[영남2] 강합성형교 1차 시공후 교통전환 시 상부구조 안전성 검토

• 검토일 : 2003.12.22.~2004.01.07.

• (주) 유신코퍼레이션 기술자문단 김형태

 

1. 검토목적

고속국도 제1호선 부산-언양간 확장공사 제1공구 토점육교(STEEL BOX GR. L=45m) 를 시공함에 있어, 1차 시공 완료후 교통하중을 편측으로 재하할 경우에 대한 상부구조의 안전성를 검토하기 위함.

 

2. 검토내용

2.1 토점육교 설계 현황

부산방향측 신설교량(B=20.0m)을 1차 선시공(B=7.6m)한 후 1차로 교통처리 및 기존교량 철거.

1) 평면도 및 종단면도

2) 횡단면도 및 1차 시공 전경

3) 설계개념 및 시공순서

  본 교량은 기존교량에서 부산방향으로 편측확장함으로 불필요한 가교계획을 없애고 2단계의 교통처리계획을 통해 공사비 절감 도모

  (1) 기존교량으로 교통운용중 1차 시공분 교량신설

  (2) 1차 시공후 신설교량으로 1차로 교통우회(삼동↔하북방향)

  (3) 기존교량 철거 및 2차 시공분 신설교량 시공

  (4) 1차 시공시 확보한 배력근이음장 만큼 2차 시공시 팽창콘크리트에 의한 상부슬래브 접합시공

2.2 1차 시공후 교통처리 방안

1) 교통처리 방안별 횡단면도 및 구조검토단면

2) 문제점

 본 교량은 1차 편측확장후 교통처리토록 계획되어 가교를 별도 설치하지 않는 장점은 있으나, 합성형 구조인 본 교량의 특성상 상부구조가 미완성된 상태로 차량 편측재하시 교량의 안전성이 우려되므로 이에 대한 구조검토가 필요함.


2.3 1차 시공후 교통처리 방안별 구조검토

전술한 교통처리 방안별 상부거더의 작용력을 산정하기 위하여 다음과 같이 횡방향 해석을 수행하고 거더별로 분담되는 하중을 산정하여 정리하였다.

1) 상부 고정하중의 횡방향 하중분배 case

 

2) 상부구조의 종방향 구조해석

상부구조 해석은 1차 시공완료분에 대하여 실시하며, 이 경우 전술한 횡방향 하중분배 해석 결과값을 이용하여 거더의 종방향으로 다시 재하하여 해석하였다.

 

① 합성전 고정하중(case-ⓐ)

거더자중은 STEEL 단면적에 기타 부재하중을 35%할증하여 실제중량(SHOP DWG.)과 유사하게 재하(LOAD1)하였으며, 1차 고정하중(바닥판자중)은 횡분배 결과값을 입력(LOAD2)하여 해석하였다.

< 거더 자중 및 바닥판자중 재하>                                              < 해석결과 반력>

 

② 합성후 고정하중

포장하중 및 강재방호책, 강성방호벽, PC방호벽 등을 설치할 경우에 대하여 각각 실시한 횡분배 해석결과값을 이용하여 거더의 종방향으로 다시 재하하여 해석하였다.

Load case -1 : 강재방호책 및 포장하중 재하시 (case-ⓑ)

< 거더별 작용하중 재하>                          < 해석결과 반력>

 

Load case -3 : 난간 & PC방호벽 및 포장하중 재하시 (case-ⓓ)

 

③ 활하중

3) 구조해석 결과 반력값 정리

4) 구조해석 결과에 따른 교통처리 방안 비교

3. 검토결론

1) 부산-언양간 확장공사 제 1 공구 토점육교(STEEL BOX GR. L=45m)를 시공함에 있어, 1차 시공후 교통전환시 활하중의 편측재하 및 이에 따른 방호벽 등 난간부 시공방안에 대하여 각 case별로 구조검토를 실시한 결과, 2차로의 교통재하시에는 부반력이 발생되어 적용이 곤란한 것으로 나타났다. 이는 본 교량의 특성상 1차 시공분은 상부구조가 미완성된 상태이므로 완전한 합성거더가 아닐 뿐만 아니라, 고정하중에 있어서도 비대칭 구조인 때문이다. 따라서, 원 설계 개념 및 현행의 기존교량구간 차량운행 방식대로 1차로만 교통운용을 실시토록 하는 것이 바람직할 것으로 사료된다.

2) 보도부 콘크리트의 경우 자중의 편기재하를 방지하기 위하여 전체교량을 완성하고난 후에 타설토록 하는 것이 바람직할 것으로 사료되며, 1차 시공은 보도용 난간 및 휀스까지만 설치하고, 최종단계 시공을 고려하여 PC방호벽 및 2단 가드레일을 임시방호책으로 설치하여 운용하는 것이 좋을 것으로 사료된다. (PC방호벽 및 가드레일은 완전한 방호책이 될 수 없으므로 추락 등 2차 사고를 방지하기 위하여 견고히 결속토록 하고 기타 안전시설물 및 위험 안내표지판 등을 설치하여 이용자의 주의를 충분히 환기시키도록 요망)

3) 시공단계별 포장 시공 방안 : 별첨.

4) 1차 시공중 보도부에는 작업차량이나 기타 적재하중이 편기 재하되지 않도록 조치하여야 함. 끝.

별첨 : 시공단계별 포장 시공 방안

---

※ 본 콘텐츠는 "불꽃엔지니어"의 실제 기술자문 사례를 바탕으로 작성되었으며, 무단전재 및 재배포를 금합니다.
인용이나 공유가 필요하신 경우, 출처를 명확히 밝혀 주시면 감사하겠습니다.