PSC 거더 긴장력 측정

정의와 도입량

PSC 거더 긴장력 측정은 긴장재의 인장력을 시공 중과 공용 중에 확인하는 관리 기술이다.

긴장력 도입량은 잭으로 준 인장력이고, 유효 긴장력은 손실을 뺀 뒤 콘크리트에 남은 힘이다.

두 값은 같지 않다. 도입 직후 값에서 마찰과 정착 활동 등의 손실을 뺀 것이 유효 긴장력이다.

측정 원리 두 가지

힘을 직접 재는 방법은 유압잭 압력계다. 잭 유압에 피스톤 면적을 곱해 긴장력을 구한다.

변형으로 추정하는 방법은 신장량이다. 긴장력과 길이의 곱을 단면적과 탄성계수의 곱으로 나눈다.

두 방법으로 구한 힘이 다르면 마찰 손실 위치나 정착 특성을 다시 확인해야 한다.

진동수 원리

둘째 원리는 진동수다. 긴장재를 가진하면 긴장력이 클수록 고유진동수가 높아진다.

기본 진동수 식을 정리하면 긴장력은 T = 4mL²f₁²으로 구한다.

정착 상태와 지지 조건에 따라 값이 달라지므로 현장에서 교정한 뒤 쓴다.

계산 예제

직접 풀어 보는 예제다. 잭 피스톤 단면적은 12,000mm²이고, 유압은 15MPa이다.

긴장력은 유압에 피스톤 면적을 곱한 값이다. 유압 단위 MPa는 N/mm²와 같다.

이 값으로 긴장력을 구해 보자. 유압 15MPa, 면적 12,000mm²이면 긴장력은 몇 kN인가?

정답과 시공·공용 중 구분

정답은 180kN이다. 15MPa에 12,000mm²를 곱하면 180,000N, 즉 180kN이다.

시공 중과 공용 중은 측정 목적이 다르다. 시공 중은 긴장 관리, 공용 중은 손실 평가가 목적이다.

시공 중에는 잭 압력계와 로드셀을, 공용 중에는 진동현식 센서와 스마트 스트랜드를 쓴다.

가장 흔한 실수는 신장량만으로 긴장력을 확정하는 것이다. 신장량은 마찰과 정착 활동의 영향을 받는다.

정리

이제 핵심을 정리한다. 긴장력 측정은 직접법과 간접법으로 나뉜다.

시공 중에는 잭 압력과 신장량을 교차 확인하고, 공용 중에는 진동이나 스마트 스트랜드로 점검한다.

프리스트레싱할 때 콘크리트 강도는 직후 최대 압축응력의 1.7배 이상인지 확인한다.

측정값은 직접 힘이 아니므로 두 가지 이상의 방법으로 교차 확인한다.