Analytical and Field Investigation of Bridge Stress Distribution under Proof Load

기지하중을 받는 교량구조물의 현장 계측 및 해석에 따른 응력분포 연구

The objective of the presented study is to develop an efficient procedure of proof load testing for existing bridges. By analytical methods, some of these bridges are not adequate to carry normal highway traffic. However, the actual load carrying capacity is often much higher than what can be determined by conventional analysis. Proof load testing can reveal the hidden strength reserve and thus verify the adequacy of the tested bridge. Proof load level required for meaningful tests should be sufficiently higher than legal load. In the state of Michigan, the legal 11-axle truck can weigh up to 685 kN. In this study, a combination of two military tanks and two Michigan 11-axle trucks was used. The proof loads were gradually increased to ensure the safety of the test. After each move, measurements were taken. For the considered bridge, stress levels were rather low compared to pre-test analysis results. This is due to incorrect material strength, structural contribution of nonstructural components such as parapets and railings, and partially fixed supports.

본 연구는 기지하중을 이용하여 교량의 효율적 평가를 하기 위한 것이다. 계산상 내하력이 부족한 것으로 평가된 교량의 하중저항능력은 기존의 방법에 의한 평가능력을 상회하는 경우가 일반적이다. 기지하중을 이용한 실험은 미지의 저항능력을 평가할 수 있으며, 따라서 대상교량의 하중저항능력을 정확히 검증할 수 있다. 실험을 위한 기지하중은 일반적인 통행하중보다 큰 것을 사용하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 미시간 주에서는 법적으로 허용된 11축 트럭 하중(685kN)을 고려하여, 두 대의 군용탱크와 두 대의 11축 트럭을 이용하였으며, 실험의 안전을 위하여 재하하중의 크기를 점진적으로 증가하면서 계측을 실시하였다. 실험에 의한 대상 교량의 응력수준은 계산에 의한 값보다 다소 작게 측정되었으며, 이는 부적절한 재료강도의 예측, 파라펫이나 가드레일과 같은 비구조요소의 기여, 지지조건의 변화 등에 기인한 것으로 분석되었다.