표제지

요약문

목차

제1장 서론 43

1. 연구의 필요성 43

2. 연구 목표 및 내용 46

2.1 최종 목표 46

2.2 연차별 연구 목표 및 내용 46

2.3 기술지도 49

2.4 추진체계 50

2.5 기대효과 및 활용방안 51

제2장 하이브리드사장교 설계기술 53

1. 개요 53

2. 하이브리드사장교 설계지침(안) 53

제3장 하이브리드 사장교 해석 기술 개발 54

1. 서론 54

1.1 연구필요성 및 연구목표 54

1.2 국내외 기술 현황 56

1.3 연구방법론 57

1.4 연구 목표 및 내용 58

2. 개방형 유한요소 프레임워크 59

2.1 프레임워크의 특징 59

2.2 프레임워크의 구조 64

2.3 프레임워크의 성능 검증 65

3. 해석 이론 연구 71

3.1 탄성현수선 요소 71

3.2 보 요소용 embedded rebar 요소 78

3.3 불연속 면을 갖는 솔리드 요소 84

3.4 Drucker-Prager 모델 수치알고리즘 개선 88

3.5 콘크리트 소성손상모델의 점소성정규화 모형 98

3.6 초기형상 해석기법 연구 102

4. 사장교 해석 예제 105

4.1 해석 개요 106

4.2 설계 케이블 장력을 이용한 시공단계해석 108

4.3 초기형상해석 114

4.4 초기형상해석 결과를 이용한 시공단계해석 117

4.5 극한해석 119

4.6 기존 해석 결과와의 비교 121

5. 소결론 124

제4장 UHPC 휨압축부재의 강도해석 모델 126

1. 연구 필요성 및 목적 126

2. 콘크리트 압축응력분포에 관한 연구 동향 분석 127

2.1 Habel 등(2006) 127

2.2 Graybeal(2007) 128

2.3 Graybeal 등(2008) 130

3. 콘크리트 압축응력분포 131

3.1 응력분포계수 연구 131

3.2 콘크리트 압축응력분포 실험 132

3.3 UHPC 압축응력분포 134

4. C형 압축시편 편심하중 실험 135

4.1 실험 개요 135

4.2 실험변수 136

4.3 실험체 제작 142

4.4 재료실험 143

4.5 C형 압축강도 실험 방법 170

4.6 실험 결과 170

5. UHPC 압축응력분포 제안 199

5.1 압축응력분포 모델 제안 199

5.2 제안 압축응력분포 모델 비교 204

6. 소결론 206

제5장 UHPC 프리캐스트 세그먼트 연결부 매개변수 연구 207

1. 개요 207

2. UHPC 프리캐스트 세그먼트 연결부 매개변수 검토 208

2.1 부착강도 영향 매개변수 도출 208

2.2 도출 매개변수에 따른 부착강도 영향 해석 211

2.3 매개변수에 따른 부착강도 예측 결과 216

3. 연결부 정부착 해석 225

3.1 주요재료 해석모델 225

3.2 UHPC와 이형철근의 부착거동 해석 234

3.3 UHPC와 강연선의 부착거동 해석 238

4. 예제 사장교 해석을 통한 연결부 구조성능 평가 242

4.1 종방향 해석 242

4.2 횡방향 해석 244

4.3 가로보 해석 246

4.4 연결부 해석 결과 247

4.5 연결부 정착 이음 방법별 효율성 평가 248

4.6 연결부 이음 방법별 분석 256

5. 연결부 방법론 도출 258

5.1 UHPC 프리캐스트 연결부 철근 배치 형상 제안 262

6. 소결론 266

제6장 테스트베드(보도사장교)의 완공 및 장기 모니터링 시스템 구축 267

1. 개요 267

2. 하이브리드 보도사장교(Super Bridge Ⅰ)의 완공 268

2.1 공사개요 268

2.2 설계변경 사항 269

2.3 하이브리드 보도사장교 주요 시공단계 270

2.4 준공 후 Cable의 최종 장력 279

3. 장기 계측시스템 구축 280

3.1 개요 280

3.2 계측기기 설치 286

4. 소결론 296

제7장 테스트베드/보도사장교의 진동제어방안 297

1. 보도사장교 초기 진동실험 297

1.1 보도교 실험 개요 297

1.2 보도교 실험 목적 298

1.3 보도교 연구 동향 298

1.4 보도교 진동실험 299

1.5 소결론 308

2. 진동제어방안 308

2.1 진동제어장치 설치 308

2.2 수직진동 제어장치(TMD)의 기술개요 309

2.3 보도육교에 대한 허용 진동기준 313

2.4 보도 사장교의 특성 분석 315

2.5 보도사장교의 동적 특성 실험 321

2.6 고유 진동수에 대한 분석 325

2.7 보도 사장교 진동 저감장치(FTMD)의 설계 325

2.8 보도교 진동 제어장치 제작 329

2.9 보도교 진동 제어장치의 설치 333

2.10 성능 검증 실험 342

2.11 계측 결과 346

2.12 진동제어장치의 유지관리 351

3. 소결론 352

제8장 결론 353

참고문헌 356

부록 A. 하이브리드사장교 설계지침(안) 364

제1장 총칙 365

1.1 적용범위 365

1.2 관련 기준 366

1.3 항로에 대한 다리밑 공간 367

1.4 교량의 등급 367

제2장 하중 368

2.1 하중의 종류 368

2.2 고정하중 369

2.3 활하중 370

2.4 충격 375

2.5 프리스트레스힘 376

2.6 콘크리트의 크리프 및 건조수축에 의한 부정정력 377

2.7 풍하중 377

2.8 온도변화의 영향 378

2.9 지진의 영향 379

2.10 지점 이동의 영향 379

2.11 가설 시 하중 380

2.12 제작 및 가설오차의 영향 380

2.13 선박 충돌 381

2.14 케이블 교체 381

2.15 케이블 파단 382

제3장 재료 383

3.1 일반 383

3.2 콘크리트 재료 383

3.3 콘크리트 강도 384

3.4 PS 재료 384

3.5 케이블용 재료 385

제4장 설계방법 386

4.1 일반 386

4.2 허용응력 설계 388

4.3 강도설계 392

4.4 정착구역의 설계 395

제5장 설계 일반 396

5.1 설계계산 396

5.2 설계계산에 사용하는 물리상수 397

5.3 처짐의 허용값 408

5.4 받침에 작용하는 부의 반력 408

제6장 부재일반 410

6.1 유효폭 410

6.2 유효좌굴길이 411

6.3 횡방향해석 411

제7장 케이블 구조상세 413

7.1 정착 413

7.2 방식 413

7.3 진동저감장치 413

7.4 케이블 굽힘각 편차 414

제8장 내풍설계 415

8.1 내풍설계 일반 415

8.2 풍속 및 난류 특성 417

8.3 정적 풍하중 420

8.4 동적 풍하중 422

8.5 실험 및 해석 424

8.6 사용성 기준 426

8.7 케이블의 내풍 설계 426

제9장 내진설계 433

9.1 일반사항 433

9.2 내진설계의 기본 방침 435

9.3 설계 일반사항 443

9.4 다중모드스펙트럼해석법 449

9.5 시간이력 해석법 451

9.6 기능수행수준단계 설계에 대한 규정 452

9.7 기능복구수준 성능 검토에 대한 규정 453

부록 B. 유럽의 사장교 현황 및 물량 분석 457

요약문 458

1. Introduction 460

1.1 General description 460

2. OVERVIEW 462

2.1 The world's longest cable-stayed bridges 462

2.2 Europe's longest cable-stayed bridges 465

3. PRESENTATION OF SELECTED CONCRETE CABLE-STAYED BRIDGES 472

3.1 The Skarnsund bridges 472

3.2 Ingeniero Carlos Fernandez Casado Bridge 477

3.3 The Helgeland Bridge 481

3.4 Guadiana International Bridges 487

3.5 Brotonne Bridge 491

3.6 The Nordhordland Bridge 495

3.7 New Hoechst Bridge 501

3.8 Diepoldsau Bridge 505

3.9 Tarascon-Beaucaire Bridge 509

3.10 Smaalenene Bridge 513

4. MATERIAL QUANTITIES-SUMMARY 518

5. REFERENCES 519

서지자료 522

판권기 524

표 3.1 연차별 연구목표 및 내용 58

표 3.2 CUBE 모델 개요 67

표 3.3 PLATE 모델 개요 67

표 3.4 CUBE 모델의 성능 테스트 결과 68

표 3.5 PLATE 모델의 성능 테스트 결과 68

표 3.6 ABAQUS와의 성능 비교 70

표 3.7 OpenSees 와의 비교 70

표 3.8 실험체 물성 (Tau 등, 1985) 82

표 3.9 지층의 물성 86

표 3.10 굵은 골재의 물성(입자의 크기, 개수, 부피비) 87

표 3.11 시산법으로 계산한 케이블 초기장력 116

표 3.12 케이블 장력의 가정에 따른 시공단계별 해석 결과 비교 119

표 3.13 파괴시 케이블 장력 121

표 3.14 해석 결과 비교 (Khalil 등, 1983; 800 일) 122

표 3.15 해석 결과 비교 (이재석, 1991) 123

표 4.1 설계기준에 따른 UHPC 탄성계수 및 극한변형률 134

표 4.2 실험변수 137

표 4.3 실험체 배합 (질량비) 142

표 4.4 공기량 및 Flow test 결과 143

표 4.5 원주형 공시체 압축강도실험 결과 146

표 4.6 정육면체 공시체 압축강도시험 결과 155

표 4.7 4점재하 휨 인장 강도 실험 결과 160

표 4.8 3점재하 휨 인장 강도 실험 결과 163

표 4.9 3점재하 휨인장강도 역해석 결과 169

표 4.10 T1-2.0 C형 압축시편 실험 결과 172

표 4.11 T2-0.5 C형 압축시편 실험 결과 175

표 4.12 T2-1.0 C형 압축시편 실험 결과 178

표 4.13 T2-1.5 C형 압축시편 실험 결과 181

표 4.14 T2-2.0 C형 압축시편 실험 결과 184

표 4.15 T3-2.0 C형 압축시편 실험 결과 187

표 4.16 C형 압축시편 실험 결과 - (T1-2.0) 191

표 4.17 proposed model-1 계수값 200

표 4.18 proposed model-2 계수값 202

표 4.19 제안 압축응력분포 모델 비교 205

표 5.1 구조해석을 위해 고려할 수 있는 주요 변수 208

표 5.2 부착 길이에 따른 부착 강도 변화 (실험값) 217

표 5.3 부착 길이에 따른 부착 강도 변화 (해석값) 218

표 5.4 철근 직경에 따른 부착 강도 변화 (해석값) 224

표 5.5 UHPC의 열 특성 226

표 5.6 보강재의 종류 및 물리적 특성 231

표 5.7 Interface면의 Stiffness Modulus 232

표 5.8 UHPC와 이형철근의 부착 특성 236

표 5.9 UHPC와 강연선의 부착 특성 239

표 5.10 설계 단면력 해석 조건 242

표 5.11 종방향 해석 단면력 243

표 5.12 종방향 해석 응력 244

표 5.13 횡방향 해석 단면력 245

표 5.14 연결부 최대 단면력 246

표 5.15 가로보 해석 응력 247

표 5.16 연결부 검토 결과 247

표 5.17 이음부의 부착 강도 예측을 위한 해석 시험체 제원 248

표 5.18 단면력 분석에 의한 이음부 철근 부착면의 필요 응력 257

표 5.19 이음부 형상에 따라 이음부 철근 부착면에 발생하는 콘크리트 평균 응력 257

표 5.20 프리캐스트 연결부 현황 259

표 5.21 연결부 철근 배치 형상에 따른 구조적 성능 265

표 6.1 계측센서 개요 280

표 6.2 계측센서별 데이터 수집장치 요구성능 289

표 6.3 선정된 데이터로거 개요 289

표 6.4 정적 데이터로거 289

표 6.5 동적 데이터로거 290

표 6.6 광섬유 센서 데이터로거 290

표 6.7 계측항목별 신호선 종류 291

표 6.8 정적 데이터로거(CR10X) 293

표 6.9 동적 데이터로거(NDOCS6000) 293

표 6.10 광섬유센서 데이터로거(SM130) 294

표 7.1 사람 보행 및 점핑 실험 306

표 7.2 성능검증 실험방법 309

표 7.3 국외 수직가속도 기준 314

표 7.4 해석결과 319

표 7.5 실험장비 321

표 7.6 진동실험결과 323

표 7.7 보행법에 따른 보행 진동수 325

표 7.8 수직진동제어장치 사양 326

표 7.9 설계 고유진동수 및 허용오차 330

표 7.10 성능검증 실험용 가속도계 및 장비 331

표 7.11 진동 제어장치 검증 결과 333

표 7.12 진동계측 장비 343

표 7.13 수직 진동가속도 측정 결과(본관1동 방향) 347

표 7.14 수직 진동가속도 측정결과(본관2동 방향) 349

표 7.15 수직 진동제어장치 유지관리 점검항목 351

그림 1.1 노르망디대교 전경 44

그림 1.2 초고성능 콘크리트를 활용한 하이브리드사장교의 공사비 비교 44

그림 3.1 개발방법론 57

그림 3.2 전형적인 과구속 조건 문제 60

그림 3.3 변환법에서 오류를 유발하는 입력 60

그림 3.4 u-U 정식화를 이용한 4 절점 평면 요소 61

그림 3.5 절점당 5자유도 쉘의 처리 61

그림 3.6 무응력 상태로 활성화된 요소 예 62

그림 3.7 정적해석에서의 집중하중 63

그림 3.8 HFC와 연관된 소프트웨어 패키지 64

그림 3.9 HFC의 클래스 계층도 65

그림 3.10 8절점 솔리드 요소로 모델링된 육면체 모델(CUBE 모델) 66

그림 3.11 4절점 쉘로 모델링된 평판 모델(PLATE 모델) 66

그림 3.12 탄성현수선의 변형후 형상 72

그림 3.13 탄성현수선 요소의 계산 77

그림 3.14 탄성현수선 요소의 검증 78

그림 3.15 곡선 embedded rebar 요소 79

그림 3.16 실험체 제원 (Tau 등, 1985) 82

그림 3.17 A-1과 A-7 실험체의 하중-변위 곡선 83

그림 3.18 불연속면을 가지는 요소를 이용한 모델링 84

그림 3.19 지반의 지층 형상 85

그림 3.20 인공지진 가속도 시간이력 86

그림 3.21 지층의 형상에 따른 지표면 중앙에서의 가속도 응답스펙트럼 87

그림 3.22 콘크리트 모델 88

그림 3.23 Drucker-Prager 흐름벡터; (a) 일반영역 (b) 꼭지점영역(Neto 등, 2009) 90

그림 3.24 Drucker-Prager 재료모델의 CPPM 회귀매핑 96

그림 3.25 단순보의 제원, 치수, 모델링 97

그림 3.26 단순보의 해석결과 : 하중-변위 곡선과 변형후형상 97

그림 3.27 수치모델 제원 및 유한요소망 101

그림 3.28 점소성 정규화 여부에 따른 해석 결과 비교 101

그림 3.29 TCUD 법에서의 제어자유도(이해성 등, 2000) 103

그림 3.30 Pasco-Kennewick inter-city Bridge 105

그림 3.31 Pasco-Kennewick inter-city 교량의 1/2 모델링 106

그림 3.32 교량 바닥판의 단면 이산화 107

그림 3.33 현장타설 접속 구간의 프리스레싱 텐던 프로파일 107

그림 3.34 주탑의 1/2 단면 107

그림 3.35 Pasco-Kennewick inter-city 교량의 케이블 번호 108

그림 3.36 접속부와 주탑 시공 단계 109

그림 3.37 프리캐스트 세그먼트 시공단계 109

그림 3.38 최종 완성계(135일) 109

그림 3.39 최종 완성단계(135일)의 처짐 110

그림 3.40 시공단계별 처짐 111

그림 3.41 최종 완성단계(135일)의 모멘트 도 112

그림 3.42 초기단계와 완성단계(135 일)의 케이블 장력 112

그림 3.43 완공후 시간이력에 따른 모멘트도 113

그림 3.44 완공후 시간이력에 따른 처짐 114

그림 3.45 시산법에서의 사장교의 초기 모델 115

그림 3.46 최종반복단계의 처짐 115

그림 3.47 시공단계별 처짐 117

그림 3.48 최종단계의 처짐 비교 118

그림 3.49 최종단계의 모멘트 비교 118

그림 3.50 파괴시 처짐 120

그림 3.51 파괴시 모멘트도 120

그림 4.1 콘크리트 압축응력-변형률 분포 127

그림 4.2 시간에 따른 UHPFRC 압축강도 (Habel 등, 2006) 128

그림 4.3 콘크리트 압축강도에 따른 탄성계수 (Graybeal) 129

그림 4.4 탄성계수와 압축응력-변형률 곡선의 관계 (Graybeal) 129

그림 4.5 100mm 정육면체 공시체와 76mm 원주형 공시체 비교 (Graybeal 등) 130

그림 4.6 압축응력 분포계수 131

그림 4.7 콘크리트 압축응력-변형률 분포 (Hognestad 등) 133

그림 4.8 UHPC의 압축응력-변형률 134

그림 4.9 Hognestad 등에 의한 실험체 135

그림 4.10 C형 압축시편 편심하중 실험 결과 (이재훈 등) 136

그림 4.11 C형 공시체의 형상 및 치수 - 길이효과 (이성태 등(1999, 2000)) 137

그림 4.12 f cu(h/c)/f cu와 공시체 길이/깊이의 관계 (이성태 등(1999, 2000)) 138

그림 4.13 C형 공시체의 형상 및 치수 - 깊이효과 (이성태 등(1999, 2000)) 139

그림 4.14 f cu(c)/f cu와 공시체 깊이(c)의 관계 (이성태 등(1999, 2000)) 139

그림 4.15 실험체 단면도 140

그림 4.16 강섬유 혼입량 증가에 따른 압축강도의 변화 (김윤일 등(2005)) 141

그림 4.17 강섬유 혼입량과 압축강도 증가에 따른 휨강도의 변화 (김윤일 등(2005)) 142

그림 4.18 콘크리트 실린더 공시체 압축강도 실험 143

그림 4.19 T2-1.0-1 실린더 공시체 파괴모습 145

그림 4.20 T2-1.0-2 실린더 공시체 파괴모습 145

그림 4.21 원주형 공시체 압축강도실험 결과 - 탄성계수 147

그림 4.22 원주형 공시체 압축강도실험 결과 - 압축강도 147

그림 4.23 원주형 공시체 압축강도실험 결과 - 극한변형률 148

그림 4.24 T2-0.5 원주형 공시체 압축강도실험 결과 - 응력-변형률 곡선 148

그림 4.25 T2-1.0 원주형 공시체 압축강도실험 결과 - 응력-변형률 곡선 149

그림 4.26 T2-1.5 원주형 공시체 압축강도실험 결과 - 응력-변형률 곡선 149

그림 4.27 T2-2.0 원주형 공시체 압축강도실험 결과 - 응력-변형률 곡선 150

그림 4.28 T1T3-2.0 원주형 공시체 압축강도실험 결과 - 응력-변형률 곡선 150

그림 4.29 원주형 공시체와 정육면체 공시체의 강도 상관관계 151

그림 4.30 UHPC 정육면체 공시체 압축강도 시험 152

그림 4.31 전형적인 정육면체 공시체 파괴모습(T2-2.0) 152

그림 4.32 정육면체 공시체 압축강도시험 결과 - 압축강도 153

그림 4.33 정육면체 공시체 압축강도시험 결과 - 탄성계수 154

그림 4.34 정육면체 공시체 압축강도시험 결과 - 극한변형률 154

그림 4.35 T2-0.5 정육면체 공시체 압축강도시험 결과 - 응력-변형률 곡선 156

그림 4.36 T2-1.0 정육면체 공시체 압축강도시험 결과 - 응력-변형률 곡선 156

그림 4.37 T2-1.5 정육면체 공시체 압축강도시험 결과 - 응력-변형률 곡선 157

그림 4.38 T2-2.0 정육면체 공시체 압축강도시험 결과 - 응력-변형률 곡선 157

그림 4.39 T1T3-2.0 정육면체 공시체 압축강도시험 결과 - 응력-변형률 곡선 158

그림 4.40 4점재하 휨인장강도 실험 159

그림 4.41 4점재하 휨 인장 강도 실험 결과 160

그림 4.42 하중-처짐곡선 [T2-1.0-1] 160

그림 4.43 하중-처짐곡선 [T2-1.0-3] 161

그림 4.44 3점재하 휨 인장 강도 실험 162

그림 4.45 하중-처짐 곡선 [T2-0.5.1-N] 163

그림 4.46 하중-처짐 곡선 [T2-1.0-1-N] 164

그림 4.47 하중-CMOD 곡선 [T2-1.0-1-N] 164

그림 4.48 하중-처짐 곡선 [T2-1.5-1-N] 165

그림 4.49 하중-CMOD 곡선 [T2-1.5-1-N] 165

그림 4.50 3점 재하 휨 실험의 역해석을 위한 요소 모델링 166

그림 4.51 역해석 시 적용되는 응력-균열개구부 변위관계 166

그림 4.52 JCI-S-001-2003에 따른 역해석 절차 모식도 167

그림 4.53 T2-0.5-2 시편의 역해석 결과 168

그림 4.54 T1T3-2.0-2 시편의 역해석 결과 168

그림 4.55 C형 압축시편 편심하중 실험 170

그림 4.56 T1-2.0 C형 압축시편 실험결과 171

그림 4.57 T1-2.0 C형 압축시편 실험 결과 - 응력-변형률 곡선 172

그림 4.58 T1-2.0 C형 압축시편 실험 결과 - k1k3 173

그림 4.59 T1-2.0 C형 압축시편 실험 결과 - k2 173

그림 4.60 T1-2.0 C형 압축시편 실험 결과 - 실패 실험체 174

그림 4.61 T2-0.5 C형 압축시편 실험결과 174

그림 4.62 T2-0.5 C형 압축시편 실험 결과 - 응력-변형률 곡선 175

그림 4.63 T2-0.5 C형 압축시편 실험 결과 - k1k3 176

그림 4.64 T2-0.5 C형 압축시편 실험 결과 - k2 176

그림 4.65 T2-0.5-4 C형 압축시편 실험 결과 - 실패 실험체 177

그림 4.66 T2-1.0 C형 압축시편 실험결과 177

그림 4.67 T2-1.0 C형 압축시편 실험 결과 - 응력-변형률 곡선 178

그림 4.68 T2-1.0 C형 압축시편 실험 결과 - k1k3 179

그림 4.69 T2-1.0 C형 압축시편 실험 결과 - k2 179

그림 4.70 T2-1.0 C형 압축시편 실험 결과 - 실패 실험체 180

그림 4.71 T2-1.5 C형 압축시편 실험결과 180

그림 4.72 T2-1.5 C형 압축시편 실험 결과 - 응력-변형률 곡선 181

그림 4.73 T2-1.5 C형 압축시편 실험 결과 - k1k3 182

그림 4.74 T2-1.5 C형 압축시편 실험 결과 - k2 182

그림 4.75 T2-1.5 C형 압축시편 실험 결과 - 실패 실험체 183

그림 4.76 T2-2.0 C형 압축시편 실험결과 183

그림 4.77 T2-2.0 C형 압축시편 실험 결과 - 응력-변형률 곡선 184

그림 4.78 T2-2.0 C형 압축시편 실험 결과 - k1k3 185

그림 4.79 T2-2.0 C형 압축시편 실험 결과 - k2 185

그림 4.80 T2-2.0 C형 압축시편 실험 결과 - 실패 실험체 186

그림 4.81 T3-2.0 C형 압축시편 실험결과 186

그림 4.82 T3-2.0 C형 압축시편 실험 결과 - 응력-변형률 곡선 187

그림 4.83 T3-2.0 C형 압축시편 실험 결과 - k1k3 188

그림 4.84 T3-2.0 C형 압축시편 실험 결과 - k2 188

그림 4.85 T3-2.0 C형 압축시편 실험 결과 - 실패 실험체 189

그림 4.86 C형 압축시편 실험결과 - [T1-2.0] 189

그림 4.87 C형 압축시편 실험 결과 - 응력-변형률 곡선 [T1-2.0] 191

그림 4.88 C형 압축시편 실험 결과 -k1k3[T1-2.0] 191

그림 4.89 C형 압축시편 실험 결과 -k2[T1-2.0] 192

그림 4.90 C형 압축시편 실험 결과 - 실패 실험체 [T1-2.0] 193

그림 4.91 강섬유비에 따른 압축강도 비교 194

그림 4.92 강섬유비에 따른 극한변형률 비교 194

그림 4.93 압축강도에 따른 극한상태의 k1k3 비교 195

그림 4.94 압축강도에 따른 극한상태의 k2 비교 196

그림 4.95 압축강도에 따른 극한상태의 k1k3/k2 비교 197

그림 4.96 f cu(c)/f cu와 C형 실험체 깊이(c)의 관계 198

그림 4.97 제안 UHPC 압축응력분포모델 계수 199

그림 4.98 정육면체 공시체 압축강도시험 결과 - 탄성계수 200

그림 4.99 proposed model-1 200

그림 4.100 proposed model-1의 k1k3계수 201

그림 4.101 proposed model-1의 k2계수 201

그림 4.102 proposed model-1의 k1k3/k2계수 202

그림 4.103 proposed model-2 202

그림 4.104 proposed model-2의 k1k3계수 203

그림 4.105 proposed model-2의 k2계수 203

그림 4.106 proposed model-2의 k1k3/k2계수 204

그림 4.107 제안 압축응력분포 모델 비교 204

그림 4.108 제안 압축응력분포 모델 k1k3/k2계수 비교 205

그림 5.1 Pull-out test 표준 시험체 (Leipzig University) 213

그림 5.2 Pull-out test 표준 시험체 모델링 (MIDAS FEA) 214

그림 5.3 표준 시험체 실험 결과 (56일 재령 강도 기준) 215

그림 5.4 부착 응력 - slip 재료 모델 215

그림 5.5 부착응력 - slip 관계 (Pull-out test 표준 시험체) 216

그림 5.6 하중 - slip 관계 (Pull-out test 표준 시험체) 216

그림 5.7 부착 길이에 따른 부착 강도 변화 (오병환, 1992) 217

그림 5.8 부착 응력 - slip 관계 (해석 결과) (D10, Ls = 10mm) 219

그림 5.9 부착 응력 - slip 관계 (해석 결과) (D10, Ls = 15mm) 219

그림 5.10 부착 응력 - slip 관계 (해석 결과) (D10, Ls = 20mm) 219

그림 5.11 부착 응력 - slip 관계 (부착 길이 변화에 따른 해석 결과 비교) 220

그림 5.12 하중 - slip 관계 (부착 길이 변화에 따른 해석 결과 비교) (D10) 220

그림 5.13 콘크리트 응력 - slip 관계 (부착 길이 변화에 따른 해석 결과 비교) 220

그림 5.14 부착 응력 - slip 관계 (철근 직경 변화에 따른 해석 결과 비교, Ls = 1ds) 222

그림 5.15 부착 응력 - slip 관계 (철근 직경 변화에 따른 해석 결과 비교, Ls = 1.5ds) 222

그림 5.16 부착 응력 - slip 관계 (철근 직경 변화에 따른 해석 결과 비교, Ls = 2ds) 222

그림 5.17 하중 - slip 관계 (철근 직경 변화에 따른 해석 결과 비교, Ls = 1ds) 223

그림 5.18 하중 - slip 관계 (철근 직경 변화에 따른 해석 결과 비교, Ls = 1.5ds) 223

그림 5.19 하중 - slip 관계 (철근 직경 변화에 따른 해석 결과 비교, Ls = 2ds) 223

그림 5.20 압축응력 - 변형률 곡선 (기본 모델) 227

그림 5.21 압축응력 - 변형률 곡선 (실험값 적용) 227

그림 5.22 인장연화곡선 228

그림 5.23 인장응력 - 변형률 곡선 (기본 모델) 229

그림 5.24 인장응력 - 변형률 곡선 (실험값 적용) 229

그림 5.25 강연선의 응력 - 변형률 곡선(Modified Ramberg Osgood Relationship) 230

그림 5.26 강연선 재료 모델 230

그림 5.27 일반적인 철근 부착 응력 - Slip 곡선 233

그림 5.28 Interface면 재료 모델 233

그림 5.29 SP-10-12 균열 분포 양상 237

그림 5.30 SP-10-12 응력 분포 양상 237

그림 5.31 부착 응력 - Slip 관계 (SP-10-11) 238

그림 5.32 하중 - Slip 관계 (SP-10-11) 238

그림 5.33 TP-13-911 균열 분포 양상 240

그림 5.34 TP-13-911 응력 분포 양상 240

그림 5.35 부착 응력 - Slip 관계 (TP-13-911) 240

그림 5.36 하중 - Slip 관계 (TP-13-911) 241

그림 5.37 구조성능 평가 대상 HYCAB 사장교 242

그림 5.38 종방향 해석 대상 구간 243

그림 5.39 해석 단면 244

그림 5.40 해석 단면 모델링 형상 244

그림 5.41 횡방향 해석에 의한 모멘트 선도 - 정모멘트 최대 245

그림 5.42 횡방향 해석에 의한 모멘트 선도 - 부모멘트 최대 245

그림 5.43 RESPONSE-2000에 의한 가로보 해석 입력 데이터 246

그림 5.44 RESPONSE-2000에 의한 가로보 해석 결과 247

그림 5.45 직선 배치 철근 구조 모델 249

그림 5.46 하중 - Slip 관계 (직선형 철근 배치) 249

그림 5.47 Slip - 부착 응력 관계 (직선형 철근 배치) 250

그림 5.48 최대 응력 발생시 변형도 (D22) (직선형 철근 배치) 250

그림 5.49 최대 응력 발생시 균열 분포(D22) (직선형 철근 배치) 250

그림 5.50 최대 응력 발생시 응력도 (D22) (직선형 철근 배치) 251

그림 5.51 L형 배치 철근 구조 모델 251

그림 5.52 하중 - Slip 관계 (L형 철근 배치) 252

그림 5.53 부착 응력 - Slip 관계 (L형 철근 배치) 252

그림 5.54 최대 응력 발생시 변형도 (D22) (L형 철근 배치) 252

그림 5.55 최대 응력 발생시 균열 분포 (D22) (L형 철근 배치) 253

그림 5.56 최대 응력 발생시 응력도 (D22) (L형 철근 배치) 253

그림 5.57 U형 루프 배치 철근 구조 모델 254

그림 5.58 하중 - Slip 관계 (U형 철근 배치) 254

그림 5.59 부착응력 - Slip 관계 (U형 철근 배치) 254

그림 5.60 최대 응력 발생시 변형도 (D22) (U형 철근 배치) 255

그림 5.61 최대 응력 발생시 균열 분포 (D22) (U형 철근 배치) 255

그림 5.62 최대 응력 발생시 응력도 (D22) (U형 철근 배치) 255

그림 5.63 Closure Joint 258

그림 5.64 Poutre Dalle System 258

그림 5.65 이형철근을 이용한 기존 연결부 방식 260

그림 5.66 커플러 사용 261

그림 5.67 헤디드바 사용 261

그림 5.68 와이어메쉬 사용 262

그림 5.69 루프 철근 이음 - 최소 정착길이, 최소 후크 반경 263

그림 5.70 커플러를 이용한 직선 배치 263

그림 5.71 겹이음을 이용한 직선 배치 263

그림 5.72 L형 배치 263

그림 5.73 U형 루프 배치 263

그림 5.74 Slip - 하중 관계 (연결부 철근 배치 형상에 따른 비선형 해석 결과) 264

그림 5.75 하중-콘크리트 발생 응력 (연결부 철근 배치 형상에 따른 비선형 해석 결과) 265

그림 6.1 완공된 Super Bridge Ⅰ 전경 267

그림 6.2 계측시스템 구성 281

그림 6.4 신호선 배관 전경 291

그림 6.5 신호선 배관도 292

그림 6.6 함체 내 데이터수집장치 294

그림 6.7 장기계측시스템 전경 295

그림 6.8 계측 데이터 295

그림 7.1 보도사장교 전경 300

그림 7.2 가속도계 설치 300

그림 7.3 동적변위계 설치 300

그림 7.4 진동실험(해머충격가진) 301

그림 7.5 진동실험(사람충격가진) 301

그림 7.6 초기진동실험(동적계측) 301

그림 7.7 가속도이력(해머) 302

그림 7.8 PSD(500Hz) 303

그림 7.9 PSD(10Hz) 303

그림 7.10 변위이력(해머) 304

그림 7.11 가속도이력(사람점핑) 304

그림 7.12 PSD(500Hz) 305

그림 7.13 PSD(10Hz) 305

그림 7.14 변위이력(사람점핑) 306

그림 7.15 진동실험(사람보행) 307

그림 7.16 진동실험(사람 2인 달리기) 307

그림 7.17 PSD(사람 2인 달리기) 308

그림 7.18 UHPC 보도사장교 전경 310

그림 7.19 UHPC 보도사장교 평면도 310

그림 7.20 TMD 설치예(Millenium Bridge, London) 311

그림 7.21 TMD가 장착된 교량의 2자유도계 모형 312

그림 7.22 난간 설치형 TMD 형상 313

그림 7.23 수직진동 사용성 기준 비교 315

그림 7.24 하이브리드 보도사장교 316

그림 7.25 평면도 316

그림 7.26 종평면도 317

그림 7.27 3D 모델링 318

그림 7.28 1차 모드형상 318

그림 7.29 현장계측 322

그림 7.30 보행자의 파워스펙트럼 325

그림 7.31 수직진동제어장치 설치위치 327

그림 7.32 수직진동제어장치 설계 개략도 328

그림 7.33 진동제어장치 공장 제작 전경 329

그림 7.34 진동제어장치 스프링부 329

그림 7.35 진동제어장치 제원 및 전경 330

그림 7.36 진동제어장치 스프링 설계도 331

그림 7.37 진동제어장치 튜닝 실험(가속도 측정 장면) 332

그림 7.38 가속도계 부착위치 332

그림 7.39 가속도계 응답 332

그림 7.40 측정 고유진동수 333

그림 7.41 진동 제어장치 설치 위치 334

그림 7.42 진동 제어장치 개념도 334

그림 7.43 진동 제어장치 보도교 상부 이동(크레인) 335

그림 7.44 진동 제어장치 설치 준비 335

그림 7.45 설치 위치 청소 336

그림 7.46 설치 위치 표시 336

그림 7.47 앵커 천공 위치 표시 337

그림 7.48 앵커홀 천공 337

그림 7.49 앵커구멍 치핑 338

그림 7.50 앵커 고정 338

그림 7.51 수평 가조절 338

그림 7.52 설치 위치로 이동 339

그림 7.53 설치 위치에 거치 339

그림 7.54 수평 조절 및 고정 340

그림 7.55 진동 제어장치 가속도계 설치 340

그림 7.56 진동 제어장치 진동측정 전경 341

그림 7.57 모르타르 주입 341

그림 7.58 전면 커버 조립 342

그림 7.59 시공 완료 342

그림 7.60 1인 제자리 뛰기 344

그림 7.61 2인 제자리 뛰기 344

그림 7.62 3인 보행 및 달리기 345

그림 7.63 진동제어장치 컨트롤 345

그림 7.64 1인 제자리 뛰기(본관1동) 346

그림 7.65 2인 제자리 뛰기(본관1동) 346

그림 7.66 3인 보행(본관1동) 347

그림 7.67 3인 달리기(본관1동) 347

그림 7.68 1인 제자리 뛰기(본관2동) 348

그림 7.69 2인 제자리 뛰기(본관2동) 348

그림 7.70 3인 보행(본관2동) 349

그림 7.71 3인 달리기(본관2동) 349

부록 A. 하이브리드사장교 설계지침(안) 369

표 2.2.1 재료의 단위질량 369

표 2.3.1 DB하중 370

표 2.3.2 지간길이에 따른 DL하중(DL-24의 경우) 372

표 2.3.3 보도 등에 재하하는 등분포하중 374

표 4.2.1 하중조합 및 허용응력 증가계수 388

표 5.2.1 설계계산에 사용되는 케이블의 탄성계수 399

표 9.3.1 지진구역구분 443

표 9.3.2 지진구역계수 (재현주기 500년에 해당) 444

표 9.3.3 위험도 계수 444

표 9.3.4/표 9.3.3 지반계수 444

표 9.3.5/표 9.3.4 지반의 분류 444

부록 B. 유럽의 사장교 현황 및 물량 분석 465

Table 1 List of the world's longest cable-stayed bridges 465

Table 2. European bridges among the world's 109 longest cable-stayed bridges 471

Table 3 Summary of the SkarnsundBridge 472

Table 4. Summary of the Barrios de Luna Bridge 477

Table 5. Summary of the HelgelandBridge 481

Table 6. Summary of the Guadiana International Bridge 487

Table 7. Summary of the Brotonne Bridge 491

Table 8. Summary of Nordhordal and Bridge 496

Table 9. Summary of New Hoechst Bridge 501

Table 10. Summary of the Diepoldsau Bridge 505

Table 11. Summary of Tarascon-Beaucaire Bridge 509

Table 12. Summary of Smaalenene Bridge 513

부록 A. 하이브리드사장교 설계지침(안) 371

그림 2.3.1 DB 및 DL하중 371

그림 5.1 인장연화곡선 400

그림 5.2 UHPC의 압축응력-변형률 곡선 404

그림 5.3 UHPC의 인장응력-변형률 곡선 404

부록 B. 유럽의 사장교 현황 및 물량 분석 474

Figure 1. Cross-section of the cable-stayed deck of the Skarnsund Bridge 474

Figure 2. Elevation of Skarnsund Bridge 474

Figure 3. Pylons of the Skarnsund Bridge 475

Figure 4. The Skarnsund Bridge(photo by Aas-Jakobsen AS) 476

Figure 5. Elevation of Barrios de Luna Bridge 478

Figure 6. Cross-section of Barrios de Luna Bridge 478

Figure 7. Pylon of Barrios de Luna Bridge 479

Figure 8. The Barrios de Luna Bridge 480

Figure 9. Cross-section of Helgeland Bridge girder.Located inside spannear pillar. 483

Figure 10. Cross-section of Helgeland Bridge main spangirder. 483

Figure 11. Longitudinal view of Helgeland Bridge 484

Figure 12. Geometry of the northern tower of Helgeland Bridge 484

Figure 13. Cable anchorage in tower head 484

Figure 14. Longitudinal post-tensioning: dimensions in m. 485

Figure 15. Stay cable cross-section 485

Figure 16. The HelgelandBridge(Photo by Aas-Jakobsen) 486

Figure 17. The Helgeland Bridge during construction(Photo by Curt M. Mayer) 486

Figure 18. Cross-section of Guadiana Bridge 488

Figure 19. Elevation of Guadiana Bridge 488

Figure 20. Pylon of Guadiana Bridge 489

Figure 21. The Guadiana International Bridge(Photo by Roger W Haworth) 490

Figure 22. Guadiana Bridge during construction 490

Figure 23. Cross-section of the Brotonne Bridge girder 492

Figure 24. Elevation of the Brotonne Bridge 493

Figure 25. Details of the pylons of Brotonne Bridge 493

Figure 26. Brotonne Bridge. Photos by SEQUANA-NORMANDIE 494

Figure 27. Cross-section of the Nordhordal and Bridge girder 497

Figure 28. Elevation of the Nordhordl and Bridge 498

Figure 29. Nordhordl and Bridge pylon 499

Figure 30. The Nordhordal and Bridge 500

Figure 31. Elevation of New Hoechst Bridge 502

Figure 32. Cross-section of New Hoechst Bridge 502

Figure 33. Pylon of New Hoechst Bridge 503

Figure 34. New Hoechst Bridge 504

Figure 35. Elevation of Diepoldsau Bridge 506

Figure 36. Cross-section of Diepoldsau Bridge 506

Figure 37. Pylons of Diepoldsau Bridge 507

Figure 38. Diepoldsau Bridge(photobyIS-BETON) 508

Figure 39. Diepoldsau Bridge(photobyIS-BETON) 508

Figure 40. Elevation of Tarascon-Beaucaire Bridge 510

Figure 41. Cross-section of Tarascon-Beaucaire Bridge 511

Figure 42. Tarascon-BeaucaireBridge(photobyJacquesMossot,forStructurae) 512

Figure 43. Elevation of Smaalenene Bridge(by Johs Holt AS) 515

Figure 44. Cross-section of Smaalenene Bridge(by Johs Holt AS) 515

Figure 45. Pylon details - Smaalenene Bridge(by Johs Holt AS) 516

Figure 46. Smaalenene Bridge(Illustration by Arne Myhre, Statens Vegvesen) 517