프리캐스트 세그멘탈 교량

정의

프리캐스트 세그멘탈 교량은 공장에서 만든 세그먼트를 현장에서 접합하는 교량이다.

이 가설 방법을 프리캐스트 세그먼트 공법, 줄여서 PSM이라 한다.

세그먼트는 포스트텐션 긴장재로 압착해 상부구조를 완성한다.

접합면 구조

세그먼트 사이 접합면은 건식 접합과 습식 접합으로 나뉜다.

건식 접합은 면을 맞대고 얇게 바르며, 습식 접합은 현장 콘크리트로 채운다.

근래에는 접합면에 에폭시 수지를 쓰는 것이 일반적이다.

두 방식을 표로 비교해 보자. 재료와 속도, 정밀도가 다르다.

핵심은 접합면에 항상 압축응력이 남도록 긴장력을 가하는 것이다.

접합면 응력

접합면의 응력은 축력과 휨모멘트를 함께 보고 확인한다.

여기서 P는 유효 긴장력, A는 접합면 단면적, M은 휨모멘트다.

가설 단계마다 접합면에 인장이 생기지 않도록 P와 M의 조합을 확인한다.

예제 계산

세그먼트 한 개의 자중을 계산해 본다. 이 값은 가상의 예다.

자중은 단면적에 길이와 단위중량을 곱해 구한다.

직접 구해 보자.

정답은 441kN이다. 대형 크레인 작업 범위에 해당하는 무게다.

접합면 압축응력은 긴장력 6,000kN을 단면적 6.0m²로 나눈 1.0MPa다.

헷갈리는 점

흔한 실수가 몇 가지 있다. 먼저 에폭시 접합의 역할을 방수로만 보는 것이다.

에폭시는 긴장재 부식 방지, 요철 보정, 윤활의 세 기능을 모두 써야 한다.

전단 강도는 키 형상과 접합 방식을 변수로 두고 계산해야 한다.

가설 절차

가설은 세그먼트 제작, 운반과 거치, 접합면 도포 순서로 진행된다.

이어서 임시 압착으로 접합 상태를 유지하고, 본 긴장으로 프리스트레스를 준다.

덕트에 그라우트를 채워 긴장재를 보호한다.

접합면 압축 유지가 PSM 구조 성능의 핵심이다.

정리

정리하자. PSM은 세그먼트를 공장에서 만들어 포스트텐션으로 압착하는 공법이다.

접합면은 에폭시 수지로 처리하고, 압축응력이 남도록 한다.

전단키 형상과 긴장재 배치를 함께 설계해 전단 성능을 확보한다.