[K-설계지침] 신축이음관


K-water 상수도공사 설계지침(2022.36차) 中

5.2.13 신축이음관

상수도 도수시설설계기준「KDS 57 50 00」의 “2.13 신축이음관”을따른다.
상수도 설계기준 2022 KDS 57 50 00 (2022) 中

4.1.13 신축이음관

▶ 신축자재가 아닌 노출되는 관로 등에는 20~30m 마다 신축이음관을 설치하고, 연약지반이나 구조물과의 접합부(tie-in point) 등 부등침하의 우려가 있는 장소에는 휨성이 큰 신축이음관을 설치한다.
▶ 매설되는 수도용 강관의 관로부에는 별도의 신축이음관이 필요하지 않으나 제수밸브, 펌프 등 관로의 중간에 자유단이 발생하는 경우에는 밸브실 내에 신축이음관을 설치하고 밸브실 통과부에는 관이 축방향으로 변위될 수 있게 하되 외부지하수 등이 침입할 수 없는 구조로 한다.

단, 도복장강관 관로의 신축이음은 아래내용을 포함하여 검토 한다.


(1) 노출되는관로부

– ① 노출부는 매설부 보다 온도변화가 크고, 관주변 흙에 의해 구속되지도 않아 관의 신 축량이 크게 발생하므로 용접이음을 사용하는 도복장강관 관로에서는 20~30m의 간격으로 신축이음관을 설치하여야 하며, 사용 신축이음관의 신축량, 온도변화량, 관로 고정방법등현지조건에 부합할수있도록하여야한다.

– ② 노출부는 주로 수관교 등 구조물에 설치되므로 관로를 고정하는 Anchor 설치방법은 그 구조물의 신축처리 방식에 적합하여야 한다. 따라서, 최근 교량의 신축이음 배치간 격이 장대화되는 경향 등 주변여건을 고려하여 Anchor 설치방법 및 신축이음관 설치를 함께 계획하여야 한다.

(2) 매설되는관로부

– ① 매설되는 관로는 관로주변 흙의 마찰력으로 온도변화에 따른 신축변위량을 충분히 억 제시키므로 밸브실과 밸브실 사이에 신축이음관이 필요하지 않으나, 일단(一端)이 자 유단인 경우와 T형관 또는 신축이음관 등이 근접(100~200m)되어 설치되는 경우 및 제수밸브, 펌프 등 관로중간에 자유단이 발생하는 경우에는 밸브실내에 접합관을 설 치하여야한다.
– ② 밸브접합관은 밸브실 내부에서 관로부설작업을 용이하게 하고 밸브실 주변에서 나타 나는 잔류신축변위 및 미소한 수직방향의 부등침하를 수용하면서, 밸브실내의 밸브플 랜지의 조임, 교체 등 유지보수에 필요한 여유공간을 제공할 수 있도록 물흐름 방향 (편수압작용방향)에서밸브후단에1개소를 설치하여야 한다.
– ③ 관의 제수밸브실의 벽체 관통부는 관로와 밸브실 벽체가 일체구조물이 되지 않도록 하고, 수팽창성 지수재료, 수밀장치 등으로 관과 벽체의 틈사이로 외부지하수가 침입 할 수 없는 구조로 하여야 한다. 수팽창 지수재료를 사용할 경우 수팽창성 지수재료 는콘크리트 타설 후양생초기에팽창되지않도록강구하여야한다.
– ④ 밸브실 주변지반에서 접합관 및 도복장강관 관로가 허용할 수 없는 부등침하가 발생 할 경우, 또는 관주변 토사의 구속력이 부족하여 편수압을 주변지반에 소산시키기 곤 란할경우에는별도의대책을 수립하여야 한다.

(3) T형관, Y형관등분기관의접합부

– ① 본관이 온도변화 등에 의해 신축변위를 일으킬때 분기관의 접합부에서 전단응력이 발 생한다. 강관은 허용인장응력에 비하여 허용전단응력이 상대적으로 작으므로 전단파 괴될 가능성이 크게 된다. 따라서, 본관의 신축변위를 억제할 수 있도록 되메우기시 다짐을 충분히 하여 흙의 구속력을 증대시키여 하며, 필요에 따라 신축이음관을 설치 할수있다.
– ② 분기관측 밸브가 접합부 인근에 설치되어 밸브폐쇄에 따른 편수압 발생 또는 유지관 리시 Flange Bolt 조임에 따른 신축변위가 발생하면서 접합부에 직접 인장응력을 발생 시키므로 분기관측 밸브실내에 신축이음관 설치가 필요하게 된다. 그러나, 분기관의 주변지반이 양호하고 일정한 구속거리가 확보되어 관로의 온도변화에 따른 신축변위 를 흙과의 마찰력으로 제어할 수 있고, 분기관의 보호공이 적절히 계획되었을 경우에 는분기관주변에 신축이음관의설치를생략할수있다.

(4) 최후의 접합장소및준수축이음


– ① 시공계획 수립시 가능한 한 최후의 이음위치는 기 계획한 신축이음이 있는곳이 되도 록 하여 신축이음 설치수량을 줄이는 한편, 관부설 작업 및 용접 열응력 소산을 용이 하도록 한다.
– ② 관로부설 단계에서 매설 및 통수 초기까지 관이 노출되어 있거나 관주변 흙이 안정될 때까지, 관로의 신축량은 크고 주변지반의 구속력이 저하된 상태이므로 관로의 매 12 0~150m 간격으로 1개소의 준수축이음 연결부(Special Closure Lap Joint)를 설치하여 관로준공초기까지의신축량을 최대한수용시키도록하여야 한다.
– ③ 일반연결부 관로를 되메우기 등 매설작업 완료 후, 준수축이음 연결부는 일반 연결부 보다 깊게 수구에 삽구(Stab)하고 하루중 가장 기온이 낮은 시간대를 이용하여 이 연 결부를 용접하여최종관로를형성시킨다.

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