교량 내진성능평가: 앵커볼트 미설치 탄성받침의 지지길이 검토

목차

1. 개요 및 평가 배경

교량 내진성능평가 시 앵커볼트가 없는 탄성받침은 별도의 고정 기능이 존재하지 않으므로, 지진 발생 시 상부구조의 탈락을 방지하기 위해 일반적인 받침 지지길이 규정보다 엄격한 기준을 적용받는다. 받침의 유효 중심으로부터 교대 또는 교각의 가장자리까지 거리가 내진 설계 지침에서 규정하는 최소 지지길이 이상 확보되어야 낙교의 위험을 최소화할 수 있다.

2. 지지길이의 정의 및 산정 원리

지지길이는 지진 시 상부구조와 하부구조 사이에 발생하는 상대변위를 수용할 수 있는 기하학적 여유폭을 의미한다. 국립재난안전연구원 및 구조진단 자료에 따르면, 앵커볼트가 없는 경우 지진 시 받침 자체가 이탈하거나 거더가 낙교할 위험이 크므로 상세 평가를 통한 이동량 산정이 필수적이다.

그림 1. 교량 받침부의 최소 지지길이(N) 개념도

3. 내진 설계 지침에 따른 최소 지지길이 산정식

KDS 24 90 10(2018) 및 도로교 설계기준에서 제시하는 최소 지지길이 $N$은 상부구조의 길이, 교각의 높이, 사각의 영향을 고려하여 다음과 같이 산정한다.

$$ N = (200 + 0.0017L + 0.0067H)(1 + 0.000125S^2) $$

4. 앵커볼트 부재 시 핵심 평가 항목

단순히 탄성받침의 폭을 검토하는 것이 아니라, 지진 시 최대 상대변위를 버틸 수 있는 하부구조의 단부 폭(콘크리트 치수)이 충분히 확보되어 있는지가 핵심이다.

주요 검토 사항:

5. 내진성능 판정 기준

평가 결과에 따른 성능 판정은 실제 확보된 지지길이($N_{act}$)와 요구 지지길이($N$)의 비율에 따라 다음과 같이 분류한다.

구분 판정 기준 조치 사항
양호 $N_{act} \ge N$ 지진 시 상부구조 이탈 가능성 낮음
보통 $0.8N \le N_{act} < N$ 낙교방지턱 등 보조 장치 검토 권장
불량 $N_{act} < 0.8N$ 코벨 확폭 또는 낙교방지장치 설치 필수

결론적으로, 앵커볼트가 없는 탄성받침 교량은 지진 시 거동의 불확실성이 크므로, KDS 24 90 10 등 최신 기준에 근거하여 보수적인 지지길이 확보 여부를 판정해야 한다.