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교량용 난간방호벽 스트럽 상세 개선 품질안전팀-1980

(2023.08.28.)

1 검 토 목 적

 난간방호벽(교량용 방음벽 기초 포함) 기계타설에 따른 시공성 제고를 위해

지지철근 배근 방법을 개선하고자 함

2 현 실태 및 문제점

 표준도의 지지철근은 주철근(수직철근)을 감싸고 폐합되어 일반적으로

전단철근으로 인식 [붙임#1]

 상기 철근이 최외측 배치에 의해 피복 부족 및 고정 미흡

 기계타설 시 수직‧수평철근 고정 미흡으로 인한 이동 및 균열

발생 우려

3 검 토 방 향

 지지철근의 명확한 역할‧기능을 검토하여 그에 따른 합리적인 배근

방법을 도출함

지지철근 : ④⑤⑥⑦ 철근 지지철근 상세도 3D 도면

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4 검 토 내 용

 난간방호벽 주철근을 감싸고 있는 최외측 지지철근이 전단철근 역할을

수행하는지에 대한 검토

 설계기준 검토

① (폐쇄형) 지지철근 : 방호벽(H=1.0m, 1.27m)

o 패쇄형 전단철근 겹이음 설계기준 [붙임#2]

구분 겹이음 가능 조건

(1) 비틀림이 작용하지 않고 겹이음 길이가 1.3 이상인 경우 겹이음 가능

(2)

비틀림이 작용하지 않지만 겹이음 길이가 1.3를 불만족할 시

부재깊이가 450mm 이상,  (전단철근 한 개당 인장력) 40kN 이하이고

겹이음을 부재 전체 높이까지 연장할 경우 겹이음 가능

* 관련 근거 : ① 콘크리트구조 설계기준 KSD 14 20 52, 2022

② Building, code requirements for structural concrete, ACI 318-19

③ AASHTO LRFD Bridge Design Specifications 9th Edition, 2020

o 설계 기준 해석

- h : 부재 깊이, a : 상단에서 주철근(위) 내측까지 거리,

b : 하단에서 주철근(아래) 내측까지 거리

(1) h ≥ 1.3 + a + b (2) 450mm ≤ h < 1.3 + a + b

o 1.3 이상 겹이음

o 전단저항 : 로 평가

o 부재 전체 높이까지 연장

o 전단저항 : 는 40kN 이하

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o 겹이음길이 검토 결과 [붙임#3]

- 표준도의 지지철근 겹이음길이(최대 306mm)는 설계기준(400mm)보다 작음

→ (1)의 조건 불충족

- 표준도의 난간방호벽 h = 230 ~ 420mm로서 부재 깊이가 450mm미만

→ (2)의 조건 불충족

② (U형) 지지철근 : 중앙분리대(분리형), 교량용 방음벽 기초(H=1.0m, 1.27m)

o U형 지지철근 상세도

o U형 전단철근 표준갈고리 설계기준

구분 설계기준

(1) D16이하의 철근은 구부린 끝에서 6 이상 더 연장하여야 한다.(90°표준갈고리)

(2)

D16이하의 철근을 스터럽과 띠철근으로 사용할 때, 표준갈고리의 구부림

내면 반지름은 2 이상으로 하여야 한다.

* 관련 근거 : 콘크리트구조 설계기준 KSD 14 20 52, 2022

o 갈고리 길이 검토 결과

- 표준도의 갈고리 길이(방음벽 100mm, 중앙분리대 75mm)는

설계기준 길이(2 + 6 = 101.6mm)보다 작음

☞ 지지철근 길이(이음 및 갈고리)는 전단철근 길이를 불충족함으로

지지철근은 전단철근이 아님

중앙분리대(분리형) 지지철근 교량용 방음벽 기초 지지철근

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 난간방호벽 파괴 거동 검토 [붙임#4]

o 파괴 형태 : 항복선 이론에 따른 휨 파괴

- 차량 충돌 저항시스템은 수직축 모멘트와 수평측 모멘트로 저항

- 수평철근과 수직철근으로 휨에 저항하는 개념

- 파괴 단면 검토 결과 : 휨이 지배하는 단면 [별첨]

* 관련 근거 : AASHTO LRFD Bridge Design Specifications 9th Edition, 2020

☞ 난간방호벽 파괴 단면은 휨이 지배하는 단면으로 지지철근은 전단

철근이 아님

 해외사례 표준도 검토

국내 방호벽 표준도 해외사례(FDOT)

수평, 수직철근에 지지철근 배근 수평, 수직철근만 배근(휨 저항용)

* 관련 근거 : FDOT(Florida Department of Transportation) 2023-24 STANDARD PLANS

☞ 난간방호벽은 휨 저항에 의해 철근을 배근하기 때문에 지지철근은

전단 철근이 아님

 (결론) 지지철근은 전단철근이 아닌 조립용 철근임

∴ 제 기능을 할 수 있는 조립용 철근으로서 배근 개선 가능

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5 개 선 방 안

 조립용 철근 배근 위치 및 철근 상세 개선

o 조립용 철근 배근 위치

구분 당초 개선

3D 도면

o 조립용 철근 상세

구분 당초 개선

철근

상세도

배근형태 주철근을 감싸는 폐쇄형 철근 주철근과 평행한 U형 철근

 난간방호벽 형태별 조립용 철근 위치 상세도는 [붙임#5] 참고

※ 조립용 철근이므로, 필요시 현장여건에 따라 철근 추가 또는 삭제 가능

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붙임자료

1. 난간방호벽 표준도(2023년 고속도로 건설공사) (별첨)

2. 콘크리트구조 이음 설계기준(별첨)

3. 콘크리트구조 이음 검토결과(별첨)

4. 난간방호벽 파괴 검토(별첨)

5. 난간방호벽 형태별 철근 위치 상세도

[별첨] 난간방호벽 구조검토 결과

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붙임5 난간방호벽 형태별 조립용 철근 위치 상세도

o 방호벽 : H=1.0m(SB5, 강성)

Cycle 1 Cycle 2

C.T.C 400 C.T.C 400

o 방호벽 : H=1.0m(SB5-B, 강성)

Cycle 1 Cycle 2

C.T.C 400 C.T.C 400

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o 방호벽 : H=1.270m(SB6, 강성)

Cycle 1 Cycle 2

C.T.C 500 C.T.C 500

o 방호벽 : H=1.270m(SB6-2, 조합형)

Cycle 1 Cycle 2

C.T.C 400 C.T.C 400

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o 중앙분리대(분리형)

Cycle 1 Cycle 2

C.T.C 400 C.T.C 400

o 교량용 방음벽 기초(H =1.0m)

Cycle 1 Cycle 2

C.T.C 400 C.T.C 400

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o 교량용 방음벽 기초(H =1.27m)

Cycle 1 Cycle 2

C.T.C 400 C.T.C 400