DOI QR코드

DOI QR Code

Assessment for Extending Span Ranges of PSC Girder Bridges : I. Proposed Strategy to Estimate the Spans

PSC 거더교의 장경간화 평가 기법 : I. 경간 평가 기법의 제안

  • 전세진 ((주)대우건설 기술연구원 토목연구팀) ;
  • 최명성 ((주)대우건설 기술연구원 토목연구팀) ;
  • 김영진 ((주)대우건설 기술연구원 토목연구팀)
  • Received : 2009.01.30
  • Accepted : 2009.03.30
  • Published : 2009.05.31

Abstract

PSC girder bridge is known to be more economical than other types of bridges and has been usually applied to a span range of 25 m to 35 m according to the standard shapes for highway bridges in Korea. The spans of the recently developed new types of PSC girders are also limited to 50 m at most. In this study, therefore, feasibility of the long-span PSC girder that reaches more than 50 m is investigated by applying several strategies from the perspectives of materials, design and construction. A systematic procedure is proposed that can be used to assess the effect of each strategy on the span. The proposed scheme adopts a graphical approach that represents a relationship between the number of prestressing tendons and the span, and is derived on a basis of safety assessment equations of the girder in each stage of fabrication and in service. In the companion paper, the amount of span extension is quantitatively evaluated by applying the proposed scheme into a sample PSC girder bridge.

PSC 거더교는 타 공법에 비해 매우 경제적인 교량 형식이지만 국내에서는 PSC 빔 표준도에 근거하여 도로교의 경우 25~35 m 경간에 주로 적용되어 왔다. 이러한 경간상의 제약사항을 극복하기 위해 다양한 신형식 거더교들이 개발되었지만 주로 50 m 이하 경간에 적용되고 있는 실정이다. 따라서, 이 연구에서는 PSC 거더교를 50 m 이상의 경간까지 확장할 수 있는 장경간화 기법들을 재료, 설계 및 시공 측면으로 나누어 분석함으로써 장경간화의 가능성을 고찰해 보았다. 이 때 각 기법이 경간 증가에 미치는 기여도를 일목요연하고 용이하게 평가할 수 있는 방법론을 제안하였다. 제안된 방법은 허용응력 설계법에 근거한 PSC 거더의 단계별 안전성 평가식을 프리스트레싱 텐던의 개수와 경간의 관계를 나타내는 그래프로 치환하여 설계 가능 영역을 찾아내는 방식이며, 일반 PSC 거더, 다단계 긴장식 PSC 거더, Decked PSC 거더로 구분하여 수식을 전개하였다. 후속 논문에서는 이를 실교량 예제에 적용하여 경간 증가량을 분석하였다.

Keywords

References

  1. 김광수, 양인환(2008) 국내의 신형식 PSC 빔 거더교 개발 현황, 콘크리트학회지, 한국콘크리트학회, 제20권 제3호, pp. 26-33.
  2. 박영하, 김우종(2008) 표준 형식 PSC 빔 거더교의 저형고 장경간화, 콘크리트학회지, 한국콘크리트학회, 제20권 제3호, pp. 20-25.
  3. 박영하, 박인석, 박민석(2005) 단순지지 PSC I 거더교의 거더높이 최소화 최적설계, 대한토목학회 정기학술대회 논문집, 대한토목학회, pp. 337-340.
  4. 신현묵(2008) 프리스트레스트 콘크리트, 제10판, 동명사.
  5. 심종성, 배인환, 김정구(1999) 장경간 PSC-I형 거더 설계를 위한 해석적 연구, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제19권, 제I-4호, pp. 581-590.
  6. 심종성, 오홍섭, 김민수(2000) 장지간 교량을 위한 PSC-I형 거더의 단면 설계변수 연구, 한국콘크리트학회논문집, 한국콘크리트학회, 제12권 6호, pp. 13-22.
  7. 이형준, 전세진, 김영진(2008) PSC 교량의 저형고 장경간화에 대한 연구 개발, 콘크리트학회지, 한국콘크리트학회, 제20권 제3호, pp. 14-19.
  8. 이형준, 정원기, 윤석구(2002) 고강도콘크리트 PSC 빔 교량부재의 정적 구조거동, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제22권, 제5A호, pp. 1023-1036.
  9. 전세진(2009) PSC 거더교의 장경간화 평가 기법: II. 예제 분석, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제29권, 제3A호, pp. 243-250.
  10. 조선규, 윤석구, 박영하(2004) 표준단면을 위한 프리스트레스트 콘크리트 거더의 단면최적설계, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제24권, 제4A호, pp. 853-859.
  11. 한국도로공사 도로연구소(1998) 콘크리트 장경간보 개발에 대한 연구.
  12. 한국도로교통협회(2005) 도로교설계기준.
  13. 한국콘크리트학회(2007) 콘크리트구조설계기준.
  14. Abdel-Karim, A.M. and Tadros, M.K. (1992) State-of-the-Art of Precast/Prestressed Concrete Spliced I-Girder Bridges, Precast/Prestressed Concrete Institute(PCI).
  15. Bardow, A.K., Seraderian, R.L., and Culmo, M.P. (1997) Design, fabrication and construction of the New England Bulb-Tee girder, PCI Journal, Vol. 42, No. 6, pp. 30-40.
  16. Han, M.Y., Hwang, E.S., and Lee, C.D. (2003) Prestressed concrete girder with multistage prestressing concept, ACI Structural Journal, Vol. 100, No. 6, pp. 723-731.
  17. Meir, J.V., Cicciarelli, M.R., Ramirez, J.A., and Lee, R.H. (1997) Alternatives to the current AASHTO standard bridge sections, PCI Journal, Vol. 42, No. 1, pp. 56-66.
  18. Melby, K., Jordet, E.A., and Hansvold, C. (1996) Long-span bridges in Norway constructed in high-strength LWA concrete, Engineering Structures, Vol. 18, No. 11, pp. 845-849. https://doi.org/10.1016/0141-0296(95)00158-1
  19. Naaman, A.E. (2004) Prestressed Concrete Analysis and Design - Fundamentals, 2nd Ed.
  20. Precast/Prestressed Concrete Institute(PCI) (2003) Precast Prestressed Concrete Bridge Design Manual, 2nd Ed.
  21. Smith, M.Z., Li, Y., and Ahlborn, T.M. (2008) Analysis of longitudinal joint connections for decked precast prestressed concrete girder bridges, Proceedings: Accelerated Bridge Construction - Highway for Life Conference.
  22. White, C.D. and Castrodale, R.W. (2004) Extending Span Ranges of Precast Prestressed Concrete Girders, National Cooperative Highway Research Program(NCHRP) Report 517, Transportation Research Board.