[논문]식재기반을 담는 RDT 거더교의 구조성능 검증

하태열; 한종욱; 양인욱

doi:10.5762/kais.2015.16.3.2219

[국내논문] 식재기반을 담는 RDT 거더교의 구조성능 검증
Structural Performance Verification of RDT Girder Bridge Feasible to Fill with Planting Ground 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.16 no.3, 2015년, pp.2219 - 2228

하태열 ((주)삼현피에프 기술연구소) , 한종욱 ((재)건설연구인프라운영원) , 양인욱 ((주)삼현피에프 기술연구소)

초록
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RDT(Reversed Double T) 거더교는 생태교 맞춤형으로 개발된 PSC 교량 형식이다. 모음 ㅛ형상과 유사한 단면형상이 가장 큰 특징이며 거더 내부 공간에 흙을 담을 수 있어 상부 구조 전체 높이를 획기적으로 낮추고 시공성과 경제성이 우수하여 생태교로써 적용이 활발할 것으로 기대되는 공법이다. 새로 제안된 RDT 거더교의 실적용을 위해서는 공용 중 안전성 검증이 필요하다. 본 연구에서는 RDT 거더교의 실물모형 실험체를 설계 및 제작하여 정적재하 실험을 수행하였다. 실험결과와 변형률적합법을 이용한 비선형 해석 결과를 바탕으로 거동을 평가하고 구조성능을 검토하였다. 검토 결과, RDT 거더교는 사용하중의 2배 이상 균열 안전성을 확보하고 있으며 우수한 휨 성능을 보유하고 있는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

The proposed RDT(Reversed Double T) girder bridge is suitable to eco corridor, because of its cross section which resembles Korean alphabet vowel "ㅛ". The total height and cost of bridge would be reduced for its inner space containing some of plant soil. In this study, the performance of the RDT girder was assessed by comparing results of static test with those of nonlinear analysis. The cracking load of the RDT girder was evaluated more than two times of design load.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 실물모형 실험체의 설계 및 제작에 대하여 기술하였고, 제작 단계에서 텐던 배치 형상에 따른 긴장응력 도입이 예상과 잘 일치하는 지 살펴보았으며 정적재하 실험을 수행하여 생태교로서의 구조적 안전성을 보유하는지 평가하였다. 또한 실험 결과와 변형률적합법 결과를 비교 분석하였다.

가설 설정

9m, 설계경간은 29m이다. 동물이동만을 위한 교량이며, 고정하중은 식재지반 깊이 1.2m, 배수층 300mm로 가정하였고 식생하중(8.0kN/m³)과 보호몰탈 하중을 고려하였다. 식재지반 흙과 배수층 자갈은 구분 없이1.

제안 방법

Actuator 용량은 5,000kN 급을 사용했고, 각 하중단계에서 처짐, 콘크리트 및 철근의 변형률, 균열폭을 측정하였고, 초기 균열 발생 후 하중을 제거하였다가 재가력하여 강성 저하 정도를 확인하였다. 하중재하는 변위제어로 초기균열이 발생할 때까지는 2mm/min.
본 논문에서는 실물모형 실험체의 설계 및 제작에 대하여 기술하였고, 제작 단계에서 텐던 배치 형상에 따른 긴장응력 도입이 예상과 잘 일치하는 지 살펴보았으며 정적재하 실험을 수행하여 생태교로서의 구조적 안전성을 보유하는지 평가하였다. 또한 실험 결과와 변형률적합법 결과를 비교 분석하였다.

대상 데이터

7은 실험체의 일반도이다. 거더높이 1.5m, 하부플랜지 폭 2.8m, 복부두께는 흙과 접하는 구조의 피복두께 80mm를 고려하여 270mm, 식재부 폭 1.0m인 단면으로 설계하였다. 슬래브 폭은 횡단 배치시 작업자나 낙하물이 추락하지 못하도록 20mm로 간격을 두고 이에 맞게 결정하였다.
본 연구에서는 RDT 거더교의 구조거동 특성 규명을 위하여 식재기반 높이 1.5m를 수용하는 경간장 29m인 실물모형 실험체를 설계 및 제작하였다. 내측거더 합성단면에 대해 정적재하 실험을 수행하였고, 변형률적합법을 통해 실험 결과와 해석 결과를 비교 분석하여 생태교로 적용하는데 대한 구조 안전성과 사용성을 평가하였다.

데이터처리

5m를 수용하는 경간장 29m인 실물모형 실험체를 설계 및 제작하였다. 내측거더 합성단면에 대해 정적재하 실험을 수행하였고, 변형률적합법을 통해 실험 결과와 해석 결과를 비교 분석하여 생태교로 적용하는데 대한 구조 안전성과 사용성을 평가하였다. 실험으로부터 다음과 같은 결과를 얻었다.

이론/모형

RDT 거더교의 설계 방법은 거더는 허용응력설계법, 바닥판은 강도설계법을 적용하였으며 그 외의 시방규정은 국내 도로교설계기준[7] 및 콘크리트설계기준[8]을 적용하였다. 하중은 조경설계기준 및 동물이동통로 설계기준(안)[9]을 참고하였다.
거동을 예측하기 위해 변형률적합법으로 비선형 해석을 수행하였다. 해석 결과를 실물모형 실험체의 휨거동실험 결과에 대입하여 거동을 예측하였다.
해석에서 철근은 무시하였고 PS강재는 Trilinearmodel을 적용하였다. 콘크리트는 도로교설계기준 한계상태설계법(2012)[10]에서 제시하는 비선형 구조해석을 위한 모델을 적용하였고, 이에 대한 재료모델을 Fig. 20에 나타내었다.

성능/효과

(1) 실교량 설계를 통해 RDT 거더 최적 단면을 산출하였고 정적재하 실험 결과 구조계산에서 얻은 결과와 잘 일치하고 있음을 확인하였다.
(2) 긴장력 도입시 계측된 거더 변형률과 솟음이 계산값에 비해 오차가 크지 않아 횡방향 편심이 최소화 되도록 긴장 순서를 결정하면 프리스트레스가 합리적으로 도입됨을 확인하였다.
(3) 균열하중은 이론값과 잘 일치하였고, 사용하중 보다 약 2배 크며 극한하중은 설계기준에 따른 계산값 보다 6.8% 정도 크게 나타났다. 따라서 RDT교량 실험체는 경간장 29m의 생태교 설계하중 하에서 충분한 균열 안전성을 가지고 극한상태에서도 충분한 안전율을 보유하고 있는 것으로 나타났다.
(4) 변형률적합법을 이용한 해석 결과, 탄성구간 내 거동은 거의 동일하고 설계기준에서 제시하는 이론식을 따르는 경우와도 큰 차이가 없어 현 이론식적용에 무리가 없다. 또한 비탄성구간에서는 안전측의 결과를 얻을 수 있어 변형률적합법을 이용한 거동 예측이 가능함을 확인하였다.
8% 정도 크게 나타났다. 따라서 RDT교량 실험체는 경간장 29m의 생태교 설계하중 하에서 충분한 균열 안전성을 가지고 극한상태에서도 충분한 안전율을 보유하고 있는 것으로 나타났다.
(4) 변형률적합법을 이용한 해석 결과, 탄성구간 내 거동은 거의 동일하고 설계기준에서 제시하는 이론식을 따르는 경우와도 큰 차이가 없어 현 이론식적용에 무리가 없다. 또한 비탄성구간에서는 안전측의 결과를 얻을 수 있어 변형률적합법을 이용한 거동 예측이 가능함을 확인하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	RDT(Reversed Double T) 거더교의 특징은 무엇인가?	RDT(Reversed Double T) 거더교는 생태교 맞춤형으로 개발된 PSC 교량 형식이다. 모음 ㅛ형상과 유사한 단면형상이 가장 큰 특징이며 거더 내부 공간에 흙을 담을 수 있어 상부 구조 전체 높이를 획기적으로 낮추고 시공성과 경제성이 우수하여 생태교로써 적용이 활발할 것으로 기대되는 공법이다. 새로 제안된 RDT 거더교의 실적용을 위해서는 공용 중 안전성 검증이 필요하다.
	생태교란 무엇인가?	생태교(육교형 생태통로)는 도로·철도 등에 의해 단절된 생태계를 연결하거나 야생동물의 이동을 위해 설치하는 인공구조물이다. 국내에는 1998년 터널형 생태통로를 시초로 매년 20～30개소가 꾸준히 설치되고 있고, 최근에는 생태계 파편화를 막는 전통적인 역할 뿐 아니라 복개공원의 목적으로 시공 되어 시민들의 위락과 심미적 쾌적함을 제공하는 역할도 하고 있다[1].
	RDT(Reversed Double T) 거더교란 무엇인가?	RDT(Reversed Double T) 거더교는 생태교 맞춤형으로 개발된 PSC 교량 형식이다. 모음 ㅛ형상과 유사한 단면형상이 가장 큰 특징이며 거더 내부 공간에 흙을 담을 수 있어 상부 구조 전체 높이를 획기적으로 낮추고 시공성과 경제성이 우수하여 생태교로써 적용이 활발할 것으로 기대되는 공법이다.

참고문헌 (10)

Ministry of Environment "Current State of Affairs of Installation and Management for Eco-corridor in Korea", 2011
Kwang-Soo Kim, In-Hwan Yang, "Development of New Type PSC Beam Girder Bridges in Korea", Magazine of the Korea Concrete Institute, Vol. 20, No.3, pp. 26-33, 2008
Korean Institute of Landscape Architecture, "Landscape Architecture Standard Construction Specification", Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 2008
Korean Institute of Landscape Architecture, "Landscape Architecture Design Criteria", Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 2013
Land Transport and Maritime, "Development of Construction Technology for Eco Bridges and Cut-and-cover Tunnels Using Composite Preflex Rahmen Structures", Land Transport and Maritime R&D Report, 2011
Choong-Eon Kim, Jong-Wook Han, "Application Study of the Reversed Double-T Prestressed Concrete Girder", KCI Conference Journal, Vol. 25, No. 1, pp. 7-8, 2013
Korea Road & Transportation Association, "Design Specification of Highway Bridges", Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 2010
Korea Concrete Institute, "Concrete Structure Design Standard", Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 2012
Korea Express Corporation, "Eco Bridge Design Standard(Draft)", Korea Expressway Corporation, 2003
Korea Road & Transportation Association, "Design Specification of Highway Bridges(Limit State Design)", Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 2012

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DOI : 10.5762/KAIS.2015.16.3.2219
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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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