곡선 강상자형교의 윤하중 분배 = Distribution of Wheel Loads on Curved Steel Box Girder Bridges

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In the case of horizontally curved bridges, the use of curved composite box girder bridges are increased due to its functionality and for aesthetical reason. As it compared with the open section, the steel box girder bridges have advantages to resistant of distortion and corrosion. In practice the grid analysis is conducted by utilizing only the cross beam. Since the stiffness of the concrete slab is not included in the grid analysis, the cross beam is induced the distribution of the live load.
In this study the affects of the radius of curvature, the number of diaphragm and cross beam to the load distribution of the curved steel box girder bridge was investigated by applying the finite element method. The results indicate that the curvature of curved bridge had a large affect of the load distribution and as the curvature was increased the load distribution factor was increased. A single diaphragm at the center of girder is important role for the load distribution effects and structural stability, but additional diaphragm did not affect it as much. The affects of the cross beam to the load distribution were investigated and its influence was minor. It can be safely concluded that the addition of cross beam does not aid the purpose of the live load distribution. And the stiffness of concrete slab for the load distribution effects should be concerned in the design of curved steel box girder bridges.

국문 초록 (Abstract)

곡선교의 경우 구조적인 기능이나 미관을 고려하여 강상자형교의 사용이 증가하고 있다. 강상자형교는 비틀림에 대한 강성이 뛰어나고 폐합단면을 가지므로 개단면에 비해 부식에 대해서 유리하며 가설 시에도 안정성을 갖는 장점이 있다. 곡선 강상자형교의 설계는 관용적으로 가로보의 강성을 이용하여 윤하중 횡분배를 유도하는 격자해석으로 실시되고 있다. 본 연구에서는 곡선 강상자형교에 대하여 유한요소 해석을 실시하여 곡률, 가로보 및 다이아프램이 윤하중의 횡분배에 미치는 영향에 분석하였다. 해석결과 곡선교에서 곡률은 횡분배에 큰 영향을 미쳤으며 곡률이 증가할수록 분배계수가 증가하는 것을 알 수 있었다. 지점부 다이아프램 외에 지간 중앙에 설치되는 다이아프램 1개는 윤하중의 횡분배와 구조적 안정성에 크게 기여하였으나 추가적인 다이아프램의 설치는 하중의 횡분배에 크게 영향을 주지 못하였다. 콘크리트 슬래브 강성은 가로보에 의한 횡분배 효과보다 크게 나타난 것으로 곡선 강박스교 설계 시에는 콘크리트 슬래브 강성의 횡분배 효과를 고려하여야 할 것이다.

참고문헌 (Reference)

1 한국도로교통협회, "도로교 설계기준"

2 윤동용, "강박스 거더교 가로보와 활하중 횡분배" 25 (25): 593-599, 2005

3 한국강구조학회, "강구조 편람" 1995

4 Zhang, H, "Lateral Load Distribution in Curved Steel I-Girder Bridges" ASCE 10 (10): 2005

5 AASHTO, "LRFD bridge design specifications" American Association of State Highway Transportation Officials 2004

6 Samaan, M, "Distribution of Wheel Loads on Continuous Steel Spread-Box Girder Bridges" ASCE 7 (7): 2002

7 Samaan, M, "Distribution Factors for Curved Continuous Composite Box-girder Bridges" ASCE 10 (10): 2005

8 백성용, "2경간 연속 I-형교의 하중분배계수" 한국강구조학회 19 (19): 233-245, 2007