A Study on Fatigue Crack at Coped Stringers of the Plate Girder Subway-Bridge

플레이트거더 지하철교량 세로보의 피로 균열에 관한 연구

  • 조재병 (경기대학교 토목.환경 공학부)
  • Received : 2004.09.15
  • Accepted : 2004.10.05
  • Published : 2004.10.27

Abstract

A fatigue crack found at the coped stringer of the old dismantled Dangsan Subway Bridge was numerically simulated. A model of a single span of the plate girder bridge with its beam elements was created and analyzed in order to obtain the nominal stress history caused by trains. A detailed FEM analysis of the coped stringer was conducted using a shell element model. A fracture mechanical model was used to estimate crack propagation. The stress intensity factors were calculated using the J-Integral method. The simulation with some reasonable assumptions showed that the calculated crack lengths were comparable to those found on the site.

거동이 복잡한 실제 구조물의 사용하중으로 인한 피로 균열 해석 방법을 제시하기 위해 구 당산철교 플레이트교 세로보에 발생한 피로균열을 대상으로 하여 사용 기간에 따른 피로균열의 길이를 계산하였다. 계산의 편리와 컴퓨터의 계산 용량 등을 고려하여 특정 부분만 정밀하게 해석하였고, 구조해석의 오차와 열차의 운행 하중 등을 고려하기 위해 여러 보정계수를 사용하였다. 상부구조 1개 경간을 보요소로 모델링하여 열차 통과로 인한 세로보의 거동 이력을 해석하였으며, 세로보 연결부의 플랜지가 절취된 곳에 집중된 응력을 구하기 위하여 세로보 한 개를 쉘요소로 모델링하여 정밀해석을 수행하였다. 피로균열의 진행은 파괴역학적 모델을 사용하여 계산하였으며, 응력확대계수는 유한요소해석 방법으로 J-Integral를 구하여 환산한 값을 사용하였다. 가정한 초기균열의 크기와 균열 진행속도 계산식에 따라 차이는 있으나 계산된 피로균열의 길이는 현장에서 조사된 피로균열길이에 잘 부합되는 것으로 나타났다.

Keywords

References

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