KR101455327B1 - Seismic isolation foundation for marine bridge and construction method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해저 지반에 매설된 다수의 말뚝(10); 다수의 말뚝(10)의 상단이 매설되도록, 제강 슬래그를 해저 지반의 상부에 포설함으로써 형성된 지진격리층(100); 교각(41)의 하단을 지지하도록, 지진격리층(100)의 상부에 설치된 기초케이슨(40);을 포함하고, 평상 시에는 지진격리층(100)이 기초케이슨(40)을 지지하고, 지진 시에는 지진격리층(100)의 내부에 슬라이딩이 발생함으로써, 해저 지반의 지진 하중이 기초케이슨(40)에 전달되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 지진격리층을 이용한 해상교량의 기초구조물을 제시함으로써, 대규모 지진에 대하여 효과적으로 저항할 수 있으면서도, 재료의 확보가 용이하고, 우수한 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 한다.The present invention relates to a pile (10) embedded in a seabed ground; An earthquake-resistant layer 100 formed by laying steel-making slag on the bottom of the seabed so that the upper end of a plurality of piles 10 is embedded; And a foundation caisson 40 installed above the seismic isolation layer 100 to support the lower end of the bridge pier 41. The seismic isolation layer 100 normally supports the foundation caisson 40, , The seismic load of the seabed ground is prevented from being transmitted to the foundation caisson (40) due to the occurrence of sliding in the seismic isolation layer (100) , It is possible to effectively resist a large-scale earthquake, to secure the material easily, and to ensure excellent structural stability.

Description

지진격리층을 이용한 해상교량의 기초구조물 및 그 시공방법{SEISMIC ISOLATION FOUNDATION FOR MARINE BRIDGE AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a foundation structure of a marine bridge using seismic isolation layers and a method of constructing the bridge structure.

본 발명은 토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 해상교량의 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a civil engineering field, and more particularly, to a structure of a marine bridge.

최근 토목기술의 발전에 따라, 육지와 섬, 또는 섬과 섬의 사이를 육상교통수단에 의해 통행하기 위한 해상교량의 시공 사례가 늘고 있다.Recently, with the development of civil engineering technology, there have been more and more cases of construction of marine bridges for passing through land, islands, or between islands and islands by land transportation.

이러한 해상교량은 일반 육상교량에 비해 그 구조적 안정성에 관한 중요성이 훨씬 강조될 뿐만 아니라, 접근성이 취약함으로 인하여 시공이 어렵다는 2중의 어려움이 있다.These maritime bridges are not only more emphasized in terms of structural stability than general land bridges, but also have difficulty in construction due to their poor accessibility.

또한 육상교량의 경우에는 내진(耐震)을 위한 다양한 구조가 개발되어 있지만, 해상교량의 경우에는 위와 같은 어려움으로 인하여 내진구조의 개발 및 시공이 제대로 이루어지지 않고 있는 실정이었다.In addition, various structures for earthquake resistance have been developed in the case of onshore bridges. However, in case of marine bridges, the development and construction of seismic structures have not been properly performed due to the above difficulties.

도 1,2는 본 발명의 출원인이 제10-2011-0008831호로 출원하여 등록받은 발명에 관한 것이다.1 and 2 relate to an invention which is registered and filed by the applicant of the present invention with No. 10-2011-0008831.

도 1,2에 도시된 바와 같이, 이는 해저 지반에 매설된 다수의 말뚝(10); 다수의 말뚝(10)의 상단이 매설되도록, 표면이 매끄럽고 만곡진 형상으로 형성된 슬라이딩 골재를 해저 지반의 상부에 포설함으로써 형성된 슬라이딩층(20); 다수의 말뚝(10)의 상단에 의해 지지되도록, 표면이 거칠게 형성된 지지 골재를 슬라이딩층(20)의 상부에 포설함으로써 형성된 지지층(30); 교각(41)의 하단을 지지하도록, 지지층(30)의 상부에 설치된 기초케이슨(40);을 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 1 and 2, it comprises a plurality of piles 10 buried in the seabed ground; A sliding layer 20 formed by laying a sliding aggregate having a smooth and curved surface on an upper portion of a submarine ground so that the upper end of a plurality of piles 10 is embedded; A supporting layer 30 formed by laying a supporting aggregate having a rough surface on an upper portion of the sliding layer 20 so as to be supported by the upper end of the plurality of piles 10; And a foundation caisson 40 installed on the support layer 30 to support the lower end of the bridge pier.

이러한 구성을 취하는 경우, 지진 시 지지층(30)이 슬라이딩층(20) 위에서 슬라이딩을 일으키므로, 해저 지반의 지진 하중이 기초케이슨(40)에 전달되는 것을 방지할 수 있어(지진격리) 해저지진에 의해 해상교량이 파손되는 위험을 줄일 수 있다.In this case, since the support layer 30 slides on the sliding layer 20 during the earthquake, the seismic load of the seabed ground can be prevented from being transmitted to the foundation caisson 40 (seismic isolation) Thereby reducing the risk of damage to the marine bridge.

구체적으로, 지진 시 슬라이딩층(20)은 그 슬라이딩층(20)과 지지층(30) 사이의 경계면에서 슬라이딩이 발생할 수 있도록 형성되어야 하고, 나아가 슬라이딩층(20) 자체 내에서도 어느 정도의 변형이 가능한 구조를 취하여야 한다.Specifically, the sliding layer 20 should be formed so that sliding can occur at the interface between the sliding layer 20 and the supporting layer 30 during the earthquake, and further, .

이를 위해서, 슬라이딩층(20)은 표면이 매끄럽고 만곡진 형상으로 형성된 슬라이딩 골재의 포설에 의해 이루어져야 하는데, 이러한 슬라이딩 골재로는 강자갈 또는 이와 유사한 형상으로 가공된 슬래그를 사용한다(도 2).For this purpose, the sliding layer 20 should be formed by laying a sliding aggregate having a smooth and curved surface, and slag processed into a strong granule or a similar shape is used as the sliding aggregate (FIG. 2).

한편, 지지층(30)은 다수의 말뚝(10)의 상단에 의해 지지되어 평상시 및 지진 시 기초케이슨(40)을 지지하는 역할을 하여야 하므로, 그 전체의 형상이 일정하게 유지되는 것이 필요한바, 표면이 거칠게 형성된 지지 골재에 의해 이루어져야 하는데, 이러한 지지 골재로는 쇄석 또는 이와 유사한 형상으로 가공된 슬래그를 사용한다.Since the support layer 30 is supported by the upper ends of the plurality of piles 10 to support the foundation caisson 40 during normal and earthquake, Should be made of roughly formed support aggregate, such slag being processed into crushed stone or similar shape.

그런데 이러한 종래기술은 다음과 같은 문제가 지적되었다.However, these conventional techniques have pointed out the following problems.

첫째, 종래기술에 의한 구조는 슬라이딩층(20)과 지지층(30)이 별도의 재료에 의해 구성되고, 지진 시 이들이 상술한 바와 같이 서로 다른 역할을 함으로써 지진격리 기능을 수행하여야 하는데, 모의실험 및 해석 결과 최대 지반가속도가 0.5g에 달하는 대규모 지진의 경우에는 층의 구분이 별 의미가 없는 것으로 나타났다.First, in the structure according to the prior art, the sliding layer 20 and the support layer 30 are made of separate materials, and when they are subjected to an earthquake, they play different roles as described above to perform seismic isolation functions. In the case of large earthquakes with maximum ground acceleration of 0.5g, stratification was not significant.

둘째, 강자갈, 쇄석과 같은 재료는 그 확보를 위하여 과도한 비용이 소요되고, 확보된 재료라 하더라도 본 공법에서 요구되는 물성을 갖지 못하는 경우가 대단히 많았다.Second, materials such as hard rock and crushed stone require excessive cost for securing them, and there are many cases where the secured materials do not have the properties required by the present method.

셋째, 슬래그 중 고로 슬래그는 하중의 재하 시 부스러짐이 발생하므로, 적용이 부적절한 것으로 나타났다.Third, the blast furnace slag was found to be inadequate because of the occurrence of flaking during loading of the blast furnace slag.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 대규모 지진에 대하여 효과적으로 저항할 수 있으면서도, 재료의 확보가 용이하고, 우수한 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 하는 지진격리층을 이용한 해상교량의 기초구조물 및 그 시공방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a seismic isolation structure capable of effectively restraining a large-scale earthquake, securing materials easily, And a method for constructing the same.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 해저 지반에 매설된 다수의 말뚝(10); 상기 다수의 말뚝(10)의 상단이 매설되도록, 제강 슬래그를 상기 해저 지반의 상부에 포설함으로써 형성된 지진격리층(100); 교각(41)의 하단을 지지하도록, 상기 지진격리층(100)의 상부에 설치된 기초케이슨(40);을 포함하고, 평상 시에는 상기 지진격리층(100)이 상기 기초케이슨(40)을 지지하고, 지진 시에는 상기 지진격리층(100)의 내부에 슬라이딩이 발생함으로써, 해저 지반의 지진 하중이 상기 기초케이슨(40)에 전달되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 지진격리층을 이용한 해상교량의 기초구조물을 제시한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a pile comprising: a plurality of piles (10) buried in a seabed ground; A seismic isolation layer 100 formed by laying the steel making slag on the bottom of the seabed so that the upper ends of the plurality of piles 10 are embedded; And a foundation caisson 40 installed above the seismic isolation layer 100 to support the lower end of the bridge pier 41. The seismic isolation layer 100 normally supports the foundation caisson 40 And the seismic load of the seabed ground is prevented from being transmitted to the foundation caisson (40) due to occurrence of sliding in the seismic isolation layer (100) at the time of an earthquake. Present basic structure.

상기 제강 슬래그의 내부 마찰각은 35°~42°인 것이 바람직하다.The internal friction angle of the steelmaking slag is preferably 35 ° to 42 °.

상기 제강 슬래그의 전단변형율-전단탄성계수 곡선은 Sand 곡선과 Graval 곡선의 사이영역에 존재하는 것이 바람직하다.It is preferable that the shear strain rate-shear elastic modulus curve of the steel making slag exists in a region between the Sand curve and the Graval curve.

상기 제강 슬래그의 전단변형율-감쇠비 곡선은 Sand 곡선과 Graval 곡선의 사이영역에 존재하는 것이 바람직하다.The shear strain-damping ratio curve of the steelmaking slag is preferably present between the Sand curve and the Graval curve.

상기 기초케이슨(40)이 상기 지진격리층(100)의 상면에서 슬라이딩하는 것을 방지하도록, 상기 지진격리층(100)의 상부로서 상기 기초케이슨(40)의 양단에는 사석층(50)이 형성된 것이 바람직하다.A slab layer 50 is formed on both ends of the foundation caisson 40 as an upper portion of the seismic isolation layer 100 so as to prevent the foundation caisson 40 from sliding on the upper surface of the seismic isolation layer 100 desirable.

본 발명은 상기 지진격리층을 이용한 해상교량의 기초구조물의 시공방법으로서, 해저 지반에 상기 다수의 말뚝(10)을 매설하는 말뚝 매설단계; 상기 해저 지반의 상면에 모래층(60)을 형성하여 평탄화하는 모래층 형성단계; 상기 모래층(60)의 상면에 상기 지진격리층(100)을 형성하는 단계; 상기 지진격리층(100)의 상면에 상기 기초케이슨(40)을 안치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지진격리층을 이용한 해상교량의 기초구조물의 시공방법을 함께 제시한다.A method of constructing a foundation structure of a marine bridge using the seismic isolation layer, the method comprising: piling a plurality of piles (10) in a seabed ground; A sand layer forming step of forming a sand layer (60) on the upper surface of the sea floor to planarize; Forming the seismic isolation layer (100) on the upper surface of the sand layer (60); And placing the foundation caisson (40) on an upper surface of the seismic isolation layer (100). The present invention also provides a method of constructing a foundation structure of a marine bridge using the seismic isolation layer.

상기 말뚝 매설단계와 모래층 형성단계의 사이에는, 상기 말뚝(10)의 상단이 노출되도록, 상기 해저지반의 상부를 굴토하는 단계가 더 포함되는 것이 바람직하다.It is further preferable that the upper portion of the bottom of the seabed so that the upper end of the pile 10 is exposed is inserted between the pile-embedding step and the sand layer forming step.

본 발명은 상기 지진격리층을 이용한 해상교량의 기초구조물의 시공방법으로서, 해저 지반에 상기 다수의 말뚝(10)을 매설하는 단계; 상기 해저 지반의 상면에 모래층(60)을 형성하여 평탄화하는 단계; 상기 모래층(60)의 상면에 상기 지진격리층(100)을 형성하는 단계; 상기 지진격리층(100)의 상면에 상기 기초케이슨(40)을 안치하는 단계; 상기 지진격리층(100)의 상부로서 상기 기초케이슨(40)의 양단에 사석층(50)을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지진격리층을 이용한 해상교량의 기초구조물의 시공방법을 함께 제시한다.A method of constructing a foundation structure of a marine bridge using the seismic isolation layer, comprising: embedding the plurality of piles (10) in a seabed ground; Forming a sand layer (60) on the upper surface of the sea floor to planarize; Forming the seismic isolation layer (100) on the upper surface of the sand layer (60); Disposing the foundation caisson (40) on an upper surface of the seismic isolation layer (100); And forming a slag layer (50) on both ends of the foundation caisson (40) as an upper portion of the seismic isolation layer (100). Together.

상기 말뚝 매설단계와 모래층 형성단계의 사이에는, 상기 말뚝(10)의 상단이 노출되도록, 상기 해저지반의 상부를 굴토하는 단계가 더 포함되는 것이 바람직하다.It is further preferable that the upper portion of the bottom of the seabed so that the upper end of the pile 10 is exposed is inserted between the pile-embedding step and the sand layer forming step.

본 발명은 대규모 지진에 대하여 효과적으로 저항할 수 있으면서도, 재료의 확보가 용이하고, 우수한 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 하는 지진격리층을 이용한 해상교량의 기초구조물 및 그 시공방법을 제시한다.The present invention proposes a foundation structure of a marine bridge using a seismic isolation layer which can resist effectively against a large-scale earthquake, secures materials easily and secures excellent structural stability, and a construction method thereof.

도 1은 종래의 공법에 의한 해상교량의 지진격리기초구조물의 단면도.
도 2는 도 1의 주요부 확대도.
도 3 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 3은 지진격리층을 이용한 해상교량의 기초구조물의 단면도.
도 4는 도 3의 주요부 확대도.
도 5 내지 8은 지진격리층을 이용한 해상교량의 기초구조물의 시공방법의 공정도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view of an earthquake-proof foundation structure of a marine bridge according to a conventional method; FIG.
2 is an enlarged view of a main part of Fig.
3 shows the embodiment of the present invention,
3 is a cross-sectional view of a foundation structure of a marine bridge using an earthquake-resistant layer.
4 is an enlarged view of a main part of Fig.
5 to 8 are process drawings of a method of constructing a foundation structure of a marine bridge using an earthquake-resistant layer.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 지진격리층을 이용한 해상교량의 기초구조물은 기본적으로, 해저 지반에 매설된 다수의 말뚝(10); 다수의 말뚝(10)의 상단이 매설되도록, 제강 슬래그를 상기 해저 지반의 상부에 포설함으로써 형성된 지진격리층(100); 교각(41)의 하단을 지지하도록, 지진격리층(100)의 상부에 설치된 기초케이슨(40);을 포함하여 구성된다.3, the basic structure of a marine bridge using the seismic isolation layer according to the present invention basically comprises a plurality of piles 10 buried in the seabed ground; An earthquake-resistant layer 100 formed by laying steel-making slag on the bottom of the seabed so that the upper end of a plurality of piles 10 is embedded; And a foundation caisson 40 installed above the seismic isolation layer 100 to support the lower end of the bridge pier.

이러한 구성을 취하는 경우, 평상 시에는 지진격리층(100)이 기초케이슨(40)을 지지하고, 지진 시에는 지진격리층(100)의 내부에 슬라이딩이 발생함으로써, 해저 지반의 지진 하중이 기초케이슨(40)에 전달되는 것을 방지하게 된다.In such a configuration, the seismic isolation layer 100 supports the foundation caisson 40 at normal times, and sliding occurs inside the seismic isolation layer 100 at the time of an earthquake, (40).

따라서 해저지진에 의해 해상교량이 파손되는 위험을 줄일 수 있다는 효과가 있다.Therefore, there is an effect that the risk of damage to the marine bridge due to the seafloor earthquake can be reduced.

종래의 구조에서는 슬라이딩층(20)과 지지층(30)의 복층구조를 취하였으나, 본 발명에 의한 구조에서는 제강 슬래그에 의한 지진격리층(100)이 이들의 역할을 모두 수행하도록 한다는 점에서 특징이 있다.In the conventional structure, the multi-layer structure of the sliding layer 20 and the support layer 30 is adopted. However, in the structure according to the present invention, the seismic isolation layer 100 formed by the steelmaking slag performs all of these functions. have.

이러한 지지격리구조는 기본적으로, 1) 기초케이슨(40)을 안정적으로 지지하는 역할, 2) 슬라이딩에 의해 지진하중이 상부로 전달되는 것을 방지하는 역할을 동시에 수행하여야 한다.The supporting isolation structure is basically required to 1) to support the foundation caisson 40 stably, and 2) to prevent the seismic load from being transmitted to the upper part by sliding.

전자의 역할을 수행하기 위해서는 내부 마찰각이 일정범위(35°~42°)에 들어야 한다.In order to fulfill the former role, the internal friction angle must fall within a certain range (35 ° ~ 42 °).

후자의 역할을 수행하기 위해서는 전단변형율-전단탄성계수 곡선 및 전단변형율-감쇠비 곡선이 Sand(Seed & Idriss, 1970) 곡선과 Graval(Seed et al.) 곡선의 사이 영역에 존재하여야 한다.In order to perform the latter role, shear-shear modulus curves and shear strain-damping ratio curves should be in the area between Sand (Seed & Idriss, 1970) and Graval (Seed et al.) Curves.

이하, 제강 슬래그 재료가 위 요건을 만족하는지 여부에 관하여 실험한 내용에 관하여 설명한다.Hereinafter, experiments conducted as to whether the steel making slag material satisfies the above requirements will be described.

먼저 기초케이슨(40)과 지진격리층(100) 사이의 마찰계수를 산정하기 위하여, 콘크리트 블록을 제강 슬래그층 위에 올려놓고 수직하중 및 수평력을 가하는 실험을 실시하였다(도 9).First, in order to estimate the friction coefficient between the foundation caisson 40 and the seismic isolation layer 100, an experiment was conducted in which a concrete block was placed on a steel slag layer and a vertical load and a horizontal force were applied (FIG. 9).

표 1은 위 실험에서 콘크리트 블록과 제강 슬래그 사이의 접촉면에서의 전단응력-변위거동을 나타낸 것이다.Table 1 shows the shear stress-displacement behavior at the interface between the concrete block and steel slag in the above test.

Figure 112012038466161-pat00001
Figure 112012038466161-pat00001

최대전단응력 도달 이후 변형율 연화거동(strain softening)이 점진적으로 나타났고, 전단에 따른 접촉면에서의 팽창거동은 미미한 것으로 나타났다.The strain softening gradually progressed after reaching the maximum shear stress and the expansion behavior at the contact surface was small.

표 2는 콘크리트 블록과 제강 슬래그 사이의 접촉면에서의 마찰계수를 산정하기 위한 그래프이다.Table 2 is a graph for estimating the friction coefficient at the contact surface between the concrete block and the steelmaking slag.

Figure 112012038466161-pat00002
Figure 112012038466161-pat00002

콘크리트 블록과 제강 슬래그 접촉면에서의 마찰계수는 0.645이며, 접촉면의 마찰각은 32.81°로 산정되었다.The coefficient of friction at the interface between the concrete block and steel slag was 0.645 and the friction angle at the interface was 32.81 °.

이로부터 제강 슬래그의 내부 마찰각은 42°임을 산정할 수 있으므로, 제강 슬래그에 의해 형성된 지진격리층(100)은 기초케이슨(40)을 안정적으로 지지하는 역할을 충분히 수행할 수 있음을 확인할 수 있다.From this, it can be estimated that the internal friction angle of the steelmaking slag is 42 °. Therefore, it can be confirmed that the seismic isolation layer 100 formed by the steelmaking slag can sufficiently perform the role of stably supporting the foundation caisson 40.

표 3,4는 각각 제강 슬래그의 물성 시험을 통해 나타난 전단변형율-전단탄성계수 곡선 및 전단변형율-감쇠비 곡선을 Sand 곡선 및 Graval 곡선과 비교하여 나타낸 것이다.Tables 3 and 4 show the shear strain-shear modulus curves and the shear strain-damping ratio curves of the steel slag, respectively, compared with the Sand curve and the Graval curve.

Figure 112012038466161-pat00003
Figure 112012038466161-pat00003

Figure 112012038466161-pat00004
Figure 112012038466161-pat00004

표 3,4에 나타난 바와 같이, 제강 슬래그의 전단변형율-전단탄성계수 곡선 및 전단변형율-감쇠비 곡선은 Sand 곡선 및 Graval 곡선의 사이 영역에 존재하므로, 이를 지진격리층(100)에 적용하는 경우 지진 시 슬라이딩에 의해 지진하중이 상부로 전달되는 것을 방지하는 역할을 충분히 수행할 수 있음을 확인할 수 있다.As shown in Tables 3 and 4, the shear strain-shear elastic modulus curve and the shear strain-damping ratio curve of the steelmaking slag exist in the region between the Sand curve and the Graval curve. Therefore, when applied to the seismic isolation layer 100, It is possible to sufficiently perform the role of preventing the earthquake load from being transmitted to the upper part by sliding.

이외에도, 일축압축강도의 경우 쇄석은 30MPa 정도임에 비해 제강 슬래그는 42.75Pa에 달하고, 단위중량의 경우 쇄석은 2.33~2.40t/㎥임에 비해 제강 슬래그는 2.48t/㎥에 달하고, 마모율의 경우 쇄석은 35~40% 정도임에 비해 제강 슬래그는 20% 이하이고, 접촉면 마찰계수의 경우 쇄석은 0.57임에 비해 제강 슬래그는 0.645에 달하는 것으로 나타났다.In addition, the uniaxial compressive strength of steel slag is 42.75 Pa compared to 30 MPa of crushed stone, the steel slag is 2.48 t / m 3 compared to 2.33 to 2.40 t / m 3 for unit weight, Steel slag was less than 20% compared to 35 ~ 40% of crushed stone, and steel slag was 0.645 compared to 0.57 for contact friction coefficient.

따라서 본 발명에 의한 지진격리구조물은 위와 같은 우수한 물성을 갖는 제강 슬래그에 의해 지진격리층(100)을 형성하므로 다음과 같은 효과를 얻도록 한다.Therefore, the seismic isolation structure according to the present invention forms the seismic isolation layer 100 by steelmaking slag having the above-mentioned excellent physical properties, so that the following effect is obtained.

첫째, 종래기술에서는 슬라이딩층(20)과 지지층(30)이 별도의 재료에 의해 격리구조를 형성함에 비해, 본 발명에서는 제강 슬래그에 의한 하나의 지진격리층(100)에 의해 격리구조를 형성하므로, 시공성이 향상되고 공사에 소요되는 수고와 비용을 줄일 수 있다.First, in the prior art, the sliding layer 20 and the support layer 30 form an isolation structure by a separate material, whereas in the present invention, an isolation structure is formed by one seismic isolation layer 100 made of steelmaking slag , The workability can be improved, and the labor and cost required for the construction can be reduced.

이러한 제강 슬래그에 의한 지진격리층(100)은 위 실험결과에서 알 수 있는 바와 같이, 평상 시 상부구조물을 안정적으로 지지하는 역할 및 지진 시 지진하중을 격리하는 역할을 동시에 수행할 수 있고, 쇄석, 강자갈 등에 비해 대단히 우수한 물성을 가짐이 확인되었으므로, 최대 지반가속도가 0.5g에 달하는 대규모 지진의 경우에도 하나의 층에 의해 우수한 지진격리성능을 얻을 수 있음을 기대할 수 있다.As can be seen from the above experimental results, the seismic isolation layer 100 formed by the steelmaking slag can simultaneously perform the role of stably supporting the upper structure and isolating the seismic load during the earthquake, It is expected that seismic isolation performance can be obtained by one layer even in case of a large earthquake with a maximum ground acceleration of 0.5 g.

둘째, 재강 슬래그는 강자갈, 쇄석에 비해 그 확보를 위한 비용이 저렴하면서도, 본 공법에서 요구되는 안정적인 물성을 갖는다는 효과가 있다.Secondly, the reclaimed slag has a lower cost for securing it than steel balls and crushed stone, and has the effect of having stable properties required in the present method.

셋째, 수중에 포설된 재강 슬래그는 부식되지 않으므로, 산업폐기물을 효율적으로 활용한다는 점에서 친환경적이라 할 수 있다.Third, steel slag installed in the water is not corroded, so it can be said to be environmentally friendly in that it efficiently utilizes industrial waste.

기초케이슨(40)은 지진격리층(100)의 상면에서 슬라이딩되지 않고, 견고하게 지지되어야 하므로, 이를 위해서는, 지진격리층(100)의 상부로서 기초케이슨(40)의 양단에 사석층(50)이 형성되는 것이 바람직하다(도 4).The base caisson 40 is not slid on the upper surface of the seismic isolation layer 100 but must be firmly supported. To this end, the base caisson 40 is provided on both ends of the foundation caisson 40 as an upper portion of the seismic isolation layer 100, (Fig. 4).

이하, 본 발명에 의한 지진격리층을 이용한 해상교량의 기초구조물의 시공방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of constructing a foundation structure of a marine bridge using the seismic isolation layer according to the present invention will be described.

먼저 해저 지반에 다수의 말뚝(10)을 매설하는데, 이러한 말뚝(10)으로는 강관(11)을 적용하는 것이 구조적 안정성 및 해저작업의 시공성 측면에서 바람직하다(도 5).First, a plurality of piles 10 are buried in the seabed ground. It is preferable to use the steel pipe 11 as the pile 10 in view of structural stability and workability of seabed work (FIG. 5).

말뚝(10)의 상단이 노출되도록, 해저지반의 상부를 굴토하여 지진격리층(100)이 형성될 영역을 확보하고, 후술하는 작업의 편의성을 위하여 그 상면에 모래층(60)을 형성하여 평탄화한다(도 6).The upper part of the bottom of the pile 10 is exposed so as to secure the area where the seismic isolation layer 100 is to be formed and a sand layer 60 is formed on the upper surface thereof for planarization (Fig. 6).

평탄화된 모래층(60)의 상면에 지진격리층(100)을 형성한다.The seismic isolation layer 100 is formed on the upper surface of the flattened sand layer 60.

이러한 지진격리층(100)은 재강 슬래그를 호퍼 등의 장비에 의해 포설하는 것만으로 시공할 수 있으므로, 해저에서도 충분히 용이한 시공이 가능하다는 장점이 있다.The seismic isolation layer 100 is advantageous in that it can be easily installed even at the seabed since the steel slag can be constructed only by laying it with equipment such as a hopper.

기초케이슨(40)은 지중에서 프리캐스트 방식에 의해 제조한 후, 이를 인양, 운반하여 지진격리층(100)의 상면에 안치하는 것이 시공의 편의성을 위하여 바람직하다.It is preferable for the foundation caisson 40 to be manufactured by pre-casting in the ground, then lifting and transporting the foundation caisson 40 on the upper surface of the seismic isolation layer 100 for convenience of construction.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is to be understood that both the technical idea and the technical spirit of the invention are included in the scope of the present invention.

10 : 말뚝 100 : 지진격리층
40 : 기초케이슨 41 : 교각
50 : 사석층 60 : 모래층
10: Pile 100: Seismic isolation layer
40: Foundation caisson 41: Pier
50: slag layer 60: sand layer

Claims (9)

지진격리층을 이용한 해상교량의 기초구조물의 시공방법에 있어서,
해저 지반에 다수의 말뚝(10)을 매설하는 말뚝 매설단계;
상기 말뚝(10)의 상단이 노출되도록, 상기 해저지반의 상부를 굴토하는 굴토단계;
상기 해저 지반의 상면에 모래층(60)을 형성하여 평탄화하는 모래층 형성단계;
상기 모래층(60)의 상면에 제강 슬래그를 포설하여 지진격리층(100)을 형성하는 지진격리층 형성단계;
교각(41)의 하단을 지지하는 기초케이슨(40)이 상기 지진격리층(100)의 상면에서 슬라이딩하는 것을 방지하도록, 상기 기초케이슨(40)의 양단에 사석층(50)을 형성하는 사석층 형성단계; 및
상기 지진격리층(100)의 상면에 상기 기초케이슨(40)을 안치하는 단계;를 포함하며,
평상 시에는 상기 지진격리층(100)이 상기 기초케이슨(40)을 지지하고, 지진 시에는 상기 지진격리층(100)의 내부에 슬라이딩이 발생함으로써, 해저 지반의 지진 하중이 상기 기초케이슨(40)에 전달되는 것을 방지하며,
평상 시에 상기 제강 슬래그가 상기 기초케이슨(40)을 지지할 수 있도록, 상기 제강 슬래그의 내부 마찰각은 35°~ 42°의 값을 갖는 것으로 하며,
지진 시에 상기 지진격리층(100) 내부에 슬라이딩이 발생될 수 있도록, 상기 제강 슬래그의 전단변형율-전단탄성계수 곡선은 Sand 곡선과 Graval 곡선의 사이영역에 존재함과 아울러, 상기 제강 슬래그의 전단변형율-감쇠비 곡선은 Sand 곡선과 Graval 곡선의 사이 영역에 존재하는 것을 특징으로 하는 해상교량의 기초구조물의 시공방법.
A method of constructing a foundation structure of a marine bridge using an earthquake-isolating layer,
A step of piling a plurality of piles 10 in the seabed ground;
A crushing step of crushing the upper part of the bottom sole so that the upper end of the pile 10 is exposed;
A sand layer forming step of forming a sand layer (60) on the upper surface of the sea floor to planarize;
Forming an earthquake-resistant layer (100) by laying steel-making slag on the upper surface of the sand layer (60);
A slab layer 50 is formed at both ends of the foundation caisson 40 so as to prevent the foundation caisson 40 supporting the lower end of the bridge pier 41 from sliding on the upper surface of the seismic isolation layer 100. [ Forming step; And
And placing the base caisson (40) on an upper surface of the seismic isolation layer (100)
The seismic isolation layer 100 supports the foundation caisson 40 and slides inside the seismic isolation layer 100 at the time of an earthquake so that an earthquake load of the seabed foundation is transmitted to the foundation caisson 40 , ≪ / RTI >
The internal friction angle of the steel making slag is set to a value of 35 ° to 42 ° so that the steel making slag can support the foundation caisson 40 at normal times,
Shear elastic modulus curve of the steelmaking slag is present between the Sand curve and the Graval curve so that sliding can be generated in the seismic isolation layer 100 at the time of an earthquake, Wherein the strain-damping ratio curve is in a region between the Sand curve and the Graval curve.
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