KR200362687Y1 - 교각 보강장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 교량을 구성하는 교각의 보강장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는, 교각의 상부에 설치되는 외부강선 설치수단을 간단히 설치할 수 있도록 하는 교각 보강장치에 관한 것으로서, 기초콘크리트가 포함되는 교각을 보강하는 장치에 있어서, 상기 기초콘크리트의 주위에 다수로 천공되어 있는 하부 매입홀에 하부가 삽입되어 하부 매입홀에 채워지는 정착수단을 통해 세워지는 다수의 외부강선과, 상기 교각의 상면에 올려지고 양측에는 상기 다수의 외부강선이 관통되는 하나 이상의 외부강선 설치수단, 및 상기 외부강선의 상부를 외부강선 설치수단에 인장 고정하는 강선 고정수단으로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

Description

교각 보강장치{Strengthening apparatus of Bridge Pier}

본 고안은 교량을 구성하는 교각의 보강장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는, 교각의 상부에 설치되는 외부강선 설치수단을 간단히 설치할 수 있도록 하는 교각 보강장치에 관한 것이다.

일반적으로 교각이라 함은, 교량의 하부 구조로서 바닥판을 지지하고 있는 주형으로부터 전달되는 하중을 지반으로 전달하는 구조물을 말하는 것이다.

그런데 교량에 있어서 교각은 공용기간이 경과됨에 따라, 바닥판으로부터 전달되는 수직하중과 유수의 흐름으로 인한 수평하중, 주행차량에 의한 진동 및 미세한 지진하중 등으로 인하여 내구성이 저하된다.

그러므로 상기와 같이 내구성이 저하된 교각을 일정한 주기마다 보수 보강하여 내구성을 향상 복원시켜야 한다.

이에 통상적으로 알려진 교각의 보강공법으로는, 교각의 단면을 확대시켜 보강하는 단면 확대공법 및 탄소섬유나 유리섬유와 같은 섬유를 이용한 섬유압착공법이 대표적으로 알려져 있는데, 이하 종래의 교각 보강장치를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 종래에는 대한민국 공개특허공보 제2002-45792호의 "강선을 이용한 교각 보강공법 및 그 장치"가 알려져 있다.

상기 공법의 특징은, 교각 외주면의 전체에 격자형으로 수많은 앵커볼트를 설치하여 고정하고, 교각의 외면 전체에 상기 앵커볼트를 이용하여 상호 수직,수평으로 교차하는 철근을 배근한 후, 배근된 철근의 둘레에 거푸집을 설치한 다음 콘크리트를 타설하여 양생하는 과정을 통해 교각의 단면을 확대하는 보수공법이다.

그러나, 상기와 같은 단면 확대공법을 적용할 경우에는 단면 전체가 확대됨으로서, 교각과 교각 사이의 통수단면이 작아져서 그 사이를 흐르는 유수의 유속이 빨라지게 된다. 그러므로 상기 빨라진 유속으로 인하여 교각이 받는 수평하중이 상대적으로 증가됨에 따라서 수평하중으로 인한 교각의 손상이 가중되는 문제점을 가지고 있었다.

특히 홍수 등의 발생시 유량의 증가되면 교각 사이의 공간이 협소하게 되어 유수 및 부유물 등에 의해 매우 큰 수평하중이 교각으로 집중된다. 그러므로 교각이 전도되는 등의 큰 피해가 발생되는 문제점도 가지고 있었다.

또한, 상기 공법을 통해 교각을 보강할 경우에는 교각의 외면 전체에 수많은 앵커볼트를 타입하고 철근을 배근하는 과정이 선행되어야 하는데 이와 같이 교각 외주면 전체에 수많은 앵커볼트를 타입할 경우에는, 교각의 외면 전체에 충격진동이 전달됨으로서 내부 균열현상이 발생됨에 따라서 보강하고자 하는 교각 구조물 전체의 내구성이 급격히 저하되는 문제점을 가지고 있었다.

이에 상기와 같은 문제점을 해소하고자 본 출원인이 기출원한 대한민국실용신안등록출원 제2003-22467호의 "교각 보강장치"가 공지되어 있는데, 먼저 그 구성을 설명하면 다음과 같다.

기초콘크리트가 포함되는 교각을 보강하는 장치에 있어서, 상기 교각의 두주부에 볼트를 통해 고정되며 다수의 수직 인장홀이 포함되는 하나 이상의 장착 브라켓과, 상기 기초콘크리트 저판에 상기 수직 인장홀과 상응되는 위치로 천공되어 있는 하부 매입홀에 하부가 삽입되고 상부가 상기 수직 인장홀에 관통되는 다수의 외부강선과, 상기 외부강선의 하부를 하부 매입홀에 정착 고정하는 정착수단, 및 하부가 기초콘크리트에 매입된 외부강선을 수직 인장홀의 상부에서 인장하여 외부강선의 상부를 상기 장착 브라켓에 고정하는 고정수단으로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 상기 교각 사이의 유수 흐름공간인 통수단면을 감소시키지 않으면서도 유수에 의해 발생하는 수평하중에 대하여 효과적으로 저항할 수 있는 장점을 가지는 것으로서, 특히 홍수 등의 발생으로 인하여 유량이 증가되더라도 교각이 전도되는 것을 방지하고자 하는 장점을 가지는 것이다.

그런데 상기한 보강장치를 교각에 설치함에 있어서, 장착 브라켓을 앙커볼트나 긴결볼트 등의 수단으로 교각의 두주부에 고정함에 따라서 앙커볼트의 삽입홀을 천공하는 과정이나 긴결볼트의 삽입홀을 천공하는 과정에서 교각의 내부균열을 발생시켜 교각의 강도를 저하시키게 되는 문제점을 가지고 있었다.

이에, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 보강장치를 설치함에 있어서 교각의 상부에 별도의 볼트 체결홀을 가공하지 않고도 교각의 상부에 외부강선 설치수단을 설치함으로서, 볼트 체결홀의 가공을 통해 발생되는 교각의 균열을 예방함에 따라 좀더 견고한 보강을 가능하게 할 수 있는 교각 보강장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 외부강선 설치수단을 구성하는 외부강선 고정브라켓의 상호 간격을 자유로이 조정할 수 있음에 따라 교각의 폭과 관계없이 호환 설치가 가능한 교각 보강장치를 제공할 수 있는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 제1 실시예의 보강장치가 교각에 설치된 상태를 나타낸 사시도.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.

도 3은 본 고안에 따른 제1 실시예의 보강장치의 설치과정을 나타낸 도면으로서,

도 3a는 하부 매입홀을 형성하는 과정을,

도 3b는 외부강선 설치수단의 설치과정을,

도 3c는 외부강선의 설치과정을,

도 3d는 외부강선을 하부 매입홀에 고정하는 과정을,

도 3e는 외부강선의 상부를 외부강선 설치수단에 인장 고정하는 과정을 나타낸다.

도 4는 본 고안에 따른 제2 실시예의 교각보강장치를 나타낸 단면도.

도 5는 본 고안에 따른 제3 실시예의 교각 보강장치를 나타낸 단면도.

도 6은 도 5의 B-B선 단면도.

도 7은 본 고안에 따른 외부강선 설치수단의 다른 실시예를 나타낸 사시도.

도 8은 도 7의 A-A선 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 교각

11 : 기초콘크리트

12 : 함몰부

13 : 함몰부 마감재

2 : 외부강선

21 : 하부 매입홀

3 : 정착수단

4 : 외부강선 설치수단

41 : 수평판

42 : 외부강선 고정브라켓

421 : 외부강선 관통공

43 : 볼트축

44 : 외부강선 고정브라켓

441 : 외부강선 관통공

45 : 너트

5 : 강선 고정수단

51 : 나선부

52 : 너트

6 : 암반 정착홀

61 : 정착수단

상기와 같은 목적으로 달성하기 위한 본 고안은, 기초콘크리트가 포함되는 교각을 보강하는 장치에 있어서, 상기 기초콘크리트의 주위에 다수로 천공되어 있는 하부 매입홀에 하부가 삽입되어 하부 매입홀에 채워지는 정착수단을 통해 세워지는 다수의 외부강선과, 상기 교각의 상면에 올려지고 양측에는 상기 다수의 외부강선이 관통되는 하나 이상의 외부강선 설치수단, 및 상기 외부강선의 상부를 외부강선 설치수단에 인장 고정하는 강선 고정수단으로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

이하 본 고안을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 제1 실시예의 보강장치가 교각에 설치된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도로서, 본 고안에 따른 제1 실시예의 보강장치는, 기초콘크리트(11)가 포함되는 교각(1)을 보강하는 장치에 있어서, 상기 기초콘크리트(11)의 주위에 다수로 천공되어 있는 하부 매입홀(21)에 하부가 삽입되어 하부 매입홀(21)에 채워지는 정착수단(3)을 통해 세워지는 다수의 외부강선(2)과, 상기 교각(1)의 상면에 올려지고 양측에는 상기 다수의외부강선(2)이 관통되는 하나 이상의 외부강선 설치수단(4), 및 상기 외부강선(2)의 상부를 외부강선 설치수단(3)에 인장 고정하는 강선 고정수단(5)으로 구성된다.

즉 상기 외부강선 설치수단(4)은, 상기 교각(1)의 상면에 올려지는 수평판(41)과, 수평판(41)의 양단부에 구비되어 있고 상기 외부강선(2)의 상단부가 통과되는 하나 이상의 외부강선 관통공(421)을 포함하는 외부강선 고정브라켓(42)으로 구성된다. 특히 상기 수평판(41)의 양단에 고정되는 고정브라켓(42)은 용접을 통해 일체로 구성될 수 있고, 또는 체결요소인 볼트 및 너트를 통해 일체로 구성될 수 있는 것이다.

그리고 상기 강선 고정수단(5)은, 외부강선(2)의 상부에 구비되어 있는 나선부(51)와, 이 나선부(51)에 체결되는 너트(52)로 구성되는 것이다.

또한 상기 외부강선 설치수단(4)은 교각(1)의 상부에 구비되어 상판을 받히는 교좌장치(10)의 사이공간 또는 교좌장치(10)의 전,후방 공간에 구비되는 것이다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 제1 실시예의 보강장치의 설치과정을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3a에 도시된 바와같이, 교각(1)에 포함되는 기초콘크리트(11)에 다수의 하부 매입홀(21)을 천공한다. 즉 상기 하부 매입홀(21)은 드릴 등의 공구를 통해 상부에서부터 하부로 천공하는데, 하부 매입홀(21)의 천공 각도는 상기 교각의 표면 기울기와 동일한 각도로 천공하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 이후 공정에서 상기 하부 매입홀(21)에 삽입되는 외부강선(2)의 기울기를 상기 교각 표면과 평행하게 함으로서 교각에 균일한 수직 긴장력이 작용될 수 있게 되는 것이다.

다음, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 하부 매입홀(21)과 상응되는 위치로 외부강선 관통공(421)이 형성되어 있는 하나 이상의 외부강선 설치수단(4)을 교각(1)의 상면에 안착하여 설치한다. 즉 외부강선 설치수단(4)을 구성하는 수평판(41)을 교각의 상면에 올려놓은 상태에서 수평판(41)의 양측에 외부강선 관통공(421)이 포함되는 외부강선 고정브라켓(42)이 위치되게 한다. 따라서 상기 수평판(41)의 양측에 구비되어 있는 외부강선 고정브라켓(42)에 형성되어 있는 외부강선 관통공(421)을 상기 기초콘크리트(11)에 형성된 하부 매입홀(21)과 마주보게 위치시키는 것이다.

즉 상기 수평판(41)을 교각의 상부에 안착시킴에 있어서, 교각(1)의 상부에 구비되어 상판을 지지하는 교좌장치(10)의 사이 또는 교좌장치의 전,후방에 설치하는 것이다. 다시말해 상기 교좌장치(10)는 일정한 두께를 가지고 있음에 따라서 교각(1)의 상면과 상판의 하부에 사이에는 틈새가 형성됨으로서, 상기 틈새를 통해 수평판을 포함하는 외부강선 설치수단(4)을 장착할 수 있는 것이다.

다음, 도 3c에 도시된 바와 같이, 다수의 외부강선(2)을 교각(1)의 상기 외부강선 관통공(421)에 관통시키고 하부 매입홀(21)에 삽입시켜 수직방향으로 설치한다.

다음, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 하부 매입홀(2)에 삽입되어 있는 외부강선(2)을 정착수단(3)을 통해 고정한다. 그리고 상기와 같이 외부강선(2)을 고정하기 위하여 사용되는 정착수단(3)은, 통상적으로 알려져 있는 타입식 앵커형상으로 구성된 타이로드(Tie-rod)와 그라우팅을 병행하여 구근(球根)을 형성하므로서 정착 고정되며, 그 구체적인 구성은 통상적으로 알려진 것으로 도면의 도시를 생략하였다. 또한 상기 정착수단(3)을 통해 외부강선(2)를 고정한 다음, 선택적으로 접착재를 충진할 수 있는 것이다. 따라서 상기와 같이 정착수단(3)을 통해 외부강선(2)을 기초콘크리트(11)에 일체로 고정함으로서, 이후 공정에서 외부강선(2)의 인장을 가능하게 하는 것이다.

다음, 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 공정에서 하부가 기초콘크리트(11)에 고정된 외부강선(2)을 외부강선 고정브라켓(42)에 형성된 외부간선 관통공(441)의 상부에서 인장하고, 이와 같이 인장된 상태에서 외부강선(2)의 상부를 강선 고정수단(5)을 통해 상기 외부강선 고정브라켓(42)에 고정한다. 즉 상기 외부강선 관통공(441)의 상측에서 유압잭을 이용하여 돌출된 외부강선(2)을 수취한 다음, 유압잭을 통해 외부강선(2)을 상부로 인장시키는 것이다. 그리고 상기 외부강선 관통공(441)의 상부로 인장되어 돌출된 외부강선(2)을 상기 강선 고정수단(5)을 통해 외부강선 고정브라켓(44)에 고정시키는 것이다.

또한 상기 강선 고정수단(5)은, 외부강선(2)의 상부에 구비되어 있는 나선부(51)와, 이 나선부(51)에 체결되는 너트(52)로 구성됨으로서, 상기 외부강선(2)을 외부강선 고정브라켓(44)에 견고하게 고정할 수 있는 것이다. 또한, 상기 강선 고정수단(5)을 통한 외부강선(2)의 고정을 마친 후에는 외부강선(2)으로부터 유압잭을 해체하는 것이다.

그러므로, 상술한 공정을 통해 교각의 둘레에 다수의 외부강선(2)을 수직으로 장착하여 각 외부강선(2)을 긴장시킴으로서 유수 및 부유물 등에 의한 수평하중에 대한 교각(1)의 저항력을 극대화 할 수 있는 것이다.

그리고 상기와 같은 보강장치를 설치함에 있어서 교각의 상부에 별도의 볼트 체결홀을 가공하지 않고도 외부강선 설치수단(4)을 설치함으로서, 볼트 체결홀의 가공을 통해 발생되는 교각의 균열을 예방함에 따라 좀더 견고한 보강을 가능하게 할 수 있는 것이다.

아울러 홍수 등의 발생시 유량이 증가하더라도 교각사이의 유수 통로가 충분히 확보되고 상기 외부강선(2)의 보강을 통해 교각이 전도되는 것을 예방할 수 있는 것이다. 그리고, 상기 외부강선(2)이 수직으로 긴장되어 장착됨으로서 교각에서 가장 취약한 부분인 수평방향의 시공 이음부에서 발생할 수 있는 손상에 대하여 집중적으로 보강할 수 있는 것이다. 또한 외부강선(2)을 긴장시켜 교각(1)의 압축력을 향상시킴에 따라 교각의 내하력이 증가됨으로서 수평하중에 대한 휨에 대한 보강력을 극대화시킬 수 있게 된다.

도 4는 본 고안에 따른 제2 실시예의 교각보강장치를 나타낸 단면도로서, 상기 제 1 실시예에 있어서, 상기 외부강선(2)이 상기 하부 매입홀(21)과 연통되게 천공되는 암반 정착홀(6)까지 삽입되어 정착수단(61)을 통해 정착 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

따라서 상기 외부강선(2)을 교각(1)은 물론 암반에까지 고정함으로서, 홍수 및 지진 등에 의해 발생할 수 있는 과도한 수평하중에 의하여 교각이 전도되는 것을 예방할 수 있게 된다.

도 5는 본 고안에 따른 제3 실시예의 교각 보강장치를 나타낸 단면도이고, 도 6은 도 5의 B-B선 단면도로서, 상기 제1 실시예에 있어서, 상기 외부강선(2)과 외부강선 고정브라켓(42)은 교각(1)의 측벽에 함몰부(12)를 통해 교각의 내측으로 삽입됨을 특징으로 하는 것이다.

또한 상기 함몰부(12)에는 함몰부 마감재(13)가 채워져 상기 외부강선(2)과 외부강선 고정브라켓(42)이 교각(1)의 내부로 숨겨지게 구비되어 있는 것이다.

따라서 상기 함몰부(12)의 내부에 외부강선(2)과 외부강선 고정브라켓(42)이 구비됨으로서 교각(1)이 받는 유속 저항을 최소화 할 수 있게 된다.

그리고 상기 함몰부(12)에 외부강선(2)들을 삽입 설치하여 고정한 다음 함몰부(12)를 함몰부 마감재(13)를 통해 매움으로서, 교각이 받는 유속의 저항을 좀더 줄일 수 있음은 물론 외부강선(2)과 외부강선 고정브라켓(42)의 의 부식을 방지할 수 있게 된다.

도 7은 본 고안에 따른 외부강선 설치수단의 다른 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 8은 도 7의 C-C선 단면도로서, 외부강선 설치수단(4)은, 상기 교각(1)의 상면에 올려지는 하나 이상의 볼트축(43)과, 이 볼트축(43)의 양단에 상호 간격이 조정될 수 있도록 관통 조립되어 너트(45)를 통해 고정되어 있으며 상기 외부강선(2)의 상단부가 통과되는 하나 이상의 외부강선 관통공(441)을 포함하는 외부강선 고정브라켓(44)으로 구성되는 것이다.

즉 외부강선 설치수단(4)을 구성하는 볼트축(43)을 교각의 상면에 올려놓은 상태에서 볼트축(43)의 양측에 삽입되는 외부강선 관통공(421)이 포함되는 외부강선 고정브라켓(42)의 양간격을 조정하여 양 고정브라켓(42)의 내면에 교각(1)의 외면에 밀착되게 한다. 그리고 볼트축(43)의 양단에 너트(45)를 체결함으로서 외부강선 설치수단(4)을 교각의 상부에 견고하게 고정할 수 있게 되는 것이다. 따라서 상기 볼트축(43)의 양측에 구비되어 있는 외부강선 고정브라켓(44)에 형성되어 있는 외부강선 관통공(421)을 상기 기초콘크리트(11)에 형성된 하부 매입홀(21)과 마주보게 위치시키는 것이다. 그러므로 상술한 바와같이 상기 외부강선 고정브라켓(44)과 하부 매입홀(21)의 사이에 외부강선(2)을 설치하는 과정을 진행할 수 있는 것이다.

아울러, 상기 볼트축(43)을 교각(1)의 상부에 안착시킴에 있어서, 교각(1)의 상부에 구비되어 상판을 지지하는 교좌장치(10)의 사이 또는 교좌장치의 전,후방에 설치하는 것이다. 다시말해 상기 교좌장치(10)는 일정한 두께를 가지고 있음에 따라서 교각(1)의 상면과 상판의 하부에 사이에는 틈새가 형성됨으로서 상기 틈새를 통해 볼트축(43)을 포함하는 외부강선 설치수단(4)을 장착할 수 있는 것이다.

따라서 상기 볼트축(43)의 양측에 구비되는 외부강선 고정브라켓(44)의 상호 간격을 자유로이 조정할 수 있음에 따라 교각의 폭과 관계없이 설치가 가능한 교각 보강장치를 제공할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 고안은, 교각의 상부에 볼트 체결홀의 천공없이 외부강선 설치수단을 설치함으로서, 볼트 체결홀의 형성시 발생되는 교각의 균열을 예방함에 따라 좀더 견고한 교각의 보강을 가능하게 할 수 있는 효과를 가지는 것이다.

또한 외부강선 설치수단을 구성하는 외부강선 고정브라켓의 상호 간격을 자유로이 조정할 수 있도록 함으로서, 교각의 폭과 관계없이 설치가 가능한 호환성을 가지는 보강장치를 제공할 수 있는 효과도 있다.

본 고안은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (7)

1. 기초콘크리트(11)가 포함되는 교각(1)을 보강하는 장치에 있어서,

   상기 기초콘크리트(11)의 주위에 다수로 천공되어 있는 하부 매입홀(21)에 하부가 삽입되어 하부 매입홀(21)에 채워지는 정착수단(3)을 통해 세워지는 다수의 외부강선(2)과,

   상기 교각(1)의 상면에 올려지고 양측에는 상기 다수의 외부강선이 관통되는 하나 이상의 외부강선 설치수단(4), 및

   상기 외부강선(2)의 상부를 외부강선 설치수단(4)에 인장 고정하는 강선 고정수단(5)으로 구성됨을 특징으로 하는 교각 보강장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 외부강선 설치수단(4)은,

   상기 교각(1)의 상면에 올려지는 수평판(41)과, 수평판(41)의 양단부에 구비되어 있고 상기 외부강선의 상단부가 통과되는 하나 이상의 외부강선 관통공(421)을 포함하는 외부강선 고정브라켓(42)으로 구성됨을 특징으로 하는 교각 보강장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 외부강선 설치수단(4)은,

   상기 교각(1)의 상면에 올려지는 하나 이상의 볼트축(43)과, 이 볼트축(43)의 양단에 상호 간격이 조정될 수 있도록 관통 조립되어 너트(45)를 통해 고정되어 있으며 상기 외부강선(2)의 상단부가 통과되는 하나 이상의 외부강선 관통공(441)을 포함하는 외부강선 고정브라켓(44)으로 구성됨을 특징으로 하는 교각 보강장치.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 강선 고정수단(5)은, 외부강선(2)의 상부에 구비되어 있는 나선부(51)와, 이 나선부(51)에 체결되는 너트(52)로 구성됨을 특징으로 하는 교각 보강장치.
5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 외부강선(2)은, 상기 하부 매입홀(21)과 연통되게 천공되는 암반 정착홀(6)까지 삽입되어 정착수단(61)을 통해 정착됨을 특징으로 하는 교각 보강장치.
6. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 외부강선(2)과 외부강선 고정브라켓(42,44)은 교각(1)의 측벽에 함몰부(12)를 통해 교각의 내측으로 삽입됨을 특징으로 하는 교각 보강장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 함몰부(12)에는 함몰부 마감재(13)가 채워져 상기 외부강선(2)과 외부강선 고정브라켓(42,44)이 교각(1)의 내부로 숨겨지게 구비됨을 특징으로 하는 교각 보강장치.