신뢰도평가를 위한 확률변수의 분포특성

타이다운케이블에 대한 신뢰도평가를 수행하기 위해서는 이를 지배하는 하중조합을 알아야 한다. 신뢰도평가를 수행할 설계기준은

AASHTO LRFD 2012 설계기준과 케이블교량 설계지침(안)

(한계상태설계법) 의 두 기준에 대해서 진행한다. 또한 구조물의 부재가

들어올려지는 상태가 한계상태인 Pretension 이 확보하는 신뢰도수준과 실제 타이다운케이블의 극한강도를 요구저항강도로 보고 케이블이 파단되기까지 확보하는 신뢰도수준에 대해 평가한다. 한계상태 하중조합

Strength I 와 극한한계상태 하중조합 I 를 구성하는 하중 중에서 1 차

고정하중 DC 에서 Counterweight 를 따로 분리하여 Counterweight 를 제외한 1 차 고정하중(DP)과, Counterweight (CW)로 확률변수를 각각 정의하며, 2 차 고정하중 DW 와 차량 활하중(LL)을 확률변수로 정의하였다. 타이다운케이블의 초기긴장력 (Pretension) 등 나머지 하중의 값과 타이다운케이블의 유효단면적은 확정값(deterministic value)로 가정하며, 타이다운케이블의 극한응력만을 확률변수로 정의하여 신뢰도평가를 수행한다. 총 4 방법에 대해서 사용되는 확률변수의 분포특성값은 표 2 과 3 과 같다. 표 2 과 3 에서의 각 하중 및 저항의 통계특성은 교량설계핵심기술연구단의 연구결과[5],[6]와 Nowak[7],

Imai[1] 의 기존연구를 활용하였으며 그 값들은 다음 표와 같다.

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설계기준 외에 사용성상태와 극한상태에 대한 신뢰도해석은 표 2 을 따른다.

표 2. AASHTO LRFD 2012에 사용되는 확률변수의 분포특성값

구분 편심계수,l 변동계수,d 분포종류 Counterweigt제외한

1차 고정하중 DC1 1.03 0.05

Normal

Counterweight DC2 1.03 0.05

2차 고정하중 DW 1.00 0.25 활하중 LL 1.10 0.18

Lognormal 타이다운케이블

극한 응력 f_u 1.07 0.05

표 3. 케이블교량설계지침 (안)에 사용되는 확률변수의 분포특성값 구분 편심계수,l ^{변동계수,}d ^분포종류 Counterweigt제외한

1차 고정하중 DC1 1.03 0.08

Normal

Counterweight DC2 1.03 0.08

2차 고정하중 DW 1.00 0.25 활하중 LL 1.10 0.20

Lognormal 타이다운케이블

극한 응력 fu 1.07 0.05

AASHTO LRFD 와 케이블교량지침이 확보하는 신뢰도 수준을

비교하기위해 활하중 편심계수를 1.10 으로 동일하게 하여 신뢰도평가를 한다. AASHTO LRFD 는 활하중 변동성 18%일 때 편심계수를

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1.10~1.20 을 적용해야하며, 케이블교량지침은 활하중의 변동성이 20%일

때 편심계수를 1.00~1.10 을 적용해야 한다. 편심계수가 크게 되면 하중효과가 크게 평가 되기 때문에 신뢰도 지수는 작게 된다. 그렇기 때문에 1.10 의 같은 편심계수일 때, AASHTO LRFD 는 upper bound 가 되고 케이블교량지침은 low bound 가 되어 AASHTO LRFD 의 신뢰도 지수가 케이블교량지침보다 크게 나옴을 알 수 있다.

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