1. 범위
부모멘트 또는 전단력에 대한 저항력이 부족한 기존에 존재하는 지중 철근콘크리트 박스구조물의 우각부 등에 프리플렉션이 도입된 강재를 설치하여 구조적 안정성을 향상시키는 보강 공법이다
2.내용
콘크리트 박스구조물 내부의 우각부(슬래브와 벽체사이)에 프리플렉션이 도입된 보강재를 설치하여 토압하중에 대응하는 가압력이 도입되어 외력하중을 저감시키고 단면저항력을 증대시켰다.
강재는 형강을 가공 제작하여 경제성이 우수하면서 현장 시공이 간편하고 구조물과 일체화를 통해 높은 구조적 안전성과 박스 내부의 공간 확보가 용이한 보강공법이다.
3.구조안정성
본 공법은 지중박스구조물의 모서리(우각부-슬래브와 벽체사이)보강공법으로 공사비가 과다하게 발생하는 지반굴착등을 피하면서 내부공간을 효율적으로 사용하여 부재의 구조적 안정성(휨, 전단)을 향상 시키는 보강공법이다.
공법의 원리는 강재의 탄성복원력(프리플렉스)성질을 이용하여 기존 외력의 반대방향으로 가압력을 발생 시켜 외력저감 효과가 뛰어나고, 보강재 형상에 따른 단면증대효과를 발휘할 수 있어 추가하중에 대한 저항이 가능하여 보강하고자 하는 구조물의 추가하중 및 지진시에 대한 구조적 안정성을 향상 시킬 수 있다.
4.시공용이성 및 안전성
본 공법은 기성강재를 가공, 제작하여 제작이 용이하며, 프리플렉스 하중 도입 및 보강재 설치시 별도의 중장비 없이 건설 소공구 등으로 설치가 가능하며, 시공 전문 소인력으로 충분한 시공이 가능하여 시공성이 용이하다.
또한 보강재 제작 및 설치 공정을 동시에 병행하여 공기단축이 가능하며, 보강재 전문 제작공장에서 별도의 품질관리를 통해 제작되어 품질안정성 확보가 가능하다.
5.품질관리 및 유지관리
본 공법의 보강재는 공장제작과 현장설치로 나누어지며 해당 단계에 철저한 품질/유지관리를 거친다.
공장제작의 경우 재료(기성강재)입고시 KS규격에 맞는 기성강재인지 별도의 시험성적서를 발부받아 확인하며, 보강재 부착 및 용접후 비파괴 용접검사를 통해 품질을 확보한다. 또한 보 용융아연도금 또는 에폭시 도장을 수행하며 보강재 부식을 방지한다.
현장설치의 경우 제작된 보강재의 육안검사를 통해 불량 유무를 파악하며, 가압 및 설치시 발생한 유해한 흠집 등은 보수 등을 통하여 관리한다. 또한 설치후 유지관리 마감판을 설치하여 외부로 수분이나 유해물질이 침투 하는 것을 방지한다.
보강재는 외부에 노출되어 있어 육안관찰을 통한 유지관리가 용이하며, 보강후에도 추가되는 하중 및 외력이 발생 할 경우 추가 가압력 도입이 가능하며, 콘크리트와 완전 부착을 통해 반 영구적으로 쓸 수 있다.
위의 모든 사항은 설계단계에서 특별 시방서, 유지관리지침서, 시공계획서 등 작성을 통해 시공단계에서 발생 될 수 있는 문제점 등을 미연에 방지하고 있다.
6.기술적용 장점 및 방안
본 공법은 별도의 중장비 없이 빠른 시간안에 지중박스구조물에 대한 보강공사가 가능하며, 도시계획에 따른 상부 추가하중 발생 및 이에 따른 긴급한 보강공사 필요시 제안 될 수 있다. 또한 내진설계 미반영 및 내진설계기준 향상에 따른 내진보강 필요 구조물에 적용이 가능하며, 중요 구조물중 내부 지장물이 많은 공동구 및 시공의 제약이 있는 지하철 구조물에 대하여 지장물 이설을 최소화가 가능하고, 시공이 간편한 본 공법 적용이 제안되어진다.