Beam bracing is applied to prevent the relative displacement of the top and bottom flanges or to effectively control the twisting of the section, and the lateral stability of the beams are provided by lateral bracing, torsional bracing or a combination of both. Modular steel I-girders are laterally interconnected by torsional bracings that are installed to increase the resistance to lateral torsional buckling. In this paper, numerical parametric study was carried out by varying the crossbeam web height to examine the effects of the web torsional stiffness. Three-dimensional finite-element analysis using the commercial finite element software ABAQUS was obtained for the parametric numerical analyses of a series of feasible two-girder models, and the failure mode, lateral-torsional buckling strength and the moment-displacement behavior of the main girders was determined.

In curved I-girder systems, stability is mainly provided by interconnecting cross-frames or diaphragms. These members act as primary load carrying component thus proper design and analysis must be made. This study proposes improvement on the existing cross-frame spacing limit for horizontally curved girder systems utilizing buckling capacities. Eigenvalue analysis was conducted using the finite element program, ABAQUS. Maximum cross-frames spacing (Smax) was computed with varying degree of curvature, flange width-to-depth ratio ( ) and span length-to-depth ratio (L/d). Models were then generated and their buckling modes and critical buckling capacity ratios were obtained. Lastly, a suggestion was developed based on the results of the finite element analysis to provide a better guide on the design of cross-frame spacing limit. The suggested limit was then compared to the existing cross-frame limit to verify the improvement on the cross-frame spacing.

본 논문에서는 현행 표준적인 P.S.C거더 교량의 적정 가로보 수를 위한 매개변수 연구를 수행하였다. 교량의 길이는 P.S.C거더교로서 국내에서 가장 흔히 사용되는 30m의 단순교를 채택하였다. 교량의 해석방법으로는 상부의 슬래브와 거더를 효율적으로 모델링하기 위하여 정밀해석법인 유한요소법을 사용하였다. 본 연구에서 사용된 매개변수로는 크게 두 가지로 분류되는데, 하나는 사용된 가로보의 개수이고 다른 하나는 교량의 사각(Skew)이다. 상부 슬래브는 쉘 요소와 빔 요소를 연결하는데 효율적인 회전자유도를 가지는 쉘 요소로 모델링 하였다. 슬래브와 거더의 중심축이 이격되어 있는 문제를 정확히 고려하기 위하여 편심보 요소를 사용하였다. 해석 모델은 가로보가 각각 7,5,3개 있는 경우를 선정하였다. 이러한 조건하에서 정적 해석을 수행하여 최대 휨모멘트, 전단력, 비틀림 모멘트값을 구하여 현행 시방서에서 규정된 극한치를 만족하는지 검토하였다. 검토결과 현재 사용되고 있는 P.S.C거더 교량에서의 가로보 개수는 과다한 것으로 판단되며 경제적인 설계를 위하여 가로보의 개수를 줄일 수 있을 것으로 제안하였다.

강아치교는 경간거리가 비교적 길고 거더 높이에 제약이 있는 가설조건에 자주 적용되는 교량형식이지만, 강아치교에서 강재 바닥틀(가로보, 세로보)이 차지하는 강중은 50% 이상으로 초기건설비용 증가의 원인으로 작용한다. 강아치교의 정체성은 살리면서 경제성 제고를 위해 강재 바닥틀을 콘크리트 부재로 대체시 획기적인 경제성 개선이 가능하다. 본 연구는 PSC 가로보의 아치교 적용을 위하여 PSC 가로보 시험체를 대상으로 정적시험 및 피로시험을 실시하고, 정적 구조 성능 및 피로성능을 분석함으로써 PSC 가로보의 구조안전성 및 사용성을 평가하였다. 그 결과 콘크리트 구조체, PS강선, 주철근, 브래킷, 연결부 모두 안정적인 구조거동을 보이고 있으며, 충분한 피로수명을 확보하고 있는 것을 확인하였다.

최근 공용중인 철도 운행에 지장이 없도록 지하차도 등을 위한 공사의 임시 가설구조물 공법으로 하로판형교를 적용하고 있다. 이 러한 하로판형교 형태중 주형과 가로보를 일체화시켜 공사비 절감 및 공기의 단축을 통한 시공성을 향상 시킨 하로판형교를 지점부 일체형으로 개선하였다. 지점부 일체형 하로판형교에 적용하는 가로보는 통상 박스형상을 가지며 주거더에 작용하는 하중을 측면으로 전달시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 박스가로보의 복부판 중앙부 간격에 따른 변화에 대하여 플랜지 및 복부판에 작용하는 응력 및 변위에 관련한 형상을 파악하여 이를 개선하여 향후 지점부 일체형 가로보 하로판형교의 가로보 안전성 향상에 기여하고자 한다.

During modular bridge construction, the construction delay and the problems of workability due to the high-altitude operations are occurred by using in-site concrete diaphragm. To solve these problems, selected alternative suitable for modular bridge diaphragm is needed. Therefore, in this study, to select the suitable diaphragm for modular PSC T-Girder bridge, seven diaphragm specimens were fabricated and static loading tests were carried out. Through the static load tests, the behavior of diaphragm in terms of joints and load distribution was observed and experimental results were analyzed and compared with each data. Finally, the alternative of suitable diaphragm for modular PSC T-Girder bridge was proposed considering the structural performance and workability.

Although PSC girder bridges are widely applied to highway bridge, cross beams are considered as secondary member, not primary. Using simplified and/or experimental formula, five equi-spaced cross beams are conventionally designed in the field depending on standard drawings. Since structural damages are found frequently in the connection between girder and cross beam under traffic loads, the number of cross beams are reported to decrease in design of railway bridge like highway bridge. This study presents the possibility or applicability to decrease the number of cross beams of PSC girder railway bridge.

최근 교량의 신설 및 교체 공사 중 요구되고 있는 교통 혼잡의 최소화, 환경 영향의 최소화, 공사기간의 단축, 품질과 시공성 향상 등을 위해 조립식 교량 시스템의 적용이 시대적 요구로 대두되고 있다. 조립식 교량 시공 중 거더 간의 연결 시 발생할 수 있는 전도 및 추락 사고는 교량 시스템에 적합한 가로보의 사용으로 해결이 가능할 것으로 보여 진다. 본 연구에서는 가로보의 구조적 특성을 조사하고 국내 외 적용현황을 분석하여 조립식 PSC T형 거더 교량에 접합한 가로보 대안을 설정하여 가로보 연결부의 특성을 규명하고자 실험체를 제작하여 정적 하중 재하실험을 실시하였다. 정적 하중 실험을 통하여 실험체의 접합부의 거동과 하중분배에 대해 살피고 실험결과를 비교, 분석하였고 실험을 통한 구조 성능의 결과 치, 시공성을 고려하여 조립식 PSC T형 거더 교량에 접합한 가로보 대안을 제안 하였다.