KR20030014003A

KR20030014003A - 교량 부모멘트 발생부분의 보강공법 및 그 구조

Info

Publication number: KR20030014003A
Application number: KR1020010048317A
Authority: KR
Inventors: 박재만
Original assignee: 박재만
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2003-02-15
Also published as: KR100440621B1

Abstract

본 발명은 강봉을 이용한 교량 부모멘트 발생부분의 보강공법 및 그 구조에 관한 것이다.

본 발명은 교량을 연속화하기 위한 슬래브 공법에 있어서, 교량 상판을 치핑하는 단계와; 치핑된 슬래브에 다수의 앵커홈을 구비하는 단계와; 앵커홈이 구비된 슬래브의 표면에 에어콤프레셔를 이용하여 먼지를 제거하는 단계와; 먼지가 제거된 앵커홈에 앵커볼트를 고정하고 에폭시를 주입하는 단계와; 차량이 이동하는 방향으로 철근과 체결부재를 섞어서 배근하는 단계와; 에어콤프레셔를 이용하여 철근과 체결부재가 배근된 부위의 먼지를 제거하는 단계와; 신구콘크리트의 접착을 위하여 접착제를 치핑된 슬래브 표면에 도포하는 단계와; 체결부재에 열을 가할수 있는 소정의 공간부를 두고 콘크리트를 타설하는 단계와; 건조된 콘크리트의 양측으로 노출된 체결부재에 전기를 인가시켜 가열시키는 단계와; 팽창된 체결부재를 조여 콘크리트에 정착시키는 단계와; 전기를 분리 시켜 체결부재를 냉각 수축시키는 단계와; 공간부에 폴리머 콘크리트를 타설되는 단계로 이루어져 부모멘트에 대한 효과적인 대응으로 교량의 처짐량과 균열을 줄일 수 있도록 한 것이다.

Description

교량 부모멘트 발생부분의 보강공법 및 그 구조{A CONSTRUCTION METHOD FOR REINFORCING OCCURRENCE PART OF A BRIDGE SUB-MOMENT AND A STRUCTURE THEREOF}

본 발명은 체결부재를 이용한 교량 부모멘트 발생부분의 보강공법 및 그 구조에 관한 것으로서 특히 교량의 상판 연결부분에 용융점이 낮은 금속이나 합성수지가 피복된 강봉과 철근을 차량의 운행방향으로 배근하고, 강봉에 전기적인 열을가해 팽창시킨후 양단부에서 너트로 조이게 되면 강봉이 냉각된 후에는 교량 부모멘트 발생부분에 압축력이 작용하도록 함으로써 부모멘트에 대한 효과적인 대응으로 교량 상부로의 처짐량과 상판의 균열을 줄일 수 있도록 하며 이를 통해 교대, 교좌가 부식되는 것을 막을 수 있도록 하고, 아울러 차량 운행시 충격이나 소음을 방지하여 주행성을 향상시킬 수 있도록 하면서 교량의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 하천 ·호소(湖沼) ·해협 ·만(灣) ·운하 또는 다른 교통로나 구축물(構築物) 위를 건너갈 수 있도록 만든 고가구조물을 교량이라고 하고, 이러한 교량은 교각과 교각위에 얹혀진 교좌부 및 교좌부에 받혀진 교량빔 그리고 교량빔의 윗면에 구비된 상판으로 구성되어 있다.

그런데 최근에 와서는 교량을 보수 함에 있어서 교량빔과 교량빔 사이의 상판을 슬래브 공법을 이용하여 연속화 하므로서 차량의 주행중 발생되는 진동과 충격을 최소화 하고 있다.

이런 슬래브 공법은 교량빔과 교량빔이 위치하는 상판에 소정 넓이와 깊이의 홈을 형성한 후 그 홈에 철근을 격자 형태로 배근한 다음 콘크리트를 타설하여 양생시키는 것으로 완료된다.

그러나 이러한 슬래브 공법을 통해 교량을 연속화 했을 경우에는 교량빔의 자중과 교량을 통과하는 차량의 하중에 따라 발생되는 부모멘트가 교량빔이 연결되는 부위에 집중됨으로써 슬래브에 균열이 발생되는 문제점이 있었다.

또한 교량 상판이 연결된 부분이 부모멘트에 효과적으로 대응하지 못하게 됨으로써 교량 상부로의 처짐량이 증가됨으로 인해 구조적 안정성이 낮아지는 문제점 있었다.

그리고 균열이 점진적으로 진행됨으로써 상판을 통과하는 차량의 가해지는 충격력에 의하여 소음이 커지고, 교량의 피로강도가 낮아지는 또 다른 문제점이 있었다.

또한 균열부위로 빗물이 흘러 들어갈 경우에는 교각이나 교좌부의 부식을 촉진시켜 교량의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서 상판이 연결되는 부분에 용융점이 낮은 금속이나 합성수지 등의 코팅재가 피복된 강봉과 철근을 차량의 운행방향에 따라 섞어서 배근하고, 강봉에 전기적인 열을 가해 팽창시킨후 너트로 조여 강봉이 냉각된 후에는 교량 부모멘트 부분에 압축력이 작용하도록 함으로써 부모멘트에 대한 효과적인 대응으로 교량 상부로의 처짐량과 균열을 줄일 수 있도록 하여 교량의 수명을 연장시킬 수 있도록 하고, 교량을 통과하는 차량의 주행성을 향상시킬 수 있도록 하는 강봉을 이용한 교량 부모멘트 발생부분의 보강공법 및 그 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 교량을 연속화하기 위해 교량빔과 교량빔이 위치하는 상판에 소정 넓이와 깊이의 홈을 형성한 후 그 홈에 철근을 격자 형태로 배근한 다음 콘크리트를 타설하여 양생시키는 슬래브 공법에 있어서, 교량 상판이 연결되는 부분의 슬래브 윗면을 소정 깊이를 갖도록 치핑하는 단계와;치핑된 슬래브에 다수의 앵커홈을 설치하는 단계와; 앵커홈이 형성된 슬래브의 표면에 에어콤프레셔를 이용하여 먼지를 제거하는 단계와; 먼지가 제거된 앵커홈에 앵커볼트를 설치하고 에폭시를 주입하는 단계와; 차량 이동방향으로 철근을 배근하고, 차량 이동방향으로 체결부재를 배근하는 단계와; 에어콤프레셔를 이용하여 철근과 체결부재가 배근된 부위의 먼지를 제거하는 단계와; 신구콘크리트의 접착을 위하여 접착제를 구 콘크리트 표면에 도포하는 단계와; 강봉에 열을 가할수 있는 소정의 공간부를 두고 콘크리트를 타설하는 단계와; 건조된 콘크리트의 양측으로 노출된 체결부재에 전기를 인가시켜 가열시키는 단계와; 팽창된 체결부재를 너트로조여 콘크리트에 정착시키는 단계와; 전기를 분리 시켜 체결부재를 냉각 수축시키는 단계와; 공간부에 폴리머 콘크리트나 에폭시계 콘크리트 중 어느 하나가 타설되는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 강봉을 이용한 교량 부모멘트 발생부분의 보강방법을 제공함에 달성된다.

도 1은 본 발명에 따른 체결부재가 적용된 교량의 연결부를 도시한 예시도.

도 2는 본 발명에 따른 체결부재가 적용된 보강부의 확대 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 체결부재의 분해 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 교량 연결부의 예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

5:슬래브 6:앵커홈

7:앵커볼트 8:철근

9:철근 10:체결부재

12:콘크리트 19:공간부

이하 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 체결부재를 이용한 교량 부모멘트 발생부분의 보강구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 교각(1) 상단에 교좌부(2)를 개재하여 얹혀진 교량빔(30)의 상판(4)에 소정 넓이와 깊이로 치핑된 슬래브(5)에 구비된 다수의 앵커홈(6)과, 상기 앵커홈(6)에 삽입된 앵커볼트(7)와, 앵커홈(6)에 주입되어 고착력을 강화시키는 에폭시수지와, 차량 이동방향으로 배근된 철근(8)과, 차량 이동방향으로 배근된 체결부재(10)와, 상기 철근(8)과 체결부재(10)와 교차되게 배근된 횡철근(9)과, 치핑된 슬래브(20)의 표면에 도포된 접착제(11)와, 콘크리트를 타설하여 건조된 콘크리트(12)와, 상기 콘크리트(12)의 가장자리에 폴리머 콘크리트(13)가 타설되어 건조된 것으로 구성된다.

여기에서 상기 체결부재(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 소정의 길이를 가지며 용융점이 낮은 금속인 동이나 황동 또는 용융점이 낮은 합성수지가 소정 두께로 피복된 강봉(14)과, 강봉(14)의 양단에 구비된 소정 길이를 갖는 나사부(15)(16)와, 상기 나사부(15)(16)에 결합되는 너트(17)(18)로 구비된다.

본 발명에서는 상기 콘크리트(12)의 가장자리에 폴리머 콘크리트(13)를 타설하였으나 에폭시계 콘크리트를 사용할 수도 있다.

또한 콘크리트의 가장자리로서 폴리머 콘크리트나 에폭시계 콘크리트가 타설되는 공간부, 즉 체결부재(10)에 전기를 인가시킬 수 있는 작업 공간부(19)의 크기는 약 20∼30Cm로 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구조를 갖는 강봉을 이용한 교량 부모멘트 발생부분의 보강구조는 먼저 교량 상판이 연결되는 부분의 슬래브 윗면을 치핑(Chipping)하여 소정 깊이를 갖도록 형성하고, 치핑된 슬래브 윗면에 다수의 앵커홈(6)을 구비한다.

다음 슬래브 윗면을 치핑하고 앵커홈(6)을 형성하는 과정에서 발생된 이 물질인 먼지를 에어콤프레셔를 이용하여 말끔히 제거하고, 앵커홈(6)에 앵커볼트(7)를 고정한 다음 고착력을 보강하기 위해 에폭시(8)를 주입한다.

다음 차량 이동방향으로 앵커볼트에 걸어서 체결부재(10) 및 철근(8)을 섞어서 배근한다. 본 발명의 실시예에서는 체결부재(10)와 철근(8)을 교차되게 배근하였다.

다음 상기 체결부재(10)와 철근(8)에 교차되게 횡철근(9)을 배근 한다.

다시 에어콤프레셔를 이용하여 먼지를 제거하고 신구콘크리트의 접착을 위하여 구콘크리트 표면에 접착제 도포한다.

그리고 체결부재(10)의 양단에 전기를 인가시켜 열을 발생시킬 수 있는 소정의 작업 공간부(19) 두고 콘크리트를 타설하여 건조시킨다.

다음 건조된 콘크리트(12)의 양측으로 노출된 체결부재(10)에 전기를 인가하게 되면 강봉(14)이 가열되고, 이와 동시에 강봉(14)의 둘레에 피복된 용융점이 낮은 코팅재가 용융되어 콘크리트와 분리되고 강봉은 팽창하게 된다.

이 상태에서 강봉(14)의 양측에 구비된 너트(17)(18)를 조여 체결부재(10)를 콘크리트에 정착시키고, 강봉(14)에 공급되는 전기를 분리 냉각시킴으로써 늘어나 있던 강봉(14)이 수축을 하면서 콘트리트를 압축시키는 압축력(프리스트레스)을 가하게 되는데, 이렇게 되면 교량 부모멘트 발생부분의 부모멘트를 현저하게 감소 시키게 된다.

그리고 공간부(19)에 폴리머 콘크리트나 에폭시계 콘크리트 중 어느 하나의 콘크리트를 타설시켜 건조시키는 것으로 교량 부모멘트 발생부분의 보강을 하게 된다.

한편 도 4에 도시된 바와 같이 연속화된 신설 교량 빔의 보강에 적용할 경우에도 부모멘트의 발생부분을 효과적으로 보강할 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명은 교량의 상판이 연결되는 부분에 용융점이 낮은 금속이나 합성수지 등의 코팅재가 피복된 강봉과 철근을 차량의 운행방향으로 섞어 배근하고, 콘크리트를 타설하여 건조한 다음 강봉에 전기적인 열을 가해 팽창시킨후 너트로 조여 강봉이 냉각된 후 콘크리트에 압축력이 작용하도록 함으로써 부모멘트에 대한 대응으로 교량 상부로의 처짐량과 균열을 줄일 수 있도록 하고, 이를 통해 교대, 교좌가 부식되는 것을 막아 교량의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 것이다.

또한 교량을 통과하는 차량의 주행성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Claims

교량을 연속화하기 위해 교량빔과 교량빔이 위치하는 상판에 소정 넓이와 깊이의 홈을 구비한 후 그 홈에 철근을 방사형태로 배근한 다음 콘크리트를 타설하여 양생시키는 슬래브 공법에 있어서,

교량 상판이 연결되는 부분의 슬래브 윗면을 소정 깊이를 갖도록 치핑하는 단계와;

치핑된 슬래브에 다수의 앵커홈(6)을 설치하는 단계와;

앵커홈(6)이 형성된 슬래브의 표면에 에어콤프레셔를 이용하여 먼지를 제거하는 단계와;

먼지가 제거된 앵커홈(6)에 앵커볼트(7)를 설치하고 에폭시를 주입하여 고정하는 단계와;

차량 이동방향으로 앵커 볼트(7)에 걸어 철근(8)과 용융점이 낮은 코팅재가 피복된 체결부재(10)를 섞어서 배근하는 단계와;

철근(8) 및 체결부재(10)와 교차하는 방향으로 철근(9)을 배근하는 단계와;

에어콤프레셔를 이용하여 슬래브 표면의 먼지를 제거하는 단계와;

신구콘크리트를 접착하기 위하여 접착제를 치핑된 슬래브(20) 표면에 도포하는 단계와;

체결부재(10)에 열을 가할수 있는 소정의 공간부(19)를 두고 콘크리트를 타설하는 단계와;

건조된 콘크리트의 양측으로 노출된 체결부재(10)에 전기를 인가시켜 가열시키는 단계와;

팽창된 체결부재(10)를 조여 콘크리트에 정착시키는 단계와;

전기를 분리시켜 체결부재(10)를 냉각 수축시키는 단계와;

공간부(19)에 폴리머 콘크리트나 에폭시계 콘크리트 중 어느 하나가 타설되는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 교량 부모멘트 발생부분의 보강공법.
교량 상판에서 소정의 넓이와 깊이로 치핑된 슬래브에 구비된 앵커홈(6)과,

다수의 앵커홈(6)에 삽입된 앵커볼트(7)와;

앵커볼트에 걸어서 차량 이동방향으로 배근된 철근(8) 및 용융점이 낮은 코팅재가 피복된 체결부재(10)와;

철근(8) 및 체결부재(10)와 교차되게 배근한 횡방향 철근과;

신구 콘크리트를 접착하기 위하여 치핑된 슬래브(20) 표면에 도포된 접착제(11)와;

콘크리트를 타설하여 건조된 콘크리트(12)와;

콘크리트(12)의 가장자리에 폴리머 콘크리트나 에폭시계 콘크리트 중 어느 하나가 타설된 것을 특징으로 하는 교량 부모멘트 발생부분의 보강구조.
제2항에 있어서, 상기 체결부재(10)는 소정의 길이를 가지며 체결부재 보다 용융점이 낮은 코팅재가 소정의 두께로 피복된 강봉(14)과;

강봉(14)의 양단에 구비된 나사부(15)(16)와;

상기 나사부(15)(16)에 결합되는 너트(17)(18)로 구성된 것을 특징으로 하는 교량 부모멘트 발생부분의 보강구조.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 코팅재는 동이나 황동중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 교량 부모멘트 발생부분의 보강구조.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 코팅재는 합성수지 인 것을 특징으로 하는 교량 부모멘트 발생부분의 보강구조.