부산대학교 도서관

PSC(Prestressed Concrete) 박스 거더 교량은 장경간 교량에 주로 사용되는 경제적인 교량형식이지만 캔틸레버 슬래브의 비지지 길이를 늘리기 위해서는 셀(Cell)수를 늘려야 하는 단점이 있다. FRP 피복 콘크리트 스트럿 부착 PSC 박스 거더 교량은 이러한 PSC(Prestressed Concrete) 박스 거더 교량의 단점을 극복하기 위해 개발된 형식으로 상부구조물의 중량과 하부구조가 과다해지는 문제를 피할 수 있다.본 연구에서는 콘크리트 충진 FRP 피복 스트럿 보강 PSC 박스 거더 교량에서 스트럿의 효과에 중요성을 두고 해석을 수행하였다. 콘크리트 충진 FRP 피복 스트럿을 모델링하는 방법으로 쉘 요소와 보 요소를 이용하고 이를 운동학적 구속을 통해 일체화 시키는 방법을 제안한다. 제안된 콘크리트 충진 FRP 피복 스트럿의 모델링에서 FRP의 이방성재료의 특성이 적합하게 적용되었는지에 대한 판단을 위해 실제로 실험된 구조물을 대상으로 모델링을 하여 그 결과값을 비교하였다. 이렇게 검토된 모델링 방법을 토대로 스트럿을 포함한 전체 교량을 모델링 하여 유한요소해석을 이용해 해석 및 검토하였다. 적층각을 달리한 콘크리트 충진 FRP 피복 스트럿을 교량시스템에 적용하여 적층각에 따른 교량시스템의 거동과 스트럿에 발생하는 응력값을 비교하였다. 연구결과 FRP 피복에 발생하는 최대압축응력은 하중재하위치에 따라 큰 영향을 받는 것으로 분석되었고, 스트럿으로 적층각에 따른 최대처짐의 영향을 분석한 결과 큰 영향이 없음을 확인하였다. 그리고 원주방향으로 FRP를 보강하는 것이 교량의 거동에 유리한 것으로 판단되었다. 추후연구로 콘크리트 충진 FRP 피복 스트럿의 실물실험을 통해 수치해석을 통한 예상결과가 실제 실험결과와 일치하는지 확인할 필요가 있으며, 본 연구에서는 동일한 FRP 두께를 이용하여 해석하였으므로 FRP의 두께 변화에 따른 해석교량의 구조거동에 대해 추가적으로 연구하여 FRP 적층각과 두께의 상호영향에 분석할 필요가 있다.
PSC(Prestressed Concrete) box girder bridge is economic bridge type which is used to long span bridge. However, there is a defect that it needs extra cells to increase the length of the cantilever slab in the transverse direction. A PSC box girder bridge with concrete filled FRP strut which has been developed to improve a problem in PSC box girder bridge can reduce the weight of superstructure and the size of substructure.This paper proposes the finite element model of concrete filled FRP strut using shell element and beam element with kinematic constrain. The proposed FE model has been verified through comparisons against results of experiment.Further study was conducted to model superstructure in bridge system. Displacements and stresses of bridge system were compared with consideration of different ply angles.The results showed that the maximum compressive stress of the strut highly depends on the position of load. It is also concluded that the effect of ply angle on the deflection of the bridge system is not significant.