교량 신축이음의 종류와 특징

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교량 신축이음이란 교량의 온도 변화, 교통 하중, 지진 등에 의해 발생하는 신축량을 수용하고 교량의 안전성과 내구성을 보장하기 위한 장치입니다. 교량 신축이음의 종류와 특징, 파손 원인과 보수 방법에 대해 알아보겠습니다.

교량 신축이음의 종류와 특징

교량 신축이음은 크게 고무형, 알루미늄형, 레일형, 핑거형으로 구분할 수 있습니다. 각각의 형식은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

1. 고무형

고무와 강판이 일체로 제작되어 고무의 변형으로 신축 작용합니다. 표면에 앵커 볼트 구멍이 없어 방수성이 우수하고, 주행성이 좋습니다. 또한 흡음재를 설치하면 충격 흡수와 방음 효과를 증대시킬 수 있습니다. 단, 내구성은 강재형보다 떨어지고, 신축량이 큰 교량에는 적합하지 않습니다.

2. 알루미늄형

알루미늄과 고무 씰로 구성되어 레일형과 마찬가지로 고무 씰의 신축으로 인한 신축 작용합니다. 수명이 반영구적이고, 덧씌우기 시 분리 재사용이 가능합니다. 일체식으로 이음부가 없어 누수에 강하고, 아스콘과 바로 연결되므로 승차감이 좋습니다. 흡음재의 사용으로 소음이 적고, 전단 변위가 커서 사교에도 유리합니다. 단, 신축량이 100mm를 초과할 경우 사용이 곤란합니다.

3. 레일형

강재 서포트 빔과 강재 레일, 고무 씰, 컨트롤 박스로 구성되어 스페리컬 베어링의 회전과 엘라스토머릭 베어링의 탄성 변위에 의한 빔의 신축 작용합니다. 주요 구성 요소가 강재로 되어 있어 마모에 강하고 내구성이 우수합니다. 고무 씰은 이음새가 없어 방수 기능은 완벽합니다. 단, 설치 시 정밀 시공이 요구되며 단부 보강 문제도 고려하여야 합니다.

4. 핑거형

핑거형 신축이음은 강재 핑거와 앵커 볼트, 고무 씰로 구성되어 강재 핑거가 엇갈려서 신축을 수용하는 형식의 신축이음입니다. 주행성이 좋고, 부분 통제만으로 보수가 가능하여 유지 관리가 비교적 용이합니다. 블록 아웃 깊이가 상대적으로 작아 얇은 슬랩에 설치 가능합니다. 단, 신축량이 큰 경우 핑거의 전단 변형의 우려가 있으며 충격 흡수에 대한 기능은 고려되어 있지 않습니다. 또한 사교나 곡교의 경우 교폭 방향의 신축에 의해 핑거가 서로 맞물리지 않도록 충분히 고려되어 있지 않습니다.

교량 신축이음의 파손 원인

교량 신축이음은 교량의 안전성과 내구성을 보장하기 위한 중요한 장치입니다. 하지만 다양한 원인으로 인해 파손되거나 기능을 상실할 수 있습니다. 파손 원인은 다음과 같습니다.

1. 설계 또는 시공상의 결함

신축이음의 형식이나 규격이 적절하지 않거나, 신축량이나 유간을 잘못 계산하거나, 단부 보강이나 방수 처리가 미흡하거나, 시공 공정이나 품질 관리가 부적절한 경우 등

2. 자연환경의 영향

• 온도 변화, 강우, 강설, 동파, 염분 침식, 화학물질 오염 등으로 인해 신축이음의 재료가 변형되거나 부식되거나 손상되는 경우 등
• 교통 하중의 영향: 차량의 충격 하중이나 진동 하중으로 인해 신축이음의 구조가 파괴되거나 마모되거나 이동되는 경우 등

3. 유지 관리의 부족

신축이음의 청소나 점검이 미흡하거나, 보수가 지연되거나, 보수 자재나 방법이 적절하지 않은 경우 등

교량 신축이음의 파손 보수 방법

파손된 신축이음은 교량의 안전성과 내구성을 저하시키고, 차량의 주행 성능과 승차감을 악화시키고, 교통사고의 위험을 증가시킵니다. 따라서 파손된 신축이음은 적절한 보수 방법을 통해 복구해야 합니다. 보수 방법은 다음과 같습니다.

1. 고무형

고무와 강판의 분리나 파손된 부분을 절단하고 새로운 고무형 신축이음을 연결합니다. 연결 시에는 앵커 볼트와 너트를 사용하고, 방수 처리를 합니다.

2. 알루미늄형

알루미늄과 고무 씰의 분리나 파손된 부분을 절단하고 새로운 알루미늄형 신축이음을 연결합니다. 연결 시에는 볼트와 너트를 사용하고, 방수 처리를 합니다.

3. 레일형

강재 서포트 빔과 강재 레일, 고무 씰, 컨트롤 박스 중 파손된 부분을 교체합니다. 교체 시에는 볼트와 너트를 사용하고, 방수 처리를 합니다.

4. 핑거형

강재 핑거와 앵커 볼트, 고무 씰 중 파손된 부분을 교체합니다. 교체 시에는 볼트와 너트를 사용하고, 방수 처리를 합니다.

교량 신축이음의 유지 관리 방법

교량 신축이음은 교량의 안전성과 내구성을 보장하기 위해 정기적인 유지 관리가 필요합니다. 유지 관리는 다음과 같은 절차로 이루어집니다.

• 청소: 신축이음의 표면과 유간에 쌓인 이물질이나 이토를 제거합니다. 이물질이나 이토는 신축이음의 신축 기능을 방해하거나 부식을 촉진할 수 있습니다. 청소는 물이나 공기압을 이용하여 수행합니다.
• 점검: 신축이음의 재료나 구조에 파손이나 변형이 없는지 확인합니다. 파손이나 변형은 교량의 안전성과 내구성을 저하시킬 수 있습니다. 점검은 시각적으로 또는 측정 도구를 이용하여 수행합니다.
• 보수: 신축이음의 재료나 구조에 파손이나 변형이 발견된 경우 적절한 보수 방법을 통해 복구합니다. 보수는 신축이음의 형식에 따라 다르게 수행됩니다. 보수 후에는 방수 처리를 합니다.

유지 관리는 일반적으로 1년에 한 번 정도 수행되며, 교량의 상태나 환경에 따라 빈도가 달라질 수 있습니다. 유지 관리를 통해 신축이음의 기능을 유지하고, 교량의 안전성과 내구성을 향상시킬 수 있습니다.

결론

교량 신축이음은 교량의 신축량을 수용하고 교량의 안전성과 내구성을 보장하기 위한 장치입니다. 교량 신축이음의 종류와 특징, 파손 원인과 보수 방법, 유지 관리 방법에 대해 알아보았습니다. 교량 신축이음은 설계와 시공, 유지 관리가 적절하게 이루어져야 합니다.