Methodology for Reliability-based Assessment of Capacity-Rating of Plate Girder Railroad Bridges using Ambient Measurement Data

Today, the Working Stress Rating (WSR) is being widely used for the capacity-rating and the safety assessment of railroad steel bridges. Since it cannot incorporate the uncertainties, several studies have been carried out in order to get over the incompleteness of the conventional capacity-rating and safety assessment. A system reliability-based equivalent capacity-rating method, which can evaluate the capacity of existing bridges, has been recently proposed. For more efficient reliability analysis, probabilistic parameters of the random variables in the limit-state models should be reasonably evaluated. Especially, uncertainties for live load effects must be realistically included. In this study, an improved limit-state model was used for the system reliability-based equivalent strength method. This model can incorporate the probabilistic parameters obtained from ambient measurement data. To demonstrate the applicability of the improved system reliability-based equivalent capacity rating method, this was applied to the existing steel plate girder bridge for comparison with the conventional capacity-rating and safety assessment.

상시 계측 데이터를 이용한 신뢰성에 기초한 판형 철도교의 내하력 평가법

현재 까지도 철도교의 내하력 평가는 일반적으로 허용응력 판정법(Working Stress Rating, WSR)에 의해 수행되고 있다. 그러나 WSR 방법은 구조물, 하중 등의 여러 요인에 의한 불확실성을 고려하지 못한다는 단점이 있으며, 이러한 재래적인 내하력 평가법의 불완전성을 해결하기 위하여 신뢰성에 기초한 내하력 평가법의 개발에 대한 여러 연구가 수행되어오고 있다. 한편, 최근에는 실용적인 내하력 평가방법이라 할 수 있는 등가내하력 평가법이 제안되었다. 보다 효율적인 등가내하력 평가를 위한 가장 중요한 요소는 무엇보다 한계상태 함수에 적용되는 확률변수(저항 및 하중 관련 변량)에 대한 불확실성이 합리적이고 실제적으로 추정되어야 한다는 것이며, 특히 활하중에 대한 불확실성은 다른 확률변수보다도 중요하게 다루어 져야 보다 신뢰도 있는 해석이 된다. 본 연구에서는 하중에 대한 불확실성의 합리적인 적용을 위해, 교량의 상시 계측 데이터로부터 추정한 하중관련 불확실성을 보다 합리적으로 적용할 수 있는 한계상태모형을 이용하여 등가내하력 평가법을 개선하였으며, 기존의 내하력 평가법들과의 비교를 통하여 개선된 등가내하력 평가방법에 대한 적용성을 검증하였다.