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다이아프램이 고려된 ILM 교량 상부단면의 단순해석 및 최적설계조건
Simplified Analysis of Superstructure Section Considering Diaphragm and Optimum Design Conditions for ILM Bridge 원문보기

한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, v.27 no.5, 2014년, pp.459 - 467  

이환우 (부경대학교 토목공학과) ,  박용진 (부경대학교 토목공학과)

초록
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ILM 교량은 압출되는 동안 상부의 단면이 지간의 중앙부와 지점부를 모두 통과한다. 따라서 발생되는 최대 정모멘트 및 최대 부모멘트를 효과적으로 제어하기 위해서 압출추진코를 이용한다. 이 연구에서는 압출중 상부구조물에 발생하는 휨모멘트를 계산할 수 있는 다이아프램이 고려된 단순 해석식을 개발하였다. 또한 다이아프램이 고려된 압출추진코의 최적설계조건에 관하여 분석하였다. 단순 해석식을 MIDAS Civil과 비교한 결과 대부분의 경우 0.5%이하의 오차를 가지는 정확성을 확인하였다. 다이아프램의 영향을 고려했을 경우와 고려하지 않았을 경우 사례교량에서 최대 13%의 휨모멘트 차이를 보였다. 또한, 단순 해석식에 적용시킬 등가 등단면의 단위중량 및 평균강성값을 결정할 수 있는 기준을 제시하였다. 이 연구에서는 ILM 교량의 압출중 역학특성으로 인하여 부모멘트 최소화 조건만을 사용하는 것이 압출추진코 최적설계를 위한 효과적인 방법으로 판단하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

ILM(Incremental Launching Method) bridges pass both the middle of spans and supports during launching. The launching noses are used to minimize the maximum positive moments and negative moments of the superstructure occurring during launching for ILM bridges. In this study, the simplified analysis f...

주제어

#ILM공법   #압출추진코   #등가 등단면   #다이아프램   #최적길이비  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이 연구에서는 설계자가 예비설계시 신속한 구조해석을 수행할 수 있어 최적설계를 위한 설계 여유시간을 가질 수 있도록 다이아프램이 고려된 압출중 ILM 교량의 상부단면에 발생하는 휨모멘트 단순 해석식을 개발하고자 한다. 또한 ILM 교량의 압출중 역학적 특성에 따라 상부단면의 최적화에 영향을 줄 수 있는 압출추진코의 최적설계조건에 관하여 분석하고자 한다.
  • 이 연구에서는 설계자가 예비설계시 신속한 구조해석을 수행할 수 있어 최적설계를 위한 설계 여유시간을 가질 수 있도록 다이아프램이 고려된 압출중 ILM 교량의 상부단면에 발생하는 휨모멘트 단순 해석식을 개발하고자 한다. 또한 ILM 교량의 압출중 역학적 특성에 따라 상부단면의 최적화에 영향을 줄 수 있는 압출추진코의 최적설계조건에 관하여 분석하고자 한다.

가설 설정

  • 2) Fig. 1의 D지점 이후는 지간길이가 l인 무한개의 연속보로 되어 있다고 가정한다.
  • 3) 단순 해석식의 사용 간편성을 위해 압출추진코를 등단면으로 가정하였다. 따라서 적절한 등단면의 단면 강성값 등이 필요하다.
  • 3) 미지수를 추가적으로 도입하지 않기 위해서 압출 긴장력은 도심축을 지난다고 가정한다.
  • 라 정의한다. Fig. 1의 D지점 이후를 무한연속보로 가정하고, 교량 전체 구조계에서 지점 A~D의 3경간 연속보를 해석영역으로 적용한다. MD = ql2/12을 적용하면 휨모멘트 #는 식 (2)와 같다.
  • 1에서 알 수 있듯이 지점 B와 지점 C이다. 우선은 지점 B에서의 최대 부모멘트가 지점 C에 비하여 크게 나타날 것이라 가정하고 최적길이비를 산정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
ILM 교량 상부구조물 단면의 최적설계를 위해서는 무엇이 필수적인가? ILM 교량 상부구조물 단면의 최적설계를 위해서는 압출추진코와의 상호작용이 고려된 해석과 압출추진코의 최적설계가 필수적이다(Rosignoli, 1999). 이를 위해서는 다양한 설계변수 해석이 요구된다.
ILM 교량의 단면은 어떤 특성을 가지는가? ILM 교량은 압출되는 동안 상부의 단면이 지간의 중앙부와 지점부를 모두 통과한다. 따라서 단면들은 자중에 의한 최대 정모멘트 및 최대 부모멘트를 모두 경험하는 구조적 특성을 가진다. 이 일시적인 응력을 효과적으로 제어하기 위해서 다양한 방법이 있으며, 이중에서 압출추진코를 이용하여 캔틸레버 작용을 감소시키는 방법이 대표적으로 사용되고 있다(Rosignoli, 2000; Sasmal et al.
ILM 교량 상부구조물 단면의 최적설계를 위해 수행된 연구는 무엇이 있는가? 압출추진코의 최적설계를 위한 최적화 기법(Fontan et al., 2011)이나, 상부구조와 압출추진코의 상호작용이 고려된 ILM 상부구조 단순 해석식(Rosignoli, 1998; Lee et al., 2006; 2012) 및 예비설계용 최적화 설계식(Lee et al., 2006; Choi et al., 2008)에 관한 연구가 수행되었다. Rosignoli(1998)는 압출추진코의 강성과 중량을 모두 등단면으로 가정한 해석식을 사용하여 압출추진코의 최적길이비를 제시하였다. Choi(2008)은 Rosignoli(1998)와 동일한 해석식을 사용하여 최적길이비를 부모멘트 최소화 조건 및정모멘트 최소화 조건에 따라 각각 제시하였다. 또한 Lee 등 (2006)의 연구에서 압출추진코의 강성과 중량을 모두 변단면으로 적용한 해석식 및 설계식이 제시되었다. 그러나 선행 연구들에서는 상부구조물과 압출추진코의 연결부 보강단면인 다이아프램을 고려하지 않았거나, 다이아프램이 고려된 기초 연구만 있었다.
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참고문헌 (12)

  1. Choi, H.Y., Suh, S.K., Oh, M.S., Oh, S.H. (2008) Techniques of Optimizing the Launching Nose under Conditions of Minimizing the Launching Bending Moment, J. Korean Soc. Civ. Eng., 28(A4), pp.487-495. 

  2. Fontan, Arturo N. (2011) Improved Optimization Formulations for Launching Nose of Incrementally Launched Prestressed Concrete Bridges, J. Bridge Eng., 16, pp.461-470. 

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  3. Fontan, Arturo N. (2014) Simultaneous Cross Section and Launching Nose Optimization of Incrementally Launched Bridges, J. Bridge Eng., 19(3), p.04013002. 

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  4. Lee, H.W., Jung, D.H., Ahn, T.W. (2006) Interaction Analysis between Tapered Sectional Launching Nose and Superstructure Section of ILM Concrete Bridge, J. Comput. Struct. Eng. Inst. Korea, 19(2), pp.139-150. 

  5. Lee, H.W., Jang, J.Y. (2010) Design Formula for Launching Nose of ILM Bridge Considering the Interaction Behavior with Superstructure Section, J. Comput. Struct. Eng. Inst. Korea, 23(1), pp.53-60. 

  6. Lee, H.W., Jang, J.Y. (2012) Simplified Analysis Formula for the Interaction of the Launching Nose and the Superstructure of ILM Bridge, J. Comput. Struct. Eng. Inst. Korea, 25(3), pp.245-258. 

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  7. Rosignoli, M. (1998) Nose-Deck Interaction in Launched Prestressed Concrete Bridges, J. Bridge Eng., 3(1), pp.21-27. 

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  8. Rosignoli, M. (1999) Prestressing Schemes for Incrementally Launched Bridges, J. Bridge Eng., 4(2), pp.107-115. 

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  9. Rosignoli, M. (2000) Thrust and Guide Devices for Launched Bridges, J. Bridge Eng., 5(1), pp.75-83. 

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  10. Rosignoli, M. (2002) Bridge Launching, Thomas Telford Ltd, London. 

  11. Sasmal, S., Ramanjaneyulu, K., Srinivasm, V., Gopalakrishnan, S. (2004) Simplified Computational Methodlogy for Analysis and Studies on Behaviour of Incrementally Launched Continuous Bridges, Struct. Eng. & Mech., 17(2), pp.245-266. 

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  12. Sasmal, S., Ramanjaneyulu, K. (2006) Transfer Matrix Method for Construction Phase Analysis of Incrementally Launched Prestressed Concrete Bridges, Eng. Struct., 28, pp.1897-1910. 

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