KR20110114851A - Rubber pads that apply with saddle used for the vibration outside wire reinforcement method of construction - Google Patents

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KR20110114851A
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장일영
이승영
송석민
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금오공과대학교 산학협력단
(주)신광건설
(주)바우테크
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Abstract

본 발명의 목적은 새들부에 탄성 고무패드를 적용하여 교량, 고가 도로의 상부 구조물의 내진성능의 저하를 증가 시키는데 있다.

이러한 본 발명은 상부구조물의 진동을 저감하기 위한 새들부는 하판 상부에 교량 빔으로부터 전달되는 수직 진동을 흡수하는 수직충격 완화부를 구성하여 수직진동으로 인한 교량 빔 인장부의 균열을 예방할 수 있다.
An object of the present invention is to increase the degradation of the seismic performance of the upper structure of the bridge, overpass by applying an elastic rubber pad to the saddle.

The present invention can prevent the crack of the bridge beam tension portion due to vertical vibration by forming a vertical shock absorbing portion for absorbing the vertical vibration transmitted from the bridge beam to the upper portion of the saddle portion for reducing the vibration of the upper structure.

Figure pat00001
Figure pat00001

Description

새들부에 탄성 고무패드를 적용한 진동저감형 외부강선 보강 공법{Rubber pads that apply with saddle used for the vibration outside wire reinforcement method of construction}Rubber pads that apply with saddle used for the vibration outside wire reinforcement method of construction}

본 발명은 탄성 고무패드를 상부구조물에 보다 상세하게 외부강선을 이용하여 지진하중과 같은 반복하중에 대해 연성부족과 같은 문제점들을 최대한 방지하며 교각부 상부구조물의 내진성을 갖게 하는 내진 보강에 관한 것이다
The present invention relates to a seismic reinforcement to prevent the problems such as the lack of ductility for cyclic loads such as earthquake loads by using an external steel wire in more detail in the upper structure and to provide the seismic resistance of the upper structure of the pier.

기둥내진 보강은 1992년 이전에 건설 되어진 교각은 내진설계를 고려하지 않아 내력의 부족과 기초 상부에서 교각 주철근에 겹침이음을 하거나 충분한 겹침이음 길이가 확보되어 있지 않은 경우가 많아 연성부족과 같은 문제점들이 있으며, 지진에 의해서 구조물은 비선형 거동을 하게 되고, 이에 따른 연성도를 확보하고 있어야 하는데 소성힌지 영역 내에 주철근의 겹침이음이 있게 되면 충분한 정착길이를 가지고 있어도 지진하중과 같은 반복하중을 받게 되면 겸침이음부 조기파괴가 발생하게 되어 급격한 내진성능의 저하가 발생하여 구조물의 갑작스런 붕괴가 발생 되며 이러한 내진설계가 고려되지 않은 교각 구조물의 내진성능을 증가시키는데 있다.As for the seismic reinforcement of columns, the bridges constructed before 1992 do not consider seismic design, so there are many problems such as lack of strength and lack of lap joints in the pier reinforcing bars or sufficient overlap joint length at the upper part of the foundation. In addition, due to the earthquake, the structure will be non-linear behavior, and the ductility should be secured accordingly. Premature failure of the joint leads to a sudden drop in seismic performance, resulting in the sudden collapse of the structure, and to increase the seismic performance of bridge structures that do not consider such seismic design.

슬래브 교량은 국내에서 외부 프리스트레스 보강 공법이 적용된 사례가 거의 없는데 그 이유는 크게 두 가지로 볼 수 있다. 슬래브교는 우선 강선의 정착 장치를 슬래브의 단부에 설치하기가 어렵고, 둘째로 거의 대부분 교하 공간에 여유가 없는 경우에 사용하는 교량형식이기 때문에, 그간 외부 프리스트레스를 이용한 보강공법의 적용이 어려웠다. 이러한 영향은 바로 강선의 배치 형상에 영향을 미치게 되고 외부강선의 배치 형상은 최소한의 편심을 가지게 설계되어 있다.
Slab bridges have rarely been applied with external prestress reinforcement methods in Korea, for two reasons. Since the slab bridge is difficult to install the steel wire fixing device at the end of the slab firstly, and secondly, it is a bridge type that is used when there is almost no space in the bridge, it has been difficult to apply the reinforcement method using the external prestress. This effect directly affects the arrangement of the steel wires and the arrangement of the external wires is designed to have a minimum eccentricity.

외부 프리스트레스 보강공법을 이용하여 기존의 교량을 보강함에 있어 외부 프리스트레스의 긴장력을 구조체에 전달하는 방법으로 여러 형태의 정착 장치를 사용하고 있으며, 이에 크게 전단지지방식 지압지지방식 복합지지방식 마찰지지방식으로 구분할 수 있다. 또한 외부 프리스트레스 보강공법에 있어서는 정착 장치의 내하력이 긴장력의 힘 크기를 결정하기 때문에 외부 강선 보강 공법의 핵심적 기술이라고 할 수 있고, 따라서 정착장치의 형태나 지지방식에 따라서 외부 프리스트레스 보강공법을 분류하는 기준이 될 수 있다. 또한 앞서 언급한 정착장치를 지지방식이나 정착장치 형태를 이용하여 다양한 정착장치들이 개발되었고 연구되고 있다. 이러한 방식으로 도출된 정착 장치들은 RC, PSC 거더교에 주로 사용되고 있으며, 각각의 정착장치를 이용하여 강교나 다른 구조물에도 적용될 수 있다. 또한 근래에는 기존의 정착방식을 통한 것 뿐 아니라 이를 토대로 접근하여 구조적 합리성과 안정성, 시공성 및 경제성 등을 개선한 개량형 정착 장치들이 개발되고 있다.
In reinforcing existing bridges using external prestress reinforcement method, various types of fixing devices are used to transfer tension of external prestress to the structure. Can be distinguished. In addition, in the external prestress reinforcement method, since the load capacity of the fixing device determines the magnitude of the force of the tension force, it is a core technology of the external steel wire reinforcement method. Therefore, the criteria for classifying the external prestress reinforcement method according to the type and the supporting method of the fixing device. This can be In addition, various fixing devices have been developed and studied using the above-mentioned fixing device using a support method or a fixing device type. The fixing devices derived in this way are mainly used for RC and PSC girder bridges, and can be applied to steel bridges or other structures using the respective fixing devices. In recent years, improved fixing devices have been developed that improve the structural rationality, stability, constructability and economic feasibility by approaching not only through existing fixing methods but also based on them.

구조물에 대한 적응성이 뛰어나고 구조 성능 개선 효과가 탁월한 외부 프리스트레스 보강의 경우 보강 효과는 외부강선의 배치형태와 긴장력 크기를 결정짓는 단부 정착장치의 내하력에 달려있다. 따라서 단부 정착장치의 형태에 따라 여러 공법으로 분류되고 또 연구 개발 되고 있는 실정이다. 공용중인 교량에 대하여 외부 프리스트레스 도입을 시행하기 전에 교량의 내하력이 얼마인가를 결정하는 것은 보강작업에서 가장 중요한 문제라고 할 수 있다. 이 내하력 평가는 프리스트레스의 손실량을 산정하는 것이 무엇보다도 중요하며, 따라서 프리스트레스 손실량 분석에 대한 연구가 수행되어야 한다. In the case of external prestress reinforcement, which is adaptable to the structure and offers excellent structural performance, the reinforcing effect depends on the load capacity of the end anchoring device, which determines the layout of the external steel wire and the amount of tension. Therefore, according to the type of end fixing device is classified into a number of construction methods and is being developed. Determining the load capacity of a bridge before the introduction of external prestress to the bridge in use is the most important issue in reinforcement work. It is important to estimate the loss of prestress in this load capacity evaluation, and therefore, research on prestress loss analysis should be conducted.

일반적인 PC 교량에 외부 프리스트레스를 이용하여 보강을 실시하는 경우는 PSC beam교와 슬래브교에 대하여 외부 프리스트레스를 적용한 보강법에 관한 연구가 진행되어 왔다. Szailard(1959)은 지간을 따라서 포물선 형태의 긴장재를 이용한 보강에 관한 연구를 발표하였다. 이 연구에서는 거더와 콘크리트 슬래브가 완전히 일체 거동한다고 가정하였다. Abbot(1960)은 직선배치된 프리스트레스의 영향을 연구하여 경간을 따라서 발생하는 응력을 계산하고, 상부 방향변위, 하부 플랜지의 좌굴문제를 고려하기 위해서 탄성보 이론을 사용하였으며, 이론에 의해 계산된 응력과 변위값을 실제 실험값과 비교하였다. Hoadly(1963)는 프리스트레스가 직선배치된 강합성보의 거동을 연구하여 pre-tensioned 강재보가 구조물의 고정하중을 지탱한다고 하였다. Tachibanaet al.(1964)은 bent-up 프리스트레스로 보강된 두 개의 강합성 교량의 거동을 연구하였으며, 이 연구를 통하여 외부 프리스트레스로 보강된 강합성 교량은 post-tensioned 된 강합성 교량과 거의 유사한 내하력을 가짐을 밝혀냈다. Regan(1967)은 외부 프리스트레스로 보강된 교량을 해석하기 위해서 simple strain method"를 제안하였다. 이 연구에서는 응력이 선형 분포한다고 가정하고 연결부의 응력의 불연속성을 배제하였다. 많은 건물과 교량 거더의 분석을 통하여 구조물의 파괴는 긴장재의 파괴보다는 콘크리트 슬래브의 파괴로부터 발생한다고 결론지었다.
In the case of reinforcement using external prestress in general PC bridges, studies have been conducted on reinforcement methods using external prestresses for PSC beam bridges and slab bridges. Szailard (1959) published a study on reinforcement using parabolic tension members along the span. This study assumes that the girder and the concrete slab are fully integrated. Abbot (1960) used elastic beam theory to study the effects of linearly placed prestresses, calculate stresses along spans, and to consider buckling problems of upper directional displacements and lower flanges. And displacement are compared with the actual experimental values. Hoadly (1963) studied the behavior of prestressed straight composite beams, suggesting that pre-tensioned steel beams support the fixed load of the structure. Tachibana et al. (1964) studied the behavior of two rigid composite bridges reinforced with bent-up prestresses. Through this study, the composite bridges reinforced with external prestresses showed almost similar load capacity as the post-tensioned rigid composite bridges. Revealed. Regan (1967) proposed a simple strain method "to analyze external prestressed bridges. This study assumes a linear distribution of stresses and excludes the discontinuities of stresses at the joints. It is concluded that the failure of the structure results from the destruction of the concrete slab rather than the failure of the tension member.

후로도 교량에 대한 외부 프리스트레스에 대한 연구는 계속되어 왔다. 그래서 다순한 새들부가 아닌 탄성력이 강한 고무패드를 이용하여 교량의 진동을 흡수하고, 추격을 완화할수 있는 탄성 고무패드를 이용하게 되었다.Since then, studies on external prestress on bridges have continued. Therefore, the elastic rubber pad is used to absorb the vibration of the bridge by using a rubber pad with a strong elastic force, not a mere saddle, and to reduce the pursuit.

본 발명의 목적은 외부강선보강 공법 중 전단지지방식 새들부에 탄성 고무패드를 사용함으로써 충격, 진동을 흡수하면서, 상부 구조물의 내하력 증진효과를 얻는데 있다.
An object of the present invention is to obtain a load-bearing effect of the upper structure while absorbing shock and vibration by using an elastic rubber pad in the leaflet saddle portion of the external wire reinforcement method.

새들부의 좌우한쌍의 인장강선 중간이 밀착되는 수평 충격 완화부를 이용하여 인장강선의 수평 진동으로 인한 교량 빔 인장부의 균열을 사전에 예방할 수 있다. 또한, 강선 삽입 홈부의 내면과 인장강선의 외면이 완전히 밀착되게 함으로서, 수평충격 완화부에서의 진동 흡수효과를 최대로 향상시킨다
By using a horizontal shock absorbing part in which the middle of the pair of right and left tensile wires of the saddle portion is in close contact with each other, it is possible to prevent cracking of the bridge beam tension due to the horizontal vibration of the tensile steel wire. In addition, the inner surface of the steel wire insertion groove portion and the outer surface of the tensile steel wire are brought into close contact with each other, thereby maximally improving the vibration absorption effect in the horizontal shock absorbing portion.

도1 새들부 단면도
도2 새들부 정면도
도3 새들부 정착도면
Fig. 1 Saddle section
2 saddle front view
Figure 3 Saddle Settlement Drawing

도1 새들 제작시 패드의 주형정착 정도는 충격저감 효율성과 밀접한 연관성을 가지며, 기술연구에 있어서 중요한 요소 중 하나이므로 정확한 치수 측정과 견고한 탄성 고무패드 부착은 필수적이다. (도1)은 위 사항을 위시하여 패드의 적용 장면을 그림으로 도식한 것이다.
1 The degree of mold fixation of the pad in the manufacture of a saddle is closely related to the impact reduction efficiency and is one of the important factors in technical research, so accurate dimension measurement and firm elastic rubber pad attachment are essential. Figure 1 is a diagram illustrating the application of the pad in the above picture.

도2 새들부 주형부분에 있어 상부구조의 PSC-Beam과 교각에서 상부구조 사이로 이어지는 주형 부재에 탄성고무패드를 정착시킨 모습이다.
Fig. 2 shows the elastic rubber pad in the mold member extending between the upper structure in the bridge and the PSC-Beam of the upper structure in the saddle portion.

도3 탄성패드를 주형에 설치를 할 경우 정확한 위치에 정착을 요하며, 그이유로는 양쪽 주형의 균형이 맞지 않을 경우 편심 발생으로 인한 교량의 튀틀림, 균열발생이 생기기 쉽다. 정착부의 탄성패드에 비해 새들부의 탄성패드는 넓은 범위의 정착표면을 요하므로 상대적으로 충격저감에 있어 효율성이 더 높게 나타날 것으로 기대되지만 시공적인 측면에서는 많은 어려움이 뒤따를 것이다. 따라서 추후 패드적용에 있어서의 기술개발부분도 많은 연구를 실시해야 한다.3, when the elastic pad is installed in the mold, it is required to be settled in the correct position. For this reason, if the molds are not balanced in both molds, the bridging and cracking of the bridge due to the eccentricity are likely to occur. Compared with the elastic pad of the fixing unit, the elastic pad of the saddle requires a wide range of fixing surfaces, so it is expected that the efficiency will be higher in terms of impact reduction, but there will be many difficulties in terms of construction. Therefore, much research should also be carried out in the field of technology development in pad application.

(1) 탄성고무패드
(2) 주형
(1) elastic rubber pad
(2) mold

Claims (1)

(도면2)는 주형과 연결된 부분(도면3)으로 외부 하중이 가해질 경우 상부구조의 충격과 진동을 확실히 저감할수 있을 것.(Fig. 2) is the part connected to the mold (Fig. 3) and it can surely reduce the shock and vibration of the superstructure when external load is applied.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101531132B1 (en) * 2014-04-29 2015-06-23 장성호 Apparatus for extentional tension

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