R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201412기술혁신B01 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 곡선 강교량의 합리적인 LRFD 설계 기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2012-05-29 ~ 2015-09-28 | |||||
| 연구책임자 | 강영종 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
3명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 415,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 415,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 873,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 873,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 고려대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | 14CCTI-C062247-03 | |||||
| ISBN | 14CCTI-C062247-03 | |||||
| 주요 내용 |
곡선 교량은 도로선형의 합치 및 분리에 따른 부드러운 교통흐름을 위해 필수적인 구조 형식이다. 최근 자연친화적 교량건설에 대한 요구 증대와 도시 인프라의 수요증대 추세에 맞추어 국내뿐만 아니라 세계적으로도 곡선 교량의 적용은 계속 증가하고 있다. 하지만 곡선 교량은 곡률에 의하여 중력하중 만으로도 휨 거동과 비틀림 거동을 함께 보이는 구조적 거동 특성을 가지고 있어 직선 교량에 비해 해석, 설계, 그리고 시공방법이 매우 복잡하므로 많은 주의가 요구된다. 이러한 복잡성에도 불구하고 곡선 교량의 설계에 관한 연구개발은 직선 교량에 비하여 극히 부족한 실정이다. 오로지 미국과 일본 두 나라에만 곡선 교량에 관한 설계기준이 존재하는데, 표준시방서가 아닌 지침서의 형태로 제시되고 있으며 허용응력설계법에 근간하고 있어 보수적인 설계로 이어질 가능성이 있다. 게다가 이 두 지침서 마저도 서로 내용의 일관성이 없어 설계자들로 하여금 혼란을 주고 있는 실정이다. 우리나라의 경우 1990년대 초반부터 곡선 교량들이 급속도록 건설되기 시작하였다. 하지만 설계와 시공에 있어 곡선 교량에 대한 충분한 이해와 지식이 부족한 상태에서 건설되어 현재까지도 받침부 손상, 과도한 처짐, 편심반력에 의한 교각 코핑부 파괴 등 많은 문제점들이 보고되고 있으며, 심지어 제천-신동 IC 연결로 곡선교의 낙교(2001년 6월 15일)와 같은 치명적인 붕괴사고가 발생하는 등 경제적인 손실을 초래하기도 하였다. 최근 국가 정책으로 반영된 ‘저탄소 녹색성장’으로 인해 교량 구조물에 대해서도 경제적이고 합리적인 설계법에 대한 요구가 증대되어 왔는데, 그 결과 2015년 1월 1일부터는 “도로교 설계기준(한계상태설계법)”이 정식 기준으로 고시될 예정으로 발표된 바 있다.(국토해양부공고 제2012-61호, 2012.1.27) 한계상태설계법은 기존의 허용응력설계법과 달리 구조부재나 상세요소의 강도를 극한내력강도 또는 한계상태내력까지 최대한 활용하여 부재를 설계하는 경제적인 설계법으로서 머지않아 현행 콘크리트 교량뿐 아니라 강교량에도 적용될 예정이지만 전체 교량시스템의 중요한 부분을 차지하고 있는 곡선 교량에 대한 한계상태설계법에 대한 연구는 아직 미비한 실정이므로 이에 대한 대비가 시급하다고 판단된다. 이러한 시대적 배경에 부응하기 위하여 본 연구에서는 한계상태설계법에 근간한 곡선 교량 LRFD 설계기술을 확립하고자 한다. 우선 기존 연구결과들과 산재한 문헌들을 조사？분석하여 1. 연구개발이 완성된 부분과 2. 완성되지 않거나 통일되지 않은 부분으로 구분하고, 현형 해석 및 설계기술의 문제점들을 분석？정리하여 주요 핵심 해석 기술을 도출하여 최종적으로 곡선 교량 LRFD설계에 필요한 요소기술들을 확보하여 일관성 있고 통일된 설계기술을 정립하는 것을 목적으로 한다. [최종목표] 1) 직선 교량과 다른 거동특성을 보이는 곡선 교량의 정확한 단면력과 응력을 구하기 위한 합리적 해석 기법 제시 2) 직선 교량과 판이한 하중들의 영향을 합리적으로 적용하기 위한 하중 계수와 하중 조합 결정 3) 곡선 교량 LRFD 적용을 위한 요소별 내력 설계강도 결정 및 한계상태별 위험도를 고려한 저항계수 정립을 통한 곡선 교량의 합리적인 LRFD 설계 요소기술 개발 [연구내용 및 범위] 세부 목표 1) 곡선 교량의 해석 기법 표준화 - 교량 형식별 거동 평가 - 휨, 전단, 비틀림, 뒤틀림 등 합리적인 단면력 산정 기법 제시 - 단면력과 응력의 상호변환기법 개발 - 곡선 거더의 횡-비틀림 좌굴 강도 산정 기법 제시 - 곡률 효과를 무시할 수 있는 곡률 한계 제시 - 상용모델을 이용한 곡선 교량 해석 기법 정립 - 곡선교 전용해석프로그램 개발 세부 목표 2) LRFD 적용을 위한 하중 및 저항계수 - 하중 종류에 따른 거동 평가 - LRFD를 위한 하중계수 및 조합 개발 - 직선교와 상이한 한계상태별 위험도 반영한 합리적 저항계수의 산정 세부 목표 3) LRFD 적용을 위한 요소별 내력 설계강도식 개발 - 거더 및 가로보의 휨 강도, 전단 강도, 비틀림 강도, 상호작용 강도 - 구조물 요소별 한계상태 정립 - 곡선 교량 LRFD 설계지침(안), 프로그램 개발, 영문설계예제집 |
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| 색인어 | 한글 | 곡선교 | 설계 | 한계상태 | 설계지침 | 설계 예제 |
| 영문 | Curved Girder | Design | Limit State | Design Guideline | Design Example | |
| 최종보고서 | 01_제출문.pdf 02_요약서.pdf 03_요약문.pdf 04_목차.pdf 05_본문.pdf 06_APPENDIX A.PDF 07_APPENDIX B.PDF 20151026_최종보고서 표지.pdf | |||||