세그멘탈 교량의 파괴는 부적절한 접합에 의해 파괴를 일으키게 되는데 이는 세그멘탈 접합부를 가로지르는 횡방향 텐던의 부식을 야기하게 된다. 이 연구에서는 현장 타설 접합 및 에폭시 접합 조건에 따른 초고성능 프리캐스트 콘크리트 접합부에서의 전단키 거동을 전단 및 극한거동 측면에서 평가하였다. 또한, PC 세그멘탈 교량 접합부의 전단 거동을 파악하기 위하여 전단키 접합부의 전단 거동과 전단강도 특성을 실험적으로 연구하였다. 이 연구를 통하여 접합부 형상에 따른 하중-변위 관계, 균열 거동, 파괴 모드, 전단 강도 등을 구명하고, 접합부의 역학적 거동에 영향을 미치는 여러 인자들에 대해 분석한다. 또한 이로부터 최적의 접합부 형상을 도출하고, 이에 따른 최적의 접합 방식을 검토함으로서 접합부 설계의 지침과 해석의 근거를 제시하도록 한다.
세그멘탈 교량의 파괴는 부적절한 접합에 의해 파괴를 일으키게 되는데 이는 세그멘탈 접합부를 가로지르는 횡방향 텐던의 부식을 야기하게 된다. 이 연구에서는 현장 타설 접합 및 에폭시 접합 조건에 따른 초고성능 프리캐스트 콘크리트 접합부에서의 전단키 거동을 전단 및 극한거동 측면에서 평가하였다. 또한, PC 세그멘탈 교량 접합부의 전단 거동을 파악하기 위하여 전단키 접합부의 전단 거동과 전단강도 특성을 실험적으로 연구하였다. 이 연구를 통하여 접합부 형상에 따른 하중-변위 관계, 균열 거동, 파괴 모드, 전단 강도 등을 구명하고, 접합부의 역학적 거동에 영향을 미치는 여러 인자들에 대해 분석한다. 또한 이로부터 최적의 접합부 형상을 도출하고, 이에 따른 최적의 접합 방식을 검토함으로서 접합부 설계의 지침과 해석의 근거를 제시하도록 한다.
Failures of segmental bridges have been attributed to the inadequate joint connection techniques, which led to corrosion of the post-tensioned tendons connecting the segmental joints. The principal objective of this study is to evaluate the performances of the in-situ cast joint and epoxy applied sh...
Failures of segmental bridges have been attributed to the inadequate joint connection techniques, which led to corrosion of the post-tensioned tendons connecting the segmental joints. The principal objective of this study is to evaluate the performances of the in-situ cast joint and epoxy applied shear key joints as a function of shear and ultimate strengths. Furthermore, shear behavior and strength of shear key joints in ultra high performance precasted concrete segmental bridges are experimentally evaluated to understand its shear failure behavior. The test parameters of shear key shape and type, load-displacement relations, cracking behavior, concrete strength, and fracture modes are considered in the study. Also, several parameters which influence the mechanical behavior of the shear key joint are analyzed. Based on the study results, the optimal shear key shape and joint type are proposed for the joint design and analysis guidelines.
Failures of segmental bridges have been attributed to the inadequate joint connection techniques, which led to corrosion of the post-tensioned tendons connecting the segmental joints. The principal objective of this study is to evaluate the performances of the in-situ cast joint and epoxy applied shear key joints as a function of shear and ultimate strengths. Furthermore, shear behavior and strength of shear key joints in ultra high performance precasted concrete segmental bridges are experimentally evaluated to understand its shear failure behavior. The test parameters of shear key shape and type, load-displacement relations, cracking behavior, concrete strength, and fracture modes are considered in the study. Also, several parameters which influence the mechanical behavior of the shear key joint are analyzed. Based on the study results, the optimal shear key shape and joint type are proposed for the joint design and analysis guidelines.
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문제 정의
이 연구에서는 초고성능 프리캐스트 PSC 세그멘탈 교량 접합부의 거동 특성을 보다 확실히 파악하기 위해 전단키 접합부의 극한 거동 및 파괴 형태를 실험을 통해 구명하고자 한다. 이를 통해 초고성능 프리캐스트 세그멘탈 교량 접합부에 대해서 일반 콘크리트만을 대상으로 하는 국내외 설계기준3)보다 합리적인 접합부 설계 및 전단 해석을 위한 기초 자료를 제시하고자 한다.
이 연구에서는 초고성능 프리캐스트 세그멘탈 교량 접합부의 거동 특성을 파악하기 위해 전단키 접합 방법, 전단키 개수, 횡구속 응력, 전단키 돌출 깊이, 현장 타설 접합 시 접합부 양생 온도 및 채움재 종류에 따른 접합부의 거동 형태에 대하여 연구를 수행하였다. 이 실험 결과를 요약하면 다음과 같다.
이 연구에서는 초고성능 프리캐스트 PSC 세그멘탈 교량 접합부의 거동 특성을 보다 확실히 파악하기 위해 전단키 접합부의 극한 거동 및 파괴 형태를 실험을 통해 구명하고자 한다. 이를 통해 초고성능 프리캐스트 세그멘탈 교량 접합부에 대해서 일반 콘크리트만을 대상으로 하는 국내외 설계기준3)보다 합리적인 접합부 설계 및 전단 해석을 위한 기초 자료를 제시하고자 한다.
제안 방법
25 in) 이상, 골재의 최대치수의 2배 이상 중에서 큰 값으로 할 것을 추천하고 있다.3)일반적으로 전단키의 저면과 돌출 높이의 비가 증가할수록 전단강도가 증가하는 경향을 보이고, AASHTO에서는 전단키 돌출 높이의 절반인 지점을 저면의 길이로 하였을 때 전단키의 저면에 대한 돌출 높이의 비를 1/2을 기준으로 하여 쓰도록 권유하고 있기 때문에 이 연구에서는 전단키 돌출 깊이를 0, 7.5 mm, 15 mm, 30 mm까지 변화시켜 실험을 수행하였다.
UHPC 프리캐스트 세그먼트 교량 접합부에 대한 현장 타설 접합 및 에폭시 접합에 따른 순수 전단 저항 능력을 검토하고자, Fig. 4와 같이 횡방향 축력의 경우는 450 ton의 액츄에이터를 이용하여 먼저 횡방향 구속력을 대표 변수 8 MPa 및 기타 횡구속력으로 가력한 후, 이후 수직 액츄에이터(350 ton)를 이용하여 0.4 mm/min의 가력 속도로 하중을 재하하였다. 이때, 수직 액츄에이터의 경우는 전단 시험체의 상부에 광파기를 이용하여 수직 및 수평을 맞추었으며, 상부 수직하중의 재하판은 200 mm × 200 mm이고 횡방향 구속력의 재하판은 크기가 200 mm × 320 mm이며 두께가 30 mm인 철판을 사용하였는데 이정도면 접합면에 압축응력을 균열하게 분포시킬 수 있다고 사료된다.
수직응력은 긴장력에 의해 주로 압축력이 작용하게 된다. 그러나 일부 설계규정에서는 현장 타설 또는 프리캐스트 PSC 세그멘탈 교량에서 일부 미소 인장응력을 허용하는 경우도 있으나, 극히 취성적인 UHPC의 경우 균열을 허용하지 않기 때문에 연구에서는 2 MPa, 4 MPa, 8 MPa 및 12 MPa등으로 변수화하여 횡방향 구속 응력을 설정하였다.
UHPC의 경우는 압축 및 인장의 모든 경우에 대해서 일반 콘크리트보다 구조적으로 우위를 차지하기 때문에 단일 세그먼트에서는 비교할 필요가 없으나, 복합 세그먼트의 경우에 있어서는 프리캐스트 세그먼트 연결부 양생에 따른 접합부 건조수축 문제, 접합부의 재료 특성이 UHPC보다 취약할 경우 균열 발생 및 손상 발생 등의 우려가 지적될 수 있다. 따라서 이 연구에서는 현장 타설 접합 및 에폭시 접합 조건으로 접합부를 분류하여, 특히, UHPC 세그먼트 접합부를 UHPC로 현장 타설하는 경우를 중점적으로 에폭시 접합의 경우와 비교하여 분석하도록 한다.
실험 시편에 대한 극한 거동 실험은 자동제어 실험 기기(MTS)를 사용하며, 하중은 변위 제어 방식(displacement control type)으로 재하하였고, 시험기에서 나온 데이터를 이용하여 하중-변위, 하중-콘크리트 변형률의 관계 곡선을 얻었다.
여기서, 전단응력의 산정은 일본 JSCE 초고강도 콘크리트 설계기준의 가이드 라인30)을 근간으로 하여 수직전단 실험 최대 하중을 1/2 등분하였고, 전단키의 영향과 관련된 부분은 변수 실험체로서 설정된 전단키 유무에 따른 상승 효과를 실험값으로 비교한 결과를 전단키 효과로 정의하여 전단키 저항 응력으로 산출하였다.
이 연구에서 설정한 UHPC 프리캐스트 PSC 접합부 채움재의 변수로는 우선 에폭시 접합의 경우는 에폭시 유무를, 현장 타설 접합의 경우는 UHPC(28일 압축강도 198.6 MPa, OPC(ordinary portland cement, 28일 압축강도 35 MPa) 및 모르타르(28일 압축강도 30 MPa)로 구분하여 실험을 수행하였는데, 이는 기존의 교량 세그먼트 접합부 연결시 현장 타설로서 고강도 콘크리트 범위 까지는 적용된 사례가 있으나 초고강도 콘크리트를 적용시킨 사례는 전무한데에 기인한다.
전단키는 일반적으로 사다리 꼴 전단키가 사용되고 있다. 이 연구에서는 전단키의 저면에 대한 돌출 깊이의 비를 0, 7.5 mm, 15 mm, 30 mm 등으로 분류하여 고려하였다. 여기서, AASHTO에서 추천하고 있는 전단키의 저면과 돌출 높이의 비는 1/2이며, 여기서 전단키의 돌출 높이는 30 mm(≒1.
23-27) 또한 Koseki 등8)의 연구에 의해 에폭시가 도포된 접합부의 거동은 일체로 타설된 것과 유사하다고 밝혀져 있다. 이를 토대로 이 연구에서는 실험 변수를 현장 타설(UHPC, OPC 및 모르타르)접합 및 에폭시 접합 형태, 전단키 개수, 횡방향 구속력, 접합부 현장 타설 양생 온도, 전단키 돌출 깊이, 접합부 채움재 조건 등으로 설정하였으며, 총 35개의 시험체로 도출하였다. 이를 요약하면 Table 1과 같으며 Fig.
5 mm 이하의 모래를 사용하였으며, 굵은골재는 사용하지 않았다. 한편, 낮은 물-결합재비에 의한 소요의 작업성을 확보하기 위해 고성능 감수제를 사용하였으며, 고형 성분 30%, 밀도 1.06 g/cm3의 폴리카르본산계의 고성능 감수제를 사용하였다. 또한, UHPC에서 사용되는 충전재(filler)는 구성 입자 평균 입경이 10 µm 정도이고 SiO298% 이상, 밀도 2.
대상 데이터
UHPC의 인성을 향상시키기 위해 사용된 강섬유는 밀도 7,500 kg/m3, 항복강도 2,500 MPa, 직경 0.2 mm, 길이 13 mm의 고탄성 강섬유를 사용하였다. Table 2에 UHPC, OPC 및 모르타르의 배합비를 주요 구성 재료에 대해 중량비로 표기하였다.
또한, UHPC에서 사용되는 충전재(filler)는 구성 입자 평균 입경이 10 µm 정도이고 SiO298% 이상, 밀도 2.60 g/cm3의 재료를 사용하였다.
배합에 적용한 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트이며, 반응성 분체로 실리카퓸을 사용하였다. 잔골재는 입도 0.
이 연구에서는 실제 프리캐스트 세그멘탈 박스 거더 교량에 사용되고 있는 다중 전단키 부분만을 모델링하여 상기에서 서술한 각 변수에 의거하여 총 35개 시편을 제작하였다. 양생중인 시험체의 형상은 Fig.
배합에 적용한 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트이며, 반응성 분체로 실리카퓸을 사용하였다. 잔골재는 입도 0.5 mm 이하의 모래를 사용하였으며, 굵은골재는 사용하지 않았다. 한편, 낮은 물-결합재비에 의한 소요의 작업성을 확보하기 위해 고성능 감수제를 사용하였으며, 고형 성분 30%, 밀도 1.
성능/효과
1) 현장 타설의 경우보다 에폭시 접합의 경우가 UHPC 프리캐스트 세그멘탈 접합부의 전단강도에 더 큰 영향을 미치는 것으로 사료된다.
2) 전단키 개수의 경우는 현장 타설 접합 및 에폭시 접합의 경우 모두 전단키 증가에 따라 전단 저항응력이 증가하는 경향을 보였다.
3) 횡구속 응력의 경우는 횡구속력이 0, 0.1, 2, 4, 8, 12 MPa로 변해감에 따라 극한 전단응력도 0.8, 4.5, 8.2, 10.0, 14.6 및 16.0 MPa로 증가함을 알 수 있었고, 다만, 증가폭은 8 MPa에서 최대를 이루며 이후의 횡구속 응력은 소폭으로 증가하고 있음을 확인하였다.
4) 전단키의 형상에서 전단키의 돌출 깊이가 증가함에 따라 초기 강성이 커지는 경향을 보이며, 최대하중 이후 더 큰 취성 거동을 보인다.
5) 현장 타설 접합부의 타설 양생 온도의 경우는 일정 부분의 수화 시간만 확보된다면 구조적 거동에는 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났다.
15에서와 같이 현장 타설 접합부인 경우에는 초기균열이 전단키 끝단에서 응력의 집중 현상으로 인하여 사인장 균열이 발생하며, 하중이 극한 상태에 도달할 때에는 전단키의 중앙 부분에 2차 균열이 발생하여 최종적으로는 전단 절단 파괴(shear-off failure)가 발생하였다. 그리고 전단키에서 전단 절단 파괴가 일어날 때에는 초기에 발생한 사인장 균열의 진전이 멈추고 균열 폭이 줄어드는 것이 관찰되었다. 또한, 전단키의 돌출 깊이가 작은 경우에는 전단키의 경사면에서 지압에 의한 파괴가 발생하는 것으로 나타나며, 돌출 깊이 큰 경우에는 전단키의 중앙에서 휨에 의한 파괴 형태가 나타나는 것으로 판단된다.
14에는 1개의 전단키를 가진 UHPC 현장 타설 및 에폭시 접합 시험체의 접합 조건 변수에 따른 파괴 결과를 도시하였다. 그림에서 보듯이 접합 조건 변수의 경우는 에폭시 접합의 경우가 더 큰 파괴하중에 저항하고 있음을 알 수 있었고, 최대 수직 처짐 저항 능력만을 본다면 약 3배 이상의 처짐 저항 효과를 가지고 있음을 확인하였다. 또한 에폭시 접합의 경우가 현장 타설 접합의 경우에 비해 더 큰 파괴하중 및 연성도를 확보하고 있음을 알 수 있었다.
17에는 이 실험을 통해 수행된 현장 타설 접합부 및 에폭시 접합부 전단 거동의 횡방향 구속력 변화에 따른 회귀 분석 결과를 도시하였다. 기본 변수로는 전단키 깊이 30 mm인 경우에 한해 횡방향 축력 변수에 대해 비교를 하였으며, 해석 결과에서 볼 수 있듯이 최대 전단 저항응력 측면에서 에폭시 접합의 경우가 현장 타설 접합의 경우에 비해 우월하며, 횡구속 응력의 경우는 상대적인 전단 저항 상승 효과는 8 MPa에서 정점을 이루며 이후 횡구속 응력의 증가에 따라 소폭으로 증가하는 경향을 가지고 있었다. 최종적으로 Table 3에는 실험을 통해 수행된 UHPC 프리캐스트 접합부의 최대 전단응력 결과를 도시하였으며, 이는 이 실험 연구를 통해 측정되어진 UHPC 프리캐스트 접합부에서의 각종 전단응력이 변수로 설정한 접합 방식, 채움재, 접합부 양생 온도, 횡방향 구속 응력, 접합 유무, 전단키 돌출 깊이, 전단키 개수 등과 함께 연계되어 있어 향후 UHPC를 적용한 프리캐스트 세그먼트 시공시의 참고 자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
따라서, 현장 UHPC 타설 접합시의 변수중의 하나로서 Fig. 5에서는 횡방향 구속 응력이 8 MPa일 때 현장 타설 접합부의 경우에 극명하게 전단키 개수 증가에 따른 최대 전단응력의 증가를 확인할 수 있었으며, 키 개수의 증가에 의해 강성은 커지고 극한점 이후의 파괴는 더욱 급격히 일어나는 취성 거동을 하는 것으로 나타났다. 특히, 극한점 이후 급격한 수직 변위가 발생하는 것으로 관측되었는데 이는 양쪽 시편이 벌어지고 있는 상황에서 수직하중이 계속 증가함에 따라 양 시편이 최고로 벌어진 상태에서 전단키가 파손됨에 따라 급격한 수직 변위를 유발하는 것으로 판단된다.
또한, 전단응력과 수직 변형률의 경우는 절대 변형률이 비 접합< 에폭시 접합 크기로 나타나고 있음도 확인할 수 있었다.
이 실험 결과에서는 극명하게 전단키 개수 증가에 따른 최대 전단응력의 증가를 확인할 수 있었으며, 상대적으로 키 개수 2개의 경우가 0 및 1개의 키 개수의 경우에 비해 월등한 연성 변위를 확보하고 있음을 알 수 있었다. 또한, 최대 전단응력의 경우는 키 개수가 0일때 12.6 MPa, 1일때, 18.7 MPa, 2일때 26.1 MPa까지 저항하고 있음도 확인하였다.
특히, 극한점 이후 급격한 수직 변위가 발생하는 것으로 관측되었는데 이는 양쪽 시편이 벌어지고 있는 상황에서 수직하중이 계속 증가함에 따라 양 시편이 최고로 벌어진 상태에서 전단키가 파손됨에 따라 급격한 수직 변위를 유발하는 것으로 판단된다. 또한, 최대 전단응력의 경우는 키 개수가 0일때 8.9 MPa, 1일때 14.6 MPa, 2일때 24.7 MPa까지 저항하고 있음도 확인하였다.
에폭시 접합부는 초기하중 단계에서 전단키 접합면의 미끄러짐에 의한 수직 변위나 양 시편의 벌어짐에 의한 수직 변위가 발생하지 않으므로 현장 타설 접합부에 비하여 더욱 연성을 확보하고 있으며, 접합면의 균열 발생 이후의 거동은 에폭시가 없는 접합부의 거동과 유사한 점이 많은 것으로 나타났다. 에폭시 접합부인 경우에는 현장 타설 접합부의 거동과는 다르게 Fig.
10에서 보듯이 횡 방향 구속 응력이 8 MPa인 경우에 초기 강성 및 최대 파괴하중 측면에서 우월한 결과를 나타내고 있었다. 이 실험 결과에서는 극명하게 전단키 개수 증가에 따른 최대 전단응력의 증가를 확인할 수 있었으며, 상대적으로 키 개수 2개의 경우가 0 및 1개의 키 개수의 경우에 비해 월등한 연성 변위를 확보하고 있음을 알 수 있었다. 또한, 최대 전단응력의 경우는 키 개수가 0일때 12.
이 실험에서 관찰된 균열의 특성은 Fig. 15에서와 같이 현장 타설 접합부인 경우에는 초기균열이 전단키 끝단에서 응력의 집중 현상으로 인하여 사인장 균열이 발생하며, 하중이 극한 상태에 도달할 때에는 전단키의 중앙 부분에 2차 균열이 발생하여 최종적으로는 전단 절단 파괴(shear-off failure)가 발생하였다. 그리고 전단키에서 전단 절단 파괴가 일어날 때에는 초기에 발생한 사인장 균열의 진전이 멈추고 균열 폭이 줄어드는 것이 관찰되었다.
5, 15 및 30 mm로 변수화한 전단 응력과 수직 처짐의 실험 결과를 도시하였다. 전단키 돌출변수의 경우는 돌출 깊이가 증가할수록 파괴 하중이 증가하면서 전단응력도 증가하는 경향을 확인할 수 있었는데 각 시편의 극한 전단응력은 10.6, 13.7 및 14.6 MPa로 나타났다.
지금까지 국내외에서 진행된 연구 결과에 의하면 전단키 접합부의 전단 실험을 통하여 구속 응력이 증가 할수록 전단키 접합부의 전단강도가 증가하며, 에폭시가 없는 접합부(dry joint)보다 에폭시가 도포된 접합부(epoxy joint)의 강도가 현저히 증가됨을 보여주고 있다.23-27) 또한 Koseki 등8)의 연구에 의해 에폭시가 도포된 접합부의 거동은 일체로 타설된 것과 유사하다고 밝혀져 있다.
한편, Fig. 6에서는 횡구속력 조건 변수에 따른 전단키 접합부에서 전단응력과 수직 변위와의 실험 결과 그래프를 도시하였는데, 횡구속력이 0, 0.1, 2, 4, 8, 12 MPa로 변해감에 따라 극한 전단응력도 0.8, 4.5, 8.2, 10.0, 14.6 및 16.0 MPa로 증가함을 알 수 있었다.
후속연구
이는 UHPC 단일 세그먼트의 인장, 압축, 전단 등의 역학적 특성이 보통 강도 혹은 고강도 콘크리트의 단일 세그먼트와 비교하여 약 2~6배 이상의 성능 효과를 가져다줌으로 논의의 대상이 될 수 없다. 그러나 실제 교량 시공을 고려할 경우, 프리캐스트 세그먼트 연속 접합의 공기 단축을 위한 접합부 연결의 경우에 조기 설계 목표 강도를 확보하기 위한 UHPC의 증기 양생이 필수적으로 요구되기에 이에 관한 검증 차원의 연구 내용이 필요하게 되었다.
기본 변수로는 전단키 깊이 30 mm인 경우에 한해 횡방향 축력 변수에 대해 비교를 하였으며, 해석 결과에서 볼 수 있듯이 최대 전단 저항응력 측면에서 에폭시 접합의 경우가 현장 타설 접합의 경우에 비해 우월하며, 횡구속 응력의 경우는 상대적인 전단 저항 상승 효과는 8 MPa에서 정점을 이루며 이후 횡구속 응력의 증가에 따라 소폭으로 증가하는 경향을 가지고 있었다. 최종적으로 Table 3에는 실험을 통해 수행된 UHPC 프리캐스트 접합부의 최대 전단응력 결과를 도시하였으며, 이는 이 실험 연구를 통해 측정되어진 UHPC 프리캐스트 접합부에서의 각종 전단응력이 변수로 설정한 접합 방식, 채움재, 접합부 양생 온도, 횡방향 구속 응력, 접합 유무, 전단키 돌출 깊이, 전단키 개수 등과 함께 연계되어 있어 향후 UHPC를 적용한 프리캐스트 세그먼트 시공시의 참고 자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
현장 타설 PSC 세그멘탈 공법은 언제 어디서 개발되었나?
한편, 프리캐스트 PSC 세그먼트 박스(precast prestressed concrete segment box) 교량 건설 공법은 1950년대에 유럽에서 개발되어진 현장 타설 PSC 세그멘탈 공법을 확대 적용하여 개발된 것으로, 1990년 초 국내에 도입되어 현재까지도 많은 교량 건설에 이용되고 있다.4-6) 그러나 아직까지 초고성능 콘크리트를 이용한 PSC 세그멘탈 교량의 적용 사례는 전무한 실정이며, 향후 이와 관련된 구조적 거동 분석 및 기준 체계 정립 등에 상당한 개정 및 보완 작업이 예상되어지는 실정이다.
PSC 세그먼트 공법은 어떻게 구분된느가?
이러한 PSC 세그먼트 공법은 가설 공법에 따라 다음과 같이 구분된다.7,8) 첫째는 캔틸레버 공법으로 교각을 중심으로 프리캐스트 세그먼트를 에폭시로 접합하고 프리스트레스를 도입하여 평형을 유지하며 가설해 나가는 방법이며, 둘째는 가설경간에 가벤트를 설치하고 프리캐스트 세그먼트를 늘려 놓은 다음 에폭시 수지를 도포 후 포스트텐션 방식으로 전 세그먼트를 접합시켜 가설하는 방법이 있다. 이러한 공법은 현장 타설 공법에 비하여 공사비를 절감시킬 수 있고, 신속한 시공이 가능하다는 이점을 갖고 있다.
초고성능 프리캐스트 PSC 세그멘탈 교량 접합부에는 주로 무엇이 사용되는가?
접합부에는 주로 세그먼트와 일체로 타설된 사다리꼴의 전단키(shear key)가 사용되는데 접합부의 거동에는 접합 형태, 전단키의 유무, 전단키의 형상, 전단키의 수, 전단키의 표면 상태, 횡 구속 응력, 에폭시 두께, 하중 형태 등이 영향을 미친다고 알려져 있다.17-22) 그러나 이러한 개개의 요소들에 관한 파라미터 연구들은 보통 강도 및 고강도 콘크리트의 범주 내에서는 지난 수 십년 간 상당 부분 연구되어졌음에도 불구하고, 실상 설계 기준 레벨에서는 대부분이 일반적인 허용 전단 조항만으로 표시되고 있어 전단키의 영향을 고려한 테스트 베드 및 실험체 구성 계획에 있어서도 어려움을 겪고 있는 것이 사실이다.
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