케이블교량의 구조적 비선형성을 고려한 케이블부재의 신뢰도평가

Abstract

국내외 교량설계 개념이 경험적 설계에 기반하는 허용응력설계법(ASD)으로부터 확률기반의 신뢰도분석에 근거하는 하중-저항계수설계법(LRFD)로 변화하고 있는 시점에서, 최근 물류이동량의 증가에 따라 수요가 증가하고 있는 케이블교량을 위한 설계지침에 하중-저항계수설계법의 도입을 위한 연구가 진행 중에 있다. 이러한 신뢰도분석에 근거하는 설계를 위해서는 현재 설계수준에 대해 신뢰도를 평가해보고, 이 경험을 토대로 목표신뢰도수준을 설정하여 이를 만족할 수 있도록 하중 및 저항계수를 결정해야 한다. 하지만 아직 국내 케이블교량에 대한 신뢰도수준 평가가 충분히 이루어지지 않은 상황이며, 특히 일반 단중지간교량에는 없는 케이블교량 케이블부재의 경우에는 이러한 경험적 한계가 더욱 심각한 상황이다. 구조적으로 비선형성을 갖는 초장대 케이블교량의 케이블부재에 대하여 하중-저항계수설계법의 적용을 위해, 현재 구조계를 선형시스템을 가정하여 일반교량에서와 동일한 신뢰도평가방법을 적용하고 있다. 하지만 구조계의 비선형성을 반영하여 보다 정확한 신뢰도평가가 선행되어야 할 필요가 있으며, 초장대 케이블교량 설계를 위한 목표신뢰도수준을 결정하는 기초자료로서 이용되어야 할 것이다. 본 논문에서는 케이블교량의 구조적인 비선형성을 고려한 신뢰도평가를 국내 실교량에 대해 적용하여 신뢰도수준을 파악하고, 선형시스템으로서의 가정을 통한 신뢰도수준을 비교하여 그 차이와 원인을 밝혀본다. 또한 평가결과를 활용하여 케이블부재에 대하여 현재 설계수준에 부합하는 목표신뢰도지수를 파악해보고, 이 수준을 만족할 수 있는 하중 및 저항계수를 도출해 본다.