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교량 구조물의 지진차단 성능평가(Performance estimates in seismically isolated bridge structures)

전문가 제언
□ 다리 구조물의 진동차단 시스템의 설계 절차는 AASHTO(American Association of State Highway and Transportation Officials)의 지진차단 설계 지침 사양에 나와 있다. 이 지침 사양에는 차단 시스템의 분석 절차가 나와 있으며, 차단 시스템과 개개의 진동 차단기의 설계 및 진동 차단기의 실물크기 시험 등에 관한 절차가 나와 있다. 본 논문에서는 (1) 진동 차단 다리 구조물의 변위를 계산 하기위하여 이용되는 AASHTO 공식의 정확도를 확인 하였으며, (2) 쌍방향(bidirectional) 지진 여기에 의한 차단기의 최대 변위의 증가를 검토하고, 지진 차단기의 커플링 효과를 검증 하였다. (3) 또한 지진으로 인하여 지진 차단기에 주어지는 에너지 관련 요구들을 결정함으로써 이 요구들로부터 차단기 시제품 시험 요구 사항들을 만들었다.

□ 역사 기록에 의하면 서울의 남한산성 부근에서 규모 6.3 정도로 추정되는 큰 지진이 여러 차래 있었든 것으로 보여 지며, 1936년에는 쌍계사 지진, 1978년 홍성 지진, 1982년 사리원 지진, 1996년 경주 영월 지진 등 진도 4.0 이상의 크고 작은 지진들이 끊임없이 발생 하였고, 최근 기상청 자료에 의하면 2000년 29회, 2001년 43회의 지진이 발생 하는 등 90년대 이후 서서히 증가하고 있어 우리나라도 강진에 대한 대책을 서둘러 마련해야 할 것이다.

□ 국내의 경우 1992년 도로교량 표준 시방서에 내진 설계편이 신설됨에 따라, 교량에 대한 내진 설계가 처음으로 도입 되었다. 지금까지 수행된 내진 설계의 방법을 보면, 90년대 초 까지는 지진의 영향을 단순하중(등가 정적 지진하중)으로 고려한 내진 설계가 수행되어 왔으며, 최근에 와서야 교각의 연성(내진 개념) 및 면진 장치(면진 개념)를 활용한 선진화 된 내진 설계 기법이 활용되고 있다. 현행 도로 설계 기준(2000)의 내진 설계 규정은 1996년과 2000년 2차래에 걸쳐 개정이 되었지만, 근본적으로는 강진에 대한 미국의 시방 규정인 AASHTO를 반영한 설계지침 이라고 할 수 있다. 따라서 지진의 특성이 우리와 다른 외국의 내진 설계 방법이 그대로 적용됨으로써, 세부 기술지침이 없는 상황에서 일관되고 합리적인 내진 설계를 설계자에게 요구하는 것은 무리라고 생각한다. 또한 많은 사람이 내진 설계를 하면 엄청난 비용이 추가 되는 것으로 생각하고 있으며, 실제로 그렇게 내진 설계가 이루어지고 있다. 그러나 정상적인 내진 설계는 비경제적 이지 않다는 개념이 보편타당하며, 내진 설계는 해법이 단순히 정해져 있는 것이 아니라 설계자의 창의성에 의하여 얼마든지 다양한 해법이 제시될 수 있는 분야이다. 따라서 이 분야의 전문가 양성과 연구가 활발해져야 할 것이다.

□ 우리나라에서도 교량 기자재 업체인 유니슨 산업은 내진 설계를 적용한 납면진 받침을 개발(1998년) 부산 광안 대교 공사에 공급하기 시작했다고 한다. 납면진 밭침은 보강 처란과 고무로 이루어진 적층고무 내부에 납심을 넣은 것으로 내구성이 강해 다리 수면이 다할 때 까지 보수할 필요가 없다고 한다. 지진 발생 때 진동 에너지를 흡수해 교량에 미치는 영향을 차단하는 것으로 본 논문에서 이용한 내진 차단기와 같은 종류의 것이다. 본 논문이 도움이 될 것이다.
저자
Warn, GP; Whittaker, AS
자료유형
원문언어
영어
기업산업분류
환경·건설
연도
2004
권(호)
26(9)
잡지명
ENGINEERING STRUCTURES
과학기술
표준분류
환경·건설
페이지
1261~1278
분석자
김*수
분석물
담당부서 담당자 연락처
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