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프리캐스트 세그먼트 라이닝과 현장 타설 콘크리트 라이닝의 내구성 비교
이규필 한국지반환경공학회 2023 한국지반환경공학회논문집 Vol.24 No.12
터널 콘크리트 라이닝은 현장 타설을 통한 시공법이 가장 일반적이나 현장 타설 콘크리트 라이닝은 시공성 및 품질관리의 문제점을 갖고 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위한 프리캐스트 세그먼트 라이닝이 활용되고 있다. 일반적으로 프리캐스트 세그먼트 라이닝은 향상된 내구성 및 이로 인하여 보수·보강 등 유지관리가 용이한 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 프리캐스트 세그먼트 또는 현장타설 철근콘크리트로 시공된 22개소 터널 라이닝의 내구성을 비교·분석하였다. Cast-in-place concrete lining is commonly used in tunnel lining, but cast-in-place concrete lining has problems with construction and quality control. Precast segment lining is being used to solve these problems. In general, precast segment lining is known to have improved durability and easy maintenance such as rehabilitation of structures. This study compared the durability of 22 tunnel linings constructed with precast segments or cast-in-place reinforced concrete.
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쉴드 터널용 프리캐스트 세그먼트 콘크리트 라이닝의 내화성능
한병찬,하라다카즈노리,권영진,김윤용,Han, Byung-Chan,Harada, kazunori,Kwon, Young-Jin,Kim, Yun Yong 대한토목학회 2014 대한토목학회논문집 Vol.34 No.1
철근콘크리트 쉴드 터널 라이닝은 대형화재 등과 같은 고온에 노출될 경우, 구조체에의 급격한 온도 전달 및 내하력 저하로 구조체 붕괴의 원인이 될 수 있기 때문에 내화성능을 확보해야 한다. 이 연구는 쉴드터널의 프리캐스트 RC 세그먼트 라이닝에 대한 내화성능을 평가하고자 실험/해석적 연구를 수행하였다. 실험적 연구에서는 프리캐스트 RC 세그먼트내의 열적 취약부위를 실험변수로 하여 6개의 실 대형 실험체에 대한 내화실험을 실시하였으며, 화재조건은 RABT 곡선에 의한 온도이력을 이용하였다. 내화실험결과 이 연구에서 제시된 쉴드형 터널의 PP섬유 혼입콘크리트 충전부위는 폭렬이 발생하지 않는 우수한 내화성능을 나타내었다. 해석적 연구에서는 온도의존성을 고려한 재료의 열특성을 고려하여 비정상 유한요소 온도분포해석 기법을 이용하였는데, 실험결과를 잘 모사하는 것으로 검증되었다. Reinforced concrete (RC) shield tunnel lining must be designed for fireproof performance because the lining is sometimes exposed to very high temperature due to traffic accidents. Both experimental and numerical studies are carried out to evaluate fire resistance performance of precast RC tunnel lining systems. In the experimental studies, six full-scale precast RC tunnel segments are exposed to fire in order to examine the influence of various parameters on the fire resistance performance of precast RC tunnel lining. We used the temperature curve of the RABT criteria, which are severe conditions of fire temperatures. The fire test showed that the explosive spalling was not observed by substituting concrete to PP fiber reinforced concrete. A transient heat flow analysis was carried out in consideration of the material properties that change with temperature, and the results showed good agreement with the test results.
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프리캐스트 콘크리트 세그먼트의 합성섬유 보강재 적용에 따른 구조적 성능 평가
이호성,김창용,이승원,김승준,이경진,Lee, Hoseong,Kim, Changyong,Lee, Sean S.,Kim, Seungjun,Lee, Kyeongjin 한국터널지하공간학회 2018 한국터널지하공간학회논문집 Vol.20 No.2
쉴드TBM 터널의 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 라이닝의 보강재로 철근이 주로 사용되어 왔으나, 철근 보강량을 줄이기 위하여 섬유보강재를 적용하는 연구가 진행되어 오고 있다. 세계적으로 터널 시공성을 향상시키기 위하여 강섬유보강재를 적용한 연구와 시공이 진행되어 왔으나, 터널 라이닝 방수막에 대한 펀칭, 자체 부식에 의한 내구성 및 미관상의 문제로 인하여 이에 대한 적용이 국내에서는 미뤄지고 있는 실정이며, 이에 대한 대책으로 합성섬유가 강섬유의 대체제로 주목 받고 있다. 이 연구에서는 섬유(강섬유, 합성섬유) 보강재를 사용한 프리캐스트 콘크리트 세그먼트의 파괴시험을 통하여 성능을 분석하여 현장에서의 적용 가능성을 평가하였다. 그 결과 강섬유와 합성섬유의 조합이나 합성섬유의 혼입량에 따라 보조철근의 대체가 가능한 것으로 분석되었다. Steel bars have been widely used as the primary reinforcement for Precast Segmental Concrete Lining for TBM Tunnels. Previously, studies have been carried out to gauge the potential for steel fiber reinforcement to replace the use of steel bar reinforcements in the segmental lining to reduce the amount of the steel bar reinforcement. Steel fiber reinforcements have been investigated and widely applied to SFRC TBM linings to improve the constructability of SFRC TBM linings worldwide. However, the steel fiber reinforcement often caused punctures to the water membranes inside tunnel lining and had long-term durability deterioration issues caused by steel corrosion, as well as cosmetic problems. Therefore, this paper sought to gauge the potential of synthetic fiber reinforcements, which have proven to be very attractive substitutes for steel fiber reinforcements. This study analyzed the performance of both steel and synthetic fiber reinforcements in segmental linings and evaluated the applicability of the fiber reinforcements to the TBM Precast Concrete Segmental Linings of TBM tunnels. As a conclusion, this study demonstrates that the potential use of steel and synthetic fibers in various combination, can substitute the rebar reinforcement in the concrete mix for segmental concrete linings.
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1/5축소 모형실험에 의한 조립식 터널라이닝 (PCL)의 내진성능 평가
이용준,정형식,이두화,조병완,Lee, Yong-Jun,Chung, Hyung-Sik,Lee, Doo-Hwa,Jo, Byung-Wan 한국터널지하공간학회 2004 터널기술 Vol.6 No.1
최근 현장 타설 콘크리트 터널 라이닝의 시공 및 유지관리상 문제점을 개선하기 위해 노르웨이에서 개발된 프리캐스트콘크리트라이닝에 대한연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 북유럽지역에서는 지진이 거의 발생되지 않기 때문에 PCL공법 적용시 지진하중으로 인한 영향을 고려하지 않았다. 따라서 PCL공법을 국내에 도입하기 위해서는 지진하중으로 인한 PCL의 영향분석을 선행하여야 할 것으로 판단되어 본 연구에서는 지진하중으로 인한 PCL의 안정성 검토를 수행하고자 하며 이를 위해 실물을 1/5로 축소한 모델체에 대한 진동대 실험을 수행하였으며 PCL의 내진성능평가를 수행하였다. 연구결과, 대섬도터널에서 PCL공법을 적용할 경우, 국내의 내진설계 기준에 만족하는 결과를 얻을 수 있었다. Precast Concrete Lining (PCL) is invented in order to resolve the problem of the cast-in-place concrete lining in Norway, However PCL could not consider the effect of earthquake because an earthquake rarely occurs in the region of Northern Europe, Consequently, the analysis of the effect of earthquake on PCL should be made before introducing PCL to Korea. The purpose of this research is to evaluate the stability of tunnel applying PCL in the case of earthquake. To evaluate the seismic performance of PCL, we used shaking table apparatus by 1/5 scale down model. The result of this research is as shows that deep tunnells satisfied for Korea seismic design criteria.
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1/5축소 모형실험에 의한 조립식 터널라이닝 (PLC)의 내진성능 평가
이용준,정형식,조병완,이두화 사단법인 한국터널지하공간학회 2004 한국터널지하공간학회논문집 Vol.6 No.1
Precast Concrete Lining (PCL) is invented in order to resolve the problem of the cast-in-place concrete lining in Norway. However PCL could not consider the effect of earthquake because an earthquake rarely occurs in the region of Northern Europe. Consequently, the analysis of the effect of earthquake on PCL should be made before introducing PCL to Korea. The purpose of this research is to evaluate the stability of tunnel applying PCL in the case of earthquake. To evaluate the seismic performance of PCL, we used shaking table apparatus by 1/5 scale down model. The result of this research is as shows that deep tunnells satisfied for Korea seismic design criteria. 최근 현장 타설 콘크리트 터널 라이닝의 시공 및 유지관리상 문제점을 개선하기 위해 노르웨이에서 개발된 프리캐스트 콘크리트 라이닝에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 북유럽지역에서는 지진이 거의 발생되지 않기 때문에 PCL공법 적용시 지진하중으로 인한 영향을 고려하지 않았다. 따라서 PCL공법을 국내에 도입하기 위해서는 지진하중으로 인한 PCL의 영향분석을 선행하여야 할 것으로 판단되어 본 연구에서는 지진하중으로 인한 PCL의 안정성 검토를 수행하고자 하며 이를 위해 실물을 1/5로 축소한 모델체에 대한 진동대 실험을 수행하였으며 PCL의 내진성능평가를 수행하였다. 연구결과, 대심도터널에서 PCL공법을 적용할 경우, 국내의 내진설계기준에 만족하는 결과를 얻을 수 있었다.
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