< Previous기술기사 1 | TECHNOLOGY ARTICLES Magazine of the Korea Concrete Institute 68 재별, 유형별로 일일이 구분하여 분리해야 하는데, 이 와 같이 분리된 데이터를 엑셀이나 기타 문서 프로그 램을 통하여 정리하고 취합하는데 많은 인력과 시간 이 소요된다. 이러한 현재 방식의 단점을 보완하고자 개발된 「시설물 안전진단을 위한 교량의 상태평가 프 로그램」에서는 데이터 출력 시 문서를 종류별로 선택 만 하면 원하는 문서가 바로 출력된다. 또한 출력된 엑셀형식의 손상 · 결함의 폭, 길이, 너비, 깊이, 개소 등의 데이터를 이용하여 손상 · 결함 내역이 자동으로 분류된다. 시설물에 대한 데이터를 축적하면 빅데이 터가 만들어지고 빅데이터를 활용하면 설계, 시공, 유 지관리 분야에 많은 데이터를 적용할 수 있다. 5. 경제성 분석 본 기술은 전술한 바와 같이 ICT기반 Tablet PC(모 바일)를 활용하여 보다 체계적이고 효율적인 안전점 검 수행을 위해 개발되었으며, 특히 휴대용 Device 성능향상 및 모바일 통신기술 발전과 더불어 현장조 사 즉시 교량의 상태평가 결과를 확인하고 즉각적인 대책 수립이 가능하다. 또한 외업과 내업의 업무 구 분 없이 언제 어디서든 시설물 자료와 조사 결과를 서 버와 온라인으로 연결, 조회, 수정이 가능하여 업무의 신속성 및 연속성이 확보됨에 따라 안전점검 수행 비 용 절감 및 경제성 확보에 효과적인 기술이다. 그림 15. 정밀안전점검 결과표 사례 그림 16. Tablet PC(모바일)를 활용한 유지관리 업무 확대 (a) 종이 없는 ICT기반 현장조사 실시간 현장환경 (b) ICT기반 현장 Data Server 모니터링제 34권 5호 2022. 09 69 5.1 분석기준 현재 교량의 안전점검 비용 산출은 시설물안전법에 서 규정한 ‘시설물의 안전 및 유지관리 실시 등에 관 한 지침’(이하 지침)의 안전점검 비용산정 기준에 따 라 기본과업 및 선택과업으로 구분하여 결정하고 있 으며, 이 기준에 따라 공용중인 서울시 관내 교량(1종 시설물의 램프교(강교), L = 365 m)의 정밀안전점검 적용 사례를 통하여 금회 개발한 기술의 경제성을 검 토하였다. 5.2 분석 결과 • 비용절감 효과 지침 상 대가기준을 준용하여 기존방식과 개발기술 (Tablet PC(모바일)를 활용한 「시설물 안전진단을 위 한 교량의 상태평가 프로그램」)의 투입인원 대비 비용 과 공기 단축 효과를 비교하였다. 투입인원은 시설물 별 기준인원수에 조정비를 반영하여 직접인건비를 산 출하고 제경비와 기술료는 직접인건비와 연동, 직접 경비 등은 고정하였다. 대가기준에서 산출한 투입인 원을 각 공정별로 내업과 외업을 구분하여 배정하고, 각 공정별 기존방식과 개발기술의 분담 효과를 가감 하여 분담비율을 결정하였다<표 1>. 표 1. 각 공정별 분담비율 비교 과업 공정세부공정 업무 구분 분담비율(%) 비교 (%) 비고 기존방식개발기술 사전 조사 및 계획 자료수집/분석 내업15 5 15 5 조사 계획55 조사 준비55 현장 조사 및 시험 외관 조사 외업45 35 48.5 38.5+3.5 손상입력 품 10 % 할증 현장시험88 측정(받침, 신축이음 등)22 자료 정리 및 분석 외관조사망도 작성 내업17 7 5 0-7현장 작성 손상물량표 작성30-3자동 집계, 출력 손상사진 정리20-2자동 정리, 작성 시험 ,측정 자료 정리55 상태평가 손상별 분석, 평가 내업 15 8 0 0-8 현장 손상 입력 즉시 평가 가능 부재별 분석, 평가20-2 경간별 분석, 평가20-2 전체 시설물 평가10-1 종합평가종합평가 및 안전등급 지정내업20-2상태평가 갈음 대책방안 보수보강방안 내업3 2 3 2 유지관리방안11 보고서 작성 보고서 작성 내업5 3 5 3 부록 작성22사진첩 자동 생성 합계 내업5528-2727 % 감소 외업4548.53.54 % 증가 합계10076.5-23.5기술기사 1 | TECHNOLOGY ARTICLES Magazine of the Korea Concrete Institute 70 기존방식의 기준인원을 개발기술의 분담비율 가감 과정(전체공정 100 % 대비 내업 –27 %, 외업 +4%)을 반영하여 재산정한 투입인원 비교, 직접인건비 비교 결과는 <표 2>, <표 3>과 같다. 대가기준에 따라 산출한 기존방식의 직접인건비 대 비 각 공종별 투입인원을 조정하여 재계산한 개발기 술의 직접인건비는 76.7 %이며, 이를 토대로 제경비, 기술료, 직접경비 등을 포함한 정밀안전점검 총 비용 은 <표 4>와 같다. 기존방식과 개발기술의 분담비율 비교를 통한 정밀 안전점검 용역비는 기존방식 대비 79.8 %로 약 20 % 의 비용절감 효과가 있는 것으로 검토되었다. • 공기단축 효과 지침에서 규정한 투입인원은 고급기술인 기준으로 산정되며, 실제 안전점검의 내업과 외업에는 초급 ~ 특급기술인의 조합으로 투입하게 된다. 따라서 공기 단축 비교를 위해 앞서 산정한 각 공정별 분담비율을 토대로 실제 투입되는 기술인 수를 가정하여 고급기 술인으로 환산 · 반영하였다. 각 공정별 투입인원 배분에 따른 투입인원과 공기 비교 결과는 <표 5>와 같다. 기존방식과 개발기술의 분담비율 비교를 통한 정밀 안전점검 공기는 기존방식 대비 내업 7.7일 감소, 외 업 0.4일 증가로, 전체 약 7일(35 %)의 공기단축 효과 가 있는 것으로 검토되었다. 5.3 경제성 검토 결과 기존방식과 비교하여 금회 개발기술은 현장조사 준 비 및 손상입력 시간과 비용에 다소 증가가 예상되나, ICT기반 Tablet PC(모바일)를 이용함에 있어 데이터 접근, 전송, 처리, 분석 시간이 현저히 단축되고, 현장 조사 즉시 교량의 상태평가, 등급 산정, 사진첩, 결과 표 등 성과물의 작성이 가능하여 업무의 신속성 및 연 속성, 객관적 신뢰성이 확보됨에 따라 안전점검 수행 비용 절감 및 공기단축 등의 경제성 확보에 효과적인 것으로 검토되었다. 6. 맺음말 예전에 주판을 가지고 계산하는 시절이 있었다. 그 때에 전자계산기가 나와 처음 판매를 시작할 때 사람 들은 좋은 건 알겠지만 이미 익숙해진 주판이 더 편하 표 2. 기존방식 대비 개발기술 정밀안전점검 기준인원수 비교 2차로/도로교 /강교 적용 등급 내/외업 기준인원(인) 비고 기존방식*개발기술** 정밀안전 점검 고급 기술인 내업17.58.9기존방식 대비 51 % 외업14.515.6기존방식 대비 116% 전체32.024.5 * 지침의 기준인원 산출근거 참고 ** 공정별 분담비율 가감 반영 표 3. 기존방식 대비 개발기술 정밀안전점검 직접인건비 비교 구분기술구분단위수량직접인건비(원)비고 정밀안전 점검 기존방식식18,127,520- 개발기술식16,231,997기존방식 대비 76.7 % 표 4. 기존방식 대비 개발기술 정밀안전점검 총 비용 비교 구분기술구분단위수량직접인건비(원)비고 정밀안전 점검 기존방식식125,669,046 개발기술식120,494,158기존방식 대비 79.8 %제 34권 5호 2022. 09 71 다고 생각하였으나, 시간이 지나고 보니 사람들은 좀 더 단순하고 정확한 계산기를 사용하는 사람으로 모 두 바뀌게 되었다. 지금은 주판으로 계산하는 사람이 거의 없을 정도로 모두 계산기를 사용한다. 이제 현장에서 종이 도면에 수기로 입력하고, 카메 라로 사진을 찍고, 찍은 사진의 번호를 일일이 기록하 는 시대에서 하나의 기기로 입력과 촬영하면 자동으 로 계산하고 분석하고 문서로 출력해 주는 그런 시스 템이 필요한 시대가 되었다. 지속적으로 이동하고 수 시로 기록하는 과정에서 발생하는 오류와 더불어 기 록된 데이터를 문서로 정리할 때 발생하는 실수와 오 류가 반복적으로 발생한다. 현장조사 점검자와 문서 관리자 간 상호 소통이 원활하지 않으면 잘못된 데이 터로 인한 작은 실수가 점검결과 신뢰성 훼손과 유지 관리 부실 등 큰 문제점으로 확대될 수도 있어 정확한 데이터 관리에 대한 요구가 점점 더 절실해지고 있다. 이러한 문제점을 최소화하고 데이터의 안전성을 확 보하기 위해 시스템화하여 개발된 Tablet PC(모바일) 를 이용한 「시설물 안전진단을 위한 교량의 상태평가 프로그램」을 활성화하여 사용하면 생산성 향상, 오류 감소, 비용절감, 효율성 향상 등을 기대할 수 있을 것 으로 판단된다. 또한 4차 산업혁명 속, 정부가 발표한 스마트건설기술 로드맵(2018) 및 스마트 건설기술 활 성화 지침(2021) 등의 정책에 따른 스마트 건설기술 활성화에 기여하게 될 것이다. 표 5. 기존방식 대비 개발기술 정밀안전점검 공기단축 비교 과업공정 업무 구분 공종별 투입인원에 따른 공기 산정 비교 실제 투입인원 배분 기존방식개발기술(공정별 중요도/수행시간 감안) 투입인원 환산 투입 인원 공기투입인원 환산 투입인원 공기고급중급초급 사전조사 /계획 내업4.8인 1.6인1.6인1.0일 4.8인 1.6인1.6인1.0일 1.0인1.0인 1.6인1.0인1.6일1.6인1.0인1.6일1.0인 1.6인1.6인1.0일1.6인1.6인1.0일 1.0인1.0인 현장조사 /시험 외업 14.5인 11.3인 2.6인4.3일 15.6인 12.4인 2.6인4.7일 +0.4일 1.0인1.0인1.0인 2.6인1.4인1.8일2.6인1.4인1.8일 2.0인 0.6인1.6인0.4일0.6인1.6인0.4일 1.0인1.0인 자료정리 /분석 내업5.4인 2.2인1.4인1.5일 1.6인 0.0인1.4인0.0일 -1.5일 2.0인 1.0인1.4인0.7일0.0인1.4인0.0일 -0.7일 2.0인 0.6인0.7인0.9일0.0인0.7인0.0일 -0.9일 1.0인 1.6인1.4인1.1일1.6인1.4인1.1일 2.0인 상태평가 내업 4.8인 2.5인1.0인2.5일 0.0인 0.0인1.0인0.0일 -2.5일 1.0인 0.6인1.0인0.6일0.0인1.0인0.0일 -0.6일 1.0인 0.6인1.0인0.6일0.0인1.0인0.0일 -0.6일 1.0인 0.3인1.0인0.3일0.0인1.0인0.0일 -0.3일 1.0인 종합평가 내업0.6인1.0인0.6일0.0인1.0인0.0일 -0.6일 1.0인 대책방안 내업1.0인 0.6인1.0인0.6일 1.0인 0.6인1.0인0.6일1.0인 0.3인1.0인0.3일0.3인1.0인0.3일1.0인 보고서 작성 내업1.6인 1.0인1.7인0.6일 1.6인 1.0인1.7인0.6일1.0인 1.0인 0.6인1.7인0.4일0.6인1.7인0.4일1.0인 1.0인 합계 내업17.5인14.3일8.9인6.6일-7.7일내업 7.7일 감소 외업14.5인6.5일15.6인6.9일+0.4일외업 0.4일 증가 합계32.0인20.8일24.5인13.5일-7.3일기술기사 1 | TECHNOLOGY ARTICLES Magazine of the Korea Concrete Institute 72 7. 관련자료 검색 1. 국토교통부, 국토안전관리원, 시설물의 안전 및 유지 관리 실시 세부지침(안전점검 〮 진단편), 2021. 2. 국토교통부, 시설물의 안전 및 유지관리 실시 등에 관 한 지침, 2021. 3. 국토교통부, 국토안전관리원, 정밀안전진단 실시결과 평가사례집(`20 ~`21 평가결과), 2021. 4. 국토교통부, 국토안전관리원, 정밀안전점검 실시결과 평가사례집(`19 ~`20 평가결과), 2020. 5. 지비유, 건축물 안전진단 프로그램 연구 개발, 2017/2018 6. 지비유, 제3종 시설물 전체 실태조사 평가 프로그램 연구 개발, 2019/2020. 7. 지비유, 시설물 손상물량에 대한 물량산출 평가에 관 한 연구 개발, 2021. 8. 지비유, ICT를 활용한 시설물 안전진단을 위한 교량의 상태평가 연구 개발, 2022. 참고문헌 윤영조 이사장은 서울대학교 토목공학과 학사, 한국과학기술원 (KAIST) 토목공학과 석사, 울산대학 교 토목공학과에서 박사학위를 취득 하였고, 1995년 토목구조기술사 자 격을 취득하였다. 1985년에 현대중 공업(주)에 입사하여 해양구조물 설 계분야 업무를 수행하였고, 1996년 에는 (재)한국재난연구원 이사장으 로 취임 후 토목시설물 안전점검 및 진단 분야 업무와 기술자문, 연구업 무를 수행하고 있다. kdrice@chol.net 정현호 대표는 현재 지비유(주) 대표로 재직 중이며 2015년부터 스 마트 안전진단 시스템을 개발하였 고, 건축 및 토목시설물 전체에 대한 안전진단의 상태평가 시스템을 개발 하고 있다. 또한 각 시설물 건축, 토 목 안전진단 관련 특허를 6개 보유 하고 있으며 스마트 건축, 토목시설 물의 안전진단 시스템과 AI 스마트 영상분석 시스템과의 연동 및 안전 진단 장비와 연동하여 시설물 통합 안전진단 AI시스템 개발에 대한 연 구를 진행하고 있다. gbyou.kr@hanmail.net • 저 자 : 한국콘크리트학회 • 정가(비회원가) : 50,000원 • 출판사 : 기문당 • 회원할인가 : 40,000원(20%) • 발행일/Page : 2021.02.28 | 도서소개 | 2016년 국토교통부 고시에 따라 '건설기준 통합코드'로서 '콘크리트구조설계기준'은 KDS 14 20으로 정비되고 국가건설기준센터에서 관리하게 되었다. 한국콘크리트학회에서는 '콘크리트구 조설계기준'을 개정함과 동시에 그 명칭을 '콘크리트구조 학회기준(2017)'으로 하여 발간하였고 그 내용은 기본적으로 개정된 KDS 14 20과 동일하다.이번에 발간하는 예제집에서는 이들 '콘크 리트구조 학회기준'과 KDS 14 20의 주된 개정사항을 반영하여 기존 예제를 수정하고 또한 내구 성 설계, 콘크리트 극한변형률과 응력분포를 가정한 휨설계, 수정된 뚫림전단강도 계수의 적용, 철 근의 정착, 특수전단벽 연결보, 그리고 콘크리트용 앵커 등에 대한 예제를 추가하였다. 2020년 개정 콘크리트구조 학회기준 예제집 담당 편집위원 : 민경환(삼우아이엠씨) khmin@samwooimc.com 문지호(강원대학교) jmoon1979@kangwon.ac.kr김용국 Yongguk Kim 삼현비앤이 기술연구소 과장 양인욱 Inwook Yang 삼현비앤이 기술연구소 상무 김충언 Choongeon Kim 삼현비앤이 기술연구소 연구소장 기술기사 2 | TECHNOLOGY ARTICLES PSC거더 장경간화 시 횡만곡현상을 제어하는 거더 기술 소개 Girder Technology to Control Lateral Curvature During Long Span of PSC Girder 제 34권 5호 2022. 09 73 1. 머리말 최근 포스트텐션 PSC-I 거더는 적용되는 재료의 고강도화와 더불어 시장에서 요구하는 경제성과 장경간화를 기 반으로 저형고 · 장경간화가 적용된 거더 제작기술들이 교량시장에 빠르게 확산 · 적용되어 가고 있다. 이렇게 시장 변화에 따라 교량시장에 다수 적용되고 있는 저형고 · 장경간화된 PSC-I거더는 제작 시 예상하지 못한 허용치를 초 과하는 거더의 횡만곡 현상이 종종 발생하여, 거더의 구조적 안정성을 약화시키고, 교량 상부 시공 시 횡만곡 보정 그림 1. PSC-I 거더의 횡만곡 현상 발생사례 (b) 45 m이상 고속도로 PSC형식교량 준공개소 그림 2. PSC-I 거더의 연도별 장경간화 (a) 연도별 고속도로 PSC형식 교량 경간장변화기술기사 2 | TECHNOLOGY ARTICLES Magazine of the Korea Concrete Institute 74 작업의 발생으로 인해 고소작업에 따른 근로자의 안 전성을 위협하며, 직 · 간접적인 공사비 및 공사 기간 의 증가를 야기시키는 등 다양한 문제점을 발생시키 고 있다. 횡만곡 현상이 발생하는 근본적인 원인으로는 시공 적인 원인과 구조적인 원인으로 크게 구분할 수 있다. 시공적인 원인은 베드지지 지반의 평탄성 불량, 지반 의 지지력 불량 등의 지반침하로 인한 원인과 거더 단 면의 피복두께 비대칭 및 거푸집 설치 시 수직도 불량 등으로 인해 발생하는 경우이며, 이는 지반의 다짐도 향상 및 제작시스템의 정밀도 향상을 통해 충분한 개 선이 가능하다. 하지만 거더 내부에서 발생하는 텐던 의 비대칭 배치와 프리스트레스 도입단계에서 각 정 착구의 긴장 순서, 긴장관리 적용조건(설계신장량과 ±5 % 오차조건)으로 인한 프리스트레스 손실차의 발 생과 같은 구조적 원인은 기존의 기술들로 충분한 해 결방법이 없었다. 본고에서는 이러한 구조적 원인으로 발생하는 횡만 곡 현상의 문제들을 해결하기 위해 제작 시 전구간에 걸쳐 횡방향 단면상으로 좌 · 우 대칭 배치되는 두 갈 래의 PS강재(텐던)를 거더 단부위치에서 하나의 PS 강재(텐던)로 모아 하나의 긴장잭에 의해 긴장 · 정착 함으로써 거더 시공 중 발생하는 텐던의 비대칭 및 프 리스트레스 도입차의 발생을 방지하여 횡만곡 현상 을 개선하는 기술인 Aicon(All-in-one prestressed concrete Girder)거더의 기술의 구성과 성능검증 사 례에 대해 소개하고자 한다. 2. Aicon 거더 기술의 개요 2.1 기술의 구성 Aicon(아이콘) 거더 기술은 거더 전 구간에 걸쳐 단 면 내에 한 쌍의 텐던을 대칭으로 배치하고 대칭 배치 <평탄성 불량><지지력 불량><거푸집 불량><온도차 변형> (a) 거더 제작단계에서의 시공오차(b) 대칭 긴장재의 동시긴장 불일치 그림 3. PSC-I 거더 횡만곡 현상의 시공적 원인 <단부><중앙부><텐던 배치 평면도> (a) 텐던(쉬스)의 비대칭 배치 발생 <단부><중앙부><텐던 배치 평면도> (b) 프리스트레스 도입 시 비대칭 긴장력 도입(긴장순서에 따른 손실량차 발생) 그림 4. PSC-I 거더 횡만곡 현상의 구조적 원인제 34권 5호 2022. 09 75 되는 텐던을 거더 단부에서 하나의 텐던으로 결합하 여 하나의 정착구를 통해 긴장력을 도입함으로써 대 칭 배치된 좌 · 우 텐던에 균등한 프리스트레스를 도입 함으로써 횡만곡 현상의 발생을 근본적으로 제어하는 신형식 프리스트레스트 콘크리트 거더 기술이다. 이러한 기술 구현을 위하여 거더 단부구간에 텐던 배치의 효율성을 증대시키는 대칭긴장시스템을 도입 하였다. 대칭긴장시스템은 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 으로 제작된 Y분배기구를 이용하여 대칭배치된 두 갈 래의 PS강재(텐던)를 거더 단부에서 하나의 PS강재 (텐던)로 모아 하나의 긴장잭에 의해 한 번에 긴장하 여 콘크리트 거더에 프리스트레스를 도입하는 시스템 으로 정착구, 일체쉬스, Y분배기구, 분리쉬스 및 쉬스 내에 배치되는 PS강재(텐던)으로 구성되어있다. 2.2 기술의 특징 PSC 구조는 오랜 기간 다양한 중소형 교량시장에 서 설계, 시공 및 사용성 등이 검증된 구조형식이다. 본 기술인 Aicon 거더교는 기술의 핵심사항인 대칭 긴장시스템을 적용하여 대칭 배치된 텐던을 한 번에 긴장함으로써 프리스트레스 도입 편차에 따른 거더 의 횡만곡현상의 제어를 가능하게 하여 거더의 구조 적 안정성 향상과 더불어 의도하지 않은 횡만곡 복구 를 위해 소요되는 복구비용 · 공기의 절감을 가능하게 하고, 거더 가설 전 현장 제작장 내에서만 프리스트레 스 도입 작업을 실시하여, 다단긴장에 따른 고소작업 (2차 강선 배치 및 긴장, 그라우트 주입 등)을 생략 할 수 있어 고소작업이 추가적으로 필요한 다단계 긴장 기술들에 비해 작업자들의 시공성, 안전성 확보가 가 능하다. 그림 5. Aicon 거더 기술의 개념 (b) Y분배기구의 제원 그림 6. Aicon 거더 기술의 구성 (c) Y분배기구 설치형상 (a) Aicon거더의 구성기술기사 2 | TECHNOLOGY ARTICLES Magazine of the Korea Concrete Institute 76 이러한 Aicon 거더교는 장경간 PSC-I 거더 적용 시 발생하는 횡만곡 현상을 개선하고 사회적으로 중 대재해처벌법 시행에 따라 건설노동자들의 작업환경 개선과 시공 안전성 향상을 요구하는 현 트렌드 기술 과 부합하는 기술이라 할 수 있다. 3. Aicon 거더의 구조성능검증 Aicon 거더의 핵심기술인 대칭긴장시스템을 통해 프리스트레스 도입 시 횡만곡 현상의 제어효과를 평 가하고, 거더의 동특성과 구조안정성을 확인하기 위 하여 실물 실험체를 제작하여 동적성능 및 정적재하 성능실험을 수행하였다. 실험체는 40 m(복선, 자갈도상) 철도교에 대한 실 물 크기의 실험체를 설계, 제작하였다. 실험체는 형고 3.28 m(거더 : 3.0 m, 바닥판 : 0.28m), 폭 2.0 m(바 닥판 폭), 길이 40.0m의 내측거더 실험체를 설계하 였으며, 대칭긴장시스템이 적용된 정착구는 하단의 T1, T2에 배치하였다. 실험체는 일반 PSC거더의 제 작과 동일한 제작과정을 통해 제작을 진행하였다. 3.1 횡변위 제어효과 검증 본 기술의 핵심사항인 대칭긴장시스템을 통해 텐던 의 대칭 배치와 단부에서의 일체긴장 시 횡변형의 제 어효과를 검증하기 위해 긴장력 도입 시 단부, 중앙 부의 일측면에 변위계를 설치하여 실험을 진행하였 다. 실험체는 대칭긴장시스템이 적용된 분배텐던(T1, T2)과 대칭긴장시스템이 적용되지 않은 일반텐던(T3, T4)으로 구성되었으며, 프리스트레스트 도입 시 콘 ① 베드설치 및 철근조립② 쉬스설치(Y분배기구포함) ③ 거푸집 설치④ 콘크리트 타설 및 양생 ⑤ 강연선(PS강재) 삽입⑥ PS강재 긴장 ⑦ 그라우트 주입⑧ 거더 가설 그림 7. Aicon 거더 제작공정 표 1. 실험체의 사용재료 콘크리트 설계강도(f ck )PS강재철근 40 MPa (거더) 27 MPa (바닥판) SWPC 7BL (φ15.2 ㎜) SD400 표 2. Y분배기구 제원 구분 쉬스 (내경/외경) 강연선 가닥수 일체부φ130/13428가닥 분리부φ85/8914가닥 (a) 단부(SEC A)(b) 중앙부(SEC B) (c) 대칭긴장시스템의 배치형상(T1,T2) 그림 8. Aicon 거더 실물실험체 단면도제 34권 5호 2022. 09 77 크리트 상연에 인장응력 발생을 제어하기 위하여 정 착구의 프리스트레스 도입 순서는 T3(일반) → T4(일 반) → T1(분배) → T2(분배) 순으로 진행하였다. 실험결과, 하부플랜지의 최종 횡변위 발생량은 허 용치인 L/1000(39 mm)의 약 8.0 % 정도인 3.1 mm 로 계측되어 횡변위가 작게 발생됨을 확인하였다. 3.2 동적성능 평가 철도교는 열차하중을 지지하는 구조물이며, 열차는 규직적인 형태의 차량이 일정한 간격으로 운행된다. 따라서 교량구조물에는 열차의 종류에 따라 크기가 다른 하중이 재하되며, 그 하중의 재하는 열차의 속도 에 따라 재하되는 주기가 결정된다. 이러한 하중특성 으로 인해 철도교에서는 구조물의 고유진동수에 따라 공진의 가능성이 포함되어 있다. 교량의 공진은 열차 에 의한 가진진동수(Exciting Frequency)와 교량의 고유진동수(Natural Frequency)가 일치할 경우 발생 하며 이러한 공진 발생은 동적거동의 증폭을 가져오 기 때문에, 철도교량에서는 열차하중에 따른 동적성 능 검증이 필수적이다. 이러한 검증을 위해 구조 해석 상의 고유진동수와 실교량의 고유진동수의 일치 여부 와 실물 실험체에서의 동적거동의 증폭을 감소시키는 감쇠비의 파악을 수행하였다. 동적성능 검토 결과 고유진동수의 경우 MIDAS프 로그램을 통해 산출한 해석값(4.05 Hz)과 실제 실험 값(4.10 Hz)은 유사하게 확인되었고, 감쇠비의 경우 1.3 %로 철도교설계기준에서 제시하고 있는 상한값 인 1.0 %를 만족하는 것으로 나타나 향후 동적해석 수행 시 1.0 %의 감쇠비 적용이 가능할 것으로 판단 된다. 3.3 정적성능 평가 휨 성능을 평가하기 위하여 단순지지 조건하에 정 하중 실험을 수행하였다. 거더 중앙부에서 양지점 으로 각각 2.0 m 위치로 이격(가력위치간의 거리는 4.0 m)하고 액츄에이터(Actuator)를 설치하여 4점 가 력 실험을 실시하였다. 실험 진행 시 최대 재하 하중 은 3,390 kN까지 실시하였으며, 실험결과 설계하중 인 1,650 kN의 1.5배 이상까지 선형적인 거동을 나타 (b) 고유진동수 검토 결과 그림 10. 실물실험체(철도교 40 m) 동적성능 검증 (a) 동적성능 검증 전경 (b) PS 도입 순서에 따른 횡변위 발생량 그림 9. 프리스트레스트 도입 시 거더 횡변위 계측 (a) 횡변위 계측 전경Next >