초록 ▼

본 연구는 2003. 10. 31 ～ 2004. 10. 30까지 수행된 연구로서 연차별 연구내용 및 범위는 다음과 같다.
1) 문헌조사 및 관련 기술 동향 조사
- 본 연구에서 개발하려는 기술에 관련한 각종 논문 및 보고서 등의 자료를 수집
- 국내외적으로 본 연구에 관련한 기술 동향 조사
2) 강재에서의 열전달 특성 분석
- 강재의 열전달에 관련된 자료 및 수치해석을 위한 계수값에 대한 자료를 수집.분석
3) 연결보강판 및 고정장치 개발
- 기존 PSC 거더의 초기응력분포 해석을 통하여 연속화

본 연구는 2003. 10. 31 ～ 2004. 10. 30까지 수행된 연구로서 연차별 연구내용 및 범위는 다음과 같다.
1) 문헌조사 및 관련 기술 동향 조사
- 본 연구에서 개발하려는 기술에 관련한 각종 논문 및 보고서 등의 자료를 수집
- 국내외적으로 본 연구에 관련한 기술 동향 조사
2) 강재에서의 열전달 특성 분석
- 강재의 열전달에 관련된 자료 및 수치해석을 위한 계수값에 대한 자료를 수집.분석
3) 연결보강판 및 고정장치 개발
- 기존 PSC 거더의 초기응력분포 해석을 통하여 연속화에 필요한 필요 연결보강판의 제원(강종, 두께, 폭, 길이, 가열구간 분포 등) 및 가열온도 산정과 볼트구멍 위치의 결정
- 고정장치개발을 위한 정착방법에 대한 검토 및 연결보강판의 설계에 의해 발생하는 온도프리스트레싱력에 대한 고정장치의 설계방법을 결정
- 부분모형시험제의 제작 및 고정장치의 내하성능 검증
4) 온도프리스트레싱 도입을 위한 가열기구에 관한 연구
- 인위적인 열을 가하는 열원에 대한 고찰
- 가열방법이 강거더 단면의 열전달에 미치는 영향을 실험을 통해 파악하여, 시공성이 우수한 열원(가열판)의 제작과 열원의 배치방법 및 가열방안을 제시
- 온도관리 시스템에 관한 연구개발
5) 다단계 온도프리스트레싱 결정기법 정립
- 표준단면 PSC I형 거더 연속화를 위한 초기 프리스트레싱력 분석
- 소요 초기 프리스트레싱력에 대한 다단계 온도분포 결정기법 정립
6) 연속 PSC거더 모형 시험체에 대한 온도프리스트레싱 도입 실험
- 모형 시험체를 대상으로 다단계 온도프리스트레싱 기법을 적용
- 수치해석을 통한 온도프리스트레싱의 효과와 실제 시험결과를 비교.분석
7) 표준단면 PSC 거더에 대한 적용성 실험
- 표준단면 거더에 대한 연속화 공법 적용성 실험을 위한 기본계획 및 설계(부지선정, 연결보강판 및 고정장치 설계, 지반조사, 교각 및 교대의 설계, 재하방법 결정)
- 온도프리스트레싱 연속화 공법 적용성 실험 및 결과 분석
- 연속화된 PSC 거더의 내하성능 실험 및 장기계측
- 시험 시공 결과에 따른 시공상 문제점 분석 및 온도프리스트레싱 기법의 공기 예측
8) 후속연구를 위한 자료수집
- 연속형 PSC I형 거더의 최적단면 개발을 위한 자료수집
- 신설교량에 적합한 정착장치에 대한 자료수집

Abstract ▼

This research was carried out from Oct. 31, 2003 to Oct. 30, 2004 and the research contents and scope are as follows.
1) Review of literature and trends of related technologies
2) Analysis of heat transfer characteristics of steel members
- Literature review of heat transfer in steel plate

This research was carried out from Oct. 31, 2003 to Oct. 30, 2004 and the research contents and scope are as follows.
1) Review of literature and trends of related technologies
2) Analysis of heat transfer characteristics of steel members
- Literature review of heat transfer in steel plate section
- Numerical analysis and model test
3) Development of Continuation Plate and Fastening Device for Multi-Stepwise Thermal Prestressing Method
- Design of Continuation Plate regarding heating temperature distribution and bolt hole position
- Design of Fastening device for anchoring the Continuation Plate to the PSC girder
- Numerical analysis and model test
4) Heating methods of heating system including controlling system
- Selection of adequate heating system
- Arrangement and heating methods of the heating system
- Development of temperature controlling system
5) Analysis of Multi-Stepwise Thermal Prestressing Method
- Analysis of Multi-Stepwise Thermal Prestressing Method for standard PSC girder continuation
- Determination of the multi-stepwise temperature distribution
6) Model test on Muti-Stepwise Thermal Prestressing
- Continuation of a model beam using Multi-Stepwise Thermal Prestressing Method
- Analysis of the continuation effect
7) Full-scale test in Muti-Stepwise Thermal Prestressing
- Continuation of a full-scale PSC girder bridge using Multi-Stepwise Thermal Prestressing Method
- Analysis of the continuation effect
- Loading test on the continuous PSC girder

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 요약문...4
• SUMMARY...10
• 목차...14
• 제 1 장 서 론...26
• 제 1 절 연구개발의 배경...26
• 제 2 절 연구개발의 목적...28
• 제 3 절 연구개발의 내용 및 범위...30
• 제 2 장 기술연구개발 현황...32
• 제 1 절 PSC 거더 교량의 연속화...32
• 제 2 절 강구조물의 열전달 및 열응력에 관한 연구...34
• 제 3 절 연구결과의 기술연구 현황에서 차지하는 위치...37
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과...38
• 제 1 절 PSC 거더 교량의 기존 연속화 기술...38
• 1. PSC 거더 교량 연속화의 장단점...38
• 2. 기존의 PSC 연속화 공법...39
• 제 2 절 다단계 온도프리스트레싱을 이용한 PSC 거더 교량의 연속화 공법...43
• 1. 본 연속화 공법의 기본개념...43
• 2. 본 연속화 공법의 장점...45
• 3. PSC 거더 연속화 기술의 개요...47
• 3.1 각 요소의 명칭 및 역할...47
• 3.2 시공 순서...50
• 3.3 적용 방법...52
• 제 3 절 온도프리스트레싱 도입을 위한 열전달 해석...55
• 1. 열전달 해석 기본이론...55
• 1.1 전도에 의한 열전달...56
• 1.2 대류에 의한 열전달...58
• 1.3 복사에 의한 열전달...60
• 2. 강판의 열전달 해석을 위한 이론적 연구...61
• 2.1 열전달의 일반해...61
• 2.2 강판의 길이방향 열전달...63
• 2.3 강판의 두께방향 열전달...70
• 3. 강판의 열전달 해석을 위한 실험적 연구...74
• 3.1 가열장비...74
• 3.2 자동온도조절장치...77
• 3.3 강판의 열전달 모형실험...78
• 제 4 절 온도프리스트레싱 도입을 위한 열응력 해석...87
• 1. 강판의 열응력...87
• 1.1 온도와 변위와의 관계...87
• 1.2 온도변화에 의한 구속응력...89
• 2. 등가가열온도...92
• 3. 등가가열온도를 이용한 온도프리스트레싱의 이론해...94
• 제 5 절 온도프리스트레싱 도입을 위한 고정장치 개발...98
• 1. 고정장치의 앵커(Anchor)시스템...98
• 1.1 앵커종류의 결정...98
• 1.2 콘크리트의 저항강도...100
• 2. 고정장치의 마찰이음...103
• 2.1 체결 축력의 관리방법...103
• 2.2 토크법 체결...103
• 3. 고정장치 설치를 위한 장비 및 고정장치의 시공방법...106
• 3.1 고정장치 설치장비...106
• 3.2 연결보강판 및 고정장치의 시공 순서...108
• 4. PSC 거더 상부모형에 대한 고정장치 내하성능 실험...112
• 4.1 시편 및 실험장비...112
• 4.2 실험방법...116
• 4.3 실험결과 및 분석...121
• 5. 고정장치의 설계예...125
• 제 6 절 철근콘크리트 보의 응력 도입 실험...128
• 1. 시험체의 제작 및 실험장비 구성...128
• 1.1 시험체의 제원...128
• 1.2 게이지 부착 위치...130
• 1.3 철근콘크리트 시험체의 제작...131
• 1.4 실험장비의 구성...133
• 2. 실험방법...135
• 3. 실험결과 및 분석...139
• 제 7 절 표준단면 PSC I형 거더교의 연속화 설계...143
• 1. 다단계 온도프리스트레싱 결정기법...143
• 2. 표준단면 PSC I형 거더교의 연속화 설계...145
• 2.1 연속화 이전 단계의 해석...145
• 2.2 연속화 이후 단계의 해석...152
• 2.3 온도프리스트레싱 단계의 해석...156
• 3. 2등급 교량의 연속화 설계...166
• 3.1 순지지된 기설 교량의 내하력...166
• 3.2 연속화에 의한 기설 교량의 내하력...167
• 제 8 절 표준단면 PSC 거더교에 대한 적용성 실험...168
• 1. 기본 계획 및 설계...169
• 1.1 PSC I형 거더의 제원...169
• 1.2 실험부지에 대한 지반조사...170
• 1.3 교각 및 교대 설계...173
• 1.4 게이지 부착위치...178
• 1.5 PSC 거더의 시공...181
• 2. 다단계 온도프리스트레싱 연속화 공법 적용성 실험...185
• 2.1 실험 장비...185
• 2.2 실험방법...186
• 2.3 실험 결과 및 분석...190
• 3. 연속화 된 PSC 거더의 하중 재하 실험...192
• 3.1 하중 재하...192
• 3.2 실험 결과 및 분석...196
• 4. PSC 거더교의 연속화 시공 단계별 응력변화...203
• 5. 시공성 향상 및 공기절감 효과 분석...206
• 제 9 절 프리스트레스의 손실...209
• 1. 프리스트레스의 손실의 원인...210
• 1.1 정착장치의 활동에 의한 손실...211
• 1.2 PS 텐던과 쉬스 사이의 마찰에 의한 손실...212
• 1.3 콘크리트의 탄성변형에 의한 손실...213
• 1.4 시간적 손실...215
• 2. 신설 PSC 거더교의 연속화를 위한 온도프리스트레싱 손실...216
• 2.1 거더 상단에 온도프리스트레싱 도입시...216
• 2.2 바닥판 상단에 온도프리스트레싱 도입시...222
• 2.3 거더 상단에 온도프리스트레싱 도입 및 받침 교체시...228
• 3. 기설 PSC 거더교의 연속화에 따른 온도프리스트레싱력의 손실...234
• 3.1 거더 상단에 온도프리스트레싱 도입시...234
• 3.2 슬래브 상단에 온도프리스트레싱 도입시...240
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 관련분야에의 기여도...246
• 1. 연구개발목표 달성도...246
• 2. 대외 기여도...247
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...249
• 1. 타연구에의 응용 및 파급효과...249
• 2. 기업화 추진방안...249
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...251
• 제 7 장 참고문헌...252