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1. 교 량 1.1 총설 가. 개 요 교량이란 도로, 철도, 하천, 계곡, 호수, 해안과 다른 도로, 철도, 수로, 건물, 시가지등의 위를 건너기 위하여 가설되는 구조물의 총칭이다.
다. 교량의 종류 교량은 용도, 사용재료, 노면위치, 평면형상, 가설지점, 구조형식, 설계하중 등에 따라 다음<표2.1.1>과 같이 분류할 수 있다. 표 2.1.1 교량의 종류
1.2 유지관리 가. 개 설 교량 유지관리는 교량의 현상을 파악하여, 이상 및 손상을 조기에 발견하고 적절한 조치를 취함으로써 사용자의 안전하고 원활한 교통흐름을 확보함과 동시에 향후 교량의 유지관리에 필요한 자료를 얻는 것으로 다음과 같다. (1) 교량의 안전성을 확보하고, 설계목적에 부합되도록 한다. (2) 손상을 조기에 발견하고, 향후 발생될 손상을 예측한다. (3) 교량의 상태를 체계적이고 주기적으로 기록한다. (4) 축적된 점검결과를 분석을 통해 향후 설계, 시공될 교량의 개선을 기대할 수 있게 한다. (5) 보수, 보강, 개축 등의 의사결정에 필요한 자료를 제공한다. (6) 점검결과의 전산관리 등을 통해 합리적인 유지관리 계획을 수립하여, 예산의 최적 분배가 가능하게 한다. 교량 유지관리의 형태는 다양하지만 그 중에서 가장 기본이 되는 것은 교량의 현상을 주기적인 현장 점검을 통해 파악하고, 교량의 안전성과 사용성에 악영향을 미칠 손상을 예방하거나 조기에 발견하여, 적절한 조치를 취함으로써 이용자에게 안전한 교량통행을 보장하는 것이다. 축적된 점검결과를 분석하면 변해가는 교량의 상태를 예측할 수 있고, 이에 따라 적절한 유지관리 계획을 수립할 수 있게 된다. 또 유지관리면에서 교량의 설계, 시공상의 문제점과 개선점이 파악되어져서 유지관리를 고려한 설계ㆍ시공을 가능케 하며, 결과적으로 교량의 수명을 연장시키게 된다. 이에 대하여는 "시설물유지관리지침 (건설교통부 97.8판)"을 참고한다. 나. 유지관리의 중요성 교량은 적절한 유지관리를 통하여 수명기간 동안 구조물로서의 안전성과 도로로서의 기능을 유지할 수 있다. 그러나 유지관리 소홀로 부분 파손 또는 붕괴 발생될시에는 인명과 재산에 막대한 손실은 물론 사회적 물의를 일으키게 된다. 교량의 수명은 물리적, 기능적, 경제적 수명으로 구분하여 결정하며 이중 경제적 수명은 대개 40∼50년으로 생각하고 있으며, 물리적 수명은 뉴욕의 부루클린교나 스코트랜드의 포스 철도교에서와 같이 개통이후 100년이 경과한 현재까지 건재한 것을 볼 때 교량 유지관리의 중요성을 새삼 느끼게 하고 있다. 다. 유지관리 업무의 흐름
1.3 점 검 가. 점검의 목적 교량관리의 출발점은 점검에 있다. 점검은 정기적으로 시행하여야 하며 이상이 발견되면 그 원인이 어디에 있는지 그리고 교량에 어떠한 영향을 미치고 있는지를 조사하여 되도록 빨리 보수를 하여야 하며 경우에 따라 내하력을 검토하여 자동차의 하중제한에 대하여도 고려하여야 한다. 교량의 안전관리를 위한 점검은 "시설물 안전관리에 관한 특별법"에 따라 실시한다. 교량점검의 목적은 다음과 같이 나누어 볼 수가 있다. (1) 교량의 상황을 파악하여 교량의 결함, 파손 등의 이상을 조기에 발견한다. (2) 교통의 상황을 파악하여 안전하고 원활한 교통을 확보하기에 문제가 없는지 조사한다. (3) 교량의 부정사용, 불법점유 등을 조사하여 지도 단속한다. (4) 긴급을 요하는 이상이 발견될 경우에는 긴급조치가 되도록 태세를 갖춘다. 나. 점검 종류 교량점검 업무는 일상점검, 정기점검, 긴급점검, 정밀안전진단, 추적조사를 말한다. 1. 일상점검 일상점검은 손상의 조기 발견을 도모하기 위해 정기적으로 실시하는 육안점검을 말한다. 2. 정기점검(정밀점검) 정기점검(정밀점검)은 교량의 안전성을 확보하기 위해 정기적으로 실시하는 정밀육안 점검 및 장비를 이용한 점검을 말한다. 3. 긴급점검 긴급점검은 태풍, 집중 호우, 폭설 등의 재해가 발생한 경우, 긴급한 손상이 발견된때 또는 관리주체가 필요하다고 판단하는 경우에 실시하는 정밀 육안점검 및 장비점검을 말한다. 4. 정밀 안전진단 정밀 안전진단은 교량의 안전성과 내하성을 파악하기 위해 실시하는 정밀 육안점검, 장비점검 및 재하시험 등을 실시하는 진단을 말한다. 5. 추적조사 추적조사는 교량의 손상 원인을 위의 점검 및 진단을 통해서도 파악할 수 없는 경우와 손상을 장기간 관측할 필요성이 있는 경우에 계측기 또는 인력을 이용해 교량의 장기거동을 관찰하고, 그 원인을 파악하기 위하여 실시하는 조사를 말한다. 다. 점검시기 점검 실시시기는 다음과 같다. -일상점검 ; 분기별 1회 이상 실시 -정기점검 ; 매년 1회 이상 실시 -긴급점검 ; 관리주체가 필요하다고 판단하는 경우에 실시 -정밀 안전진단 ; 매 5년마다 1회 이상 실시하며, 관리주체가 필요하다고 판단하는 경우에도 실시 -추적조사 ; 관리주체가 필요하다고 판단하는 경우에 실시 라. 점검장비 점검에 사용되는 점검장비는 일상적 휴대장비, 접근장비, 비파괴 점검장비로 구분된다. 각 단계별 사용장비는 다음과 같다. -일상점검 ; 일상적 휴대장비 및 간단한 접근장비를 이용 -정기점검 ; 일상적 휴대장비, 접근장비 및 간단한 비파괴 점검장비를 이용 -긴급점검 ; 일상적 휴대장비, 접근장비, 비파괴 점검장비를 이용 -정밀 안전진단 ; 일상적 휴대장비, 접근장비, 비파괴 점검장비 및 각종 정밀 계측 장비를 이용 -추적조사 ; 비파괴 점검장비 및 계측 장비를 이용 점검장비는 다음 <표 2.1.2> 과 같이 구분된다. 각 점검장비에 대한 상세한 사항은 관련 문헌 등을 참조하여 장비 특성 및 시험법을 숙지해야 한다. 표2.1.2 점검장비
라. 점검요령 점검자는 중점적으로 해야할 사항을 숙지하고, 점검 해야할 사항과 검검시 발견한 결함이 교량의 역할에 미치는 영향에 대한 판단을 할 수 있어야 하며, 결함에 대한 복구방법에 대하여도 몇가지 방안을 생각하고 현장여건을 개략 조사하여 추후 복구방법 결정시 지장이 없도록 하여야 한다. 교량점검시는 대상부위에 가능한한 접근하여 점검함으로써 손상을 조기에 발견할 수 있다. 점검수단은 육안관찰에 의한 것으로 하고 육안관찰이 불충분한 경우에는 쌍안경이나 카메라 등을 사용하고 필요한 경우에는 확대경, 줄자 등을 이용하여 손상의 위치, 방향, 크기를 측정하고 사진촬영이나 스케치 등에 의하여 기록한다. 또 대상구조물에 따라서는 차량통과시의 이상음과 테스트 함마에 의하여 손으로 감지하거나 청각에 의하여 손상을 발견할 수 있다. 점검시 공종별 착안사항을 살펴보면 다음과 같다. 1. 콘크리트 구조물 (1) 상부공 균열이 발생되어 있는 경우에는 크랙계이지 등에 의하여 측정하며, 손상부위를 표시하고 날짜를 기록하여 사진촬영 또는 스케치에 의하여 기록을 남겨둔다. (2) 하부공 침하, 이동, 경사 등을 발견하기 위하여 대상구조물의 육안관찰외에 인접구조물의 상황, 거더 받침부의 유간 등을 종합적으로 판단하는 것이 좋다. 또 하상저면과 세굴에 대해서는 준공도면을 기준으로 교대, 교각 측면의 변형, 파손흔적을 측정, 스케치하는 것이 좋다. 2. 강 구조물 대형차량 통과시의 이상처짐, 진동 또는 이상음에 의하여 손상이 조기에 발견되는 경우도 있다. 보울트의 탈락이 발견된 경우, 그 교량의 보울트 전체를 조사하거나 전체조사가 곤란할 경우, 연결부 1개소당 1본 이상 또는 30%이상 추출조사를 실시하는 것이 좋다. 햄머의 타격으로 이완상태를 판정하기가 곤란한 경우는 토오크렌치로 조사할 필요가 있다. 3. 도 장 우선 대상부재를 전체적으로 관측 가능한 위치로부터 도장의 노화현상을 관찰하고 그 다음에 도장의 이상이 발생된 부위에 가능한한 접근하여 관찰한다. 이때 가능하면 손가락으로 만져보고 도막의 활착도를 조사하며 녹이 발생된 부위에 대해서는 철솔을 사용하여 강재 본체의 영향에 대해서도 관찰한다. 또 박스거더 내부에 대해서도 안전에 주의하여 도장, 유수상태 등을 점검한다. 4. 바닥판 바닥판 아랫면을 전체적으로 관찰 가능한 위치에서 누수 및 백화현상 등을 중심으로 점검한다. 특히 백화현상이 집중된 부위는 탈락 등의 큰 손상을 초래할 위험이 있기 때문에 노면의 균열상황 등도 점검한다. 5. 교좌장치 육안관찰에 의하여 기능과 상황점검을 하지만 차량 통과시의 이상음, 필요한 경우 테스트 햄머로 타격하여 손으로 감지하거나, 타격시 발생하는 소리에 의하여 점검할수 있다. 6. 신축이음장치 우선 신축이음장치가 자유롭게 이동 가능하고 간격은 적당한가를 조사하며 충진재의 방수성과 상태를 조사하기 위하여 교면하부의 누수흔적을 조사한다. 신축이음 부근의 콘크리트 바닥판을 두들겨서 바닥판 속의 공극이나 박리현상을 점검할 수 있다. 7. 난간 및 연석 난간 자체의 일반적인 손상을 조사함과 동시에 난간의 수직, 수평선형을 관찰하여 하부구조의 침하나 받침의 결함 등을 조사한다. 8. 교량점검시설 교량점검을 위한 점검로, 사다리등 점검시설에 대한 부착상태, 강재 부식여부, 연결부용접 및 볼트체결상태 등을 확인한다. 바.기록유지 교량점검 양식은 "시설물의 안전관리에 관한 특별법 제13조" 및 "동법시행령 제13조"의 규정에 의하여 제정된 "안전점검 및 정밀안전진단지침(건설교통 부고시 1995-245호, 95.7.7 일자)의 세부지침(교량편)"에 따른다. 1.4 보 수 가. 파손원인 교량의 손상 및 파손원인은 다음과 같이 분류된다. 1. 외적요인 (1) 자연작용 : 기상작용, 해풍, 동결융해작용에 의하여 콘크리트의 열화, 강재의 부식등이 발생 (2) 작용하중의 증대 : 과적차량 통행, 차량?선박의 충돌사고에 의하여 파손 발생 (3) 재해 : 화재?지진에 의한 손상, 태풍에 의하여 교각기초 세굴발생 (4) 근접시공에 의한 영향 : 타 구조물의 근접시공에 의하여 교각 경사, 부등침하 발생 2. 내적요인 (1) 설계과오 : 설계계산 과오, 구조계산서와 도면의 상이등 (2) 설계상의 배력부족 : 구조물 세부 검토 부족, 우각부 등의 응력 집중, 피로응력에 대한 검토 부족등 (3) 부적절한 재료사용 : 신개발 재료의 부적당한 장소에 사용으로 사고 발생 (4) 부적절한 구조 형식 채용 : 연약 지반에 시공된 교대?교각의 경사 또는 이동 (5) 시공불량 : 용접비드 결함, 용접에 의한 과대한 초기응력 발생, 철근 피복두께 부족, 콘크리트 배합 불량, 혼화제 사용 차질 등 나. 보수방법 교량의 보수방법은 다양하다. 보수는 파손부위의 형태, 원인, 조건에 따라 시행되어져야 하며, 완벽한 보수를 위하여는 적정한 공법으로 적합한 재료로써 철저한 보수가 되어져야 한다. 1. 보수설계 보수의 최대목표는 구조물의 내하력을 손상이전으로 회복시키는데 있다. 따라서 보수설계에 있어 확실한 보수효과를 낼 수 없는 방법을 선정하는 것은 의미가 없다. 일반적으로 보수후의 효과는 판단하기 곤란한 경우가 많이 있는데 통상설계법의 연구, 시공법의 연구, 효과에 대한 여러 실험(정적 혹은 동적 재하시험등)을 통하여 효과적인 방법을 강구하고 있다. 또한 보수방법에 대한 계산은 여러 각도로 응력 상태를 검토하여 행하는 것이 좋다. 보수설계는 대상물 및 손상정도에 따라 고려할 사항이 많이 있으며 일반적인 기본개념을 열거하면 다음과 같다. (1) 강도상으로 만족하는가? 보수부위 자체에 대한 강도 검토 외에도 당초 구조계의 응력분배, 전달등이 보강한 부재의 추가로 인하여 생긴 변화에 어떤 상태를 유지하고 있는지를 검토해야 한다. (2) 시공성을 고려한 설계인가? 교통을 차단하지 않고 구조물을 보수한 경우는 활하중을 재하하게 되므로 상시 진동을 받는 상태에서 시공하게 되어 강재의 현장용접, 부재의 절단, 콘크리트품질 등을 고려하여 설계하여야 한다. 또한 교체 공사인 경우는 작업공간, 작업시간대, 자재반입 등의 제반조건을 충분히 검토하여 보수설계를 하여야 한다. (3) 보수에 의해 기존 구조물에 변형을 주지 않는가? 보수에 의해 기존 부재에 응력집중 등의 영향을 줄 수 있다. 따라서 보수설계시에는 보수에 의한 영향범위에 대하여 충분한 검토가 필요하다. (4) 경제적인 보수방법인가? 보수나 보강에 대해서도 경제적인 검토가 필요하다. 사용재료, 공정, 시공방법 등에 대 해 경제적인 면에서 검토하는 것은 설계상의 필수조건으로 여기에서의 경제적이란 금액상만으로의 경제적인 것이 아니라 시공성, 내구성 및 보수효과 등을 고려한 경제적인 의미가 된다. (5) 보수후 미관은? 보수한 후의 미관은 중요한 것으로 통행하는 사람들에게 불안감을 주지 않도록 하는 것이 필요하다.
2. 보수공법 보수공법의 선정은 파손종류와 유지보수공법을 종합적으로 검토하여 선정하여야 하며 대체적으로 파손형태에 따른 보수방법은 다음과 같다. (1) 교면포장
(2) 상판보수
(3) 콘크리트 주형보수
1.5 신축이음 장치 도로교의 신축이음장치는 교량구조 중에서 직접 차륜하중을 반복하여 받기 때문에 가장 파손되기 쉬운 부분이다. 신축이음장치의 시공 결함은 직접 통행자에게 불쾌감과 위험을 줄뿐만아니라 경우에 따라서는 교량의 구조에도 영향을 미치게 된다. 신축이음장치는 일부가 파손하면 연쇄반응적으로 다른 부분도 파손하기 시작한다. 또한 파손에 따른 타이어 소리, 금속성 소음등이 발생함으로써 소음공해 문제도 발생하게 되므로 신축이음장치에 대한 유지보수는 매우 중요하다. 가. 종 류 신축이음장치는 형식적으로 볼 때 맹이음장치, 맞댐이음장치, 고무판이음장치, 강제이음장치, 특수이음장치로 분류할 수가 있으며 이를 다시 세분하여 보면 다음과 같다.
나. 보수방법 1. 경미한 보수 (1) 신축이음장치가 이완된 경우, 그 부근의 콘크리트가 양호하면 이완된 볼트나 리벳을 제거하여 재체결해 주므로써 보수가 가능하다. (2) 콘크리트가 깨어진 경우에는 손상된 콘크리트를 제거하고 부수축 콘크리트를 보설하거나 조강 또는 초속성 콘크리트, 에폭시 콘크리트, 수지몰탈 등을 사용하여 보수한다. (3) 부등침하에 의하여 신축이음장치가 손상을 입은 경우에는 부등침하문제를 해결한 후 신축이음장치 보수를 시행하여야 한다. (4) 외부로 노출된 리벳은 재설치에 의하여 손상되지 않도록 고강도의 것을 사용하며 리벳두부를 경사지게 하는 것이 좋다. 2. 교체보수 파손이 진행되어 경미한 보수로 충분한 원상복구가 불가능한 경우는 주행상의 위험이 생기기 전에 교체공사를 하는 것이 필요하다. 새로운 신축이음장치를 선정한 경우에는 다음 항목을 고려할 필요가 있다. (1) 파손원인의 조사 (2) 유간량의 조사 (3) 거더의 구조형식과 바닥판 및 거더 단부 구조의 조사 (4) 교면포장 조사 (5) 받침부의 조사 (6) 소음, 누수방지의 필요성 보수공사를 실시하는 단계에서 신축이음장치 부근의 콘크리트를 파괴할때는 두께 부족과 유간의 이상 등이 발견될 수 있고, 당초 계획된 보수용 신축이음장치의 형상과 시공방법을 변경할 필요가 생기는 경우가 있다. 보수공사에는 신축이음장치 주위의 포장과 바닥판 등의 철거작업이 동반된다. 절삭이음장치나 줄눈판이음장치 또는 맞댐이음장치 등은 주위 포장 또는 콘크리트를 약간만 제거하여도 되나 후시공 형식, 고무형식 및 선시공 형식 중 애글보강이음장치, 보강강재이음장치에 콘크리트를 제거하여 앵커부분을 노출시켜야만 한다. 강교에 설치된 강핑거 이음장치와 강겹침이음장치에서는 주거더의 상부 플랜지까지 노출시켜야만 되는 경우도 있다. 바닥판을 철거하는 작업에서는 바닥판의 철근을 다치지 않도록 세심한 주의를 해야 하며 P.C 콘크리트교의 경우에는 거더 단부에 PC 강선의 정착장치가 집중되어 있기 때문에 특히 주의할 필요가 있다. 3. 보수 실예 (1) 절삭이음장치 보수 예 ( I ) 절삭이음장치를 고무계이음장치로 교체한 것으로서 주입줄눈재 하면의 포장면에 균열이 있고 차량의 하중에 의하여 바닥판의 모서리부에 결함이 생긴 경우이다. 또 방수 줄눈재의 위에 덮혀 있는 먼지, 모래 때문에 줄눈재가 아래로 눌려 들어가고 일부가 떨어져 나갔다. 본 예에서는 절삭 신축이음장치는 부적절하다고 판단되었기 때문에 보수시 고무 이음장치로 교체하였다.
<작업순서> ① 바닥판 위의 포장을 거더 단부로부터 약 150cm 깍아내고, 줄눈재를 제거한다. ② 바닥판의 표면을 치핑한다. ③ 줄눈부의 양면에 코너 채널을 붙인 거푸집을 양측의 포장높이에 맞추어 설치한다. ④ 에폭시계 수지원액을 프라이머로 해서 도포한다. ⑤ 수지모니터를 타설한다. ⑥ 거푸집을 제거하고 시일 고무를 넣는다.
(2) 강재이음장치 보수 예 ( II ) 강재이음장치의 거치 보수예이다. 앵커부재의 부족, 콘크리트 충진의 불충분 등의 원인으로 흉벽 부분의 후타부에 균열이 발생하였다. 원인이 앵커부분에 있기 때문에 일단신축이음장치를 해체하고 신축장치의 애커바를 증설한 후 설치하여 바로 잡는 것으로 하였다.
<작업순서> ①교대의 흉벽 콘크리트를 신축이음장치 아래까지 제거한다. ②교대에 보강 철근을 배근하고 신축이음장치에도 앵커바를 용접하여 증설한다. ③신축이음장치를 설치한다. ④수지모르터를 타설한다. (2) 강재이음장치 보수 예 (Ⅲ) 강겹침 이음장치를 강핑거이음장치로 교체하는 예로써 가설 당시 신축이음장치는 강겹침이음장치이었지만, 오랜시간 공용됨으로써 변형되고 특히 중차량의 통과시에 충격음이 있고 육안 관찰에 의해서 차량과 접하는 철판이 올라온 것으로 관찰되었다. 보수성이 용이한 것을 고려하여 본 교량에서는 중차량 교통량이 많고 또 신축이 음장치의 유간량도 비교적 크기 때문에 강제 핑거이음장치를 사용한다. 교통량이 많아 교통통제가 불가능하기 때문에 야간에 폭원의 반씩 시공하고 주간에는 복공판을 사용한다. 신축이음장치는 중앙거더 위에서 현장 용접한다.
<작업순서> ①단부 바닥판 및 연석 콘크리트를 거더 단부로부터 약 75㎝ 깍고, 구신축이음 장치를 철거한다. ②현 교량의 바닥판 철근을 거더 단부로부터 약 40㎝ 제거한다. ③새로운 신축이음장치를 설치한다. ④바닥판 단부의 하면 및 측면에 거푸집을 댄다. ⑤바닥판 단부에 보강철근을 배근한다. ⑥초속경 콘크리트를 타설한다. ⑦콘크리트를 양생한다.
1.6 교좌장치 교좌장치의 보수는 교체는 교량의 상하구조를 전체적으로 파악하여 실시하여야 하지만 특히 받침부만을 채택하여 관습적으로 실시하는 사례가 많다. 받침은 상부구조와 하부구조를 연결하는 중요한 구조물이므로 계획시 충분한 사전검토가 필요하다. 가. 보수시 고려 사항 (1) 상부구조의 형식과 칫수 (2) 받침의 특성(재질, 마찰계수) (3) 받침에 작용하는 하중 (4) 이동 및 회전량과 방향 (5) 지진의 영향 (6) 하부구조의 변위 (7) 받침의 상하부 구조에 부착과 부착부분의 보강 (8) 유지관리(방식등) (9) 미관
다. 보수방법 교좌장치의 보수는 다음과 같은 방법으로 시행한다. 1. 교침부 자체의 파손부에서 로울러의 탈락, 핀 로울러와 솔(Sole) 판의 균열은 상부구조를 잭으로 들어 올리고 새로운 받침부 또는 파손된 부재를 교체한다. 받침부의 주요 부분이 파손되었거나 상부구조를 잭으로 들어올릴수 없는 경우에는 거더를 연장하고 보강하여 새로운 받침을 설치한다. 2. 볼트, 낫트가 빠지거나 부상방지 장치가 파손되었을 때는 잭으로 들어 올리지 않고 그 부분만 교체한다. 3. 받침부 콘크리트가 파손되었을 때 상부구조를 잭으로 들어올릴수 있으면 파손된 부분을 충분히 털어내고 철근으로 보강한 다음 새로이 콘크리트를 타설한다. 만을 잭으로 상부 구조를 들어올릴수 없을 때에는 받침부 자체의 파손이 없으면 받침부 콘크리트의 폭만 확대시켜 프리스트레스를 도입시켜 보강하는 방법도 있다. 4. 받침부 콘크리트나 모르타르의 경미한 균열의 보수는 에폭시계 수지 등으로 충진하여 균열의 확대를 방지한다. 만일 받침부 콘크리트의 폭의 여유가 불충분하면 그 폭을 확대시키는 것도 바람직하다. 콘크리트 폭에 여유가 없는 경우, 특히 받침 단부에서 콘크리트 연단까지 거리가 작아 생기는 손상은 기존 교량에 많이 있으며 이의 보수는 앞절의 하부구조 편에서 언급한 바와 같이 한다. 이는 기존 콘크리트를 일부 깨어 내고 보수하는 방법이지만 기존 콘크리트는 깨지 않고 보수하는 방법은 다음(그림 2.1.7)과 같다.
받침부의 오염이 현저한 경우에는 받침부 보호용 덮개를 씌우는 것도 유효한 방법이다. 장래에 하부구조의 기초지반이 압밀침하 될 것을 대비하여 받침의 앵커보울트를 길게 연장하여 받침과 하부구조 사이에 철판을 끼울 수 있도록 한 예(그림2.1.8)이다.
라. 인상작업시의 주의사항 받침교체를 하기 위하여 시행하는 인상작업은 가장 중요하며 주의해야 할점은 적절한 시공법을 파악하는 것이다. 교량을 잭으로 들어올리는 경우는 대개 받침을 보수하거나 교체할 때, 받침부 콘크리트의 보수, 하부구조의 침하나 이동을 수정하기 위해 받침을 교정할 경우 등에 사용되고 있으며 교량을 들어올리는 데에는 연직잭을 사용하며 바닥판 전체를 들어올릴 때에는 연동잭을 사용하여 일부분에서의 급격한 상승이나 하강을 방지해야 한다. 받침부 보수시에 상부구조를 잭으로 들어올릴 경우 상부구조를 균증하게 들어 올리지 않으면 슬래브 등에 균열이 발생됨으로 주의해서 작업을 시도하여야 한다. 잭을 풀어서 상부구조를 내릴 경우도 균형을 맞추지 않으면 역시 상부구조에 손상을 주거나 잭이 파손되기 쉬우므로 신중히 작업하여야 한다. 상부구조(연속거더 지점등)에 따라서는 잭으로 들어올릴 때 발생되는 응력을 검토하지 않으면 안된다. 지점 부근에서 지점 보강재를 제거하고 시공할 경우는 거더에 미치는 영향을 고려하여 별도의 보강대책 수립 후 시공하여야 한다. 강구조의 경우는 잭과 접촉되는 부위를 잭이 작동하는 힘에 대응하도록 보강재나 대경구 등을 설치하여 보강할 수 있다. 단순 거더의 경우 교각부에서는 신축장치가 죄우 양쪽 거더에 걸쳐 있으므로 슬래브에 예상치 않은 힘이 생기지 않도록 주의해야 하며 이때에도 연동잭을 사용하여 올라가는 양이 차이가 없도록 해야 한다. 마. 보수 실예 1. 받침부 자체를 교체한 예 교대위에 있는 가동식 받침을 교체시킨 예이다. 본 교량이 교대 기초는 나무말뚝으로 너무 오래되어 침하되고 수평 이동되어 받침부 자체의 교대 벽에 밀착된 상태였고 받침부 자체가 부식되었으며 단부의 로울러도 떨어지기 직전에 있었다. 따라서 교대 기초를 보강시킬 때 받침부 자체도 교체시켰다. (1) 받침부 자재, 앵커보울트가 부식되어 있어 내하력이 의심된다. (2) 교대 벽체 콘크리트의 재시공은 많은 교통량을 감안하여 곤란하다. (3) 받침부 밑판의 재설치는 신축 이동량 때문에 시공시의 재약을 받는다. (4) 받침부 폭의 확대는 지진 대책상으로 유리하다. 이상과 같은 이유로 받침부의 길이는 짧고 폭이 넓은 것으로 교체시키는 시공을 선택하였다. 아래(그림2.1.9)는 보수시공전과 시공후의 받침부의 측면도이다. 밑판의 치수가 기존 받침은 1120㎜×1140㎜ 이었고 교체한 새 받침은 640㎜×1410㎜이다.
2. 받침부 모르터의 재시공 예 지간 30m인 I형 거더의 받침용 모르터가 파손되어 아래(그림 2.1.10)와 같이 이를 철거하여 제거한 후 새로운 모르터를 타설한 보수 예를 제시한 것이다. 보수시공의 순서는 다음과 같다. (1) 잭위에 고임용 강판, 임시 보충용 앵글 강판 쐐기를 설치하고 볼트로 고정시킨다. (2) 잭을 받치는 부분의 모르터를 재시공한 후 잭을 설치한다. (3) 임시로 거더를 받쳐줄 강판, 쐐기를 설치하여 볼트로 고정시킨다. (4) 임시 받침 역할을 할 강판과 강재 쐐기를 설치히며 거더를 받칠 수 있도록 한다. (5) 잭으로 거더를 좀 더 다음 임시 받침구조를 조정하여 측면을 용접하여 고정시킨다. (6) 기존 모르터를 제거한 후 새로이 모르터를 타설하여 양생시킨다. (7) 잭으로 거더를 약간 들어서 임시 받침부와 임시 보강용 양글 등을 철거한다. (8) 잭을 서서히 풀어서 원래의 받침에 거더를 받친다.
3. 받침부 콘크리트의 보강과 확폭시공 예 곡선의 고가교로써 횡단 방향의 편구배를 받침부 콘크리트의 높이 차이(40∼470㎜)로 조정한 예이다. 받침부 콘크리트의 수평 철근량이 부족되었기 때문에 연직방향의 균형이 발생되었고 받침부 콘크리트의 모서리와 받침부 끝과의 거리가 5㎝밖에 안되고 모서리 콘크리트가 떨어져 있었다. 따라서 아래(그림 2.1.11)과 같이 균열의 보수와 동시에 받침부 콘크리트의 폭을 확폭시켜 지진 등의 진동시에도 낙교되지 않도록 하였다. 또 받침부 콘크리트의 양쪽 끝에 PC강봉에 배치하여 콘크리트를 타설, 양생시킨 후 이를 인장시켜 수평 철근의 부족을 보완시켰다. 시공순서는 다음과 같다. (1) 기존 받침부 콘크리트를 깨어내고 철근을 노출시킴. (2) 보강철근의 정착(에폭시수지계 접착제를 사용) (3) PC강봉의 쉬이스관 설치 (4) 철근, 거푸집의 조립 설치 (5) 콘크리트 타설 이음면에폭시수지계 접착제를 도포한다. (6) 콘크리트 타설 및 양생 (7) PC강봉의 인장 및 정착
1.7 기타시설 가. 난간 난간의 손상의 차량의 충돌에 의해 생기는 것이 많으며 때때로 하부구조의 변형으로 난간이 손상되는 경우도 있다. 또한 기둥부와 포장면과의 접촉면에서 시간이 지남에 따라 부식되는 경우도 있다. 이의 손상은 구조상으로 보강할 필요는 없으나 외관이 좋지 않고 보행자에게 위험감을 주기 때문에 보수하는 것이 좋다. 통해차량에 의한 손상인 경우는 기둥부에 균열이 생기는 손상 이외에 슬래브 자체에도 손상이 있는 경우가 있으므로 잘 관찰하여 보수해야 한다. 현재 주로 사용되는 난간의 재료로는 콘크리트, 주철재, 강재, 알루미늄 등이 있으며 이에 대한 보수 특징은 다음과 같다. 1. 콘크리트 난간 콘크리트 난간의 손상은 일반 콘크리트의 손상 요인과 유사하며 균열, 철근노출, 박리, 변색 등이 생긴다. 콘크리트 표면의 손상이 적은 경우에는 수지 주입이나 모르터 바르기 등으로 손상부위를 보수할 수 있으나 난간이 오래 되어 심한 손상을 받았거나 미관상으로 불량한 경우에는 교체시키는 것이 좋다. 2. 주철재 난간 주철재 난간에 국부적인 손상이 있으면 용접하여 원형과 같이 만들 수 있으나 미관상으로 좋지 않으므로 원형대로 교체하는 것이 바람직하다. 3. 철재 난간 철재 난간의 형태는 여러 가지로 사용되고 있으며 형태에 따라 각기 보수 방법도 달라지며 어떤 경우는 원형으로의 보수가 곤란한 경우도 있다. 일반적으로는 가스 절단이나 보울트의 제거로 파손 부위를 제가한다. 표면이 콘크리트 피복으로 된 강재 기둥은 콘크리트를 제거하고 새로 타설하거나 변형된 부분을 보수하여 사용하며 여려 상황을 판단하여 정한다. 또한 강재 기둥을 교체할 경우에는 슬래브에 손상이 없도록 주의해야 한다. 길이가 긴 난간을 현장용접으로 이음에는 경우에는 온도변화에 의한 신축이 구속되어 기둥부 하단의 콘크리트 균열이 발생하거나 난간의 용접 이음부에 손상이 올수 있으므로 이때에는 10m∼15m정도로 신축 이음부를 두는 것이 좋다. 4. 알루미늄 난간 알루미늄 재료는 부식에는 강하나 강재에 비해 탄성 계수가 낮으므로 충격에 의한 파손이 잘된다. 알루미늄 합급은 동, 납 또는 니겔 등의 금속과 접촉하게 되면 부식의 원인이 되므로 알루미늄을 함유한 코오킹 콤파운드(Caulking Compound)를 칠하거나 인조고무 가스 켓(Synthetic Rubber Gasket)을 사용하여 결합하는 것이 좋다. 또한 콘크리트와 석재에 접하는 부위에도 코오킹 콤파운드를 칠해주는 것이 좋다. 알루미늄 난간은 볼트로 조립된 것이 많아 부품의 교체가 용이하지만 특별히 미관을 고려할 경우에는 주형으로 제작하는 것이 좋다. 5. 난간 시공시 주의사항 (1) 난간개량 시공면을 치핑(Chipping)후 깨끗이 청소하여 신, 구 콘크리트 부착성 증진 (2) 앙카 시공을 위한 천공을 규정된 규격과 깊이로 시행 (3) 천공은 앙카정착 깊이까지 일시에 시행 (4) 천공홀(Hole)은 에어를 사용 청소(에어콤프레샤) (5) 앙카철근은 규격된 치수를 사용 천공깊이 하단까지 근입시키고 주위는 에폭시 접착제로 충진 (6) 에폭시 접착제 응결 확인후 철근 조립 및 기타작업 시행 (7) 앙카철근과 종철근(D16)과의 이음은 규정된 길이를 전기용접으로 시행하고 용접 불순물은 반드시 제거하여 콘크리트와의 부착 증진 (8) 콘크리트 타설전 기존 콘크리트면은 청소를 시행 콘크리트 부착강도 증진 (9) 콘크리트 타설시 거푸집에 살수를 실시하여 콘크리트 표면에 요철이 발생되지 않도록 시행하고 다짐철저 (10) 양생 기간을 충분히 유지후 탈형하여 콘크리트 손상방지 (11) 작업 완료 후 주위 청소를 깨끗이 시행 미관유지 나. 교명주 교명주는 교량의 이름을 나타내는 교명판용과 교량의 제원을 나타내는 설명판용으로 이루어지며 대개 콘크리트나 석재 등으로 되어 있다. 교명주는 응력상으로 문제가 없는 부분으로 유지 관리에 소홀하는 경우가 많으나 미관상으로 많은 손상이 있다고 판단되는 경우에는 보수나 교체하는 것이 좋다. 특히 교명주를 교대 뒤부분의 흙위에 설처한 경우에는 전도된 경우가 많이 있으므로 이때에는 기초를 설치하고 그 위에 교명주를 재설치하는 것이 좋다. 콘크리트 제품인 교명주의 손상은 일반적인 콘크리트 손상요인과 유사하며 석재인 경우에는 차량의 충돌 등에 의하여 국부파손이 일어나는 것이 많다. 다. 접속 슬래브 교량의 큰 손상 원인 중 하나는 교면단차에 의한 손상이다. 교면단차는 교량의 교대 부분에 접속슬래브를 설치하지 않았거나 설치하였어도 그 기능을 제대로 발휘하지 못하여 교대 뒷채움 흙이 침하하므로 바닥판과의 사이에 단차가 생기는 현상으로 앞절의 포장이나 상판에서 서술한 바와 같이 교면 단차에 의한 충격에 의해서 교량 전체의 손상으로 발전할 수 있다.
이와 같이 교대 배면의 뒷채움 흙의 침하는 차량교통 및 교량 유지 관리에 현저히 지장을 주므로 시공시에 뒷채움 흙은 양질의 것을 사용하여 충분히 다져서 침하를 최대로 억제 해야 한다. 라. 배수시설 배수시설이 불량하여 교면상에 물이 고이면 주행하는 자동차에 큰 지장을 줄 뿐만 아니라 겨울철에 빙판을 이루어 자동차 사고의 원인이 될 수 잇다. 또한 교량 아래로 도로가 지나가는 경우에는 교량아래로 흙탕물이 튀어서 다른 주행하는 차량에 피해를 주기도 한다. 또한 신축장치의 손상부를 통하거나 배수구의 시공 잘못에 의하여 받침이나 강거더등에 물이 침투하여 부식의 원인이 되기도 하며 특히 겨울철에 눈을 녹이는 재설제의 침투에 의한 부식은 더욱 심각하게 된다. 이와 같이 슬래브 배수 문제는 교량유지에 있어 상당히 중용한 부분으로써 주기적인 점검을 통하여 청소와 보수를 하여야 한다. 1. 배수구 강도가 부족하여 파손되는 경우는 드물고 대개는 배수구의 면적이 적거나 흙이나 먼지, 이물질 등이 쌓임에 배수구가 막히는 경우가 많다. 배수구를 주기적으로 청소하여 막히는 것을 방지하거나 배수구를 큰 것으로 교체시켜 배수구의 막히는 것을 방지해야 한다. 이때 기존 배수구를 철거할 때에는 기존 슬래브에 손상이 가지 않게 주의하여 시공해야 하며 배수구 주위의 콘크리트와의 사이에 균열이 생겨 누수가 되는 경우에는 접착재나 피복재 등으로 주위를 보수하여야 한다. 2. 배수관 배수관의 직경이 적거나, 관의 연장이 길거나, 관의 굴절각이 좋지 않거나 혹은 급격 하거나 하는 경우는 가급적 피하는 것이 좋다. 관이 굽어진 곳이 많거나 급격하면 흙이 막힐 염려가 있으며 짧은 배수구가 바로 하부로 이어질 경우에는 교대의 사면이나 교각측에 피해를 줄 염려가 있으므로 피하는 것이 좋다. 흙으로 막히는 빈도가 많은 경우에는 관을 큰 것으로 교체하던가 수평에 가까운 것은 구배를 세우가 굴곡부는 가능하면 큰 원호로하여 유수의 저항이 작게하는 것이 좋다. 유출된 물에 하부구조의 침식이 오는 경우에는 관의 위치를 바꾸거나 하부구조의 구체에 덧씌우기 등으로 구체의 직접적인 손상을 방지하는 것이 좋다. 만약 배수구가 교대나 교각 구체속에 묻히는 경우에는 파이프 내를 항상 깨끗이하여 겨울에 동파되는 일이 없도록 주의하여야 한다. |
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