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해외에서 운용 중인 복층터널 중간슬래브의 경우 핵심 설계･시공 기술은 공개되지 않고 있다. 국내의 경우 도심지 교통정체 및 지상공간의 부족문제 등으로 복층터널의 수요가 증가할 것으로 예상되므로 복층 터널 중간슬래브 설계에 대한 국내 기술을 보유함으로써 복층터널 기술 보유국으로부터의 국내 건설시장 잠식을 방지하고 기술선점 및 세계 일류 원천기술 확보가 시급한 분야라고 할 수 있다.
복층터널의 중간슬래브는 터널 라이닝에 브래킷을 설치하여 그 위에 지지되는 구조이므로 하부층에 전 면 지지되는 콘크리트 도로 포장 슬래브와 교각과 거더에 지지되는 교량 슬래브와는 다른 구조적 형식을 가진다. 따라서 슬래브가 자중에 의해 과다한 응력이 발생하게 되는데 슬래브의 두께를 늘리게 되면 중간 슬래브에 발생하는 응력을 어느 정도 감소시킬 수 있다. 하지만 중간슬래브의 응력에 지배적인 영향이 미 치는 인자는 슬래브의 자중이기 때문에 슬래브의 두께를 늘 리는 것으로 응력을 감소시키는 데에는 한계가 있다. 실제 중간 슬래브의 설계를 위해서는 프리스트레싱과 같은 방법을 통해 응력을 감소시키는 방안이 필요하다.
본 연구에서는 중간슬래브 최적 단면 설계 방안을 도출 해 내기 위하여 프리스트레싱을 통한 복층터널 중간 슬래브의 단면 감소 방안에 대하여 검토하였다. 우선 그림 1과 같이 강선 배치 간격에 따른 주인장 응력을 검토 하였으며, 그림 에서 볼 수 있듯이 강선배치 간격이 1m인 경우 강선이 없는 중간슬래브에 비해 최대 인장응력이 약 16% 감소하였으며, 간격이 0.5m인 경우 강선이 없는 중간 슬래브에 비해 최대 인장응력이 약 31% 감소하는 것을 알 수 있다.
프리스트레싱에 따른 중간슬래브의 슬래브 두께 감소 효과 를 분석하였다. 그림 2에서 볼 수 있듯이 프리 스트레싱이 가 해지지 않은 두께 40cm의 슬래브에서 발생 하는 응력과 프리 스트레싱이 가해진 두께 30cm의 중간 슬래브에서 발생하는 응력이 유사하게 나타난다. 이와 같이 프리 스트레싱을 통해 서 중간슬래브의 두께 조절이 가능 하다는 것을 알 수 있다. 하지만 슬래브의 두께가 과도하게 얇아질 경우에는 차량하중 에 의한 처짐량을 제어할 수 없기 때문에 적정한 두께를 유지 하면서 프리스트레싱을 적용해야 할 것으로 판단된다.
