Analytical Study on the Reinforced Details of Orthotropic Steel Deck Bridge

The improvement of stiffness by the increase of thickness of deck plate or the reinforcement of longitudinal rib is one method among the effective methods to control fatigue damages occurring in orthotropic steel deck. It is likely that the increase of stiffness is effective to restrain local deformation caused by axial load in the steel deck. Therefore, in this study, the parameter studies for the reinforced structural details such as the bulk-head plate and vertical rib which is established to reduce the resultant stresses in the connection parts of the longitudinal rib and floor beam were performed with FE analysis. From the results, it was known that the reinforced structural detail with the bulk-head plate in the longitudinal ribs reduced overall the principal stresses at the connection parts, but the stress concentration increased in the weld toe parts which are occurring fatigue cracks. Also, it was estimated that the reinforced structural detail with the vortical rib in the longitudinal ribs because of the reduction of stress concentration in the weld toe parts is more effective details than the bulk-head plate.

강바닥판 교량의 보강상세에 관한 해석적 연구

강바닥판 피로손상을 억제할 수 있는 유효한 방법의 하나로 데크 플레이트의 판 두께를 증가시키거나 세로리브의 보강 등에 의한 강성 증가를 고려할 수 있는데, 이 강성증가는 일반적으로 윤하중에 의한 강바닥판의 국부변형 억제 등에 효과가 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 강바닥판교의 피로균열이 빈번히 발생해 가장 문제가 되는 U-rib와 가로리브 연결 상세부의 발생응력을 최소화할 수 있도록 벌크헤드플레이트나 수직리브와 같은 보강상세의 부착에 따른 변수로 정밀 구조해석을 수행하였다. 그 결과, 벌크헤드플레이트는 전체적으로 연결 상세부의 주응력을 경감시키나, 피로균열이 발생되는 용접 지단부에서는 오히려 응력집중이 커지는 경향을 나타내는 것을 알 수 있었다. 그러나 수직리브는 용접 지단부에서 응력집중을 경감시키는 효과를 나타내어 벌크헤드플레이트의 보강보다는 수직리브의 보강이 더 효율적일 것으로 판단된다.