초록 ▼

프리캐스트 콘크리트 바닥판 교량의 장기거동을 평가하고, 도입된 프리스트레스의 손실량을 산정하기 위해서 시공단계를 고려할 수 있는 해석 프로그램을 개발하였다. 이미 수행된 합성보의 장기거동 실험 결과를 분석하고, 유한요소해석을 통해 프로그램의 적정성을 검증하였다. 설계변수에 대한 연구를 수행하기 위해 예제 교량을 설계하고, 합성후 사하중, 온도차, 활하중에 의해 발생하는 교축방향 인장응력을 산정하였다. 건조수축과 크리프에 의한 손실량을 고려하여 초기 프리스트레스의 크기를 결정하고, 장기거동 해석 프로그램을 이용하여 손실량을 평가하였다

프리캐스트 콘크리트 바닥판 교량의 장기거동을 평가하고, 도입된 프리스트레스의 손실량을 산정하기 위해서 시공단계를 고려할 수 있는 해석 프로그램을 개발하였다. 이미 수행된 합성보의 장기거동 실험 결과를 분석하고, 유한요소해석을 통해 프로그램의 적정성을 검증하였다. 설계변수에 대한 연구를 수행하기 위해 예제 교량을 설계하고, 합성후 사하중, 온도차, 활하중에 의해 발생하는 교축방향 인장응력을 산정하였다. 건조수축과 크리프에 의한 손실량을 고려하여 초기 프리스트레스의 크기를 결정하고, 장기거동 해석 프로그램을 이용하여 손실량을 평가하였다. 프리스트레스로 인한 장기처짐을 평가하고 설계 고려사항을 도출하였다. 프리캐스트 바닥판 시스템의 전단연결부의 특성을 반영하기 위해 베딩층의 두께를 변수로 한 추가실험을 수행하여 극한강도를 평가하기 위한 경험식을 제안하였다. 연구결과를 바탕으로 프리캐스트 바닥판 교량의 셜계를 위한 지침과 시공을 위한 지침안을 제시하였다.

Abstract ▼

An analytical program, which can consider the actual construction steps, is developed to evaluate the long-term behavior of precast concrete deck bridges and to estimate the magnitude of prestress losses. The results of long-term tests on composite beams are analysed, and finite element analyses are

An analytical program, which can consider the actual construction steps, is developed to evaluate the long-term behavior of precast concrete deck bridges and to estimate the magnitude of prestress losses. The results of long-term tests on composite beams are analysed, and finite element analyses are performed to verify the developed program. Model bridges are designed to investigate the design parameters, and the magnitude of longitudinal tensile stresses at concrete deck due to composite dead load, live load, temperature differential, are calculated by F.E. analyses. The magnitude of initial prestress is determined including the effects of creep and shrinkage, prestress losses are evaluated using the developed program. Increase of deflection by longitudinal prestress is calculated, and design considerations are suggested. Additional tests are done to investigate the behavior of shear connection including the effects of bedding layer, and empirical equation for the ultimate strength of the shear connection is proposed. Based on the research results. the draft of design and construction guides is suggested.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...6
• 목차 ...9
• Contents ...17
• 표목차(LIST OF TABLES) ...20
• 그림목차(LIST OF FIGURES) ...22
• 제1장 서론 ...26
• 제1절 연구배경 ...26
• 제2절 1차년도 연구결과분석 ...27
• 1. 채움재료선택 ...28
• 2. 바닥판과 바닥판 연결부 ...29
• 3.바닥판과 주형 연결부 ...29
• 4. 교축방향 프리스트래스의 효과 ...30
• 제3절 2차년도 연구결과분석 ...32
• 1. 프리스트레스 손실량 ...32
• 2. 온도와 건조수축에 의한 바닥판의 종방향 응력 ...33
• 3. 프리캐스트 바닥판 교량의 전단연결재 설계 ...34
• 4. 교량모델 실험 ...35
• 5. 프리캐스트 바닥판의 편칭전단강도 ...35
• 6. 프리캐스트 바닥판을 갖는 합성형교의 시공단계별 해석 ...36
• 제4절 3차년도 연구목적 및 연구범위 ...36
• 1. 연구목적 ...36
• 2. 연구범위 ...37
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...39
• 제1절 국내 기술개발 현황 ...39
• 제2절 국외 기술개발 현황 ...42
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ...49
• 제1절 시공단계를 고려한 프리캐스트 바닥판 합성형교 해석시스템 ...49
• 1. 개요 ...49
• 2. 장기거동 해석에 관한 기존연구 분석 ...49
• 3. 합성보의 장기거동 실험결과 분석 ...51
• 4. 해석적 연구 ...60
• 5. 프리캐스트 바닥판 합성형교 해석 프로그램 ...86
• 6. 변수연구 ...89
• 제2절 프리캐스트 바닥판 합성형교의 전단 연결부 ...109
• 1. 개요 ...109
• 2. 실험부재 제작 및 실험 변수 ...110
• 3. 실험 결과 ...117
• 4. 결과분석 ...126
• 제3절 프리캐스트바닥판 합성형교 설계.시공지침(안) ...128
• 1. 설계 및 시공지침(안)의 개요 ...128
• 2. 설계 및 시공지침(안)의 구성 ...128
• 3. 설계 및 시공지침(안)의 내용 ...129
• 제4절 종합결론 ...131
• 1. 장기거동 해석 프로그램 개발 ...131
• 2. 교축방향 프리스트례스의 크기 결정 ...132
• 3. 프리캐스트 바닥판 교량의 전단연결부 평가 ...132
• 4. 설계 및 시공 지침(안) 제시 ...133
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외 기여도 ...134
• 제1절 연구개발목표 달성도 ...134
• 1. 3차년도 연구개발목표 ...134
• 2. 평가의 착안점 ...134
• 3. 연구개발목표의 달성도 ...135
• 제2절 연구개발 대외기여도 ...137
• 1. 기술적 측면 ...137
• 2. 경제.산업적 측면 ...138
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...141
• 제1절 기존 노후 교량바닥판의 보수.보강공법으로 활용 ...141
• 제2절 신설교량의 건설에 활용 ...142
• 제3절 프리캐스트 부재 제작기술력의 향상에 기여 ...143
• 제6장 참고문헌 ...144
• 부록 ...149
• 부록 I. 프리캐스트 바닥판 교량의 설 계시공지침(안) ...150
• 제1장 총 칙 ...150
• 1.1 적용범위 ...150
• 1.2 용어의 정의 ...150
• 1.3 대상으로 하는 구조형식 ...153
• 제2장 사용재료...156
• 2.1 일 반 ...156
• 2.2 강재 ...157
• 2.3 콘크리트 ...159
• 2.3.1 콘크리트재료 ...159
• 2.3.2 콘크리트의 설계 기준강도 ...160
• 2.4 접합에 사용하는 재료 ...161
• 2.4.1 채움재 ...161
• 2.5 긴장재 피복재료 ...163
• 2.6 쉬스 ...165
• 2.7 정착장치 및 접속장치 ...166
• 2.8 조인트필러 ...168
• 2.9 간격재 ...169
• 2.10 높이조절장치 ...170
• 2.11 부상방지장치 ...170
• 2.12 교면방수재 ...171
• 2.13 접착제 ...173
• 제3장 설계 일반 ...174
• 3.1 설계의 원칙 ...174
• 3.2 하 중 ...174
• 3.3 구조해석 ...175
• 3.3.1 구조해석에 있어서의 가정 ...175
• 3.3.2 구조해석에 사용하는 물리상수 ...175
• 3.3.3 바닥판의 유효폭 ...177
• 3.3.4 바닥판 콘크리트의 크리프 ...177
• 3.3.5 바닥판의 콘크리트의 건조수축 ...178
• 3.3.6 바닥판의 콘크리트와 강주형과의 온도차 ...179
• 3.4 허용응력 ...179
• 3.4.1 강재의 허용응력 ...179
• 3.4.2 콘크리트의 허용응력 ...180
• 3.4.3 허용응력의 증가 ...181
• 3.5 항복에 대한 안전도의 조사 ...182
• 3.6 솟음 ...183
• 3.7 설계도 ...183
• 제4장 바닥판의 설계 ...184
• 4.1 적용범위 ...184
• 4.2 일 반 ...184
• 4.2.1 프리캐스트 바닥판의 배치 ...184
• 4.2.2 바닥판의 지간 ...185
• 4.2.3 프리캐스트 바닥판의 설계 휨 모멘트 ...186
• 4.2.4 이음부의 설계 ...186
• 4.2.5 교축직각방향 이음부의 종류와 구조 ...187
• 4.2.6 교축방향 이음부의 종류와 구조 ...188
• 4.2.7 교축방향 프리스트레스의 설계 ...189
• 4.2.8 교축방향 PS강재 및 쉬스의 종류와 배치 ...192
• 4.2.9 전단포켓의 구조 ...193
• 4.2.10 채움재 충진용 흠의 구조 ...194
• 4.2.11 PS강재의 정착부 ...195
• 4.2.12 지점부의 바닥판 ...195
• 4.3 철근콘크리트 바닥판 ...197
• 4.3.1 바닥판의 최소 두께 ...197
• 4.3.2 바닥판의 헌치 ...197
• 4.3.3 철근의 종류 및 배치 ...198
• 4.4 프리스트레스트 콘크리트 바닥판 ...199
• 4.4.1 바닥판의 최소 두께 ...199
• 4.4.2 바닥판의 헌치 ...199
• 4.4.3 PS강재의 종류 및 배치 ...200
• 4.4.4 철근의 종류 및 배치 ...200
• 제5장 전단연결재의 설계 ...201
• 5.1 적용범위 ...201
• 5.1.1 전단연결재의 종류 ...201
• 5.1.2 전단연결부 채움재료 ...202
• 5.1.3 스터드의 설계 ...202
• 5.2 설계세목 ...204
• 5.2.1 스터드의 간격 ...204
• 제6장 강주형의 설계 ...205
• 6.1 적용범위 ...205
• 6.2 일 반 ...205
• 6.3 상부플랜지의 단면 변화 ...205
• 6.4 상부플랜지의 현장이음 ...206
• 제7장 프리캐스트 콘크리트 바닥판 합성형교의 시공 ...207
• 7.1 적용범위 ...207
• 7.2 시공일반 ...207
• 7.3 시공계획 ...208
• 7.4 재 료 ...208
• 7.5 프리캐스트 콘크리트 바닥판 ...208
• 7.5.1 프리캐스트 콘크리트 바닥판의 제작 ...208
• 7.5.2 프스트레싱 ...209
• 7.5.3 인양장치 ...210
• 7.5.4 프리캐스트 콘크리트 바닥판의 검사 ...211
• 7.5.5 프리캐스트 콘크리트 바닥판의 보판 ...214
• 7.5.6 프리캐스트 콘크리트 바닥판의 운반 및 보관 ...214
• 7.6 프리캐스트 콘크리트 바닥판의 시공 ...215
• 7.6.1 프리캐스트 콘크리트 바닥판의 설치 ...215
• 7.6.2 조인트 필러 ...216
• 7.6.3 교축직각방향 이음부의 처리 ...216
• 7.6.4 교축직각방향 이음부의 충진 ...217
• 7.6.5 교축방향 프리스트레싱 및 정착장치 ...218
• 7.6.6 부상(Uplift) 방지 ...219
• 7.6.7 전단포켓의 충진 ...219
• 7.6.8 그라우트 ...220
• 7.6.9 비부착 긴장재의 피복재료 ...220
• 7.6.10 단부 바닥판의 시공 ...221
• 7.7 난간 및 신축이음장치의 시공 ...221
• 7.7.1 난간 ...221
• 7.7.2 신축이음장치 ...221
• 7.7.3 배수장치 ...222
• 7.7.4 교면포장 ...222
• 7.8 마감 ...223
• 7.9 강주형의 시공 ...223
• 7.9.1 일반사항 ...223
• 7.9.2 스터드의 시공 ...224
• 제8장 프리캐스트 콘크리트 바닥판에 의한 교체공사 ...225
• 8.1 적용범 위 ...225
• 8.2 설계일반 ...227
• 8.3 교축직각방향에 대한 설계 ...228
• 8.4 교축방향에 대한 설계 ...228
• 8.5 바닥판 교체공사시 시공 ...229
• 제9장 설계예 ...230
• 9.1 개 요 ...230
• 9.2 설계 조건 ...230
• 9.3 프리캐스트 바닥판의 설계 ...231
• 9.3.1 가정 단면 ...231
• 9.3.2 설계휨모멘트의 계산 ...232
• 9.3.3 인양시 발생휨모멘트의 검토 ...233
• 9.3.4 작용응력의 계산 ...236
• 9.3.5 횡방향 프리스트레스의 계산 ...236
• 9.3.6 응력의 검토 ...238
• 9.3.7 종방향 배력철근의 배근 ...239
• 9.3.8 종방향 프리스트레스 설계 ...240
• 9.3.9 정착부의 설계 ...242
• 9.4 현장타설 바닥판의 설계 ...244
• 9.4.1 가정 단면 ...244
• 9.4.2 슬래브두께 검토 ...244
• 9.4.3 단면설계 ...245
• 9.4.4 신축이음장치부 전단검토 ...249
• 9.4.5 균열검토 ...250
• 9.5 강주형의 설계 ...251
• 9.5.1 가정단면 ...251
• 9.5.2 하중산정 ...251
• 9.5.3 단면력의 산정 ...254
• 9.5.4 바닥판유효폭의 계산 ...255
• 9.5.5 단면설계 ...256
• 9.6 주형의 이음 ...261
• 9.6.1 계산조건 ...261
• 9.6.2 이음부의 계산 ...261
• 9.7 보강재의 설계 ...265
• 9.7.1 초기 수평보강재의 단면검토 ...265
• 9.7.2 수직 보강재의 설계 ...266
• 9.7.3 수평 보강재의 설계 ...267
• 9.7.4 지점 보강재의 설계 ...268
• 9.8 전단연결재의 피로설계 ...269
• 9.9 처짐 검토 ...270
• 9.10 단지점 횡거더의 설계 ...271
• 9.11 중간경사구의 설계 ...273
• 9.12 분배횡거더(CB-1)의 설계 ...275
• 9.13 피로설계 ...277
• 9.14 신축량의 산정 ...282
• 부록 II. 프리캐스트 바닥판 교량의 장기거동 해석 프로그램 사용자 지침서 ...283
• 서지자료 ...312
• BLBLOGRAPHIC DATA SHEET ...313