Evaluation of Fatigue Strength in Scallop at Field Bolted Joints of Longitudinal Rib and Deck Plate in Orthotropic Steel Decks

강바닥판 데크플레이트와 종리브 현장연결 스캘럽부의 피로강도 평가

  • Received : 2002.07.12
  • Published : 2002.12.27

Abstract

Static and fatigue tests were performed to evaluate fatigue strength in scallop at field bolted joints of longitudinal rib and deck plate in orthotropic steel decks. Numerical parametric studies using finite elemtn analysis were also conducted to show the influence of parameters such as length and radius of scallop, and thickness of deckplate on the stress concentration at the scallop. In the low stress level, fatigue tests yielded cracks at the scallop while in the high stress level, catastrophic failure of longitudinal rib occurred following the failure of handhole cover plate. Fatigue strength was compared with JSSC specification and the predicted S-N curves using Shigley and Juvinall methods, and a satisfactory result was obtatined.

본 연구에서는 국내에 적용된 강바닥판의 데크플레이트와 종리브 현장 연결 스캘럽부의 구조상세를 검토하고 실험체를 제작하여 정적재하실험 및 피로실험을 실시하였다. 또한 FEM 해석을 통하여 스캘럽 길이, 스캘럽 곡률반경, 데크플레이트 두께 등과 같은 매개변수가 종리브 스캘럽부의 응력에 미치는 영향을 살펴보았으며, 이를 통하여 스캘럽부에 대한 S-N선도를 추정하였다. 피로실험을 수행한 결과, 낮은 응력수준에서는 스캘럽부에서 피로균열이 발생하였고, 높은 응력수준에서는 핸드홀 덮개판의 파괴 후에 종리브의 갑작스런 파괴가 일어났다. 피로실험결과를 JSSC 피로등급과 Shigley와 Juvinall이 제안한 방법에 의한 피로강도와 비교검토한 결과, 데크플레이트와 종리브 현장연결 스캘럽부는 규정된 피로등급를 만족하였다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국과학재단

References

  1. Mechanical Behaior of Materials.(2nd ed.) Dowling, N. E.
  2. ASCE Structures Congress. v.1 Full-scale Fatigue Test of the Williamsburg Bridge Orthotropic Deck Fisher, J. W.
  3. Fatigue of Steel Bridge Decks. Gurney, T.
  4. Fundamentals of Machine Component Design. Juvinall, R. C;Marshek, K. M.(2nd ed.)
  5. Stress Concentration Factors Peterson, R. E.
  6. Mechanical Engineering Design.(5th ed.) Shigley, J. E.;Mischke, C. R.
  7. Orthotropic Bridges- Theory and Design Troitsky, M. S.;James F.(2nd ed.)
  8. 鋼構造物の疲勞設計指針 · 同解設
  9. 橋梁と基礎 鋼床版の疲勞を考?したディテ一ルの?良 大橋?一;藤井??;村瀨佐太美
  10. 日本土木學會論文集 no.556/I-38 鋼床版の現場繼手近傍の局部應力と變形擧動 大橋?一;藤井??;三木千壽;小野秀一;村越潤
  11. 川田技報 v.17 これからの鋼床版 勝? ?;町田文孝
  12. 한국강구조학회 논문집 v.13 no.6 강바닥판 종리브 현장연결부의 실험적 거동 특성. 최동호;최항용