A Study on Reliability Based Design Criteria for Reinforced Concrete Bridge Superstructures

철근(鐵筋)콘크리트 도로교(道路橋) 상부구조(上部構造) 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準)에 관한 연구(研究)

This study proposes a reliability based design criteria for the R.C. superstructures of highway bridges. Uncertainties associated with the resistance of T or rectangular sections are investigated, and a set of appropriate uncertainties associated with the bridge dead and traffic live loads are proposed by reflecting our level of practice. Major 2nd moment reliability analysis and design theories including both Cornell's MFOSM(Mean First Order 2nd Moment) Methods and Lind-Hasofer's AFOSM(Advanced First Order 2nd Moment) Methods are summarized and compared, and it has been found that Ellingwood's algorithm and an approximate log-normal type reliability formula are well suited for the proposed reliability study. A target reliability index (${\beta}_0=3.5$) is selected as an optimal value considering our practice based on the calibration with the current R.C. bridge design safety provisions. A set of load and resistance factors is derived by the proposed uncertainties and the methods corresponding to the target reliability. Furthermore, a set of nominal safety factors and allowable stresses are proposed for the current W.S.D. design provisions. It may be asserted that the proposed L.R.F.D. reliability based design criteria for the R.C. highway bridges may have to be incorporated into the current R.C. bridge design codes as a design provision corresponding to the U.S.D. provisions of the current R.C. design code.

R.C.도로교(道路橋) 상부구조(上部構造)의 신뢰성(信賴性) 설계(設計) 기준(基準) 제안(提案)는 것이 본(本) 연구(硏究)의 주요 내요(內容)이다. T형 및 4각형 단면(斷面)의 저항(抵抗) 불확실량(不確實量)과 교량사하중(橋梁死荷重) 및 교통활하중(交通活荷重)에 대한 불확실량(不確實量) 우리의 현실(現實)을 반영하는 적절(適切)한 값으로 제안(提案)하였다. Cornell의 MFOSM과 Lind Hasofer의 AFOSM을 포함하는 주요 2차(次)모멘트 신뢰성(信賴性) 이론(理論)을 비교(比較) 분석(分析)하므로서 Elllngwood의 반복시행(反復試行) 알고리즘과 대수정규형(對數正規型) 근사공식(近似公式)을 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)하는 신뢰성(信賴性) 해석(解析) 및 설계기준(設計基準)의 유도에 사용함이 적절(適切)하다는 것을 알 수 있었다. 현행(現行) 도로교(道路橋) 설계규준(設計規準)에 따라 Calibration 하므로서 목표신뢰성지수(目標信賴性指數) ${\beta}_0=3.5$를 우리의 현실(現實)을 반영하는 최적치(最適値)로 선택(選擇)하였다. 상기(上記)한 불확실량(不確實量) 해석(解析) 이론(理論)에 의해 ${\beta}_0=3.5$에 대응(對應)하는 하중(荷重) 및 저항계수(抵抗係數)를 유도하였다. 그리고 현행(現行) WSD 도로교(道路橋) 설계(設計) 규준(規準)을 위해 신뢰성(信賴性) 이론(理論)에 의한 공칭안전율(公稱安全率)과 허용응력(許容應力)을 제안(提案)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)하는 R.C.도로교(道路橋)의 LRFD 신뢰성(信賴性) 설계기준(設計基準) 현행(現行) R.C.표준설계(標準設計) 시방서(示方書)의 규준(規準)에 대응(對應)하는 설계기준(設計基準)으로 도입(導入)함이 바람직하다는 사실(事實) 확인(確認)할 수 있었다.