KR20200139336A - 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조 및 그 시공방법 - Google Patents

거더 구조물의 부모멘트부 보강구조 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 거더 구조물의 부모멘트부 하부부재에 타설되는 보강콘크리트와 보강콘크리트를 덮는 덮개부재 및 덮개부재를 압박하여 압축하는 압축수단을 구비하여 보강콘크리트의 들뜸을 방지함으로써, 상기 보강콘크리트의 내구성과 압축강성을 증대시키고, 부모멘트부에 대한 저항력 및 거더 구조물의 내구성을 향상시켜 유지관리를 용이하게 할 수 있는 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.

Description

거더 구조물의 부모멘트부 보강구조 및 그 시공방법{Reinforcing structure for negative moment part of girder and the construction method thereof}
본 발명은 거더 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 거더 구조물의 부모멘트부 하부부재에 타설되는 보강콘크리트와 보강콘크리트를 덮는 덮개부재 및 덮개부재를 압박하여 압축하는 압축수단을 구비하여 보강콘크리트의 들뜸 방지 및 거더 구조물의 부모멘트부에 대한 저항력을 증대시킬 수 있는 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 연속교에 시공되는 강재 거더는 인장력에 대해서는 효과적으로 대응할 수 있지만 압축력에 대해서는 좌굴이 발생하여 구조물의 붕괴를 유발할 수 있다. 또한 콘크리트는 압축력에 대해서는 효과적으로 대응할 수 있지만 인장력에 대해서는 취약하여 균열이 쉽게 발생되므로 구조물의 내하력이 급격히 감소한다.
즉, 강재 거더는 인장력을 받는 구조에서는 유리하지만, 압축력을 받을 경우, 강재의 두께가 얇으면 좌굴이 발생하는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 압축력을 받는 부분의 강재를 두껍게 할 수 있으나, 이는 고가의 강재가 사용됨으로써 비용이 크게 증가하는 문제점이 있었다.
또한, 상기 콘크리트는 압축력을 받는 구조에 유리하지만, 인장력을 받으면 균열이 발생되고 내하력이 급격히 감소되는 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위한 방법으로 강재 거더의 하부 플랜지에 콘크리트를 타설하여 합성하는 강합성 강재 거더를 제작할 수 있다. 이러한 강합성 강재 거더는 강재를 절약하여 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 강재의 좌굴을 방지하고 진동을 감소시키는 장점이 있다.
그러나 상기 강합성 강재 거더는 타설되는 콘크리트와 하부플랜지가 완전 일체화하기 어렵다. 또한, 콘크리트와 거더 구조물 사이로 수분이 침투하여 콘크리트 내부의 철근과 강재가 부식될 수 있다. 또한 침투한 수분이 동결 융해되고, 콘크리트가 열화되어 지속적으로 유지 보수가 필요하다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 근래에는 대한민국 등록특허공보 제10-1573734호에 복경간 강재거더 및 그 시공방법이 등록된 바 있다.
선 등록된 특허는 강재상부플랜지와 강재하부플랜지를 한 쌍의 강재복부로 연결한 복경간 강재거더 및 상기 복경간 강재거더를 연결하고 각 지점부에 설치되는 복수의 강재다이아프램 측면에 보강판을 부착하여 수분에 의한 콘크리트의 열화 및 철근과 강재의 부식을 방지할 수 있었다.
그러나 선 등록된 특허는 빗물이나 결로 등의 수분의 양이 많아지게 되면, 복경간 강재거더 구조물 내부에 수분이 오랜시간 동안 잔류하면서 보강판 하측으로 침투하는 현상이 발생하게 된다. 또한, 상기 보강판은 수분의 침투를 방지하는 것일 뿐, 강재하부플랜지에 타설된 콘크리트에 작용하는 큰 압축응력에 대해 근본적으로 대응하기 어려운 문제점이 있었다.
따라서 강재하부플랜지의 상측에 타설되는 콘크리트 내부로 수분의 침투를 완벽하게 방지함과 동시에, 콘크리트를 상측에서 압축 보강함으로써 콘크리트의 부식 파괴를 근원적으로 방지하고, 콘크리트의 강성을 증대시켜 지점부의 부모멘트부를 획기적으로 보강할 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1573734호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 거더 구조물의 부모멘트부 하부부재에 타설되는 보강콘크리트와 보강콘크리트를 덮는 덮개부재 및 덮개부재를 압축하는 압축수단을 구비하여 보강콘크리트의 들뜸을 방지할 수 있는 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조 및 그 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 보강콘크리트를 덮개부재로 압축함으로써 보강콘크리트의 압축 강성을 획기적으로 증대시켜 구조적 안정성을 증대시킬 수 있는 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조 및 그 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 보강콘크리트를 덮개부재로 밀폐시킴으로써 거더 구조물의 기능손상 없이 공용수명을 연장할 수 있으므로 유지관리가 용이한 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조 및 그 시공방법을 제공하고자 한다.
본 발명 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조는, 교각에 안착되는 거더 구조물의 부모멘트부를 보강하는 보강구조로서, 상기 거더 구조물의 부모멘트부 하부부재에 타설되는 보강콘크리트; 상기 보강콘크리트를 덮어 보호하는 덮개부재; 및 상기 하부부재에 일정간격 이격되게 고정되어 덮개부재를 통해 보강콘크리트를 압박하여 압축하는 복수의 압축수단;을 포함한다.
상기 거더 구조물의 부모멘트부의 지점부에 설치되는 수평연결부재;를 더 포함한다.
상기 하부부재는 박스형 거더의 하부플랜지, U자형 거더의 하부플랜지, 한 쌍의 I형 거더를 연결하는 하부연결부재, 한 쌍의 트러스 거더를 연결하는 하부연결부재 중 어느 하나이다.
상기 보강콘크리트 종방향 전후 단부에는 하부부재에 횡방향으로 설치된 단부마감판;을 더 포함한다.
상기 덮개부재는 판상의 강판으로 상기 보강콘크리트 전체 또는 일부를 덮을 수 있도록 형성되고, 상기 압축수단의 압축볼트가 관통되는 통공이 관통형성된다.
상기 압축수단은, 상기 하부부재 상면에 고정된 하부판; 상기 하부판에 돌출형성되어 덮개부재 상측으로 돌출되는 압축볼트; 및 상기 압축볼트에 체결되는 체결력으로 덮개부재를 압박하는 압축너트;를 포함한다.
상기 압축볼트 하단부와 하부판을 방사상으로 연결하여 보강하는 버팀보강부재;를 더 포함한다.
상기 압축볼트에 결합되어 보강콘크리트와 접촉을 차단하는 접촉차단부재;를 더 포함한다.
상기 접촉차단부재와 압축볼트 사이에 충진되는 윤활유;를 더 포함한다.
상기 보강콘크리트를 긴장시켜 보강하는 긴장부;를 더 포함하며, 상기 긴장부는, 상기 덮개부재 상면으로 돌출된 정착부재; 상기 정착부재와 연결되도록 상기 보강콘크리트에 교축방향으로 매립된 쉬스관; 및 상기 쉬스관에 내장되고, 상기 정착부재에 정착되어 긴장되는 PS 강재;를 포함한다.
또한, 본 발명 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조의 시공방법은, 교각에 안착되는 거더 구조물의 부모멘트부를 보강하는 시공방법으로서, 설계 도면에 따라 상기 거더 구조물의 부모멘트부 하부부재에 압축볼트가 돌출된 하부판을 일정간격 이격되게 격자형으로 고정하고 상기 하부판 외측으로 단부마감판을 하부부재에 횡방향으로 고정하는 제1 단계; 상기 압축볼트의 상단부에 덮개부재의 통공을 결합하여 돌출시키면서 덮개부재룰 설치하는 제2 단계; 상기 단부마감판 내측의 하부부재에 보강콘크리트를 타설하는 제3 단계; 상기 압축볼트에 압축너트가 체결되면서 상기 덮개부재를 통해 보강콘크리트를 압축하는 제4 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제1 단계에서 상기 압축볼트에 접촉차단부재를 결합하는 단계;를 더 포함한다.
본 발명에 의하면, 거더 구조물의 부모멘트부 하부부재에 타설되는 보강콘크리트와 보강콘크리트를 덮는 덮개부재 및 덮개부재를 압축하는 압축수단을 구비하여 보강콘크리트의 들뜸을 방지함으로써 상기 보강콘크리트의 내구성과 압축강성을 증대시켜 부모멘트부에 대한 저항력 및 거더 구조물의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 보강콘크리트를 덮개부재로 압축함으로써 보강콘크리트의 압축 강성을 획기적으로 증대시켜 구조적 안정성을 증대시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 보강콘크리트를 덮개부재로 밀폐시킴으로써 거더 구조물의 기능손상 없이 공용수명을 연장할 수 있으므로 유지관리를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 적용된 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조의 압축수단의 분리사시도
도 2는 도 1의 단면구성도
도 3은 도 1의 평면구성도
도 4 내지 도 6은 본 발명 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조가 U자형 거더에 적용된 상태를 나타낸 도면
도 7은 본 발명 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조의 다른 실시예를 나타낸 도면
도 8 내지 도 9는 본 발명 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조가 한 쌍의 I형 거더에 적용된 상태를 나타낸 도면
도 10 내지 도 11은 본 발명 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조가 한 쌍의 트러스 거더에 적용된 상태를 나타낸 도면
도 12 내지 도 13은 본 발명이 적용된 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조의 확대도면
도 14 내지 도 15는 본 발명 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조의 다른 실시예를 나타낸 도면
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다.
도 1은 본 발명이 적용된 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조의 압축수단의 분리사시도이고, 도 2는 도 1의 단면구성도이며, 도 3은 도 1의 평면구성도이다.
본 발명 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조(100)는, 교각에 안착되는 거더 구조물의 부모멘트부를 보강하는 보강구조로서, 보강콘크리트(110), 덮개부재(120), 압축수단(130)을 포함한다.
상기 보강콘크리트(110)는 상기 거더 구조물의 부모멘트부 하부부재(10)에 타설되는 구성으로, 통상의 콘크리트 또는 압축강도가 40 Mpa(메가파스칼) 이상인 고강도 콘크리트를 포함할 수 있다. 보강콘크리트(110)는 부모멘트부 전체에 타설되거나, 부모멘트가 큰 중앙부에 타설될 수 있다.
여기서, 상기 거더 구조물은, 박스형 거더, U자형 거더, I자형 거더, 트러스 거더 중 어느 하나일 수 있다. 박스형 거나나 U자형 거더의 경우 양 복부가 파형 강판일 수 있다.
또한, 상기 하부부재(10)는 상기 박스형 거더의 하부플랜지, 상기 U자형 거더의 하부플랜지, 상기 I형 거더와 이웃한 I형 거더의 하부플랜지에 안착고정되는 하부연결부재, 상기 트러스 거더와 이웃한 트러스 거더의 하현재에 안착고정되는 하부연결부재일 수 있다.
상기 하부부재(10) 상면 또는 상기 덮개부재(120) 저면에 전단연결재(110a)가 돌출형성될 수도 있다.
그리고 타설되는 콘크리트에 의해 상기 보강콘크리트(110)의 형상을 유지하도록 상기 보강콘크리트(110) 종방향 전후 단부에는 하부부재(10)에 횡방향으로 단부마감판(111)을 설치할 수 있다.
상기 단부마감판(111)에는 중심 방향 즉, 수평연결부재(140) 방향으로 오목부(111a)가 요입되어 형성되거나, 마감보강판(111b)이 돌출 또는 절곡되어 상기 보강콘크리트(110)에 매립됨으로써 보강콘크리트(110)의 압축력에 잘 저항할 수 있다.
상기 덮개부재(120)는 상기 보강콘크리트(110) 전체 또는 일부를 덮을 수 있고, 몸체(121), 통공(122)을 포함한다. 덮개부재(120)가 보강콘크리트(110) 전체를 덮는 경우 보강콘크리트(110) 속으로 수분이 유입되는 것을 완벽하게 차단함으로써, 내구성을 증대시킬 수 있다.
상기 몸체(121)는 판상의 강판으로 형성된 몸체이다. 상기 통공(122)은 압축수단(130)의 압축볼트(132)가 돌출되도록 관통형성된다.
또한, 상기 덮개부재(120)의 몸체(121) 양단에 절곡된 응력전달연결판(123)을 더 포함하며, 상기 응력전달연결판(123)은 몸체(121) 양단에 하향으로 절곡되어 단부마감판(111)에 안착됨으로써 보강콘크리트(110)의 단부 파손을 방지하고, 덮개부재(120)와 보강콘크리트(110) 사이로 수분의 유입을 방지할 수 있다.
상기 압축수단(130)은 상기 덮개부재(120)를 통해 보강콘크리트(110)를 압박하여 압축하는 구성으로, 하부판(131), 압축볼트(132), 압축너트(133)를 포함한다.
상기 하부판(131)은 상기 하부부재(10) 상면에 용접 등으로 고정되는 판재이다.
상기 압축볼트(132)는 상기 하부판(131)에 돌출형성되어 압축너트(133)가 체결되는 볼트이다.
상기 압축너트(133)는 상기 압축볼트(132)에 체결되어 압축볼트(132)에 체결되는 체결력으로 덮개부재(120)를 압박하는 너트이다.
또한, 상기 압축볼트(132) 하단부 측면과 상기 하부판(132) 상면을 방사상으로 연결하여 보강하는 버팀보강부재(134)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 압축볼트(132)와 버팀보강부재(134) 사이에는 볼트결합부재가 더 구비될 수 있다. 볼트결합부재는 내측에 나사가 형성되어 압축볼트(132)가 용이하게 나사 결합될 수 있다. 또한 압축볼트(132)는 볼트결합부재에 나사 결합된 후 추가로 용접 결합될 수 있다.
또한, 상기 압축볼트(132)에 결합되어 보강콘크리트(110)와의 접촉을 차단하는 접촉차단부재(135)를 더 포함할 수 있으며, 상기 접촉차단부재(135)는 내부가 관통되어 형성된다.
또한, 상기 접촉차단부재(135)와 압축볼트(132) 사이에 윤활유가 충진될 수 있다. 상기 윤활유는 장기 공용중 압축볼트(132)의 부식을 방지할 수 있다.
또한, 상기 거더 구조물의 부모멘트부 지점부에 수평연결부재(140)를 설치할 수 있으며, 상기 수평연결부재(140)는 판상의 다이아프램 또는 브레이싱을 포함할 수 있다.
상기 수평연결부재(140)의 전후에는 연직방향으로 수직보강재(141)가 결합될 수 있다. 상기 수직보강재(141)는 하부부재(10)에서 상측 일정 높이까지는 교량 받침폭 정도로 넓게 형성하고 그 상부에는 폭을 점차 감소시켜 상기 하부부재(10)와 대응되는 상부부재에 연결할 수 있다. 수평연결부재(140)와 수직보강재(141)는 교량 받침에 의해 발생할 수 있는 펀칭파괴를 방지할 수 있게 한다.
또한, 상기 보강콘크리트(110)를 긴장시켜 보강하는 긴장부(150)를 더 포함하며, 상기 긴장부(150)는 정착부재(151), 쉬스관(152), PS 강재(153)를 포함한다.
상기 정착부재(151)는 지점부에서 상기 덮개부재(120) 상면으로 돌출 설치되어 PS 강재(153)의 정착을 안내하는 구성이다.
상기 쉬스관(152)은 상기 정착부재(151)와 연결되도록 상기 보강콘크리트(110)에 교축방향으로 매립되는 구성으로, 내부는 상기 PS 강재(153)가 삽입될 수 있다.
상기 PS 강재(153)는 상기 쉬스관(152)에 내장되고 상기 정착부재(151)에 정착되도록 설치되는 구성으로, 지점부 바닥판을 보강함으로써 균열을 억제할 수 있다. PS 강재(153)는 보강콘크리트(110)의 단부측 즉, 단부마감판(111)측에 추가 정착될 수 있다. 이는 보강콘크리트(110)의 강성을 더욱 증대시킬 수 있다.
다음은 상기와 같이 구성된 본 발명 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조(100)의 시공과정을 설명한다.
먼저, 설계도면에 따른 일정길이의 압축볼트(132)를 하부판(131)에 수직으로 고정하고, 상기 압축볼트(132)의 하부부분 측부와 상기 하부판(131) 상면을 버팀보강부재(134)로 연결고정한 상태에서 상기 하부판(131)을 거더 구조물의 부모멘트부 하부부재(10)에 일정간격 격자형으로 용접고정한다.
이때, 상기 압축볼트(132)에는 내부가 관통된 접촉차단부재(135)가 결합되거나 결합된 접촉차단부재(135)와 상기 압축볼트(132) 사이에 윤활유가 충진될 수도 있다. 상기 윤활유는 상기 압축볼트(132)에 묻어 공기와의 접촉을 차단함으로써, 장기 공용중 압축볼트(132)의 부식을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 압축볼트(132)는 상기 하부판(131)에 직접 연결고정되는 것으로 설명하였으나, 상기 압축볼트(132)의 하단부에 볼트결합부재를 체결하고, 상기 볼트결합부재와 하부판을 용접고정하거나 상기 볼트결합부재와 하부판을 버팀보강부재(134)로 용접고정할 수도 있다.
상기 압축볼트(132)가 연결고정된 하부판(131)을 거더 구조물의 하부부재(10)에 일정간격 격자형으로 용접 등으로 고정한다.
상기 거더 구조물은, 박스형 거더, U자형 거더, 한 쌍의 I자형 거더, 한 쌍의 트러스 거더를 포함하는 구조물로 교각에 안착되는 구성이고, 상기 하부부재(10)는 상기 박스형 거더의 하부플랜지, 상기 U자형 거더의 하부플랜지, 상기 한 쌍의 I자형 거더의 하부플랜지를 연결한 하부연결부재, 상기 한 쌍의 트러스 거더의 하현재를 연결한 하부연결부재 중 어느 하나일 수 있다.
상기 하부판(131)이 고정된 하부부재(10)에 횡방향으로 단부마감판(111)을 설치한다. 상기 단부마감판(111)은 내부에 오목부(111a)가 요입되어 형성되거나 또는 마감보강판(111b)이 보강콘크리트(110)가 타설되는 하부부재(10) 단부방향으로 절곡되어 형성되거나 부착되어 형성될 수 있다.
상기 하부판(131) 및 단부마감판(111)이 하부부재(10)에 고정된 거더 구조물 단부를 교각에 안착시키고, 상기 교각에 안착된 거더 구조물 사이 즉, 거더 구조물 부모멘트부의 지점부에 다이아프램 또는 브레이싱의 수평연결부재(140)를 설치한다.
상기 하부판(131) 및 단부마감판(111)이 하부부재(10)에 설치고정된 상태에서 거더 구조물을 교각에 안착하는 것으로 설명하였으나, 상기 거더 구조물을 교각에 안착시키고, 상기 교각에 안착된 거더 구조물의 하부부재(10)에 하부판(131) 및 단부마감판(111)을 설치고정할 수도 있다.
또한, 도 6과 같이, 상기 수평연결부재(140)의 전후에는 수직보강재(141)가 연직방향으로 설치되며, 이는 하부부재(10)에서 상측 일정높이까지는 교량 받침폭 정도로 넓게 형성하고, 그 상부에는 폭을 점차 감소시켜 하부부재(10)와 대응되는 상부부재에 연결함으로써, 지점 반력이 가장 큰 교량받침 상부에서 보강콘크리트(110)에 장기간 공용시에 발생될 수 있는 전단 펀칭 파괴를 방지하고, 지점 반력의 흐름를 순조롭게 하여 타설 합성된 보강콘크리트(110)의 손상을 근원적으로 방지하여 교량의 수명연장을 도모할 수 있다.
그리고 상기 단부마감판(111) 상부에서 하부로 덮개부재(120)를 이동시키면서 덮개부재(120)의 통공(122)으로 압축볼트(132)가 돌출되면서 덮개부재(120)의 응력전달연결판(123) 저면이 단부마감판(111) 상면에 안착되면서 덮개부재(120)와 하부부재(10) 사이에 공간이 형성되도록 한다.
콘크리트를 타설하여 보강콘크리트(110)를 형성하기 위해 덮개부재(120)에는 주입공과 공기가 배출되는 배출공이 형성될 수 있다.
상기 보강콘크리트(110)는 상기 덮개부재(120)가 단부마감판(111)에 안착된 상태에서 타설하는 것으로 설명하였으나, 하기와 같이 상기 단부마감판(111) 내부의 하부부재(10)에 콘크리트를 타설하여 보강콘크리트(110)를 형성한 후, 덮개부재(120)를 덮을 수 도 있다.
이는 상기 단부마감판(111)이 고정된 하부부재(10)에 콘크리트를 타설하면, 상기 단부마감판(111)에 돌출된 마감보강판(111b)이 양생되는 보강콘크리트(110)에 매립형성된다. 상기 보강콘크리트(110)는 지점부 부모멘트부 구간 전체에 설치하거나 부모멘트부 구간 중 부모멘트가 큰 일부 구간에 타설할 수도 있다.
이때, 도 7과 같이, 상기 하부부재(10) 상면에 전단연결재(110a)가 돌출형성되고, 상기 단부마감판(111)에는 한 개 이상의 오목부(111a)가 요입되어 보강콘크리트(110)를 지지하므로 보강콘크리트(110)의 종방향 압축력에 잘 저항할 수 있다.
여기서, 상기 보강콘크리트(110) 내부에 전단펀칭 보강재(110b)를 설치하여 보강콘크리트(110)의 전단펀칭 파괴를 방지할 수도 있다.
또한, 상기 전단연결재(110a)는 하기에서 설명되는 덮개부재(120) 저면에 돌출형성되어 타설된 콘크리트에 덮개부재(120)를 덮고 콘크리트가 양생되어 보강콘크리트를 형성할 때, 상기 보강콘크리트(110)에 매립되도록 함으로써 보강콘크리트(110)의 압축력에 잘 대응할 수도 있다.
상기 하부부재(10)에 타설되는 콘크리트의 힘이 압축볼트(132)로 전달되기는 하나, 상기 압축볼트(132)는 하부판(131)과 연결고정된 버팀보강부재(134)로 지지하고 있으므로 압축볼트(132)의 휨발생을 차단함은 물론 수직상태를 유지할 수 있다.
여기서, 상기 단부마감판(111)의 상단부는 상기 압축볼트(132)의 상단부보다 낮게 위치하여 상기 보강콘크리트(110)의 상면이 압축볼트(132)보다 낮게 위치하게 할 수 있다.
상기 하부부재(10)에 보강콘크리트(110)가 양생될 때, 상기 보강콘크리트(110) 상부에서 하부로 덮개부재(120)를 이동시키는데, 상기 덮개부재(120)의 통공(122)이 압축볼트(132)에 결합됨과 동시에 상기 통공(122)으로 압축볼트(132)의 상부부분이 돌출되면서 몸체(121)의 저면이 보강콘크리트(110) 상면이 안착된다.
상기 보강콘크리트(110) 상면에 몸체(121)의 저면이 안착되면, 도 12 내지 도 13과 같이, 상기 통공(122)으로 돌출된 압축볼트(132)의 상부부분에 압축너트(133)를 체결하고, 상기 압축볼트(132)에 체결되는 압축너트(133)의 체결력이 덮개부재(120)로 전달됨과 동시에 상기 덮개부재(120)는 보강콘크리트(110)를 압박 및 압축한다. 압축너트(133)는 보강콘크리트(110)가 완전 경화한 후 추가 체결될 수 있다.
이때, 상기 압축볼트(132)에는 접촉차단부재(135)가 결합되어 보강콘크리트(110)와의 접촉을 차단하거나, 상기 접촉차단부재(135)를 제거하여 발생한 압축볼트(132)와 보강콘크리트(110) 사이의 공극에 의해 보강콘크리트(110)와의 접촉을 차단할 수 있으므로 상기 덮개부재(120)는 압축너트(133)의 체결력에 의해 보강콘크리트(110)를 압축할 수 있다. 또한, 상기 압축볼트(132)와 압축너트(133) 사이에 와셔를 설치할 수 있다.
압축너트(133)를 상기 압축볼트(132)에 체결하여 보강콘크리트(110)를 압축함으로써 지점부에서 발생하는 큰 압축력에 의한 보강콘크리트(110)의 파손이나 펀칭 전단 파괴 등이 완벽하게 방지될 수 있다.
또한, 덮개부재(120)와 보강콘크리트(110)의 들뜸이 완벽하게 방지되고, 빗물 등의 유입이 방지되어 부모멘트에 대한 저항력이 증대되고 거더 구조물의 내구성을 향상시킬 수 있어, 장기간 사용에도 거더 구조물 지점부의 안정성을 획기적으로 증대시킬 수 있다.
상기 덮개부재(120)의 몸체(121) 양측에 형성된 수평 또는 경사지게 형성된 응력전달연결판(123)이 단부마감판(111)에 안착되어 밀폐시키거나 상기 응력전달연결판(123)과 단부마감판(111)에 용접고정하여 밀폐시킴으로 덮개부재(120)와 단부마감판(111) 사이로 수분의 유입을 방지할 수 있다.
한편, 도 14 내지 도 15와 같이, 콘크리트 타설 전에 쉬스관(152)을 설치하거나, 긴장부(150)의 PS 강재(153)가 내장된 쉬스관(152)을 설치한 후, 콘크리트를 타설 및 양생하여 보강콘크리트(110)를 형성할 수 있다. 상기 보강콘크리트(110) 상면에 상기의 과정으로 덮개부재(120)를 안착시킨 상태에서 압축수단(130)으로 보강콘크리트(110)를 압축시키고, 상기 PS 강재(153)를 긴장기로 긴장시켜 정착부재(151)에 정착시켜 보강함으로써 보강콘크리트(110)의 균열 발생을 이중으로 억제할 수도 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 구성되거나 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 부모멘트부 보강구조 110: 보강콘크리트
120: 덮개부재 130: 압축수단
140: 수평연결부재 150: 긴장부

Claims (12)

  1. 교각에 안착되는 거더 구조물의 부모멘트부를 보강하는 보강구조로서,
    상기 거더 구조물의 부모멘트부 하부부재에 타설되는 보강콘크리트;
    상기 보강콘크리트를 덮어 보호하는 덮개부재; 및
    상기 하부부재에 일정간격 이격되게 고정되어 덮개부재를 통해 보강콘크리트를 압박하여 압축하는 복수의 압축수단;을 포함하는 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 거더 구조물의 부모멘트부의 지점부에 설치되는 수평연결부재;를 더 포함하는 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부부재는 박스형 거더의 하부플랜지, U자형 거더의 하부플랜지, 한 쌍의 I형 거더를 연결하는 하부연결부재, 한 쌍의 트러스 거더를 연결하는 하부연결부재 중 어느 하나인 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조.
  4. 청구항 1에 있어서
    상기 보강콘크리트 종방향 전후 단부에는 하부부재에 횡방향으로 설치된 단부마감판;을 더 포함하는 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 덮개부재는 판상의 강판으로 상기 보강콘크리트 전체 또는 일부를 덮을 수 있도록 형성되고, 상기 압축수단의 압축볼트가 관통되는 통공이 관통형성된 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 압축수단은,
    상기 하부부재 상면에 고정된 하부판;
    상기 하부판에 돌출형성되어 덮개부재 상측으로 돌출되는 압축볼트; 및
    상기 압축볼트에 체결되는 체결력으로 덮개부재를 압박하는 압축너트;를 포함하는 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 압축볼트 하단부와 하부판를 방사상으로 연결하여 보강하는 버팀보강부재;를 더 포함하는 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 압축볼트에 결합되어 보강콘크리트와 접촉을 차단하는 접촉차단부재;를 더 포함하는 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 접촉차단부재와 압축볼트 사이에 충진되는 윤활유;를 더 포함하는 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강콘크리트를 긴장시켜 보강하는 긴장부;를 더 포함하며,
    상기 긴장부는
    상기 덮개부재 상면으로 돌출된 정착부재;
    상기 정착부재와 연결되도록 상기 보강콘크리트에 교축방향으로 매립된 쉬스관; 및
    상기 쉬스관에 내장되고, 상기 정착부재에 정착되어 긴장되는 PS 강재;을 포함하는 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조.
  11. 교각에 안착되는 거더 구조물의 부모멘트부를 보강하는 시공방법으로서,
    설계 도면에 따라 상기 거더 구조물의 부모멘트부 하부부재에 압축볼트가 돌출된 하부판을 일정간격 이격되게 격자형으로 고정하고 상기 하부판 외측으로 단부마감판을 하부부재에 횡방향으로 고정하는 제1 단계;
    상기 압축볼트의 상단부에 덮개부재의 통공을 결합하여 돌출시키면서 덮개부재룰 설치하는 제2 단계;
    상기 단부마감판 내측의 하부부재에 보강콘크리트를 타설하는 제3 단계;
    상기 압축볼트에 압축너트가 체결되면서 상기 덮개부재를 통해 보강콘크리트를 압축하는 제4 단계;를 포함하는 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조의 시공방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 단계에서 상기 압축볼트에 접촉차단부재를 결합하는 단계;를 더 포함하는 거더 구조물의 부모멘트부 보강구조의 시공방법.
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