Performance Evaluation of Long Span Bridge Columns Strengthened with High-Performance Glass Fiber

Researches and studies which have been conducted so far on external confinement of long span concrete columns have mainly concentrated on concentric loading. But, long span bridge concrete columns over the sea are mainly subjected to concentrated axial load, and at the same time lange amount of moment by eccentric load. This paper experimentally investigates the performance of externally confined high-strength concrete columns subjected to loading mechanism and evaluates the effectiveness of two confinement materials carbon fibre and high performance glass fibre. Twelve short columns with the same dimensions were cast and tested Six columns were reinforced with hoop bars, the remaining six columns were reinforced with spiral bars and wrapped with three layers of carbon failure and high performance glass FRP sheets. Test variables considered were the shape of internal reinforcement and strengthening materials according to loading location. The experimental results showed that eccentric load could obviously lower down the maximum failure load of FRP-confined concrete columns, compared with the columns under concentric load. And compared with the carbon FRP-confined reinforced concrete columns, high performance glass FRP-confined columns displayed a higher load capacity and ductility, when tested both concentrically and eccentrically.

고성능 유리섬유로 보강된 해상장대교량 교각의 보강성능평가

기존의 해상교량 기둥의 외부보강에 따른 연구들은 현재까지 주로 중앙점 재하에 따른 성능을 평가하였다. 하지만, 장대교량의 기둥은 정확한 중심축을 기준으로 축하중을 받는 경우와 편심으로 인한 큰 모멘트가 동시에 작용하는 경우가 많이 발생한다. 이 연구에서는 해상장대교량의 고강도 철근콘크리트 기둥의 하중재하 위치와 2가지의 보강 재료인 탄소섬유 및 고성능 유리섬유를 각각 보강하여 그 효과를 분석하였다. 실험에 사용된 12개의 기둥 실험체는 모두 같은 크기로 제작 및 실험을 하였다. 그 중 6개 실험체의 횡보강 철끈은 띠철근으로 배근하였으며, 그 외 6개의 실험체는 나선철근으로 매끈하였다. 그리고 각각 3겹의 탄소섬유 및 고성능 유리섬유를 적용하여 감싸기 방법으로 보강하였다. 실험변수는 하중재하 위치에 따른 철근의 보강행태 및 보강재료가 고려되었다. 실험결과, 편심축에 따른 하중재하 기둥부재는 중심축 하중재하에 비해 최대 파괴하중이 감소하였지만 고성능 유리섬유를 보강한 기둥부재는 축하중 및 편심하중에서 탄소섬유를 보강한 경우보다 내력과 연성이 우수하였다.