PSC BOX GIRDER 가설공법

왜 배우는가: PSC 박스거더 교량은 대경간·고교각 구간에서 동바리 없이 상부구조를 가설하는 공법이 필요해 설계와 시공을 함께 판단해야 하는 핵심 주제다. 기술사 시험에서는 공법의 종류와 특징을 묻는 문제가 반복해서 출제되므로 개념과 분류 기준을 정확히 잡아 두어야 한다.

출제 이력: 제121회 4교시 5번, 제119회 4교시 4번, 제89회 4교시 1번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의: PSC 박스거더 가설공법은 동바리 없이 교각 위나 교대 후방에서 박스형 프리스트레스트 콘크리트 거더를 단계적으로 시공해 교량 상부구조를 완성하는 방법이다.

핵심 키워드

• 동바리 무지보(Falsework-free)
• FCM(Free Cantilever Method, 외팔보 공법)
• ILM(Incremental Launching Method, 연속압출공법)
• MSS(Movable Scaffolding System, 이동식 지보공법)
• PSM(Precast Segment Method, 프리캐스트 세그먼트 공법)
• FSM(Full Staging Method, 동바리 공법)
• 긴장재 도입 단계별 시공

2. 개념 풀이

쉬운 말로 말하면, 다리 밑에 나무나 강재로 받침대(동바리)를 세우지 않고 다리 상판을 만드는 방법이다. 깊은 계곡, 하천, 바다, 도로 위처럼 받침대를 세우기 어려운 곳에서 쓴다.

정식 정의는 다음과 같다. PSC 박스거더 가설공법은 프리스트레스트 콘크리트 박스 단면 거더를 교각 위 또는 교대 후방 제작장에서 세그먼트 단위로 시공하고, 긴장재로 프리스트레스를 도입하며 교량 상부구조를 완성하는 기계화 시공법의 총칭이다.

핵심 용어 풀이

• 프리스트레스트 콘크리트(Prestressed Concrete, PSC): 콘크리트에 미리 압축응력을 주어 인장 균열을 억제하는 구조다. 긴장재(PS강재)로 압축력을 도입한다.
• 박스거더(Box Girder): 상·하 플랜지와 두 웨브로 이루어진 속이 빈 단면이다. 비틀림 강성과 휨 강성이 커서 장경간에 적합하다.
• 세그먼트(Segment): 거더를 길이 방향으로 나눈 조각이다. 시공 기준과 설계 조건에 따라 정한 길이로 나눠 시공한다.
• 긴장(Stressing): PS강재를 잡아당겨 콘크리트에 압축력을 도입하는 작업이다.

3. 등장 배경과 필요성

교량 건설은 지형과 교량 형식에 따라 가설공법을 골라야 한다. 저교각·소경간 교량은 동바리를 세워 상부구조를 만드는 FSM 공법으로 충분하다. 그러나 교각이 높거나 경간이 커지면 동바리 설치가 어렵고 비용이 크게 늘어난다. 이 때문에 동바리를 쓰지 않는 가설공법이 발전했다.

또 노임이 상승하면서 현장 작업을 줄이고 기계화 시공으로 전환하려는 흐름이 생겼다. 기계화 시공은 표준 공정을 반복하므로 품질 관리가 쉽고 공기를 줄이는 효과도 있다. 이런 이유로 PSC 박스거더 교량에서는 FCM, ILM, MSS, PSM 같은 공법이 널리 쓰인다.

PSC 구조 자체도 필요성이 크다. PSC 부재는 균열이 생기지 않도록 설계되어 내구성과 수밀성이 좋다. 반복 하중과 충격 하중에 대한 저항도 RC보다 크다. 그래서 대경간 교량의 상부구조에 PSC 박스거더가 자주 채택된다.