외부강선을 이용한 연속교 보강공법의 실험적 연구

Abstract

최근 우리나라의 교량건설 추세는 장경간 교량을 시공하는 방향으로 옮겨가고 있다. 또한 단경간 구조물에 대하여 경간 사이의 슬래브 부분만을 연속화시키는 교량의 시공이 증가하고 있으며, 이에 따른 수요를 고려해 볼 때 연속교 보수보강공법의 개발이 시급한 실정이다. 그러나 현재 연속교의 보수보강을 위한 방법은 그 방법이나 시공에서 보편화 된 방법을 찾기가 힘들다. 본 연구에서는 기존 콘크리트 교량에 적용되는 외부강선 보강공법의 장·단점을 분석하고 연구동향 및 현황조사를 통한 자료들을 정리하여 외부 프리스트레싱 공법의 일반적인 개념을 정확히 이해하고 여러 가지 외부 프리스트레싱 공법의 비교로부터 최근의 기술동향을 파악하고자 하였다. 우리나라 교량의 큰 비중을 차지하는 콘크리트 거더교의 보강을 위해 슬래브부분을 연속화 시킨 교량에 대하여 축소 시험체를 제작하여 연속보 외부강선 보강 실험을 실시하였다. 본 실험은 단순보 및 연속보 모멘트 실험과 연속보 외부강선 보강실험을 통하여 단순보와 연속보의 내하력을 비교분석하고 연속보 외부강선 보강공법의 보강 효과를 제시하였다. 시험체는 T형 단면을 가진 경간 3.4m의 단순보 1세트와 지간 6.8m 2경간 연속보 2세트를 제작하였으며, 연속보의 경우 실 교량의 시공법과 동일하게 슬래브 부분만을 연속화하여 시험체를 제작하였다. 또한 유한 요소해석 모델링을 통하여 보강 효과에 따른 변형의 예측을 모색하고, 실험 결과와 비교하여 유한요소해석의 정확성을 검증하였다. 실험결과 및 유한요소해석을 통하여 경간사이 지점부의 슬래브에 발생하는 인장력의 경우 외부강선에 의한 2배의 긴장력으로 인하여 매우 효율적인 인장응력 감소가 이루어졌으며, 같은 하중재하에 대하여 보강 시 40%이상의 처짐 감소 효과가 있음을 알 수 있었다.