Abstract
The orthotropic steel deck bridge made by using relatively thin steel plate, and structural members such as transverse and longitudinal ribs, cross beam, etc. in the bridge are fabricated with complex shape by welding. Therefore, the possibility occurring deformation and defects by welding is very high, and stress states in the welded connection parts are very complex. Also, the fatigue cracks in orthotropic steel deck bridge are happening fromthe welded connection parts of secondary member than main member. However, stress evaluation for main members is mainly carried out in the design process of the bridge, detailed stress evaluation and characteristic analysis is not almost reviewed in the structural details which fatigue crack occurred. For the orthotropic steel deck bridge with open ribs which has been serviced for 29 years, in this study, the cause of fatigue crack is investigated and the fatigue safety of the bridge is examined based on fieldmeasurement by the loading test and real traffic condition. Also, structural analyses using gridmodel and detailed analysis model were carried out for the welded connection parts of longitudinal rib and diaphramthat fatigue crack occurred. Additionally, the behavior characteristics due to running vehicles were investigated by using influence area analysis for these structural details, and the occurrence causes of fatigue crack in the target bridge were clarified.
강바닥판 교량은 비교적 얇은 강판이 사용되며, 가로 세로리브 및 가로보 등의 구조부재가 용접에 의해 복잡한 형상으로 조립되므로 용접에 의한 변형과 결함이 발생할 가능성이 매우 높고, 용접연결부에서의 응력 상태가 매우 복잡하다. 또한 실제 강바닥판 교량에서의 피로균열은 주부재보다 2차부재와의 용접연결부에서 발생되고 있다. 그러나 강바닥판교량 설계시에는 대부분 주부재에 대한 응력 평가가 이루어지고 있으며, 피로균열이 발생하는 구조상세에 대한 상세 응력 평가 및 특성 분석은 거의 검토되고 있지 있다. 본 연구에서는 공용년수 29년된 개단면 세로리브를 가진 강바닥판을 대상으로 피로균열의 원인을 조사하고, 재하시험 및 실교통류 흐름하에서의 현장계측을 통하여 대상 교량의 피로안전성을 검토하였다. 또한 피로균열이 발생된 세로리브 및 다이아프램의 용접부를 대상으로 격자해석 및 상세해석 모델을 사용하여, 이들 구조상세에 대한 영향면해석을 이용하여 이동하중에 따른 거동 특성을 조사하고, 대상교량의 피로균열 발생 원인을 규명하였다.
