철도교에서 EPS공법을 이용한 교대 측방유동억제대책의 수치해석적 연구

Abstract

교대 측방유동 억제대책 중 배면하중경감법의 효과는 이미 여러 시공사례를 통해 검증되었다. 하중경감법의 일종인 EPS공법은 연약지반상의 도로교에 많은 시공사례가 있으나, 철도교에 적용된 사례는 찾기가 어렵다. 철도교 시방기준의 특징은 도로교에 비해 작용하중이 크다는 것과 열차의 거동특성에 따라 기초 설계의 지배조건은 수직조건 보다는 수평조건이 된다는 것이다. 큰 작용하중에 대해서는 교대 측방유동에 미치는 영향에 대한 검토가 필요하며 수평하중에 대한 변위는 말뚝기초 설계시 고려된다. 본 연구에서는 철도하중 작용시 교대 측방유동과 억제대책인 EPS공법의 적용성을 수치해석으로 검토하였다. 해석프로그램은 유한요소해석 프로그램인 MIDAS/ GTS를 사용하였다. 익산지역의 철도교 교대를 연구대상으로 하였으며, 측방유동 판정을 위해 경험식과 Slope/w프로그램을 이용한 원호활동해석결과도 검토하였다. 일반적으로 측방유동지수 F=0.006 (＞0.004), 측방유동판정지수 I=0.68 (＜1.2), 원호활동에 대한 안전율 2.4 (＞1.8) 로 측방유동 가능성은 없는 것으로 판단할 수는 있으나 안전율이 과다하게 산정되어 비효율적인 설계가 될 수 있다. 수치해석결과 EPS공법 적용 전과 후의 변위를 비교시 33%가 감소하는 것을 확인하였으며, 경험식과 일반 해석결과보다는 정밀한 검토가 가능하였다. 따라서, 교대의 측방유동 검토시 수치해석결과를 이용하여 측방유동에 대한 적절한 대책을 세운다면 보다 효과적인 설계 및 현장적용이 가능할 것으로 판단된다.