해피레포트 - Dan Ryan 고속철도의 사각형 단면 강교각 피로파괴 해석

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보고서설명
1 Introduction 1978년 시카고 Dan Ryan고가교의 강성이 큰 교각 부분에서 균열을 발견한 후 비슷한 상세부를 갖는 다른 구조물을 검사하였다. Dan Ryan교에서는 주형의 하부 압축 플랜지가 상자형 단면인 교각 가로보의 복부판을 슬롯 구멍을 통하여 관통하고 주형과 교각은 일체구조로 되어 있다. 그 플랜지관은 슬롯 구멍에서 복부판과 홈용접 되었으나 상태가 좋지 않았고 플랜지판 끝 복부판에 용융불량부가 넓게 존재하는 것을 발견하였다. 상부구조는 4개의 연속 판형으로 구성되어 있고 그들은 현장 타설 콘크리트 바닥판과 2개의 궤도를 지지하고 있다. 궤도의 레일은 ballast위에 위치한 침목으로 지지하였다. 4개의 연속 I형 판형을 지지하는 교각은 사각형 단면이다. 그것은 그림 에서 보인 바와 같이 사각형 단면 기둥 두 개와 하나의 수평 사각형 가로보로 구성되어 있다. 주형 하부플랜지는 사각형 가로보의 복부판 하단부 근처의 슬롯 구멍을 통하여 관통하고 이 슬롯 구멍에서 교각 가로보의 복부판에 홈용접 되었다. 이 구조물은 미국 철도 기술협회(AREA)의 기준, 미국 용접학회의 시방서, 고가 철도에 관한 CTA의 설계 지침에 따라 1967년에 설계되었다. Dan Ryan선은 1968년 4월에 착공되어 1969년 9월에 완성하여 개통하였다. 평일에는 양방향으로 평균 467대의 열차가 이 고가교를 통과한다. 열차는 출퇴근 시간에는 8대에서 밤에는 2대까지 다양하게 편성하였다. 1978년에 최초로 사각형 교각 가로보 중 하나에서 균열을 발견하였다. 그 이후 계속되는 검사를 통하여 다른 몇 개의 교각에서도 이러한 균열이 확인되었으며 균열을 발견하기 전에 실시한 검사 중 가장 최근의 검사시기는 1976년 7월 이었고 그 시기에는 현저한 균열은 발견되지 않았다. 2. Analysis 부재에 가장 큰 힘을 받는 경우는 열차 두 대가 동시에 지나갈 때일 것이다. 그 때 4개의 각 주형플랜지에 걸리는 힘이 같다고 가정 할 수 있다. 그렇다면 사각형 단면 교각 가로보의 굽힘 모멘트 선도를 그리면 다음과 같다.

본문일부/목차
1 Introduction 2. Analysis 3. Conclusion 4. 참고문헌 1) JOHN W. FISHER, 박영석 역, 강교의 피로와 손상, 1994, 구미서관 2) Ashby, M. F, Engineering materials 1 3판, 2005, Elsevier

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