PSC 박스거더 손상

정의와 핵심 개념

PSC 박스거더 손상은 프리스트레스 손실, 균열, 처짐 등으로 나타나는 구조 성능 저하다.

PSC 박스거더는 콘크리트에 미리 압축력을 준 상자형 거더다.

이 압축력이 줄거나 콘크리트가 약해지면 손상이 생긴다.

시험에서는 손상 유형과 원인을 묻고 실제 균열 사례를 분석하는 문제로 자주 나온다.

구성요소와 프리스트레스 손실

PSC 박스거더 손상은 긴장재, 쉬스관, 정착구, 복부와 플랜지 같은 구성요소와 연결된다.

긴장재 손실이 생기면 압축력이 줄고, 하부 플랜지 인장응력이 커진다.

프리스트레스 손실은 도입 직후 손실과 시간 의존 손실로 나뉜다.

시간 의존 손실은 크리프, 건조수축, 릴랙세이션 때문에 생긴다.

그 결과 하부 플랜지에 횡방향 휨균열이 직접 생긴다.

균열 유형 비교

균열은 발생 원인에 따라 나누면 원인 계통을 좁힐 수 있다.

휨 균열은 하부 플랜지에 횡방향으로 나타나며 과대 활하중과 프리스트레스 부족이 원인이다.

시간 의존 균열은 시공 후 경과 기간과 처짐 증가를 함께 본다.

같은 균열도 시공 초기에 생기면 온도 계통, 장기간 후에 생기면 크리프 계통을 의심한다.

긴장재 손상과 진단 절차

긴장재 손상은 외관에 바로 드러나지 않아 위험도가 크다.

그라우트 미충전은 가장 흔한 긴장재 손상 원인이며, 부식이 진행되어도 외부에서 확인하기 어렵다.

진단은 외관조사, 시공기록 확인, 균열 측정, 긴장재 점검 순서로 진행한다.

원인을 분류한 뒤 균열 충전이나 외부 긴장재 같은 보강을 정하고 계측으로 검증한다.

계산 예제와 정리

긴장재 손실량은 초기 긴장력과 현재 긴장력의 차로 구한다.

ΔP는 P_i에서 P_e를 뺀 값이고, 손실률은 ΔP를 P_i로 나눈 뒤 100을 곱한다.

예로 중앙 경간 L이 40m, 균열 간격 s가 0.5m이면 간격 수는 L을 s로 나눠 구한다.

정답은 80이다. 균열 간격이 촘촘하면 전체 강성 저하가 커진다.

시험 포인트 정리

정리하면 PSC 박스거더 손상의 주원인은 크리프, 건조수축, 프리스트레스 손실이다.

긴장재는 그라우트 미충전과 정착부 방청 불량으로 열화되기 쉽다.

보수는 균열의 구조적 여부에 따라 주입이나 탄소섬유, 표면처리로 나눈다.