▪ 기본 및 실시설계를 진행하면 여러 가지 단계가 있다. 구조분야 설계에서 고려해야 하는 사항을 간략히 알아보고자 한다. 이를 통해 설계 흐름을 파악하여 원활한 설계가 진행할 수 있기를 기대한다.
▪ 발주처에 따라서 절차의 명칭이나 단계 등은 차이가 발생한다. 하지만 큰 흐름은 비슷하게 진행된다. 여기서는 기본 및 실시설계의 흐름과 중요한 단계에서 결정되는 것들에 대해서 알아보고자 한다.
1) 노선결정(노선 자문)
▪ 타당성 조사 등에서 결정된 노선을 기반으로 하여 공사비, 주변 여건 및 교통량 등을 고려하여 노선을 결정한다.
2) 노선 VE(기본설계 VE, 기본설계 자문 등)
▪ 선정된 노선에 대해서 노선(평면선형, 종단선형) 및 교량 형식의 적정성 등에 대해서 VE 또는 자문위원의 의견을 반영하여 결정한다.
3) 특정공법(상부)
▪ 선정된 교량 형식 중 특정공법이 필요한 경우 이에 대한 공법을 선정한다.
예) 교량 상부 형식(PSC 거더, 강거더, 프리플렉스 거더), 합성형 라멘, 프리캐스트 교각 등
▪ 설계 진행에 필수적인 특정공법(교량 상부 형식 등)만을 먼저 선정하고, 나머지 부분에서 특정공법이 필요한 경우 설계가 어느 정도 진행된 후에 따로 선정하는 경우도 많이 있다.
4) 특정공법(부대공)
▪ 특정공법(상부)에서 선정하지 않은 기타 부분에 대한 공법을 선정한다.
예) 복합(또는 합성)말뚝, 두부보강, 가교 등
5) 성과품 VE
▪ 최소의 생애주기비용으로 최상의 가치를 얻기 위한 절차로서, 시설물의 필요한 기능을 확보하기 위하여 설계내용에 대한 경제성 및 현장적용의 타당성을 기능별, 대안별로 검토한다.
▪ 총공사비 100억원 이상인 건설공사의 기본설계, 실시설계 사업에 적용된다.
6) 마무리 자문 또는 심의
▪ 최종 성과품의 이상 유무 및 설계 적정성을 확인하는 절차이다.
▪ 구조분야에서는 검토되는 노선에 교량 적용성을 검토한다. 이때, 교량 설계 가능성을 확인하여 노선결정에 반영할 수 있도록 해야 한다. 검토에 많은 시간이 필요하지 않지만, 반드시 검토가 필요함.
▪ 검토해야 하는 항목은 다음과 같다.
▫ 교량내에 오목구간이 발생하는지 여부 검토. 오목구간이 발생할 경우 교면 배수가 원활하지 않아 빙판길이 발생할 수 있음. 오목구간이 발생할 경우 종단선형 변경을 요청해야 함.
▫ 지장물 등으로 인해 교량 장경간이 필요한 경우. 장경간 교량을 위한 특수교 등의 형식을 적용할 것인지, 아니면 일반형식의 교량을 적용하고 평면 선형을 변경할 것인지 협의가 필요함.
▪ 결정된 노선에 맞는 교량 계획(교량 형식, 경간장 구성 등).
▪ 검토해야 하는 항목은 다음과 같다.
▫ 교대 위치 검토 : 교량 연장
▫ 지장물 및 하천 최소 경간장을 고려한 경간 구성
▫ 선형의 평면 곡선반경, 종단(형하공간) 및 경간장을 고려한 교량 형식 계획
▫ 선정된 교량별 개략 공사비 산정(기존 사업 개략 공사비, 교통시설투자 평가지침 단가 등 참조)
▪ 결정된 교량 형식 적용을 위하여 특정공법심의를 통해 공법을 선정한다.
▪ 설계 초기에 결정이 필요한 특정공법은 상부형식에 관련된 공법이다.
▫ PSC Beam 거더 : I형 거더에 강연선 긴장을 하는 공법, 30~55m 구간에 가장 많이 사용되는 형식.
▫ 강합성 거더 : 강박스 및 I형 거더에 콘크리트 바닥판을 적용한 공법, 50~100m 경간장 및 평면의 곡선반경이 작을 경우 많이 사용되는 형식. 예) 램프교 등
▫ 프리플렉스 거더 : 강재를 굽힌 상태로 콘크리트 타설을 통해 콘크리트에 압축력을 도입한 형식, 교량 형고를 최소화 해야 할 경우 사용되는 형식. 예) 기존도로와 연결해야 하는 하천횡단 교량 등
▫ 합성형 라멘교 : 상부슬래브를 PSC Beam 거더 또는 강재 거더를 사용하여 일반적인 RC 라멘교보다 긴 경간장이 가능한 형식, 16~50m 구간에 사용되는 형식.
▪ 설계 초기에 필요하지는 않지만, 설계에 필요한 특정공법은 다음과 같다.
▫ 가교 : 하천 및 수로 등을 횡단하는 교량의 경우 가설을 위해 필요.
▫ 복합말뚝 : 말뚝길이가 15m 이상일 경우 경제성을 고려하여 복합말뚝을 적용.
▫ 말뚝 두부보강 : 일반 두부보강 방식은 시공이 복잡하므로 시공이 편리하게 개선된 특정공법을 적용.
▫ 프리캐스트 바닥판 : PSC 거더 사이의 바닥판과 강합성 교량의 바닥판을 프리캐스트 바닥판을 적용하여 거푸집 및 동바리를 최소화하는 공법. 현장에서는 공중에서 작업을 해야 하므로 안전을 고려하여 적용여부 검토가 필요.
▫ 강재가로보 : PSC 거더 사이의 가로보를 강재를 적용하여 시공성을 개선한 공법으로 프리캐스트 바닥판과 동일하게 현장에서의 안전을 고려하여 적용여부 검토가 필요.
▫ 면진받침 : 장대교량이거나 교각 길이가 길 경우 지진시 단면력 및 변위가 크게 발생하여 탄성받침으로 설계가 어렵거나 하부 규모가 커져야 할 경우 적용.
▪ 특정공법은 지자체, 청, 공사 등 조금씩 다르게 진행된다.
▫ 지자체의 경우 특정공법을 공고하여 공법사가 관련내용(공법 소개, 견적가)을 제출하고, 심의시 직접 설명을 통해 공법심의가 진행됨.
▫ 지방국토관리청의 경우 6개 이상의 공법을 선정한 후 이에 대해서 심의를 진행함. 6개 공법 중 2개 이상은 신기술 공법을 적용. 신기술 공법이 없을 경우 특허공법 6개로 진행.
▫ 공사의 경우 공사에 따라서 위의 2가지 방법 중 한 가지 방법과 유사한 방법으로 특정공법심의를 진행함.
▪ 생애주기 비용을 고려하여 가치 및 비용이 적절한지 파악하고, 대안을 검토함.
▪ 대부분의 경우 비용을 절감하는 방안으로 검토가 진행됨.
▪ 성과품 VE를 위한 성과품은 100% 수준의 설계성과품이 아니므로 일부 상세한 설계가 고려되지 않은 부분이 있음. 그러나 공사비는 산정해야 하므로 이런 부분은 수량 및 공사비를 충분하게 고려하는 경향이 있음. 이런 부분을 VE를 진행하면서 최적화 함.
▪ VE 의견을 반영하여 성과품을 수정해야 하므로 VE 성과품으로 100% 수준의 성과품을 작성할 것인가에 대해서는 고려가 필요함.
▪ VE 의견이 반영된 성과품 또는 VE 성과품으로 진행된다. 설계의 안전성이 적절한지, 비용이 적절하게 반영되어 있는지 등을 검토한다.
▪ 설계에 고려되지 않은 부분이 없는지, 수량 및 내역이 적절한지 상세하게 검토하여야 한다. 설계단계에서 수정할 수 있는 거의 마지막 단계이므로 누락된 부분이 없도록 해야 한다. 이때 반영하지 못할 경우 시공시 의견이 제시되면 이미 시공된 부분이 많아 설계 수정도 어렵고, 공사비가 반영되지 않은 경우 이를 반영하기도 어렵다. 수정사항이 클 경우 발주처로부터 벌점을 부가 받을 수도 있다.
▪ 심의쯤 되면 설계자가 여러번 수정했었으므로 내용을 가장 잘 알고 있다. 충분한 시간을 들여 안전하고 경제적인 설계 성과품이 될 수 있도록 해야 하는 단계이다.
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