《건설을 과학기술적요구대로 하지 않으면 건설물의 수명과 질을 보장할수 없으며 로력과 자재를 랑비하게 됩니다.》
다리기둥들의 수면주위에서 패움현상은 오랜 기간 운영하여온 많은 다리들에서 보편적으로 제기되는 문제이다.
지금까지 국내외의 수력구조물설계단위들과 연구기관들에서는 이미 운영중에 있는 콩크리트다리기둥들에 대한 수년간의 관측결과를 놓고 표면에 생기는 결함의 여러가지 인자들중에서 다리기둥의 수면경계에 발생하는 패움손상에 겨울철 아침저녁온도차에 의한 열응력이 큰 영향을 미친다는것을 정성적으로 분석하고있다.
우리 연구조는 장기기후변화가 수력구조물콩크리트의 수명에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위한 연구를 진행하여 일련의 성과를 거두고있다.
연구에서는 우선 대기의 온도와 바람속도, 물의 온도와 흐름속도와 같은 기후특성량들이 장기적으로 변할 때 생기는 다리기둥콩크리트의 열응력변화를 유한요소법에 의한 열-류체-구조해석을 통하여 분석한다.
다음으로 얻어진 결과를 수력콩크리트의 온도에 따르는 피로세기의 변화를 고려하여 수명을 결정한다.
이와 같은 방법으로 장기기후변화가 다리기둥의 패움손상에 미치는 영향을 정량적으로 분석하고 그에 따르는 피로균렬이 발생하는 시간을 예측하였으며 피로균렬을 방지하고 패움손상된 다리기둥을 보강하기 위한 대책을 제기한다.
연구결과에 의하면 겨울철 낮과 밤의 온도차가 20℃이상인 날이 50일이상 지속되는 온대지방에 위치한 다리기둥에서 피로균렬이 발생하는 시간은 수면의 높이와 강의 흐름길이 고정된 경우 70년이하로 예측된다.
또한 손상된 다리기둥을 보강하는 경우에 무근콩크리트로 보강할 때 피로균렬이 발생하는 시점이 15년이상이라면 철근콩크리트로 보강할 때에는 50년이상으로써 수명이 평균 3.5배정도 더 늘어난다는 연구결과를 얻어내였다.
우리의 연구결과는 국제학술잡지《Hydro Science & Marine Engineering》(2019)에 《Influence of Long-term Climate on Fatigue Life of Bridge Pier Concrete and a Reinforcement Method》 (https://doi.org/10.30564/hsme.v1i1.1009) 의 제목으로 출판되였다.
