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6 장. 결 론
본 연구에서는 2거더교의 구조적 거동 특성 파악을 위해 기존 설계된 2거더교 를 대상으로 FEM해석을 실시하여 합리적인 가로보 배치 및 피로에 안전한 구조 상세를 제안하였다.
또한 2거더교의 단면특성 및 설계 가이드라인의 제시를 위해 최적설계 및 경 제성 분석을 실시하여 지간길이에 따른 2거교의 단면특성을 제안하고 적정 지간 길이를 제안하였다.또한 경관을 고려하기 위해 2거더교를 대상으로 거더 높이 및 경간 구성을 변화시키면서 최적설계 및 경제성 분석을 통해 경관설계의 기초 자료를 제공하였다.
이상의 연구과정에 의하여 도출된 결론은 다음과 같다.
1)2거더교의 가로보 배치에 따른 거동 특성
(1)가로보 위치는 응력의 관점에서 하단에 배치하는 것이 가장 효율적이나 중단 배치와 하단배치의 응력차이가 작고 점검로 설치 및 시공의 효율성 등을 고려 하면 중단에 배치하는 것이 합리적일 것으로 판단된다.
(2)가로보 간격 및 강성에 따른 응력변화율 및 제작비용의 변화율을 분석한 결 과 가로보 간격은 지간의 1/6,가로보 강성은 거더강성의 2.1%로 배치하는 것 이 합리적인 것으로 판단된다.
(3)관용적인 가로보 설계방법과 본 논문의 구조모델에 의한 결과 차이로부터 실 제 설계에서 적용할 수 있는 가로보 설계식을 다음과 같이 제안하였다.
∙
여기서, :거더 간격 6m인 경우
=가로보 응력
=격자해석에 의한 가로보 응력
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2)수직보강재 연결부 구조상세 제안
(1) 거더 복부 두께 및 스캘럽 곡률반경에 따른 상세해석 결과 복부 두께가 8mm,12mm인 경우에는 도로교설계기준의 허용피로응력범위 63MPa보다 더 큰 응력범위가 발생하고 있으므로 피로 및 용접 시공성 등을 고려하면 거더 복부의 두께는 16mm 이상,스캘럽 곡률반경은 100mm이하가 적절한 것으로 판단된다.
(2)관용적인 피로검토 방법과 상세해석에 의한 피로검토 방법에 의한 응력범위 결과부터 실제 설계에서 적용할 수 있는 피로검토에 대한 설계식을 다음과 같이 제안하였다.
∙∙
여기서, =수직보강재 연결부 응력범위
=격자해석에 의해 계산된 응력범위
=식 (3-2)로부터 계산된 스캘럽 곡률반경 보정계수
=식 (3-3)으로부터 계산된 복부두께 보정계수
3)2거더교의 최적설계에 따른 단면 최적화 및 경제성 분석
(1)일정지간 및 지간길이 변화에 따른 최적설계 결과로부터 최적 전과 최적 후 의 단면제원을 분석하여 향후 2거더교 단면 선정의 설계자료를 제시하였다.
(2)지간길이에 따른 최적설계에 따른 휨강성 변화율 및 경제성 분석에 의한 공 사비 변화율을 분석한 결과 2거더교의 적정 지간길이는 50m～60m인 것으로 판단된다.
4)2거더교의 단면 최적화와 경관 특성
(1)경관설계를 위해 황금비를 고려한 거더 높이 및 경간 분할에 대하여 최적설계 및 경제성 분석을 수행한 결과 거더 높이를 3차곡선으로 변화시키는 것이 효율 적인 단면을 사용할 수 있으며 거더 높이의 변화에 따른 공사비의 차이도 거의 없으므로 2거더교에서는 경관설계를 하는 것이 효율적인 것으로 판단된다.
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참고문헌
저 서
건설교통부(2001),도로설계편람(Ⅲ) 건설교통부(2005),교량현황조서
건설교통부(2006),강도로교 상세부설계지침 건설연구사(2005),건설표준품셈
권인환 역,FritzLeonhardt(1994),교량의 미학,도기술 경갑수,김학수,채원규 공역(1998),강교의 피로,건설도서 대한토목학회(2003),도로교설계기준․해설
류연선,임오강,박경진 역,JasbirS.Arora(2005),최적설계입문,인터비젼 마이다스아이티(2006),MidasOnlineManual
박영석 역,J.W.Fisher(1994),강교의 피로와 손상,구미서관
씨티씨(주),이희현,전준창(2004),DAP-1(Dynamic Analysis Program Version 1),프로그램 심의조정위원회
재정경제부(2003),실적공사비에 의한 예정가격 작성준칙 한국건설기술연구원(2006),2006건설공사표준품셈 한국건설기술연구원(2008),2008건설공사표준품셈
- - -111555444---
한국도로공사 도로교통기술원(2004),소수거더교 설계지침 한국도로교통협회(2005),도로교설계기준
한국도로교통협회(2005),도로교표준시방서
한국철강협회 스킬컨스트럭션센터(2003),소수주형(2주형 곡선)강교량 설계 요령집 American Association ofStste Highway and Transportation Officials(2002),
StsndardSpecificationsforHighwayBridges17thEdition
American Association ofStste Highway and Transportation Officials(2004), AASHTO LRFD BridgeDesignSpecificationsThirdEdition
Charles G.salmon,John E.Johnson(1995),SteelStructures,Fourth Edition, EmphasizingLoadandResistanceFactorDesign,pp.610～695
FisherJ.W(1997),Bridgefatigueguide-Design and details,American Institute ofSteelConstruction
日本道路協會(1991),鋼道路橋の細部構造に関する資料集 日本鋼構造協會(1993),鋼構造物の疲勞設計指針·同解說 日本道路協會(1994),鋼道路橋設計便覽
建設省道路局國道課(1996),鋼道路橋數量集計マニュアル(案),財團法人建設物價調 査會.
日本建築學會(1988),鋼構造設計規準
日本橋梁建設協會(1999),新しい鋼橋,(社)日本橋梁建設協會
日本鋼構造協會(2000),合理化型に關するデザインマニュアル,(社)日本鋼構造協會
- - -111555555--- 日本道路協會(2002),道路橋示方書·同解說 日本道路協會(2002),鋼道路橋の疲勞設計指針
新しい鋼橋の設計編集委員會(2002),新しい鋼橋の設計,山海堂 杉山和雄(2002),橋の造形學 ,朝倉書店
日本土木學會(2005),BridgeinJapan2003-2004
經濟調査會工 積算硏究會(2006),工事步掛要覽,財團法人經濟調査會
日本橋梁建設協會(2006),‘06DesignDataBook
학술지 및 학술회의 게재논문
권기창,정경섭,김동현(2004),2거더 판형교의 가로보 배치에 따른 구조거동특성 에 관한 연구,건설기술연구소논문집,제23권,제1호,pp121～132
권순철,경갑수,김경주,박혜연(2007),제작공수 변화에 따른 표준품셈의 적정성 검토,대한토목학회논문집,제25권,제4D호,pp.517～524
경갑수(1996 a),생략화․합리화를 고려한 강교량이란,한국강구조학회 논문집, 제8권,제4호,pp65-77
경갑수(1996b),플레이트 거더교의 수직보강재 구조상세에 관한 연구,한국강구 조학회논문집,제8권,3호,pp.117～125
경갑수,권순철,전준창(2004a),2거더 강교량 가로보 설계 합리화 방안에 관한 연구,한국강구조학회학술발표논문집,pp.444～452
경갑수,강지윤,정경섭,김경주(2004b),강교량 품셈 공수 산정 비교 연구,대한 토목학회논문집,제24권 제6D호,pp.919-927
- - -111555666---
경갑수,권순철,박경진,전준창(2006),2개의 거더가 적용된 강플레이트 거더교의 가로보 거동에 관한 연구,대한토목학회논문집,제26권,제3A호,pp.523～
532
김남희,고현무(2005a),교량설계와 황금률,대한토목학회 정기학술대회,pp.59 6～599
김남희,고현무,문지영(2005b),교량의 미학적 설계에 관한 연구,대한토목학회 정기학술대회,pp.2192～2195
김남희,고현무(2007),아름다운 교량형태를 위한 미학적 설계법,대한토목학회논 문집,제27권,제4A호,pp.535～546
박명균,김영걸(2006),아름다운 교량설계를 위한 경관설계,2006 대한토목학회 정기학술대회,pp.2447～2450
박용명,백승용,황민오(2002),강합성 플레이트거더교의 가로보 배치에 관한 연 구,한국강구조학회논문집,제14권,6호,pp.691～699
박용명,노승윤,백승용,황민오(2003),강합성 2거더교의 가로보 배치에 관한 연 구,한국강구조학회 학술발표대회 논문집,pp1～8
박용명,조현준,황민오(2004),강합성 2-거더교의 가로보 배치 및 소요 휨강성에 관한 연구,한국강구조학회논문집,제16권,1호,pp.1～10
박용명,조움돋이,백성용(2006),강합성 플레이트 2-거더교의 가로보 제원 및 설 치간격에 따른 여유도 평가,한국강구조학회논문집,제18권,2호,pp.137～
146
박혜연,경갑수,선창원,강신화,권순철(2007a),강교량 공사비 통계자료에 기초 한 영향변수 분석,한국강구조학회학술발표논문집,pp.930～935
- - -111555777---
박혜연,경갑수,권순철,강신화(2007b),강교량 공사비 예정가격 및 실행가격에 관한 분석연구,2007대한토목학회학술발표대회,pp.3108～3111
이명구,이승용(2000),강교량 용접구조의 피로강도에 관한 연구,대한토목학회논 문집,제20권,제5-A호,pp.861～868
이명구,경갑수,이승용(2004),플레이트거더 용접구조상세의 피로균열발생 및 성 장특성,대한토목학회논문집,제24권,제1A호,pp.151～157
양승현,ShiomiHiroyuki(1998),교량의 경관설계 방법과 구조형상의 시각적 안전 성 평가,한국구조물진단학회,제 2권,제3호,pp.235～244
용환선,김석태,최수영(2001),합성2거더교의 하중분배 거동에 미치는 가로보 효과에 관한 연구,한국강구조학회 학술발표대회 논문집,pp28-30
이희현,남보현,박용진,이종득(2001),현장궤도 동특성 추정에 관한 연구,한국 철도학회논문집,Vol.4,No.2,pp.39～46
전준창,김석태,경갑수,이희현(2002),고강도 강재의 강교량 적용성에 관한 연 구,한국강구조학회논문집,제14권,5호,pp.603～612
조재병(1995),계산에 의한 강구조의 단계별 피로수명 추정법,한국강구조학회논문집,제7 권,3호,pp.231～239
조재병(2004),플레이트거더 지하철교량 세로보의 피로균열에 관한 연구,제16권,5호,pp.
713～724
조효남,정지승(1999a),효율적인 재해석기법에 의한 강상자형교의 최적설계,한국강구조 학회논문집,제11권,5호,pp.539～548
조효남,정지승,민대홍(1999b),자동화설계를 위한 강상판교의 해석모델,한국강구조학회 논문집,제11권,제4호,pp.363～372
조효남,정지승,민대홍(2000),강상자형교의 자동화 최적화프로그램,한국강구조 학회논문집,제12권,5호,pp.475～485
- - -111555888---
조효남,정지승,민대홍(2002),강상판교의 다목적 최적설계,한국강구조학회논문집,제14 권,3호,pp.395～402
Cao L.C,Shing P.B(1999),Simplified analysis method forslab-on-girderhighways bridgedeck,JournaloftheStructuralDivision,ASCE,Vol.125,No.ST1,pp.49～59 Chang,D.I,and Lee,H.H(1994),ImpactFactors for Simple Span Highway GirderBridges,ASCE J.StructuralEngineering,Vol.120,No.3,pp.704～
712
EikiYamaguchi,Satoru Yamamoto,Jun Murakoshi,Minoru Takahashi,Kenji Yamashita(2006), A Study of design analysis for steel four-I-girder bridge,JSSC,SteelConstructionEngineering,Vol.52A,pp.893～900 GracianoC.A,EdlundBo(2002),NonlinearFEanalysisoflongitudinallystiffenedgirder
websunderpatchloading,JournalofConstructionalSteelResearch,Volume58, Issue9,pp.1231-1245
Goble,G.G,DesantisP.V(1996),Optimum Design ofMixed SteelCompositeGirder, JournaloftheStructuralDivision,ASCE,Vol.92,No.ST6,Proc.Paper5001,pp.2 5～43
KarlE.Barth,DonaldW.White,JenniferE.Righman,LiliYang(2005),Evaluationof webcompactnesslimitsforsinglyanddoublysymmetricsteelI-girders,Journal ofConstructionalSteelResearch,Volume61,Issue10,pp.1411～1434
Masatsugu Nagai,AkihideHonda,YasushiNakayama,Fujikazu Sakai,Junichi Yabe(1995),Distortionalbehaviorof2-Igirderbridgesundersymmetrical loading,AnnualJournalofSteelStructure,Vol.3,pp.297～304
SakanoM,WahabM.A.(1998),Fatiguestrengthofweldedtransversestiffenerjoints undervariableamplitudeloading,InternationalJournalofPressureVesselsand Piping,Volume75,Issue15,pp.1037-1045