[논문]현수교의 시공절차와 인위적 불확실성을 고려한 구조신뢰성 평가

한성호; 신재철

doi:10.12652/ksce.2009.29.3a.181

문제 정의

따라서 본 연구에서는 시공 중 현수교의 구조안전성 평가를 위해 시공변수를 고려한 동적시공단계해석 및 구조신뢰성해석을 수행하고자 한다. 이를 위해 시공변수를 고려하여 동적시공단계해석 및 구조신뢰성해석을 수행할 수 있는 해석프로그램을 개발하였다.
본 연구에서는 장 경간 현수교를 대상으로 다양한 시공조건 및 변수를 고려하여 시공단계별 응답특성을 평가하였다. 또한 자연적 불확실성 및 인위적 불확실성을 고려한 신뢰성 해석을 수행하였다.

가설 설정

대상 현수교의 극한 응력은 케이블의 경우, 16,000 kgf/cm², SWS41 강재인 보강형 및 주탑의 경우, 3,200 kgf/cm²로 검토된 결과를 이용하였다(건설교통부 (1993)). 극한응력의 변동계수(Coefficient of Variation)는 15%, 부재강성의 경우, 10%, 입력지진동에 의한 부재력 응답의 경우, 25%로 가정하여 신뢰성해석을 수행하였다(건설교통부(2005), 한성호 등(2005), Nowak(1993)).
그러나 최근 발생한 지진의 경우 수직성분이 매우 큰 특성을 가지고 있다. 또한 대상 현수교 구조물은 완성계 및 시공단계에서 매우 유연하므로 수직성분에 대해 매우 민감한 응답양상을 보인다는 점을 고려하여 0.154 g로 정규화한 후, 앵커리지 및 주탑의 탄성 지지점에 세 방향(E-W(교축방향), N-S(교축직각방향) 및 Up-Down(수직방향))으로 동시에 작용하는 것으로 가정하였다. 시공방안별 시간이력해석 시 구조물에 대한 감쇠는 Rayleigh 감쇠를 이용하였다(Chopra(1995)).
변동계수의 측면에서 인위적 불확실성에 대한 영향은 극한응력 및 부재강성의 경우 10%, 입력지진동에 따른 케이블 긴장력 및 부재력 응답의 경우 20%로 가정하였다. 또한 확률분포는 정규분포를 갖는 것으로 가정하였다. 그림 12, 13는 Monte Carlo Simulation을 이용하여 인위적 불확실성을 고려한 파괴확률과 신뢰성지수의 전체적인 양상을 평가하기 위해 히스토그램으로 도시한 것이다.
따라서 인위적 불확실성의 영향으로 인해 산정된 파괴확률과 이에 상응하는 신뢰성 지수는 각각 불확실성을 포함하는 확률변수로 간주되어야 한다. 변동계수의 측면에서 인위적 불확실성에 대한 영향은 극한응력 및 부재강성의 경우 10%, 입력지진동에 따른 케이블 긴장력 및 부재력 응답의 경우 20%로 가정하였다. 또한 확률분포는 정규분포를 갖는 것으로 가정하였다.
확률분포는 극한응력, 부재강성의 경우, 정규분포(Norma Distribution), 입력지진동에 의한 케이블긴장력 및 부재력의 경우, 대수정규분포((Log-normal Distribution)를 갖는 것으로 가정하였으며, 확률변수는 서로 비연성(Non-Correlation) 관계를 갖는 것으로 가정하였다(Ang(2007)). 대상 현수교의 극한 응력은 케이블의 경우, 16,000 kgf/cm², SWS41 강재인 보강형 및 주탑의 경우, 3,200 kgf/cm²로 검토된 결과를 이용하였다(건설교통부 (1993)).

제안 방법

그림 3에 도시된 해석알고리즘은 기존 시공단계 해석프로그램(김호경(1993), 방명석(2007))에 구조신뢰성해석 알고리즘을 추가하여 확장시킨 것이다. 개발된 해석프로그램은 시공명령어에 따라 시공조건을 고려한 구조시스템을 결정하여 동적시공단계해석 및 구조신뢰성해석을 수행할 수 있는 해석 수단이다. 타정식 3경간 단순지지 현수교인 대상 구조물은 2개의 문형 라멘식 주탑과 직교 이방성박스형 강상판 보강형으로 구성되어 있다.
대상 현수교의 시공방안별 안전성을 정량적으로 파악하기 위한 구조신뢰성해석은 전 장에서 수행한 동적시공단계해석결과를 이용하여 수행하였다. 구조신뢰성해석에 이용된 AFOSM 방법은 기본 확률변수들을 표준정규분포를 갖는 새로운 변수로 선형 변환하여 변환된 좌표공간의 원점으로부터 가장 가까 운 거리에 있는 파괴면상의 한 점(MPFP; Most Probable Failure Point or Design Point, Checking Point)에서 선형 근사함으로써, 언급한 불변성이 결여되는 문제를 해결할 수 있는 방법이다.
동적시공단계해석에 따른 주케이블 긴장력, 절점변위 및 부재력 응답 특성 등을 검토하여 시공방안별 장 · 단점을 비교, 평가하였다.
현수교는 케이블 자중으로 인한 새그의 영향과 보강형 및 주탑에 작용하는 매우 큰 축력 등에 의한 기하학적 비선형성을 고려하기 위해 탄성현수선요소를 이용하여 케이블요소를 모델링하였다. 또한 보강형과 주탑의 모델링을 위해 각 방향의 변위, 회전 및 (Warping)등의 7개의 자유도를 갖는 3차원 프레임요소를 적용하였다. 아울러, 보강형의 시공상태를 모사하기 위해 회전변형을 원하는 만큼 자유롭게 전달할 수 있는 3차원 절점연결요소를 이용하였다.
본 연구에서는 장 경간 현수교를 대상으로 다양한 시공조건 및 변수를 고려하여 시공단계별 응답특성을 평가하였다. 또한 자연적 불확실성 및 인위적 불확실성을 고려한 신뢰성 해석을 수행하였다. 자유진동해석 결과는 시공방안에 따라 확연히 다른 양상을 확인할 수 있으므로 시공방안 선정에 있어서 필수적으로 검토되어야 할 것이다.
동적시공단계해석에 따른 주케이블 긴장력, 절점변위 및 부재력 응답 특성 등을 검토하여 시공방안별 장 · 단점을 비교, 평가하였다. 또한 해석결과를 바탕으로 자연적 불확실성을 고려한 구조신뢰성해석을 수행하여 신뢰성지수 및 파괴확률을 산정함으로써, 현수교의 시공방안에 따른 구조안전성을 정량적으로 평가하였다. 아울러 평가된 신뢰성지수 및 파괴확률에 대해 인위적 불확실성을 고려하여 주요 퍼센트 분포에 대해 재평가 하였다.
이를 위해 시공변수를 고려하여 동적시공단계해석 및 구조신뢰성해석을 수행할 수 있는 해석프로그램을 개발하였다. 보강형의 시공순서, 시공방향 및 주경간과 측경간의 동시 시공과정 등을 현수교의 시공변수로 고려하여 다양한 시공단계해석 조건을 설정하였으며, 각각의 시공조건에 따른 동적시공단계해석은 개발된 해석프로그램을 이용하여 수행하였다. 동적시공단계해석에 따른 주케이블 긴장력, 절점변위 및 부재력 응답 특성 등을 검토하여 시공방안별 장 · 단점을 비교, 평가하였다.
본 연구는 기존 시공단계별 정적응답에 관한 연구(방명석(2007))를 바탕으로 한 연속 논문으로 보강형의 시공순서, 시공방향 및 동시 시공성 등을 시공변수로 고려한 8개의 시공방안에 대해 동적시공단계해석을 수행하였다. 현수교의 시공 단계는 27단계로 구분하였으며, 각각의 시공방안에 대해 응답특성을 분석한 후, 제시한 시공방안에 따른 장·단점을 비교, 평가하였다.
또한 해석결과를 바탕으로 자연적 불확실성을 고려한 구조신뢰성해석을 수행하여 신뢰성지수 및 파괴확률을 산정함으로써, 현수교의 시공방안에 따른 구조안전성을 정량적으로 평가하였다. 아울러 평가된 신뢰성지수 및 파괴확률에 대해 인위적 불확실성을 고려하여 주요 퍼센트 분포에 대해 재평가 하였다. 그림 1은 본 연구에서 수행한 동적시공단계해석 및 구조안전성 평가과정에 대한 개요도를 도시한 것이다.
또한 보강형과 주탑의 모델링을 위해 각 방향의 변위, 회전 및 (Warping)등의 7개의 자유도를 갖는 3차원 프레임요소를 적용하였다. 아울러, 보강형의 시공상태를 모사하기 위해 회전변형을 원하는 만큼 자유롭게 전달할 수 있는 3차원 절점연결요소를 이용하였다.
따라서 본 연구에서는 시공 중 현수교의 구조안전성 평가를 위해 시공변수를 고려한 동적시공단계해석 및 구조신뢰성해석을 수행하고자 한다. 이를 위해 시공변수를 고려하여 동적시공단계해석 및 구조신뢰성해석을 수행할 수 있는 해석프로그램을 개발하였다. 보강형의 시공순서, 시공방향 및 주경간과 측경간의 동시 시공과정 등을 현수교의 시공변수로 고려하여 다양한 시공단계해석 조건을 설정하였으며, 각각의 시공조건에 따른 동적시공단계해석은 개발된 해석프로그램을 이용하여 수행하였다.
입력지진동에 따른 주케이블 긴장력 응답양상은 시공방안별 시간이력해석 과정을 통해 평가하였다. 그림 6은 Case 1의 주요 시공단계에 대한 시간이력해석 결과를 도시한 것이다.
현수교의 주요부재에 대해 동적시공단계해석을 수행한 후, 시공방안별 장 · 단점을 비교, 평가하였다. 주케이블의 경우, 주케이블 긴장력 및 주케이블 중앙부의 절점변위에 대한 응답양상을 검토하였다. 주탑의 경우, 최상단부의 절점변위 및 최하단부의 부재력 응답양상을 평가하였다.
주케이블의 경우, 주케이블 긴장력 및 주케이블 중앙부의 절점변위에 대한 응답양상을 검토하였다. 주탑의 경우, 최상단부의 절점변위 및 최하단부의 부재력 응답양상을 평가하였다. 가속도 시간이력은 일반적인 지진특성을 갖는 입력지진동을 선정하였다.
본 연구에서는 기존 연구에서 제시된 탄성현수선요소, 3차원 프레임요소 및 시공상태를 모사하기 위한 3차원 절점연결요소 등을 이용하여 동적시공단계해석을 수행하기 위한 해석모델을 결정하였다(김철영(1993), 김호경(1993), 안상섭(1991)). 현수교는 케이블 자중으로 인한 새그의 영향과 보강형 및 주탑에 작용하는 매우 큰 축력 등에 의한 기하학적 비선형성을 고려하기 위해 탄성현수선요소를 이용하여 케이블요소를 모델링하였다. 또한 보강형과 주탑의 모델링을 위해 각 방향의 변위, 회전 및 (Warping)등의 7개의 자유도를 갖는 3차원 프레임요소를 적용하였다.
현수교의 시공 단계는 27단계로 구분하였으며, 각각의 시공방안에 대해 응답특성을 분석한 후, 제시한 시공방안에 따른 장·단점을 비교, 평가하였다.
현수교의 주요부재에 대해 동적시공단계해석을 수행한 후, 시공방안별 장 · 단점을 비교, 평가하였다.

대상 데이터

주탑의 경우, 최상단부의 절점변위 및 최하단부의 부재력 응답양상을 평가하였다. 가속도 시간이력은 일반적인 지진특성을 갖는 입력지진동을 선정하였다. 그러나 최근 발생한 지진의 경우 수직성분이 매우 큰 특성을 가지고 있다.
확률분포는 극한응력, 부재강성의 경우, 정규분포(Norma Distribution), 입력지진동에 의한 케이블긴장력 및 부재력의 경우, 대수정규분포((Log-normal Distribution)를 갖는 것으로 가정하였으며, 확률변수는 서로 비연성(Non-Correlation) 관계를 갖는 것으로 가정하였다(Ang(2007)). 대상 현수교의 극한 응력은 케이블의 경우, 16,000 kgf/cm², SWS41 강재인 보강형 및 주탑의 경우, 3,200 kgf/cm²로 검토된 결과를 이용하였다(건설교통부 (1993)). 극한응력의 변동계수(Coefficient of Variation)는 15%, 부재강성의 경우, 10%, 입력지진동에 의한 부재력 응답의 경우, 25%로 가정하여 신뢰성해석을 수행하였다(건설교통부(2005), 한성호 등(2005), Nowak(1993)).
개발된 해석프로그램은 시공명령어에 따라 시공조건을 고려한 구조시스템을 결정하여 동적시공단계해석 및 구조신뢰성해석을 수행할 수 있는 해석 수단이다. 타정식 3경간 단순지지 현수교인 대상 구조물은 2개의 문형 라멘식 주탑과 직교 이방성박스형 강상판 보강형으로 구성되어 있다. 현수교의 주요제원 및 구조형식은 표 2, 3에 정리하였으며, 그림 3는 동적시공단계해석 및 평가에 이용된 수치해석모델 및 주요부재를 도시한 것이다(건설교통부(1993), 한성호 등(2005)).
시공방안(Case 1-8)은 표 1에 도시하였다. 현수교의 동적시공단계해석 모델링은 202개의 탄성현수선요소, 174개의 3차원 프레임요소, 204개의 3차원 절점연결요소 및 379개의 절점을 이용하였다. 그림 3에 도시된 해석알고리즘은 기존 시공단계 해석프로그램(김호경(1993), 방명석(2007))에 구조신뢰성해석 알고리즘을 추가하여 확장시킨 것이다.

데이터처리

그림 12, 13는 Monte Carlo Simulation을 이용하여 인위적 불확실성을 고려한 파괴확률과 신뢰성지수의 전체적인 양상을 평가하기 위해 히스토그램으로 도시한 것이다. Monte Carlo Simulation을 위해 Matlab 7.0을 이용하였으며, 해석결과의 정확성을 위해 Simulation 횟수는 10,000회를 설정하였다. 그림 13은 파괴확률이 가장 크게 산정된 시공단계의 빈도수(Frequency)를 나타낸 히스토그램이며, 그림 12는 파괴확률에 상응하는 신뢰성지수를 도시한 것이다.
현수교의 시공단계별 구조신뢰성해석은 동적 최대응답과 가정한 변동계수에 따른 확률변수의 표준편차를 산정한 후, 식 (3), (4)와 같이 정의된 한계상태방정식을 이용하여 수행하였다. 그림 12는 대상 현수교의 주탑 기초부 및 최대 긴장력이 발생한 #10번 주케이블의 시공단계별 파괴확률을 도시한 것이다.

이론/모형

본 연구에서는 기존 연구에서 제시된 탄성현수선요소, 3차원 프레임요소 및 시공상태를 모사하기 위한 3차원 절점연결요소 등을 이용하여 동적시공단계해석을 수행하기 위한 해석모델을 결정하였다(김철영(1993), 김호경(1993), 안상섭(1991)). 현수교는 케이블 자중으로 인한 새그의 영향과 보강형 및 주탑에 작용하는 매우 큰 축력 등에 의한 기하학적 비선형성을 고려하기 위해 탄성현수선요소를 이용하여 케이블요소를 모델링하였다.
시공방안별 시간이력해석 시 구조물에 대한 감쇠는 Rayleigh 감쇠를 이용하였다(Chopra(1995)). 수치해법은 Newmark-방법을 이용하여 수행하였다. 그림 5은 본 연구에서 선정한 입력지진동의 각각의 방향별 가속도 시간이력을 도시한 것이다.
현수교의 시공안전성에 대한 정량적 평가는 동적시공단계해석 결과 및 AFOSM(Advanced First Order Second Moment) 방법을 이용하여 구조신뢰성해석을 수행하였다(Rackwitz 등(1978)). 주탑의 경우, 축력과 휨모멘트가 동시에 작용하고 있으며 주케이블의 경우, 케이블긴장력이 작용하고 있으므로, 한계상태방정식을 정의하기 위한 확률변수는 축력, 휨모멘트, 단면이차모멘트, 케이블긴장력 및 단면적 등을 고려하였다.

성능/효과

자유진동해석 결과는 시공방안에 따라 확연히 다른 양상을 확인할 수 있으므로 시공방안 선정에 있어서 필수적으로 검토되어야 할 것이다. 구조물의 최적설계를 위해 필수적인 시공방안별 절점변위, 부재력 및 주케이블긴장력에 대한 응답양상은 자유진동해석 결과와 부합하며, 주경간의 시공방향이 매우 큰 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 주경간 보강형의 시공방향과 동시 시공성을 적절히 조합하면 보다 이상적인 시공을 수행할 수 있을 것으로 판단된다.
주 · 측경간을 따로 시공하는 Case 1-4의 경우, 주경간 보강형의 완성단계인 시공 17단계까지는 상당히 다른 응답양상을 보이는 반면, 시공 18 ~ 27단계까지의 응답양상은 거의 일치하는 것을 확인할 수 있다. 또한 시공 17단계까지는 응답의 증가율이 크게 나타난데 비해, 이후 완성구조계까지의 응답은 상대적으로 완만하게 증가하는 양상을 나타냈다. 동시 시공성을 고려한 Case 5-8의 응답은 주경간 시공방향에 따라서 상당한 응답 차이를 보였으나, 시공 초기부터 완성구조계까지 선형적 응답양상을 나타냈다.
시공방안별 자유진동해석을 수행한 결과, 시공 중 대상 현수교는 그림 4에 도시된 것과 같이 주경간 보강형의 시공방향에 따라 모드별 고유진동수는 완성구조계와 확연히 다른 양상을 확인할 수 있다. 현수교의 거동특성을 파악하는데 있어서 중요한 주요 저차모드의 경우, Case 1, 3과 Case 2, 4의 결과는 주경간 보강형이 완성되는 시공 17단계 까지는 완전히 다른 결과를 나타낸 이후, 시공 18단계부터 완성구조계가 형성될 때까지 비슷한 양상을 나타냈다.
그림 12는 대상 현수교의 주탑 기초부 및 최대 긴장력이 발생한 #10번 주케이블의 시공단계별 파괴확률을 도시한 것이다. 신뢰성해석 결과 주케이블의 경우, 시공단계가 진행되면서 고정하중의 증가로 인해 파괴확률의 증가 양상을 나타냈으며, 최종단계에서 최대 파괴확률은 1.806E-5로 산정되었다. 시공방안에 따른 양상은 동시 시공성을 고려한 경우가 비교적 우수한 것으로 평가되었다.
주요부재의 입력지진동에 따른 대상 현수교의 시공단계별 동적응답특성은 다음과 같이 요약ㆍ정리할 수 있다. 주케이블 긴장력의 경우, 시공전반에 걸쳐 선형적 증가 양상을 나타낸 동시 시공성을 고려한 방안이 우수한 것으로 평가되었다. 절점변위 및 부재력 응답의 경우, 다양한 응답 양상을 나타냈으나, 전반적인 양상을 유추해보면 Case 1, 3과 Case 5, 7에 비해 Case 2, 4와 Case 6, 8의 경우가 비교적 유리한 시공방안으로 검토되었다.
주케이블 중앙부에 대한 각 방향별 동적절점변위 응답을 검토한 결과(그림 9) 교축방향 응답은 Case 1, 3의 경우, 절대 최대 응답이 산정된 시공 13단계까지, Case 5, 7의 경우, 절대 최대 응답이 산정된 시공 18단계까지 점진적인 증가 양상을 보였으며, 주경간 완성단계에서 급격히 감소하는 반면, Case 2, 4와 Case 6, 8의 응답은 시공 1단계에서 가장 큰 응답이 산정된 이후, 전반적으로 감소하는 양상을 나타냈다. 수직방향 응답의 경우, Case 1-4 및 Case 5, 7은 시공되면서 증가하는 양상을 보였으나, 시공 5, 7-9단계에서 절대 최대 응답이 산정된 이후, 점차적으로 감소하여 완성구조계를 형성하였다.

후속연구

구조물의 최적설계를 위해 필수적인 시공방안별 절점변위, 부재력 및 주케이블긴장력에 대한 응답양상은 자유진동해석 결과와 부합하며, 주경간의 시공방향이 매우 큰 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 주경간 보강형의 시공방향과 동시 시공성을 적절히 조합하면 보다 이상적인 시공을 수행할 수 있을 것으로 판단된다. 불확실성을 고려하여 검토된 신뢰성지수 및 파괴확률은 시공조건에 따른 구조안전성을 정량적으로 검토할 수 있어 시공방안별 우수성에 대한 실질적인 평가기준을 제공할 수 있는 것으로 판단된다.
추후, 장 경간 교량의 동적시공단계해석 시, 지진특성 및 풍하중 등을 고려하여 시공방안별 구조응답특성 평가가 수행되어야 할 것으로 판단된다. 아울러 구조신뢰성해석 수행 시, 장경간 교량에 내재된 불확실성의 영향에 따른 재평가 과정에 대해 상세한 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.
또한 자연적 불확실성 및 인위적 불확실성을 고려한 신뢰성 해석을 수행하였다. 자유진동해석 결과는 시공방안에 따라 확연히 다른 양상을 확인할 수 있으므로 시공방안 선정에 있어서 필수적으로 검토되어야 할 것이다. 구조물의 최적설계를 위해 필수적인 시공방안별 절점변위, 부재력 및 주케이블긴장력에 대한 응답양상은 자유진동해석 결과와 부합하며, 주경간의 시공방향이 매우 큰 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다.
특히, 위험 시공단계에 대한 신뢰성지수 및 상응하는 파괴확률의 주요 퍼센트 분포는 현수교의 구조설계 및 시공방안 결정 시 설계자 및 발주자에게 기초자료 및 합리적인 평가기준을 제공할 것으로 기대된다. 추후, 장 경간 교량의 동적시공단계해석 시, 지진특성 및 풍하중 등을 고려하여 시공방안별 구조응답특성 평가가 수행되어야 할 것으로 판단된다. 아울러 구조신뢰성해석 수행 시, 장경간 교량에 내재된 불확실성의 영향에 따른 재평가 과정에 대해 상세한 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.
불확실성을 고려하여 검토된 신뢰성지수 및 파괴확률은 시공조건에 따른 구조안전성을 정량적으로 검토할 수 있어 시공방안별 우수성에 대한 실질적인 평가기준을 제공할 수 있는 것으로 판단된다. 특히, 위험 시공단계에 대한 신뢰성지수 및 상응하는 파괴확률의 주요 퍼센트 분포는 현수교의 구조설계 및 시공방안 결정 시 설계자 및 발주자에게 기초자료 및 합리적인 평가기준을 제공할 것으로 기대된다. 추후, 장 경간 교량의 동적시공단계해석 시, 지진특성 및 풍하중 등을 고려하여 시공방안별 구조응답특성 평가가 수행되어야 할 것으로 판단된다.
표 4에 제시된 것과 같이 인위적 불확실성을 고려하여 평가된 75% 또는 90% 신뢰성지수 및 이에 상응하는 파괴확률은 설계자 및 발주자의 견지에서 대상 구조물에 내재된 위험에 충분히 대처하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	현수교의 시공안전성에 대한 정량적 평가는 어떤 방법을 이용해 수행했는가?	현수교의 시공안전성에 대한 정량적 평가는 동적시공단계해석 결과 및 AFOSM(Advanced First Order Second Moment) 방법을 이용하여 구조신뢰성해석을 수행하였다(Rackwitz 등(1978)). 주탑의 경우, 축력과 휨모멘트가 동시에 작용하고 있으며 주케이블의 경우, 케이블긴장력이 작용하고 있으므로, 한계상태방정식을 정의하기 위한 확률변수는 축력, 휨모멘트, 단면이차모멘트, 케이블긴장력 및 단면적 등을 고려하였다.
	일반적으로 사장교나 현수교와 같은 케이블 지지 장경간 교량은 언제 취약한가?	일반적으로 사장교나 현수교와 같은 케이블 지지 장경간 교량은 완성단계 보다 시공 중에 구조적으로 취약한 것으로 알려져 있다. 시공도중 지진 및 설계 풍속이하의 바람에 의해 교량이 붕괴되거나, 안전도 검토 없이 반입된 시공 장비 및 가설재 등에 의한 과하중에 의해 교량 붕괴사고가 발생할 가능성이 있다(방명석(1999), 한국건설기술연구원(1996)).
	장 경간 현수교를 대상으로 다양한 시공조건 및 변수를 고려하여 시공단계별 응답특성을 평가하고 자연적 불확실성 및 인위적 불확실성을 고려한 신뢰성 해석을 수행한 연구 결과는?	자유진동해석 결과는 시공방안에 따라 확연히 다른 양상을 확인할 수 있으므로 시공방안 선정에 있어서 필수적으로 검토되어야 할 것이다. 구조물의 최적설계를 위해 필수적인 시공방안별 절점변위, 부재력 및 주케이블긴장력에 대한 응답양상은 자유진동해석 결과와 부합하며, 주경간의 시공방향이 매우 큰 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 주경간 보강형의 시공방향과 동시 시공성을 적절히 조합하면 보다 이상적인 시공을 수행할 수 있을 것으로 판단된다. 불확실성을 고려하여 검토된 신뢰성지수 및 파괴확률은 시공조건에 따른 구조안전성을 정량적으로 검토할 수 있어 시공방안별 우수성에 대한 실질적인 평가기준을 제공할 수 있는 것으로 판단된다. 특히, 위험 시공단계에 대한 신뢰성지수 및 상응하는 파괴확률의 주요 퍼센트 분포는 현수교의 구조설계 및 시공방안 결정 시 설계자 및 발주자에게 기초자료 및 합리적인 평가기준을 제공할 것으로 기대된다. 추후, 장 경간 교량의 동적시공단계해석 시, 지진특성 및 풍하중 등을 고려하여 시공방안별 구조응답특성 평가가 수행되어야 할 것으로 판단된다. 아울러 구조신뢰성해석 수행 시, 장경간 교량에 내재된 불확실성의 영향에 따른 재평가 과정에 대해 상세한 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.

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