에 상기 정착장치를 설치하는 단계와; 상기 정착장치가 설치된 연속교에 상기 새들과 디비에이터를 설치하는 단계; 및 상기 정착장치에 외부강선을 연결하고, 상기 외부강선이 상기 새들과 디비에이터를 통과하도록 설치하며, 상기 정착장치를 이용하여 상기 외부강선을 긴장시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 연속교의 외부강선 보강장치 및 이를 이용한 연속교의 외부강선 보강방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 연속교의 외부강선 보강장치는, 단순보가 아니라 2개 이상의 보가 서로 연결되어 있거나, 연결이 가능한 단순교의 경우에 적용되는 것으로서, 도면에서는 2개의 보에 적용된 연속교의 외부강선 보강장치를 도시하였다. 여기서 단순교의 경우에는 외부강선을 긴장하기 전에 보와 보 사이를 몰타르나 콘크리트로 채워 넣어 교량을 먼저 연속화하게 되면 그 이후 공정은 연속교의 보강과 같다.

즉, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 연속교의 외부강선 보강장치는, 외부강선(10)과, 새들(20) 및 디비에이터(30)를 구비하여 이루어지는 구성으로서, 상기 외부강선(10)은, 양단부에 정착장치(12)가 설치되어 긴장력 조절이 가능하고 적어도 두 개이상의 보(1)를 연결하는 것이다.

여기서, 강선을 보호하고, 긴장력을 견딜 수 있도록 상기 외부강선(10)은, 도 5c에 도시된 바와 같이, 다수개의 강선다발(10a)로 이루어지고, 이 강선다발은 별도의 튜브(10b)속에 내장되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 정착장치(12)는, 기존의 단순교에 사용되는 모든 종류의 정착장치를 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 설명을 위하여, 도 2a, 2b, 2c에 도시된 바와 같이, 상기 보(1)의 일측 단부를 둘러싸는 지압지지형 정착장치를 도시하였다.

또한, 상기 새들(20)은, 상기 외부강선(10)에 긴장력이 인가되면 상기 외부강선(10)이 상기 각 보(1)의 중앙부를 들어올리도록 상기 외부강선(10)을 고정하는 것으로서, 그 단면이 전체적으로 "ㄷ"형상인 몸체를 상기 보에 앵커볼트로 고정하여 사용할 수도 있으나 바람직하기로는, 도 3a, 3b, 3c에 도시된 바와 같이, 고정판(22)과, 지지판(24)과, 가이드판(26) 및 연결판(28)을 구비하여 이루어지는 구성이다.

여기서, 상기 고정판(22)은 상기 보의 일측에 앵커볼트(2) 또는 강봉으로 고정되는 판재이고, 상기 지지판(24)은, 상기 고정판(22)에 돌출되어 형성되고, 상기 외부강선(10)의 상측면과 접촉지지하며, 상기 외부강선(10)의 입사각에 따라 일측에 곡률이 형성된 판재이며, 상기 가이드판(26)은 상기 지지판(24)의 측면에 형성되고, 상기 외부강선(10)이 상기 지지판(24)으로부터 이탈되지 않도록 안내하는 판재이다.

또한, 상기 연결판(28)은, 보(1)의 하단부를 전체적으로 "ㄷ"형상으로 둘러싸도록 보(1)의 좌측에 접촉되는 상기 고정판(22)과 보(1)의 우측에 접촉되는 상기 고정판(22)을 서로 연결하는 것이다.

또한, 도 4a, 4b, 4c에 도시된 새들은 도 3a, 3b, 3c에 도시된 새들(20a)에 이웃하는 새들(20b)로서, 서로 대칭되는 구조이고, 역시 상기 외부강선(10)의 입사각에 따라 일측에 곡률이 형성된 지지판(24)을 포함하여 이루어진다.

이러한 새들(20)은 1조의 외부강선에 각 보마다 반드시 2개가 아닌 1개일 수도 있는 것으로서, 상기 보(1)의 모멘트도에 따라 내하력이 최대가 되는 지점에 설치되거나 내하력이 최대가 되는 지점의 부근에 다수개가 대칭으로 설치될 수도 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디비에이터(30)는, 도 5a, 5b, 5c에 도시된 바와 같이, 상기 외부강선(10)에 긴장력이 인가되면 상기 외부강선(10)이 상기 보(1)와 보(1)를 연결하는 연결부위를 지지하도록 상기 외부강선(10)을 고정하는 것으로서, 상기 보의 일측에 앵커볼트(2) 또는 강봉으로 고정되는 고정판(32)과, 상기 고정판(32)에 돌출되어 형성되고, 상기 외부강선(10)의 하측면과 접촉지지하며, 상기 외부강선(10)의 입사각에 따라 일측에 곡률이 형성된 지지판(34) 및 상기 지지판(34)의 측면에 형성되고, 상기 외부강선(10)이 상기 지지판(34)으로부터 이탈되지 않도록 안내하는 가이드판(36)을 구비하여 이루어지는 구성이다.

여기서, 상기 디비에이터(30)는 보(1)와 보(1)를 연결하는 연결부에 서로 대칭되어 마주보도록 설치되는 것으로서, 상기 외부강선(10)을 지지하는 역할을 한다.

이러한 본 발명의 연속교의 외부강선 보강장치를 이용한 연속교의 외부강선 보강방법을 설명하면, 본 발명의 연속교의 외부강선 보강방법은, 적어도 두 개의 보로 이루어지는 보강이 필요한 기존의 연속교의 양단부에 상기 정착장치를 설치하는 단계와, 상기 정착장치가 설치된 연속교에 상기 새들과 디비에이터를 설치하는 단계, 및 상기 정착장치에 외부강선을 연결하고, 상기 외부강선이 상기 새들과 디비에이터를 통과하도록 설치하며, 상기 정착장치를 이용하여 상기 외부강선을 긴장시키는 단계로 이루어진다.

즉, 상기 정착장치를 설치하는 단계는, 정착장치을 제작한 다음, 상기 앵커볼트로 상기 정착장치를 보에 설치하고, 접촉부위를 용접하며, 에폭시를 주입한다.

이어서, 강선의 쏠림이 없도록 상기 정착장치에 정착구를 설치하고, 외부강선을 연결한다.

이어서, 상기 새들과 디비에이터를 설치하는 단계는, 새들과 디비에이터의 설치위치의 콘크리트에 새들과 디비에이터가 고정될 홈을 만들고, 앵커볼트의 설치를 위한 구멍을 천공한 다음, 새들과 디비에이터를 위치시키고 앵커볼트로 고정한다.

이어서, 연결부위에 기포가 발생하지 않도록 에폭시를 주입한다.

이때, 상기 새들과 디비에이터는 강선의 인장시 끝부분의 마찰로 인한 외부강선의 파열현상을 방지하기 위하여 입사각을 정확히 맞추어 설치하고, 앵커볼트의 설치시에 기존 빔 강선에 손상이 없도록 철근탐사를 철저히 하여 시공한다.

긴장작업이 끝난 후에는 정착장치의 쐐기 부근의 부식방지를 위하여 보호마개를 설치하고, 그리스를 충진시킨 다음 재긴장이 가능하도록 보존한다.

그러므로, 도 6에 도시된 모멘트도에는 현재 보가 받을 수 있는 모멘트도와 이 보가 설계하중 작용 시 필요한 모멘트도를 동시에 도시하였는데, 이 두 개의 모멘트 도의 차이만큼 보강이 되어야 한다. 도 7에는 연속 외부 강선이 배치된 경우 외부 강선에 의하여 보강되는 모멘트 도를 제시하였는데, 본 도면에서 제시된 바와 같이 외부 강선 보강을 하게 되면, 기존 보의 내하력을 도 7과 같이 증대시켜서, 손상이나 파손으로 인하여 결손된 보를 보강하고, 보의 내하력 등급을 높일 수 있으며, 설계나 시공의 오류로 인한 문제점을 바로 잡을 수 있는 것이다.

도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 고안을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 고안의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상에서와 같이 본 발명의 연속교의 외부강선 보강장치 및 이를 이용한 연속교의 외부강선 보강방법에 의하면, 각 보들을 연결하는 외부강선과 새들 및 디비에이터 들을 이용하여 연속교의 보강을 가능하게 하는 효과를 갖는 것이다.

Claims (5)

1. 연속교의 외부강선 보강장치를 구성함에 있어,

   양단부에 정착장치가 설치되어 적어도 두 개 이상의 보를 연결하는 외부강선;

   상기 외부강선에 긴장력이 인가되면 상기 외부강선이 상기 각 보의 중앙부를 들어올리도록 상기 외부강선을 고정하는 새들; 및

   상기 외부강선에 긴장력이 인가되면 상기 외부강선이 상기 보와 보를 연결하는 연결부위를 지지하도록 상기 외부강선을 고정하는 디비에이터;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속교의 외부강선 보강장치
2. 제 1항에 있어서, 상기 새들은,

   상기 보의 일측에 앵커볼트 또는 강봉으로 고정되는 고정판;

   상기 고정판에 돌출되어 형성되고, 상기 외부강선의 상측면과 접촉지지하며, 상기 외부강선의 입사각에 따라 일측에 곡률이 형성된 지지판;

   상기 지지판의 측면에 형성되고, 상기 외부강선이 상기 지지판으로부터 이탈되지 않도록 안내하는 가이드판; 및

   보의 하단부를 둘러싸도록 보의 좌측에 접촉되는 상기 고정판과 보의 우측에 접촉되는 상기 고정판을 서로 연결하는 연결판;

   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속교의 외부강선 보강장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 새들은,

   상기 보의 모멘트도에 따라 내하력이 최대가 되는 지점에 설치되거나 내하력이 최대가 되는 지점의 부근의 양옆에 대칭으로 설치되는 것을 특징으로 하는 연속교의 외부강선 보강장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 디비에이터는,

   상기 보의 일측에 앵커볼트 또는 강봉으로 고정되는 고정판;

   상기 고정판에 돌출되어 형성되고, 상기 외부강선의 하측면과 접촉지지하며, 상기 외부강선의 입사각에 따라 일측에 곡률이 형성된 지지판; 및

   상기 지지판의 측면에 형성되고, 상기 외부강선이 상기 지지판으로부터 이탈되지 않도록 안내하는 가이드판;

   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속교의 외부강선 보강장치.
5. 양단부에 정착장치가 설치되어 적어도 두 개의 보를 연결하는 외부강선과, 상기 외부강선에 긴장력이 인가되면 상기 외부강선이 상기 각 보의 중앙부를 들어올리도록 상기 외부강선을 고정하는 새들 및 상기 외부강선에 긴장력이 인가되면 상기 외부강선이 상기 보와 보를 연결하는 연결부위를 내리누르도록 상기 외부강선을 고정하는 디비에이터를 구비하여 이루어지는 연속교의 외부강선 보강장치를 이용한 연속교 외부강선 보강방법에 있어서,

   적어도 두 개의 보로 이루어지는 보강이 필요한 기존의 연속교의 양단부에 상기 정착장치를 설치하는 단계;

   상기 정착장치가 설치된 연속교에 상기 새들과 디비에이터를 설치하는 단계; 및

   상기 정착장치에 외부강선을 연결하고, 상기 외부강선이 상기 새들과 디비에이터를 통과하도록 설치하며, 상기 정착장치를 이용하여 상기 외부강선을 단계적으로 긴장시키는 단계;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속교의 외부강선 보강장치를 이용한 연속교의 외부강선 보강방법.