성능향상된 교량 바닥판의 피로수명에 관한 확률론적 평가

Abstract

The deteriorated concrete bridge decks are in need of replacement and rehabilitation due to decreased load carrying capacity and deterioration by the repeated traffic loads. The S-N relationship of the strengthened bridge deck are derived from the test results and the theoretical equation of the fatigue limit is proposed by probabilistic analysis. In this study, to analyze the distribution of the fatigue life, the Weibull distribution was adopted. The fatigue characteristic of deck specimens was analyzed with regard to fracture probability and hazard function. As the result of analysis, as the stress level is higher, the increasing rate of hazard function on the strengthened bridge decks with Carbon Fiber Sheet (CFS) is decreased relatively comparing with other deck specimen strengthened with Grid typed Carbon Fiber Plastic (CG). But, in the lower stress level, Fatigue behavior of CG test specimens appeared by more efficient. 콘크리트 교량 바닥판의 대다수가 사용연한의 증가와 환경요인으로 구조물의 열화와 내하력 저하에 의하여 재시공 또는 성능향상의 필요성이 제시되고 있다. 피로실험결과로부터 보강된 바닥판의 S-N 관계를 도출하였으며, 확률해석을 통하여 이론적인 바닥판의 피로한계를 유도하였다. 본 연구에서는 피로수명을 예측하기 위하여 Weibull 분포함수를 적용하였으며, 바닥판 시험체의 피로한계를 예측하기 위하여 파괴학률과 위험함수에 대하여 분석하였다. 해석결과 응력수준이 높을수록 탄소섬유쉬트(CFS)로 보강된 바닥판이 격자형 탄소섬유 플라스틱(CG)으로 보강된 바닥판에 비하여 위험함수의 증가율이 둔화되는 것으로 나타났으나, 응력수준이 낮은 경에는 CG의 경우가 보다 효과적인 피로거동을 하는 것으로 해석되었다.