건축토목기계기술관련
PSM 교량 시공이란?
PSM (Precast Span Method)은 PC (Prestressed Concrete) Box 거더교에 있어서 한 경간 길이의 Box Girder를 공장이나 가설 지점 근거리 제작장에서 미리 생산하고, 캐리어와 같은 특수장비로 설치지점에 운반후 런칭 갠트리 (Launching Gantry) 를 이용하여 가설하는 공법이다.
이는 공장화 및 기계화 시공에 의한 최상의 품질확보와 획기적인 공기단축이 가능한 고속철도건설공사에 적합한 공법으로 PSM은 일정한 길이로 제작된 교량 상부구조 (Segment)를 제작장에서 균일한 품질로 제작한 후 가설장소에서 가설장비를 이용하여 소정의 위치에 거치한 후 Post-Tension장착에 의하여 Segment들의 연결을 하여 상부구조를 완성시키는 공법이다.
PSM 교량 시공 순서는?
PSM 공법은 일정한 길이로 미리 제작된 교량 상부구조를 운반하여 조립하는 방식의 공법이다.
이를 수행하기 위해 미리 구조물을 만드는 작업장 or 공장이 마련되어 있어야 한다.
제작장 설치: 교량 상부구조 (Segment)를 제작할 공장 또는 제작장을 설치한다 이 공장에서는 일정한 길이로 제작된 Segment를 균일한 품질로 제작할수 있다.
폼 셋팅 (Form Setting) : 제작장에서 Form을 설치한다. 이 Form은 Segment의 모양과 크기를 결정하는데 사용된다.
철근조립: Form 안에 철근을 조립한다.. 이 철근은 콘크리트 Segment의 강도를 높이는 역할을 한다.
콘크리트 타설: 철근조립이 완료된 Form 안에 콘크리트를 타설한다. 이 콘크리트는 나중에 교량의 상부구조를 구성하는 데 사용된다.
양생: 콘크리트가 완전히 경화될 때까지 기다린다. 이 과정에서 콘크리트는 충분한 강도를 얻게 되어 원하는 품질을 얻을수있다.
Form 해체: 콘크리트가 완전히 경화되면 Form을 해체한다. 이제 Segment는 제작장에서 가설장소로 운반할 준비를 마친다.
Segment 운반: 제작된 Segment를 가설장소로 운반한다. 이 운반 과정은 특수 장비를 사용하여 수행된다.
Segment 가설: 운반된 Segment를 가설장비를 이용하여 소정의 위치에 거치한다. 그 후, Post-Tension장착에 의하여 Segment들의 연결을 하여 상부구조를 완성시킨다.
PSM 교량 시공의 장단점
장점 :
Segment는 지정된 공장 또는 제작장 (Casting Yard)에서 제작이 되므로 콘크리트 품질관리가 용이하고, Segment를 연속적으로 제작하므로 인력관리 및 거푸집 전용이 가능하다.
Segment 제작을 하부공정과 병행할 수 있으므로 현장타설방식에 비해서 공기를 단축시키는 효과를 볼 수 있다.
상부구조 가설시 콘크리트는 상당한 재령에 도달해 있으므로 가설 후에 발생하는 Creep, Shrinkage등에 의한 소성변형이 작게 발생하여 Prestress의 감소량이 적어져 유리하다.
가설용 거더 등으로 제작된 상부구조물을 가설하므로 교량 하부의 지장물에 영향을 받는 일이 없이 가설이 가능하다.
Segment의 운반, 가설을 위해 비교적 대형 장비가 필요하며, Segment제작 및 야적을 위한 넓은 장소가 필요하다.
단점 :
공간 요구: 상판 가설시에는 공간을 많이 잡아먹지 않지만, 상판의 제작과 보관을 위한 공간 자체는 상당히 넓은 공간을 차지한다.
대형 장비 필요: 상판의 운반과 설치를 위한 별도의 대형 장비가 필요하다
비용 문제: 이동식 비계의 중량이 무거우며 대형장비이므로 장비의 제작비가 과다하고 감가상각비가 많이 소요된다
PSM 교량 예시
PSM (Precast Span Method) 공법을 사용한 국내의 교량은 다양한 것이 있지만 그중 특징적인것을 몇가지 들어보면,
경부고속철도: 경부고속철도 건설사업 초기에는 경험 부족 등으로 인해 여러 문제점이 있었지만, PSM 공법이 적용되면서 지연된 공정을 만회하고 가치 공학 (Value Engineering)의 극대화를 위한 노력이 이루어졌다
호남고속철도 제2-2공구: 호남고속철도 제2-2공구 현장에서는 PSM 공법이 적용되었으며, PSM 제작 및 가설 시 차이점에서 개선한 사례가 있다1
사례들은 PSM 공법의 효과적인 활용을 보여주며, 이 공법이 공장에서 숙련된 인원들의 반복 제작으로 품질확보가 우수하고, 시공속도 또한 매우 빠르다는 장점을 갖고 있음을 보여준다.