Optimum Slab-Lifting Positions for Precast Concrete Pavement Construction

프리캐스트 콘크리트 포장 시공 시 최적 슬래브 리프팅 위치

This research was conducted to determine the optimum lifting positions on precast concrete slabs for precast concrete pavement construction, based on the analysis of concrete stress distribution under various lifting conditions. To analyze stresses in concrete slabs, the finite element method was implemented and a numerical model of the precast slab that was going to be used in the experimental construction was developed. Changes in the stress distribution due to the lifting angle were investigated because slab lifting is not always performed in the perpendicular direction to the slab surface. In addition, the effect of the lifting level, the distance between the neutral axis of the slab and the lifting point, on the stress distribution was investigated since the lifting point is not always at the neutral axis of the slab. To consider the actual steel design of the precast slab, the effect of the reinforcement near the lifting point was also investigated. From this study, the optimum lifting positions of the precast slabs were determined according to the lifting angle and level, and the results were compared with the lifting positions used in the PCI standards.

본 연구는 프리캐스트 콘크리트 포장 시공을 위하여 공장에서 미리 제작된 콘크리트 슬래브를 리프팅을 할 때 리프팅 위치에 따른 슬래브의 응력변화를 기준으로 슬래브의 손상을 최소화할 수 있는 가장 안전한 최적 리프팅 지점을 선정하기 위하여 수행되었다. 리프팅 시 슬래브의 응력분포를 분석하기 위하여 유한요소법을 이용한 모델을 사용하였으며 슬래브 규격은 시험시공에서 사용한 크기를 적용하였다. 리프팅은 항상 슬래브의 수직방향으로 수행하지는 않기 때문에 수직으로 리프팅 하였을 때와 $60^{\circ},\;30^{\circ}$로 경사각을 주어 리프팅 하였을 때의 응력변화 특성을 분석하였다. 또한 리프팅 지점은 항상 슬래브의 중간 깊이인 중립축의 위치가 아니기 때문에 중립축으로부터 7.5cm. 15cm만큼 수직편심을 주어 리프팅하였을 때의 응력변화 특성도 분석하였다. 그리고 실제 시공 시 지점부분에 보강을 하는 것을 염두하여 지점부 응력집중현상을 무시한 경우와 보강이 없을 경우의 응력집중현상을 고려한 경우로 나누어 분석하였다. 이러한 해석을 통해 리프팅 경사각과 편심에 따른 최적 리프팅 위치를 선정하였으며 미국의 PCI기준과도 비교 분석하였다.