FSM 공법 PSC 박스 거더교의 최적설계에 관한 연구

Research on the Optimum Design for PSC Box Girder Bridges Using the Full Staging Method

본 연구는 최적설계 프로그램에 의해 FSM 공법의 PSC 박스 거더교를 최소경비로 자동 설계하고 이를 다양한 교량 형식에 적용하여 적정 형고비 Span Length to Girder Depth와 교폭에 따른 적정 셀(cell )수를 검토하고 최적설계의 필요성을 알리는데 목적이 있다. 사용된 최적설계 프로그램은 축차 무제약 최소화 기법을 이용하였고, 설계과정에서 설계점들이 설계가능 영역밖에 있는것을 허용할 수 있도록 Kavlie가 제안한 확장 벌칙함수를 도입하였다. 또한 설계점들의 탐사 방법은 Powell's direct search method를 사용하며, 설계시간을 단축시키기 위해 설계점 변화에 따른 단면력 변화를 Gradient를 이용하여 근사화 시키는 방법을 사용하였다. 그리고 설계변수의 수렴성과 셀수 지간장 차선수별 최적비용의 상관관계를 도출하였다.

The objective of this study is development of the optimum design program to minimize the cost for PSC box girder bridge using the full staging method to indicate the necessity for the optimum design applied many types of bridges. It also considered the proper span length to girder depth ratio and the cell number along the width of bridge. This program used SUMT procedure and Kavlie's extended penalty function to allow infeasible design points in the process. Powell's direct method was used in searching design points and Gradient Approximate Method was used to reduce design hours. This study showed the convergence in design parameter and correlation of totally optimized cost according to cell numbers, span lengths, and lane numbers.