초록

교량구조물은 설계당시의 오류, 시공결함 그리고 공용 기간 동안 환경조건의 변화에 따른 열화현상, 무분별한 초과하중 등의 여러 가지 요인에 의해 성능이 저하되어 구조물의 수명이 단축되고 안전성이 저하된다.
이에 따라, 본 연구의 목적은 국도상 성능이 저하된 교량의 성능개선 방안의 수립을 위하여 선진 외국의 교량에 대한 보수 · 보강기법의 조사분석, 신뢰성 있는 보수 · 보강기법의 개발 그리고 신설교량구조물의 내구성 연장을 위한 설계자료 제시 및 2등급 교량의 1등급 향상 방안을 제시하는데 있다.

Abstract ▼

Structural engineers around the world have challenged to extending the life of various infrac structures , of which best performance in general requires periodical rehabilitation works by using effective strengthening material based on the design specification. The objective of this research is to e

Structural engineers around the world have challenged to extending the life of various infrac structures , of which best performance in general requires periodical rehabilitation works by using effective strengthening material based on the design specification. The objective of this research is to experimentally develope appropriate methods for strengthening aged bridges on national roadways, and to propose rational guidelines for the capacity-enhancement of various aged bridges. This experimental research is categorized into three tasks for the development of improving method of aged bridges. Task 1 is to experimentally the static and fatigue behaviour of composite steel plate girders strengthened by external prestressing tendons. Task 2 is to evaluate the effect of glassfiber or carbon-fibre stripes used for strengthening reinforced concrete slabs and prestressed concrete beams. Finally, task 3 is to investigate the behaviour of aged concrete slab bridges, which have been stepwise subjected to the failure load. Various effects have accelerated to shorten the lifetime of aged bridges, of which reconstruction cost needs enormous amount of money, and also incur heavy traffic jam to paralyze domestic industry. Therefore, it absoulutely necessiates to develop appropriate strengthening method for various aged bridges, which is of most importance in bridge engineering, being one of most important infrastructures. Meanwhile, it is believed that various rehabilitation and strengthening method for aged bridges have been adopted without reliable verfication tests on their performance, and without appropriate standard design specification. Thus experimental reserach IS to investigate and evalute the static and fatigue behaviour of aged bridges reinforced with effective strengthening material. and to figure out their failure mode.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...4
• 목차 ...6
• CONTENTS ...11
• 표목차(LIST OF TABLES) ...14
• 그림목차(LIST OF FIGURES )...19
• I. 서 론 ...32
• 1. 서 론 ...33
• 1.1 연구배경 및 목적 ...33
• 1.2 연구내용 및 범위 ...34
• 1.2.1 제1세부과제 : 강합성교의 성능개선기법 활용성 연구 및 노후교량 성능 평가 ...34
• 1.2.2 제2세부과제 : RC교량의 성능개선기법 활용성 연구 ...35
• 1.2.3 제3세부과제 : PSC교량의 성능개선기법 활용성 연구 ...36
• II. 제1세부과제 : 강합성교의 성능개선기법 활용성 연구 및 노후교량 성능평가 ...37
• 2. 강합성형교의 성능개선기법 활용성 연구 및 노후교량 성능평가 ...38
• 2.1. 강합성교의 성능개선기법 활용 ...38
• 2.1.1 개 요 ...38
• 2.1.2 후긴장 강합성교의 이론적 배경 ...39
• 2.1.3 국내 합성형교에 대한 후긴장 적용사례 ...39
• 2.1.4 후긴장 강합성교의 실내실험 ...40
• 2.1.4.1 실험 목적 및 방법 ...40
• 2.1.4.2 실험체 계획 및 실험체 제작 ...41
• 2.1.4.3 강합성교의 후긴장 보강설계 ...43
• 2.1.4.4 실험체 측정계획 ...52
• 2.1.5 실험결과 및 구조해석 결과와의 비교 고찰 ...54
• 2.1.5.1 하중-변위 관계 ...55
• 2.1.5.2 하중-변형률 관계 ...56
• 2.1.5.3 보강 효과 및 결론 ...60
• 2.1.6 결론 및 추후연구과제 ...63
• 2.2 노후교량의 성능 평가 ...65
• 2.2.1 서 론 ...65
• 2.2.1.1 연구의 배경 ...65
• 2.2.1.2 연구의 목적 ...66
• 2.2.2 노후 교량의 정적파괴 실험 ...66
• 2.2.2.1 실험대상교량 ...66
• 2.2.2.2 가력방법 ...67
• 2.2.2.3 측정방법 ...70
• 2.2.2.4 실제교량의 차량재하에 의한 응력계산 ...71
• 2.2.2.5 DB-18 설계응력 ...75
• 2.2.2.6 계산된 공용하중 ...76
• 2.2.2.7 실험 결과 ...77
• 2.2.3 충격반향기법의 고찰 ...81
• 2.2.3.1 응력파(stress wave) ...82
• 2.2.3.2 경계면에서의 파의 이동특성 ...84
• 2.2.3.3 P파 속도 ...86
• 2.2.3.4 충격반향기법에 의한 균열 진단 ...89
• 2.2.3.5 Damping Ratio ...92
• 2.2.3.6 충격반향기법의 응용 ...92
• 2.2.3.7 균열깊이 추정 ...95
• 2.2.4 기타 비파괴시험 ...96
• 2.2.4.1 표면파기법(SASW) ...96
• 2.2.4.2 크로스홀 시험(Cross Hole Test) ...97
• 2.2.4.3 적용결과 ...98
• 2.2.5 콘크리트 코아에 대한 탄성파실험 ...98
• 2.2.5.1 도달시간방법(Travel Time Method) ...98
• 2.2.5.2 Compressive Resonance ...99
• 2.2.5.3 전단파 속도측정 ...101
• 2.2.5.4 Possion 비(v) 산출 ...101
• 2.2.5.5 코아 비파괴 시험 결과 ...102
• 2.2.6 현장 비파괴 실험 결과 ...106
• 2.2.6.1 이론적 해석 ...106
• 2.2.6.2 철근 탐지 가능여부 ...107
• 2.2.6.3 실험결과 ...109
• 2.2.7 충격반향기법에 의한 노후교량의 현 상태를 알기위한 공용내하력 추정 ...115
• 2.2.8 결론 및 추후 연구 과제 ...116
• III. 제2세부과제 : RC교량의 성능개선기법 활용성 연구 ...117
• 3. RC교량의 성능개선기법 활용성 연구 ...118
• 3.1 유리섬유로 보강된 RC휨부재에 대한 정적 및 동적실험 ...118
• 3.1.1 서론 ...118
• 3.1.2 실험일반 ...119
• 3.1.2.1 실험개요 ...119
• 3.1.2.2 실험체 계획 및 제작 ...119
• 3.1.2.3 실험체 재료특성 ...122
• 3.1.2.4 유리섬유와 에폭시의 물리적 특성 ...123
• 3.1.2.5 실험체 보강 ...125
• 3.1.3 파괴 하중 계산 및 보강단면 설계 ...127
• 3.1.3.1 공칭 휨 강도 ...127
• 3.1.3.2 전단강도 ...128
• 3.1.3.3 파괴하중 ...129
• 3.1.3.4 유리섬유 보강길이 계산 ...129
• 3.1.4 정적실험 ...132
• 3.1.4.1 실험체의 설치 ...132
• 3.1.4.2 측정 방법 ...132
• 3.1.4.3 재하방법 ...133
• 3.1.4.4 정적실험결과 ...133
• 3.1.5 정적실험 결과와 수치해석결과의 비교 ...137
• 3.1.5.1 APSB(Analysis Program for Strengthened Beam) 해석 프로그램 ...137
• 3.1.5.2 RCSB(Reinforced concrete Strengthened Beam) 해석 프로그램 ...137
• 3.1.5.3 DIANA 해석 ...138
• 3.1.5.4 해석 및 실험 결과 비교 ...138
• 3.1.6 피로실험 ...143
• 3.1.6.1 실험체의 설치 및 측정 방법 ...143
• 3.1.6.2 피로실험 결과 ...144
• 3.1.7 결론 및 추후연구과제 ...151
• 3.2 유리섬유로 보강된 RC전단부재에 대한 정적 및 동적실험 ...152
• 3.2.1 실험 일반 ...152
• 3.2.1.1 실험개요 ...152
• 3.2.1.2 실험체 계획 ...153
• 3.2.1.3 실험체 재료특성 ...157
• 3.2.1.4 유리섬유와 에폭시의 물리적 특성 ...159
• 3.2.1.5 실험체보강 ...159
• 3.2.2 파괴하중 계산 및 보강단면 설계 ...160
• 3.2.2.1 파괴하중 계산 ...160
• 3.2.2.2 보강단면 설계 ...161
• 3.2.3 정적 실험 ...163
• 3.2.3.1 실험체의 설치 ...163
• 3.2.3.2 측정방법 ...163
• 3.2.3.3 하중재하방법 ...164
• 3.2.3.4 정적실험결과 ...164
• 3.2.3.5 정적 실험 결과 분석 ...171
• 3.2.4 피로실험 ...172
• 3.2.4.1 실험체의 설치 ...172
• 3.2.4.2 측정 방법 ...172
• 3.2.4.3 재하 방법 ...172
• 3.2.4.4 피로실험 결과 ...174
• 3.2.4.5 피로실험 결과 분석 ...176
• 3.2.5 추후 연구 과제 ...181
• IV. 제3세부과제 : PSC교량의 성능개선기법 활용성 연구 ...182
• 4. PSC교량의 성능개선기법 활용성 연구 ...183
• 4.1 서 론 ...183
• 4.2 실험부재의 제원 ...185
• 4.2.1 재 료 ...185
• 4.2.2 지간 및 단면 ...188
• 4.2.3 설 계 휨 강도와 설계 하중 작용시의 응력 ...189
• 4.2.4 보강부재의 휨 강도 ...190
• 4.3 실험부재의 제작과 보강 ...192
• 4.3.1 실험부재 제작 과정 ...192
• 4.3.2 실험부재의 유리섬유 보강 ...192
• 4.3.3 실험부재의 외부강선 보강 ...193
• 4.3.4 각 부재의 보강 방법 ...194
• 4.4 실험부재의 재하와 측정 ...195
• 4.4.1 실험 부재의 재하 ...195
• 4.4.2 실험 부재의 측정 ...197
• 4.5 실험 결과 ...199
• 4.5.1 정적 실험 ...199
• 4.5.1.1 파괴양상과 파괴하중 ...199
• 4.5.1.2 하중-변위 관계 ...200
• 4.5.1.3 하중-변형 관계 ...202
• 4.5.1.4 하중-단면 변형 관계 ...215
• 4.5.1.5 균열 양상 ...219
• 4.5.1.6 하중-균열 간격 관계 ...219
• 4.5.1.7 하중-균열폭 관계 ...222
• 4.5.2 동적 실험 ...226
• 4.5.2.1 파괴반복 횟수와 파괴양상 ...226
• 4.5.2.2 하중-변위관계 ...228
• 4.5.2.3 하중-변형 관계 ...231
• 4.5.2.4 균열양상 ...245
• 4.6 실혐결과의 요약 ...246
• 4.6.1 정적실험 결과의 요약 ...246
• 4.6.2 동적실험 결과의 요약 ...250
• 4.7 결론 ...254
• V. 결론 및 추후 연구과제 ...255
• 5. 결론 및 추후 연구과제 ...256
• 참고문헌 ...261
• 연구수행에 따른 문제점 및 대책 ...265
• 부록 ...267