Analytical Study on the Development of High-Performance Orthotropic Steel Deck considered the Fatigue Behaviors of Structural Details

구조 상세부의 피로거동을 고려한 고성능 강바닥판 개발에 관한 해석적 연구

  • Received : 2006.03.14
  • Accepted : 2006.07.19
  • Published : 2006.08.27

Abstract

Various fatigue damages have been reported in orthotropic steel deck structures put upon girders. These damages are caused by complex behaviors of the deck, which is directly subjected to vehicle loads. To estimate the causes of fatigue cracks at the welded connected parts of the trough rib and the flor beam, and the trough rib and the deck plate, in orthotropic steel deck structures, FE analyses were first, performed in this study. Parameter studies were carried out to suggest effective structural details that consider fatigue, in which the main parameters are the thickness of the deck plate, the shape of the connection of the trough rib and the flor beam such as the slit form, and the welding length. This study suggests that the effective structural details improved the fatigue strength and discusses.

최근에 강바닥판 교량에서 여러 가지 피로손상이 보고되고 있는데, 이들 대부분의 피로 손상은 윤하중의 직접 재하에 의한 강바닥판의 복잡한 구조거동에 기인한다. 따라서 본 연구에서는 강바닥판교의 세로 리브와 가로리브 용접이음부와 데크 플레이트와 세로리브 용접이음부의 피로손상원인을 구조해석에 의해 분석한 후, 피로를 고려한 구조상세를 제안하기 위해 데크 플레이트 두께, 가로리브 스켈럽 상세, 가로리브 이음길이를 변수로 하는 구조해석을 수행하였다. 이들 연구결과로부터 이들 구조상세에 대한 피로거동특성을 파악하고, 피로강도가 향상된 구조상세를 제안하였다.

Keywords

References

  1. 건설교통부(2005), 도로교 설계기준
  2. 건설교통부(1997), 강도로교 상세부 설계지침
  3. 건설교통부(2001), N대교 정밀안전진단보고서
  4. 남광헌 역(2001), '강상판의 피로설계', 과학기술
  5. 이종관, 이춘학, 윤태양, 장승필(2001), '강바닥판의 데크 플레 이트와 세로리브, 가로리브 용접부의 피로강도에 대한 실 험', 대한토목학회 2001 학술발표회 논문집
  6. 조재병(1995), '계산에 의한 강구조의 단계별 피로수명 추정법', 한국강구조학회논문집, 제7권, pp. 234-235
  7. 한국도로공사(2000), S강교 정밀안전진단보고서
  8. Hibbitt, Karlsson & Sorensen Inc. (2004). ABAQUS/ Standard User's Manual. ver 6.4
  9. Hisatada Suganuma(2005), Development of orthotropic steel deck system with high fatigue resistance, doctoral dissertation, Japan
  10. IIW(1993), Recommendations concerning stress determination for fatigue analysis of welded components
  11. P.aul A. Tsakopoulos and John W. Fisher(2005), Fatigue Performance and Design Refinements of Steel Orthotropic Deck Panels Based on Full-Scale Laboratory Tests, Steel Structure, Vol. 5, pp. 211 -223