초록 ▼

본 연구는 총 3개년 연구로서, 1차년도에는 콘크리트 충전 강관거더의 설계식 도출을 위한 부재거동특성 계측 실험 및 설계관련 기초연구를 수행하였고, 2차년도에는 콘크리트 충전 강관거더와 바닥판 합성단면에 대한 사용성 검토 계측실험 및 설계관련 상세연구를 수행하였으며, 3차년도에는 본격적인 실용화를 위한 관련 지침을 정리하고, 설계예제집 및 표준단면도면을 작성하였다. 주요항목별 연구범위는 다음과 같다.
① 콘크리트 충전 강관거더의 설계변수에 따른 거동특성을 평가하기 위하여 내부충전재 강도 변화에 따른 휨거동 특성, 강관의 지름/

본 연구는 총 3개년 연구로서, 1차년도에는 콘크리트 충전 강관거더의 설계식 도출을 위한 부재거동특성 계측 실험 및 설계관련 기초연구를 수행하였고, 2차년도에는 콘크리트 충전 강관거더와 바닥판 합성단면에 대한 사용성 검토 계측실험 및 설계관련 상세연구를 수행하였으며, 3차년도에는 본격적인 실용화를 위한 관련 지침을 정리하고, 설계예제집 및 표준단면도면을 작성하였다. 주요항목별 연구범위는 다음과 같다.
① 콘크리트 충전 강관거더의 설계변수에 따른 거동특성을 평가하기 위하여 내부충전재 강도 변화에 따른 휨거동 특성, 강관의 지름/두께비 변화에 따른 좌굴저항능력 특성, 강관-충전재 합성조건 변화에 따른 휨내력 증가, 콘크리트 충전 강관거더-바닥판 합성조건 변화에 따른 휨저항능력 등을 규명하기 위한 계측 실험을 수행한다. 이를 통하여 콘크리트 충전 강관거더의 거동 특성을 규명함과 동시에 설계식 도출에 필요한 자료를 축적한다.
② 콘크리트 충전 강관거더의 철도교 적용성을 검토하기 위하여 열차하중 주행시 콘크리트 충전 강관거더의 진동특성 평가, 200만회 피로재하실험을 통한 내피로성능 평가, 충격하중에 대한 진동/소음 평가 등의 연구를 수행한다. 철도교에 대한 적용성 검토 결과를 바탕으로, 도로교를 대상으로 적용범위를 확대하며 각각 적용범위에 대한 설계대안을 도출하고, 사용성을 검토한다.
③ 설계업무를 위하여 강관과 충전재 강도 및 경계조건을 고려할 수 있는 해석 모델을 개발하고, 해석/설계 프로그램을 개발한다. 또한, 실무자의 설계편의를 위하여 등가강성비를 고려한 간략해석기법을 도출한다. 개발된 해석모델 및 해석프로그램을 이용하여 설계변수에 대한 매개변수해석을 수행하여 민감도 분석을 실시한다. 매개변수해석 결과는 범용 구조해석프로그램에 의한 해석결과와 비교하여 신뢰성을 검증한다.
④ 콘크리트 충전 강관거더와 바닥판간의 합성전단연결재의 설계법을 도출하고, 콘크리트 충전 강관거더 강합성교의 실용화를 위한 설계법을 도출하며, 설계/시공/유지관리 지침을 작성하며, 표준화 설계개념을 도입한 표준도면 작성 및 주요 지간별 설계 예제집을 작성한다.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 요약문...4
• 목차...10
• 표목차...14
• 그림목차...19
• 제1장 서론...34
• 제1절 연구개발 배경 및 개요...34
• 제2절 기술 개발의 목표 및 내용...37
• 1. 연구개발의 최종 목표...37
• 2. 연차별 연구개발 목표 및 내용...38
• 제2장 국내외 연구 및 기술개발 현황...42
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...50
• 제1절 신형상 ㄱ형 Perfobond 리브 전단연결재 개발...50
• 1. 개발 개요...50
• 2. 강도평가식 도출을 위한 전단실험...51
• 3. 실험변수에 따른 ㄱ형 Perfobond 리브 전단연결재의 전단거동...58
• 4. 실험 변수를 고려한 전단내력 평가...67
• 5. ㄱ형 Perfobond 리브 전단연결재의 강도평가식 유도...79
• 6. 비선형 유한요소해석을 통한 강도평가식 검증...88
• 7. 재하실험을 통한 강도평가식 검증...97
• 8. ㄱ형 Perfobond 리브 전단연결재의 피로내구성 평가...113
• 9. 소결론...119
• 제2절 CFT부재 단위 성능평가...121
• 1. CFT부재 충전재의 사하중 영향 평가...121
• 2. CFT부재의 설계매개변수 영향 평가를 위한 재하실험...128
• 3. 재하 실험 결과...136
• 4. CFT부재의 단면형상 영향 평가...190
• 5. 충전재 압축강도의 영향 평가...196
• 6. 지름-두께비(D/t비)의 영향 평가...204
• 제3절 합성단면 단위 성능평가...209
• 1. CFT거더 합성단면의 정모멘트 거동 평가...209
• 2. CFT거더 합성단면의 부모멘트 거동 평가...216
• 3. 2경간 연속 CFT거더 합성단면의 거동 평가...225
• 4. 강관이음방법을 고려한 CFT거더 합성단면의 거동 평가...238
• 5. CFT거더 합성단면의 피로 내구성 평가...254
• 제4절 실교량 단위 성능평가...260
• 1. 40m 단순지지 CFT거더 도로교 성능 평가...260
• 2. 35m 단순지지 CFT거더 철도교 진동성능 평가...267
• 3. 20m 4주형 단순지지 CFT거더 철도교 이중하중해석...282
• 제5절 시험교량 현장 주행실험을 통한 사용성능 평가...292
• 1. 현장주행실험 개요...292
• 2. 유한요소해석을 통한 예비 거동평가...306
• 3. 정적재하시험에 의한 사용성 평가...324
• 4. 동적재하시험에 의한 동특성 평가...339
• 5. 충격계수 산정...346
• 6. 삼일1교의 진동성능 검토...353
• 제6절 유지관리를 고려한 교량 성능 검토...357
• 1. 보강방법에 따른 CFT거더 휨성능 평가...357
• 2. CFT거더 합성단면의 내부 부식 평가...382
• 3. 충전 손실의 영향 검토...388
• 제7절 CFT거더 해석모델 연구...391
• 1. 개요...391
• 2. 재료 모델 결정...392
• 3. 해석 모델 및 해석 방법...399
• 4. 콘크리트 충전 강관의 휨거동 해석...401
• 제8절 콘크리트 충전 강관거더 설계기준...407
• 1. 개요...407
• 2. 콘크리트 충전 강관 부재의 단면 특성...407
• 3. CFT부재 구성요소 평가 방법...410
• 4. 콘크리트 충전 강관거더교 강도설계식...426
• 제9절 콘크리트 충전 강관거더 설계법에 따른 설계 예제...442
• 1. 설계예제 검토 조건...442
• 2. 설계 결과...444
• 제10절 콘크리트 충전 강관거더 강합성교 경제성 분석...464
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 관련분야에의 기여도...472
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...478
• 제6장 참고문헌...482
• 부록 1. CFT 거더 교량 시스템 설계편람...484
• 부록 2. CFT 거더 교량 시스템 제조편람...508
• 부록 3. CFT 거더 교량 시스템 시공 편람...538