Abstract
In this study, the models and methods for the safety assessment of Steel-Concrete Hybrid Cable-Stayed Bridge, which consists of steel composite girder and concrete girder erected by the FCM(Free Cantilever Method) and FSM(Full Staging Method) are proposed for the assurance of structural safety and the prevention against bridge collapse during construction. By the structural reliability approach that reasonably considers the uncertainties associated with the resistance and the load effect, the resistance and the load distribution characteristics of Steel-Concrete Hybrid Cable-Stayed Bridgeare defined and the strength limit state equations of permanent structures and temporary structures during construction are suggested. An AFOSM algorithm and MCS technique are used for the reliability analysis of cables, pylons, girders, steel-concrete conjunction part and temporary bents. Also, component reliability analyses are performed at the construction stages based on the structural system model. To demonstrate their rationality and practicality, the proposed models and approaches are applied to a real bridge. The sensitivity analyses of main parameters are performed in order to identify the critical factors that control the safety of similar bridges. As a result, it may be stated that the proposed models could be implemented as a rational and practical approach for the safety assessment of Steel-Concrete Hybrid Cable-stayed bridges erected by FCM and FSM during construction.
본 연구에서는 시공간의 구조안전도 확보와 교량붕괴를 방지하기 위해 FCM과 FSM공법으로 가설되는 강-콘크리트 복합사장교의 안전도평가 모형을 제안하였다. 구조물의 저항과 하중효과에 내제된 각종 불확실성을 합리적으로 고려하는 구조신뢰성이론에 의해 강합성거더와 콘크리트거더가 연결된 강-콘크리트 복합사장교의 저항과 하중의 분포특성을 정의하고 가설중 영구구조물과 가설구조물의 강도한계상태방정식을 제안하였다. 케이블, 주탑, 거더, 강-콘크리트 접합부 및 가설벤트의 신뢰성해석을 위해 AFOSM 알고리즘과 MCS 기법을 사용하였다. 또한, 가설단계별 구조시스템에 따라 요소신뢰성해석을 수행하였다. 제안된 평가모형의 타당성과 실용성을 검증하기 위하여 제시된 방법을 실제 교량에 적용하였다. 유사한 교량의 안전도 관리를 위한 중점 항목을 정의하기 위해서 주요 인자에 대한 민감도 분석이 수행되었다. 본 연구를 통해, 제안된 모형은 FCM과 FSM으로 가설되는 강-콘크리트 복합사장교의 시공간 안전도 평가를 위한 합리적이고 실용적인 방법으로 적용될 수 있을 것으로 판단되었다.