일반기술

경사진 긴장재에 의한 연속교의 바닥판 보강공법

연속된 합성교의 내부지점부에서 콘크리트 바닥판(slab)에는 외부하중에 위한 부모멘트로 인해 인장응력이 발생하기 때문에 교량에서 가장 취약한 부분이다. 본 공법은 이 내부지점부의 조립식(precast) 또는 현장타설 바닥판을 보강하기 위한 것으로, 긴장재(tendon)는 바닥판의 중심높이 평면에 교축방향과 횡방향 모두에 경사지도록 배치되고 바닥판의 측면에서 정착된다. 바닥판에 경사진 긴장력이 도입되면 바닥판에는 횡방향으로 일정한 압축단면력이 발생되며, 교축방향으로는 횡단면을 가로지르는 긴장재의 수에 비례하여 선형으로 증가하고 내부지점에서 최대인 압축단면력이 발생한다.거더(girder)와 바닥판이 합성단면을 형성한 이후에 경사진 긴장력이 바닥판의 중심높이에 도입되면 합성단면의 중심에 대한 긴장력의 모멘트는 삼각형으로 분포한다. 연속거더의 내부지점에서 변위구속으로 발생되는 이차반력이 고려된 모멘트 분포는 연속보의 외부하중에 의한 모멘트와 분포 형태는 같으나 반대 방향이다. 이 공법이 사용되는 경우 바닥판의 측면에서 긴장재가 정착되기 때문에 시공이 용이할 뿐만 아니라 재긴장 또한 가능하다. 특히 보수 또는 보강을 위해 사용 중인 교량의 바닥판을 교체하는 경우에는 합성단면 형성 이후 바닥판에 경사진 긴장력을 도입하여 거더의 보강효과도 얻을 수 있다.연속교에 작용하는 외부하중의 부모멘트(42)에 의해 내부지점 구간의 바닥판에 발생되는 인장응력에 저항할 수 있도록, 프리캐스트 또는 현장타설 바닥판의 교축방향(27)과 횡방향(28)으로 동시에 긴장력이 도입될 수 있도록 두 방향 모두에 경사지게 강봉(steel bar) 또는 강선(strand) 형태의 긴장재(10)를 바닥판의 중심높이에 배치하며, 긴장재는 바닥판의 측면에 정착되고, 필요에 따라 거더와 바닥판이 합성단면을 구성하기 이전과 이후의 단계에서 긴장력이 도입될 수 있도록 한 공법.1. 교축방향(27)과 횡방향(28)으로 동시에 긴장력을 도입할 수 있다.2. 긴장력이 도입되는 바닥판의 구간(13)과 폭(14) 그리고 긴장재의 간격(15)과 경사각(17) 및 긴장력의 크기 등의 조절이 자유롭기 때문에 원하는 위치에 원하는 교축방향 긴장력의 도입이 가능하다.3. 거더와 바닥판이 합성단면을 형성한 이후에 긴장력이 도입되는 경우에는 경사진 긴장재가 배치되는 구간(13)을 조정하는 것으로 연속거더에 작용하는 외부하중의 모멘트를 상쇄하기 위한 모멘트의 도입이 가능하며, 바닥판에 긴장재가 배치되기 때문에 거더에 긴장재가 배치되는 경우보다 큰 편심거리를 확보할 수 있다.4. 바닥판의 측면에서 긴장재가 정착(12)되기 때문에 작업이 용이하다.5. 바닥판의 중심위치 수평단면에 긴장재가 직선으로 배치되기 때문에 마찰에 의한 손실이 없으면서도 연속거더의 포물선 배치와 같은 효과를 나타낼 수 있다. 특히 방청처리가 충분히 된 경우 그라우팅이 필요 없기 때문에 재긴장이 가능하다.6. 보강의 목적으로 사용 중인 교량의 바닥판을 다시 시공하는 경우에 설치가 쉬우며, 거더와 바닥판이 합성된 이후 긴장력의 도입으로 바닥판뿐만 아니라 거더에 대한 보강효과도 얻을 수 있다.