강교 현장용접

정의

강교 현장용접은 공장에서 만든 강재 부재를 현장에서 용접으로 접합하는 방식이다.

운반 길이와 가설 조건 때문에 부재를 나누고, 현장에서 이음을 두는 경우가 많다.

그래서 설계, 시공, 품질관리가 함께 얽히며 시험에서 반복해 출제된다.

필요성

강교는 장대교에 널리 쓰이지만, 거더가 길고 무거우면 운반과 가설이 어렵다.

그래서 공장에서 블록 단위로 만들고 현장에서 이어 붙이는 방식이 일반화되었다.

리벳 대신 용접을 쓰면 단면 손실이 줄고 구조가 단순해진다.

이 점이 강교량 합리화의 근거가 되며, 현장 조립 시간도 줄어든다.

구성요소와 원리

현장용접은 구성요소별 역할과 현장 시공 시 유의점을 함께 알아야 한다.

완전용입 그루브용접은 플랜지와 웨브 현장이음에 쓰이며 비파괴 검사가 필수다.

필릿용접은 보강재와 가로보 연결에, 저수소계 재료는 수소균열 방지에 쓰인다.

국부 가열과 냉각으로 잔류응력과 변형이 생기고, 응력집중이 피로강도를 낮춘다.

시공 절차

현장용접은 절차를 순서대로 밟아야 한다. 첫 단계는 용접절차서 작성과 승인이다.

용접사의 자격과 자세를 확인하고, 개선 가공과 가접으로 맞춤 정밀도를 맞춘다.

예열 온도와 층간 온도를 관리한 뒤, 정해진 순서와 대칭 시공으로 용접한다.

비파괴 검사에서 불합격한 부위는 제거 후 재용접하고 그라인딩 등으로 후처리한다.

예열과 탄소당량

예열이 필요한지는 강재의 탄소당량으로 판단한다.

탄소당량은 C, Mn, Cr 등 성분의 질량 백분율을 식에 넣어 구한다.

탄소당량이 클수록 경화와 수소균열 위험이 커지므로 예열 온도를 높인다.

예열 온도는 판두께와 탄소당량에 따라 용접절차서에서 정한다.

유형별 비교

앞 문제에서는 탄소당량이 클수록 예열 온도를 높여야 한다.

현장용접은 부재를 잇는 방식에 따라 맞대기, 필릿, 병용이음으로 나뉜다.

맞대기용접은 판 두께 전체를 용입시켜 응력 흐름을 연속시킨다.

필릿용접은 겹침이음과 리브 연결에 쓰이며 응력 집중이 생기기 쉽다.

맞대기용접은 검사 부담이 가장 커서 비파괴검사가 필수다.

장단점과 합리화

장점은 볼트 대비 연결판이 줄어 중량이 감소하고, 응력 흐름이 연속된다는 점이다.

단점은 잔류응력과 변형, 품질 편차이며 피로에 민감한 부위는 균열의 출발점이 될 수 있다.

그래서 후판 가공 기술로 이음 수를 줄이고, 자동화로 공수를 낮추는 방향이 합리화다.

설계 단계에서 현장이음 위치를 최소화하는 것이 합리화의 핵심이다.