The Influence of Spandrel Wall and Fill on the Dynamic Characteristics of Historic Stone Masonry Arch Bridges

무사석과 적심석이 홍예교량의 동적특성에 미치는 영향

The influence of spandrel wall and fill above the extrados on the structural behavior and load capacity of stone masonry arch bridges has not been thoroughly studied yet. One can estimate the structural characteristics and behavior of stone masonry structures by measuring the dynamic characteristics. To investigate the influence of spandrel wall and fill on the dynamic characteristics of historic stone masonry arch bridges, on-site free vibration tests were performed for 5 stone bare arches with no spandrel wall and backfill. And the natural frequencies of those arches were compared with the natural frequencies of 18 stone arch bridges with spandrel walls. Experimental results show from the experiments show that the presence of spandrel wall and fill may increase the natural frequency of arch bridge because the stiffness increase exceeds the mass increase due to spandrel wall.

홍예교랑에서 무사석 및 적심석이 구조적특성이나 내하력에 미치는 영향에 대해서는 아직도 제대로 연구된 바가 없다. 특히 대부분의 홍예형 구조들이 문화재로 지정되어 있어 실물테스트를 하는 것은 매우 곤란하다. 석조구조물의 동적특성을 파악하면 접촉면의 강성을 파악할 수 있으므로 구조해석시 유용한 정보를 구할 수 있다. 본 연구는 무사석 및 적심석이 없는 5개의 홍예구조물과 우리나라 18개 홍예교량의 동적특성을 비교 분석함으로써 무사석 및 적심석 유무에 따른 고유진동수의 차이를 규명하는 방법으로 수행되었다. 연구결과 줄눈에 모르타르를 사용하지 않은 홍예구조의 경간에 따른 고유진동수는 우리나라 홍예교의 고유진동수보다 현저히 낮은 것으로 조사되었으며, 이러한 사실을 통해 볼 때 무사석 및 적심석이 홍예교의 고유진동수를 높이는 역할을 함을 알 수 있다.