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PSC 교량의 3차원 시공 중 해석기법을 위한 가정된 변형률 쉘 요소 개발

Development of an Assumed Strain Shell Element for the Three Dimensional Construction Stage Analysis of PSC Bridge

황현진|김기두|송삭|박재균
한국구조물진단유지관리공학회 (The Korea Institute For Structural Maintenance and Inspection)|2010.05|한국구조물진단유지관리공학회 논문집 (Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection)|제14권 제3호|pp. 108-117

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PSC 교량PSC Bridge가정된 변형률 쉘 요소3차원 시공단계 해석Assumed Strain Shell ElementThree Dimensional Construction Stage Analysis
주제분류안전공학

초록

PSC 박스 교량의 시공 중 거동 특성을 고려하기 위하여 뼈대 요소를 이용한 시공단계의 설계가 수행되고 있다. 그러나 PSC 박스 교량 중 곡선 램프교 등의 경우는 교량의 외측 및 내측의 변위 및 응력 값이 현저히 다르다. 따라서 PSC 박스 교량의 텐던량 및 시공 중 긴장력이 외측 및 내측에서 다르게 산정되어야 함에도 불구하고 현실적으로는 계산이 불가능하여 같은 양의 텐던과 부적절한 긴장력을 사용하고 있어 시공 중 항상 안전사고에 노출되고 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 3차원 해석이 필수적으로 요구 되고 있으며 본 연구에서는 PSC 박스 교량의 해석 기법에 필요한 가정된 변형률 PSC 쉘 요소를 제안하고자 한다. 본 쉘요소에 사용된 콘크리트의 크리프 및 건조수축의 재료 모델은 ACI 코드를 사용하였으며, 이 모델을 이용하여 3차원 시공단계해석을 수행하고 그 결과를 뼈대 요소와 비교하였다.

Abstract

The frame element is commonly used for construction stage analysis PSC bridges. However, the frame element does not show sufficient information in the curved PSC box bridges. For the case of curved PSC bridges, the deformations in the inner and outer web are different. In this case, the different jacking forces are required in the inner and outer webs. And it is impossible to calculate different jacking forces in the inner and outer webs if we use the frame element for construction stage analysis. In order to overcome this problem, the use of shell element is essential for a three- dimensional construction stage analysis of PSC bridges. In the following, the formulation of an assumed strain shell element and its application of PSC box girder bridge analysis are presented.

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