Numerical Analysis of Curling Behavior of Prestressed Approach Slab Subjected to Environmental Loads

The numerical analyses were performed to investigate the curling behavior of the post-tensioned prestressed concrete approach slab (PTAS) under environmental loads. A technique to include properly the boundary conditions of one end of PTAS that was connected to the bridge abutment using hinges was proposed for the numerical model. The applicability of a simplified model not having hunches was also investigated. By using the developed models, the curling behavior of PTAS was analyzed when the foundation settlement occurred. The analysis results showed that the maximum tensile stress obtained from the simplified model involving a simplified hinge connection was very closed to that obtained from a rigorous model. When the slab curled up, the maximum tensile stress occurred in the model including no foundation settlement, but when the slab curled down, the maximum stress occurred in the model including partial settlement of the foundation. Therefore, the design of PTAS should be performed considering those maximum tensile stresses.

환경하중에 의한 교량 프리스트레스 접속슬래프의 컬링 거동 수치 해석적 분석

본 연구는 프리스트레스 접속슬래브(PTAS: Post-Tensioned Approach Slab)가 환경하중을 받아 컬링할 때의 거동을 수치해석을 통해 적절히 분석하기 위하여 수행되었다. PTAS의 한쪽 단부가 교대에 힌지로 연결되는 부분을 해석 모형에 적합하게 포함시킬 수 있는 방법을 마련하였으며, 접속슬래브의 헌치 부분을 삭제한 단순 형상의 접속슬래브 모델의 사용성도 분석하였다. 개발한 모델을 이용하여 교대 뒤채움부 침하에 의한 접속슬래브의 컬링 응력 특성을 분석하였다. 연구 결과, PTAS의 단순화 힌지를 포함한 단순 형상 모델은 실제 형상 모델의 최대인장응력을 산출하기에 적합한 것을 알 수 있었다. 또한 컬업시에는 하부지반 침하가 없는 PTAS에서 최대인장응력이 도출되었으며, 컬다운 시에는 하부지반 침하가 진행된 PTAS에서 최대인장응력이 발생하므로 이러한 컬링 응력을 고려하여 설계를 수행하는 것이 적절할 것으로 분석되었다.