Long-term Behavior of Steel-Concrete Composite Girders due to Concrete Shrinkage

Experimental tests and theoretical methods of the analysis of the concrete shrinkage behaviors of steel-concrete composite girders are described herein. Steel-concrete composite test specimens were fabricated in the laboratory, and long-term behaviors such as deflections, curvatures, and strains were measured for one year. Test results were compared to the analytical results obtained by using the age-adjusted effective modulus method (AEMM). In addition, composite girders have been analyzed to investigate the effects of several parameters on the concrete shrinkage behaviors. From the long-term test results, it could be used to validate AEMM for the evaluation of the shrinkage behavior of composite girders. Because the shrinkage of the reinforced concrete slab in composite girders may lead to large tensile stresses in the concrete section, the transverse cracking of the slab could occur both in the positive and negative regions. Therefore, if the cracking of concrete would be ignored,it might lead to an overestimation of the stresses of the steel section of composite girders. Based on this research, it is proposed that the effect of transverse concrete cracking on the shrinkage behavior of steel-concrete composite bridges be considered.

콘크리트 건조수축에 의한 합성거더의 장기거동

콘크리트의 건조수축에 의한 합성거더의 장기거동을 평가하기 위해 수행한 실험과 이론적 분석방법에 대해 기술하였다. 합성거더를 제작하여 장기간 실내실험을 통해 콘크리트의 건조수축에 따른 합성보의 처짐, 곡률변화 및 변형률변화를 측정하였으며, 실험결과를 AEMM(Age-adjusted Effective Modulus Method)을 이용한 해석치와 비교하였다. 또한 콘크리트의 건조수축에 의한 합성거더의 장기거동에 영향을 미치는 여러 변수들에 대한 해석을 수행하였다. 실험결과 합성거더의 장기거동은 AEMM에 의해 적절히 평가할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 합성거더의 콘크리트 단면에 커다란 인장응력이 발생하기 때문에 연속교 부모멘트부뿐만 아니라 단순교 정모멘트부에도 횡방향균열이 발생할 수 있다는 것을 보였으며, 횡방향 균열을 무시하는 경우 강거더에 작용하는 응력이 과대평가 될 수 있다는 것을 확인하였다. 이상의 연구결과를 토대로 콘크리트의 건조수축에 의한 합성거더의 장기거동 평가시 콘크리트 단면에 발생할 수 있는 횡방향균열을 고려하는 것이 합리적이라고 판단된다.