노들북고가외 4 개소정밀점검용역 정밀점검보고서 강남터미널고가 2012. 10 서울특별시남부도로사업소 점검기관 : ( 재 ) 한국재난연구원
제출문 남부도로사업소장귀하 귀소와계약체결한 노들북고가외 4 개소정밀점검용역 ( 강남 터미널고가 ) 에대한과업을성실히수행하고, 이에대한점검 결과를본보고서에수록하여부속자료와함께제출합니다. 2012 년 10 월 재단한국재난연구원법인 Korea Disaster Research Institute 이사장윤영조
1. 기본현황 강남터미널고가정밀점검결과표 가. 일반현황용역명 노들북고가외 4 개소정밀점검 점검기간 2012.04.06 ~ 2012.10.02 관리주체명남부도로사업소대표자 - 공동수급독자수행계약방법경쟁입찰 시설물구분도로종류교량종별 2 종 준공일 시설물위치 나. 점검실시결과현황 1978 년 서울시서초구반포동 19-36 점검금액 ( 천원 ) - 안전등급 시설물규모 L = 506.5m, B = 15.4m B 중대결함없음 점검주요결과 주요보수 보강 배수구막힘 바닥판균열, 철근노출, 재료분리, 망상균열등 SPG 용접불량, 용접누락, 도장박락, 볼트풀림등 STB 용접누락, 리벳누락, 수직보강재변형, 용접보수부균열 교각강판긁힘 접속옹벽씰링재누락 신축이음재설치, 난간및연석재시공, 받침교체, 교면재포장, 표면처리, 주입보수, 단면보수, 단면보수 ( 방청 ), 재도장, 용접보수, 배수구청소등 다. 책임기술자현황 구분 성명 과업참여기간 기술등급 총괄책임 김영의 2012.04.06 ~ 2012.10.02 특급기술자 조사및시험책임 김현성 2012.04.06 ~ 2012.10.02 고급기술자 분석및평가책임 조만천 2012.04.06 ~ 2012.10.02 특급기술자 보수ㆍ보강책임 윤영조 2012.04.06 ~ 2012.10.02 특급기술자 라. 참고사항 특이사항없음
2. 결과요약 책임기술자종합의견강남터미널고가교는외관조사와내구성조사를종합하여판단할때본시설물의종합평가등급및안전등급은 B등급으로평가되었다. 외관조사에서조사된손상들은구조적결함이나안전성을의심할만한손상은발견되지않았으므로구조물내구성증대등을위하여제시된보수 보강방법을참고하여적절한보수를실시하고, 보수부및중점유지관리가필요한부위에대해서는지속적인점검및유지관찰을시행한다면안전성및사용성확보에문제가없을것으로판단된다. 다만 1970년대가설된교량으로서전반적인용접품질이좋지않고기존의용접부에대한 UT시험결과 30% 정도가불량으로판정된상태로비록안전성평가이력은문제점이없는것으로검토되었으나, 용접결함부의피로균열은갑작스럽게발생하고진전될수있으므로, DB24이상의중차량에대한적극적인통행제한과지속적인관찰이필요할것으로판단된다. 책임기술자 : 김영의 ( 서명 ) 가. 정밀점검외관조사결과기본사항 상태평가결과및보수 보강 상태평가결과 : B 결함발생부재평가결과결함종류손상물량보수 보강 ( 안 ) 배수시설 바닥판 b c 배수구막힘 8EA 청소, 배수구아스콘에덮힘 4EA 아스콘제거 균열 ( 폭0.3mm미만 ) 45.3m 표면처리 균열 ( 폭0.3mm이상 ) 3.5m 주입보수 망상균열 71.15m2 표면처리 재료분리 70.21m2 단면보수 철근노출 78.96m2 단면보수 ( 방청 ) 보수재박락 7.40m2 단면보수 콘크리트열화 21.60m2 단면보수 콘크리트들뜸 0.48m2 단면보수 박리 3.31m2 단면보수 백태 2.25m2 표면처리
가. 정밀점검외관조사결과기본사항 ( 계속 ) 상태평가결과및보수 보강 상태평가결과 : B 결함발생부재 평가결과 결함종류 손상물량 보수 보강 ( 안 ) 용접불량 5.05m 재용접 용접누락 7.55m 용접 용접보수부균열 0.1m 스톱홀시공후볼트체결 부식 3.70m2 재도장 도장박락 / 긁힘 3.76m2 재도장 SPG/2차부재 b 가우징불량 5개소 지속관찰 복부판변형 5개소 지속관찰 강판보강부볼트풀림 1개소 볼트체결 splice 설치불량 1개소 지속관찰 리벳누락 4개소 지속관찰 브레이싱변형 1개소 (1m) 지속관찰 용접누락 0.4m 지속관찰 STB b 리벳누락 1ea 지속관찰수직보강재변형 2ea 지속관찰 용접보수부균열 0.1m 재용접 교각 b 강판보강부긁힘 0.60m2 지속관찰 교면포장 c 소성변형, 패임 - 교면방수및포장 난간 / 연석 c 파손, 열화 1013m 철거후재시공 신축이음 c 누수, 이물질퇴적 57.6m(4ea) 신축이음재설치 받침장치 c 콘크리트에뭍힘 42ea 받침교체 접속옹벽 c 씰링재누락씰링재충진망상균열 1182.5m2표면보수 나. 현장시험 시험명 시험부위 시험결과 평가의견 반발경도 탄산화깊이 바닥판교각, 교대바닥판교각, 교대 27.2~37.5/27.0MPa 로설계기준강도이상 20.1~31.4/21.0MPa 로설계기준강도이상 설계기준강도를모두상회함. 탄산화깊이 4.8~12.1mm 로측정 ( 평가 a~b) 탄산화깊이는양호한 탄산화깊이 6.4~13.5mm 로측정수준임. ( 평가 a~b)
강남터미널고가현황표 작성일 : 2012 년 9 월 구분내용구분내용 시설물명강남터미널고가시설물번호 BR1978-0000023 준공년도 1978 년관리번호고가 -2-033 시설물위치서울시서초구반포동 19-36 설계하중 DB-18 노선명 ( 이정 ) 반포로 제원 연장 L = 4@10.0+7@30.0 + 1@4000 = 290.0m 폭 B = 15.4m( 왕복 4 차선 ) 구조형식 상부 하부 SPG, STB, RC Slab 교각 : T 형 (8 기 ), 라멘 (4 기 ) 교대 : 벽식 (2 기 ) 기초형식 교대 RC 말뚝 (2 기 ) 교각 RC 말뚝 (11 기 ) 교량받침 고무받침 (56 개소 ), 탄성받침 (96 개소 ) 신축이음 강핑거 (4 개소 ), 뉴모노셀 (3 개소 ) 교차시설물 ( 도로, 철도, 하천 ) 도로통과높이 6.7m 기타 교면포장 : 아스팔트포장
위치도및전경사진 위치도 반포대교 강남터미널고가 서초 전경사진 상부전경 측면전경
정밀점검요약문
강남터미널고가요약문 1 과업의개요 1.1 과업의목적 본과업은 시설물의안전관리에관한특별법 ( 이하 시특법 이라한다 ) 제 6조및동법시행령제6조규정에따른정밀점검으로서대상시설물의물리적ㆍ기능적결함을조사하고, 구조적안전성및손상상태를점검하여재해를예방하고시설물의효용을증진시켜공공의안전을확보하는데그목적이있다. 1.2 과업시설물현황 구분내용구분내용 시설물명강남터미널고가시설물번호 BR1978-0000023 준공년도 1978 년관리번호고가 -2-033 시설물위치서울시서초구반포동 19-36 설계하중 DB-18 노선명 ( 이정 ) 반포로 제원 연장 L =4@10.0+7@30.0 + 1@4000 = 290.0m 폭 B = 15.4m( 왕복 4 차선 ) 구조형식 상부 하부 SPG, STB, RC Slab 교각 : T 형 (8 기 ), 라멘 (4 기 ) 교대 : 벽식 (2 기 ) 기초형식 교대 RC 말뚝 (2 기 ) 교각 RC 말뚝 (11 기 ) 교량받침 교차시설물 ( 도로, 철도, 하천 ) 기타 고무받침 (56 개소 ), 탄성받침 (96 개소 ) 신축이음 강핑거 (4 개소 ), 뉴모노셀 (3 개소 ) 도로통과높이 6.7m 교면포장 : 아스팔트포장 - 1 -
강남터미널고가요약문 1.3 과업의범위 구분 내용 1) 과업수행계획의수립보고 ( 사전검토보고서포함 ) 사전검토보고서제출 과업수행계획서제출 2) 자료수집및분석 유지관리관련자료 ( 설계도서, 시공자료, 기수행한점검및진단보고서, 보수 보강이력 ) 시설물관리대장 시설물의설계도면과구조계산서상의세부설계내용 ( 진동, 내구성등 ) 사전현장답사 3) 현장조사및시험 세부지침에의거시행 외관조사망도작성 신규발생손상또는이전용역발견손상여부 각종지장 ( 첨가 ) 물, 도로및교통부속시설물 비파괴시험 콘크리트시험 : 강도측정 ( 반발경도시험 ), 탄산화시험 4) 상태평가 외관조사결과분석 현장시험및재료시험결과분석 부재별상태평가및시설물전체의상태평가결과에대한소견 5) 종합평가및안전등급지정 시설물의안전상태종합평가결과에대한소견 안전등급지정 7) 보수 보강공법제시 보수 보강공법, 우선순위및장 단기대책수립 8) 시설물의효율적인유지관리방안제시 유지관리문제점보완대책수립 유지관리개선사항제시 예방적차원의보수대책제시 붕괴유발부재와중점관리부재상세하게명시 9) 보고서작성 e- 보고서작성 성과품사전검토, 제출 - 2 -
강남터미널고가요약문 1.4 과업수행일정 공종 공정 180 일간 (2012 년 04 월 06 일 ~ 2012 년 10 월 02 일 ) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 비고 1. 자료수집및검토, 과업수행계획 2. 현장조사및재료시험 3. 자료분석및검토, 시설물평가 4. 보수 보강방안및유지관리방안수립 5. 결과보고 6. 종합보고서작성및준공 공정률 (%) 공종별 11.1 27.8 22.2 16.7 5.5 16.7 누계 11.1 38.9 61.1 77.8 83.3 100.0-3 -
강남터미널고가요약문 1.5 주요점검및보수보강이력 1.5.1 점검및진단이력 구분 2003 년 7 월 2004 년 7 월 점검구분정밀점검정밀안전진단 점검기관 ( 주 ) 케이에스알 ( 재 ) 한국재난연구원 교면포장 소성균열및변형 소성변형, 망상균열, 균열 난간연석 상태양호 파손, 열화 외관조사 배수시설배수구막힘배수구막힘 (7개소) 물받이누수 ( 신축이음장치 2개소 ) 신축이음 바닥판하면 거더 교량받침하부구조 후타재박리단차, 후타재파손 미세균열 ( 망상균열및백태재료분리및철근노출 용접부위표면부식용접불량강재가로보상태양호 볼트체결불량표면부식박리, 망상균열박리및철근노출, 균열 망상균열, 균열 (0.3 mm ), 박리, 박락, 재료분리, 철근노출 SPG : 균열, 용접불량및누락, 리벳누락, 체결불량, 리벳홀가공불량, 부식, 노치, 확공 STB : pin hole, 용접불량및누락, 도장누락, 리벳마모, 풀림, 누락, Splice Plate 들뜸, 보강재중심선이탈및변형표면부식, 편기, 단면변화부쐐기형 sole plate설치, Box하부와용접누락균열 (0.3mm미만), 박락, 파손, 들뜸, 철근노출, 토사퇴적 압축강도 설계기준강도를상회함. 설계기준강도의 90% 이상으로양호 내구성조사 강재비파괴 탄산화탄산화깊이 표면 ( 양호 ) 철근배근 도막두께 배근간격및피복두께는설계도면과일치함. 탄산화깊이 b 등급 일부피복두께부족이조사됨. 도장상태양호 - UT - MT - RT - 안전성검토 - 시험개소 93 개소중 32 개소불합격 ( 제작당시용접불량 ) 시험개소 108개소중 62개소불합격 ( 제작당시용접불량 ) STB구간하부플랜지맞대기용접부 6개소중 6개소모두불합격 ( 제작당시루트부용입부족으로판단되며진행성균열은아님 ) 공용내하력은 DB-18이상을만족하나용접결함을고려하여과적차량의통행에주의 평가등급 - C 등급 - 4 -
강남터미널고가요약문 구분 2006 년 8 월 2008 년 8 월 점검구분정밀점검정밀점검 점검기관다다이엔씨선유건설 ( 주 ) 교면포장 소성변형소성변형 난간연석 파손, 들뜸, 열화파손, 들뜸, 열화 배수시설 배수구막힘배수구막힘 외관조사 신축이음 바닥판하면 조인트단차, 고무재파손, 후타재파손조인트단차, 후타재파손 균열 (0.3 mm미만 ), 망상균열및백태, 재료분리및철근노출 망상균열및백태, 재료분리및철근노출 거더 볼트체결불량, 리벳불량및누락 플레이트거더용접불량, 리벳불량및누락 교량받침 너트탈락너트탈락 하부구조 균열 (0.3 mm미만 ), 백태, 파손및들뜸균열 (0.3 mm미만 ), 백태, 들뜸 압축강도 설계기준강도를상회함설계기준강도를상회함. 내구성조사 탄산화탄산화깊이 b 등급 탄산화깊이 b 등급 철근배근 배근간격및피복두께 양호배근간격및피복두께 양호 안전성검토 - - 평가등급 B 등급 B 등급 - 5 -
강남터미널고가요약문 구분 2009 년 7 월 2011 년 2 월 점검구분특별점검정밀안전진단 점검기관 ( 주 ) 대신구조엔지니어링 ( 재 ) 한국건설안전기술원 외관조사 초기용접상태불량으로주요용접부에서균열등이발생되어 2008년용접결함부위에대한보수공사를실시후특별점검을실시하였음. 용접균열 ( 터짐 ): 보수상태양호. 받침장치수직보강재와받침의편기부 : 보강및보수상태양호. Plate Girder 하부플랜지맞대기용접누락부 : 철판보강부상태양호. WEB( 복부판 ) 맞대기용접불량및누락부 : 보수후마감불량이 3개소조사됨. 금회점검을통해신규손상 : 용접불량및누락이 3개소조사됨. 외관조사 내구성조사 교면포장 난간연석 배수시설 신축이음 바닥판하면 거더 교량받침 하부구조 압축강도 소성변형및패임, 마모및열화발생 ( 전면재포장필요 ) 단면파손및박리, 일부균열보수부의재균열 배수관미설치및파손, 배수구막힘 핑거조인트단차, 배수받이누수및파손 ( 신축이음교체필요 ) 망상균열, 철근노출 (SPG, STB 구간 ) 슬래브구간양호 2008년용접불량보수됨, 볼트체결불량, 리벳누락, 부식, 도장탈락, 일부용접누락, 조류배설물퇴적단보강재와받침중심선편기, 받침장치의편기 ( 종방향 ), 받침플레이트밀림, sole plate 용접누락, 볼트풀림, 부식, 볼트간섭교대 : 전반적인표면보수부탈락, 망상균열교각 : 박리및박락, 단면파손및철근노출, 누수및백태, 표면처리열화 설계기준강도대비 110% 를상회함. 탄산화 b 등급으로평가됨. 철근배근 배근간격은대체로만족하나일부피복두께부족이나타남. 염화물 a 등급으로평가됨. SPG구간 84개소중 21개소불합격, UT 강 STB구간 6개소중 6개소불합격재 2008년용접보수부에 10개소중모두비 MT 합격 ( 용접보수부위는전반적으로양파호함 ) 27개소중 24개소불합격 ( 기공및용괴 RT 입불량, 용입불량 50% 이상발생부보수실시 ) 안전성과사용성검토결과, 모두설계안전성검토하중에대해안전한것을검토, 공용내하력은 DB-18이상임. 평가등급 C 등급 ( 포장, 난간, 연석의노후화, 신축이음장치누수, 받침장치불량으로인해하향됨 ) - 6 -
강남터미널고가요약문 1.5.2 보수ㆍ보강보강이력 공사기간보수부위보수내용시공사 2000. 09 01 ~ 2000. 11. 30 P3, P8 P3, P8 교각코핑부보수청라건설 2001. 10. 29 ~ 2001. 11.30 상판 상판보수 (250, 초속경 ) 34.2 m2현대본드건설 2001. 12. 01 ~ 2001. 12. 31 A1~A2 배수홈통보수 (A1, P3, P4) L=3.5m 단면보수 (A1, A2) A=1187 m2 단면보수 (A2) A=40.44 m2 현대본드걸설 2002. 03. 20 ~ 2003. 02. 28 배수시설 교체신지유지보수 ( 주 ) 2003. 06. 24 ~ 2004. 04. 19 철근콘크리트 외 1 종 균열보수공법 ( 표면처리, 주입, 충전등 ) 상판철판보강 창신건설 2004. 05. 10 ~ 2005. 05. 31 철근콘크리트 외 1 종 균열보수공법 ( 표면처리, 주입, 충전등 ) 외 1 종 실리건설 2005. 06. 27 ~ 2005. 11. 30 교면포장외 1 종 재포장 ( 오버레이등 ) 강교보수 ( 용접등 ), 강교외부도장 성윤개발 ( 주 ) 2005. 09. 09 ~ 2005. 09. 20 신축이음 부분보수 ( 주 ) 알라딘건설 2007. 04. 03 ~ 2007. 12. 29 철근콘크리트 균열보수공법 ( 표면처리, 주입, 충전등 ) 외 1종외 1종 수산건설 ( 주 ) 2008. 11. 24 ~ 2008. 12. 11 강재주형 강재용접균열 ( 터짐 ) 부 맞대기용접불량및누락부 받침수직보강재편기부보수및보강 - 2009. 04. 23 ~ 2010. 02. 28 교각 균열보수공법 ( 표면처리, 주입, 충전등 ) 상영 eng 2009. 04. 23 ~ 2010. 02. 28 난간, 연석, 중앙분리대 부분보수상영 eng 2011. 04. 28 ~ 2012. 02. 29 난간, 연석, 중앙분리대 부분보수원당이엔씨 - 7 -
강남터미널고가요약문 2 외관조사 2.1 외관조사결과 가. 교면포장아스콘으로포장된교면은차량반복하중에따른소성변형과패임이국부적으로발생하였으나, 하절기폭염시중차량통행으로교면은소성변형이다수발생되는것으로조사되었다. 따라서포장면의손상확대에따른상부구조에열화발생이없도록전면재포장이필요할것으로판단된다. 또한교면은우기시구배불량으로인한체수의발생은없는것으로조사되었다. 나. 배수시설교량상면의배수구는총 22개소가설치되어있으며, 배수관은 2차보수보강공사진행에따라강재재질의배수관으로신규설치된상태이다. 발생손상으로는이물질유입과교면포장시아스콘이오버레이되어배수구가막혀있는상태로조사되었다. 배수구막힘으로배수상태가불량하면체수에의한교면상면의열화를가져올수있으므로청소및지속적인유지관리를통하여배수를원활히하여야할것으로판단된다. 다. 난간및방호벽콘크리트로만들어진난간과연석은장기공용과보수재열화로콘크리트표면이전반적으로열화가발생된상태이며, 일부위치에서는차량충돌에의한파손도조사되었다. 난간및연석은콘크리트탈락에따른안전사고와지지력부족등이우려되는상태로전면적인철거후재시공을실시하여야할것이다. 라. 신축이음장치 1) 외관조사신축이음장치는 RC Slab구간은강핑거가설치되어있으며, 강교구간의 3개소는뉴모노셀형식으로 2012. 6월에재설치가완료되었다. RC Slab구간 (A1,P2,P10,A2) 의신축이음하부로는강우시누수가미세하게발생되고있어받침장치의교체후재설치가필요할것으로판단된다. 또한신축유간부는대체로양호하나강우시토사등이유입되므로주기적인청소가요구된다. - 8 -
강남터미널고가요약문 2) 신축이음신축량측정 각신축이음별유간거리검토결과, 온도변화에따른계산신축량은실측유간이내로신 축에는문제가없는것으로산정되었다. 마. 바닥판바닥판하면에서는균열, 망상균열, 철근노출, 백태, 재료분리, 콘크리트열화, 박락등의손상이조사되었다. 균열은발생폭에따른주입과표면처리가요구되며, 피복두께부족에의한철근노출, 들뜸은단면복구에의한보수가필요하다. 또한백태는신축이음부로침투된물이균열부와접촉되어발생된것으로판단되며, 현재백태발생부로는누수가없는상태이며, 내구성유지차원의보수가요구된다. 바. Steel Plate Girder 및 2 차부재 Steel Plate Girder구간은 S3~S6, S8~S10경간이며, 거더는경간마다 6기가시공되어있다. 2005년강교외부에대한전반적인도장보수가시행되었으며, 도장방식은중방식인것으로조사되었다. 또한비드균열, 용접불량, 용접누락, 리벳누락, 체결불량등에대한손상은 2005년과 2008년에전반적으로보수가실시되었으나, 금회점검결과보수가누락되었던손상과시공시제작결함에의한손상이추가적으로조사되었다. 시공미흡에의한용접불량과용접누락은복부판맞대기이음부와수직보강재용접부에서조사되었으며, 그라인딩후재용접의보수가필요하다. S8G6 지점부복부판에서는용접보수부위재균열이발생하여, 용접보수방법이부적절한것으로판단되므로스톱 홀설치후볼트체결보수가적절할것으로판단된다. 또한기존모재균열부에강판을 보강한부위는이상이없는상태이나, S5G6의하단부볼트 1개소가풀려있는상태로조사되어재조임을실시하고지속적인체결력확인이요구된다. Splice Plate에서조사된리벳누락은기존보수에서누락된손상이나, 상부플랜지에위치하여볼트쳬결을통한보수효과가미비하므로지속적인유지관찰이바람직할것으로판단된다. 거더지점부에서발생된복부판과브레이싱의국부변형은하중으로인한손상이아닌시공시부주의로발생된것으로현상유지하여도무방한상태이다. 단부수직보강재의용접이잘못되어홈을파낸가우징부위는표면이불량하게마감된상태이나, 균열, 변형등의 2차손상이없이공용되어왔으므로보수는불필요한것으로판단된다. - 9 -
강남터미널고가요약문 사. Steel Box Girder 교차로인 S7경간에시공된 Steel Box Girder에서조사되었던용접누락및용접불량, 리벳누락, 체결불량등에대한손상은 2005년과 2008년에전반적으로보수가실시되었으나, 금회점검결과일부보수누락부위와보수부재손상의손상이조사되었다. 시공미흡에의한용접불량과용접누락은수직보강재용접부와플랜지-복부판용접부에서조사되었으나, 그길이가짧아 (0.2m, 0.1m) 용접보수를실시하기보다는지속적인유지관찰이바람직할것으로판단된다. Splice Plate에서조사된리벳누락 (1개소) 은상부플랜지에위치하여볼트쳬결을통한보수효과가미비하므로지속적인유지관찰이요구된다. 하부플랜지의횡리브와종리브가교차하는부위의용접부는보수가불량하여균열이발생된상태이며, 재용접을통한보수가필요하다. 특히용접누락과용접불량에대한보수후재손상발생여부를지속적으로관찰해야할것이다. 아. 받침장치 1) 외관조사교량받침은 2012년 1차보수공사및내진성능개선공사의시행으로강교구간 (S3~S10) 의받침을탄성받침으로교체가시행되었다. RC슬래브구간 (S1~S2, S11~S12) 의고무받침은시공미흡으로받침이콘크리트에뭍히어가동및외관상태의확인이어려운상태이므로모두교체가필요할것으로판단된다. 2) 연단거리검토 각받침장치별연단거리검토결과, 전개소에서최소연단거리이상을확보하고있는 것으로조사되었다. 아. 교대및교각교대와교각은장기공용에따른표면박리, 망상균열, 균열, 백태등의손상과피복두께부족으로인한철근부식, 들듬등이발생하였으나, 진단기간중신기술제596호코스렘공법으로모두보수되어양호한상태를유지하고있다. P9의강판보강부는통행차량에일부긁힘이발생하였으나기능발휘에는문제가없는수준이므로지속관찰이바람직할것으로판단된다. - 10 -
강남터미널고가요약문 자. 접속옹벽및부속시설교량시 종부에시공된철근콘크리트접속옹벽의표면에는건조수축으로인한전반적인망상균열이발생되어전면적인면보수가요구되며, 시공이음부에는씰링재가누락되어우수유입에따른침하와침식등이우려되므로씰링처리가요구된다. 2.2 기점검결과와의비교 부재명 손상내용 2011 년정밀안전진단 금회정밀점검 비고 소성변형 293.45 m2 2.00 m2 교면포장 패임 - 0.16 m2 신축이음 열화및마모 847.40m2 - 유간토사퇴적 5.5m 6.0m 후타재균열 - 8.1m 신축이음누수 7EA 4EA 우수방지덮개파손 7EA - 신축이음단차 1EA - 후타재파손 2.84m2 - 강교구간의신축이음은 1 차보수기간중 (2012) 재설치된상태임 균열 ( 폭 0.3 mm미만 ) 6.0m 45.3m 균열 ( 폭 0.3 mm이상 ) 1.0m 3.5m 망상균열 17.7 m2 71.15 m2 바닥판 재료분리 66.79m2 70.21m2 철근노출 5.55m2 78.96m2 보수재박락 6.59m2 7.40m2 콘크리트열화 - 21.60m2 콘크리트들뜸 - 0.48m2 박리, 박락 8.69m2 3.31m2 백태 0.60m2 2.25m2 단면파손 3.45m2 - 피복두께가부족한구간에철근부식 외측부위우수접촉에따른단면열화 - 11 -
강남터미널고가요약문 부재명 2011 년손상내용정밀안전진단 금회정밀점검 용접누락 2.5m 7.55m 비고 수직보강재, 맞대기이음부용접누락 용접보수부균열 0.1m 0.1m S8G6 부식 1.50 m2 3.70 m2 도장박락 / 긁힘 2.00 m2 3.76 m2 SPG/ 2 차부재 가우징불량 - 5 개소 복부판변형 1 개소 5 개소 강판보강부볼트풀림 - 1 개소 splice 설치불량 1 개소 1 개소 리벳누락 - 4 개소 브레이싱변형 1 개소 1 개소 (1m) 용접누락 - 0.4m STB 리벳누락 1 개소 1 개소 수직보강재변형 1 개소 2 개소 용접보수부균열 - 0.1m 받침장치 받침부식 12 개소 - 솔플레이트용접누락 96 개소 - 볼트풀림 5 개소 - 볼트간섭 5 개소 - 편기 4 개소 - 강교구간 (S3~S10) 받침장치는탄성받침으로모두교체설치됨 단부보강재편기 14 개소 - 고무받침콘크리트에뭍힘 - 42 개소 - 12 -
강남터미널고가요약문 부재명 손상내용 2011 년정밀안전진단 금회정밀점검 비고 강판보강부긁힘 0.60 m2 0.60 m2 균열 (0.2mm 이하 ) 2.0m - 균열 (0.3mm 이상 ) 5.5m - 망상균열 1414.10 m2 - 재료분리 7.45 m2 - 교대 / 교각 백태 2.25 m2 - 철근노출 0.36 m2 - 단면파손 11.08 m2 - 교대및교각은전면단면보수가실시되어양호한상태임. 보수부탈락 21.75 m2 - 단면들뜸 54.47 m2 - 배수관미설치및 파손 29EA - 누수및열화 8.00 m2 - 난간 / 연석 콘크리트파손 6.43 m2 13.12 m2 콘크리트열화 2532.5 m2 2532.5 m2 배수시설 배수구막힘 19EA 8EA 배수구아스콘에덮힘 - 4EA 망상균열 1182.50 m2 1182.50 m2 접속옹벽 씰링재누락 - 22.60m 철근노출 0.36 m2 0.66 m2 단면파손 9.63 m2 - - 13 -
강남터미널고가요약문 3 내구성조사 3.1 내구성조사결과 시험명 시험부위 시험결과 평가의견 반발경도 탄산화깊이 바닥판교각, 교대바닥판교각, 교대 27.2~37.5/27.0MPa로설계기준강도이상 20.1~31.4/21.0MPa로설계기준강도이상 설계기준강도를모두상회함. 탄산화깊이 4.8~12.1mm로측정 ( 평가 a~b) 탄산화깊이는양호한 탄산화깊이 6.4~13.5mm로측정수준임. ( 평가 a~b) 3.2 전회차내구성시험결과와비교 시험명반발경도 시험부위 2010 년정밀점검 2012 년정밀점검 ( 금회 ) 바닥판 24.6~28.1/24.0MPa 27.8~36.0/27.0MPa 교각, 교대 23.6~25.1/21.0MPa 22.2~31.1/21.0MPa 탄산화깊이 바닥판 16~23mm ( 평가 b) 4.8~12.1 ( 평가 a~b) 교각, 교대 12~20mm ( 평가 a~b) 6.4~13.5 ( 평가 a~b) 비교검토결과콘크리트반발경도조사결과는전회차보다다소크게조사되었으며, 이는측정오차와상이한시험위치로인한것으로판단된다. 탄산화깊이는동일위치가아니므로직접비교는어려우나, 급속한탄산화의진행으로인한철근의부식의우려는없는것으로판단된다. - 14 -
강남터미널고가요약문 4 시설물의상태평가 4.1 상태평가결과 4.1.1 RC 슬래브구간 S1~S2 구간 부재의분류번호구조형식 상부구조 바닥판 2차부재가로거더보 기타부재받침하부구조내구성요소 포장배수난간연석 신축이음 교량받침 탄산화탄산화하부기초 ( 상부 ) ( 하부 ) 1 RCS b N/A N/A a a c b b a q x b 2 RCS b N/A N/A a X c x b a q x x 평균 0.200 N/A N/A 0.100 0.100 0.400 0.200 0.200 0.100 N/A N/A 0.200 가중치 34 N/A N/A 7 3 2 10 10 27 N/A N/A 7 ( 평균 가중 0.068 N/A N/A 0.007 0.003 0.008 0.020 0.020 0.027 N/A N/A 0.014 치 )/ 가중치합 1. 환산결함도점수 = 0.167 2. 상태평가결과 = B S11~S12 구간 부재의분류 번호구조형식 상부구조 바닥판 2차부재가로거더보 기타부재받침하부구조내구성요소 포장배수난간연석 신축이음 교량받침 탄산화탄산화하부기초 ( 상부 ) ( 하부 ) 11 RCS a N/A N/A a X c b b a q x x 12 RCS b N/A N/A a c c x b a q x x 13 RCS N/A N/A N/A N/A N/A N/A b b a q N/A x 평균 0.150 N/A N/A 0.100 0.400 0.400 0.200 0.200 0.100 N/A N/A N/A 가중치 38 N/A N/A 7 3 2 10 10 30 N/A N/A N/A ( 평균 가중 0.057 N/A N/A 0.007 0.012 0.008 0.020 0.020 0.030 N/A N/A N/A 치 )/ 가중치합 1. 환산결함도점수 = 0.154 2. 상태평가결과 = B RC 슬래브구간부재등급이 c 등급이하로산정된사유 난간 / 연석 : 표면이대부분열화되었고일부는단면탈락이발생함. - 15 -
강남터미널고가요약문 4.1.2 SPG 구간 S3~S6구간 부재의분류 번호구조형식 상부구조 바닥판 2 차부재 거더가로보 기타부재받침하부구조내구성요소 포장배수난간연석 신축이음 교량받침 탄산화탄산화하부기초 ( 상부 ) ( 하부 ) 3 SPG c b b b a c b a a q b x 4 SPG b b b a c c x a a q b b 5 SPG c c b a c c b a a q b a 6 SPG c c b a c c x a a q b x 평균 0.350 0.300 0.200 0.125 0.325 0.400 0.200 0.100 0.100 N/A 0.200 0.150 가중치 18 20 5 7 3 2 9 9 20 N/A 4 3 ( 평균 가중 0.063 0.060 0.010 0.009 0.010 0.008 0.018 0.009 0.020 N/A 0.008 0.005 치 )/ 가중치합 1. 환산결함도점수 = 0.219 2. 상태평가결과 = B S7~S10 구간 부재의분류 번호구조형식 상부구조 바닥판 2 차부재 거더가로보 기타부재받침하부구조내구성요소 포장배수난간연석 신축이음 교량받침 탄산화탄산화하부기초 ( 상부 ) ( 하부 ) 8 SPG c c b a c c x a a q x x 9 SPG d b a a c c b a a q x x 10 SPG c c a a c c x a a q b x 평균 0.500 0.333 0.133 0.100 0.400 0.400 0.200 0.100 0.100 N/A 0.200 N/A 가중치 18 20 5 7 3 2 9 9 20 N/A 7 N/A ( 평균 가중 0.090 0.067 0.007 0.007 0.012 0.008 0.018 0.009 0.020 N/A 0.014 N/A 치 )/ 가중치합 1. 환산결함도점수 = 0.261 2. 상태평가결과 = B SPG구간부재등급이 c등급이하로산정된사유 바닥판 : 망상균열, 철근노출, 재료분리등의손상이다량발생. 난간 / 연석 : 표면이대부분열화되었고일부는단면탈락이발생. 배수시설 : 배수구가이물질로막히거나, 아스콘에막혀있음 - 16 -
강남터미널고가요약문 4.1.3 SPG 구간 (S8) 부재의분류상부구조 2 차부재 번호 구조형식 바닥판 거더가로보 기타부재받침하부구조내구성요소 포장배수난간연석 신축이음 교량받침 하부기초탄산화 ( 상부 ) 탄산화 ( 하부 ) 3 SPG c b b b a c b a a q x a 평균 0.400 0.200 0.200 0.200 0.100 0.400 0.200 0.100 0.100 N/A N/A 0.100 가중치 18 20 5 7 3 2 9 9 13 N/A N/A 3 ( 평균 가중 0.072 0.040 0.010 0.014 0.003 0.008 0.018 0.009 0.013 N/A N/A 0.003 치 )/ 가중치합 1. 환산결함도점수 = 0.190 2. 상태평가결과 = B STB구간부재등급이 c등급이하로산정된사유 바닥판 : 망상균열, 철근노출, 재료분리등의손상이다량발생. 난간 / 연석 : 표면이대부분열화되었고일부는단면탈락이발생. 배수시설 : 배수구가이물질로막히거나, 아스콘에막혀있음 4.1.3 전체교량의상태평가결과 구조형식 환산결함도점수 상태평가결과 연장 (m) 차선 길이 차선 연장비환산결함도점수 연장비 RCS SPG S1~S2 0.167 B 20 4 80 0.069 0.012 S10~S12 0.154 B 20 4 80 0.069 0.011 S3~S6 0.219 B 120 4 480 0.414 0.091 S8~S10 0.261 B 90 4 360 0.310 0.081 STB S7 0.190 B 40 4 160 0.138 0.026 합계 ( ) 290 1,160 1.000 0.221 < 평가자의견 > 1. 환산결함도점수 = 0.221 2. 상태평가결과 = B 등급 - 17 -
강남터미널고가요약문 4.2 종합평가및안전등급지정 평가구분 결함지수 평가등급 비고 상태평가 f = 0.221 B 안전성평가 - - 종합평가결과 MIN( 상태평가결과, 안전성평 가결과 ) B ㆍ상태평가결과와종합평가결과는모두 B 등급으로판정되었음. 안전등급지정 ㆍ안전등급 : 보조부재에경미한결함이발생하였으나기능발휘에는지장이없으며내구성증진을위하여일부의보수가필요한상태 인 B 등급으로지정 4.3 기존점검과의평가결과비교 구 분 2004년정밀안전진단 2008년정밀점검 2011년정밀안전진단 2012 년정밀점검 ( 금회 ) 평가등급 C B C B 비교결과 강남터미널고가교는 1978년준공된시설물로서, 강재용접불량과용접누락, 받침장치편기등의영향으로 C등급으로평가되었고, 2005 년과 2008년용접결함보수와강교도장, 교면포장등의보수가실시되어 B등급으로상향됨. 그러나 2011년진단결과신축이음, 포장, 바닥판, 받침장치, 난간및연석부에공용증가에따른열화와파손등이발생하여다시 C등급으로평가결과가하향되었음. 금회정밀점검결과에서는하부구조에대한전반적인보수, 강교량구간받침장치및신축이음장치의재설치, 배수관재시공등의보수 보강이실시되어시설물의평가결과는 B등급으로상향되었다. - 18 -
강남터미널고가요약문 5 보수 보강방안및개략공사비 구분 손상내용 보수 보강방안 보수물량단위 단가 ( 원 ) 순공사비 ( 원 ) 우선순위 교면포장소성변형, 마모교면방수및포장 7293.6 m2 46000 335,505,600 단기 난간연석파손, 열화철거후재시공 1013 m 320000 324,160,000 단기 신축이음 신축이음누수 신축이음재설치 (NMC50 야간 ) 57.6 m 720000 41,472,000 단기 균열 ( 폭0.3 mm미만 ) 표면처리 45.3 m 43,000 1,947,900 단기 균열 ( 폭0.3 mm이상 ) 주입보수 3.5 m 94,000 329,000 단기 망상균열 염해, 중성화방지 ( 천정 ) 71.15 m2 54,000 3,842,100 단기 재료분리 단면보수 (t=10 mm, 천정 ) 70.21 m2 89,000 6,248,690 단기 바닥판 철근노출 단면보수 ( 방청 ) (t=30 mm, 벽체 ) 78.96 m2 217,000 17,134,320 단기 보수재박락단면보수 (t=30 mm, 천정 ) 7.40 m2 183,000 1,354,200 단기 콘크리트열화 단면보수 (t=30 mm, 천정 ) 21.60 m2 183,000 3,952,800 단기 콘크리트들뜸 단면보수 (t=30 mm, 천정 ) 0.48 m2 183,000 87,840 단기 박리 단면보수 (t=10 mm, 천정 ) 3.31 m2 89,000 294,590 단기 백태 표면처리 2.25 m2 43,000 96,750 단기 용접불량 재용접 5.05 m 48,000 242,400 단기 용접누락 용접 7.55 m 48,000 362,400 단기 용접보수부균열 스톱홀시공후볼트체결 2 ea 60,000 120,000 단기 부식재도장 1.11 m2 70,000 77,700 단기 SPG 2 차부재 도장박락 / 긁힘재도장 1.45 m2 70,000 101,500 단기 가우징불량지속관찰 5 ea - - 관찰 복부판변형 지속관찰 5 ea - - 관찰 강판보강부볼트풀림 볼트체결 1 ea 1,000 1,000 단기 splice 설치불량 지속관찰 1 ea - - 관찰 리벳누락 지속관찰 4 ea - - 관찰 브레이싱변형 지속관찰 1 ea - - 관찰 - 19 -
강남터미널고가요약문 구분 손상내용 보수 보강방안 보수물량단위 단가 ( 원 ) 순공사비 ( 원 ) 우선순위 용접누락지속관찰 0.4 m - - 관찰 STB 리벳누락지속관찰 1 ea - - 관찰 수직보강재변형지속관찰 2 ea - - 관찰 용접보수부균열재용접 0.1 m 48,000 4,800 단기 받침장치콘크리트에뭍힘받침교체 ( 탄성받침 ) 42 ea 3,200,000 134,400,000 단기 교각강판보강부긁힘지속관찰 0.60 m2 - - 관찰 배수시설 접속옹벽 배수구막힘 주기적인청소 8 ea 7,400 59,200 단기 배수구아스콘에덮힘 아스콘제거 4 ea 20,000 80,000 단기 씰링재누락 탄성씰링재주입 22.60 m 13,000 293,800 장기 망상균열 염해, 중성화방지 ( 벽체 ) 1182.5 m2 50,000 59,125,000 장기 폐기물처리 ( 아스콘 ) 787.6 ton 28,000 22,052,800 단기 부대공 개략공사비 폐기물처리 ( 콘크리트 ) 1342 ton 30,000 40,260,000 단기 가설사무실 / 창고설치및철거 1 식 1,250,000 1,250,000 단기 순공사비 994,856,3900 제경비 ( 순공사비의 50%) 497,427,610 합계 1,492,284,000 6 종합결론 6.1 점검결과요약 가. 외관조사결과강남고가차도는차수별보수ㆍ보강계획에따라보수ㆍ보강이진행되고있으며, 현재 1차와 2차보수ㆍ보강계획에따라교대및교각에발생한대부분의손상과배수관은은과업기간중보수조치가완료되었고, 강재교량구간 S3~S10경간의신축이음장치와받침장치도모두교체보수된상태이다. 또한추후 2013년 3차보수ㆍ보강계획에따라미보수된신축이음장치와받침장치를교체, 난간 / 연석철거후재시공, 교면재포장, 배수관교체등의공사가진행될예정에있다. 특히금회신규로조사된바닥판과강재거더부에발생된균열, 재료분리, 용접불량, 용접누락, 볼트풀림등도보수시함께보수를 - 20 -
강남터미널고가요약문 실시하여내구성과기능성확보가필요할것으로판단된다. 신규설치된받침장치의이동량및연단거리와신축이음장치의유간거리검토결과는 모두문제가없는양호한상태로조사되었다. 나. 내구성조사결과 1 비파괴콘크리트압축강도측정결과설계기준강도를모두상회하는것으로측정되었다. 2 본구조물에대한탄산화깊이측정결과 4.8 13.5mm정도로탄산화가진행된것으로측정되었으며, 평가기준에따른상태는 a~b 수준으로서대체로양호하다. 또한현상태의탄산화진행속도에따른잔존수명은최소 15년이상의여유가있는것으로분석되었다. 다. 시설물의상태평가결과본과업대상시설물에대한외관조사결과와재료시험결과를근거로하여 안전점검및정밀안전진단세부지침 (2010.12) 의상태평가기준에따라종합평가를산정한결과는 B등급 으로판정되었다. 또한, 책임기술자의종합적인시설물상태의검토결과특이사항이없고보조부재에내구성확보를위한보수가필요하여, 안전등급을 B등급으로지정하였다. 6.2 종합결론 본용역은 강남터미널고가외 4개소정밀점검용역 으로교량시설물에대해정밀한육안조사, 시험및측정장비를사용하여대상시설물의물리적, 기능적결함을발견하고, 그에대한신속하고적절한조치를하기위하여구조적안전성및결함의원인등을조사 측정 평가하여재해를예방하고시설물의효용을증진시켜공공의안전을확보하는데그목적이있다. 본과업대상인강남터미널고가교는 1992년에준공된시설물로서, 폭 15.4m, 총연장 290.0m, 7경간의 SPG, 1경간의 STB, 4경간의 RCS 형식으로구성되어있다. 외관조사결과발견된바닥판과강재거더부에서균열, 재료분리, 용접불량, 용접누락, 볼트풀림등이부분적으로조사되었으나, 구조적으로문제가되는결함은발생되지않은대체로양호한상태로조사되었다. 손상발생부에대해서는적절한보수를실시하여내구성과기능성저하방지를위한조치가필요할것으로판단된다. - 21 -
강남터미널고가요약문 조사및시험을통한구조물의내구성능은전반적으로양호하게측정되었다. 금회정밀점검결과에서는하부구조에대한전면적인보수, 강교량구간받침장치및신축이음장치의재설치, 배수관재시공등의보수 보강이실시되어시설물의평가결과는 B등급으로상향되었으며, 추후 3차보수보강계획에따라난간및연석재시공, 교면방수및재포장, RC슬래브구간받침장치와신축음장치의재설치등이완료된다면안정적인 B등급의수준을유지할것으로판단된다. 다만 1970년대가설된교량으로서전반적인용접품질이좋지않고기존의용접부에대한 UT시험결과 30% 정도가불량으로판정된상태로비록안전성평가는문제점이없는것으로검토되었으나, 용접결함부의피로균열은갑작스럽게발생하고진전될수있으므로, DB24이상의중차량에대한적극적인통행제한과지속적인관찰이필요할것으로판단된다. 외관조사, 내구성조사를종합하여판단할때본시설물의종합평가등급및안전등급은 B등급으로평가되었다. 외관조사에서조사된손상들은구조적결함이나안전성을의심할만한손상은발견되지않았으므로구조물내구성증대등을위하여제시된보수 보강방법을참고하여적절한보수를실시하고, 보수부및중점유지관리가필요한부위에대해서는지속적인점검및유지관찰을시행한다면안전성및사용성확보에문제가없을것으로판단된다. - 22 -
목차 제1장정밀점검의개요 1 1.1 과업의목적 2 1.2 과업시설물현황 2 1.3 과업의범위 3 1.4 시설물관련도면 4 1.5 과업수행절차 12 1.6 과업수행일정 13 1.7 자료수집및분석 14 1.8 사용장비및시험기기현황 19 1.9 교량기호의정의 20 제2장외관조사 21 2.1 외관조사개요 22 2.2 외관조사결과 29 2.3 기점검결과와의비교 45 제3장내구성조사 48 3.1 개요 49 3.2 내구성조사결과 56 3.3 내구성조사결과분석 58 제4장시설물의상태평가 59 4.1 상태평가 60 4.2 종합평가및안전등급지정 72 제5장보수 보강및유지관리방안 75 5.1 보수 보강의개요 76 5.2 보수 보강공법 83 5.3 보수 보강개략공사비 105 5.4 유지관리방안 108
제6장종합결론 122 6.1 점검결과요약 123 6.2 종합결론 124 부 록 1. 과업지시서 2. 반발경도측정자료 3. 시설물관리대장 4. 사전조사자료 5. 자문의견조치결과
제1장정밀점검의개요 1.1 과업의목적 1.2 과업시설물현황 1.3 과업의범위 1.4 시설물관련자료 1.5 과업수행절차 1.6 과업수행일정 1.7 자료수집및분석 1.8 사용장비및시험기기현황 1.9 교량기호의정의
제1장정밀점검의개요 제1장정밀점검의개요 1.1 과업의목적 본과업은 시설물의안전관리에관한특별법 ( 이하 시특법 이라한다 ) 제6 조및동법시행령제6조규정에따른정밀점검으로서대상시설물의물리적ㆍ기능적결함을조사하고, 구조적안전성및손상상태를점검하여재해를예방하고시설물의효용을증진시켜공공의안전을확보하는데그목적이있다. 1.2 과업시설물현황 구분내용구분내용 시설물명강남터미널고가시설물번호 BR1978-0000023 준공년도 1978 년관리번호고가 -2-033 시설물위치서울시서초구반포동 19-36 설계하중 DB-18 노선명 ( 이정 ) 반포로 제원 연장 L =4@10.0+7@30.0 + 1@4000 = 290.0m 폭 B = 15.4m( 왕복 4 차선 ) 상부구조형식하부교량받침교차시설물 ( 도로, 철도, 하천 ) 기타 SPG, STB, RC Slab 기초 교대 RC말뚝 (2기) 교각 : T형 (8기), 라멘 (4기) 형식교대 : 벽식 (2기) 교각 RC말뚝 (11기) 고무받침 (56개소), 강핑거 (4개소), 신축이음탄성받침 (96개소) 뉴모노셀 (3개소) 도로 통과높이 6.7m 교면포장 : 아스팔트포장 - 2 -
제1장정밀점검의개요 1.3 과업의범위 구분 내용 1) 과업수행계획의수립보고 ( 사전검토보고서포함 ) 사전검토보고서제출 과업수행계획서제출 2) 자료수집및분석 유지관리관련자료 ( 설계도서, 시공자료, 기수행한점검및진단보고서, 보수 보강이력 ) 시설물관리대장 시설물의설계도면과구조계산서상의세부설계내용 ( 진동, 내구성등 ) 사전현장답사 3) 현장조사및시험 세부지침에의거시행 외관조사망도작성 신규발생손상또는이전용역발견손상여부 각종지장 ( 첨가 ) 물, 도로및교통부속시설물 비파괴시험 콘크리트시험 : 강도측정 ( 반발경도시험 ), 탄산화시험 4) 상태평가 외관조사결과분석 현장시험및재료시험결과분석 부재별상태평가및시설물전체의상태평가결과에대한소견 5) 종합평가및안전등급지정 시설물의안전상태종합평가결과에대한소견 안전등급지정 7) 보수 보강공법제시 보수 보강공법, 우선순위및장 단기대책수립 8) 시설물의효율적인유지관리방안제시 유지관리문제점보완대책수립 유지관리개선사항제시 예방적차원의보수대책제시 붕괴유발부재와중점관리부재상세하게명시 9) 보고서작성 e- 보고서작성 성과품사전검토, 제출 - 3 -
제1장정밀점검의개요 1.4 시설물관련도면 충격흡수시설 LAMP1 L=116,500 2x10,000 =20,000 충격흡수시설 3x30,000=90,000 40,000 4x30,000=120,000 2x10,000 LAMP2 L=100,000 =20,000 < 그림 1.4.1> 종 평면도 - 4 -
제1장정밀점검의개요 정면도 측면도 15,400 500 14,400 500 500 1,500 800 100 1,000 4,200 72 0 200 100 1,000 4,200 975 500 1,600 1,300 400 100 700 15,000 700 100 3,800 100 100 16,400 정면도 A1, A2 측면도 14,300 400 6@2,250 = 13,500 400 1,200 5,500 100 1,100 3,400 1,000 100 1,000 100 100 1,100 3,400 1,000 5,500 100 500 10@1300 = 13,000 500 100 100 500 2,000 500 100 3,000 14,000 P1,P11 < 그림 1.4.2> 교대 교각일반도 - 5 -
제1장정밀점검의개요 정면도 측면도 15,000 750 2,700 2,700 1,350 2,250 2,250 2,250 750 1,600 C L 800 800 5,942 100 1,100 1,840 3,002 1,900 1,200 3,800 1,200 3,800 1,200 1,900 5,942 100 1,100 1,840 3,002 200 1,200 200 1,100 1,840 1,000 2,002 5,942 100 500 10@1300 = 13,000 500 100 100 500 2,000 500 100 3,000 14,000 P2, P10 정면도 측면도 15,000 2,000 2,000 H 2,000 100 1,500 500 H 1,000 1,000 6,000 3,000 6,000 2,500 3,000 2,500 2,000 500 3,000 500 2,000 2,000 12,154 1,000 100 1,500 500 2,000 500 2,000 500 2,000 500 1,400 1,400 1,400 1,400 1,400 500 0 6,000 0 8,000 PIER 7,000 < 그림 1.4.3> 교각일반도 - 6 -
제1장정밀점검의개요 L+150 75 VARIOUS 10,000 VARIOUS 75 500 250 700 4,200 2,000 4,200 700 250 L-500 L+150 L/2+15 2,900 5,300 L-250 250 75 15,400 250 250 14,400 250 250 A A S1 S2 S3 S4 S5 S6 B B 5@700 = 13,500 < 그림 1.4.4> 플레이트거더횡 평면도 - 7 -
제1장정밀점검의개요 15,400 300 200 14,400 200 300 28 2,250 30 300 10 220 32 1,650 24 300 14 220 5@2,700 = 13,500 SECTION A-A 15,400 300 200 14,400 200 300 5@2,700 = 13,500 SECTION B-B CM 350 2.270 6.393 9.661 10.054 9.661 6.398 3.270 3.518 350 2,650 12,000 12,000 2,650 350 CAMBER (DEFLECTION) < 그림 1.4.5> 플레이트거더단면도 - 8 -
제1장정밀점검의개요 50 38,606 50 450 2,250 450 350 1.480 1.300 350 200 300 38@1,000 = 38,000 300 200 500 4,200 29,806 4,200 500 B A UPPER LOWER UPPER LOWER 2,502 2,002 2,502 2,002 2,502 15,400 B A 10,000 9,403 19@1,000 = 19,000 38,606 < 그림 1.4.6> Steel Box 횡 평면도 - 9 -
제1장정밀점검의개요 15,400 250 250 14,400 250 250 15,400 250 250 14,400 250 250 3.614 7.157 6.944 10.239 11.004 11.267 11.000 10.259 9.944 1.137 3.614 2,250 850 1,050 2,250 350 2,250 850 1,050 2,250 350 2,502 3,002 2,502 3,002 2,502 0 2,502 3,002 2,502 3,002 2,502 0 250 2,311 7,500 7,500 2,311 250 20,122 < 그림 1.4.7> Steel Box 단면도 - 10 -
제1장정밀점검의개요 < 그림 1.4.8> 방호벽상세도 - 11 -
제1장정밀점검의개요 1.5 과업수행절차 대상시설물에대한정밀점검과업수행흐름도는 < 그림 1.5.1> 과같다. 사전조사 주요부재점검항목검토 기존의점검 / 진단자료검토 - 구조물의경사변화확인 - 점검방향및선택과업항목의결정 현장조사 기본과업 ( 과업지시서에의거실시 ) 선택과업 외관조사조사 재료시험외관조사조사 재료시험 < 주요부재 > < 비파괴현장시험 > < 전체부재 > 안전성평가및내 콘크리트상태변화 콘크리트시험 전체부재의외관조구성평가에필요한조 균열, 누수, 박리, 박락, 반발경도시험사망도작성사 시험등층분리, 백태, 철근노출등 탄산화깊이측정시험 전체부재외관조사 콘크리트시험 강재상태변화 -염화물함유량 균열, 도장상태및 -철근탐사부식상태등 -코어채취 외관조사망도작성 -실내시험등 결함이신규로발생또는진전된부재 현장조사결과검토및분석 현장조사 시험결과정리분석 상태 ( 안전성 ) 평가기초자료검토분석 상태평가 부재별상태평가결과산정 사용성및내구성평가 안전성평가 안전성평가결과산정 구조해석및내하력평가 종합평가및안전등급산정 시설물종합평가결과산정 상태평가결과를종합평가로갈음 안전성평가실시의경우비교 평가 안전등급산정 보고서작성 손상및결함의정도파악 현재와이전상태와의비교검토 분석결과 정밀안전진단실시여부결정 사용제한 금지등의판단 보수 보강규모파악 < 그림 1.5.1> 과업수행흐름도 - 12 -
제1장정밀점검의개요 1.6 과업수행일정 공종 공정 180 일간 (2012 년 04 월 06 일 ~ 2012 년 10 월 02 일 ) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 비고 1. 자료수집및검토, 과업수행계획 2. 현장조사및재료시험 3. 자료분석및검토, 시설물평가 4. 보수 보강방안및유지관리방안수립 5. 결과보고 6. 종합보고서작성및준공 공정률 (%) 공종별 11.1 27.8 22.2 16.7 5.5 16.7 누계 11.1 38.9 61.1 77.8 83.3 100.0-13 -
제1장정밀점검의개요 1.7 자료수집및분석 1.7.1 개요 사전조사를통해과업대상시설물의과업지시서또는용역설계서내용이법령및지침에부합되는지여부를검토하고, 그결과를과업수행계획수립에기초자료로활용하고자하였다. 또한점검및진단이력, 보수 보강이력등의자료를수집하여시설물에발생한손상의원인분석을통해유지관리방안을수립하기위한자료로활용하였다. 1.7.2 유지관리자료보유현황검토 보존대상목록 관리주체보유현황 비고 공통 - 준공내역서, - 공사시방서, - 각종계산서 - 토질및지반조사보고서, - 기타특이사항보고서 미보유 설계도서 설계도면 - 교량 - 위치도, 평면도, 단면도 ( 종, 횡 ), 상 하부구조물도, 빔상세도, 신축이음, 교량받침상세도 보유 시설물관리대장 기본현황 상세제원 유지관리이력 보유 FMS 시설물관리대장 시공관련자료 시공관련자료 품질관리관련자료 - 재료증명서 - 품질시험기록 - 관리및선정시험기록등각종시험기록 - 시설물의주요구조부위에대한계측자료 사고기록 미보유 안전점검및정밀안전진단자료 보유 보수보강자료보유 - - 14 -
제1장정밀점검의개요 1.7.3 점검및진단이력 정밀점검및정밀안전진단이력사항은다음과같다. < 표 1.7.1> 점검및진단이력현황 구분 2003 년 7 월 2004 년 7 월 점검구분정밀점검정밀안전진단 점검기관 ( 주 ) 케이에스알 ( 재 ) 한국재난연구원교면소성균열및변형소성변형, 망상균열, 균열포장난간상태양호파손, 열화연석 외관조사 배수시설배수구막힘배수구막힘 (7개소) 물받이누수 ( 신축이음장치 2개소 ) 신축이음 바닥판하면 거더 교량받침하부구조 후타재박리단차, 후타재파손 미세균열 ( 망상균열및백태재료분리및철근노출 용접부위표면부식용접불량강재가로보상태양호 볼트체결불량표면부식박리, 망상균열박리및철근노출, 균열 망상균열, 균열 (0.3 mm ), 박리, 박락, 재료분리, 철근노출 SPG : 균열, 용접불량및누락, 리벳누락, 체결불량, 리벳홀가공불량, 부식, 노치, 확공 STB : pin hole, 용접불량및누락, 도장누락, 리벳마모, 풀림, 누락, Splice Plate 들뜸, 보강재중심선이탈및변형표면부식, 편기, 단면변화부쐐기형 sole plate설치, Box하부와용접누락균열 (0.3mm미만), 박락, 파손, 들뜸, 철근노출, 토사퇴적 압축강도 설계기준강도를상회함. 설계기준강도의 90% 이상으로양호 내구성조사 강재비파괴 탄산화탄산화깊이 표면 ( 양호 ) 철근배근 도막두께 배근간격및피복두께는설계도면과일치함. 탄산화깊이 b 등급 일부피복두께부족이조사됨. 도장상태양호 - UT - MT - RT - 안전성검토 - 시험개소 93 개소중 32 개소불합격 ( 제작당시용접불량 ) 시험개소 108개소중 62개소불합격 ( 제작당시용접불량 ) STB구간하부플랜지맞대기용접부 6 개소중 6개소모두불합격 ( 제작당시루트부용입부족으로판단되며진행성균열은아님 ) 공용내하력은 DB-18이상을만족하나용접결함을고려하여과적차량의통행에주의 평가등급 - C 등급 - 15 -
제1장정밀점검의개요 < 표 1.7.1> 강남터미널고가의점검이력현황 ( 계속 ) 구분 2006 년 8 월 2008 년 8 월 점검구분정밀점검정밀점검 점검기관다다이엔씨선유건설 ( 주 ) 교면포장 소성변형소성변형 난간연석 파손, 들뜸, 열화파손, 들뜸, 열화 배수시설 배수구막힘배수구막힘 외관조사 신축이음 바닥판하면 조인트단차, 고무재파손, 후타재파손조인트단차, 후타재파손 균열 (0.3 mm미만 ), 망상균열및백태, 재료분리및철근노출 망상균열및백태, 재료분리및철근노출 거더 볼트체결불량, 리벳불량및누락 플레이트거더용접불량, 리벳불량및누락 교량받침 너트탈락너트탈락 하부구조 균열 (0.3 mm미만 ), 백태, 파손및들뜸균열 (0.3 mm미만 ), 백태, 들뜸 압축강도 설계기준강도를상회함설계기준강도를상회함. 내구성조사 탄산화탄산화깊이 b 등급 탄산화깊이 b 등급 철근배근 배근간격및피복두께 양호배근간격및피복두께 양호 안전성검토 - - 평가등급 B 등급 B 등급 - 16 -
제1장정밀점검의개요 < 표 1.7.1> 강남터미널고가의점검이력현황 ( 계속 ) 구분 2009년 7월 2011년 2월 점검구분 특별점검 정밀안전진단 점검기관 ( 주 ) 대신구조엔지니어링 ( 재 ) 한국건설안전기술원 외관조사 초기용접상태불량으로주요용접부에서균열등이발생되어 2008 년용접결함부위에대한보수공사를실시후특별점검을실시하였음. 용접균열 ( 터짐 ): 보수상태양호. 받침장치수직보강재와받침의편기부 : 보강및보수상태양호. Plate Girder 하부플랜지맞대기용접누락부 : 철판보강부상태양호. WEB( 복부판 ) 맞대기용접불량및누락부 : 보수후마감불량이 3 개소조사됨. 금회점검을통해신규손상 : 용접불량및누락이 3 개소조사됨. 외관조사 내구성조사 교면포장 난간연석 배수시설 신축이음 바닥판하면 거더 교량받침 하부구조 압축강도 소성변형및패임, 마모및열화발생 ( 전면재포장필요 ) 단면파손및박리, 일부균열보수부의재균열 배수관미설치및파손, 배수구막힘 핑거조인트단차, 배수받이누수및파손 ( 신축이음교체필요 ) 망상균열, 철근노출 (SPG, STB 구간 ) 슬래브구간양호 2008년용접불량보수됨, 볼트체결불량, 리벳누락, 부식, 도장탈락, 일부용접누락, 조류배설물퇴적단보강재와받침중심선편기, 받침장치의편기 ( 종방향 ), 받침플레이트밀림, sole plate 용접누락, 볼트풀림, 부식, 볼트간섭교대 : 전반적인표면보수부탈락, 망상균열교각 : 박리및박락, 단면파손및철근노출, 누수및백태, 표면처리열화 설계기준강도대비 110% 를상회함. 탄산화 b 등급으로평가됨. 철근배근 배근간격은대체로만족하나일부피복두께부족이나타남. 염화물 a 등급으로평가됨. SPG구간 84개소중 21개소불합격, UT 강 STB구간 6개소중 6개소불합격재 2008년용접보수부에 10개소중모두비 MT 합격 ( 용접보수부위는전반적으로양파호함 ) 27개소중 24개소불합격 ( 기공및용괴 RT 입불량, 용입불량 50% 이상발생부보수실시 ) 안전성과사용성검토결과, 모두설계안전성검토하중에대해안전한것을검토, 공용내하력은 DB-18이상임. 평가등급 C 등급 ( 포장, 난간, 연석의노후화, 신축이음장치누수, 받침장치불량으로인해하향됨 ) - 17 -
제1장정밀점검의개요 1.7.4 보수 보강이력 < 표 1.7.2> 강남터미널고가의보수ㆍ보강이력공사기간보수부위보수내용시공사비고 2000. 09 01 ~ 2000. 11. 30 2001. 10. 29 ~ 2001. 11.30 P3, P8 P3, P8 교각코핑부보수청라건설 상판 상판보수 (250, 초속경 ) 34.2 m2현대본드건설 2001. 12. 01 ~ 2001. 12. 31 A1~A2 배수홈통보수 (A1, P3, P4) L=3.5m 단면보수 (A1, A2) A=1187 m2 단면보수 (A2) A=40.44 m2 현대본드걸설 2002. 03. 20 ~ 2003. 02. 28 배수시설 교체신지유지보수 ( 주 ) 2003. 06. 24 ~ 2004. 04. 19 철근콘크리 트외 1 종 균열보수공법 ( 표면처리, 주입, 충전등 ) 상판철판보강 창신건설 2004. 05. 10 ~ 2005. 05. 31 철근콘크리 트외 1 종 균열보수공법 ( 표면처리, 주입, 충전등 ) 외 1 종 실리건설 2005. 06. 27 ~ 2005. 11. 30 교면포장 외 1 종 재포장 ( 오버레이등 ) 강교보수 ( 용접등 ), 강교외부도장 성윤개발 ( 주 ) 2005. 09. 09 ~ 2005. 09. 20 신축이음 부분보수 ( 주 ) 알라딘건설 2007. 04. 03 ~ 2007. 12. 29 철근콘크리 트외 1 종 균열보수공법 ( 표면처리, 주입, 충전등 ) 외 1종 수산건설 ( 주 ) 2008. 11. 24 ~ 2008. 12. 11 강재주형 강재용접균열 ( 터짐 ) 부 맞대기용접불량및누락부 받침수직보강재편기부보수및보강 - 2009. 04. 23 ~ 2010. 02. 28 2009. 04. 23 ~ 2010. 02. 28 2011. 04. 28 ~ 2012. 02. 29 교각 균열보수공법 ( 표면처리, 주입, 충전등 ) 상영 eng 난간, 연석, 중앙분리대 부분보수상영 eng 난간, 연석, 중앙분리대 부분보수원당이엔씨 - 18 -
제1장정밀점검의개요 1.8 사용장비및시험기기현황 기기명 제조회사 ( 제조국 ) 측정능력 / 활용사진비고 NR-TYPE (SD7000) Shinhan Test ( 한 ) 디지털메모리저장형 / 콘크리트표면강도측정 반발경도 측정기 NR-TYPE (R-7500) Kamekura ( 일 ) 디지털기록지부착형 / 콘크리트표면강도측정 철근탐사장비 StructureMini GSSI ( 미 ) 1.6GHz / 철근배근, 피복측정 탄산화 측정장비 Conkit ( 한 ) 페놀프탈레인시약사용 DISTO(Lite) HILTI ( 스 ) 거리측정, 50m / 박스단면측량 측정장비 PEAK2028 PEAK ( 일 ) 균열확대경, 10 배 / 균열폭실측 SH8H76043 AND ( 일 ) 측정장비, 50mm / 탄산화깊이, 철근직경측정 공기구 발전기, 전동드릴, 전동그라인더, 조명장치, 사다리, 디지털카메라, 망원경 개인안전장구및휴대장비, 기타보조공구등 - 19 -
제1장정밀점검의개요 1.9 교량기호의정의 본과업을수행하기위하여사용한상부구조물의구조부재의종류및위치등에관련된기호의정의는다음과같다. < 표 1.9.1> 상부구조기호정의 부재명기호표기방법비고 바닥판 Slab Slab n n : 번호 거더교 거더 G G n G1 G2 G3 G4 G5 가로보 Cb CB n n : 번호 경간 S S n n : 번호 교대 A A n n : 번호 공통 교각 P P n n : 번호 P3- 종 -Sh4 교량받침 Sh Sh n 1 1 2 3 4 5 2 3 4 5 <P3> P3- 시 -Sh2 배수시설 Dr Dr n n : 번호 모든구조물은 A1 측에서 A2 측으로향하는것을기준하여, 좌측에서우측으로번 호를부여하며, 세부적인기호는외관조사망도에기입한다. - 20 -
제 2 장외관조사 2.1 외관조사개요 2.2 외관조사결과 2.3 기점검결과와비교 분석
제2장외관조사 제 2 장외관조사 2.1 외관조사개요 2.1.1 개요 강남터미널고가교는서울시서초구반포동 19-36 일원에위치하고있으며, 도로를횡단하는교량으로 1978년에준공되어공용된지 34년정도경과되었다. 강남터미널고가교는총연장 290.0m, 교폭 15.4m, 왕복 2차선으로이루어진 RCS, SPG, STB 형식의교량으로총 11경간이며, 교대는벽식, 교각은 T형과라멘형, 신축이음장치는강핑거조인트이며, 설계하중은 DB-18로시공되어있다. 외관조사및현장조사는 `안전점검및정밀안전진단세부지침교량편 (2010. 12)' 의점검요령에준하여검사 평가하는데주안점을두었으며, 고소작업차, 교각점검로, 작업사다리등을이용하여구조물에최대한근접한상태에서현장조사를실시하였다. 현장조사결과확인된결함과손상에대해서는사진을첨부하여설명하고발생원인을추정하여유지관리방안을마련토록하며, 외관조사망도를작성하여향후교량의점검시효율적으로활용할수있게하였다. 외관조사실시현황 - 22 -
제2장외관조사 2.1.2 외관조사항목가. 중대한결함의정도 교량시설물에서대통령령이정하는중대한결함의적용범위는다음과같다. 다만, 시설물의전반적인상태및환경여건에따라책임기술자가조정할수있다. 1) 시설물의기초세굴 기초세굴에대한상태평가기준이 d" 이하의경우 2) 교량교각의부등침하 교각변위의상태평가기준이 d" 이하의경우 3) 교량받침의파손 교량받침의상태평가기준이 d" 이하의경우 4) 시설물의철근콘크리트의염해또는탄산화에따른내력손실 탄산화잔여깊이에대한상태평가기준이 d" 판정으로철근콘크리트바닥판, 프리스트레스콘크리트거더, 교대및교각등에서철근 ( 강선 ) 부식과관련하여상태평가기준이 e" 를포함하는경우 5) 주요구조부위의철근량부족 구조안전성검토결과철근량부족으로내력보강이필요한경우로철근콘크리트 바닥판, 거더및교각코핑부등이해당 6) 콘크리트부재의균열심화 부재의균열상태평가기준이 d" 이하의경우 7) 철근콘크리트부재의심한재료분리 열화및손상의상태평가기준이 d" 이하의경우 8) 교대 교각의균열발생 에서균열의상태평가기준이 d" 이하의경우 - 23 -
제2장외관조사 나. 부재별점검방법및점검항목구조물에대한점검의체계화를위한점검항목과손상및결함종류는국토해양부에서발행한 교량안전점검및정밀안전진단세부지침 을기준으로하여다음표와같이분류하였다. < 표 2.1.1> 점검부위별점검방법 부재구분점검부위점검방법 교면포장 ( 콘크리트 ) 육안 배수시설 ( 배수구, 배수관 ) 육안 방호울타리 ( 강재, 콘크리트 ) 육안 상 판 부 바닥판 ( 철근콘크리트 ) 손상 ( 균열, 탈락 ) 비파괴장비및육안 열화 ( 누수, 백태 ) 육안 상부 신축이음 ( 고무형, 강재형 ) 본체 ( 강재, 고무재 ) 후타재 ( 콘크리트 ) 간단한공기구, 육안간단한공기구, 육안 구조 교량받침 ( 강재, 고무재 ) 기능, 손상, 열화 간단한공기구, 육안 프리스트레스트 중앙부손상, 결함, 열화받침부손상, 결함, 열화 비파괴장비및육안비파괴장비및육안 거 더 강재 손상 ( 균열, 처짐, 변형 ) 계측장비, 육안 연결부상태 육 안 열화 ( 부식, 오염 ) 육 안 브레이싱, 가로보육안 하부구조 교대및교각 기초 비파괴장비및육안 육안, 설계 시공자료 - 24 -
제2장외관조사 < 표 2.1.2> 점검부재별점검항목 점검부위손상유형점검항목비고 균열 거더사이, 헌치부종방향 ( 휨 ) 균열 슬래브교받침부측면경사 ( 전단 ) 균열 바닥판 철근콘크리트 강바닥판 고무형본체 박리, 철근노출, 파손 백태, 오염 강판, 시트등부착상태불량 누수, 오염 유간 노화, 탈락 피복두께부족, 철근노출 누수, 백태, 철근노출 백태, 유리석회 구조물과분리, 처짐, 누수 강교거더기준에준함 배수시설누락, 하부구조물부식 유간의오물퇴적 신축유간폐쇄및유간과다 충격음, 본체흔들림, 고정앵카파손 신축이음 강재형본체 누수, 오염유간, 이상진동부식, 변형 배수시설누락, 하부구조물부식유간의오물퇴적충격음, 본체흔들림, 고정앵카파손신축유간폐쇄및유간과다고무판마모, 강재노출및부식 균열, 파손 슬래브하부보강부콘크리트파손 후타재 균열, 파손전 후의단차 후타재패임및요철교면포장혹은신축이음부와의단차 받침장치부식, 변형 강재받침및가동면부식 교량받침 강재 고무재 받침장치균열, 파손받침부균열, 파손받침장치노화, 균열받침장치탈락, 파손받침부균열, 파손 균열발생으로파손진행콘크리트파손및침하흔적교각두부연단부및하부균열고무재균열, 부풀음고무재찌그러짐, 압출콘크리트파손및침하흔적교각두부연단부및하부균열 - 25 -
제2장외관조사 < 표 2.1.3> 점검부재별점검항목 점검부위손상유형점검항목비고 받침장치부식, 변형 강재받침및가동면부식 강재 받침장치균열, 파손 받침부균열, 파손 균열발생으로파손진행 콘크리트파손및침하흔적 교각두부연단부및하부균열 고무재 받침장치노화, 균열 받침장치탈락, 파손 받침부균열, 파손 고무재균열, 부풀음고무재찌그러짐, 압출콘크리트파손및침하흔적교각두부연단부및하부균열 교량받침 신축유간부족 수직보강재와받침편기 받침과거더의분리 신축방향으로이동제한장치와접촉플랜지및복부판국부변형받침과거더밀착되지않음 ( 곡선교, 사교 ) 기타 받침수평설치불량받침과부속물의접촉장애받침가동방향오물퇴적 받침을경사지게설치, 소울플레이트, 경사미고려받침과부속품접촉으로가동장애콘크리트덩어리등오물퇴적 가동방향과다르게설치 고정, 가동받침의설치방향착오 앵커볼트파손 앵커볼트파손, 절단 물고임 받침대높이가낮은부위물고임 - 26 -
제2장외관조사 < 표 2.1.4> 점검부재별점검항목 점검부위손상유형점검항목비고 균열 하면및난간부횡방향균열 중앙부 박리, 파손 피복두께부족, 철근노출, 부식 철근, PC강재, 쉬스관노출, 부식, 파단 내부공동, 피복두께부족 P S C 거더 받침부 균열박리, 파손 받침부측면경사균열하면및난간부횡방향균열정착부주변수평균열및파손 철근, PC강재, 쉬스관노출, 부식, 파단 내부공동, 피복두께부족 기타외부강선보강부불량강선정착부및새들부이완, 텐던선형불량 변형 충돌손상, 면외변형, 처짐 강재거더 균열, 파손 ( 붕괴유발부재포함 ) 연결부부식연결부변형, 이완, 이상음, 볼트파손 도막부풀음, 쇳가루부착, 녹발생흔적, 균열, 면외변형맞대기, 덧댐부, 보강재, 거셋판, 격벽등용접상세부균열받침부고착, 오물퇴적게르버교핀연결부부식및고착볼트와거더접촉부녹발생흔적, 볼트이완, 볼트탈락 표면상태오염, 부식 브레이싱, 가로보연결불 량 도막손상, 부식, 단면감소, Hole 발생 볼트이완, 볼트탈락 - 27 -
제2장외관조사 < 표 2.1.5> 점검부재별점검항목 점검부위손상유형점검항목비고 균열, 박리, 백태, 파손 흉벽하부시공이음부횡방향균열구체부수직균열및침식두부중앙부하면휨균열연단부균열및받침하부전단균열 교 대 두부물고임 교대회전 구체와날개벽분리및날개벽이동 흉벽후면으로기울음. 신축이음부 유간벌어져충격음발생 균열 두부중앙부하면휨균열 교 각 박리, 철근노출, 파단, 파 손 배수구막힘 구체부수직균열및침식 구체부배수구막힘, 두부물고임 거더와맞닿음 흉벽과거더접촉으로유간없음 기 초 세굴 침하 기초침식및철근노출 기초세굴및이동 세굴및침하 말뚝손상 홍수시급류로인한말뚝손상 - 28 -
제2장외관조사 2.2 외관조사결과 2.2.1 현장조사가. 교면포장 아스콘으로포장된교면은차량반복하중에따른소성변형과패임이국부적으로발생하였으나, 하절기폭염시중차량통행으로교면은소성변형이다수발생되는것으로조사되었다. 따라서포장면의손상확대에따른상부구조에열화발생이없도록전면재포장이필요할것으로판단된다. 또한교면은우기시구배불량으로인한체수의발생은없는것으로조사되었다. < 표 2.2.1> 교면포장손상현황 손상발생현황 손상물량 손상원인 조치방안 소성변형 2.00m2 반복적인차륜하중 재포장예정 패임 0.16m2 반복적인차륜하중 재포장예정 소성변형 교면현황 S7 포장소성변형 나. 배수시설 1) 외관조사교량상면의배수구는총 22개소가설치되어있으며, 배수관은 2차보수보강공사진행에따라강재재질의배수관으로신규설치된상태이다. 발생손상으로는이물질유입과교면포장시아스콘이오버레이되어배수구가막혀있는상태로조사되었다. 배수구막힘으로배수상태가불량하면체수에의한교면상면의열화를가져올수있으므로청소및지속적인유지관리를통하여배수를원활히하여 - 29 -
제2장외관조사 야할것으로판단된다. 반포대교 강남성모병원 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 배수구아스콘덮힘 배수구막힘 A1 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 A2 RC Slab 구간 Steel Plate Girder 구간 Steel Plate Girder 구간 RC Slab 구간 Steel Box 구간 < 그림 2.2.1> 배수구배치도및손상현황도 < 표 2.2.2> 배수시설손상현황 손상발생현황 손상물량 손상원인 조치방안 배수구막힘 8개소 이물질유입 주기적인청소 배수구아스콘에덮힘 4개소 포장시마감미흡 아스콘제거 S4(P3) 배수구아스콘에덮힘 S5 배수구막힘 2) 배수관타격조사배수관은 2차보수보강공사의진행에따라모두아연도금강관으로신규설치되었으며, 배수관굴곡부에대한이물질퇴적여부를확인하기위하여점검망치를이용하여타격조사를실시한결과모두양호한상태로조사되었다. - 30 -
제2장외관조사 배수관시공중현황 배수관굴곡부타격조사 다. 난간및연석콘크리트로만들어진난간과연석은장기공용과보수재열화로콘크리트표면이전반적으로열화가발생된상태이며, 일부위치에서는차량충돌에의한파손도조사되었다. 난간및연석은콘크리트탈락에따른안전사고와지지력부족등이우려되는상태로전면적인철거후재시공을실시하여야할것이다. < 표 2.2.3> 난간및연석손상현황 손상발생현황 손상물량 손상원인 조치방안 콘크리트파손 13.12m2 콘크리트열화, 차량충돌 철거후재시공 콘크리트열화 2497.5 m2 장기공용, 보수재박리 철거후재시공 A1 접속옹벽좌측연석파손 S10 연석열화 - 31 -
제2장외관조사 라. 신축이음장치 1) 외관조사신축이음장치는 RC Slab구간은강핑거가설치되어있으며, 강교구간의 3개소는뉴모노셀형식으로 2012. 6월에재설치가완료되었다. RC Slab구간 (A1,P2,P10,A2) 의신축이음하부로는강우시누수가미세하게발생되고있어받침장치의교체후재설치가필요할것으로판단된다. 또한신축유간부는대체로양호하나강우시토사등이유입되므로주기적인청소가요구된다. < 표 2.2.4> 신축이음장치손상현황 손상발생현황손상물량손상원인조치방안 유간토사퇴적 6.0m 토사유입 후타재균열 8.1m 건조수축 신축이음교체예정 신축이음누수 4EA 물받이미설치 A1 후타재균열 P4 유간토사퇴적 2) 신축이음신축량측정신축이음장치는상부구조의온도변화, 처짐, 콘크리트의크리프및건조수축등에의해생기는이동량에대해서여유있는구조로하여야한다. 설계신축량은신축이음장치의용량을의미하며, 이값의산정에사용하는온도변화와선팽창계수는도로교설계기준에따른다. - 32 -
제2장외관조사 신축유간측정 (A1) 신축유간측정 (P2) 신축유간측정 (P4) 신축유간측정 (P6) 신축유간측정 (P10) 신축유간측정 (A2) < 표 2.2.5> 온도변화및선팽창계수 교량형식 보통지방 온도변화 (ΔT) 한냉한지방 선팽창계수 (α) 강교 -10 ~+40-20~+40 1.2 10-5 PC 교, RC 교 -5 ~+35-15~+35 1.0 10-5 < 표 2.2.6> 신축이동량계산 측정일 / 평균기온 2012.07. 18 / 26 온도에의한신축량 Δ t =ΔT α < 표 2.2.7> 신축유간여유거리검토결과 위치 온도변화 (ΔT) 하절기 ( ) 신축거더길이 (m) 최소필요유간거리 ( mm ) 실측유간 ( mm ) 평가 A1 9 20(RCS) 2 45 O.K P2 14 20(RCS)+30(SPG) 7 37 O.K P4 14 30(SPG)+30(SPG) 10 25 O.K P6 14 30(SPG)+40(STB) 12 30 O.K P8 14 30(SPG)+30(SPG) 10 25 O.K P10 14 30(SPG)+20(RCS) 7 17 O.K A2 9 20(RCS) 2 27 O.K - 33 -
제2장외관조사 온도변화에따른신축이음부의유간거리확보검토결과, 모든지점에서유간거리가 이론적인필요유간거리이상을확보하고있는것으로측정되었다. 마. 바닥판바닥판하면에서는균열, 망상균열, 철근노출, 백태, 재료분리, 콘크리트열화, 박락등의손상이조사되었다. 균열은발생폭에따른주입과표면처리가요구되며, 피복두께부족에의한철근노출, 들뜸은단면복구에의한보수가필요하다. 또한백태는신축이음부로침투된물이균열부와접촉되어발생된것으로판단되며, 현재백태발생부로는누수가없는상태이며, 내구성유지차원의보수가요구된다. < 표 2.2.8> 바닥판손상현황 손상발생현황손상물량손상원인조치방안 균열 ( 폭0.3 mm미만 ) 45.3m 건조수축 표면처리 균열 ( 폭0.3 mm이상 ) 3.5m 건조수축 주입보수 망상균열 71.15 m2 건조수축 표면처리 재료분리 70.21 m2 다짐부족 단면보수 철근노출 78.96 m2 피복두께부족 단면보수 ( 방청 ) 보수재박락 7.40m2 시공미흡 단면보수 콘크리트열화 21.60m2 장기공용, 염화칼슘 단면보수 콘크리트들뜸 0.48m2 피복두께부족 단면보수 박리 3.31m2 표면열화 단면보수 백태 2.25m2 신축이음부누수, 균열부누수 표면처리 - 34 -
제2장외관조사 S3 균열부백태 S5 바닥판균열 ( 폭 0.3 mm ) S6 보수재박락 S9 재료분리 S7 우측캔틸래버부열화 S9 캔틸래버부철근노출 바. Steel Plate Girder 및 2차부재 Steel Plate Girder구간은 S3~S6, S8~S10경간이며, 거더는경간마다 6기가시공되어있다. 2005년강교외부에대한전반적인도장보수가시행되었으며, 도장방식은중방식인것으로조사되었다. 또한비드균열, 용접불량, 용접누락, 리벳누락, 체결불량등에대한손상은 2005년과 2008년에전반적으로보수가실시되었으나, 금회점검결과보 - 35 -
제2장외관조사 수가누락되었던손상과시공시제작결함에의한손상이추가적으로조사되었다. 시공미흡에의한용접불량과용접누락은복부판맞대기이음부와수직보강재용접부에서조사되었으며, 그라인딩후재용접의보수가필요하다. S8G6 지점부복부판에서는용접보수부위재균열이발생하여, 용접보수방법이부적절한것으로판단되므로스톱홀설치후볼트체결보수가적절할것으로판단된다. 또한기존모재균열부에강판을보강한부위는이상이없는상태이나, S5G6의하단부볼트 1개소가풀려있는상태로조사되어재조임을실시하고지속적인체결력확인이요구된다. Splice Plate에서조사된리벳누락은기존보수에서누락된손상이나, 상부플랜지에위치하여볼트쳬결을통한보수효과가미비하므로지속적인유지관찰이바람직할것으로판단된다. 거더지점부에서발생된복부판과브레이싱의국부변형은하중으로인한손상이아닌시공시부주의로발생된것으로현상유지하여도무방한상태이다. 단부수직보강재의용접이잘못되어홈을파낸가우징부위는표면이불량하게마감된상태이나, 균열, 변형등의 2차손상이없이공용되어왔으므로보수는불필요한것으로판단된다. < 표 2.2.9> SPG 및 2차부재손상현황 부재명 손상발생현황 손상물량 손상원인 조치방안 용접불량 5.05m 시공미흡 재용접 용접누락 7.55m 시공미흡 용접 용접보수부재균열 0.1m 보수불량 스톱홀후볼트체결 부식 1.11m2 신축이음부누수 재도장 도장박락 / 긁힘 1.45m2 장기공용 재도장 SPG 가우징 * 불량 5 개소시공미흡지속관찰 복부판변형 5 개소시공부주의지속관찰 강판보강부볼트풀림강판보강부볼트체결불량 1 개소체결력부족볼트조임 1 개소시공미흡지속관찰 splice 설치불량 1 개소시공미흡지속관찰 리벳누락 4 개소시공미흡지속관찰 2 차부재 브레이싱변형 1 개소 (1m) 시공부주의지속관찰 부식 2.59 m2신축이음부누수재도장 가우징 (gouging) : 용접부의홈파기 ( 치핑 ). 다층용접시먼저용접한부위의결함제거나주철의균열보수를하기위하여좁은홈을파내는것 - 36 -
제2장외관조사 S6G1 맞데기부용접누락 S6G1 맞데기부용접불량 S5G4 Splice 설치불량 ( 이격 5mm) S5G6 모재균열강판보강부볼트풀림 1EA S6G5 SP1 리벳누락 S8G3 도장박락 S8G6(P8) 수직보강재용접누락 S8G6 용접보수부재균열 - 37 -
제2장외관조사 사. Steel Box Girder 교차로인 S7경간에시공된 Steel Box Girder에서조사되었던용접누락및용접불량, 리벳누락, 체결불량등에대한손상은 2005년과 2008년에전반적으로보수가실시되었으나, 금회점검결과일부보수누락부위와보수부재손상의손상이조사되었다. 시공미흡에의한용접불량과용접누락은수직보강재용접부와플랜지-복부판용접부에서조사되었으나, 그길이가짧아 (0.2m, 0.1m) 용접보수를실시하기보다는지속적인유지관찰이바람직할것으로판단된다. Splice Plate에서조사된리벳누락 (1개소) 은상부플랜지에위치하여볼트쳬결을통한보수효과가미비하므로지속적인유지관찰이요구된다. 하부플랜지의횡리브와종리브가교차하는부위의용접부는보수가불량하여균열이발생된상태이며, 재용접을통한보수가필요하다. 특히용접누락과용접불량에대한보수후재손상발생여부를지속적으로관찰해야할것이다. 강박스입구부의스캘럽과스플라이스부는틈새가없는밀폐된구조로서우수의유입흔적은조사되지않았다. < 표 2.2.10> STB 손상현황 손상발생현황손상물량손상원인조치방안 용접누락 0.4m 시공미흡지속관찰 리벳누락 1 개소시공미흡지속관찰 수직보강재변형 2 개소시공부주의지속관찰 용접보수부균열 0.1m 보수미흡재용접 S7G1 SP2 상부플랜지리벳누락 S7G1 수직보강재국부변형 - 38 -
제2장외관조사 S7G1 용접보수부균열 S7G3 용접누락 ( 보수누락 ) 강박스시점부 스플라이스현황 아. 받침장치 1) 외관조사교량받침은 2012년 1차보수공사및내진성능개선공사의시행으로강교구간 (S3~S10) 의받침을탄성받침으로교체가시행되었다. RC슬래브구간 (S1~S2, S11~S12) 의고무받침은시공미흡으로받침이콘크리트에뭍히어가동및외관상태의확인이어려운상태이므로모두교체가필요할것으로판단된다. < 표 2.2.11> 받침장치손상현황 손상발생현황손상물량손상원인조치방안 고무받침콘크리트에뭍힘 42 개소시공미흡받침교체예정 (3 차보수 ) - 39 -
제2장외관조사 탄성받침교체현황 고무받침콘크리트에뭍힘 2) 연단거리검토교대및교각상부의받침면은상부구조로부터집중하중을받는부위이며, 지진시등에는큰수평력이작용하는곳이다. 연단거리가짧으면고정단에서콘크리트가파손되거나받침이파손되고심한경우가동단에서받침이벗어나낙교등구조물에불리한영향을미칠수있으므로도로교설계기준에손상방지를위한연단거리확보를규정하고있다. 연단거리확보여부를검토한결과는다음과같다. 거더의경간길이 100m 이하 : S(cm) = 20 + 0.5L 여기서 L 은경간길이 (m) 소요연단거리의산출 S1 ~S10(L=25m) = 200 + 5 25 = 32.5cm 연단거리측정현황 고무받침연단거리 (S) 측정 - 40 -
제2장외관조사 < 표 2.2.11> 연단거리검토 위치 경간길이 (m) 최소연단거리 S( cm ) 실측연단거리 ( cm ) Sh1 Sh2 Sh3 Sh4 Sh5 Sh6 Sh7 판정 A1 10.0 25.0 35.5 35 34 34 35.5 35 35.5 O.K P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 전면 10.0 25.0 46 46.5 46.5 46 45 44 43.5 O.K 배면 10.0 25.0 49 48.5 48.5 49 50 51 51 O.K 전면 10.0 25.0 41 41.5 42 42 41.5 41 41.5 O.K 배면 30.0 35.0 38 37 39 42 38 37 O.K 전면 30.0 35.0 47 53 51 55 51 53 O.K 배면 30.0 35.0 54 50 47 52 50 53 O.K 전면 30.0 35.0 38 38 45 42 44 39 O.K 배면 30.0 35.0 37 43 44 46 44 43 O.K 전면 30.0 35.0 51 51 50 45 53 52 O.K 배면 30.0 35.0 46 48 46 46 43 56 O.K 전면 30.0 35.0 42 45 47 44 40 37 O.K 배면 30.0 40.0 40 36 46 42 48 48 O.K 전면 30.0 40.0 39 39 51 44 59 58 O.K 배면 30.0 35.0 46 43 46 49 48 42 O.K 전면 30.0 35.0 45 46 45 36 40 46 O.K 배면 30.0 35.0 41 42 47 49 50 40 O.K 전면 10.0 35.0 48 46 45 49 55 49 O.K 배면 10.0 35.0 50 53 53 53 48 49 O.K 전면 30.0 35.0 41 41 42 37 41 37 O.K 배면 10.0 25.0 42.5 42 41 41 42 41 41 O.K 전면 10.0 25.0 47 47.5 48 47 46 46 45.5 O.K 배면 10.0 25.0 48 47.5 47 48 48 49 49.5 O.K A2 10.0 25.0 34 34 35 35 34.5 34 34 O.K 각받침장치별연단거리검토결과, 전개소에서최소연단거리이상을확보하고있는 것으로조사되었다. - 41 -
제2장외관조사 범례 기호 설명일방향가동양방향가동고정단 < 그림 2.3.2> 받침장치배치도 아. 교대및교각교대와교각은장기공용에따른표면박리, 망상균열, 균열, 백태등의손상과피복두께부족으로인한철근부식, 들듬등이발생하였으나, 진단기간중신기술제596호코스렘공법으로모두보수되어양호한상태를유지하고있다. P9의강판보강부는통행차량에일부긁힘이발생하였으나기능발휘에는문제가없는수준이므로지속관찰이바람직할것으로판단된다. < 표 2.2.11> 교대및교각손상현황 손상발생현황손상물량손상원인조치방안 강판보강부긁힘 0.60 m2차량접촉지속관찰 - 42 -
제2장외관조사 A1 균열 ( 보수전 ) A1 균열 ( 보수후 ) P2 단면보수현황 P7 강판보강부긁힘 자. 접속옹벽 교량시 종부에시공된철근콘크리트접속옹벽의표면에는건조수축으로인한전반적인망상균열이발생되어전면적인면보수가요구되며, 시공이음부에는씰링재가누락되어우수유입에따른침하와침식등이우려되므로씰링처리가요구된다. < 표 2.2.11> 접속옹벽손상현황 손상발생현황 손상물량 손상원인 조치방안 망상균열 1299.00 m2 건조수축 점검기간중보수완료 씰링재누락 22.60m 시공미흡 탄성씰링재주입 철근노출 0.66m2 피복두께부족 점검기간중보수완료 - 43 -
제2장외관조사 접속옹벽조인트부씰링재누락 A1 우측접속옹벽망상균열 A2 우측접속옹벽망상균열 A2 좌측접속옹벽철근노출 차. 교량하부공간점용현황강남터미널고가교의하부는교차로와유턴차로등으로활용되며, 그외의공간은차량진입을제한하고있으나현재는보수공사차량의주차공간으로일시사용되고있는실정이다. S7 하부교차로현황 P10~A2 하부공간현황 - 44 -
제2장외관조사 2.3 기점검결과와의비교 < 표 2.3.1> 기점검결과와의비교 부재명 손상내용 2011 년 정밀안전진단 금회정밀점검비고 소성변형 293.45 m2 2.00 m2 교면포장 패임 - 0.16 m2 열화및마모 847.40 m2 - 유간토사퇴적 5.5m 6.0m 후타재균열 - 8.1m 신축이음 신축이음누수 7EA 4EA 우수방지덮개파손 7EA - 신축이음단차 1EA - 후타재파손 2.84m2 - 강교구간의신축이음은 1 차보수기간중재설치된상태임 균열 ( 폭 0.3 mm미만 ) 6.0m 45.3m 균열 ( 폭 0.3 mm이상 ) 1.0m 3.5m 망상균열 17.7 m2 71.15 m2 바닥판 재료분리 66.79m2 70.21m2 철근노출 5.55m2 78.96m2 보수재박락 6.59m2 7.40m2 콘크리트열화 - 21.60m2 콘크리트들뜸 - 0.48m2 피복두께가부족한구간에철근부식으로발생 외측부위우수접촉에따른단면열화 박리, 박락 8.69 m2 3.31 m2 백태 0.60 m2 2.25 m2 단면파손 3.45 m2 - - 45 -
제2장외관조사 < 표 2.3.1> 기점검결과와의비교 ( 계속 ) 부재명 손상내용 2011 년 정밀안전진단 용접누락 2.5m 7.55m 용접불량 - 5.05m 금회정밀점검비고 수직보강재, 맞대기이음부용접누락 용접보수부균열 0.1m 0.1m S8G6 부식 1.50 m2 3.70 m2 도장박락 / 긁힘 2.00 m2 3.76 m2 SPG/ 2 차부재 가우징불량 - 5 개소 복부판변형 1 개소 5 개소 강판보강부볼트풀림 - 1 개소 splice 설치불량 1 개소 1 개소 리벳누락 - 4 개소 브레이싱변형 1 개소 1 개소 (1m) 용접누락 - 0.4m STB 리벳누락 1 개소 1 개소 수직보강재변형 1 개소 2 개소 용접보수부균열 - 0.1m 받침부식 12 개소 - 솔플레이트용접누락 96 개소 - 받침장치 볼트풀림 5 개소 - 볼트간섭 5 개소 - 강교구간 (S3~S10) 받침장치는탄성받침으로모두교체설치됨 편기 4 개소 - 단부보강재편기 14 개소 - 고무받침콘크리트에뭍힘 - 42 개소 - 46 -
제2장외관조사 < 표 2.3.1> 기점검결과와의비교 ( 계속 ) 부재명 손상내용 2011 년 정밀안전진단 금회정밀점검비고 강판보강부긁힘 0.60 m2 0.60 m2 균열 (0.2mm 이하 ) 2.0m - 균열 (0.3mm 이상 ) 5.5m - 망상균열 1414.10 m2 - 재료분리 7.45 m2 - 교대 / 교각 백태 2.25 m2 - 철근노출 0.36 m2 - 단면파손 11.08 m2 - 교대및교각은전면 단면보수가실시되어 양호한상태임. 보수부탈락 21.75 m2 - 단면들뜸 54.47 m2 - 배수관미설치및 파손 29EA - 누수및열화 8.00 m2 - 난간 / 연석 콘크리트파손 6.43 m2 13.12 m2 콘크리트열화 2532.5 m2 2532.5 m2 배수시설 배수구막힘 19EA 8EA 배수구아스콘에덮힘 - 4EA 망상균열 1182.50 m2 1182.50 m2 접속옹벽 씰링재누락 - 22.60m 철근노출 0.36 m2 0.66 m2 단면파손 9.63 m2 - - 47 -
제3장내구성조사 3.1 개요 3.2 내구성조사결과 3.3 내구성조사결과분석
제 3 장내구성조사 제3장내구성조사 3.1 개요 본과업에서는대상구조물의구조부재에대한재료의품질상태와강도등을파악하기위하여교량편 안전점검및정밀안전진단세부지침 (2010.12) 의재료시험및평가방법의기준에의하여내구성조사를실시하였다. 제시된재료시험항목중기본과업인콘크리트강도와탄산화깊이시험을실시하였다. 각항목별재료시험현황은다음과같다. < 표 3.1.1> 재료시험항목및시험현황 구분 세부지침기준수량 실시수량 상부하부상부하부 비고 반발경도 6 개소 6 개소 8 개소 8 개소 탄산화깊이 2 개소 4 개소 5 개소 4 개소 반포대교 성모병원 A1 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10P11A2 범례 금회비파괴시험위치 (2012년정밀점검 ) 전회차비파괴시험위치 (2011 정밀안전진단 ) 반발경도 반발경도 탄산화시험 탄산화시험 < 그림 3.1.1> 비파괴시험위치도 - 49 -
제3장내구성조사 3.1.1 반발경도시험가. 시험의개요 콘크리트비파괴시험법에의한강도조사 (Concrete Compressive Strength Checking by Ultra-sonic Test and Schmidt Hammer Test) 는반발경도법, 초음파속도법그리고이두방법을병행한조합법이있으며, 본조사에서는반발경도법에의해콘크리트압축강도를추정하였다. 나. 시험장비 시험기구 : Schmidt Hammer N-type 시험목적 : 구조부재의표면강도조사 시험 point 선정 : 골재나공극이없는비교적표면이양호한부위선정 슈미트햄머 - NR 형 반발경도측정현황 다. 시험방법 1) 반발경도 (R) 외관조사결과에의해서결정된측정개소에대해서타격점상호간의간격은 3cm를표준으로종으로 5열, 횡으로 4열의선을그어직교되는 20점을타격하여반발경도값의산술평균값 ( ) 을구한다. 산술평균값 ( ) 에대해서는릴렘 (RILEM) 규정에따라각반발경도의값이 ± 의범위를벗어나는값들은제외시키고나머지값들을다시산술평균하여반발경도 을결정한다. 2) 보정반발경도 ( ) 다. 보정반발경도 는측정반발경도 에보정값 을더한값으로한 - 50 -
제3장내구성조사 Ro = R + ΔR1 + ΔR2 + ΔR3 (3.1) 여기서, : 반발경도 : 타격방향에따른보정값 : 압축부재의고정하중응력에따른보정값 : 콘크리트의습윤상태에따른보정값 ( 가 ) 타격방향에따른반발경도의보정 ( ) 수평방향의타격에의한측정치가안정된값을나타내지만타격방향이다른경우에는반발치를보정해주어야한다. 하향타격 (-90 ) 의경우에는 Schmidt Hammer 내부의해머중량에의해서실제보다반동량이작아지므로 +값으로수정해주고, 상향의타격 (+90 ) 의경우에는반대현상에의해서 -값으로수정해주어야한다. 타격방향에따른보정계수는다음과같다. < 표 3.1.2> 타격방향에따른보정계수 수평과이루는각도 반발경도 (R) +90 ( 상향수직 ) +45 ( 상향경사 ) -45 ( 하향경사 ) -90 ( 하향수직 ) 10 - - +2.4 +3.2 20-5.4-3.5 +2.5 +3.4 30-4.7-3.1 +2.3 +3.1 40-3.9-2.6 +2.0 +2.7 50-3.1-2.1 +1.6 +2.2 60-2.3-1.6 +1.3 +1.7 ( 나 ) 압축응력에따른반발경도보정 ( ) 타격방향과직각방향으로압축응력을받는부재는압축응력이커짐에따라반발경도에의한압축강도가실제보다커진다는사실이시험결과입증되었다. 그크기는대략압축응력이 1MPa인경우, 2MPa인경우 이다. -10 ΔR/R (%) - 5 0 + 5 +10 0 10 20 30 40 50 압축응력 < 그림 3.1.2> 압축응력에따른반발경도의보정곡선 - 51 -
제3장내구성조사 ( 다 ) 콘크리트습윤상태에따른보정 ( ) 콘크리트표면이습윤상태에있으면기건상태보다반발도가작게나오게된다. 따 라서완전습윤상태에서는기건상태를기준으로 로보정한다. 3) 압축강도의추정 보정반발경도 로부터압축강도 ( ) 의상관관계를도출한다음식을사용하였다. 여 러가지제안식들은다음과같으며, 본과업에서는코어압축강도와의상관계수가양호 하고설계기준강도에근접한식을사용하여압축강도를추정하였다. 일본재료학회 ( 보통콘크리트 ) - Fc = -18.4 + 1.3 Ro (MPa) (3.2) 일본건축학회 CNDT 소위원회강도계산식 - Fc = (7.3 Ro + 100) 0.1 (MPa) (3.3) 고강도콘크리트의경우일본재료학회, 일본건축학회에서제안한강도추정식을사용하는것은강도가실제강도보다낮게평가되는것으로보고되고있다. 따라서고강도콘크리트의경우는과학기술부와한국시설안전기술공단에서제안한식을적용하였다. 한국시설안전기술공단 ( 고강도콘크리트 ) - FC = α(1.72 Ro 21.4) (MPa) (3.4) 재령보정계수 ( 일 는일수 ) 과학기술부 ( 고강도콘크리트 ) - Fc = 1.52 R 11.28 (MPa) (3.5) 재령보정계수 일 는일수 4) 28일강도의추정수년이경과한콘크리트구조물은표면경도가높기때문에 ( 식 3.4) 와같이재령 28일강도 ( ) 로환산한압축강도로수정하여콘크리트의설계압축강도로추정한다. 콘크리트의재령에따른압축강도보정계수 α는 < 표 3.1.3> 과같으며, 3000일이상의재령에대해서는 0.63을적용한다. (3.6) < 표 3.1.3> 재령계수 α의값재령 ( 일 ) 28 100 300 500 1000 3000 α 1.0 0.78 0.70 0.67 0.65 0.63-52 -
제3장내구성조사 3.1.2 탄산화깊이측정 가. 개요 탄산화는콘크리트구조물의열화문제로현재주목받고있는현상중하나이다. 여 기서탄산화란굳은콘크리트와공기중의탄산가스가반응하면서알칼리성을잃게되 는현상을일컫는다. 즉건전한콘크리트는경화시멘트풀의수산화화합물중약 25% 를차지하는수산화칼슘 (Ca(OH)2) 의영향으로 ph 가 12 13 인강알칼리성을나타내나 탄산가스가수산화칼슘과반응하면탄산칼슘 (CaCO3) 으로환원되면서표면부터콘크리 트의 ph 가서서히 10 이하로낮아지는현상이다. Ca(OH) 2 CO2 + CaCO3 + H2O 식 ( 3. 7 ) 수산화칼슘탄산가스탄산칼슘물 (ph 12 13) ( 대기중에존재 ) (ph 8.5 10) 나. 탄산화의발생원인및영향 1) 탄산화의발생원인가 ) 공기중이산화탄소와경화시멘트풀의탄산화반응나 ) 각종장비의배기가스로인한 CO2 농도증가상대습도다 ) 건조한환경지속및황산염산성토양라 ) 화재로인한알칼리성이온의용해 2) 탄산화의영향가 ) 콘크리트의탄산수축 (Carbonate Shrinkage) 나 ) 콘크리트의취성화및취도계수증가다 ) 백태발생및수밀성저하라 ) 철근부식및부착파괴 / 균열, 피복박리, 누수마 ) 내구수명과구조안전성저하 탄산화측정장비 탄산화깊이측정 - 53 -
제3장내구성조사 탄산화에의한철근부식메커니즘은다음의그림과같다. < 그림 3.1.3> 탄산화에의한철근부식메커니즘 다. 탄산화시험방법 콘크리트구조물의탄산화시험은다음의흐름도와같다. 자료조사 현장조사 육안조사환경조사 시공현황조사 ( 피복두께, 마감재등 ) 표면천공 표면청소및처리 페놀프탈레인분무 탄산화깊이측정 < 그림 3.1.4> 탄산화시험흐름도 - 54 -
제3장내구성조사 콘크리트부재의탄산화깊이를조사하기위하여 1% 의페놀프탈레인용액분사방법을채택하였으며, 이때부재의색깔이보라색으로변하게되면알칼리성분을유지하고있는부재, 무색일경우에는탄산화된것으로판단하게된다. 콘크리트부재의색깔이변하지않는경우에는부재표면을파취해내면서계속분사하여색깔이변할때부재표면에서변한지점까지의수직거리가해당부재의탄산화깊이가된다. 패놀프탈레인용액 중성화된층 ( 해치부 ) 콘크리트표면에 ph10 이상에서핑크색으로변색되는지시약을뿜어주면중성화된부분은변색하지않는다. < 그림 3.1.5> 탄산화분사방법 라. 평가 < 표 3.1.4> 탄산화상태평가기준 등급탄산화잔여깊이철근부식의가능성 a 30 mm이상탄산화에의한부식발생우려없음 b 10 mm이상 30 mm미만향후탄산화에의한부식발생가능성있음 c 0 mm이상 10 mm미만탄산화에의한부식발생가능성높음 d 0 mm미만철근부식발생 e - - 탄산화깊이에대한평가는철근으로부터탄산화의남은깊이를지표로하여, 탄산화에의한강재부식가능성을나타낸것으로탄산화에의한단독열화에대하여적용한다. - 55 -
제3장내구성조사 3.2 내구성조사결과 3.2.1 반발경도시험결과 < 표 3.2.1> 반발경도에의한콘크리트압축강도 강도추정식 (MPa) 측정위치 일본 일본 설계강도 평가 재료학회 건축학회 S3 27.2 28.5 27.0 양호 S4 27.7 28.7 27.0 양호 S5 31.1 30.7 27.0 양호 바닥판 S6 37.5 34.4 27.0 양호 S7 34.8 32.8 27.0 양호 S8 27.2 28.4 27.0 양호 S9 28.4 29.2 27.0 양호 S10 34.5 32.6 27.0 양호 A1 구체 27.2 28.4 21.0 양호 P1 기둥 31.4 30.9 21.0 양호 P2 코핑 21.8 25.3 21.0 양호 교대 교각 P3 기둥 26.3 27.9 21.0 양호 P4 기둥 24.5 26.9 21.0 양호 P6 코핑 26.4 28.0 21.0 양호 P11 기둥 28.2 29.0 21.0 양호 A2 구체 20.1 24.4 21.0 양호 본과업에서는대상구조물의콘크리트강도를평가하기위하여반발경도법에의하여 시험을실시하였고, 시험결과반발경도법에의한콘크리트비파괴압축강도는설계기준 강도를모두상회하는것으로측정되었다. - 56 -
제3장내구성조사 3.2.2 탄산화깊이측정결과 < 표 3.2.2> 탄산화깊이의측정결과 측정위치 탄산화깊이 ( mm ) 피복두께 ( mm ) 잔여깊이 ( mm ) 평가 탄산화잔존수명 ( 년 ) S3 G4 G5 바닥판 15.0 30 12.5 b( 양호 ) 35 S4 G3 G4 바닥판 18.1 30 8.8 b( 양호 ) 15 S5 G3 G3 바닥판 16.9 30 9.3 b( 양호 ) 21 S6 G4 G5 바닥판 14.8 30 20.3 b( 양호 ) 37 S10 G3 G4 바닥판 21.9 40 14.5 b( 양호 ) 24 A1 구체 21.5 40 11.4 b( 양호 ) 26 P3 기둥 14.8 40 27.4 b( 양호 ) 101 P4 기둥 18.7 60 21.6 a( 양호 ) 171 P6 코핑 13.4 60 16.8 a( 양호 ) 423 탄산화속도계수산정을통한잔존수명예측 경과년수 : 35년 경과시간 (t) 의평방근에비례하여진행한다고하는 법으로표현됨. 여기서, C: 실측탄산화깊이 (mm), A: 탄산화속도계수 (mm 년 ), t: 재령 ( 년 ) 콘크리트탄산화잔존수명 t = ( 잔여깊이 A) 2 실측피복두께는 2011 년정밀안전진단측정결과를적용하였음. 본구조물에대한탄산화깊이측정결과 4.8 13.5mm 정도로탄산화가진행된것으로측정되었으며, 평가기준에따른상태는 a~b 수준으로서대체로양호하다. 또한현상태의탄산화진행속도에따른잔존수명은최소 15년이상의여유가있는것으로분석되었다. - 57 -
제3장내구성조사 3.3 내구성조사결과분석 3.3.1 금회내구성조사결과 < 표 3.3.1> 내구성조사결과시험명시험부위시험결과평가의견 반발경도 바닥판 27.2~37.5/27.0MPa로설계기준강도이상 설계기준강도를모두 교각, 교대 20.1~31.4/21.0MPa로설계기준강도이상 상회함. 탄산화깊이 바닥판 교각, 교대 탄산화깊이 4.8~12.1mm 로측정 ( 평가 a~b) 탄산화깊이는양호한 탄산화깊이 6.4~13.5mm 로측정수준임. ( 평가 a~b) 3.3.2. 전회차내구성시험결과와비교 < 표 3.3.2> 전회차내구성조사결과와비교시험명시험부위 2011년정밀안전진단 2012년정밀점검 ( 금회 ) 반발경도 바닥판 24.6~28.1/24.0MPa 27.8~36.0/27.0MPa 교각, 교대 23.6~25.1/21.0MPa 22.2~31.1/21.0MPa 탄산화 깊 이 바닥판 16~23mm ( 평가 b) 4.8~12.1 ( 평가 a~b) 교각, 교대 12~20mm ( 평가 a~b) 6.4~13.5 ( 평가 a~b) 비교검토결과콘크리트반발경도조사결과는전회차보다다소크게조사되었으며, 이는측정오차와상이한시험위치로인한것으로판단된다. 탄산화깊이는동일위치가아니므로직접비교는어려우나, 급속한탄산화의진행으로인한철근의부식의우려는없는것으로판단된다. - 58 -
제4장시설물의상태평가 4.1 상태평가 4.2 종합평가및안전등급지정
제4장시설물의상태평가 제4장시설물의상태평가 4.1 상태평가 4.1.1 개요 본과업에서는교량편 안전점검및정밀안전진단세부지침 (2010.12) 에따른상태평가를실시하였고, 각단계별상태평가산정결과는부록에수록하였다. 시설물의상태평가결정방법은구조형식이같은부재에대해부재별로평균하여, 구조형식에따른부재별가중치를적용하여환산결함도점수를구한다. 환산결함도점수는시설물전체의상태평가결과를산정하기위한기준값이며, 결함도점수범위에따른기준을적용하여시설물전체에대한상태평가결과를구한다. 4.1.2 부재별상태평가적용범위 부재별상태평가기준은교량의거더와가로보를분리하고, 콘크리트의탄산화와염화물에대한평가항목을포함하여세분화하였으며, 다음표와같이부재별상태평가기준을부재의중요도를감안하여차등화함으로써가능한한전체상태평가기준과부합하도록조정한다. 교량의안전에직접적인영향을미치는바닥판, 거더, 하부구조및받침은평가기준을 a e 로범위를적용하고, 내구성에영향을미치는신축이음, 배수시설, 교면포장과 2차부재인가로보와세로보는 a d 로범위를조정한다. < 표 4.1.1> 부재별상태평가적용범위 부재의분류 차등적용범위 상부구조 바닥판, 거더, 케이블 a, b, c, d, e 2차부재 ( 가로보및세로보 ) a, b, c, d 하부구조 교대및교각, 기초 a, b, c, d, e 받침 교량받침 a, b, c, d, e 기타부재 신축이음, 난간및연석, 배수시설, 교면포장 a, b, c, d 콘크리트재료 탄산화 a, b, c, d - 60 -
제4장시설물의상태평가 4.1.3 부재별상태평가기준가. 콘크리트바닥판 < 표 4.1.2> 콘크리트바닥판상태평가기준 등급 균열 1 방향균열 2 방향균열 열화및손상, 철근노출 a 균열폭 0.1 mm미만 망상균열폭 0.1 mm미만 없음 b 균열폭 0.1 mm ~0.3 mm미만 균열율 2% 미만 망상균열폭 0.1 mm ~0.3 mm미만 표면손상면적 2% 미만 c 균열폭 0.3 mm ~0.5 mm미만 균열율 2~10% 미만 망상균열폭 0.3 mm이상 표면손상면적 2%~10% 미만 철근부식손상면적 2% 미만 데크플레이트박리및누수발생 d 균열폭 0.5 mm ~1.0 mm미만 균열율 10~20% 미만 망상균열의진전으로인한콘크리트박리발생 표면손상면적 10% 이상 철근부식손상면적 2% 이상 데크플레이트박리가심하고누수로인한부식 e 균열폭 1.0 mm이상 균열율 20% 이상 망상균열로인한박리가심하여펀칭파괴발생가능성있음. 부식으로인한철근의단면감소가심하여바닥판의안전성이저하되는경우 주 1) 균열율산정방법 1 방향균열인경우 균열발생면적은길이당 0.25m 의폭을차지하는것으로 하며, 균열의개수가 2 개이상일경우는각균열길이에 0.25m 의폭을곱해서합산하여구한다. 균열면적율은아래식으로산정한다. 균열발생면적균열길이 조사단위면적 2 방향균열인경우 균열발생면적은균열발생부위를가로, 세로의최외측균 열을경계로하여사각형형태로구획한후, 점선내면면적인 ( 가로길이 +0.25m) ( 세로길이 +0.25) 로구한다. 균열면적율운아래식으로산정한다. 균열발생면적균열발생면적 조사단위면적 주 2) 표면손상에대한면적율산정방법 결함및손상발생면적표면손상면적율 조사단위면적 주 3) 철근부식손상면적율산정방법 노출의발생면적은철근노출길이당 0.25m 의폭을차지하는것으로함. 철근노출면적철근노출길이 철근노출면적율 조사단위면적 - 61 -
제4장시설물의상태평가 나. 프리스트레스콘크리트거더 < 표 4.1.3> 프리스트레스콘크리트거더상태평가기준 등급균열열화및손상 a 없음 없음 b 균열폭 0.2 mm미만 표면손상면적이 2% 미만 c d e 균열폭 0.2~0.3 mm미만 균열폭 0.3~0.5 mm미만 내하력저하로인한휨균열과다발생 균열폭 0.5mm이상 휨균열과다발생및과대처짐으로인하여거더의안전성저하 표면손상면적이 2%~10% 미만 철근부식손상면적 2% 미만 표면손상면적 10% 이상 철근부식손상면적 2% 이상 단부콘크리트의심한파손또는강선정착부파손으로인한부재의안정성저하 다. 콘크리트가로보 < 표 4.1.4> 콘크리트가로보상태평가기준 등급균열열화및손상, 철근부식 a 균열폭 0.1 mm미만 없음 b 균열폭 0.1~0.3 mm미만 표면손상면적이 2% 미만 c d 균열폭 0.3~0.5 mm미만 균열폭 0.5 mm이상 표면손상면적이 2%~10% 미만 철근부식손상면적 2% 미만 표면손상면적 10% 이상 철근부식손상면적 2% 이상 e - - 라. 교대 < 표 4.1.5> 교대상태평가기준 기준균열, 변위열화및손상 a 구체균열폭 0.1 mm미만 없음 b c 구체균열폭 0.1 mm이상 ~0.3 mm미만 균열폭 0.3 mm이상 ~0.5m 미만 교대와날개벽사이에폭 1.0 mm이상의균열발생 표면손상손상면적이 2% 미만 앵커블록내부결로발생 표면손상손상면적이 2% 이상 ~10% 미만 철근부식손상면적 2% 미만 앵커블록내부결로에의한체수 d e 구체균열폭 0.5 mm이상 ~1.0m 미만 날개벽기울음및손상심화 ( 배면토유출 ) 기초의부등침하로인한구체기울음 구체균열폭 1.0 mm이상 날개벽전도위험있음 부등침하로인한교대안전성저하 표면손상면적 10% 이상 철근부식손상면적 2% 이상 코핑부파손으로인하여거더의탈락가능성있음 심한철근부식으로인하여교대의안전성이저하됨 - 62 -
제4장시설물의상태평가 마. 콘크리트교각 < 표 4.1.6> 콘크리트교각상태평가기준 등급균열열화및손상, 철근노출 a 균열폭 0.1mm미만 없음 b 균열폭 0.1~0.3 mm미만 표면손상면적이 2% 미만 앵커블록내부결로발생 c 균열폭 0.3~0.5 mm미만 표면손상면적이 2~10% 미만 철근부식손상면적 2% 미만 d 균열폭 0.5~1.0 mm미만 표면손상면적이 10% 이상 철근노출손상면적 2% 이상 e 균열폭 1.0 mm이상 코핑부파손으로인하여거더의타락가능성있음 심한철근부식으로인하여교대의안전성이저하됨. 바. 기초 < 표 4.1.7> 기초상태평가기준 기준기초 ( 직접, 말뚝, 케이슨 ) 손상지반의안전성 a 없음 없음 b c d e 직접기초 ( 확대기초 ) 에폭 0.3 mm미만의균열발 생 매립된직접기초 ( 확대기초 ) 의상부가세굴등에의해노출됨 직접기초 ( 확대기초 ) 에폭 0.3mm이상의균열및 침하가 20mm미만발생단면손상발생 세굴이직접기초 ( 확대기초 ) 의하단까지진행되 침식, 충돌등에의한말뚝및케이슨기초의어말뚝및케이슨기초가부분적으로노출됨단면손상발생 직접기초 ( 확대기초 ) 의파손으로인한철근노출 발생 침식, 충돌등에의한말뚝및케이슨기초의철근노출발생 기초의파손및침식으로인한하부구조물의안전성저하 침하가 20 mm이상발생 세굴에의해말뚝및케이슨기초가전반적으 로노출됨 기초의부등침하및측방유동에의해교대 / 교각이기울음 기초의부등침하및측방유동에의한교대 / 교각이기울음으로인해상부구조의단차및파손발생 - 63 -
제4장시설물의상태평가 사. 교량받침 < 표 4.1.8> 교량받침상태평가기준 기준탄성받침받침콘크리트 a 양호 양호 b 미세균열, 갈라짐등경미한열화 부분적박리, 탈락등손상 c d e 측면부풀음 받침두께의 0.3 배미만의전단변형 고무재파손및단차, 균열심화 받침두께의 0.3 배이상의전단변형 받침이밀착되지않고떠있는부분이전체면적의 1/2 미만 받침신축기능불량으로인하여거더등주부재의파손발생 받침이밀착되지않고떠있는부분이전체면적의 1/2 이상작동불능상태 받침콘크리트에 0.3 mm이상균열발생 박리, 탈락등손상으로지지단면감소, 기능 상장애 받침콘크리트파손및하부공동으로받침의탈락및침하발생가능성있음 - 아. 신축이음 < 표 4.1.9> 신축이음상태평가기준 기준본체후타재 a 없음 양호 b 토사, 이물질퇴적 고무판노화 미세균열발생 c d 물받이미설치또는파손으로인한누수 유간사이이물질로기능불량, 고무판마모, 국부적인부식등의열화 고무판균열, 볼트또는너트의부분탈락 누수로인하여신축이음하부받침및코핑부에이물질퇴적및부식발생 강판유동및연결불량으로이상음발생 신축유간이밀착으로인한거동불량 신축유간이넓어차량통행에지장초래 신축이음본체탈락, 파손및작동불능 균열이 50cm 이하의간격으로발생 국부적인박리, 박락, 파손 신축이음의심한파손및단차로인하여차량통행시충격발생 파손범위가후타재폭이상으로큼. e - - - 64 -
제4장시설물의상태평가 자. 교면포장 < 표 4.1.10> 교면포장상태평가기준 기준포장불량배수 a 미세균열 없음 없음 b 포장불량 2% 미만 포장손상이미미하여주행에영향없음 c 포장불량 2% 이상 10% 미만 포장손상으로인하여차량의통행에영향있음 d 포장불량 10% 이상 전반적인재포장이필요한 상태 배수구배및배수시설불량에의한부분적물고임 배수구배및배수시설불량에의한물고임발생으로주행성저하 배수불량에의한물고임으로통행차량의안전성저하 차. 배수시설 < 표 4.1.11> 배수시설상태평가기준 기준 상태기준설명 a b c 양호 다소의퇴적물이있으나배수에는이상없음 배수시설의상태불량, 길이부족 많은퇴적물, 누수 누수로인하여구조물부식발생 배수관유출구위치가부적절하여하부통행에따른위험초래 d 파손이나노후화로인하여재설치가필요한상태임. 카. 난간및연석 < 표 4.1.12> 난간및연석상태평가기준 기준강재콘크리트 a 양호 양호 양호 b c d 도장불량 10% 미만 도장불량 10% 이상 부식으로인한단면손상 10% 미만 부식으로인한단면손상 10% 이상 고정장치및연결재의이완이국부적발생 파손및탈락 10% 미만 파손및탈락 10% 이상 낙석으로인한손상발생 고정부열화및손상으로인한전도의위험이있음 ( 방음벽 ) 경미한손상, 0.3mm이하균열 0.3 mm이상균열 박리, 파손, 철근노출 10% 미만 철근부식손상길이. 2% 미만 박리, 파손, 철근노출 10% 이상 철근부식손상길이 2% 이상 e - - - - 65 -
제4장시설물의상태평가 타. 탄산화 < 표 4.1.13> 탄산화상태평가기준 기준탄산화잔여깊이철근부식의가능성 a 30mm이상 탄산화에의한부식발생우려없음 b 10mm이상 30 mm미만 항후탄산화에의한부식발생가능성있음 c 0mm이상 10 mm미만 탄산화에의한부식발생가능성높음 d 0mm미만 철근부식발생 e - - 탄산화깊이에대한평가는철근으로부터탄산화의남은깊이를지표로하여탄산화에의한강재부식가능성을나타낸것으로탄산화에의한단독열화에대하여적용한다. 콘크리트품질평가기준인탄산화는직접적인손상항목이아닌철근부식을유발할수있는환경에관한항목으로상태평가기준범위을 a d 로한다. 4.1.4 구조형식에따른부재별가중치 < 표 4.1.14> 구조형식에따른일반교량의부재별가중치 구분 상부 하부 결함도평가항목 슬래브교량 일반 일반거더교 2 차부재없음 바닥판없음 거더교량바닥판 거더일체형 콘크리트강바닥판 PSC박스바닥판 아치, 트러스 강바닥판 거더없음 라멘교 거더있음 ( 복개구조물 ) 바닥판 34 18 18-20 20 15 34 20 21 주형 - 20 25 37 18 20 23-21 23 2 차부재 - 5-11 5 3 5-5 - 교대 / 교각 20 13 13 18 13 13 34 22 24 기초 7 7 7 7 7 7 7 7 7 받침교량받침 10 9 9 14 9 9 3 3 3 기타 신축이음 10 9 9-9 9 3 3 3 교면포장 7 7 7-7 7 7 7 7 배수시설 3 3 3-3 3 3 3 3 난간 / 연석 2 2 2 6 2 2 2 2 2 콘크리트 탄산화상부 2(4) 2(4) - - 2(4) 2(4) - 4(7) 하부 2(3) 2(3) 4(7) 4(7) 2(3) 2(3) 4(7) 염화물상부 2(0) 2(0) - - 2(0) 2(0) - 3(0) 하부 1(0) 1(0) 3(0) 3(0) 1(0) 1(0) 3(0) - 66 -
제4장시설물의상태평가 가. 경간 ( 지점 ) 별부재상태평가산정 개별부재에서발견된결함및손상에대하여평가한후각상태평가결과중최저값을개별부재상태평가결과로한다. 한경간내에서여러부재가있을경우는각부재의상태평가기준중최저값을경간 ( 지점 ) 상태평가결과로산정한다. 복개구조물은바닥판의장변방향으로경간을구분하고, 1경간의길이는신축이음부를경계로경간을구분하는것으로한다. 나. 전체시설물의상태평가결과결정구조형식이같은부재에대해부재별로평균하여부재상태평가를결정한후구조형식에따른부재별가중치를적용하여환산결함도점수를구한다. 환산결함도점수는시설물전체의상태평가결과를산정하기위한기준값이며, 다음표의결함도점수범위에따른기준을적용하여시설물전체에대한상태평가결과를구한다. < 표 4.1.15> 결함도점수범위에따른기준 기준 A B C D E 결함도지수 0.10 0.20 0.40 0.70 1.00 결함도범위 0 X 0.13 0.13 X 0.26 0.26 X 0.49 0.49 X 0.79 0.79 X < 그림 4.1.1> 상태평가결과산정방법의예 - 67 -
제4장시설물의상태평가 4.1.6 상태평가결과 외관조사및내구성시험을통한상태평가는한국시설안전공단에서배포한교량상태평가프로그램을이용하였으며, 그결과는다음과같다. 가. 상태평가결과표 1) RC 슬래브구간 S1~S2 구간 부재의분류 번호 구조형식 상부구조 바닥판 2차부재가로거더보 기타부재받침하부구조내구성요소 포장배수난간연석 신축이음 교량받침 하부기초탄산화 ( 상부 ) 1 RCS b N/A N/A a a c b b a q x b 2 RCS b N/A N/A a X c x b a q x x 탄산화 ( 하부 ) 평균 0.200 N/A N/A 0.100 0.100 0.400 0.200 0.200 0.100 N/A N/A 0.200 가중치 34 N/A N/A 7 3 2 10 10 27 N/A N/A 7 ( 평균 가중 치 )/ 가중치합 0.068 N/A N/A 0.007 0.003 0.008 0.020 0.020 0.027 N/A N/A 0.014 1. 환산결함도점수 = 0.167 2. 상태평가결과 = B S11~S12 구간 부재의분류 번호 구조형식 상부구조 바닥판 2 차부재 거더가로보 기타부재받침하부구조내구성요소 포장배수난간연석 신축이음 교량받침 하부기초탄산화 ( 상부 ) 탄산화 ( 하부 ) 11 RCS a N/A N/A a X c b b a q x x 12 RCS b N/A N/A a c c x b a q x x 13 RCS N/A N/A N/A N/A N/A N/A b b a q N/A x 평균 0.150 N/A N/A 0.100 0.400 0.400 0.200 0.200 0.100 N/A N/A N/A 가중치 38 N/A N/A 7 3 2 10 10 30 N/A N/A N/A ( 평균 가중 0.057 N/A 치 )/ 가중치합 N/A 0.007 0.012 0.008 0.020 0.020 0.030 N/A N/A N/A 1. 환산결함도점수 = 0.154 2. 상태평가결과 = B - 68 -
제4장시설물의상태평가 RC 슬래브구간부재등급이 c 등급이하로산정된사유 난간 / 연석 : 표면이대부분열화되었고일부는단면탈락이발생함. 2) SPG 구간 S3~S6 구간 부재의분류 번호 구조형식 상부구조 바닥판 2차부재가로거더보 기타부재받침하부구조내구성요소 포장배수난간연석 신축이음 교량받침 하부기초탄산화 ( 상부 ) 3 SPG c b b b a c b a a q b x 4 SPG b b b a c c x a a q b b 5 SPG c c b a c c b a a q b a 6 SPG c c b a c c x a a q b x 탄산화 ( 하부 ) 평균 0.350 0.300 0.200 0.125 0.325 0.400 0.200 0.100 0.100 N/A 0.200 0.150 가중치 18 20 5 7 3 2 9 9 20 N/A 4 3 ( 평균 가중 0.063 0.060 0.010 0.009 0.010 0.008 0.018 0.009 0.020 N/A 치 )/ 가중치합 0.008 0.005 1. 환산결함도점수 = 0.219 2. 상태평가결과 = B S7~S10 구간 부재의분류 상부구조 2차부재 기타부재 받침 하부구조 내구성요소 번호구조 바닥가로난간신축교량탄산화탄산화거더포장배수하부기초형식판보연석이음받침 ( 상부 ) ( 하부 ) 8 SPG c c b a c c x a a q x x 9 SPG d b a a c c b a a q x x 10 SPG c c a a c c x a a q b x 평균 0.500 0.333 0.133 0.100 0.400 0.400 0.200 0.100 0.100 N/A 0.200 N/A 가중치 18 20 5 7 3 2 9 9 20 N/A 7 N/A ( 평균 가중 0.090 0.067 0.007 0.007 0.012 0.008 0.018 0.009 0.020 N/A 치 )/ 가중치합 0.014 N/A 1. 환산결함도점수 = 0.261 2. 상태평가결과 = B - 69 -
제4장시설물의상태평가 SPG구간부재등급이 c등급이하로산정된사유 바닥판 : 망상균열, 철근노출, 재료분리등의손상이다량발생. 난간 / 연석 : 표면이대부분열화되었고일부는단면탈락이발생. 배수시설 : 배수구가이물질로막히거나, 아스콘에막혀있음 3) STB 구간 (S8) 2차부재의분류상부구조기타부재받침하부구조내구성요소부재번호구조바닥가로난간신축교량탄산화탄산화거더포장배수하부기초형식판보연석이음받침 ( 상부 ) ( 하부 ) 3 SPG c b b b a c b a a q x a 평균 0.400 0.200 0.200 0.200 0.100 0.400 0.200 0.100 0.100 N/A N/A 0.100 가중치 18 20 5 7 3 2 9 9 13 N/A N/A 3 ( 평균 가중 0.072 0.040 0.010 0.014 0.003 0.008 0.018 0.009 0.013 N/A 치 )/ 가중치합 N/A 0.003 1. 환산결함도점수 = 0.190 2. 상태평가결과 = B STB구간부재등급이 c등급이하로산정된사유 바닥판 : 망상균열, 철근노출, 재료분리등의손상이다량발생. 난간 / 연석 : 표면이대부분열화되었고일부는단면탈락이발생. 배수시설 : 배수구가이물질로막히거나, 아스콘에막혀있음 - 70 -
제4장시설물의상태평가 나. 전체교량의상태평가결과 < 표 4.1.16> 강남터미널고가교의상태평가결과 구조형식 환산결함도점수 상태평가결과 연장 (m) 차선 길이 차선 연장비환산결함도점수 연장비 RCS SPG S1~S2 0.167 B 20 4 80 0.069 0.012 S10~S12 0.154 B 20 4 80 0.069 0.011 S3~S6 0.219 B 120 4 480 0.414 0.091 S8~S10 0.261 B 90 4 360 0.310 0.081 STB S7 0.190 B 40 4 160 0.138 0.026 합계 ( ) 290 1,160 1.000 0.221 < 평가자의견 > 1. 환산결함도점수 = 0.221 2. 상태평가결과 = B 등급 < 표 4.1.17> 결함도점수범위에따른등급 기준 A B C D E 결함도범위 0 X 0.13 0.13 X 0.26 0.26 X 0.49 0.49 X 0.79 0.79 X 외관조사및내구성시험결과를기준으로평가한강남터미널고가의전체상태등급은 B 등급으로산정되었다. - 71 -
제4장시설물의상태평가 4.2 종합평가및안전등급지정 4.2.1 개요가. 종합평가산정방법 정밀점검시안전성평가를수행하지않고상태평가만을수행한경우는상태평가결과를해당시설물의종합평가결과로하며, 안전성평가까지모두수행한경우상태평가결과와안전성평가결과중낮은결과를시설물의종합평가결과로결정한다. 외관상태평가 안전성평가 개별부재의상태평가 결함종류별등급산정 결함종류별로산정된등급산술평균 구조검토 ( 검토응력, 작용모멘트 ) 개별부재상태등급결정 (a-e) 교량전체의상태평가 각경간별로부재의등급결정 안전율및내하력계산 전체경간의부재의등급결정 부재별가중치부여 상태평가등급 안전성평가등급 2 개중낮은등급으로결정 종합평가등급 < 그림 4.2.1> 종합평가결과의산정흐름도 - 72 -
제4장시설물의상태평가 나. 안전등급상태평가및안전성평가등을종합적으로평가하여 시설물의안전관리에관한특별법 제10조의2 및 시설물의안전관리에관한시행령 제11조의5에따라서당해시설물의안전등급을지정하여야한다. 책임기술자는당해시설물에대한종합적으로평가한결과로부터안전등급을지정한다. < 표 4.2.1> 안전등급기준 안전등급 시설물의상태 A( 우수 ) 문제점이없는최상의상태 B( 양호 ) 보조부재에경미한결합이발생하였으나, 기능발휘에는지장이없으며내구성 증진을위하여일부의보수가필요한상태 C( 보통 ) 주요부재에경미한결함또는보조부재에광범위한결함이발생하였으나, 전체적 인시설물의안전에는지장이없으며, 주요부재에내구성, 기능성저하방지를위 한보수가필요하거나보조부재에간단한보강이필요한상태 D( 미흡 ) E( 불량 ) 주요부재에결함이발생하여긴급한보수 보강이필요하며, 사용제한여부를결정하여야하는상태주요부재에발생한심각한결함으로인하여시설물의안전에위험이있는즉각사용을금지하고보강또는개축을하여야하는상태 4.2.2 종합평가및안전등급지정 본과업대상시설물에대한외관조사결과와재료시험결과를근거로하여교량편 안전점검및정밀안전진단세부지침 (2010.12) 의상태평가기준에따라종합평가를산정한결과는 B등급 으로판정되었다. 또한, 책임기술자의종합적인시설물상태의검토결과특이사항이없고보조부재에내구성확보를위한보수가필요하여, 안전등급을 B등급으로지정하였다. - 73 -
제4장시설물의상태평가 < 표 4.2.2> 종합평가결과및안전등급지정 평가구분결함지수평가등급비고 상태평가 f = 0.221 B 근거표번호 : < 표 4.1.16> 안전성평가 - - 종합평가결과 MIN( 상태평가결과, 안전성평가 결과 ) B ㆍ상태평가결과와종합평가결과는모두 B 등급으로판정되었음. 안전등급지정 ㆍ안전등급 : 보조부재에경미한결함이발생하였으나기능발휘에는지장이없으며내구성증진을위하여일부의보수가필요한상태 인 B 등급으로지정 4.2.3 기존점검과의평가결과비교 < 표 4.2.3> 기존점검과의평가결과비교 구 분 2004년정밀안전진단 2008년정밀점검 2011년정밀안전진단 2012 년 정밀점검 ( 금회 ) 평가등급 C B C B 비교결과 강남터미널고가교는 1978년준공된시설물로서, 강재용접불량과용접누락, 받침장치편기등의영향으로 C등급으로평가되었고, 2005년과 2008년용접결함보수와강교도장, 교면포장등의보수가실시되어 B등급으로상향됨. 그러나 2011년진단결과신축이음, 포장, 바닥판, 받침장치, 난간및연석부에공용증가에따른열화와파손등이발생하여다시 C등급으로평가결과가하향되었음. 금회정밀점검결과에서는하부구조에대한전반적인보수, 강교량구간받침장치및신축이음장치의재설치, 배수관재시공등의보수 보강이실시되어시설물의평가결과는 B등급으로상향되었다. - 74 -
제5장보수 보강및유지관리방안 5.1 보수 보강의개요 5.2 보수 보강의공법 5.3 보수 보강방안및개략공사비 5.4 유지관리방안
제5장보수 보강및유지관리방안 제5장보수 보강및유지관리방안 5.1 보수 보강의개요 일반적으로장기적인공용년수가요구되는구조물에서유지관리및보수 보강업무는대단히중요하다. 보수 보강의궁극적인목적은손상및노후화된구조물의사용성과내구성을원상회복시키는것이라고할수있다. 그러기위해서는구조물에대한정기적인점검및특별점검을통해상태를확인하여결함사항이발견되면, 그원인을추정하고손상정도를평가판정해서적절한보수 보강을실시하면구조물의수명을크게늘릴수있고, 한편으로는재해를사전에예방하고사용성과내구성을유지하거나증진시키는데있어효율적인유지관리를할수있다. 본장에서는결함및손상에대한원인을검토하고, 그결과를토대로구조물의안전성과건전성을유지하기위한보수 보강방법을제안하고자한다. 이러한보수 보강방법의기본방향은장기적으로설계내하력을유지시키고내구성저하를방지하는데그목적이있으며, 1) 결함및손상에대한내하력확보차원의보수 보강방법, 2) 콘크리트및철근의내구성확보차원의보수, 3) 외관상태의결함에대한보수, 4) 구조물의유지관리차원의보수에대한방법을제시하는데있다. 5.1.1 보수 보강의필요성판단 보수의필요성은발생된손상 ( 균열등 ) 이어느정도까지허용되는가의판단에의하여야하며, 이를위해지침, 세부지침및각종기준 ( 표준시방서등 ) 을참조한다. - 76 -
제5장보수 보강및유지관리방안 5.1.2 보수 보강의수준의결정 시설물에서발생된각종결함에대한보수 보강은다음사항을원칙으로하여우선순위를결정하였다. 보수보다보강을우선으로한다. 중대결함사항을우선고려한다. 전체시설물에서의우선순위결정은각시설물이가지는중요도, 결함의심각성등을종합검토후단기, 중기, 장기로구분하여우선순위를결정한다. 단기 : 손상의정도가심각하여시설물의안전성에위해가되는경우로써조속한보 수를요하며, 보수시까지단기적인보수대책을마련 장기 : 구조물의내하력및내구성저하를유발하지만안전성에위해가없는경우로 써발주자가별도의보수계획을수립하여보수를시행 지속관찰 : 비구조적인손상으로써구조물의미관이나보행자의안전에관련된손상 으로써보수시기의제한이없을경우, 비구조적인손상으로써구조물의미관 이나보행자의안전에관련된손상으로써보수시기의제한이없을경우 5.1.3 공법의선정 구조물결함에따른보수 보강은보수재료와공법선정시공법의적용성, 구조적안전성, 경제성등을검토하여결정한다. 이때중요한것은구조물의결함발생원인에대한정확한분석이며, 이를통해적절한공법을선정할수있고, 또한적절한보수재료를선택할수있다. 따라서시설물관련제반자료, 진단시수행한각종상태평가및안전성평가결과를기초로하여, 결함발생원인에대한정확한분석후결함부위또는부재에가장적합한보수 보강공법을선정하여야한다. - 77 -
제5장보수 보강및유지관리방안 가. 선정시고려사항 보수방안선정의요건 보수재료및공법선정시고려사항 내구성능내하성능 환경친화 시공성 경제성 충분한내구성확보가가능한보수방안 충분한내하력확보가가능한보강방안 유해환경요소를발생시키지않는방안 화재등재해의피해를최소화할수있는방안 미관이양호한방안 시공성의제약요소를최소화할수있는방안 시공이간단한방안 보수품질이확실한방안 경제적으로유리한방안 공기를단축시킬수있는방안 주변민원발생을최소화할수있는방안 나. 보수재료의선정흐름 보수대상구조물 노후화에 - 78 -
제5장보수 보강및유지관리방안 다. 보수재료의요건 보수재료의선택은시공후의성능과내구성을좌우하는중요한선택 재료의선택은물리적, 화학적특성과설계자가요구하는성능을만족하는지, 주위의환경에적당한지등의사항을고려 라. 보수재료의종류 1) 균열보수재료 - 균열보수재료의종류및공법구분보수재료의종류표면처리공법주입공법충전공법 폴리머모르타르 수지계재료 에폭시수지 가소성에폭시수지 탄성실링재 도막탄성방수재 폴리머시멘트슬러리 시멘트계재료 폴리머시멘트페이스트 폴리머시멘트모르타르 시멘트충전재 팽창시멘트주입재 무기질계재료 폴리머시멘트슬러리, 폴리머시멘트페이스트, 폴리머시멘트모르타르 시멘트충전재 팽창시멘트주입재 수지계재료 에폭시계 폴리에스테르계 폴리우레탄계, 고무, 아스팔트계 - 79 -
제5장보수 보강및유지관리방안 2) 콘크리트구체처리재 방수성을개선시키거나취약한콘크리트의표면을강화시키며, 철근의부식환경을개선하는등의목 적으로콘크리트표면에도포하고함침시키는재료 - 구체처리재의종류 침투성흡수방지재 침투성고화재 무기질침투성방수재 침투성알카리부여재 도포형방청재 폴리머함침재 콘크리트표면에도포함침하는것에의해콘크리트표층부에흡수방지층을형성하여외부로부터의물과염화물이온의침투를억제하는재료 취약한콘크리트의표면층을강화함과동시에마감재의부착성을개선할수있는재료사용시취약층을완전하게강화할필요가있음 콘크리트표층부에도포하는것에의해재료중의활성성분이함침하고, 콘크리트내부의물에용출하고있는칼슘이온과반응해석, 표층부에치밀한방수층형성 탄산화된콘크리트에알카리성을부여하여철근을보호하는것으로, 콘크리트표면에도포하여그함침부분의철근부식을방지 염화물을함유한콘크리트의철근부식환경을개선하는것으로, 콘크리트혼화용의방청재가전기화학적효과에의해철근의부식을억제 폴리머계함침재를콘크리트에함침시킨후중합조작을거쳐경화시키고, 콘크리트의기공을충전, 콘크리트조직을치밀하게함과동시에내하력개선효과가우수 3) 단면복구재 단면복구재는보수부위의불건전부를잘라낸콘크리트손상부를메우기위해서사용되는것으로 바탕콘크리트에대한접착성, 노후화인자침입의억제효과가기대 보수단면이큰경우와구조보수를하는경우에는보수부의콘크리트와역학적인성질이유사한단 면복구재를선택하여야함 - 단면복구재의종류 폴리머시멘트모르타르 SBR 계, EVA 계, PAE 계등의폴리머시멘트모르타르 ( 방청제첨가제를포함 ) 등이있으며재유화형분말수지를배합한기조합제품의이용이증가되고있다. 폴리머모르타르 폴리에스테르수지계, 에폭시수지계, 아크릴수지계등의폴리머모르타르 ( 레진모르타르 ) 등이있으며, 경량골재를사용한것이많다. 시멘트모르타르 보통포틀렌트시멘트, 조강포틀랜드시멘트, 초속경포틀랜드시멘트, 골재, 혼화제등을배합한보통시멘트모르타르또는콘크리트가사용된다. - 80 -
제5장보수 보강및유지관리방안 4) 철근방청처리재 철근방청처리재는녹제거작업이되어있는철근에도포해서사용되는것으로에폭시수지계, 타르에폭시수지계등의방청도료또는방청제를함유한폴리머시멘트페이스트및모르타르등이사용됨 일본의경우시스템화된보수공법으로최근에는폴리머의시멘트계의비율이증가하는추세 - 철근방청처리재의종류 폴리머시멘트계 SBR 계와 PAE 계가많이시판 SBR 계는방수성, 탄산화저항성우수 PAE 계는초기접착성, 시공성우수 합성수지계 에폭시수지도료, 아크릴수지, 우레탄수지 경화가빠르고, 도장작업간단 공기단축 에폭시수지 철근부식발생우려 - 철근방청처리재의특성 항목폴리머시멘트계방청처리재에폭시수지계방청처리재 방청성도장방법등에주의가필요함경화제의종류에따라서역효과가능함 부착성, 방수성, 차염성 첨가되는폴리머의효과에의한것으로그종류및혼화량에따라상이함 수지의효과에의한것으로폴리머시멘트계에비해성능이우수함 내화성, 내열성 콘크리트와같은정도이나폴리머의혼화량이많으면내화성이저하됨 온도가높게될수록변형되기쉬움 5) 바탕조정보호재 바탕조정재는노후화된표면을깨어내고, 피복의부족을보완하는것을주목적으로사용하였으 나, 바탕조정을겸하여보호층을형성시키기위하여사용되고있는것이많으며, 단면복원과상 관없이보호피복이필요한곳에도사용됨 바탕조정재의종류는단면복구재와마찬가지로폴리머시멘트계와합성수지계가있다. 바탕조정 재는단면복원재의기본성능중특히피복으로써의성능이중요시되어탄산화방지효과, 차염 성, 접착내구성등이중요함 - 81 -
제5장보수 보강및유지관리방안 5.1.4 보수ㆍ보강의보강의업무흐름도 점검개시 통상점검정기점검이상시점검 손상의발견 조 사 추적조사 보수 보강필요성 YES NO 보수 보강불필요 보수 보강필요 응급처치 즉시파괴의위험이없음 보수 보강공법검토 보수 보강 비용과다 사용성 부적절 보수 보강공사 개축 효과의확인 보수 보강 END < 그림 5.1.1> 보수 보강의업무흐름도 - 82 -
제5장보수 보강및유지관리방안 5.2 보수 보강공법 5.2.1 균열보수공법 균열보수는균열폭이 0.3mm이상인균열은주입공법으로보수하고, 0.2mm미만인균열은표면처리공법을적용한다. 주입공법은균열의폭이 0.2~1.0mm범위의콘크리트구조물에서균열진행을방지하고방수성및내구성을향상시키는보수방법으로내하력과사용성의회복에는어느정도보수효과가있다. 표면처리공법은미세한균열 ( 폭 0.2mm이하 ) 위에도막을형성하여방수성및내구성을향상시킬목적으로수행하는공법으로균열내부의처리와활동성균열에대하여는균열의거동에대처하기어려운점이있기때문에경미한균열에적용된다. 콘크리트균열보수공법에는표면처리공법, 주입공법, 충전공법및침수성방수제도포공법등이있으며균열기준은구조물의중요도, 특성등에따라다양하므로구조물의특성및균열현상등을고려하여적절한보수공법을사용해야한다. < 표 5.2.1> 콘크리트균열의보수공법적정성비교 보수 목적 방 수 성 내 구 성 균열현상 원인 철근부식 미발생시 철근부식 미발생시 균열폭 변동이작음 균열폭 변동이큼 균열폭 변동이작음 균열폭 변동이큼 보수공법균열폭표면처리침투성 (mm) 주입공법충전공법공법공법 0.2 이하 0.2~1.0 0.2 이하 0.2~1.0 0.2 이하 0.2~1.0 1.0 이상 0.2 이하 0.2~1.0 1.0 이상 철근부식 - 염해 - 반응성골재 - 주 1) 균열폭 3.0 mm 이상의균열은구조적인결함을수반하는일이많으므로여기에표시하는보수공법뿐만아니라구조내력의보강을포함하여실시하는일이보통이다. 주 2) : 적당 : 조건에따라적당 기타 기타 - 83 -
제5장보수 보강및유지관리방안 가. 주입공법 ( 균열폭 0.3mm이상 ) 1) 개요균열보수공법은일반적으로균열폭이 0.3mm이상의경우에사용되며균열내부에점성이낮은수지계또는시멘트계의재료를주입하여방수성과내구성을향상시키는공법으로마감재가콘크리트의구체에서들뜬경우의보수에도사용한다. 이공법을적용함에있어서는시공위치, 시공시기에알맞은가사시간및균열폭에적합한점도의재료를선정하는것이중요하다. < 표 5.2.2> 에균열폭에적합한수지의점성을나타내었다. 균열보수에가장일반적으로사용되는시공방법으로는 V-cut 후소정의간격으로주입관을설치하고실링 (Sealing) 재가경화한후주입관으로그리이스펌프또는수동 펌프로가압, 주입하는방법, 일정한간격으로테이프를평평하게붙인후실링재를도포해주입하는방법, 고무압에의한주입공법등이있다. 에폭시수지를진행성균열의보수에사용하는경우, 에폭시수지의변형량이문제가될수있다. 일반적으로사용하는에폭시수지의변형량은 2% 정도로균열이지속적으로진행될경우구체의변형량을흡수할수없으므로보수부위주변에서균열이사용하고, 충전공법의사용을검토할필요가있다. 그리고에폭시수지주입공법과스테인레스핀의병용으로균열부의일체화를증대시켜온도변화등에의한움직임을적게하는방법도고려할필요가있다. < 표 5.2.2> 균열폭의크기에적합한수지의점성형상점성 (20, cp) 주입가능한균열폭저점도 500±200 0.1mm 전후액상고점도 1500±500 0.3mm 전후겔상 6000±1000 0.5 ~ 5mm 주입방법은기계식주입공법, 수동주입공법, 페달식주입공법, 유입공법등이있고균열의상태를감안하여적절한공법을선정해서사용한다. 종래에는수동식기계방법이많이사용되었으나이주입공법은일반적으로다음과같은문제점이있다. ⅰ) 주입되는주입재량을정확하게파악하기어렵다. ⅱ) 주입정도 ( ) 가작업자의숙련도에의해좌우된다. ⅲ) 관통하지않은균열은구석까지보수재료를주입하기곤란하다. ⅳ) 주입압력이너무높으면균열을더욱확대시키는경우가있다. 따라서최근에는주입압력 0.4MPa 이하의저압 ( 실제로는 0.1MPa 전후가사용 ) 으로주입하는저압및저속주입공법의사용이많아지고있다. 이저압및저속주입공법은주입량파악이간단하며균열구석까지주입할수있으나주입기에주입재료가남아서재료손실이많아지는단점이있다. - 84 -
제5장보수 보강및유지관리방안 2) 주입재료주입공법에사용되는주입재료는주로수지계와시멘트계가많이사용되고있다. 이중에서도에폭시수지계가가장일반적으로사용되고있다. 에폭시수지주입공법은주입성, 경화속도, 접착성등의면에서우수한특징을가지고있으나습윤면에서소요의접착성을확보할수없고, 탄성계수와열팽창계수등이콘크리트와달라여러가지문제점이있다. 한편시멘트계주입재는탄성계수, 열팽창계수등의물성이기존콘크리트와유사한특성을가지고있으며, 습윤면에서부착성이뛰어나고국부적인철근부식억제의효과가있으며비교적값이싼장점이있다. 그러나미세한균열 (0.05mm) 정도에는주입이어렵고전반적으로경화시간및접착성이떨어지는문제점이있다. 이상과같이수지계주입계와시멘트계주입재의특성을살펴본결과, 각각의주입재료가장 단점을지니고있으므로철근콘크리트구조물의보수재료선정시에는사용목적을명확히설정한후재료의특성을감안하여선택하는것이바람직하다. 주입재의종류는 < 표 5.2.3> 와같다. < 표 5.2.3> 주입재의종류 구분 주입재종류 수지계 주입용에폭시수지, 주입용가변성에폭시수지, 폴리머모르터등 시멘트계 폴리머시멘트페이스트 ( 슬러리 ), 팽창시멘트주입재등 실링재 실리콘계, 우레탄계, 폴리살화이드계등 - 85 -
제5장보수 보강및유지관리방안 < 표 5.2.4> 폴리머시멘트계모르터와에폭시수지계모르터보수재의특성비교 항목폴리머시멘트계에폭시수지계 시공성 경화성 각종강도 탄성계수 부착성 방수성 차염성 가스투과성 시공기구의청소가간편, 습윤면에시공이가능, 한번의시공두께가얇기때문에목표두께가두꺼울때는공정이증가함. 일반형은다소경화시간이길어서공기가길게됨. 경화가빠른조경형도있음. 콘크리트와유사 콘크리트와유사 양호한편이나혼합된폴리머의종류에따라차이가있음양호한편이나혼합된폴리머의종류에따라차이가있음양호한편이나혼합된폴리머의종류에따라차이가있음양호한편이나혼합된폴리머의종류에따라차이가있음 경량골재혼합형태로하면한번으로시공두께가확보되어공정이간단함. 경화제에다소독성이있고시공기구의청소도상대적으로어려움상대적으로경화가빠르며경화제의종류에따라경화시간을조절할수있음. 온도의존성이크기때문에정온시경화가어려움일반적으로인장, 휨강도가콘크리트보다큼일반적으로콘크리트보다작으며변형이쉽게일어나지만조정이가능함 폴리머시멘트계보다부착성이좋음 상대적으로좋으나골재의입도정도에따라나쁜영향을받을수있음 상대적으로좋으나골재의입도정도에따라나쁜영향을받을수있음 상대적으로좋으나골재의입도정도에따라나쁜영향을받을수있음 열팽창계수콘크리트유사콘크리트보다큼 (2~4배) 내화 콘크리트와유사그러나폴리머의온도가높아지면유연해지고변형이일내열성혼합량이많으면내화성은낮아짐어남폴리머시멘트계에비교하여재료비가재료비는수지류에비교해상대적가격비교약 2배임. 그러나공기단축이가능하므으로저렴함로총공사비는약 1.5배정도임 3) 시공순서도 균열조사 균열크기확인 균열부의청소 먼지제거 주입용파이프세팅 균열면씰링 주입기설치, 에폭시주입 파이프간격확인양생주입펌프로주입 주입량확인 주입기구씰제거 시공전상태로면정리 마무리작업 - 86 -
제5장보수 보강및유지관리방안 4) 시공방법가 ) 표면처리 : 균열부위에 5cm 정도의폭을와이어브러쉬나그라인더로이물질이나먼지등을청소하며, 기름기는신너로제거한다. 나 ) 받침파이프접착 : 받침파이프를균열중심상에접착제로접착시킨다. 이때받침판의 4개구멍에서접착제가나올때까지눌러준다. 다 ) 밀봉 (Sealing) 과양생 : 균열부를접착제로폭 5cm정도밀봉하며, 밀봉후경화될때까지양생시킨다. 라 ) 인젝터부착 : 받침파이프에인젝터를연결시킨다. 마 ) 주입 : 주입제의주제와경화제를소정의배합비로혼합한주입제를주입파이프에옮겨주입펌프로주입제를인젝터주입구에압입시킨다. 바 ) 주입제양생 : 주입제가경화될때까지양생시킨다. 사 ) 마무리작업 : 받침파이프를떼어낸후그라인더로평탄하게고른다. 5) 균열보수공법비교 < 표 5.2.5> 균열보수비교표 -1 구분건식균열보수공법중압주입공법 시공개요 기존의균열공법과는달리저압ㆍ저속주입하는공법으로재충전이가능하며, 시공성이우수한공법이다. 또한균열임시봉합용전용 Sealant 를사용함으로써마감면의손상이적음 해머드릴및중공형코아비트를사용하여균열부에직각, 2 cm이하깊이천공후플라스틱마이크로패커설치, 중저압주입기를사용하여균열에따라적절한압력과주입량을조절하여보수액주입 장점 - 재주입이가능 - 마감면의손상이적음 - 시공성이우수 단점 - 인지도미흡 - 인지도미흡 - 주입여부확인가능 - 균열깊숙이보수액주입 - 공사비절감 - 주입압력조절우수 (3-60 kg f/ cm2 ) - 단기간작업완료 - 시공부위제한없음 - 87 -
제5장보수 보강및유지관리방안 < 표 5.2.5> 균열보수비교표 -2 구분고압주입공법주사기주입공법 시공개요 해머드릴로균열부에직각또는대각으로깊이 6 cm이상깊게천공후철재패커를설치, 고압주입기를사용하여보수액을고압, 강제주입 좌대를에폭시씰링재로균열부에부착시킨후건축용주사기에적당량의에폭시를저장하여, 기부착한좌대에고무줄이나스프링을이용하여고정, 장시간저속, 저압주입 장점 - 누수균열시공용이 - 단기간작업가능 - 시공부위제한없음 - 0.3 mm이하미세균열주입용이 단점 - 구조물손상큼 - 100kg f/ cm2이상고압사용강제주입 - 안전사고우려 - EPOXY 주입부적합 - 고가의비용 - 주입시주입여부확인불가 - 주입량조절어려움 - 주입압력조절불가능 - 폐자재대량발생 - 시공부위제한 - 주입여부확인어려움 - 작업의연계성없음 공법선정 : 관악도림교에발생된폭 0.3 mm이상의균열은균열깊이측정결과피복두께이상으로깊 은상태이므로, 균열깊숙히침투할수있는건식균열보수공법을추천함. - 88 -
제5장보수 보강및유지관리방안 나. 표면처리공법 ( 균열폭 0.3mm미만 ) 표면처리공법은미세한균열 ( 폭 0.3mm미만 ) 위에도막을형성하여방수성, 내구성을향상시킬목적으로사용하며, 균열부분만을피복하는방법과전면을피복하는방법이있다. 균열의성장이정지된상태에서는 < 그림 5.2.1(a)> 와같이균열선을따라폭 50~100 mm를와이어브러쉬로닦아낸후폴리머시멘트페이스트나모르터로균일하게도포한다. 콘크리트표면에 0.3mm미만의미세한균열이많이분포해있는경우도같은방법으로도포할수있으며, 재료를기계로분무하여도포할수도있다. 진행성균열인경우경화후의재질이단단한폴리머시멘트페이스트나모르터로보수할경우보수부위에다시균열이발생하므로 < 그림 5.2.1(b)> 와같이균열면을와이어브러쉬로완전히청소한후균열선을중심으로폭 10~15mm테이프를부착하고, 테이프를중심으로폭 30~50mm, 두께 2~4mm의변형성및신장성이큰실링재를도포하여바닥의변형을이테이프사이에서흡수할수있도록한다. (a) 정지균열 (b) 진행성균열 < 그림 5.2.1> 표면처리공법 일반적으로시공은표면의부착물을와이어브러쉬나물등을사용하여완전히제거하고충분히건조시킨후표면의기공을퍼티상프라이머로메운후보수재료로피복한후양생하는순서로이루어지며, 피복재의두께가얇으므로사용연수의경과에따른성능저하를관찰하여야한다. 그리고에폭시수지모르터도포공법과에폭시수지실링공법에대한시공순서를살펴보면다음과같다. 1) 에폭시수지모르터도포공법이공법은마감모르터면에서의균열및결함부의보수에적용되며, 철근이노출된결함부위에도적용된다. 한번에두껍게바를수있다. 시공순서는 < 그림 5.2.2> 와같다. 2) 에폭시수지실링공법 모르터표면의균열폭이 0.2 mm정도미만의균열부위의표면을실링하는경우에적용 - 89 -
제5장보수 보강및유지관리방안 한다. 비진행성균열인경우에는퍼티상의에폭시수지를, 진행성균열에는유연성에폭 시수지를사용한다. 시공순서는 < 그림 5.2.3> 과같다. 보수범위확인 균열면및보수면처리 프라이머도포 에폭시수지모르터도포 표면마감 양생 검사 보수범위도포 균열면및보수면처리 실링재도포 양생 검사 < 그림 5.2.2> 에폭시모르터도포공법 < 그림 5.2.3> 에폭시수지실링공법 다. 충전공법충전공법은균열폭이 0.5mm이상으로비교적큰경우의보수에적합한공법으로, 균열에따라모르터마감또는콘크리트를절단하여, 그부분에보수재를충전하는방법이다. 이공법은철근이부식되어있는경우와부식되지않은경우에따라보수방법이다르다. 충전공법에는철근이부식되지않은경우, 철근이부식되어있는경우, U커트실링재충전공법, 결함부위에폭시수지모르터충전공법그리고결함부위폴리머시멘트모르터충전공법등이있다. 1) 철근이부식되지않은경우철근이부식되지않은경우는 < 그림 5.2.4> 와같이균열을약 10mm폭으로콘크리트를 U형또는 V형으로절개한후, 이부위에실링재 유연성에폭시수지또는폴리머시멘트모르터등을충전하여보수한다. V형으로절개하는방법은간편하지만폴리머시멘트모르터를충전하는경우충전한모르터의박리가발생하기쉽기때문에 U형으로절개하는방법이보다효과적이다 - 90 -
제5장보수 보강및유지관리방안 지름 10 mm 보수범위확인 균열조사 충전재 균열면 U 형또는 V 형절개 균열 절개면청소 ( U 형 ) Backup 재료주입 지름 10 mm 충전재료충전 충전재 균열 양 생 ( V 형 ) 모르터미장마감 < 그림 5.2.4> 철근이부식하지않는경우의충전공법및시공흐름 2) 철근이부식된경우철근이부식된경우의충전공법은 < 그림 5.2.5> 와같이부식된철근부위까지콘크리트를깨내고철근의녹을완전히제거한다. 철근에대한방청처리와콘크리트면에대한프라이머도포후폴리머시멘트모르터나에폭시수지모르터등의재료로충전하는순서로시공한다. 보수순서는 < 그림 5.2.6> 과같다. 이방법은철근이부식된경우의철근콘크리트구조물의내구성회복을목표로한균열보수의주된방법으로환경조건에따라여러가지의재료및공법이사용될수있다. 철근이부식된경우의충전공법은크게보수재료에의해물리적으로부식을방지하는방법, 큰크리트에알칼리성을부가하여화학적으로부식을방지하는방법그리고이두가지의혼용방법등 3가지로분류될수있다. 철근이부식된경우의보수에는다음사항을고려해야한다. 첫째, 부식된철근의녹을완전히제거하는것을원칙으로한다. 둘째, 균열이발생되지않은부분의철근도부식하는경우가많기때문에그부분을포함하여보수한다. 셋째, 균열이진행성이면균열폭이증가되는경우가많이있기때문에변형에대한유연성이큰보수재료를사용한다. - 91 -
제5장보수 보강및유지관리방안 CUT 면 콘크리트 철근 방청처리 철근 충전재 철부식부분 프라이머 < 그림 5.2.5> 철근이부식된경우의충전공법 보수범위확인 균열면콘크리트절단 철근노출 균열조사 철근녹제거및청소 철근표면에방청재도포 콘크리트면에프라이머도포 콘크리트손상부에충전재료를충전 양 생 모르터미장미감 < 그림 5.2.6> 철근이부식된경우의충전공법의흐름도 - 92 -
제5장보수 보강및유지관리방안 5.2.2 백태표면처리공법가. 공법개요 백태는콘크리트의품질을더욱열화시키는데촉매적인역할을하므로이에대해서는필히보수하여야하고, 이에따른더이상의열화를방지하기위한공법이다. 나. 시공방법 (1) 콘크리트표면처리 : 워터젯, 샌드블라스트, 핸드브레이커이용 (2) 청소 : 표면을깨끗이제거 (3) 보수단면충전 : 단면충전재를도포 (4) 마감 : 콘크리트표면보호재로표면을코팅하여방수층을형성하여하수에의한유화수소및각종폐수로부터콘크리트를보호한다. 1. 하지처리 2. 수성침투성접착강화재도포 3. 수정방수및중성화방지재 < 그림 5.2.7> 백태표면처리공법도 4. 내약품성이강한도료 다. 주의사항 - 비닐, 양생등을이용하여습윤상태를유지하고 5 이하에서는시공하지않도록한 다. - 93 -
제5장보수 보강및유지관리방안 5.2.3 단면보수및복구가. 개요 콘크리트구체표면의결함부 ( 박리, 박락 ) 를깨어내고보수에적합한강도로혼합한보수재를채워내부콘크리트를방호하고철근의부식을방지할목적으로실시하는공법 나. 시공방법및시공개요도 치핑작업및이물질제거 방청도포제방청 침투성구체강화제도포 신 구콘크리트접착제도포 완료된후의상태 단면복구 마감 < 그림 5.2.8> 단면보수및복구시공개요도 다. 철근노출부보수 (1) 작업순서 1 부식된철근주변의콘크리트를제거하여발청된철근을노출시킨다. 2 대부분의염화물이나그밖에접착을방해하는것을철브러쉬, 혹은그라인더로깨 - 94 -
제5장보수 보강및유지관리방안 끗이제거해야한다. 3 단면손실이큰철근은보수또는대처가필요하다. 4 철근주변에방청재를 2회도포하여더이상의발청을정지시킨다. 5 덮개가얇은부분은방청처리후폴리머시멘트몰탈로얇게도포한다. (2) 철근부식이심한경우철근의단면이 25% 이상 ( 또는 2개혹은그이상의인접된철근이영향을받고있을때는 20% 이상 ) 의단면이결손되어있을때는일반적으로철근을보수한다. 철근의보수가필요한경우다음의방법중한가지를사용해야한다. 1 영향을받은길이에필요한랩길이를더한길이의새로운철근을영향을받은철근을따라설치한다. 2 영향을받은길이의철근을절단제거하고새로운철근을기계적으로연결한다. 3 영향을받은철근을완전히교환한다. 라. 단면보수재료의비교 구분폴리머계모르타르에폭시계모르타르시멘트계모르타르 보수개요도 시공순서 특성 장점 - 시공공정이간단하여시공성이좋음 - 보수재의장기접착성능이우수 - 열팽창계수가콘크리트와유사 - 시공공정이간단하여시공성이좋음 - 폴리머계의약 5 배의방수기능보유 - 경화속도가가장빠르고접착력이가장우수 - 열팽창계수가콘크리트의약 1.5~5 배임 - 압축강도가가장우수 - 시공공정이간단하여시공성이좋음 - 열팽창계수가콘크리트와동등 - 발열성이가장낮음 단점 - 재료비가다소고가 - 발열성이매우크고기존구체콘크리트에비해열팽창계수가커서균열발 - 보수재자체의접착성능이적어내구생및접착계면의파괴발생할수있성확보가다소어려움음 - 동결융해에대한저항성이불리 - 경화시간이가장장기 접착성 - 단기 : 보통 - 장기 : 높음 - 단기 : 높음 - 장기 : 낮음 - 단기 : 낮음 - 장기 : 낮음 - 95 -
제5장보수 보강및유지관리방안 마. 단면보수공법의비교 공법명 공법개요 Hi-fer Spray 공법 ( 특허제 0933224 호 ) PAO 섬유를포함한스프레이방식에의한 Hihr-tensile Fiber reinforcement method 으로여러요인에의해손상되고성능이저하된콘크리트를제거하고구조물의원인을파악하여보수단면을복원하거나피복두께를확보하는공법 Refresh 공법 ( 신기술제 330 호 - 기간만료 ) 친수성폴리머와고강도실리카및미립분시멘트, 폴리아민계경화재를혼합하여무기질단면피복재 (RH 방식피복재 ) 를제조하는기술, 화학적침식을유발하는세균발생억제형항균성개질재 (RH 프라임 ), 무기질단면피복재 (RH 방식피복재 ) 를사용하여 RC 구조물을보수하는기술 리폼 -system ( 신기술제 477 호 ) 콘크리트의단면보수를위하여유동성효과가큰구상형의용융슬래그골재를사용하여폴리머계 ( 코어셀중합반응폴리머 ) 시멘트모르타르를제조하고, 이를자동기계화보수시스템 ( 수평날개개량형연속믹서및삼중날개식보수재압송펌프 ) 으로시공공법 프리웨팅스프레이공법 ( 신기술 507 호 ) 이중오거믹서샤프트를이용한프리웨팅스프레이방식의철근콘크리트구조물보수공법으로콘크리트의중성화등각종열화요소에의해손상되고성능이저하된콘크리트를제거하고추가적인이중보호방식을실시시공성및장기적인내구성을증진시킨보수공법 공법순서장점단점공사비 표면처리 고압수세정 철근방청처리 ECOTAL( 황마섬유혼입모르타르 ) 도포 ECOAT-PM( 내후성하도 ) 도포 ECOAT-OT( 내후성상도 ) 도포 조직이치밀하며내구성및강도가우수 초기부착강도우수 기계화시공에의한공사기간이단축 장기내구성유지 부착강도우수 염해 / 중성화방지및방식 / 방수성우수 촉진내후성 / 내약품성 / 내충격성 / 통기성 / 내산성 / 내구성우수 공사기간이단축되어공사비저렴 건조수축균열및미세균열치유 보수면적이작고, 분산된경우경제성및작업효율성이감소 시공실적이다소적음 두께 단면복구 단면복구 ( 방청 ) 10mm 82,300원 - 30mm 170,000원 203,000원 표면처리단가 : 43,000 원 표면처리 고압수세정 RH 프라임 A 도포 철근방청처리 RH 모르터충진 RH 방식피복처리 RH TOP 코트도포 열화된기존콘크리트면의알카리성회복및표면강화 배수지 ( 상수도 ), 하수암거 ( 하수도 ) 및항만등습윤한상태의구조물보수공법으로개발됨 습윤면에대한부착강도우수 내약품성우수하며인체에무해함 무기계재료로서모체와일체거동 별도의알카리회복제가필요로한다. 공정이다소복잡하여시공전문가필요 두께 단면복구 단면복구 ( 방청 ) 10mm 151,100원 - 30mm 232,200원 278,500원 표면처리단가 : 73,300 원 표면처리 고압수세정 밀도증가재 ( 철근방청 ) 도포 구상형용융슬래그폴리머미장 표면마감재 수성아크릴계및골재의실적율이높아건조수축감소효과가큼 산업부산물자원재활용으로환경친화적 구상형골재사용으로내구성이 ( 콩자갈사용효과 ) 및밀실한시공이가능 유무기계제품으로기존구체와일체성을확보 무수축이며고강도의품질 고경도골재사용으로내마모성이우수 국내기술력연구개발, 생산 알카리회복기능이없어중성화된콘크리트에부적합 시공전누수부위지수작업필요 전문기술자및장비필요 두께 단면복구 단면복구 ( 방청 ) 10mm 87,000원 - 30mm 180,000원 185,000원 표면처리단가 : 110,000 원 손상부치핑 고압물세척 방청용프라이머도포 프리웨팅스프레이단면복구 발수성프라이머도포 마감코팅재도포 개선된스프레이방식과우수한단면복구재를사용 1 회시공두께 (10~20cm/ 회 ) 우수 원형등구조물의형상에따른제약없음 자동화기계화시스템에의한인력절감및공사비절감 열화요인및구조물의특성에따른특화된재료적용 우수한부착성능에의해접착강화공정불필요 스프레이시리바운드가적음 수복면의밀도향상으로품질우수 스프레이시공전문가필요. 시공전장비설치가반드시필요 두께 단면복구 단면복구 ( 방청 ) 10mm 84,900원 - 30mm 163,000원 219,000원 표면처리단가 : 43,000 원 - 96 -
제5장보수 보강및유지관리방안 5.2.4 아스팔트포장보수공법 가. 보수개요교면포장부손상은손상부를통한우수침투및상부구조물의내구성저하, 평탄성저하등에의한충격하중증대등구조물에불리한영향을미치고지속적인차륜하중작용으로손상부확대가예상되어교면포장손상부에대해보수를실시하여포장의기능을회복하는보수공법으로교면포장손상및보수공법은다음과같다. < 표 5.2.6> 아스팔트보수공법 손상유형보수공법공법개요시공방법 포트홀. 부분적파손 아스팔트팻칭공법 적은면적의손상된곳을직접채 우는임시적인방법과불량부분을 약간크게절취하여보수하는방법 불량부분절취 청소 가열건조 텍코우트실시 가열혼합물투입 다짐 아스콘균열아스팔트실링공법 포장균열부에포장타르등을이용 해균열을메우는공법 균열부청소 주입재 주입 포장표면에요철이발생하여평탄 소성변형, 요철 아스팔트절삭공법 성이불량하게된경우, 이부분을기계로절삭하여노면의평탄성과 가열 절삭 절삭부폐기물제거 청소 미끄럼저항을회복하는공법 포장의상태가전면적인재포장을 망상균열, 소성변형 절삭오버레이공업 실시하기까지는이르지않았으며, 오버레이실시도적합하지않은경 가열 절삭 절삭부폐기물제거 포설 우에실시하는공법 전반적인 균열, 파손 교체및재포장공법응급처리나부분보수등의적용이불가능한경우적용 포장절단 노면절삭 텍코팅 교면포장 나. 아스팔트팻칭공법팻칭이란포트홀, 단차, 부분적인균열등적은면적의손상된곳을직접채우는임시적인방법과불량부분을약간크게절삭하여수리하는방법으로구분할수있다. 전자는특히긴급성을필요로하는경우에쓰인다. 사용하는재료는기존포장과같은재료를사용하는것이바람직하나긴급히대응하여야하는것과기존포장과같은재료를얻기어려울때에는쉽게구할수있는재료를사용해도좋다. 팻칭재료는일반적으로가열아스팔트혼합물이사용되며, 긴급을요할때는상온아스팔트혼합물도사용된다. - 97 -
제5장보수 보강및유지관리방안 1) 가열혼합식공법가열혼합식공법에의한혼합물은기존포장과부착이좋고내구성과안전성이우수하며시공직후안정되어대형차교통량이많은도로의수리에적합하다. 반면에혼합물의온도관리를엄중히하지않아온도가떨어진혼합물로포설한부분은충분한밀도가얻어지지않고기존포장과의부착도기대할수없게된다. 따라서혼합물의운반에있어천막포등으로덮어보온에특히주의하여온도강하를방지해야한다. < 시공순서및주의점 > - 파손부주위의불량부분을브레이커나콘크리트컷터등으로장방형이나수직으로절취한다. - 내측과주위에있는먼지와부스러기를깨끗이청소한다. - 젖어있는경우는버너등을사용하여가열건조시킨다. - 택코우트를실시한다. 이때택코우트는커트백아스팔트또는유화아스팔트를사용한다. - 가열혼합물을투입하여고르게편다. 포설시기선의높이는다짐시의혼합물온도가적당할경우두께 3cm에대하여 1cm정도의비율로포설하면좋다. - 전압기계를사용하여다진다. 포트홀의깊이가 7cm이상인경우는혼합물을 2층으로나누어다진다. - 표면온도가손으로댈수있을정도가되면석분이나가는모래를얇게살포하고교통을개방한다. 2) 상온혼합식공법상온혼합식공법에사용하는혼합물은상온에서취급하는것이특징이므로운반과포설에편리하다. 상온혼합물에의한포설에서도가열혼합식과거의같은순서, 방법으로시행하면된다. 혼합물은어느기간동안저장할수있으나가열혼합물과비교할때안정성, 내구성이떨어지므로대형차교통량이많은도로에서는긴급을요하는장소이외에는사용하지않는것이좋다. < 시공순서및주의점 > - 파손부주위의불량부분을브레이커나콘크리트컷터등으로장방형이나수직으로절취한다. - 내측과주위에있는먼지와부스러기를깨끗이청소한다. - 젖어있는경우는버너등을사용하여가열건조시킨다. - 택코우트를실시한다. - 98 -
제5장보수 보강및유지관리방안 - 상온혼합물을투입하여고르게편다. 이때상온혼합물의보존기간은일반적으로 1~3 개월간저장이가능하다. - 전압기계를사용하여다진다. 이때상온혼합물이안정되기위해서는수분의증발, 용제의휘발이필요하며, 이들의작용을촉진하기위해서는혼합물을포설한후에공기에노출시킨다든지다짐작업에충분한시간을주도록하는것이좋다. 다. 절삭후오버레이공법 1) 용도및목적포장의상태가전면적이재포장을실시하기까지는이르지않았으며오버레이실시도적합지않은경우에채택하는공법으로주로균열, 소성변형등이심하게된경우에실시한다. 절삭후오버레이시공에서절삭폐재는깨끗이제거해야한다. 특히절삭면의홈에남아있는부스러기가없도록청소한다. 또한절삭깊이가깊은경우에는 2 번으로나누어절삭하면좋다. 2) 설계및시공방법 - 절삭오버레이는절삭한두께만교체해도좋은경우와포장두께의부족분까지두껍게포설해야하는경우가있다. - 노면절삭의방법에는상온의상태에서기계적으로절삭하는방식, 포장면을버너등으로가열해서포장표면을연화시켜얇게깎아내는방식이있다.( 상온방식의전용기계에는주행형식에따라크롤러형과휠형이있음 ) - 절삭중기계가좌우로기운다든지진행방향을올라갔다내려갔다하지않도록주의하고계획높이에맞춰정확히절삭한다. ( 절삭깊이가깊은경우에는반복해서작업하는것이좋음 ) - 절삭폐재는깨끗이제거하고, 특히절삭된부분에절삭폐재등이남지않도록주의한다. - 99 -
제5장보수 보강및유지관리방안 3) 노면절삭기의기종별특성 < 표 5.2.7> 노면절삭기의기종별특성 항목 기종 크롤러형 휠형 절삭기계 드럼커트 드럼커트 절삭방식 상온에서깎음 상온에서깎음 작업중분진 살수에의해방지 없음 기온의영향 저온시의영향적음 저온시의영향적음 작업성 기동성이떨어지지만모든공사에적합 - 소음 ( 음원에서 1m) 운전음 + 절삭음 75 85Hz 운전음 + 절삭음 75 85Hz 진동 약간발생 약간발생 부속기계 적재기계 적재기계 기타 절삭깊이자동제어장치부착 - 라. 실링주입공법 종 횡방향균열및시공이음부와같이갈라진부위에적용한다. < 표 5.2.8> 실링주입공법비교 구분 Injection Type(Filling, NO Cutting) T Type(Sealing, Cutting) 공법 개요 컷팅작업없이시공하므로시공속도가빠르고경제적이며균열의폭이좁고깊이가낮아상대적으로이물질이적게침투되어있는균열이나초기균열보수에적합 발달된균열의진행방향에따라컷팅작업을하여침투되어있는이물질을완전히제거할수있어균열과시공면접착부의접착강도가증진됨균열의폭이크고깊이가깊은곳에적합 시공 규격 균열폭 : 1.0cm 이하 깊이 : 1.0~2.0cm 이하 균열폭 : 1.0~4.0cm 깊이 : 2.0~3.0cm 개요도 - 100 -
제5장보수 보강및유지관리방안 5.2.5 도장보수공법 1) 적용범위 공용년수의증가에따라도장부가열화되어발생한부식및발청, 도장박리등의도장손상에적용한다. 2) 일반사항 1 적용범위본지침은강재의중방식보수도장공사에적용한다. 2 용어의정의 중방식도장 (Heavy Duty Coating) 이라함은교량, 해상구조물등심한부식환경에놓여있는철구조물을장기간에걸쳐부식으로보호하기위하여제조한도료로시공하는방식도장을말한다. 3 시방규정의준수 공사감독자는본지침 ( 서울시도장보수지침 ) 은물론도로교표준시방서및강교보수도장공사시방서규정을준수하여야한다. 3) 사용도료및건조도막두께 1 전면재도장시 < 표 5.2.9> 일반적인부식환경도막두께 도장부위 바탕처리 정 도 도장 층별 도료종류 건조도막 두께 (μm) 강교부위 거의완전한브라스트 (Sa 2 1/2) 하도중도상도 무기질징크계염화고무계염화고무계 50 60 60 1 안 거의완전한브라스트 (Sa 2 1/2) 하도상도 무기질징크계역청질계 75 75 강교내부 2 안 거의완전한브라스트 (Sa 2 1/2) 하도상도 무기질징크계타르에폭시계 75 75 3 안 거의완전한브라스트 (Sa 2 1/2) 하도상도 무기질징크계에폭시계 75 75-101 -
제5장보수 보강및유지관리방안 < 표 5.2.10> 가혹한부식환경도막두께 도장부위 외부 내부 1 안 2 안 1 안 2 안 3 안 2 부분재도장시 바탕처리 정도거의완전한브라스트 (Sa 2 1/2) 거의완전한브라스트 (Sa 2 1/2) 거의완전한브라스트 (Sa 2 1/2) 거의완전한브라스트 (Sa 2 1/2) 거의완전한브라스트 (Sa 2 1/2) 도장 층별하도중도상도하도중도상도 하도상도 하도상도 하도상도 도료종류 무기질징크계에폭시계우레탄계에폭시계 ( 알미늄 ) 에폭시계우레탄계 무기질계징크계타르에폭시계 무기질계징크계에폭시계 에폭시계 ( 알미늄 ) 에폭시계 건조도막 두께 (μm) 75 100 80 100 100 80 75 100 75 100 100 100 < 표 5.2.11> 부분재도장시도막두께 외부 내부 도장부위 염화고무계, 알키드조합페인트 우레탄계 역청질계 광명단페인트 바탕처리정도 거의완전한브라스트 (Sa 2 1/2) 동력공구시공 (St3) 도장층별 T/U 하도상도 T/U 하도상도 T/U 상도 T/U 상도 도료종류 에폭시계 ( 알미늄 ) 에폭시계 ( 마스틱 ) 우레탄계 에폭시계 ( 알미늄 ) 에폭시계 ( 마스틱 ) 우레탄계 에폭시계 ( 알미늄 ) 역청질계 에폭시계 ( 알미늄 ) 에폭시계 ( 마스틱 ) 건조도막두께 (μm) (80) 100 50 (80) 80 50 (80) 75 (80) 100 주 ) T/U(touch-up) : 국부적인보수도장을말하며터치업면적이큰경우는블라스팅을하 고전면재도장기준을적용한다. 4) 적용요령 1 전면보수시의환경은대기오염및염화칼슘의영향등을고려하여가급적가혹한부식환경을적용한다. 2 도료의종류와건조도막두께는공사및도료의특성에따라변경될수도있다. 3 무기질징크위에도장전에는반드시미스트코트를실시한다. 4 강교내부의상도는유지관리상가급적밝은색 ( 회색 ) 으로도장한다. 5 전면재도장은도장면적전체를바탕처리하는경우를말하며부분재도장은녹발생등으로도장이손상된부분만을바탕처리하여터치업도장후하도, 상도는필요면적만을도장하거나또는전면적을도장하는것이다. 5) 바탕처리의정도 - 102 -
제5장보수 보강및유지관리방안 보수도장시의바탕처리등급은다음을원칙으로한다. 1 전면재도장시 : SIS( 스웨덴규격협회 ) 규정에의한 Sa 2 1/2 2 부분재도장시 : SIS 규정에의한 Sa 2 1/2, 또는 St 3 6) 특수부위의도장 1 모재와연결판접촉면은후막형무기징크리치페인트로도장한다. 2 강상판, 강재료와콘크리트의접촉면, 방수층면은브라스팅처리를하여녹 흑피등을제거한후무기징크리치페인트로도장한다. 3 받침장치 앵커볼트부위는특별히규정한경우를제외하고는제청작업을한후무기질징크리치도료나에폭시계 ( 알루미늄또는마스틱 ) 도료로도장한다. 7) 검사 1 검사항목 < 표 5.2.12> 도장전 후검사항복 검사시기검사항목검사방법 도장전 도장후 도료 피도체바탕처리상태 도료사용량 외관조사 도막두께 도막부착시험 시험성적표심사 시료채취시험실시 (KSM5000) 시방서기준 전수조사 육안조사 측정기에의함 테이프테스트 2 도료의품질검사 - 제조업체시험성적표 제조업체가제출한시험성적표가규격에적합한지확인하여야한다. 시험성적표는도료의종류별 도료롯트별로확인검사를해야한다. - 용기의규격번호및명칭이표시되었는지확인하여야한다. - 도료의수량은설계소요량이반입되었는지확인하여야한다. - 현장시료채취시험은반드시공인된시험기간에의뢰검사를실시하여야한다. 도장 후도막의부착성시험도필요시에는의뢰검사를실시할수있다. - 불합격도료의처리 시험에불합격한도료는즉시현장외로반출하고반출을증빙할수있도록반품과 정의사진을촬영하여반출송장과함께제출한다. 시험에불합격하여도료를반출하고재반입하는경우는도료제조업체를변경한다. 3 도장후검사 - 103 -
제5장보수 보강및유지관리방안 - 외관의육안조사 도막의변 퇴색이나, 광택의감퇴, 백염화, 오손, 균열, 벗겨짐, 부풀음및녹등의 이상유무및발생정도를판정한다. - 층별도장이건조된후도막측정기에의하여도막두께를측정한다. - 도막의부착성실험 칼로 X-cut 한후테이프테스트를실시하여 3A 등급이상 (ASTM D 3359 기준 ) 이 어야한다. 6) 강재도장공법비교 < 표 5.2.13> 강재도장공법비교 구분 중방식 ( 금속혼합물피막 ) 염화고무계도료 ( 일반중방식 ) 에폭시계도료 세라믹계도료 시공순서 표면처리 1 차피막 ( 하도 ) 2 차피막 ( 중도 ) 3 차피막 ( 상도 ) 표면처리 무기질징크하도 염화고무도료중, 상도 표면처리 수용성무기징크 1,2,3 차도포 세라믹코팅바탕만들기 무기아연말계 무기세라믹계 우레탄세라믹 장점 내열성, 내후성, 방청력, 일반적인시공성부착력, 신율우수 국내적용실적이 내마모성우수많음 강인한도막, 미관성 건조가빠름 내약품성, 내충격성 희생양극방식기능 내염성, 내구성 Re-Coating 이용이 음용수기준에도적합한친환경적소재 내약품성 강인한도막미관성 희생양극방식기능 내약품성 강인한도막, 미관성 내구성 단점 일반적도료에비해비교적고가 작업시접착제와금속혼합물이잘혼합되도록전동믹서기를이용하여혼합하여야함 작업전시공교육필요 내약품성이나쁨. 내구성이짧음 내열성이나쁨 초기접착력은우수하나, 접착력저하 ( 계면탈락 ) 저온시증점 ( 점도상 승, 유동성감소 ) 및겔화현상발생 공사비고가 수축팽창에대한 유연성 ( 신율 ) 부족 자외선에약해변색을일으키며, 재료의변형유발 고온에서황변현상있음 초기접착력은우수하나, 접착력저하 ( 계면탈락 ) 공사비고가 수축팽창에대한 유연성 ( 신율 ) 부족 다른재질이므로층간분리현상이나타날수있음 내구성 20 년 3 ~ 4 년 5 년 10 년 경제성 33,000 원 / m2 18,000 원 / m2 20,000 원 / m2 30,000 원 / m2-104 -
제5장보수 보강및유지관리방안 5.3 보수 보강개략공사비 현장조사및내구성시험결과에서도출된문제점에대해서적용가능한보수ㆍ보강방 안을아래와같이제시한다. 또한결함의진행성, 구조적문제, 각시설물이가지는중 요도, 단기적조치에따른보수효과등을고려하여보수ㆍ보강우선순위를결정하였다. < 표 5.3.1> 개략공사비산정 부재손상내용보수 보강방안 보수물량 단위단가 ( 원 ) 순공사비 ( 원 ) 교면포장소성변형, 마모교면방수및포장 7293.6 m2 46000 335,505,600 단기 난간연석파손, 열화철거후재시공 1013 m 320000 324,160,000 단기 신축이음 신축이음누수 신축이음재설치 (NMC50 야간 ) 우선순위 57.6 m 720000 41,472,000 단기 균열 ( 폭 0.3 mm미만 ) 표면처리 45.3 m 43,000 1,947,900 단기 균열 ( 폭 0.3 mm이상 ) 주입보수 3.5 m 94,000 329,000 단기 망상균열염해, 중성화방지 ( 천정 ) 71.15 m2 54,000 3,842,100 단기 바닥판 재료분리단면보수 (t=10 mm, 천정 ) 70.21 m2 89,000 6,248,690 단기 철근노출 단면보수 ( 방청 ) (t=30 mm, 벽체 ) 78.96 m2 217,000 17,134,320 단기 보수재박락단면보수 (t=30 mm, 천정 ) 7.40 m2 183,000 1,354,200 단기 콘크리트열화단면보수 (t=30 mm, 천정 ) 21.60 m2 183,000 3,952,800 단기 콘크리트들뜸단면보수 (t=30 mm, 천정 ) 0.48 m2 183,000 87,840 단기 박리단면보수 (t=10 mm, 천정 ) 3.31 m2 89,000 294,590 단기 백태표면처리 2.25 m2 43,000 96,750 단기 용접불량재용접 5.05 m 48,000 242,400 단기 용접누락용접 7.55 m 48,000 362,400 단기 용접보수부균열 스톱홀시공후볼트체결 2 ea 60,000 120,000 단기 부식재도장 1.11 m2 70,000 77,700 단기 SPG 2 차부재 도장박락 / 긁힘재도장 1.45 m2 70,000 101,500 단기 가우징불량지속관찰 5 ea - - 관찰 복부판변형지속관찰 5 ea - - 관찰 강판보강부볼트풀림 볼트체결 1 ea 1,000 1,000 단기 splice 설치불량 지속관찰 1 ea - - 관찰 리벳누락 지속관찰 4 ea - - 관찰 브레이싱변형 지속관찰 1 ea - - 관찰 - 105 -
제5장보수 보강및유지관리방안 < 표 5.3.1> 개략공사비산정 ( 계속 ) 부재손상내용보수 보강방안 보수물량 단위단가 ( 원 ) 순공사비 ( 원 ) 우선순위 용접누락지속관찰 0.4 m - - 관찰 STB 리벳누락지속관찰 1 ea - - 관찰 수직보강재변형지속관찰 2 ea - - 관찰 용접보수부균열재용접 0.1 m 48,000 4,800 단기 받침장치콘크리트에뭍힘받침교체 ( 탄성받침 ) 42 ea 3,200,000 134,400,000 단기 교각강판보강부긁힘지속관찰 0.60 m2 - - 관찰 배수시설 접속옹벽 배수구막힘 주기적인청소 8 ea 7,400 59,200 단기 배수구아스콘에덮힘 아스콘제거 4 ea 20,000 80,000 단기 씰링재누락 탄성씰링재주입 22.60 m 13,000 293,800 장기 망상균열 염해, 중성화방지 ( 벽체 ) 1182.5 m2 50,000 59,125,000 장기 폐기물처리 ( 아스콘 ) 787.6 ton 28,000 22,052,800 단기 부대공 개략공사비 폐기물처리 ( 콘크리트 ) 1342 ton 30,000 40,260,000 단기 가설사무실 / 창고설치및철거 1 식 1,250,000 1,250,000 단기 순공사비 994,856,3900 제경비 ( 순공사비의 50%) 497,427,610 합계 1,492,284,000-106 -
제5장보수 보강및유지관리방안 5.3.2 반드시보수가필요한주요손상현황 < 표 5.3.2> 반드시보수가필요한주요손상현황표부재명손상명위치현항사진 외관망도 번호 보수방안 배수시설 배수구막힘, 아스콘덮힘 S4~S6, S8~S10 S12 6~8, 10~11 13 청소, 아스콘제거 바닥판 균열 (0.3 mm이상 ) S5, 8 21, 24 주입보수 바닥판철근노출 S1~S10 17~26 단면보수 ( 방청 ) 맞데기 용접불량, 용접누락 S6, S8~10 47~55, 64,68,70 용접 SPG 용접보수부 재균열 S8G6 58 스톱홀천공후볼트체결 - 107 -
제5장보수 보강및유지관리방안 5.4 유지관리방안 5.4.1 개요 시설물의유지관리란시설물의기능을보존하고시설물이용자의편의와안전을도모하기위하여시설물의순찰, 안전점검, 일상정비및손상된부분에대한원상회복과보수 보강을통하여공용수명기간중안전한사용및시설물의기능을다하도록하기위한제반활동및과정을말한다. 따라서시설물의유지관리활동이미흡할경우에는시설물의공용년수가증가함에따라교통량증가및환경적인요인등으로인하여성능의저하가일어나게되는데시설물의성능이크게떨어질경우에는국민의생명과재산을위협하는경우가발생하기도하며보수 보강비용도크게소요되는등의문제가발생하게되는것이다. 이러한관점에서유지관리는필수적인것이며조기에이상유무를발견하여조치를강구하는것이필요하다. 예측되는파손부위의등급규정, 원인규명, 단면력평가, 보수의필요성평가, 보수순서및방법선택등에대한준비및검토가이루어져야하고아울러예비조치를위한재료의선택, 보수공법설계가가설년도에따른사용재료의수명예측, 장래교통량예측등도검토대상이되어야한다. 결과적으로유지관리의목적은다음과같다. - 시설물의사용성과내구성을연장 - 현재및향후소요되는유지관리비용의최소화 - 주어진예산범위내에서시설물의사용수준을향상 - 시설물이용자의안전성확보 - 교통장애의최소화 이와같이구조물의유지관리를논하는데있어서는구조물이공용개시부터공용정지에이르기까지의내용년수를정의할필요가있는데, 내용년수는광범위한의미를포함하기때문에이에대한정의도여러가지로표현되고있다. 내용년수를결정하는요인별로는다음과같은정의가사용되고있다. 가. 물리적수명 자연의법칙에따라사용하중에의하여점차적으로기능이감소하여통상의유지관리 를실시하여도머지않아곧사용할수없게되는한계로서의수명 - 108 -
제5장보수 보강및유지관리방안 나. 경제적수명 유지관리의과정에있어서계속사용하기위하여보수, 보강하는것이경제적으로이 득이되는한계로서의수명 다. 기능적수명 건설당시의구조물기능이정세의변화 ( 예, 차량통행량, 열차의크기등이용량의증 가 ) 에대응하지못하여폐기되는경우의수명 라. 사회적수명다른프로젝트에의한환경의변화로해당구조물을계속사용할수없게되는경우의수명토목구조물의건전성을평가하는데있어서내용년수란구조물의물리적강도와기능의손상상태가경제성측면에서불리하게되는상태까지의기간이라고정의하는것이보편적이라고볼수있다. 이때주의해야할것은터널의일반적인손상은적절하게조치된다는전제가있어야한다. 즉, 내용년수란구조물을건설한이후그대로방치하여수명이다할때까지의기간이아니라통상적인유지관리체제하에서수명에이를때까지의기간을의미하는것으로정의할수있다. 내 하 기 능 신설 사용범위 ( 방치 ) ( 예방관리 ) ( 사후관리 ) 수명 경과년수 < 그림 5.4..1> 시간경과에따른내하성능저하 < 그림 5.4.1> 은시설물유지관리에있어예방관리체계의중요성을설명한것으로서, 손상발생후사후관리체제로의접근이해당구조물의기능성및사용성의저하를초래한다는것을보여주고있다. 따라서예방관리차원의유지관리방식으로의접근을모색함으로써미연에구조물의성능을확보해야할필요가있다. - 109 -
제5장보수 보강및유지관리방안 5.4.2 예방적유지관리 교량에손상이나열화가발생되기이전에예방적차원에서실시하는간단한조치로서교통혹은환경조건에가장취약한바닥판, 배수구주변, 신축이음사이, 교량받침, 강재거더등을청결하게유지하는것이가장기본적인내용이다. 가. 교량의청소접근이가능한부위에대해교량의특성에따라정기적으로청소를실시한다. 특히동절기에살포한염화칼슘으로인하여강재의부식이우려될때봄철에청소를실시하는것이바람직하며, 오물퇴적으로인해교량의기능이저하되거나사용자에게불쾌감을줄때는수시로실시한다. 다음은교량의부위별청소요령이다. 청소부위청소요령주기 교면 및 보도 보두부에서부터실시한다. 배수시설이나신축이음에오물이들어가지않도록주의한다. 배수구와신축이음의이물질을제거한다. 물로바닥판과보도부, 표지판등을씻는다. 수시 1 회 /6 개월 배수시설 배수로뚜껑의이물질을제거하고뚜겅을들어올린다. 배수로내부의이물질과퇴적물을제거한다. 배수관을물로씻는다. 배수관내부의퇴적물을제거한다. 수시 1 회 /6 개월 받침부 접근장비를준비한다. 고압의물을사용하여받침장치와받침부를씻는다. 물로제거되지않는이물질은와이어브러쉬를이용하여제거한다. 수시 1 회 /1 년 강재거더 접근장비를준비한다. 고압의물을사용하여강재부재를씻는다. 물로제거되지않는이물질은와이어브러쉬를이용하여제거한다. 수시 1 회 /1 년 난간 접근장비를준비한다. 고압의물을사용하여위에서아래로세척한다. 투명방음벽은청소횟수를늘려청결상태를유지한다. 수시 1 회 /1 년 나. 부속시설의관리 1) 점검시설현재교량의유지관리를위한점검시설에대해특별히요구되는규정은없으나교량의규모가커짐에따라서교량유지관리의효율적운용이라는측면에서특히교각부분에많은점검시설이설치되고있으나점검시설의관리에는관심도가부족한실정이다. 그러나점검시설의취약요소는점검요원의안전에직접적인영향을미치기때문에세심한점검이필요하며발견즉시조치되어야할것이다. 2) 첨가물 구조적으로영향이작은부위에공공시설이나교량의기능보완을위하여설치되는부 - 110 -
제5장보수 보강및유지관리방안 속설비로서표지판, 조명시설, 수도관, 통신및전기시설등이있으며교량부재의작동 기능에지장을초래하지는않는지관심이필요하다. 부속시설 사다리 확인사항 사다리지지부의부식및고정상태를확인한다. 사다리지주의앵커부고정상태를확인한다. 보호망설치여부를확인한다. 점검시설 점검로 점검로바닥면의부식및결함여부를확인한다. 점검로와고정단과의고정상태를확인한다. 안전한점검이가능한방호울타리의높이확인, 방호울타리의간격, 바닥면과의고정상태를확인하다. 부착시설 부착시설이중량구조물일경우설계시구조검토를실시했는지확인한다. 부착시설의고정상태를확인한다. 수도관및통신, 전기시설의누수, 전신의단락, 누전여부를확인한다. 다. 신축이음 1) 일반사항신축이음은눈, 비, 온도변화등의환경요인외에도차량의충격등복합적이고다양한손상을받는다. 따라서신축이음의노후도와손상도를정확히평가하여적기에보수조치하여주행성과내구성의향상을도모해야한다. 2) 신축이음의예방유지관리흐름도 유지관리시작 신축이음의점검 손상발견 신축이음의형식확 인 외적원인의제거 No 손상정도 손상원인 손상부재역할판정 신축이음자체의손상여부확인 Yes 유지관리정도의판정 부분보수교체응급보수 - 111 -
제5장보수 보강및유지관리방안 3) 신축이음유지관리세부항목 신축이음종류손상유형유지관리사항 줄눈재의폐쇄맹, 쏘마, 스트립씽, 오물퇴적모노셀, 러버탑, 가 신축량부족이탑 고무이음판균열 패임발생 줄눈재내부청소 상부구조의신축량검토 ( 통상80 mm이하의신축량에적용 ) 손상된고무판철판교체 패임 (Rutting) 부절삭또는재포장 트랜스플렉스, 에이스강핑거, 강겹칩레일식 신축량부족 고무판찢김및마모 지지철판노출부식 고무판중앙부함몰 정착볼트풀림 오물퇴적 오물퇴적 핑거의파손, 단차 물받이손상 신축량부족 신축량부족 고무씰러의파손 분리보의파손, 휨 스프링, 베어링이탈 지지보의파손, 휨 오물퇴적 상부구조신축량검토 (50mm 100 mm ) 손상된고무판및철판의교체 정착볼트체결 조인트부청소, 오물제거 핑거조인트틈새청소 핑거파손부, 단차부교체나교정 신축이음파단부물받이오물제거 상부구조신축량검토 (100mm이상 ) 상부구조신축량검토 (100mm이상 ) 파손된분리보의응급보수및교체 스프링, 베어링부설치상태점검 지지보의파손시응급보수및교체 고무씰러틈새청소, 오물제거 라. 교량받침 1) 교량받침유지관리받침은상부구조의하중을하부구조에전달하는기계적인요소로서좁은장소에설치되어교량구조물중에서도유지관리와보수가곤란한구조부재이다. 특히신축이음이설치된받침부의경우신축이음의누수로인한부식발생이빈번하므로부식에대한대책이필요하다. 또한, 교량받침의작은결함이나손상은상 하부구조까지영향을끼쳐교량전체에손상을초래할우려가있으므로사용된받침의종류에따른특성을이해하고유지관리에필요한사항을조치함으로서받침이항상정상적으로작동되도록하여야한다. - 112 -
제5장보수 보강및유지관리방안 2) 교량받침의예방유지관리흐름도 유지관리시작 점검 받침형식확인 손상발견 손상정도, 손상원인손상부재역할판정 받침이외의원인조사및제거 No 손상원인이받침의내적문제인가 Yes 보수실시여부판정 응급보수 유지관리보수 3) 교량받침유지관리세부항목 강 재 본 체 구분손상유형유지관리사항 부상방지장치 이동제한장치 고정볼트 핀 롤러 (Roller) 활동면구동면 앵커볼트 부상방지장치손상 이동제한장치의손상 볼트의누락및이완 핀의누락 핀의손상및균열부식 롤러의이탈 파손, 균열 롤러부식 이물질먼지흡착 부식및압착 절단, 인발 너트체결미흡 부식 부반력발생여부검토 ( 곡선교, 사교 ) 볼트체결상태점검 파손부교체 상부구조의신축이동량검토 받침형식, 배치의적정성검토 이동제한장치의유간확인 체결볼트상태점검 파손부교체 누락된볼트의체결 이완된볼트의재체결 누락된핀의설치 손상균열부핀교체 부식제거및정기적주유 이동량또는이동방향검토 상부구조를 Jack-up 하여롤러재정렬및필요시교체 부식제거및주유 구동면부식시받침교체 정기적인청소 부식제거및정기적주유 활동, 구동면에도장금지 부반력발생여부검토 앵커볼트매입상태확인 앵커볼트및너트체결 앵커볼트부식방지도장 - 113 -
제5장보수 보강및유지관리방안 구분손상유형유지관리사항 고무본체 고무본체 열화, 균열 변형 이물질오물방치 고무본체의압축변형및열화확인 받침주변청소, 배수상태 받침대모르터 모르터의균열 모르터의파손 파손부모르터충전 받침대철근상태확인 마. 도장예방유지관리 1) 부식취약부 (1) 신축이음하면 : 신축이음으로노면수가유입되지않도록조치 (2) 외측거더 : 빗물의직접적인접촉으로인한복부판과하부플랜지물고임및부식발견조치 (3) 배수구주변 : 배수관의길이가부족한경우노면수가거더로유입되지않도록조치 (4) 볼트체결부 : 도장시공불량부의도막박리등조속발견조치 2) 보수범위 (1) 발청혹은손상범위가확대되지않도록조기에보수한다. (2) 상도도막이양호한부분은표면의이물질및유기성물질을제거하고샌드페이퍼 (sand paper) 로처리한후상도실시 (3) 녹이발생한부위는동력공구로세정 (ST-3) 하고하도, 중도, 상도를실시한다. 3) 도장재료의선택 (1) 교량이위치한환경에대응하는도장계열을선택한다. (2) 국부적인보수는가급적기존도장제품을사용한다. 5.4.3 응급조치가. 일반사항 1) 응급조치대상발생된손상을방치할경우대인, 대물에위해를줄가능성이있는것또는구조물자체의손상이급속히확대될가능성이있는경우에는응급조치를취해야한다. 점검에서발견된손상에대해서는그원인을파악하고정확한조치를취해야하지만시간적으로긴급성을요하는경우에는응급조치를실시한다. 구조물의규모및환경조건에따라응급조치공법을선정하게되며, 일반적으로임시적인공법을사용하지만급격한파괴가예상되는경우에는공공성을고려해만일의사고를방지하는조치를취해야한다. - 114 -
제5장보수 보강및유지관리방안 2) 응급조치시기응급조치대상인경우에즉시실시해야하며, 응급조치의지속기간은짧게하는것이바람직하다. 응급조치는상세한역학검토없이행해지는조치이므로손상의요인이내재하는경우가많고, 교량구조의불안전성이해소되지않은상태이므로그기간이길어지면손상이계속진행될가능성이크기때문에항구적인조치 ( 보수 보강 교체 ) 를곧바로검토해빠른시일내에대체해야한다. 나. 응급조치방안 1) 상부구조의응급조치 (1) 교면포장교면포장은과적하중이나빈번한차량주행으로인해마모되거나탈락되기쉽고이로인해차량의주행성과안전성이저하되므로교면포장의구조와성질을이해하여응급조치를시행하여야한다. 특히강우나혹서기에는교면의파손진행속도가빠르므로파손이확인되는경우조속히조치한다. 파손형태파손원인응급조치조치방안도해 아스팔트의부족 아스콘 석분, 아스콘 아스콘 함몰 (Pot hole) 혼합불량 물의침투 전압부족 석분또는모래충진 국부패임메우기 기름누출 바닥판 아스팔트의과다 입도불량 절삭 절삭 종횡단방향 요철 공극율과소 지지력불균일 차량통과위치고정 융기부분적삭 표면덧씌우기 화 바닥판 고온시저속운행 (2) 신축이음 신축이음은차량의통행으로인해마모나파손이생기기쉽다. 심하게파손된신축이음을장기간방치하면차량의주행성과안전성을저해하므로일단응급조치를시행한후교체또는보수여부를판단하면보수비용이교체비용의 60~80% 가되면교체하는것이좋다. - 115 -
제5장보수 보강및유지관리방안 파손형태파손원인응급조치조치방안도해 불사용으로수평회복 후타재 조인트 단차 설치오류 과적차량의주행 단차부수평회복 바닥판 바닥판 후타재 finger Joint 후타재 바닥판 바닥판 본체탈락 설치오류 과적차량의주행 임시철판 덮개설치 앵커고정 철판 앵커고정 (3) 교량받침 교량받침은작업공간이협소하고시간적인제약조건이있으므로손상부위나정도를 정확히파악하여신속하고확실한응급조치가이루어져야하며일단응급조치가완료되 면상태에따라보강또는교체여부를결정한다. 파손형태파손원인응급조치조치방안도해 받침의수평불량 받침의설치오류 쐐기삽입 받침의롤러이탈 받침의설치오류 롤러과다이동 임시받침설치 받침대탈락 연단거리부족 가동단고착 임시받침설치 - 116 -
제5장보수 보강및유지관리방안 (4) 거더의응급조치상부구조의거더에전단균열이나휨균열이심하게발생되어구조적으로불완전한상태이나교통차단이불가능할경우임시로상부구조의하면에동바리를설치해손상된상부구조를지지시킨다. 파손형태파손원인응급조치조치방안도해 전단균열발생 휨균열발생 과적하중재하 설계, 시공오류 단면부족 동바리설치 2) 하부구조의응급조치하부구조는상부구조를지지하는구조물로써충분한내하력을확보하지못할경우구조적으로불안전한상태를유지하게되며, 균열이아주크고이로인해안전성이의심스러운경우에는가지지대나동바리를설치해응급조치를한다. 이때주의하여야할점은가지지대나동바리가충분한강도를확보해야하고침하가발생되지않아야한다는점이다. 파손형태파손원인응급조치조치방안도해 전단균열발생 철근부족, 철근배근불량 동바리설치 휨균열발생 단면부족 가지지대설치 - 117 -
제5장보수 보강및유지관리방안 5.4.4 점검결과에따른중점유지관리방안가. 강재거더및 2차부재 점검부위 점검항목 공통 중앙부 2 차부재 변형, 균열, 파손 표면 ( 도장 ) 상태오염, 부식 이상처짐 연결부볼트이완, 파손, 이상음 맞대기용접부균열 플랜지변형및처짐 거더와의연결부균열 개 요 도 주요현황 < 수직보강재용접누락 > < 볼트풀림 > < 용접보수부 > - 118 -
제5장보수 보강및유지관리방안 균열발생형태 점검시중점관찰사항 - 용접이누락되거나불량한곳에대한보수를실시한위치는재발여부와균열발생여부에대한지속관찰이요구됨 - 볼트체결부위는교량진동으로볼트풀림이발생될수있으므로, 육안관찰과타격확인을통한점검이요구됨 중점사항 손상발생시대책 - 눈에띌정도의처짐이나충돌에의한손상으로추가손상이우려되거나주행안전성에지장을초래할경우즉시보고하여대책을수립 점검시유의사항 - 균열은경우에따라도장표면에서얇은녹흔적으로나타나므로주변도장을조심스럽게제거한후확대경을사용하여면밀하게점검하고특히균열이미세할경우불결하게문질러지워지지않도록하여야하며점검후에도균열상황을재검토하기위하여균열부위는청결한상태를유지 - 균열은밝은날낮추운날씨에더잘보이며, 균열을발견하면이와유사한조건의다른부위 ( 교량의전후좌우가대부분대칭임 ) 에도균열이발생한것으로간주하고점검에임해야함 - 119 -
제5장보수 보강및유지관리방안 나. 신축이음 본체 후타재 점검부위 2x10,000 =20,000 - 공통 점검항목 누수, 오염 ( 배수시설누락, 유간의오물퇴적 ) 유간 ( 부족및과다 ) 이상진동 ( 충격음 ) 본체유동및파손 ( 충격음, 흔들림 ) - 고무재 고무판마모, 강판노출및부식 - 강재 방수재 ( 씰재 ) 파손 - 노면수유입 균열, 파손 ( 패임및요철 ) 전 후의단차 ( 교면포장과의단차 ) 3x30,000=90,000 40,000 4x30,000=120,000 2x10,000 =20,000 EJ7 EJ6 EJ5 EJ4 EJ3 EJ2 EJ1 개 요 도 주요현황 중점사항 < 후타재균열 > < 유간토사퇴적 > 점검시중점관찰사항 - 신축이음하부에누수여부를조사하여강재의부식이없도록조치가필요 - 후타재및본체의파손여부를조사하여적절한조치가필요 - 유간부토사가퇴적되므로주기적인청소가필요 - 고무재의마모, 파손, 충진씰재노출로차량통행저해및방수기능저하상태를점검 손상발생시대책 - 신축이음본체의유동, 단차, 파손으로인한충격으로타부재에추가손상이우려되거나주행안전성에지장을초래할경우즉시보고하여대책을수립 점검시유의사항 - 차량진행방향과반대방향으로점검을진행하며 2인 1조로점검수행 - 신축유간점검시통행차량에유의 - 120 -