A Preliminary Study on the Reused Channel-Type Lining Board with Corrosion-Damage

부식 강재 복공판의 재사용성 평가에 관한 기초적 연구

  • 김인태 (부산대학교 사회환경시스템공학과) ;
  • 김동우 (부산대학교 사회환경시스템공학과) ;
  • 최형석 (부산대학교 사회환경시스템공학과) ;
  • 정진환 (부산대학교 사회환경시스템공학과)
  • Received : 2009.03.11
  • Accepted : 2009.05.04
  • Published : 2009.07.30

Abstract

Channel-type lining board(CLB) is a welded steel structure used in the field of open cut subway excavation and building basement construction. Lining board is generally installed at the underground environment which is exposed to corrosion factors such as humidity, temperature and corrosive gases. This study evaluates reusability of the corroded lining board by experimental and analytical method. Static loading tests were performed to know serviceability of corroded CLB after checking thickness loss of the used CLB parts. Strain of the plates and middle point deflection was measured simultaneously. According to experimental test results and comparison with numerical analysis, the thickness loss of the plates by corrosion makes more vertical displacements and stresses in members under the DB vehicle load considering impact factor. As a result, this paper is proposed a way to evaluate used and corroded CLB by checking the plates thickness and it makes construction engineers easy to know optimal time to replace their old CLBs with new one.

복공판은 규격화된 강재를 조합하여 용접에 의해 일체화 시킨 것으로 주로 지하작업공간의 확보, 가설 차도 및 보도의 용도로 사용되며, 지하철, 지하상가 등의 건설을 위한 복개부와 가설교량의 상부구조 등에 적용된다. 이러한 복공판이 부식 손상된 경우에는 정량적인 잔존내하력 평가 없이 육안조사에 의한 판별 후 교체 또는 일정기간 사용 후 교체 등으로 그 기능을 유지하고 있다. 이에 본 연구에서는 부식된 복공판의 지속적 사용한계를 확인하고 경제적이고 효율적인 복공판 교체시기를 결정하기 위하여, 실제 지하철 현장에서 사용되고 있는 부식 손상된 복공판을 대상으로 각 구성 강재의 잔존두께를 측정하고, 휨 재하실험을 실시하였다. 그리고 수치해석을 수행하여 그 결과를 실험결과와 비교, 분석하였다. 그 결과 복공판 측, 하판의 두께 감소량과 잔존내하력과의 관계를 분석하여, 부식두께 감소량에 의한 복공판의 적절한 교체주기를 결정할 수 있는 지표를 제시하였다.

Keywords

References

  1. 가설공사 표준시방서, 사단법인 한국건설가설협회, 2006
  2. 김광범, 금속의 대기부식, 한국강구조공학회지 특집 기사, 제8권 제2호 1996
  3. 김두환, 김영세, "기존 채널형 복공판과 새로운 복공판 모델에 관한 연구", 한국안전학회지, 제19권 제3호, 2004년, pp. 78-83
  4. 도로교 설계기준.해설, 대한 토목학회, 2003
  5. 이승수, 김두환, "H형 복공판과 channel형 복공판 피로거동에 관한 연구", 한국구조물진단학회지, 제9권, 제4호, 2005년, pp.209-216
  6. 이승수, 김두환, "H형 복공판과 channel형 복공판 구조거동에 관한 연구", 한국구조물진단학회지, 제9권, 제1호, 2005년, pp.119-126
  7. 장동일, 정영화, "강교량의 취성 및 피로파괴의 사례와 이에 대한 고려", 대한토목학회지, 제26권 제2호, 1978, pp33-44
  8. 조성대, 재사용 및 신복공판 피로수명 평가에 관한 연구, 서울시립대학교 공학석사학위논문, 2005
  9. H.K.S. Inc., ABAQUS/CAE User's Manual
  10. Rober D. Cook, Finite Element Modeling for Stress Analysis, Wiley
  11. Timoshenko, S. P. and Gere, J. M., Theory of Elastic Stability, Mc Graw-Hill, New York, 1973
  12. Timoshenko, S. P. and Woinowsky-krieger, S., Theory of Plates and Shells, Mc Graw-Hill, New York, 1959