KR20010029124A - 거더의 외부강선 보강을 위한 압축형 단부브라켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 거더에 긴장력을 주어 교량의 내하력을 증대토록 하는 거더의 외부강선 보강을 위한 압축형 단부브라켓에 관한 것으로서, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 거더의 외부강선 보강을 위한 압축형 단부브라켓은, 교량 또는 빌딩 등 콘크리트 구조물의 내하력을 증대시키며, 상기 내하력을 증대시키는 외부강선이 구비되는 거더에 있어서, 상기 거더의 단부면에 덧대지고, 그 양단에서 상기 외부강선이 고정되는 단부판부재; 및 상기 단부판부재의 양단에서 일단부가 서로 결합되며, 타단부가 상기 거더의 길이 방향으로 연장되면서 상기 거더의 양측면에 각각 결합되는 보강부재를 포함함을 특징으로 한다. 이에 따라서 기존 단부 브라켓의 가장 취약부인 단부판과 정착판이 용접으로 결합된 부위에 인장력 대신 압축력을 받도록 설계를 변경하였기 때문에 단부브라켓의 크기와 무게가 줄어들어 보강공사의 시공비용 및 공정이 간단해지고, 단부브라켓의 유지보수를 용이하게 할 수 있으며, 단부브라켓의 내하력과 신뢰성이 향상되는 장점이 있다.

Description

거더의 외부강선 보강을 위한 압축형 단부브라켓{Compression bracket for external prestressing reinforcement of girder}

본 발명은 거더의 브라켓(bracket)에 관한 것으로서, 특히 교량과 같은 콘크리트 구조물에서 주형이 균열 및 열화 등에 의하여 발생되는 거더(girder)의 손상을 외부강선을 이용하여 보강토록 한 거더의 외부강선 보강을 위한 압축형 단부브라켓에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트 구조물 예컨대 교량에서 내하력이 부족하게 되면, 처짐이나 휨인장균열이 발생하여 이를 방치할 경우에는 궁극적으로는 교량의 붕괴로 이어진다. 이러한 붕괴를 방지하여 위하여 다양한 방법의 보수 보강 방법이 사용되고 있는데 현재 교량의 보수 보강은 PS 강선을 이용한 외부프리스트레싱(external prestressing) 방법이 널리 사용되고 있다.

PS강선을 이용한 외부프리스트레싱 보강방법은 매우 경제적이고 효율적이며, 장경간 교량의 경우 거의 유일한 보수보강방법으로서 지금까지 건설된 교량 중에 PS강선을 이용한 보수, 보강이 가능한 형식의 교량이 상당히 많은 실정이다.

이러한 외부 강선을 이용한 기존의 보강 공법은 정착구의 설치 방법에 따라 전단지지방식, 지압지지방식, 마찰지지방식, 복합지지방식, 등 4가지 공법으로 구분되고 있다.

그러나 실제 보강에 있어 많이 이용되고 있는 상기 정착방법들은 제각기 많은 단점들을 가지고 있다. 즉, 전단지지방식과 마찰지지방식은 견딜 수 있는 긴장력의 크기가 작은 단점이 있고, 특히 마찰지지방식은 긴장력이 단부까지 전달되지 않는 단점이 있으며, 복합지지방식은 단순히 상기 두 가지 방법을 병행하는 것으로서 하중 전달구조가 복잡하여 정착구의 설계가 용이하지 않다는 단점이 있다.

또한, 이러한 기존의 정착구들의 한계를 극복한 새로운 정착구가 본 발명자에 의하여 출원(출원번호: 제98-16293호, 출원일자: 98년 5월 16일, 발명의 명칭: 외부프리스트레스 보강공법을 위한 개량된 지압지지방식의 정착 방법 및 장치)된 바 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 거더의 외부강선 보강을 위한 인장형 단부브라켓을 나타낸 평면도이고, 도 2a 내지 도 2b는 각각 도 1의 인장형 단부브라켓의 측면도 및 정단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 거더의 외부강선 보강을 위한 인장형 단부브라켓은, 거더(5)의 단부면에 단부판(17)이 지지되고, 거더(5)의 양측면에서 각각 볼트(18)에 의하여 정착판(10)이 지지되며, 정착판(10)의 중간부분에서 긴장력을 발생시키는 강선(3)을 고정시키는 정착대(11)가 용접에 의하여 부착된다.

이때, 강선(3)을 고정시키는 정착구(7)를 정착대(11)에 고정시키고, 정착대(11)를 정착판(10)에 지지시키기 위하여 복수개의 삼각보강판(13)과 사각보강판(14)이 구비된다. 여기서 삼각보강판(13)은 정착대(11)와 정착판(10)을 연결시켜주며, 사각보강판(14)은 단부판(17)과 정착판(10) 및 정착대(11)를 연결시키는데 이들은 모두 용접에 의하여 서로 부착되고 연결된다.

또한 앵커볼트 등으로 되는 볼트(18)가 정착판(10)을 거더(5)에 고정시키도록 사용된다. 이때, 앵커볼트는 시공 중에 무거운 정착판을 거더(5)의 정위치에 위치하도록 하는 기능만을 가지고 있기 때문에 많은 수의 앵커볼트가 필요하지 않으며, 앵커볼트의 설치시에도 구멍의 깊이를 얕게 뚫는 것이 가능하므로 거더(5)의 손상을 최소화할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 거더의 외부강선 보강을 위한 인장형 단부브라켓은, 강선(3)에 작용하는 긴장력이 정착구(7)로 전달되면, 이 힘은 정착대(11)를 통하여 정착판(10)으로 전달되며, 이 힘은 다시 정착판(10)과 단부판(17)을 용접에 의하여 접합된 것을 나타내기 위하여 도시된 용접부(19)를 통하여 단부판으로 전달된다.

즉. 강선(3)에 의하여 발생되는 긴장력은 지지대(11)에 긴장력을 발생시키고, 이러한 긴장력은 정착판(10), 사각보강판(14)과 단부판(17)이 서로 용접된 것을 표시하는 용접부(19)에 인장력이 작용하게 되고, 용접부(19)에 균열을 유발하기 때문에 단부브라켓의 내하력이 떨어지고, 이에 따라서 단부브라켓의 내구성과 신뢰성이 낮아진다는 문제점이 있다.

또한, 거더 시공의 대다수의 경우에 있어서, 앵커볼트를 박기 위하여 형성되는 구멍의 천공이 거더에 지지되는 강선이나 그 이외의 정착장치들을 손상시키는 문제점이 있다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 교량의 내하력을 증대시키고자 설치되는 외부강선으로부터 발생되는 긴장력이 단부판을 통하여 정착판으로 인가될 때, 인장력이 아닌 압축력으로 작용하게 함으로써 단부브라켓의 내하력과 신뢰성을 증대시키고, 이에 따라서 단부브라켓의 크기와 무게를 크게 감소시킨 거더의 외부강선 보강을 위한 압축형 단부브라켓을 제공하고자 하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 거더의 외부강선 보강을 위한 인장형 단부브라켓을 나타낸 평면도이다.

도 2a 내지 도 2b는 각각 도 1의 인장형 단부브라켓의 측면도 및 정단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 거더의 외부강선 보강을 위한 압축형 단부브라켓을 나타낸 평면도이다.

도 4a 내지 도 4b는 각각 도 3의 압축형 단부브라켓의 정면도 및 배면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축형 단부브라켓을 나타낸 평면도이다.

도 6a 내지 도 6c는 각각 도 5의 압축형 단부브라켓을 나타낸 정면도, 측면도 및 배면도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

3.. 강선 5.. 거더

7.. 정착구 10, 34, 50.. 정착판

11.. 정착대 13, 30, 53.. 삼각보강판

14.. 사각보강판 17, 32.. 단부판

18, 19.. 볼트 36.. 용접부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 거더의 외부강선 보강을 위한 압축형 단부브라켓은, 교량 또는 빌딩 등 콘크리트 구조물의 내하력을 증대시키며, 상기 내하력을 증대시키는 외부강선이 구비되는 거더에 있어서, 상기 거더의 단부면에 덧대지고, 그 양단에서 상기 외부강선이 고정되는 단부판부재; 및 상기 단부판부재의 양단에서 일단부가 서로 결합되며, 타단부가 상기 거더의 길이 방향으로 연장되면서 상기 거더의 양측면에 각각 결합되는 보강부재를 포함함을 특징으로 한다.

상기 보강부재는, 한 면이 상기 단부판부재와 결합되고, 다른 면이 상기 거더의 측면에 지지되도록 꺽쇠형상으로 구비되는 정착판부재; 및 상기 정착판부재 내측에서 개략 삼각형상으로 되어 긴장력을 지지하도록 적어도 하나 이상 구비되는 삼각보강판부재를 포함하며, 이에 따라서 상기 강선에서 발생되는 긴장력이 상기 단부판부재, 정착판부재 및 삼각보강판부재의 각 접합부위에 압축력으로 작용하도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구성 및 동작을 도 3 내지 도 6b에 의거 더욱 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 거더의 외부강선 보강을 위한 압축형 단부브라켓을 나타낸 평면도이다. 도 4a 내지 도 4b는 각각 도 3의 압축형 단부브라켓의 정면도 및 배면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 거더의 외부강선 보강을 위한 압축형 단부브라켓은 단부판부재인 단부판(32)과 거더의 측면에 부착되는 정착판(34) 및 이들을 서로 연결하여 지지하는 삼각보강판(30)을 포함한다.

상기 단부판(32)은 거더(5)의 단부면에 덧대지는 강판으로서, 양단부에서 구비되어 거더(5)의 내하력을 증진시키는 외부강선(3)이 정착구(7)에 의하여 지지된다.

상기 정착판(34)은 볼트(18)에 의하여 거더(5)의 양측면에 각각 부착되도록 구비되며, 이렇게 정착판(34)과 단부판(32)이 각각 거더에 부착된 상태에서 정착판(34)과 단부판(32)이 용접되는 용접부(36)에 의하여 서로 결합된다. 여기서 볼트(18)는 종래 기술과는 다르게 아주 소수의 볼트가 사용된다. 예컨대, 이들은 단부브라켓의 시공중 정착판(34)을 거더(5)의 일정 위치에 고정시킬 수 있도록 개략 수개 정도의 볼트가 사용된다.

상기 삼각보강판(30)은 강선(3)에서 발생되는 긴장력을 단부판(32)으로부터 정착판(34)을 통하여 거더(5)에 지지시키도록 적어도 하나 이상 구비된다. 실시예로서 한 면이 단부판(32)과 용접을 나타낸 용접부(36)에 의하여 결합되고, 다른 면은 정착판(34)을 따라 용접 등에 의하여 용접되어서 부착되며 정착판(34)은 볼트(18)에 의하여 거더(5)에 고정된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 거더의 외부강선 보강을 위한 압축형 단부브라켓은, 강선(3)에 인가되는 긴장력에 의하여 정착구(7)에 힘이 작용하게 되면, 상기 긴장력에 의하여 단부판(32)은 삼각보강판(30)에 압축력을 발생시키고, 상기 압축력은 정착판(34)으로 가해진다.

또한 종래 기술에서와 같이 정착판(34)과 단부판(32) 사이에 가해지던 인장력이 압축력으로 변환되어 인가되기 때문에 정착판(34)과 단부판(32)이 서로 접합되는 용접부(36)가 파손될 우려가 없으며, 이에 따라서 종래 기술에 비하여 브라켓의 크기와 무게가 작아지고, 생산단가가 낮아지게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예의 외부강선 보강을 위한 조립식 압축형 단부브라켓을 나타낸 평면도이다. 도 6a 내지 도 6c는 각각 도 5의 압축형 단부브라켓을 나타낸 정면도, 측면도 및 배면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다른 실시예의 외부강선 보강을 위한 압축형 단부브라켓은 단부판부재인 단부판(32)과 보강부재인 정착판(50)을 포함한다.

상기 단부판(32)은 거더(5)의 단부면에 덧대지는 강판으로서, 양단부에서 거더(5)에 내하력을 증진시키는 강선(3)이 정착구(7)에 의하여 지지된다.

상기 정착판(50)은 꺽쇠형상으로 구비되어서 한 면이 단부판(32)의 양단에서 체결구인 볼트(19)에 의하여 결합되고, 다른 면의 체결구인 볼트(18)에 의하여 거더(5)의 양측면에서 결합된다. 이때, 정착판(50)은 단부판(32)으로부터 상기 일단부로 인가되는 압축력을 타단부의 거더(5) 양측면으로 전달하기 위하여 그 내측에 삼각보강판(53)이 적어도 하나 이상 구비된다.

결국 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 다른 실시예의 외부강선 보강을 위한 압축형 단부브라켓은 꺽쇠형 정착판(50)과 삼각보강판(53)이 일체로 구비되고, 단부판(32)과는 고인장볼트인 볼트(19)에 의하여 결합되면서 거더(5)에 설치된다.

즉, 본 발명의 압축형 단부브라켓을 장착하기 위하여 거더(5)의 측면에서 앵커볼트인 볼트(18)를 사용하여 정착판(50)을 고정시키고, 고정된 정착판(50)에 고인장볼트인 볼트(19)를 사용하여 단부판(32)과 결합시킨다.

그리고 고정된 단부판(32)의 양단에서 체결구(7)를 이용하여 강선(3)을 지지시키게 된다. 이렇게 함으로써 교량을 시공하는 시공현장에서 정착판(50)과 단부판(32)을 용접하지 않고 단순히 볼트를 조이는 공정만으로서 거더(5)에 바로 시공할 수 있기 때문에 종래 기술에 비하여 거더의 시공성이 크게 개선된다.

또한 일실시예로서 교량에 적용되는 거더에 대하여 설명되었지만, 본 발명의 압축형 단부브라켓은 빌딩 등의 콘크리트 구조물에 적용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명하게 되는 것이다.

도면과 명세서는 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따르면 단부브라켓의 최대 취약부인 단부판과 정착판의 용접부에 인장력이 아닌 압축력이 작용하도록 함으로써 단부브라켓의 크기와 무게를 대폭 줄일 수 있기 때문에 거더의 외부강선용 정착브라켓의 시공이 용이하게 되면서 브라켓의 내하력은 오히려 증가하는 장점이 있다.

또, 강선의 긴장력에 의한 힘이 단부브라켓의 각 부품 연결부위에서 인장력이 아닌 압축력으로 발생됨에 따라서 종래 기술에 비하여 단부브라켓의 내하력이 증대되고, 신뢰성이 향상되기 때문에 압축브라켓의 크기를 대략 반정도의 크기로 줄일 수 있어서 단부브라켓의 생산성과 시공성이 향상되는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 교량 또는 빌딩 등 콘크리트 구조물의 내하력을 증대시키며, 상기 내하력을 증대시키는 외부강선이 구비되는 거더에 있어서,

   상기 거더의 단부면에 덧대지고, 그 양단에서 상기 외부강선이 고정되는 단부판부재; 및

   상기 단부판부재의 양단에서 일단부가 서로 결합되며, 타단부가 상기 거더의 길이 방향으로 연장되면서 상기 거더의 양측면에 각각 결합되는 보강부재를 포함함을 특징으로 하는 거더의 외부강선 보강을 위한 압축형 단부브라켓.
2. 제1항에 있어서, 상기 보강부재는,

   한 면이 상기 단부판부재와 결합되고, 다른 면이 상기 거더의 측면에 지지되도록 꺽쇠형상으로 구비되는 정착판부재; 및

   상기 정착판부재 내측에서 개략 삼각형상으로 되어 긴장력을 지지하도록 적어도 하나 이상 구비되는 삼각보강판부재를 포함하며,

   이에 따라서 상기 강선에서 발생되는 긴장력이 상기 단부판부재, 정착판부재 및 삼각보강판부재의 각 접합부위에 압축력으로 작용하도록 하는 것을 특징으로 하는 거더의 외부강선 보강을 위한 압축형 단부브라켓.
3. 제1항에 있어서, 상기 정착판부재는,

   고인장볼트의 체결 또는 용접 중 적어도 어느 하나에 의하여 상기 단부판부재와 결합되는 것을 특징으로 하는 거더의 외부강선 보강을 위한 압축형 단부브라켓.