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문제 정의
- 도로 보수 시에 맨홀뚜껑의 용이한 재설치 작업에 대한 연구로서, 맨홀뚜껑을 외관과 내관으로 나누고 외관의 내벽면과 내관의 외벽면을 몇 단계의 기어 형상으로 가공하여 도로면의 여건에 따라 내관을 승강시켜서 도로의 노면과 맨홀 덮개가 놓이는 위치를 일치시키는 맨홀뚜껑의 설계와 최적화 기술이 제안되었다2). 또한, 기존에 누수 차단, 시공의 복잡성, 시공 기간, 유지 보수가 문제가 된 방수 밀폐형 콘크리트 맨홀뚜껑을 강관으로 대체하는 방법을 제안하고, 차량에 의한 하중과 횡방향 토압 등 제반 하중에 대한 구조해석을 수행하고, 파라미터의 변화를 고려하여 형상의 최적화를 도출하고자 하였다3). 그러나 주철 맨홀뚜껑 제품 자체의 소재나 제조공정의 개선에 대한 연구가 미흡한 실정이다.
- 맨홀뚜껑이 받는 시험하중 상황과 유사한 상황을 고려하여, 제안된 기본 강재 맨홀뚜껑 구조에 대한 강성과 추가적인 보강 여부를 단순 이론식을 활용하여 판단하고자 하였다. 이를 위해 강재 맨홀뚜껑의 덮개를 단순화하여 가장 큰 하중을 받게 되는 보강대를 선정하고, 하부 틀과 안내 프레임의 지지를 고려하여, 중앙에 분포하중을 지탱하는 부정정보(statically indeterminate beam)로 가정하였다.
- 본 연구에서는 강재 맨홀뚜껑의 강성을 증대하기 위한 방안으로 덮개의 보강구조로서 원판형 패드 보강대와 가로 보강대를 추가 설치하는 방안을 제안하고, 이를 최적으로 설계하고 검증하기 위하여 구조해석을 수행하였다. 해석은 상용 프로그램인 MARC를 이용하였고8,9), 보강구조의 치수와 개수 변화를 해석의 파라미터로 활용하였다.
- 해석은 상용 프로그램인 MARC를 이용하였고8,9), 보강구조의 치수와 개수 변화를 해석의 파라미터로 활용하였다. 제안된 맨홀뚜껑이 시험하중 상황에서 나타나는 응력 상태를 파악하여, 강재 맨홀뚜껑의 강성을 확보할 수 있는 최적의 구조를 도출하고자 하였다.
가설 설정
- 맨홀뚜껑이 받는 시험하중 상황과 유사한 상황을 고려하여, 제안된 기본 강재 맨홀뚜껑 구조에 대한 강성과 추가적인 보강 여부를 단순 이론식을 활용하여 판단하고자 하였다. 이를 위해 강재 맨홀뚜껑의 덮개를 단순화하여 가장 큰 하중을 받게 되는 보강대를 선정하고, 하부 틀과 안내 프레임의 지지를 고려하여, 중앙에 분포하중을 지탱하는 부정정보(statically indeterminate beam)로 가정하였다.
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