교량 상판 신축이음장치 설치에 따른 피로 반복에 손상 사례.

[낚시꾼]

교량 신축이음장치 기본 구조.

교량 신축이음장치의 역사와 종류

1.Rubber Top joint, 2.ACE joint(K? 기업 개발 주행 도로 설치 빈번한 하자 발생), 3.Gai-Top joint, 4.Semless joint, 5.Trans Flex joint, 6.Mono seal joint, 7.M type joint, 8.SB joint, 9.NB joint, 10.DECK(Angle) joint, 11.ASTAR joint, 12.Neoprene compression joint seal 13.Angle joint 1980년 전후로 미국, 일본으로 부터 국내 수입 되어 설치 된 제품이다. 급속한 산업 발전으로 장대 교량이 건설 되었으며, 신축량이 큰 제품으로 Rail joint가 수입되어 설치 되기 시작 하였다, Rail joint 설치 구간은 진동을 견디지 못하고 힌지, 핀등의 조립 부속들이 분리 되어 바닥으로 떨어져 신축이음장치의 내구성에 문제가 발생하기 시작하였다.

(대한민국의 기업이 자체 개발한 신축이음장치는 단 1종류도 없다는 점이다.)

고무 신축이음장치

1980년 이후 Trans Flex joint, Mono seal joint, NB joint, GAI-TOP joint 제품등이 교량 구조물에 설치 되었으며, 시공 당시에는 주행성,시공성,경제성,수밀성에 매우 뛰어난 제품들이 설치 되었으나 1985년 이후 마모성이 좋지 않은 저질의 고무 원료로 생산 된 저가 신축이음장치가 설치 되기 시작였으며, 내구성이 떨어져 보수 교체 공사가 빈번하게 발생 하게 되었다.

(내구성이 떨어지는 제품을 설치한 동기는 건설 시공사가 너무도 잘 알고 있을 것이다.)

상판 강재형 신축이음장치의 개발 동기

1989년 내구성이 떨어지는 고무 신축이음장치의 문제점을 해결 하고자 상판 강재형 신축이음장치 웨이브라는 명칭의 신축이음장치를 최초 개발하게 되었으며, STUD BOLT와 보강 철근 용접 고정 설치에 따른 잦은 탈락이 발생 함에 따라 톱니형 앵커를 최초 개발하여 상판 강재형 웨이브 신축이음장치에 적용하여 보강 철근을 균일하게 설치 용접부 탈락 방지 응력 암배를 한층 높여 후타 콘크리트 균열이나 파손 예방  내구성을 연장하였다.

상판 강재형 신축이음장치 톱니형 앵커, 강훵거 신축이음장치 개발 이후 타사의 New 라는 명칭의 copy 강재형 신축이음장치가 도심권 교량 전역과 전국으로 확산 설치 되기 시작하였으며, 교량 형식 신축량에 따라 다양한 강재형 신축이음장치가 제안 없이 산발적으로 설치 되었던 것이다.

교량 상판 강재형 신축이음장치 1980년 설치 이후

상판 강채형 신축이음장치 신축량 #80 시공 이후.(상판 측판 용접 TYPE)

교량 상판 강재형 신축이음장치 신축량 #100 (설치 이후 거더의 처짐으로 단차 발생)

충격 하중에 겯디지 못하고 언결 유간부 함몰 이탈 도로상 돌출 사례.(H빔 가공.)

기존 신축이음장치 제작 형식:(설계 시공 중단 요청)

1.H빔 가공 맞댐 형식 스폰지 본드 접착 제작.(신축이음 전체 돌츨)

2.중앙 신축이음부 고무 SEAL BOLT 조립 제작 방식.(상판 이탈)
3.강휑거 타입 고무판 삽입.(신축이음장치 신축, 수축 상실, 배수 용도.상판 이탈)

4.상판 강채형 신축이음장치 상판 볼트 조립 방식.(볼트 부식인 경우 전체 보수.상판 이탈)

교량 상판 강재형 신축이음장치 신축량 #100 본드 접착 방식 모기업의 특허 제품으로 현재 구조물에 설치 되고 있다.

(신축이음장치 고정 STUD BOLT Φ22*200L*14EA 절단 도로상 돌출.)

현재 설치중인 교량 강휑거 타입 교대 거더 이음 연결 철판이라 할 수 있다.

교량 경간에 따라 강휑거 방식의 신축이음장치가 설치 되고 있으나 교량의 온도 수축, 건조 수축, 휨모멘트, 활,사 하중, 차량에 의한 자중등의 변위로 거더의 쏠림이나 회전등이 발생하고 있다.

교량 받침의 수평 하중, 수직 하중, 자중 과다 회전에 설계 구조상 한계가 있으며, 거더의 밀림 이나 회전에 있어 신축이음장치의 신축 기능을 할 수 있어야 하나 신축량이 큰 강휑거 타입 일수록 구조물의 변위 변형에 전혀 상관 없는 철판 연결판과 이물질 차단 오수 배수로의 용도의 고무판이 신축이음부를 차지하고 있어 교량 구조물의 변위에 여러 형태의 문제점들이 발생하고 있는 근본적 원인이다.

(교량 상부 변위에 신축을 할 수 있는 신축이음장치의 기능은 건조 수축, 온도 수축, 진동 흡수,소음, 지진, 내진,면진 시 전단 키 역활을 일부 수행 할수 있는 매우 중요한 자재라 할 수 있다.)

관련 부처 기업, 안전 진단, 신축이음장치의 주요 기능의 기본 상식이 있는지 묻고 싶다, 용접 고정 설치 시공에 고무판 경화, 포트 받침의 고정 볼트 파손의 원인도 신축 수축 할 수 없는 신축이음장치가 교량 구조물에 설치 되고 있기 때문이다.

(배수로 형식의 신축이음장치는 세계에서 대한민국 밖에 없을 것이다.)

대한민국의 교량 구조물이 썩어가는 근본적인 이유이며, 안전 사고가 발생한 경우 그누구의 책임도 아니며, 표준원, 건설 협회, KS 인증 기관, 개인 기업 제품 불량, 시공사 잘못으로 떠넘 긴다는 사실과 조달 재품을 사용 했다는 변명으로 관련 부처는 책임을 회피 할 것이다.

※신축이음장치의 기본 구성을 벗어나 교량 구조물의 상부로 부터  발생되는 변위를 받침이 전체 수용 할 수 없으며, 거동에 따른 신축, 수축, 회전, 진동, 지진, 내진, 면진, 전단 키 역활을 신축이음장치가 병행하게 된다, 신축이음장치와 교량 받침은 교량 구조물의 구성 자재로 상호 관계에 있으며, 받침의 설치 시공에 따른 자재 손상으로 처짐이나 거동 제안 시 신축이음장치 단부 단차가 발생 되어 돌출로 인한 상판 탈락과 신축이음 중앙부 함몰로 이어져 대형 참사가 발생하게 된다.

고무 신축이음장치는 표면 마모로 유관으로 확인 가능하나 상판 강재형 신축이음장치는 순간적인 충격에 상판이나 제품 자체가 도로상에 돌출 된다는 점이다.

(교량 받침, 신축이음장치 자재 1% 손상은 국민의 안전과 생명을 위협 한다.)

교량 받침의 경화나 노화로 거더의 처짐이 발생 할 경우 신축이음 거더 교대 단부 단차로 상판이 순간 탈락 안전 사고가 발생 할 수 있다.  상판 교체 보수 시 볼트 부식으로 1개의 볼트 풀림이 되지 않는 경우 보수 완료 후에도 안전을 보장 할 수 없다.    (40년간 변하지 않는 후타 콘크리트 보수 공법)

신축이음장치 중앙부 돌출에 의한 진동 충격은 포트 받침 구간인 경우 신축이음 파손이 더욱 심하다.

강 휑거 타입의 신축량이 큰 제품 일수록 중앙 연결부가 솟아 오르는 돌출 현상이 발생 한다.

(기업은 상판 교체 보수로 경제성, 시공성을 부각 시키나 볼트 부식인 경우 공사비는 배가 된다.)

교량 구조물의 신축량이 큰 강휑거 타입의 제품 적용과 불규칙적인 거동을 제어 하려는 일시 적인 방안으로 교량 하부에 전단 키를 추가 설치하고 있는 터무니 없는 공사가 이루어 지고 있다.

교량 구조물의 전단 키는 일본의 지형에 지진, 풍하, 쓰나미 자연 재해로 부터  상판이 유실 되는 것을 방지 하기 위한 보수 공법에 적용 되는 제품이다.

따라서 탄성 받침, 포트 받침 경화, 부식 , 신축이음장치 설계 적용 잘못으로 발생하는 현상으로 거더 밀림, 과다 회전등의 문제점을 해결 하고자 전단 키가 전혀 다른 용도로 교량 구조물에 설치 되고 있는 어처구니 없는 상황이 전계 되고 있는 것이대한민국 교량의 현실이다.

강휑거 타입의 신축이음장치의 신축 유간은 여러 토사물 적치로 거동이 어렵다.

(대기 상온 20℃를 기준하여 38℃이르기 까지 신축이음 중앙부 돌출 상승이 더욱 심하게 발생한다.)

(안전 진단 모기업의 적치물 처리 대안 조사 보고서에 의하면,청소기 개발이 시급한다라는 어처구니 없는 논문도 발표됨.)

신축량이 큰 강휑거 타입의 신축이음장치 일수록 토사물의 적치가 많으며, 적치물 축적과 오수 유입으로 배수가 되지 않는 경우 6T 고무판에 가해지는 무게는 1000Kg에 이르며, 고무판의 탈락 파손 시기는 6개월이나 1년으로 추정 된다.(중국 수입 고무판 사용 2개월)

사진과 같은 신축이음부 단차로 상판 볼트 파손 시 대형 사고 발생 할 수 있으며, 신축이음장치로서 기능을 할 수 없는 제품들이 설계 설치 되고 있는 것이다. (상판이 이탈 하는 사례가 발생하고 있다.)

교량 받침 용접 설치 시공에 탄성 패드 열 경화.(Metal Arc Welding)

교량 받침 Shoe Plate는 용접 구조용 압연 강재 SM490B 철판 자재를 사용 하도록 규정하고 있으나 간혹 설계 엔지니어링사와 협의 하여 SS400 철판을 사용 하기도 한다. 교량 받침 상,하 철판 Sole Plate와 Shoe Plate 용접 고정 설치 시공에 따른 용융지 모재가 녹는 쇳물 부분이며, 용적은 용접봉이 녹아 모재로 이행 될때 쇳물이다. 사용 용접봉 Φ6~Φ10 인 경우 용융지의 온도 최대 6000℃ 이르며, 실제 용접 온도는 3500℃~5000℃의 고열이 발생 하게 된다. 특히 느린 속도에서 열전도의  용접인 경우 용접 비드의 외관이 양호 하더라도 용접열 영향부의 철판 열화 범위는 더욱 넒어지며, 용접 고정 설치 시공에 따른 탄성체 열 경화 , 노화 , 보강 철판 고무 재료 분리등으로 손상 된 탄성 받침이 설치 시공 되어 왔으며, 전국 교량 구조물에 용접 설치로 신축이음 파손 교량 하부 균열이 발생하고 있는 원인이라 할 수 있다.

기존 교량 받침 교좌 장치로 Bass Plate 자체에 직접 용접 시공에 있어 탄성 패드 열 변형에 대하여 탄성체 열 손상을 방지 할 수 있는 구조의 받침이 아니며, 교량 구조물 받침 설치 시공에 열 변형 경화 된 탄성 받침이 완충 장치로서 국책 사업 교량 구조물에 설치 되어 왔다, 용접 고정 방식의 탄성 받침의 경화 손상 여부를 확인 할 수 있는 장비가 없으며, 감리 감독관의 외형 유관 확인으로 설치 시공 되고 있는 실정이다.

교량 탄성 받침의 KS F4420 .6518 표준과  탄성 받침 KS 인증 제품 교량 구조물 용접 고정 설치 시공에 대한 문제점.

※한국도로공사 표준, 한국기술표준, KS F4420 . 6518 표준은 탄성 패드 고무, 보강 철판 구성 원자재 품질에 대한 표준이며, 용접 고정 설치 시공에 따른 탄성 패드 열 경화 노화 고무 철판 재료 분리등 손상에 대한  표준 기준 없이 시공 되고 있어 교량 구조물의 교량 받침 처짐, 신축이음장치 파손 보수 교체  공사가 반복적으로 발생하고 있으며, 잦은 보수 공사로 인하여 교량 구조물의 피로 가중으로 하부 균열이 발생하고 있는 대표적인 예라 할 수 있다.

교량 받침 콘크리트 타설 시공에 탄성 패드 손상.

교량 구조물 교좌 장치 설치에 있어 콘크리트 타설 방식과 용접 고정 시공 설치 방식(고정 볼트 받침 포함)을 병행하여 설치 하고 있다. 교량 받침 콘크리트 타설 시공에 있어 보강 철근과 Stud Bolt 를 용접 고정 한다. 받침의 사양이나 하중에 따라 앵커의 수가 4개에 수십개에 이르는 받침도 있다. 앵커 고정 용접 설치로 탄성 패드를 거치 하지 않은 상태에서 시공하는 것이 탄성 패드의 경화 손상을 최소화 할 수 있는 시공 방법이다. 용접 시공에 따른 패드 손상으로 일체형 탄성 받침 들뜸현상, 탄성 패드 부반력 상실 이탈, 탄성 패드 균열, 패드 처짐, 열 경화 탄성력 상실, 열화로 인한 금속 디스크 받침 처짐 고무판 경화로 완충장치로 외부 변위에 대응 할 수 없으며, 탄성 받침 설치 구조물 보다 금속 받침 설치 구조물에 균열 파손이 심각하게 나타나는 이유라 할 수 있다. (탄성 패드 KS 품질 인증 제품은 교량 구조물 설치 시공에 대하여 용접 열 변형에 전혀 고려하지 않은 제품이며, 설치 시공 방법에 따라 콘크리트 타설 탄성 받침 표준, 용접 시공 탄성 받침 손상에 대한 표준을 개별 제정 하여야 한다. 또한, 용접 시공에 손상 변형이 발생하지 않는 탄성 받침이나 용접 열 차단 System 형식의 교좌 장치를 설계 적용 자재 개선이 필요하다.

교량 받침 용접 고정 설치에 대한 탄성 패드 손상. 교량 구조물 하부 균열 현상

한국도로공사 표준, 한국기술표준 KS F 4420 . 6518 기준 표준은 탄성 패드 원자재 표준으로 탄성 고무 패드에 대한 품질만을 KS 인증 표준으로 하고 있다는 점이다. 탄성 패드, 상, 하  Shoe Plate로 구성 되어 교좌 장치라 명칭하고 있다. KS 인증 표준에 교좌 장치는 100% 콘크리트 타설 방식으로 설치 시공하여야 한다.  KS 인증 품질 기준에 준하는 정상적인 탄성 받침이 교량 구조물에 설치 되어 외, 내부 변위를 수용하여 정상적인 완충 장치로서의 기능을 수행하게 된다.

교량 구조물 교좌 징치 설치에 있어 일반적으로 90% 이상  용접 고정 설치 방식을 적용하고 있는 실정이다. 교좌 장치 상, 하Shoe Plate와 Sole Plate 고정 시키는 방식으로 Bass Plate 자체에 용접 시공을 하게 된다. 용접 시공 부에 발생 되는 온도는 상시 3500℃~5000℃ 고열이 발생하며, 최대 6000℃ 이른다. 한국도로공사 표준, 한국기술표준 KS F 4420 . 6518 KS 탄성 고무 패드 제품 인증 표준 기준은 용접 설치 시공에 치명적이라 할 수 있다. 받침 설치 시공에 따른 용접 고열로 인하여 기존 KS 인증 탄성 받침은 보수 교체 공사와 동시에 열 경화 노화 보강 철판 재료 분리등의 변형 손상 된 교좌 장치가 교량 구조물에 설치 시공 되었던 것이다. KS 인증 제품 표준과 용접 시공 고열에 겯딜 수 있는 턴성 패드 표준이 아니 였다는 점이다. 따라서 현재 용접 설치 시공 교좌 장치는 열 변형의 손상 된 받침이 국가 기반 시설을 지탱하고 있는다는 결론을 내릴 수 있다. 변형 된 받침 설치로 받침 처짐, 패드 균열, 패드 이탈, 신축이음장치 단차 충격 진동 굉음 발생 후타 콘크리트 크렉 오수 유입 신축이음 파손 이탈, 받침부 콘크리트 박리 철근 노출 부식 백태 현상, 받침 외,내부 부식 거동 불능, 고정 볼트 부식 파손, 이동 제안 키 탈락, 상판 거더 과다 회전 방호벽 콘크리트 파손, 거더 쏠림 현상과 하부 콘크리트 파손, 고열에 겯딜 수없는 KS 인증 표준 탄성 받침으로 인하여 1개 지역 지자체 126개 교량 하부 균열이 발생하고 있는 현상이 현실로 나타나고 있다. 관계 부처 국토교통부, 한국도로공사, 한국기술표준원, 대한토목학회, 서울시건설본부, 각지방 견설본부, 각지방도로관리 사업소, 시청, 도청, 공기업, 설계 엔지니어링사등 교량 구조물 탄성 받침, 신축이음장치에 관련하여 신중한 검토와 자재 개선에 대처 방안이 요구 된다.

(KS 인증 탄성 받침 제품이 어떤 방식으로 시공 되어도 문제가 없을 것이라는 관계자의 생각이 엄청난 사태를 낳고 있다.)

※한국기술표준원 KS F4420 .6518 탄성 패드, 철판,고무 구성 자재에 대한 KS 인증이며, 기존 KS 인증 탄성 받침은 교량 구조물에 제품 자체에 용접 고정 시공 할 수 없는 제품이 설치 되었던 것이다.

교량 상판 강재형 신축이음장치 이탈 현장에 생명을 위협 받았으며, 국민 누군가 희생 되는 것을 방지 하기 위하여 사진 동영상을 공유 하려는 것이다,

또한, 전문 생산 기업이 아닌 비전문 기업의 무작위 적인 공급을 차단하기 위함이다.

※특허명:슬라이딩 탄성받침 (탄성 받침 용접 열 변형 방지.)

 Bridge Sliding Elastomeric Bearing  (특허제:10-1201957호)

※탄성 받침 이탈 방지.

Prevent Slippery Pad System (특허제:10-1338774호)

※교량 받침으로 한국도로공사 표준, 한국 기술 표준원의 KSF 4420, 6518. KS 인증 제품은 탄성 고무 패드 원자재에 대한 표준이며, 설치 시공에 용접 고열에 탄성 패드 손상에 대한 표준이 아님을 검토 하여야 하며, 용접 시공에 있어 받침의 내부 구성 자재의 열화로 인한 소성 변형에 대하여 면밀한 분석과 표준이 필요하다,

따라서 교량 구조물 교량 받침 파손, 신축이음장치 이탈, 하부 균열에 대한 원인 파악과 해결 방안에 접근 할 수 있을 것이다.

대한민국 정부 조달 교량 구조물, 철도, 건축구조물 받침에 설계 적용 되고 있는 KS 인증 기업의 교량 받침을 교량 구조물에 SOLE PLATE에100% 직접 용접 시공 하고 있어 용접 고정 설치 구간에 용접 열로 인하여 받침 경화, 노화, 철판 고무 재료 분리 박리등의 치명적인 열 손상 데미지가 발생한 상태에서 40년간 점부 조달 기업 제품으로 국책 사업에 사용 되고 있다. 정부 조달 기업의 교량 받침 KS 품질 인증 기업의 제품은 국가 기술 표준원 교량 받침 제품에 대하여 KS 품질을 인정하고 있다. 국책 사업에 교량 구조물 교량 받침으로 설계 되어 건설사가 교량 구조물에 교량 받침 자체에 직접 용접 고정 설치 시공 하고 있으며, 정부 조달 KS 인증 기업의 교량 빋침을 용접 시공에 용접 취부에서 고열이 발생하여 탄성 패드, 일체형 상, 하 고무 철판에 전달 되어 고무 철판이 분리 박리 되는 하자가 발생하게 된다. 

탄성 패드의 전달 되는 경우 경화, 노화, 탄성 패드 내부에 삽입 되어 있는 보강 철판과 접착 부분이 재료 분리 박리등으로 고무가 들뜨는 형상이 발생하게 되어 있다. 국책 사업에 설계 적용 되고 있는 KS 인증 기업의 교량 받침은 용접 시공에 탄성 패드나 일체형 접착 부분을 분리 시키는 치명적인 열 손상 된 변형 받침이 교량 구조물을 지지하게 된다. 국책 사업에 설계 시공 되는 KS 품질 인증 기업의 교량 받침은 용접 설치 시공에 발생 되는 고열에 탄성 패드 , 일체형 접착면 탈락 열 변형이 발생 하게 하게 되어 있으며, 교량 받침 용접 고정 시공에 교좌장치의 열 손상을 방지 혀여 교량 받침의 손상을 최소화 할 수 있는 구조의 받침이 아니며, 교량 구조물에 교량 받침을 용접 고정 설치 시공상에 용접 열에 탄성 패드의 손상을 방지 하는 열 변형에 대한 KS 인증이 아니라는 사실이다.

국책 사업에 설계 적용 되고 있는 KS 인증 기업의 교량 받침은

교량 구조물에 100% 용접 시공 되고 있으며, 교량 받침 용접 시공에 교좌장치의 열 손상을 방지 할 수 있는 KS 인증 기업의 교량 받침은 용접 시공이 가능한 구조의 제품도 아니며, KS 품질 인증의 조달 교량 받침이 용접 시공이 가능한 받침으로 인식 되어 21세기에도 기준이나 표준이 전혀 없는 상태에서 첨단 도로라는 미명하에 설치 되고 있다. 용접 시공 설치 된 교량 구조물의 안전 점검 전수 조사가 필요하며, 교량 구조물에 공급 되고 있는 정부 조달 KS 인증 기준이 제품에 대한 인증이며, 용접 시공에 대한 인증 기준이 아니라는 사실이다. 

1970년대 일본, 미국 기업의 기술의 교량 받침이 조달 제품으로 공급 되기 시작 하였으며, 용접 시공이 가능한 받침으로 제조사의 KS 품질 인증 기준 만으로 관련 부처, 설계사, 시공사가 용접 고정 설치 시공에 시공상 받침의 데미지를 고려하지 않은 상태에서 교량 구조물에 설치 하여 왔으며,지진, 내진, 면진, 진동, 충격, 수직 하중, 수평 하중, 내하력, 크리이프, 부반력, 자중, 회전등의 외적 변위나 교량 구조물의 신축 수축 온도 내적 변위를 모두 수용 할 수 있을 것으로 판단 하고 있다는 사실에 할 말을 읽을 뿐이다.

국책 사업 정부 조달 제품으로 KS 품질 인증은 교좌장치 , 교량 받침을 표준 기준으로하고 있다.

교량 구조물에 교량 받침을 용접 고정 설치 시공하고 있어 고열에 교량 받침 열 손상에 대한 방지 제품이나 기준 표준이 전혀 마련 되어 있지 않은 상태에서 설치 되어 왔으며, 열변형 변위가 발생한 받침을 시공한 교량 구조물에는 상판 거더 균열, 상판 처짐, 교각 크렉, 받침 파손, 고정 볼트 부식 탈락, 신축이음장치 교체 보수등의 하자가 지속적으로 발생하고 있으며, 보수 교체 보수 보강 공사가 년중 행사로 국민의 세금을 낭비하고 있으며, 국민의 생명과 직결 되는 만큼 인재로 인한 사고가 발생하지 않았으면 한다.

전문 기업의 특화 제품만이 정부 예산을 절감 할 수 있으며, 국민의 안전과 생명을 지킬 수 있을 것이다.

감사합니다.

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