구조해석과 현장계측에 의한 고강도 격자지보재의 성능 평가 (Performance Evaluation of High Strength Lattice Girder by Structural Analyses and Field Measurements)

서지정보

· 발행기관 : 대한지질공학회
· 수록지 정보 : 지질공학 / 30권 / 3호 / 237 ~ 251페이지
· 저자명 : 이재원, 민경남, 정지욱, 노병국, 이상진, 안태봉, 강성승

초록

본 연구는 H형강 대체 지보재로 개발된 고강도 격자지보재의 성능을 평가하기 위하여 터널에서의 지보재에 대한 구조해석과 계측에 의한 터널 변위와 지중응력 변화를 살펴보았다. 터널 지보재 3차원 비선형 구조해석 결과에 의하면, H형강과 고강도 격자지보재의 하중과 변위 관계는 거의 동일한 거동을 보였으며, 고강도 격자지보재의 최대하중은 H형강보다 1.0~1.2배 크게 나타났다. 터널 지보재 3차원 터널단면해석 결과에 의하면, 축력은 터널 좌측 및 우측 하단부에서 크게 발생했으며 현장시험 계측값과 유사한 경향을 나타냈다. 천단침하 및 내공변위 계측결과에 의하면, 터널 내 강지보(H형강)와 고강도 격자지보 구간의 최종변위량은 1차 관리기준인 23.5 mm 이내의 큰 차이 없이 일정한 값으로수렴되었다. 지중변위 계측 결과에 의하면, 두 지보재 구간의 최종변화량은 미소한 변위 변화를 보였으나, 1차 관리기준인 10 mm 이내의 일정한 값으로 수렴되었다. 숏크리트 및 강지보 응력 계측 결과에 의하면, 두 지보재 구간의 최종변화량은 미소한 응력 변화를 보였으나, 1차 관리기준인 81.1 kg/cm2과 54.2 tonf 이내의 일정한 값으로 수렴되었다. 결과적으로 강지보재와 고강도 격자지보재가 설치된 터널구간에서 계측 결과는 매우 미미한 차이를 나타냈으며, 이것은 H형강 대신 고강도 격자지보재를 터널에 적용하더라도 구조적으로 충분히 안정성을 확보할 수 있음을 의미한다.

영어초록

This study examined structural analysis of supports in tunnel and displacement and underground stress of tunnel by measurement, in order to evaluate the performance of high-strength lattice girders developed as a substitute for H-profiles. According to the three-dimensional nonlinear structural analysis results of the tunnel support, the load and displacement relationship between the H-profiles and the high-strength lattice girders showed almost the same behavior, and the maximum load of the high-strength lattice girders were 1.0 to 1.2 times greater than the H-profiles. By the results of the three-dimensional tunnel cross-section analysis of the supports, the axial force was occurred largely in the lower left and right sides of the tunnel, and showed a similar trend to the field test values. In the results of the measurement of the roof settlement and rod extension, the final displacement of the steel arch rib (H-profile) and high-strength lattice girder section in tunnel was converged to a constant value without significant difference within the first management standard of 23.5 mm. According to the results of underground displacement measurement, the final change amount of the two support sections showed a slight displacement change, but converged to a constant value within the first management standard of 10 mm. By the results of measurement of shotcrete stress and steel arch rib stress, the final change amount of the two support sections showed a slight stress change, but converged to a constant value within the first management standard of 81.1 kg/cm2 and 54.2 tonf.

참고자료

· 없음