DOI QR코드

DOI QR Code

An Experimental Study on the Girder-Abutment Connection for the Steel-Concrete Composite Rigid-Frame Bridge Integrated with PS Bars

PS 강봉으로 일체화된 강합성 라멘교의 거더-교대 접합부의 거동에 관한 실험적 연구

  • Lee, Sang-Yoon (Structural Engineering Research Division, Korea Institute of Construction Technology, Dept. Civil and Environmental Engineering, Korea University) ;
  • Ahn, Young-Soo (Structural Division, Hakyong Engineering Co., Ltd.) ;
  • Oh, Min-Ho (Technical Marketing Dept., CableTek Co., Ltd.) ;
  • Chung, Jee-Seung (Dept. of Railroad Civil Engineering, Dongyang University) ;
  • Yang, Sung-Don (Civil Engineering Group, POSCO E&C)
  • 이상윤 (한국건설기술연구원 인프라구조연구실, 고려대학교 사회환경시스템공학과) ;
  • 안영수 ((주)하경엔지니어링 구조부) ;
  • 오민호 (케이블텍(주) 기술영업부) ;
  • 정지승 (동양대학교 철도토목학과) ;
  • 양성돈 (포스코건설 토목부)
  • Received : 2012.03.28
  • Accepted : 2012.06.19
  • Published : 2012.08.31

Abstract

Steel-concrete composite rigid-frame bridge is a type of integral bridge having advantages in bridge maintenance and structural efficiency from eliminating expansion joints and bridge supports, the main problems in bridge maintenance. The typical steel-concrete composite rigid-frame bridge has the girder-abutment connection where a part of its steel girder is embedded in abutment for integrity. However, the detail of typical girder-abutment connection is complex and increases the construction cost, especially when a part of steel girder is embedded. Recently, a new type of bridge was proposed to compensate for the disadvantages of complex details and cost increase. The compensation are expected to improve efficiency of construction by simplifying the construction detail of the girder-abutment connection. In this study, a static load test has been carried out to examine the behavior of the girder-abutment connection using real-scale specimens. The results of the test showed that the girder-abutment connection of proposed girder bridge has sufficient flexural capacity and rebars to control concrete crack should be placed on the top of abutment.

강합성 라멘교는 교대 일체식 교량과 같이 유지보수의 주된 원인이 되는 신축이음 및 받침이 생략되어 유지관리 및 구조적인 장점을 얻을 수 있는 교량 형식이다. 통상적인 강합성 라멘교는 강재로 제작된 거더의 일부를 교대에 매립하는 형태로 거더와 교대가 일체화된다. 거더를 교대에 매립하는 형태의 거더-교대 접합부는 시공상세가 복잡하고 접합부의 상세에 따라 공사비가 증가하는 원인이 될 수 있다. 최근, 기존 강합성 라멘교의 거더-교대 접합부의 시공상세를 간략화하여 시공효율 향상시킨 PIC 거더교가 제안되었다. PIC 거더교는, 거더를 교대에 매립하는 상세 대신, PS 강봉을 이용하여 거더와 교대를 일체화하는 접합부 상세를 가지고 있다. 이 연구에서는 PIC 거더교의 거더-교대 접합부에 대한 거동을 검토하기 위하여 실물모형실험체를 이용한 정적재하실험을 수행하였다. 실험 결과, PS 강봉에 의해 체결되는 거더-교대 접합부는 충분한 내력을 확보하고 있는 것으로 확인되었다. 다만, 균열에 대한 사용성을 확보하기 위해서는 교대 상부에 발생하는 균열을 제어하기 위한 철근 배근이 필요할 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. Burke, Jr. M. P., "Integral Bridge Design is on the Rise," AISC Modern Steel Construction, Vol. 30, No. 4, 1990, pp. 9-11.
  2. Burke, Jr. M. P., "Bridge Deck Joints, In: NCHRP Synthesis of Highway Practice," No 141, Transportation Research Board, National Research Council, Washington, DC, USA, 1988.
  3. Wolde-Tinsae, A. M., Klinger, J. E., and Mullangi, R., "Bridge Deck Joint Rehabilitation or Retrofitting, Final Report," Department of Civil Engineering, Maryland University, College Park, MD, USA, 1988, 284 pp.
  4. Steiger, D. J., "Jointless Bridges Provide Fuel for Controversy," Roads and Bridges, Vol. 31, No. 11, 1993, pp. 48-54.
  5. Burke, Jr. M. P., "Integral Bridges, In: Transportation Research Record," No. 1275, Transportation Research Board, National Research Council, Washington, DC, USA, 1990, pp. 53-61.
  6. Soltani, A. A. and Kukreti, A. R., "Performance Evaluation of Integral Abutment Bridges. In: Transportation Research Record," No. 1371, Transportation Research Board, National Research Council, Washington, DC, USA, 1992, pp. 17-25.
  7. Kim, W. and Laman, J. A., "Numerical Analysis Method for Long-Term Behavior of Integral Abutment Bridges," Engineering Structures, Vol. 32, Issue 8, 2010, pp. 2247-2257. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2010.03.027
  8. Kim, W. and Laman, J. A., "Integral Abutment Bridge Response under Thermal Loading," Engineering Structures, Vol. 32, Issue 6, 2010, pp. 1495-1508. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2010.01.004
  9. ACI Committee 349, Code Requirements for Nuclear Safety Related Structures (ACI 349-01), Appendix B-Steel Embedments, ACI, 2001, pp. 81-88.
  10. 김상효, 윤지현, 안진희, 이상우, "일체식 교대 교량의 파일-교대 연결부 거동에 관한 실험적 연구," 대한토목학회 논문집, 29권, 6A호, 2009, pp. 651-659.
  11. 안진희, 윤지현, 김상효, 김준환, "PSC 일체식 교대 교량 의 거동특성 평가," 대한토목학회 논문집, 30권, 4A호, 2010, pp. 361-373.
  12. 김상효, 윤지현, 최우진, 김준환, 안진희, "일체식 교대 강교량의 거더-교대 연결부 상세의 거동평가를 위한 실험적 연구," 한국강구조학회 논문집, 23권, 1호, 2011, pp. 61-72.
  13. 김우석, "프리스트레스트 콘크리트 거더 일체식 교량의 교대 거동 해석과 예측," 콘크리트학회 논문집, 23권, 5호, 2011, pp. 667-674. https://doi.org/10.4334/JKCI.2011.23.5.667
  14. 정원석 등, "수직방향 긴장력을 도입한 합성 라멘교량의 거동 분석," 대한토목학회 2009년도 정기 학술대회 논문집, 2009, pp. 95-98.
  15. 옥동민, 신형식, "강합성 라멘교의 구조적 거동에 대한 해석적 연구," 박사학위 논문, 홍익대학교 대학원, 2010, 33 pp.
  16. 최훈 등, "강합성 라멘교에 사용되는 강합성보의 가설방법에 관한 연구," 한국강구조학회 학술발표대회 논문집, 2011, pp. 17-18.
  17. 이상윤, "공사기간 단축을 위한 신형식 인테그럴 브릿지의 소개: PIC 거더교," 한국강구조학회지, 23권, 3호, 2011, pp. 16-21.
  18. 안영수, 오민호, 정지승, 이상윤, "PS강봉으로 일체화된 강합성 라멘교의 거더-교대 접합부에 대한 피로 성능 평가," 콘크리트학회 논문집, 24권, 3호, 2012, pp. 253-263.
  19. 한국도로교통협회, 국토해양부 제정 도로교설계기준, 2010, pp. 4-97-98.