교량 상부 거더 공법 비교

 

구 분	변단면 PC-빔	PC-빔
교 량 전 경
공 법 개 요	빔 제작시 1회의 긴장력을 도입하는 일반 PC-빔과 동일한 설계개념에 빔의 단면에 변화를 주어 하연을 곡선형으로 제작하여 미관을 향상시킨 개량형 PC-빔	빔제작시 1회의 긴장력을 도입하여 초기 및 최종상태의 응력이 허용응력 범위를 만족하도록 하는 재래식 PSC 빔 제작공법
지간별 형고	최대적용지간 : L≤50m Type   L=30m  L=35m  L=40m  L=45m  L=50m 중앙부 1.4m    1.6m    1.7m     2.0m    2.3m 단부    2.0m    2.2m    2.2m     2.5m    2.8m                 -             강재보강을 통한 강성증대	최대적용지간 : L≤35m Type   L=30m L=35m L=40m L=45m L=50m 일반형 2.0m    2.2m   -        -        -
공 법 특 성	․교량의 종방향으로 단면의 높낮이에 변화를 주어 빔의 하연을 곡선형으로 제작하여 미관 향상 ․필요시 소량의 강재보강으로 강성 향상 ․고강도콘크리트(fck>45MPa)사용으로 내구성 향상	․빔제작시 1회의 긴장력 도입 ․재래식 단면으로 형고가 높음 ․일반적인 교량형식으로 안전성 양호 ․단면강성이 커 처짐진동 유리
사 용 재 료	․con'c : fck=45MPa(빔), 27MPa(바닥판) ․PS긴장재 : SWPC 7B 15.2m/m ․강판 : SM520B	․con'c : fck=40MPa(빔), 27MPa(바닥판) ․PS긴장재 : SWPC 7B 12.7m/m
장 단 점	․PC-빔 하연을 곡선화한 형상으로 미관 양호 ․빔 하연 곡선제작을 위한 별도의 제작대이외 PC- 빔과 동일한 공종으로 시공성 양호 ․빔 강성이 크며 고강도 콘크리트 사용으로 내구성 유리 ․빔 제작시 1회의 긴장력 도입으로 시공이 간단하고 경제적 임. ․시공실적은 없으나 형상만 바뀐 일반 PC-빔 구조 로 설계가 용이함.	․일반적인 공법으로 제작 및 거치등 시공성 양호 ․단면이 커 강성 확보 및 균열안정성에 유리 ․L=30m정도에서 경제적으로 널리쓰임 ․30m이상 장지간 가설이 곤란함. ․형고가 높아 형하공간 확보에 불리 ․지간이 짧고 형고가 높아 미관상 불리 ․플랜지 폭이 좁고 형고가 높아 가설시 전도의 위험 성이 높음 ․공용중 보수,보강이 필요할 경우 외부강선에 의한 보강으로 유지관리상 불리 ․저가 시공에 따른 시공품질 저하 우려
상부공 개략공사비 (직접공사비)	․경간장 L≤35m : 52만원/㎡ ․경간장 L≥40m : 55만원/㎡	․경간장 L≤35m : 50만원/㎡ ․경간장 L≥40m : -

 

구 분	강박스-거더	Preflex-빔
교 량 전 경
공 법 개 요	공장에서 용접하여 제작된 박스형 거더를 현장 반입후 조립하여 가설한 다음 바닥판을 타설하는 공법	강재 I-Girder에 Preflexion 하중을 재하시킨 후 릴리즈하여 강재의 복원력으로 하부케이싱 콘크리트에 압축응력을 도입하는 일종의 프리텐션 공법
지간별 형고	최대적용지간 : L≤70m  Type     L=50m   L=60m   L=70m 일반형   2.0m     2.5m     3.0m	최대적용지간 : L≤50m (슬래브 포함) Type   L=30m L=35m  L=40m  L=45m  L=50m 일반형 1.2m   1.4m    1.6m    1.8m     2.1m
공 법 특 성	․강재를 주요재료로 하여 공장 제작된 강박스를 현 장에서 조립하여 가설하는 공법 ․시공은 간단하나 강재가격 상승에 따른 부담으로 경제성 매우 불량	․I형 Girder와 콘크리트의 합성교량으로 솟음을 갖는 강형을 제작하고 탄성한계의 약 80% 까지의 Preflex 하중 재하 ․Preflex 하중 릴리즈를 통해 강재복원력에 의한 콘 크리트 압축력 도입
사 용 재 료	․강박스 거더 : SM490, SM400 ․바닥판 : fck=27MPa	․Con'c : fck = 400kgf/㎠(하부케이싱)    fck = 270kgf/㎠(슬래브) ․I-Girder : SM 520B
장 단 점	․공장 제작후 현장 조립공정으로 도로 선형에 대한 적용성 양호 ․타교량 대비 강성이 커 구조 안정성 양호. ․변단면 곡선 제작시 미관상 유리. ․현장 도착후 별도의 조립 및 가벤트의 가설공정이 필요함. ․정기적인 점검 및 도장등 유지관리 불리 ․공사비 고가	․강재와 콘크리트의 합성구조로 장지간 및 저형고 ․낮은 형고로 형하공간 확보에 유리 ․강형이 콘크리트로 피복되어 있어 부식등에 대한 내구성이 높음 ․무게중심 및 거더고가 낮아 가설시 전도사고 위험 이 낮음 ․Preflexion을 위한 많은 강재사용으로 경제성 불리 ․하부플랜지 콘크리트에 균열등 사용성 불리 ․I-Girder의 현장용접이 과다하여 용접부 피로균열 에 취약 ․콘크리트 빔보다 상대적으로 진동, 처짐이 커서 사 용성 불리 ․별도의 보수보강 기능이 없어 유지관리성 불리
상부공 개략공사비 (직접공사비)	․경간장 L≤35m : - ․경간장 L≥40m : 165만원/㎡	․경간장 L≤35m : 118만원/㎡ ․경간장 L≥40m : 131만원/㎡

 

구 분	IPC-거더	PSC e-빔
교 량 전 경
공 법 개 요	빔제작시 시공단계별 하중증가를 고려하여 단계적으로 긴장력을 도입하여 형고를 줄이거나 장지간 가설이 가능한 PSC 공법	상부플랜지에 강판을 합성시켜 PS긴장재의 편심효율성을 증대시켜 저형고, 장지간 가설이 용이하고 연속지점부를 강판+철근+PS긴장재로 일체화 시킨 PSC 공법
지간별 형고	최대적용지간 : L≤45m Type     L=30m  L=35m  L=40m  L=45m  L=50m 일반형  1.3m     1.6m    1.9m     2.3m    -	최대적용지간 : L≤50m Type     L=30m L=35m L=40m L=45m L=50m 경제형   1.3m   1.5m    1.9m   2.3m   2.7m 표준형   1.3m   1.5m    1.7m   2.0m   2.4m 저형고   1.1m   1.3m    1.5m   1.7m   2.1m
공 법 특 성	․기존의 PC-빔과 달리 제작장 및 가설후 2차 긴장의 공정이 추가 됨. ․2차 긴장 정착구가 빔 단부의 복부 외측에 노출되는 구조 임.	․상부플랜지에 연하여 강판을 매립시켜 중립축 상승에 따른 편심거리 증대로 긴장응력 증대에 유리 ․연속지점부 완전체결(강판+철근+PS긴장재)로 내구성 향상 ․2～3차의 다단계 긴장구조로 정착구가 복부 외측에 노출
사 용 재 료	․con'c : fck=40MPa(빔), 27MPa(바닥판) ․PS긴장재 : SWPC 7B 15.2m/m	․con'c : fck=40MPa(빔), 27MPa(바닥판) ․PS긴장재 : SWPC 7B 15.2m/m ․강판 : SM400B
장 단 점	․기존 PC-빔 대비 형고가 낮아 가설시 전도사고 위험이 낮음 ․다단계 긴장으로 기존 PC-빔대비 많은 긴장력 도입으로 낮은 형고 및 장경간화가 가능 ․거더에 내장된 비부착강선을 이용한 유지보수가눙 ․연속교의 경우 교좌장치가 2개로 실질적인 연속거동에 불리 ․전경간 일괄긴장(연속화 강선) Prestress 손실증가 -연속효과미흡, 부모멘트 슬래브의 인장균열 우려 상존 ․돌출된 정착장치로 미관상 불리	․다단계 긴장 및 강판사용으로 낮은 형고의 장경간화 ․강판, 철근, PS강연선에 의한 완전 연속화(1 Shoe) ․보수보강용 쉬스관 별도내장으로 유지관리 기능 유리 ․기존 PC-빔 대비 형고가 낮아 가설시 전도사고 위험이 낮음 ․저형고의 경우 강재량 증가로 공사비 상승 ․플랜지 폭이 넓어 PC-빔보다 곡선교 적용성 불리 ․연속지점부 시공이 복잡함. ․돌출된 정착장치로 미관상 불리
상부공 개략공사비	․경간장 L≤35m : 60만원/㎡ ․경간장 L≥40m : 65만원/㎡	․경간장 L≤35m : 65만원/㎡ ․경간장 L≥40m : 69만원/㎡

 

구 분	DR-거더	WPC-거더
교 량 전 경
공 법 개 요	시공단계별 하중증가를 고려 단계적 긴장력을 도입하는 공법으로 2차긴장의 효과를 증대시키기 위하여 프리캐스트 바닥판을 올려 놓은후 비합성 상태에서 2차 긴장력을 도입	상부플랜지 폭이 넓은 거더를 거의 맞닿도록 배치한 후 슬래브를 타설하여 중립축을 위쪽으로 이동시켜 상하부 플랜지 응력값의 효율성을 최적화 시킨 공법
지간별 형고	최대적용지간 : L≤50m Type    L=30m  L=35m  L=40m  L=45m  L=50m 일반형  1.1m    1.4m    1.7m    2.0m     2.4m	최대적용지간 : L≤50m (슬래브 포함) Type   L=30m L=35m L=40m L=45m L=50m 일반형 1.34m 1.59m  1.89m  2.04m  2.17m
공 법 특 성	․거더-바닥판간 비합성상태에서의 2차 긴장력 도입으로 다단계 긴장의 효율성 향상 ․IPC-거더와 공법개념, 외형, 시공방법이 유사하나 긴장력 감소 및 재긴장 정착구에서 차별성이 있음. ․2차 긴장재로 비부착 강선을 적용하여 긴장력 증.감을 능토록 함.	․상부플랜지 폭이 넓은 박스형태의 거더교로 중립축이 위쪽으로 이동되어 거더 상ㆍ하 플랜지 응력 균형으로 단면의 효율성 증대
사 용 재 료	․con'c : fck=40MPa(빔), 27MPa(바닥판) ․PS긴장재 : SWPC 7B 15.2m/m	․con'c : fck = 45MPa(하부케이싱), 27MPa(슬래브) ․PS긴장재 : SWPC 7B 15.2m/m (Unbonded type)
장 단 점	․비합성 단계에서의 2차 긴장으로 다단계긴장 구조의 율성 증대 ․프리캐스트 바닥판을 이용하여 바닥판 시공성 및 안전성 향상 ․긴장력 증,감이 가능한 정착구 사용으로 추후 바닥판 교체시 안정성 확보 ․돌출된 정착장치로 미관상 불리	․전단면 압축의 Full Prestressing로 인장균열 미발생 ․박스형태의 폐단면 구성으로 좌굴 및 비틀림 강성 양호 ․슬래브 타설시 거푸집, 동바리 공정생략으로 시공성 호 ․거더 중량이 커 가설비용 고가 ․거더 콘크리트 타설시 내부거푸집(EPS 블록) 부력 발생우려 ․폐단면 박스 형태로 내부 균열 및 콘크리트 품질 상태 확인 불가 ․거더 공사비가 고가로 장경간시 주형수 증가에 따라 공사비 증가.
상부공 개략공사비	․경간장 L≤35m : 63만원/㎡ ․경간장 L≥40m : 67만원/㎡	․경간장 L≤35m : 84만원/㎡ ․경간장 L≥40m : 88만원/㎡

출처 : (주) 에이스이엔씨