최근들어 사장교나 현수교와 같은 케이블 형식의 장대교량이 많이 건설되거나 계획중에 있다. 하지만 도로교 설계기준에 제시된 풍하중 산정시 중요한 요인인 기본풍속 산정함에 있어서 1995년까지 측정된 풍속자료를 근거로 한 일반교량에 적합한 풍속을 명시하고 있어 장대교량에 적합한 풍속에 대한 재검토가 필요한 상황이다. 본 연구에서는 태풍의 빈도가 높고 대부분의 장대교량이 건설되고 있는 서남해안지역으로 구체화하였다. 풍하중기준과 같이 극치I형분포(Gumbel분포)에 의해 일반교량에 적용할 100년, 장대교량에 적용할 200년 재현기대풍속을 적률법과 최소자승법의 두 가지 방법으로 추정하고, 극한 상황인 해상에서 불어오는 풍속으로 보정하여 지상풍속보다 약 17%정도 큰 값을 추정하였다. RMS error 방법에 의해 재현기대풍속의 적합성을 평가한 결과 최소자승법이 서남해안지역의 경우 적합성이 우수하였다.

본 연구에서는 일반국도 상의 해상 장대교량에 설치된 계측시스템을 활용하여 주탑 기초와 주탑 상단, 보강거더에 설치된 가속도계의 계측데이터를 통해 교량에 유해한 진동을 유발하는 하중을 예측하고 주요 부재의 손상 여부를 확인하기 위하여 긴급 점검을 수행한 운영사례를 소개하였다. 주탑 기초 또는 교대에 설치되어 있는 가속도 데이터는 지진과 같은 하중의 강도를 계측하기 위한 목적으로 활용되며 ±20gal의 관리기준치를 초과하면 실시간 데이터가 일정 기간 저장된다. 보강거더의 가속도 데이터는 케이블 강교량설계지침(대한토목학회, 2006.10)에서 제시하는 사용성 기준인 50gal을 관리기준치로 적용하여 트리거링을 설정하였다. 관리기준치를 초과하는 응답을 분석하여 주요 부재의 손상 여부를 점검하고 재하시험을 통해 획득한 데이터와 비교하여 진동을 유발하는 하중의 규모를 추정하는데 활용되었다. 돌산대교 교각에 설치된 가속도계의 경우, 관리기준치를 초과하는 진동을 유발하는 활하중은 주로 굴삭기와 같은 중장비이며 이는 트리거링이 걸린 시간대의 교량 모니터링용 CCTV 영상을 통해 확인하였다. 또한 태풍 발생시에는 기상 상태에 영향을 많이 받는 레이져 처짐계와 같은 센서에서는 계측데이터를 획득할 수 없으므로 보강거더에 설치된 가속도계의 계측값을 모니터링함으로써 태풍시 보강거더의 동적특성을 분석하였다. 이와 같이 계측 시스템을 활용한 장대교량의 유지관리는 재난을 미연에 방지할 수 있는 효과적인 유지관리방안이 될 수 있을 것으로 기대된다.

연육·연도교로 주로 건설되는 초장대교량은 시설물 특성상 이용객들의 대피공간이 제약되고 태풍, 해일 등 자연재해에 노출이 빈번해 다른 공공시설물보다 재난에 취약한 구조물이다. 더욱이 구조물이 장대화되는 최근의 공공시설물 건설동향으로 인해 재난 발생시 예상 위험은 더욱 커지고 있다. 본 연구에서는, 이전 연구를 통해 구축된 재난관리 시나리오를 토대로 재난관리 알고리즘과 전산모델을 개발하였다. 초장대교량의 재난은 자연재해와 인적재해로 구분할 수 있으며, 본 연구는 안개, 강설, 결빙, 강풍, 지진, 해일 및 풍수해의 자연재해와, 화재, 교통사고, 구조물파괴 및 테러의 인적재해를 대상으로 하였다. 이들 재난에 대해 재난관리 알고리즘을 구성하고, 초장대교량의 재난관리 전산모델을 제시함으로써 재난 발생시의 효율적 대응을 도모하고자 한다.

장대 아치교 설계 시 시공단계와 완성단계에서 발생할 수 있는 문제에 대하여 검토하고 있으나 케이블 손상에 대한 구조안전성 평가는 매우 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 공용 중 충돌사고로 인한 행어 파단 시 교량의 구조안전성을 분석하는 것을 연구 목적으로 한다. 이를 위하여 행어 파단에 따른 하중을 충격함수로 이상화하여 동적 해석을 수행하였다. 행어가 파단 되었을 경우 각 행어의 최대 장력은 파단 된 행어와 인접한 행어에서 발생한 것으로 나타났으며 정적 하중보다 동적 하중에서 크게 나타났다. 그러므로 장대 아치교의 구조안전성을 확보하기 위해 행어 파단에 따른 충격하중을 동적 하중으로 고려한 해석이 필요하다. 또한 본 연구의 해석 방법 및 결과는 이후 아치교 설계 시 참고자료로 활용될 수 있다.

최근 국내에서 장대교량의 건설이 증가함에 따라 그에 대한 내진설계의 중요성도 증대되고 있다. 이와같은 여건을 반영하여 새로 개정된 케이블 강교량 설계지침(안)의 내진설계편에서 지진파의 파동전달효과와 지반특성효과를 일부 반영하였다. 본 연구에서는 국내 설계규정에 따라 사장교(주경간500m)의 다양한(균등입력, 파동전달효과, 파동전달효과+지반특성효과) 지진응답해석을 수행하여 설계적용시 문제점에 대하여 검토해 본 결과 장대교의 파동전달효과는 지지점간 거리가 짧은 경우에도 지반이 연약한 경우 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 한편 지반의 종류에 상관없이 파동전달효과와 함께 지점별로 지반특성을 고려한 해석이 그렇지 않은 해석결과보다 큰 값이 산출되었다. 따라서 장대교의 지진응답해석시 파동전달효과 및 지반특성효과의 적용에 대한 세심한 고려가 필요한 것으로 판단된다.

대부분의 대공간 구조물은 도시의 상징물인 동시에 구조물의 용도를 만족하여야 하므로 기초가 구조물의 지지, 형태유지 또는 전도방지, 부력저항 등의 다양한 역할을 갖도록 설계되었다. 이에 따라 여러 형태의 기초가 도입되었는데 본 연구에서는 이중 구조물 형태유지 및 전도방지를 위해 앵커력을 도입한 두가지 월드컵 운동장의 경우를 비교 검토하여 건설공정에서 점검된 앵커력의 변화를 검토하였다. 본 연구에서는 반구형지붕의 바깥방향으로 작용되는 수평력 제어를 위해 시공된 앵커(Case1)와 캔틸레버 지붕의 전도방지를 위한 앵커(Case2) 2가지 사례에 대한 앵커력의 도입과정과 최초 앵커력 도입에 따른 대공간 구조물의 장기거동에 대하여 알아보았다.