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기초침하에 의해 손상된 송전철탑 구조물의 구조성능개선
Structural Restoration for the Electric Power Transmission Tower Damaged by Foundation Settlements 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.17 no.2, 2013년, pp.83 - 93  

이호범 ((주)쓰리텍) ,  박종권 (국토해양부 건설수자원정책실) ,  김일수 ((주)대우건설 토목사업본부) ,  장일영 (금오공과대학교 토목공학과) ,  송재호 (금오공과대학교 토목공학과)

초록
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일반적으로 송전철탑 부재들의 보강은 적절한 그라우팅재를 활용한 인젝션과 구조 보강재 부착을 이용한 단면 확장에 따른 강성보강 방식을 주로 사용한다. 이와 같은 그라우팅 인젝션 및 단면보완은 주로 축력능력을 확장시키는 데에 의미를 갖는다. 그렇지만 보다 안정적 상태를 유지케 할 수 있는 보강방안이 적극 요구되는데 그 방법은 좌굴에 의해 손상을 받은 부재를 원상태의 길이로 환원시키고, 또한 내부적 보강효과를 동시에 갖는 새로운 부재로 교체하는 것이다. 본 연구에서는 기초침하로 구조적 손상을 받은 송전철탑의 손상회복을 위한 실증적 과정으로 우선 현장에서의 손상도 확인점검과 손상상태 및 회복상태에 대한 수치 해석적 결과를 도출하였고, 새롭게 고안한 잭킹시스템을 이용하여 보강된 부재를 교체하는 과업을 수행하였다. 이 결과는 송전철탑 유지관리의 차원상승 효과를 갖게 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Generally the capacities of electric power transmission tower's members are improved by increasing their stiffness nature through injection of grout or attachment of other structural stiffeners. Those are for upgrading their axial strength by fulfillment of proper materials into pipe members, increm...

주제어

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문제 정의

  • 이는 외란 또는 지반침하 등의 위해적 요인에 의해 추가 손상이 발생할 경우, 구조 안전성 훼손이 가속화 된다. 본 논문에서는 이러한 문제를 제거할 수 있도록 기 손상된 송전철탑 부재의 탄성적 원상 회복을 위한 새로운 기법을 고안하여 실적용하면서 구조 거동을 분석하였고, 그 결과의 효율성을 입증하였다.
  • 따라서 구조 부재들이 위해적 환경 하에 존속하더라도 과다 변형이 야기되거나, 손상에 의한 부적절한 상태가 되지 말아야 하고, 손상이 발생될 경우 성능개선에 따른 건전성을 회복시켜야 한다. 본 실증적 연구는 구조적 이상 현상이 발생된 하나의 송전철탑 일부 사재들의 손상을 보다 기술적으로 안전성을 회복시키는 전반 보강 방안을 현실화하는 절차를 다루게 된다. 즉, 대부분의 기존 구조적 보수 또는 보강 방식은 부재가 손상된 상태에서의 변형 형태를 그대로 유지한 채로 대책을 강구한다.
  • 본 연구에서는 신부재 교체시의 새로운 실증적 기법을 창안⋅적용하므로써 송전 철탑 성능 개선과 관련된 효율적 유지 관리 방안을 개발하였다.
  • 본 연구에서는 이들 사재의 보수 및 보강에 따른 구조 성능 개선이 원활히 이루어지도록 다각도 수치해석을 통해 새롭게 창안한 탄성 회복용 support 시스템 개발, 사재 교체시 발생될 위험 요인 해소, 대상 부재에서의 응력 및 변위 등의 사전 분석·검토에 따라 보강 정밀성을 확립하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
사재 축강성 보강 방안으로 일반적으로 이용하는 방법은 무엇인가? 기존 사재 축강성 보강 방안중의 하나는 적절한 보강 재료를 사재 내에 밀실하게 충전시키는 것이다. 그러나 충전 상태가 불량해질 경우 축강성 보강 효과가 없을 뿐만 아니라, 향후 재보강을 할 수 없도록 하는 역효과까지 창출하게 된다.
보강에서의 Support란 무엇인가? Support는 유압잭 력을 송전철탑 구조체에 직접 전달하여 손상된 부재의 탄성 회복 길이를 최대한 확보케 하는 보조 구조물로서 보강 작업시 좌굴 손상이 야기되면 안된다. 따라서 한전설계기준-1111 (가공송전용 철탑설계기준)에 따른 support 부재의 좌굴안전성 검토를 수행하여 경사 support는 최대 30 tonf, 수직 support는 10tonf의 하중을 가해도 문제가 발생되지 않도록 하였다.
해상 구조물이 내구연한 기간 동안의 구조적 안전성과 건전성을 확보하기 위하여 구조 부재들은 어떤 상태로 유지되어야 하는가? 해상 구조물은 장수명 수동형 구조물로서 내구연한 기간 동안의 구조적 안전성과 건전성이 확보되어야 한다. 따라서 구조 부재들이 위해적 환경 하에 존속하더라도 과다 변형이 야기되거나, 손상에 의한 부적절한 상태가 되지 말아야 하고, 손상이 발생될 경우 성능개선에 따른 건전성을 회복시켜야 한다. 본 실증적 연구는 구조적 이상 현상이 발생된 하나의 송전철탑 일부 사재들의 손상을 보다 기술적으로 안전성을 회복시키는 전반 보강 방안을 현실화하는 절차를 다루게 된다.
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참고문헌 (11)

  1. Han, Sang Mook, Pang, Gi Sung, Kim Do Gyeum, Jung, Song Soo, "Study on Maintenance Management on Concrete Mat Foundation of the Tansmission Tower Construction of 345kV Yong Heung T/L", Journal of Regular Conference, Korea Society of Civil Engineers (KSCE), 2004, pp.509-512. 

  2. KEPCO, "Research on the Life Management Control for the Young-heung T/L 345kV Electric Power Transmission Tower on the Sea in Korea", 2004. 

  3. KEPCO, "Design Standards for the Processing Electric Power Transmission Tower in Korea". 

  4. KEPCO, "Management Guidelines for the Foundation of Young-heung Electric Power Transmission Tower on the Sea in Korea". 

  5. KEPRI, "Study on Life Cycle Management for the 345kV Electric Power Transmission Tower on Young-heung T/L in Korea", 04Kepri-463, 2004.8. 

  6. KISTEC, MLTM, "Detailed Guidance of Safety Inspection and In-depth Safety Inspection in Korea", 2003.12 & 2009.3. 

  7. KOPEC, "Design Drawings for the I, II Types of SB2 345kV Electric Power Transmission Tower at Sihwa Lake on Young-heung T/L Construction in Korea", 2002.8. 

  8. KOPEC, "Design Drawings for the I, II Types of SB2 345kV Electric Power Transmission Tower on Open Sea on Young-heung T/L Construction in Korea", 2002.8. 

  9. KOPEC, "Design Drawings for the I, II Types of SD2 345kV Electric Power Transmission Tower at Sihwa Lake on Young-heung T/L Construction in Korea", 2002.8. 

  10. Lee, Ho Beom, Jang, Il Young, "Aging Deterioration for Electric Power Transmission Tower on Offshore Through Periodic Inspections", Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, vol. 16, No. 4. 2012.07, Serial No.74. 

  11. ThreeTECH Co., Ltd., "Report on Structural Safety Evaluation and Countermeasure for the No. 108 Electric Power Transmission Tower at islet on Young-heung T/L in Korea", 2006.10. 

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