벌크헤드 플레이트가 부착된 강바닥판교의 피로상세 개선연구

Abstract

An orthotropic steel deck system is widely adapted form for a long-span bridge. It has many advantages, such as the big reduction of dead weight, the simplicity for erection, and the reduction of the construction period. However, an orthotropic steel deck system requires a lot of welding work, which may result in defects and deformation of connections. Therefore, the research for the general behavior and fatigue strength of the several details in orthotropic steel deck bridge is necessary. The fatigue failure with distortion results from secondary stress by out-of-plane deformation; these kinds of cracks are very difficult to measure, and can not be precisely calculated through finite element analysis. This stress concentration phenomenon generates the fatigue failure around the lower scallop of the transverse rib. This paper presents improved details of the intersection between the longitudinal rib and the transverse rib of an orthotropic steel deck bridge by the third dimensional full size test, and the finite element method, which can minimize local stress through parametric study.1. 서 론최근 가설되는 해양교량들은 사장교나 현수교와 같이 긴 지간을 가지는 교량형식들이 주를 이루고 있다. 이러한 장대교량들은 사하중의부담이 크므로 사하중의부담을 줄일 수 있는 강바닥판의 사용이 증가되고 있다. 강바닥판 교량은 자체 사하중이 작고, 제품의 신뢰성이 높으며, 공기를 단축시킬 수 있는 등의 많은 장점을 가지고 있다. 실제로 기 건설된 광안대교, 영종대교등과 같은 해상 교량에 강바닥판 시스템이 도입되었다. 그러나 강바닥판 교량은 많은 용접에 따른 용접결함과 용접부에서의 피로균열이 문제점으로 지적되고 있다 (남광현, 2001). 강바닥판 교량에서의 피로에 가장 취약한 부분은 종리브와 횡리브가 교차연결 되는 지점이다. 종리브-횡리브 교차연결부에서의 피로균열은 횡리브의 면외거동과 종리브의 비틈으로인한 2차적인 응력으로부터 유발되며 이러한 응력은 정량화하기 매우 어렵고, 유한요소 해석을 통해서도 그 값을 정확히 산정할 수 없는 실정이다 (김도환, 1999). 이러한 이유로 강바닥판교의 설계시 정확한 계산을 기초로한 설계방법이 불가능한 상태이므로 개선 피로상세의 적용과 표준작업조건