콘크리트 충전강관 아치교의 설계 최적화 및 경제성 분석

국문 초록 (Abstract)

최근 세장한 구조의 장경간 아치교의 시공 및 설계가 증가하고 있는 추세로서 아치부재에 적용되는 강재를 경량화시킬 수 있는 콘크리트 충전강관 부재에 대한 수요가 증가하고 있다. 이는 장경간 아치교량의 구조적 특성상 압축력 지지에 유리한 콘크리트를 강재와 같이 이용함으로써 구조적 효율성을 증대시킬 수 있다. 본 연구에서는 콘크리트 충전강관을 사용한 아치교 설계에 적용되는 초기변수를 고려하여 하로아치교를 대상으로 강관 단면 내 콘크리트 충전길이, 트러스타입의 아치리브 높이, 강관 단면의 재료강성 변화 등의 영향을 유한요소해석을 통해 비교분석하였다. 이를 토대로 콘크리트 충전강관의 아치교 최적화 설계 방법을 제안하고 콘크리트 충전강관의 아치교 적용성을 확보할 수 있도록 경제성 분석을 수행하였다. 분석결과 콘크리트 충전강관 아치리브단면 적용 시 기존 아치리브에 비해 하로아치교의 경우 22.0%의 강재절감이 가능하며 콘크리트 충전에 따른 비용증가는 발생하나 전체 공사비의 경우 18% 절감되어 경제적으로 효과를 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The construction and design of long span arch bridges have been constantly increasing in various countries over the past few years. Several designs have been proposed to increase the structural stability of such bridges. One proposed method is the use of concrete-filled steel pipe as its structural member. This study aims to prove that the use of concrete-filled steel pipe can decrease the weight of the member and the presence of concrete can increase the structural compressive capacity of the section. The effects of concrete-fill length, truss type arch rib height, and change in material stiffness of steel pipe section were investigated for the Harro Arch Bridge. Based from the analyses, an optimal design method for arch bridge with concrete-filled steel pipe member was proposed. In addition, the economic efficiency of the concrete-filled steel pipe was analyzed to ensure its applicability to arch bridges. The results have shown that there is a 22.0% reduction of steel usage in the Harro Arch Bridge with concrete-ribbed tube section when compared to the existing arch rib design. The proposed design may have incurred an increase in construction costs due to the concrete charges, yet, it is still found to be cost-effective when considering the overall cost.

목차 (Table of Contents)

• Abstract
• 1. 서 론
• 2. CFT 아치교 중요 설계변수
• 2.1 라이즈비
• 2.2 아치리브 축선
• 2.3 아치리브 단면
• 2.4 아치리브 재료강성
• 3. CFT 아치교 적용 설계기준
• 4. 설계변수분석을 위한 해석모델
• 4.1 대상교량 선정
• 4.2 해석 모델링
• 5. CFT아치교 설계변수 해석결과
• 5.1 CFT단면 내 콘크리트 충전길이 효과
• 5.2 트러스형 CFT단면의 높이변화 효과
• 5.3 CFT단면의 재료강성 효과
• 6. 경제성 분석
• 7. 결 론
• REFERENCES
• 국문초록

참고문헌 (Reference)

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