다이아프램 형상 및 간격에 따른 곡선강박스거더의 거동해석
A Behavioral Analysis of Curved Steel Box Bridge Associated with Diaphragm's Shape and Spacing
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초록
본 연구는 3차원 쉘요소를 이용한 유한요소해석을 통해 다이아프램으로 보강된 곡선 강박스거더교의 거동을 분석하였다. 매개변수연구를 통해 기존의 제안식과 비교함으로써 모델링의 타당성을 검증하였고, 뒤틀림응력에 크게 영향을 미치는 인자는 중심내각, 지간길이, 다이아프램간격임을 확인하였다. 또한, 다이아프램의 간격, 개구율, 형상을 변수로 하여 해석한 결과에서는 지간이 30m, 곡률 반경이 40m인 해석모델에 대한 적정 다이아프램간격은 5m인 것으로 나타났다. 다이아프램의 형상 효과에 대해서는 라멘식 다이아프램의 경우가 개구율 0.4～0.6의 범위에서 개구부가 없는 충복판식 다이아프램보다 휨과 뒤틀림의 응력비가 낮아 거동에 유리한 것으로 나타났으며, 충복판식 다이아프램과 X형 트러스 방식의 다이아프램 비교에서는 동일한 강성을 가지더라도 충복판식 다이아프램이 뒤틀림응력을 보다 효과적으로 제어하였다.
Abstract
In this study 3-D shell FEM model was applied to analyze the behavior of curved steel box girders stiffened by diaphragms. The reliability of the analytical method has been proved by comparing with the existing results. It was also found from this analysis that main factors affecting a distortional stress are length of a girder, curvature of the girder, and spacing of diaphragms. A modelled bridge with 30m of span length and 40m of radius was analyzed to find an optimum spacing of diaphragm, and as a result of applying different spacings, 5m was found to be most appropriate to control the stress ratio regulated by specifications. In the effect of diaphragm shape, the rhamen-typed diaphragm is found to be more effective than the fully filled-up one in the range of opening ratio of 0.4 to 0.6. But, the fully filled-up diaphragm had more efficiency in terms of reducing the distortional stress than X-truss typed diaphragm.
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