사장교 시공중 계측

사장교를 보신적이 있나요? 혹시 현수교와 헷갈리는 것은 아닌가요? 사장교는 케이블교라고도 합니다. 그 말은 케이블을 이용하여 하중을 지지하고 버티는 교량인데요. 사장교는 보기에는 굉장히 화려하지만 시공에 있어서 여러가지 구조해석이 들어가고 그러한 구조해석을 기반으로 하여 시공전 시공중 시공후에 계측기로 관리를 하여야 합니다. 계측기로 관리한다는 것은 각 부재 또는 위치에 따라서 변위나 침하를 감지한다는 것입니다. 이렇게 함으로써 시공중에나 시공후에도 안전관리를 할수 있는것입니다. 그러면 지금부터 자세하게  사장교의 시공중 계측관리에 대해서 알아보겠습니다. 

 

 

 

 

1. 개요

사장교는 사장케이블, 주탑, 보강형으로 구성되며 케이블의 장력과 강성을 조절해 보강형에 발생하는 휨모멘트를 대푠 감소시킬수 있으므로 구조효율, 주행중 개방감, 미관, 경제성 등이 우수한 중 장대 교량의 대표적 교량형식입니다. 사장교는 보강형과 주탑의 형식, 케이블의 배치방법과 연결조건, 지간비 등에 따라서 부정정차수가 크게 변화하므로 시공중 철저한 계측관리를 통해 구조안정성을 확보해야 합니다. 합리적인 계측관리를 위해 계측항목, 계측빈도, 계측위치 및 계측기 등에 대해 충분한 사전조사와 검토가 요구됩니다.

 

2. 케이블교의 시공중 계측관리 목적

케이블교 시공중 계측관리의 목적은 당초설계의 타당성을 검토 하고 설계 및 시공방법을 개선하는데 있습니다. 시공단계별 시공정밀도, 오차원인등 안정성을 검토합니다. 긴급상황에 신속대철할수 있습니다. 인접지반의 영향을 파악할수 있습니다. 관리기준치를 설정할수 있으며 민원과 분쟁 발생시 공학적 자료를 제출할수 있습니다. 계측사례와 자료를 축적할수 잇습니다. 그리고 경제성을 향상 시킬수 있습니다.

 

3. 계측위치 선정시 고려사항

주부재는 주택과 보강형 케이블, 교각,신축이음부, 교면을 고려하여야 합니다. 계측분석항목에는 장력과 응력 진동 경사, 처짐, 수평변위, 온도 등이 있으며 계측기의 수량을 고려하고 공사관의 영향, 장기계측의 용이성, 공용중 유지관리계측과의 연계성을 고려해야 합니다.

 

4. 계측 항목 및 설치위치

1) 케이블의 경우는 시공중에는 장력분포를 계측하고 시공후에는 진동특성을 계측합니다. 계측기 종류는 하중계와 2축 가속도계가 있으며 설치위치는 케이블 정착부에 합니다. 

2) 보강형의 경우는 시공후에는 진동특성을 파악하고 시공중에는 응력분포나 변화를 계측하며 시공후에는 비구조부재 응력을 계측합니다.시공중에는 또한 온도와 처짐을 계측합니다. 사용하는 계측기로는 2축 가속도계, 변형률계, 무응력계, 온도계, 광학식 변위계가 있습니다. 설치위치는 교각부, 전단부 등이 있습니다.

3) 주탑의 경우는 시공후에는 경사 또는 수직도, 시공후에는 응력분포 또는 변화, 시공후에는 비구조부재 응력,시공중에는 온도와 풍향, 풍속등을 계측합니다. 사용하는 계측기 종류로는 2축 경사계, 변형률계, 무응력계, 온도계, 풍향풍속계가 있으며 설치위치로는 주탑 기둥부가 있습니다. 

3) 교각과 신축이음부 교면에는 시공후에는 경사변위, 완공후 지진영향성, 수평변위, 차량중량을 계측합니다. 계측기 종류로는 2축 경사계, 지진계, 신축변위계, 축중계 등이 잇으며 설치위치는 교각, 신축이음부, 교량진입부 교면포장이 있습니다.

 

5. 시공중 계측관리의 유의사항

1) 계측시스템의 구성 : 계측시스템은 센서와 자동계측기로 구성됩니다. 자동계측기는 광케이블, 계측신호의 저장 또는 분석장비, 전송장비, 임시전원으로 구성됩니다. 시공중 실시간 수동 또는 자동으로 상시 모니터링이 가능하도록 구성됩니다.

2) 계측시스템의 설치 : 센서와 자동계측기는 측정범위, 정밀도, 온도와 습도영향, 내구성, 설치용이 등을 고려하여 선정합니다. 구조물에 손상과 변형이 없도록 센서를 설치합니다. 노이즈와 에이징효과를 고려해 센서와 계측기를 최단거리 배치하고 전원케이블과는 일정거리를 이격시킵니다. 센서 부착용 지그와 볼트는 부식방지와 내구성 확보를 위해 스테인레스 재질을 사용합니다. 센서커버에는 표식을 설치해 타시설물과 육안을 구분시키고 사전장치를 설치해 망실과 파손방지를 합니다.

3) 계측시스템의 운영 : 현장의 계측시스템과 관리사무소에 설치되는 웹서버를 네트워크로 구축해 다층 전송시스템으로 운영합니다. 실시간 계측신호의 송신용량, 저장용량, 처리속도등을 고려해 최신사양의 전산시스템을 구축합니다. 계측관리방법으로는 절대값관리방법은 실측값과 관리기준값(최대허용값)을 비교할수 있고 예측값관리방법을 통해 현단계에서 평가된 다음단계의 예측값을 관리기준값과 비교합니다. 시공단계별로 보고, 수시보고, 원간보고, 분기보고, 최종 보고를 하며 측정값, 추세분석등을 그래프와 표로 보고합니다.

4) 계측결과의 활용 : 케이블 장력관리는 처기긴장력, 장력보정, 형상관리이며 케이블 진동관리는 풍우진동, 보강형 진동에 의한 공진여부를 관리합니다. 주탑의 경사도와 좌굴안정성, 보강형의 부재별 안정성을 활용하며 시공중 지점의 경계조건, 단면변화, 캠버의 영향을 파악합니다.

 

 

오늘은 사장교의 시공중 계측관리에 대해서 알아봤습니다. 그 종류가 굉장히 많지만 계측의 기본은 위아래로 움직이거나 양옆으로 움직임을 감지하는데 있으며 그 계측기의 위치는 구조해석상 가장 힘을 많이 받거나 변위가 가장 많이 생길수 있는 소위 취약한 부분에 설치 하는것입니다. 참고하시고 유익한 정보 되셨길 바랍니다.

 

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