HWPC용 세장한 고하중 정착장치의 개발 연구

Abstract

프리스트레싱 개념은 교량의 장경간화와 처짐 감소, 균열을 억제할 수 있는 이점을 가지기 때문에 오늘날 가장 보편화된 형식으로 프리스트레스트 콘크리트 교량에 적용되어 건설되고 있다. 현재는 교량의 장견간화와 시공단축에 대한 중요성이 대두되면서 장경간 세그먼트 거더의 개발을 필요로 하게 되었다. 이에 대한 대안으로 전구간이 동일한 단면을 가지며 중공이 있는 중공형 프리캐스트 프리스트레스 콘크리트 분절 거더를 개발 중이지만, 이 거더를 실용화하기 위해서는 좁은 단면에 정착가능하며 고하중을 견디는 정착장치의 개발이 선행되어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 정착장치에 대한 개념을 정확히 이해하고, 기존 PSC교량에 사용되는 정착장치를 조사하고 분석함으로써, 중공형 프리스트레스 콘크리트 분절 거더에 적용 가능한 정착장치를 설계하고 제작하였다. 새로 개발한 세장한 고하중 정착장치는 중간 지압판 및 보강 격벽을 두어 정착 중 발생하는 집중하중을 콘크리트 내부로 효과적으로 분산시키도록 하였다. 제작한 정착장치는 시험체에 설치하여 정착장치의 성능평가를 실시하였다. 시험체는 실제 중공형 프리스트레스 콘크리트 분절 거더 단부와 같은 단면이며, 형고 2m, 길이 1.85m로 제작하였다. 선형응력 해석을 통하여 강선긴장순서 결정 및 소요 철근량을 구하였다. 또한, 실제 시험체와 같은 3D 모델링으로 유한요소해석을 실행하여, 해석결과의 분석을 통해 변형의 예측을 모색하고 실험 결과와 비교하였다. 실험 결과를 통하여 응력교란영역의 응력 분포 양상 및 교란영역의 길이 면에서 비슷한 결과를 얻었다. 하지만 예상된 균열하중보다 다소 낮은 하중에서 균열이 발생하였는데, 균열양상으로 볼 때 정착장치의 문제는 아니며, 시험체의 철근 보강 및 배근의 수정이 필요함을 알 수 있었다.