4-1 지중강판 합성형암거 설계기준 보완

설 계 처-779

(2008. 3. 25)

 

Ⅰ

검토목적

 

o 도로교통연구원의 하중계수(K) 연구 및 시험시공 결과에 대한 설계자문위원회 심의결과를 반영하고,

o 건설 및 유지관리부서 의견을 검토하여 지중강판 합성형암거 설계기준을 보완코자 함

 

 

Ⅱ

추진경위

 

o '02. 1.23 지중강판 구조물 설계 및 시공지침 수립(도기원)

o '02. 7～‘03. 3 지중강판 합성형암거 적용방안 수립 및 표준도 제정(기술심사실)

o '07. 6.11 파형강판 암거 결함부분 원인규명 및 대책 검토(도기원)

- 옹벽, 기초 및 포장 균열, 포장내부 솟음 등에 대한 대책 검토

o '07. 7.23 파형강판 암거 설계조치사항 검토 통보(설계처-2117호)

- 기초벽체 최소철근비에 맞도록 철근량 증가

- 암거내 포장균열 방지를 위한 줄눈설치

- 수평저항력 부족구간 활동방지벽 설치 및 규격확대

- 지중강판 원형암거 적용 제외

- 산악지 및 유속이 빠르거나 급경사인 구간 합성형 수로암거 적용 제외

o '07. 8.23 파형강판 암거 설계 및 시공방법 개선(도기원)

- 원형강판 암거 하중계수(K) 적용 및 시공방법, 볼트배열 방법 개선

o '08. 1.11 개선방안 설계자문위원회 심의결과 통보(기술심사실)

- 원형암거에 대한 현장실험결과로 합성형암거에 적용하는 데는 무리가 없음

- 합성형암거에 대한 설계압, 다짐도, 안전율을 명확히 제시하겠음

- 암거설치는 설계, 시공 및 유지관리의 적정성(안전성, 시공성, 경제성)을 종합적으로 판단 평가

 

 

 

Ⅲ	자문위원회 심의 내용

 

1. 하중계수 변경

o 원형강판 암거의 시험시공 결과 지중강판구조물의 설계 및 시공지침(2002)에서 규정한 것과 같이 구조물 단면에 작용하는 최대하중(설계압)을 적용

- 하중계수(K) : 0.65 → 1.0 적용

o 합성형암거 하중계수(K) : 0.65 → 1.0 적용(최대 안전측의 값)

- 원형강판 암거에 대한 현장실험결과를 합성형암거에 적용하는 데는 무리가 없음

※ 합성형암거의 설계압에 대하여 시험시공을 통하여 확인 추진

 

2. 뒤채움 다짐횟수

o 강판 벽체로부터 0.6m 범위 소형장비(1ton롤러) 적용

- 소요다짐도(95%이상)에 필요한 다짐횟수 : 16회이상

o 기타구간 : 노상기준 적용(10ton롤러 5회이상)

 

3. 지중강판 이음부 볼트 배열

o 휨변형에 유리한 볼트배열(정배열)

 

 

 

 

 

Ⅳ	건설 및 유지관리부서 의견

 

o 뒤채움 다짐의 어려움

- 연성의 경량구조물로 다짐시 단면변형 발생 우려

o 좌, 우 독립기초로 잔류침하(부등침하)에 의한 균열 및 볼트부위 누수 발생

o 확장공사구간 반폭시공에 의한 중간접합부 취약구간 발생

o 평면사각(SKEW)이 과다한 구간은 편토압 발생, 시공성 결여 및 미관불량

o 최소토피고(1.083m) 사용암거의 경우 가드레일 지주 근입깊이(1.3m) 부족

 

 

Ⅴ	안정성 및 경제성 검토(합성형암거 표준단면)

 

o 기초옹벽 안정성 검토

- 현 표준도에 적용된 기초옹벽은 구조물의 안전을 고려 최대하중(K=1)을 적용

o 지중강판 응력 검토(4.5×4.5 통로암거 기준)

 

: K=1.0 적용시 응력 미달구간

 

 

구 분 토 피	강판두께 (mm)	허용력(tonf/m)		작용력(tonf/m)		비 고
		좌굴강도	이음부강도	K=0.65	K=1.00
6.0	4.5	67.1	42.1	40.7	40.7	하중계수 미적용
	5.3	79.0	51.8
	6.0	89.5	60.2
	7.0	104.5	72.2
8.0	5.3	79.0	51.8	34.5	53.1	하중계수 적용
	6.0	89.5	60.2
	7.0	104.5	72.2
10.0	5.3	79.0	51.8	42.5	65.4	하중계수 적용
	6.0	89.5	60.2
	7.0	104.5	72.2

 

 

o 지중강판 두께 검토

- 하중계수 변경(K=1.0)에따른 강판두께 검토

 

 

 

 

규격   토피	4.5×4.5		4.0×4.0		3.5×3.5		3.0×3.0		비고
	표준도	K=1.0	표준도	K=1.0	표준도	K=1.0	표준도	K=1.0
3.0m	3.2㎜	3.2㎜	3.2㎜	3.2㎜	3.2㎜	3.2㎜	3.2㎜	3.2㎜
4.0m	4.0㎜	4.0㎜	3.2㎜	3.2㎜	3.2㎜	3.2㎜	3.2㎜	3.2㎜
5.0m	4.0㎜	4.0㎜	4.0㎜	4.0㎜	4.0㎜	4.0㎜	3.2㎜	3.2㎜
6.0m	4.5㎜	4.5㎜	4.0㎜	4.0㎜	4.0㎜	4.0㎜	3.2㎜	4.0㎜
8.0m	5.3㎜	6.0㎜	4.0㎜	5.3㎜	4.0㎜	4.5㎜	3.2㎜	4.0㎜
10.0m	5.3㎜	7.0㎜	4.5㎜	6.0㎜	4.0㎜	5.3㎜	4.0㎜	5.3㎜

 

 

o 지중강판 합성형암거 경제성 검토

단위 : 천원/m, 직접공사비

 

규격   토피	4.5×4.5			4.0×4.0			3.5×3.5			3.0×3.0			비고
	지중강판		철근콘트리트	지중강판		철근콘크리트	지중강판		철근콘크리트	지중강판		철근콘크리트
							표준도	K=1.0		표준도	K=1.0
	표준도	K=1.0		표준도	K=1.0
3.0m	2,469	2,469	3,099	2,204	2,204	2,449	1,872	1,872	1,974	1,640	1,640	1,534 (93%)
4.0m	2,743	2,743	3,560	2,232	2,232	2,858	1,883	1,883	2,239	1,652	1,652	1,753
5.0m	2,851	2,851	3,560	2,478	2,478	2,858	2,070	2,070	2,239	1,668	1,668	1,753
6.0m	3,100	3,100	4,068	2,545	2,545	3,349	2,171	2,171	2,583	1,723	1,884	2,010 (91%)
8.0m	3,688	3,957	4,787 (120%)	2,701	3,058	3,783 (123%)	2,385	2,505	3,042 (121%)	1,854	2,015	2,010 (99%)
10.0m	3,886	4,462	4,787 (107%)	2,963	3,420	3,783 (110%)	2,570	2,880	3,042 (105%)	2,135	2,398	2,308 (96%)

 

※ ‘08. 3월 자료

 

 

 

Ⅵ

설계기준 보완

 

□ 심의내용에 따른 보완

 

구 분	내 용
표준도 (합성형암거)	o 설계기준 변경사항을 반영하여 지중강판 합성형암거 표준도 수정 - 하중계수 변경(K=0.65→1.0)에 따른 강판두께 검토 - 볼트배열 기준 변경(부배열→정배열)
원가계산	o 뒤채움 다짐비용 반영
시방서	o 뒤채움 다짐 장비 및 횟수 반영

 

 

□ 세부 적용기준

o 적용원칙

- 지중강판 원형암거는 토석류 유입에 따른 강판 손상, 뒤채움

시공곤란으로 미적용

※ 공사용 가도 및 임시도로에는 적용 가능

- 지중강판 합성형암거는 타 형식 암거와 경제성, 시공성, 안전성 및 미관 등을 비교 후 적용

※ 강재 자재비 상승 등에 의한 영향 고려

o 지중강판 합성형암거 시공조건에 의한 제한사항

- 가드레일 근입깊이를 감안하여 최소토피고 1.5m이상 적용

- 확장공사구간중 반폭 시공구간 미적용

- 평면사각이 과다한 경우 시공성 결여 및 미관 불량으로 사용 제한

․평면사각이 15° 이내 구간 적용

- 수로암거(암반노출구간 제외)는 시추조사를 실시하여 지지력 평가후 지반지환 등 별도 대책 검토

 

 

Ⅶ

향후 조치사항

 

o 지중강판 합성형암거 시험시공에 따른 설계압 확인(도로교통연구원)

 

 

Ⅷ

적용방안

 

o 설계중 또는 설계완료 후 미발주 노선 : 본 방침 적용

o 공사중인 노선 : 공사주관부서에서 판단 후 적용

 

붙 임 : 1. 지중강판 합성형암거 표준도 1부

2. 변경 시방서 1부

 

 

[붙임 2]

고속도로공사 전문시방서

 

 

 

 

당 초	변 경
제5장 배수공사 5-2 도로 횡단배수 5-2-3 파형강판 암거 3. 시공 3.1.3 뒤채움 (1) 구조적 뒤채움부의 시공은 이 시방서 3-7절 기준에 따르며 .................. 최대건조밀도의 95% 이상이 되어야 한다.	제5장 배수공사 5-2 도로 횡단배수 5-2-3 파형강판 암거 3. 시공 3.1.3 뒤채움 (1) 구조적 뒤채움부의 시공은 이 시방서 3-7절 기준에 따르며 .................. 최대건조밀도의 95% 이상이 되어야 한다. 강판 벽체로부터 0.6m이내에는 소형 다짐장비를 사용하여야 하며 1톤 롤러 다짐의 경우 다짐횟수는 최소 16회 이상 되어야 한다.