강철도교의 피로설계용 충격계수에 관한 연구

Abstract

현재 한국에는 30년 이상의 공용수명을 갖는 무도상 단순 강판형 철도교량이 약 1000개소 있는데, 이들 교량의 수명을 지배하는 주요 요인 중 하나가 피로현상으로 알려져 있다. 본 연구에서는 매개변수해석을 통해 강판형 철도교량의 이동하중에 의한 동적거동특성을 검토하고 이로부터 강철도교의 피로설계용 충격계수를 검토하였다. 또한, 매개변수해석을 통해 검토된 피로설계용 충격계수의 적정성을 검증하기 위해 다수의 강철도교에 대한 실측충격계수와 비교&#8228

검토하였다.

연구결과, 열차의 통과 후에 발생하는 자유진동성분은 단순 강판형 철도교량의 응력범위를 증가시키는 주요한 인자이며, 교량을 통행하는 열차의 차축배치는 교량의 동적응답과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다. 또한, 교량의 노후화에 의해 구조계의 강성이 저하되면 충격계수는 증가하며, 교량의 지간길이가 통행열차의 최대축거보다 작으면 발생응력범위의 빈도가 증가하므로 피로에 대해 불리한 것으로 나타났다.

한편, 단순 강판형 철도교량의 피로설계용 충격계수는 정적설계시 사용하는 충격계수의 50%만을 적용하여도 무방할 것으로 판단되며, 본 연구에서 해석적인 방법으로 산출한 충격계수의 적정성을 실측 충격계수와 비교, 검토하여 검증하였다.