2분절 SegBeam의 실험적 연구

Abstract

PSC-I형 거더를 이용한 합성형 교량은 탁월한 경제성과 시공성으로 인해 국내 전체 교량의 약 25%를 차지하고 있는, 가장 널리 사용되고 있는 교량형식이다. 최근에는 PSC-I형 거더의 긴장방법, 텐던 배치 및 단면최적화 등의 다양한 개선을 통해 중장경간의 교량에도 사용영역을 넓혀가는 등 발전을 거듭하고 있다. 그러나 현재까지 개발된 새로운 PSC-I형 거더들은 현장에서 제작하고 있어서 PSC 거더의 중요한 요소인 안정된 품질의 고강도 콘크리트를 사용하는데 제약이 있어서 그 발전 또한 제한되어 있는 것이 현실이다. SegBeam은 PSC-I형 거더를 운반 가능한 크기와 중량의 세그먼트로 공장에서 분절하여 제작하고 현장으로 운반하여 조립하는 PSC-I형 분절거더이다. 이는 기존의 PSC-I형 거더와는 달리 품질관리가 우수하며, 하나의 거푸집을 사용하여 다양한 길이의 거더가 생산 가능하므로 비표준 길이 거더에 대해서도 일정한 경제성을 갖고 있다. SegBeam은 이미 27m~40m의 지간에 적용할 3분절 실험에 통하여 SegBeam의 내하력과 사용성이 기존의 일체형 거더와 차이가 없음을 입증하였다. 26m 이하의 경간에서는 2분절로 운반이 가능하므로 3분절보단 2분절로 제작하는 것이 경제성 면에서 효율적이지만, 분절부 위치를 최대모멘트가 발생하는 거더 중앙부에 위치시키지 않기 위해서 부등분절로 제작된다. 본 연구에서는 부등분절로 제작된 거더의 경우에 중앙에서 하중을 가하고 분절부 및 이와 대칭되는 단면의 거동을 비교·분석함으로써 분절교의 접합부 거동 특성을 관측하고 부등분절 거더가 일체형 거더와 같이 대칭적인 거동을 보이는지 여부를 파악하는데 중점을 두었다. 또한 장경간 SegBeam은 5분절로 제작시 분절부 위치가 중앙부에 가깝게 위치하게 되므로, 분절부 위치가 중앙부에 가깝게 위치되는 2분절 SegBeam의 재하실험은 향후 장경간 SegBeam의 개발에도 많은 도움이 될 것으로 판단된다. 이를 위하여 2분절 SegBeam을 부등분절로 제작하여 정적재하시험을 수행하였다. 실험체를 최종 파괴상태에 이르기까지 재하하면서 구조적 거동을 파악하였는데, SegBeam 실험체는 내하력과 사용성에 대하여 충분한 안전율을 가지고 있는 것으로 평가되었다. 1/4과 3/4 지점 및 분절부와 그 대칭지점의 하중-처짐, 균열패턴 등을 고려할 경우 부등분절로 제작된 분절거더 시험체는 일체형 거더와 같이 대칭적으로 거동함을 알 수 있다.