초록 ▼

프리플렉스 합성거더(Preflex Composite Girder, PF 합성거더)는 강재와 콘크리트의 합성구조로 강재의 탄성복원력을 이용하여 하부 콘크리트 케이싱에 압축응력을 도입하는 일종의 프리텐션 공법이다. 그러나 PF 합성거더는 준공이 완료되어 사용 중에 하부 콘크리트 케이싱에 허용치 이하의 인장응력을 허용함(Partial prestressing)으로써, 하부 콘크리트 케이싱에 균열이 발생한다. 이를 보완하기 위해서 RPF 합성거더(Re-prestressed Preflex Composite Girder)가 개발되었다. 또한 R

프리플렉스 합성거더(Preflex Composite Girder, PF 합성거더)는 강재와 콘크리트의 합성구조로 강재의 탄성복원력을 이용하여 하부 콘크리트 케이싱에 압축응력을 도입하는 일종의 프리텐션 공법이다. 그러나 PF 합성거더는 준공이 완료되어 사용 중에 하부 콘크리트 케이싱에 허용치 이하의 인장응력을 허용함(Partial prestressing)으로써, 하부 콘크리트 케이싱에 균열이 발생한다. 이를 보완하기 위해서 RPF 합성거더(Re-prestressed Preflex Composite Girder)가 개발되었다. 또한 RPF 합성거더는 기존 PF 합성거더에 비해 강재 하부 플랜지의 강재량을 감소시킬 수 있다. RPF 합성거더 외에도 PF 합성거더의 단점을 보완하기 위한 연구가 진행되어, PF 합성거더 공법의 개선이 이루어지고 있다.
본 연구에서 제안하는 합성거더 교량은 2중 합성 후 긴장 및 Release를 통해서 상부플랜지에서 발생하는 압축응력을 감소시킬 뿐만 아니라 단면응력 감소를 유도하여 경제적인 단면설계가 가능한 공법이다. 이러한 합성거더 교량의 원리를 실제 시공을 통해 확인하고 실험을 통해 성능을 검증하였다. 또한 긴장용 임시부재의 착탈을 고려할 수 있는 시공단계별 수치해석 모델을 개발하여 상세 응력 분석을 실시하였다. 상세 연구내용은 다음과 같이 3개의 단계로 구분된다.
첫 번째 단계에서는 제안 합성교량의 공법 분석을 통해 구조적 특성과 시공의 합리성을 분석하였다. 이를 위해 국내외 유사 공법의 기술조사 및 문헌조사를 실시하고 제안공법 대비 장단점을 비교하였다. 두 번째 단계에서는 제안 합성교량의 시작품을 제작하였다. 제작 시 다양한 계측기를 설치하고 시공단계 별 계측을 통해 제안교량의 구조적 원리를 검증하였다. 또한 실제 시공 시에 발생할 수 있는 다양한 문제점을 파악하여 실용화에 대비하였다. 마지막으로 향후 제안교량의 설계 적용시 활용 가능한 실용적 해석모델을 구현하고, 상세해석을 위하여 3차원 유한요소해석 모델에 근거한 시뮬레이터를 개발하였다. 이를 기반으로 임시부재와 주부재의 휨강성비를 대상으로 하는 매개변수 연구를 수행하여 기술의 우수성을 검증하였다.
제안공법은 임시부재와 하부 콘크리트 케이싱이 주부재에 합성된 1단계 합성거더의 휨강성비가 증가함에 따라 주부재 상부 플랜지는 잔류 압축응력이 감소하며, 주부재 하부 플랜지는 잔류 인장응력이 감소하였다. 따라서 기존 RPF 합성거더에 임시부재 합성을 이용한 제안공법을 통해 주부재의 강재량을 기존 RPF 공법에 비해 감소시킬 수 있었다.