반일체식 단경간 교량 내진설계관련 설계기준

반일체식 단경간 교량 내진설계관련 설계기준

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KDS 24 17 10 :2018 교량 내진설계기준(일반설계법)

2.2 해석 및 설계

(2) 해석방법

③ 단경간교 및 지진구역 II에 위치하는 내진II등급교는 상세한 지진해석을 할 필요가 없다.

    

(5) 단경간교의 설계규정

① 상부구조와 교대 사이의 연결부에 대하여 고정하중반력에 2.1(1)에서 규정된 가속도계수와 2.1(3)에서 규정된 지반계수를 곱한 값의 수평지진력이 작용한다고 보고 종방향 및 횡방향에 대하여 안전하도록 설계해야 한다.

    

2.4 기초 및 교대의 내진설계

(3) 교대

③ 일체식 교대

가. 일체식 교대는 지진 시 큰 상부관성력이 뒷채움흙에 전달되므로 과다한 상대변위가 발생하지 않도록 하기 위하여 수동저항력을 갖도록 설계되어야 한다.

나. 일체식 교대는 교대-뒷채움흙 구조와 기초의 강성을 계산하여 구조물의 내진설계 과정에 따라 설계할 수 있다.

    

도로교 설계기준 2008

6.4.5 단경간교의 설계 규정

(1) 상부구조와 교대 사이의 연결부에 대하여 고정하중중반력에 6.3.1.2에서 규정된 가속도계수와 6.3.3에서 규정된 지반계수를 곱한 값의 수평지진력이 작용한다고 보고 종방향 및

횡방향에 대하여 안전하도록 설계하여야 한다.

(2) 낙교방지를 위한 최소받침지지길이는 6 .4 .8에 규정한 값으로 한다

[해설]

단경간교(Single Span Bridge)는 지진하중에 대한 거동에 있어서 2경간 이상의 교량과 분리하여여 해석방법이나 설계 규정을 적용해야 한다.

단경간교는 과거의 예로부터 거더의 받침부가 종방향 및 횡방향의 지진하중에 대하여 충분히 견딜 수 있으면 안전한 것으로 판단된다

연결부분에 대한 설계규정들은 구조물의 손상이나 과도한 처짐을 막기 위해서 필요하다

설계지진력을 산정하는데 있어서 교량은 강성이 매우 크다고 가정한다.

이는 교대와의 상호작용의 영향을 무시할 수 없기 때문에 정확한 진동주기를 구하기가 어렵기 때문이다.

위의 가정으로부터 설계수평 지진력은 고정하중반력에 가속도계수를 곱한 값으로 된다

6.6.3.3 일체식 교대

⑴ 일체식 교대는 지진 시 큰 상부관성력이 뒷채움흙에 전달되므로 과다한 상대변위가 발

생하지 않도록 하기 위하여 적절한 수동저항력을 갖도록 설계되어야 한다.

(2) 일체식 교대는 교대-뒷채움흙 구조와 기초의 강성을 계산하여 구조물의 내진설계 과정에 따라 설계할 수 있다.

【해설】

해설 그림 6.3.12에서 보는 바와 같이 일체식 또는 다이어프램 교대가 일경간 또는 이경간 교량에 종종 쓰이며, 상부구조와 일체로 된 다이어프램 교대는 말뚝에 직접 지지되기도 한다. 다이어프램은 교대간 버팀목과 같은 역할을 하는 상부구조물을 가진 옹벽과 같은 작용한다.

일체식 교대는 상부구조물의 높은 종횡 관성력이 직접 뒷채움 흙에 전달되므로 과도한 상대변위가 발생하지 않도록 뒷채움 흙의 적절한 수동저항력이 필요하다. 이때 일체식 교대에 작용하는 최대 토압은 상부구조물로부터 교대로 전달되는 최대 수평 지진력과 같다고 가정한다. 지진하중이 가해질 때 수평 주동토압은 상부구조물의 지진하중보다 작은 것으로 가정할 수 있다. 또한 수평지진력을 기둥과 교각도 지지할 수 있는 경우, 교대로 전달되는 지진하중의 비율을 계산하기 위하여 교대의 축방향 강성을 추정하는 것이 필요하다.

    

도로교 설계기준 (한계상태설계법)

8.6.5 단경간교의 설계규정

⑴ 상부구조와 교대 사이의 연결부에 대하여 고정하중반력에 8.5.1.2에서 규정된 가속도계

수와 8.5.3에서 규정된 지반계수를 곱한 값의 수평지진력이 작용한다고 보고 종방향 및

횡방향에 대하여 안전하도록 설계하여야 한다.

【해설】

단경간교(Single Span Bridge )는 지진하중에 대한 거동에 있어서 2경간 이상의 교량과 분리하여 해석방법이나 설계 규정을 적용해야 한다. 단경간교는 과거의 예로부터 거더와 받침부가 종방향 및 횡방향의 지진하중에 대하여 충분히 견딜 수 있으면 안전한 것으로 판단된다. 연결부분에 대한 설계규정들은 구조물의 손상이나 과도한 처짐을 막기 위해서 필요하다. 설계지진력을 산정하는데 있어서 교량은 강성이 매우 크다고 가정한다. 이는 교대와의 상호작용의 영향을 무시할 수 없기 때문에 정확한진동주기를 구하기가 어렵기 때문이다. 위의 가정으로부터 설계수평지진력은 고정하중반력에 가속도 계수와 지반계수를 곱한 값으로 된다

8.8.3.3 일체식 교대

⑴ 일체식 교대는 지진 시 큰 상부관성력이 뒷채움흙에 전달되므로 과다한 상대변위가 발

생하지 않도록 하기 위하여 적절한 수동저항력을 갖도록 설계되어야 한다.

(2) 일체식 교대는 교대-뒷채움흙 구조와 기초의 강성을 계산하여 구조물의 내진설계 과정에 따라 설계할 수 있다.

【해설】

해설 그림 8.8.9에서 보는 바와 같이 일체식 또는 다이어프램 교대가 일경간 또는 이경간 교량에 종종 쓰이며, 상부구조와 일체로 된 다이어프램 교대는 말뚝에 직접 지지되기도 한다. 다이어프램은 교대간 버팀목과 같은 역할을 하는 상부구조물을 가진 옹벽과 같은 작용한다.

일체식 교대는 상부구조물의 높은 종횡 관성력이 직접 뒷채움 흙에 전달되므로 과도한 상대변위가 발생하지 않도록 뒷채움 흙의 적절한 수동저항력이 필요하다. 이때 일체식 교대에 작용하는 최대 토압은 상부구조물로부터 교대로 전달되는 최대 수평 지진력과 같다고 가정한다. 지진하중이 가해질 때 수평 주동토압은 상부구조물의 지진하중보다 작은 것으로 가정할 수 있다. 또한 수평지진력을 기둥과 교각도 지지할 수 있는 경우, 교대로 전달되는 지진하중의 비율을 계산하기 위하여 교대의 축방향 강성을 추정하는 것이 필요하다.

일체식교량 설계지침 (2009.6)

3.9 내진설계

(2) 일체식 교대 교량은 상부구조와 교대부, 교대부와 이를 지지하는 일렬 말뚝기초가 일체로 시공되며 외력에 대하여 복합 거동되는 형상으로 각 부재에 대하여 정밀 분석이 필요하다. 따라서 지진 해석방법은 「도로교설계기준」‘6.5.4절 다중모드 스펙트럼해석법’을 원칙으로 한다

[해설]

일체식 교량에서 교대부는 상부구조물의 높은 종방향 관성력이 직접 뒤채움토에 전달되므로 과도한 상대변위가 발생하지 않도록 뒤채움토의 적절한 수동저항력이 필요하다. 또한 교대부에 작용하는 최대토압은 상부구조물로부터 교대로 전달되는 최대수평 지진력과 같다고 가정한다.

탄성해석을 이용하여 이와 같은 구조거동 특성을 반영하기 위한 교대의 수평변위 강성은 다음 식에 의해 계산할 수 있다.

    

일체식교량 설계지침 (2018.9)

3.9 내진설계

(2) 완전일체식 교대 교량은 상부구조와 교대부, 교대부와 이를 지지하는 일렬 말뚝기초가 일체로 시공되며 외력에 대하여 복합 거동되는 형상으로 각 부재에 대하여 정밀 해석이 필요하다. 따라서 일체식 교대 교량의 지진 해석방법은 「도로교설계기준(2015)」 `8.7.4절 다중모드스펙트럼해석법'을 원칙으로 한다.

(3) 일체식 교대 교량은 내진해석시 단부벽체 배면에 위치하는 뒤채움 토사의

강성을 고려하여야 한다.

[해설]

일체식 교대 교량에서 교대부는 상부구조물의 높은 종방향 관성력이 직접 뒤채움토에 전달되므로 과도한 상대변위가 발생하지 않도록 뒤채움토의 적절한 수동저항력이 필요하다. 또한 교대부에 작용하는 최대토압은 상부구조물로부터 교대로 전달되는 최대수평 지진력과 같다고 가정한다. 탄성해석을 이용하여 이와 같은 구조거동 특성을 반영하기 위한 교대의 수평변위 강성은 다음 식에 의해 계산할 수 있다.

 

반일체식 교대 교량은 교량받침으로 하부구조와 상부구조가 분리되므로 내진해석시 교대의 직접기초 또는 말뚝기초의 영향을 고려할 필요는 없다. 그러나 단부벽체의 뒤채움 강성은 완전일체식 교대 교량과 동일하게 존재하므로 모델링에 이에 대한 강성을 고려해야 하며, 수행방법은 조인트 교량과 동일하다.

교량의 내진성능향상을 위한연구(I) - 한국도로공사 도로연구소

1.3.2 AASHTO 의 지진하중의 산정

1.3.2.9 설계력의 계산

(1) 일반사항

지진구역에 관계없이 단경간교량에 대하여 상부구조물과 하부구조물 사이에서 구속된 방향으로작용하는 연결부의 최소설계지진력은 가속도계수와 사하중반력의 곱보다 작아져서는 안된다.