고도의 경제성장과 급속한 산업발전은 점진적으로 교량손상을 가중시키고 있다. 손상은 구조부재뿐만 아니라 부속장치들의 물리적 및 화학적 손상을 나타낸다. 물류이동이 증가하고 장대교량이 신설됨에 따라 엄격한 부속장치의 설계기준이 요구되고 있다. 유연한 케이블을 이용하여 수직하중에 저항하는 장대교량은 적은 하중에도 대변형을 나타내므로 수직하중에 저항하는 장대교량은 적은 하중에도 대변형을 나타내므로 신축이음장치도 대변형을 허용하도록 설계되어야 한다.
이러한 이유로 레일형 또는 핑거형과 같은 기존 신축이음장치는 더 이상 유연한 케이블 교량에 적용할 수 없다. 그러므로 새로운 형식의 이음장치가 요구된다. 새로운 형식 중 복합형 신축이음장치는 대변형에 적합하며 유연한 장경간 교량에 적절한 형식이다. 복합형 신축이음장치는 상⦁하부에 각각 핑거형과 레일형으로 구성되어 있다. 그러나 새로운 형식인 신축이음장치의 특성과 거동은 아직까지 명확히 분석된 바가 없다.
그러므로 본 연구는 수축신장실험, 반복재하실험, 횡방향 거동실험 등 3가지 실내시험으로부터 새로운 형식인 복합형 신축이음장치의 특성과 거동을 분석하였다. 본 연구는 시험규정 KS F 4425에 따라 제한된 변위 또는 하중단계를 적용한 실내실험결과를 이용하여 복합형 신축이음장치의 적용성과 사용성을 분석하였다. 그리고 현장 계측자료를 이용하여 복합형 신축이음장치의 소음감소효과를 분석하였다.
실험조건들이 상이하므로 실험결과에 대한 절대적 비교가 불가능하나 본 연구는 가능한 유사한 크기, 제원 및 실험조건이 되도록 레일형, 핑거형 및 복합형 신축이음장치의 실험체를 사용하였다. 그동안 가장 널리 사용하던 핑거형의 응답을 기준하여 실험결과들을 상대적인 비율로 표현하였다.
수축신장실험결과 복합형 신축이음장치는 레일형과 핑거형보다 더 큰 교축방향 변위를 허용할 수 있음을 알 수 있다. 다시 말해 복합형 신축이음장치는 상부가 지그재그 모양으로 연결되어 있으므로 레일형 또는 핑거형과 같은 기존형식보다 복합형 신축이음장치는 더 큰 교축방향하중을 저항할 수 있음을 나타낸다. 반복재하실험결과 복합형 신축이음장치는 레일형과 핑거형보다 반복하중횟수가 증가할수록 안전적인 탄성거동을 보였다. 횡방향거동실험결과 복합형 신축이음장치는 레일형과 핑거형보다 훨씬 큰 횡방향 변위를 허용할 수 있다. 복합형 신축이음장치는 상부가 지그재그 형식으로 연결되어 있으므로 레일형 또는 핑거형보다 더 큰 횡변위를 허용할 수 있도록 구성되어 있다. 소음평가결과 분포폭이 매우 좁고 높은 고주파를 나타내는 복합형 신축이음장치의 소음최대치는 약 6dB이상 감소하는 것을 알 수 있다.
대부분의 장경간 교량은 케이블을 이용하여 유연도가 매우 크며 각 방향으로 대변위를 나타내므로 주요부재뿐만 아니라 신축이음장치도 대변위를 경험하게 된다. 그러므로 장경간 교량은 대변위를 허용할 수 있도록 본 연구에서 설명한 새로운 형식의 신축이음장치로 설계할 필요가 있다.
본 연구는 3가지 실내시험과 1가지의 현장계측 실험을 하였다. 그러나 새로운 형식의 신축이음장치의 정확한 특성과 거동을 확인하기 위하여 보다 많은 자료를 사용하여 분석할 필요가 있다. 동적응답의 중요성이 강조됨에 따라 동적실험을 이용하여 복합형 신축이음장치의 동적응답과 하중저항능력 등을 분석할 필요가 있다.
핵심용어 : 복합형 신축이음장치, 레일형 신축이음장치, 핑거형 신축이음장치, 수축신장실험, 반복재하실험, 횡방향거동실험, 소음평가
고도의 경제성장과 급속한 산업발전은 점진적으로 교량손상을 가중시키고 있다. 손상은 구조부재뿐만 아니라 부속장치들의 물리적 및 화학적 손상을 나타낸다. 물류이동이 증가하고 장대교량이 신설됨에 따라 엄격한 부속장치의 설계기준이 요구되고 있다. 유연한 케이블을 이용하여 수직하중에 저항하는 장대교량은 적은 하중에도 대변형을 나타내므로 신축이음장치도 대변형을 허용하도록 설계되어야 한다.
이러한 이유로 레일형 또는 핑거형과 같은 기존 신축이음장치는 더 이상 유연한 케이블 교량에 적용할 수 없다. 그러므로 새로운 형식의 이음장치가 요구된다. 새로운 형식 중 복합형 신축이음장치는 대변형에 적합하며 유연한 장경간 교량에 적절한 형식이다. 복합형 신축이음장치는 상⦁하부에 각각 핑거형과 레일형으로 구성되어 있다. 그러나 새로운 형식인 신축이음장치의 특성과 거동은 아직까지 명확히 분석된 바가 없다.
그러므로 본 연구는 수축신장실험, 반복재하실험, 횡방향 거동실험 등 3가지 실내시험으로부터 새로운 형식인 복합형 신축이음장치의 특성과 거동을 분석하였다. 본 연구는 시험규정 KS F 4425에 따라 제한된 변위 또는 하중단계를 적용한 실내실험결과를 이용하여 복합형 신축이음장치의 적용성과 사용성을 분석하였다. 그리고 현장 계측자료를 이용하여 복합형 신축이음장치의 소음감소효과를 분석하였다.
실험조건들이 상이하므로 실험결과에 대한 절대적 비교가 불가능하나 본 연구는 가능한 유사한 크기, 제원 및 실험조건이 되도록 레일형, 핑거형 및 복합형 신축이음장치의 실험체를 사용하였다. 그동안 가장 널리 사용하던 핑거형의 응답을 기준하여 실험결과들을 상대적인 비율로 표현하였다.
수축신장실험결과 복합형 신축이음장치는 레일형과 핑거형보다 더 큰 교축방향 변위를 허용할 수 있음을 알 수 있다. 다시 말해 복합형 신축이음장치는 상부가 지그재그 모양으로 연결되어 있으므로 레일형 또는 핑거형과 같은 기존형식보다 복합형 신축이음장치는 더 큰 교축방향하중을 저항할 수 있음을 나타낸다. 반복재하실험결과 복합형 신축이음장치는 레일형과 핑거형보다 반복하중횟수가 증가할수록 안전적인 탄성거동을 보였다. 횡방향거동실험결과 복합형 신축이음장치는 레일형과 핑거형보다 훨씬 큰 횡방향 변위를 허용할 수 있다. 복합형 신축이음장치는 상부가 지그재그 형식으로 연결되어 있으므로 레일형 또는 핑거형보다 더 큰 횡변위를 허용할 수 있도록 구성되어 있다. 소음평가결과 분포폭이 매우 좁고 높은 고주파를 나타내는 복합형 신축이음장치의 소음최대치는 약 6dB이상 감소하는 것을 알 수 있다.
대부분의 장경간 교량은 케이블을 이용하여 유연도가 매우 크며 각 방향으로 대변위를 나타내므로 주요부재뿐만 아니라 신축이음장치도 대변위를 경험하게 된다. 그러므로 장경간 교량은 대변위를 허용할 수 있도록 본 연구에서 설명한 새로운 형식의 신축이음장치로 설계할 필요가 있다.
본 연구는 3가지 실내시험과 1가지의 현장계측 실험을 하였다. 그러나 새로운 형식의 신축이음장치의 정확한 특성과 거동을 확인하기 위하여 보다 많은 자료를 사용하여 분석할 필요가 있다. 동적응답의 중요성이 강조됨에 따라 동적실험을 이용하여 복합형 신축이음장치의 동적응답과 하중저항능력 등을 분석할 필요가 있다.
핵심용어 : 복합형 신축이음장치, 레일형 신축이음장치, 핑거형 신축이음장치, 수축신장실험, 반복재하실험, 횡방향거동실험, 소음평가
High economic growth and rapid industrial development cause the damage of bridges increasingly. There are physical and chemical damages in auxiliary devices such as expansion joint as well as structural members. The large increment of transporting and new construction of long span bridges needs stri...
High economic growth and rapid industrial development cause the damage of bridges increasingly. There are physical and chemical damages in auxiliary devices such as expansion joint as well as structural members. The large increment of transporting and new construction of long span bridges needs strict design specifications of
auxiliary devices. Since flexural cables are used to resist vertical load and can present large displacement in long span bridge under small loading, expansion joint can be
designed to resist large displacement as well.
The existing expansion joint such as rail or finger type can not be applied to flexible cable bridge for these reasons. So new type of joint is come into request. The
hybrid joint among new types can be proof against large displacement and suitable for flexible long-span bridge. A hybrid expansion joint is composed of finger and rail
types in upper and lower parts, respectively. However characteristics and behaviors of new expansion joint do not turn out yet to represent clearly.
This study presents, therefore, characteristics and behaviors of new-type hybrid joint by results of four indoor tests: expansion, contraction, vertical cyclic loading, and
lateral cyclic loading tests. By using indoor experimental results, this research deals with applicability and serviceability of hybrid joint according to increment of loading based on limited displacements or loading steps in specification KS F 4425. And the effects in reducing noises of hybrid joint are verified by in-site measured data in field
test.
Even though it is difficult to compare absolutely the experimental results because of different test conditions, specimens are made similarly as possible in size, dimension and experimental conditions of expansion joints of rail, finger, and hybrid types in this study. The results of the test are recorded relatively in response ratio based on those of finger type used widely until now, and used to show how much the behavior or response represents in each type of expansion joints.
The results of tensile and compressive tests shows the longitudinal displacement allows larger range of hybrid joint than those of rail and finger type. In other words,
hybrid type has more load-carrying capacity against longitudinal loading than the existing type such as rail or finger type because the hybrid joint consists of
connections of upper part such as zigzag-typed chains. As the results of tests in lateral loading, hybrid joint can allow the more significant lateral displacements than rail- or
finger-type joint. Because the hybrid joint consists of zigzag-typed connections in upper part, as explained as above, the former is apt to allow in larger range of lateral
displacement than the latter. Roughly speaking, the peak value of noise in measured data shows that hybrid joint can reduce the noise in more than 6 dB vs finger type in
spite of high frequency with narrow range of noise distribution.
Since cables are used to designed the most long-span bridges, the long span bridges with high flexibility show large displacement in each direction and expansion joints
experience large displacement as well as main girder or minor members. Moreover, since the seismic- and wind-resisted designs must be kept strictly in the current bridge
design, entire auxiliary devices has to keep the current design code. Therefore long span bridges need to design the new-type expansion joints such as hybrid joint in this
study to resist the large displacement.
This study includes the experimental results from the four indoor test and one in-site measured data. However, lots of experimental and in-site measured data need to
analyse in order to get more exact characteristics and load-carrying capacity of new-type expansion joint. Besides, the dynamic load test needs to analyse the
characteristics, responses and load-carrying capacity of hybrid joints.
keyword : hybrid expansion joint, rail-type expansion joint, finger-type expansion joint, expansion and contraction tests, vertical and lateral cyclic loading tests
High economic growth and rapid industrial development cause the damage of bridges increasingly. There are physical and chemical damages in auxiliary devices such as expansion joint as well as structural members. The large increment of transporting and new construction of long span bridges needs strict design specifications of
auxiliary devices. Since flexural cables are used to resist vertical load and can present large displacement in long span bridge under small loading, expansion joint can be
designed to resist large displacement as well.
The existing expansion joint such as rail or finger type can not be applied to flexible cable bridge for these reasons. So new type of joint is come into request. The
hybrid joint among new types can be proof against large displacement and suitable for flexible long-span bridge. A hybrid expansion joint is composed of finger and rail
types in upper and lower parts, respectively. However characteristics and behaviors of new expansion joint do not turn out yet to represent clearly.
This study presents, therefore, characteristics and behaviors of new-type hybrid joint by results of four indoor tests: expansion, contraction, vertical cyclic loading, and
lateral cyclic loading tests. By using indoor experimental results, this research deals with applicability and serviceability of hybrid joint according to increment of loading based on limited displacements or loading steps in specification KS F 4425. And the effects in reducing noises of hybrid joint are verified by in-site measured data in field
test.
Even though it is difficult to compare absolutely the experimental results because of different test conditions, specimens are made similarly as possible in size, dimension and experimental conditions of expansion joints of rail, finger, and hybrid types in this study. The results of the test are recorded relatively in response ratio based on those of finger type used widely until now, and used to show how much the behavior or response represents in each type of expansion joints.
The results of tensile and compressive tests shows the longitudinal displacement allows larger range of hybrid joint than those of rail and finger type. In other words,
hybrid type has more load-carrying capacity against longitudinal loading than the existing type such as rail or finger type because the hybrid joint consists of
connections of upper part such as zigzag-typed chains. As the results of tests in lateral loading, hybrid joint can allow the more significant lateral displacements than rail- or
finger-type joint. Because the hybrid joint consists of zigzag-typed connections in upper part, as explained as above, the former is apt to allow in larger range of lateral
displacement than the latter. Roughly speaking, the peak value of noise in measured data shows that hybrid joint can reduce the noise in more than 6 dB vs finger type in
spite of high frequency with narrow range of noise distribution.
Since cables are used to designed the most long-span bridges, the long span bridges with high flexibility show large displacement in each direction and expansion joints
experience large displacement as well as main girder or minor members. Moreover, since the seismic- and wind-resisted designs must be kept strictly in the current bridge
design, entire auxiliary devices has to keep the current design code. Therefore long span bridges need to design the new-type expansion joints such as hybrid joint in this
study to resist the large displacement.
This study includes the experimental results from the four indoor test and one in-site measured data. However, lots of experimental and in-site measured data need to
analyse in order to get more exact characteristics and load-carrying capacity of new-type expansion joint. Besides, the dynamic load test needs to analyse the
characteristics, responses and load-carrying capacity of hybrid joints.
keyword : hybrid expansion joint, rail-type expansion joint, finger-type expansion joint, expansion and contraction tests, vertical and lateral cyclic loading tests
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