KCS 표준시방서 241115 프레스트레싱(한계상태설계법)

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1. 일반사항

1.1 적용범위

(1) 이 기준은 PS강재를 사용하는 프리스트레스트 콘크리트 교량의 시공에 관한 일반적인 표준을 규정한 것이다. (2) 이 기준은 KCS 14 20 53의 규정을 따른다.

1.2 참고 기준

1.2.1 관련 법규

내용 없음

1.2.2 관련 기준

• KCS 14 20 53 프리스트레스트 콘크리트
• KCI-PS101 PSC 텐던 정착장치 및 접속장치의 성능 시험 방법
• AASHTO LRFD Bridge Construction Specifications(2010)
• ETAG 013 Guideline for European Technical Approval of Post-tensioning Kits for Prestressing of Structures
• PTI M50.1-98 Acceptance Standards for Post-Tensioning Systems

1.3 용어의 정의

• 강재: 철을 주성분으로 한 구조용 탄소강의 총칭으로서 철근콘크리트용 봉강, PS강재, 형강, 강판 등을 포함함.
• 그라우트: PS강재의 인장 후에 덕트 또는 쉬스 내부를 충전시키기 위해 주입하는 재료
• 덕트: 포스트텐션 공법의 프리스트레스트 콘크리트를 시공할 때 긴장재를 배치하기 위한 공간이며, 쉬스에 의해 형성됨.
• 블리딩: 굳지 않은 그라우트에서 고체 재료의 침강 또는 분리에 의해 혼합수의 일부가 유리되어 상승하는 현상
• 쉬스: 덕트를 형성하기 위하여 사용되는 금속제 또는 플라스틱제의 관
• 프리스트레스트 콘크리트: 외력에 의하여 일어나는 응력을 소정의 한도까지 상쇄할 수 있도록 미리 인공적으로 그 응력의 분포와 크기를 정하여 내력, 즉, 프리스트레스를 준 콘크리트를 말하며, PS콘크리트 또는 PSC라고 약칭하기도 함.
• PS강재: 프리스트레스를 주기 위하여 사용하는 고강도의 강재이며, 긴장재라고도 함.

1.4 제출물

(1) 제출물은 KCS 14 20 53의 규정을 따른다.

2. 자재

2.1 콘크리트 재료

(1) 콘크리트 재료는 KCS 14 20 53의 규정을 따른다.

2.2 프리스트레싱 재료

(1) 프리스트레싱 재료는 KCS 14 20 53의 규정을 따르는 것을 원칙으로 한다. (2) 정착장치와 접속장치는 KCI-PS101, ETAG 013, PTI M50.1-98 등 국내외에서 인정되고 있는 기준에 따라 공사감독자가 요구하는 각종 시험조건을 만족하여야 한다.

2.3 재료의 저장

(1) 재료의 저장은 KCS 14 20 53의 규정을 따른다.

3. 시공

3.1 긴장재의 배치

(1) 긴장재의 배치는 KCS 14 20 53의 규정을 따르는 것을 원칙으로 한다. (2) 프리텐션 방식 경우의 긴장재, 포스트텐션 방식 경우의 쉬스는 표 3.1-1 및 표 3.1-2에 규정하는 시공 허용오차를 만족하도록 배치하고, 콘크리트 타설에 의해 움직이지 않도록 스페이서나 평평한 강재 등을 사용하여 적절한 간격으로 견고하게 지지하여야 한다. 쉬스의 지지 간격은 금속 재질은 1.2m 이하, 폴리에틸렌 재질은 0.6m 이하를 권장한다. 지지 간격은 쉬스의 직경과 현장 여건에 따라 변경할 수 있다.

표 3.1-1 연단거리에 관한 시공 허용오차

| 항목 | 시공 허용오차 | |—|—| | 부재 연단과의 거리¹⁾ | 주요한 설계단면의 양측 ℓ/10의 범위(ℓ:지간)²⁾ – 설계치수의 ±5% 또는 ±5mm 중에서 작은 값 | | 기타의 범위 | 설계치수의 ±5% 또는 ±30mm 중에서 작은 값. 다만, 최소 피복두께는 확보하여야 한다. |

주:

1) 프리텐션 부재의 경우 PS강재의 중심, 포스트텐션 부재의 경우 쉬스의 중심을 기준으로 한다. 2) 주요한 설계단면이란 단면력이 큰 위치나, 경간 중앙 또는 지점 부근 위치의 단면을 의미한다.

표 3.1-2 쉬스 배치에 관한 시공 허용오차(단위 : mm)

| 시공 허용오차 | 수직 방향 | 수평 방향 | 종 방향 | 횡 방향 | |—|—|—|—|—| | 슬래브에 배치된 수평 긴장재 | ±6 | ±12 | – | – | | 복부에 배치된 곡선 긴장재 및 지점이나 경간 중앙의 1/3 구역에 배치된 긴장재 | ±6 | ±6 | – | – | | 복부의 중간 1/2 구역에 배치된 긴장재 | ±12 | ±6 | – | – | | 부재의 위 또는 아래에 배치된 수평 긴장재 | ±6 | ±6 | – | – | | 하부구조 및 기초에 배치된 수평 긴장재 | ±12 | ±12 | – | – | | 복부에 배치된 수직 긴장재 | – | – | ±6 | ±6 | | 말뚝기초-교각 일체구조에 배치된 수직 긴장재 | – | – | ±6 | ±6 |

3.2 그라우트

(1) 그라우트 관련 규정은 KCS 14 20 53의 규정을 따르는 것을 원칙으로 한다. (2) 그라우트는 프리스트레싱이 끝난 후 가급적 조속히 시공하여야 한다. 강재에 대한 별도의 부식방지 대책이 없는 경우, 강재 삽입 이후 다음 기간 내에 주입이 이루어져야 한다. 만약 이러한 기한을 준수하지 못할 경우 부식 방지제를 사용하여 강재를 보호해야 한다.

• 습한 지역 및 해상(습도 70% 이상) : 7일
• 습도 40% 이상, 70% 이하 : 15일
• 습도 40% 이하의 건조한 조건 : 20일

3.3 프리스트레싱

3.3.1 일반사항

(1) 프리스트레싱 관련 사항은 KCS 14 20 53의 규정을 따르는 것을 원칙으로 한다. (2) 한 개의 쉬스 안에 다수의 강연선이 삽입된 경우 다중 강연선용 잭을 사용하여 모든 강연선들이 일시에 긴장되어야 한다. 단, 납작한 모양의 플랫 덕트에 5개를 초과하지 않는 강연선이 삽입된 경우 및 긴장 작업 중에 강연선들 간의 꼬임이 발생하지 않는다는 것을 입증할 수 있는 경우에는 단일 강연선용 잭을 사용할 수 있다. (3) 프리스트레스 도입 시 부재에 발생하는 최대 압축응력은 도입 시 콘크리트 압축강도의 60%를 넘지 않아야 한다. 또는 특별한 규정이 없으면 포스트텐션 방식에서는 28MPa, 프리텐션 방식에서는 30MPa을 도입 시 최소 압축강도로 적용할 수 있다. 이때 압축강도의 확인은 구조물과 동일한 양생조건의 공시체를 사용한다.

3.3.2 초기재령에 프리스트레스를 주는 경우의 유의사항

(1) 교량의 규모, 구조, 시공방법, 시공시기 및 현장조건 등에 따라 초기재령의 콘크리트에 프리스트레스의 일부를 주는 경우에도 이 기준 3.3.1(3)과 KCS 14 20 53의 규정을 준수하도록 특히 유의하여야 한다. (2) 캔틸레버 공법으로 시공하는 교량의 경우에는 콘크리트 강도가 비교적 낮은 시기에 프리스트레싱이 순차적으로 수행되기 때문에 매 단계별로 면밀히 검토하여야 한다.

3.3.3 프리스트레싱의 관리

(1) 프리스트레싱의 관리는 KCS 14 20 53의 규정을 따르는 것을 원칙으로 한다. (2) 프리스트레싱의 관리 시 여러 가지 원인에 의해 마찰계수 및 탄성계수 등의 변동이 있을 수 있으므로 이를 고려하여 긴장재에 도입하는 인장력이 소정의 값 이하가 되지 않도록 하여야 한다. (3) 강연선 및 강봉의 탄성계수는 인정된 실험실에서 시험을 수행하며, 공급자가 제출한 시험성적서에 기준하도록 한다. 이때 탄성계수와 늘음량에 적용되는 단면적은 공칭단면적을 기준으로 한다. (4) 측정된 늘음량이 계산된 늘음량과 차이가 크거나 공사감독자에 의해 요구되는 경우 각각의 텐던을 대표할 수 있는 두 개의 텐던에 대하여 마찰시험을 수행한다. 시험은 인장 및 고정단에 로드셀을 설치하거나 고정단에 전달된 힘을 프리스트레싱 장비로 측정하거나 또는 신뢰성 높은 측정 방법을 사용하여 수행된다. 시험 텐던에 대하여 파단하중의 80%까지 10단계로 나누어 인장하며, 각 단계에서의 늘음량과 하중값을 기록하여야 한다. 필요하다고 판단되는 경우 이론적인 계산 늘음량은 이 시험값에 의하여 수정될 수 있으며, 이 수정된 인장량은 공사감독자의 승인을 얻어야 한다. (5) 긴장 시 개별 강연선에서 파단되는 소선이 1개를 초과하지 않고, 파단된 소선들의 총 단면적이 부재에 배치된 강연선 총 단면적의 2%를 초과하지 않는 범위에서 강선의 파단이 허용될 수 있다. (6) 프리스트레싱 관리 시 로드셀을 사용하는 방법 외에도 검증된 변형률 게이지나 광섬유 센서를 이용할 수 있다.

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