현장계측결과에 기초한 강철도교의 응력특성

초록

요약 : 현재 우리나라에서 공용중인 강철도교의 50% 이상이 공용기간 50년 이상 경과된 교량으로 구성되어 있지만 실교량에서 각 부재별 실측자료의 축적이 미흡한 실정이어서 유지관리에서 정량적인 평가가 체계적으로 이루어지고 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 강철도 교량의 대표적인 형식인 강판형교와 강트러스교를 대상으로 일련의 현장계측을 실시하고, 이로부터 강철도교량의 구조형식별 각 부재의 응력발생특성을 정량적으로 평가하였다. 현장계측결과 강판형교의 경우 세로보 및 가로보는 양단 연결부에서 고정단모멘트가 발생되어 연속보와 유사한 거동을 나타내었으며, 수평브레이싱의 경우 발생응력범위는 주부재에 비하여 작지만 진동에 따른 2차응력성분이 많이 나타났다. 그러나 강트러스교의 각 부재 중 하현재의 경우 응력빈도히스토그램의 특성이 컷오프비율에 따라서 현저하게 변화하였다. 한편 응력이력측정결과에 기초해서 현재 강철도교량에서 적용하고 있는 컷오프비율의 적정성 여부를 검토하고 합리적인 컷오프비율을 제안하였는데, 강철도교의 합리적인 컷오프비율을 현재 도로교에서 적용하고 있는 컷오프비율과 달리해서 약 15%∼20%로 조정하는 것이 바람직할 것으로 생각된다. 따라서 강철도교량에 대한 유지관리시 열차하중에 의한 응력변동범위가 비교적 심한 바닥틀 구조인 가로보와 세로보에 대해서 보다 주의를 기울일 필요가 있을 것으로 생각된다. "ABSTRACT : Despite the number of steel bridges being under in service more than 50 years reaches about 50% in present, the quantitative estimation in maintenance on steel railway bridges is not possible because a ton of the field data in the bridges have not been plentifully accumulated. Therefore a series of field tests on the steel plate girder bridge and steel truss bridge, the typical types of steel railway bridges, are executed, and the stress characteristics according to the structural types of the bridges are quantitatively estimated in this study. From the field data, stringer and cross beam in the steel plate girder bridge showed the behavior of continuous beam in the end connections due to fixed end moment, and lateral bracing showed the secondary stress components due to vibrations. But in the lower chord in the steel truss bridge, the stress frequency histogram changed considerably according to cutoff ratio. Also, a reasonable cutoff ratio is suggested on the bridges. It is desirable that the cutoff ratio in steel railway bridges is adjusted to 15%～20% or so. Therefore the maintenance of steel railway bridges should be executed on the stringer and cross beam, that is, floor system of the bridges thoroughly."