FRP 합성구조물틀과 마이크로 파일을 이용한 우물통기초 보강공법에 관한 연구

Abstract

산업이 발전함에 따라 건설되는 구조물이 갖추어야 할 기능의 변화, 구조물과 주변 환경과의 조화, 구조물의 유지관리 등에 대해 장기적으로 대처하기 위해서 기존 건설 재료에 비해 역학적, 화학적 성능이 우수한 FRP(Fiber Reinforced Plastic)를 교량하부 구조물에 적용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 교량의 주요 구조부재 중 우물통기초는 대부분 수중에 위치하여 동결, 융해, 습윤, 건조 등을 반복하며 중성화되어 교량의 다른 구조요소에 비해 부식이 심하다. 본 연구는 기존에 사용되고 있는 노후된 우물통기초의 수명을 연장시키고 유지관리가 최소화 되도록 반영구적인 구조물을 축조하는데 있다. 현재 사용되고 있는 공법은 각각의 특징과 장점이 있지만 완전하지는 못하고 보수, 보강 비용과 공사기간이 길어 문제가 있어왔다. 따라서 본 연구에서 제안한 우물통기초보강공법은 FRP와 철골로 틀을 형성하고 콘크리트를 채움으로서 인장보강재 구조가 되며 우물통기초 표면이 FRP로 보호되어 영구적인 구조물을 만드는데 있다. 먼저FRP패널재료를살펴보면불포화폴리에스텔수지(Unsaturated Polyester Resin)와 유리섬유와의 새로운 복합구조재료로서 철보다 강하고 알루미늄보다 가벼운 내산성, 내열성, 내부식성이 우수하고 이온용출이 되지 않아 전면 변형이 없는 영구적인 복합구조재료가 된다(문창권 外, 2001). 여기에 철골콘크리트 구조물을 축조하는데 콘크리트 타설 저항 구조로서 안전하게 하기 위하여 FRP패널에 구조용 각형강관을 삽입하여 FRP합성 패널 구조로 제작하고, 신설인 경우에는 외부 FRP합성패널과 내부 FRP합성패널 사이에 일정한 간격으로 앵글틀을 배치 연결하여 FRP합성구조물틀을 형성한다. 보수공사인 경우에는 외부 FRP합성패널과 내부 카프링 사이에 일정한 간격으로 앵글틀을 배치, 연결하여 FRP합성구조물틀을 기존 우물통기초 둘레를 따라 형성하게 된다. 기존 공법 중 가물막이 공법은 물을 배제하고 우물통기초를 설치하였으나, 본 연구에서는 직접 수중설치 구조물 및 기설치 된 구조물의 보강공법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 보강용 구조체를 Micro Pile 공법을 적용, 수중 설치 구조물이 고정되어 있는 암반에 고정하여 보강용 구조체 자체의 하중을 분담하도록 하여 수중설치 구조물의 안정성을 근본적으로 강화하는 공법으로, 수중 설치 구조물 보강용 구조체 및 보강방법에 관한 것을 제안하고 이에 대한 구조적 검토와 안정성을 검증하고자한다.

핵심용어 : 우물통 기초, FRP합성 구조물틀, Micro Pile