KR20060104253A

KR20060104253A - 콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 이중 보강방법 및 이에사용되는 장치

Info

Publication number: KR20060104253A
Application number: KR1020050026223A
Authority: KR
Inventors: 박상태; 안상호; 조백순; 정진환; 박길홍
Original assignee: (주)엠프로; 주식회사 엠텍; 주식회사 엠타임
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2006-10-09

Abstract

본 발명의 목적은 콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 보강장치 및 이를 이용한 이중 보강방법을 제공하는 것으로, 특히 FRP와 같은 비소성 보강재를 이용 외부 프리스트레싱에 의해 콘크리트구조물을 보강하여 강도 증진에 기여하면서 동시에 연성개선 효과도 발휘하는 안전한 프리스트레싱 구조를 제공하는 것이다. 더 상세하게는,

보강대상 콘크리트구조물에 긴장재를 이용하여 비부착식(unbonded) 외부 프리스트레싱 보강공법을 적용하여 압축응력을 도입한 후; 상기의 공법이 적용되어 압축응력이 도입된 보강대상 콘크리트에 2차로 긴장되지 않은 상태의 보강재인 섬유판을 접착제와 앵커볼트를 이용하여 부착식(bonded)으로 정착하는 구조이다.

외부프리스트레싱, 섬유판, FRP, 보수, 보강, 콘크리트

Description

콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 이중 보강방법 및 이에 사용되는 장치{Concrete Twofold strengthening method by Post-tensioning and the equipments used for it}

도1은 본 발명을 이용하여 콘크리트구조물을 보강하는 실시예를 도시한 것으로 도1a는 저면도, 도1b는 상기 도1a의 단면 A-A를 도시한 것이고, 도1c는 상기 도1a의 단면 B-B를 도시한 것이다.

도2는 본 발명의 고정정착구, 긴장정착구, 긴장장치지지구, 긴장장치의 결합 상태를 보여주는 배열상태도이다.

도3은 본 발명의 고정정착구 및 긴장정착구를 구성하는 정착하판의 실시예를 도시한 것이다.

도4는 본 발명의 고정정착구 및 긴장정착구를 구성하는 텐던정착판의 실시예를 도시한 것이다.

도5는 본 발명의 고정정착구 및 긴장정착구를 구성하는 정착상판의 실시예를 도시한 것이다.

도6은 고정정착구 및 긴장정착구의 구성상태를 보여주는 것으로, 도3에 도시된 정착하판과 도5에 도시된 정착상판 및 판 형상의 긴장재, 긴장되지 않은 상태의 섬유판의 결합관계를 도시하고 있다.

도7은 본 발명의 긴장장치 일실시예를 도시하고 있다.

도8은 도7의 긴장장치를 구성하는 긴장재파지구의 일실시예의 하부사시도이다.

도9는 본 발명을 이용하여 콘크리트구조물을 보강하는 다른 실시예를 도시한 것으로 도8a는 저면도, 도8b는 상기 도8a의 단면 A-A를 도시한 것이고, 도8c는 상기 도8a의 단면 B-B를 도시한 것이다.

도10은 본 발명을 이용하여 콘크리트구조물을 보강하는 또 다른 실시예를 도시한 것으로 도10a는 저면도, 도10b는 상기 도10a의 A-A 단면을 도시한 것이고, 도10c는 상기 도10a의 B-B 단면을 도시한 것이다.

도11은 본 발명을 이용하여 콘크리트구조물을 보강하는 또 다른 실시예를 도시한 것으로 도11a는 저면도, 도11b는 상기 도11a의 A-A 단면을 도시한 것이고, 도11c는 상기 도11a의 B-B 단면을 도시한 것이다.

도12는 본 발명을 이용하여 콘크리트구조물을 보강하는 또 다른 실시예를 도시한 것으로, 도12a는 저면도, 도12b는 상기 도12a의 단면 A-A를 도시한 것이고, 도12c는 상기 도12a의 단면 B-B를, 도12d는 상기 도12a의 단면 C-C를 도시한 것이다.

도13은 본 발명을 이용하여 콘크리트구조물을 보강하는 또 다른 실시예를 도시한 것으로, 도13a는 저면도, 도13b는 상기 도13a의 단면 A-A를 도시한 것이고, 도13c는 상기 도13a의 단면 B-B를, 도13d는 상기 도13a의 단면 C-C 도시한 것이다.

도14는 본 발명을 이용하여 콘크리트구조물을 보강하는 또 다른 실시예를 도시한 것으로, 도14b는 상기 도14a의 단면 A-A를 도시한 것이고, 도14c는 상기 도14a의 단면 B-B를 도시한 것이다.

도15는 본 발명에 사용된 강재로 된, 선 형상의 긴장재의 부식 방지시스템을 도시한 것이다.

도16은 종래의 외부 프리스트레싱 방법을 도시한 것이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

100 고정정착구, 101 긴장정착구

110 정착하판, 111 판

112 발, 113 홈

113a 섬유판통과구멍, 113b 텐던통과구멍

114 스크래치, 150 정착상판

170 텐던정착판, 171 텐던정착구

300 긴장장치, 310 지지구

311 섬유판통과구, 312 텐던통과구

320 가이드바, 330 유압실린더

340 긴장재파지구, 341 섬유판파지홈

342 텐던파지홈, 343 가이드바삽입구

350 섬유판파지웨지, 351 웨지고정판

501a 판 형상 긴장재, 501b 선 형상 긴장재

502 긴장되지 않은 섬유판, 503 접착제

504 주름호스, 505 캡

601 결합볼트삽입구, 602 결합볼트삽입구

603 앵커볼트삽입구, 611 결합볼트

613 앵커볼트, 910 종래정착하판

920 종래정착상판, 990 종래긴장장치

991 지지판, 992 유압실린더

993a 파지하판, 993b 파지상판

본 발명은 보강대상인 콘크리트구조물에 보강재를 긴장하여 정착, 콘크리트를 압축시킴으로써, 프리스트레스가 도입되도록 콘크리트구조물을 보강하는 외부 프리스트레싱 보강공법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 보강재를 긴장한 상태에서 고정정착구 및 긴장정착구를 이용하여 정착함으로써 콘크리트구조물과 보강재가 일체화 되도록 하는 외부 프리스트레싱 보강공법에 관한 것으로, 이에 사용되는 콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 보강장치 및 이를 이용한 보강공법에 관한 것이다.

콘크리트구조물 보강공법으로서 기존의 강연선을 이용한 외부 프리스트레싱 보강공법은 부식성이 문제가 되어 그 적용 빈도가 감소하고 있으며, 이의 대안으로 비부식성이면서 비강도와 비강성이 모두 우수한 탄소섬유와 같은 신소재를 이용한 외부 프리스트레싱 보강공법이 주목의 대상이 되고 있다. 이 경우, 긴장재로 사용되는 탄소섬유는 수지에 의해 일방향으로 결합된 판재 형태의 FRP가 주로 사용된다.

콘크리트구조물을 보강하는 재료로서 FRP의 적용은 점진적으로 증가하는 추세에 있다. FRP는 강재보다 높은 인장강도를 가지고 있을 뿐만 아니라 비강도와 비강성도 모두 높은 장점을 지니고 있으면서 비부식성이라는 장점도 함께 가지고 있다. 그러나 FRP는 연성과 횡 방향 강도가 부족하여 취성파괴 된다는 문제점도 아울러 가지고 있다. FRP 재료 자체가 이미 매우 제한된 변형률을 가진 연성이 부족한 비소성 재료인데, 이를 프리스트레싱 긴장재로 사용할 경우, 그 제한된 변형률 중 상당 부분이 프리스트레싱에 사용되기 때문에 하중 지지에 사용될 변형률은 더더욱 작아지는 문제점이 있다.

연성(ductility)은 구조물에 있어서 파괴 전까지 지지능력을 유지하면서 발휘되는 소성변형(塑性變形)의 정도를 나타내는 정성적 개념이다. 콘크리트구조물의 안전도를 평가함에 있어서 연성과 강도는 함께 고려되어야 할 매우 중요한 요소이다. 연성이 큰 구조물은 파괴 전에 큰 균열이나 처짐 등과 같은 사전 징조를 보이므로 미리 대피하거나 미리 보강을 하여 안전도를 높일 수도 있지만, 연성이 결핍된 구조물은 즉각적인 파괴로 이어지기 때문에 매우 위험하다.

FRP를 이용해 콘크리트구조물을 프리스트레싱 보강함에 있어서 상기와 같은 비소성으로 인한 극한 상태에서의 낮은 연성(ductility) 문제는 보완해야 할 연구과제로 대두되어 있다.

도16은 FRP를 긴장재로 하여 콘크리트구조물을 보강하는 종래공법을 도시한 것으로 고정정착구와 긴장정착구를 구성하는 정착하판(910)을 그 크기만큼 콘크리트를 절취해낸 후, 앵커볼트로 고정 매설하고, 긴장정착구 외측에 긴장장치를 설치한다. 판 형상의 긴장재인 FRP 판재의 일단을 고정정착구를 구성하는 정착하판(910) 위에 놓고, 정착상판(920)을 상기 정착하판(910)에 볼트 결합시킴으로써 긴장재의 일단을 고정하고, 긴장재의 타단은 긴장장치의 파지하판(993a)과 파지상판(993b) 사이에 고정한다. 이 상태에서 긴장장치를 작동하면 긴장재에 긴장이 도입된다. 긴장이 도입된 상태에서 긴장정착구를 구성하는 정착하판(910)에 정착상판(920)을 볼트 결합하여 단단히 고정하고, 긴장장치를 해체한다. 상기에서 콘크리트 표면과 FRP 판재 사이에 접착제를 도포하여 일체화 한다. 긴장재는 양 정착구를 구성하는 정착하판에 근접한 상태에서 양 정착구에 걸쳐 수평을 유지한 상태로 긴장되어야 하므로 긴장장치도 그 크기만큼 상당 깊이까지 콘크리트를 절취해낸 후 설치되어야 한다. FRP 판재를 이용하여 콘크리트구조물을 외부 프리스트레싱 보강하는 이와 같은 종래공법은 보강대상 구조물의 강도를 향상시키는 효과는 우수하지만, 상기에 기술된 바와 같은 연성 부족과 횡방향 전단강도 부족 문제에 직면한다. 또한 상기에서 언급된 바와 같이 종래공법의 경우 정착구와 긴장장치 설치를 위해 보강대상 콘크리트를 상당부분 손상해야 하는 문제점도 안고 있다. 또한 긴장이 도입된 상태의 팽팽한 보강재를 정착구만으로 파지하고 있으므로 정착구 부위에 하중에 의해 발생하는 모든 응력이 집중되는 문제도 안고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창작되었으며, FRP와 같은 비부식성 보강재를 이용 외부 프리스트레싱에 의해 콘크리트구조물을 보강하면서도 연성과 횡방향 전단강도가 최대한 확보되도록 함으로써 안전한 프리스트레싱 구조를 제공하는 것이다.

또한 보강대상 콘크리트구조물의 손상을 최소화하면서 상기의 프리스트레싱 구조를 적용할 수 있는 긴장재 정착구 및 긴장장치를 제공하는 것이다.

또한 하중에 의해 발생하는 응력이 정착구에만 과도하게 집중되지 않는 외부 프리스트레싱 구조를 제공하는 것이다.

또한 긴장재의 파지를 용이하게 할 수 있는 긴장장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 긴장재와 긴장되지 않은 상태의 보강재를 함께 사용하여 콘크리트구조물을 보강한다. 좀더 상세하게는,

보강대상 콘크리트구조물을 긴장재를 이용하여 비부착식(unbonded) 외부 프리스트레싱 보강공법을 적용한 후; 상기의 공법이 적용되어 압축응력이 도입된 보강대상 콘크리트에 2차로 긴장되지 않은 상태의 보강재인 섬유판을 접착제와 앵커볼트를 이용하여 부착식(bonded)으로 부착하는 구조이다. 긴장되지 않은 상태의 섬유판 대신 긴장되지 않은 상태의 선 형상의 강재 긴장재가 사용될 수도 있다.

도1은 본 발명을 이용하여 콘크리트구조물을 보강한 실시예를 도시한 것으로 도1a는 저면도, 도1b는 상기 도1a의 A-A 단면을 도시한 것이고, 도1c는 상기 도1a의 B-B 단면을 도시한 것이다.

판 형상의 긴장재(501a)는 긴장이 도입된 상태에서 고정정착구(100) 및 긴장정착구(101)를 구성하는 정착하판(110)과 정착상판(150)에 의해 비부착식(unbonded)으로 콘크리트구조물에 일체화되고, 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)은 앵커볼트(613) 및 접착제(503)에 의해 부착식(bonded)으로 콘크리트구조물에 일체화 된다. 상기 섬유판(502)은 고정정착구(100) 및 긴장정착구(101) 외측의 전단지역까지 길게 설치된다.

상기 판 형상의 긴장재(501a)로는 일방향 섬유를 수지에 함침하여 경화한 판형의 보강재, 또는 매시 형태의 섬유 층과 일방향 섬유 층을 복층으로 결합하여 경화한 형태의 판형 보강재를 주로 사용하며, 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)으로는 섬유판에 바로 앵커볼트를 시공할 수 있는 형태의 섬유판이 사용되는데, 강판의 상하면에 수지에 함침된 일방향 섬유를 복층으로 일체화하여 경화한 판형의 보강재, 또는 강판의 상하면에 수지에 함침된 매시 형태의 섬유 층과 수지에 함침된 일방향 섬유 층을 복층으로 결합하여 경화한 형태의 판형 보강재를 주로 사용한다. 또한 수지에 함침된 매시 형태의 섬유 층과 수지에 함침된 일방향 섬유 층을 복층으로 결합하여 경화한 형태의 판형 보강재도 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)으로 사용될 수 있다. 상기 판 형상의 긴장재(501a) 대신 PC 강재나 FRP 텐던과 같은 선 형상의 긴장재(501b)를 사용한 구성도 본 발명에 의해 가능하며, 판 형상의 긴장재(501a)와 선 형상의 긴장재(501b)를 함께 사용한 구성도 본 발명에 의해 가능하다. 상기의 판 형상의 긴장재(501a)와 FRP 텐던을 구성하는 보강섬유는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 구성할 수 있다.

도2는 본 발명의 판 형상의 긴장재(501a)와 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502) 및 고정정착구(100), 긴장정착구(101), 긴장장치(300)의 결합 상태를 보여주는 배열상태도이다. 긴장정착구(101)의 외측에 긴장장치(300)가 설치되어 긴장재에 긴장을 도입하는 구조이다.

도3은 본 발명의 고정정착구(100) 및 긴장정착구(101)를 구성하는 정착하판(110)의 실시예를 도시한 것이다. 도3a는 상부 사시도, 도3b는 하부 사시도이다.

상기 정착하판(110)은 판(111)과 발(112)로 구성되어 있는데, 발(112)은 판(111) 하부면 일측에 판의 폭에 걸쳐 형성되어 있다. 판(111)의 상부면에는 일정 간격을 띄우고 2열의 스크래치(114)가 가공되어 있으며, 스크래치(114)의 외곽 및 스크래치(114) 사이에는 나사산이 있는 결합볼트삽입구(601)가 스크래치(114)의 가장자리를 따라 다수 개 판(111)을 관통하여 가공되어 있다. 판(111)의 4모서리에는 앵커볼트삽입구(603)가 관통 가공되어 있다. 판(111)의 하부면에서 발(112) 부분을 제외한 부분에는 판 형상의 보강재 또는 선형상의 보강재를 수용하는 홈(113)이 형성되어 있으며, 상기 홈(113)이 면한 발(112) 부분에는 섬유판통과구멍(113a)와 텐던통과구멍(113b)이 발 양측을 관통하여 가공되어 있다. 상기 상부면에 가공되는 스크래치(114)와 결합볼트삽입구(601)는 배열되는 판 형상의 긴장재(501a)의 수에 따라 그 가공 크기 및 수가 달리 결정될 수도 있다.

도4는 본 발명의 고정정착구 및 긴장정착구를 구성하는 텐던정착판(170)의 실시예를 도시한 것이다. 상기 도3의 정착하판(110)과 유사한 구조로, 결합볼트삽입구(601)와 스크래치(114)를 가공하지 않는 점이 다르며, 나머지 부분은 동일한 구조이다. 이 정착판은 긴장재로서 선 형상의 긴장재(501b)만을 사용하는 경우에 사용된다. 도4a는 상부 사시도, 도4b는 하부 사시도이다.

도5는 본 발명의 고정정착구(100) 및 긴장정착구(101)를 구성하는 정착상판(150)의 실시예를 도시한 것이다.

상기 정착상판(150)의 일면에는 상기 정착하판(110)에 가공되어 있는 스크래치(114)에 대응하는 위치에 스크래치(114)가 가공되어 있고, 결합볼트삽입구(601)에 대응하는 위치에 나사산이 없는 결합볼트삽입구(602)가 판을 관통하여 가공되어 있다.

도6은 도3에 도시된 정착하판(110)과 도4에 도시된 정착상판(150) 및 판 형상의 긴장재(501a), 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)의 결합관계를 도시한 것으로 정착구 시공예를 보여주고 있다.

상기 도6에 의거 고정정착구(100) 및 긴장정착구(101) 시공과정을 기술한다. 콘크리트구조물의 고정정착구(100) 및 긴장정착구(101) 설치위치에 각각 발(112)이 삽입되는 홈을 미리 가공하고 앵커볼트(613)를 설치한 후, 상기 정착하판(110)을 콘크리트구조물에 앵커볼트(613)와 너트로 고정한다. 이때 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)을 상기 고정정착구(100) 및 긴장정착구(101)를 구성하는 정착하판(110)의 섬유판통과구멍(113a)에 미리 삽입해둔 상태에서 정착하판(110)을 고정한다. 정착하판(110) 상부면의 스크래치(114) 위에 판 형상의 긴장재(501a)를 놓고, 그 위에 스크래치(114)가 가공된 면이 상기 긴장재(501a)에 닿도록 정착상판(150)을 놓는다. 결합볼트(611)를 정착상판(150)의 결합볼트삽입구(602)를 거쳐 정착하판(110)의 결합볼트삽입구(601)에 체결함으로써, 정착구 시공을 완료한다. 다만 고정정착구(100)에서는 판 형상의 긴장재(501a)에 긴장이 도입되지 않은 상태에서 정착상판(150)을 정착하판(110)에 결합하지만, 긴장정착구(101)에서는 판 형상의 긴장재(501a)에 긴장이 도입된 상태에서 정착상판(150)을 정착하판(110)과 결합한다.

선 형상의 긴장재(501b)를 더 시공하는 경우, 상기 고정정착구(100)를 구성하는 정착하판(110)의 텐던통과구멍(113b)에 선 형상의 긴장재(501b)의 일측단부가 텐던정착구(171)를 이용하여 고정되고, 그 타측단부는 긴장정착구(101)를 구성하는 정착하판(110)의 텐던통과구멍(113b)에 텐던정착구(171)를 이용하여 고정된다. 다만 고정정착구(100)에서는 선 형상의 긴장재(501b)에 긴장이 도입되지 않은 상태에서 정착하판(110)에 결합하지만, 긴장정착구(101)에서는 선 형상의 긴장재(501b)에 긴장이 도입된 상태에서 정착하판(110)과 결합한다.

도7은 본 발명의 긴장장치(300)의 일실시예를 도시하고 있다. 도8은 도7의 긴장장치(300)를 구성하는 긴장재파지구(340)의 일실시예의 하부사시도이다.

상기 긴장장치(300)는 콘크리트 면에 앵커볼트(613)와 너트로 조립 고정되는 수평부와 이 수평부 일단에 수직으로 돌출 형성되어 섬유판통과구(311)와 텐던통과구(312)가 가공되어 있는 수직부로 구성된 지지구(310); 상기 지지구(310) 수직부에 일단이 고정되고, 후술하는 긴장재파지구(340)에 타단이 연결되는, 긴장재(501a 또는 501b)에 긴장을 도입하는 유압실린더(330); 상기 지지구(310) 수직부에 일단이 고정되고, 후술하는 긴장재파지구(340)의 가이드바삽입구(343)에 삽입되어 긴장재파지구(340)가 직선 미끄럼운동을 하도록 하는 가이드바(320); 긴장재(501a 또는 501b)의 일 단부가 삽입 파지되는 긴장재파지구(340); 상기 긴장재파지구(340)에 삽입되어 판 형상의 긴장재(501a)를 파지하는 섬유판파지웨지(350); 상기 섬유판파지웨지(350)를 가압 고정하는 웨지고정판(351); 상기 긴장재파지구(340)에 삽입 조립되어 선 형상의 긴장재(501b)를 파지하는 텐던정착구(171)로 구성되어 있다.

상기 지지구(310)는 ㄴ자 형태로서 긴장장치(300)를 콘크리트 면에 부착하는 역할을 하는 수평부와 유압실린더(330)에 의해 발휘되는 긴장력을 지지하는 수직부가 일체로 되어 있다. 수평부의 두께는 정착하판(110)의 판 두께와 같거나 작으며, 다수 개의 앵커볼트삽입구(603)가 관통 가공되어 있다. 수직부에는 판 형상의 긴장재(501a)가 수평을 유지한 상태로 긴장될 수 있는 위치에 섬유판통과구(311)가 수직부 양측을 관통하여 가공되어 있으며, 선 형상의 긴장재(501b)가 수평을 유지한 상태로 긴장될 수 있는 위치에 텐던통과구(312)가 관통 가공되어 있다. 수평부 하부면에는 판 형상의 보강재 또는 선형상의 보강재를 수용하는 홈(113)이 가공되어 있다. 상기 선 형상의 긴장재(501b)가 통과하는 텐던통과구(312)는 정착하판(110)에 가공된 텐던통과구멍(113b)에 대응하는 위치에 형성되므로 지지구(310) 수평부 양측을 관통하여 형성될 수도 있다.

상기 긴장재파지구(340)의 중앙부에는 판 형상의 긴장재(501a)가 통과하도록 관통된 섬유판파지홈(341)이 형성되어 있고, 상기 지지구(310)에 형성된 텐던통과구(312)에 대응하는 위치에 텐던파지홈(342)이 또한 관통 형성되어 있으며, 양 상단부에는 가이드바(320)가 삽입되는 가이드바삽입구(343)가 관통 가공되어 있다. 상기 섬유판파지홈(341)은 콘크리트 면에 가까운 일면은 수평면, 이에 짝하고 있는 면은 경사면으로서, 지지구(310) 쪽에서 좁고 그 반대쪽으로 넓어지는 형상의 홈이다. 수평면에는 스크래치가 반복적으로 가공되어 있다.

섬유판파지웨지(350)는 상기 섬유판파지홈(341)에 판 형상의 긴장재(501a)가 통과되어 안착된 상태에서 섬유판파지홈(341)에 삽입되어 판 형상의 긴장재(501a)를 압착 고정한다. 섬유판파지웨지(350)의 하부면은 수평면으로서 판 형상의 긴장재(501a)가 접촉하는 부분에 스크래치가 반복적으로 형성되어 있고, 상부면은 섬유판파지홈(341) 경사면과 같은 기울기를 가진 경사면으로 되어 있다.

웨지고정판(351)은 섬유판파지웨지(350)를 섬유판파지홈(341)에 삽입한 상태에서 섬유판파지홈(341)의 입구에 결합되어 섬유판파지웨지(350)가 섬유판파지홈(341)에서 이탈되지 않고 섬유판을 단단히 파지하도록 한다.

상술된 도7의 긴장장치(300)와 도6의 정착구에 의거 콘크리트구조물을 외부 프리스트레싱 이중보강하는 공정을 기술한다.

먼저, 고정정착구(100) 및 긴장정착구(101)를 구성하는 각각의 정착하판(110)을 콘크리트구조물의 해당 위치에 설치한다. 상기 정착하판(110)을 설치함에 있어서는, 콘크리트구조물에 정착하판(110)의 발(112)이 삽입될 구멍과 앵커볼트(613)가 설치될 구멍을 가공하고, 앵커볼트(613)를 콘크리트구조물의 표면에 설치하고, 정착하판(110)의 앵커볼트삽입구(603)에 앵커볼트(613)가 삽입되도록 하여 너트를 체결하여 정착하판(110)을 콘크리트구조물에 단단히 고정한다. 이때 정착하판(110)의 섬유판통과구멍(113a)에 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)을 삽입한 상태로 정착하판(110)을 콘크리트구조물에 고정한다. 상기 섬유판(502)의 일면에는 접착제(503)를 도포한 상태로 고정정착구(100) 외측의 전단지역에서부터 긴장정착구(101) 외측의 전단지역까지 걸쳐둔다.

다음으로, 긴장장치(300)를 긴장정착구(101) 외측에 설치한다. 콘크리트구조물에 긴장장치를 구성하는 지지구(310)를 고정하는 앵커볼트(613)가 설치될 구멍을 가공하고, 앵커볼트를 삽입 설치한 후, 지지구(310)의 앵커볼트삽입구(603)에 앵커볼트(613)를 삽입하고 너트를 체결하여 지지구(310)를 콘크리트구조물에 고정함으로써 긴장장치(300)를 설치한다.

다음으로, 판 형상의 긴장재(501a)의 일측단부를 고정정착구(100)에 고정한다. 판 형상의 긴장재(501a)의 일측단부를 고정정착구(100)를 구성하는 정착하판(110) 상부면에 형성된 스크래치 위에 놓고, 결합볼트(611)를 정착상판(150)의 결합볼트삽입구(602)를 거쳐 정착하판(110)의 결합볼트삽입구(601)에 체결하여 고정함으로써 판 형상의 긴장재(501a)의 일측단부를 고정정착구(100)에 고정시킨다. 이때 정착상판(150)의 스크래치가 형성된 면이 판 형상의 긴장재(501a)에 접촉한다.

다음으로, 판 형상의 긴장재(501a)의 타측단부를 지지구(310)의 섬유판통과구(311)를 통과 시킨 후, 긴장재파지구(340)의 섬유판파지홈(341)에 삽입하여 통과시키고, 판 형상의 긴장재(501a)가 고정정착구(100)에서부터 긴장재파지구(340)까지 팽팽해지도록 충분히 당긴 상태에서 섬유판파지웨지(350)를 섬유판파지홈(341)에 삽입하여 섬유판파지홈(341)과 섬유판파지웨지(350) 사이에 판 형상의 긴장재(501a)가 단단하게 고정되도록 하고[이때 섬유판파지웨지(350)에 형성된 스크래치가 판 형상의 긴장재(501a)에 접촉되도록 한다], 웨지고정판(351)을 섬유판파지홈(341)의 입구에 볼트결합하여 웨지고정판(351)이 섬유판파지웨지(350)가 섬유판파지홈(341)에 더욱 밀착되도록 압박하여 판 형상의 긴장재(501a)가 긴장재파지구(340)에 더욱 단단하게 고정되도록 한다.

다음으로, 긴장장치(300)를 구성하는 유압실린더(330)를 작동시키면, 긴장재파지구(340)가 가이드바(320)를 따라 직선이동하면서 판 형상의 긴장재(501a)가 팽팽하게 당겨져 긴장되고, 소정의 긴장력이 판 형상의 긴장재(501a)에 도입되면 고정정착구(100)와 같은 방법으로 긴장정착구(101)도 정착상판(150)과 정착하판(110)을 결합하여 정착상판(150)과 정착하판(110) 사이에 섬유판이 압착되어 고정되도록 한다. 상기 공정이 완료되면, 긴장장치(300)를 해체해낸 후, 긴장정착구(101) 외측에 위치한 긴장장치에 파지되었던 긴장재 부분을 절단해 낸다.

선 형상의 긴장재(501b)를 더 시공하는 경우, 상기 긴장재(501b)의 일측단부를 고정정착구(100)를 구성하는 정착하판(110)의 텐던통과구멍(113b)에 텐던정착구(171)를 사용하여 고정하고, 그 타측단부는 긴장정착구(101)를 구성하는 정착하판(110)의 텐던통과구멍(113b)을 통과하여 긴장장치 긴장재파지구(340)의 텐던파지홈(342)에 긴장재(501b)를 팽팽하게 한 상태에서 텐던정착구(171)를 사용하여 고정한다. 이 상태에서 긴장장치(300)를 작동하여 긴장재(501b)에 목표하는 긴장력이 도입되면, 텐던정착구(171)를 사용하여 긴장정착구(101)를 구성하는 정착하판(110)에 긴장재(501b)의 일단부를 고정한다.

상기 판 형상의 긴장재(501a)와 선 형상의 긴장재(501b)를 동시에 긴장할 수도 있고, 전후로 나누어 순차적으로 긴장할 수도 있다. 또한 양 긴장재에 도입되는 긴장력을 서로 달리할 수도 있다. 이것은 시공현장 상황 및 보강설계 지침에 따라 선택 적용된다.

다음으로, 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)을 콘크리트 면에 빈틈없이 접착한 후, 상기 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502) 양단부를 포함한 다수의 지점에 콘크리트 영역까지 이르는 앵커볼트삽입구(603)를 가공한 후, 앵커볼트(613)를 삽입 설치 고정하고 너트를 체결하여 섬유판(502)을 콘크리트구조물에 부착 고정한다.

상기와 같은 구조로 콘크리트구조물을 보강함으로써, 연성이 매우 부족한 FRP와 같은 섬유판을 이용하여 외부 프리스트레싱 보강을 할지라도 연성이 보다 많이 확보된 상태의 보강이 가능해진다. 본 발명에서 사용된 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)은 소성변형하는 강판과 탄소 또는 유리섬유를 복층으로 복합한 섬유판으로서 콘크리트 면에 앵커볼트로 직접 정착이 가능하다. 긴장재(501a 또는 501b)를 이용하여 콘크리트구조물에 압축응력을 도입한 후, 상기의 강판이 복합된 섬유판(502)을 긴장하지 않은 상태로 접착제와 앵커볼트를 이용하여 상기의 압축응력이 도입된 콘크리트 면에 정착함으로써, 도입된 압축응력이 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)에 의해 구속되어 일체의 거동을 하게 됨으로써 연성이 개선된 보강효과를 발휘함은 물론 보다 안정적인 보강상태를 유지할 수 있다.

상술한 바와 같이 섬유판(502)은 긴장되지 않은 상태로 시공되므로 그 변형량이 하중을 지지하기 위해서만 사용되므로 비소성인 콘크리트구조물에 연성을 보다 많이 부여할 수 있음은 물론, 소성변형하는 강판이 복합되어 있어 더욱 많은 연성을 부여할 수 있다. 또한 섬유판(502)은 앵커볼트에 의해 직접 시공되어 보강된 콘크리트구조물과 일체로 거동하므로 하중지지 능력이 향상된다. 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)으로 상기의 강판이 복합된 섬유판 대신 메시 형태의 섬유와 일방향섬유를 복층으로 복합한 섬유판을 대체 사용할 수도 있다.

또한 본 발명에 적용된 외부 프리스트레싱 방법은 비부착식(unbonded)이다. 일반적으로 비부착식(unbonded) 외부 프리스트레싱 공법이 부착식(bonded) 외부 프리스트레싱 공법에 비해 콘크리트구조물의 연성 개선에 더 효과적이다. 본 발명에서는 긴장재에 의해 콘크리트구조물에 압축응력을 도입한 후, 그것을 긴장되지 않은 상태의 섬유판을 접착제 및 앵커볼트로 정착, 구속하여 보강효과를 향상시킨다. 따라서 긴장재에 도입되는 긴장력을 어느 정도 완화할 수도 있다. 긴장재만으로 외부 프리스트레싱 보강한 경우, 긴장재가 가지고 있는 제한적인 변형량의 대부분이 긴장에 사용되어 하중 지지에 사용할 변형량이 거의 없게 된다. 이는 보강재인 긴장재가 콘크리트구조물의 연성 개선에는 전혀 기여하지 못함을 의미한다. 그러나 본 발명에 따르면, 긴장재의 제한적인 변형량의 일부를 하중지지에 사용할 수 있으므로 연성 개선에 더욱 기여하게 된다.

또한 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)을 양 전단지역에 걸쳐 앵커볼트로 고정함으로써 하중에 의해 발생하는 응력이 긴장재(501a 또는 501b)를 파지하고 있는 양 정착구(100, 101)에만 집중되지 않고 섬유판(502)과 그 정착 앵커볼트로 분산 수용되는 효과를 거둘 수 있다.

도9는 본 발명을 이용하여 콘크리트구조물을 외부 프리스트레싱 이중보강한 다른 실시예를 도시한 것으로 도9a는 저면도, 도9b는 상기 도9a의 단면 A-A를 도시한 것이고, 도9c는 상기 도9a의 단면 B-B를 도시한 것이다.

상술한 도1을 기준으로 한 본 발명의 실시예와 비교하여, 판 형상의 긴장재(501a)를 긴장을 도입하여 비부착식(unbonded)으로 콘크리트구조물에 정착한 후, 섬유판(502)은 긴장되지 않은 상태에서 콘크리트 면에 접착제 및 앵커볼트를 사용하여 부착식(bonded)으로 정착된다는 점은 동일하다.

상이한 점은, 도1을 기준으로 한 본 발명의 실시예는, 고정정착구(100) 및 긴정정착구(101)를 이용하여 2열의 긴장재(501a)를 일정간격[섬유판(502)에 앵커볼트를 설치할 수 있을 정도의 간격]을 띠운 상태로 비부착식(unbonded)으로 정착한 후, 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)은 양 정착구를 구성하는 정착하판(110)의 중심부를 가로질러 양 정착구 외측의 전단지역까지, 콘크리트 면에 접착제(503)와 앵커볼트(613)를 사용하여 부착식(bonded)으로 정착하는 것에 비해,

이 실시예는 고정정착구(100) 및 긴정정착구(101)를 이용하여 1열의 긴장재(501a)를 비부착식(unbonded)으로 정착하고, 섬유판(502)은 양 정착구 좌우측의 콘크리트 면에 접착제(503)와 앵커볼트(613)를 사용하여 부착식(bonded)으로 정착한다는 점이 상이한 점이다. 이 경우에도 섬유판(502)은 긴장되지 않은 상태에서 양 전단지역에 걸쳐 설치된다.

도1을 기준으로 한 본 발명의 실시예는 보강 대상 면적이 협소한 경우, 주로 사용될 수 있으며, 도9를 기준으로 한 본 발명의 다른 실시예는 보강 대상 면적이 비교적 넓은 경우, 주로 사용될 수 있다.

도10은 본 발명을 이용하여 콘크리트구조물을 보강한 또 다른 실시예를 도시한 것으로, 긴장재를 도4의 텐던정착판(170)만을 사용하여 정착한다. 도10a는 저면도, 도10b는 상기 도10a의 단면 A-A를 도시한 것이고, 도10c는 상기 도10a의 단면 B-B를 도시한 것이다.

이 실시예의 경우, 텐던정착판(170)만으로 고정정착구(100)와 긴장정착구(101)를 구성한다. 긴장재로는 선 형상의 긴장재(501b)를 사용한다. 상기 긴장재(501b)를 텐던정착판(170)을 이용하여 콘크리트구조물에 정착한다. 콘크리트구조물에서 고정정착구(100)와 긴장정착구(101)에 해당하는 위치에 발(112)이 삽입되는 홈을 미리 가공하고 앵커볼트(613)를 설치한 후, 상기 고정정착구(100)와 긴장정착구(101)를 구성하는 텐던정착판(170)을 각각의 위치에 앵커볼트(613) 및 너트로 단단히 고정한다. 이때 상기 텐던정착판(170)의 섬유판통과구멍(113a)에 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)이 미리 삽입된 상태에서 고정한다. 상기 섬유판(502)의 일면에는 접착제(503)를 도포한 상태로 고정정착구(100) 외측의 전단지역에서부터 긴장정착구(101) 외측의 전단지역까지 걸쳐둔다.

상기 고정정착구(100)를 구성하는 텐던정착판(170)에 가공되어 있는 텐던통과구멍(113b)에 선 형상의 긴장재(501b)의 일측단부를 삽입하고, 텐던정착구(171)를 사용하여 단단히 고정한다. 긴장재(501b)의 타측단부는 긴장정착구(101)를 구성하는 텐던정착판(170)에 가공되어 있는 텐던통과구멍(113b)을 거쳐 긴장장치(300)의 긴장재파지구(340)에 형성되어 있는 텐던파지홈(342)에 텐던정착구(171)에 의해 고정된다. 긴장장치(300)에 의해 긴장재(501b)에 긴장이 도입되면, 텐던정착구(171)를 사용하여 긴장재(501b)를 긴장정착구(101)를 구성하는 텐던정착판(170)에 단단히 고정한다. 이후 긴장장치(300)를 해체해낸 후, 긴장정착구(101) 외측의 잉여 긴장재(501b)를 절단해낸다. 상기에서 긴장재(501b)는 복층으로 시공될 수도 있다.

다음으로, 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)을 콘크리트 면에 빈틈없이 접착한 후, 섬유판(502) 양단부를 포함한 다수의 지점에 콘크리트 영역까지 이르는 앵커볼트삽입구(603)를 가공한 후, 앵커볼트(613)를 삽입 설치 고정하고 너트를 체결하여 섬유판(502)을 콘크리트구조물에 고정하여 시공을 완료한다.

도11은 본 발명을 이용하여 콘크리트구조물을 보강한 또 다른 실시예를 도시한 것으로, 도10을 기준으로 한 실시예와 비교하여 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502) 시공위치가 다르다는 점 이외에는 동일하다. 도11a는 저면도, 도11b는 상기 도11a의 단면 A-A를 도시한 것이고, 도11c는 상기 도11a의 단면 B-B를 도시한 것이다.

상술한 도10을 기준으로 한 실시예와 비교하여, 선 형상의 긴장재(501b)를 긴장을 도입하여 비부착식(unbonded)으로 콘크리트구조물에 정착한 후, 섬유판(502)은 긴장되지 않은 상태에서 콘크리트 면에 접착제 및 앵커볼트를 사용하여 부착식(bonded)으로 정착한다는 점은 동일하다.

상이한 점은, 도10을 기준으로 한 실시예는, 고정정착구(100) 및 긴정정착구(101)를 이용하여 다수 열의 긴장재(501b)를 일정간격[섬유판(502)에 앵커볼트를 설치할 수 있을 정도의 간격]을 띠운 상태로 비부착식(unbonded)으로 정착한 후, 섬유판(502)은 양 정착구(100, 101)를 구성하는 텐던정착판(170)의 중심부를 가로질러 양 정착구(100, 101) 외측의 전단지역까지, 접착제(503)와 앵커볼트(613)를 사용하여 긴장하지 않은 상태에서 콘크리트 면에 부착식(bonded)으로 정착되는 것에 비해,

도11을 기준으로 한 본 발명의 실시예는, 고정정착구(100) 및 긴정정착구(101)를 이용하여 다수 열의 긴장재(501b)를 비부착식(unbonded)으로 정착하고, 섬유판(502)은 양 정착구(100, 101) 좌우 외측의 콘크리트 면에 접착제(503)와 앵커볼트(613)를 사용하여 긴장하지 않은 상태에서 부착식(bonded)으로 정착한다는 점이 상이하다. 이 경우에도 섬유판(502)은 양 전단지역까지 설치된다.

도10을 기준으로 한 본 발명의 실시예는 보강 대상 면적이 협소한 경우, 주로 사용될 수 있으며, 도11을 기준으로 한 본 발명의 실시예는 보강 대상 면적이 비교적 넓은 경우, 주로 사용될 수 있다.

상기에서 사용된 선 형상의 긴장재(501b)는 PS강선, PS강봉, PS스트랜드 등과 같은 PC강재 또는 FRP텐던을 포함한 선재(線材) 형태의 긴장재이다.

도12는 본 발명을 이용하여 콘크리트구조물을 보강한 또 다른 실시예를 도시한 것으로, 도1을 기준으로한 본 발명의 실시예에 선 형상의 긴장재(501b)를 더 사용한 경우이다. 도12a는 저면도, 도12b는 상기 도12a의 단면 A-A를 도시한 것이고, 도12c는 상기 도12a의 단면 B-B를, 도12d는 상기 도12a의 단면 C-C를 도시한 것이다. 이 실시예의 경우, 선 형상의 긴장재(501b), 특히 강재를 사용할 경우, 콘크리트구조물의 연성 개선에 더 기여할 수 있다. 이와 같이 선 형상의 긴장재(501b)를 더 사용하는 정도에 맞추어 판 형상의 긴장재(501a)의 사용량이나 긴장력을 감소시킬 수도 있다. 또한 선 형상의 긴장재(501b)로서 강재로 된 것을 사용하면서, 이 긴장재에 도입되는 긴장력을 감소시킴으로써 이 긴장재가 연성 개선에 더 많이 기여토록 할 수도 있다.

도13은 본 발명을 이용하여 콘크리트구조물을 보강한 또 다른 실시예를 도시한 것으로, 도12를 기준으로 한 실시예와 비교하여 섬유판(502)의 시공위치가 다르다는 점 이외에는 동일하다. 도13a는 저면도, 도13b는 상기 도13a의 단면 A-A를 도시한 것이고, 도13c는 상기 도13a의 단면 B-B를, 도13d는 상기 도13a의 단면 C-C를 도시한 것이다.

본 발명의 실시예는, 고정정착구(100) 및 긴정정착구(101)를 이용하여 긴장재(501a)와 긴장재(501b)를 비부착식(unbonded)으로 정착하는 것에 있어서는 도12의 실시예와 동일하다. 다만 섬유판(502)을 양 정착구(100, 101) 좌우 외측의 콘크리트 면에 접착제(503)와 앵커볼트(613)를 사용하여 긴장하지 않은 상태에서 부착식(bonded)으로 정착한다는 점이 도12의 실시예와 다른 점이다.

도12를 기준으로 한 본 발명의 실시예는 보강 대상 면적이 협소한 경우, 주로 사용될 수 있으며, 도13을 기준으로 한 본 발명의 실시예는 보강 대상 면적이 비교적 넓은 경우, 주로 사용될 수 있다.

도14는 본 발명을 이용하여 콘크리트구조물을 보강한 또 다른 실시예를 도시한 것으로, 판 형상의 긴장재(501a)를 비부착식(unbonded)으로 긴장 정착하여 콘크리트구조물에 압축응력을 도입한 후, 선 형상의 긴장재(501b)를 긴장을 하지 않은 상태에서 고정정착구(100) 외측 전단지역에서부터 긴장정착구(101) 외측 전단지역까지 설치한다. 판 형상의 긴장재(501a) 정착에는 도3의 정착하판(110)과 도5의 정착상판(150)을 사용하며, 선 형상의 긴장재(501b) 정착에는 텐던정착판(170)을 사용한다. 도14a는 저면도, 도14b는 상기 도14a의 단면 A-A를 도시한 것이고, 도14c는 상기 도14a의 단면 B-B를 도시한 것이다.

도15는 본 발명에 사용된 강재로 된 선 형상의 긴장재(501b)의 부식을 방지하기 위한 것으로 양단부에 중심부가 빈 볼트가 달린 주름호스(504), 텐던정착구(171)에 씌워지는, 일단부에는 중심부가 빈 볼트가 일체화 되어 있고 타단부는 막힌 형태의 캡(505)이 사용되며, 상기 주름호스(504) 내부와 캡(505) 내부에는 강재로 된 선 형상의 긴장재(501b)가 수용되며, 그 사이에는 액상의 부식방지제가 채워져 긴장재(501b)의 부식을 방지한다. 주름호스(504)와 캡(505)은 내부 관찰이 가능하도록 투명한 재질로 제작되는 것이 바람직하다.

상기에 기술한 실시예 이외에도 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 실시예를 실시할 수 있다.

상술한 본 발명에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.

첫째, FRP와 같은 비부식성 보강재를 이용 외부 프리스트레싱에 의해 콘크리트구조물을 보강하면서도 연성과 횡방향 전단강도가 최대한 확보되는 안전한 프리스트레싱 구조를 제공할 수 있다.

FRP 재료의 콘크리트구조물에 대한 강도 증진 효과는 우수하다. 더 나아가 이와 같은 강도 증진 효과가 우수한 재료를 긴장하여 적용했을 경우, 강도 증진 효과는 더욱 배가되는 장점이 있다. 그러나 이 경우, 보강대상 모체인 콘크리트가 비소성임에도 불구하고 보강재인 FRP 재료도 비소성이므로 강도 증진 효과는 우수하지만 연성 개선에는 거의 기여하지 못하는 단점을 안고 있다.

본 발명에 의해, 긴장재를 비부착식(unbonded)으로 정착, 콘크리트에 압축응력을 부여하여 강도 증진을 도모하고, 압축응력이 부여된 상기 콘크리트에 긴장되지 않은 상태의 섬유판을 접착제와 앵크볼트를 이용 부착식(bonded)으로 정착하여, 하중지지에 활용되는 변형률을 최대한 확보토록 함으로써 연성개선을 도모할 수 있게 되었다. 특히 긴장되지 않은 상태로 정착되는 섬유판으로 소성변형하는 강판이 복합된 섬유판을 사용할 경우, 연성 개선 효과는 더욱 향상될 수 있다.

둘째, 하중에 의해 발생하는 응력이 정착구에만 과도하게 집중되지 않는 보다 안전한 외부 프리스트레싱 구조를 제공할 수 있게 되었다.

하중응력이 정착구에만 집중될 경우, 경년효과로 정착구의 이른 망실을 초래할 수도 있다. 긴장재를 이용한 외부 프리스트레싱 보강구조에서 긴장재 정착구의 망실은 곧 보강효과가 대폭 감소 내지는 사라지는 결과를 초래할 수도 있다.

본 발명에서는 상기와 같이 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)을 접착제와 앵크볼트를 이용하여 고정정착구(100) 외측의 전단지역에서부터 긴장정착구(101) 외측의 전단지역까지 부착식(bonded)으로 정착함으로써, 하중에 의해 발생하는 응력이 정착구에만 집중되지 않고 분산수용되는 효과를 거둘 수 있게 되었다. 또한 긴장재 정착구에 손상이 발생되어 긴장재에 의한 하중지지능력이 감소 내지는 사라지더라도 상기 앵커볼트와 접착제에 의해 부착식(bonded)으로 정착된 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)에 의해 구조물의 급격한 파괴를 방지할 수 있게 되어 보다 안전한 외부 프리스트레싱 보강구조를 제공할 수 있게 되었다.

셋째, 보강대상 콘크리트구조물의 손상을 최소화하면서 상기의 프리스트레싱 구조를 적용할 수 있는 긴장재 정착구 및 긴장장치를 제공할 수 있게 되었으며, 또한 상기 긴장재 정착구 및 긴장장치에 홈(113)을 형성하여 긴장되지 않은 상태의 섬유판(502)이 수용될 수 있도록 함으로써 보강대상 모체가 좁은 면적을 가졌을지라도 본 발명이 적용될 수 있도록 하였다.

본 발명의 긴장장치는 앵커볼트만으로 설치되므로 긴장장치 설치에 따른 보강대상 모체인 콘크리트구조물의 손상을 최소화할 수 있다. 또한 본 발명의 정착구를 구성하는 정착하판(110)의 하부면에는 콘크리트구조물의 표면에 삽입 설치되는 발(112)이 형성되어 있는 바, 정착하판 전체에 해당하는 면적 이상을 절개하는 종래의 기술과는 달리, 본 발명은 돌출된 발(112)만을 콘크리트구조물의 표면에 삽입하고 앵커볼트를 이용하여 고정하도록 구성되어 보강모체가 되는 콘크리트구조물의 절개표면을 최소화하면서도 정착하판(110)을 콘크리트구조물의 표면에 단단하게 고정시킬 수가 있다.

넷째, 본 발명의 긴장장치는 긴장재의 파지를 용이하게 할 수 있다.

통상적으로 판 형상의 긴장재는 볼트 결합되는 판 형상의 상하 정착판 사이에 파지됨에 비해, 본 발명의 경우, 긴장재파지구(340)를 사용하여 판 형상의 긴장재를 파지하는데, 상기 긴장재파지구에 형성된 섬유판파지홈(341)에 쐐기 형태의 섬유판파지웨지(350)를 밀어 넣어 판 형상의 긴장재(501a)를 파지하는 단순한 구조로 되어 있고, 또한 판 형상의 긴장재(501a)와 선 형상의 긴장재(501b)를 동시에 파지할 수도 있어, 보다 단순하고 용이하게 짧은 시간에 긴장재를 파지할 수 있다.

Claims

콘크리트구조물을 긴장재를 사용하여 외부 프리스트레싱 보강함에 있어서,

콘크리트구조물 표면에 고정정착구 및 긴장정착구를 구성하는 정착하판을 설치하는 단계[이때 긴장되지 않은 상태의 섬유판을 정착하판 섬유판통과구에 수용하여 정착, 상기 섬유판의 일면에는 접착제를 도포한 상태로 고정정착구 외측의 전단지역에서 긴장정착구 외측의 전단지역까지 걸쳐지게 정착하판 설치];

상기 긴장정착구 외측에 긴장장치를 설치하는 단계;

상기 고정정착구를 구성하는 정착하판 상부면 스크래치 위에 판 형상의 긴장재 2열을 일정간격을 띠운 상태로 놓고 정착상판을 그 상부에서 정착하판과 볼트 결합하여 긴장재의 일측단부를 고정하고, 상기 긴장재의 타측단부는 긴장장치에 고정하는 단계;

상기 긴장장치를 작동하여 판 형상의 긴장재를 긴장하는 단계;

상기 긴장정착구를 구성하는 정착하판 위의 긴장재 상부에서 정착상판을 정착하판에 볼트 결합하여 긴장정착구에 2열의 긴장재를 고정하는 단계;

상기 긴장장치를 해체하고 긴장정착구 외측의 잉여 긴장재를 제거하는 단계;

상기 긴장에 의해 압축응력이 도입된 콘크리트 면에 상기 긴장되지 않은 상태의 섬유판을 접착하는 단계;

상기 콘크리트 면에 접착된 섬유판의 양 단부를 포함하는 다수의 지점에 콘크리트 영역까지 이르는 앵커볼트삽입구를 가공한 후, 앵커볼트를 삽입 설치 고정하고 너트를 체결하여 긴장되지 않은 상태의 섬유판을 콘크리트구조물에 부착 고정하는 단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 이중 보강방법.
콘크리트구조물을 긴장재를 사용하여 외부 프리스트레싱 보강함에 있어서,

콘크리트구조물 표면에 고정정착구 및 긴장정착구를 구성하는 정착하판을 설치하는 단계;

상기 긴장정착구 외측에 긴장장치를 설치하는 단계;

상기 고정정착구를 구성하는 정착하판 상부면 스크래치 위에 판 형상의 긴장재를 놓고 정착상판을 그 상부에서 정착하판과 볼트 결합하여 긴장재의 일측단부를 고정하고, 상기 긴장재의 타측단부는 긴장장치에 고정하는 단계;

상기 긴장장치를 작동하여 판 형상의 긴장재를 긴장하는 단계;

상기 긴장정착구를 구성하는 정착하판 위의 긴장재 상부에서 정착상판을 정착하판에 볼트 결합하여 긴장정착구에 긴장재를 고정하는 단계;

상기 긴장장치를 해체하고 긴장정착구 외측의 잉여 긴장재를 제거하는 단계;

상기 긴장에 의해 압축응력이 도입된 양 정착구 좌우측 콘크리트 면에 상기 긴장되지 않은 상태의 섬유판을 양 전단지역에 걸쳐 접착하는 단계;

상기 콘크리트 면에 접착된 섬유판의 양 단부를 포함하는 다수의 지점에 콘크리트 영역까지 이르는 앵커볼트삽입구를 가공한 후, 앵커볼트를 삽입 설치 고정하고 너트를 체결하여 긴장되지 않은 상태의 섬유판을 콘크리트구조물에 부착 고정하는 단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 이중 보강방법.
제1 및 2항에서,

선 형상의 긴장재를 고정정착구를 구성하는 정착하판과 긴장정착구를 구성하는 정착하판 사이에 더 설치하는 것을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 이중 보강방법.
콘크리트구조물을 긴장재를 사용하여 외부 프리스트레싱 보강함에 있어서,

콘크리트구조물 표면에 고정정착구 및 긴장정착구를 구성하는 텐던정착판을 설치하는 단계[이때 긴장되지 않은 상태의 섬유판을 텐던정착판 섬유판통과구에 수용하여 정착, 상기 섬유판의 일면에는 접착제를 도포한 상태로 고정정착구 외측의 전단지역에서 긴장정착구 외측의 전단지역까지 걸쳐지게 텐던정착판 설치];

상기 긴장정착구 외측에 긴장장치를 설치하는 단계;

상기 고정정착구를 구성하는 텐던정착판의 텐던통과구에 텐던정착구를 사용하여 선 형상의 긴장재의 일측단부를 고정하고, 상기 긴장재의 타측단부는 긴장정착구를 구성하는 텐던정착판의 텐던통과구를 거쳐 긴장장치에 고정하는 단계;

상기 긴장장치를 작동하여 선 형상의 긴장재를 긴장하는 단계;

상기 긴장정착구를 구성하는 텐던정착판 텐던통과구에 텐던정착구를 사용하여 선 형상의 긴장재를 고정하는 단계;

상기 긴장장치를 해체하고 긴장정착구 외측의 잉여 긴장재를 제거하는 단계;

상기 긴장에 의해 압축응력이 도입된 콘크리트 면에 상기 긴장되지 않은 상태의 섬유판을 접착하는 단계;

상기 콘크리트 면에 접착된 섬유판의 양 단부를 포함하는 다수의 지점에 콘크리트 영역까지 이르는 앵커볼트삽입구를 가공한 후, 앵커볼트를 삽입 설치 고정하고 너트를 체결하여 긴장되지 않은 상태의 섬유판을 콘크리트구조물에 부착 고정하는 단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 이중 보강방법.
콘크리트구조물을 긴장재를 사용하여 외부 프리스트레싱 보강함에 있어서,

콘크리트구조물 표면에 고정정착구 및 긴장정착구를 구성하는 텐던정착판을 설치하는 단계;

상기 긴장정착구 외측에 긴장장치를 설치하는 단계;

상기 고정정착구를 구성하는 텐던정착판의 텐던통과구에 텐던정착구를 사용하여 선 형상의 긴장재의 일측단부를 고정하고, 상기 긴장재의 타측단부는 긴장정착구를 구성하는 텐던정착판의 텐던통과구를 거쳐 긴장장치에 고정하는 단계;

상기 긴장장치를 작동하여 선 형상의 긴장재를 긴장하는 단계;

상기 긴장정착구를 구성하는 텐던정착판 텐던통과구에 텐던정착구를 사용하여 선 형상의 긴장재를 고정하는 단계;

상기 긴장장치를 해체하고 긴장정착구 외측의 잉여 긴장재를 제거하는 단계;

상기 긴장에 의해 압축응력이 도입된 양 정착구 좌우측 콘크리트 면에 상기 긴장되지 않은 상태의 섬유판을 양 전단지역에 걸쳐 접착하는 단계;

상기 콘크리트 면에 접착된 섬유판의 양 단부를 포함하는 다수의 지점에 콘크리트 영역까지 이르는 앵커볼트삽입구를 가공한 후, 앵커볼트를 삽입 설치 고정하고 너트를 체결하여 긴장되지 않은 상태의 섬유판을 콘크리트구조물에 부착 고정하는 단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 이중 보강방법.
콘크리트구조물을 긴장재를 사용하여 외부 프리스트레싱 보강함에 있어서,

콘크리트구조물 표면에 고정정착구 및 긴장정착구를 구성하는 정착하판을 설치하는 단계;

상기 고정정착구 외측에 텐던정착판을 설치하는 단계;

상기 긴장정착구 외측에 긴장장치를 설치하는 단계;

상기 고정정착구를 구성하는 정착하판 상부면 스크래치 위에 판 형상의 긴장재를 놓고 정착상판을 그 상부에서 정착하판과 볼트 결합하여 긴장재의 일측단부를 고정하고, 상기 긴장재의 타측단부는 긴장장치에 고정하는 단계;

상기 긴장장치를 작동하여 판 형상의 긴장재를 긴장하는 단계;

상기 긴장정착구를 구성하는 정착하판 위의 긴장재 상부에서 정착상판을 정착하판에 볼트 결합하여 긴장정착구에 긴장재를 고정하는 단계;

상기 긴장장치를 해체하고 긴장정착구 외측의 잉여 긴장재를 제거하는 단계;

상기 긴장정착구 외측에 텐던정착판을 설치하는 단계;

상기 고정정착구 외측의 텐던정착판에 선 형상의 긴장재의 일측단부를 텐던정착구를 사용하여 고정하고, 그 타측단부는 고정정착구와 긴장정착구의 텐던통과구를 차례로 거쳐 팽팽하게 잡아당긴 상태에서 긴장정착구 외측의 텐던정착판에 텐던정착구를 사용하여 고정하는 단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 이중 보강방법.
제3 내지 6항에 있어서, 선 형상의 강재 긴장재는,

양측단부에 중심부가 빈 볼트가 일체화 되어 있고, 내부에 강재로 된 선 형상의 긴장재가 수용되고 액상의 부식방지제가 채워지는, 투명한 주름호스; 및

일측단부에는 중심부가 빈 볼트가 일체화 되어 있고 타측단부는 막혀 있으며, 내부에 강재로 된 선 형상의 긴장재가 수용되고 액상의 부식방지제가 채워지는, 투명한 캡;

에 의해 방식 되는 것을 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 이중 보강방법.
제1항 내지 3항 및 6, 7항에서, 상기 고정정착구 및 상기 긴장정착구는,

상부면에는 섬유판이 안착되는 스크래치가 가공되어 있고, 하부면에는 콘크리트구조물의 표면에 삽입설치되는 돌출된 발이 형성되고, 상기 발을 제외한 하부면에는 보강재를 수용하는 홈이 형성되고, 상기 홈에 면하여 섬유판통과구와 텐던통과구가 발 양측을 관통하여 형성되고, 상하를 관통하는 다수 개의 앵커볼트삽입구 및 결합볼트삽입구가 소정의 간격으로 구비된 정착하판; 및,

상기 정착하판의 상부면에 결합되어 섬유판을 압착지지하며 상하를 관통하는 다수 개의 결합볼트삽입구가 상기 정착하판의 결합볼트삽입구와 대응되는 위치에 구비된 정착상판;

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 이중 보강방법에 사용되는 보강장치.
제4 내지 7항에서, 텐던정착판은,

하부면에 콘크리트구조물의 표면에 삽입설치되는 돌출된 발이 형성되고, 상기 발을 제외한 하부면에는 보강재를 수용하는 홈이 형성되고, 상기 홈에 면하여 섬유판통과구와 텐던통과구가 발 양측을 관통하여 형성되고, 상하를 관통하는 다수 개의 앵커볼트삽입구가 소정의 간격으로 구비된 것;

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 이중 보강방법에 사용되는 보강장치.
제1 내지 7항에서, 긴장장치는,

다수의 앵커볼트삽입구가 형성된 수평부, 상기 수평부 일단에 수직부가 돌출 형성되어 있고, 섬유판통과구와 텐던통과구 및 하부면에 보강재 수용 홈이 형성되어 있는 지지구;

상기 지지구 수직부에 일단이 고정되고, 긴장재파지구에 타단이 연결되는, 판 또는 선 형상의 긴장재에 긴장을 도입하는 유압실린더;

상기 지지구 수직부에 일단이 고정되고, 긴장재파지구의 가이드바삽입구에 삽입되어 긴장재파지구가 직선 미끄럼운동을 하도록 하는 가이드바;

상기 판 형상의 긴장재의 일측단부가 삽입 파지되는, 하부면은 스크래치가 가공된 수평면이고 상부면은 경사면인 섬유판파지홈과 선 형상의 긴장재의 일측단부가 삽입 파지되는 텐던파지홈, 가이드바삽입구 및 하부면에 보강재 수용 홈이 형성되어 있는 긴장재파지구;

상기 섬유판파지홈에 판 형상의 긴장재가 통과되어 안착된 상태에서 섬유판파지홈에 삽입되어 판 형상의 긴장재를 압착 파지하는, 섬유판파지홈에 대응하는 형상 및 크기를 가지고 수평면에는 스크래치가 형성되어 있는 섬유판파지웨지;

상기 섬유판파지웨지를 상기 섬유판파지홈에 삽입한 상태에서 상기 섬유판파지홈의 입구에 결합되어 상기 섬유판파지웨지를 고정하는 웨지고정판;

상기 텐던파지홈에 삽입 조립되어 선 형상의 긴장재의 일측단부를 파지하는 텐던정착구;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 이중 보강방법에 사용되는 보강장치.
제1 내지 3 및 6, 7항에 있어서, 판 형상의 긴장재는,

일방향 섬유를 수지에 함침하여 경화하거나, 또는 매시 형태의 섬유 층과 일방향 섬유 층을 복층으로 결합하여 판 형상으로 경화한;

상기 일방향섬유 및 매시 섬유로는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등의 보강섬유를 단독 또는 합성 사용하는 것;

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 이중 보강방법에 사용되는 보강재.
제3 내지 7항에 있어서, 선 형상의 긴장재는,

PS강선, PS강봉, PS스트랜드 등과 같은 PC강재 또는 FRP텐던을 포함한 선 형태의 긴장재인 것을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 이중 보강방법에 사용되는 보강재.
제1 내지 5항 및 7항에 있어서, 긴장되지 않은 상태의 섬유판은,

강판의 상하면에 수지에 함침된 일방향 섬유를 복층으로 일체화하여 경화한 판형의 보강재, 또는 강판의 상하면에 수지에 함침된 매시 형태의 섬유 층과 수지에 함침된 일방향 섬유 층을 복층으로 결합하여 경화한 형태의 판형 보강재, 또는 수지에 함침된 매시 형태의 섬유 층과 수지에 함침된 일방향 섬유 층을 복층으로 결합하여 경화한 형태의 판형 보강재로서;

상기 일방향섬유 및 매시 섬유로는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등의 보강섬유를 단독 또는 합성 사용하는 것;

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물 외부 프리스트레싱 이중 보강방법에 사용되는 보강재.