KR200263281Y1 - Apparatus for reinforcing a construction by enlarging its' size - Google Patents
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Abstract
본 고안은 강재와 인장력이 도입된 강연선과 상기 강재와 강연선에 의해 구속되는 콘크리트로서 교각 등 구조물의 단면을 확대 보강하여 내진설계되지 않은 기존 구조물의 내진성능을 향상시킬 수 있는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치에 관한 것이다.The present invention is a steel wire and tensile force introduced and the concrete constrained by the steel and the stiffening line to expand the cross section of the structure, such as piers by strengthening the cross section of the structure through the cross-sectional enlargement to improve the seismic performance of the existing structure not designed It relates to a seismic reinforcing device.
본 고안의 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치는 교각 등 기존 구조물의 단면을 확대 보강하여 구조적인 성능을 향상시키기 위한 장치로서, 보강대상구조물의 외주면에 고정 설치되는 보강용 강재; 및, 상기 보강용 강재에 삽입 설치되며 인장력이 도입되는 강연선;을 포함하여 구성된다.The seismic reinforcement device of the structure by expanding the cross section of the present invention is an apparatus for improving the structural performance by expanding and reinforcing the cross section of an existing structure such as a pier, reinforcing steel fixedly installed on the outer circumferential surface of the structure to be reinforced; And a strand wire inserted into the reinforcing steel and to which a tensile force is introduced.
본 고안은 강재와 인장력이 도입된 강연선과 상기 강재와 강연선에 의해 구속되는 콘크리트로써 교각 등 구조물의 단면을 확대 보강하게 되는 바, 철근콘크리트로 시공되는 종래의 구조물의 단면확대 보강보다 내하력, 인성 및 연성, 변형성능 등 구조적인 성능을 향상시킬 수 있으며, 확대 단면을 크게 하지 않고도 소요 구조적인 성능을 확보할 수 있어 도심지의 고가교와 같이 하부 공간이 제한되는 구조물에도 효과적으로 적용할 수 있다. 또한, 본 고안을 교량에 적용하면 낙교를 방지하면서 내진성능을 확보할 수 있으며, 강재 및 강연선의 설치가 용이하므로 현장작업량의 감소와 공기단축을 기대할 수 있다.The present invention is to expand and reinforce the cross-section of the structure such as bridge piers with the steel and tensile wire introduced and the concrete bound by the steel and the strand, bar load capacity, toughness and Structural performance such as ductility and deformation performance can be improved, and the required structural performance can be secured without increasing the enlarged cross section, so it can be effectively applied to structures with limited space, such as overpasses in urban areas. In addition, when the present invention is applied to the bridge can prevent seismic performance while ensuring seismic performance, and easy installation of steel and stranded wire can be expected to reduce the field work and shorten the air.
Description
본 고안은 구조물의 단면확대 보강장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 강재와 인장력이 도입된 강연선과 상기 강재와 강연선에 의해 구속되는 콘크리트로서 교각 등 구조물의 단면을 확대 보강하여 내진설계되지 않은 기존 구조물의 내진성능을 향상시킬 수 있는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cross-sectional enlargement reinforcement device of the structure. More specifically, the structure through the cross-sectional enlargement that can enhance the seismic performance of the existing structure not designed to earthquake by reinforcing the cross section of the structure, such as the piers, as the steel wire and the tensile force introduced and the concrete bound by the steel and the steel wire It relates to the seismic reinforcing device of
지진과 같은 수평력은 구조물에 휨파괴, 휨-전단파괴, 전단파괴, 주철근의 부착파괴 등을 일으킨다. 특히, 국내의 교량 구조물은 1990년대 이후에야 내진설계개념이 도입되고 있기 때문에 이미 설치되어 있는 교량들은 지진발생에 충분한 대비책이 미비한 실정이며, 교량 구조물에 전단파괴가 일어나는 경우에는 반복하중에 의하여 교각에 경사균열을 발생시키고 교량의 상부구조가 이 경사균열을 따라 미끄러지듯 붕괴하여 낙교가 발생하는 등 심각한 대형사고의 우려가 있다.Horizontal forces such as earthquakes cause structural failures such as flexural failure, flexural shear failure, shear failure, and attachment failure of cast iron bars. In particular, since domestic seismic bridges have introduced seismic design concepts only since the 1990s, the already installed bridges are not adequately prepared for earthquakes, and in the case of shear failure in bridge structures, the bridges are subjected to repeated loading by cyclic loading. There are fears of serious catastrophic accidents, such as the generation of warp cracks and the superstructure of the bridge sliding down along the warp cracks, resulting in falling bridges.
지진에 대한 대비책으로 내진용 교좌장치, 상판의 낙교방지장치, 교량 주형의 보강장치 등 교량 상부구조물의 내진보강장치가 다양하게 개발되고 있으나, 교각 구체의 보강장치에 대하여는 개발이 활발하게 진행되고 있지 않으며 현재 교각 구체의 보강장치로는 철근을 이용한 단면확대가 제안 적용되고 있다.As a countermeasure against earthquakes, various seismic reinforcement devices such as seismic bridge devices, fall prevention devices on top plates, and reinforcement devices for bridge molds are being developed. Currently, the cross-sectional enlargement using rebar is proposed as a reinforcement device for pier spheres.
철근을 이용한 단면확대는 기존 콘크리트 교각에 앵커홀을 천공하여 앵커철근을 설치하고 앵커홀에 에폭시를 주입충진하여 앵커철근을 고정시킨 후 소요철근을 교각둘레로 배근하고 콘크리트를 타설하는 방법으로 이루어진다. 앵커철근을 기존 구조물에 정착시키기 위해서는 그에 해당하는 만큼의 앵커홀 천공이 선행되기 때문에 앵커천공수의 증가는 기존 구조물에 손상을 주게 되며, 앵커홀에 일일이 에폭시를 주입하고 철근을 배근하는 작업은 상당히 번거로우며 많은 작업량을 필요로 한다. 또한, 철근과 콘크리트로 이루어진 보강구조물은 충분한 소요 구조성능을 확보하기 위하여 그 규격이 커지게 되는바, 도심지의 고가교와 같이 용지상의 제약이 있는 경우에는 적용하기가 어렵다.Sectional expansion using reinforcing bars consists of drilling anchor holes in existing concrete piers, installing anchor reinforcing bars, fixing epoxy reinforcing bars by filling and filling epoxy in anchor holes, and placing reinforcing bars around the piers and placing concrete. In order to anchor anchor reinforcement to the existing structure, the corresponding anchor hole drilling is preceded, so that the increase in the number of anchor holes damages the existing structure, and the work of injecting epoxy into the anchor hole and reinforcing the reinforcing bars is considerably performed. It is cumbersome and requires a lot of work. In addition, the reinforcement structure made of reinforcing steel and concrete is increased in order to secure sufficient required structural performance, it is difficult to apply in the case of paper restrictions such as high-rise bridge in the downtown.
따라서, 본 고안자는 종래의 철근에 의한 단면확대방법이 갖는 문제점을 해결하는 구조물의 단면확대 보강장치를 개발하게 되었다.Therefore, the present inventors have developed a cross-sectional enlargement reinforcement device for a structure that solves the problems of the conventional cross-sectional enlargement method by reinforcing bars.
본 고안의 목적은 강재와 인장력이 도입된 강연선과 상기 강재와 강연선에 의해 구속되는 콘크리트로써 교각 등 구조물의 단면을 확대 보강하여 내진설계되지 않은 기존 구조물의 내진성능을 향상시킬 수 있는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치를 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to increase the seismic performance of existing structures that are not designed for seismicity by expanding and reinforcing the section of structures such as bridge piers with reinforced steel and tensile wires and concrete bound by the steel and stranded wires. It is to provide a seismic reinforcement device of the structure.
본 고안의 다른 목적은 철근콘크리트로 시공되는 종래의 구조물의 단면확대보강보다 강재, 강연선 콘크리트의 결합으로 내하력, 인성 및 연성, 변형성능 등 구조적인 성능을 향상시킬 수 있으며, 또한 확대 단면을 크게 하지 않고도 소요 구조적인 성능을 확보할 수 있어 도심지의 고가교와 같이 용지상의 제약이 있는 구조물에도 효과적으로 적용할 수 있는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to improve structural performance such as load capacity, toughness and ductility, deformation performance by combining steel and stranded concrete, rather than cross-sectional reinforcement of conventional structures constructed of reinforced concrete. It is to provide a seismic reinforcing device for structures through cross-sectional enlargement that can be effectively applied to structures with limited paper, such as overpasses in urban areas, by securing the required structural performance.
본 고안의 또 다른 목적은 교량의 단면을 확대하여 낙교를 방지하면서 내진성능을 확보할 수 있도록 하는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a seismic reinforcing device for the structure through the enlargement of the cross-section to ensure the seismic performance while preventing the fall by expanding the cross section of the bridge.
본 고안의 또 다른 목적은 강재 및 강연선의 설치가 용이하므로 현장작업량의 감소와 공기단축을 기대할 수 있는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a seismic reinforcement device of the structure through the cross-sectional expansion that can be expected to reduce the amount of work on site and shorten the air because the installation of steel and stranded wire is easy.
도1 및 도2는 보강용 강재의 구체예의 부분사시도이다.1 and 2 are partial perspective views of specific examples of reinforcing steels.
도3 및 도4는 절곡형 보강용 강재의 구체예의 사시도이다.3 and 4 are perspective views of specific examples of bent reinforcing steels.
도5는 본 고안의 내진보강장치를 적용하여 단면확대 보강된 T형 교각의 사시도이다.Figure 5 is a perspective view of the T-shaped bridge pier enlarged by applying the seismic reinforcement device of the present invention.
도6은 도5의 단면확대 보강된 T형 교각의 정면도(도5a), 교각머리의 단면도(도5b) 및 교각기둥의 단면도(도5c)이다.6 is a front view (FIG. 5A) of a cross-sectional enlarged reinforced pier of FIG. 5, a sectional view of a pier head (FIG. 5B), and a sectional view of a pier pillar (FIG. 5C).
도7은 본 고안의 내진보강장치를 적용하여 단면확대 보강된 중력식(벽식) 교각의 사시도이다.Figure 7 is a perspective view of the gravity-type (wall) pier reinforced by the cross-sectional expansion by applying the seismic reinforcement device of the present invention.
도8은 도7의 단면확대 보강된 중력식 교각의 정면도(도8a), 단면도(도8b)이다.FIG. 8 is a front view (FIG. 8A) and a sectional view (FIG. 8B) of the cross-sectional enlarged reinforced pier in FIG. 7.
<도면의 주요 부호의 설명><Description of Major Codes in Drawings>
A: 보강대상구조물(기존 구조물) B: 보강구조물A: Reinforcement structure (existing structure) B: Reinforcement structure
a: 중력식 교각 f: 기초a: gravity piers f: foundation
c: T형 교각기둥 h: T형 교각머리c: T-pier pi h: T-pier pi
100, 100a, 100b: 보강용 강재 110: 지지판100, 100a, 100b: reinforcing steel 110: support plate
120: 간격판 140, 240: 스터드 철근120: spacer 140, 240: stud rebar
200a, 200b: 절곡형 보강강재 210: 고정단200a, 200b: bendable reinforcing steel 210: fixed end
220: 곡선 안내용 간격판 300: 강연선220: curved guide plate 300: stranded wire
상기와 같은 목적을 달성하고자 본 고안은 교각 등 기존 구조물의 단면을 확대 보강하여 구조적인 성능을 향상시키기 위한 장치로서, 보강대상구조물(A)의 외주면에 고정 설치되는 것으로, 보강대상구조물(A)에 외주면에 접하도록 면처리된 박판상의 지지판(110)과 상기 지지판(110)에 수직하는 간격판(120)을 포함하여 구성되며 상기 지지판(110)에는 앵커홀(111a)이 형성되고 상기 간격판(120)에는 안내홀(121a)이 형성되는 보강용 강재(100); 및, 상기 보강용 강재의 간격판(120)에 형성된 안내홀(121a)에 삽입 설치되며 인장력이 도입되는 강연선(300);을 포함하여구성되는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is an apparatus for improving structural performance by expanding and reinforcing a cross section of an existing structure such as a pier, and being fixedly installed on the outer circumferential surface of a structure to be reinforced (A), the structure to be reinforced (A) It comprises a thin plate-like support plate 110 and a spacer plate 120 perpendicular to the support plate 110 to be in contact with the outer circumferential surface and the anchor plate 111 is formed in the support plate 110 and the spacer plate Reinforcing steel 100 is formed with a guide hole 121a (120); And a strand 300 inserted into the guide hole 121a formed in the spacer plate 120 of the reinforcing steel and to which a tensile force is introduced.
이하, 첨부한 도면에 따라 본 고안의 바람직한 구체예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention according to the accompanying drawings.
본 고안의 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치는 보강용 강재와 인장력이 도입된 강연선의 결합으로 구성된다.The seismic reinforcement device of the structure through the enlarged cross section of the present invention is composed of the combination of reinforcing steel and the stranded wire introduced tensile force.
보강용 강재(100)는 보강대상구조물(A)의 외주면에 고정 설치되는 것으로, 지지판(110)과 간격판(120)을 포함하여 구성된다. 지지판(110)은 보강대상구조물(A)의 외주면에 접하여 부착되는 박판상의 부재이므로 보강대상구조물(A)의 보강부위의 단면형상과 일치하도록 제작되며, 그 표면에는 앵커홀(111a)이 다수개 형성된다. 간격판(120)은 상기 지지판(110)에 수직하는 부재로 수직 보강재로 작용하며, 강연선(300)이 통과하도록 안내홀(121a)이 형성되어 강연선(300)이 보강용 강재와 안정적으로 결합할 수 있도록 한다. 상기 간격판(120)에는 콘크리트의 타설시 빈공간 없이 콘크리트가 고르게 채워지도록 하기 위해 콘크리트 투과 구멍(130)이 형성될 수 있다. 이러한 보강용 강재(120)는 단순히 철근을 배근하여 보강하는 종래의 보강장치에 비해 향상된 콘크리트의 구속효과를 기대할 수 있게 하며, 이러한 충분한 구속효과는 콘크리트의 강도를 개선시켜 구조물이 수평력에 저항하면서 취성파괴를 제어하는 효과, 즉 연성을 발휘할 수 있도록 한다.The reinforcing steel 100 is fixedly installed on the outer circumferential surface of the structure A to be reinforced, and includes a support plate 110 and a spacer plate 120. Since the support plate 110 is a thin plate-shaped member attached to the outer circumferential surface of the reinforcement target structure A, the support plate 110 is manufactured to match the cross-sectional shape of the reinforcement portion of the reinforcement target structure A, and a plurality of anchor holes 111a are formed on the surface thereof. Is formed. Spacer plate 120 is a member perpendicular to the support plate 110 acts as a vertical reinforcement, the guide hole 121a is formed so that the strand 300 is passed through it, the strand 300 is to be stably coupled with the reinforcing steel. To help. The gap plate 120 may be formed with a concrete through hole 130 so that the concrete is evenly filled without empty space when the concrete is poured. This reinforcing steel 120 can be expected to improve the restraint effect of the concrete compared to the conventional reinforcing device to simply reinforce the reinforcement, such a sufficient restraint effect improves the strength of the concrete, the structure is brittle while resisting the horizontal force The effect of controlling destruction, ie ductility, can be exerted.
상기 보강용 강재로는 보강대상구조물이 수직면인 경우 도1 및 도2에서 도시하고 있는 ㄷ자형강을 적용할 수 있다. 즉, 보강용 강재(100a)의 지지판(110)으로 ㄷ자형강을 사용하여 간격판(120)이 상·하부플랜지 사이에 수직으로 배치(도1)되어 지지되도록 하거나, 보강용 강재(100b) 자체를 ㄷ자형강으로 대체 적용하여 웨브가 지지판(110)을 구성하고 상·하부플랜지가 간격판(120)을 구성(도2)하도록 할 수 있다. 도1과 같이 보강용 강재(100a)의 지지판(110)으로 ㄷ자형강을 사용하여 간격판(120)이 상·하부플랜지 사이에 수직으로 배치되는 경우 강연선(300)의 정착을 위해서 ㄷ자형강의 양단부에는 강연선 정착홀이 형성된 고정단(120′)이 형성되도록 처리하는 것이 바람직하며, 이러한 보강용 강재(100a)는 교각머리(h)와 같이 수평부분의 보강을 위하여 수평으로 설치하는 것이 적당하다.As the reinforcing steel material, the U-shaped steel shown in FIGS. 1 and 2 may be applied when the structure to be reinforced is a vertical plane. That is, by using the c-shaped steel as the support plate 110 of the reinforcing steel (100a) so that the spacer plate 120 is vertically disposed between the upper and lower flanges (Fig. 1) or supported, or the reinforcing steel (100b) itself By applying to the U-shaped steel to the web to configure the support plate 110 and the upper and lower flanges to configure the spacer plate 120 (Fig. 2). When the spacer plate 120 is vertically disposed between the upper and lower flanges using the c-shaped steel as the support plate 110 of the reinforcing steel 100a as shown in FIG. 1, both ends of the c-shaped steel for fixing of the strand 300. It is preferable to process so that a fixed end (120 ') formed with a strand wire fixing hole is formed, this reinforcing steel (100a) is appropriately installed horizontally for the reinforcement of the horizontal portion, such as the pier head (h).
반면, 도2와 같이 보강용 강재(100b)로 ㄷ자형강을 대체 적용하는 경우 상·하부플랜지(양 간격판, 120)에는 시어코넥터(본 고안에서는 ㄷ자형 스터드 철근(140) 적용함)를 설치하여 후타설되는 콘크리트와의 부착력을 향상시키는 것이 바람직하며, 이러한 보강용 강재(100b)는 T형 교각기둥(c) 또는 중력식(벽식) 교각(a)과 같이 수직부분의 보강을 위하여 수직으로 설치하는 것이 적당하다. 또한, ㄷ자형강의 상·하부플랜지에는 콘크리트의 타설시 빈공간 없이 콘크리트가 고르게 채워지도록 하기 위해 콘크리트 투과 구멍(130)이 형성될 수 있다. 상기와 같은 ㄷ자형강의 적용은 기성제품을 이용하여 공장에서 조립, 제작을 가능케 하는바, 현장작업량(현장에서는 단순히 보강대상구조물에 앵커를 이용하여 보강용 강재를 부착하는 작업만이 수행됨)을 줄이면서 안정적이고 향상된 품질을 기대할 수 있도록 한다.On the other hand, when the C-shaped steel is replaced by the reinforcing steel 100b as shown in FIG. 2, a sheath connector (in the present invention, the U-shaped stud reinforcing bar 140 is installed) is installed on the upper and lower flanges (both spacer plates 120). It is preferable to improve the adhesive force with the concrete to be post-installed, such a reinforcing steel (100b) is installed vertically for reinforcement of the vertical portion, such as T-beam column (c) or gravity type (wall) bridge (a) It is suitable to do. In addition, the upper and lower flanges of the U-shaped steel may be formed through the concrete through-holes 130 so that the concrete is evenly filled without empty space when the concrete is poured. The application of the U-shaped steel as described above allows the assembly and fabrication at the factory using ready-made products, reducing the amount of work on the site (in the field, only the work of attaching reinforcing steel using anchors to the structure to be reinforced) is performed. In addition, stable and improved quality can be expected.
강연선(300)은 보강용 강재의 안내홀(121a)에 삽입 설치되는 것으로, 보강용 강재(100)에 정착한 후에 인장력이 도입되어 상기 보강용 강재(100)의 국부 좌굴강도를 보강한다. 또한, 인장력이 도입된 강연선(300)은 보강대상구조물(A)에 보강용 강재(100)와 함께 보강하여 콘크리트가 타설된 보강구조물(B)에 압축력을 가함으로써 단면확대되는 축방향력에 저항하는 단면적과 휨모멘트에 저항하는 단면2차 모펜트를 증가시켜 우수한 변형능력을 발휘하게 하며, 콘크리트의 구속효과 또한 기대케 한다. 강연선(300)의 시작과 끝부분에는 강연선을 정착시키기 위한 정착구가 설치되는데, 본 고안의 구체예에서는 상기 정착구로 웨지(121b)를 적용하고 있으나 여타 장치를 이용해도 무방하다.The strand 300 is inserted into and installed in the guide hole 121a of the reinforcing steel, and after fixing in the reinforcing steel 100, a tensile force is introduced to reinforce the local buckling strength of the reinforcing steel 100. In addition, the stranded wire 300 is introduced to the tensile force is reinforced with the reinforcing steel 100 to the reinforcement structure (A) by applying a compressive force to the reinforced structure (B) in which the concrete is poured resistance to the axial force that is enlarged in cross section By increasing the cross sectional area and bending moment to resist the bending moment, it is possible to exert excellent deformation ability and also restrain the concrete binding effect. At the beginning and end of the strand 300, a fixing unit for fixing the strand is installed, in the embodiment of the present invention is applied to the wedge 121b as the fixing unit, but other devices may be used.
전술하고 있는 보강용 강재(100)와 강연선(300)만으로 본 고안의 단면확대를 통한 구조물의 보강장치를 만족시킬 수 있으나, 상기 보강대상구조물이 기초와 기초위로 설치되는 수직구조물로 상기 보강용 강재와 강연선이 수직구조물 외주면에 설치되는 경우에는 기존의 말뚝의 증설 또는 어스앵커에 의한 하중을 분담하여 기초보강할 수 있다. 예를 들어, 교량에서 지진력에 의해 교각에 작용하는 모멘트 및 전단력에 따라 지반지지력이 부족하거나 기초판자체의 단면이 부족한 경우에는 기초보강을 요하게 되는데, 기둥에 설치되는 보강용 강재 지지판의 하단과 연결되어 기초와 기둥에 동시에 접하도록 L형상의 연결판을 설치하고 상기 연결판을 통해 기초와 지반에 어스앵커 또는 말뚝이 정착되도록 시공하여 기초보강할 수 있다. 이때, 연결판은 기둥에 설치된 기둥 보강장치(보강용 강재 + 강연선)와 기초 보강장치(말뚝 또는 어스앵커)와 연결하여 기둥 및 기초보강의 일체화를 꾀하는 역할을 한다.Only the above-described reinforcing steel 100 and the strand 300 can satisfy the reinforcing device of the structure by expanding the cross section of the present invention, but the reinforcing steel as the vertical structure in which the reinforcement target structure is installed on the foundation and the foundation. If and the strand is installed on the outer circumferential surface of the vertical structure, the foundation reinforcement by sharing the load by the existing pile expansion or earth anchor can be. For example, if the ground support force is insufficient or the section of the foundation board itself is insufficient depending on the moment and shear force acting on the bridge by the seismic force in the bridge, foundation reinforcement is required, which is connected to the bottom of the reinforcing steel support plate installed in the column. To install the L-shaped connecting plate to be in contact with the foundation and the pillar at the same time and can be reinforced by constructing the ground anchors or piles to be fixed to the foundation and the ground through the connecting plate. At this time, the connecting plate serves to integrate the pillar and foundation reinforcement by connecting to the pillar reinforcement device (reinforcing steel + strand wire) and the foundation reinforcement device (pile or earth anchor) installed in the column.
또한 보강대상구조물의 단부에는 그 단부를 접하여 감쌀 수 있도록 도3 및 도4에서 도시하고 있는 단부전용 절곡형 보강강재(200a, 200b)를 이용할 수 있다.즉, 단부 형상에 맞게 제작된 절곡형 보강강재(200a, 200b)는 보강대상구조물(A)의 중앙부에 설치되는 보강용 강재(100)와 긴결하게 연결되는 것으로, 보강대상구조물(A) 전체에 고루 보강용 강재(100)를 설치하도록 하면서 강연선(300)의 설치 및 정착을 용이하게 하기 위하여 제안하고 있다.In addition, the end portion of the structure to be reinforced may be used for the end-type bending reinforcement steel (200a, 200b) shown in Figures 3 and 4 so that the end is in contact with the wrap. Steels (200a, 200b) is to be connected to the reinforcing steel 100 is installed in the central portion of the reinforcement target structure (A), while installing the reinforcing steel (100) evenly throughout the reinforcement target structure (A). In order to facilitate the installation and fixing of the strand 300 is proposed.
절곡형 보강강재(200a, 200b)는 보강대상구조물의 단부가 T형 교각과 같이 ㄷ자형으로 절곡 단부를 이루거나 중력식 교각과 같이 U자형으로 절곡 단부를 이루는 경우 그 절곡 단부의 형상과 일치하도록 제작된다. 상기 절곡형 보강강재는 그 표면에 앵커홀이 형성되어 보강대상구조물에 앵커볼트로써 고정 설치되며, 양끝에는 외측으로 강연선 정착홀(211)이 형성된 고정단(210)이 연장 형성되어 보강용 강재 및 강연선과 일체화된 결합이 되도록 한다.Bending reinforcement steel (200a, 200b) is to be made to match the shape of the bent end when the end of the structure to be reinforced forms the bent end in the U-shape like the T-shaped pier or the U-shaped like the gravity piers do. The bent reinforcement steel is anchor hole is formed on the surface is fixed to the structure to be reinforced by anchor bolts, both ends of the fixed end 210 formed with the strand wire fixing hole 211 is formed to extend the reinforcing steel and It is to be integrated with the strand.
도3은 ㄷ자형으로 절곡된 절곡형 보강강재(200a)의 구체예의 사시도로, 그 외측 표면에 크기가 다른 곡선 안내용 간격판(220) 다수개가 더 부착 설치되는 것을 특징으로 한다. 즉, 절곡 단부에 설치되는 절곡형 보강강재의 좌굴이 우려되는 경우 특히, 교각머리(a)와 같이 양단부에 압축력이 집중하는 경우에는 강연선의 설치를 고려하게 되는데, 강연선(300)은 크기가 다른 곡선 안내용 간격판(220)을 갖는 절곡형 보강강재(200a)의 외주면을 따라 접하여 설치되고 양끝의 고정단(210)에 정착하게 된다. 이때, 크기가 다른 곡선 안내용 간격판(220)의 적용은 강연선(300)이 완만한 곡선을 이루면서 설치되도록 유도하여 강연선(300)의 파단을 방지하는 역할을 한다.3 is a perspective view of a specific example of a bent reinforcing steel (200a) bent in the U-shape, characterized in that the plurality of curved guide spacer plate 220 of different sizes are further attached to the outer surface. That is, when buckling of the bent reinforcement steel is installed at the bent end, in particular, when the compressive force is concentrated at both ends, such as the pier head (a), the installation of the stranded wire is considered, the strand 300 is different in size Installed along the outer circumferential surface of the bent reinforcing steel (200a) having a curved guide plate 220 is fixed to the fixed end 210 of both ends. At this time, the application of the curve guide gap plate 220 having a different size serves to prevent the breakage of the strand 300 by inducing the strand 300 to be installed while forming a gentle curve.
도4는 U자형으로 절곡된 절곡형 보강강재(200b)의 다른 구체예의 사시도로,그 외측 표면에 콘크리트와의 부착력 향상을 위해 시어코넥터(본 고안에서는 ㄷ자형의 스터드 철근(240)을 적용함)가 부착, 설치되는 것을 특징으로 한다. 이러한 절곡형 보강강재는 강연선의 설치를 생략하여도 무방한 경우, 특히 중력식 교각과 같이 어느 한 부분으로도 압축력이 집중하지 않는 경우에 적용하기에 적당하다.Figure 4 is a perspective view of another embodiment of the bent reinforcing steel (200b) bent in a U-shape, to apply a shear connector (C-shaped stud reinforcement 240 in the present design) to improve the adhesion to concrete on its outer surface ) Is attached and installed. Such bend type reinforcing steel is suitable for the case where the installation of the stranded wire may be omitted, especially when the compressive force is not concentrated in any part, such as gravity piers.
도5 내지 도8을 참고하여 본 고안의 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치를 상세히 설명한다. 구조물의 내진보강방법은 구조물의 단면을 확대하여 내진성능을 향상시키기 위한 것으로, 보강대상구조물(A)의 적정 위치에 앵커홀을 천공하는 단계; 앵커볼트를 이용하여 보강용 강재(100, 100a, 100b)와 절곡형 보강강재(200a, 200b)를 보강대상구조물(A)에 고정, 설치하는 단계; 상기 보강용 강재와 절곡형 보강강재에 강연선(300)을 정착시킨 후 상기 강연선에 인장력을 도입하는 단계; 및, 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 보강구조물을 완성하는 단계;를 포함하여 구성된다.5 to 8 will be described in detail the seismic reinforcing device of the structure through the enlarged cross-section of the present invention. Seismic reinforcement method of the structure is to enlarge the cross section of the structure to improve the seismic performance, the step of drilling the anchor hole in the appropriate position of the structure to be reinforced (A); Fixing and installing the reinforcing steels (100, 100a, 100b) and the bent reinforcing steels (200a, 200b) to the reinforcement target structure (A) using anchor bolts; Fixing the strand wire 300 to the reinforcing steel and the bent reinforcing steel, and then introducing a tensile force to the steel wire; And installing the formwork and pouring concrete to complete the reinforcement structure.
도5 및 도6은 보강대상구조물로 원형단면의 기둥을 갖는 T형교각을 채택하고 도7 및 도8은 보강대상구조물로 중력식(벽식) 교각을 채택하여 단면확대를 통한 구조물의 내진보강방법을 실시한 구체예를 도시하고 있다. 교각의 내진보강방법은 전술하고 있는 일반 구조물의 방법과 전체적으로 동일하나 교각기초를 파쇄하고 교각을 치핑하는 단계가 더 포함되어 기초와 교각의 일체화를 꾀하고 있다. 즉, 교각의 보강방법은 보강대상구조물인 교각 구체의 단면을 확대 보강하여 내진성능을 향상시키기 위한 방법으로, 교각기둥과 접하는 교각기초의 일정부분을 파쇄하는 제1단계; 교각을 치핑하는 제2단계; 교각의 적정 위치에 앵커홀을 천공하는 제3단계; 앵커볼트를 이용하여 보강용 강재와 절곡형 보강강재를 교각기초의 파쇄부분를 포함하여 교각기둥 및 교각머리 둘레에 고정 설치하는 제4단계; 상기 보강용 강재와 절곡형 보강강재에 강연선을 정착시킨 후 상기 강연선에 인장력을 도입하는 제5단계; 및, 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 보강구조물을 완성하는 제6단계;를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 제4단계에는 교각기둥에 설치된 보강용 강재와 연결되는 L형상의 연결판이 교각기초와 교각기둥에 동시에 접하도록 설치되고, 상기 L형상의 연결판에 고정되는 어스앵커 또는 말뚝을 기초와 지반에 정착시키는 단계를 더 포함시켜 기초보강을 할 수 있다. 또한, 상기 제6단계에는 거푸집 설치시 교각 상부면 둘레로 가설용 조인트비드를 설치하는 단계; 콘크리트 타설 후 거푸집 해체시 상기 가설용 조인트비드를 제거하는 단계; 및, 상기 가설용 조인트비드를 제거한 부분에 에폭시 수지 또는 모르타르를 주입, 충진하는 단계;가 더 포함되도록 하여 기존의 보강대상구조물과 새로이 구축된 보강구조물의 연접부위에 틈새가 발생하지 않도록 밀실하게 처리할 수 있다.5 and 6 adopt a T-beam bridge having a column of circular cross-section as a reinforcement target structure, and FIGS. 7 and 8 adopt a gravity type (pier) bridge piers as a reinforcement target structure to apply the seismic reinforcement method of the structure through cross-sectional enlargement. The implementation example is shown. The method of seismic reinforcement of bridge piers is the same as the general structure method described above, but the foundation of bridge piers and chipping of bridge piers are further included to integrate foundations and piers. That is, the method of reinforcing the piers is a method for improving the seismic performance by expanding and reinforcing the cross section of the piers sphere which is the reinforcement target structure, the first step of crushing a portion of the foundation of the piers in contact with the piers; A second step of chipping the piers; A third step of drilling an anchor hole at an appropriate position of the piers; A fourth step of fixing the reinforcing steel and the bent-type reinforcing steel by using anchor bolts around the piers and the piers, including the fractured portions of the piers; A fifth step of introducing a tensile force into the strand after fixing the strand in the reinforcing steel and the bent reinforcing steel; And a sixth step of installing formwork and pouring concrete to complete the reinforcement structure. In addition, in the fourth step, the L-shaped connecting plate connected to the reinforcing steel installed in the pier pillar is installed to be in contact with the pier foundation and the pier pillar at the same time, and the earth anchor or pile fixed to the L-shaped connecting plate is provided with It may further include the step of fixing in the ground can be reinforced. In addition, the sixth step includes the step of installing a temporary joint bead around the upper surface of the piers when the formwork is installed; Removing the temporary joint beads when dismantling the formwork after placing concrete; And injecting and filling epoxy resin or mortar in a portion from which the temporary joint bead is removed, so as to further include a gap so that a gap does not occur between the existing reinforcement structure and the newly constructed reinforcement structure. can do.
교각의 내진보강을 위해 먼저 교각기초(f) 일부분을 파쇄하게 되는데, 이는 보강용 강재(100, 100b)를 교각기초(f)와 교각기둥(c)에 동시에 접하도록 설치하여 교각기초(f)와 교각기둥(c)을 일체화시킴으로써 지진과 같은 수평력에 대하여 취약하기 쉬운 부분의 전단파괴 및 휨파괴를 방지하기 위함이다. 교각표면을 고르게 하기 위해 교각을 치핑하고 교각기둥(c) 및 교각머리(h)에 적용할 보강용 강재(100, 100a, 100b))의 앵커홀(111a)을 고려하여 그 위치를 정하여 교각표면에 앵커홀을 천공한다.For the seismic reinforcement of the piers, first, a part of the piers foundation (f) is crushed, which is installed so that the reinforcing steel (100, 100b) is in contact with the piers foundation (f) and the piers (c) at the same time. This is to prevent shear fracture and flexural fracture of the part which is easy to be vulnerable to the horizontal force such as earthquake by integrating the pier pillar (c). To make the pier surface even, the pier surface is determined by considering the anchor hole 111a of the reinforcing steel (100, 100a, 100b) to be applied to the pier pillar (c) and the pier head (h). Drill an anchor hole in the hole.
이어 본 고안의 구조물의 단면확대 보강장치의 보강용 강재(100, 100a, 100b))와 절곡형 보강강재(200a, 200b)를 교각 둘레로 앵커볼트(111b)를 이용하여 교각표면에 설치한다.Subsequently, the reinforcing steels (100, 100a, 100b)) and the bent reinforcing steels (200a, 200b) of the cross-sectional enlargement reinforcement apparatus of the present invention are installed on the pier surface by using anchor bolts (111b) around the piers.
도5 및 도6과 같이 원형 교각기둥(c)을 갖는 T형 교각의 내진보강공사 작업시에는 원형기둥의 단면과 일치하는 곡면의 지지판을 갖는 보강용 강재(100)를 기둥 보강용 강재로 적용하며, 교각머리(h)에는 그 중앙부에 도1에서 도시하고 있는 ㄷ자형강으로 제작된 보강용 강재(100a)를 적용하고 그 단부에 도3에서 도시하고 있는 ㄷ자형으로 절곡된 절곡형 보강강재(200a)를 적용한다. 이때, ㄷ자형강을 이용하여 교각머리(h)의 중앙부에 설치되는 보강용 강재(100a)는 교각머리(h)에 가로방향으로 설치되도록 하여 중앙부분에서의 휨균열 및 전단균열의 발생을 억제한다.5 and 6, when the seismic reinforcement work of the T-type bridge piers having a circular piers (c) is applied to the reinforcing steel 100 having a curved support plate that matches the cross section of the circular piers as a pillar reinforcing steel The pier head (h) is applied to the reinforcing steel (100a) made of the c-shaped steel shown in Figure 1 in the center portion and the bent reinforcement steel bent in the c-shape shown in Figure 3 at its end ( 200a) applies. At this time, the reinforcing steel 100a installed in the center portion of the pier head h using the c-shaped steel is installed in the pier head h in the horizontal direction to suppress the occurrence of bending cracks and shear cracks in the center portion.
도7 및 도8과 같이 중력식(벽식) 교각(a)의 내진보강공사 작업시에는 도2에서 도시하고 있는 ㄷ자형강으로 제작된 보강용 강재(100b)를 중력식 교각(a) 중앙의 표면에 일정간격을 두고 다수개가 수직으로 고정, 설치되도록 하고, 중력식 교각(a) 양단부에는 도4에서 도시하고 있는 U자형으로 절곡된 절곡형 보강강재(200b)를 적용 설치한다.7 and 8, during the seismic reinforcement work of the gravity type pier (a), a reinforcing steel 100b made of the c-shaped steel shown in FIG. 2 is fixed on the surface of the center of the gravity pier (a). A plurality of vertically fixed and installed at intervals, and installed on both ends of the gravity pier (a) is applied to the bent reinforcement steel (200b) bent in the U-shape shown in FIG.
도시하지는 않았지만 교각기초(f)에는 교각기둥(c, a)에 설치된 보강용 강재(100, 100b)의 지지판과 연결되어 설치되는 L형상의 연결판을 설치하고, 상기 L형상의 연결판에 고정되는 어스앵커 또는 말뚝이 교각기초를 통과하여 지반에 정착하도록 기초보강공사를 실시할 수 있다.Although not shown, the bridge foundation f is provided with an L-shaped connecting plate installed in connection with the supporting plates of the reinforcing steels 100 and 100b installed in the pillar columns c and a, and fixed to the L-shaped connecting plate. The foundation reinforcement work can be carried out so that the earth anchors or piles pass through the piers and settle in the ground.
교각둘레로 강재의 설치가 완료되면 보강용 강재(100, 100a, 100b) 및 절곡형 보강강재(200a, 200b)에 강연선(300)을 설치, 정착시킨 후 인장력이 도입되도록 한다. 단부에 ㄷ자형으로 절곡된 절곡형 보강강재(200a)가 적용되는 경우에는 강연선(300)이 곡선 안내용 간격판(220)을 따라 완만한 곡선을 이루도록 설치되므로 인장력이 도입된 후에 강연선의 파단을 방지할 수 있다. 강연선(300)은 보강용 강재(100, 100a, 100b) 및 절곡형 보강강재(200a, 200b)가 설치된 교각기둥(c) 및 교각머리(h) 둘레전체에 설치되어 강연선(300)의 인장시 인장공간이 공백이 없도록 하는 것이 바람직하다. 도6c에서는 이를 위해서 강연선(300)의 시작과 끝의 정착이 서로 엇갈리도록 하고 있다.When the installation of the steel around the pier is completed, the tension wire 300 is installed and fixed to the reinforcing steels (100, 100a, 100b) and the bent-type reinforcing steels (200a, 200b) to be introduced into the tensile force. When the bent reinforcement steel 200a bent at the end is applied, the strand 300 is installed to form a gentle curve along the curved guide gap plate 220, so that the breakage of the strand after the tensile force is introduced. You can prevent it. The strand 300 is installed throughout the pier pillar (c) and pier head (h) in which the reinforcing steel (100, 100a, 100b) and bent-type reinforcing steel (200a, 200b) is installed to tension the strand (300) It is desirable that the tension space be free of voids. In FIG. 6C, the fixing of the start and end of the strand 300 is staggered.
상기와 같이 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치를 보강대상구조물인 교각에 설치한 후 거푸집을 가설하고 콘크리트를 타설하면 기존의 교각에서 단면확대되는 보강구조물(B)이 완성된다. 이때, 교각의 상부면은 외부에 노출되기 때문에 기존의 보강대상구조물과 새로 구축되는 보강구조물과의 연접부위에 틈이 발생하면 빗물 등 이물질이 연접부위의 틈에 스며들어가 백태현상을 일으키는 등 하자요인이 될 수 있으므로 연접부위가 밀실하게 처리되도록 주의한다. 이를 위해 본 고안에서는 삼각단면을 갖는 가설용 조인트비드를 거푸집 설치시 교각 상부면 둘레로 보강대상구조물과 외접하도록 설치하고 콘크리트 타설 후 거푸집 제거시에 상기 가설용 조인트비드를 함께 제거하고, 이어 가설용 조인트비드의 제거위치에 에폭시 수지 또는 모르타르를 주입, 충진하는 방법을 제안하고 있다.After installing the seismic reinforcement device of the structure through the enlargement of the cross section as described above in the pier which is the reinforcement target structure, form the formwork and cast concrete, the reinforcement structure (B) is expanded to the cross section enlargement in the existing pier. At this time, since the upper surface of the bridge is exposed to the outside, if a gap occurs in the joint area between the existing reinforcement target structure and the newly constructed reinforcement structure, foreign matters such as rain water may seep into the gap in the joint area, causing a baektae phenomenon. Care should be taken to ensure that the joints are tightly handled as this may result. To this end, in the present invention, the installation bead having a triangular cross section is installed so as to circumscribe the reinforcement structure around the upper part of the pier when the formwork is installed, and the concrete bead joint is removed when the form is removed after the concrete is placed, A method of injecting and filling epoxy resin or mortar at a joint bead removal position has been proposed.
결국, 보강구조물(B)은 강재, 강연선 및 콘크리트가 일체화됨으로써 강재(100, 100a, 200a)와 강연선(300)에 의해 구속되는 콘크리트가 교각의 단면을확대 보강하여 내진설계되지 않은 기존 구조물의 내진성능을 향상시킨다. 또한, 강재, 강연선 콘크리트의 결합으로 내하력, 인성 및 연성, 변형성능 등 구조적인 성능이 향상되며, 확대 단면을 크게 하지 않고도 소요 구조적인 성능을 확보할 수 있어 도심지의 고가교와 같이 하부 공간이 제한되는 구조물에도 효과적으로 적용할 수 있게 된다.As a result, the reinforcing structure (B) is the seismic strength of the existing structure that is not seismic designed by the concrete, which is constrained by the steel (100, 100a, 200a) and the steel strand 300 by reinforcing the cross section of the piers by integrating steel, strands and concrete Improve performance In addition, structural performances such as load capacity, toughness, ductility, and deformation performance are improved by the combination of steel and stranded concrete, and the required space performance can be secured without increasing the enlarged cross-section. Effectively applicable to the structure.
본 고안은 강재와 인장력이 도입된 강연선과 상기 강재와 강연선에 의해 구속되는 콘크리트로써 교각 등 구조물의 단면을 확대 보강하게 되는 바, 철근콘크리트로 시공되는 종래의 구조물의 단면확대 보강보다 내하력, 인성 및 연성, 변형성능 등 구조적인 성능을 향상시킬 수 있으며, 확대 단면을 크게 하지 않고도 소요 구조적인 성능을 확보할 수 있어 도심지의 고가교와 같이 하부 공간이 제한되는 구조물에도 효과적으로 적용할 수 있다. 또한, 본 고안을 교량에 적용하면 낙교를 방지하면서 내진성능을 확보할 수 있으며, 강재 및 강연선의 설치가 용이하므로 현장작업량의 감소와 공기단축을 기대할 수 있다.The present invention is to expand and reinforce the cross-section of the structure such as bridge piers with the steel and tensile wire introduced and the concrete bound by the steel and the strand, bar load capacity, toughness and Structural performance such as ductility and deformation performance can be improved, and the required structural performance can be secured without increasing the enlarged cross section, so it can be effectively applied to structures with limited space, such as overpasses in urban areas. In addition, when the present invention is applied to the bridge can prevent seismic performance while ensuring seismic performance, and easy installation of steel and stranded wire can be expected to reduce the field work and shorten the air.
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