[실기_지반공학]제 9장 교량공 및 암거(교량의 가설공법, 강구조 공학, 암거) #2

 이번 포스팅에서는 교량공 및 암거에 대한 이야기를 해보려고합니다.

 교량공과 암거는 암기가 주를 이루는 단원입니다. 암기법이 있는 것은 암기법을 제시하겠습니다.

 제 9장 교량공 및 암거은 2개의 파트 올릴 예정인데요. 과년도에서 자주 출제되는 내용은 글상자에 표시해 두겠습니다. 

 제 1장~6장까지는 계산문제가 많이 출제되고 있는데 7장부터는 암기위주의 내용이 나오니 조금만 더 화이팅합시다.

 

②교량의 가설공법

 1. 교량의 가설공법

  (1)콘크리트교의 가설공법

가설공법의 분류	가설공법의 종류
현장타설 콘크리트에 의한 방법	·동바리 공법(FSM) ·캔틸레버 공법(FCM) ·이동식 지보 공법(MSS)
프리캐스트 콘크리트 세그먼트에 의한 공법	·Lounching 거더에 의한 캔틸레버 공법(FCM) ·Lounching 거더에 의한 지간대지간 공법(SBS) ·압출공법(ILM)

▲동바리란, 무엇을 받치는데 세운 짧은 기둥. 공사중의 중량물을 일시 지지하는 가설물을 말한다.

▲세그먼트란, 부분, 단편, 절편을 의미한다.

▲큰 보. 기둥과 기둥을 연결하는 보. 철골 구조의 '플레이트 거더'는 기둥과 기둥사이를 연결하지 않는 경우에도 관용적으로 '거더'로 불리고 있다

  (2)PSC 교량 가설공법의 분류

동바리를 사용하지 않는 방법		동바리를 사용한 방법
현장타설공법	프리캐스트(Precast) 공법	현장타설공법
·FCM(캔틸레버 공법) ·MSS(이동식 지보 공법) ·ILM(압출공법)	·프리캐스트 세그먼트 공법(PSM) ·프리캐스트 거더 공법(PGM)	·전체 지주식 ·지주 지지식 ·거더 지지식

※PSC 교량에 사용되는 PS강재의 프리스트레스가 감소하는 원인: 콘크리트의 건조수축, 콘크리트의 크리프, PC 강재의 릭랙세이션

  (3)장대교의 시공법의 분류

장대교의 시공법	특징
FSM(동바리 공법)	동바리를 설치하고 콘크리트 타설 및 프리스트레스를 줌.
MSS(이동식 지보 공법)	동바리 사용없이 거푸집에 부착된 특수이동식 비계사용
FCM(캔틸레버 공법)	교각을 중심으로 좌우평형을 맞추면서 세그먼트를 연결
ILM(압출공법)	PC 박스를 제작하여 압출하고 연속 스트랜드를 인장하여 서로 연결
PSM(프리캐스트 세그먼트 공법)	세그먼트를 제작하여 운반 및 거치하고 조인트
사장교	주탑을 시공하고 짧은 간격으로 다수의 케이블을 교량에 연결

 동바리를 사용하지 않는 방법의 종류를 묻는 문제가 자주 출제된다.

 

 

 2. 콘크리트의 가설공법

  (1)동바리공법(FSM: Full staging method)

   : 현장타설된 콘크리트가 소정의 강도에 도달할 때까지 콘크리트 및 거푸집의 자중, 작업대 등의 중량을 동바리가 지지하는 방식으로 콘크리트 가설공법 중 가장 일반적인 공법이다.

   : 최근에는 MSS, ILM, FCM, PSM 공법 등에 밀려 그 사용빈도가 줄었으나 사용장비의 비용이 저렴하고 비교적 간편한 장점이 있기 때문에 평탄한 지형에 높이가 낮은 짧은 교량을 타설하는 경우 많이 이용되고 있다.

  (2)이동식 비계공법(MSS: Movable Scaffolding System)

   : 거푸집이 부착된 이동식 비계를 이용하여 상부구조를 1경간씩 시공한다.

▲특수거푸집 → 경간단위 → 다경간 교량

• 유압잭(Hydraulic jack)을 이용하여 거푸집을 이동시키면서 진행방향으로 Slab를 타설하는 교량 가설공법으로 Main Girder의 상하좌우 조절이 가능한 공법
• 4차선, 지간(Span) 50m의 P,C교를 형하공간(Clearanve)이 높고 유속이 빠른 장소에서 30지간을 가설하고자 할 때 적합한 최신 개발된 공법

장점	단점
·고교각, 다경간의 교량시공에 유리하다. ·동바리공이 없이 시공이 가능하다. ·소수의 인원으로도 시공이 가능하다. ·신속, 안전하게 시공할 수 있다.	·초기제작비가 고가이다. ·단면변화에 적응이 곤란하다. ·교량길이가 짧은 경우에 비경제적이다. ·대형장비이므로 중량이 무겁다.

  (3)압출공법(ILM: Incremental Lounching Method)

• 교대 후방의 제작장에서 1매(Segment)씩 제작된 교량의 상부구조물에 교량지간을 통과할 수 있도록 프리스트레스를 가한후 특수장비를 이용하여 밀어내는 공법
• 길이 10~16m 정도의 프리캐스트 세그먼트를 연속적으로 제작하여 직선 또는 일정곡률반경의 교량에 시공할 수 있는 방법

◆압출공법의 장단점

장점	단점
·동바리 없이 시공하므로 교량하부에 장애물이 있는 곳에 가능하다. ·제작장에서 세그먼트를 제작하므로 기상조건에 영향을 적게 받는다. ·거치장비가 필요 없고 추진트러스 등의 설치비가 절감된다. ·캠버조정과 기타 기하학적 조정이 쉽다.	·교량의 선형에 제한성이 있다. ·콘크리트 타설 시 엄격한 품질관리가 필요하다. ·상부구조물의 횡단면이 일정해야 한다. ·교장이 짧은 경우는 비경제적이다. ·넓은 제작장이 필요하다.

◆압출공법에 적용되는 압출방법

• Pulling 방법
• Pushing 방법
• Lift & Pushing 방법

  (4)캔틸레버 공법(FCM: Free Cantilever Method)

   : 교량공사 시 동바리를 설치하지 않고 교각 위의 주두부로부터 좌우로 평형을 유지하면서 이동식 작업차(Form traveller)를 이용하여 3~5m 길이의 Segment를 순차적으로 시공한 후 경간 중앙부에서 캔틸레버 구조물을 힌지나 강결로 연결하는 공법

▲디비닥(Dywidag) 공법: 독일에서 개발된 PSC 공법의 일종으로 PS강봉을 사용하며, 강봉의 정작, 이음매기구의 용이성, 확실성에 특성이 있는 공법으로, 우리나라에서도 근래 시공경험이 있는 공법

  (5)프리캐스트 세그먼트 공법(PSM: Precast Segment Method)

   : 교량공사에서 일정한 길이로 분할된 교량상부 부재를 공장에서 제작하여 가설현장에서 가설 트러스 및 크레인 등의 가설장비를 이용하여 상부구조를 완성시키는 공법

  (6)프리캐스트 거더 공법(PGM: Precast Girder Method)

   : 공장 또는 현장 근처의 작업공장에서 거더를 제작하여 가설지점으로 운반하여 교랴을 가설하는 공법으로 크게 3가지 가설 방법이 있다.

• 크레인에 의한 가설방식
• 가설거더에 의한 가설방식
• 문형크레인에 의한 가설방식

 각 콘크리트 가설공법의 종류에 대한 개념을 읽어보시고, 암기하세요. 또한 압출공법에 대한 내용이 출제된적 있으니 형광팬으로 칠해놓은 곳을 유념하여 암기합시다.

 

③강구조 공학

 1. 강상자형교(Steel box girder bridge)

  : 얇은 강판을 상자형 단면으로 결합하여 외력에 저항하는 구조이다.

  (1)단면의 구성형태에 따른 분류

• 단실박스(Single-cell box): 교폭이 좁은 경우 이용
• 다실박스(Multi-cell box): 교폭이 넓은 경우 이용
• 다중박스(Multiple single-cell box): 다실박스나 단실박스를 2개 이상 병렬로 연결해 사용

 

④암거

 1. 암거(Culvert)

  : 도로, 철도, 제방의 밑을 통해 용수 또는 배수를 위하여 매설된 길이가 짧은 터널과 같은 구조물로서 지름이 2m 이하이며 상부가 반드시 흙으로 덮여 있어 교량이 아니다.

  (1)암거의 배열방식

• 자연식(Natual system): 자연지형에 따라 암거가 매설되며 배수지구 내에 습지가 잠재하고 있을 경우 암거가 이들의 장소에 연결도록 설치한다.
• 빗식(Gridion system): 암거의 배열방식 중 집수지거를 향하여 지형의 경사가 완만하고, 같은 습윤상태인 곳에 적합하며, 1개의 간선집수지 또는 집수지거로 가능한 한 많은 흡수거를 합류하도록 배열하는 방식
• 차단식(Intercepting system): 암거의 배열방식 중 인접한 높은 지대 또는 배수지구를 둘러싼 높은 지대에서의 침투수를 차단할 수 있는 위치에 암거를 설치하는 방법으로 이에 의하여 배수지구 내에 침투수가 나타나는 것을 방지하는 방식
• 집단식(Grouping system): 습윤상태가 곳에 따라 여러 가지로 변화하고 있는 배수지구에서는 습윤상태에 알맞은 암거배수의 양식을 취한다. 이와 같이 1지구 내에 소규모의 여러 가지 양식의 암거배수를 많이 설치한 암거의 배열방식
• 어골식(Herringbone system): 폭이 좁고 길게 늘어진 凹지의 중앙에 집수지거가 가로 배치되어 있고 흡수거가 그 양쪽에서 합류하여 물고기의 뼈와 같은 방식
• 2중간선식(Double main system): 빗식을 수정한 것으로 배수지구 중앙부에 폭이 넓은 평평한 凹지, 늪지 같은 습지가 가로 놓여 경사면에서 소량의 침투수가 흐르고 있는 특수한 배수지구에 사용된다.

  (2)암거 매설방식

   : 교통량이 많은 고속도로 및 철도하부로 횡단하여 암거구조물을 설치할 경우, 상부교통에 지장을 주지 않고 하부를 통과하는 터널공사가 일반화되고 있다.

• 프론트잭킹공법(Front Jacking method): 철도, 수도, 도로 등의 횡단, 기타 개착공법이 곤란한 경우에 사용하는 것이며, 소구경의 강관을 입갱 사이에 삽입하거나 또는 당김으로써 토중에 관을 매설하는 공법
• 프론트실드공법(Front sheid method): 한쪽의 견인설비에 의해 Shield tail) 내에서 세그먼트(Segment)를 조립하고 본바닥과의 공극에는 진충재를 주입하여 터널을 구축하는 방법
• 프론트세미실드공법(Front semi sheid method): 흄관을 사용하므로 세그먼트(Segment)의 조립이나 2차 복공 등의 시간이 절약되고 Shield method 보다 대단히 간단한 공법
• 관추진공법(Pipe pushing method): 연직굴착벽에 수평방향인 수평구멍을 파고 가동용 가압판을 결합한 매설관을 잭키로 밀어 넣어 부설하는 공법으로 터널공사에 사용되는 Shield method과 유사한 공법이다.

 암거에서는 암거의 배열방식과 암거의 매설방식의 종류를 쓰라고 하는 문제가 출제되었으니 유념해서 암기합시다.