제 2 진도대교

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(b) 제 2 진도대교의 타이다운케이블 배치 그림 4. 제 2 진도대교 및 타이다운케이블 배치도

교량의 단면도는 다음 그림 4(a)과 같으며, 사장교 총 길이는

491.58m 이며 폭은 12.6m 로 2 차로이다. 케이블은 각 주탑에 30 개가

설치되어있으며, 대칭이다. 타이다운케이블은 양 쪽 끝에서 3.79m 떨어진 지점에 위치해 있다. 구조물의 물성치는 부록 B.1 이 수록되어있다. 측경간에 설치되어있는 카운터웨이트는 양 쪽 거더 끝으로 부터 60m 정도 채워져있으며 총 크기는 127.19 KN/m 이다. 그림

4(b)에서 보는 것과 같이 타이다운케이블이 설치되어있는 근처에는

케이블이 많이 설치 되어있는 것을 확인 할 수 있다. 타이다운케이블은 4개가 설치 되어있으며, 물성치는 표 4과 같다.

Unit: m 6.25

3.79 6.60

tie-down cable 0.68

1.61 1.31

girder

counterweight

60

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표4. 제 2 진도대교 타이다운케이블의 물성치

Tie-down cables

Ultimate stress 1800 MPa

Pretension 43.25 MN

Elastic modulus 200 GPa

Effective area 0.034328 m²

Length 6.6 m

활하중은 영향선 재하를 하며 진도대교의 왼쪽 지점에 대한 영향선은 다음과 같다. 중앙경간에 활하중을 재하 할 때 왼쪽 지점에서 부반력이 가장 크게 발생하는 것을 알 수 있다. 트럭하중의 위치는 AASHTO LRFD 의 경우에는 트럭중앙하중이 영향선 최대점에 위치한 것이 부반력을 가장 크게 일으키며, 케이블교량설계지침의 활하중은 영향선 최대점이 두 바퀴 135KN 의 정 가운데에 놓일 때 부반력이 가장 크게 발생하게 된다.

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-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5

0 100 200 300 400 500

Displacement ratio (Node/Support) Maximum point

Girder (m) 344 m

그림 5. 제2진도대교 영향선

제 2 진도대교의 반력에 대해 DC,DW,LI 에 대한 반력을 각각 표시해보면 다음과 같다.

표 5. 제 2진도대교 반력

Reaction (MN) AASHTO LRFD 케이블교량설계지침

DC

DP 9.15 9.15

CW -3.62 -3.62

DW 5.69 5.69

LI 5.61 5.05

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제 2 진도대교는 카운터웨이트를 제외한 DP 와 DW, LI 모두 부반력을 유발하기 때문에 최대하중계수를 고려하며, 정반력을 유발하는 CW 는 최소하중계수를 고려하여 요구저항강도를 구한다.

신뢰도를 평가한 결과표는 다음 표 6 와 같다. 설계기준 AASHTO 와 케이블교량지침의 요구저항강도가 Pretension 보다 크지 않기 때문에 스프링으로 치환하지 않고 지점으로 두고 평가를 했다.

표6. 제 2진도대교 신뢰도해석결과 Support

Condition Capacity (MN) Reliability index

Pretension Support 43.25 10.39

설계 기준

AASSHTO Spring 42.26 10.13

설계지침 Spring 37.81 8.93

Design Strength Spring 61.79 13.81

신뢰도지수는 AASHTO 10.13, 케이블교량지침은 8.93 으로 AASHTO 의 결과가 케이블교량지침의 결과 보다 크게 나온 것을 알 수 있다.

Pretension 은 신뢰도 수준 10이며, 실제 설치된 타이다운케이블의 Design

strengh 에 대해 13 울 확보한다. 이는 제 2 진도대교의 타이다운케이블이

매우 보수적으로 설계됐음을 알 수 있다.

타이다운케이블의 MPFP 는 표 7 와 같다. MPFP 는 각 확률변수의 공칭값으로 정규화한 값이다. 케이블의 MPFP 는 거의 동일하기 때문에 하나로 묶어서 표시하였다.

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Pretension

Required Strength

Design Strength

AASHTO 설계지침

Resistance f_u 0.80 0.80 0.86 0.80

Load DC

Girder 1.32 1.32 1.18 1.23

Pylon 1.03 1.03 1.03 1.03

Stay cables 1.03 1.03 1.03 1.03

CW, left 0.91 0.91 0.97 0.95

CW, right 1.02 1.02 1.03 1.03

DW Girder 2.19 2.20 1.96 1.83

LI Truck 1.25 1.25 1.24 1.19

Land Load 3.47 3.23 3.85 9.12

거더의 자중과 포장하중과 지점에서 가까운 카운터웨이트와 활하중이 공칭값에서 많이 변화했으며, 이것이 신뢰도 지수에 영향을 미치게 된다.

이 4 가지의 확률변수를 제외한 나머지 변수들의 MPFP 는 편심계수 근처에서 많이 변하지 않는다. 신뢰도해석은 강도는 줄어들며 하중은 증가하는 경향을 갖고 수렴하므로 MPFP 에 도달하게 되면 저항은 공칭값보다 작아지게 된다. 그 외에 왼쪽 카운터웨이트의 경우 지점에서의 부반력을 저감시키는 역할을 하기 때문에 MPFP 에 도달 시 왼쪽 카운터웨이트는 공칭값보다 작게 된다. 포장하중과 차로하중의

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MPFP 가 거더의 MPFP 보다 큰 것을 알 수 있는데 이는 차로하중과 활하중의 변동성이 크기 때문에 MPFP 에 도달할 때 다른 하중계수보다 많이 변화하는 것을 알 수 있다. MPFP 에 도달하는 과정은 최적화 과정이기 때문에 요구저항강도가 커질수록 빠르게 수렴하는 방향으로 변수들이 변화하게 된다. 케이블교량설계지침이 그 외의 신뢰도해석 MPFP 와 다른 이유는 설계지침의 경우 DC 의 변동성이 10%에서

8%으로 줄어들었기 때문이다. 또한, Design Strength 가 요구저항강도일

경우 하중효과를 크게 유발하는 활하중의 MPFP 가 급격하게 증가하는 것은 포장하중이 유발하는 하중효과보다 활하중이 유발하는 하중효과가 훨씬 크기 때문이다.

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