KR200345919Y1 - 콘크리트 구조물의 인장력을 받는 단면에 대한 내하력보강을 위한 인장부 보수보강장치 - Google Patents

콘크리트 구조물의 인장력을 받는 단면에 대한 내하력보강을 위한 인장부 보수보강장치 Download PDF

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KR200345919Y1 KR20-2003-0033833U KR20030033833U KR200345919Y1 KR 200345919 Y1 KR200345919 Y1 KR 200345919Y1 KR 20030033833 U KR20030033833 U KR 20030033833U KR 200345919 Y1 KR200345919 Y1 KR 200345919Y1
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging

Abstract

본 고안은 교량, 건축물등의 콘크리트 구조물에 인장력을 받는 단면부에 일정길이의 수평홈부를 형성하고 그의 양측에 수직홈부를 설치한 다음 상기의 수평 및 수직 홈부내에 보수보강재인 로프를 설치하고 수평홈부의 외부에 고강도 몰탈 또는 에폭시로 마감을 한다음 수직 홈부와 수평 홈부내에 주입관을 복수개 설치한 다음 상기의 주입관에 에폭시와 같은 충전재를 주입하면서 충전하여 로프내에 상기의 에폭시가 함침되도록 일정한 압력을 주고 충전작업을 한 다음 밀봉하고 에폭시가 고화되도록 하여 고화시 로프에 함침된 에폭시가 고화되면서 로프를 긴축시켜 결과적으로 콘크리트 구조물의 인장력을 받는 부분이 긴장되면서 인장력을 받는 단면에 긴장력이 도입되도록 하고 인장력을 받는 단면과 로프가 에폭시에 의하여 일체화되어 외부의 하중에 대응하여 일체로 작용하게하여 인장력에 의한 콘크리트 구조물의 인장부에 대한 단면의 보수보강을 실시하는 인장부 보수보강장치의 설치방법에 관한 것이다.

Description

콘크리트 구조물의 인장력을 받는 단면에 대한 내하력 보강을 위한 인장부 보수보강장치{Repairing and reinforcing apparatus for increasing endurance force for tensioned part in concrete structures}
본 고안은 교량, 건축물등과 같은 모든 종류의 콘크리트 구조물에 인장력을 받는 단면부에 길이방향으로 일정길이와 깊이를 갖는 수평홈부를 형성하고 그 양측에 상기의 콘크리트 구조물내에 수직방향으로 일정한 깊이와 길이를 갖는 수직홈부를 설치한 다음 상기의 수평 및 수직 홈부내에 보수보강재인 로프를 설치하여 "ㄷ"형상이 되도록 설치한 다음 수평 홈부의 외부에 고강도 몰탈 또는 에폭시로 외부를 마감한 다음 수평홈부의 양측에 주입관을 설치하고 수평 홈부의 양측단에 설치된 복수개의 수직 홈부내에 길이가 긴 주입관에 철사를 연결한 다음 길이가 짧은 주입관내에 철사를 관통시켜 외부로 노출되도록 한 다음 상기의 수직 홈부내에 설치된 짧은 주입관에 에폭시를 주입하면서 서서히 수직 홈부내의 상부로 올리면서 충전함과 동시에 철사를 빼면서 외부로 나온 철사의 길이가 당초에 긴 주입관과 짧은 주입관의 연결길이 만큼 외부로 노출되면 상기 수직 홈부내에 에폭시가 완전히충전된 것으로 판단하여 주입을 중단하고 주입관을 제거한 다음 상기 수평 홈부내에 설치된 주입관내에 일정한 압력으로 에폭시를 주입하여 로프에 상기의 에폭시가 완전히 함침되도록 하면서 상기의 수평 및 수직 홈부내에 에폭시가 완전히 충전되도록 한 다음 주입관을 제거하고 모르타르로 재차실링하여 밀봉한 다음 에폭시가 고화되도록 하여 로프에 함침된 에폭시가 고화되면서 로프를 긴축시켜 결과적으로 콘크리트 구조물의 인장력을 받는 부분이 긴장되면서 인장력을 받는 단면에 긴장력이 도입되도록 함과 동시에 인장력을 받는 단면과 로프가 에폭시에 의하여 일체화되어 외부의 하중에 대응하여 일체로 작용하게하여 인장력에 의한 콘크리트 구조물의 인장부에 대한 단면의 보수보강을 실시하는 인장부 보수보강장치의 설치방법에 관한 것이다.
본 고안의 목적은 신설 및 노후된 콘크리트 구조물에 내하력을 증강시켜 콘크리트 구조물의 강도를 보강시켜 주기 위하여 설치하는 인장부 보수보강장치의 설치방법에 관한 것으로서 인장력을 받는 콘크리트 구조물의 단면에 수평홈부와 그 양측에 설치되는 수직 홈부내에 보수보강재인 섬유재의 로프를 설치한 다음 그 외부를 고강도 몰탈 또는 에폭시로 마감하고 상기의 수직 및 수평 홈부내에 에폭시를 주입관을 이용하여 주입 충전한 다음 이들을 고화시켜 인장력을 받는 단면에 대하여 내하력을 증강시켜 콘크리트 구조물을 보수보강하기 위한 인장부 보수보강장치의 설치방법을 제공하는데 있다.
종래에 사용하고 있는 기술로서는 콘크리트 구조물의 인장력을 받는 단면에 섬유판을 에폭시등의 수지로 부착하는 것과 강판을 이용하여 앵커등으로 인장력을 받는 단면에 부착하여 콘크리트 구조물에 대한 보수보강방법을 시공하여 왔으나 상기의 에폭시를 이용하여 부착하는 방법은 시간이 경과함에 따라 섬유판과 에폭시가 콘크리트 구조물에 분리되어 보수보강의 효과가 반감되거나 상기의 강판을 부착하는 경우에는 시간이 경과함에 따라 강판이 부식되거나 또는 앵커가 부식되어 강판의 지지력을 약화시켜 결국 내하력을 보수보강하는 강도가 저하되어 그효과가 미미하거나 또는 유지보수관리하는데 많은 인력과 비용이 소요되는 문제점이 항상대두 되어 왔다.
본 고안은 상기의 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 인장력을 받는 콘크리트 구조물의 단면내에 일정한 깊이와 길이를 갖는 수평홈부와 그 양측에 형성된 수직홈부를 설치한 다음 그 내부에 보수보강재인 섬유재인 로프를 설치한 다음 로프의 외부에 고강도 몰탈 또는 에폭시로 일정한 두께로 마감하여 콘크리트 외부 단면과 같게 마감한 다음 상기의 수직 및 수평 홈부내에 복수개의 주입관을 설치하고 그 주입관내에 에폭시를 주입하여 상기의 수직 및 수평 홈부내에 완전히 충전되도록 하면서 상기의 섬유재 로프에 에폭시가 완전히 함침되도록 한 다음 주입관을 제거하고 상기의 에폭시가 고화되도록 하여 콘크리트 구조물의 인장력을 받는 단면을 보수보강하는데 사용하기 위한 인장부 보수보강장치의 설치방법을 제공하는데 있다.
도 1은 콘크리트 구조물에서 본 고안의 인장부 보수보강장치가 설치되어야 하는 응력분포를 보여주는 응력분포도.
도 2는 본 고안의 인장부 보수보강장치가 콘크리트 구조물의 인장부에 설치된 것을 보여주는 도면.
도 3은 도 2의 단면 B-B를 보여주는 도면.
도 4는 도 2의 단면 A-A를 보여주는 도면.
도 5는 본 고안의 인장부 보수보강장치의 설치를 위한 방법을 보여주는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 응력분포도 11 : 지점
12 : 정모멘트 13 : 부모멘트
20 : 콘크리트 구조물
30 : 인장부 보수보강장치
40 ; 단위 인장부 보수보강장치 41 : 홈부
42 : 수평홈부 43 : 충전재
44 : 고강도 몰탈 또는 에폭시 45 : 보수보강재
46 : 수직홈부 47 : 주입관
본 고안은 교량, 건축물등과 같은 모든 종류의 콘크리트 구조물(20)에 인장력을 받는 단면부에 길이방향으로 일정길이와 깊이를 갖는 수평홈부(42)를 형성하고 그 양측에 상기의 콘크리트 구조물(20)내에 수직방향으로 일정한 깊이와 길이를 갖는 수직홈부(46)를 설치한 다음 상기의 수평(42) 및 수직 홈부(46)내에 보수보강재(45)인 로프를 설치하여 "ㄷ"형상이 되도록 설치한 다음 수평 홈부(42)의 외부에 고강도 몰탈 또는 에폭시(44)로 외부를 마감한 단위 인장부 보수보강장치(40)를 일정한 간격으로 콘크리트 구조물(20)의 인장력을 받는 단면부내에 다수개 설치한 다음 수평홈부(42)의 양측에 주입관(47)을 설치하고 수평 홈부(42)의 양측단에 설치된 수직 홈부(46)내에 길이가 긴 주입관(47)에 철사(48)를 연결한 다음 길이가 짧은 주입관(47)내에 철사(48)를 관통시켜 외부로 노출되도록 한 다음 상기의 수직 홈부(46)내에 설치된 짧은 주입관(47)에 충전재(43)를 주입하면서 서서히 수직 홈부(46)내의 상부로 올리면서 충전함과 동시에 철사(48)를 빼면서 외부로 나온 철사의 길이가 당초에 긴 주입관(47)과 짧은 주입관(47)의 연결길이 만큼 외부로 노출되면 상기 수직 홈부(46)내에 충전재(43)가 완전히 충전된 것으로 판단하여 주입을 중단하고 주입관(47)을 제거한 다음 상기 수평 홈부(42)내에 설치된 주입관(47)내에 일정한 압력으로 충전재(43)를 주입하여 보수보강재(45)인 로프에 상기의 충전재(43)가 완전히 함침되도록 하면서 상기의 수평 및 수직 홈부(42,46)내에 충전재(43)가 완전히 충전되도록 한 다음 주입관(47)을 제거하고 고강도 몰탈 또는 에폭시(44)로 재차실링하여 밀봉한 다음 충전재(43)가 고화되도록 하여보수보강재(45)인 로프에 함침된 충전재(43)가 고화되면서 보수보강재(45)인 로프를 긴축시켜 결과적으로 콘크리트 구조물(20)의 인장력을 받는 부분이 긴장되면서 인장력을 받는 단면에 긴장력이 도입되도록 함과 동시에 인장력을 받는 단면과 보수보강재인 로프가 충전재에 의하여 일체화되어 외부의 하중에 대응하여 일체로 작용하게하여 인장력에 의한 콘크리트 구조물의 인장부에 대한 단면의 보수보강을 실시하는 인장부 보수보강장치(30)의 설치방법에 특징이 있다.
이하, 본 고안의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다,
도 1은 콘크리트 구조물에서 본 고안의 인장부 보수보강장치가 설치되어야 하는 응력분포를 보여주는 응력분포도로서, 대표적으로 본 도와 같이 교량을 예로들면 콘크리트 구조물(20)인 거더에 외부의 하중이 작용하면 도면과 같이 정부 모멘트(12,13)가 작용하게 되는데 이때 정모멘트(12)가 작용하는 단면의 하부에는 인장력이 작용하게되고 그 상부의 단면에는 압축력이 작용하게 되어 인장력에 취약한 콘크리트 구조물(20)의 경우에는 인장력을 받는 부분에 대하여 인장강도를 증강시켜 줄 수 있는 별도의 보수보강장치가 요구되는 것을 보여줌과 동시에 본 고안의 인장부 보수보강장치(30)가 설치되는 곳을 명시하기 위한 것이다.
단, 상기의 도에서 설명한 교량의 경우는 일예를 보여주기 위한 것이며 여기에 국한 되지 않고 모든 종류의 콘크리트 구조물에 적용할 수 있음도 아울러 밝혀 두고자 한다.
도 2는 본 고안의 인장부 보수보강장치가 콘크리트 구조물의 인장부에 설치된 것을 보여주는 도면으로서, 콘크리트 구조물(20)에 인장력을 받는 단면에 일정한 길이와 깊이 및 폭을 갖는 홈부(41)인 단위 인장부 보수보강장치(40)를 일정한 간격으로 다수개 설치한 인장부 보수보강장치(30)를 설치한 것이다.
상기 단위 인장부 보수보강장치(40)는 도 4에서 보여주는 바와 같이 수평 홈부(42) 및 수직홈부(46)로 구성되어 있으며 상기 수직 및 수평 홈부(46,42)내에 보수보강재(45)인 섬유재의 로프를 상기 수직 및 수평 홈부(46,42)내에 설치되도록 하여 "ㄷ" 자형상으로 설치한 다음 도 3내지 5에서 설명한 바와 같이 상기 수평 홈부(42)내에 설치된 보수보강재(45)인 로프의 외측에 고강도 몰탈 또는 에폭시(44)로 마감하여 홈부(41)내에는 보수보강재인 로프와 로프의 주위에 공간부가 발생될 수 있게 한 다음 도 5에서 보여주는 바와 같이 주입관(47)을 통하여 충전재(43)인 에폭시를 주입하여 인장부 보수보강장치(30)의 설치를 완료한 것이다.
상기의 보수보강재(45)는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 또는 일반 섬유 중에서 어느 한가지 또는 두가지 이상 혼합하여 제작한 섬유재 로프이다.
상기 홈부(41)내에 충전되는 충전재(43)는 에폭시 수지이거나 또는 미세한 모르타르이다.
상기 로프와 모르타르 사이의 경계면에 에폭시 스프레이를 살포한다. 이는 모르타르와 에폭시에 함침된 로프와 일체가 되어 외부의 작용하중에 일체로 작용할 수 있도록 하기 위함이다.
도 3은 도 2의 단면 B-B를 보여주는 도면으로서, 일정한 깊이와 폭을 갖고 일정한 길이로 형성된 수평홈부(42)내에 보수보강재(45)인 섬유재의 로프를 설치한다음 로프의 외부 경계면에 에폭시로 스프레이를 한 다음 고강도 몰탈 또는 에폭시(44)로 마감처리하여 콘크리트 외부면과 미려하게 마감하여 홈부(41)내의 공간부내에 보수보강재(45)인 로프가 설치되도록 하는 공간부가 형성되도록 한 다음 도 5에서 보여주는 바와 같이 주입관(47)을 수평 홈부(42)의 양측단부에 각각 설치하여 주입관(47)을 통하여 충전재(43)인 에폭시를 주입 충전하면서 로프내에도 에폭시가 함침되도록 한 것이다.
도 4는 도 2의 단면 A-A를 보여주는 도면으로서, 상기의 콘크리트 구조물(20)의 인장력을 받는 단면내에 설치된 단위 인장부 보수보강장치(40)를 길이방향의 단면을 보여주는 것으로서, 상기의 도 3에서 설명한 바와 같이 일정길이와 폭과 깊이를 갖는 수평 홈부(42)를 단면내에 설치하고 그 양측부에 연결하여 일정한 폭을 갖는 홈부(41)를 일정한 깊이로 콘크리트 단면의 내부로 수직 홈부(46)를 형성한 다음 그 내부에 보수보강재(45)인 섬유재인 로프를 설치한 다음 도 3에서 설명한 바와 같이 수평 홈부(42)의 외측면에 고강도 몰탈 또는 에폭시(44)로 마감하여 콘크리트면과 일체화되게 마감한 다음 도 5에서 설명하는 주입관(47)을 삽입하여 상기 주입관을 통하여 수평 및 수직 홈부(42,46)내에 충전재(43)인 에폭시를 주입 충전하여 마감하여 설치한 인장부 보수보강장치(30)인 것이다.
도 5는 본 고안의 인장부 보수보강장치의 설치를 위한 방법을 보여주는 도면으로서, 상기의 도면에서 설명한 수평 및 수직 홈부(42,46)를 콘크리트 단면내에 일정한 깊이와 폭과 길이가 되도록 콘크리트 단면내에 홈부(41)를 형성한 다음 상기의 홈부(41)내에 보수보강재(45)인 섬유재인 로프를 설치하여 "ㄷ"자 형상으로설치한 다음 로프의 외부와 콘크리트면 사이의 경계를 에폭시로 스프레이한 다음 고강도 몰탈 또는 에폭시(44)로 마감하면서 주입관(47)을 수평 홈부(42)내의 양측단에 주입관(47)을 각각 삽입설치한 다음 상기 수평 홈부(42)의 양측에 설치된 수직 홈부(46)내에 길이가 긴 주입관(47)에 철사(48)를 연결한 다음 일정길이 아래에 설치된 길이가 짧은 주입관(47)내에 철사(48)를 관통시켜 외부로 노출되도록 한 다음 상기의 수직 홈부(46)내에 설치된 짧은 주입관(47)에 충전재(43)를 주입하면서 서서히 수직 홈부(46)내의 상부로 올리면서 충전함과 동시에 철사(48)를 빼면서 외부로 나온 철사(48)의 길이가 당초에 긴 주입관(47)과 짧은 주입관(47)의 연결길이 만큼 외부로 노출되면 상기 수직 홈부(46)내에 충전재(43)가 완전히 충전된 것으로 판단하여 주입을 중단하고 주입관(47)을 제거한 다음 상기 수평 홈부(42)내에 설치된 주입관(47)내에 일정한 압력으로 공기를 흡입하여 진공상태를 만들면서 계속하여 주입관(47)에 충전재(43)가 흡입되어 홈부(41)내에 설치된 보수보강재(45)인 로프에 상기의 충전재가 완전히 함침되도록 하면서 상기의 수평 및 수직 홈부(42,46)내의 공간부에 충전재(43)가 완전히 충전되도록 한 다음 주입관(47)을 제거하고 고강도 몰탈 또는 에폭시(44)로 재차실링하여 밀봉한 단위 인장부 보수보강장치(40)가 일정한 간격으로 다수개 설치된 인장부 보수보강장치(30)를 설치한 다음 충전재가 고화되도록 하여 로프에 함침된 에폭시 및 공간부내에 충전된 에폭시가 고화되면서 로프를 긴축시켜 인장력을 발생시켜 결과적으로 콘크리트 구조물의 인장력을 받는 부분이 긴장되면서 단면에 긴장력이 도입되도록 함과 동시에 인장력을 받는 단면과 로프가 에폭시에 의하여 일체화되어 외부의 하중에 대응하여 일체로 작용하게하여 인장력에 의한 콘크리트 구조물(20)의 인장부에 대한 단면의 보수보강을 실시하는 인장부 보수보강장치(30)의 설치방법이다.
상기의 수평 홈부(42)의 양측단에 설치된 주입관(47)의 일측관에는 공기를 흡입하고 타측관에는 충전재인 에폭시를 주입하여 로프에 에폭시가 완전히 함침되도록 하면서 상기의 수평 홈부(42) 및 수직 홈부(46)내에 충전재인 에폭시가 완전히 충전되도록 한다.
상기 수직 홈부(46)내에 설치된 긴 주입관(47)의 상부에 철사(48)를 연결하고 일정거리 아래에 설치된 짧은 주입관(47)내로 일측단의 철사(48)를 관통시켜 외부로 노출시킨 다음 짧은 주입관(47)내에 충전재(43)를 주입하면서 단계적으로 짧은 주입관(47)을 수직 홈부(46)내의 상부로 올리면서 충전재(43)를 계속 충전함과 동시에 철사(48)를 외부로 빼내어 당초에 긴 주입관(47)과 짧은 주입관(47)을 서로 연결한 철사(48)의 길이만큼 외부로 철사가 나오면 상기의 수직 홈부(46)내에 충전재(43)인 에폭시의 충전작업이 완전하게 종료된 것으로 판단할 수 있으며, 상기의 수직 홈부 및 수평 홈부(46,42)내에 주입관(47)을 통하여 에폭시를 주입하여 홈부내에 완전히 충전되었는지의 여부는 상기의 철사(48)를 이용한 작업과 동시에 일측의 주입관(47)에 충전재(43)인 에폭시를 주입하고 타측의 주입관으로 에폭시가 나오는 것을 확일할때까지 에폭시의 충전작업을 계속하도록 하여 밀실한 충전작업이 되도록 한다.
상기의 도 2내지 도 5에서 로프의 외부에 미장하는 재료로 언급한 모르타르는 고강도 몰탈 또는 에폭시를 선택적으로 사용한다.
본 고안의 인장부 보수보강장치는 콘크리트 구조물의 인장력을 받는 단면에 설치하여 구조물의 내하력을 보강하여 콘크리트 구조물의 내구력을 연장시켜 콘크리트 구조물의 안전성을 향상시킴과 동시에 신속하게 콘크리트 구조물에 대한 보수보강을 실시할 수 있고 외부 기온등의 영향을 거의 받음이 없어 반영구적으로 콘크리트 구조물을 보수보강할 수 있는 경제적이면서도 신속하게 시공이 가능하고 반영구적으로 사용할 수 있는 안전성이 확보되는 인장부 보수보강장치인 것이다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 교량, 건축물등과 같은 모든 종류의 콘크리트 구조물에 인장력을 받는 단면부에 길이방향으로 일정한 길이와 폭을 갖는 단위 인장부 보수보강장치를 일정한 간격으로 다수개 설치한 인장부 보수보강장치를 이용하여 콘크리트 구조물을 내하력을 증강시키도록 하는 내하력 보강을 위한 인장부 보수보강장치에 있어서,
    상기 단위 인장부 보수보강장치는 콘크리트 구조물의 단면부에 길이방향으로 일정길이와 깊이 및 폭을 갖는 수평홈부를 형성하고 그 양측에 상기의 콘크리트 구조물내에 수직방향으로 일정한 폭과 길이를 갖는 수직홈부를 설치한 다음 상기의 수평 및 수직 홈부내에 보수보강재를 설치하여 "ㄷ"형상이 되도록 설치한 다음 수평 홈부의 외부에 고강도 몰탈 또는 에폭시로 외부를 마감한 후에 상기 수평 및 수직 홈부내에 주입관을 이용하여 충전재를 완전하게 충전한 것에 특징이 있는 콘크리트 구조물의 인장력을 받는 단면에 대한 내하력 보강을 위한 인장부 보수보강장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 보수보강재는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 또는 일반 섬유 중에서 어느 한가지 또는 두가지 이상 혼합하여 제작한 섬유재 로프인 것에 특징이 있는 콘크리트 구조물의 인장력을 받는 단면에 대한 내하력 보강을 위한 인장부 보수보강장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 홈부내에 충전되는 충전재는 에폭시 수지이거나 또는 미세한 모르타르이며, 상기 모르타르는 고강도 몰탈 또는 에폭시인 것에 특징이 있는 콘크리트 구조물의 인장력을 받는 단면에 대한 내하력 보강을 위한 인장부 보수보강장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 수평 및 수직 홈부내에 설치된 주입관은 수평 홈부의 양측부에 주입관을 각각 설치하여 일측의 주입관에는 공기를 흡입하도록 하고, 타측의 주입관에는 에폭시와 같은 충전재를 흡입하여 상기 수평 홈부내에 에폭시를 충전하도록 하고, 상기 수직 홈부내에는 길이가 긴 주입관의 상단부에 철사를 연결하고 긴 주입관보다 일정길이 아래에 설치된 짧은 주입관내에 상기 철사를 관통하여 외부로 노출되도록 한 후에 상기 짧은 주입관내에 충전재를 단계적으로 충전하면서 철사가 인출된 길이로 충전의 완료여부를 판단하여 충전하는 것에 특징이 있는 콘크리트 구조물의 인장력을 받는 단면에 대한 내하력 보강을 위한 인장부 보수보강장치.
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KR101726750B1 (ko) 2016-05-26 2017-04-13 한국기술개발 주식회사 Frp를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법

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