P.S.T 공법 라멘 구조물의 휨 거동 특성에 관한 실험적 연구 document_id A220517030219

기존의 지하구조물 비개착축조공법은 구조물의 강성을 확보하기 위하여 가설구조인 강관에 철근을 설치하는데 시공시 좁은 공간으로 작업이 불편하고 배근작업으로 인한 자재비용이 과다하는 등 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하는 차원에서 스틸 세그먼트를 이음부로서 연결하여 지하구조물 축조시 가설구조물을 형성하고 철근대신 강선이나 강봉을 설치하여 긴장력을 도입하는 새로운 공법인 P.S.T공법(Prestressed Segment Tunnel Method)이 모색되었다. 본 연구에서는 P.S.T공법 구조물의 휨성능을 평가하고자 그에 대한 실험적인 연구를 수행하였다. 세그먼트 형상비, 우각부 원형강관의 크기, 긴장량의 크기 및 이음부의 용접 유무를 실험변수로 설정하여 구조물의 휨거동 특성을 규명하고 부동한 변수에 따른 구조물의 처짐에 대한 효과를 분석하였다. 본 논문에서는 P.S.T 공법 구조물의 휨거동 특성을 파악하고, 세그먼트 형상비, 우각부 강관의 지름, PS 긴장량 및 이음부의 용접유무에 따른 효과를 평가하기 위하여 실험체를 계획 및 제작하여 정적 하중재하 실험을 실시하였고 다음과 같은 결론을 도출하였다. 단일 세그먼트의 길이가 긴 경우 인장에 대한 저항성이 상대적으로 약한 이음부의 개수가 적어지고, 그만큼 세그먼트가 인장에 저항하기 때문에 구조물의 휨강성이 증가하며 결과적으로 처짐을 감소시켜 사용성이 증대되는 효과를 가진다. 우각부 원형강관의 지름이 큰 것이 우각부에서 발생하는 부모멘트에 대한 저항성이 우수하여, 구조물의 내하력을 향상시킨 것을 알 수 있었다. 구조물에 프리스트레싱력을 크게 도입하면 구조물의 내하력이 증가하여 처짐 및 변형률의 감소에 효과가 있다. 이음부의 용접은 P.S.T 공법으로 제작한 구조물의 휨성능을 높이는데 큰 효과를 가지고 있으며, 특히 하부강판의 이음부를 용접하는 것은 휨에 대한 저항성을 더욱 향상시킨다. 세그먼트의 길이가 크고, 우각부의 지름을 크게 하고, 도입 긴장력의 크기를 작게 하는 것이 연성확보 측면에서 유리하다.