초록 ▼

본 연구에서 수행된 주요 연구분야는 교량 평가 방법의 개선, 하중전달경로해석, 교량 안전진단 전문가시스템 원형 개발이다. 각각의 연구분야에 대하여 수행된 주요 연구내용올 기술하면 다음과 같다.
교량의 평가에 대한 연구는 1차적인 상태평가와 2차적인 정밀평가로 구분할 수 있다. 1먼저 각국에서 사용되고 있는 교량평가 방법을 검토하고 차이점을 파악하였다. 그리고 국내에서 적용되는 교량평가 방법의 문제점 및 개선방향을 도출하였다. 국내에서 적용되고 있는 교량평가의 문제점은 다음과 같다. 첫째, 상태평가 기준이 명확하지 못하고 평가자

본 연구에서 수행된 주요 연구분야는 교량 평가 방법의 개선, 하중전달경로해석, 교량 안전진단 전문가시스템 원형 개발이다. 각각의 연구분야에 대하여 수행된 주요 연구내용올 기술하면 다음과 같다.
교량의 평가에 대한 연구는 1차적인 상태평가와 2차적인 정밀평가로 구분할 수 있다. 1먼저 각국에서 사용되고 있는 교량평가 방법을 검토하고 차이점을 파악하였다. 그리고 국내에서 적용되는 교량평가 방법의 문제점 및 개선방향을 도출하였다. 국내에서 적용되고 있는 교량평가의 문제점은 다음과 같다. 첫째, 상태평가 기준이 명확하지 못하고 평가자의 주관적인 판단에 좌우된다. 둘째, 국내의 내하력 평가방법은 기본내하력에 보정계수를 곱하여 공용내하력을 산정하는 결합법이 사용되고 있는데, 적용되고 있는 보정계수의 신뢰성과 합리성에 문제가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위한 상대평가 방법을 제시하였으며, 보다 합리적인 정밀 평가기법을 제안하였다. 정밀평가방법은 결정론적 방법의 1단계평가에 서 신뢰성 이론에 기본한 2.3 단계 평가로 구분하여 필요에 따라 심화된 정밀 평가가 가능하게 하였다 또한 설계기준에서는 규정되어 있지 않으나, 평가에서는 사용할 수 있는 차량하중 모델, 횡분배 모델, 노후교량 수명평가방볍을 제시하여 정밀한 평가가 가능하게 하였다. 개선된 평가안은 예제를 통하여 그 적용예를 보였다.
구조물에 손상이 발생한 경우에 여유하중경로가 없는 구조물은 여유하증경로가 있는 구조물에 비하여 붕괴의 가능성이 높다. 최근에 발생된 대부분의 교량붕괴사고는 여유도가 없는 구조물에서 발생하였다는 점이 이를 반증해주고 있다. 본 연구에서는 자료의 분석을 통하여 여유도의 기본개념을 정립하였으며, 하중경로해석을 통하여 교량의 여유도를 평가하는 방법론을 제시하였다. 향후 제시된 방법론은 교량구조물의 붕괴유발부재를 파악하는데 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
교량의 유지관리는 안전성과 사용성이 보장되어야 한다. 적절하지 못한 유지관리는 교량의 수명을 단축시키고 붕괴사고를 유발시킬 수도 있다. 급속한 경제발전과 더불어 교량의 수도 급속도로 증가하고 있으나 유지관리 시스템은 아직 초보적인 수준에 머물러 었다. 따라서 본 연구에서는 효율적인 유지관리 시스템을 구축하기 위한 안전진단 전문가 시스템의 원형을 개발하였다.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 요약문...3
• 목차...6
• 표목차...15
• 그림 목차...22
• 1. 서 론...27
• 1.1 교량조사와 평가...27
• 1.2 현재의 교량조사와 평가의 문제점...28
• 1.3 본 연구의 범위와 방법...30
• 2. 콘크리트 교량의 펑가방법의 개선...32
• 2.1 범 위...32
• 2.2 평가를 위한 조사방법의 고찰...32
• 2.2.1 개요...32
• 2.2.2 기존의 연구와 표준적인 조사방법...32
• 2.2.3 정기 점검과 기본적인 시험 결과의 평가...37
• 2.2.4 정밀 조사 방법의 고찰...41
• 2.2.4.1 개요...41
• 2.2.4.2 역학적 성질에 관한 시험...41
• 2.2.4.3 내구성에 관한 시험...41
• 2.2.4.4 철근 부식정도에 관한 시험...43
• 2.2.4.5 강선의 조사...43
• 2.2.5 재하시험...47
• 2.2.5.1 정적 재하시험...47
• 2.2.5.2 동적 시험...52
• 2.3 교량 상태평가방법의 개선...60
• 2.3.1 개요...60
• 2.3.2 기존의 연구...61
• 2.3.2.1 각국의 규정...61
• 2.3.2.2 이론적 연구...67
• 2.3.3 상태평가 개선안...73
• 2.3.3.1 개요...73
• 2.3.3.2 교량 형식에 따른 교량요소의 중요도 계수 Gi...75
• 2.3.3.3 손상유형이 안전，사용성 또는 내구성에 미치는 영향올 고려한 계수 k1...76
• 2.3.3.4 손상정도에 따른 계수 k2...76
• 2.3.3.5 손상의 범위와 빈도에 따른 계수 k3...77
• 2.3.3.6 손상의 긴급성을 나타내는 계수 k4...77
• 2.3.3.7 손상계수의 조합...77
• 2.3.3.8 적용예...78
• 2.4 기존 내하력 평가 방법의 검토...81
• 2.4.1 내하력 평가 방법론 고찰...81
• 2.4.2 국내의 공용내하력 산출방법에 대한 고찰...83
• 2.4.2.1 건설교통부 세부지침안...83
• 2.4.2.2 국내의 내하력 평가방법 연구에 관한 고찰...84
• 2.4.3 미국의 공용내하력 산출방법에 대한 고찰...88
• 2.4.3.1 기존 AASHTO 교량 평가 지침(1983)...88
• 2.4.3.2 개선된 AASHTO 교량 내하력 평가 지침(1989)...88
• 2.4.4 콘크리트 교량의 공용내하력 산정 예...93
• 2.4.4.1 철근 콘크리트 슬래브 교량...93
• 2.4.4.2 철끈 콘크리트 T형교...96
• 2.4.4.3 비교 분석 결과와 개선방향...98
• 2.4.5 내하력 판정 방법의 개선방향...99
• 2.5 콘크리트 교량 평가 모델의 개요...103
• 2.5.1 개요...103
• 2.5.2 교량평가 방법...105
• 2.5.2.1 개 요...105
• 2.5.2.2 각 국의 평가 모델의 비교...105
• 2.5.2.3 목표 신뢰성 지수 βT...107
• 2.5.3 교량평가를 위한 하중, 해석, 재료 물성 모델...110
• 2.5.3.1 개요...110
• 2.5.3.2 하중 모델...110
• 2.5.3.2.1 사하중...110
• 2.5.3.2.2 정적 차량하중 모델...114
• 2.5.3.2.3 통적 차량하중 모델...125
• 2.5.3.3 해석 모델...129
• 2.5.3.3.1 횡분배 모델...129
• 2.5.3.4 강도 추정 모델...132
• 2.5.3.4.1 휨 강도 및 전단 강도...132
• 2.5.3.5 재료 모델...136
• 2.5.3.5.1 개요...136
• 2.5.3.5.2 강도 모델...137
• 2.5.3.5.3 사용성 모델...140
• 2.6 콘크리트 교량 평가 각론...143
• 2.6.1 개요...143
• 2.6.2 차량하중 분포 모델...143
• 2.6.2.1 차량하중모델...143
• 2.6.2.2 차량하중에 의한 단면력...146
• 2.6.2.2.1 단일 차량에 의한 단면력...146
• 2.6.2.2.2 연행 및 평행 차량 하중에 의한 단면력...146
• 2.6.2.3 간이 차량모델...147
• 2.6.3 휭분배 모델...159
• 2.6.3.1 개요...159
• 2.6.3.2 비교 대상교량의 제원...159
• 2.6.3.3 K교의 실측결과의 비교...160
• 2.6.3.4 간이 계산법에 의한 계산결과와 Frame-Shell 모델에 의한 계산결과의 비교...165
• 2.6.3.5 여러 교량에 대한 실측처짐과 Frame-Shell 모델에 의한 계산 결과의 비교...168
• 2.6.3.6 Frame-Shell모델의 정도에 대한 확률분포 모델...171
• 2.6.3.7 고찰...174
• 2.6.4 염해를 받는 철근콘크리트 구조물의 수명평가...175
• 2.6.4.1 서론...175
• 2.6.4.2 연구 현황...176
• 2.6.4.3 구조물의 수명 예측 기법...177
• 2.6.4.3.1 구조물의 수명 평가 모델...177
• 2.6.4.3.2 콘크리트 내부의 염소이온...178
• 2.6.4.3.3 염소이온 침투 매카니즘...179
• 2.6.4.3.4 기존 염소이온 침투 모델...179
• 2.6.4.3.5 염소이온 침투 모델의 정립...180
• 2.6.4.3.6 확산계수의 변동성...187
• 2.6.4.3.7 염소이온의 임계 부식 농도...188
• 2.6.4.4 수명 평가 사례...189
• 2.6.4.4.1 수명 평가를 위한 기초 자료...189
• 2.6.4.4.2 수명 평가 결과...192
• 2.6.4.5 소결론...194
• 2.7 콘크리트 교량의 평가안...197
• 2.7.1 개 요...197
• 2.7.2 1단계 내하력 평가안...197
• 2.7.3 2단계 내하력 평가안...204
• 2.7.4 3단계 내하력 평가안...210
• 2.7.5 사용성 평가와 내구성 평가...210
• 2.8 콘크리트 교량 평가 예제...212
• 2.8.1 개요...212
• 2.8.2 내하력 및 사용성 평가의 예 : K교...212
• 2.8.2.1 평가의 개요...212
• 2.8.2.1.1 평가의 목적...212
• 2.8.2.1.2 평가의 전제조건...212
• 2.8.2.1.3 1차 평가의 흐름...213
• 2.8.2.2 교량 제원의 결정...215
• 2.8.2.2.1 단면 제원의 결정...215
• 2.8.2.2.2 재료상수의 결정...215
• 2.8.2.3 구조계의 모델링...217
• 2.8.2.3.1 구조계 모델링의 필요...217
• 2.8.2.3.2 Frame-Shell 해석 모델에 의한 해석...217
• 2.8.2.3.3 시험 결과와 계산 결과의 비교...220
• 2.8.2.4 프리스트레스의 추정...223
• 2.8.2.4.1 개요...223
• 2.8.2.4.2 프리스트레스의 추정...224
• 2.8.2.5 설계기준에 따른 안전검토...225
• 2.8.2.5.1 합성여부의 검토...226
• 2.8.2.5.2 휩강도의 검토...226
• 2.8.2.5.3 전단강도의 검토...227
• 2.8.2.5.4 사용하중상태의 허용응력 검토...227
• 2.8.2.5.5 사용성 검토 I: 균열검토...228
• 2.8.2.5.6 사용성 검토 II: 처짐 검토...229
• 2.8.2.5.7 슬래브의 안전검토...230
• 2.8.2.6 1단계 내하력 평가안(AASHTO 수정안)에 의한 평가...232
• 2.8.2.6.1 평가에 사용된 계수...232
• 2.8.2.6.2 주형에 대한 휨모멘트의 안전도 평가...233
• 2.8.2.6.3 주형에 대한 전단력의 안전도 평가...233
• 2.8.2.6.4 슬래브에 대한 휩모멘트의 안전도 평가...234
• 2.8.2.6.5 교통통제가 확실하지 않은 경우의 안전도 평가...234
• 2.8.2.7 2단계 내하력 평가안에 의한 평가...234
• 2.8.2.7.1 평가조건의 결정...234
• 2.8.2.7.2 각 계수의 결정...235
• 2.8.2.7.3 LLRF 의 결정...236
• 2.8.2.8 3단계 내하력 평가안에 의한 평가 ...237
• 2.8.2.8.1 평가 조건...237
• 2.8.2.8.2 차량하중 모델...237
• 2.8.2.8.3 신뢰성 분석을 위한 교량 제원 모델...239
• 2.8.2.8.4 신뢰성 분석...240
• 2.8.2.9 평가 결과에 대한 고찰...241
• 2.8.3 내구성 평가 적용예 : N교...243
• 2.8.3.1 개요...243
• 2.8.3.2 외관상태조사...243
• 2.8.3.3 상태평가...251
• 2.8.3.4 내구성 평가 시험...255
• 2.8.3.5 수명평가...261
• 2.8.3.5.1 수명 평가를 위한 기초 자료...261
• 2.8.3.5.2 수명 평가 결과...263
• 2.8.3.6 평가결과에 대한 고찰...264
• 2.9 결 론...265
• 참고문헌...267
• 3 강교량의 여유도...275
• 3.1 서론...275
• 3.1.1 연구개요 및 목적...275
• 3.1.2 연구현황...276
• 3.1.3 연구내용 및 범위...277
• 3.2 붕괴 유발 부재 및 여유도...278
• 3.2.1 붕괴 유발부재...278
• 3.2.2 여유도...278
• 3.2.2.1 여유도의 분류...278
• 3.2.2.2 여유도에 대한 정의...279
• 3.2.3 대체 하중경로...280
• 3.3 여분 브레이싱 시스템의 설계를 위한 연구...281
• 3.3.1 연구 적용 범위...281
• 3.3.2 예상되는 손상위치...282
• 3.4 구조해석...285
• 3.4.1 대상교량 선정...285
• 3.4.1.1 Betzwood Bridge...285
• 3.4.1.2 하중재하...288
• 3.4.2 부재별 강도 한계상태...288
• 3.4.2.1 수직 브레이싱...289
• 3.4.2.2 수평 브레이싱...290
• 3.4.2.3 슬래브...290
• 3.4.3 브레이싱 형식별 해석...290
• 3.4.4 분석 및 고찰...292
• 3.4.4.1 파괴전 거동...292
• 3.4.4.2 파괴 후 거동...295
• 3.5 여유도 제공을 위한 제안...305
• 3.5.1 가상공간 트러스 개념의 도입...305
• 3.5.2 여분 브레이싱 시스템의 필요조건...306
• 3.5.2.1 수평 브레이싱...306
• 3.5.2.2 다이아프랩...307
• 3.5.3 여유도 제공올 위한 설계방법...309
• 3.5.3.1 하부 수평브레이싱 설계...309
• 3.5.3.2 수직 수평브레이싱 설계...316
• 3.5.4 구조해석에 포함되는 부재 및 요소 모델링 방법...316
• 3.5.4.1 바닥판...316
• 3.5.4.2 주형...317
• 3.5.4.3 가로보...318
• 3.5.4.4 브레이싱...319
• 3.5.4.5 파손부 모댈링...321
• 3.5.4.6 지점부 모델링...322
• 3.6 결론...324
• 참고문헌...326
• 4 교량 안전진단 전문가시스템 원형개발...327
• 4.1 연구개요 및 목적...327
• 4.2 연구배경 및 현황...327
• 4.3 전문가 시스템 일반사항...331
• 4.4 교량 안전진단 전문가시스템의 원형...338
• 4.4.1 정보입력...338
• 4.4.2 안전 진단...339
• 4.4.3 보고서 출력...339
• 4.4.4 CLIPS 교량 안전진단 예제...341
• 부록 Appendix...377
• 부록 A1 : 교량 상태명가안의 계수의 결정방법...386
• 부록 A2 : 시편의 개수가 작은 경우의 재료둥급 판정(CSA-S6-88, 1990, Canada의 부록 C)...403
• 부록 A3 : 2.6철의 차종별 차량 모형...419
• 부록 A4 : K교의 현황 및 외관조사 결과...421
• 부록 A5 : K교의 재료강도 추정 및 구조계산...431
• 부록 A6 : N교의 현황 및 외관조사 결과...452