시공순서에 따른 지하철 Box 구조물 가교형 받침기초의 하중 분담특성에 관한 연구 :Load Distribution Characteristics of Temporary Bridge Foundation Supporting Subway Box Structure under Construction Sequence

박양후

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자료유형: 학위논문

저자정보: 박양후 (서울과학기술대학교, 서울과학기술대학교 대학원)

지도교수: 조국환, 김대상

발행연도: 2013

저작권: 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수4

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2013

시공순서에 따른 지하철 Box 구조물 가교형 받침기초의 하중 분담특성에 관한 연구

박양후 학위논문(석사)-- 서울과학기술대학교 철도건설공학과 2013.01 학위논문

2012

시공순서에 따른 지하철 Box 구조물 가교형 받침의 하중 분담율에 관한 연구

박양후 , 김진팔 , 이원섭 외 1명 한국철도학회 학술발표대회논문집 2012.10 학술대회자료

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저탄소 녹색성장이 대두되면서 철도의 관심이 고조되고 있으며, 이에 따라서 서울은 물론 지방에서도 지하철의 건설이 증가하고 있다. 근래에는 기존에 시공된 지하철 터널 등과 상·하부로 근접 교차하는 지하구조물의 시공사례가 급증하고 있으며, 기존 구조물의 안전성을 학보하기 위해서 과다한 공사비와 사고 시 큰 피해를 유발할 가능성 또한 증가하고 있다.
기존 지하철 하부통과 공법으로 언더피닝 공법이 많이 이용되고 있으며, 공사비 및 공사기간이 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 본 연구에는 언더피닝 공법을 개량한 가교형 받침공법에 대하여 연구를 하였으며, 가교형 받침공법은 기존 공법에 비하여 지지말뚝의 이음없이 천공 후 단단한 지지층까지 근입시켜 기존 구조물의 처짐을 최소화하여 안정성을 확보할 수 있었으며, 시공방법이 단순하고 하부 작업공간 확보가 유리하여 시공성은 언더피닝 공법에 비하여 1.5배 뛰어나며, 경제성은 1.2배 뛰어남을 알 수 있었다.
실제 시공 시 기존 구조물의 안정성을 검증하기 위하여 계측을 통하여 말뚝이 받는 하중을 측정한 결과 설계값 하고는 많은 차이가 있었으며, 설계에서의 말뚝이 받는 하중은 모든 말뚝에서 본당 535kN으로 일괄적으로 나타났으며, 계측값은 먼저 시공한 중앙부의 말뚝이 받는 하중과 나중에 시공한 주변부의 말뚝이 받는 하중이 2.1배 이상 차이가 남을 알 수 있었으며, 말뚝이 받는 하중은 지반영향 및 굴착순서에 영향을 받음을 알 수 있었다.
따라서 시공 순서를 고려한 수치해석을 수행하였으며, 계측값과 비교한 결과 먼저 시공한 중앙부에서는 99% 일치하였으며, 주변부에서는 94% 일치하였다. 말뚝이 받는 하중은 지반영향 및 굴착순서에 영향을 크게 받음을 검증 할 수 있었으며, 향후 지하철 공사 중 하부 통과 방안으로 가교형 받

In line with emerging low carbon green growth, railroad has been drawing more interest recently and thus subway construction has been on the rise throughout the nation, not to mention Seoul region. Recently number of underground structure crossing closely above or below existing subway tunnel has been increasingly growing and the cost spent to secure th safety of existing structure has been increased accordingly in line with the growing potential risk of catastrophic loss. Underpinning has been widely adopted to pass below the existing structure but the high cost and extended time still remain problematic.
This study thus is intended to evaluate the temporary bridge bearing method which was developed by modifying the underpinning method. Temporary bridge bearing method, compared to existing method, is achieved by drilling without jointing bearing piles and penetrating up to stable soil level so as to secure the stability by mitigating the deflection of existing structure, which is simple and easy to secure the work space below the structure, indicating superior construct ability and cost efficiency which is 150% and 120%, respectively, higher than underpinning method. As a result of measuring the load imposed on pile to verify the stability of the structure, a considerable gap with the design value was monitored. Design load on pile was 535kN per pile but when it comes to measured value, the gap between the load on center pile previously built and the perimetric piles was found to be more than 2.1 times which indicated the load on pile was affected by ground characteristics and excavation sequency.
Thus numerical analysis considering work sequency was carried out and when comparing to measured value, the figures came close 99% for center pile and 94% for perimetric piles, proving the load on pile was significantly affected by ground characteristics and excavation sequency. Thus it''s necessary to perform the analysis considering the work sequency when applying temporary bridge bearing method for excavating below the existing subway structure.

요약 ⅰ
표목차 ⅲ
그림목차 iv
사진목차 iv
기호설명 iv
I. 서 론 1
1. 연구의 배경 및 목적 1
2. 연구내용 및 방법 2
3. 연구동향 3
II. 이론적 고찰 5
1. 지반변형의 특성 5
1.1 지반변형의 특성 5
2. 지하철 교차 구조물의 시공사례 6
2.1 설계 및 시공사례 6
2.2 교차구조물의 종류와 형태 7
2.2.1 터널병설 8
2.2.2 터널교차 8
2.2.3 터널상부의 개착 9
2.2.4 터널상부의 성토 및 구조물 설치 9
2.2.5 터널상부의 구조물 기초 10
2.2.6 터널측부의 흙깍기 10
2.2.7 터널에 근접한 앵커 11
2.2.8 터널상부에 담수 11
2.2.9 지반진동 12
3. 언더피닝 공법 13
3.1 언더피닝 공법의 개요 13
3.2 언더피닝 공법의 장·단점 14
3.3 언더피닝 공법의 주요 공정 15
3.4 언더피닝 공법의 적용 사례 18
3.4.1 언더피닝 시공과정 18
3.5 언더피닝 공법의 종류 19
3.5.1 기초 내림 공법 19
3.5.2 뜬 구조 공법 21
III. 연구 구조물 23
1. 917공구 공사개요 23
2. 연구 구조물 현황 24
3. 현장 적용 공법(가교형 받침공법) 26
3.1 교차부 시공 사전검토 26
3.2 수치해석을 통한 설계 28
3.3 교차부 시공 순서 28
IV. 계측 36
1. 계측의 목적 36
1.1 하중계 계산식 36
2. 계측 계획 37
3. 계측 결과 및 분석 37
3.1 하중계 계측결과(시공 이음부) 38
3.2 하중계 계측결과(주변부) 39
3.3 하중계 계측결과 분석 및 고찰 40
3.4 설계값과 계측값의 하중분담율 비교 40
V. 시공순서를 고려한 수치해석 42
1. 해석 모델링 42
2. 단계별 굴착을 고려한 수치해석 결과 44
3. 단계별 굴착을 고려한 수치해석 결과(계측값과 해석값 비교) 48
4. 단계별 굴착을 고려한 수치해석 결과(하중 분담 특성) 52
VI. 결 론 54
참고문헌 68
영문초록(Abstract) 70
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