강바닥판 종리브와 횡리브 교차부의 피로거동에 대한 종리브내 다이아프램의 영향

The Effect of Diaphragm inside Trough Rib on Fatigue Behavior of Trough Rib and Cross Beam Connections in Orthotropic Steel Decks

본 연구에서는 강바닥판의 실물 대형시험체를 제작하여 정적시험 및 피로시험을 실시하였다. 정적 및 영향면 재하시험 결과를 통하여 다이아프램의 유무에 따른 강바닥판 슬릿부의 면내와 면외응력을 검토하였으며, 피로시험결과로부터는 강바닥판의 피로거동, 피로균열의 발생과 진전에 대한 연구를 수행하였다. 다이아프램이 설치된 상세는 설치되지 않은 상세에 비하여 지점조건에 상관없이, 종리브 횡리브 교착부의 종리브측으로는 약 50%의 응력경감효과가 있으나, 횡리브측 하단부에는 오히려 상당히 큰 응력을 야기함을 알 수 있었으며, 피로균열 진전해석결과로부터는 슬릿부의 노치에 의한 초기균열길이가 피로균열성장에 상당한 영향을 끼치고 있음을 알 수 있었다. 측정자료와 FEM 해석을 통하여 공칭응력과 핫스폿응력에 의한 피로강도를 추정한 결과, 다이아프램이 설치되지 않은 상세는 규정된 피로등급에서 안전한 것으로 판단되나 다이아프램이 설치된 상세는 피로등급이하의 거동을 보였다.

This study investigates the mechanical behavior on trough rib to crossbeam joint in orthotropic steel plate decks, specially emphasizing on the effect of diaphragm inside trough rib on the fatigue behavior of slit by static and fatigue tests. In particular, the effects of diaphragm on in-plane stress and out-of-plane stress, stress concentration, propagation of fatigue cracks at the silt are studied. With the result of experiment and numerical analysis, we have estimated the fatigue strength using the nominal stress and hot-sport stress. The details with diaphragm have occurred about 50% stress reduction at trough rib part of trough rib to crossbeam joint than the detail without diaphragm, however, the lower parts of crossbeam have occurred much more stress. Initial crack size or slit have an considerable influence on the propagation of fatigue cracks due to V-notch. The fatigue strength category of the details without diaphragm has higher value than fatigue limit, whereas that of the details with diaphragm is estimated lower than fatigue limit.