중실원형단면 조립식 교각의 내진 성능 평가

Abstract

건설여건의 변화에 따라 교량구조물의 급속시공에 대한 요구가 늘어나고 있다. 이 논문에서는 하부구조에서 교각의 프리캐스트화를 위한 준정적 실험을 수행하였다. 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 교각 설계의 가장 주요한 항목이 내진성능의 확보에 있다. 7개의 프리캐스트 교각을 제작하였고 주요 실험변수는 긴장재의 양, 프리스트레스트의 크기, 이음부의 위치 및 수로 설정하였다. 실험결과 축방향으로 도입되는 프리스트레스에 의해 작은 횡변위하에서는 일부 손상이 발생하여도 변형의 복원력을 발휘하였지만 소성힌 지구간의 손상이 많은 경우에는 이러한 복원력이 효과를 발휘하지 못하는 것을 확인하였다. 실험을 통해 관찰된 손상의 형태로부터 판단할 때 조립식 교각의 이음부 설계는 기초부와 교각부 사이의 이음부에 대해서 실시되어야한다. 축방향 긴장재의 양은 RC 교각과 강재비를 일치시키는 것은 지나친 설계가 될 수 있고 주어진 하중조건에 대한 P-M 상관도를 만족시키는 수준에서 결정되어야 한다. 변위연성도 평가를 볼 때 프리캐스트 교각에서 횡철근비는 현재의 철근 콘크리트 교각과 동일한 수준에서 확보되어야 요구연성도를 만족할 수 있다. 에너지 소산능력은 강재비가 증가함에 따라 향상되었고 이음부의 수가 많은 경우가 다소 뛰어난 능력을 발휘하였다. Fast bridge construction has been increasingly needed according to the changed construction environment. This paper deals with quasi-static tests on precast piers for bridge substructures. One of the most crucial aspect of the design of precast prestressed concrete bridge piers is the seismic performance. Seven precast pier elements were fabricated. The amount of prestressing bars, the prestressing force, and the location and number of the joint between segments were the main test parameters. Test results showed that the introduced axial prestress made the restoration of the deformation under small lateral displacement and minor damage. However, there was no effect of the prestress when the plastic hinge region was damaged severely due to large lateral displacement. Judging from the observed damage, the design of the joints in precast piers should be done for the first joint between the foundation and the pier segment. The amount of the necessary prestressing steel may be designed to satisfy the P-M diagram according to the service loads, not by having the same steel ratio as normal RC bridge piers. In order to satisfy the current required displacement ductility, it is necessary to have the same amount of the transverse reinforcements as RC piers. As the steel ratio increases, the energy absorption capacity increases. The number of joints showed a little influence on the energy absorption capacity.