SLIDING FORM 공법4
SLIDING FORM 공법 SLIP FORM工法 適用實例 Ⅰ. 개요 (1) 공사명 88올림픽 고속도로 城基大橋 건설공사 (2) 시공자 공영토건 (주) (3) 공사기기간 1982.4~1983.11.30 (4) 공사규모 2,836,140,000원 (5) 위치 경상남도 합천군 가야면 성기리 나부골 (6) 교장 450m Ⅱ. 교각구체제원 교각구체는 철근콘크리트 중공장방형으로서 높이가 14.95m~43.9m에 이르는 고교각 8기로 총계누계연장은 253.27m이다.
Ⅲ. 시공설비 1. 거푸집계 거푸집계란 Jack 깽, Sheath관, Jack, 거푸집, Yoke, Wale등으로 이루어진다. 거푸집 및 Yoke와 Yoke 상호간을 연결하는 Wale의 강비가 Rod 및 Sheath관의 강비에 비교하여 훨신 큰 것은 Rod의 축방향 이외의 하중이 작을 경우 Rod의 좌굴을 초래하지 않도록 하기 위함이었다. 교각제원
(1) Jack Rod 설계상 고려할 점 ① Jack Rod의 노출부분 길이가 필요이상으로 길게 되면 Rod의 좌굴에 의한 강도가 급속히 떨어지므로 거푸집의 상단에서 Jack하단 Clamp 까지의 길이는 70㎝로 배력철근 조립이 가능한 범위내에서 짧게 잡았다. ② Jack Rod의 이음부는 강도가 저하함으로 한곳에서 이어지는 것을 피하고, 이음개소를 분산시켜 배치하되 이음개소가 동시에 노출되지 않도록 하였다. (2) 쉬스관 (Sheath Pipe) 및 Jack Rod의 설계 ③ Jack Rod와 쉬스관의 Clearance, 즉 쉬스관경과 Rod경 사이의 Clearance가 너무 크면 Rod의 좌굴을 일으키는 원인이 되므로 Rod 경 32m/m, 쉬스관 내경 36m/m, 로 평균 2m/m Clearance로 설계하여 Roddml 조립과 회수 등의 작업이 가능하도록 하였다. ④ 쉬스관 (Sheath Pipe)의 두께 상수설비의 상승과 함께 구체에는 쉬스관이 오경을 직경으로 한 구멍의 외경을 직경으로 한 구멍이 형성되며 이곳에 Rod가 위치하게 된다. 그러므로 쉬스관의 두께가 필요 이상으로 크면 Rod와 콘크리트구체간의 Clearance가 켜져 Rod의 파굴을 일으킬 우려가 있으므로 최소로 하는 것이 이상적이나 쉬스관은 Rod의 이음부분을 보강하는 역할도 함으로 안전성을 고려하여 내경 36.2m/m, 두께 3.25m/의 구조용 강관으로 설계하였다. ⑤ 쉬스관의 길이 쉬스관의 길이는 거푸집의 하단 위치와 일치하도록 하였다. (L= 1.20m) ⑥ 쉬스관 (Sheath Pipe)의 고정 쉬스관은 상부설비와 같이 상승해야 하므로 Yoke의 수평부재에 고정시켜 Jack의 하단과 중심이 일치하도록 하였다. ⑦ Jack Rod Slip Form 상부 설비의 전하중을 지지하는 Jack Rod는 φ32m.m의 SR 40강봉을 사용하였고 내경 36.2m 와 두께 3.25m/m의 쉬스관을 부착하며, Rod 본당 5tondml 수직하중을 분담하도록 계획한 바 응력검토결과는 다음과 같다.
(3) Jack 설치 용량은 5Ton/個으로 수직하중을 균등 부담하도록 Yoke수평부재에 부착시키고 구조물 4방 모서리부와 콘크리트 및 자재인양 Hoist를 설치한 Yoke에는하중집중에 대응토록 각각 한 개씩을 추가하여 설치하였다. 모든 Jack는 유압호스를 중앙에 설치된 전동 유압펌프에 연결하여 동시에 Form을 안전하게 상승하도록 하였으며 유압펌프는 10Hp Motor가 부착된 120㎏/㎠ 압력으로 작용하여 1회 상승 높이 (Stroke)를 25m/m로 설계하였다. (4) Yoke Yoke는 충분한 강성을 갖는 강제로 수평하중, 콘크리트의 측압 등에 저항하게 하고 거푸집, 양생, 작업비계, 상부작업 비계 등의 하중을 Jack에 전달하는 구조러서 철근조립이 가능토록 Clearance를 두었다. 응력계산 결과에 따라 H형강 125 ×65 ×7 ×10 에 9m/m 강판으로 보강하였고 Yoke 상호간의 간격은 1.15~2.00m로 설계하였으며 Slip Form 1 조당 22개의 Yoke를 배치하였다. (5) 거푸집 거푸집판은 콘크리트 측압에 충분히 견딜 수 있도록 3㎝의 판재를 사용하고 콘크리트의 시멘트풀이 유출되는 것을 방지함과 동시에 양호한 표면 마무리를 위하여 함석판(t= 0.8 m/m)을 목재 Pannel에 부착하도록 하였다. 2. 비계系 작업대는 Rod 및 철근 등의 적치장, 인부, 자재 인양 설비에 의한 반입ㆍ반출 장소, 구체 콘크리트 타설을 위한 콘크리트의 운반 및 타설장소, 작업원의 휴게실 등 사용범위가 넓으므로 충분한 안전성을 검토, L형강(L-75 ×75 ×6 )을 겹으로 용접하여 Yoke와 Wale에 H.T.Bolt로 조이고 두께 3㎝의 육송판재를 부판으로 깐 후 두께 1m/m철판으로 표면 마무리를 한 主 작업대를 콘크리트 타설 작업대로 설계하였다. 또 Yoke의 두부에 9㎝×9㎝ 각재를 연결 3㎝의 널판을 깔아 철근 작업대로 활용하였다. 이와 함께 철근작업대와 주작업대의 Hanger에 φ10m/m 와이어로프를 매어 달고 와이어 로프에 3㎝의 널판을 깔아 콘크리트 표면에 미장 및 피막양생제 살포를 위한 양생작업대로 사용함으로서 각 작업대 상호간에 왕래가 가능토록 설계하였다. 3. 인부ㆍ자재 인양설비 인부ㆍ자재 인양은 Slip Form과 분리된 Crane 또는 Tower Crane에 의하는 것이 작업의 안전관리 및 시공면에서 바람직하지만 투입장비의 동원이 많고 콘크리트의 타설단가 높아지는 단점이 있어 인부ㆍ자재 인양설비로는 콘크리트 및 철근 Hoist와 인원 수송용 승강기를 구분 설치, Slip Form 에 Derrick를 가설하고 전동 Winch로 이를 올리도록 하였다. 여기에서 콘크리트의 Bucket 용량은 0.6㎡, 철근의 1회 적재량은 최대 200㎏으로 제한하여 φ13m/m Wire rope를 가설 30HP Winch로 올릴 수 있도록 설계하였다.
Ⅳ. 콘크리트의 배합 설계 1. 개요 Slip Form에 사용되는 콘크리트의 배합 설계는 일반적인 콘크리트의 배합 설계와 특별히 다를 바는 없으나 워커빌리티가 좋고 재료분리가 일어나지 않으며 콘크리트 타설 시의 기후, 온도 등에 적합한 Slump치를 가져야 할 뿐만 아니라 Slip Form 상승에 필요한 소요초기강도도 있어야 한다. Slump치가 크면 시공성이 좋은 반면 콘크리트의 응결이 늦어져 Slip Form 의 상승속도가 늦어지므로 시공성과 Slip Form 의 상승속도를 고려하여 Slump치를 정하게 되는 바 일반적으로 5~8㎝가 적합할 것으로 판단된다. 콘크리트 응결을 촉진시키고 초기 강도를 증대시켜 Slip Form 의 상승 속도를 높일 때에도 설계강도에는 변함이 없어야 하며 작업조건에 따라 오히려 지연제를 사용하여 콘크리트의 응결을 지연시킬 피요가 있을 경우도 있으므로 날씨의 변화에 따른 Slump치에 적응할 수 있도록 2종 이상의 동일 기준 강도의 배합이 요구된다. 본 교각 시공에서는 하나의 Batch Mix에서 또다른 Batch Mix로 바꿀 수 있도록 Slump 치를 5㎝와 7.5㎝의 2종류로 배합 설계하였다. 이때 사용되느 조골재의 최대치수는 교각단면을 고려하여 25m/m 깬자갈을 사용하였으며 콘크리트의 표면 미장을 위해 잔골재율(s/a)를 높였다. 2. 시공속도의 결정 상부설비 등에 수직 하중은 콘크리트 구체중에 세워진 Rod에 지지되고 있으므로 탈형된 직후의 콘크리트 구체는 원칙적으로 그 부분보다 상방향의 거푸집내에 있는 콘크리트의 중량에 상당하는 하중에 견딜 수 있는 강도이면 이 부분의 구체 지지는 확보된다. 그러나 상부설비 상에서의 작업으로 인한 부가하중, 풍하중 등이 발생되므로 상부설비에 수평력을 주어야 하며 거푸집에 의하여 콘크리트 구체를 지지하여야 한다. 따라서 개방된 직후의 콘크리트구체가 그 부분에 걸리는 콘크리트 구체중량의 2배 이상이 중량에 상당하는 하중을 견딜 수 있게 시공속도를 결정하고, 상승 속도에 따라 콘크리트의 개방직후 및 초기소요 압축강도가 얻어지도록 설계하였다. 우선 콘크리트의 인양설비로부터 Slip Form 의 상승속도를 구해보면,
이상과 같이 콘크리트 인양설비로부터 균등산승속도는 0.20m/hr이나 교각의 기포 부근과 정부의 콘크리트 타설속도가 다소 차가 있으므로 상승속도를 0.20~0.25m/hr로 가정하고 콘크리트 배합 설계를 실시하였다. 3. 콘크리트의 초기소요 압축 강도 Slip Form의 시공속도와 타설시의 온도, Slump등에 따라 재령에 따른 콘크리트의 초기소요 압축강도는 크게 차이가 있으나 일반적으로 다음 식을 적용한다. σc = 0.667 ×V ×h 여기서 σc = 콘크리트의 소요 압축 강도 : ㎏/㎠ V = Slip Form 상승 속도 : m/hr h = 콘크리트의 재령 : hr Slip Form의 상승 속도에 따른 소요 압축 강도
4. 콘크리트의 배합설계 조건
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