받침의 노후화를 고려한 디지털트윈 기반 교량시스템의 지진응답 평가
이 연구에서는 실제 교량의 디지털트윈을 제작하고 교량받침의 노후화를 고려한 유한요소해석을 통해 받침의 노후화가 교량시스템의 지진응답에 미치는 영향을 연구한다. 대상 교량은 경상남도 함안군 율곡면 소재의 프리스트레스트 콘크리트교인 개벼리교로 선정하였다. 개벼리교의 3경간을 유한요소로 모델링하여 모드해석 및 지진해석을 수행하였다. 교량의 지진응답을 평가하기 위해서 국내 도로교설계기준에 부합하는 인공 지진파를 이용하였다. 이를 바탕으로 교량받침의 상태 변화에 따른 교량시스템의 지진 응답을 계산하였다. 그 결과 받침의 노후화로 인하여 받침을 지지하는 모르타르의 균열과 앵커 볼트의 탈락 가능성이 커지고 고정단 받침의 절대최대 수평 지진력이 감소하는 것을 확인하였다. 또한 가동단 받침의 노후화로 인한 구조시스템의 변화로 지진 시 예기치 못한 구조적 손상이 발생할 수 있음을 확인하였다.
더보기This study aims to present the digital twin based on real bridge system and evaluate the aging effect of bridge bearing on the seismic responses of bridges system through the finite element analysis. In this study, the seismic performance of Gaebyeri-bridge was investigated considering the deterioration of the bearing. The bridge is a prestressed concrete bridge located in Yulgok-myeon, Haman-goon, Gyeongsangnam-do, Korea. Modal analysis and seismic time-history analysis were performed by modeling three spans of the bridge with finite elements. To evaluate the seismic response of bridge, artificial seismic wave coincided with Korea highway bridge design code was used. The seismic response of the bridge system according to the change in the states of the bridge bearing was evaluated. As a result, the possibility of the crack in mortar supporting the bearing and the anchor bolt failure can be increased. The absolute maximum horizontal seismic force decreases by the rigidity of fixed bearing decreases. Also, a structural change due to aging of movable bearing may cause unexpected structural damage during an earthquake.
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