교량의 이론적 응답에 기초한 BWIM 활용방안에 관한 연구

Abstract

교량에서 교통량증가 및 차량의 적재율의 증가로 인하여 활하중 및 피로하중의 증대는 교량 안전성 및 유지관리에서 중요한 영향을 미칠 수 있다. 이러한 하중을 정확히 파악하기 위해서는 통과차량의 하중평가 및 통행특성을 파악하는 것이 필요하다.

이 연구에서는 플레이트 거더교의 주거더 하부플랜지 및 수직보강재에서 발생하는 변형의 응답을 해석적으로 도출하여 임의 통과차량의 특성 및 중량을 산정하는 BWIM(Bridge Weight-In-Motion)활용방안에 대해 분석하고자 한다.

동적프로그램인 DAP-1을 사용하여 다양한 실제 차량을 모델링 하여 시간이력해석을 수행하였다. 이로부터 차량특성에 따른 시간이력해석을 주거더 및 수직보강재를 대상으로 산출하여 주행차량의 위치, 속도, 축간거리를 분석하였다. 또한 교량의 동적거동을 반영한 영향선을 도출하였고 이를 기초로 역계산을 통하여 차량중량을 분석하였다.

연구결과, 짧은 부재의 시간이력응답을 1계 미분하여 차량의 위치 및 속도를 검출 하는 것이 실시간 계측에 가장 적합한 것으로 나타났다. 또한 비교적 긴 부재의 응답으로 영향선을 구하여 중량을 산출하는 것이 실시간계측에 적합한 것으로 나타났다.

Due to increase of traffic and vehicle loading, increase in live load and fatigue load has a major impact on safety and maintenance in bridge. In order to determine the exact load, it is necessary to clearly understand of the load evaluation and traffic characteristics.

In this study, response of strain data theoretically acquired from bottom flange and longitudinal stiffener of plate girder bridge, utilization of Bridge Weigh-In-Motion(BWIM), which calculate the characteristic and weight of pass vehicle, are analysed.

Various real vehicle modeling was performed by using the DAP-1 that is a dynamical program to analysis the time history. From this performing, vehicle location, speed, wheelbase were analyzed by the time history analysis based on vehicle characteristics of main girders and vertical reinforcement. Also the influence line that reflects the dynamic behavior was drawn. As a result of the influence line, the weight of the vehicle was analyzed by reversely calculating.

As a result of this study, it is the most suitable that the response time history of the short members differentiate to detect position and velocity of the vehicle. In addition, to calculate the weight as a result of Influence line based on the response of the relatively long material is the most suitable.