Assessment of Thermal Stress in Temporary Bridge

가교량의 온도응력 평가

  • 박영훈 (한양대학교 토목공학과) ;
  • 이승용 (한양대학교 토목공학과) ;
  • 변윤주 ((주)신성엔지니어링 기술연구소) ;
  • 장동일 (한양대학교 공과대학 지구환경건설공학부)
  • Received : 1998.01.03
  • Published : 1998.03.30

Abstract

The temporary steel bridges which are constructed for detour and constructional expediency are consisted of H-beams(as superstructure) and H-piles(as substructure). Because these members are fastened by high-tension bolts, there are no expansion joints in these bridges. So, these kinds of bridges have no system which can relieve the excessive thermal stress. In this investigation, monitoring system was set up at temporary steel bridge and stress and temperature changes of H-beam are monitored. From these measured data, it is analyzed that the relationship between ambient and main-girder temperature change, between temperature and stress change. With these analyses, it is resulted that the thermal stress take main part of stress variation in this bridge and the restrain of thermal longitudinal displacement of H-pile. In addition, because the connection part of H-beam to H-beam is weak in the continuous spans, the sub-modelling is well apt to reflect the effect of thermal stress.

교량의 신설 또는 보수를 위한 작업차량의 진출입로나 기존 통행차량의 우회를 목적으로 한시적으로 사용되는 가교량은 일반적으로 상부구조로 H-Beam, 하부구조로 H-Pile을 사용하여, 이들 각 부재를 고장력볼트로 연결한 강구조 형식을 채택하고 있다. 그러나 이러한 교량은 상부구조에 신축이음부를 두지 않고 있어 일일기온차에 의해 발생하는 온도응력이 전체 구조거동에 미치는 영향이 클 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 상부구조인 H-Beam에 온도와 변형률의 상시계측을 위한 모니터링 시스템을 도입하여 측정된 온도 및 변형률 데이터로부터 발생온도와 온도응력의 관계를 조사하였으며, 구조해석을 통한 이론치와의 비교를 실시하여 각 부재에서 발생하는 온도응력이 전체 구조거동에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과, 본 구조물에서 발생하는 응력의 변화는 부재의 온도변화에 의한 온도응력이 주원인인 것으로 나타났으며, 하부구조인 H-Pile의 충분한 교축방향 변위로 인하여 상부구조인 H-Beam의 온도변형 구속은 이루어지지 않는 것으로 나타났다. 한편, 상부구조인 H-Beam간의 연결 강성이 충분하지 않아 전체 구조계보다는 부분 구조계에 대한 해석으로부터 얻어진 변형량이 측정 온도 및 응력으로부터 계산된 변형량과 잘 일치하는 것으로 나타났다.

Keywords

References

  1. 橋梁と基礎 鋼製橋脚における構造物溫度の實測と溫度荷重の檢討 北尺正彦;久保雅邦;川北司郞;石田良三;中島裕之
  2. Journal of the Structural Division, Proceedings of the ASCE v.100 no.ST1 Thermal stresses and movement in bridges Reynolds, Joseph C.;Emanuel, Jack H.
  3. 도로교 표준시방서 - 설계/시공 및 유지관리편- 건설교통부