교량의 신축이음장치 보수와 시공

도로에서 교량을 차를 타고 가다보면 가끔씩 덜컹 거리며 느낄때가 있습니다. 반듯한 도로처럼 보이지만 두줄로 그어놓은 부분을 보면 왜 저 부분만 다르게 만들어놨지 하고 궁금할수 있는데요. 그 덜컹 거리는부분이 교량의 Joint 바로 신축이음 장치입니다. 교량은 하나의 구조물이에요 하지만 그 형태가 외부 환경적인 온도의 변화, 특히나 국내는 4계절이 있어서 덥다 추웠다 또 추웠다 더워졌다 하면서 온도가 변화하고 그에 따라서 구조물이 크기가 수축했다 늘어가고 때로는 이동을 하기도 합니다. 물론 우리가 눈치 채지 못할정도로 굉장히 작지만 그 움직임으로 인하여 접촉부에서는 파손이 일어날수 있고 교량 붕괴로 이어질수 있는 아주 중요한 부위입니다. 이번 포스팅은 신축이음 장치가 어떤건지 그리고 시공시 무엇을 주의해야할지 포스팅 하겠습니다.

1. 교량 신축이음 장치란?

1) 교량의 신축이음이란 교량의 온도변화, 건조수축, creep, 활하중에 의한 상부구조물의 이동 회전을 원활하게 수행하기 위한 장치를 말합니다.

2) 교량 신축이음 장치로는 맞댐 Joint, 고무 합성  Joint, 강재 Finger Joint.가 있습니다. 

3) 교량의 신축이음 설치시 요구조건에는 신축이음의 구분, 봉합재, 기능이 있으며 교량의 신축이음 누수시험은 장치 전 길이에 대하여 물흐름, 고임등의 방법으로 시험하며 유간 산정시 교량 형식과 기온등을 고려하여 유간을 산정해야합니다. 

2. 교량의 신축이음 장치의 품질 요구 조건

1) 건조 수축 및 온도변화에 대한 신축력을 가지고 있어야 합니다. 이음장치의 목적이 교량을 신축할수 있게 만들어주는 장치입니다. 특히나 교량이라는 큰 하중의 구조물이 신축을 하기 위해서는 시방에 맞는 품질이 요구됩니다.

2) 교통 하중등에 의한 파손 저항력을 갖춰야합니다. 품질이 좋아야 하고 내구성이 높은 자재를 사용해야합니ㅏ다.

3) 유지관리 보강 공법 적용이 용이해야합니다. 신축이음 장치는 소모성이기때문에 계속적인 점검과 관리를 해서 일정한 주기때에 이를 보수하거나 교체해 주어야 합니다. 

4) 차량주행성에 영향이 적어야 합니다. 차량주행성에 영향을 미치지 않기 위해서 무조인트 교량이 만들어지기도 하지만 어느정도 한계성이 있습니다. 

3. 교량 신축이음 장치 종류 및 특징

구분	LFJ (Long Finger Joint)	Rail Joint	NB Joint
구조적 특징	1. 본체가 상하판 분리 2. Rubber seal로 충격 진동    흡수 3. 연속면으로 승차감 양호	1. 보수시 반복적으로 후타콘크리    트 깨서 구조적 안정성 낮음 2. 차량통과시 불연속적 구조적     특성으로 소음발행 3. 동판 이용한 고무씰 보호부재     적용 불가	1. 설치 초기 차량통과시 고무로     충격 흡수 2. 고무재료 사용으로 마모에     의한 내구성 떨어짐 3. 횡방향 거동발생시 절삭부     파손 빈도 높음
시공성	시공 용이하고 Rubber seal 교체  해체 간편	구조 복잡해 시공 까다로움	시공 간편하나 신축유간 조절 불가능
방수성	Rubber seal의 이음부 없이 완벽방수 가능	Rubber seal 이음부 없이 완벽방수 가능	연결부 누수우려
보수횟수	5년마다	5년마다	3년마다
유지관리비	약 300만원/m	330만원/m	157만원/m

4. 교량 신축이음 설계 시공시 유의사항

1) 연약지반, 고성토부 교량의 경우 추가적인 고려를 합니다. 연약지반의 경우 추후 침하되거나 측방유동이 발생할수 있기 때문에 그에 맞는 설계 시뮬레이션 검토가 진행되어야 하며 추후 잔류침하에 대한 허용값도 고려되어서 설계되어야 합니다. 특히나 측방 유동이 발생시에 신축량에 영향을 받을수 있기에 연약지반에 철저한 영향성 검토가 이루어져야합니다.

2) 시방서에서 요구되는 품질의 재료를 사용하여 시공합니다. 시험결과를 충분히 검토하고 시공시 전문 시공인력과 장비를 이용하여 설치합니다.

3) 파손 방지를 위하여 이음설치후 양생을 철저히 하여 마무리 짓습니다. 기온에 따라 양생에 불량이 발생시 균열이 발생할수 있고 그균열에 강우가 투입되거나 외부 요인으로 인하여 문제가 발생시 파손될수 있습니다.

4) 유간길이는 가능한 좁게 설치한다. 유간길이가 길어질수록 신축에 따른 내구성 저하가 발생할수 있습니다.

5) 교량형식과 외부 완경 요인을 을 고려하여 유간 길이를 선정해야합니다. 

5. 신축이음 장치의 파손원인과 보수방법

1) 신축이음  이음부에 모래 채우고 아스콘 포설시 균열 발생 : 이음부에 모래 대신 Lean 콘크리트를 채우고 아스콘으로 포설하여 다짐도를 철저히 확보합니다. 콘크리트 양생시간을 충분히 주어서 품질에 이상이 없도록 합니다.

2) 신축이음 장치 형식 고려한 단부보강 콘크리트 두께 확보합니다. Block out  깊이, 바닥판 최소 확보 두께

3) 교축방향의 균열 방지 : 이는 무수축 콘크리트의 온도 건조수축으로 인해서 구속균열이 발생한것으로 콘크리트의 최고온도를 낮추고 강섬유 보강 콘크리트로 타설합니다.

4) 횡방향(교축 직각 방향) 균열 : 이는 무수축 콘크리트의 양생부족상태에서 윤하중이 가해져 생기는 소성 휨균열입니다. 대책으로는 무수축 콘크리트의 타설위치(Block out 부분)를 정확히 파악하여 포장의 과다한 절단을 방지합니다.

5) 신축이음 장치 주변 물 고임부 처리 : 신축이음 장치와 교면 지수구 사이 배수구가 없이 신축이음장치의 후타 콘크리트 부위에서 교면을 따라 흐르는 노면수에 의해 Over Flow가 발생합니다. 처리대책으로는 신축이음 장치와 교면 집수구 사이 경계면에 Saw Cutting을실시하고 맹암거를 설치합니다. 또한 난간 측면을 천공하여 노면 침투수를 난간 측면으로 배수하면 됩니다.