충격분산장치 사용 시 내진 해석을 통한 구조물 거동특성 및 장치 거동 특성 확인 후 감독관 승인을 받아야 한다.
1.2 참고 기준
1.2.1 관련 법규
내용 없음
1.2.2 관련 기준
KS B ISO898-1 탄소강과 합금강으로 제작한 나사 부품의 기계적 성질-제1부:볼트, 스크류 및 스터드
KS D 3515 용접구조용 압연강재
KS D 3517 기계구조용 탄소 강관
KS D 3867 기계구조용 합금강 강재
KS D 8308 용융아연도금
KS F 4424 교량 지지용 포트 받침
1.3 용어의 정의
충격분산장치: 교량받침 상판과 하판 또는 상부구조와 하부구조 사이에 연결 설치하여 평상시 온도변화, 건조수축 및 크리프에 의한 저속(0.01mm/sec) 변위를 적은 반력(보통 10% 이하)으로 수용하고, 지진 시, 제동 하중 등 충격하중에 대하여 급격한 변위 발생을 억제하는 장치
최대 가동량: 충격분산장치가 수용할 수 있는 최대 변위량으로 평상시 온도 변화, 건조 수축 및 크리프 등에 의해 발생하는 변위에 의하여 결정되며 피스톤의 길이 및 실린더 길이에 따라 결정되는 값
저항력: 충격분산장치가 평상시 온도 변화, 건조 수축 및 크리프 등의 저속(0.01mm/sec 이하의 속도) 변위가 일어나는 동안 피스톤 헤드부에 발생하는 반력
밀림 변위량: 충격분산장치가 지진 등의 충격하중을 받아 잠긴 후 발생하는 변위량
1.4 제출물
시공 전 다음 자료를 공사감독자에게 제출하여 승인을 받아야 한다.
시공 계획서
시험 및 검사 계획서
시공 상세 도면 (설치 시 온도를 고려한 충격분산장치의 이동량 및 여유량, 설치 절차, 충격분산장치 부품 상세 포함)
작업 도면 (충격분산장치와 그 정착 장치에 대한 세부사항이 구체적으로 나타나 있지 않으면 받침에 대한 작업도면을 준비하여 제출해야 함, 사용할 충격분산장치와 자재의 모든 세부사항을 나타내고 받침 제조 전에 공사감독자의 승인을 받아야 함)
공급원 승인 요청서
구조계산서
1.5 운반, 보관, 취급
각 제품마다 식별이 용이한 곳에 회사 마크, 형식, 제작일자, 주문번호, 로트번호, 받침 인식번호, 고무의 종류 등을 주물로 표기하거나 스틸 스탬프, 스티커로 견고하게 부착 또는 지워지지 않는 잉크나 유연성이 있는 페인트로 표기해야 한다.
충격분산장치는 검사와 설치에 꼭 필요한 경우가 아니면 조립된 상태로 보관해야 하며, 운송 중 손상 여부를 확인하기 위해 시험 작동을 해야 한다.
2. 자재
2.1 재료
제작자는 재료의 필요조건을 만족시켜야 하며, 증명자료를 공사감독자에게 제출하여 승인을 받아야 한다.
충격분산장치의 설계 및 제작에 사용된 재료, 구성요소 및 공정에 대하여 본 시방서에 명시되지 않은 것은 공사감독자의 승인을 얻어야 한다.
충격분산장치의 제작에 실제 사용된 재료는 설계도서에 규정된 재료와 동일해야 하며, 받침 제작에 사용되는 재료에 대하여서는 해당 재료 규정에서 명시한 시험을 수행한 시험 성적서를 제출해야 한다.
교량 받침은 KS F 4424 또는 동등 이상의 재료이어야 한다.
실린더는 KS D 3517에 규정된 STKM 13C 강재와 동등 이상의 품질인 강재를 사용해야 한다.
피스톤은 KS D 3867 SCM 440과 동등 이상의 품질인 강재를 사용해야 한다.
마모 방지 링은 제작사의 시방에 준하되, 완제품 성능 시험에 의해 그 밀봉 성능이 입증되어야 한다.
봉함 링은 제작사의 시방에 준하되, 완제품 성능 시험에 의해 그 밀봉 성능이 입증되어야 한다.
유출 방지 링은 제작사의 시방에 준하되, 완제품 성능 시험에 의해 그 밀봉 성능이 입증되어야 한다.
내부 충진재는 제작사의 시방에 준하되, 완제품 성능 시험에 의해 그 잠김 성능이 입증되어야 한다.
밀봉판은 KS D 3515에 규정된 SM 490B 강재와 동등 이상의 품질인 강재를 사용해야 한다.
2.2 구성품
선정된 구성품의 재료에 대한 증명을 공사감독자에게 제출하여 승인을 받아야 한다.
실린더: 내부에 발생되는 압력 및 하중 작용 조건들을 충분히 견디도록 충분한 강도를 갖는 재료를 사용해야 하며 성능에 영향을 줄 수 있는 용접 및 주조는 금지된다.
피스톤 로드: 피스톤의 작동 속도와 작용 하중에 의한 좌굴 및 인장/압축 응력에 저항해야 하며, 스테인레스강 또는 동등 이상의 물리적 특성과 부식 저항 능력이 있는 재질을 사용한다.
유체: 실린더 내부의 유체는 제작자에 의하여 정한 바에 따라 그 역할을 해야 하며 독성이 없으며 불연성인 재료를 사용해야 한다.
실링재: 댐퍼의 수명 동안 실린더 이음부 및 실링 부에서는 외지 및 먼지를 차단하고 누유를 방지하기 위하여 충분한 내구성이 보장되는 비금속 패킹, 실, 와이퍼, 또는 개스킷을 사용하여 설계 및 제작되어야 한다.
앵커볼트: KS B ISO898-1 또는 설계도에 나타난 것과 같거나 또는 특별 규정에서 규정된 요구사항을 만족해야 한다.
2.3 장비
충격분산장치는 지진 시에는 연결되는 부재의 상대속도에 따라 감쇠력을 발휘하여 구조물의 지진에 의한 에너지를 흡수할 수 있어야 하며 상시에는 온도에 의한 교량의 신축팽창, 활하중에 의한 처짐 등을 수용할 수 있어야 한다.
스트로크의 위치나 설치 각도와는 상관없이 단지 속도에 의해서 감쇠력이 좌우되어야 한다.
충격분산장치는 부식에 대해 내구년한 동안 부식에 대한 저항성을 유지해야 한다.
충격분산장치는 동적인 작동 상태에서의 누출이나 작동하지 않는 정적인 상태에서의 누출이 없어야 한다.
충격분산장치는 전체 스트로크 범위 내에서 동등한 성능 조건을 만족할 수 있어야 한다.
다음 환경 인자들의 어떠한 조합 하에서도 충격분산장치는 작동이 가능해야 한다.
설치 지역의 대기 온도
해안 지역에서의 일반적인 대기압
습도 (100까지)
비, 눈, 안개, 매연, 바람, 오존, 직사광선, 모래와 먼지, 염해 중 가설 지역에서 특별하게 고려해야 하는 환경 인자
2.4 조립
모든 제품은 제작 도면에 의해 정밀하게 가공 및 조립되어야 한다.
제품 면의 균열이나 스크래치를 발생시킬 수 있으므로 재료의 코팅을 피한다.
조립 시 발생할 수 있는 부식에 대한 방지 조치를 해야 한다.
2.5 마감
제품의 조립 마무리에 있어 제품의 제작이나 제품의 설치 시에 제품의 손상 및 인사 사고를 방지하기 위해 날카로운 부분은 제거한다.
2.6 제작 허용 오차
강판으로 된 충격분산장치의 연결판의 표면은 0.8mm/m 이하로 평평하게 마무리하거나 가공해야 한다.
산소 용접기로 절단한 면은 조도가 250×10-6mm를 초과하지 않도록 해야 한다.
충격분산장치의 규격의 허용 오차는 0~+3mm 이내이어야 한다.
치수 검사는 KS F 4424에 준하여 실시한다.
2.7 성능 시험
충격분산장치는 국제 공인 시험 기관 인증을 받은 품질 검사 전문 기관에 품질 및 성능 시험을 실시한 후 사용한다. 모든 충격분산장치에 대하여 시행해야 하지만, 공사감독자가 승인하는 경우 규격별로 1개 장치에 대하여 시험을 시행할 수 있다.
충격분산장치의 성능 시험은 평상시 온도 변화, 건조 수축, 크리프 및 긴장력 도입에 의한 이동량 수용 여부와 그 때의 충격분산장치 저항력을 확인하기 위한 저속(0.01mm/sec 이하) 시험과 지진 등의 충격 하중 작용 시 잠김 성능(축력 수용, 밀림 현상, 내부 충진물의 누출)을 확인하기 위한 고속(25mm/sec 이상) 시험으로 분리 실시한다.
저속 시험:
실린더 본체를 시험 장비에 고정시킨 상태, 피스톤에 0.01mm/sec 이하의 속도로 상온에서 충격분산장치의 최대 평상시 변위량을 가하며 이때의 변위와 발생 반력을 연속적으로 기록한다.
저속 시험 결과, 충격분산장치의 최대 평상시 변위량 조건을 만족해야 하며, 이때 발생 저항력은 충격분산장치 최대 공칭 축력의 10% 이하 혹은 하부 구조물의 허용 수평력 중 작은 값을 초과하지 않아야 한다.
고속 시험:
저속 시험이 끝난 충격분산장치에 충격분산장치 최대 공칭 축력의 1배의 하중을 25mm/s 이상의 속도와 0.4~0.8Hz 사이의 주파수 가력 중 빠른 속도로 상온에서 최소 20회를 가하여 이때의 변위와 반력을 연속적으로 기록한다.
고속 시험 결과, 충격분산장치의 최대 공칭 축력 수용에 문제가 없어야 하며, 시험 하중의 작용 시 최대 밀림 변위량이 ±12mm를 초과하지 않아야 한다.
시험체의 확인: 위 두 시험이 끝난 후 육안 검사하여 피스톤 주위로 내부 충진재의 누출이 없어야 한다.
3. 시공
3.1 일반사항
충격분산장치 및 연결판은 설계도서에 따라 정확히 설치해야 한다. 특히 교축 방향과 평행을 유지하도록 시공하여 교축 직각 방향의 분력이나 상하 방향의 분력이 교량의 상하부 구조에 작용하지 않도록 해야 한다.
충격분산장치 및 연결판은 부재를 조립하기 전에 소정의 위치에 정확히 설치해야 한다. 이때 승인된 모르타르를 사용하여 충격분산장치의 연결판 하면과 교대 또는 교각의 코핑이 충분히 밀착되도록 주의하여 시공해야 한다.
공사감독자의 승인을 받아 부재의 조립 후에 설치할 경우에는 충격분산장치의 연결판 하면에 모르타르를 충분히 퍼지게 하여 하부 구조의 윗면과 충분히 밀착되도록 시공해야 한다.
스테인레스 강재가 아닌 강재 연결판 부재(앵커볼트 포함)는 시공 전․후에 아연 도금을 실시해야 하며, 아연 부착량은 KS D 8308의 규정에 준하여 시행해야 한다.
3.2 연결판 시공 측량
3.2.1 하부 구조
인조점(예비 말뚝)의 위치는 사용에 편리하고 공사에 지장이 없는 위치에 선정해야 한다.
수급자는 시공 측량 시 하부 구조 천단상의 받침 위치 및 높이를 도면에 명시해야 한다.
3.2.2 상부 구조
교량 상부 구조 시공 시에는 정밀한 기준점 측량과 수준 측량을 행하여 연결판의 설치 위치를 결정해야 한다.
지간 측량 결과 하부 구조의 위치에 오차가 있을 경우에는 이 후의 시공에 지장을 초래하지 않고 완성한 교량의 기능을 손상하지 않도록 공사감독자의 승인을 얻어 오차를 배분하여 연결판 중심 위치를 결정한다.
상부 구조의 수준 측량에는 전용 임시 벤치마크를 설치해야 하며, 시공 중에도 수시로 침하의 유무를 조사해야 한다.
교량의 경우 시준 거리가 길기 때문에 교대로 수준 측량을 하여 오차를 적게 해야 한다.
3.3 앵커볼트의 설치
교대 및 교각에 앵커볼트를 설치할 때는 미리 콘크리트 속에 구멍을 만들어 주어야 한다. 구멍은 볼트 직경보다 50mm 이상 큰 목편 또는 금속 파이프 등에 기름을 칠해 매입하여 두고 콘크리트가 적절히 경화한 후에 제거하여 만든다. 앵커볼트 구멍의 직경은 100mm 이상이어야 한다.
교대 및 교각에 앵커볼트를 설치하기 위해 미리 콘크리트 속에 구멍을 만들 때 교대 및 교각의 주철근을 절단하지 않아야 한다.
공사감독자의 승인을 받을 경우에는 콘크리트 타설 후에 구멍을 뚫거나 타설 중에 직접 앵커볼트를 설치할 수 있다. 콘크리트 타설 후 구멍을 뚫는 경우에는 볼트 직경보다 25mm 이상 크게 해야 한다.
교대, 교각에 설치한 앵커볼트 구멍은 동절기에 파손되지 않도록 봉인해야 한다.
볼트는 바른 위치에 정확히 세우고 틈은 모르타르로 완전히 채워야 한다.
연결판에 사용하는 앵커볼트의 설치 위치는 가설 시의 온도를 고려하여 정해야 한다. 연결판 앵커볼트의 너트는 구조물이 자유롭게 팽창, 수축할 수 있도록 조절해야 한다.
인장력을 받는 연결판의 경우 교대 및 교각에 앵커볼트를 미리 설치한 후 콘크리트를 타설하여 콘크리트와 앵커볼트의 일체화를 도모해야 한다.
앵커볼트 설치를 위하여 연결판 하면의 보강 철근을 절단한 경우 절단 부위를 보강해야 한다.
공사감독자가 인장력을 받는 연결판에 설치되는 앵커볼트의 정착 성능에 대한 검증을 요구하는 경우 수급자의 부담으로 인장 및 인발 시험을 실시해야 한다.
3.4 무수축 모르타르
연결판의 하부 면과 교대 또는 교각의 코핑 사이에 충전하는 모르타르와 앵커볼트 구멍의 틈을 메우는 모르타르는 별도의 지시가 없는 한 무수축 모르타르로 시공해야 한다.
무수축 모르타르는 최소 7일 동안 습윤 양생하여 충분한 강도가 발휘될 수 있어야 한다.
무수축 모르타르의 시공은 설계도서 및 공사감독자의 지시에 따라 엄밀히 시공해야 한다.
양생은 습윤 양생을 실시해야 하며, 무수축 모르타르가 소요 강도를 얻을 때까지는 연결판에 어떠한 하중도 가해져서는 안 된다.
무수축 모르타르의 압축 강도는 구조물의 강도 이상이어야 하고, 수축량에 대한 자료를 제출하고 이에 대하여 공사감독자의 승인을 득해야 한다.
3.5 충격분산장치 및 연결판의 설치
3.5.1 연결판 설치부 시공
제작 도면의 치수와 실물 치수를 재확인한 후, 시공 전에 공사감독자의 승인을 받아야 한다.
충격분산장치 및 연결판은 승인된 시공 도면에 따라 설정된 기선과 표고에 맞추어 정확하게 설치해야 한다.
연결판 설치 전에 블럭 아웃(block out) 시공 상태와 접합 면의 받침 형식과 배치 상태 등을 점검해야 한다.
연결판 설치 부의 철근은 일직선상에 배열하여 지지 효과를 충분히 발휘할 수 있도록 해야 한다.
연결판이 콘크리트 속에 묻히지 않고 그 위에 직접 놓이게 될 경우에 연결판 설치 부의 콘크리트 면과 보강 철근을 약간 높여 승인된 방법으로 작업을 해야 한다.
3.6 시공 허용 오차
연결판은 수평이고, ±1/300 이내로 평평해야 한다.
마무리 면은 직선자로 측정했을 때 어느 지점에서도 요철이 없어야 하며, 높이의 허용 오차는 ±5mm 이하이어야 한다.
3.7 현장 품질 관리
수급자는 충격분산장치 설치 완료 후 다음과 같은 방법으로 정규 검사를 실시하고 그 결과를 공사감독자에게 제출해야 한다.
