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요약문
Executive Summary
목차
제1장 서론 29
1. 연구 필요성 및 목적 29
2. 국내외 기술 현황 31
2.1 프리캐스트 FRP-콘크리트 합성 바닥판(PFC 바닥판) 31
2.2 초고성능콘크리트(UHPC) 프리캐스트 바닥판 33
3. 연구 목표 및 내용 36
4. 추진체계 및 수행 방법 38
5. 기대 효과 및 활용 방안 39
5.1 기대 효과 39
5.2 활용 방안 40
제2장 PFC 바닥판 단면 개선 41
1. PFC 바닥판 설계 개요 41
1.1 각국의 바닥판 처짐 기준 41
1.2 PFC 바닥판에 대한 설계 기준 52
1.3 2차년도 최적 단면 55
1.4 최적 설계 단면 검토 57
2. 2차년도 단면에 대한 성능 평가 62
2.1 실험 개요 62
2.2 거더 합성 휨 실험체 (BCSF 계열) 65
2.3 거더 합성 전단 실험체 (BCSS 계열) 74
2.4 단순 지지 실험체 (BSS 계열) 79
3. 단면 개선 83
3.1 2차년도 실험 고찰 83
3.2 FRP 모듈 개선 88
3.3 휨설계모멘트 정밀 산정 90
3.4 배근 상세 개선 94
제3장 PFC 바닥판의 개선 단면에 대한 성능 평가 97
1. 보 수준의 성능 평가 97
1.1 거더 합성 형식 97
1.2 단순 지지 형식 118
2. 바닥판 규모의 성능 평가 136
2.1 단면 개선 136
2.2 실험 개요 136
2.3 정적 성능 평가 142
2.4 윤하중 피로 성능 평가 146
제4장 PFC 바닥판의 시험시공 149
1. 시험시공 개요 149
2. 시험시공 과정 149
2.1 시험시공 실험체 설계 149
2.2 시험시공 실험체 제작 162
3. 현장재하실험 178
3.1 개요 178
3.2 현장재하실험 178
제5장 UHPC 리브형 바닥판의 단면개선 및 성능평가 184
1. UHPC 리브형 바닥판의 단면 개선 184
1.1 설계 개념 및 단면 설계 184
1.2 단면 개선 186
2. 성능평가 187
2.1 실험체 제작 187
2.2 실험 결과 및 분석 192
제6장 UHPC 리브형 바닥판의 연결방안 연구 223
1. 개요 223
2. UHPC 리브형 바닥판의 연결방안 검토 224
제7장 결론 230
참고문헌 236
판권기 240
표 2.1 극한한계상태에 대한 강도감소계수 53
표 2.2 사용한계상태에 대한 응력 제한 53
표 2.3 노출 조건에 따른 섬유 종류별 환경감소계수 54
표 2.4 FRP 모듈의 해석에 의한 역학적 특성 56
표 2.5 PFC deck의 성능 평가 실험체 62
표 2.6 FRP 모듈의 실제 적층 설계에 대한 역학적 특성 추정 64
표 2.7 제작된 FRP 모듈의 시편 시험을 통한 역학적 특성 64
표 2.8 실험체별 파괴하중 및 파괴양상 78
표 2.9 기존 단면과 개선 단면의 물량 비교 89
표 2.10 DB-24 하중(충격 제외) 작용시 최대 모멘트 발생 위치 및 하중 재하 92
표 2.11 DB-24하중에 대한 설계활하중모멘트 93
표 2.12 설계휨모멘트 비교 94
표 2.13 기존 단면과 개선 단면의 하중 저항 능력 비교 95
표 2.14 기존 단면, 개선 단면의 배근별 가능 지간 95
표 3.1 거더 합성 PFC 바닥판의 성능 평가 실험체 97
표 3.2 FRP 모듈의 시편 시험을 통한 역학적 특성 99
표 3.3 거더 합성 PFC 바닥판 피로 성능 평가 실험체의 하중 범위 109
표 3.4 단순 지지 PFC 바닥판의 성능 평가 실험체 118
표 3.5 단순 지지 PFC 바닥판 피로 성능 평가 실험체의 하중 범위 127
표 3.6 바닥판 실험체 종류 137
표 3.7 FRP 모듈의 시편 시험을 통한 역학적 특성 138
표 4.1 사용재료의 설계에 사용된 역학적 성질 150
표 4.2 재하차량의 제원 180
표 5.1 UHPC 바닥판 단면 설계 결과 (2차년도 보고서, 2008) 185
표 5.2 UHPC 리브형 바닥판 T형보 실험체 187
표 5.3 프리스트레스의 즉시 손실량 191
표 5.4 압축강도 시험 결과 193
표 5.5 압축강도 평균값 및 표준편차 193
표 5.6 절취시편의 인장강도 195
표 5.7 각 실험체별 초기 균열 및 극한 상태 207
표 5.8 단면 계수 산정 216
표 5.9 실험체의 중앙점으로부터 변곡점까지의 거리 221
그림 1.1 무강재 바닥판 개요도 31
그림 1.2 프리캐스트 바닥판 시스템 34
그림 1.3 반단면 프리캐스트 바닥판 시스템 34
그림 1.4 UHPC의 교량 적용 사례 35
그림 1.5 연구수행 체계 38
그림 2.1 강도감소계수 54
그림 2.2 최적 단면 형상 56
그림 2.3 최적 단면에서의 FRP 모듈 형상 56
그림 2.4 최대부모멘트가 발생하는 차륜하중 재하 위치 57
그림 2.5 PFC 바닥판 실험체의 단면 형상 62
그림 2.6 PFC 바닥판 실험체의 형상 63
그림 2.7 PFC 바닥판 실험체의 배근 상세 63
그림 2.8 FRP 모듈 제작을 위한 적층 및 가이드 설계 64
그림 2.9 실험체별 철근 조립 65
그림 2.10 거더 합성 휨 실험체의 실험 전경 66
그림 2.11 거더 합성 휨실험체의 파괴 양상 67
그림 2.12 거더 합성 휨실험체의 대표 파괴 양상 68
그림 2.13 거더 합성 휨실험체의 부모멘트부 균열 양상 68
그림 2.14 거더 합성 휨실험체의 하중-처짐 곡선 69
그림 2.15 거더합성(BC계열) 실험체의 하중-균열폭 곡선 70
그림 2.16 거더 합성 실험체의 모멘트 분포 71
그림 2.17 거더 합성 휨 실험체의 하중-처짐 곡선과 설계 기준 비교 73
그림 2.18 거더 합성 휨실험체의 하중-균열폭 곡선과 설계 기준 비교 73
그림 2.19 거더 합성 전단 실험체(BCSS 계열)의 하중 재하 위치 74
그림 2.20 거더 합성 전단 실험체의 실험 전경 75
그림 2.21 거더 합성 전단 실험체의 파괴 양상 76
그림 2.22 전단 파괴된 실험체의 파괴각 77
그림 2.23 거더 합성 전단 실험체의 하중-처짐(하중점) 곡선 77
그림 2.24 단순 지지 실험체의 실험 전경 79
그림 2.25 단순 지지 실험체(BSS-1)의 파괴양상 80
그림 2.26 단순 지지 실험체의 파괴 양상 80
그림 2.27 단순 지지 실험체의 하중-처짐 곡선 81
그림 2.28 단순 지지 실험체의 하중-처짐 곡선과 설계기준 비교 82
그림 2.29 거더 합성 실험체의 형상 83
그림 2.30 거더 합성 휨 실험체의 하중-처짐 곡선과 설계 기준 비교 84
그림 2.31 거더 합성 휨실험체의 대표 파괴 양상 85
그림 2.32 거더 합성 휨실험체의 하중-균열폭 곡선과 설계 기준 비교 85
그림 2.33 단순 지지 실험체의 형상 86
그림 2.34 순지간 길이가 3.6m인 단순 지지 실험체의 파괴양상 86
그림 2.35 단순 지지 실험체의 하중-처짐 곡선과 설계기준 비교 87
그림 2.36 탄성받침 지지 실험체의 하중-처짐 곡선과 설계기준 비교 88
그림 2.37 개선된 합성 방안 89
그림 2.38 설계활하중 모멘트를 구하기 위한 교량 모델 90
그림 2.39 개선된 PFC 바닥판의 상세 96
그림 3.1 거더 합성 PFC 바닥판 실험체의 형상 98
그림 3.2 거더 합성 PFC 바닥판의 실험 전경 98
그림 3.3 BCSF2-1 실험체의 파괴 양상 100
그림 3.4 BCSF2-2 실험체의 파괴 양상 101
그림 3.5 BCSF2-3 실험체의 파괴 양상 102
그림 3.6 BCSF2-1 실험체의 단면 변형률 분포 104
그림 3.7 BCSF2-2 실험체의 단면 변형률 분포 104
그림 3.8 BCSF2-3 실험체의 단면 변형률 분포 105
그림 3.9 하중 증가에 따른 계면에서의 불연속 변형률 양상 105
그림 3.10 BCSF2-1의 하중-처짐 관계 106
그림 3.11 BCSF2-2의 하중-처짐 관계 107
그림 3.12 BCSF2-3의 하중-처짐 관계 107
그림 3.13 설계기준과의 비교 108
그림 3.14 피로 하중 재하에 따른 손상 진행 양상 (BCSF2F-1) 110
그림 3.15 피로 하중 재하에 따른 손상 진행 양상 (BSCF2F-2) 111
그림 3.16 최종 피로 파괴 형상 (BCSF2F-2) 112
그림 3.17 피로 반복 회수별 하중-처짐 곡선 113
그림 3.18 피로 반복 회수에 따른 처짐 증가 양상 114
그림 3.19 피로 반복 회수에 따른 단면 변형률 분포 115
그림 3.20 BCSF2F-1 실험체의 정적재하실험 117
그림 3.21 단순 지지 PFC 바닥판 실험체의 형상 118
그림 3.22 단순 지지 PFC 바닥판의 실험 전경 119
그림 3.23 BSS2-1 실험체의 파괴 과정 120
그림 3.24 BSS2-2 실험체의 파괴 과정 121
그림 3.25 BSS2-3 실험체의 파괴 과정 122
그림 3.26 BSS2 실험체의 FRP 모듈에서 상부플랜지의 층 분리 파괴 123
그림 3.27 BSS2 실험체의 지간 중앙 단면의 변형률 분포 125
그림 3.28 하중 증가에 따른 계면에서의 불연속 변형률 양상 126
그림 3.29 설계기준과의 비교 127
그림 3.30 단순 지지 피로 실험체의 실험 전경 128
그림 3.31 BSS2F-1 실험체의 피로 손상 진행 과정 129
그림 3.32 BSS2F-2 실험체의 피로 손상 진행 과정 130
그림 3.33 피로 반복 회수별 하중-처짐 곡선 131
그림 3.34 피로 반복 회수에 따른 처짐 증가 양상 132
그림 3.35 피로 반복 회수별 단면 변형률 분포 133
그림 3.36 BSS2F-1 실험체의 파괴 양상 134
그림 3.37 BSS2F-2 실험체의 파괴 양상 134
그림 3.38 BSS2F 실험체의 잔류강도 평가 135
그림 3.39 바닥판 규모의 실험체에 대한 단면 개선 136
그림 3.40 바닥판 규모의 성능 평가 실험체 형상 137
그림 3.41 바닥판 실험체에 사용된 FRP 모듈의 적층 설계 138
그림 3.42 바닥판 실험체 제작 과정 139
그림 3.43 윤하중 피로 실험체 설치 전경 141
그림 3.44 피로하중을 결정하기 위한 실험체 해석 142
그림 3.45 정적 실험 전경 143
그림 3.46 바닥판 균열 양상 144
그림 3.47 설계기준과의 비교 145
그림 3.48 피로 반복 회수별 하중-처짐 곡선 147
그림 3.49 피로 반복 회수에 따른 처짐 증가 양상 148
그림 4.1 시험시공 교량 형상 및 제원도 150
그림 4.2 시험시공 교량 구조해석 152
그림 4.3 시험시공 교량 구조도 1 163
그림 4.4 시험시공 교량 현장 163
그림 4.5 시험시공 교량 구조도 2 164
그림 4.6 시험시공 교량 구조도 3 164
그림 4.7 S1, S4 형상, 제원 및 배근도 165
그림 4.8 S2, S3 형상, 제원 및 배근도 166
그림 4.9 S5, S7 형상, 제원 및 배근도 167
그림 4.10 S6 형상, 제원 및 배근도 168
그림 4.11 FRP 패널 인발 모습 169
그림 4.12 FRP 패널 절단 및 접착 모습 169
그림 4.13 FRP 패널 상부 규사코팅 작업 모습 170
그림 4.14 시험시공 실험체 철근 배근 170
그림 4.15 시험시공 실험체 콘크리트 타설 171
그림 4.16 시험시공 실험체 증기양생 모습 171
그림 4.17 거푸집 탈형 후 연결부 옆면 모습 172
그림 4.18 연결부 옆면 워터젯 시공모습 172
그림 4.19 워터젯 시공 후 연결부 옆면 모습 173
그림 4.20 시험시공 교량 교대 및 지점부 시공모습 173
그림 4.21 시험시공 교량 거더 설치 모습 174
그림 4.22 PFC DECK 거치 모습 174
그림 4.23 PFC DECK 거치완료 모습 175
그림 4.24 PFC DECK 거치 완료 후 연결부 스터드 용접모습 175
그림 4.25 거더 합성부 모수축 모르터르 타설 모습 176
그림 4.26 바닥판간 연결부 콘크리트 타설 모습 176
그림 4.27 시공완료 후 공사차량 통행 모습 177
그림 4.28 Load case별 하중재하 위치 179
그림 4.29 재하차량의 형상 180
그림 4.30 재하실험 전경 180
그림 4.31 S2 센서 위치 181
그림 4.32 S3 센서 위치 181
그림 4.33 S6 센서 위치 182
그림 4.34 정모멘트부 단면 변형률 분포 183
그림 4.35 부모멘트부 변형률 분포 183
그림 5.1 UHPC 리브형 바닥판의 구조 형식 선정 안 (2차년도 보고서, 2008) 184
그림 5.2 UHPC 리브형 바닥판의 설계 절차 (2차년도 보고서, 2008) 185
그림 5.3 UHPC 리브형 바닥판의 단면 개선 186
그림 5.4 실험체의 형상 및 제원 188
그림 5.5 프리스트레스 도입을 위한 반력 프레임 제작 189
그림 5.6 프리스트레스 도입 189
그림 5.7 UHPC 재료 배합 (KICT 배치플랜트) 190
그림 5.8 UHPC 타설 190
그림 5.9 거푸집 외측의 텐던에 설치한 변형률 게이지 191
그림 5.10 T형보 실험 전경 (단순지지) 192
그림 5.11 변형률 게이지 위치 192
그림 5.12 압축강도 시험 결과 파괴 모습 193
그림 5.13 재료시험을 위한 UHPC 공시체 제작 194
그림 5.14 휨강도 시험 전경 194
그림 5.15 휨강도 시험을 위한 시편 절취 작업 195
그림 5.16 기준 실험체의 하중-변형률 곡선 196
그림 5.17 기준 실험체 TSST0-1 파괴 모습 197
그림 5.18 기준 실험체 TSST0-2 파괴 모습 198
그림 5.19 하중-변형률 곡선(단순지지 실험체) 199
그림 5.20 단순지지 실험체 TSST2-1 파괴 모습 200
그림 5.21 단순지지 실험체 TSST2-2 파괴 모습 201
그림 5.22 거더합성 실험체의 실험 전경 202
그림 5.23 거더합성 실험체의 지점부 센서 위치 202
그림 5.24 하중-변형률 곡선(거더합성 실험체) 203
그림 5.25 거더합성 실험체 TCST4-1 파괴 모습 204
그림 5.26 거더합성 실험체 TCST4-2 파괴 모습 205
그림 5.27 T형보 실험체의 하중-변위 곡선 종합 비교 206
그림 5.28 균열 게이지 설치 모습 208
그림 5.29 기준 실험체의 하중-변형률 곡선 209
그림 5.30 단순지지 실험체의 하중-변형률 곡선 210
그림 5.31 거더합성 실험체의 하중-변형률 곡선 211
그림 5.32 하중과 텐던 변형률 관계 곡선 213
그림 5.33 거더합성 실험체에서 지점부의 하중-균열폭 곡선 215
그림 5.34 거더합성 실험체 상면의 변형률 분포 220
그림 6.1 루프철근 이음부 상세 및 적용 사례 223
그림 6.2 이형철근을 이용한 기존 연결부 방식 225
그림 6.3 UHPC를적용하여확장한교량의횡단면제원(스위스) 226
그림 6.4 프리캐스트 부재의 연결 226
그림 6.5 연결부 상세도 227
그림 6.6 철근 겹이음을 사용한 UHPC 프리캐스트 부재의 시공 예 227
그림 6.7 프리캐스트 UHPC 리브형 바닥판의 단면 형상 228
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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