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4-5 지중파형강판 구조물 안정성 및 유지관리 향상 방안 구조물처-2561

(2010. 11. 5)

Ⅰ. 검토목적

□ 파형강판 구조물 점검 및 보수보강 등 유지관리의 효율성 제고

□ 설계기준 개선을 통한 구조물 안정성 확보 및 하자 예방

Ⅱ. 현황 및 하자유형

 파형강판 구조물 현황

 

 

 

구분	파형강판 구조물				비고
	계	암거	교량	터널
개소	461	452	7	2	국고 : 336 민자 : 125

 하자 사례 및 유형

○ 파형강판구조물 240개소에서 균열 등 359건의 하자 발생

- 균열 및 누수․백태 등이 268건(75%)으로 대다수 차지(붙임#1)

※ 하자발생 부재 및 유형

강판

118(33%)

옹벽기초

202(56%)

포장등 기타

39(11%)

단면변형

39(11%) 누수,백태

107(30%)

녹발생

20(5%)

부등침하

4(1%)

기타

28(8%)

균열

161(45%)

부재별 유형별

☞ 조사기간 : 2010.6.16 ~ 10.12

○ 주요 하자로는 옹벽균열, 누수․백태 및 강판변형 등이 있음

※ 하자 유형 및 원인

 

하자유형	옹벽균열	누수․백태	변형․찢김	녹발생	부등침하	포장균열
발생원인	콘크리트 건조수축 등	우수침투 배수처리 미흡	뒤채움 관리미흡	토석류 및 누수	기초지반 지지력부족	옹벽기초 부등침하

 

 

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Ⅲ. 현실태 및 문제점

 시공중 뒤채움부 이완 및 다짐관리 어려움으로 강판변형 초래

○ 뒤채움부는 지하수위가 높은 경우 이완되어 수평저항력 상실

- 노상토 세립분이 물에 유실되어 원인 제공

○ 파형강판 및 토공 전문업체 이원화에 따른 뒤채움관리 곤란

○ RC암거의 뒤채움기준 준용으로 파형강판구조물 성능저하 우려

- 합성형구조물 뒤채움재료는 SB-1(2) 사용토록 규정(고속도로공사 전문시방서)

※ 뒤채움재료 적용기준(지중강판 표준도)

토피고 3.5m 이하 : SB-1 및 노상토 토피고 3.5m 이상 : 노상토

⇒ 파형강판 내공단면 과다 변형사례 발생(붙임#2)

 뒤채움부에 지하수 및 우수 유입으로 누수 발생

○ 지하수 등의 배수처리시설이 없어 체수로 인한 기초접합부 누수 과다

○ 절성경계부에 구조물 설치로 지하수위 상승 및 노상토 동해 우려

○ 시공중 쌓기비탈면 등에서 뒤채움부로 빗물 과다 유입

⇒ 체수 및 누수 방지를 위한 맹암거 설치 필요

파형강판 천단 침하 암거내부 누수 과다

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 구조물 점검환경 열악

○ 수로암거는 점검이 곤란하여 파형강판구조물 관리 소홀

- 대상암거 : 경부선 구미-119 암거 등 123개소(붙임#3)

○ 파형강판구조물 내공단면 변형률 확인시간 과다 소요

- 소요시간 : 90분/개소(측점별 30분 소요)

수로내부 점검곤란 내공단면 측정난이

 안전등급 관리 부실

○ 상태평가 기준 부재로 안전등급의 신뢰도 저하

- 점검자의 주관적 판단에 의해 안전등급 지정

- 안전등급의 형식적 관리로 적기 보수보강 곤란

○ 접근 곤란한 성토부 하단 등에 위치하여 관리 소홀

- 하천, 수로 등에 위치한 경우 안전점검 미시행

- 공용년수가 10년 이내로 짧아서 안전한 것으로 인식

 하자관리 미흡

○ 강판손상부 임의보수 등으로 구조물의 안정성 침해

- 사례 : 강판덧댐 용접, 강판균열부 접착제 주입 등

○ 하자 준공검사 소홀

- 균열 보수후 주입제 충전상태 미확인

- 지수제주입용 패커 미제거 등 마무리상태 미흡

⇒ 보강공법 검토 및 현장확인 등 하자관리 강화 필요

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Ⅳ. 개선방안

 뒤채움부 설계 및 시공관리 강화

○ 파형강판 뒤채움재료 개선

 

현 행	→	개 선
․토피고 3.5m이하 : 노상토 +SB-1 ․토피고 3.5m이상 : 노상토		․보조기층 재료(SB-1,2) (고속도로공사 전문시방서 준용)

 

 

○ 하자방지 위한 책임시공 풍토 조성

 

현 행	→	개 선
․감독(감리)원 검측시행		․사업단 단계검측 시행 - 기초지반, 강판조립, 뒤채움 - 파형강판업체 책임자 의무참여

 

 

 옹벽기초 배면에 배수시설 적용

○ 시공중 우수 등 침투수의 유도배수를 위한 맹암거 설치

- 맹암거는 날개벽까지 연장하여 인접 측구에 접속처리

SB-1(2) SB-1(,2)

맹암거 상세

상세A

※ 뒤채움부 범위는 현설계와 동일(SPAN/2)

시공개념도 전경사진

○ 지하수 유입 등의 취약구간은 파형강판구조물 설계 지양

- 절성경계부에 위치하여 단차발생 및 용수우려 구간

- 지하수위가 높은 누수예상 구간, 연약지반 구간 등

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 구조물 점검환경 개선

○ 내공단면 변형률 자동산정으로 내업시간 단축(붙임#4)

 

현 행	→	개 선
․계산기 사용 - 소요시간 : 90분/개소		․자동연산 프로그램 배포 및 활용 - 소요시간 : 30분/개소(△60분)

 

 

○ 쌓기부 점검계단 확대 설치

- 대상 : 구조물 인근 20m 이내에 점검계단이 없는 경우

○ 안전점검 기준 내실화

 

현 행	→	개 선
․점검주기 : 2회/년 ․점검시기 : 기준 없음		․점검주기 : 1회/년 ․점검시기 : 3~4월

 

 

 안전등급 관리 강화

○ 구조물 상태평가 잠정기준 마련

- 평가부재 : 파형강판, 옹벽기초 등으로 구분(붙임#5)

※ 상태평가 절차

 

단계	평가 내용	비고
1	․단위Span 부재별 상태평가 및 평균 결함도지수 산정 - 평가부재 : 파형강판, 옹벽기초 등	세부지침 개정시 까지 잠정활용
2	․전체 Span의 평균 결함도지수 산정
3	․구조물 형식에 따른 부재별 가중치 적용 - 형식구분 : 합성형, 원형, 파이프아치
4	․최종 결함도지수 산정 및 안전등급 지정

 

 

○ 춘계점검시 파형강판구조물 점검결과 확인

- 대상 : 수로 및 신설 구조물

- 항목 : 안전등급, 내공단면 변형률, 점검기록 관리 등

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 하자관리 체계 구축

○ 결함유형별 적정공법 선정

※ 부재별 주요결함 및 보수보강 공법

 

 

 

구분	주요결함		보수․보강공법	비고
파형강판	내공단면 변형		단면 보강	붙임#6
	균열,찢김	국부	접착식 강판 덧댐보강
		전면	단면 보강
	누수		지수제 주입
	백태, 녹	유수부	철근콘크리트 보호공
		노출부	백태(녹)제거 및 아연도금
옹벽기초	균열․누수		주입 보수(습식 에폭시 등)
	부등침하		기초지반 보강(그라우팅 등)
포장 등 기타	포장부 균열		균열 씰링
	라이닝균열․손상		단면보수 등

☞ 파형강판 결함부분 원인규명 및 대책 검토서(도교연, 2007년) 참조

- 기술과제 추진(내공단면 5%이상 변형, 강판균열․찢김 발생시)

○ 하자 준공검사 확인 철저

- 매년 구조물 통합점검 대상에 포함하여 추계점검 평가시 반영

 조치(협조) 사항

○ 설계중인 노선 : 설계시 검토후 반영

○ 설계완료후 미발주 노선 : 착공전 검토후 보완설계 시행

○ 시공중인 노선 : 공사여건 및 공정 등을 판단하여 적용

○ 공용중인 노선 : 보수․보강 소요예산 사업계획 반영

Ⅴ. 향후 추진계획

□ 2010. 11월 : 파형강판 상태평가기준 수립 요청(→ 한국시설안전공단)

□ 2010. 12월 : 파형강판구조물 집중관리대상 선정

□ 2010~2011년 : 기술과제 및 보수․보강 추진