KR20050030381A - 교량의 상부구조물 인상장치 및 단면확대 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량의 상부구조물의 인상장치 및 단면확대 방법에 관한 것이다.

본 발명은 교량의 유지보수를 위해 상부구조물을 인상함에 있어 연단거리 혹은 형하공간이 확보되어 있지 않은 교량에 적용하는 장치 및 방법으로써 프리스트레스를 도입하여 연단을 보강하면서 잭이 위치할 수 있는 작업공간을 확보하여 교량 상부구조물의 인상을 용이하게 함과 동시에 단면확대가 필요한 경우 영구구조물로도 사용이 가능한 것이다.

즉, 본 발명에서 제시하고 있는 인상장치는 교각의 상부에 위치하여 상판을 지지하고 온도변위에 따른 변위를 수용하는 교량받침 유지보수시 인상을 위한 장치로서 어떠한 조건하에서도 인상이 가능하며, 장치자체로 단면확대의 기능을 수행할 수 있으며, 또한 인상장치의 부피와 중량을 최소화하여 운반 및 설치가 용이할 뿐만 아니라 소음 및 분진발생이 없고 미관 손상 없이 작업공기를 최소화하는 한편, 본 발명의 인상장치 및 연단보강공법은 연단거리 및 형하공간이 확보되어 있지 않은 PSC-BEAM교, PC 박스교, 강교 등 모든 교량에 적용이 가능한 장치이다.

Description

교량의 상부구조물 인상장치 및 단면확대 그 방법{LIFTING DEVICE OF BRIDGE SUPERSTRUCTURE AND METHOD OF PIER ENLARGEMENT.}

본 발명은 교량의 상판을 지지하는 교량받침의 유지보수시 상판의 인상장치 및 단면확대 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교량의 상부구조(상판)와 하부구조(교각) 사이에 위치하여 상판 하중과 차량의 통행하중을 지지하고 온도변화에 따른 상판의 신축변위를 수용하는 교량받침에 있어, 유지보수시 교량 상판을 용이하게 인상하면서 동시에 장치자체로서 단면확대가 가능한 교량의 인상장치 및 연단보강공법에 관한 것이다.

교량 상판의 인상작업에서 가장 일반적으로 나타나는 공통점으로는 상판을 인상하는 잭의 위치 확보가 어렵다는 점이다. 이는 과거 교량 설계에 있어 유지관리를 고려한 연단거리 혹은 형하공간 확보에 대한 적절한 시방규정이 없었던 점에서 비롯되었으며, 사용연한이 오래된 교량일수록 이와 같은 현상은 더욱 두드러진다.

특히, 이들 대부분의 교량은 강재받침인 선받침 혹은 면받침(철판평면받침)이 적용된 교량으로 받침 자체의 내구성에 문제가 있거나 받침으로서의 기능이 상실된 경우가 많다. 받침의 기능 상실은 교량의 상부구조(상판) 혹은 하부구조에 2차응력을 야기 시키며, 2차응력의 증가로 인한 교량의 주요 구조물에 균열 또는 파손과 낙교의 위험 등 교량 전체의 구조적인 안정성에 많은 영향을 미치고 있다.

이와 같은 상황에서 받침 교체 혹은 상부구조 보수·보강의 필요성을 인정하면서도 실제 인상작업시 공간 확보의 어려움으로 인해 현재 많은 교량에 있어 보수·보강작업이 제대로 이루지지 못하고 있는 실정이다.

현재 공용중인 PC BEAM 형식의 교량을 비롯하여 사용연한이 장시간 경과된 경우 교량 받침의 기능상실에 따른 받침교체가 요구되고 있다. 종래에 설치된 대다수의 교량에 있어서 형하공간 또는 연단거리 등 유지관리를 위한 적절한 조치가 이루어지지 못한 상태로 실제 교량 받침 교체작업을 수행함에 있어 상당한 문제점을 안고 있다.

또한, 형하공간이 협소하여 인상잭을 설치할 수 없을 뿐만 아니라 설령 인상잭을 설치한다하더라도 적정 연단거리가 확보되지 못하여 연단부 파손과 같은 구조적인 불안정성이 내포되어 있으며, 인상잭 설치후 작업공간 확보가 어려워 후속공정인 받침의 교체작업이 불가능한 경우가 대부분이다. 교체되는 받침의 형식은 주로 탄성받침 또는 포트받침등으로 이와 같은 받침은 기 설치되어있는 받침에 비해 비교적 치수가 커지게 되어 받침설치후 받침의 연단거리가 부족한 경우도 상당히 많이 발생되고 있다.

종래의 기술은 대체적으로 교각의 단면확대 공법 또는 가벤트공법이 쓰이고 있다. 이러한 공법은 말 그대로 교각부의 단면을 확대하거나 별도의 구조물을 설치하여 인상잭의 위치 및 작업공간을 확보는 방법으로써 공기가 길어지고, 비용이 많이 소요되며, 분진 및 소음과 미관 손상 등으로 인한 여러 가지 근본적인 문제점을 안고 있는 실정이다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 교량의 상부구조와 하부구조 사이에 위치하여 상부하중을 지지하고 상부구조의 온도변위에 따른 신축에 대응하는 교량받침의 유지보수를 위해 인상시 제공되어 교각의 양측면에 인상잭의 설치공간을 확보하기 위해 강재지그가 앵커에 의해 교각 측면에 정착되고 연단부의 파손을 방지하기 위해 대응하는 강재지그 양측 상면에 프리스트레스를 도입 예압을 가하여 상부구조 인상시 연단부에 지압하중을 통해 하중이 집중될 경우 부피팽창을 억제하여 연단파괴을 방지하면서 인상잭을 설치할 공간을 용이하게 확보하는 프리스트레스를 도입한 인상장치 및 연단보강공법을 제공하는데 있는 것이다.

다시말해, 교량 상부구조물 인상시 연단보강 및 인상을 위한 장치로서 교량받침의 유지보수시 인상잭이 위치하는 곳의 연단이 부족하거나 인상잭을 설치할 공간이 확보되지 않은 교량에 있어서 효과적으로 연단보강이 이루어지고 인상잭을 설치할 공간 확보하여 받침교체 및 보수작업을 위한 교량 상부구조물의 인상에 있어 문제점이 되는 구조적인 안정성, 시공성, 경제성을 확보하고 중량을 최소화하므로 작업의 용이성을 확보하는데 그 목적이 있는 것이다.

또한, 본 발명은 교량받침의 형식이나 규격변경으로 받침의 크기가 커져 받침의 연단거리가 부족한 경우에는 상기 인상시 양측면에 연단보강된 인상장치를 해체하지 않고 설치된 상태에서 수직보강재의 홀에 보강철근을 배근하여 콘크리트를 타설하여 단면확대가 가능하므로 적정연단거리가 확보되어 교량받침의 성능을 확보함은 물론 미관의 손상을 최소화 하는데 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 교량 상부구조물의 인상에 있어서, 교량받침이 위치한 교각의 양측면에 형하공간 확보 즉, 인상잭을 설치공간을 확보하고 상부하중을 지지하기 위해 교각의 양측면에 설치된 강재 지그를 교축방향(차량주행방향)으로 교량받침의 양측에 강봉으로 프리스트레스를 예압을 가하므로 잭업에 따른 강재 지그의 모멘트가 대폭 감소되어 강재 지그의 크기가 줄어들고, 장치자체를 연단보강을 위한 영구구조물로 적용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 가장 큰 특징은 교각 연단부에 예압을 가하여 교각 측면을 구속시키게 되므로 연단부의 부피팽창을 억제시키는 효과로 지압판을 통해 집중하중이 가해지더라도 교각의 연단파괴가 발생되지 않도록 하는데 있다.

또한, 인상 작업중 안전성을 고려하여 추가적인 안전장치로 앵커가 설치되며, 적용되는 앵커는 인발력이 강한 특수 앵커로 설계상으로는 앵커만으로도 잭의 인상력을 충분히 지지할 수 있는 특징이 있다.

이하, 본 발명에 따른 인상장치 및 연단보강 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 2의 도시에 의하여 본 발명은, 교량의 상부구조물과 하부구조물 사이의 형하공간(200)에 설치되어 있는 교량받침의 유지보수를 위해 상부구조물을 인상하기 위한 인상장치에 관한 것이다.

상기 형하공간(200)은, 교량받침(500)이 제공되는 것이며, 교량의 상부구조물 및 차량의 통행하중을 지지하고, 온도변위에 따른 신축변위에 대응하도록 형성되는 것이다.

이러한, 상기 교량받침(500)의 유지보수를 위해서 인상작업후 교체 및 보수가 이루어지게 되는데 인상을 위해서 인상잭을 설치할 형하공간(200)이 확보되어야 하고, 인상잭을 설치할 형하공간(200)이 확보된다 하더라도 연단파괴가 발생하지 않기 위해서는 연단거리가 확보되어야 한다. 따라서, 이러한 조건을 충족시키지 못하는 교량의 교량받침 유지보수를 위해 인상잭(600)의 형하공간을 확보할 수 있도록 별도의 강재지그(300)를 인상잭이 위치할 교각의 양측면에 앵커볼트(350)로 강재지그(300)의 정착홀(355, 360)을 이용하여 정착시킨다.

이때, 정착지그(300)의 양쪽 상면에는 지압판(340)이 있어 교각의 연단면에 밀착되도록 구성되어 있고, 교각(700)의 측면에 밀착되는 수직보강재(310)의 바깥쪽에는 인상잭이 놓일 수평부재(320)와 수직보강리브(321, 323)가 위치하여 인상시 발생되는 수직하중에 대응하고, 전달된 하중은 강재지그(300)를 정착하고 있는 앵커(350)와 교각의 연단면에 밀착되어 있는 지압판(340)에 하중이 전달되어 상부구조물(800, 900) 및 차량하중에 대응한다.

이때, 지압판(340)의 저면인 연단면에 집중하중이 작용하게 되면 부피팽창이 일어나 단부 파손으로 이어지는데, 이를 방지하기 위하여 프리스트레스를 도입하여 인상전 강재지그(300)의 프리스트레스 정착판(330) 홀을 통해 프리스트레스 강봉(400)을 통과시켜 강봉에 가공되어 있는 나사(401,402)에 너트(410)를 조여 교각의 중심부로 예압을 가하여 연단보강이 이루어지도록 하고, 인상시 지압판(340)에 집중하중이 가해지더라도 부피팽창을 방지하므로 단부의 파손을 방지되도록 한다.

또한 교량받침의 연단거리가 미확보 된 경우 강재지그(300)의 수직보강리브에 형성되어 있는 홀(710,720,730)을 이용하여 횡방향으로 철근(740,760)을 배근하고 거부짚을 설치한 후 콘크리트를 타설하여 부분 단면확대(750) 또는 전면 단면확대(770)가 이루어지도록 한다.

본 발명에 따른 교량의 유지보수를 위한 인상장치 및 단면확대공법은, 형하공간 및 연단거리 부족에 따른 문제점을 완전 해소함은 물론 연단거리 부족에 따른 교각확대가 가능하며, 인상시 단부에 발생되는 집중하중에 효과적으로 대응하여 단부의 손상을 방지할 수 있다. 특히 교량 상부구조물의 인상에 있어 문제점이 되는 구조적인 안정성 확보는 물론 강재지그의 부피와 중량을 최소화하므로 작업이 용이하고, 작업공기가 단축되어 시공성, 경제성을 확보하면서 상기의 문제점들을 해소할 수 있는 효과를 제공하는 장치이다.

또한, 본 발명의 인상장치는 교량의 형식과 기존 또는 신설교량에 제약을 전혀 받지 않으며, 극한 상황하의 형하공간과 연단거리에 적용이 가능함은 물론 별도의 조치없이 단부의 손상을 방지할 수 있는 특징을 갖고 있다.

또한, 교량받침의 형식이나 크기가 변경되어 연단거리가 확보되지 않은 경우 기존의 경우 교각 측면에 철근을 코아링하고 보강철근을 배근한 다음 콘크리트를 타설하여 단면확대를 통한 연단거리를 확보하던 방식을 탈피하여 교량받침 교체후 인상장치를 해체하지 않고 장치에 철근 또는 스터드를 용접 조립한 후 콘크리트를 타설하여 단면을 확대함으로써 연단거리를 확보할 수 있는 특징을 가지므로 교량의 내구수명과 안정성 증대에 효과적이다.

도 1은 교량 상부구조물의 인상장치 사시도

도 2는 교량의 인상장치 설치 정면도

도 3은 도 2의 인상잭부의 SECTION 'A-A" 단면도

도 4는 도 2의 프리스트레스 연단보강부의 SECTION 'B-B" 단면도

도 5는 교량 상부구조물 인상장치의 설치 상세도

도 6은 교량받침의 연단거리가 부족한 경우 인상장치를 이용한 부분 단면확대 시공도

도 7은 교량받침의 연단거리가 부족한 경우 인상장치를 이용한 전면 단면확대 시공도

〈도면의 주요부분에 대한 설명〉

100: 연단거리 200: 형하공간

300: 강재지그 400: 프리스트레싱 강봉

Claims (5)

1. 교량의 상부구조물 인상장치에 있어서,

   교각의 상측단 외측에 서로 대향된 방향으로 밀착되는 한 쌍의 수직부재; 이 수직부재의 외측 노출면에 각기 외향으로 수평하게 제공되며 그 상면에 교량의 상부구조물 인상을 위한 잭이 각기 적어도 하나이상 올려져 고정되는 수평부재;

   교각의 상측면에 얹혀지며 그 일단이 각각 상기 수직부재의 상측단에 일체형으로 결합되어 대향된 상기 수직부재가 각기 교각으로부터 걸림될 수 있도록 하는 지압판;

   양단에 나사부가 형성되어 서로 마주보는 상기 수직부재의 상측단 홀을 통과하여 너트 조임수단을 통해 조임되며, 너트 조임시 상기 수직부재가 교각에 밀착 결합되어 수직지압발생시 콘크리트의 부피팽창을 억제할 수 있도록 예압을 가하게 하는 강봉;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 교량의 상부 구조물 인상장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수직부재의 밀착면에 교각과의 밀착 결합을 위한 앵커볼트가 통과되어 고정될 수 있도록 앵커볼트 고정용 홀을 추가로 형성함을 특징으로 하는 교량의 상부구조물 인상장치
3. 제 1 항에 있어서,

   서로 결합되는 상기 수직부재, 수평부재, 지압판에 보강을 위한 보강리브가 복수개 더 결합되어 이루어지도록 함을 특징으로 하는 교량의 상부구조물 인상장치.
4. 제 1 항에 있어서

   상기 수직부재에 대향된 방향으로 각각 홀을 형성하고 이 홀에 교각을 통과하는 철근의 양단이 각기 홀을 통과하여 고정되도록 하여 콘크리트 타설로 일체형으로 고정 결합될 수 있도록 함을 특징으로 하는 교량의 상부구조물 인상장치.
5. 교량의 상부구조물 인상방법에 있어서,

   교각의 상측면 양쪽에 앵커홀 보링후 앵커볼트를 정착하는 앵커볼트 정착단계;

   교각 상면의 지압면 수평도를 첵크하여 수평도를 맞춘 다음 수직부재, 수평부재, 지압판이 서로 결합되어 이루어진 강재지그의 지압판이 교각 상면에 서로 대향되게 걸림되도록 하는 강재지그 안착단계;

   상기 강재지그의 수직부재를 교각의 측면에 밀착시켜 앵커볼트로 결합시키는 강재지그 결합단계;

   서로 마주보는 상기 강재지그의 상측 노출단에 강봉의 양단을 각기 너트 조임시켜 프리스트레스를 가하는 예압단계;

   교량 상부구조물 인상을 위한 인상잭을 상기 강재지그의 수평부재 상면에 위치 시킨후 인상을 실시하는 인상단계;를 통해 교량의 상부구조물을 인상하도록 함을 특징으로 하는 교량의 상부구조물 인상방법.