KR102088816B1 - 내진 및 면진 보강용 교좌장치 및 이의 설치공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량에 가해지는 상시 수평하중과 수직하중 그리고 지진시에 가해지는 수평, 수직, 인발하중에 대해 교좌장치의 앵커 또는 앵커소켓의 매입길이가 부족하더라도 상시와 지진시에 발생하는 하중을 충분히 지지할 수 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치 및 이의 설치공법에 관한 것으로, 교각 및 교대의 코핑부에 매립되는 서포팅바 설치단계, 교좌지지판 배치단계, 서포팅바 및 교좌지지판을 U자형 볼트를 이용하여 고정하는 서포팅바 및 교좌지지판 고정단계, 서포팅바와 교좌지지판을 콘크리트로 매립하는 타설하는 콘크리트 타설단계, 앵커소켓 고정판 결합단계 및 내진모르타를 타설 및 양생하는 시공완료단계로 이루어져 있어, 코핑부의 철근에 서포팅바 및 교좌지지판을 매립하여 철근들과 일체화한 후 교좌장치를 결합하여 앵커소켓의 길이가 짧더라도 충분한 지지력에 의해 내진 및 면진이 이루어짐은 물론, 시공 후 교체시공시에도 교체 시공 효율성 향상 및 충분한 내진 및 면진 성능을 발휘할 수 있으며, 교좌장치의 슬라이딩 현상을 방지하도록 시공하여 수평력에 대한 저항성을 높면서, 내진모르타르 적용에 의해 내진모르타르의 밀도를 높일 수 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치 및 이의 설치공법을 제공한다.

Description

내진 및 면진 보강용 교좌장치 및 이의 설치공법{Bridge bearing for Retrofited Earthquake-Proof and its construction method}

본 발명은 교량에 가해지는 상시 수평하중과 수직하중 그리고 지진시에 가해지는 수평, 수직, 인발하중에 대해 교좌장치의 앵커 또는 앵커소켓의 매입길이가 부족하더라도 상시와 지진시에 발생하는 하중을 충분히 지지할 수 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치 및 이의 설치공법에 관한 것이다.

교량의 받침부에는 상부구조의 연직하중과 풍하중, 지진하중, 온도 하중 등에 의한 수평력이 작용하며, 이러한 모든 하중은 받침인 교좌장치를 통하여 하부구조 즉 교각, 교대로 전달된다.

교량의 받침부는 교량 받침과 받침콘크리트, 무수축 모르타르로 구성된다.

교량 받침의 구조는 상부 플레이트, 베어링부, 하부 플레이트(앵커 또는 앵커소켓 포함)로 구성되며 베어링부는 강재계와 고무계로 크게 대별된다. 강재계는 포트형, 팬들럼형, 스펠리컬형 등이 있으며 고무계는 KS F 4420에서 지정한 바와 같이 탄성받침이 있다.

받침콘크리트는 교좌장치의 점검과 유지보수 및 필요한 공간의 확보를 위해 교량 하부구조인 교각의 코핑부와 교좌장치 사이에 두는 콘크리트로서 지압응력, 파열응력, 할렬응력에 대해서 안전을 확보해야 한다.

무수축모르타르는 교좌 받침인 교좌장치의 설치 과정에서 교좌장치의 하부 플레이트와 앵커 또는 앵커소켓과 받침콘크리트를 교각 또는 교대와 일체화 시키는데 사용한다.

최근 들어 빈번한 지진에 대응하기 위하여 교량에 내진 또는 면진 교좌장치를 설치 또는 교체하는 사례가 늘고 있다. 내진 또는 면진 교좌장치는 지진력을 수용하기 위하여 앵커 또는 앵커소켓의 길이가 일반적인 교좌장치보다 길어지게 된다. 앵커 또는 앵커소켓의 길이가 길어지게 되면 최초 설치는 문제가 되지 않으나 기존 설치된 교좌장치를 제거한후 새로운 교좌장치를 설치할 때 제한된 형하공간(교량 상부구조와 교각 코핑부 사이의 공간)과 교각이나 교대의 철근 때문에 길어진 앵커 또는 앵커소켓을 설치할 수 없어 앵커 또는 앵커소켓을 절단하거나 교각, 교대의 철근을 절단할 수 밖에 없는 상황이 다수 발생하고 있다. 또한 신규 설치후 내용연수가 경과한 교좌장치를 교체하는 유지관리시에도 교각이나 교대의 철근 때문에 길어진 앵커 또는 앵커소켓을 설치할 수 없어 앵커 또는 앵커소켓을 절단하거나 교각, 교대의 철근을 절단할 수 밖에 없는 상황이 발생하게 된다.

국토교통부에서 발간한 「도로교 설계기준(한계상태 설계법) : 일반교량편, 2016」에는 철근콘크리트 내부에 철근 부식방지를 위해서 철근 외부에 타설되는 피복두께를 콘크리트의 강도와 환경에 따라 분류하였으며 이에 따라 교각의 피복두께는 100mm 정도로 설계되어 시공되는 것이 일반적이다.

지진에 대비한 교좌장치의 앵커 또는 앵커소켓은 지진에 의한 수평력을 수용하기 위해 길이가 대부분 100mm를 넘게 되는데, 일반 교좌장치를 지진에 대비한 교좌장치로 교체하거나 유지관리에 따라 교좌장치를 교체하는 시공시에는 교각의 철근과 앵커 또는 앵커소켓이 반드시 간섭되게 되므로 교량에 내진 또는 면진용 교좌장치로 교체할 경우 앵커 또는 앵커소켓을 절단하거나 교각이나 교대의 철근을 절단해야 하는 문제가 발생하게 된다.

앵커 또는 앵커소켓을 절단할 경우에는 무수축모르타르의 파열강도가 저하되고 프라이아웃 강도도 저하되어 교좌장치는 수평력에 저항할 수 없게 된다.

교각이나 교대의 철근을 절단할 경우 교각이나 교대는 심각한 균열이 발생하며 사용 내구성이 저하되고 지진시에는 교각이나 교대의 파괴도 예상할 수 있게 된다.

교좌장치는 앵커 또는 앵커소켓이 견고히 지지되고 있어야 각종 하중을 수용하여 교량의 하부구조로 전달할 수 있다. 앵커 또는 앵커소켓은 무수축모르타르에 의해 견고히 지지되는데 기존의 무수축모르타르에서 시공시와 반복하중에 등에 의해 쉽게 발생되는 균열 문제로 인해 교좌장치의 앵커나 앵커소켓이 안정되게 지지될 수 없는 상황이다.

교좌장치와 교각을 일체화시키는 역할인 무수축모르타르에는 균열이 최소화되어야 수직하중이나 수평하중을 교각이나 교대에 안정적으로 전달할 수 있는데 무수축모르타르는 시공시 워커빌리티를 위한 잉여의 배합수로 양생중에 건조수축 균열이 필연적으로 발생하며 이 밖에도 소성 수축균열, 자기 수축균열도 발생된다. 또한 배합과 타설중에 무수축모르타르 내부에 갇힌공기가 발생하게 되며 이렇게 생긴 갇힌공기는 블리딩과 중력에 의해 상부로 이동하며 큰 공극을 형성하게 되고 이 공극이 하부 플레이트 하면에 위치 하면서 하부 플레이트와 모르타르의 접촉을 감소시킨다. 이로인해 지지면적이 적어져 압축력 등에 의해 균열이 발생하게 되고, 더불어 무수축모르타르는 60MPa의 고강도임에도 충격에 약한 취성의 성질로 인해 상시 발생하는 진동과 충격으로 균열이 앵커소켓을 중심으로 발생되고, 하부 플레이트에 전달되는 수직하중에 의해 발생한 지압응력으로 무수축모르타르에 파열균열이 쉽게 발생하는 실정이다. 시공과정에서 발생한 균열과 공용중에 발생한 균열은 상호 촉진작용으로 무수축모르타르의 손상을 가속화시킨다.

무수축 모르타르에 균열이 발생된 상태에서는 지진과 같은 강한 하중이 일순간에 앵커소켓에 작용시 막대한 지진 하중이 균열부로 집중되고 무수축모르타르가 균열부를 중심으로 깨지면서 교좌장치가 이탈하게 되어 교량은 붕괴에 이르게 된다.

한편, 이와 관련한 종래 기술로는 대한민국 등록실용 제20-0238768호(이하, '특허문헌 1'이라 함)가 제안된 바 있다.

상기 특허문헌 1은 앵커바가 콘크리트에 타설매립되기 전에 앵커바의 높이를 조절할 수 있도록 하는 체결부재를 앵커바의 하단부에 부가함으로써, 교좌장치의 높이 조절이 가능하다. 또한, 체결부재를 조절함으로써 앵커바의 길이를 단축시키면서도 부착성능을 향상시키고, 하부판에 작용하는 전단력 및 휨 모멘트 등에 충분히 저항할 수 있도록 구성할 수 있으며, 길이가 짧은 앵커바라도 큰 인발력에도 잘 뽑히지 않는 효과를 얻을 수 있었다.

이와는 다른 종래기술로서 대한민국 등록실용신안 제20-0216784호 (이하, '특허문헌 2'라 함)가 제안된 바 있다.

상기 특허문헌 2는 로드부를 플레이트부의 중심으로부터 편심된 위치에 체결함으로서 앵커볼트를 볼트공에 삽입하여 위치조절이 가능하게 되어 정확한 위치에 설치할 수 있으며, 또한 에어홀의 형성으로 인하여 시공시 모르타르의 주입이 원활하게 이루어질 수 있는 교좌지지용 앵커볼트를 제공하고 있다.

또한, 다른 종래기술로는 대한민국 특허 10-1904447(이하, '특허문헌 3'이라 함)가 제안된 바 있다.

상기 특허문헌 3은 앵커의 소켓부에 삽입되어 볼트 결합되는 하부에 부반력 저항판을 용접하여 부반력을 향상시킬 수 있는 기술이다.

(특허문헌 1) KR20-0238768 Y1 내진용 교좌장치

(특허문헌 2) KR20-0216784 Y1 내진용 교좌장치

(특허문헌 3) KR10-1904447 B1 내진보강용 교좌장치 및 이의 시공공법

하지만, 상술한 특허문헌 1은 머리부를 확대하여 부착력을 증가시켜 인장력인 부반력 발생시 원추형 파괴를 통해 부반력에 대한 인장강도를 키우는 일반적인 구성으로서 단순히 확대된 머리부만을 통해서는 앵커의 길이를 효과적으로 줄이기 어려운 문제가 있었다.

특히, 나사부가 앵커바에 완전히 삽입되지 않고 노출될 경우, 단면이 변하는 부분의 전단력은 작은 단면이 전체 단면의 전단력을 지배하기에 전단강도가 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 특허문헌 2, 3에서도 위의 특허문헌 1과 마찬가지로 제시된 구성만으로는 소켓의 길이를 줄이는데 문제가 있었다.

더욱이, 특허문헌 3의 경우 회전가능한 철근 결합부의 커플러는 철근에는 마디와 리브가 있어서 커플러가 철근과 일체화될 수 없다. 따라서 수평력이 가해질 경우 커플러와 철근이 견고히 고정되지 않아 철근에서 커플러가 슬라이딩됨으로써 앵커소켓에 변위가 발생됨으로 수평력에 대한 저항력이 약화될 수 있다.

또한, 사용되는 무수축모르타르는 100MPa 이상으로 강도는 높지만 시공부분이 커플러까지만 타설됨으로 커플러 하부의 콘크리트는 여전히 40MPa이하의 강도가 된다. 앵커소켓의 길이가 짧아지기 위해서는 앵커소켓 하단부의 콘크리트도 무수축모르타르와 동일하게 100MPa 이상이 되어야 앵커소켓의 길이가 짧아질수 있다. 즉, 앵커소켓에 작용하는 하중은 앵커소켓 하부의 콘크리트까지도 영향이 미치게 되는데 이 깊이는 연단거리의 1.5배 이상으로 앵커소켓 길이보다 최소 두배 더 깊은 길이가 된다. 따라서 특허문헌 3은 전단에 의한 무수축모르타르 파열파괴로 교좌장치가 제 기능을 할 수 없게 된다.

아울러, 특허문헌 3에 사용되는 무수축모르타르는 강도가 높고 균열에는 강한 특징을 보유하였으나 배합과 시공중 모르타르 내부에 자연스럽게 갇힌 공기가 발생하게 되고 갇힌 공기는 양생 중 블리딩에 의해 교좌장치 하판에 고이되어 하판과 무수축모르타르의 완전한 접촉을 방해는 공극이 형성되어 교좌장치의 지지를 불량하게 만드는 원인이 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 내진 및 면진 보강용 교좌장치 및 이의 설치공법은 교각 또는 교대의 코핑부에 배근된 주철근의 하측에 맞닿도록 서포팅바를 배치하고, 배력근의 상측으로는 앵커소켓 고정판이 결합될 교좌지지판을 형성한 후 U자형 볼트를 이용하여 서포팅바와 교좌지지판을 고정한 후 콘크리트를 타설하여 철근들과 일체화시킨 상태에서 앵커소켓 고정판으로 교좌장치를 고정결합함으로써 U자형 볼트의 하중분산 효과에 의해 교좌장치의 앵커소켓의 길이가 짧아지더라도 충분한 내진 및 면진 역할을 수행할 수 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치 및 이의 설치공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 교좌장치의 앵커소켓의 길이가 짧아도 충분한 내진 및 면진 성능을 발휘하기 때문에 교좌장치의 교체시 교각 또는 교대의 코핑부의 철근들의 절단 작업 없이도 교좌장치를 교체할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 코핑부의 철근들과 일체화된 서포팅바, 교좌지지판, U자형 볼트는 콘크리트로 타설되어 코핑부에 일체화된 상태로 매립되어 있고, 교좌지지판의 상측에 결합되는 앵커소켓 고정판은 내진모르타르에 의해 매립된 상태를 유지하기 때문에, 교좌장치의 교체시 내진모르타르만 제거한 상태에서 앵커소켓 고정판에 결합된 교좌장치의 제거 또는 교좌장치 및 앵커소켓 고정판을 제거한 후 교좌지지판에 새로운 교좌장치 또는 교좌장치와 앵커소켓 고정판을 교체할 수 있어 교체의 용이성과 더불어 교체 후에도 내진 및 면진 성능을 그대로 발휘할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 교좌지지판 및 서포팅바를 연결하는 U자형 볼트의 결합시 교좌장치의 슬라이딩이 발생하지 않도록 2개소 이상의 U자형 볼트를 배치한 후 결합함으로써 서포팅바 방향으로 수평력 작용시 교좌장치의 슬라이딩 현상을 방지하여 수평력에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 기존의 다량의 배합수가 포함되는 무수축 모르타르가 아닌 내진모르타르를 숏크리트나 고유동성인 자기충전 형태로 타설하여 협소한 공간에 공극이 발생하지 않도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 내진모르타르를 숏크리트로 타설하면서 배합중에 발생한 갇힌공기 등이 다짐효과에 의해 제거됨으로 내진모르타르의 밀도를 높이도록 하는데 있다.

본 발명은 교각 또는 교대의 코핑부에 배근된 주철근의 하측에 맞닿도록 서포팅바를 배치하고, 배력근의 상측으로는 앵커소켓 고정판이 결합될 교좌지지판을 형성한 후 U자형 볼트를 이용하여 서포팅바와 교좌지지판을 고정한 후 콘크리트를 타설하여 철근들과 일체화시킨 상태에서 앵커소켓 고정판으로 교좌장치를 고정결합함으로써 U자형 볼트의 하중분산 효과에 의해 교좌장치의 앵커소켓의 길이가 짧아지더라도 충분한 내진 및 면진 역할을 수행할 수 있다.

또한, 교좌장치의 앵커소켓의 길이가 짧아도 충분한 내진 및 면진 성능을 발휘하기 때문에 교좌장치의 교체시 교각 또는 교대의 코핑부의 철근들의 절단 작업 없이도 교좌장치를 교체할 수 있다.

그리고 코핑부의 철근들과 일체화된 서포팅바, 교좌지지판, U자형 볼트는 콘크리트로 타설되어 코핑부에 일체화된 상태로 매립되어 있고, 교좌지지판의 상측에 결합되는 앵커소켓 고정판은 내진모르타르에 의해 매립된 상태를 유지하기 때문에, 교좌장치의 교체시 내진모르타르만 제거한 상태에서 앵커소켓 고정판에 결합된 교좌장치의 제거 또는 교좌장치 및 앵커소켓 고정판을 제거한 후 교좌지지판에 새로운 교좌장치 또는 교좌장치와 앵커소켓 고정판을 교체할 수 있어 교체의 용이성과 더불어 교체 후에도 내진 및 면진 성능을 그대로 발휘할 수 있다.

또한, 교좌지지판 및 서포팅바를 연결하는 U자형 볼트의 결합시 교좌장치의 슬라이딩이 발생하지 않도록 2개소 이상의 U자형 볼트를 배치한 후 결합함으로써 서포팅바 방향으로 수평력 작용시 교좌장치의 슬라이딩 현상을 방지하여 수평력에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다.

그리고 기존의 다량의 배합수가 포함되는 무수축 모르타르가 아닌 내진모르타르를 숏크리트나 고유동성인 자기충전 형태로 타설하여 협소한 공간에 공극이 발생하지 않는다.

아울러, 내진모르타르를 숏크리트로 타설하면서 배합중에 발생한 갇힌공기 등이 다짐효과에 의해 제거됨으로 내진모르타르의 밀도를 높일 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 내진 또는 면진 보강용 교좌장치의 설치 상태를 도시한 상태도.
도 2는 본 발명에서의 내진 또는 면진 보강용 교좌장치의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에서 서포팅바 배치단계를 도시한 상태도.
도 4는 본 발명에서 교좌지지판 배치단계를 도시한 상태도.
도 5는 본 발명에서 서포팅바 및 교좌지지판 고정단계를 도시한 상태도.
도 6은 본 발명에서 콘크리트 타설단계를 도시한 상태도.
도 7은 본 발명에서 앵커소켓 고정판 결합단계를 도시한 상태도.
도 8은 본 발명에서 교좌장치 설치단계를 도시한 상태도.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대해 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

1. 내진 및 면진 보강용 교좌장치

우선, 본 발명은 교량에 배치되는 것으로서, 상측은 교량을 구성하는 교량상판에 결합하고 하측은 교량을 구성하는 교각 또는 교대의 코핑부(1)에 결합하는 교좌장치(10)가 구성된다.

상기 교좌장치(10)는 도 1 내지 도 2에서 도시된 바와 같이 상, 하부 플레이트(11, 13) 사이에는 상시하중이나 지진하중을 수용하기 위한 베어링(12)이 형성되고, 하부 플레이트(13)의 하측으로 앵커소켓(14)이 형성되는 통상의 구성으로서, 탄성받침 및 그 외의 다른 형태의 교좌장치(10)일 수 있다.

즉, 교좌장치(10)가 탄성받침 형태일 경우에는 상술한 베어링(12)은 고무와 보강용 철판을 교대로 중첩시켜 가황접착한 형태로 제작된 KS F 4420 『교량지지용 탄성받침』이 될 수 있으며, 포트받침 형태일 경우에는 KS F 4424 『교량지지용 포트받침』이 될 수 있으며, 또한, 납을 이용한 면진, 납과 주석을 이용한 면진용 등이 될 수 있을 것이다.

여기서, 상기 앵커소켓(14)은 하부 플레이트(13)의 하측에 총 4개소가 형성됨이 바람직하다.

특히, 상술한 앵커소켓(14)은 원형, L형, I형, ㄷ형, ㅁ형 등 다양한 형상으로 제작할 수 있다.

다음으로, 앵커소켓 고정판(20)은 상술한 교좌장치(10)를 구성하고 있는 앵커소켓(14)에 결합하는 앵커소켓 결합홀(22)을 내측에 형성하고 있고, 상기 앵커소켓 결합홀(22)의 외측으로는 나사산이 형성되어 있는 다수의 앵커소켓 고정판 결합홀(21)이 형성되어 있다.

이러한, 앵커소켓 고정판(20)은 교좌장치(10)를 구성하는 각각의 앵커소켓(14)에 각각 결합할 수 있으며, 특히, 앵커소켓 고정판(20)에 엥커소켓(14)을 결합한 후 이를 용접을 통해 고정 결합할 수도 있다.

다음으로, 교좌지지판(30)은 상기 앵커소켓 고정판(20)과 교각 또는 교대의 코핑부(1)에 배근된 배력근(3) 사이, 더욱 구체적으로는, 앵커소켓 고정판(20)의 하측면과 상측면이 맞닿으면서 하측면은 교각 또는 교대의 코핑부(1)에 배근된 배력근(3)의 상측과 맞닿도록 배치되는 구성으로서, 앵커소켓 고정판(20)의 앵커소켓 고정판 볼트홀(21)과 대응하는 위치에 제2 교좌지지용 볼트홈(32)을 형성하여 통상의 볼트(B)에 의해 고정 결합이 가능할 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 교좌지지판용 볼트홈(32)에서 이격된 위치에는 U자형 볼트 결합홀(31)이 구성되어 있다.

이러한, 교좌지지판(30)은 1개소의 교좌지지판(30)으로 교좌장치(10)를 구성하는 2개소의 앵커소켓(14)을 한번에 결합할 수 있도록 연장되어 형성될 수도 있고, 이와는 다르게 모든 앵커소켓(14)을 결합할 수 있는 형태로 제작할 수도 있다.

여기서, 상기 U자형 볼트 결합홀(31)은 타공된 홀 형태로 구성하는 것이 바람직하고, 교좌지지판용 볼트홈(32)은 볼트(B)에 의한 결합이 이루어지도록 나사산이 형성된 형태로 구성되는 것이 좋다.

다음으로, 서포팅바(40)는 교각 또는 교대의 코핑부(1)에 배근된 배력근(3) 하측의 주철근(2)과 맞닿을 수 있도록 배치되는 구성이다.

이러한, 서포팅바(40)는 가로바(41)와 세로바(42)가 ㄷ자 형상으로 형성될 수도 있고, 이와는 다르게 주철근(2)의 하측에 맞닿되 ∩자 형상으로 형성될 수도 있다.

다음으로, U자형 볼트(50)는 상술한 교좌지지판(30)과 서포팅바(40)를 고정하기 위한 구성이다.

이러한, U자형 볼트(50)는 전체적인 형상이 U자 형상으로 형성되며, 상측의 양 단은 나사산이 형성된 볼트부(51)로 이루어져 교좌지지판(30)의 U자형 볼트 결합홀(31)에 결합할 수 있도록 구성되고, 교각 또는 교대의 코핑부(1)에 배근된 주철근(2) 하부에 형성되어 있는 서포팅바(40)에 결합할 수 있도록 볼트부(51)의 타단은 걸림부(52)가 형성되어 있다.

따라서, U자형 볼트(50)를 구성하는 볼트부(51)나 걸림부(52)는 주철근(2) 또는 배력근(3)에 맞닿은 상태를 유지하면서 볼트부(51)는 교량지지판(30)의 U자형 볼트 결합홀(31)에 삽입된 후 너트(N)가 체결되어 주철근(2)에 서포팅바(40)와 교좌지지판(30)을 고정결합함으로써 교좌장치(10)를 고정시킬 수 있도록 구성된다.

여기서, 상술한 U자형 볼트(50)는 하중의 분산을 위하여 2개 이상을 설치하되, U자형 볼트(50)가 주철근(2) 또는 배력근(3)에 맞닿도록 배치한 후 결합함으로써 교좌장치(10)가 서포팅바(40) 방향의 수평력 작용시 교좌장치(10)의 슬라이딩 현상을 방지하여 수평력에 대한 저항력을 향상시킬 수 있게된다.

예컨대, 도 1에서와 같이 가로바(41)와 세로바(42) ㄷ자 형상으로 구성된 서포팅바(40)의 가로바(41)가 배력근(3)과 같은 방향으로 연장되도록 배치되는 경우에는 U자형 볼트(50)를 가로바(41)에 2개소 이상 결합하되 왼쪽편에 체결하는 U자형 볼트(50)는 주철근(2)의 오른쪽면과 맞닿도록 체결하고, 오른쪽편에 체결하는 U자형 볼트(50)는 주철근(2)의 왼쪽면과 맞닿도록 체결하여 교좌장치(10)의 슬라이딩 현상을 방지할 수 있다.

또한, 상기와는 달리 서포팅바(40)와 주철근(2)이 같은 방향으로 연장되도록 배치되는 경우에는 U자형 볼트(50)는 배력근(3)과 맞닿도록 체결할 수 있다.

2. 내진 및 면진 보강용 교좌장치 설치공법

우선, 본 발명은 교각 또는 교대의 코핑부에 배근된 배력근 하측에 배치된 주철근의 하부에 서포팅바를 설치하는 서포팅바 배치단계와, 상기 교각 또는 교대를 구성하는 배력근의 상측으로 제1, 2 교좌지지판용 볼트홈이 형성된 교좌지지판을 배치하는 교좌지지판 배치단계와, 상기 서포팅바 배치단계에서 배치한 서포팅바와 주철근과 교좌지지판 배치단계에서 배치한 교좌지지판을 볼트부 및 걸림부로 이루어진 U자형 볼트 및 너트를 이용하여 교좌지지판의 U자형 볼트 결합홀에 삽입 및 체결하여 서포팅바와 교좌지지판을 고정 결합하는 서포팅바 및 교좌지지판 고정단계와, 상기 교좌지지판의 상측에 거푸집 또는 스티로폼을 배치한 후 코핑부에 콘크리트를 교좌지지판의 높이 위치까지 타설 및 양생한 후 교좌지지판 상측의 거푸집 또는 스티로폼을 제거하는 콘크리트 타설단계와, 상기 교좌지지판의 상측으로 앵커소켓 고정판 볼트홀과 앵커소켓 결합홀이 형성되어 있는 앵커소켓 고정판을 배치한 후 교좌지지판의 교좌지지판용 볼트홈과 앵커소켓 고정판 볼트홀에 볼트를 결합하여 앵커소켓 고정판을 설치하는 앵커소켓 고정판 결합단계와, 상기 앵커소켓 고정판 결합단계 이후 교좌장치의 앵커소켓을 앵커소켓 고정판의 앵커소켓 결합홀에 삽입하여 결합하고, 하부 플레이트, 베어링 및 상부 플레이트를 순차적으로 설치하는 교좌장치 설치단계와, 상기 교좌장치 설치단계 이후에 내진모르타르를 타설 및 양생하여 시공을 완료하는 시공완료단계로 이루어져 있다.

여기서, 상기 서포팅바 설치단계에서의 서포팅바는 교좌장치를 구성하는 각각의 앵커소켓에 1개소 이상 설치할 수 있다.

또한, 서포팅바 설치단계에서의 서포팅바는 ㄷ자 형태로 형성되는 가로바 및 세로바로 형성되며 다수의 U자형 볼트를 결합할 수도 있고, 서포팅바는 하나의 U자형 볼트를 결합할 수 있도록 ∩자 형상으로 형성할 수도 있다.

그리고 서포팅바 및 교좌지지판 고정단계에서 U자형 볼트는 주철근 또는 배력근에 밀착시켜 결합하되 좌, 우 방향으로 슬라이딩이 발생하지 않도록 2개소 이상을 슬라이딩이 이루어지지 않는 위치에 배치하여 결합할 수 있다.

또한, 교좌지지판 배치단계에서의 교좌지지판은 1개소로 교좌장치를 구성하는 앵커소켓 2개소를 결합할 수 있도록 일방향으로 길게 연장되어 형성되거나, 또는 교좌지지판 1개소로 4개소의 앵커소켓을 결합할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.

그리고 상기 교좌장치 설치단계에서 교좌장치의 앵커소켓을 앵커소켓 고정판의 앵커소켓 결합홀에 결합 후 용접을 통해 고정 결합할 수 있다.

아울러, 상기 시공완료단계에서의 내진모르타르는 분체, 배합수, 하이브리드 섬유로 이루어져 있고, 분체는 결합재, 골재 및 혼화재로 구성되며, 상기 분체를 구성하는 결합재는 1종 보통포틀랜드 시멘트 10 ∼ 50중량%, 아윈계 초속경시멘트 3 ∼ 50중량%, 실리카퓸 5 ∼ 40중량%, 플라이애쉬 5 ∼ 60중량%, 고로슬래그 5 ∼ 60중량%로 이루어져 있고, 상기 분체를 구성하는 골재는 상기 결합재 100중량부에 대하여 잔골재 100 ∼ 140중량부로 이루어져 있으며, 분체 중 혼화재는 결합재 100중량부에 대하여, 고성능 감수제 1 ∼ 4중량부, 수축저감제 0.05 ∼ 3중량부, 증점제 0.5 ∼ 5중량부, 응결지연제 0.1 ∼ 0.5중량부, 중탄산나트륨 분말 0.5 ∼ 10중량부로 이루어져 있고, 배합수는 상기 분체를 구성하는 결합재 100중량부에 대하여 10 ∼ 35중량부로 이루어져 있으며, 하이브리드섬유는 분체와 배합수를 포함한 부피비에 0.5 ∼ 2.5부피%로 이루어질 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 설치공법에 대해 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

우선, 본 발명에 따른 내진 및 면진 보강용 교좌장치 설치공법을 설명하기에 앞서, 본 발명의 설치공법은 내진 및 면진 보강용 교좌장치(100)를 신설로 설치하기에 교대 또는 교각의 코핑부(1)에 주철근(2) 및 배력근(3)이 배근만 되어 있는 상태이다.

가. 서포팅바 설치단계

본 단계는 도 1 내지 2 및 도 3에서와 같이 교각 또는 교대의 코핑부(1)에 서포팅바(40)를 설치하기 위한 단계로서 교각 또는 교대의 코핑부(1)에 주철근(2) 및 배력근(3)이 형성된 위치 중 주철근(2)의 하측에 주철근(2)과 맞닿도록 배치한다.

여기서, 본 발명에서의 서포팅바(40)는 가로바(41)와 세로바(42)가 ㄷ자 형상으로 형성되되 다수의 U자형 볼트(50)를 체결할 수 있도록 충분히 길이가 연장된 가로바(41)를 갖는 형태 또는, ∩자 걸림부(43)가 형성된 형태로 이루어지게 되는데, 일반적으로는 가로바(41)와 세로바(42)가 ㄷ자 형상으로 이루어진 서포팅바(40)를 사용하고, 공간이 협소하여 서포팅바(40)의 설치가 어려울 때에는 ∩자 걸림부(43)가 형성된 형태의 서포팅바(40)를 주철근(2)의 하측에 맞닿도록 하여 배치하도록 한다.

상기와 같은 서포팅바(40)은 배치 후 도면에는 도시하지 않았으나, 완전히 고정하기 전에 배치된 자리를 유지시키기 위해 철사 등을 이용해 가고정이 이루어질 수 있을 것이다.

나. 교좌지지판 배치단계

본 단계는 도 1 내지 2 및 도 4에서와 같이 교각 또는 교대의 코핑부(1)에 교좌지지판(30)을 설치하기 위한 단계이다.

이를 위해 교좌장치(10)가 배치될 위치의 교각 또는 교대의 코핑부(1)에 배근된 배력근(3)의 상측에 교좌지지판(30)을 배치한다.

여기서, 본 발명에서의 교좌지지판(30)은 하나의 교좌지지판(30) 1개소가 교좌장치(10)를 구성하는 앵커소켓(14) 2개소를 결합하거나 또는 교좌지지판(30) 1개소로 앵커소켓(14) 전부인 4개소를 결합할 수 있기 때문에 위치를 잘 맞춰 배치하도록 하여야 하며, 특히, 후술할 U자형 볼트(50)가 주철근(2)에 의해 교좌장치(10)의 슬라이딩 현상을 방지하기 위한 위치에 배치될 것을 감안하여 배치하도록 한다.

다. 서포팅바 및 교좌지지판 고정단계

본 단계는 도 1 내지 2 및 도 5에서와 같이 상술한 교좌지지판(30)과 주철근(2) 및 서포팅바(40)를 고정결합하기 위한 단계이다.

이를 위해 본 단계에서는 U자형 볼트(50)와 너트(N)를 이용하여 서포팅바(40)와 교좌지지판(30)을 연결한다.

즉, U자형 볼트(50)의 볼트부(51)를 교좌지지판(30)에 형성된 U자형 볼트 결합홀(31)에 결합하되, U자형 볼트(50)에 형성된 걸림부(52)가 서포팅바(50)와 맞닿아 고정될 수 있는 위치까지 배치하도록 하며, 배치가 완료되면 U자형 볼트(50)의 볼트부(51)에 너트(N)를 체결함으로써 본 단계를 완료할 수 있다.

여기서, 상기 U자형 볼트(50)는 교좌장치(10)를 구성하는 앵커소켓(14) 1개소당 최소 2개소 이상을 결합하도록 하며, 특히, 주철근(2)과 맞닿도록 U자형 볼트(50)를 배치하되 교좌장치(10)의 슬라이딩 현상이 발생하지 않도록 U자형 볼트(50)를 배치하여야 한다.

예컨대, 도 1에서와 같이 어느 하나의 앵커소켓(14)이 형성된 위치에 U자형 볼트(50)를 결합할 때에 왼쪽에 배치되는 U자형 볼트(50)는 주철근(2)의 오른쪽면에 맞닿도록 하고, 이와 대향되는 오른쪽에 배치되는 U자형 볼트(50)는 주철근(2)의 왼쪽면과 맞닿도록 하여 교좌장치(10)의 슬라이딩 현상을 방지한 형태로 시공이 이루어질 수 있다.

이때에, 상기 서포팅바(40)는 교량 철근이 복잡하지 않은 위치에 적용할 경우 가로바(41)와 세로바(42)가 ㄷ자 형상으로 미리 절곡한 형태인 서포팅바(40)를 적용하여 사용할 수 있으며, 교량의 철근이 복잡한 위치에 시공할 경우에는 ∩자 걸림부(43)를 포함하는 서포팅바(40)를 적용하여 시공할 수 있다.

라. 콘크리트 타설단계

본 단계는 도 1 내지 2 및 도 6에서와 같이 교각 또는 교대의 코핑부(1)에 콘크리트(C)를 타설하기 위한 단계로서, 표면에 노출되는 교좌지지판(30)의 상측면에는 도면에는 도시하지 않았지만 거푸집 또는 스티로폼을 배치한 후 코핑부(1)에 콘크리트(C)를 타설 및 양생시킨 후 거푸집 또는 스티로폼을 제거함으로써 주철근(2), 배력근(3), 서포팅바(40), U자형 볼트(50) 및 교좌지지판(30)을 매립시켜 본 단계를 완료할 수 있게 된다.

마. 앵커소켓 고정판 결합단계

본 단계는 도 1 내지 2 및 도 7에서와 같이 콘크리트 타설단계 이후에 교좌지지판(30)에 앵커소켓 고정판(20)을 고정결합하기 위한 단계이다.

상기 앵커소켓 고정판(20)은 내측으로 앵커소켓 결합홀(22)을 형성하고 있고, 앵커소켓 결합홀(22)의 외주면으로는 다수의 나사산이 형성되어 있는 앵커소켓 고정판 볼트홀(21)이 형성되어 있어, 교좌지지판(30)의 나사산이 형성되어 있는 교좌지지판용 볼트홈(32)의 위치를 조정하여 맞춘 후 통상의 볼트(B)를 이용하여 앵커소켓 고정판(20)을 고정 결합할 수 있다.

여기서, 상기 앵커소켓 고정판(20)을 더욱 견고히 고정시키기 위해 교좌지지판(30)과 앵커소켓 고정판(20)을 추가로 용접을 통해 고정결합할 수도 있다.

이러한, 앵커소켓 고정판(20)은 교좌장치(10)의 앵커소켓(14)이 4개소인 만큼 4개소를 교좌지지판(30)에 결합하여 본 단계를 완료할 수 있다.

바. 교좌장치 설치단계

상기 앵커소켓 고정판 결합단계에서 교좌지지판(30)에 결합된 앵커소켓 고정판(20)에 교좌장치(10)의 앵커소켓(14)을 결합하는 단계이다.

즉, 도 1 내지 2 및 도 8에서와 같이 본 발명에서의 교좌장치(10)는 상, 하부 플레이트(11, 13) 사이에 베어링(12)이 결합되어 있고, 또한, 상기 하부 플레이트(13)에는 앵커소켓(14)이 결합된 구조로 이루어져 있으며, 본 단계에서는 상기 앵커소켓(14)을 앵커소켓 고정판(20)에 형성되어 있는 엥커소켓 결합홀(22)에 안착시켜 본 단계를 완료할 수 있다.

여기서, 본 단계를 통해 교좌장치(10)를 앵커소켓 고정판(20)에 더욱 고정력을 높이기 위해서는 앵커소켓 고정판(20)의 앵커소켓 결합홀(22)에 결합된 앵커소켓(14)을 용접을 통해 고정하여 결합할 수도 있을 것이다.

사. 시공완료단계

본 단계는 도 1 내지 도 2에서와 같이 교좌장치(10) 까지 설치가 완료되면 교좌장치(10)를 구성하는 앵커소켓(14)까지 내진모르타르(4)를 매립시켜 시공을 완료하는 단계이다.

본 발명에서의 내진모르타르(4)의 타설은 숏크리트나 고유동성인 자기충전 형태로 타설할 수 있다.

여기서, 상기 내진모르타르는 분체, 배합수, 하이브리드 섬유로 이루어져 있고, 분체는 결합재, 골재 및 혼화재로 구성되며, 상기 분체를 구성하는 결합재는 1종 보통포틀랜드 시멘트 10 ∼ 50중량%, 아윈계 초속경시멘트 3 ∼ 50중량%, 실리카퓸 5 ∼ 40중량%, 플라이애쉬 5 ∼ 60중량%, 고로슬래그 5 ∼ 60중량%로 이루어져 있고, 상기 분체를 구성하는 골재는 상기 결합재 100중량부에 대하여 잔골재 100 ∼ 140중량부로 이루어져 있으며, 분체 중 혼화재는 결합재 100중량부에 대하여, 고성능 감수제 1 ∼ 4중량부, 수축저감제 0.05 ∼ 3중량부, 증점제 0.5 ∼ 5중량부, 응결지연제 0.1 ∼ 0.5중량부, 중탄산나트륨 분말 0.5 ∼ 10중량부로 이루어져 있고, 배합수는 상기 분체를 구성하는 결합재 100중량부에 대하여 10 ∼ 35중량부로 이루어져 있으며, 하이브리드섬유는 분체와 배합수를 포함한 부피비에 0.5 ∼ 2.5부피%로 이루어져 있다.

우선, 분체를 구성하고 있는 결합재는 1종 보통포틀랜드 시멘트 10 ∼ 50중량%, 아윈계 초속경 시멘트 3 ∼50중량%, 실리카퓸 5 ∼ 40중량%, 플라이애쉬 5 ∼ 60중량%, 고로슬래그 5 ∼ 60중량%로 이루어져 있다.

상기 1종 보통포틀랜드 시멘트는 분말도 2,800 ∼ 5,000g/㎤으로 Ca/Si의 비가 2.5이상인 것이 바람직하다.

특히, 1종 보통포틀랜드 시멘트를 임계치 미만으로 혼합할 경우 압축강도가 떨어지고, 임계치를 초과할 경우에는 그 이상의 효과는 없다.

또한, 아윈계 초속경 시멘트는 수화활성도가 높고 안정한 수화물인 3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄을 30%이상 함유하고 3CaO·SiO₂를 15% 이상 보유한 것으로 분말도는 4,000 ∼ 5,000g/㎤으로 종결이 30분 이내인 것이 바람직하다. 아윈계 초속경 시멘트는 빠른 경화로 내진모르타르의 수축을 억제하고 물리적 강도를 촉진하기 위해서도 사용하며, 본 발명에서의 내진모르타르는 낮은 물시멘트비와 다량의 결합재로 인하여 수화물이 반응물보다 작아지는 자기수축이 발생하며 수축 최대 발생시간은 배합 후 10시간 내외이다.

그리고 아윈계 초속경 시멘트는 에트링자이트의 팽창반응으로 굳고 난 모르타르에 부피를 팽창시킴으로 수축을 상쇄시키는데 배합 후 2시간 내외에 경화가 발생하여 체적을 고정함으로 자기수축에 의한 체적감소를 제어한다.

이러한 아윈계 초속경 시멘트는 임계치 미만일 경우에는 팽창반응이 약해 수축상쇄 효과가 적어지게 되고, 임계치를 초과할 경우에는 압축강도가 80MPa을 넘기가 곤란하다.

그리고 상기 실리카퓸은 입자의 평균적인 크기가 2㎛ 내외인 것이 바람직하고 SiO₂는 92%이상 강열감량은 3%이하인 것이 바람직하다.

그리고 실리카퓸은 내진모르타르(4)의 압축강도 80 ∼ 300MPa 이상을 발현하기 위한 것으로 임계치 미만으로 혼합할 경우 요구하는 압축강도 이상을 발현하기 어렵고 임계치를 초과할 경우에는 그 이상의 효과는 없다.

또한, 플라이 애쉬는 분말도 3,000 ∼ 6,000g/㎠으로 Al/Si의 비가 0.5 이상이고, 강열감량은 3% 이하이며 특히 입자 크기가 20 ∼ 35㎛인 플라이애쉬를 사용해야 한다. 이는 굳지 않은 콘크리트의 점도를 증진시켜 강섬유와 합성섬유의 뭉침 현상인 fiber ball을 제어하기 위한 것이다.

이러한, 플라이애쉬는 임계치 미만으로 혼합할 경우 섬유의 뭉침을 제어하기가 어렵게 되고, 임계치를 초과할 경우에는 압축강도가 80MPa이하로 저하되는 현상이 발생하게 된다.

한편, 고로슬래그는 분말도 3,000 ∼ 6,000g/㎠으로 Ca/Si의 비가 0.9 이상인 것으로 강열감량은 3%이하인 것이 바람직하다. 고로슬래그는 초기경화는 낮고 장기강도가 우수한 것으로 모르타르의 내구성을 증진시키고 모르타르의 미세균열 발생시 미반응 고로슬래그와 1종 시멘트의 수화물인 수산화칼슘이 미세균열을 통해 유입된 H₂O와 더불어 잠재수경성 반응을 통하여 균열을 메우는 자기치유 효과를 위해서도 사용한다.

이러한 고로슬래그를 임계치 미만으로 혼합할 경우 장기 강도효과와 자기치유효과가 미미하게 나타나게 되고 임계치를 초과할 경우 압축강도가 낮아지는 문제가 발생하게 된다.

다음으로, 분체를 구성하는 골재는 결합재 100중량부에 대하여 잔골재 100 ∼ 140중량부로 이루어져 있으며, 밀도가 2.6g/㎤, 입경 0.1 ∼ 0.35mm인 제1 잔골재와 입경 0.075 ∼ 0.1mm인 제2 잔골재를 1 : 1의 중량비로 혼합하여 사용하게 된다.

이러한 잔골재는 임계치 미만일 경우에는 가지수축이 심해지게 되고, 임계치를 초과할 경우에는 압축강도가 저하되는 문제가 발생하게 된다.

다음으로, 분체를 구성하는 혼화재는 결합재 100중량부에 대하여 고성능 감수제 1 ∼ 4중량부, 수축저감제 0.05 ∼ 3중량부, 증점제 0.5 ∼ 5중량부, 응결지연제 0.1 ∼ 0.5중량부, 중탄산나트륨 분말 0.5 ∼ 10중량부로 이루어져 있다.

상기 고성능감수제는 폴리칼본산계로 밀도 1.05g/㎤, 비중 20℃에서 1.05 ± 0.05인 암갈색 분말 형태를 나타내나며 유동성을 증진시켜 적은 W/B에서 높은 작업성을 부여하여 적은 배합수로 압축강도 80 ∼ 300MPa 이상을 가능하도록 한다.

이러한, 고성능감수제는 임계치 미만 사용시 감수효가가 미비하고 임계치를 과할 경우 재료분리 현상으로 인해 강도가 저하되는 문제가 발생하게 된다.

또한, 수축저감제는 비이온계 계면활성화제로 내진모르타르(4)의 경화 후 모세관내 공극수의 표면장력을 감소시켜 수축을 방지하도록 작용한다.

이러한 수축저감제는 임계치 미만일 경우 수축 컨트롤이 어렵게 되고, 임계치를 초과할 경우에는 그 이상의 효과를 발현하지 못하게 된다.

그리고 CSA계 팽창제는 비중은 2.8 ∼ 2.9, 분말도는 Blaine 비표면적 2,500㎠/g 이상인 제품으로 석회석, 석고 및 알루미나질 원료를 로타리 킬른에서 소성하여 제조되는 시멘트용 팽창제로서 3CaO·3Al₂O₃· CaSO₄ 및 CaO 등의 광물로 구성되어 있으며 경화과정에서 미세한 침상결정의 고황산염 수화물(Ettringite)이 생성되고, 이 수화물은 초기 재령에서 팽창력을 발휘하여 경화체의 구조를 치밀하게 해 주고 자기수축을 제어하게 된다.

이러한, CSA계 팽창제를 임계치 미만으로 사용할 경우 자기수축 제어효과가 떨어지는 문제가 발생하게 되고, 임계치를 초과할 경우 팽창균열 및 강도가 저하되는 현상이 발생하게 된다.

또한, 증점제는 셀룰로오스계로 분말형태를 사용하여 높은 유동성 하에 밀도가 다른 시멘트, 골재, 섬유의 분리를 방지한다.

본 발명의 내진모르타르는 압축강도 증진을 위해 고성능감수제를 사용하나 고성능감수제는 유동성이 너무 커져 비중이 다른 재료들 교반시 재료분리의 위험성이 상대적으로 높아진다. 따라서 증점제를 통해서 높은 유동성 하에서도 재료의 분리를 방지할 필요가 있게 된다.

이러한, 증점제는 임계치 미만으로 사용할 경우 재료분리 효과가 미비하게 이루어지게 되고, 임계치를 초과할 경우에는 유동성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

그리고 응결지연제는 굳지 않은 초속경 시멘트의 빠른 응결을 억제하기 위해 사용하는 것으로 리그니계, 주석산 글리코산계 등의 분말형태를 사용한다.

상기 응결지연제를 임계치 미만으로 사용시에는 지연효과가 미미하고 임계치를 초과할 경우에는 초기강도가 떨어지게 된다.

다음으로, 본 발명에서의 중탄산나트륨 분말은 결합재 100중량부에 대하여 0.5 ∼ 10중량부를 혼합하여 사용하게 된다.

중탄산나트륨은 물속에서 나트륨과(Na+) 중탄산염(HCO3-)으로 분리되고 나트륨은 플라이애쉬나 고로슬래그와 결합하여 빠른 경화반응을 유도하고 중탄산염(bicarbonate ion, HCO3-)은 수소와 만나 탄산(carbonic acid, H2CO3)이 생성됨으로 모르타르내에 연행기포를 생성하여 쇼크리트 타설시 호스내에서 펌핑성을 우수하게 하며, 자기충전 형태로 타설시는 고성능 감수제와 함께 슬럼프 플로우를 500mm이상 고유동화 시키게된다.

이러한 중탄산나트륨을 임계치 미만 혼합하여 사용할 경우에는 연행 기포 발생이 적고, 임계치를 초과할 경우에는 압축강도가 저하되고 유동성이 급격히 저하되는 문제가 발생하게 된다.

다음으로, 배합수는 결합재 100중량부에 대하여 5 ∼ 35중량부로 구성되며 유기물이 없는 것으로 사용한다.

상기 배합수를 임계치 미만 혼합할 경우에는 점도가 높아 작업성이 저하되고, 임계치를 초과할 경우 점도가 낮아져 압축강도가 80MPa 미만으로 떨어지는 문제가 발생하게 된다.

다음으로, 하이브리드 섬유는 분체와 배합수를 포함한 부피비에 0.5 ∼ 2.5부피%를 사용하게 된다.

이러한, 하이브리드 섬유는 상기 부피비율에서 콘크리트의 미세균열 유도용 인장강도 증진용 섬유를 1 ∼ 2.5부피%, 폭열방지용 섬유는 0.1% ∼ 0.5부피%로 구성된다.

상기 미세균열 유도용 인장강도 증진 섬유로는 고인성 폴리비닐알콜, 탄소섬유, 아라미드 섬유, 고인성 폴리에틸렌섬유, 강섬유중 하나를 선택하며 폭열방지용 섬유는 폴리비닐알콜섬유, 나일론섬유, 아크릴섬유, 폴리프로필렌섬유중 하나를 선택한다.

상술한 미세균열 유도용 인장강도 증진 섬유중 고인성 폴리비닐알콜, 탄소섬유, 아라미드 섬유, 고강력 폴리에틸렌섬유는 인장강도 1,000 ∼ 1600MPa이고, 직경 20 ~ 40㎛, 길이 5 ∼ 15㎜가 바람직하며, 강섬유는 인장강도 1,000MPa ∼ 3,500MPa, 직경 0.2 ∼ 0.9㎜, 길이 10 ∼30㎜로 재질은 일반철 또는 합금강 모두 가능하나 금속의 이종간 부식방지를 위해 하부 플레이트(20) 또는 앵커소켓부(40)과 동일한 재질을 사용하는 것이 더 바람직하다. 형태는 직선형이 바람직하며 이는 콘크리트가 인장력을 받을 때에 매트릭스와 강섬유의 부착강도가 저하되어 강섬유가 먼저 콘크리트로부터 뽑혀져 나오는 현상(Debonding)을 유도하기 위함이다.

폭열방지용 섬유는 인장강도 10 ∼ 500MPa, 직경 10 ∼ 100㎛, 길이 5 ∼ 10㎜, 녹는점 200℃ 이하로 폴리비닐알콜섬유, 내알카리 유리섬유, 나일론섬유, 아크릴섬유, 폴리프로필렌섬유, 셀룰로오스섬유중 하나를 선택하여 사용하며 초고강도인 본 발명의 내진모르타르(4)가 급작스런 화재 노출될 경우 섬유가 내부 수증기압을 낮춰주는 통로 역할을 함으로 폭열을 방지하기 위해 이용된다.

한편, 상기와 같은 신설공법을 통해 설치가 완료된 본 발명에 따른 내진 및 면진 보강용 교좌장치(100)는 교각 또는 교대의 코핑부(1)에 형성되는 주철근(2) 및 배력근(3)에 서포팅바(40), 교좌지지판(30)을 설치한 후 이를 U자형 볼트(50)를 이용해 연결한 후 콘크리트(C)를 타설하여 코핑부(1)의 철근들에 일체화시킨 후 앵커소켓 고정판(20) 및 교좌장치(10)를 차례로 고정 결합하기 때문에 교좌장치(10)의 앵커소켓(14)의 길이가 짧더라도 충분한 지지력이 형성되어 내진 및 면진 기능을 수행할 수 있다.

특히, 본 발명은 상기와 같이 앵커소켓(14)의 길이를 짧게 형성하더라도 내진 및 면진 성능이 발휘되기 때문에, 교좌장치(10)의 교체시에도 코핑부(1)의 철근들의 절단 작업 없이도 교좌장치(10)의 교체작업이 이루어지더라도 신설시의 교좌장치(10)와 마찬가지로 동일한 내진 및 면진 성능을 유지함으로써 교체시공시 코핑부(1)의 철근들의 절단으로 인한 내하력이 저하되는 현상을 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 교좌장치(10)의 교체시공시에도 코핑부(1)에 매립된 구성 이외에 교좌지지판(30)의 상측에 결합된 앵커소켓 고정판(20)에서 교좌장치(10)의 앵커소켓(14)을 제거하거나 또는 앵커소켓 고정판(20)의 교체작업만으로 교좌장치(10)의 교체작업이 이루어지게 되어 교체의 용이성과 더불어 교체 후에도 동일한 내진 및 면진 성능을 기대할 수 있다.

한편, 본 발명의 내진 및 면진 보강용 교좌장치(100)의 설치시 서포팅바(40)와 교좌지지판(30)을 고정하기 위한 U자형 볼트(50)를 교좌장치(10)가 슬라이딩이 이루어지지 않도록 배치하여 체결함으로써 교좌장치(10)의 슬라이딩 현상을 방지하여 수평력에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다.

아울러, 내진모르타르를 숏크리트나 고유동성인 자기충전 형태로 타설하여 협소한 공간에 공극이 발생하지 않으면서, 배합중에 발생한 갇힌공기 등이 다짐효과에 의해 제거됨으로 내진모르타르의 밀도를 높일 수 있는 효과도 얻을 수 있게 된다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자들에게 있어 명백한 것이다.

1 : 교각 또는 교대의 코핑부
2 : 주철근 3 : 배력근 4 : 내진모르타르
10 : 교좌장치
11 : 상부 플레이트 12 : 베어링 13 : 하부 플레이트 14 : 앵커소켓
20 : 앵커소켓 고정판
21 : 앵커소켓 고정판 볼트홀 22 : 앵커소켓 결합홀
30 : 교좌지지판
31 : U자형 볼트 결합홀 32 : 교좌지지판용 볼트홈
40 : 서포팅바
41 : 가로바 42 : 세로바 43 : ∩자 걸림부
50 : U자형 볼트
51 : 볼트부 52 : 걸림부
100 : 내진 및 면진 보강용 교좌장치

Claims (15)

1. 상부 플레이트, 상기 상부 플레이트의 하측에 결합되어 있는 베어링과 상기 베어링의 하측에 결합되는 하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트에 결합되어 있는 4개소의 앵커소켓을 포함하는 교좌장치;
   상기 교좌장치를 구성하는 앵커소켓의 하측에 형성되어 앵커소켓이 삽입할 수 있는 앵커소켓 결합홀과 앵커소켓 고정판 볼트홀이 형성되어 있는 앵커소켓 고정판;
   상기 앵커소켓 고정판의 하측과 교량을 구성하고 있는 교량 또는 교각의 코핑부에 배된근 배력근 사이에 배치되되, 앵커소켓 고정판에 형성된 앵커소켓 고정판 볼트홀과 대응하는 교좌지지판용 볼트홈을 형성하여 볼트에 고정 결합되며, 상기 교좌지지판용 볼트홈에서 이격된 위치에 형성되는 U자형 볼트 결합홀을 형성하고 있는 교좌지지판;
   상기 교량을 구성하고 있는 교량 또는 교각의 코핑부에 배근된 배력근 하측에 배치되는 주철근의 하부에 설치되는 서포팅바;
   상기 교좌지지판에 형성된 U자형 볼트 결합홀에 결합하되, 서포팅바와 교좌지지판을 고정결합하도록 볼트부와 걸림부로 구성되는 U자형 볼트;로 이루어지되,
   상기 교좌지지판은 1개소로 교좌장치를 구성하는 앵커소켓 2개소를 결합할 수 있도록 일방향으로 길게 연장되어 형성되거나, 또는 교좌지지판 1개소로 4개소의 앵커소켓을 결합할 수 있는 크기로 형성하고,
   상기 U자형 볼트는 주철근 또는 배력근에 밀착시켜 결합하되, 교좌장치가 좌, 우 방향으로 슬라이딩이 발생하지 않도록 2개소 이상을 교좌장치가 슬라이딩이 이루어지지 않는 위치에 배치하여 결합하는 것에 특징이 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 앵커소켓 고정판에 형성된 앵커소켓 결합홀에 결합하는 교좌장치의 앵커소켓은 용접을 통해 고정결합하는 것에 특징이 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 서포팅바는 교좌장치를 구성하는 각각의 앵커소켓에 1개소 이상 설치 결합하는 것에 특징이 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 서포팅바는 가로바 및 세로바가 ㄷ자 형상으로 형성되되 가로바는 2 이상의 U자형 볼트를 결합할 수 있는 길이로 형성하는 것에 특징이 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 서포팅바는 하나의 U자형 볼트를 결합할 수 있도록 ∩자 형상의 ∩자 걸림부가 포함된 것에 특징이 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치.
   
7. 삭제
8. 제1항의 내진 및 면진 보강용 교좌장치를 설치하기 위한 공법에 있어서,
   교각 또는 교대의 코핑부에 배근된 배력근 하측에 배치된 주철근의 하부에 서포팅바를 설치하는 서포팅바 배치단계;
   상기 교각 또는 교대를 구성하는 배력근의 상측으로 U자형 볼트 결합홀과 교좌지지판용 볼트홀이 형성된 교좌지지판을 배치하는 교좌지지판 배치단계;
   상기 서포팅바 배치단계에서 배치한 서포팅바와 주철근과 교좌지지판 배치단계에서 배치한 교좌지지판을 볼트부 및 걸림부로 이루어진 U자형 볼트 및 너트를 이용하여 교좌지지판의 U자형 볼트 결합홀에 삽입 및 너트를 체결하여 서포팅바와 교좌지지판을 고정 결합하는 서포팅바 및 교좌지지판 고정단계;
   상기 교좌지지판의 상측에 거푸집 또는 스티로폼을 배치한 후 코핑부에 콘크리트를 교좌지지판의 높이 위치까지 타설 및 양생한 후 교좌지지판 상측의 거푸집 또는 스티로폼을 제거하는 콘크리트 타설단계;
   상기 교좌지지판의 상측으로 앵커소켓 고정판 볼트홀과 앵커소켓 결합홀이 형성되어 있는 앵커소켓 고정판을 배치한 후 교좌지지판의 교좌지지판용 볼트홈과 앵커소켓 고정판 볼트홀에 볼트를 결합하여 앵커소켓 고정판을 설치하는 앵커소켓 고정판 결합단계;
   상기 앵커소켓 고정판 결합단계 이후 교좌장치의 앵커소켓을 앵커소켓 고정판의 앵커소켓 결합홀에 삽입하여 결합하고, 하부 플레이트, 베어링 및 상부 플레이트를 순차적으로 설치하는 교좌장치 설치단계;
   상기 교좌장치 설치단계 이후에 내진모르타르를 타설 및 양생하여 시공을 완료하는 시공완료단계;로 이루어진 것에 특징이 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치의 설치공법.
   
9. 제8항에 있어서, 서포팅바 설치단계에서의 서포팅바는 교좌장치를 구성하는 각각의 앵커소켓에 1개소 이상 설치하는 것에 특징이 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치의 설치공법.
   
10. 제8항에 있어서, 서포팅바 설치단계에서의 서포팅바는 가로바 및 세로바가 ㄷ자 형상으로 형성되되 가로바는 2 이상의 U자형 볼트를 결합할 수 있는 길이로 형성하는 것에 특징이 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치의 설치공법.
    
11. 제8항에 있어서, 서포팅바 설치단계에서의 서포팅바는 하나의 U자형 볼트를 결합할 수 있도록 ∩자 형상의 ∩자 걸림부가 포함된 것에 특징이 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치의 설치공법.
    
12. 제8항에 있어서, 상기 서포팅바 및 교좌지지판 고정단계에서 U자형 볼트는 주철근 또는 배력근에 밀착시켜 결합하되, 교좌장치가 좌, 우 방향으로 슬라이딩이 발생하지 않도록 2개소 이상을 교좌장치가 슬라이딩이 이루어지지 않는 위치에 배치하여 결합하는 것에 특징이 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치의 설치공법.
    
13. 제8항에 있어서, 교좌지지판 배치단계에서의 교좌지지판은 1개소로 교좌장치를 구성하는 앵커소켓 2개소를 결합할 수 있도록 일방향으로 길게 연장되어 형성되거나, 또는 교좌지지판 1개소로 4개소의 앵커소켓을 결합할 수 있는 크기로 형성되는 것에 특징이 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치의 설치공법.
    
14. 제8항에 있어서, 상기 교좌장치 설치단계에서 교좌장치의 앵커소켓을 앵커소켓 고정판의 앵커소켓 결합홀에 결합 후 용접을 통해 고정 결합하는 것에 특징이 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치의 설치공법.
    
15. 제8항에 있어서, 상기 시공완료단계에서의 내진모르타르는
    내진모르타르는 분체, 배합수, 하이브리드 섬유로 이루어져 있고, 분체는 결합재, 골재 및 혼화재로 구성되며,
    상기 분체를 구성하는 결합재는 1종 보통포틀랜드 시멘트 10 ∼ 50중량%, 아윈계 초속경시멘트 3 ∼ 50중량%, 실리카퓸 5 ∼ 40중량%, 플라이애쉬 5 ∼ 60중량%, 고로슬래그 5 ∼ 60중량%로 이루어져 있고,
    상기 분체를 구성하는 골재는 상기 결합재 100중량부에 대하여 잔골재 100 ∼ 140중량부로 이루어져 있으며,
    분체 중 혼화재는 결합재 100중량부에 대하여, 고성능 감수제 1 ∼ 4중량부, 수축저감제 0.05 ∼ 3중량부, 증점제 0.5 ∼ 5중량부, 응결지연제 0.1 ∼ 0.5중량부, 중탄산나트륨 분말 0.5 ∼ 10중량부로 이루어져 있고,
    배합수는 상기 분체를 구성하는 결합재 100중량부에 대하여 10 ∼ 35중량부로 이루어져 있으며, 하이브리드섬유는 분체와 배합수를 포함한 부피비에 0.5 ∼ 2.5부피%로 이루어져 있는 것에 특징이 있는 내진 및 면진 보강용 교좌장치의 설치공법.

Images