• 대한토목학회논문집
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• 제31권3D호
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• pp.421-431
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• 2011

본 논문에서는 폴리머 콘크리트 박막 교면포장의 적용성을 알아보기 위한 하나의 방법으로 SMA(Stone Mastic Asphalt) 교면포장으로 시공된 실제 교량 및 이와 동일한 조건에서 교면포장을 박막의 폴리머 콘크리트로 대체한 가상의 교량에 대해 정적 해석을 실시하였다. 다양한 교량형식에 대한 평가를 위하여 SMA 교면포장으로 시공된 PSC(Prestressed Concrete) 거더교, 강박스 거더교, PSC 박스 거더교, RC(Reinforced Concrete) 라멘교를 해석하고 비교하였다. 바닥판과 교면포장은 완전히 접착된 것으로 가정하였으며 시공 중 발생한 응력과 처짐은 무시하고 교면포장의 자중과 차량하중으로 인하여 발생된 응력과 처짐을 분석하였다. 해석 결과, 가벼운 단위중량과 얇은 두께로 포장자중이 더 작았던 폴리머 콘크리트를 사용한 교량의 응력과 처짐은 SMA를 사용한 교량보다 작은 것으로 해석되었다. 차량하중으로 인해 폴리머 콘크리트를 사용한 교량에 발생한 응력과 처짐은 얇은 포장 두께로 인한 단면이차모멘트의 감소 때문에 SMA를 사용한 교량보다 크게 나타났다. 포장의 자중과 차량하중이 동시에 작용하는 경우에는 자중 감소효과가 지배적으로 작용하여 폴리머 콘크리트를 사용한 교량의 응력과 처짐이 더 작게 나타났다. 향후 교면포장의 공용성 조사와 경제성 분석을 통한 비교 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권5호통권78호
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• pp.511-518
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• 2005

원곡선교의 거동은 일반적인 직선교보다 복잡하여 교량의 해석 및 설계와 시공에 있어서 많은 주의를 요한다. 곡선교의 설계에는 일반적인 구조해석 프로그램이나 전용 프로그램에 의한 격자 해석이 주로 이용되는데 이들 해석 프로그램의 결과와 실제 곡선 교량의 거동에 대한 정합성을 비교 검토한 연구는 국내에서 아직까지 이뤄지지 않았다. 본 연구에서는 두 개의 교량-단경간 교량과 3경간 연속교-을 대상으로 현장 계측 및 범용 구조해석 프로그램과 3차원 정밀 해석 프로그램을 이용한 해석을 실시하여 곡선교의 거동에 대한 연구와 현 설계 방법에 대한 검증을 실시하였다. 공정별 계측과 해석 결과는 서로 정량적인 차이를 보이고 있지만 정성적으로는 유사한 관계를 가지고 있었다. 플랜지의 횡 방향에 대한 응력의 변화가 관찰되었고, 격자 해석 모델이 3차원 정밀 해석 모델보다 보수 측의 해석 결과를 갖는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권4호통권65호
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• pp.341-358
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• 2003

본 논문에서는 강교의 실용적인 생애주기비용 (LCC) 최적설계를 위한 일반화된 정식화와 LCC 설계시스템 모델을 제안하였다. 강교 최적설계를 위한 LCC는 초기비용, 직접 복구 (rehabilitation) 비용과 인적 혹은 물적 손실비용의 직접비용, 도로이용자비용, 그리고 사회-경제 손실비용을 포함한 간접비용의 현재가치의 합으로 정식화하였다. 특히 본 논문에서는 교량이 속해 있는 도로의 네트워크를 고려한 도로이용자비용과 사회-경제 손실비용 산정을 위한 새로운 모델을 제안하였다. 본 연구에서 제안된 LCC 정식화 모델은 실제 강박스 거더교와 강상판형교의 LCC 최적설계 문제에 적용하였고, 다양한 경우에 대한 LCC의 효율성에 대해 비교 고찰하였다. LCC를 고려한 강교량의 최적설계는 설계시방서에 기초한 설계방법뿐만 아니라 초기비용 절감을 위한 최적설계 방법과 비교할 때 더욱 합리적이고, 경제적이며, 안전한 설계를 유도할 수 있으리라 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.520-526
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• 2019

플레이트 거더교에서 I형은 매우 경제적인 단면으로 넓게 적용되고 있으며 지금까지 복합적층의 패널, 폐단면 리브로 보강된 곡판, 새로운 형태의 리브, 새로운 형식의 강박스거더 압축플랜지 개발 등의 좌굴거동에 대한 연구가 활발히 진행되었다. 하지만 이는 I형 거더의 복부판에서 발생한 국부좌굴의 원인을 정확하게 분석하는데 한계가 있었다. 따라서 본 논문에서는 실제 적용된 I형 거더의 복부판이 도로교설계기준에서 제시하는 최소두께 기준의 만족여부와 보강전과 후에 대하여 유한요소해석 프로그램 LUSAS 17.0을 사용하여 모델링하고 고정하중과 활하중에 대한 선형탄성 좌굴 해석을 수행 후 좌굴발생의 원인을 분석하였다. 보강 전은 1mode의 고유치(λ₁) 값이 0.7025로 임계좌굴하중이 작용하중보다 작아 좌굴이 발생하였지만 보강 후는 거더 지점부의 복부판에 수직 및 수평보강재를 추가함에 따라 여기에 Nodal line이 형성되고 좌굴에 대한 저항강도가 증가하여 1mode의 고유치(λ₁) 값이 1.5272로 좌굴하중에 대한 안정성을 확보한 것으로 분석되었다. 또한 지점부의 좌굴 흔적을 개선하기 위해 복부판의 일부에 덧댐판을 추가한 보강방안에 대한 좌굴해석 결과 1mode의 좌굴이 복부판의 지점부가 아닌 중앙부에서 발생하였고 고유치(λ₁)값이 3.5299로 보강 후보다 2배 이상 커서 향후 지점부의 복부판 보강방안으로는 효과적일 것으로 기대된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권2호통권75호
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• pp.227-241
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• 2005

본 논문에서는 생애주기동안 발생하는 부식이나 일평균교통량 및 중차량의 통행량와 같은 사용환경에 의존하는 강교의 생애신뢰성에 기초한 생애주기비용(Life-Cycle Cost: 이하 LCC) 최적설계 방법론을 제안하였다. 강교 최적설계를 위한 LCC는 초기비용, 생애주기 기대유지관리비용, 생애주기 기대직접복구비용과 인적 혹은 물적손실비용, 도로이용자비용, 그리고 사회-경제 손실비용을 포함하는 간접복구비용을 현재가치의 합으로 정식화하였다. 이러한 LCC비용항목 중에서 생애주기 복구비용의 산정을 위해서는 하중과 저항이력에 의존하는 누적손확률로부터 산정되는 연파손확률이 고려되어야한다. 이를 위해 본 논문에서는 Nowak의 활하중 모델(1993)과 부식개시, 부식률, 그리고 재도장영향을 고려한 수정된 부식모델을 제안하였다. 이와같이 본 연구에서 제안된 LCC 최적설계 방법론은 3 경간연속(40m+50m+40m= 130m)의 실제 강박스거더교에 적용되었고, 사용환경에 대한 LCC의 효율성에 대해 비교 고찰하였다. 적용예를 통해 부식환경, 일평균교통량, 그리고 중차량의 통행량는 강교 LCC최적설계에 매우 중요한 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었으며, 이러한 교량의 사용환경인자들은 경우에 따라 LCC 최적설계에 대한 주요 변수로 고려되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.545-551
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• 2018

외국 설계기준에서 제시하고 있는 단면 온도 경사모델의 국내적용을 위하여, 강상자형 교량 시험체를 폭 2.0m, 높이 2.0m, 길이 3.0m, 상부슬래브 두께 0.2m로 제작하고, 2016년 여름동안 시험체의 온도를 측정하였다. 측정 데이터의 신뢰성을 검증하기 위하여 측정된 대기기온과 기상청의 대기기온을 비교 검토하였다. 측정된 24개의 온도 측정 게이지 중 Euro code와 온도차를 비교 할 수 있는 4개의 온도 게이지를 선정하고, 측정온도의 분포를 분석하였다. 각 지점에서 최대 온도차를 선정하기 위한 기준 대기온도를 결정하여, 최대 최저 온도를 계산하고, 이를 바탕으로 온도차(경사)를 산정하고 온도차 모델을 제시하였다. 제시된 온도차 모델은 Euro code의 온도분포와 비교할 때 슬래브 최상단에서 $0.9^{\circ}C$, 중앙 경사부에서 $0.3{\sim}0.4^{\circ}C$의 온도차를 보여 Euro code와 유사한 결과를 보였다. 산정한 표준오차 계수는 표준오차의 2.71~2.84배로 산정되었고, 일정한 범위의 값을 보였다. 제시된 온도차 모델은 국내 온도설계의 온도차 산정 시 기본 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.75-89
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• 2006

본 논문에서는 생애주기동안 발생하는 부식이나 일평균교통량 및 중차량의 통행량와 같은 사용환경에 의존하는 강교의 생애신뢰성에 기초한 생애주기비용(Life-Cycle Cost: 이하 LCC) 최적설계 방법론을 제안하였다. 강교 최적설계를 위한 LCC는 초기비용, 생애주기 기대유지관리비용, 생애주기 기대직접복구비용과 인적 혹은 물적손실비용, 도로이용자비용, 그리고 사회-경제 손실비용을 포함하는 간접복구비용을 현재가치의 합으로 정식화하였다. 이러한 LCC비용항목 중에서 생애주기 복구비용의 산정을 위해서는 하중과 저항이력에 의존하는 누적손상확률로부터 산정되는 연파손확률이 고려되어야한다. 이를 위해 본 논문에서는 Nowak의 활하중 모델(1993)과 부식개시, 부식률, 그리고 재도장영향을 고려한 수정된 부식모델을 제안하였다. 이와같이 본 연구에서 제안된 LCC 최적설계 방법론은 3 경간연속(40 m+50 m+40 m=130 m)의 실제 강박스거더교에 적용되었고, 강재종류, 부식환경, 교통량 및 할인율에 따른 LCC의 효율성에 대해 비교 고찰하였다. 적용예를 통해 부식환경, 일평균교통량, 그리고 중차량의 통행량, 할인율 등은 강교 LCC최적설계에 매우 중요한 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었으며, 이러한 교량의 사용환경인자들은 경우에 따라 LCC 최적설계에 대한 주요 변수로 고려되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.333-345
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• 2008

프리캐스트 콘크리트 바닥판 교량의 적용이 2거더 교량이나 개구제형 강박스 교량으로 확대되고 있다. 소수거더교에 프리캐스트 바닥판 교량의 적용에서 가장 어려운 점은 완전합성을 확보하기 위해 필요한 전단연결재의 배치이다. 좁은 영역에 많은 연결재를 배치해야 하기 때문에 프리캐스트 바닥판의 단면 손실이 커서 철근의 배치가 어렵게 된다. 이 논문에서는 현재 설계 기준에서 제시하고 있는 스터드 전단연결재의 최소 간격보다 좁은 연결재 간격을 가질 경우의 극한 강도 특성을 정적 실험을 통해 평가하였다. 실험결과로부터 최소 간격보다 좁은 간격으로 배치할 경우에 현재의 설계기준 강도보다 낮은 극한 강도를 발현하는 것으로 나타났고 프리캐스트 슬래브의 보강 혹은 포켓부의 부분보강의 효과로 인해 강도 증진이 나타났다. 그룹 스터드 전단연결부의 설계는 연결재 전단강도와 콘크리트 슬래브의 강도의 상대적인 비로부터 파괴모드를 예측하고 연결재 파괴를 유도할 수 있도록 이루어져야 한다. 실험결과로부터 스터드 간격을 고려한 그룹 스터드 전단연결부의 극한강도에 대한 경험식을 제안하였다. 피로실험을 수행한 결과로부터 이 연구의 실험범위내에서는 그룹스터드 전단연결부의 피로강도 감소가 나타나지 않는 것으로 밝혀졌다. 연구결과를 활용하여 프리캐스트 바닥판의 상세를 개선하였다.