PSC I-Beam 8경간 연속교

현재 고속도로 및 국도 등의 건설공사에서 일반적으로 중·소형 교량에 가장 경제적인 교량형식으로서 적용되는 PSC Beam 교량은 국내에 도입된지 거의 40년 정도가 되었다. 기존의 PSCBeam 교량은 시공의 간편성과 공사기간의 단축,경제성 등의 이유로 현재 국내에서 설계·시공되고 있는 교량형식 중에 가장 높은 비중을 차지하고있을 것이다. 그러나, 단경간교를 기준으로 한 설계방법을 최대한 유지하는 범위내에서 차량하중에대해 어떻게 연속시킬 것인지에 중점을 두고 개발된 단지간 구조형식(Beam 본체는 단순교, 바닥판은 연속처리)이라는 구조적 제약으로 인해

①최대부모멘트가 발생되는 상부 바닥판에 휨균열 발생빈번
②빔 단면 및 강선배치를 단경간교 기준으로제작 및 시공하므로 연속교로서의 구조적 효율성결여
③적용지간도 단경간교와 동일한 제약을 받음으로 지간장이 길어질 경우 빔 높이 증가
④빔단면에만 필요한 긴장력 도입이 가능하므로 최대도입 가능한 프리스트레스량이 제한되어, 비효율적인 구조적 거동을 수반하고 이로 인해 경제성 저하
⑤빔의 비구조적 연속화로 교량받침 및 신축이음장치의 설치개소가 증가되어, 공용후 유지관리가 빈번하고 보수비용의 증가 등을 가져오는 비효율적인 구조물이 되고 있다.

따라서, 기존의 PSCBeam 교량형식의 비효율적 연속화방법과는 달리상부 바닥판과 PSC Beam을 일체로 연결하여 PSC Beam은 물론 합성형 단면의 바닥판 콘크리트에도 압축력을 도입할 수 있는 구조적 연속화로S상부구조의 정량적인 구조적 거동과 경제성을 확보하고, 유지관리 효율성과 보수비용의 절감효과가 우수한 PSC I-Beam교의 구조적 연속화 방법은 1980년대 후반과 1990년대 초반에 미국과 캐나다에서 시공되어졌던 공법으로 국내에서 처음으로 PSC I-Beam 8경간 연속교로 설계 및 시공이완료되어 현재 공용중에 있는 서울교 확장공사의설계 및 시공사례를 바탕으로 연속화 공법에 대하여 소개코자 한다.

공법의 개요

PSC I-Beam을 종방향 연속처리용 Tendon을배치하고, 중간 지점부를 현장타설 콘크리트로 연결한 후 상부 바닥판 시공 및 2차강선을 긴장하여 연속교로서 구조적 거동이 가능하도록 하는 공법

공법의 목적

기존의 연속화 공법이 갖는 단순교의 구조적 한계를 극복하기 위해 상부 바닥판과 Precast IBeam을구조적으로 일체화 되도록 연결하여, 부모멘트에 의한 중간 지점부 부근 상부 바닥판의 균열발생 문제점을 근본적으로 제거하기 위해 중간지점부에도 일정 크기의 선행 압축력을 도입하여교량의 내구성을 대폭 증대시키고, 교량받침 및 신축이음장치의 설치개소를 감소시킴으로 유지관리를 용이하게 하는 것을 주 목적으로 한다.

공법의 특성

PSC I-Beam 연속화 공법은 다음과 같은 특성 이 있다.
① PSC I-Beam의 구조적 연속화로 빔 높이의최소화 가능(경간장 30m일 경우 빔 높이는최대 1.4m까지 축소 가능)
② 2차 강선의 연속적인 배치로 구조적 안전성및 내구성 측면에서 매우 우수③ 지점부 상부 바닥판에 선행 압축력 도입이 가능한 구조로 균열제어에 유리
④ 시공단계별 작용하중에 대한 대응력이 뛰어나고 효율적인 강선배치가 가능
⑤ 빔 높이와 도입 강선량이 정·부모멘트에 의해 결정되는 합리적 구조
⑥ 교량받침 및 신축이음부의 설치개소가 최소화되므로 경제성 및 차량주행성이 양호하고,유지관리성 측면에서 매우 우수
⑦ 빔의 연속화 및 저 형고로 인해 교량의 전체적인 미관 양호
⑧ 교량의 연속경간장이 300m 이내의 중간규모다경간 연속교에 적용성이 우수