일반철도 중력식 교각의 내진성능 향상에 관한 연구 = Strengthening Effects of Old Concrete Gravity Pier System to Enhancing Earthquake-resistance Capacity

국문 초록 (Abstract)

판형교의 하부구조는 주로 조적식 및 무근콘크리트 구체로 되어 있으며, 대부분이 확대기초로 말뚝이 없는 기초형식으로 되어 있다. 판형교 교각은 상시에도 제동하중 등에 의해서 수평하중을 받게 되며, 지진 시에는 상부구조와 교각 자중에 의해서 발생하는 지진력이 작용하게 된다. 이러한 수평하중은 전도 및 활동에 취약한 판형교 교각에 전도 또는 활용을 유발할 가능성이 존재한다. 특히, 판형교 교각은 구체형식으로 자중이 매우 크기 때문에 지진 시에 자중에 의한 지진력이 크게 발생하기 때문에 전도 또는 활동의 위험성은 상시에 비해 더 크다고 판단된다. 따라서 판형교 교각에 대한 지진 시에 전도 및 활동에 대한 위험성을 평가하고, 이에 대한 보강방안을 제시할 필요성이 있다. 본 논문에서는 판형교 교각에 대해서 상시 및 지진 시의 전도에 대한 안전성을 교축방향과 교축직각방향에 대해 평가하고자 한다.

중력식 교각의 예상손상부위는 크게 두 가지로 분류할 수 있다. 첫째는 나무말뚝을 가진 얕은 직접기초부의 하중전달점의 이탈로 인한 전반적인 전도파괴, 둘째는 시공이음부의 약한 인장강도에 기인한 균열로 국부적인 전도파괴를 통하여 손상될 수 있다. 다시 말하면, 교각구체의 국부적 손상, 교각-기초시스템의 전반적 전도로 정의하였다. 본 논문에서는 확대기초의 교각 전도 검토 흐름도에 따라 실제 일반철도 판형교인 율천교의 중력식 교각을 대상으로 가)전도보강 전, 나)기초보강 후, 다)기초보강+구체보강 후에 대해 각각 3번의 강제전도실험을 실시하였다. 최종적으로 각 실험에서 수평전도력에 대한 개선된 내진성능을 비교, 검토하는데 그 목적이 있다. 기초보강의 경우 교각 상부의 수평전단력의 증가에 따른 인장 측 하부의 확대기초 저면이 들림 현상이 영구앵카를 이용하여 감소되었다. 부가적으로 발생할 수 있는 구체의 시공이음부 균열은 강판-폴리머 계열 부착보강으로 휨에 대한 성능이 향상되었음을 알 수 있었다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 1.1 연구배경 1
• 1.2 연구목적 및 내용 2
• 제2장 한반도 주변 지진활동 및 사례조사 4
• 2.2 한반도 지진의 위험성에 대한 인식 4
• 2.2.1 최근 발생한 주요지진 7
• 2.3 외국의 연구사례 10
• 제3장 중력식 교각의 지진 시 전도 검토 14
• 3.1 판형교 교각에 작용하는 수평력 14
• 3.2 지진력 산정 14
• 3.3 전도 검토 흐름도 및 조건 17
• 3.4 판형교 교각 전도검토 19
• 3.5 전도 검토 결과 44
• 제4장 중력식 교각의 내진보강 방법 55
• 4.1 예상손상부위 55
• 4.2 예상손상부위에 대한 보강방법 58
• 제5장 폐교량을 이용한 중력식 교각의 전도실험 61
• 5.1 개요 61
• 5.2 강제 전도실험 62
• 5.3 영구앵커를 이용한 기초보강 후 전도실험 66
• 5.4 강판-폴리머 합성재를 이용한 휨 보강 실험 71
• 5.4.1 강판-폴리머 합성재의 인장시험 및 특성 71
• 5.4.2 강판-폴리머 합성재를 이용한 구체보강 74
• 제6장 결론 77
• 참고문헌 78
• ABSTRACT 80