DOI QR코드

DOI QR Code

Redundancy Evaluation of the Composite Two Steel Plate-Girder Bridges

강합성 플레이트 2-거더교의 여유도 평가

  • Received : 2005.09.29
  • Accepted : 2005.12.28
  • Published : 2006.07.31

Abstract

The composite two plate-girder bridges are generally defined as a non-redundant load path structure because the bridge can collapse if one of the two girders is seriously damaged by a fatigue crack. In this paper, a numerical study on the evaluation of the after-fracture redundancy of the composite two-girder bridges was accomplished. The evaluation has been performed on the simple and three-span continuous bridges with I-section cross beams which serve as transverse bracing, and with or without the bottom lateral bracing system. The load carrying capacities of the intact and damaged bridges with or without lateral bracing were evaluated from material and geometric nonlinear analysis, respectively and the redundancy was evaluated for each case. It was acknowledged from the analytical results that both simple and continuous intact two-girder bridges have sufficient redundancy even without lateral bracing, but it takes an important role to improve the redundancy of damaged bridges.

강합성 플레이트 2-거더교는 피로균열에 의해 한 개의 거더에 심각한 손상이 발생되는 경우 교량의 붕괴가 유발되는 단재 하경로 구조로 인식되고 있다. 본 논문에서는 강합성 2-거더교의 거더 손상시 교량의 여유도를 평가하기 위한 해석적 연구를 수행하였다. 여유도 평가는 단경간 및 3경간 연속교를 대상으로 하였으며, 수직브레이싱은 I-단면 가로보로 적용하고 하부 수평브레이싱이 설치되는 경우와 설치되지 않는 경우를 고려하였다. 정상 상태 및 손상 상태의 교량에 대해 하부 수평브레이싱의 유 무에 따른 내하 성능을 재료 및 기하비선형 해석으로 구하고 각 경우의 여유도를 비교 평가하였다. 해석 결과에 따르면 정상 상태의 2-거더 교량은 단순교와 연속교 모두 수평브레이싱이 없어도 여유도가 충분하며, 손상 상태의 교량에서는 수평브레이싱이 여유도 향상에 중요한 역할을 하는 것으로 분석되었다.

Keywords

References

  1. 길흥배, 강상규(2004) 고속도로상의 소수주거더교 설계지침, 대한토목학회지, 대한토목학회, 제52권 제3호, pp. 34-43
  2. 길흥배, 강상규(2005) 실험을 통한 2주거더교의 여유도 평가, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제25권 제2A호, pp. 337-345
  3. 박용명, 조현준, 황민오(2004) 강합성 2-거더교의 가로보 배치간격 및 소요 휨강성에 관한 연구, 한국강구조학회논문집, 한국강구조학회, 제16권 제1호, pp. 1-10
  4. 포항산업과학연구원(2005) 차세대 구조용강 상용화를 위한 강교량 최적화 설계기술 개발, 연구보고서 No. 2003A238
  5. 포항산업과학연구원(1999) 경쟁력 향상 도로용 소수주형 판형교 기술 개발, 연구보고서 No. 1999A232
  6. 한국도로교통협회(2005) 도로교설계기준
  7. ABAQUS Inc. (2004) ABAQUS/Standard User's Manual(Ver: 6.4)
  8. American Association of State Highway & Transportation Officials (2002) Standard Specifications for Highway Bridges
  9. Frangopol, D. M. and Nakib, R. (1991) Redundancy in highway bridges, Engineering Journal, AISC, First Quarter, pp. 45-50
  10. Daniels, J. H., Kim, W., and Wilson, J. L. (1989) Recommended Guidelines for Redundancy Design and Rating of Two-Girder Steel Bridges, NCHRP Report 319, TRB
  11. Ghosn, M. and Moses, F. (1998) Redundnacy in Highway Bridge Superstructures, NCHRP Report 406, TRB
  12. Heins, C. P. and Hou, C. K. (1980) Bridge redundancy: etlects of bracing, J. of the Structural Division, Proceedings of ASCE, Vol. 106, No. ST6, pp. 1364-1367
  13. Heins, C. P. and Kato, H. (1982) Load redistribution of cracked girders, Journal of the Structural Division. Proceedings of ASCE, Vol. 108, No. ST8, pp. 1909-1915
  14. Idriss, R. L., White, K. R., Woodward, C. B., and Jauregui, D. V. (1995) After-fracture redundancy of two-girder bridge: testing 1-40 bridges over rio grande, Proceedings of the Fourth International Bridge Engineering Conference, pp. 316-326, TRB
  15. Ohtsuka, M., Takenaka, H., Satoh, T., and Wachi, T. (1993) A proposition for the elimination of the lower lateral bracings of plategirder bridges, Bridge and Foundation Engineering(橋梁と基礎), Vol. 27, No. 11, pp. 33-39. (in Japanese)
  16. Tachibana, Y., Tsujikado, M., Echigo, S., Takahashi, S., and Miki, C. (2000) A Study of after-fracture redundancy for two-girder bridges, J. of Construction Management and Engineering. JSCE, pp. 241-251. (in Japanese)
  17. Task Committee on Redundancy of Flexural Systems of the ASCE-AASHTO Committee on Flexural Members of the Committee on Metals of the structural Divisions (1985) State-of-the-art report on redundant bridge systems, J. of the Structural Engineering, ASCE, Vol. 111, No. 12, pp. 2517-2531 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1985)111:12(2517)