Numerical Analysis of Prestressed Concrete Pavements Subjected to Transverse Post Tensioning

횡방향 긴장에 의한 프리스트레스트 콘크리트 포장의 거동분석

This study was conducted to investigate the stress distribution in the prestressed concrete pavement (PSCP) when the transverse post tensioning was applied. By performing the structural analyses using a finite element model of PSCP, the effect of anchor spacing and the relationship between the longitudinal and transverse post tensioning were evaluated. The analysis results showed that as the anchor spacing became smaller, the stresses were more uniformly distributed and the ranges of the stress losses were reduced; however, the economy should be considered. As the anchor spacing became larger, the difference between the average transverse stress and the transverse stresses at various locations such as shoulder, wheel pass, and center of the slab, increased. The transverse post tensioning induced the additional tensile forces in the longitudinal tendons, but the magnitude was negligibly small, and the longitudinal and transverse post tensioning could be designed independently. The use of the transverse stress distribution for the design of the post tensioning was also discussed in this paper.

본 연구에서는 프리스트레스트 콘크리트 포장에 횡방향으로 프리스트레싱을 가할 때 포장체에 발생하는 응력분포를 분석하여 긴장간격에 따른 특성을 파악하고 종방향과 횡방향 긴장의 상호 영향을 분석하기 위하여 유한요소 모델을 개발하여 구조해석을 수행하였다. 연구결과 횡방향 긴장간격은 작을수록 응력분배를 적절하게 할 수 있고 압축응력의 손실범위를 줄일 수 있으나 경제성 문제를 제고하여 적절한 긴장간격을 선정하여야 한다. 포장체의 노견, 주행위치, 중앙부 등의 여러 위치에서 분석한 횡방향 응력분포는 긴장간격이 넓을수록 평균응력과의 차이가 커지며 그 차이는 슬래브 중앙부로 갈수록 감소하게 된다. 횡방향 긴장을 가하면 종방향으로도 추가 긴장력 이 발생하게 되지만 그 크기는 무시 할 수 있을 정도로 작기 때문에 종횡방향 긴장 설계는 독립적으로 수행하여도 타당하다. 또한 횡방향 긴장 설계 시 이러한 긴장에 의한 응력분포를 이용하는 방안에 대해서도 본 논문에 언급하였다.