장경간 케이블교량 설계를 위한 1차 고정하중계수 저감 방안에 관한 연구

Abstract

본 논문은 케이블교량 케이블 부재의 신뢰도기반 설계를 위한 1차 고정하중계수의 저감 방안에 관한 연구로써, 현재 일반교량 설계를 위해 적용하는 1차 고정하중의 하중계수 1.25 보다 낮은 값을 사용함으로써 보다 합리적으로 케이블교량을 설계하는 방안을 제안한다. 또한, 저감된 하중계수의 적용 이후에도 공학적으로 정의할 수 있는 안전성 확보를 위하여, 실제 케이블교량의 중량 계측자료를 바탕으로 한 신뢰도분석을 통해 현행 허용응력설계법 기반 설계기준을 적용한 경우와 동일한 신뢰도수준을 보장할 수 있는 1차 고정하중 계수를 구한다. 케이블교량은 일반 단중지간 교량에 비해 공장제작부재의 비중이 높고 시공관리가 엄격하게 이루어진다. 따라서 일반교량에 비해 케이블교량의 1차 고정하중이 작은 변동특성을 갖는다고 보는 것은 타당하다 할 수 있다. 이를 근거로 하여 기존의 설계기준에 따라 설계한 경우와 동일한 신뢰도수준을 보장할 수 있는 1차 고정하중계수를 AASHTO LRFD 설계기준의 근사식을 이용하여 계산한다. 이 결과는 케이블 교량의 특성을 제대로 반영하고 있다고 보기 힘들다고 판단되며 더 정확한 1차 고정하중계수를 계산하기 위해서는 케이블 교량의 비선형성을 고려한 신뢰도해석이 수반되어야 한다. 따라서 기존의 허용응력설계법에 근거한 설계기준에 따라 설계된 케이블교량 모델의 신뢰도해석 결과를 기반으로 하여 기존의 설계기준에 따라 설계된 경우와 동일한 신뢰도수준을 유지하는 1차 고정하중계수를 산출한다. 한편, 케이블교량을 설계하기 위해서는 수 많은 변수들을 고려해야 하며 이러한 변수들에 의해 케이블교량의 신뢰도지수는 현재와 다른 값을 가질 수 있다. 따라서 기준 신뢰도지수의 크기를 바꿔가며 1차 고정하중의 변동특성이 감소하였을 때, 동일한 신뢰도수준을 보장 할 수 있는 1차 고정하중계수를 계산하여 신뢰도지수 변화에 따른 동일한 신뢰도 수준을 보장하는 1차 고정하중계수의 변화를 확인한다.