KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
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Structural Reliability Evaluation Considering Construction Stage and Epistemic Uncertainty of Suspension Bridges

현수교의 시공절차와 인위적 불확실성을 고려한 구조신뢰성 평가

  • 한성호 (충남대학교 토목공학과) ;
  • 신재철 (충남대학교 토목공학과)
  • Received : 2008.07.30
  • Accepted : 2009.01.09
  • Published : 2009.05.31
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Abstract

This study presented the basic data for determining reasonable construction method and evaluating the structural safety of suspension bridges. The analytical program was developed to conduct initial shape and natural frequency analysis, construction stage analysis and reliability analysis considering construction sequences. This program was based on analysis models of suspension bridges and reliability theories used in the previous study. A construction method was established considering various construction variables such as construction order and construction direction of girder and synchronized construction of main and side span etc. The dynamic construction analysis by a construction scheme was conducted with the developed program. Benefits of the characteristic analysis by the construction scheme was presented estimating structural response of critical members respectively. Structural reliability analysis by construction stage was conducted considering aleatory uncertainties. The safety of suspension bridges by established construction method was quantitatively estimated using reliability index and failure probability. Analytical results were re-estimated considering epistemic uncertainties, and critical percentile distributions of risk at the construction stage were presented using the frequency histogram.

본 연구에서는 현수교의 합리적인 시공방안 결정 및 구조안전성 평가에 대한 기초자료를 제시하였다. 기 연구된 현수교의 해석모델 및 신뢰성이론을 바탕으로 초기형상해석, 자유진동해석, 시공변수를 고려한 시공단계해석 및 신뢰성해석 등을 수행 할 수 있는 수치해석프로그램을 개발하였다. 현수교의 시공방안은 보강형의 시공순서, 시공방향 및 주경간과 측경간의 동시 시공성 등의 다양한 시공변수를 고려하여 설정하였다. 시공방안에 따른 동적시공단계해석은 작성된 해석프로그램에 의해 수행하였으며 주요부재의 응답특성을 검토하여 각각의 시공방안에 대한 장 단점을 제시하였다. 시공단계별 구조신뢰성해석은 자연적 불확실성을 고려하여 신뢰성지수 및 파괴확률을 산정함으로써, 설정된 시공방안에 따른 현수교의 안전성을 정량적으로 평가하였다. 아울러, 인위적 불확실성을 고려하여 산정된 해석결과에 대해 재평가하였으며, 시공단계 위험성의 주요 퍼센트 분포를 빈도수 히스토그램을 이용하여 제시하였다.

Keywords

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