본 논문은 I형 강재와 프리캐스트 콘크리트 바닥판으로 구성된 비합성 합성아치 생태교량에 대한 해석 및 실험 연구이다. 범용유한 요소해석 프로그램 ABAQUS(2007)를 사용하여 단위거더, 단위합성거더, 3거더 아치, 3거더 합성아치 등 4종류의 해석모델이 검토되었으며, 해석 결과를 토대로 모델별 거동특성을 분석하고, 3거더 합성아치 모형실험체에 설치될 응력 및 변형률 게이지 위치를 결정하였다. 본 연구의 정적파괴 하중실험에 사용된 실험체는 3개의 I형강 거더와 14개의 PC패널로 구성되어 있다. 모형실험체 정적파괴실험결과로부터 강거더 하부플랜지가 항복응력에 도달하는 시기의 재하하중은 유한요소해석을 통해 얻어진 정적하중과 17%정도의 차이를 나타내고 있으며, 실험체 파괴하중은 1,961kN으로 AASHTO LRFD 교량설계기준 (2007)의 단면 소성모멘트를 이용한 작용가능하중은 1,380kN으로 본 실험체는 충분한 내하력을 나타내고 있다. 해석결과와 실험결과를 토대로 새로운 형식의 비합성 합성아치 교량의 안전성과 강도가 충분히 발휘됨을 확인할 수 있었다.
In this study, noncomposite and composite eco-arch structures with I-beams and precast concrete(PC) decks were investigated. Four finite-element models(a steel-girder model, a steel-girder-and-several-PC-panels model, a three-steel-girder model, and a three-steel-girder-and-several-PC-panels model) using a general finite-element program, ABAQUS, were reviewed to predict the strength of the noncomposite and composite arch structures. Based on the results of the finite- element analysis, the behaviors of the four models were investigated, and deflection and strain gauges for the experimental specimen consisting of three steel girders and several PC panels were set up to obtain the ultimate strength. The ultimate strength of the specimen was estimated to be 1,961kN. The ultimate strength was much larger than the 1,380-kN load calculated using AASHTO LRFD Bridge Design Specifications(2007). The noncomposite and composite arch bridges were found to have enough strength for safety.
