Temperature Distribution and It's Contribution to Self-equilibrium Thermal Stress in Bridge

The time-dependent temperature distribution across the section in bridges is determined on the basis of the three-dimensional finite element analyses and numerical time integration in this study. The material properties which change with time and thermal stress of concrete are taken into account to effectively trace the early-age structural responses. Since the temperature distribution is nonlinear and depends upon many material constants such as the thermal conductivity, specific heat, hydration heat of concrete, heat transfer coefficients and solar radiation, three representative influencing factors of the construction season, wind velocity and bridge pavement are considered at the parametric studies. The validity of the introduced numerical model is established by comparing the analytical predictions with results from previous analytical studies. On the basis of parametric studies for four different bridge sections, it is found that the creep deformation in concrete bridges must be considered to reach more reasonable design results and the temperature distribution proposed in the Korean bridge design specification need to be improved.

교량 단면 내 온도분포에 따른 자체평형 열응력 해석

본 논문에서는 3차원 유한요소법과 수치시간적분을 사용하여 교량 내 단면의 시간에 따른 온도분포를 결정하였다. 초기재령 구조물의 거동을 효과적으로 모사하기 위해 시간에 따라 변하는 재료특성과 온도분포에 따른 열응력을 고려하였다. 온도분포는 비선형이며 열전도율, 비열, 콘크리트의 수화열, 대류계수 등의 재료 상수들과 태양열에 영향을 받으므로 주요한 영향인자인 시공시의 계절, 풍속, 교량 상판포장에 대한 영향을 고려하였다. 본 논문의 해석결과와 이전의 다른 해석연구와 비교를 통해 제안된 수치모델의 타당성을 검증하였다. 네 개의 다른 교량 단면의 연구를 토대로 더 타당한 설계결과를 얻기 위해서는 콘크리트 교량에서의 크리프 변형이 고려되어야 된다는 점과 도로교설계기준에서 제시한 온도분포는 개선될 필요가 있다는 것을 알 수 있었다.