[토목구조기술사 제140회 2교시 4번]

2교시 4번 · 25점 · 6문제 중 4문제 선택 · 100분

다음과 같은 신축량 산정방법에 의해 신축이음장치를 결정하고 프리세팅량(Presetting, 사전조정)을 계산하고 프리세팅 방법에 대하여 설명하시오.

(단, 설치할 신축이음장치는 아래 표를 참고하며, 허용 신축량은 계산값의 가장 가까운 정수로 한다.)

여기서, = 온도변화에 의한 이동량
= 건조수축에 의한 이동량
= 크리프에 의한 이동량
= 활하중에 의한 보의 처짐으로 인한 이동량

[조건]

구 분조 건
교량형식Steel Box교
교량의 신축길이(L)L=120m
주형의 높이(H)H=3.0m
바닥 슬래브 타설 시 온도0℃
신축이음 설치 시 온도30℃
신축이음 설치 시기슬래브 타설 후 24개월 경과
온도변화 조건50℃ (-10℃ ∼ +40℃)
강재의 선팽창계수(α)α=1.2×10-5/℃
건조수축,크리프 저감계수(β)β=0.5
보의 처짐 이동량 계산 시=1/150 (강교(연속교))
=(2/3)·H
여유량30mm (±15mm)

[신축이음장치 신축량]

신축이음장치 종류신 축 량
NO. 8080mm
NO. 100100mm
NO. 120120mm
NO. 160160mm
NO. 200200mm
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답안 구조

  1. 개요
  2. 교량 신축량의 구성 요소 및 산정 기준
  3. 조건에 따른 총 신축량 산출 및 기종 선정
  4. 설치 온도에 따른 프리세팅량 계산
  5. 신축이음장치 프리세팅 방법 및 시공 유의사항
  6. 결론

용어 정의

프리세팅 (Presetting)
신축이음장치 설치 시점의 대기 온도가 설계 기준 온도와 다를 경우, 설치 후 장치가 허용 신축 범위 내에서 정상 거동하도록 틈새 간격을 사전에 조정하는 작업.
보의 처짐으로 인한 이동량
활하중 작용 시 교량 지점부에서 발생하는 단부 회전각에 의해 주형 상면이 종방향으로 이동하며 발생하는 신축량.

핵심 내용

  • 온도변화, 건조수축, 크리프, 처짐 및 여유량을 고려한 총 신축량 산정
  • 산출된 총 신축량을 수용 가능한 최적의 신축이음장치 규격 선정
  • 설치 시 온도와 설계 기준 온도 차이를 반영한 프리세팅량 도출
  • 프리세팅 고정 장치 활용 및 후타재 타설 후 고정 해제를 포함한 시공 절차 확립

공식: Δℓt=α⋅ΔT⋅L\Delta\ell_t = \alpha \cdot \Delta T \cdot L, Δℓr=θi⋅hi\Delta\ell_r = \theta_i \cdot h_i, Δℓtotal=Δℓt+Δℓs+Δℓc+Δℓr+M\Delta\ell_{total} = \Delta\ell_t + \Delta\ell_s + \Delta\ell_c + \Delta\ell_r + M, Δℓpreset=α⋅(Tinstall−Tref)⋅L\Delta\ell_{preset} = \alpha \cdot (T_{install} - T_{ref}) \cdot L

풀이 순서: 온도변화 폭, 선팽창계수, 지간장을 적용하여 온도변화에 의한 이동량 계산 → 주형 높이와 단부 회전각 조건을 적용하여 보의 처짐에 의한 이동량 계산 → 강교 조건 및 저감계수를 반영하여 건조수축 및 크리프에 의한 이동량 산정 → 개별 산출된 이동량에 주어진 여유량(30mm)을 합산하여 총 신축량 도출 → 제시된 신축이음장치 표에서 계산된 총 신축량 이상의 적정 규격(NO. 기종) 결정 → 설치 시 온도(30도)와 기준 온도 차이에 따른 변위를 고려하여 프리세팅량 계산 → 프리세팅 값 세팅 후 고정, 후타재 타설 및 양생 완료 후 고정장치 해제 순으로 시공 방법 제시

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출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · 원문(Q-Net)

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