턴오버 거더 공법- 강합성 거더 교량의 새로운 기술

 

턴오버 거더 공법- 강합성 거더 교량의 새로운 기술

91 2008-11

김성재 삼표이앤씨(주) R&D팀 팀장 경영·기술포커스

현재 국내에서 설계되고 있는 40~70m지간의 강도로교 90%이상이 박스 거더교형식이다. 이 형식은 휨 강성과 비틀림 강성이 뛰어나 장경간이나 곡선을 갖는 교량 형식으로 적합할 뿐만 아니라 가설 현장에서의 작업을 최소화할 수 있어 현장 안전관리 면에서도 유리한 구조이다. 그러나 박스거더는 상하 플랜지와 복부판이 수직 수평보강재로 보강되는 구조로 부재량과 용접량이 많이 소요되어 비경제적인 교량 형식으로 지적되어왔다. 따라서 미국이나 일본에서는 상대적으로 부부재가 적어 보다 경제적인 플레이트 거더교를 선호하고 있다. 이러한 플레이트 거더교의 한 형식인 소수주 거더교는 강합성 교량의 합리화를 위해 많이 채용되며 주거더 간격을 종래 3m안팎의 2배정도인 6m이상으로 크게하여 주거더의 수를 최소화시키는 경제적인 형식이다. 또한 거더 단면의 단순화를 위해 거더의 복부판에 부착되는 수평 보강재와 수직보강재를 최대한 생략할 수 있다. (* 첨부자료를 클릭하시면 전체내용을 볼 수 있습니다 *)

(2008-11)경영기술포커스_김성재.pdf       (보도자료) 시공이 간편하면서도 기존 강교나 강합성교에 비해 공사비를 최대 30％가량 줄일 수 있는 교량상부 신공법이 개발됐다.  이 공법은 특히 성능을 확보하면서도 강재 사용량을 크게 줄임에 따라 최근의 강재가격 급등에 대응할 수 있는 신공법으로 각광을 받을 전망이다.  교량·철도 엔지니어링 전문기업인 삼표E＆C(대표 이종수)는 10일 서울 라마다호텔에서 신교량 공법인 ‘턴오버거더’(TURN OVER GIRDER) 연구성과 발표회를 가졌다.  신공법 개발에는 삼표E＆C 주관으로 롯데건설, 한국해외기술공사 등 3사가 공동으로 출원했으며, 포항산업과학연구원과 강구조학회 등 전문연구기관들이 참여했다.  현재 국내에서 설계·시공 중인 중소지간 교량 형식으로는 박스거더교, 소수주거더교와 같은 강교량 형식과 프리플렉스거더교와 같은 강합성교량형식 등이 있다.  하지만 이런 공법은 철강재값 상승으로 경제성과 시공성에 대한 문제가 지적돼 왔으며, 이를 극복하기 위한 신공법 개발이 업계 전반에 요구되는 상황이다.  이런 배경으로 3년여의 연구 끝에 개발한 턴오버거더 공법은 기존 강교 및 강합성교량에 비해 강재량을 대폭 줄여 약 30％의 공사비 절감효과를 거둘수 있는 공법이다. 스틸박스교와 비교할 때는 40％ 이상의 공사비가 절감되며, 멀티턴오버 거더교를 적용할 경우 중소지간뿐만 아니라 장지간에서도 활용이 가능하다.  이 공법은 또한 박스거더교, 소수주거더교 등 타 형식 교량에 비해 형고가 낮고 프리플렉션 및 강연선 긴장과 별도의 프리스트레스 도입공정이 필요없어 시공이 편리하다.  신공법은 우선 공장에서 제작된 거더를 상부플랜지가 아래로 향하게 뒤집어 거치한다.(그림 참조)  이때 상부에 위치한 하부 플랜지에는 강재자중에 의해 압축응력이 발생하게 되고 상부 플랜지에는 인장응력이 발생한다.  또 하부에 배치된 상부플랜지에 콘크리트를 타설·양생한 후 거푸집을 제거하면 구속 콘크리트의 자중에 의해 상부에 위치한 하부 플랜지에는 압축응력, 구속콘크리트가 위치한 상부 플랜지에는 인장응력이 추가로 발생한다.  이 상태에서 턴오버시킬 경우 턴오버 공정 이전에 하부플랜지에 발생했던 압축응력과 턴오버 시 발생되는 인장응력이 상쇄된다.  이런 공정을 통해 효율적인 턴오버거더가 완성되는데 지간 20m 이내는 외부제작 후 운반·거치가 가능하며, 그 이상일 경우에는 현장에서 간편하게 시공할 수 있다.  현재 국내 교량 중 40∼85m의 중소지간 비율이 40％가량이며, 이 중 강교가 73％를 차지한다.  전문가들은 강교 중에서도 강박스교의 점유율이 64％를 상회하는 등 우리나라에는 강재 사용량이 많은 공법들이 채택되고 있어 신공법의 호응이 높을 것으로 전망했다. 설명회에 참석한 정경섭 충북대 토목과 교수는 “최근 강재가격 급등 및 수급난으로 인해 다른 형식의 강거더에 대한 관심이 증가하고 있다”며 “신공법은 이런 욕구에 대응할 수 있다”고 평가했다. 이종수 삼표E＆C 대표는 “경제성과 안정성은 물론 미관을 중시하는 상황에서 턴오버거더 공법은 경제적·기능적 측면에서 큰 도움을 줄 것”이라며 “올 하반기 중에 상용화에 나설 계획”이라고 밝혔다.