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우선 즙
5 years ago
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1 외부강선을이용한연속교보강공법의실험적연구 An Experimental study of External Prestress Strengthening Method for continuous bridges 한만엽 * 신재우 *** 강태헌 *** 진경석 ** 강상훈 *** Han, Man-Yup Shin, Jae-Woo Kang, Tae-Heon Jin, Kyung-Suk Kang, Sang-Hun ABSTRACT This study is for the strengthening method of continuous bridge through external tendon strengthening that is the most general and effective among concrete bridge's strengthening method. Recently, it is numerous that slab's parts between spans have continuity for improving trafficable ability. However, in this case, slab would have a crack; bridge's durability would be damaged, and also it is too difficult to manage and maintain bridge due to the tensile strength of negative moment. Therefore, the purpose of this study is to demonstrate load-carrying through experiments and develop new external pre-stressing strengthening method for reinforcing continuous bridge. 1. 서론 최근교량건설의추세는장경간교량을시공하는방향으로옮겨가고있다. 우리나라는아직까지연속교보다는단순교가많은것이사실이나, 단경간구조물을연속화시키는교량의수가증가하고있음을볼때효율적인연속교의보강공법개발이절실한실정이다. 현재연속교의보강공법은실제시공에서보편화된방법을찾기가힘들다. 따라서본연구에서는연속교에서발생하는정 부모멘트의인장력으로인한교량의피해을효율적으로줄일수있는새로운연속교외부강선보강공법을개발하고자다음과같은실험을수행하였으며, 이에따른보강효과를제시하고자한다. 2. 연속교외부강선보강공법의개념 연속교외부강선보강공법은그림 1 과같이양단부정착장치, 새들 (Saddle), 디비에이터 (Deviator), 그리고중앙부정착장치로구성되어있다. 새들은긴장력이가해지면외부강선이각보의중앙부를들어올리도록외부강선을고정하며, 보와보를연결하는연결부에서외부강선의압축력을견디도록고정하는디비에이터와 * 정회원, 아주대학교건설시스템공학과정교수 ** 정회원, 아주대학교건설시스템공학과박사과정 *** 정회원, 아주대학교건설시스템공학과석사과정

2 중앙부에서외부강선의한쪽끝을고정하는중앙부정착장치로이루지는것을특징으로한다. 디비에이터와중앙부정착장치까지직선연결되는외부강선은지점부상단에서교차하므로긴장량의두배가작용하며, 부모멘트로인한인장력을감소시킨다. 그림 1 연속교외부강선보강공법의구성 3. 시험체제작및실험방법 3.1 시험체제작본연구에사용된시험체는그림 2와같이폭 0.2m, 높이 0.6m, 길이 3.4m의단순보 2세트를직선배치한후폭 0.6m, 높이0.1m의슬래브를일체로타설하여지간길이 6.8m의 2경간연속보시험체를제작하였다. 실험에사용된철근및콘크리트의물성치는표 1과같다. 표 1 시험체에사용된콘크리트및철근의물성치 콘크리트압축강도 슬럼프 (cm) 공기량 (%) 인장및압축철근항복강도 전단철근항복강도 그림 2 시험체단면형상및배근상세 3.2 긴장및계측방법본실험에대한긴장및계측에대한개념은그림 3과같다. 강선의긴장은시험체의양끝에강선을고정시킨ㄷ-channel과실린더사이에로드셀을배치하여긴장량을측정하였다. 기타정착장치와강선의배치는그림 3과같다. 강선은 SWPC 7B 7연선12.7mm 강선을 1가닥씩보의양측면에사용하였다. 시험체의처짐은한경간에대하여 LVDT를 5개씩총10개배치하여측정하였고시험체의최대모멘트가발생하는인장철근에 strain gauge를각각 2개씩총6개부착하여보강에따른효과를비교할수

3 그림 3 시험체긴장및계측개념도 있도록하였다. 하중은최대정모멘트를발생시키는위치에실린더와로드셀을이용하여그림 3과같이집중하중으로가력하였다. 3.3 실험순서본실험의순서는표 2와같이 5단계로진행된다. 강선의긴장량 32t은보의양측면에대한긴장량이며, P y 에대한무보강과보강의측정치와보강에따른솟음량을측정하여비교분석하였다. 표 2 시험체긴장및계측개넘도 순서 내용 1 P y 까지가력 ( 한경간에38t씩가력 처짐, 변형률측정 ) 2 Unloading ( 보강전처짐, 변형률측정 ) 3 외부강선보강 (32t 긴장 솟음량, 변형률측정 ) 4 보강후 P y 까지가력 ( 처짐, 변형률측정 ) 5 Unloading 4. 실험결과및분석본실험에대한결과는표 3과같다. 표 3은 38t 가력에대하여보강전 후의측정값비교와긴장에따른솟음량과변형률에대한비교를보여주고있다. 처짐은한경간의최대처짐값을가지는 LVDT 3번과 8번을대표값으로나타내었고, 변형률은실험중손상된strain gauge를제외한나머지의평균값을나타내었다. 38t 가력시무보강의경우최대 19.07mm의처짐이발생한반면, 보강의경우11.67mm 의처짐이발생하여최대 7.4mm 만큼의차이값을나타내었다. 그림 4는보강전 후의연속교처짐형상을비교하여나타낸그림이다. 또한, 강선긴장전후처짐값을비교하여솟음량을측정한결과경간중앙에서최대 4.45mm의솟음을보였다. 그림 5는긴장전처짐과긴장에따른솟음을비교하여나타낸그래프이다. L #3 (mm) L #8 (mm) SG #1 SG #2 SG #3 (38t) 가력시 보강전보강후 표 3 실험결과비교 증감 긴장에따른솟음량및변형률비교 긴장전긴장후 증감 ( 표기 : LVDT L, strain gauge SG )

4 그림 4 (38t ) 가력시보강전 후처짐비교 그림 5 긴장후솟음량비교 그그림 6 실험순서에따른처짐비교 (L #3) 그림 7 실험순서에따른변형률비교 (SG #2) 림 6 은실험순서에따른처짐 (L #3) 의변화를나타내고있으며, 보강과무보강의비교와함께강선긴장에의한솟음을보여주고있다. 경간중앙하단의인장측변형률 (SG #1, SG #3) 은 38t 가력시보강전 후 1000μ 이상의차이를보이고있으며, 강선긴장후인장력에서압축력으로약 700μ 의변형률이증가함을보이고있다. 또한, 경간사이지점부상단의인장측의변형률 (SG #2) 은직선배치된강선의긴장으로인해 376μ의압축변형률을발생시켰으며, 보강후 38t 가력시압축력이지속적으로유지되고있음을보여주고있다. 그림 7은실험순서에따른변형률 (SG #2) 의변화를나타내고있으며, 보강과무보강의비교와함께긴장에따른압축변형률의증가를보여주고있다. 5. 결론본연구는연속교외부강선보강실험을통해보다효율적으로연속교를보강하는공법을제시하였다. 실험에서얻은하중과처짐, 변형률의관계를통해다음과같은결론에도달하였다. 1) 본연구는 2경간이상의연속교에대하여보다효률적인연속교외부강선보강공법을개발하였다. 2) 외부강선보강전 후의처짐비교시약 40% 정도의처짐이감소함을알수있다. 3) 인장력이발생하는부분의보강후변형률이보강전변형률보다약 70% 정도적게나타났다. 이는외부강선에의한하중부담률이높아보자체의하중분배를감소시킨것으로사료된다. 4) 직선배치된강선의보강에의해경간사이지점부상단의인장력이압축력으로바뀌어, 슬래브상단의균열억제에매우큰효과가있을것으로판단된다 5) 외부강선보강의특성상이후의재강선긴장으로재보강이가능하며, 외부에서보강상태를확인할수있기때문에시공이후에사후관리가쉬울것으로사료된다. 감사의글

5 본연구는건설교통부가출연하고한국건설교통기술평가원에서위탁시행한 2003년도건설핵심기술연구개발사업 (C103A A ) 지원으로수행되었으며, 이에깊은감사를드립니다. 참고문헌 1. 안원호외, 콘크리트교량의보수 보강방법의표준화, 건설교통부시설안전관리공단, pp.9-277, 한만엽, 김상완 연속교외부강선보강을위한정착장치개발연구 pp30-31, 아주대학교 한만엽, 이상욱, 외부강선보강공법의실교량시공사례연구, pp , 한만엽, 외부강선보강의신기술, 신공법, 구조보강연구회, , pp165-18

Segem ox 거더일반도 () 콘크리트설계기준강도 : f ck0mp 철근항복강도 : f y00mp 설계하중 : D, DL LC, S:,00 00,9 상세,000,000,00 (st segment) 0, (st segment) 평면도 S: 0,00 0,000,00,00

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