-요약

 

주 교통국은 교량프로젝트에 급속교량시공(ABC)기술을 연구하고 적용하기위한 새로운 계획을 더욱 더 지원하고 있다. 주 교통국은 공기단축, 최소교통혼란, 생애주기비용절감, 시공품질과 안전성개선의 잠재적인 이점을 제시하고 있다. 조립식자재는 ABC의 전망 있는 접근방안이지만, 지진지역에서 구성요소들 간의 접합부시공이 용이해야 할 뿐 만 아니라 지진하중 하에서 그들의 건전성을 유지하기에 충분할 정도로 견고해야만 한다. 이러한 기준을 충족시키는 접합부와 시스템의 개발이 ABC의 목표를 달성하는데 중요한 발전을 만들어 낼 것이다.

이 보고서는 미국과 그 외 국가에서 현재 사용 중이거나 사용을 위해 연구 중인 ABC의 접합부와 시스템에 관한 논문검토의 결과를 제시하고 있다. FHWA(미 연방도로관리청), 주교통국, 국내외 대학과 기관, 도급자, 조립식자재 생산자, 판매자와 같은 교량관련업자를 상대로 설문조사가 실시되었다. 논문연구와 조사에서 확인된 ABC접합부를 분석하여 철근커플러, 그라우트 관, 포켓, 소켓, 하이브리드, 인티그럴 접합과 같이 유형별로 분류하고, 형상기억합금과 탄성받침과 같은 신기술별로 분류하고 있다. 지진격리장치 또한 ABC기술과 병행 사용할 수 있지만, 지진격리장치는 비교적 완전한 기술이며 여기에서는 평가하지 않는다. 이 프로젝트의 주목표는 접합부를 평가하고 분석 분류하는 것이다. 이것은 기술 용이성, 성능평가, 시간단축잠재성의 3가지 평행계측기준을 이용해서 하였다. 기술 용이성 수준은 접합 또는 시스템기술의 개발에 대한 척도이며, 검증, 분석, 효율적 활용정도에 따른다. 성능평가에는 기대지진성능, 시공성, 내구성, 검사성, 보수성과 같은 특징을 포함하고 있다. 시간단축잠재성은 현장타설 시공과 관련하여 측정된다. 각 접합유형의 개발에서 차이가 확인되었다. 이러한 분류로 그라우트 철근커플러, 가설벤트의 개발 뿐 아니라 인티그럴 접합과 신기술의 지속적 개발과 같은 진보된 연구를 급하게 재촉하는 ABC접합부와 시스템을 확인했다. 결국 미국의 중상진동의 지진지역에 활용될 수 있는 여러 가지 유형의 ABC접합부의 사용을 지원하기 위해 광범위한 검증프로그램이 필요할 것이다. 게다가, 명확한 설계와 시방서, 설계예제, 검증프로젝트, 현장경험이 그 기술의 효율적 활용을 위한 자신감을 갖기 위해서

소유자, 도급자, 설계자에게 필요할 것이다.

 

제1장

배경

 

문제점의 진술

FHWA와 많은 주 교통국은 통행자에게 건설 관련된 불편한 영향을 최소화하고 작업지역안전을 강화하기 위해서 급속시공(ABC)을 적극적으로 지원하고 있다. 많은 성공적인 ABC기술의 적용이 최근에 현실화되었는데, 대개는 저지진 활동지역에서였다. 이러한 많은 수의 ABC기술적 활용이 2009년 FHWA가 출판한 조립식자재의 접합세부내용과 시스템 에 문서화되어 있다. 그러나 ABC기술의 이용은 미국의 중상지진지역에 더 한정적이었다. 이러한 계획안의 성공적 수행에 중요한 요소는 조립식자재 사이의 접합에 있다. 연성성능을 보장하는 신뢰성 있는 접합을 제공하는 것은 잦은 지진지역에 요구되는 시공지침을 수행할 수 있는 설계를 개발하는데 필수적이다. 지진지역에서 최근 ABC프로젝트에 사용되고 있는 여러 조립식 자재의 접합세부내용이 더 광범위한 활용에 큰 전망이 있지만, 지지하중에 대해서 완전히 검증이 된 것은 아니었다. 게다가, 이러한 세부내용을 검증하고 그들의 궁극적인 성능에 대한 향상된 이해를 발전시킴으로써, 이러한 세부내용은 전국적으로 다른 극단적인 사고위험에 대비해 잠재적인 ABC활용에 사용될 수 있을 것이다. 지진지역에서 ABC시공의 도전은 현장의 토지조건의 기능에 대한 것인 AASGHTO(미 도로교통협회)지진설계방법론에 따라 미국의 50개주가운데 적어도 36개주에 영향을 주고 있다. 가장 불량한 토지조건을 가진 지역에 대해서 보면, 36개주는 중상지진지역(지진지역 2 또는 더 높은 그리고 지진설계목록 B 또는 더 높은)으로 분류된 교량이 있을 수 있다. 그러므로 이것은 국가적인 문제이다. 물론, 이 연구에서 개발된 시스템은 50개주 모두에서 사용될 수 있다. 만약 접합부의 시공성 특징이 현저하다면, 높은 접합의 연성이 요구되지 않는다 할지라도 그들의 사용은 경제적으로 매력이 있을 수 있다. ABC의 활용은 국가적인 계획안이며 지진지역에서 ABC기술을 확대 사용하는 것은 모든 도로이용자들에게 ABC기술의 이점을 제공하기 위해 필요한 일이다.

 

연구의 목표

연구의 범위는 일반적으로 제안서에서 확인된 업무에 의해 결정되었다. 다음은

RFP에서 설명한 업무이다.

 

이 연구의 목표는 최근에 사용되거나 지진지역에서 보다 광범위하게 활용전망을 갖고 ABC교량에 잠재적 사용을 위한 개발 하에서 접합상세내용과 관련된 이용할 수 있는 정보를 종합하는 것이다. 그 일은 다음의 접합목록과 관련구성요소 및 시스템을 포함해야 할 것이다.

. 말뚝 캡에 말뚝 접합

. 하부구조에 기초접합

. 상부구조에 하부구조 연결이음과 접합

. 기둥세그먼트 간 접합

. 프리캐스트 거더와 교각 다이아프램 간 접합

. 여러 접합 장치 및 기술

. 자동추진 모듈식 운송(SPMTs)기술로 하부구조에 상부구조 접합

 

이 연구로 적어도 다름과 같은 임무는 완수될 것으로 기대된다.

업무 1. 관련논문, 지침, 진행 중인 연구물, 현재 사례, 접합부에 관한 현 상태의 지식, 관련구성요소와 위에서 언급한 각 접합목록에서 잠재적 연구를 위한 시스템을 결정하는 모든 공학과 자료 분야를 상세히 조사하는 다른 정보 검토. 이러한 정보는 출판된 보고서와 출판되지 않은 보고서, 대학, 교통기관, 산업체, 그 외 국내외 기관, 교량업체, 조립식자재생산자, 도급자, 그 외 기관과의 접촉을 통해서 수집될 수 있을 것이다.

업무 2. 업무 1에서 확인된 여러 접합 및 연결이음장치에 대한 요약. 시공성, 지진성능, 검사능, 내구성을 기반으로 하는 각각의 개개 세부내용의 장단점을 개요. 게다가 각 접합 및 연결이음장치는 시스템 성능에 관한 그것의 효과가 평가되어야 할 것이다.

업무 3. 업무 2에서 결과물의 확인으로 차이를 검증.

업무 4. 모든 연구프로젝트를 설명하고 장래 연구 수요에 대한 제안을 만드는 최종보고서 제출

 

연구보고서의 구성

 

그 보고서는 4개의 장으로 구성되어 있다. 제1장에서는 그 연구프로젝트의 배경을 제시하고, 제2장에서는 정보 수집을 위해 사용된 방법론과 접합 및 교량시스템의 평가를 위한 접근방법을 요약해 놓았다. 확인된 접합부는 정의된 평가절차에 따라 개별적으로 특성화되고 평가되었으며, 부록 A에서 G에 각 접합에 대해 분리된 절단도면의 형태로 제시되어 있다. 부록 H는 접합유형에 대한 세부요약내용을 제공하고 부록 I는 정보 수집을 위해 보냈던 설문조사가 포함되어 있다. 제3장에서는 접합유형의 특징과 평가를 요약해 놓았고, 전체교량시스템의 지진성능평가를 부연하여 전개했다. 제4장에서는 결론을 제시하고 심화연구를 위한 제안사항을 주고있다. 확인된 연구필요성을 설명하는 2012 연구문제점보고서가 부록 J에 주어져 있다. 그림1에서 도표로 그 보고서의 전체적인 흐름을 보여주고 있다.

 

제4장

결론 및 연구 제안사항

 

이 보고서에서는 검토해온 현재 사용 중이거나 미국의 중상진동의 지진 위험성이 있는 지역에서 사용될 가능성이 있는 ABC기술의 최근발전사항을 나열하고 있다.

ABC기술은 많은 프로젝트에 적용되어 왔고 우선적으로 저지진 활동지역에 적용되었다. 그러나 미국의 중상진동지진지역에서 이 기술을 사용하는 것은 한계가 있었는데, 그것은 ABC와 합께 사용된 관습적, 선형, 프리캐스트 요소는 접합부가 교차부에 위치되도록 하기 때문이며, 그러한 위치는 대개 지진하중 하에서 가장 높은 요구사항을 경험할 것으로 예상되는 지역이기 때문이다. 따라서 중요한 작업이 진행 중이며 더 중요한 일은 ABC접합이 시공성, 비용효과, 내구성, 검사성의 필요한 비 지진 특성을 가지며 더불어 요구되는 지진성능을 충족시킬 수 있도록 하는 것이 요구된다.

 

결론

 

지진지역에 위치한 교량에 프리캐스트나 조립식 구성요소를 사용하는 것은 두 가지 목록 즉, 에너지소산과 보호역량으로 특징지을 수 있는데 이 두 가지는 SABC개발 집중에 유용하다. 교량시스템은 지반운동에 의해서 불가피하게 일어나는 비탄성응답이 몇몇 미리 결정된 구성요소에 집중되는 것으로 설계되었다. 이러한 구성요소는 대개 기둥인데, 그것은 퓨즈처럼 작용한다. 다른 구성요소는 과 하중수요로부터 보호되며 기둥에 적용된 더 엄격한 조건으로 설계될 필요는 없다. 검토된 많은 접합부가 지진으로 발생된 에너지소산과 관계있다. 이러한 요소들을 에너지소산이라 칭하는데 그들은 전반적인 지진성능에 큰 영향을 준다. 그 구성요소와 기둥의 퓨즈와 같은 거동에 의해 보호되는 교량의 접합은 그들 속에서 일어나는 손상을 막기에 충분히 큰 역량으로 설계된다. 그러한 요소들은 구성요소들 사이의 보호역량접합을 의미하며 여기에서 고려해왔던 인티그럴 접합유형에 포함된다. 몇 가지 경우에, 기존의 개념이 아닌 신기술은 활동하는 대로 그렇게 많은 에너지를 소산하지 않도록 하며 최소손상을 가지는 지진 변위를 수용하게 한다. 그러한 접합을 변형할 수 있는 것이라 하며, 비탄성변형이 예상되는 위치에서 에너지소산접합부 대신에 사용된다. 그것들은 교량설계자가 변형범위 내에서 최적모멘트분배를 선택함으로써 시스템의 지진응답을 향상시키도록 할 수 있다. 지식의 큰 격차는 에너지소산접합을 위해 종결된 상태로 남아있어서 추가적인 연구의 초점이 에너지소산과 변형접합에 맞추어져야 할 것이다. 이에 대한 이유는 보호역량접합이 비 지진지역에서 이러한 똑같은 요소의 사용을 지지하는 데이터로 설계될 수 있다는 것이다. 일반적으로, 그러한 설계데이터가 존재한다. 이러한 보호역량구성요소에 대한 경험과 지식기반에서 오는 격차는 결국 종결되어야만 하지만, 에너지소산작업은 수행을 더 압박하는 장애이기도 하다.

 

장기적인 필요성

 

전국의 교량소유자와 엔지니어가 선택한 광범위한 시공선호도와 결부하여 SABC에 대한 기존의 지식과 사례의 상태가 미국에서 SABC의 사용을 완벽하게 지지하기 위한 넓은 확대검증프로그램이 궁극적으로 필요하다는 것을 제시한다. 그러한 프로그램은 결국 대규모 부분골조실험과 SABC사용에 대한 확신을 주기 위해 현장검증프로젝트를 포함해야만 할 것이다. 경험을 통해 SABC기술은 기존의 CIP시스템과 크게 동떨어져 있다는 사실에서 한 가지의 기술로는 중상진동지진지역이 있는 모든 주의 욕구를 맞추지 못할 것이라는 것을 제시한다. 필요한 지식을 개발하는데 걸리는 실질적 평가의 총시간은 20년의 범위가 될 수 있을 것이다. 그러므로 이 부분은

일차적으로 보다 광범위하고 장기적인 필요성과 제안사항을 요약하고 있지만, 중요한 것은 많은 세월이 지속될 여정의 단계이다. 이 기간의 평가는 1990년 교량설계사례에 정식으로 채택된 1971년 캘리포니아 산 페르디난도 지진에서 얻은 교훈으로 여겨지는 그시기를 상기함으로써 지원이 된다. 기존의 교량기술(즉, CIP)과 비교해서 SABC 요소는 좀 더 복잡하고 넓은 범위의 가능한 행위를 포함하며 그 기술을 완전히 개발하기 까지는 시간이 필요할 것이라는 것을 제시한다. 그럼에도 불구하고 그러한 연구기획은 지진지역에서 ABC의 수행을 위해 중요하고 주, 통행차량, 작업지역안전성을 위해 중요한 단계이다. 그동안 많은 ABC시스템을 지진지역에 사용할 것을 제안하였고 제한적인 실험으로 지식기반으로 크게 향상시켰으며 그 안에서 발생하는 격차를 줄였다. 그러나 소유자와 설계사가 SABC기술을 전개하려는 자신감을 갖게 하기 위해서 명확한 설계와 시공지침(안), 설계예제, 증명프로젝트와 현장경험을 발전시키는 것이 필요하다. 앞으로의 노력은 체계적인 방법으로 이 지식에 남아 있는 차이를 채워야 한다는 것이다. 목표는 사용자에게 쉽게 시공할 수 있고 중간기둥 - 중상진동의 지진지역에서 교량설계자에게 필수 “도구상자”에서 예상되는 비탄성변형을 수용할 접합팔레트를 제공하는 것이다. SABC 시스템에 관한 개발 작업의 부수적인 이점은 그러한 시스템이 선박충돌, 돌풍, 중력하중만을 위한 설계로는 해결되지 않는 방법으로 그것의 비탄성한계를 초과하여 교량에 하중을 줄 수 있는 그 외 하중과 같은 다른 극단적인 사고를 해결할 수 있다는 것이다. 지진하중에 사용되는 설계원칙은 하중경로의 지속성, 제한비탄성강도, 구조건전성의 높은 수준을 요구하며, 그러한 특징은 강한 측면효과로 다른 극단적인 사고를 일으키는 구조에 직접적으로 이로움을 준다. ABC 적용을 위한 지진성능요구조건을 만족시키는 실행 가능한 해결책 개발을 위해 이전에 NCHRP와 주교통국이 자금을 지원한 연구가 좋은 출발을 하였고, 제안된 추가적인 노력으로 장기적인 여로에서 논리적인 다음단계를 제시하게 된다. 기존의 지식과 경험을 추진하는 것은 불필요한 연구를 막기 위해 필요하다. 그러한 추진의 한 예는 보호역량접합의 설계를 위한기존의 데이터 사용이다. 보호역량접합의 고려를 지연으로 SABC작업의 다음 단계를 에너지소산과 변형요소접합에 놓인 지진요구에 의해 영향을 받는 접합의 보다 작은 활동영역에 초점을 맞추도록 한다. SABC의 수행을 위한 전체적인 전략 또한 기술전개에 있어서 오너의 선택을 위해 설명해야 할 것이다. CIP시공성능에 필적하는 기술들에 대한 조사결과에서 분명하게 보이는 구별되는 선호도가 있고, 이것은 알려진 것에 대한 선정성 정도의 표시이다. 현재의 설계에서 이용할 수 있는 것보다 더 우월한 지진성능을 제공할 수 있는 신기술이 있다는 것 또한 분명하다. 그러나 그러한 기술이 오너와 설계자에게 자신감을 서서히 불어 넣어줄 성숙도에 이르게 하고 그들에게 급속시공성의 특성을 불어 넣어주도록 하는데 필요한 노력은 CIP에 필적할 만한 유형을 위해 필요했던 노력보다 더 오래 걸릴 것이다.

그래서 추천된 전략은 현재의 선호도와 같은 기술의 개발에 더 높은 우선권을 주는 것이며 그 기술이 효율적으로 활용할 만한 수준으로 가져가는 것이다. 이 프로젝트에서 수행했던 기존의 기술에 대한 검토로 7개 유형으로 접합부의 일반화를 가져왔다. 그것은 표 34에 있다. 교량에서 접합유형의 사용은 빌딩블록(시스템 확충)방식을 따르며, 전체교량시스템이 비 지진 한계 위치에서 더 많은 기존의 접합과 더불어

SABC 접합을 가지고 구축된다. 7개 접합유형 각각에 대해, 이용할 수 있는 정보는 현장에서 SABC 시스템으로서 수행을 정당화하기에는 충분하지 않다.

TRL(기술준비도)의 개념이 초기의 개념개발에서 의도된 환경에서 성공적으로 수행되었던 시스템까지의 범위에 있는 9개의 목록 내에서 등급을 제공하면서 SABC의 사용을 위해 채택되었다(이 경우에, 지진설계). TRLs의 분류에다가 각 TRL에서 완성도에 대한 판단을 있어왔고 이것은 접합 또는 시스템 개발이 부족할 수도 있는 3가지 방법을 파악하는데 도움을 준다. 그 결함이 TRL에서 단계들의 완성도에 따라 위에서 정의한 넓은 의미의 3가지 분류가운데 하나로 분류된다. 결함의 일반화는 고려 하에서 접합부유형에 대한 구성 상태를 나타내는 의미이기도 하다.

 

. 켓치업(따라잡기 위한)방식의 분류법은 접합부의 개발과 더불어 한 단계가 같이 없어져서 다른 정보를 이용할 수 있는 가장 높은 수준에서 접합부의 사용을 정당 화하기 위한 단계가 제공되어야 한다는 것을 나타낸다. 몇 가지 경우에, 이전 단계에서 정보부족에도 불구하고, 접합부는 오늘날 사용될 수도 있다.

. 충전방식의 분류법은 하나 또는 그 이상의 단계에서 필요한 정보가 전체적이지는 않지만, 부분적으로 개발되었다는 것을 나타낸다. 몇 가지 경우에, 부분적인 지식 으로 보다 높은 진동의 지진지역이 아닌 수요가 다소 낮은 중진동의 지진지역에서 그 기술의 사용이 정당화될 수 있다.

. 선진화방식 분류법은 주어진 정보를 포함해서 모든 정보가 이용될 수 있으며 남 아 있는 개발은 그 기술을 더 높은 준비수준으로 이끌기 위해 필요한 것들임을 나타낸다.

 

표 34. SABC 접합부 유형에 의해 남아 있는 작업.

접합부유형	켓치업방식	충전방식	선진화방식
철근연결기	^
그라우트덕트		^
포켓		^
소켓		^
하이브리드			^
인티그럴	^
신기술			^

 

 

이상적인 상태에서, 모든 TRLs는 다음 단계로 이동하기 전에 완료될 것이다. 교량엔지니어링의 현실세계에서, 이것은 시행되지 못한다. 앞에서 말한 분류법의 이유는 다음과 같다.

철근커플러는 그라우트 슬리브나 여러 유형의 기계적 접합부를 사용해서 인장 또는 압축을 위해 철근을 연결하는 장치를 말한다. 광범위한 인장력이 가능하지만, 제한된 일련의 철근커플러만이 잠재적으로 지진지역의 적용에 적합할 수 있다. 물론, 많은 수의 적용에 그라우트 슬리브를 사용했고, 여러 버전을 상업적으로 사용할 수 있다. 일차적인 결함은 그라우트 유형의 철근커플러에 대한 포괄적인 검증시리즈가 부족하다. 부분적인 정보를 이용할 수 있지만(높은 변형률 속도 하에서 공중에서 철근커플러에 대한 실험; 특별 철근커플러를 사용해서 연결된 것들에 대한 격리실험,

[즉, Splice Sleeve Japan Ltd., 날짜 알려져 있지 않음, Riva 2006]), 지진하중 하에서 전체범위의 행위를 다루는 실험은 수행되지 않았다. 미결문제에는 철근커플러 자체의 순환응답 뿐 만 아니라 소성힌지영역에서의 변형분배에 대한 철근커플러의 강도의 영향과 반대연결요소에서의 변형침투에 대한 그리고 철근연결시스템의 전체 변형 능력에 대한 그것의 효과가 포함된다. 그라우트 슬리브 철근커플러는 이미 지진지역에서 활용되었기 때문에, 그런 유형의 철근커플러에 대한 순환성능데이터가 부족하여 심각한 결함을 드러내고 있어서 켓치업 목록에서 대신하고 있다.

그라우트 덕트는 통로로 돌출한 철근을 그라우팅 함으로써 하나의 요소에서 또 다른 요소까지 철근을 정착시키는 것을 말한다. 그러면 하중은 통로에서 접착에 의해 주변 콘크리트로 이동하게 된다. 많은 검증프로그램이 단순하중 하에서 그라우트 덕트의 높은 정착능력을 입증했지만, 몇 개의 실험만이 비탄성순환하중 하에서 수행되었다. 더 많은 정보가 필요한 다른 영역에는 덕트크기의 효과, 덕트유형(특히 주름의 본질과 거침), 덕트에 철근의 위치, 집단인발파괴, 콘크리트를 관통한 덕트벽체에서 주변철근으로 하중의 이동이 포함된다. 그라우트 덕트는 이용할 수 있는 정적강도데이터를 기반으로 비 지진지역 적용에 효율적으로 활용되었다. 그러므로 접합부는 “충전방식” 목록에 들어있다.

포켓접합부에서, 기둥 꼭대기에서 돌출된 철근은 단일간극에 적당하고, 캡 빔에서 포켓은 콘크리트로 채워진다. NCHRP 12-74에서 기본적인 정보가 개발되었다. 그 시스템은 상당한 전망을 제공하지만, 역학기반 절차는 이음지역에 필요하고 더 확장된 실험이 그들의 발전을 진보시키기 위해 필요하다. 그 이음지역은 한정된 포켓과 캡 빔의 주변지역을 포함한다. 그 지역의 범위는 캡 빔의 폭과 포켓의 크기에 제한을 받기 때문에 그것은 꽤 작을 수 있고 강한 응력을 받을 수 있다. 특히, 요구되는 타이와 다른 한정된 철근의 양 및 계산절차가 정립될 필요가 있다. 접합부는 “충전방식” 목록에 들어 있다.

소켓접합부에서 기초나 캡 빔은 프리캐스트 기둥주변 CIP인데, 그것은 철근이 없는 프로젝트이다. 이들은 조립제작과 운송이 간단하고 우수한 현장 시공성 특징을 제공한다. PC(조립식 콘크리트 부품)와 교량건설의 전형인 기초에 끼워 박는 강기둥 둘 다에 대한 어떤 순환실험이 수행되었다. 다른 연구에서 건물에 적합한 기초를

조사했지만, 그 결과는 교량건설에는 적합하지 않은 것 같다는 것이다. 심화연구에서는 기둥의 삽입길이, 기둥직경, 표면의 거침정도와 한정된 철근과의 관계를 정의하는 것이 필요하다. 명백한 역학기반설계지침이 중요한 접합부 지역의 설계를 위해 필요하다. 그 접합부는 “충전방식” 목록에 들어 있다.

하이브리드시스템은 대개 지진이 일어나고 있는 동안 내내 탄성을 유지하고 측면하중이 없어지면 교량시스템을 다시 중심을 잡는 비부착긴장재를 포함하는데 이 시스템은 지진 후에 사용하기에 매우 유리한 특성을 갖고 있다. 하이브리드시스템은 그들의 기본적인 목적이 바람직하지만, 필수적이지는 않은, 추가적인 특징으로서

보여 지는 급속건설로, 우월한 지진성능을 제공하는 것이라는 점에서 여기에서 논의된 많은 다른 것과는 차별된다. 이러한 우선사항에 따른 분류는 여기에서 제시된 대부분의 다른 시스템의 반대이다. 하이브리드 구조물의 원칙은 현재 수직건물산업에 잘 정립되어 있으며 그러한 많은 구조물이 건립되었다. 병행산업에서 이러한 수준의 개발은 향상된 성능에 대한 그들의 잠재적 입증과 더불어 다른 신기술과 다르게 취급되고 있음을 정당화 하고 있다. 그러나 교량건설에 적합한 세부내용은 아직 완전하게 작업이 완료되지 않았다. 이것은 부분적으로 많은 외형변형이 가능하기 때문인 경우이다. 일차적인 문제점은 전후 긴장 사이의 선택, 철근이나 강연선의 사용, 부식보호, 기초와 말뚝 캡에 세부내용정착, 흔들리는 접합점에서 필요한 구속, 등등

이다. 그래서 하이브리드시스템은 개발로 진보하도록 작업을 진보시킬 필요가 있다는 점에서 “선진화방식”으로 분류되었다.

인티그럴접합은 여기에서 거더, 캡 빔과 말뚝에서 종 하중에 저항하는 기둥사이의 접합을 의미하는 것으로 한다. 거더는 강철이나 콘크리트일 수 있고, 캡 빔은 전체적으로나 부분적으로 프리캐스트일 수 있다. 그러한 접합은 역량보전으로서 설계될 가능성이 있어서, 어떤 비탄성변형이 접합 아래, 기둥 꼭대기에서 일어나도록 한다. 그들의 예상되는 역량보전행위는 여기에서 설명한 대부분의 다른 접합과는 다르게 한다. 여러 가지 외형이 가능하고 지방의 교량건설문화의 지시를 따르는 경향이 있다. 내력은 거더의 휨에서 캡 빔의 비틂으로 이동해야 하고 기둥에 휨과 전단으로 돌아가야 한다. 그 하중경로는 복잡하고 그것의 건전성은 대규모 실험방식으로 조사될 수 있을 뿐이다. 결과적으로, 그러한 실험은 거의 완성되지 못하고 완성된 실험은 특수시스템 상에 있었다. 인티그럴 접합은 기존의 구조설계원칙을 사용해서 결정된 접합 세부내용으로 많은 교량에 사용되었다. 그러나 그러한 원칙은 하중이 많은 요소 간에 이동될 때 신뢰도가 가장 적고 그러한 요소의 구조는 복잡하다. 그러한 접합이 역량보전요소로서 활동할 수 있도록 하기 위해서 그 시스템성능을 명백히 이해해야 한다. 현장에서 효율적으로 확대 활용하는 것과 결부하여, 시스템정보의 부족으로 그 접합부유형을 “켓치업” 목록에 놓게 된다.

신기술은 우수한 지진성능의 전망을 제공하는 기술이 많지만, 대부분이 특히 ABC에 적합하지 않다. 예제들에는 거침과 감쇠를 개선하기 위한 SMAs와 고인성섬유복합체(ECC), 변형을 증가시키는 탄성받침 등과 같은 특수자재들이 포함된다. 대부분의 기술은 아직 ABC에 대한 그들의 전망에 대한 평가를 받을 정도로 충분히 개발되지 못했다. 단지 몇 개의 예비실험만이 반복하중에 대한 비탄성응답을 조사하기 위해 실시되었다. 그러므로 그들은 여기에서 “선진화방식” 목록에 분류되었다.

신기술은 우수한 지진성능에 대해 상당한 전망을 보여주고 있지만, 높은 TRL에 이르게 하고 현장에서 효율적으로 활용하기 위한 많은 추가적인 노력이 필요할 것이다. 이 기술목록은 아마도 앞으로 교량지진설계사례에 영향을 줄 것이다. 그러한 시스템은 계속되는 개발노력으로 발전을 촉진시켜야 하지만, 즉각적인 SABC활용은 더 완벽하게 발전된 그리고 많은 경우에 비지진지역이나 특별혁신프로젝트에서 이미 시도된 다른 기술에서 도래하게 될 것이다.

 

제안된 연구

 

SABC에 대한 앞으로의 연구목표는 첫째, 중상진동의 지진지역에서 ABC의 사용에 대한 즉각적인 요구를 설명하고, 두 번째, 더 많은 유력한 지역에서의 요구를 설명하는 것이다. 이 프로젝트에서는 이러한 요구를 파악하고 우선시했으며, 가장 빠르고 가장 광범위한 가치를 제공할 그러한 것이 단기적 노력으로 제시되었다.

첫째로 가장 급한 다음 단계들을 설명하는 마음으로, 즉각적인 연구를 위해 제안된 일이 지진성능에 대한 실증, 더 발전된 설계 및 다음과 같은 공사지침을 제공해야만 한다.

 

. 고진동 지진지역에서 이미 활용되었던 철근커플러시스템(즉, 그라우트 슬리브)

. 상단, 하단을 포괄하는 완성된 말뚝이나 가설벤트에 대한 접합부, 상단에서 그라 우트 덕트나 포켓유형접합부, 하단용 소켓유형접합부를 사용하는 이음 기둥.

 

그라우트 덕트, 포켓, 소켓접합부를 위해 남아 있을 것으로 판단되는 충전방식노력을 설명함으로써, 제안된 일은 완성말뚝시스템이 중상진동지진지역에서 확신을 갖고 활용되도록 할 수 있을 것이다. 이들 가운데, 그라우트 덕트와 포켓접합부는 특히 캡 빔 접합기둥에 아주 적합하고, 그라우트 덕트와 소켓접합유형은 기존접합에 적합하다. 일단 검증이 되면, 철근커플러는 구조물 어디에든 적용될 수 있을 것이다. 준정적, 정적으로 결정된 최종실험을 대부분의 검증에서 선호하는데 이 실험이 내력과 변위의 관계를 모호함이 없이 정량화되도록 하기 때문이다. 그러한 데이터는 변위기반방법론을 사용하는 AASHTO시방지침과 양립할 수 있는 설계절차의 개발을 지지하기 위해 필요하다. 그러한 간단한 실험을 넘어, 진동대를 사용하는 대규모 조립부재에 대한 최종적인 개념증명실험을 실시해야 할 것이다.

이것은 거의 실질적인 동적상태 하에서 기술에 추가적인 확신을 제공한다. 우리는 실질적인 개념의 현장증명을 제공할 큰 재난을 일으키는 지진의 발생을 제어할 수 없기 때문에, 그러한 동적실험은 가장 고도로 TRL에 확신을 갖도록 격려하는 향후 가장 좋은 것이 될 것이다. 잠재적으로 앞으로 여러 해 동안 진행될 제안된 다음 단계의 작업은 포괄적인 평가와 다음을 포함하고 있는 긴장거더 교량과 마찬가지로

종 방향 지진하중에 대한 하중경로의 일부를 형성하는 인티그럴접합의 개발이다.

 

. 접합부위에 긴장이 없이 보다 낮은 프리캐스트 드롭 캡이 있는 이단 캡 빔

. 종 방향 후 긴장이 사용될 수도 있고 아닐 수도 있는 플러시 소핏 캡 빔유형

. 캡 빔용으로 현재 사용 중인 것을 넘는 혁신적인 접합접근방안

 

전반적으로, 인티그럴시스템의 실험과 개발은 말뚝시스템의 개발만큼이나 중요하다.

말뚝시스템개발은 인티그럴접합개발에 앞서 우선시되었고, 부분적으로 그러한 시스템은 활용되었기 때문에 전국에서 공통으로 사용하고, 실험은 공시체 크기 덕분에 다소 비용이 저렴하다. 그러나 궁극적으로, 말뚝과 인티그럴실험은 책임이 부여되어야 할 것이다. 다른 충전방식작업과 단기적 제안의 범위를 넘어 분류되는 많은 남아 있는 선진화방식 작업이 있다. 즉각적인 우선권을 두고 작업하는 것 가운데 어떤 것도 제안하고 있지 않은 이유는 다음과 같다.

 

. 하나의 신기술시스템을 위한 충분한 개발 작업조차도 짧은 기간에 이용할 수 있는 예산전체를 소모할 것이다.

. 추천되어온 켓치업방식과 충전방식의 작업으로 기존교량에 대해 최단시간 내에 최상의 용이성을 달성할 보다 높은 가능성이 있다.

 

따라서 여기에서 만들어진 추천사항의 기초적인 가정은 단기간의 최상의 접근방법이 대부분의 사용자들에게 혜택을 주는 최고의 잠재성을 가진 기술을 가능한 한 신속하게 활용준비단계로 가져오는데 초점을 맞추는 것이라는 것이다. 연구팀의 판단으로 이것은 벤트시스템을 프리캐스트 거더 교량에 광범위하게 사용했던 것으로 사용될 수 있는 시장에 가져오는 것이다. 이러한 단기간 목표를 넘어 가능한 한, ABC의 강화와 더불어 강진성능을 제공하고 더 작은 수로 사용하게 되는 더 많은 특수 교량유형에 유익함을 줄 기술에 대한 개발은 계속되어야 할 것이다.

 

▣ 원문제목 : Application of Accelerated Bridge Construction Connections in Moderate-to-High Seismic Regions 

      

▣ 원문의 주요목차********************************************************************

- 요약

1. 배경

2. 연구접근

3. 결과물과 적용

4. 결론 및 제안 연구사항