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FCM공법 PSC박스거더교의 장기처짐 분석
Analysis of Long-Term Deflection for Prestressed Concrete Box Girder Bridge Constructed by Free Cantilever Method
김철환 ( Kim Cheol-hwan ) , 이원표 ( Lee Weon-pyo ) , 김용곤 ( Kim Yong-gon )
UCI I410-ECN-0102-2021-000-001217738

FCM공법 교량은 경간 중앙 Key Segment의 폐합을 위한 시공중 캠버관리도 매우 중요하지만, 완공후 콘크리트의 시간의존적 성질에 기인한 장기 처짐을 예측하고 설계 및 시공시에 이를 적절히 반영함으로써 과다 처짐으로 인한 포장 Overlay, 강선보강 등의 유지관리비를 최소화하고 공용중 교량의 품질을 확보하려는 노력이 필요하다. 본 연구에서는 완공후 5년이 경과되고 완공후부터 약 13cm의 장기 처짐이 발생한 교량을 대상으로 장기변형의 영향인자인 콘크리트의 크리프, 건조수축과 강선의 릴랙세이션 및 강선과 쉬스관의 마찰계수, 교량이 위치하는 주위의 상대습도 변화에 따른 장기거동 해석을 CEB-FIP 규준과 ACI규준에 근거하여 전산해석을 수행한 후 비교 분석하였다. 재료특성치를 다양하게 변화시키면서 장기처짐을 분석한 결과 크리프계수 변화시 최대 8cm, 릴랙세이션 변화시 1cm,마찰계수 변화시 0.3cm 등 처짐에 불리한 경우를 조합할 경우 약 10cm의 처짐변화가 생길 수 있음을 알 수 있다. 장기처짐 영향 인자 중에서 크리프계수의 변화에 따른 최종처짐이 최대 50~60%의 차이를 보이며 다른 재료특성치의 변화보다 가장 민감한 영향을 보여주었다. 건조수축계수 변화에 따른 최종처짐은 3%정도의 차이로 다른 인자보다 영향이 크지 않음을 알 수 있다. 상대습도, 릴랙세이션, 마찰계수 변화시 최종처짐은 약 10~20%의 차이를 보여 비교적 민감한 영향인자로 판단된다. 장기 과다 처짐으로 인한 추가적인 비용발생을 최소화하기 위해서는 공사 착수 전에 콘크리트 크리프, 건조수축, 탄성계수 실험을 통하여 영향인자를 분석하고, 시공시에 처짐계측을 통한 실제 처짐값과 설계 캠버를 비교하면서 재해석을 통해 설계 캠버를 수정하고 예측하는 기법 도입이 필요할 것으로 사료된다.

For the design of FCM bridges, the prediction of long-term deflection is very important to minimize the maintenance cost, such as pavement overlay or strengthening of the prestressing tendons. The serviceability of the bridges are mainly dependent on the minimization of the long-term deflection as well as the camber control for the key segment alignment is critical in the construction process. In this research, a 5-year old bridge was modeled for the long-term deflection analysis. The variables included were creep and shrinkage of the concrete, relaxation of the tendons, relative humidity, and friction coefficient between tendons and sheaths. The factors were adopted from the CEB-FIP code and ACI code respectively, and the results were compared to each other. As a result, the maximum difference of the deflection was caused by creep coefficient as much as 60%. The minimum was shrinkage coefficient, about 3%. Other variables, relative humidity, relaxation of the tendons, and friction coefficient caused about 10 to 20% differences. For the precise prediction of the deflection, we need to more exactly evaluate the time dependent properties of concrete such as creep, shrinkage coefficient and elastic modulus. Also during the construction process, the actual deflection needs to be measured and compared to the design camber so that the design camber has to be corrected according to the revised analysis results.

[자료제공 : 네이버학술정보]
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