Abstract
This paper evaluated the structural safety of an aging PSC I-girder bridge with rebar corrosion in the deck. The geometry and rebar of the bridge were designed based on an actual PSC I-girder bridge, and the numerical analysis was performed considering the crack of concrete and yielding of steel rebar. According to the evaluation criteria of Korea Infrastructure Safety and Technology Corporation, this study defined two criteria of rebar exposure and corrosion rates to construct a total of 32 corrosion scenarios. Rebar exposure was defined as the exposure of tensile rebars in the bridge deck due to the removal of cover concrete. The results of the analysis showed that the safety and rating factors of the bridge decreased with increasing rebar exposure and corrosion rates. For the rebar corrosion rate more than 50%, the safety grade of the bridge should be carefully evaluated for all the rebar exposure rate. When the rebar corrosion rate exceeds 57%, the bridge was evaluated as E grade regardless of rebar exposure rate. A correlation analysis for a 2% of rebar exposure rate found that the bridge was evaluated as A grade up to 55.8% corrosion rate, C grade up to 56.9%, D grade up to 58.5%, and E grade for corrosion rate greater than 58.5%. This study indicates the necessity of a quantitative evaluation of rebar corrosion for evaluating the structural safety of aging bridges.
본 논문에서는 노후화된 PSC I형 교량을 대상으로 철근부식에 대한 구조적 안전성을 평가하였다. 대상 PSC I형 교량은 실제 구조물을 참고하여 철근을 배근하고 해석 시 콘크리트의 파괴와 철근의 항복을 고려하였다. 한국시설안전공단 정밀안전진단의 교량 평가 기준을 참고하여 철근노출면적률과 철근부식률로 구분하여 총 32가지의 철근부식 시나리오를 구성하였다. 철근노출은 교량의 바닥판 하부 인장철근이 콘크리트 피복 탈락에 의해 노출된 것으로 가정하였다. 각 시나리오별 해석 결과, PSC I형 교량의 안전율과 내하율은 철근노출면적률과 철근부식률이 증가함에 따라 감소하였다. 철근부식률이 50% 이상일 경우는 모든 철근노출면적률에 대해서 안전성등급을 세밀하게 분석할 필요가 있었으며, 철근부식률 57%이상인 경우는 철근노출면적률에 관계없이 모두 E등급으로 산정되었다. 철근노출면적률 2%에 대해서 상관도 분석을 실시한 결과,철근부식률이 약 55.8% 까지는 A등급, 56.9% 까지는 C등급, 58.5% 까지는 D등급, 58.5% 이상인 경우 E등급으로 평가되었다. 본 연구를 통해 노후화된 교량에 대한 철근부식의 정량적인 구조적 안전성 평가가 필요할 것으로 판단된다.
