Development of a Prestressed Plate Girder Forming Hybrid Sections of Hot-rolled H Beam and High-Strength Steel Plates

Innovative prestressed steel plate girders were presented in this study. Hot-rolled H beams were loaded first, then relatively high-strengthsteel plates were welded on the top and bottom flanges of preloaded H beams. Finally, high prestressed plate (HiPP) girder was manufactured by simply releasing prestresses of rolled beams. To verify prestress distributions induced in this girder, the experimental study was conducted and some guidelines to manufacture these girders effectively were addressed. In addition, methods to determine the allowable bending stress of HiPP girders and to check welding stresses were addressed for design of temporary bridges. The efficiency and effectiveness of the present girder were demonstrated through design examples of temporary bridges adapting the prestress-induced girder or the plate girder of the same section without prestresses. As a result, it has been found to be possible that the span length of HiPP girders for temporary bridges is longer than that of girders without prestresses.

H형강과 고강도 강판으로 복합단면을 구성하는 프리스트레스트 플레이트거더의 개발

선행하중을 도입한 H형강의 상하부에 고강도 강판을 부착시키고 하중을 제거함으로써 프리스트레스의 도입효과를 극대화 시킨 플레이트거더(High Prestressed Plate Girder, 이하 HiPP 거더)를 개발하고자 한다. 먼저 복합거더(hybrid girder)의 일종인 HiPP 거더의 역학적 원리를 간략히 설명하고, 실험을 통하여 플레이트거더에 의도한 프리스트레스를 도입하기 위한 제작공정을 개발한다. 또한 실험체의 변형률 계측결과와 이론해석 결과를 비교하여 HiPP 거더의 프리스트레스 도입 메카니즘을 확인하며, 단계별 거더에 발생하는 응력을 파악한다. 가교에 적용하기 위하여 HiPP 거더의 설계를 위한 허용휨응력(안)과 용접부의 응력검토 결과를 제시한다. 결론적으로 단순 합성거더와 비교하여 HiPP 거더는 프리스트레스의 도입효과 때문에 장지간화된 가교의 설계/시공을 가능케 하는 구조적 거동 특성을 보인다.