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5-13 강핑거형 신축이음장치 관리방안 구조물처-443

(2009. 2. 12)

Ⅰ. 목 적

□ 강핑거형 신축이음장치의 적용현황 및 주요 손상원인 분석

□ 강핑거형 신축이음장치 시공 및 유지관리시 관리방안 제시

ㅇ관련근거 : 감사실-2121호(2008.12.4.)

ㅇ내 용

- 신축량 150mm를 초과하는 강핑거형 신축이음 장치의 경우 핑거의 형상을 세장한 것을 적용하고 있어 지지볼트에 과다응력이 발생할 경우 볼트 파단 우려 (중부내륙선 용봉2교)

감사지적사항

Ⅱ. 관련 방침 내용

□ 교량신축이음장치 적용형식 검토 [구조계 11107-19, 2002.7.11]

o 신축량 100mm이상으로, 소음민원이 예상되거나 교통량이 많아 보수작업이 어려운 구간에 핑거형 신축이음장치 권장

o 강핑거형의 경우 소음발생이 적고 내구성이 우수

□ 핑거조인트 설계기준 및 개선방안 [설계설 10207-138, 2004.5.12]

o 설계하중, 설계방법 등에 대한 세부기준 마련

o 핑거판, 앵커볼트 등 주요부재의 품질기준 개선

□ 교량 신축이음장치 누수방지시설 검토 [설계처-1859, 2008.7.11]

o 신축이음장치 하부 배수처리시설 개선

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Ⅲ. 강핑거형 신축이음장치 종류

□ 고정형식에 따른 분류

구 분 볼트 방식 앵커플레이트 방식 앵커바 방식

형 태

특 징

-볼트가 하중 담당

-유지관리 양호

(볼트해체→파손부교체)

-신축량 적용범위 넓음

-볼트부위 취약

-앵커플레이트가 하중 담당

-유지관리 불리

(콘크리트 철거 후 교체)

-신축량이 작은 곳에서

주로 사용

-앵커바가 하중 담당

-유지관리 불리

(콘크리트 철거 후 교체)

-신축량이 작은 곳에서

주로 사용

□ 볼트형태에 따른 분류

구 분

일반 볼트

[핑거판+베이스판(앵커부착)+볼트]

긴 볼트

[핑거판+긴볼트]

형 태

일반볼트

앵커 베이스판

긴볼트

(Rod)

특 징

-핑거판이 베이스판에 고정되어

밀착정도가 Rod타입에 비해 우수

-볼트가 짧아 토오크 관리가 용이

-토오크 손실 발생 적음

-핑거판이 콘크리트에 고정됨

-볼트가 길어 토오크 도입시 비틀림에

의한 토오크 값 손실발생

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Ⅳ. 설치 및 손상현황

□ 본부별 강핑거 현황

[단위 : 개소]

본 부 계 경기 강원 충청 호남 경북 경남 비고

전체 교량 6,887 1,420 859 1,225 1,169 1,134 1,080

강핑거 설치 교량 218

(3.2%)

22

(1.5%)

34

(4.0%)

20

(1.6%)

22

(1.9%)

74

(6.5%)

46

(4.3%)

손상 교량 12 2 - 3 1 6 -

8

116

194

11

0

50

100

150

200

250

1995년 이전 1996~2000년 2001~2005년 2006년 이후

[연도별 강핑거 설치현황]

2

1

9

0

2

4

6

8

10

2006년 2007년 2008년

[연도별 강핑거 파손현황]

□ 손상유형

o 앵커볼트 부분

손상유형 고정볼트 파단(5건, 41%) 볼트풀림(2건, 16%) 비 고

손상전경

o 핑거판 부분

손상유형 핑거판 유격 발생(3건, 25%) 핑거 솟음(2건, 16%) 비 고

손상전경

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Ⅴ. 손상 원인 분석

손상이 발생한 12개소 ⇒ 볼트 고정방식에서 발생

□ 손상유형별 발생원인

손상유형 발생원인

볼트 풀림,

핑거판 유격

및

고정볼트 파단

ㅇ 핑거판과 베이스판 밀착 불량

- 반복적인 충격하중으로 볼트부위 피로가 누적되어 볼트 풀림 또는 손상 발생

인발력

일반볼트

타입

ㅇ 후타 콘크리트 타설 불량, 연단거리 부족

- 과도한 모따기로 최소 연단거리가 부족하고 핑거판 캔틸레버 길이가 늘어나 볼트 부위 하중 과다 발생

(긴볼트 형식에서 주로 발생)

- 핑거판 하부 콘크리트 충진 불량시 반복적인 충격 하중으로 볼트부위 피로가 누적되어 볼트 풀림 또는

손상 발생

SLAB

후타부

연단거리

294

손상유형 발생원인

볼트 풀림,

핑거판 유격

및

고정볼트 파단

ㅇ 고장력 마찰볼트 미사용, 볼트 체결시 토크 관리 미흡

- 일부 교량에서 기준에 맞지 않는 볼트 사용

(F10T 마찰볼트 → G10.9급의 일반볼트)

※ 주요자재 품질관리 최소기준

․핑거판 : SM400B 이상 (두께 32mm 이상)

․볼 트 : F10T 이상 (G10.9″이상)

․종류, 규격에 따라 재질이 변화되므로 구조계산에 의해 허용응력 만족여부 확인

- 볼트 체결시 토오크 관리기준 미준수

· 적정 값 이하 : 볼트 풀림 (마찰력 부족)

· 과다 도입 : 볼트 파단

핑거 솟음

ㅇ 물받이 이물질 고착으로 팽창 저해

- 모래, 흙, 기름 등의 이물질이 물받이에 고착화

- 하절기 팽창시 핑거판 솟음 발생

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Ⅵ. 대 책

□ 핑거판과 베이스판 밀착여부 관리 철저 (일반볼트 형태)

ㅇ 베이스판 상부, 핑거판 하부에 볼록형 요철 발생 여부를 자재 검수시 확인 철저

□ 후타 콘크리트 타설시 충진 및 연단거리 확보 여부 확인 철저

ㅇ 긴볼트 형태의 경우 최소 연단거리 필히 확보

- 핑거판의 안정적 거동을 위해 최소 연단거리 내 모따기 제한

ㅇ 베이스판 하부 콘크리트 충진 관리 철저

□ 볼트체결 관리

ㅇ 핑거판을 베이스판에 정착시키는 일반볼트 형태 권장

- 볼트체결은 F10T 이상의 규격으로 마찰이음 방법을 사용하되, 볼트규격에 따른 적정 토크치 도입(항복강도의 75~85% 수준)

ㅇ 과도한 토오크가 도입된 볼트 제거 및 볼트 재사용 금지

ㅇ 핑거 끝단의 처짐, 진동에 의한 영향 등을 고려하여 신축량 250mm 이상의 경우 보조볼트 체결 ⇒ 내구성 향상

□ 물받이 청소 및 일상유지관리 철저 시행

ㅇ 물받이 부위 주기적 청소로 이물질에 의한 신축 저해요인 제거

ㅇ 청소 등을 위해 핑거판 볼트를 해체한 경우 볼트 재사용 금지

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Ⅶ. 향후 조치계획

□ 공사주관(시행)부서

ㅇ 볼트체결 방식의 강핑거형 신축이음장치는 핑거판을 베이스판에 볼트로 정착시키는 형식을 우선 적용하고,

ㅇ 신축량이 큰 경우 내구성 증진을 위하여 보조볼트로 보강하며,

ㅇ 손상 원인 및 방지대책을 고려하여 시공시 품질관리 철저

□ 유지관리부서

ㅇ 강핑거형 신축이음장치 물받이 부위를 주기적으로 청소하고,

ㅇ 이상 소음이나 진동 발생시 신속한 보수가 될 수 있도록 조치

※ 첨 부 : 강핑거형 신축이음장치 손상현황 1부