부반력에 의한 곡선 강교량 받침부 거동에 관한 연구

Abstract

곡선 강교량의 구조적 특성과 부반력의 관계를 파악하기 위하여 국내 고속도로와 국도의 교량 및 일본의 곡선 상자 강교량 실적을 조사하고 기하학적 특성을 분석하였다. 또한 곡선교 설계에 있어서 원심력과 부반력의 영향은 중요한 설계 요소의 하나이므로 각국의 원심하중과 부반력에 관한 설계기준을 조사하였다.

곡선교량은 그 구조적 특성으로 말미암아 비틀림의 발생이 쉬우며, 이로 인해 부반력이 종종 발생하는 교량이다. 이러한 부반력을 정확하게 평가하고 받침 내의 앵커볼트에 발생하는 불균등력에 대해 상세한 구조해석을 수행하여 받침 설계 시 적용될 수 있는 안전율에 대해 제시하였다. 마지막으로 받침 내의 초기유격이 받침의 거동에 어떠한 영향을 미치는지에 대해서 구조해석을 수행하였다.

이 연구의 결과로서 곡선교의 부반력을 간단하게 평가할 수 있는 받침간격에 대한 입력 자료가 제공되지 않아 향후 곡선교의 유지관리를 위해서 곡선교의 기하학적인 특징인 받침간격에 대한 입력 자료를 추가적으로 구축하는 것이 필요하다. 그리고 받침 설계 시 앵커볼트에 발생하는 불균등력은 설계자의 판단에 따라 2～3정도의 안전율을 고려하는 것이 바람직하며, 유격조건이 반력에 미치는 영향은 모든 유격조건이 부여됨에 따라 앵커볼트에 발생하는 부반력은 균등해지고 작아지는 경향이 나타났다.

In this paper, the status of curved steel bridges in highways and national roads was investigated to examine the factors which have influence on the behavior of bearing of the bridge. To do this, bearing type and geometric properties of curved bridges such as span, radius of curvature, cross slope were investigated. Also, the design specifications to uplift of the bridge on countries worldwide were provided and compared. Bearing damage developed by uplift in internal and external design specifications was investigated and thus it was proposed the direction of researches about bearing in future.

Due to the structural property of the curved bridges, torsional moments are easily developed and thus uplift is occurred in some cases. This uplift was evaluated and the structural analysis was carried out about inequal uplift developed at anchor bolts of the bearing. The safety factor that is able to be applied to a bearing design was presented. Structural analysis was conducted to find out the effect of the initial gap between bearings on the behavior of bearing.

In this study, since input data about distance between bearings that able to evaluate uplift of the curved bridges were not provided, an additional investigation is required to maintenance of curved bridges. When bearing is designed, the safety factor for inequal uplift which may develope at anchor bolts of the bearing should apply in the range between 2 and 3. As all conditions of initial gap is given, uplift developed at anchor bolts of the bearing tends to equalize and to be small.