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강박스거더 교량 단부 우수유입 방지를 위한 종방향 보강재 접속부 처리 방안
한국도로공사
1. 일반현황

(1) 신축이음장치 누수 및 강박스거더 단부 슬롯, 스캘럽을 통해 박스 내부로 우수가 유입되어 강재 및 볼트 부식, 도장 열화 발생
(2) 이로 인한 하부 플랜지 단면 손실, 고장력볼트 체결력 감소 등 구조적 안정성 및 내구성 저하 발생
(3) 강박스거더 단부 우수유입의 방지로 교량의 장수명化및 수요자(유지관리) 중심의 설계를 실현코자함
(3.1) 강박스 교량 현황
공사 > 한국도로공사
교량·구조물공
건설일반
시설물분류>운송 교통시설>교량시설>도로교;공종분류>토목공종>강구조물공사
2. 현황 및 문제점

2.1 그간 추진경위
(1) 2012.06.22 : 우수유입 차단대책 개선방안 수립[구조물처-1306]
(1.1) 강박스 단부 고무쐐기 설치, 유도배수로 및 배수구멍 설치 등
(2) 2012.12.12 : 우수유입 차단대책 확대시행 방안[구조물처-2578]
(2.1) 고무쐐기 설치 공법이 타공법에 비해 시공성 및 경제성 우수
2006년 이전 교량(고무쐐기 설치), 이후 교량(유도배수로 및 배수구멍 설치)

2.2 현 설계기준 및 문제점
2.2.1 현 설계기준
(1) 국내기준
(1.1) 강도로교 상세부 설계지침(국토해양부, 2006)
(1.1.1) 인장력을 받고 있는 하부플랜지 종방향 보강재와 다이아프램의 접합부 피로강도 확보를 위해 슬롯 적용
(1.1.2) 용접부의 용접 품질확보와 응력집중을 완화하기 위해 스캘럽 설치
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(2) 국외(일본)기준
(2.1) 강도로교 상세부 지침(일본, 2006)
(2.1.1) 단부 다이아프램과 상·하부플랜지 보강재 교차부 상세 : 상부플랜지 보강재는 슬롯을 최소화하여 관통 및 용접, 하부플랜지 보강재는 절단
(2.1.2) 단부 다이아프램과 복부판, 플랜지 용접부에는 스캘럽 미설치
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2.2.2 문제점
(1) 교량 신축이음부로 누수된 우수가 슬롯과 스캘럽부를 통해 박스 내부로 유입되어 체수 및 부식 발생
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(2) 강박스거더 누수실태 점검 결과(구조물처-2578호, 2012.12.12)
(2.1) 점검대상(1,477개소)의 20%(304개소) 박스에서 누수 발생
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(2.2) 박스내부 부식, 도장 탈리 등으로 단면 축소 및 볼트 장력 감소 등 구조적 문제 발생가능
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(3) 강박스 단부 우수유입 방지대책 마련 필요
3. 개선내용

3.1 강박스 단부 우수유입 방지를 위한 설계 개선
(1) 강박스 단부 Open슬롯 및 스캘럽 삭제(안)
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(2) 응력 검토
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(2.1) 다이아프램 및 하부 종방향 보강재 발생 응력이 모두 허용
응력 이내로 구조적 안전성에 문제가 없음
(3) 한국강구조학회 질의 결과 2안) 추천[5.1절 참조]
(3.1) 질의내용
(3.1.1) 강박스 단부 우수유입을 방지하기 위하여 중간지점부와 같이 Open 슬롯을 삭제하여 용접하여도 되는 것인지?
(3.2) 답변내용
(3.2.1) Open 슬롯으로 인한 현 실태와 문제점에 동의
(3.2.2) 교대 시점부 상부플랜지의 종리브는 그 역할이 있어 다이아프램을 교차 적용
(3.2.3) 하부 종리브는 다이아프램을 관통하지 않고, 2006년 강도로교 상세부 설계지침(4.6.2 종방향 보강재 마감부)에 의거 마무리함이 타당함
(3.2.4) 종단구배에 의거 박스내부에 발생되는 물의 흐름을 고려하여 배수 구멍 설치 필요
(4) 기술과제 검토 결과(건설환경연구실-1069, 2012.09.25)
(4.1) 하부플랜지 종방향 보강재를 단부 다이아프램부에서 절단하는 것이 피로균열 예방 및 우수유입 방지에 효율적
(4.2) 상부플랜지 종방향 보강재와 단부 다이아프램과의 교차부 용접, 다이아프램 모서리의 스캘럽을 제거하여 우수유입 방지

3.2 유도배수로 및 배수구멍 설치
(1) 구조물처 방침 준용[구조물처-2578(2012.12.12)]
(1.1) 유도배수로 및 배수구멍 추가설치
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(2) 설치 위치 : 신축이음장치가 있는 강박스거더의 상단측 단부

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4. 결론

(1) 기대효과
(1.1) 교량 손상 예방 및 내구성 증대로 교량 장수명化실현
(1.2) 우수 유입 및 체수 차단을 통한 유지관리 최소화 도모
(2) 적용방안
(2.1) 설계 중 노선 : 본 방침 적용
(2.2) 공사 중 노선 : 미제작 교량 적용

 

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