외부 긴장재로 보강된 연속 강합성교의 증가 프리스트레스력을 사용한 내하율 산정

Abstract

최근 교통량의 증가와 차량의 대형화에 따라 기존 교량의 구조적 성능을 개선하기 위한 다양한 보강공법이 적용되고 있다. 그 중 외부 강선에 긴장력을 도입한 외부 후 긴장 공법은 실용성과 경제성에 있어서 효율적이다. 국내의 경우에 외부 긴장 보강공법은 콘크리트 교량에 먼저 적용되었으며, 많은 보수?보강 사례가 있다. 하지만 강교량에 확대 적용에 있어 2경간 연속 강합성보를 위한 외부 긴장재를 이용한 기존 교량의 효과적인 보강을 위해서는 목표로 하는 내하율을 만족시키기 위한 긴장재의 배치형상, 개수, 초기 긴장력의 결정과정에 있어서 충분한 검토가 필요하다. 또한 보강설계 변수의 결정과정에 대한 합리적이고 구체적인 방법의 제시가 필요하다. 본 논문에서는 외부 긴장재를 이용한 기존 2경간 연속 강합성 교량의 내하율을 향상시키기 위한 방법을 제시하였다. 2경간 연속 강합성보에 외부 긴장재를 여러 형상으로 직선, 절곡 배치하여, 보강효과와 증가 프리스트레스력의 영향을 검토하였고, 초기 긴장력 산정방법의 기초자료를 제시하고자 긴장재의 배치 형상을 변수로 하여, 보강효과를 수치적으로 분석하였다. 또한 증가 프리스트레스력 계산식의 검증을 위해, 유한요소해석 결과와 비교?검토하였다. 외부 긴장재로 보강된 2경간 연속 강합성 교량의 정확한 내하율 산정을 위하여, 증가 프리스트레스력을 고려한 내하율 산정식을 제안하였으며, 이것을 이용하여 긴장재 개수와 초기 긴장력의 계산방법 및 과정을 제시하였다. 또한 본 방법을 2경간 강합성교량에 적용하여 산정식의 타당성과 합리성을 보였다.; The concept of external post-tensioning has been used as an effective technology to strengthen composite steel-concrete girders in bridges. External post-tensioning method, which is practical and economical, has been applied in concrete bridges. The effect of composite bridges strengthened with external post-tensioning has being studying, but it has been applied to a few existing bridges. Therefore, a specific presentation needs for efficient strengthening method related to determination of resonable initial tendon force. In this paper, a method of increasing in load-carrying capacity is shown in two-span continuous steel-concrete composite bridges strengthened by external tendons. An analytic expression for the increment of tendon force under external loads is derived using virtual work method for straight, draped external tendons. A new rating factor equation is proposed. Considering the initial tendon force and its increment under external loads, A analytic procedure has been developed to calculate the number of tendons and the initial tendon force from the proposed rating factor equation. This method is used to verify a validity and rationality for an existing two-span composite steel-concrete bridge.