Experimental Investigation of Large-Span Girder with Under-Tension System

언더텐션 시스템이 적용된 축소 실험체의 구조적 성능에 대한 연구

This paper presents an experimental investigation of the structural performance of a large-span girder bridge with an under-tension system. Typical long-span structures with beam and girder members have greater structural member depths and sizes to carry the moment and deflection. An under-tension system can be an effective structural system, as it allows the cables to resist some portions of the vertical loadings and deflections. To evaluate the serviceability and ultimate strength of the under-tension system, two $10m{\times}2.4m$ experimental under-tension systems were built and tested. One was developed with an H-beam section, and the other was made with a PF500 section that had the advantages of fast construction and lower construction cost. In the test, the maximum deflections at the mid-point of both beams were effectively reduced using under-tension systems. Also, the increased tension forces in the cable reduced the deflections. The PF500 members, which had a new shape and were developed using the module systems, performed better than the typical H-beam sections in terms of the deflections and ultimate strength.

기존의 빔과 거더로 이루어진 장스팬 구조물의 경우 기둥 사이의 거리가 길기 때문에 부재의 크기와 수직 처짐이 증가하게 된다. 효과적인 장스팬 구조물의 실현을 위하여 구조물 하부에 스트럿과 케이블로 구성된 언더텐션시스템을 적용하였다. 이는 거더의 휨모멘트를 효과적으로 분산시키기 때문에 부재의 크기를 줄이고 경제적인 효과를 기대할 수 있다. 또한 급속시공을 위한 폐단면 신형상의 모듈화 PF500단면을 사용하여 성능을 검증하고자 하였다. 언더텐션 시스템의 성능검증을 위하여 가로 10m, 세로 2.4m의 실험체 두개를 대상으로 가력실험을 실시하였고 언더텐션 시스템 유무와 케이블 장력변화에 따른 거동을 확인하였다. 실험으로부터 케이블 장력이 증가함에 따라 실험체의 거동이 작아졌으며 언더텐션 시스템이 하중분배 역할을 수행하는 것으로 나타났고 PF500단면의 성능이 우수함을 나타내었다.