국내에서 사용되는 기존 대구경 현장 타설 말뚝의 경우 강관 내부에 콘크리트 타설 후 케이싱을 제거하거나 케이싱을 남겨 두더라도 강관 케이싱의 지지력을 무시하고 설계하는 것이 일반적이었다. 그러나 미국의 AASHTO LRFD Bridge Specifications(2004)에서는 3mm 이상의 두께를 가진 강관을 영구 케이싱으로 사용할 경우 강관을 구조재로 보고 설계에 반영할 수 있으며 부식에 의한 두께를 공제하여야 한다고 제안하고 있다. 국내에서도 2000년대 이후 대형 ...
국내에서 사용되는 기존 대구경 현장 타설 말뚝의 경우 강관 내부에 콘크리트 타설 후 케이싱을 제거하거나 케이싱을 남겨 두더라도 강관 케이싱의 지지력을 무시하고 설계하는 것이 일반적이었다. 그러나 미국의 AASHTO LRFD Bridge Specifications(2004)에서는 3mm 이상의 두께를 가진 강관을 영구 케이싱으로 사용할 경우 강관을 구조재로 보고 설계에 반영할 수 있으며 부식에 의한 두께를 공제하여야 한다고 제안하고 있다. 국내에서도 2000년대 이후 대형 해상 교량 기초에 현장 타설 말뚝의 시공 시 사용하는 강관케이싱을 임시 구조물에서 영구 구조물로 활용하는 방안에 초점을 두고 연구가 진행되고 있다. 그러나 아직까지 강관합성 또는 하이브리드 구조재에 대한 설계 및 시공에 관한 연구는 구조분야를 중심으로 교량의 교각 또는 구조물 기둥을 대상으로 이루어지고 있는 실정이며, 구조물 기초로 사용되는 강관합성 말뚝의 거동에 관한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 합리적이고 경제적인 대형 교량 기초 공법을 개발하기 위한 노력의 일환으로 최근 장대교량 기초로 각광받고 있는 대구경 현장 타설 말뚝을 대상으로 수치해석을 통한 거동특성 및 변형특성을 분석하고, 외부 강관케이싱에 의한 지지력 증가효과를 규명하고자 한다. 본 논문의 해석 대상은 크게 2가지로 첫째로 현재 국내에서 시공 중인 인천대교 현장의 기초를 한 케이스 씩 선정하여 지반 조건에 따른 현장 타설 말뚝의 거동 특성을 분석하였고 둘째로 말뚝 직경을 임의로 분류하여 말뚝 직경에 따른 현장 타설 말뚝의 거동 특성을 분석하였다. 해석 결과 인천 대교 현장의 경우 각 하중 조건 및 지반 조건이 독립적이므로 단순 비교 평가에는 무리가 있지만 외부강관을 구조재로 고려한 경우 수평변위 및 수직변위가 각각 32～37%와 15～19% 정도 감소되는 것으로 나타났다. 또한 말뚝 직경에 따른 해석 결과 또한 외부 강관을 구조재로 고려한 경우 말뚝의 지지력 증진 효과가 수평 하중 재하 시 62~81% 수직 하중 재하 시 9.57~13.14%로 나타났다. 따라서 외부 강관을 구조재로 고려한 경우 변위 감소 및 지지력 증진 효과결과로 볼 때 현장 타설 말뚝에 사용되는 외부 강관 케이싱은 말뚝의 안정성 증진이나 경제성 측면에서 효과적인 것으로 판단된다.
국내에서 사용되는 기존 대구경 현장 타설 말뚝의 경우 강관 내부에 콘크리트 타설 후 케이싱을 제거하거나 케이싱을 남겨 두더라도 강관 케이싱의 지지력을 무시하고 설계하는 것이 일반적이었다. 그러나 미국의 AASHTO LRFD Bridge Specifications(2004)에서는 3mm 이상의 두께를 가진 강관을 영구 케이싱으로 사용할 경우 강관을 구조재로 보고 설계에 반영할 수 있으며 부식에 의한 두께를 공제하여야 한다고 제안하고 있다. 국내에서도 2000년대 이후 대형 해상 교량 기초에 현장 타설 말뚝의 시공 시 사용하는 강관케이싱을 임시 구조물에서 영구 구조물로 활용하는 방안에 초점을 두고 연구가 진행되고 있다. 그러나 아직까지 강관합성 또는 하이브리드 구조재에 대한 설계 및 시공에 관한 연구는 구조분야를 중심으로 교량의 교각 또는 구조물 기둥을 대상으로 이루어지고 있는 실정이며, 구조물 기초로 사용되는 강관합성 말뚝의 거동에 관한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 합리적이고 경제적인 대형 교량 기초 공법을 개발하기 위한 노력의 일환으로 최근 장대교량 기초로 각광받고 있는 대구경 현장 타설 말뚝을 대상으로 수치해석을 통한 거동특성 및 변형특성을 분석하고, 외부 강관케이싱에 의한 지지력 증가효과를 규명하고자 한다. 본 논문의 해석 대상은 크게 2가지로 첫째로 현재 국내에서 시공 중인 인천대교 현장의 기초를 한 케이스 씩 선정하여 지반 조건에 따른 현장 타설 말뚝의 거동 특성을 분석하였고 둘째로 말뚝 직경을 임의로 분류하여 말뚝 직경에 따른 현장 타설 말뚝의 거동 특성을 분석하였다. 해석 결과 인천 대교 현장의 경우 각 하중 조건 및 지반 조건이 독립적이므로 단순 비교 평가에는 무리가 있지만 외부강관을 구조재로 고려한 경우 수평변위 및 수직변위가 각각 32～37%와 15～19% 정도 감소되는 것으로 나타났다. 또한 말뚝 직경에 따른 해석 결과 또한 외부 강관을 구조재로 고려한 경우 말뚝의 지지력 증진 효과가 수평 하중 재하 시 62~81% 수직 하중 재하 시 9.57~13.14%로 나타났다. 따라서 외부 강관을 구조재로 고려한 경우 변위 감소 및 지지력 증진 효과결과로 볼 때 현장 타설 말뚝에 사용되는 외부 강관 케이싱은 말뚝의 안정성 증진이나 경제성 측면에서 효과적인 것으로 판단된다.
This study concerns the behavior characteristics of steel concrete composite drilled shafts, a group of which is used forlarge-scale bridge foundations, especially on a weak ground condition under flowing water. An attempt is, also, made to generate possible combinations of the ranges on the interfa...
This study concerns the behavior characteristics of steel concrete composite drilled shafts, a group of which is used forlarge-scale bridge foundations, especially on a weak ground condition under flowing water. An attempt is, also, made to generate possible combinations of the ranges on the interface in 3-D are found corresponding to the loading conditions given. It, then, allow us to find out how to maximize the bearing capacity of the foundation, as a composite construction material, by increasing the friction on the weak parts resulting from these numerical studies.
This study concerns the behavior characteristics of steel concrete composite drilled shafts, a group of which is used forlarge-scale bridge foundations, especially on a weak ground condition under flowing water. An attempt is, also, made to generate possible combinations of the ranges on the interface in 3-D are found corresponding to the loading conditions given. It, then, allow us to find out how to maximize the bearing capacity of the foundation, as a composite construction material, by increasing the friction on the weak parts resulting from these numerical studies.
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