초록

본 연구에서는 기존의 내하력 평가시스템 및 보수보강기법을 분석하여 우리나라의 특성에 적합한 외관조사 평가기준 및 재하시험기법을 정립하였으며， 합리적이고 체계적인 내하력 평가시스템의 개발을 위하여 구조해석모델 제시， 허용응력이론에 의한 사용변수들의 개선 및 신뢰성 개념을 도입한 내하력 평가기법을 개발하였다. 또한 내하력평가 결과에 따른 최적의 보수·보강기볍을 제시하였다. 상기의 결과를 설무자에게 쉽게 사용할 수 있도록 교량정밀안전진단 절차서(안)을 작성하였다.

Abstract ▼

This research has studied the existing method, established the more reasonable procedure in visual inspection and load test. To develop the evaluation theory of load carrying capacity, we have proposed the structural analysis model, improved the coefficients in Working Stress Theory, and applied the

This research has studied the existing method, established the more reasonable procedure in visual inspection and load test. To develop the evaluation theory of load carrying capacity, we have proposed the structural analysis model, improved the coefficients in Working Stress Theory, and applied the reliability theme. Also, the optimal repair techniques according to the load carrying capacity are presented. We have drawn up the Detailed Safety Diagnosis Guide of Bridge for executive managers to make a convenient utilization of this research.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...3
• 요약문 ...4
• SUMMARY ...10
• 목차 ...16
• CONTENTS ...22
• 표목차 ...28
• 그림목차 ...36
• 1. 서 론 ...50
• 1.1 연구 배경 ...50
• 1.2 연구 목적 ...51
• 1.3 연구 범위 및 내용 ...52
• 1.4 연구 수행방법 ...54
• 2. 교량 구조물의 성능저하의 유형 및 원인분석 ...56
• 2.1 콘크리트 구조물의 열화(성능저하) 발생기구 및 원인분석 ...56
• 2.1.1 동결융해작용에 의한 성능저하 ...57
• 2.1.2 콘크리트 탄산화(중성화)에 의한 성능저하 ...60
• 2.1.3 온도에 따른 성능저하 ...64
• 2.1.4 건습에 의한 성능저하 ...65
• 2.1.5 용해성 염의 석출에 의한 성능저하 ...69
• 2.1.6 철근부식에 의한 성능저하 ...70
• 2.1.7 충격 및 마모에 의한 성능저하 ...75
• 2.1.8 알카리 골재반응에 의한 성능저하 ...75
• 2.1.9 황산염에 반응에 의한 성능저하 ...77
• 2.1.10 하중의 반복작용으로 인한 피로손상 ...79
• 2.1.11 초과하중으로 인한 균열 및 손상 ...81
• 2.2 균열발생의 원인 및 기구 ...82
• 2.2.1 균열발생기구 ...82
• 2.2.2 소성 콘크리트의 균열발생원인 ...83
• 2.2.3 굳은 콘크리트의 균열발생원인 ...84
• 2.3 강구조물의 열화 ...90
• 2.2.1 부식(Corrision) ...90
• 2.2.2 피로(fatigue) ...91
• 2.2.3 응력부식(stress corrosion) ...92
• 2.2.4 사고로 인한 손상(damage from accidents) ...92
• 2.4 PC강재의 열화 원인 ...93
• 2.4.1 부식 ...93
• 2.4.2 피로 ...93
• 2.4.3 부적절한 그라우팅 ...93
• 2.4.4 수소로 인한 최성화(hydrogen embrittlement) ...94
• 3. 기존 안전진단 체계의 문제점분석 및 고찰 ...96
• 3.1 외관조사 ...96
• 3.2 현장 재하시험 ...98
• 3.2.1 정적 재하시험 ...99
• 3.2.2 동적 재하시험 ...100
• 3.3 구조해석 ...101
• 3.4 내하력 평가 ...101
• 3.4.1 허용응력이론에 의한 내하력 평가 ...101
• 3.4.2 강도설계법에 의한 내하력 평가 ...103
• 4. 내하력 평가시스템의 개선방안 ...106
• 4.1 외관조사 ...106
• 4.1.1 개선된 외관조사 방법 ...106
• 4.1.2 교량의 건전도 평가 ...113
• 4.2 현장재하시험 ...115
• 4.2.1 현장검증 대상교량 및 측정항목 ...115
• 4.2.2 재하차량의 제원 및 축중 ...116
• 4.2.3 게이지 부착위치 ...117
• 4.2.4 재하방법 ...120
• 4.3 현장재하시험 결과분석 ...123
• 4.3.1 정적 재하하중 크기별 시간에 따른 거동분석 ...123
• 4.3.2 정적 재하하중 크기별 각 거더의 거동 분석 ...136
• 4.3.3 거더 단부의 국부지압응력의 거동분석 ...141
• 4.3.4 실측 중립축의 하중크기별 거동분석 ...144
• 4.4 실측치와 이론치의 비교분석 ...149
• 4.4.1 응력보정계수의 산정방법 검토 ...149
• 4.4.1.1 현장재하시험으로부터 측정된 데이터의 처리 ...149
• 4.4.1.2 거더의 강성변화에 따른 구조해석 결과 분석 ...157
• 4.4.1.3 응력보정계수의 통계분석에 의한 최적의 거더강성의 선정 ...160
• 4.4.1.4 선택된 강성에 의한 응력보정계수의 결정 ...167
• 4.4.2 응력보수계수 산정방안의 제안 ...170
• 4.5 정적재하시험 ...178
• 4.5.1 대기시간 ...178
• 4.5.2 재하하중의 크기 및 재하방식 ...178
• 4.5.3 최소 재하경우 ...181
• 4.5.4 최소 게이지 부착위치 ...184
• 4.6 구조해석 ...186
• 4.7 기본내하력 ...192
• 4.8 보정계수 ...205
• 4.8.1 교통량 보수계수 ...206
• 4.8.2 노면상태 보정계수 ...206
• 4.8.3 외관조사 보정계수 ...207
• 4.9 하중-저항계수이론 ...209
• 4.9.1 교량 구조물의 신뢰성 ...209
• 4.9.2 교량의 하중모델 ...211
• 4.9.3 활하중 조사 ...211
• 4.9.4 최대 하중효과(maximum live load effect) ...212
• 4.9.5 활하중효과 예측모델 ...215
• 4.9.6 교량 부재의 하중효과 ...222
• 4.9.7 교량 부재의 저항 ...223
• 4.9.8 하중효과 및 저항의 확률적 특성 ...224
• 4.9.9 교량의 신뢰성평가 ...227
• 4.10 공용내하력의 평가 ...236
• 5. 개선된 교량 내하력 평가시스템 정립 ...238
• 5.1 정밀 안전진단 평가 대상 교량의 선정 ...241
• 5.2 예비조사 ...242
• 5.2.1 자료조사 ...242
• 5.2.2 사전 현장조사 ...242
• 5.3 외관조사 ...243
• 5.3.1 사전준비 ...243
• 5.3.2 제원조사 ...248
• 5.3.3 교통량조사 ...248
• 5.3.4 외관조사 ...248
• 5.3.5 외관조사 현황도작성 ...249
• 5.3.6 교량의 건전도 판정 ...253
• 5.4 비파괴조사 ...254
• 5.4.1 철근 및 콘크리트 비파괴조사 항목 ...254
• 5.4.2 강재 비파괴조사 항목 ...254
• 5.5 재하시험 ...255
• 5.5.1 재하시험 실시여부 결정 및 수행절차 ...255
• 5.5.2 시험경간의 선정 ...255
• 5.5.3 가상의 시험트럭을 이용한 이론 구조응답량 계산...256
• 5.5.4 최소 재하경우 및 최소게이지 부착위치 ...257
• 5.5.5 정적 재하시험 ...257
• 5.5.6 동적 재하시험 ...258
• 5.5.7 시험후 복구작업 ...258
• 5.6 재하시험과 구조해석 결과의 비교분석 ...259
• 5.6.1 유한요소법에 의한 구조해석 ...259
• 5.6.2 구조적 거동분석 ...259
• 5.7 공용 내하력산정 ...260
• 5.7.1 기본개념 및 평가방법 ...260
• 5.7.2 하중-저항계수이론에 의한 내하력평가 ...261
• 5.7.3 허용응력이론에 의한 내하력평가 절차 ...263
• 5.8 조치방안의 수립 ...266
• 5.8.1 조치방안 선정기준 ...267
• 5.8.2 국부 보수 ...267
• 5.8.3 소극적 방안 ...267
• 5.8.4 적극적 방안 ...268
• 5.8.5 보수.보강후의 성능평가 ...268
• 5.9 유지관리 방안 제시 ...268
• 5.10 보고서 작성방법 ...269
• 6. 노후 구조물의 보수.보강 공법과 성능평가 ...272
• 6.1 보수.보강공법 선정기준 ...273
• 6.6.1 개요 ...273
• 6.6.2 손상된 원인의 규명과정 ...273
• 6.6.3 보수.보강공법 선정 ...276
• 6.2 보수공법 ...278
• 6.2.1 주입공법 ...278
• 6.2.2 표면처리공법 ...284
• 6.2.3 단면보수공법 ...288
• 6.2.4 방청 공법 ...290
• 6.2.5 특정 조건이나 현장에 적용되는 보수공법 ...291
• 6.3 보강공법 ...294
• 6.3.1 접착공법 ...297
• 6.3.2 강봉과 강선을 이용한 보강공법 ...309
• 6.3.3 단면확대 보강공법 ...318
• 6.3.4 거더 증설 보강공법 ...320
• 6.4 보수.보강된 부재의 성능평가 ...325
• 6.4.1 기존의 연구결과 분석 ...325
• 6.4.2 보수.보강 부재의 성능평가 ...357
• 7. 교량의 유지관리 및 신설교량의 내하력 평가 ...406
• 7.1 교량의 유지관리 ...406
• 7.2.1 점검의 종류 및 주기 ...408
• 7.2.2 점검장비 ...411
• 7.2 신설교량의 내하력 평가 ...417
• 8. 개선된 내하력 평가시스템의 현장적용 ...424
• 8.1 실교량의 개선된 내하력평가시스템의 현장검증 ...424
• 8.1.1 교량개요 ...424
• 8.1.2 예비 외관조사 ...424
• 8.1.3 예비구조해석 ...426
• 8.1.4 정밀외관조사 ...426
• 8.1.5 현장 재하시험 ...431
• 8.1.6 구조해석 ...432
• 8.1.7 내하력 평가 ...441
• 8.2 개선된 내하력평가방법을 이용한 기존 교량의 내하력 평가 ...444
• 8.2.1 철근 콘크리트 슬래브교 ...444
• 8.2.2 철근 콘크리트 T형교 ...446
• 8.2.3 프리스트레스트 콘크리트 합성형교 ...448
• 8.2.4 강주형 I형교 ...450
• 9. 결론 및 건의사항 ...454
• 9.1 종합결론 ...454
• 9.2 건의사항 ...457
• 참고문헌 ...458
• 부록 : 교량 정밀안전진단 절차서(안) ...462