PURPOSES : Steel deck bridges are the preferred structural type for reducing dead load, and the use of thin-layer asphalt concrete with excellent adhesion to the steel deck and excellent deformation followability is increasing for bridge pavements. However, because these materials are constructed at a high temperature of 240 °C or higher to maintain high fluidity during construction, excessive thermal deformation and stress may be temporarily induced in the steel deck. Therefore, the stability of the structure must be assessed by considering the environmental conditions of the site during pavement construction. Herein, a method is presented for estimating the heat source equation, in which conduction and convection effects are removed using temperature measurement data, for modeling U-rib using plate elements. The validity of the study is assessed by deriving the equivalent heat source equation using the temperature data measured from the underside of the steel deck while constructing a 40-mm-thick goose asphalt concrete pavement layer on a 12-mm-thick steel deck. In addition, the practicality is verified by performing heat transfer and thermal stress analyses. METHODS : By comparing the temperature data measured during the construction of high-fluidity asphalt concrete with the results of repeated heat transfer numerical analysis, heat source data without field conduction and convection conditions are obtained. Subsequently, a heat source equation suitable for the heat source data is derived using the least-squares method. RESULTS : The results of the heat transfer analysis using the equivalent heat source equation calculated using the presented method are almost consistent with the measured temperature data. In addition, the behavioral characteristics of the structure that matches the behavior of the actual structure can be derived through thermal stress analysis, which considers heat conduction and convection to adjacent members. CONCLUSIONS : Even when the steel deck and U-rib member are modeled as plate elements, thermal effect analysis can be performed reasonably while considering field conditions.

PURPOSES: The purpose of this study is to evaluate physical properties, durability, fatigue resistance, and long-term performance of poly-urethane concrete (PU) which can be possible application of thin layer on long-span orthotropic steel bridge and to check structural stability of bridge structure. METHODS : Various tests of physical properties, such as flexural strength, tensile strength, bond strength and coefficient of thermal expansion tests were conducted for physical property evaluation using two types of poly urethane concrete which have different curing time. Freezing and thawing test, accelerated weathering test and chloride ion penetration test were performed to evaluate the effect of exposed to marine environment. Beam fatigue test and small scale accelerated pavement test were performed to assess the resistance of PU against fatigue damage and long-term performance. Structural analysis were conducted to figure out structural stability of bridge structure and thin bridge deck pavement system. RESULTS: The property tests results showed that similar results were observed overall however the flexural strength of PUa was higher than those of PUb. It was also found that PU materials showed durability at marine environment. Beam fatigue test results showed that the resistances of the PUa against fatigue damage were two times higher than those of the PUb. It was found form small scale accelerated pavement test to evaluate long-term performance that there is no distress observed after 800,000 load applications. Structural analysis to figure out structural stability of bridge structure and thin bridge deck pavement system indicated that bridge structures were needed to increase thickness of steel deck plate or to improve longitudinal rib shape. CONCLUSIONS: It has been known that the use of PU can be positively considered to thin layer on long-span orthotropic steel bridge in terms of properties considered marine environment, resistance of fatigue damage and long-term performance.

강바닥판 포장에 사용될 수 있는 특수아스팔트 중의 하나인 구스아스팔트는 의 고온 상태에서 시공되기 때문에 강바닥판에 예상하지 못한 열응력 및 열변형을 발생시킬 수 있다. 따라서 구스아스팔트의 타설 중에 강바닥판에 미치는 열영향을 시공조건을 고려하여 사전에 평가하고 그 영향의 최소화를 위해서는 열전달 및 열응력 수치해석을 실시하여야 하지만 구조해석에서 주로 사용되는 평판/보요소의 특성상 3차원 구조해석 모델에서 구현하기가 매우 어렵다. 본 연구에서는 강바닥판 교량의 열영향해석을 위하여 일반적인 구조해석모델에 직접 적용할 수 있는 등가열원(EHS) 산정방법을 제안하였다. 강바닥판 교량의 구스아스팔트에 의한 열영향을 정확히 평가하기 위하여 (1) 기존의 실험결과를 이용하여 열전달해석에 필요한 물리량을 검증하고, (2) 정밀해석을 통해 3차원 교량모델에 적합한 등가열원을 산정하였으며, (3) 이를 해석모델에 적용하여 산정한 등가열원에 의한 수치해석방법의 타당성을 검증하였다. 본 연구에서 제안된 등가열원은 실제 강교량의 3차원 열전달 및 열응력 해석에 즉각 활용될 수 있으며, 등가열원산정기법은 용접잔류응력해석, 교량의 화재 해석 등 열영향을 받는 다른 공학적 해석에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

강바닥판 피로손상을 억제할 수 있는 유효한 방법의 하나로 데크 플레이트의 판 두께를 증가시키거나 세로리브의 보강 등에 의한 강성 증가를 고려할 수 있는데, 이 강성증가는 일반적으로 윤하중에 의한 강바닥판의 국부변형 억제 등에 효과가 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 강바닥판교의 피로균열이 빈번히 발생해 가장 문제가 되는 U-rib와 가로리브 연결 상세부의 발생응력을 최소화할 수 있도록 벌크헤드플레이트나 수직리브와 같은 보강상세의 부착에 따른 변수로 정밀 구조해석을 수행하였다. 그 결과, 벌크헤드플레이트는 전체적으로 연결 상세부의 주응력을 경감시키나, 피로균열이 발생되는 용접 지단부에서는 오히려 응력집중이 커지는 경향을 나타내는 것을 알 수 있었다. 그러나 수직리브는 용접 지단부에서 응력집중을 경감시키는 효과를 나타내어 벌크헤드플레이트의 보강보다는 수직리브의 보강이 더 효율적일 것으로 판단된다.

강바닥판 교량의 교면포장 재료인 구스아스팔트는 약 240 ℃ 이상의 고온에서 포설되기 때문에 강바닥판에서 100 ℃ 이상 의 온도 상승을 유발하게 된다. 강바닥판 교량은 비교적 온도 변화에 민감하기 때문에 구조물의 내구성 및 안정성에 영향을 줄 수 있으므로 수치해석을 통하여 사전에 충분히 검토하여야 한다. 강바닥판 교량의 열영향 해석기법은 단순한 온도하중을 재하하는 방법과 열원을 적용하는 방법으로 대별될 수 있다. 본 연구에서는 다양한 시공환경에 적용 가능한 열원을 산정하여 열영향 해석을 수행하고, 기존 재래식 방법인 온도하중을 부여하는 방법과 상호 비교하여 검토하고자 한다.

강바닥판의 구조상세에 대하여 많은 연구가 이루어지고 있으나, 대부분의 연구가 표준형의 U-rib를 대상으로 실시되었을 뿐, 강바닥판 건설초기의 개단면리브형식에 대한 연구는 미진한 것으로 조사되었다. 본 연구에서는 공용연수 31년된 개단면세로리브형식의 강바닥판 교량의 피로균열 발생 원인을 조사하기 위하여 실교통류하에서의 계측 데이터를 통하여 대상구조상세의 거동 특성을 분석하였다. 또한 상세구조해석을 통하여 대상교량을 통과하는 대표트럭하중을 추정하고, 상세영향면해석을 이용하여 대상구조상세의 응력 및 변형특성을 분석하였다. 이들 분석에 기초하여 피로균열이 발생된 대상구조상세의 보강방안을 제시하고, 이에 대한 타당성을 검증하였다. 연구결과, 개단면리브에서의 피로균열의 발생원인은 개단면부에서의 전단변형에 의한 응력증가 및 차량의 이동에 따른 교번응력의 발생에 기인하는 것으로 조사되었으며, 국부구조상세에 대한 피로설계에서는 구조상세의 거동특성이 충분히 반영된 상세해석에 근거한 설계를 실시하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다.

국내최초로 에폭시 아스팔트 콘크리트가 장경간 강바닥판 교량의 교면포장으로 적용되었다. 본 논문에서는 에폭시 아스팔트 포장의 현장 시공 사례를 바탕으로 에폭시 아스팔트 교면포장의 시공 관리 기술에 관하여 기술하였다. 에폭시 아스팔트는 생산 온도, 운반 시간, 양생 온도 및 시간에 따라 시공성과 강도발현에 차이를 보이는 특성을 갖기 때문에 이에 맞는 현장 관리가 필요하다. 별도의 방수층 없이 50mm 두께로 포장된 에폭시 아스팔트 포장은 25mm 두께로 2차에 걸쳐 시공되었으며, 현장관리에 있어 온도 및 시공시간관리가 매우 중요하기 때문에 이에 따른 다양한 관리 기법을 적용하였다.

강바닥판 박스거더에서 바닥틀은 강바닥판, 종방향 리브 및 횡방향 리브로 구성된다. 본 연구 대상 교량은 약 40년 동안 공용되어온 교량으로 바닥틀을 구성하는 U리브의 연결부에서 피로균열이 발생하여 다이어프램 사이에 U리브를 지지하기 위한 횡방향 리브 플레이트와 종방향 프레임을 설치하여 보강하였으나 추가적인 균열이 발생하였다. 균열이 발생된 U리브에는 볼트 연결 강판접착에 의한 보강이 수행되었으나 일부 보강된 리브에서 균열 및 응력집중이 발생되어 보강방법을 맞대기용접에 의한 보강방법으로 변경하였다. 본 연구에서는 U리브의 응력 변화를 파악하기 위해 프레임 보강 전후 구조해석을 수행하였고, 상시교통하중에 의한 응력변화를 파악하기 위해 변동응력을 측정하여 보강방법에 따른 영향을 분석하였다.