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여의천 복개구조물 붕괴원인 조사(대책) 및 실시설계 용역 : 붕괴원인 조사분야 보고서

차례

1. 서론
1.1 과업의 필요성 및 목적 29
1.2 과업의 내용 및 범위 29

2. 복개구조물의 현황조사 및 분석
2.1 개요 31
2.2 구조물 제원조사 33
 2.2.1 평면도 33
 2.2.2 횡단면도 37
 2.2.3 종단면도 39
2.3 보수이력조사 41
 2.3.1 보수이력 41
 2.3.2 보수공사 내용 43
2.4 붕괴현황조사 49
 2.4.1 붕괴직후 상태조사 49
2.5 구조물 외관조사 61
 2.5.1 1차 시공구간 61
 2.5.2 2차 시공구간 77
 2.5.3 지장물 조사 87
2.6 비파괴조사 및 재료특성실험 89
 2.6.1 시험내용, 방법 및 위치 89
 2.6.2 강도조사 111
 2.6.3 콘크리트 물성 117
 2.6.4 철근배근 상태조사 121
2.7 토질 및 기초조사 및 분석 125
 2.7.1 지반조사 125
 2.7.2 기초상태조사 135
 2.7.3 지지력검토 137
 2.7.4 기초침하량 및 스프링계수 산정 139

3. 여의천유역의 수문현황 및 세굴조사
3.1 과업의 개요 151
3.2 수문분석 151
 3.2.1 여의천유역의 현황 및 수문특성 151
 3.2.2 수문분석 153
 3.2.3 계획홍수량 163
3.3 수리 해석 163
 3.3.1 HEC-2 모형 163
 3.3.2 입력자료 165
 3.3.3 수위 및 유속 결과 분석 169
 3.3.4 복구공사후 단면에 대한 수리해석 175
3.4 세굴 해석 175
 3.4.1 기초세굴조사 175
 3.4.2 세굴공식 189
 3.4.3 세굴량 계산 195
 3.4.4 세굴영향 검토 및 방지책 199
3.5 결론 201

4. 붕괴구간 구조해석 및 안전도 검토
4.1 개요 205
4.2 해석 단면 및 모델링 205
4.3 단계별 구조해석 209
 4.3.1 평상시 상부토피하중이 작용하는 경우 209
 4.3.2 평상시 32-2 번 기둥의 기초 부등침하를 고려한 구조해석 217
 4.3.3 기둥 기초의 부등침하 상태에서 호우상황을 고려한 구조해석 225
4.4 단면검토 및 안전도 분석 231
 4.4.1 단면력 계산 231
 4.4.2 단면검토 247
4.5 붕괴원인 분석 279
 4.5.1 구조물의 파괴형상 분석 279
 4.5.2 붕괴과정의 모사 및 원인분석 279

5. 미붕괴 구간의 구조해석 및 안전도 검토
5.1 개요 287
5.2 양재대로 인접 하류부 1차 시공구간(녹지대구간)의 구조해석 287
 5.2.1 구조해석 모델 287
 5.2.2 하중산정 및 하중조합 287
 5.2.3 해석결과 및 안전도 검토 291
5.3 2차 시공구간의 구조해석 305
 5.3.1 구조해석 모델 305
 5.3.2 하중산정 및 하중조합 307
 5.3.3 해석결과 및 안전도 검토 311

6. 대책 수립
6.1 개요 323
6.2 1차 시공구간 325
 6.2.1 붕괴구간 325
 6.2.2 양재대로 인접 미붕괴 구간(녹지대 구간) 325
 6.2.3 양재대로 구간 327
6.3 2차 시공구간 329
 6.3.1 손상내용 및 물량 329
 6.3.2 보수방안 331
 6.3.3 2차 시공구간 중 상류측 기둥열 26~31번열 구간 331

7. 종합결론

참고문헌

부록

표차례

표 2.1.1 구조물 현황조사 항목별 내용

표 2.3.1 점검이력

표 2.3.2 Type별 보수개소수

표 2.4.1 1차 시공구간과 2차 시공구간과의 단면상이

표 2.5.1 조인트 누수상태

표 2.5.2 종방향빔의 손상

표 2.5.3 기둥 코핑부 수직균열

표 2.5.4 기둥 코핑부 연단거리 부족

표 2.5.5 슬래브 하면의 손상

표 2.5.6 누수상태

표 2.5.7 기둥 상단의 손상

표 2.6.1 타격방향에 따른 보정계수

표 2.6.2 재령보정계수 a의 값

표 2.6.3 높이/직경 비에 따른 코어시편의 보정계수

표 2.6.4 콘크리트중의 염화물함유량 규제치

표 2.6.5 시험종류 및 장비

표 2.6.6 코아채취 위치

표 2.6.7 비파괴시험에 의한 콘크리트 압축강도 결과

표 2.6.8 코아채취에 의한 콘크리트 압축강도 결과

표 2.6.9 철근강도 시험결과

표 2.6.10 시료채취 위치

표 2.6.11 콘크리트 배합비

표 2.6.12 염분함량 시험결과

표 2.6.13 중성화깊이 시험결과

표 2.6.14 1차 시공구간의 철근배근 탐사결과

표 2.6.15 2차 시공구간의 철근배근 탐사결과

표 2.7.1 조사내용 및 수량

표 2.7.2 적용 물성치

표 2.7.3 작용하중

표 2.7.4 기초의 침하량 및 스프링 계수

표 3.2.1 Kajiyama 공식의 값

표 3.2.2 여의천의 홍수량 산정지점 및 유역 특성

표 3.2.3 산정방법별 주요지점 최대홍수량

표 3.2.4 여의천 주요지점의 계획홍수량 및 계획홍수위

표 3.3.1 수리계산에 사용된 홍수량

표 3.3.2 주요지점 수리계산 결과

표 3.3.3 복구공사후 주요지점 수리계산 결과

표 3.4.1 세굴현황 자료

표 3.4.2 단면축소세굴 보정계수

표 3.4.3 교각형상에 대한 보정계수

표 3.4.4 흐름입사각에 대한 보정계수

표 3.4.5 하상조건에 대한 보정계수

표 3.4.6 하상재료에 대한 보정계수

표 3.4.7 군교각에 대한 보정계수

표 3.4.8 복개구간에서의 단면축소세굴심

표 3.4.9 보정계수의 값

표 3.4.10 복개구간 교각의 국부세굴심

표 3.4.11 붕괴구간의 총세굴심

표 4.3.1 종방향 거더의 휨모멘트와 전단력

표 4.3.2 기둥의 압축력

표 4.3.3 종방향 거더의 휨모멘트와 전단력

표 4.3.4 기둥의 압축력

표 4.3.5 종방향 거더의 휨모멘트와 전단력

표 4.3.6 기둥의 압축력

표 4.4.1 상부슬래브의 설계 휨모멘트에 대한 안전도 검토

표 4.4.2 종방향 거더의 설계 휨모멘트에 대한 안전도 검토

표 4.4.3 기둥의 설계압축력에 대한 비교

표 4.4.4 상부슬래브의 사용하중 휨모멘트에 대한 안전도 검토

표 4.4.5 종방향 거더의 사용하중 휨모멘트에 대한 안전도 검토

표 4.4.6 기둥의 사용하중 압축력에 대한 안전도 검토

표 4.4.7 상부슬래브의 설계 휨모멘트에 대한 안전도 검토

표 4.4.8 종방향 거더의 설계 휨모멘트에 대한 안전도 검토

표 4.4.9 기둥의 설계 압축력에 대한 안전도 검토

표 4.4.10 상부슬래브의 사용하중 휨모멘트에 대한 안전도 검토

표 4.4.11 종방향 거더의 사용하중 휨모멘트에 대한 안전도 검토

표 4.4.12 기둥의 사용하중 압축력에 대한 안전도 검토

표 4.4.13 상부슬래브의 설계 휨모멘트에 대한 안전도 검토

표 4.4.14 종방향 거더의 설계 휨모멘트에 대한 안전도 검토

표 4.4.15 기둥의 설계 압축력에 대한 안전도 검토

표 4.4.16 상부슬래브의 사용하중 휨모멘트에 대한 안전도 검토

표 4.4.17 종방향 거더의 사용하중 휨모멘트에 대한 안전도 검토

표 4.4.18 기둥의 사용하중 압축력에 대한 안전도 검토

표 5.2.1 종방향 거더의 휨모멘트

표 5.2.2 기둥의 압축력

표 5.2.3 상부슬래브의 휨모멘트에 대한 비교

표 5.2.4 종방향 거더의 휨모멘트에 대한 비교

표 5.2.5 기둥의 압축력에 대한 비교

표 5.2.6 상부슬래브의 휨모멘트에 대한 비교

표 5.2.7 종방향 거더의 휨모멘트 에 대한 비교

표 5.2.8 기둥의 압축력에 대한 비교

표 5.3.1 종방향  거더의 휨모멘트

표 5.3.2 기둥의 압축력

표 5.3.3 상부슬래브의 휨모멘트에 대한 비교

표 5.3.4 종방향 거더의 휨모멘트와 전단에 대한 비교

표 5.3.5 기둥의 압축력에 대한 비교

표 6.3.1 손상내용별 손상물량

표 6.3.2 보수방안

그림차례

그림 2.2.1 평면도

그림 2.2.2 여의천 복개구조물 구간의 항공사진(1985년)

그림 2.2.3 횡단면도

그림 2.2.4 종단면도

그림 2.3.1 보수공법 개념도

그림 2.3.2 Type별 보수공법 개념도

그림 2.3.3 공사진행에 대한 위치별 상황도

그림 2.4.1 붕괴구간 현황

그림 2.4.2 붕괴직후 구조물 상태 사진

그림 2.4.3 기초 파일개수의 확인결과

그림 2.4.4 종방향 빔의 단면크기 비교

그림 2.4.5 1차시공구간의 종방향조인트와 횡방향 조인트가 만나는 기둥위치

그림 2.4.6 대상기둥의 단면

그림 2.4.7 미붕괴구간의 가벤트 거치상황

그림 2.4.8 가벤트의 설치

그림 2.5.1 종방향조인트 누수상태

그림 2.5.2 횡방향조인트 누수상태

그림 2.5.3 조인트 누수에 따른 손상

그림 2.5.4 종방향빔의 철근부식 등 극심한 손상상태

그림 2.5.5 기둥 코핑부 수직균열 발생위치 및 손상형태

그림 2.5.6 기둥 코핑부 수직균열

그림 2.5.7 기둥 코핑부 연단거리 부족

그림 2.5.8 기둥 코핑부 연단거리 부족

그림 2.5.9 슬래브 하면 손상

그림 2.5.10 슬래브 하면의 손상

그림 2.5.11 누수상태

그림 2.5.12 기둥 상단의 손상

그림 2.5.13 심각한 누수상태 및 철근부식 상태

그림 2.5.14 슬래브 손상상태

그림 2.5.15 조인트부위 슬래브 부상위치 및 사진

그림 2.5.16 지장물 조사

그림 2.6.1 초음파탐사에 의한 강도조사 측정장비

그림 2.6.2 초음파 탐사시험의 직접법과 간접법

그림 2.6.3 코어강도시험장비

그림 2.6.4 철근탐사장비

그림 2.6.5 중성화시험 장비

그림 2.6.6 염화물함유량 시험장비

그림 2.6.7 염화물 분석방법

그림 2.6.8 비파괴시험 위치

그림 2.7.1 조사 위치도

그림 2.7.2 해석 대상 교각 기초

그림 2.7.3 지층구성 및 모델링

그림 2.7.4 재하면적

그림 2.7.5 연직변위도

그림 2.7.6 35-3번 교각 모식도

그림 2.7.7 37-3번 및 35-4번 교각기초 평면도

그림 3.2.1 여의천 홍수량 산정지점

그림 3.3.1 여의천 수위 및 하상고의 종방향 분포도

그림 3.3.2 호우시 복개구간 하류단의 흔적수위

그림 3.3.3 계획홍수량 유하시 복구전후의 수위변화

그림 3.4.1 붕괴구간의 하상형태

그림 3.4.2 붕괴구간 하류하천 하상형태

그림 3.4.3 붕괴구간 하구부 하상형태

그림 3.4.4 붕괴구간 상류부 교각(p30-3)의 세굴현황

그림 3.4.5 붕괴구간 상류부 교각(p30-3)의 세굴심

그림 4.2.1 여의천 복개구조물의 붕괴 구간 및 구조해석 대상구간

그림 4.2.2 붕괴된 복개 구조물 구간의 단면

그림 4.3.1 해석대상구간의 3차원 해석모델

그림 4.3.2 작용하중의 개요도

그림 4.3.3 상부슬래브의 휨모멘트도

그림 4.3.4 말뚝이 1본인 기둥의 위치

그림 4.3.5 상부슬래브의 휨모멘트도

그림 4.3.6 상부슬래브의 휨모멘트도

그림 4.4.1 슬래브의 단면형상

그림 4.4.2 슬래브와 거더의 부모멘트 검토 위치

그림 4.4.3 종방향 거더의 단면형상

그림 4.4.4 전단강도 계산에 사용된 단면과 위험단면

그림 4.4.5 붕괴과정 모사

그림 5.2.1 구조해석 구간(녹지대구간)

그림 5.2.2 상부슬래브의 휨모멘트도

그림 5.3.1 구조해석 구간

그림 5.3.2 2차 시공구간의 단면

그림 5.3.3 2차 시공구간의 3차원 모델

그림 5.3.4 상부슬래브의 휨모멘트도

그림 6.2.1 여의천 복개구조물의 대책 요약도

그림 6.2.2 붕괴구간의 계획단면(개거)

그림 6.2.3 양재대로 인접구간의 계획단면(개거)

그림 6.2.4 양재대로 구간의 계획단면(4련 박스)