Abstract
This study investigates the relationship between the damage patterns and structural performance levels of a multi-strand 7-wire strand that is used as an important member of stay cables. Stay cables are continuously damaged after completion, and corrosion is the main cause. However, it is difficult to check the damage pattern inside the cable due to its structural characteristics, and it is difficult to evaluate the degradation level of the damage quantitatively. This study derives the relationship between the damage pattern and the performance level of the stranded wire by comparing results and analyzing them through an indoor experiment and finite element analysis. In order to simulate the damage of a 7-wire strand, artificial damage was applied by mechanical precision machining to perform a performance evaluation. The results of the analysis show that regardless of the damage size of the strand, the structural performance deteriorated immediately after the damage. It was experimentally and analytically deduced that the type and amount of damage should be considered as a parameter for evaluating the performance level of the strand. This information can be used for the safety management of a cable stayed bridge by constructing a database according to the pattern and amount of damage.
본 연구는 사장교 케이블의 주요 부재로 쓰이는 MS(Multi-strand) 타입 7연선의 손상 패턴과 성능수준과의 관계를 파악하기 위해 시도되었다. 사장교 케이블은 준공후 지속적으로 손상이 발생하며 부식 등이 주요 손상원인이다. 이에 따른 손상에 따라 성능저하가 발생하지만 구조적인 특성상 케이블 내부의 손상 패턴을 점검하기 어려우며, 이에 따른 성능저하 수준을 정량적으로 평가하기 어려운 실정이다. 본 연구에서는 강연선의 손상 패턴과 성능수준과의 관계를 도출하기 위해 실내실험 및 FEA(Finite element analysis) 해석을 통하여 결과를 비교 분석하였다. 그리고 7연선의 손상을 모사하기 위해 기계적 정밀가공으로 인위적인 손상을 인가하여 성능평가를 수행하였다. 분석 결과 강연선의 손상 크기와 관계없이 손상이 발생한 직후 급격한 구조성능 저하가 발생하며, 강연선 성능수준 평가를 위한 변수로 손상량 이외에 손상 형태가 고려돼야 함을 실험적 및 해석적으로 도출하였다. 향후 본 연구에서 구축하고자 하는 손상 패턴 및 손상량에 따른 DB를 구축하여 사장교 케이블의 안전 관리에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
