1. 계측 개요
- 목적교량 변형률 · 응력 계측은 PSC 궤도빔 · 강재 거더 · 아치 리브 등 상부구조의 휨 · 축력 응력을 변형률계로 측정(KCS 24 99 05). 유지관리계측에서는 사하중 제외 초기치를 기준으로 활하중 · 온도 · 풍에 따른 응력 변화 추적
- 적용 범위대구도시철도 3호선 통합 유지관리계측 사업에서는 전 공구에 변형률계가 설치되어 허용응력 대비 관리기준을 운영. 사장 · 현수교는 케이블 장력 · 변형률을 함께 검토
- 주요 구성계측관리계획서: 계측 빈도 · 설계예상변위 · 최대허용변위 연계 운영. 교량 현장: 추세 · 변화속도 · 인접 센서 동시 변화 우선 검토. 상세 시방 · 허용값 → 설계도서 · 발주처 기준
2. 주요 계측 항목
- 휨응력주거더 · PSC 박스 휨 변형률로 응력 수준을 평가
- 전단PSC 박스 · I형 거더 웹–플랜지 접합부 등에 3축 전단변형률계(로제트)를 매립해 전단 응력 · 전단변형 집중을 보조 확인 휨 최대 구간의 단축 변형률계와 축 · 방향을 구분
- 온도 보정무응력계 · 온도계와 연동해 크리프 · 열응력을 분리
3. 대표 단면·원리
- 측정 대상변형률 ε과 탄성계수 · 단면으로 응력을 환산 재하시험 · 장기 모니터링에서 하중-변형 관계와 설계 허용응력을 비교 전단변형률계는 휨 게이지와 별도 축으로 배치
4. 설치·운영
- 휨 최대 · 전단 집중 구간에 변형률계를 매립 · 부착
- PSC 웹 · 플랜지 접합부 · 지지부 전단부에 3축 전단변형률계를 설계 심도 기준 배치
- 휨 게이지 축(주거더 축 · 휨 작용면)과 전단 게이지 축을 도면 · 시공도에 명시
- PSC · 강재 재질에 맞는 게이지 · 보호재 선정
- 온도 센서 · 무응력계를 동일 부재 또는 인접부에 둡니다
- 초기치 안정 후 사하중 제외 기준선을 확립
- 정적 로거 · MUX로 장기 추세를 수집
- 처짐 · 진동 · 케이블 장력 데이터와 교차 해석
- 설치 · 초기: 변형률 · 온도, 초기치 · 재현성
- 재하시험: 하중-변형, 설계 대비
- 공용: 활하중 · 온도, 정상 패턴
- 특별 점검: 이벤트 후, 잔류 응력
- 유지관리: 추세 · 기준 초, 보수 · 제한 하중
5. 해석·관리
| 징후 | 연계 | 조치 |
|---|---|---|
| 응력 증가 | 활하중 · 온도 | 하중 · 온도 상관 |
| 비대칭 | 부등침하 | 기초 · 받침 |
| 급변 | 손상 · 균열 | 육안 · NDT |
| 전단 집중 | 3축 전단 SG | 웹 · 지지부 · 전단부 점검 |
- 휨 · 축력 응력은 설계 허용응력 · 유지관리 매뉴얼 · 계측관리계획서 기준 준수 전단변형률 은 휨 변형률과 분리 해석하며, 전단부 3축 게이지는 국부 전단 집중 · 비틀림 보조 확인용 온도 · 무응력계 보정 없이 절대 응력 환산은 지양
- KCS: 현장 계측책임자 · 계측관리계획서 · 측정 · 보고 · 기준 초과 대응
자주 묻는 질문
전단변형률계는 어디에 설치하나요?
PSC 박스 거더는 웹–플랜지 접합부 · 지지부 인접 전단부, 강교는 복부 · 가새 접합 등 설계 · 시공도에 따른 전단 집중 구간에 3축 게이지를 둠. 휨 최대 스팬 중앙 단축 게이지와 혼동 금지
무응력계와 어떻게 쓰나요?
동일 조건 매립 무응력계로 크리프 · 건조수축 변형률을 빼면 구조 응력 변형률을 분리
대구 3호선 사례는?
PSC · 사장 · 아치 교량에 변형률계를 다수 설치 · 설계예상변위 · 최대허용변위 대비 관리기준을 운영
침하계와 혼동되나요?
변형률계는 부재 응력, 침하계는 지반 · 기초 수직변위 처짐은 처짐계 · 광파 항목