시간의존적 거동을 고려한 PSC 철도교량 장기거동 예측에 관한 연구

Study on Prediction of Long-term Behavior of PSC Railway Bridge Considering Time-Dependent Behavior

최근 고강도 콘크리트의 개발, PS강재의 강도증가와 질적향상, 그리고 프로그램을 이용한 구조해석기술의 발전으로 인하여 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 구조물의 적용이 날로 증가하고 있다. 국내 철도교량에서도 역시 PSC 상부거더를 이용한 철도교량이 시공되어지고 있다. 이러한 PSC 철도교량의 장기적인 변형은 주행성과 사용성에 문제를 야기시킬 수 있다. 또한 시공성과 경제성을 고려한 최적설계를 유도하기 위해 철도교량의 장기거동 예측은 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 시간의존적 거동 특성을 고려해주기 위하여 PCI 장기처짐계수를 활용하여 PSC 철도교량의 정기거동을 예측하였다. 기간별 장기거동 요인인 크리프와 건조수축의 발현율과 프리스트레스 손실율, 교량의 단면형상을 고려하여 장기처짐계수의 정확도를 향상시키고자 하였다. 1 ~ 1,825일 기간 동안의 크리프 및 건조수축 발현율과 프리스트레스 손실율을 계산하여 가설시기별로 PCI 장기처짐계수 적용을 가능하게 하였고, 실제 실무에서 시공되어지고 있는 PSC 철도교량의 형식 중 I형, Box형, WPC를 대표 단면으로 선정하고 280 mm 슬래브 타설을 가정하여 합성전ㆍ후의 단면2차모멘트비 Io/Ic를 도출하여 현 철도교량 실정에 맞게 경간별 대표 단면에 대한 PCI 장기처짐계수를 제시하였다. 캠버 현장조사 자료와의 비교를 통해 MIDAS Civil 프로그램에 대한 신뢰성을 확보하였고 시공단계해석을 통한 처짐값을 바탕으로 향상된 장기처짐계수에 대한 검증을 수행하였다. 원주-강릉선에 실제 시공된 철도교량 A, B를 대상으로 MIDAS Civil 시공단계해석 결과값과 향상된 PCI 장기처짐계수를 활용한 장기거동 예측값을 비교한 결과 A철도교의 경우 92.87 %의 정확도를 나타냈으며 B철도교의 경우에는 91.11 %의 높은 정확도를 나타냈다.