장기 계측자료에 의한 광안대교 신축이음장치 적정성에 관한 연구

Abstract

장기 계측자료에 의한 광안대교 신축이음장치 적정성에 관한 연구

박 지 현

부경대학교대학원 건설관리공학협동과정

국문요약

본 연구에서는 2003년 준공된 광안대교(현수교)의 대용량 신축이음장치가 유지관리기간 동안 적정하게 효율적으로 활용되고 있는가에 대하여 연구하였다. 국내 설계기준, 건설문헌을 통해 이론적 자료를 수집하고, 유지관리기간 동안 수집된 장기 계측자료를 분석하여 직선 회귀식을 도출하였고, 온도변화와 신축이음장치의 온도상관성에 대하여 이론적 고찰을 통해 신뢰성을 검증하였다. 광안대교의 신축이음장치는 온도변화에 따라 규칙적인 시계열 그래프를 보이고, 회귀분석에서 기울기가 강재의 선팽창계수에 따른 신장량과 매우 유사한 값을 나타내었다. 결정계수 R2=0.979로 매우 높은 상관성이 확인되어 온도변화에 따른 현수교의 구조적 거동은 이론과 실제로 잘 일치하였다. 광안대교 신축이음장치에 작용하는 각종 외부하중에 의한 실제 활용율은 8.5% 수준이며, 내진해석을 통한 신축이음장치의 최대 변위량과 여유량 등을 고려하면 21.6% 수준으로 규격을 개선할 수 있으며, 개선된 신축이음장치는 원설계와 비교하여 비용의 78.4%를 절감할 수 있는 경제적 가치가 있는 것으로 나타났다. 이론 신축량과 실제 구조물의 거동을 비교분석하여 광안대교 신축이음장치의 적정한 규격을 산정함으로써 새롭게 계획 건설중인 유사케이블 교량의 설계와 유지관리 자료로 활용할 수 있을 것으로 나타났다.

핵심용어 : 케이블 교량, 신축이음장치, 장기계측, 시계열, 선팽창계수, 직선회귀분석

The Optimum Design of Expansion Joints by Long-term Monitoring Data for the Diamond Bridge

Park Ji Hyun

Interdisciplinary Program of Construction Engineering and Management The Graduate School Pukyong National University

Abstract

This study focused on whether the large-scale expansion joints of the Diamond Bridge, a suspension bridge, is being appropriately and efficiently utilized during maintenance period. In this study, a linear regression model was developed by analyzing long-term monitoring data from the bridge, considering the bridge design standards in Korea and building-related literatures. Then, the reliability of the model was verified through a theoretical review on the relationship between temperature change and expansion joint displacement. The expansion joint displacements of the bridge showed a regular time series graph with temperature change. A linear regression analysis indicated that the slope of the graph was very similar to the displacement of steel due to linear expansion coefficient, with a high determination coefficient (R2 = 0.979), meaning that the actual behavior of the bridge conforms to the theory. Considering the expansion joint specification of the bridge and existing external loads, actual expansion joint displacement was only 8.5 percent of its specification, so the specification can be adjusted in order that actual expansion joint displacement can be up to 21.6 percent of its specification. In this case, expansion joint cost can be reduced as much as 78.4 percent of its original cost. Finally, this study suggested a more reasonable expansion joint specification for the Diamond Bridge by comparing theoretical expansion joint displacement to actual one. This study is expected to utilized when designing or maintaining a similar cable bridge in the future.

Key words : cable bridge, expansion joint, long-term monitoring, time series, linear expansion coefficient, linear regression analysis