표제지
목차
제1장 서론 10
1.1. 연구배경 10
1.2. 연구목적 및 범위 11
1.3. 선행연구 고찰 12
1.4. 논문의 구성 16
제2장 대상교량의 제원 및 발생변위 현황 18
2.1. 대상교량의 제원 18
2.2. 교량의 발생변위 현황 23
2.2.1. 상부구조 발생변위 현황 23
2.2.2. Expansion Joint 발생변위 현황 24
2.2.3. 교량받침 발생변위 현황 26
2.2.4. 교각 변위발생 현황 27
2.3. 기존 교량 구조해석방법 및 한계 28
2.3.1. 기존 교량설계 구조해석방법 28
2.3.2. 기존 교량설계 구조해석의 한계 30
제3장 원인분석을 위한 교량 전체계 수치해석 32
3.1. 해석 제반 사항 32
3.2. 수치해석 모델 33
3.3. 수치해석 결과 비교 37
3.3.1. 지점부 경계조건별 교각 단면력 비교 37
3.3.2. 지점부 경계조건별 수평변위 비교 40
3.3.3. 대상교량 및 수치해석결과 수평변위 비교 45
3.4. 횡방향 수평변위 원인분석 46
제4장 현 설계방법 보완 및 개선사항 48
4.1. 전체계 수치해석의 필요성 48
4.2. 횡방향 수평변위 검토의 필요성 49
4.3. 스프링요소 적용의 필요성 51
4.4. 횡방향 수평변위 최소화 방안 56
4.5. 3주형 방음터널 전체계 수치해석 58
4.5.1. 3주형 방음터널 교각 단면력 비교 61
4.5.2. 3주형 방음터널 상부슬래브 수평변위 비교 63
4.5.3. 방음터널 형식 및 지점부 경계조건별 교각 단면력 비교 68
4.5.4. 방음터널 형식별 상부슬래브 수평변위 비교 73
제5장 결론 및 고찰 76
5.1. 결론 및 고찰 76
5.2. 향후 연구과제 78
참고문헌 79
부록 81
부록 1. 교량 전체계 모델링(제목없음) 81
부록 2. (제목없음) 85
국문초록 86
Abstract 87
표 2.1. 교량의 제원 18
표 2.2. 재료의 물리상수 및 허용응력 20
표 2.3. 교대 기초제원 20
표 2.4. 교각 높이 및 기둥 직경 20
표 2.5. 교각 기초제원 20
표 2.6. 방음터널 단면제원 22
표 2.7. 상·하행 상부슬래브 횡방향 수평변위 24
표 2.8. 교각 기울기 측정변위 27
표 3.1. 교량받침 스프링 강성 36
표 3.2. 교량받침 방향별 강성(무한강성) 36
표 3.3. 경계조건별 교각모멘트 37
표 3.4. 경계조건별 교각전단력 38
표 3.5. 지점부 경계조건별 상부슬래브 수평변위(무한강성) 41
표 3.6. 지점부 경계조건별 상부슬래브 수평변위(스프링 강성) 42
표 3.7. 지점부 경계조건별 상부슬래브 수평변위 비교 44
표 3.8. 실측 및 수치해석결과의 수평변위 비교 45
표 4.1. 3주형 방음터널 단면제원 59
표 4.2. 3주형 방음터널 교각 모멘트 61
표 4.3. 3주형 방음터널 교각 전단력 61
표 4.4. 지점부 경계조건별 상부슬래브 수평변위(무한강성) 63
표 4.5. 지점부 경계조건별 상부슬래브 수평변위(스프링 강성) 64
표 4.6. 지점부 경계조건별 상부슬래브 수평변위 비교 67
표 4.7. 방음터널 형식과 지점부 경계조건별 교각모멘트 68
표 4.8. 방음터널 형식별 교축직각방향 교각전단력 70
표 4.9. 방음터널 형식별 상부슬래브 수평변위 비교 73
그림 1.1. 등가 수평하중 기본 개념 14
그림 1.2. 해석 흐름도 15
그림 2.1. 평면 및 종단면도 18
그림 2.2. 횡단면도 19
그림 2.3. IPC GIRDER 단면제원 21
그림 2.4. 방음터널 횡단면도 22
그림 2.5. 상부슬래브 중앙부 실측 23
그림 2.6. 교대부 Expansion Joint 24
그림 2.7. 교각부 Expansion Joint 24
그림 2.8. 일방향 가동단 탄성 고무받침 26
그림 2.9. 교각 10번 발생변위 27
그림 2.10. 교각 11번 발생변위 27
그림 2.11. 기존 교량설계 구조해석 1단계 28
그림 2.12. 기존 교량설계 구조해석 2단계 28
그림 2.13. 1단계 횡방향 하중분배 경계조건(힌지 및 롤러) 29
그림 2.14. 2단계 하부구조 하중재하 29
그림 2.15. 횡방향 하중 작용시 기존 구조해석방법의 구조적 거동 31
그림 2.16. 횡방향 하중 작용시 전체계 해석방법의 구조적 거동 31
그림 3.1. 종단면도 32
그림 3.2. 하부구조 모델링 33
그림 3.3. 하부구조 및 상부구조 모델링 34
그림 3.4. 전체계 모델링 34
그림 3.5. 교량받침 연결부 요소 35
그림 3.6. 전체계 교량받침 배치도 35
그림 3.7. 지점조건별 교각모멘트 38
그림 3.8. 경계조건별 교각전단력 39
그림 3.9. 지점부 무한 강성의 상부슬래브 변위 형상 40
그림 3.10. 지점부 스프링 강성의 상부슬래브 변위 형상 40
그림 3.11. 지점부 경계조건별 수평변위 비교 43
그림 3.12. 지점부 경계조건별 수평변위 차 비교(양방향 변위 합계) 43
그림 3.13. 고무받침 변형에 의한 변위 46
그림 3.14. 말뚝 변위에 의한 변위 47
그림 4.1. 수평변위 발생 개념도 50
그림 4.2. 탄성곡선 51
그림 4.3. 외팔보 자유단에 집중하중이 작용하는 경우 53
그림 4.4. 2주형 방음터널 지점 반력도 57
그림 4.5. 3주형 방음터널 지점 반력도 57
그림 4.6. 3주형 방음터널 단면도 58
그림 4.7. 3주형 방음터널 및 상·하부 전체계 모델링 59
그림 4.8. 3주형 방음터널 상부슬래브 변위 형상(무한강성 적용) 60
그림 4.9. 3주형 방음터널 및 상부슬래브 변위 형상(스프링 강성 적용) 60
그림 4.10. 3주형 방음터널 교각모멘트 62
그림 4.11. 3주형 방음터널 교각전단력 62
그림 4.12. 지점부 경계조건별 수평변위 비교 66
그림 4.13. 지점부 경계조건별 수평변위 비교(양방향 합계) 66
그림 4.14. 2주형 방음터널 교각 모멘트 69
그림 4.15. 3주형 방음터널 교각 모멘트 69
그림 4.16. 2주형 방음터널 교각 전단력 71
그림 4.17. 3주형 방음터널 교각 전단력 71
그림 4.18. 2주형 방음터널 상부슬래브 수평변위 74
그림 4.19. 3주형 방음터널 상부슬래브 수평변위 74
그림 4.20. 2주형 및 3주형 방음터널 상부슬래브 수평변위 차 75