요약

 

AASHTO 교량 도로평가 방식의 비교

 

이 보고서는 AASHTO의 지원프로젝트인 “하중저항계수평가에 의한 내하율 산정” 하에서 완성된 일의 성과를 강조한다. 프로젝트 12-78로서 NCHRP (도로연구프로그램)이 관리하는 이 연구는 1,500개 교량의 다양한 자재유형과 구조배열형태에 관한 데이터 분석을 통해 AASHTO 교량평가매뉴얼에 변화계획을 제공했다. AASHTO의 Ware™ Virtis® 소프트웨어를 이용하여 그 교량들을 분석했다. 1,500개 교량의 샘플과 그 연구에서 고려된 활하중을 선정하기 위해서 다음의 작업을 수행했다.

 

. 자재유형과 교량구조형태의 적당한 단면을 결정하기 위해서 FHWA(연방도로관리 청)의 NBI(미국의 전 교량 및 터널에 관한 정보 데이터베이스)를 조사했다.

그 데이터베이스는 건설연도, 교량유형, 자재유형, 최대경간거리 등 여러 카테고리 로 분류되어 있다.

. 조사기간 동안 많은 주정부에게서 AASHTO Ware™ 데이터 파일을 구했다. 주정 부에서 제공한 프로젝트에 필요한 데이터 세트는 모두 합쳐 18,000개였다.

이 중에서, 1,500개의 최종교량범위가 선정되었다.

. 18,000개의 교량데이터베이스를 분석하고 NBI 데이터에서 결정된 단면과 가깝게 일치하는 교량을 선정하기 위해서 유틸리티소프트웨어를 개발했다.

. 조사된 주가 제출한 법적 허가차량구성에 근거하여 1,500개 교량의 분석에 사용 될 일련의 활하중차량을 결정했다. 제출된 300개 이상의 차량에서 AASHTO 법적 하중(유형 3, 유형 3S2, 유형 3-3), 하중계수설계법(LFD), 하중내력계수설계법

(LRFD)차량(HS-20 및 HL-93)에 더하여 8개 차량을 최종단계에서 선정했다.

 

교량범위와 차량을 선정할 때, AASHTO Ware™ Virtis®를 교량을 분석하는데 사용했다. 이 소프트웨어를 사용하기 위한 규정요소는 다음과 같다.

 

. 하중계수평가(LFR) 및 하중저항계수평가(LRFR) 둘 다에 대한 와이오밍 교통국의

BRASS GIRDER 소프트웨어 엔진과 AASHTO의 Ware™ Virtis® 소프트웨어의

버전 6.1.0.

. 모든 교량에 대해 LFR 및 LRFR을 수행했고 한계 모멘트와 전단평가에 대한

결과를 검토했다.

. 8개의 허가/법적하중, 3개의 AASHTO법적하중, 하중설계에 대한 LFR 및 LRFR

모두에 그 소프트웨어가 사용되었다.

. LFR 및 LRFR을 위해 12개의 차량을 이용해서 1,500개의 교량에서 총 3,043개 의 거더를 분석했다.

. 한계 전단 및 모멘트 평가로 이러한 분석실행의 결과가 정리되었고 NCHRP프로젝트 12-50(NCHRP 보고서 485)에서 개발된 과정을 이용해서 관련데이터를 추론했다. 교량유형은 이 연구의 원리에 대한 Virtis®을 이용해서 분석했다.

 

. 단경간

- 압연강재 보

- 강재조립 보

- 강판형교

- 프리스트레스트 I형 보

- 프리스트레스트 박스형 보

- 철근콘크리트 T형 보

- 철근콘크리트 바닥판

. 다경간

- 압연강재 보

- 강판형교

- 철근콘크리트 바닥판

- 프리스트레스트 I형 보

 

보내 한계 모멘트 및 전단평가와 외부 스프레드시트와 일치하는 결과로 경향에 대한 데이터 분석이 가능했다. 이 연구의 대부분은 그 분석의 결과에 대해서 논의하고 있으며 그 변화된 것이 AASHTO교량평가매뉴얼로 제시되었다.

 

제1장 배경

제2장 연구 접근

제3장 결과와 적용

 

제4장

결론

 

다음은 이 보고서와 부록에서 보여주고 있는 분석결과의 검토를 근거로 도출될 수 있는 결론과 제안사항이다.

 

. 확인된 분류기준, 즉, 건설연도, 거더간격, 사각, 경간거리에 근거한 어떤 명확한 경향도 파악할 수 없었다.

. LFR 하에서 통과되었고 LRFR에 대해서는 1.0이하의 내하율을 나타내었던 현저 한 퍼센티지의 거더가 LFR의 내하율 산정방식 하에서 확인되지 않은 기준에 의해

통제되었다. 이러한 기준 가운데 일부는 과거에는 문제될 것이 없었다. 이러한 기준과 연관된 명백한 우려의 징조를 관찰하거나 이 기준의 점검이 선택사항으로 되었을 때 이 기준을 확인해야 한다는 것을 제안했다. 이것은 콘크리트 성분의 전단률을 눈에 보이는 어떤 우려의 징조도 없는 법적하중 및 법적하중 하에서 서비스 Ⅲ 한계상태 점검을 선택사항으로 하는 규정 하에서는 무시하도록 허용하는 현 MBE규정과 비슷하다. 이러한 기준에는 강교위의 지압보강재, 콘크리트 거더 끝부분 근처의 축철근의 전단응력 효과, 거더와 현장타설 바닥판 사이의 접촉면 전단, 서비스 한계상태가 포함된다.

. 하중저항계수평가 하에서 확인된 추가적인 설계법이 무시되었을 때, LFR을 통과 하지 못한 교량의 수와 비교해서 LRFR을 통과하지 못한 교량의 수의 차이는 현저 하게 감소한다.

. AASHTO 법적하중과 통상적허용차량에 대해서, MBE에 내포된 활하중에 대한 하중계수는 MBE의 개발 때 가정되었던 것보다 더 높은 신뢰지수를 나타내는 것 같다. 목표한 신뢰지수와 일치하는 하중계수 감소는 LRFR을 통과하지 못한 교량 의 수를 감소시킬 것이며 목표한 신뢰수준을 만족시킬 것이다.

. MBE 개발 때 원래 사용되었던 특별허용차량에 대한 목표신뢰지수는 2.5였다. MBE 개발 끝 무렵에, 이러한 사례에 대한 목표신뢰지수를 3.5까지 증가시키기로 결정했었다. 이러한 증가이유 뒤에는 목표신뢰지수가 2.5이면 시스템 상에서 중량

트럭을 허용할 것이며 추가적인 관리문제를 초래할 것이라는 믿음이 있었다.

지금까지 수행된 분석에 근거해서, 동반자 없는 특별허용차량에 대한 현재 MBE의 하중계수는 교량가운데 많은 퍼센티지에 해당하는 교량이 LFR을 통과했고 그 특 별허용차량과 연관될 수 있는 어떤 우려의 징조도 탐지할 수 없는데도 불구하고 LRFR을 통과하지 못하고 있다는 사실을 보여주고 있다. 이것은 이러한 사례에 대 한 목표신뢰지수 3.5를 사용하는 것은 지나치게 조심스러울 수 있다는 것을 나타 낸다. 이러한 사례에 대한 목표신뢰지수는 그것이 법적허용차량에 대해서라고 가 정했을 때 그리고 처음부터 대부분의 MBE개발 전체에 가정되었을 때 2.5로 낮추 어야 한다는 것을 제안했다.

. 허용차량이 사용할 루트를 강행하는데 어려움이 있었기 때문에, 100에 미치지 못 하는 ADTT에 해당하는 가치는 하중계수표에서 삭제되어야 한다는 것을 제안했 다.

 

4.1 제안된 MBE 수정사항

제시된 결론과 제안사항을 근거로, 다음과 같은 MBE수정사항이 제안된다. 추가사항이 강조됨으로써 기존 MBE규정이 삭제되는 일격을 맞게 된다.

주의: 이러한 제안된 수정사항과 연관된 MBE의 부록A 수정사항이 이 문서의 부록N에 제공되어 있다. 다음 페이지에서 제공하는 제안된 수정사항은 미국의 도로교통협회, 워싱턴, 저작권 2008, AASHTO교량평가매뉴얼을 변경한다. 사용승인 필수.

 

6A.4-하중평가 절차

6A.4.1-서론

현재 사용 중인 교량의 하중능력을 평가하기 위해 6A.4에서 하중저항계수 기본원리와 일치하는 3단계의 하중평가절차를 제공했다.

 

. 설계하중 평가(1단계 평가)

. 법적하중 평가(2단계 평가)

. 허용하중 평가(3단계 평가)

 

각각의 절차는 명확한 활하중 모델을 동일한 형태유지를 목표로 하고 모든 평가에서 신뢰수준을 수용할 수 있는 특별히 측정된 하중계수에 맞게 조정되어 있다.

적용할 수 있는 것으로서 평가를 위한 하중계수는 논문 A6.4.3과 A6.4.4에서 가져올 수 있다. 충분한 교통정보를 이용할 수 있는 곳, 사이트, 루트 또는 지역특정 하중계수는 개발될 수 있다. 만약 오너가 받아들인다면, 이러한 하중계수를 이 매뉴얼에서 주어진 값 대신에 사용할 수 있다. 내하율을 일반적으로 특정 활하중 모델을 위한 평가계수로서 표현하며, 논문6A4.2에서 제공한 일반적인 내하율 방정식을 사용한다.

 

C6A.4.1

 

필요할 때 연속식으로 수행되도록 하중평가절차를 구조화하고 있고 설계하중평가로 시작한다. (부록 A6A의 플로차트를 보시오). 교량이 운행단계에서 설계하중평가에 실패할 때에만(RF<1) AASHTO 법적하중에 대한 하중평가가 필요하다. 마찬가지로, AASHTO 법적하중에 대한 하중평가를 통과한 교량에만 과적허용차량에 대한 평가를 해야만 할 것이다.

 

수집된 축하중계 데이터를 특정장소에서, 특정도로를 따라 또는 특정지역주변에서 장소, 도로 또는 지역의 특정 하중계수를 결정하는 하중측정을 실행하는데 사용할 수 있다. 교통패턴과 화물차 총수에 따라, 이러한 하중계수는 이 매뉴얼에 기록된 하중계수보다 더 높거나 낮을 수 있다.

 

6A4.4.2.3-일반 활하중계수: ϒL

6A4.4.2.3a-일과 상용차량을 대한 일반 하중계수

 

강도Ⅰ 한계상태에 대한 일반 활하중계수 통상적 상용차량에 대한 표 1에 명시되어 있다. 안전한 법적하중을 결정할 때 이 매뉴얼에서 설명하지 않은 조건이나 상황 때문에 엔지니어의 판단으로 만약 활하중계수의 증가를 옳다고 한다면, 그 엔지니어는 1.3을 곱한 하중계수의 값을 초과하지 않고 표1의 계수들을 증가시킬 수 있다.

 

▣ 원문제목 : A COMPARISON OF AASHTO BRIDGE ROAD RATING METHOD

        

▣ 원문의 주요목차********************************************************************

- 요약

1. 배경

2. 연구 접근

3. 결과와 적용

4. 결론