세굴보호공에 관한 실험적 고찰 = Experimental Study for Scour-Protection Methods

국문 초록 (Abstract)

하천이나 해안에 건설되는 교량의 기초 부분에 있어 세굴은 교량의 수명이나 안정성 유지에 중요한 요인으로 작용한다. 특히, 우리나라에서는 대형교량뿐만 아니라 중소하천에 위치한 중소교량들이 집중호우나 홍수로 인해 강수량이 급증함으로서 세굴에 대한 피해가 빈번하게 발생하고 있는 실정이다.
이번 연구에서는 이런한 세굴을 방지하기 위하여 자주 사용되는 세굴보호공 중의 하나인 사석보호공을 실제 사용되고 있는 중소하천 교량에 설치하여 사석보호공의 효율성 및 문제점 등을 검토하고자 하였다.
사석보호공 현장실험을 실시하여 그 적용성을 검토한 결과 설계사석을 결정하기 위해 이용되는 유속의 적절한 판단에 따라 사석보호공의 실효성여부가 좌우되는 것으로 나타났으며, 교각 전방에 쌓일 수 있는 부유물은 세굴을 가중시키는 역할을 하는것으로 나타났다.
또한, 다양한 세굴보호공 중 국내의 중·소하천에서 빈번하게 사용되는 사석보호공, 돌망태공, 언더피닝공에 대한 효율성을 검토하고 세굴특성을 파악하기 위하여 동일한 조건하에서 모형실험을 실시하고 각각의 유속에 따른 세굴특성에 대해서 고찰하여 보았다.
그 결과, 실험에 적용한 세굴보호공 중에서 돌망태공이 보호공 주변의 세굴보호효과가 가장 뛰어난 것으로 나타났으며, 세굴보호공의 설치폭을 증가시키면 세굴심도 작아질뿐 아니라 설치폭이 1.5D 이상인 경우에는 유속증가에 따른 세굴심의 증가율도 감소하는 것으로 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Scour plays a principal role in maintaining stability and duration of bridge. Especially, in case of severe flood events, flow rates getting increase in a short time. Scour can impede then functioning of bridges to the extent that they must be taken out of operation, and even can empirical their stability and structural integrity.
In this study, a scour-protection method using riprap are applied to two small bridges in Yong-In and it's applicability is investigated. Furthermore, a scour protection method using rip-rap, gabion, underpinning are applied to laboratory experiments and its applicability is investigated to understand its scour characteristics.
Among the protection methods tested in this study, gabion is proved to be most effective countermeasure against scouring. The more dimensions of model pier increase the more scouring depth decrease. It shows when the dimensions of model pier is over 1.5D then scouring depth increasing ratio is decreased as flow velocity increase.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 그림목차 = iii
• 사진목차 = iv
• 기호설명 = v
• 1. 서론 = 1
• 1.1 연구배경 및 목적 = 1
• 1.2 연구동향 = 3
• 1.3 연구범위와 내용 = 4
• 2. 세굴보호공 = 6
• 2.1 교각 및 교대에서의 세굴보호공 = 6
• 2.1.1 사석을 이용한 세굴보호공 = 6
• 2.1.2 케이블로 연결된 콘크리트 블록매트를 이용한 방법 = 7
• 2.1.3 테트라포드(tetrapod)를 이용한 보호공 = 7
• 2.1.4 부유물 보호공 = 8
• 2.1.5 작은 말뚝을 세우는 방법 = 9
• 2.1.6 교각에 평판을 부착하는 방법 = 9
• 2.1.7 푸팅의 상류측에 바닥판을 설치하는 방법 = 10
• 2.1.8 돌출수제 = 11
• 2.1.9 도류벽 = 12
• 2.1.10 격벽 = 12
• 2.2 기타 세굴보호공 = 13
• 2.2.1 방벽 = 13
• 2.2.2 검사댐 = 18
• 2.2.3 억제댐 = 18
• 2.2.4 지연구조물 = 20
• 3. 사석보호공을 이용한 현장실험 = 22
• 3.1 사석보호공의 설치 = 22
• 3.1.1 교량주변의 하천상태 및 교량 교각단면 크기 = 22
• 3.1.2 길업교 및 예직교 하상의 입도분포 조사 = 25
• 3.1.3 홍수시 유속 = 25
• 3.1.4 평균사석직경 D_50의 결정 = 27
• 3.1.5 사석의 포설방법 = 28
• 3.2 실험결과 = 30
• 3.2.1 관측 첫해의 관측사진 분석 = 31
• 3.2.2 관측 둘째해의 관측사진 분석 = 34
• 4. 세굴보호공 실내시험 = 38
• 4.1 실험장치 = 38
• 4.2 실험방법 = 39
• 4.3 하상재료 입도분석 = 43
• 4.4 실험결과 = 44
• 5. 사석보호공을 이용한 현장실험 = 52
• 참고문헌 = 54
• Abstract = 58
• 감사의 글 = 59