1950년대부터 고강도 강연선을 이용하여 콘크리트에 프리스트레스를 도입하는 PSC거더가 개발되어 중소경간의 도로교 및 철도교 등 여러 프로젝트에 적용되고 있다. 그러나 1980년부터 급속한 경제성장과 함께 교통량이 급격히 증가되었다. 그 결과 교량의 장경간화와 다리 밑공간 활용이나 하천통수단면 확보를 위하여 낮은 형고의 교량 기술의 필요성이 증가하고 있다. 또한 하천의 경우 기후 변화와 도시화에 따른 하천에 홍수 유입속도가 매우 단시간에 증가하여 하천의 통수단면이 부족하고 하천설계기준의 최소경간장 기준에 따라 ...
1950년대부터 고강도 강연선을 이용하여 콘크리트에 프리스트레스를 도입하는 PSC거더가 개발되어 중소경간의 도로교 및 철도교 등 여러 프로젝트에 적용되고 있다. 그러나 1980년부터 급속한 경제성장과 함께 교통량이 급격히 증가되었다. 그 결과 교량의 장경간화와 다리 밑공간 활용이나 하천통수단면 확보를 위하여 낮은 형고의 교량 기술의 필요성이 증가하고 있다. 또한 하천의 경우 기후 변화와 도시화에 따른 하천에 홍수 유입속도가 매우 단시간에 증가하여 하천의 통수단면이 부족하고 하천설계기준의 최소경간장 기준에 따라 거더의 장경간화가 필요하며 도시구간 하천횡단 교량의 경우 기존 접속도로의 종단계획에 부합하기 위하여 낮은 형고의 교량수요가 급격히 증가되고 있는 현실이다. 그로 인하여 해외에서는 단면을 최적화 하거나 사용재료의 고강도화를 이용하여 여러 가지 연구가 수행되어지고 실용화되었다. 국내에서는 해외와 달리 시공 단계를 추가하여 장경간 저형고를 구현하기 위한 연구가 수행되어 왔다. 따라서 본 연구 에서는 해외의 사례처럼 PSC I형 거더의 단면을 최적화 하는 연구를 하였다. 이를 통하여 국내기준에 맞으면서도 시공단계가 추가됨이 없이 동일한 형고와 경간장을 갖는 방법을 제시하였다. 장경간 저형고 거더의 최적단면을 찾기 위하여 복부두께, 돌출플랜지, 상·하부 플랜지의 크기를 반복하여 변화시키면서 안정성과 시공성을 고려하여 최적단면을 제시하였다. 이렇게 제시되어진 최적단면의 성능검토를 하기 위하여 60m 실물시험 체를 제작하여 정적구조거동시험을 수행하였다. 이러한 시험을 통하여 제안한 개량된 PSC I형거더의 안정성을 확인할 수 있었다. 이후 유한요소해석을 통하여 비선형해석을 수행하여 실물 시험한 결과와 한계 상태까지의 구조거동을 비교 검토하였다. 이를 통하여 제시한 비선형해석모델의 검증을 수행하였으며 제시한 개량된 PSC I형단면의 설계를 수행할 수 있는 검증 시스템을 제안하였다. 종합적으로 개량된 PSC I형 거더는 제시된 형고와 경간장에서 구조적 안전성이 확보된 것을 알 수 있었으며 이를 국내에서 사용하고 있는 거더의 단면과 비교하여 볼 때 시공단계의 추가 없이도 저형고 장경간 적용이 가능하다는 것을 확인할 수 있다.
1950년대부터 고강도 강연선을 이용하여 콘크리트에 프리스트레스를 도입하는 PSC거더가 개발되어 중소경간의 도로교 및 철도교 등 여러 프로젝트에 적용되고 있다. 그러나 1980년부터 급속한 경제성장과 함께 교통량이 급격히 증가되었다. 그 결과 교량의 장경간화와 다리 밑공간 활용이나 하천통수단면 확보를 위하여 낮은 형고의 교량 기술의 필요성이 증가하고 있다. 또한 하천의 경우 기후 변화와 도시화에 따른 하천에 홍수 유입속도가 매우 단시간에 증가하여 하천의 통수단면이 부족하고 하천설계기준의 최소경간장 기준에 따라 거더의 장경간화가 필요하며 도시구간 하천횡단 교량의 경우 기존 접속도로의 종단계획에 부합하기 위하여 낮은 형고의 교량수요가 급격히 증가되고 있는 현실이다. 그로 인하여 해외에서는 단면을 최적화 하거나 사용재료의 고강도화를 이용하여 여러 가지 연구가 수행되어지고 실용화되었다. 국내에서는 해외와 달리 시공 단계를 추가하여 장경간 저형고를 구현하기 위한 연구가 수행되어 왔다. 따라서 본 연구 에서는 해외의 사례처럼 PSC I형 거더의 단면을 최적화 하는 연구를 하였다. 이를 통하여 국내기준에 맞으면서도 시공단계가 추가됨이 없이 동일한 형고와 경간장을 갖는 방법을 제시하였다. 장경간 저형고 거더의 최적단면을 찾기 위하여 복부두께, 돌출플랜지, 상·하부 플랜지의 크기를 반복하여 변화시키면서 안정성과 시공성을 고려하여 최적단면을 제시하였다. 이렇게 제시되어진 최적단면의 성능검토를 하기 위하여 60m 실물시험 체를 제작하여 정적구조거동시험을 수행하였다. 이러한 시험을 통하여 제안한 개량된 PSC I형거더의 안정성을 확인할 수 있었다. 이후 유한요소해석을 통하여 비선형해석을 수행하여 실물 시험한 결과와 한계 상태까지의 구조거동을 비교 검토하였다. 이를 통하여 제시한 비선형해석모델의 검증을 수행하였으며 제시한 개량된 PSC I형단면의 설계를 수행할 수 있는 검증 시스템을 제안하였다. 종합적으로 개량된 PSC I형 거더는 제시된 형고와 경간장에서 구조적 안전성이 확보된 것을 알 수 있었으며 이를 국내에서 사용하고 있는 거더의 단면과 비교하여 볼 때 시공단계의 추가 없이도 저형고 장경간 적용이 가능하다는 것을 확인할 수 있다.
Prestressed concrete (PSC) girder bridge which adopts high strength steel strand into concrete have been developed in 1950s, and applied to various projects, including small and medium span road bridges or railway bridges. However, since 1980s, traffic have been built up along with rapid economic gr...
Prestressed concrete (PSC) girder bridge which adopts high strength steel strand into concrete have been developed in 1950s, and applied to various projects, including small and medium span road bridges or railway bridges. However, since 1980s, traffic have been built up along with rapid economic growth. As a result, the need of technology for low depth girder bridge has been risen in order to produce long span bridge, utilize the spaces under the bridges, and secure cross-section of river. In the case of rivers, cross-section of river is deficient because the flood inflow rate of rivers increases rapidly in a very short time due to climate change and urbanization. Furthermore, girder needs to have longer span because of the minimum standard of river planning guideline. Moreover, demand of low depth girder bridges have been increased to implement longitudinal plan of connecting roads which was already placed. Because of that, various research studies have been conducted and put to practical use overseas by using high strength materials or optimizing the cross-section of girder. In South Korea, unlike overseas, researches have been carried out adding construction stages to implement long span and low depth. Therefore, this study is performed to optimize the cross section of PSC I girder as in the case of overseas. This paper introduces a method that has equal girder height and span length without acquiring additional construction stages while satisfying domestic standards. To find the optimal cross section of girder for long span and low depth, changes of web thickness, protruding flange size, and upper and lower flange size was repeated until the optimal cross-section was presented in consideration of stability and constructability. In order to verify the performance of the optimal cross section, a 60 meters of real-scale specimen was fabricated and static structural behavior analysis static structural behavior test was performed. The static structural behavior test confirms the stability of the PSC I girder proposed in this paper. Thereafter, nonlinear analysis in finite element analysis was carried out to compare with the test results of real-scale specimen and the structural behavior up to the limit state. Thereby, we verifies proposed nonlinear analysis model , and suggest a verification system that can be applied to the design of the Improved PSC type I section. Improved PSC I girder cross section has structural safety at the proposed depth , and span length. Accordingly, comparing with the section of PSC girder which is commonly used in South Korea, improve PSC I girder section is possible to apply long span and low depth without adding construction prestressing stages.
Prestressed concrete (PSC) girder bridge which adopts high strength steel strand into concrete have been developed in 1950s, and applied to various projects, including small and medium span road bridges or railway bridges. However, since 1980s, traffic have been built up along with rapid economic growth. As a result, the need of technology for low depth girder bridge has been risen in order to produce long span bridge, utilize the spaces under the bridges, and secure cross-section of river. In the case of rivers, cross-section of river is deficient because the flood inflow rate of rivers increases rapidly in a very short time due to climate change and urbanization. Furthermore, girder needs to have longer span because of the minimum standard of river planning guideline. Moreover, demand of low depth girder bridges have been increased to implement longitudinal plan of connecting roads which was already placed. Because of that, various research studies have been conducted and put to practical use overseas by using high strength materials or optimizing the cross-section of girder. In South Korea, unlike overseas, researches have been carried out adding construction stages to implement long span and low depth. Therefore, this study is performed to optimize the cross section of PSC I girder as in the case of overseas. This paper introduces a method that has equal girder height and span length without acquiring additional construction stages while satisfying domestic standards. To find the optimal cross section of girder for long span and low depth, changes of web thickness, protruding flange size, and upper and lower flange size was repeated until the optimal cross-section was presented in consideration of stability and constructability. In order to verify the performance of the optimal cross section, a 60 meters of real-scale specimen was fabricated and static structural behavior analysis static structural behavior test was performed. The static structural behavior test confirms the stability of the PSC I girder proposed in this paper. Thereafter, nonlinear analysis in finite element analysis was carried out to compare with the test results of real-scale specimen and the structural behavior up to the limit state. Thereby, we verifies proposed nonlinear analysis model , and suggest a verification system that can be applied to the design of the Improved PSC type I section. Improved PSC I girder cross section has structural safety at the proposed depth , and span length. Accordingly, comparing with the section of PSC girder which is commonly used in South Korea, improve PSC I girder section is possible to apply long span and low depth without adding construction prestressing stages.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.