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고속철도 강교량의 부식 피로신뢰성 기반 생애주기비용 분석
Corrosion Fatigue Reliability-Based Life Cycle Cost Analysis of High-Speed Railway Steel Bridges

조효남   (한양대학교 건설환경시스템공학과UU0001519  ); 전홍민   (금호건설 기술연구소CC0134636  ); 선종완   (한양대학교 토목공학과UU0001519  ); 윤만근   (한양대학교 토목공학과, 삼성물산 토목사업본부UU0001519  );
  • 초록

    최근 생애주기비용 분석이 사회기반 시설물 경제성 평가 분야의 필수적 방법으로 대두됨에 따라 체계적이고 합리적인 방법으로 각 시설물의 생애주기비용을 산정하기 위한 노력이 진행되고 있다. 합리적인 생애주기비용 분석을 위해서는 초기비용 뿐만 아니라 유지관리 비용의 예측이 필요하나 국내에서는 고속철도 구간에 강교량을 가설한지 얼마 되지 않았기 때문에 이에 대한 유지관리 특성 등을 파악하고 있지 못한 실정이다. 이에 본 연구에서는 고속철도 소수주형교의 계측데이터와 Rahgozar 등이 제안한 부식열화를 고려한 피로강도감소계수 및 Miner 손상누적법칙을 이용하여 강교량의 주된 열화의 요인이 되는 부식과 피로의 손상을 고려한 체계신뢰성해석을 실시하였다. 이 체계신뢰성 해석결과를 바탕으로 고속철도 소수주형교의 설계단계 생애주기비용 분석 모델을 제안하였다.


    As it recently appears that LCC (Life Cycle Cost) analysis may be considered as an essential method for economic evaluation of infrastructures. Many researches have been made to assess LCC of each facility based on reasonable methods. However, expected maintenance repair cost must be reasonably estimated to enhance the reliability of LCC analysis through systematic and rational methods. This study is intended to propose a rational approach to reliability-based LCC analysis of high-speed railway steel bridges considering lifetime corrosion and fatigue damage. However in Korea, since high speed railway steel bridges are only recently constructed, no direct statistical data are available for the account of the maintenance cost and thus their maintenance characteristics are not clear yet. In this paper, for the assessment of expected maintenance/repair cost, the fatigue system reliability analysis incorporating the corrosion effect is proposed by considering the corrosion and fatigue damage using measured data of high speed railway steel bridges. A model proposed by Rahgozar, of at for fatigue notch factor considering the corrosion effect is used in order to incorporate the corrosion effect into the fatigue strength reduction and S-N curve. Finally, the effectiveness of LCC model proposed for high-speed railway steel bridges is demonstrated by a numerical example.


  • 주제어

    체계신뢰성 .   생애주기비용 .   S-N 곡선 .   고속철도 강교량.  

  • 참고문헌 (9)

    1. Jiang, X. C. and Staehle, R. W. (1997), "On the activation energy in the chemical-mechanical correlation model", Corrosion, Vol.53, No.11, pp.869-879 
    2. Wirsching, P. H. and Chen, Y. N. (1987). "Fatigue Design Criteria for TLP Tendons." Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol.113, No.7, pp.1398-1414 
    3. 건설교통부/한국시설안전기술공단(2003), "안전점검 및 정밀안전 진단 세부지침"(교량) 
    4. Kayser, J. R. (1988), The effects of corrosion on the reliability of steel girder bridges, PhD thesis, University of Michigan, USA 
    5. AASHTO LRFD Bridge Design Specifications (2007), American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, D. C 
    6. Barsom, J. M. and Rolfe, S. T. (1999). Fracture and Fatigue Control in Structures: Applications of Fracture Mechanics, 3rd Edition, Butterworth -Heinemann, Massachusetts, USA 
    7. 철도시설공단, 철도교량 설계단계 생애주기비용(LCC)분석 시스템 개발 연구, 2007 
    8. Wirsching, P. H. (1984). "Fatigue Reliability for Offshore Structures." Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol.110, No.10, pp.2340-2356 
    9. Rahgozar, R. ,Khalaghi, A. R. and Javanmardi, R. (2006), "Fatigue notch factor in steel bridges due to corrosion", 7th International Congress on Civil Engineering, Tehran, Iran, on-line paper 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Goo, Byeong-Choon 2009. "Fatigue of SS490A and SS400 Corroded Specimens" 한국철도학회 논문집 = Journal of the Korean Society for Railway, 12(5): 725~731     

 저자의 다른 논문

  • 조효남 (102)

    1. 1988 "80년대 전산화의 추세와 구조설계용 CAE/CADD의 발전" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 1 (1): 25~30    
    2. 1988 "강도로교의 피로신뢰성 해석을 위한 실용적 모형" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 1 (1): 113~122    
    3. 1988 "군용전차(軍用戰車) 통과(通過)에 대한 도로교량(道路橋梁)의 안전도분석(安全度分析) 및 내하력판정(耐荷力判定)" 대한토목학회논문집 8 (1): 61~68    
    4. 1989 "확률에 기초한 한국의 기본 설계풍속 추정" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 2 (2): 62~72    
    5. 1989 "철근(鐵筋)콘크리트 뼈대구조(構造) 신뢰성(信賴性) 최적설계(最適設計)에 관한 연구(硏究)" 대한토목학회논문집 9 (3): 57~64    
    6. 1990 "신뢰성 방법에 기초한 기설 강판형교의 안전도 및 내하력 평가에 관한 연구" 韓國鋼構造學會誌 = Magazine and journal of Korean Society of Steel Construction 2 (2): 146~154    
    7. 1990 "강구조물(鋼構造物)의 LRFD설계법(設計法)" 韓國鋼構造學會誌 = Magazine and journal of Korean Society of Steel Construction 2 (3): 98~114    
    8. 1991 "교량구조의 체계 신뢰성 해석을 위한 중요도 표본추출 기법" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 4 (2): 119~129    
    9. 1991 "도로교 내하급수 판정시스템 개발" 대한토목학회논문집 11 (4): 9~15    
    10. 1991 "강구조물(鋼構造物)의 LRFD설계법(設計法)(III)" 韓國鋼構造學會誌 = Magazine and journal of Korean Society of Steel Construction 3 (1): 95~108    
  • 전홍민 (0)

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