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[국내논문] 오차보정기법을 이용한 벽강관말뚝식 안벽 설계 변경 사례
Design Improvement Case of Quaywalls Constructed by Steel-pipe-sheetpiling using Error Correction Technique 원문보기

전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea, v.27 no.3, 2014년, pp.55 - 60  

조현준 (쌍용건설 토목기술팀) ,  우동인 (쌍용건설 토목기술팀) ,  정욱현 (쌍용건설 KAPO2현장)

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문제 정의

  • 본 기사에서는 벽강관말뚝식 안벽의 적정 타이로드 장력을 결정하는데 있어 오차보정기법을 적용한 사례를 소개하였다.
  • 본 기사에서는 항만 구조물인 벽강관말뚝식 안벽의 시공에 있어 오차보정기법을 적용한 사례를 소개하고자 한다. 당초에는 벽강관말뚝과 타이로드(Tie-rod)를 개별 시공한 후 Capping-beam 콘크리트를 타설하기로 설계하였던 것을, 시공 중 현장 여건에 맞추어 벽강관말뚝과 하부 Capping-beam을 시공하고 타이로드에 긴장력을 도입하도록 시공순서를 변경하였다.
  • 설계 변경을 수행하게 된 계기는 발주처에서 항구의 조기 운영을 위해 지속적으로 공기 단축을 요구하였고, 발주처의 요구를 적극 수렴하고자 당초 설계에 대한 경제성 및 타당성 등을 기능별, 대안별로 검토하여 새로운 기술 및 공법을 제안함으로써 공사비 절감 및 시공기간 단축 등의 효과를 얻고자 하였다. 그 일환으로, 안벽 시공시 벽강관말뚝과 타이로드를 개별로 시공하고 Capping-beam 콘크리트를 일괄 타설하기로 한 당초안을 벽강관말뚝을 근입한 후 하부 Capping-beam을 시공하고 타이로드를 단계적으로 시공하도록 변경하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
오차보정기법이란 무엇인가? 오차보정기법은 구조물의 목표치와 측정치 또는 해석치 의 차이를 줄이기 위한 설계 변수값을, 하중, 부재력, 변위 등의 상호 연관된 구조계의 응답을 통해 수학적 연산으로 찾는 방법으며, 교량에서는 사장교의 형상관리를 위한 케이블 장력의 보정량을 산정할 때 주로 사용된다. 이는, 단 위하중에 대한 구조물의 응답으로 구성된 영향행렬을 구성하여 행렬 연산을 통해 보정치를 산정하기 때문에 고차의 부정정 구조물에서도 비교적 손쉽게 설계자가 원하는 부재력이나 형상을 구할 수 있다.
벽강관말뚝식 구조물의 장점은 무엇인가? 벽강관말뚝식 구조물은 1960 년대에 개발되어 주로 항만구조물(안벽, 호안, 방파제)이나 교각기초, 토류벽, 가물막이 등 여러 방면에 적용되고 있다. 이음부를 가진 강관말뚝을 지지층까지 타입하고 이음부를 일체화하여 연속벽체를 형성하는 구조체로서, 시공성과 차수성이 뛰어나고 강관을 이용하므로 강널말뚝에 비해 단면 계수가 크기 때문에 수평저항력이 크고 내진성능이 우수하다. 따라서, 수심의 변동이나 지반조건 등과 같은 불확실한 시공환경에서 타 구조물에 비하여 경제적인 측면과 시공적인 측면에서 유리하다.
벽강관말뚝식 구조물은 주로 어느 공사에 적용되는가? 부두 재건을 위해 당 현장에 적용한 안벽 형식은 벽강관 말뚝식으로, 케이슨식, 잔교식 안벽을 주로 적용하는 국내에서는 그 실적이 저조하다. 벽강관말뚝식 구조물은 1960 년대에 개발되어 주로 항만구조물(안벽, 호안, 방파제)이나 교각기초, 토류벽, 가물막이 등 여러 방면에 적용되고 있다. 이음부를 가진 강관말뚝을 지지층까지 타입하고 이음부를 일체화하여 연속벽체를 형성하는 구조체로서, 시공성과 차수성이 뛰어나고 강관을 이용하므로 강널말뚝에 비해 단면 계수가 크기 때문에 수평저항력이 크고 내진성능이 우수하다.
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참고문헌 (4)

  1. Tanaka H., and Kamei M. (1987) Cable Tension adjustment by Structural System Identification, Proceedings of the International Conference on Cable-Stayed Bridges, Bangkok, Thailand. 

  2. 김제춘, 장승필(1999) 초기부재력을 이용한 사장교의 초기 형상 및 캠버량 결정, 대한토목학회논문집, 제19권, 제1-3호. 

  3. 나승민, 김태진 (1999) 벽강관말뚝식 항만구조물의 적용방안, RIST 연구논문 제13호 제2권. 

  4. 조서경 (2002) 사장교 켄틸레버 가설공법에서의 형상관리, 특집 장대교량의 설계와 시공, 대한토목학회지 제50권, 제12호. 

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