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박양흠(Yang Heum Park),남문석(Moon S. Nam),장일영(Il Young Jang) 한국지반환경공학회 2021 한국지반환경공학회논문집 Vol.22 No.3
교량 상부구조의 원활한 신축거동을 위하여 교량에 설치되는 신축이음장치는 교량의 필수부재인데, 신축이음장치는 시간이 지남에 따라 노후되고 방수기능이 약화되어 우수가 침투하여 구조물의 열화를 초래한다. 이러한 구조물의 열화 문제와 함께 노후된 신축이음장치의 잦은 교체로 인한 교통정체를 해결하기 위하여 기존 신축이음장치를 제거하고 철근콘크리트 연결부로 대체하는 무조인트화 공법이 2016년 이후부터 고속도로 교량에 적용되고 있다. 무조인트 공법이 적용된 이후에 상부구조와 교대가 협착된 교량에도 일부 적용되었는데 협착 교량의 무조인트화 연결부에 파손이 발생하였다. 본 연구에서는 협착 교량에 무조인트화 공법을 적용할 경우에 발생할 수 있는 문제점에 대한 원인을 수치해석적으로 분석하였으며, 그 결과 협착으로 인하여 무조인트화 연결부에 설계 시 적용한 하중 보다 큰 하중이 발생하여 연결부에 파손이 발생한 것으로 분석하였다. 이러한 연구결과를 바탕으로 협착이 발생한 교량에서는 무조인트화 공법을 적용하지 못하는 것으로 무조인트화 공법에 대한 적용조건을 강화하였다. The expansion joints installed on the bridge for the accommodation of expansion and contraction of the supper structure are essential members of the bridge. However, the expansion joints are deteriorated over time and the waterproof function weakens, causing rainwater to penetrate and deteriorate the structure. In order to solve the traffic congestion caused by frequent replacement of the old expansion joints along with the deterioration of the structure, a post-integrated abutment bridge in which the existing expansion joints are removed and replaced with reinforced concrete link connection has been applied to highway bridges since 2016. After the post-integrated abutment method was applied, it was partially applied to bridges in which the superstructure and abutment were jammed. In this study, the causes of problems that may occur when the post-integrated abutment method is applied to the jammed bridge were analyzed numerically. It was analyzed that damage occurred in the link connection part. Based on the results of this study, the application condition for the post-integrated abutment method is reinforced as it is not possible to apply the post-integrated abutment method to bridges are already jammed.
초탄성 형상기억합금을 활용한 교량 신축이음장치 고무지수재의 예방적 유지관리방안 연구
조한민,이진혁,이헌우,김건수,박기태 한국복합신소재구조학회 2022 복합신소재구조학회논문집 Vol.13 No.6
There are 33,177 bridges in public use in Korea, which account for the largest share of the infrastructure. In such a bridge, the amount of expansion and contraction is generated in the girder due to the common load, temperature, and humidity. A joint expansion device is installed to secure the stability of the intergirder distance. It is common to install rubber seals in expansion joints to prevent leakage of bridges and fall of sediments. However, these rubber seals are easily damaged by various causes. A damaged rubber seal can cause various secondary damages, including corrosion of the girder and casualties under the bridge. Bridge maintenance is being performed to prevent such damage. However, continuous replacement is unavoidable due to the nature of the rubber seal. Therefore, in this study, a new index material development study was conducted using superelastic shape memory alloy to solve the problem of rubber seals used in the existing expansion joint device. Finite element analysis was performed for the superelastic shape memory alloy-index material, and the study of sustainable index material was verified through the restoration effect. 국내에서 공용중인 교량은 33,177개로 사회기반시설 중 가장 많은 비중을 차지한다. 이러한 교량은 공용하중, 온도, 습도 등에 의해 거더에 신축량이 발생하게 되고, 거더간 유간거리에 대한 안정성을 확보하기 위해 신축이음장치를 설치한다. 신축이음장치에는 교량의 누수 및 퇴적물 낙하 등을 방지하기 위해 고무지수재를 설치하는 것이 일반적이다. 하지만 이러한 고무지수재는 다양한 원인에 의해 쉽게 손상이 발생하게 된다. 손상된 고무지수재를 통해 거더의 부식, 교량하부 인명사고 등 다양한 2차 피해가 발생할 수 있다. 이러한 피해를 예방하기 위해 교량의 유지관리를 수행하고 있지만 고무지수재 특성상 지속적인교체는 불가피한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존 신축이음장치에 활용되는 고무지수재의 문제점을 해결하기 위하여 초탄성 형상기억합금을 활용한 새로운 지수재 개발 연구를 수행하였다. 초탄성 형상기억합금 지수재에 대한 유한요소해석을 수행및 분석하였으며, 복원 효과를 통해 지속 사용 가능한 지수재 연구를 검증하였다.