본 연구에서는 강도로교의 피로파손의 위험을 예측할 수 있는 실용적 모형을 개발하였다. 제안된 피로해석 모형은 피로신뢰성 이론과 교량의 피로수명에 영향을 미치는 여러가지 요인들을 고려하여 유도되었다. 피로신뢰성 함수는 Weibull분포로 가정하였고, Weibull의 수치계산형태는 강재의 피로수명과 변진폭재하로 인한 응력범위 등의 통계적 불확실량을 모두 포함하는 Ang-Munse의 식을 사용하였다. 피로해석모형에는 교량이용 기간중에 발생할 수 있는 일평균교통량(ADTT)의 변화, 재하이력의 변화, 진추조사의 효과 등을 고려하였다. 응력범위 주상도는 개설 교량에 대한 현장실측결과로부터 구한 랜던 응력파로부터 작도하고, 그 결과 구해지는 응력범위분포는 Beta분포로 모형화 하였다. 본 연구에서 제안한 피로해석 방법을 실제 개설 교량에 대해 적용한 결과, 제안된 피로해석모형과 수치계산을 위하여 개발된 전산프로그램은 기설 노후 강교의 피로 내하력 판정이나 잔존수명의 예측 등을 위한 실용적인 방법으로 사용될 수 있다고 생각된다.

A practical model for predicting the risk of fatigue failure of steel highway bridges is developed in this study. The proposed model is derived from fatigue reliability methods by incorporating various factors which may affect the fatigue life of bridges. The fatigue reliability function is assumed to follow the Weibull distribution. The computational form of the Weibull is adopted from Ang-Munse's approach that includes all the statistical uncertainties of the fatigue life of steel members and the stress ranges under variable amplitude loadings. The model accounts for the variation in ADTT, the change in stress history and the effects of inspections, which may occur during the serivce life of bridges. Stress range histograms are collected from the random stress spectra based on the field measurements of an existing bridge, and, thus, the resulting stress range frequency distribution is modelled with a beta distribution. The results of applications of the proposed fatigue analysis methods to an existing bridge show that the proposed models with the computer program developed for numerical computations can be used as a practical tool for the fatigue rating or for the predictions of the remaining fatigue life of deteriorated existing steel bridges.

• 신재철(충남대학교 토목공학과)
• 장동일(한양대학교 토목공학과)
• 이성재(한양대학교 토목공학과)
• 조효남(한양대학교 토목공학과)