대한토목학회논문집 (KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research)

  • 제28권3C호
  • /
  • Pages.149-158
  • /
  • 2008
  • /
  • 1015-6348(pISSN)
  • /
  • 2799-9629(eISSN)
대한토목학회 (Korean Society of Civil Engeneers)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

수치해석을 이용한 국내 해상교량 현장타설말뚝의 강관지지효과

A Numerical Study on the Effect of Steel Casing on Bearing Capacity of Drilled Shafts for Marine Bridges

  • 이주형 (한국건설기술연구원 토질 및 기초연구실) ;
  • 신휴성 (한국건설기술연구원 지하구조물연구실) ;
  • 박민경 (한국시설안전공단 기술사업단 기술개발실) ;
  • 박재현 (한국건설기술연구원 토질 및 기초연구실) ;
  • 곽기석 (한국건설기술연구원 토질 및 기초연구실)
  • 투고 : 2007.08.23
  • 심사 : 2008.03.03
  • 발행 : 2008.05.31
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

본 연구에서는 수치해석을 통하여 국내 해상 장대교량의 기초로 사용된 대구경 현장타설말뚝의 거동특성을 분석하고 외부 강관케이싱에 의한 말뚝의 지지력 증진효과를 검증하고자 한다. 직경이 다른 3종류의 현장타설말뚝에 대하여 1) 외부강관이 없는 경우, 2) 외부강관이 있는 경우 그리고 3) 외부강관과 콘크리트가 일체화 거동을 하는 경우 등 3가지 모델을 설정하고 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 강관과 콘크리트사이에는 경계면 요소(interface)를 적용하였으며, 지반 및 하중조건은 현장의 조건을 사용하였다. 각 모델에 대한 세부적인 변위 및 응력분석을 통하여 강관합성 현장타설말뚝의 거동특성을 파악하였다. 수치해석결과 본 해석에서 선정한 대구경 현장타설말뚝의 경우 외부강관을 구조재로 고려하는 경우 동일 하중조건에 대한 수평변위 및 수직변위가 각각 32~37%와 15~19% 정도 감소되는 것으로 나타났다.

This study is concerned with the characteristics of the behavior of drilled shafts with steel casing, a material that is used for large bridge foundations in Korea, and especially for weak submerged ground conditions. The effect of steel casing on bearing capacity of drilled shafts was also verified in this study. Three large drilled shafts with 1.8, 2.4, 3.0m diameter respectively were selected, and 3-D finite element analysis has been undertaken on the following three models: 1) drilled shafts without steel casing, 2) drilled shafts with steel casing, 3) steel-concrete composite drilled shafts. Interface element between concrete core and steel casing was taken into account, and ground conditions and load combinations were applied which had been considered in the fields. Detailed characteristics of the stress and displacement distributions were evaluated to understand the characteristics of the behavior of the drilled shafts. Based on the study performed, the steel casing used as load-carrying materials in the drilled shafts can reduce the horizontal and vertical displacement of drilled shafts by 32~37% and 15~19% respectively compared with drilled shafts without steel casing.

키워드

참고문헌

  1. 김태진(2002) CFT 과거.현재 그리고 미래, 한국강구조학회지, 한국강구조학회, 제14권 2호 특집기사
  2. 송병석, 조남준(2005) 케이싱이 있는 현장타설말뚝의 거동에 관한 연구, 석사학위논문, 국민대학교 대학원 건설시스템공학부
  3. 서보국, 손창희, 최영수, 김명학(2005) 파형 희생 강관을 사용한 현장 타설 말뚝의 주면마찰응력 산정에 관한 연구, 2005 대한토목학회 정기학술대회 논문집, 대한토목학회, pp. 4253-4256
  4. 신승현, 이양구, 김주철, 김정환, 이현근(2005) 인천대교 대구경현장타설말뚝 Osterberg-cell 시험 적용 사례, 2005 대한토목학회 정기학술대회 논문집, 대한토목학회, pp. 3921-3924
  5. 코다개발(주) (2005) 인천대교 민간투자사업 구조계산서
  6. 한국건설기술연구원(2004) 장대교량 건설기술 선진화사업 기획연구
  7. AASHTO (2004) AASHTO LRFD Bridge Design Specifications
  8. Eurocode (2003) Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures, British Standards(BSI)
  9. Horvath, R. G., and Kenny, T. C. (1979) Shaft resistance of rocksocketed drilled piers, Symposium on Deep Foundation (Fuller, ed.), ASCE, Atlanta, October, pp. 182-214
  10. Kindmann, R. (1990) Composite girders, composite steel-concrete construction and Eurocode 4, IABSE Short Course Brussel 1990, IVBH Report Volume 61, Zurich
  11. O'Neill, M. W. and Reese, L.C. (1978) Load transfer in a slender drilled pier in sand, America Society of Civil Engineers, ASCE Spring Convention and Exposition, Pittsburgh, Pennsylvania, Preprint 3141, April, 30
  12. Shimaoka H., Sawamura K., and Okamoto T. (2003) New construction materials for social infrastructures, NKK TECHNICAL REVIEW, No. 88, pp. 88-99
  13. Scott, B.D., Park, R., and Priestley, M.J.N. (1982) Stress-strain behavior of concrete confined by overlapping hoops at low and high strain rates, ACI, Title No. 79-2, January-February, pp. 13-27
  14. Mander, J.B., Priestley, M.J.N., and Park, R. (1988a), Theoretical stress-strain model for confined concrete, ASCE, Journal of Structural Engineering, Vol. 114, No. 7-9, pp. 1804-1826 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1988)114:8(1804)
  15. Mander, J.B., Priestly, M.J.N., and Park, R. (1988b) Observed stress-strain behavior of confined concrete, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 114, No. 8, pp. 1827-1849 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1988)114:8(1827)