KR20030006681A

KR20030006681A - 단면확대를 통한 구조물의 내진보강방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20030006681A
Application number: KR1020010042554A
Authority: KR
Inventors: 정광선
Original assignee: 정광선
Priority date: 2001-07-14
Filing date: 2001-07-14
Publication date: 2003-01-23

Abstract

본 발명은 강재와 인장력이 도입된 강연선과 상기 강재와 강연선에 의해 구속되는 콘크리트로서 교각 등 구조물의 단면을 확대 보강하여 내진설계되지 않은 기존 구조물의 내진성능을 향상시킬 수 있는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본 발명의 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치는 교각 등 기존 구조물의 단면을 확대 보강하여 구조적인 성능을 향상시키기 위한 장치로서, 보강대상구조물의 외주면에 고정 설치되는 보강용 강재; 및, 상기 보강용 강재에 삽입 설치되며 인장력이 도입되는 강연선;을 포함하여 구성된다.

본 발명은 강재와 인장력이 도입된 강연선과 상기 강재와 강연선에 의해 구속되는 콘크리트로써 교각 등 구조물의 단면을 확대 보강하게 되는 바, 철근콘크리트로 시공되는 종래의 구조물의 단면확대 보강보다 내하력, 인성 및 연성, 변형성능 등 구조적인 성능을 향상시킬 수 있으며, 확대 단면을 크게 하지 않고도 소요 구조적인 성능을 확보할 수 있어 도심지의 고가교와 같이 하부 공간이 제한되는 구조물에도 효과적으로 적용할 수 있다. 또한, 본 발명을 교량에 적용하면 낙교를 방지하면서 내진성능을 확보할 수 있으며, 강재 및 강연선의 설치가 용이하므로 현장작업량의 감소와 공기단축을 기대할 수 있다.

Description

단면확대를 통한 구조물의 내진보강방법 및 그 장치{Apparatus and method for reinforcing a construction by enlarging its' size}

본 발명은 구조물의 단면확대 보강장치 및 이를 이용한 구조물의 단면확대 보강방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 강재와 인장력이 도입된 강연선과 상기 강재와 강연선에 의해 구속되는 콘크리트로서 교각 등 구조물의 단면을 확대 보강하여 내진설계되지 않은 기존 구조물의 내진성능을 향상시킬 수 있는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강방법 그 장치에 관한 것이다.

지진과 같은 수평력은 구조물에 휨파괴, 휨-전단파괴, 전단파괴, 주철근의 부착파괴 등을 일으킨다. 특히, 국내의 교량 구조물은 1990년대 이후에야 내진설계개념이 도입되고 있기 때문에 이미 설치되어 있는 교량들은 지진발생에 충분한 대비책이 미비한 실정이며, 교량 구조물에 전단파괴가 일어나는 경우에는 반복하중에 의하여 교각에 경사균열을 발생시키고 교량의 상부구조가 이 경사균열을 따라 미끄러지듯 붕괴하여 낙교가 발생하는 등 심각한 대형사고의 우려가 있다.

지진에 대한 대비책으로 내진용 교좌장치, 상판의 낙교방지장치, 교량 주형의 보강장치 등 교량 상부구조물의 내진보강장치가 다양하게 개발되고 있으나, 교각 구체의 보강방법에 대하여는 개발이 활발하게 진행되고 있지 않으며 현재 교각 구체의 보강방법으로는 철근을 이용한 단면확대방법이 제안 적용되고 있다.

철근을 이용한 단면확대방법은 기존 콘크리트 교각에 앵커홀을 천공하여 앵커철근을 설치하고 앵커홀에 에폭시를 주입충진하여 앵커철근을 고정시킨 후 소요철근을 교각둘레로 배근하고 콘크리트를 타설하는 방법으로 이루어진다. 앵커철근을 기존 구조물에 정착시키기 위해서는 그에 해당하는 만큼의 앵커홀 천공이 선행되기 때문에 앵커천공수의 증가는 기존 구조물에 손상을 주게 되며, 앵커홀에 일일이 에폭시를 주입하고 철근을 배근하는 작업은 상당히 번거로우며 많은 작업량을 필요로 한다. 또한, 철근과 콘크리트로 이루어진 보강구조물은 충분한 소요 구조성능을 확보하기 위하여 그 규격이 커지게 되는바, 도심지의 고가교와 같이 용지상의 제약이 있는 경우에는 적용하기가 어렵다.

따라서, 본 발명자는 종래의 철근에 의한 단면확대방법이 갖는 문제점을 해결하는 구조물의 단면확대 보강장치 및 이를 이용한 구조물의 단면확대 보강방법을 개발하게 되었다.

본 발명의 목적은 강재와 인장력이 도입된 강연선과 상기 강재와 강연선에 의해 구속되는 콘크리트로써 교각 등 구조물의 단면을 확대 보강하여 내진설계되지 않은 기존 구조물의 내진성능을 향상시킬 수 있는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 철근콘크리트로 시공되는 종래의 구조물의 단면확대 보강보다 강재, 강연선 콘크리트의 결합으로 내하력, 인성 및 연성, 변형성능 등 구조적인 성능을 향상시킬 수 있으며, 또한 확대 단면을 크게 하지 않고도 소요 구조적인 성능을 확보할 수 있어 도심지의 고가교와 같이 용지상의 제약이 있는 구조물에도 효과적으로 적용할 수 있는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 교량의 단면을 확대하는 보강방법으로 적용하여 낙교를 방지하면서 내진성능을 확보할 수 있도록 하는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 강재 및 강연선의 설치가 용이하므로 현장작업량의 감소와 공기단축을 기대할 수 있는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

도1 및 도2는 보강용 강재의 구체예의 부분사시도이다.

도3 및 도4는 절곡형 보강용 강재의 구체예의 사시도이다.

도5는 본 발명의 내진보강방법을 적용하여 단면확대 보강된 T형 교각의 사시도이다.

도6은 도5의 단면확대 보강된 T형 교각의 정면도(도5a), 교각머리의 단면도(도5b) 및 교각기둥의 단면도(도5c)이다.

도7은 본 발명의 내진보강방법을 적용하여 단면확대 보강된 중력식(벽식) 교각의 사시도이다.

도8은 도7의 단면확대 보강된 중력식 교각의 정면도(도8a), 단면도(도8b)이다.

<도면의 주요 부호의 설명>

A: 보강대상구조물(기존 구조물)B: 보강구조물

a: 중력식 교각f: 기초

c: T형 교각기둥h: T형 교각머리

100, 100a, 100b: 보강용 강재110: 지지판

120: 간격판140, 240: 스터드 철근

200a, 200b: 절곡형 보강강재210: 고정단

220: 곡선 안내용 간격판300: 강연선

상기와 같은 목적을 달성하고자 본 발명은 교각 등 기존 구조물의 단면을 확대 보강하여 구조적인 성능을 향상시키기 위한 장치로서, 보강대상구조물(A)의 외주면에 고정 설치되는 것으로, 보강대상구조물(A)에 외주면에 접하도록 면처리된 박판상의 지지판(110)과 상기 지지판(110)에 수직하는 간격판(120)을 포함하여 구성되며 상기 지지판(110)에는 앵커홀(111a)이 형성되고 상기 간격판(120)에는 안내홀(121a)이 형성되는 보강용 강재(100); 및, 상기 보강용 강재의 간격판(120)에 형성된 안내홀(121a)에 삽입 설치되며 인장력이 도입되는 강연선(300);을 포함하여 구성되는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치를 제공한다.

이하, 첨부한 도면에 따라 본 발명의 바람직한 구체예를 설명한다.

본 발명의 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치는 보강용 강재와 인장력이 도입된 강연선의 결합으로 구성된다.

보강용 강재(100)는 보강대상구조물(A)의 외주면에 고정 설치되는 것으로, 지지판(110)과 간격판(120)을 포함하여 구성된다. 지지판(110)은 보강대상구조물(A)의 외주면에 접하여 부착되는 박판상의 부재이므로 보강대상구조물(A)의 보강부위의 단면형상과 일치하도록 제작되며, 그 표면에는 앵커홀(111a)이 다수개 형성된다. 간격판(120)은 상기 지지판(110)에 수직하는 부재로 수직 보강재로 작용하며, 강연선(300)이 통과하도록 안내홀(121a)이 형성되어 강연선(300)이 보강용 강재와 안정적으로 결합할 수 있도록 한다. 상기 간격판(120)에는 콘크리트의 타설시 빈공간 없이 콘크리트가 고르게 채워지도록 하기 위해 콘크리트 투과 구멍(130)이 형성될 수 있다. 이러한 보강용 강재(120)는 단순히 철근을 배근하여 보강하는 종래의 보강방법에 비해 향상된 콘크리트의 구속효과를 기대할 수 있게 하며, 이러한 충분한 구속효과는 콘크리트의 강도를 개선시켜 구조물이 수평력에 저항하면서 취성파괴를 제어하는 효과, 즉 연성을 발휘할 수 있도록 한다.

상기 보강용 강재로는 보강대상구조물이 수직면인 경우 도1 및 도2에서 도시하고 있는 ㄷ자형강을 적용할 수 있다. 즉, 보강용 강재(100a)의 지지판(110)으로ㄷ자형강을 사용하여 간격판(120)이 상·하부플랜지 사이에 수직으로 배치(도1)되어 지지되도록 하거나, 보강용 강재(100b) 자체를 ㄷ자형강으로 대체 적용하여 웨브가 지지판(110)을 구성하고 상·하부플랜지가 간격판(120)을 구성(도2)하도록 할 수 있다. 도1과 같이 보강용 강재(100a)의 지지판(110)으로 ㄷ자형강을 사용하여 간격판(120)이 상·하부플랜지 사이에 수직으로 배치되는 경우 강연선(300)의 정착을 위해서 ㄷ자형강의 양단부에는 강연선 정착홀이 형성된 고정단(120′)이 형성되도록 처리하는 것이 바람직하며, 이러한 보강용 강재(100a)는 교각머리(h)와 같이 수평부분의 보강을 위하여 수평으로 설치하는 것이 적당하다.

반면, 도2와 같이 보강용 강재(100b)로 ㄷ자형강을 대체 적용하는 경우 상·하부플랜지(양 간격판, 120)에는 시어코넥터(본 발명에서는 ㄷ자형 스터드 철근(140) 적용함)를 설치하여 후타설되는 콘크리트와의 부착력을 향상시키는 것이 바람직하며, 이러한 보강용 강재(100b)는 T형 교각기둥(c) 또는 중력식(벽식) 교각(a)과 같이 수직부분의 보강을 위하여 수직으로 설치하는 것이 적당하다. 또한, ㄷ자형강의 상·하부플랜지에는 콘크리트의 타설시 빈공간 없이 콘크리트가 고르게 채워지도록 하기 위해 콘크리트 투과 구멍(130)이 형성될 수 있다. 상기와 같은 ㄷ자형강의 적용은 기성제품을 이용하여 공장에서 조립, 제작을 가능케 하는바, 현장작업량(현장에서는 단순히 보강대상구조물에 앵커를 이용하여 보강용 강재를 부착하는 작업만이 수행됨)을 줄이면서 안정적이고 향상된 품질을 기대할 수 있도록 한다.

강연선(300)은 보강용 강재의 안내홀(121a)에 삽입 설치되는 것으로, 보강용강재(100)에 정착한 후에 인장력이 도입되어 상기 보강용 강재(100)의 국부 좌굴강도를 보강한다. 또한, 인장력이 도입된 강연선(300)은 보강대상구조물(A)에 보강용 강재(100)와 함께 보강하여 콘크리트가 타설된 보강구조물(B)에 압축력을 가함으로써 단면확대되는 축방향력에 저항하는 단면적과 휨모멘트에 저항하는 단면2차 모펜트를 증가시켜 우수한 변형능력을 발휘하게 하며, 콘크리트의 구속효과 또한 기대케 한다. 강연선(300)의 시작과 끝부분에는 강연선을 정착시키기 위한 정착구가 설치되는데, 본 발명의 구체예에서는 상기 정착구로 웨지(121b)를 적용하고 있으나 여타 장치를 이용해도 무방하다.

전술하고 있는 보강용 강재(100)와 강연선(300)만으로 본 발명의 단면확대를 통한 구조물의 보강장치를 만족시킬 수 있으나, 상기 보강대상구조물이 기초와 기초위로 설치되는 수직구조물로 상기 보강용 강재와 강연선이 수직구조물 외주면에 설치되는 경우에는 기존의 말뚝의 증설 또는 어스앵커에 의한 하중분담방법을 적용하여 기초보강할 수 있다. 예를 들어, 교량에서 지진력에 의해 교각에 작용하는 모멘트 및 전단력에 따라 지반지지력이 부족하거나 기초판자체의 단면이 부족한 경우에는 기초보강을 요하게 되는데, 기둥에 설치되는 보강용 강재 지지판의 하단과 연결되어 기초와 기둥에 동시에 접하도록 L형상의 연결판을 설치하고 상기 연결판을 통해 기초와 지반에 어스앵커 또는 말뚝이 정착되도록 시공하여 기초보강할 수 있다. 이때, 연결판은 기둥에 설치된 기둥 보강장치(보강용 강재 + 강연선)와 기초 보강장치(말뚝 또는 어스앵커)와 연결하여 기둥 및 기초보강의 일체화를 꾀하는역할을 한다.

또한 보강대상구조물의 단부에는 그 단부를 접하여 감쌀 수 있도록 도3 및 도4에서 도시하고 있는 단부전용 절곡형 보강강재(200a, 200b)를 이용할 수 있다. 즉, 단부 형상에 맞게 제작된 절곡형 보강강재(200a, 200b)는 보강대상구조물(A)의 중앙부에 설치되는 보강용 강재(100)와 긴결하게 연결되는 것으로, 보강대상구조물(A) 전체에 고루 보강용 강재(100)를 설치하도록 하면서 강연선(300)의 설치 및 정착을 용이하게 하기 위하여 제안하고 있다.

절곡형 보강강재(200a, 200b)는 보강대상구조물의 단부가 T형 교각과 같이 ㄷ자형으로 절곡 단부를 이루거나 중력식 교각과 같이 U자형으로 절곡 단부를 이루는 경우 그 절곡 단부의 형상과 일치하도록 제작된다. 상기 절곡형 보강강재는 그 표면에 앵커홀이 형성되어 보강대상구조물에 앵커볼트로써 고정 설치되며, 양끝에는 외측으로 강연선 정착홀(211)이 형성된 고정단(210)이 연장 형성되어 보강용 강재 및 강연선과 일체화된 결합이 되도록 한다.

도3은 ㄷ자형으로 절곡된 절곡형 보강강재(200a)의 구체예의 사시도로, 그 외측 표면에 크기가 다른 곡선 안내용 간격판(220) 다수개가 더 부착 설치되는 것을 특징으로 한다. 즉, 절곡 단부에 설치되는 절곡형 보강강재의 좌굴이 우려되는 경우 특히, 교각머리(a)와 같이 양단부에 압축력이 집중하는 경우에는 강연선의 설치를 고려하게 되는데, 강연선(300)은 크기가 다른 곡선 안내용 간격판(220)을 갖는 절곡형 보강강재(200a)의 외주면을 따라 접하여 설치되고 양끝의 고정단(210)에 정착하게 된다. 이때, 크기가 다른 곡선 안내용 간격판(220)의 적용은강연선(300)이 완만한 곡선을 이루면서 설치되도록 유도하여 강연선(300)의 파단을 방지하는 역할을 한다.

도4는 U자형으로 절곡된 절곡형 보강강재(200b)의 다른 구체예의 사시도로, 그 외측 표면에 콘크리트와의 부착력 향상을 위해 시어코넥터(본 발명에서는 ㄷ자형의 스터드 철근(240)을 적용함)가 부착, 설치되는 것을 특징으로 한다. 이러한 절곡형 보강강재는 강연선의 설치를 생략하여도 무방한 경우, 특히 중력식 교각과 같이 어느 한 부분으로도 압축력이 집중하지 않는 경우에 적용하기에 적당하다.

도5 내지 도8을 참고하여 본 발명의 단면확대를 통한 구조물의 내진보강방법을 상세히 설명한다. 구조물의 내진보강방법은 구조물의 단면을 확대하여 내진성능을 향상시키기 위한 방법으로, 보강대상구조물(A)의 적정 위치에 앵커홀을 천공하는 단계; 앵커볼트를 이용하여 보강용 강재(100, 100a, 100b)와 절곡형 보강강재(200a, 200b)를 보강대상구조물(A)에 고정, 설치하는 단계; 상기 보강용 강재와 절곡형 보강강재에 강연선(300)을 정착시킨 후 상기 강연선에 인장력을 도입하는 단계; 및, 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 보강구조물을 완성하는 단계;를 포함하여 구성된다.

도5 및 도6은 보강대상구조물로 원형단면의 기둥을 갖는 T형교각을 채택하고 도7 및 도8은 보강대상구조물로 중력식(벽식) 교각을 채택하여 단면확대를 통한 구조물의 내진보강방법을 실시한 구체예를 도시하고 있다. 교각의 내진보강방법은 전술하고 있는 일반 구조물의 방법과 전체적으로 동일하나 교각기초를 파쇄하고 교각을 치핑하는 단계가 더 포함되어 기초와 교각의 일체화를 꾀하고 있다. 즉, 교각의 보강방법은 보강대상구조물인 교각 구체의 단면을 확대 보강하여 내진성능을 향상시키기 위한 방법으로, 교각기둥과 접하는 교각기초의 일정부분을 파쇄하는 제1단계; 교각을 치핑하는 제2단계; 교각의 적정 위치에 앵커홀을 천공하는 제3단계; 앵커볼트를 이용하여 보강용 강재와 절곡형 보강강재를 교각기초의 파쇄부분를 포함하여 교각기둥 및 교각머리 둘레에 고정 설치하는 제4단계; 상기 보강용 강재와 절곡형 보강강재에 강연선을 정착시킨 후 상기 강연선에 인장력을 도입하는 제5단계; 및, 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 보강구조물을 완성하는 제6단계;를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 제4단계에는 교각기둥에 설치된 보강용 강재와 연결되는 L형상의 연결판이 교각기초와 교각기둥에 동시에 접하도록 설치되고, 상기 L형상의 연결판에 고정되는 어스앵커 또는 말뚝을 기초와 지반에 정착시키는 단계를 더 포함시켜 기초보강을 할 수 있다. 또한, 상기 제6단계에는 거푸집 설치시 교각 상부면 둘레로 가설용 조인트비드를 설치하는 단계; 콘크리트 타설 후 거푸집 해체시 상기 가설용 조인트비드를 제거하는 단계; 및, 상기 가설용 조인트비드를 제거한 부분에 에폭시 수지 또는 모르타르를 주입, 충진하는 단계;가 더 포함되도록 하여 기존의 보강대상구조물과 새로이 구축된 보강구조물의 연접부위에 틈새가 발생하지 않도록 밀실하게 처리할 수 있다.

교각의 내진보강을 위해 먼저 교각기초(f) 일부분을 파쇄하게 되는데, 이는 보강용 강재(100, 100b)를 교각기초(f)와 교각기둥(c)에 동시에 접하도록 설치하여교각기초(f)와 교각기둥(c)을 일체화시킴으로써 지진과 같은 수평력에 대하여 취약하기 쉬운 부분의 전단파괴 및 휨파괴를 방지하기 위함이다. 교각표면을 고르게 하기 위해 교각을 치핑하고 교각기둥(c) 및 교각머리(h)에 적용할 보강용 강재(100, 100a, 100b))의 앵커홀(111a)을 고려하여 그 위치를 정하여 교각표면에 앵커홀을 천공한다.

이어 본 발명의 구조물의 단면확대 보강장치의 보강용 강재(100, 100a, 100b))와 절곡형 보강강재(200a, 200b)를 교각 둘레로 앵커볼트(111b)를 이용하여 교각표면에 설치한다.

도5 및 도6과 같이 원형 교각기둥(c)을 갖는 T형 교각의 내진보강공사 작업시에는 원형기둥의 단면과 일치하는 곡면의 지지판을 갖는 보강용 강재(100)를 기둥 보강용 강재로 적용하며, 교각머리(h)에는 그 중앙부에 도1에서 도시하고 있는 ㄷ자형강으로 제작된 보강용 강재(100a)를 적용하고 그 단부에 도3에서 도시하고 있는 ㄷ자형으로 절곡된 절곡형 보강강재(200a)를 적용한다. 이때, ㄷ자형강을 이용하여 교각머리(h)의 중앙부에 설치되는 보강용 강재(100a)는 교각머리(h)에 가로방향으로 설치되도록 하여 중앙부분에서의 휨균열 및 전단균열의 발생을 억제한다.

도7 및 도8과 같이 중력식(벽식) 교각(a)의 내진보강공사 작업시에는 도2에서 도시하고 있는 ㄷ자형강으로 제작된 보강용 강재(100b)를 중력식 교각(a) 중앙의 표면에 일정간격을 두고 다수개가 수직으로 고정, 설치되도록 하고, 중력식 교각(a) 양단부에는 도4에서 도시하고 있는 U자형으로 절곡된 절곡형 보강강재(200b)를 적용 설치한다.

도시하지는 않았지만 교각기초(f)에는 교각기둥(c, a)에 설치된 보강용 강재(100, 100b)의 지지판과 연결되어 설치되는 L형상의 연결판을 설치하고, 상기 L형상의 연결판에 고정되는 어스앵커 또는 말뚝이 교각기초를 통과하여 지반에 정착하도록 기초보강공사를 실시할 수 있다.

교각둘레로 강재의 설치가 완료되면 보강용 강재(100, 100a, 100b) 및 절곡형 보강강재(200a, 200b)에 강연선(300)을 설치, 정착시킨 후 인장력이 도입되도록 한다. 단부에 ㄷ자형으로 절곡된 절곡형 보강강재(200a)가 적용되는 경우에는 강연선(300)이 곡선 안내용 간격판(220)을 따라 완만한 곡선을 이루도록 설치되므로 인장력이 도입된 후에 강연선의 파단을 방지할 수 있다. 강연선(300)은 보강용 강재(100, 100a, 100b) 및 절곡형 보강강재(200a, 200b)가 설치된 교각기둥(c) 및 교각머리(h) 둘레전체에 설치되어 강연선(300)의 인장시 인장공간이 공백이 없도록 하는 것이 바람직하다. 도6c에서는 이를 위해서 강연선(300)의 시작과 끝의 정착이 서로 엇갈리도록 하고 있다.

상기와 같이 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치를 보강대상구조물인 교각에 설치한 후 거푸집을 가설하고 콘크리트를 타설하면 기존의 교각에서 단면확대되는 보강구조물(B)이 완성된다. 이때, 교각의 상부면은 외부에 노출되기 때문에 기존의 보강대상구조물과 새로 구축되는 보강구조물과의 연접부위에 틈이 발생하면 빗물 등 이물질이 연접부위의 틈에 스며들어가 백태현상을 일으키는 등 하자요인이 될 수 있으므로 연접부위가 밀실하게 처리되도록 주의한다. 이를 위해 본 발명에서는 삼각단면을 갖는 가설용 조인트비드를 거푸집 설치시 교각 상부면 둘레로 보강대상구조물과 외접하도록 설치하고 콘크리트 타설 후 거푸집 제거시에 상기 가설용 조인트비드를 함께 제거하고, 이어 가설용 조인트비드의 제거위치에 에폭시 수지 또는 모르타르를 주입, 충진하는 방법을 제안하고 있다.

결국, 보강구조물(B)은 강재, 강연선 및 콘크리트가 일체화됨으로써 강재(100, 100a, 200a)와 강연선(300)에 의해 구속되는 콘크리트가 교각의 단면을 확대 보강하여 내진설계되지 않은 기존 구조물의 내진성능을 향상시킨다. 또한, 강재, 강연선 콘크리트의 결합으로 내하력, 인성 및 연성, 변형성능 등 구조적인 성능이 향상되며, 확대 단면을 크게 하지 않고도 소요 구조적인 성능을 확보할 수 있어 도심지의 고가교와 같이 하부 공간이 제한되는 구조물에도 효과적으로 적용할 수 있게 된다.

Claims

교각 등 기존 콘크리트 구조물의 단면을 확대 보강하여 구조적인 성능을 향상시키기 위한 장치로서,

보강대상구조물의 외주면에 고정 설치되는 것으로, 보강대상구조물에 외주면에 접하도록 면처리된 박판상의 지지판과 상기 지지판에 수직하는 간격판을 포함하여 구성되며 상기 지지판에는 앵커홀이 형성되고 상기 간격판에는 안내홀이 형성되는 보강용 강재; 및,

상기 보강용 강재의 간격판에 형성된 안내홀에 삽입, 설치되며 인장력이 도입되는 강연선;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치.
제1항에서, 상기 보강용 강재는 ㄷ자형강을 사용하여 웨브가 지지판을 구성하되 상·하부플랜지가 간격판을 구성하거나 상·하부플랜지 사이에 수직으로 간격판이 배치되도록 처리된 보강용 강재인 것을 특징으로 하는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치.
제1항 또는 제2항에서, 상기 보강대상구조물이 기초와 기초위로 설치되는 수직구조물로 보강용 강재와 강연선이 수직구조물 외주면에 설치되는 경우, 상기 보강용 강재 지지판의 하단과 연결되어 기초와 기둥에 동시에 접하도록 설치되는 L형상의 연결판과 상기 연결판에 고정되어 기초와 지반에 정착하는 어스앵커 또는 말뚝을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치.
제1항 또는 제2항에서, 보강대상구조물의 단부가 절곡 단부를 이루는 경우, 상기 절곡 단부의 외주면에 접하여 감싸도록 절곡되고, 양끝단에는 외측으로 강연선 정착홀을 갖는 고정단이 연장 형성되며, 외측 표면에 강연선이 완만한 곡선을 이루어 설치되도록 안내하는 크기가 다른 곡선 안내용 간격판 다수개가 더 부착 설치되는 절곡형 보강강재가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치.
제1항 또는 제2항에서, 보강대상구조물의 단부가 절곡 단부를 이루는 경우, 상기 절곡 단부의 외주면에 접하여 감싸도록 절곡되고, 양끝단에는 외측으로 강연선 정착홀을 갖는 고정단이 연장 형성되며, 외측 표면에는 시어코넥터 다수개가 더 부착 설치되는 절곡형 보강강재가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강장치.
보강대상구조물인 교각 구체의 단면을 확대 보강하여 내진성능을 향상시키기 위한 방법으로,

교각기둥과 접하는 교각기초의 일정부분을 파쇄하는 제1단계;

교각을 치핑하는 제2단계;

교각의 적정 위치에 앵커홀을 천공하는 제3단계;

앵커볼트를 이용하여 보강용 강재와 절곡형 보강강재를 교각기초의 파쇄부분를 포함하여 교각기둥 및 교각머리 둘레에 고정 설치하는 제4단계;

상기 보강용 강재와 절곡형 보강강재에 강연선을 정착시킨 후 상기 강연선에 인장력을 도입하는 제5단계; 및,

거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 보강구조물을 완성하는 제6단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강방법.
제6항에서, 상기 제4단계에는,

교각기둥에 설치된 보강용 강재와 연결되는 L형상의 연결판이 교각기초와 교각기둥에 동시에 접하도록 설치되고, 상기 L형상의 연결판에 고정되는 어스앵커 또는 말뚝을 기초와 지반에 정착시키는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강방법.
제6항 또는 제7항에서, 상기 제6단계에는,

거푸집 설치시 교각 상부면 둘레로 가설용 조인트비드를 설치하는 단계; 콘크리트 타설 후 거푸집 해체시 상기 가설용 조인트비드를 제거하는 단계; 및, 상기 가설용 조인트비드를 제거한 부분에 에폭시 수지 또는 모르타르를 주입, 충진하는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강방법.