PSC 거더 횡만곡

한 줄 정의

PSC 거더 횡만곡은 프리스트레스 도입과 자중, 시공 하중으로 거더가 옆으로 휘는 변형이다.

쉽게 말해 긴 거더가 가로 방향으로 구부러지는 현상이다.

핵심 키워드는 횡강성, 비틀림 강성, 가로보, 편심 프리스트레스다.

발생 원리

횡만곡은 세 가지 요소가 겹쳐 생긴다.

첫째, 긴장재가 단면 도심에서 벗어나면 수평 편심모멘트가 생긴다.

둘째, 약축 휨강성이 작아 쉽게 휜다. 셋째, 시공 중 비대칭 하중이 변형을 키운다.

세 요소가 결합하면 거더 축선이 수평으로 휘는 횡만곡이 된다.

시공 기준

시공 중 횡만곡을 억제하는 기준은 다음 표와 같다.

긴장 순서는 좌우 대칭으로 하고, 한쪽 면만 먼저 긴장하지 않는다.

슬래브는 대칭 또는 교번으로 놓고, 임시 횡지지는 일체화 완료까지 유지한다.

형식별 비교

PSC 거더는 형식과 시공 방법에 따라 횡만곡이 다르게 나타난다.

I형 거더는 횡강성이 낮아 가설 중 횡만곡이 먼저 나타난다.

박스거더는 폐합 단면이라 비틀림과 횡변위가 작다.

PSC 거더는 긴장력이 커서 상부 플랜지 압축력이 커지고 횡좌굴 위험이 커질 수 있다.

계산 예

가상의 예로 경간 40m PSC I형 거더를 검토한다.

긴장력 편차 200kN과 편심 0.3m를 곱하면 횡방향 모멘트는 60kN·m다.

횡방향 응력은 횡방향 모멘트를 횡방향 단면계수로 나누어 구한다.

계산 결과는 가로보 간격과 임시 가새를 정하는 자료가 된다.

정리와 확인

횡만곡의 원인은 편심 긴장력과 낮은 횡강성, 비대칭 시공 하중이다.

대책은 대칭 긴장, 임시 횡지지, 대칭 슬래브 설치, 그라우트 충전 확인이다.

흔한 실수는 횡만곡을 휨 처짐과 같은 현상으로 보는 것이다.