표제지
목차
요약문 11
ABSTRACT 12
제1장 서론 13
1.1. 연구배경 및 목적 13
1.2. 연구 내용 및 방법 14
제2장 PSC BOX 거더교 현황 16
2.1. PSC BOX 거더교 특성 16
2.1.1. PSC BOX 거더교 개요 16
2.1.2. 가설공법별 특성 22
2.2. 고속도로 PSC BOX 거더교 현황 27
2.2.1. 고속도로 PSC BOX 거더교 건설 현황 27
2.2.2. 고속도로 PSC BOX 거더교 유지관리 현황 29
2.2.3. PSC BOX 거더교 유지관리 제도 분석 31
2.3. PSC BOX 거더교 열화ㆍ손상 사례 35
2.3.1. 고속도로 PSC BOX 거더교 열화ㆍ손상 사례 35
2.3.2. 국내ㆍ외 PSC BOX 거더교 열화ㆍ손상 사례 37
2.4. 소결 39
제3장 PSC BOX 거더교 열화ㆍ손상 특성 41
3.1. 정밀안전진단 보고서 분석 41
3.1.1. 정밀안전진단 보고서 수집 현황 및 분석 방법 41
3.1.2. 정밀안전진단 보고서 분석 결과 48
3.2. 고속도로 PSC BOX 거더교 현장조사 51
3.2.1. AA교량 현장조사 결과(2019) 51
3.2.2. BB교량 현장조사 결과 55
3.3. 주요 열화ㆍ손상 영향 인자 분석 60
3.3.1. 제설환경 노출등급 영향 60
3.3.2. 교면포장 형식 영향 62
3.3.3. 교면포장 개량과 제설환경 노출등급 상관관계 63
3.4. 주요 열화ㆍ손상 발생 원인분석 64
3.4.1. 상부플랜지 열화 원인 64
3.4.2. 상부플랜지 하면 종방향 균열 원인 67
3.5. 소결 68
제4장 PSC BOX 거더교 주요 열화ㆍ손상을 고려한 구조해석 69
4.1. 구조해석 방법 및 시나리오 69
4.1.1. 구조해석 방법 69
4.1.2. 구조해석 시나리오 70
4.2. 구조해석 결과 72
4.2.1. 열화 초기 및 중기(시나리오 1, 2단계) 72
4.2.2. 내부텐던 부식 파단에 따른 안전성 검토 74
4.3. 내구성해석 결과 76
4.4. 상부플랜지 종방향 균열 해석 77
4.4.1. 균열발생 원인 규명을 위한 해석적 검토 77
4.4.2. 상부플랜지 종방향 균열폭 계산 79
4.5. 소결 84
제5장 체수영역 표출 프로그램 개발 86
5.1. 개발배경 86
5.2. 체수영역 표출 프로그램 개발 87
5.2.1. 프로그램 알고리즘 87
5.2.2. 체수영역 표출 프로그램 89
5.3. 프로그램 적용 및 검증 90
5.4. 활용방안 및 고찰 92
제6장 PSC BOX 거더교 유지관리 방안 93
6.1. 개요 93
6.2. 상태평가 기준 개선(안) 93
6.3. 설계단계 상부플랜지 하면 종방향 균열 제어 방안 95
6.4. 교면포장 개량사업 사업계획 수립절차 개선(안) 98
6.5. PSCB 거더교 유지관리 매뉴얼 100
제7장 결론 101
참고문헌 103
판권기 108
표 2.1. 공법에 따른 형고비 19
표 2.2. 교폭 및 실(Cell) 수에 따른 형고비 19
표 2.3. PS강연선(7연선)의 강도에 따른 종류 및 호칭 규격 20
표 2.4. 부착 및 비부착식 포스트텐션 공법 특성 20
표 2.5. PSC박스거더교에 대한 주요 가설공법 개요 23
표 2.6. FSM 적용지간 및 장ㆍ단점 24
표 2.7. FCM 적용지간 및 장ㆍ단점 24
표 2.8. MSS 적용지간 및 장ㆍ단점 25
표 2.9. ILM 적용지간 및 장ㆍ단점 25
표 2.10. PSM-FCM 적용지간 및 장ㆍ단점 26
표 2.11. PSM-SBS 적용지간 및 장ㆍ단점 26
표 2.12. 고속도로 PSCB 거더교 종합등급 현황 30
표 2.13. 철근콘크리트 바닥판 상태평가 기준 32
표 2.14. 프리스트레스 콘크리트 거더 상태평가 기준 33
표 2.15. PSCB 거더교 관련 자체 방침(한국도로공사, 1998~2019) 34
표 2.16. PSCB 거더교 손상 사례 38
표 3.1. 열화ㆍ손상 정도 구분 지표(세부지침, 바닥판 상태평가 기준 참조) 44
표 3.2. PSCB 거더교 열화ㆍ손상 발생 위치별 유형과 원인 44
표 3.3. 상부플랜지 하면 교축방향 균열 및 백태의 가설공법 및 환경조건에 따른 분포 60
표 3.4. PSCB 거더교 상부플랜지의 열화손상 주요 인자 66
표 3.5. PSC박스거더 내부 상부플랜지의 교축방향균열 발생 특성 67
표 4.1. 상부플랜지 열화ㆍ손상에 따른 구조해석 시나리오 71
표 4.2. 상세해석 시 손상면적 및 손상정도 71
표 4.3. 압축강도 저하 및 단면손상에 따른 상세해석 결과 73
표 4.4. 지점부 긴장재 손상 정도에 따른 상ㆍ하연 응력 74
표 4.5. 균열 및 비균열 상태의 철근 부식개시 내구성 해석 결과 76
표 4.6. 구속 변형률 및 균열 검토결과 80
표 4.7. Gilbert Model을 이용한 균열 검토 결과 84
표 6.1. 세부지침 일부개정(안) 검토의견 제안 내용(2021.10 국토안전관리원 제출) 94
표 6.2. 균열 제어를 위한 최대 철근 지름(현행 한계상태설계법) 96
표 6.3. (예시) Gilber Model 활용 철근비에 따른 균열폭 검토결과(H16) 96
표 6.4. (예시) Gilber Model 활용 철근직경에 따른 균열폭 검토결과(ρ = 0.010) 97
표 6.5. 철근직경 및 간격에 따른 균열폭 검토결과 97
그림 2.1. PSCB 거더교의 종단면 기본 형태 17
그림 2.2. PSCB 거더교의 횡단면 기본 형태 18
그림 2.3. 내부 긴장 교량의 종단 개요 예시 21
그림 2.4. 내부 긴장 교량의 횡단 개요 예시 21
그림 2.5. 외부 긴장 교량의 종단 개요 예시 22
그림 2.6. 외부 긴장 교량의 횡단 개요 예시 22
그림 2.7. 고속도로 PSCB 거더교 현황 27
그림 2.8. 고속도로 PSCB 거더교 노선별 현황 28
그림 2.9. 고속도로 PSCB 거더교 가설공법 현황 28
그림 2.10. 고속도로 PSCB 제설환경 노출등급 Class별 지역분류 현황 29
그림 2.11. 고속도로 PSCB 거더교 최대 경간장 현황 29
그림 2.12. 고속도로 PSCB 거더교 공용년수 30
그림 2.13. 교면개량 횟수별 PSCB 거더교 개소수 및 평균 공용연수 31
그림 2.14. PSCB 거더교 관련 자체 방침 시계열표(한국도로공사, 1998~2019) 35
그림 2.15. 지정교 열화손상 사례 36
그림 2.16. 금강대교 열화손상 사례 36
그림 2.17. 강일IC3교 열화손상 사례 37
그림 3.1. 정밀안전진단 보고서 수집 현황 42
그림 3.2. 차수별 정밀안전진단 보고서 수집현황 42
그림 3.3. PSCB 거더교 열화ㆍ손상 유형 분류에 따른 분석 결과 43
그림 3.4. PSCB 거더교 열화ㆍ손상 유형 분포 48
그림 3.5. 가설공법에 따른 열화ㆍ손상 유형 분포 49
그림 3.6. 환경조건에 따른 열화ㆍ손상 유형 분포 49
그림 3.7. 손상정도에 따른 열화ㆍ손상 유형 분포 50
그림 3.8. 상부플랜지 하면 교축방향 균열 및 백태의 가설공법 및 환경조건에 따른 분포 51
그림 3.9. 제설환경 노출등급별 상부플랜지 열화ㆍ손상 분석 결과 61
그림 3.10. 교면포장 형식별 상부플랜지 열화ㆍ손상 분석 결과 62
그림 3.11. 교면개량 횟수별 PSCB 거더교 개소수 및 평균 공용연수 63
그림 3.12. 준공년도별 교면개량 현황 및 제설환경 노출등급 분포 64
그림 3.13. 상부플랜지 하면의 손상 발생 현황 65
그림 3.14. PSCB 거더교 열화 발생 매커니즘 66
그림 4.1. 해석대상 교량 단면도 70
그림 4.2. 상세해석 모델 및 해석결과(예시) 72
그림 4.3. 상부플랜지의 구속변형률에 의한 모멘트 78
그림 4.4. 구속변형률에 의한 균열 검토결과(Response 2000) 78
그림 4.5. 구속된 직접인장 부재의 초기 균열 발생 시 응력(R.I. Gilbert, 2001) 81
그림 5.1. 교면개량 사업계획 수립절차(한국도로공사 구조물처, 2021.2) 86
그림 5.2. 체수영역 표출 프로그램 기본 개념 88
그림 5.3. 체수영역 표출 프로그램 알고리즘 88
그림 5.4. 체수영역 표출 프로그램 예시 89
그림 5.5. 체수영역 표출 프로그램 활용 절차 89
그림 5.6. 체수영역 표출 프로그램 분석 결과 예시 90
그림 5.7. 체수영역 표출 프로그램 활용 BB교 분석 결과 91
그림 5.8. BB교 GPR 조사 결과 열화면적 91
그림 5.9. BB교 갓길부 열화부 제거 이후 철근노출 조사 결과 91
그림 5.10. BB교 GPR 조사 열화 면적, 체수영역 및 철근노출 조사 결과 비교 92
그림 6.1. 구속 건조수축으로 인한 균열폭 계산을 위한 프로그램 작성 예시 95
그림 6.2. 철근직경 및 간격에 따른 균열폭 분포 97
그림 6.3. 교면개량 사업계획 수립절차[한국도로공사 구조물처-574(2021.2.23.)] 98
그림 6.4. PSCB 거더교 교면포장 개량사업 사업계획 수립절차 개선(안) 99
그림 6.5. 고속도로 PSCB 거더교 유지관리 매뉴얼 구성 100