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| 매스콘크리트 설계방안 검토 | ||||
| 한국도로공사 | ||||
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1. 일반현황 (1) 2012. 12월 감사원 감사시 매스콘크리트 구조물에 대한 온도균열 발생여부를 검토하고, 이를 억제할 수 있는 설계나 시공관리 방안을 제시토록 함에 따라, 이에 대한 방안을 정립하고자 함 |
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| 공사 > 한국도로공사 | ||||
| 교량·구조물공 | ||||
| 건설일반 | ||||
| 시설물분류>운송 교통시설>교량시설>도로교;공종분류>토목공종>교량공사 | ||||
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2. 현황 및 문제점
(1) 매스콘크리트 균열 제어 검토방법은 아래 2가지 방법이 있음  (2) 교량 교대, 교각 대부분은 매스콘크리트에 해당되어 온도 균열지수 평가 또는 기존실적 평가를 시행하여야 함 (3) 그러나, 온도균열지수 평가는 해석 절차가 복잡하고, 시간이 과다 소요되므로, 모든 구조물에 적용하는 것은 불합리함 (3.1) 유한요소 해석이 필요하고, 교대(교각)당 3일 정도 소요 (4) 따라서, 사례 분석으로 기존실적 평가를 최대한 활용하여 설계 적용성 및 시공성을 향상시킬 필요가 있음
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3. 개선내용
3.1 검토방향 (1) 기존실적 평가를 활용할 수 있는 기준 부재 선정 (1.1) 기준 부재 이하 : 별도의 수화열 해석 생략 (1.2) 기준 부재 이상 : 균열제어방안 검토 3.2 실구조물 시공실적 및 온도균열지수 검토 2011년 매스콘크리트 구조물 설계기준을 위한 연구 요약 (1) 시공실적 검토 (1.1) 대상 : 12개 교량(A~L교)의 대상 구조물 21개소 (1.2) 실적 결과 (1.2.1) 교각 : 교각 11개소에서 온도균열 발생이 없었음 (1.2.2) 교대 : 벽체 10개소 중 1개소에서 온도균열 발생 (2) 온도균열지수 산정 검토 (2.1) 대상 : I교(PSCI 빔교, 2@35+3@35=175m) P2, A2 (2.2) 온도균열지수 산정 결과(해석프로그램 : MIDAS-CIVIL)  (2.3) 교각ㆍ교대 기초, 기둥 : 실적 검토결과 온도균열 미발생으로 실적ㆍ규격을 참고하여 기준부재 선정 필요 (2.4) 교대 벽체 : 실적 검토결과 온도균열 발생하므로 균열제어방안 마련 필요 3.3 교각ㆍ교대 기초, 기둥의 기준부재 선정  3.4 교대 벽체 균열 제어 방안 검토 3.4.1 철근비 조정을 통한 균열제어 (1) 균열폭과 균열지수와의 상호관계는 아직 명확치 않으나, (2) 콘크리트표준시방서(2009)를 참조하여, 균열폭 0.3mm 이내가 되도록 하기 위해 균열지수 0.7에서는 수평철근량 0.25~0.3% 정도로 제시함  <최대균열폭, 온도균열지수, 철근비의 관계> (3) 그러나 현행 설계기준대로 두께 2.2m벽체에 온도ㆍ건조수축 철근을 배근할 경우 철근량은 0.08% 정도임 (3.1) 실구조물 시공실적 검토결과 철근비가 가장 낮고, 두꺼운 부재에서 균열 발생  (4) 따라서, 교대벽체 수평철근량을 증가시키고 철근 간격을 조밀하게 배근하여 균열제어에 유리한 설계를 유도함(ACI 318-08 준용)  (4.1) 최근 도로교설계기준(한계상태설계법)에서 준용하고 있는 LRFD(2010)에서도 온도ㆍ건조수축 철근량 산정은 ACI 318-08의 0.0018hs 이상 규정을 근거로 하고 있음 3.4.2 수축이음 설치를 통한 균열제어 (1) 수축이음 시방 규정: 콘크리트표준시방서(2009)
(2) 현장타설암거 수축이음은 설계 적용 중이나, 이에 준하는 교대 벽체 수축이음은 설계 미 적용  <수축이음 설치 종류 및 지지방법> (3) 따라서 벽체 수축이음은 구조적 안정성을 확보하는 범위 내에서 적정 간격으로 수축이음 설치 필요 (3.1) 교좌장치 위치 등을 고려하여 설치(수축이음 위치도 및 상세도 별첨)
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4. 결론
4.1 매스콘크리트 설계 방안 4.1.1 교각 기초ㆍ기둥, 교대기초 기준부재 마련  (1) 기준 부재보다 작은 부재 (1.1) 수화열 해석 없이 현행대로 시행 (2) 기준 부재보다 큰 부재 (2.1) 수화열 해석을 통한 균열제어 방안을 설계 반영 ※ 파이프쿨링, 콘크리트 선행 냉각, 저열시멘크 사용 등 4.1.2 교대 벽체 (1) 균열 제어를 위해 수평철근량을 0.18% 이상, 간격 100mm 내외가 되도록 배치 (2) 수축이음은 교좌장치 위치를 피해 6m 내외 적정 간격 설치 4.2 적용 (1) 설계중 노선 : 본 방침 적용 (2) 시공중 노선 : 공사주관부서에서 판단하여 적용
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