[논문]강합성 플레이트 2-거더교의 여유도 평가에 관한 해석적 연구

조움돋이,박용명 釜山大學校生産技術硏究所 2005 生産技術硏究所論文集 Vol.64 No.-

본 연구에서는 단재하경로 구조로 인식되는 강합성 플레이트 2-거더교의 여유도 평가를 위한 해석적 연구를 수행하였다. 여유도 평가는 3 경간 연속교를 대상으로 수직브레이성은 I-단면 가로보로 적용하고 하부 수평브레이싱은 설치된 경우와 설치되지 않은 경우로 구분하였다. 그리고l 정상 교량 및 한 개 거더에 심각한 손상을 가정한 손상 교량에 대해 하부 수평브레이싱의 설치 유 · 무에 따른 내하 성능을 재료 및 기하비선형 해석으로부터 결정하고 각 경우의 여유도를 비교 평가하였다.

허용응력법으로 설계된 플레이트 거더교의 여유도 평가 기법

조움돋이(Joe Woom Do Ji),박용명(Park Yong Myung) 대한토목학회 2008 대한토목학회 학술대회 Vol.2008 No.10

After-fracture redundancy in simple span two-girder steel bridge

Park, Yong-Myung,Joe, Woom-Do-Ji,Hwang, Min-Oh,Yoon, Tae-Yang Techno-Press 2007 Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Jou Vol.27 No.6

An experimental study to evaluate a redundancy capacity in simple span two plate-girder bridges, which are generally classified as a non-redundant load path structure, has been performed under the condition that one of the two girders is seriously damaged. The bottom lateral bracing was selected as an experimental parameter and two 1/5-scale bridge specimens with and without bottom lateral bracing have been prepared. The loading tests were first performed on the intact specimens without cracked girder within elastic range. Thereafter, the ultimate loading tests were conducted on the damaged specimens with an induced crack at the center of a girder. The test results showed that the cross beams and concrete deck redistributed partly the applied load to the uncracked girder, but the lateral bracing system played a significant role of the load redistribution when a girder was damaged. The redundancy was evaluated based on the test results and an appropriate redundancy level was evaluated when the lateral bracing was provided in a seriously damaged simple span two-girder steel bridge.

연속 2-거더교의 여유도 평가 실험 : 수평브레이싱의 효과

박용명(Park Yong-Myung),조움돋이(Joe Woom-Do-Ji),황민오(Hwang Min-Oh),윤태양(Yoon Tae-Yang) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 A Vol.28 No.4A

본 연구에서는 단재하경로 구조로 인식되는 연속 2-거더교에서 한 개 거더에 심각한 균열 손상의 발생 시 여유도를 평가하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 하부 수평브레이싱이 여유도에 미치는 영향을 평가하기 위해 실험변수는 하부 수평브레이싱으로 하고 하부 수평브레이싱을 설치한 경우와 설치하지 않은 1/5 모형 시험체 2개를 제작하였다. 그리고 각 시험체에 대해 측경간의 한 개 거더에 인위적으로 손상을 가한 후 종국상태에 이르기까지 재하 실험을 수행하였다. 실험으로부터 하부 수평브레이싱이 없는 시험체에 비해 설치된 경우가 1.2배 정도 높은 내하 성능을 갖는 것으로 나타났다. 실제 교량의 고정하중효과를 반영하기 위한 전산해석을 수행하고, 이로부터 여유도 평가를 수행한 결과, 2-거더교가 연속교 형식으로 적용되면 수평브레이싱이 없어도 적절한 여유도를 갖는 것으로 나타났으며 수평브레이싱이 설치되면 1.8배 정도의 여유도가 향상되는 것으로 나타났다. This paper presents an experimental result to evaluate the redundancy in continuous span two plate-girder bridges which are generally classified as a non-redundant load path structure. The experiments were performed when one of the two girders is seriously cracked. To estimate the effects of bottom lateral bracing on the redundancy, the experiment variable was considered as the bottom lateral bracing, and two l/5-scaled bridge specimens with and without lateral bracing system were fabricated. The ultimate loading tests were conducted on the damaged specimens with an induced crack at a girder in the side span. The test results showed that the load carrying capacity of damaged specimen with bracing was about 1.2 times higher than that without bracing. To evaluate the redundancy in each specimen, numerical analysis was performed to calibrate the difference of dead load between the actual bridge and the test specimens. When the dead load calibration is considered, the results showed that a continuous span two-girder bridges have a reasonable redundancy even without lateral bracing. Especially, the level of redundancy is increased by about 1.8 times when the lateral bracing is provided.

신뢰도 기반 플레이트 거더교의 여유도 평가 기법

조움돋이,박용명,진승훈,황민오,정흥진,Joe, Woom Do Ji,Park, Yong Myung,Jin, Seung Hoon,Hwang, Min Oh,Chung, Heung Jin 한국강구조학회 2009 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.21 No.5

교량의 여유도는 주부재의 손상시 하중을 지탱할 수 있는 능력으로서 거더 개수, 지간, 형고, 내부지점, 부부재 등의 다양한 인자가 영향을 미치게 된다. 그러나, AASHTO 및 국내 도로교설계기준과 같은 현행 규정에서는 교량의 여유도를 단지 주거더의 개수로만 정의하고 있고, 그 평가 방법 및 요구 수준은 아직 제시되지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 플레이트거더교를 대상으로 심각한 피로손상이 발생한 경우 주요 인자들을 고려하고 신뢰도 기법에 기반하여 교량의 여유도 평가 기법을 제안하였다. 또한, LRFD법 기반의 기준 교량에 대해 손상 시 내하력 해석과 신뢰성 해석을 수행하여 여유도의 요구 수준을 목표 시스템 신뢰도 지수 형태로 제안하였다. 마지막으로 현행 ASD법으로 설계된 단순 및 연속 플레이트거더교의 거더 수에 따른 여유도 수준을 평가 제시하였다. Bridge redundancy is defined as the capability of a bridge to sustain loads after one of its main members incurs damage. It is affected by many parameters, including the number of girders, span length, girder height, internal supports, and secondary members. The present AASHTO and Korean Bridge design codes, however, define bridge redundancy only as the number of girders, and neither the evaluation method nor the required level of redundancy is given. This study presented a redundancy evaluation method for plate girder bridges with severe fatigue damage based on the reliability method,by considering the essential parameters. A required level of redundancy was also proposed as a target system reliability index from the load capacity analysis and reliability analysis of the basis bridge designed by LRFD. Finally, the level of redundancy of simple and continuous plate girder bridges with a variable number of girders designed by ASD was evaluated and presented.

강합성 2-거더교의 적정 제원 및 붕괴 여유도

박용명(Yong-Myung Park),조움돋이(Woom-Do-Ji Joe),황민오(Min-Oh Hwang),윤태양(Tae-Yang Yoon) 대한토목학회 2006 대한토목학회지 Vol.54 No.11

강합성 플레이트 2-거더교의 여유도 평가

박용명(Park Yong-Myung),조움돋이(Joe Woom-Do-Ji) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 A Vol.26 No.4A

강합성 플레이트 2-거더교는 피로균열에 의해 한 개의 거더에 심각한 손상이 발생되는 경우 교량의 붕괴가 유발되는 단재 하경로 구조로 인식되고 있다. 본 논문에서는 강합성 2-거더교의 거더 손상시 교량의 여유도를 평가하기 위한 해석적 연구를 수행하였다. 여유도 평가는 단경간 및 3경간 연속교를 대상으로 하였으며, 수직브레이싱은 I-단면 가로보로 적용하고 하부 수평브레이싱이 설치되는 경우와 설치되지 않는 경우를 고려하였다. 정상 상태 및 손상 상태의 교량에 대해 하부 수평브레이싱의 유ㆍ무에 따른 내하 성능을 재료 및 기하비선형 해석으로 구하고 각 경우의 여유도를 비교 평가하였다. 해석 결과에 따르면 정상 상태의 2-거더 교량은 단순교외 연속교 모두 수평브레이싱이 없어도 여유도가 충분하며, 손상 상태의 교량에서는 수평브레이싱이 여유도 향상에 중요한 역할을 하는 것으로 분석되었다. The composite two plate-girder bridges are generally defined as a non-redundant load path structure because the bridge can collapse if one of the two girders is seriously damaged by a fatigue crack. In this paper, a numerical study on the evaluation of the after-fracture redundancy of the composite two-girder bridges was accomplished. The evaluation has been performed on the simple and three-span continuous bridges with l-section cross beams which serve as transverse bracing, and with or without the bottom lateral bracing system. The load carrying capacities of the intact and damaged bridges with or without lateral bracing were evaluated from material and geometric nonlinear analysis, respectively and the redundancy was evaluated for each case. It was acknowledged from the analytical results that both simple and continuous intact two-girder bridges have sufficient redundancy even without lateral bracing, but it takes an important role to improve the redundancy of damaged bridges.

강합성 플레이트 2-거더교의 가로보 제원 및 설치 간격에 따른 여유도 평가

박용명,조움돋이,백성용,Park, Yong Myung,Joe, Woom Do Ji,Baek, Sung Yong 한국강구조학회 2006 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.18 No.2

본 연구에서는 단재하경로 구조로 인식되는 강합성 2-거더교에서 가로보의 제원 및 배치 간격에 따른 여유도 평가를 위한 해석적인 연구를 수행하였다. 이를 위해 수평브레이싱은 생략하고 수직브레이싱은 I-단면 가로보로 적용한 40+50+40m의 2차로 연속교를 대상으로 하였다. 본 교량에 대해 정상 상태 및 한 개 거더에 심각한 균열을 가정한 손상 상태로 구분하고 가로보의 제원과 배치 간격을 변수로 하여 재료 및 기하비선형 해석을 수행하였다. 해석으로부터 구해진 각 경우에 대한 내하력을 토대로 정상 상태 및 손상 상태 교량의 여유도를 평가하였다. 평가 결과, 정상 상태 및 손상 상태 모두 가로보의 제원과 배치 간격에 따른 여유도 차이는 거의 없었다. In this paper, a numerical study on the evaluation of the redundancy according to the dimension and spacing of cross beams in the composite twin steel plate girder bridges that are generally recognized as a non-redundant load path structures, has been performed. Specifically, a two-lane three-span continuous (40+50+40m) bridge with I-section cross beams which serve as cross bracing, and without a lateral bracing were considered. The material and geometric nonlinear analyses were conducted to evaluate the ultimate loading capacity of the intact and damaged bridge in which one of the two girders is seriously fractured. Through the numerical analyses, it was recognized that there is little difference in redundancy according to the variation of the dimension and spacing of the cross beams for both intact and damaged bridges.

연속 2-거더교에서 수평브레이싱이 하중 분배 및 비틂 거동에 미치는 영향

황민오,윤태양,박용명,조움돋이,황순용,Hwang, Min Oh,Yoon, Tae Yang,Park, Yong Myung,Joe, Woom Do Ji,Hwang, Soon Young 한국강구조학회 2007 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.19 No.6

본 연구에서는 연속 2-거더교에서 하부 수평브레이싱의 유 무에 따른 하중분배효과를 파악하기 위하여 실제 교량으로부터 1/5 축소 제작된 모형 교량을 이용하여 재하 실험을 수행하였다. 실험 결과에 의하면 편재하된 하중에 대해 수평브레이싱이 설치되면 바닥판과 가로보의 구조적 기능이 향상되어 하중의 분배효과가 증가하는 것으로 나타났다. 한편, 해석모델을 사용하여 수평브레이싱 유 무에 따른 하중분배율을 정량적으로 평가해 본 결과, 수평브레이싱이 미설치된 경우는 대부분 바닥판에 의해 편재하 하중의 21% 정도가 반대측 거더로 전달되었고, 설치된 경우는 가로보와 브레이싱, 그리고 바닥판 모두 하중분배에 기여하여 하중분배효과가 1.7배 정도 증가하는 것으로 나타났다. 이는 수평브레이싱이 설치로 인해 가로보와 바닥판, 그리고 수평브레이싱 부재가 유사폐합단면을 구성하여 시험체의 비틂 강성이 증가되기 때문으로 분석되었다. In this study, we performed a loading test to evaluate the effect of load distribution on continuous two-span plate-girder bridges with or without bottom lateral bracing using one-fifth-scale bridge specimens. From the test results, when specimens with lateral bracing were loaded eccentrically, the load distribution capacity of the concrete deck and cross beam improved and greater loading was distributed to the other side of the girder subjected to loading. The load distribution rate of the specimens with and without lateral bracing system was evaluated from the analytical model that was verified by the test results. From the result of the quantitative evaluation, when specimen without lateral bracing was loaded eccentrically, mostly 21% of loading according to the concrete deck was distributed to the other side of the girder subjected to loading. However, when specimen with lateral bracing was loaded eccentrically, the load distribution rate increased by 1.7 times as all cross beams, bracing and concrete deck participated in load distribution. The reason is that the torsional rigidity increased as the model with lateral bracing behaved like a pseudo-closed box section.

폐합단계를 고려한 사장교의 시공단계 해석

윤재순(Yun Jae Sun),박용명(Park Yong Myung),조현준(Cho Hyun Jun),조움돋이(Joe Woom Do Ji),박충곤(Park Chung gon) 대한토목학회 2006 대한토목학회 학술대회 Vol.2006 No.10