• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.23-32
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• 2022

PSCB 거더교는 고속도로에서 공용중인 교량의 4%로 많은 비중을 차지하고 있지는 않지만, PSCB 거더교의 약 98%가 1·2종 교량이며 전체 교량 연장의 약 16%(192km)를 차지하는 만큼 유지관리가 매우 중요한 교량 형식 중 하나이다. PSCB 거더교의 손상유형을 분석하기 위해 고속도로 공용중 교량의 가설공법, 제설환경 노출등급 비율을 고려한 62개소(477경간) 정밀안전진단 보고서를 선정하여 상세 분석을 수행함과 동시에 실제 열화·손상이 발생한 교량의 현장조사를 수행하였으며, 그 결과 대부분의 열화·손상 원인은 교면포장으로 유입된 우수(염수)가 상부플랜지와 계면 사이에 체수되어 콘크리트가 열화되고, 이후 교면포장의 균열 및 파손, 철근의 부식·팽창으로 인한 콘크리트 박락 등으로 진전되어 나타난 것으로 조사되었다. 또한, 상부플랜지 하면에 발생한 교축방향 균열 원인은 수화열, 건조수축 등으로 인한 균열로 판단된다. 결론적으로 PSCB 거더교의 특성을 고려한 합리적인 유지관리를 위해서는 시공초기 발생되는 상부플랜지 하면 교축방향 균열 제어를 위한 설계측면의 개선 방안이 제시되어야 할 것이며, 공용중 발생되는 열화는 상부플랜지 열화 이전 교면포장의 유지관리를 통한 선제적 대응과 제설환경 노출등급에 따른 차별화된 유지관리 방안이 제시되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.131-138
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• 2015

본 논문에서는 도로교 설계기준이 개편됨에 따라 변화된 활하중과 설계식의 검토를 하려한다. 이를 위해 강합성 플레이트 거더교와 PSC 거더교를 이용한 두 예제를 살펴본다. 기존 도로교설계기준 하중과 AASHTO LRFD 하중 그리고 새로 개편된 도로교설계기준 2015 한계상태설계법에 나온 하중을 적용하여 횡분배 계수법과 유한요소 격자해석을 통해 구한 포락선을 비교 검토한다. 또한 강합성 플레이트 거더교의 경우 중앙지간의 길이 변화에 대한 검토를 하고, PSC 거더교의 경우에는 가로보의 개수와 경간의 개수, 그리고 각 경간장의 변화를 주어 각각 그 차이점을 분석한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.13-23
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• 2008

본 논문에서는 거더교 형식을 갖는 교량구조물의 격자 유한요소모델에 대한 모델개선을 위해 하이브리드 유전자 알고리즘에 기초한 유한요소 모델개선기법을 제안하였다. 하이브리드 유전자 알고리즘은 유전자 알고리즘과 심플렉스 최적화방법에 기초한 직접탐색기법으로 구성하였다. 제안된 기법에 적용할 수 있도록 고유진동수, 모드형상 및 정적 처짐에 대한 계측값과 유한요소해석 결과를 사용한 적합함수를 제시하고, 강성과 질량을 동시에 개선할 수 있도록 이들 세 가지 적합함수의 선형 조합 형태를 갖는 다중목적함수를 제시하였다. 제안된 방법은 2경간 연속 격자 유한요소모델의 수치예제와 단경간 플레이트 거더교에 대하여 검증하였다. 수치예제의 경우, 랜덤 노이즈를 고려한 계측오차의 영향을 수치해석적으로 평가하였다. 수치해석과 실험적 검증을 통해, 제안된 방법이 거더교 형식의 교량에 대한 유한요소 모델개선에 적합하고 효과적임을 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권6호
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• pp.449-458
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• 2016

강박스거더교의 온도하중을 위한 유효온도를 산정하기 위하여, 강박스거더교의 시험체와 실교량에서 온도 데이터가 2년간 측정되었다. 이 실험체와 실교량의 온도 측정결과를 바탕으로 대기온도에 대한 최고 및 최저 유효온도를 2014년, 2015년, 그리고 연속 2년간 산정하였다. 산정된 최고, 최저 유효온도는 EURO code, 그리고 현행 도로교 설계기준과 서로 비교 평가되었다. 2년간(2 year) 측정한 데이터 기준으로 최대 유효온도와 Euro code의 결정계수는 교량 시험체에서 R=0.894, 실교량에서 R=0.927이 산정되며, 최저 유효온도는 교량 시험체에서 R=0.992, 실교량에서 R=0.813이 산정되었다. 또한 연구 결과는 도로교설계기준(한계상태설계법)의 최고온도와 유사하든가 약간 초과하는 것으로 평가되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.309-318
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• 2004

본 연구는 최적설계 프로그램에 의해 PSC 박스 거더교를 최소경비로 자동 설계하고, 이를 다양한 Type의 교량 형식에 적용하여 강교나 콘크리트교량에 사용되는 일반적인 사항들이 PSC 교량에 어느 정도 부합이 되는지 검토하였다. 즉 연속교에서 부등 경간 분할교량과 등경간 분할교량을 비교하여 적정한 부등 경간 분할 비율을 산정하였고, 시대별ㆍ시방서별로 달리하는 하중계수가 PSC 박스 교량의 최적설계에 미치는 영향을 검토하였다. 또한 철근 콘크리트 교량 및 강교에 미관적으로 수려하고 재료 절감에 효과를 보이는 변단면을 PSC-박스형 거더교에 적용하여 보았다. 사용된 최적설계 프로그램은 축차 무제약 최소화 기법을 이용하였고, 설계과정에서 설계점들이 설계가능 영역밖에 있더라도 허용할 수 있도록 Kavlie가 제안한 확장 벌칙함수를 도입하였다. 또한 설계점들의 탐사 방법은 Powell's direct search method를 사용하며, 설계시간을 단축시키기 위해 설계점 변화에 따른 단면력 변화를 gradient를 이용하여 근사화 시키는 방법을 사용하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.375-384
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• 2016

현행, 도로교설계기준에서는 교량바닥판에 대해 지간이 짧은 다거더 플레이트 거더교 위주의 규정을 두고 있으며, 강합성 소수 거더교에 적용되는 장지간 바닥판에 대한 설계규정은 명확하게 없는 실정이다. 이는 소수 거더교의 장지간 바닥판에 적용하기에는 한계가 있으므로 합리적인 설계를 위해서는 관련 규정을 보완할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 내측부 교량바닥판의 지간 6.0~12.0m 범위를 대상으로 도로교설계기준의 KL-510 하중을 적용하여 교축방향(종방향)과 교축직각방향(횡방향)에 대한 설계휨모멘트를 제안하였다. 설계휨모멘트는 바닥판의 직교 이방성, 거더의 강성, 그리고 다차로재하계수의 영향이 반영되었으며, 이를 기존의 DB-24 하중에 대한 설계휨모멘트와 비교하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.135-142
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• 2008

본 연구는 LB-Deck 플레이트 합성 거더교의 최적설계에 관한 것이다. LB-Deck 플레이트 합성교의 최적화에 대한 문제는 목적함수와 제약조건식으로 이루어지고, 목적함수로는 LB-Deck 플레이트 System이 포함된 콘크리트 바닥판과 강재 거더 비용의 합으로 전체비용함수를 구성하였으며, 제약조건식은 도로교 시방 규정을 기준으로 유도하였다. 최적설계에 관한 최적화 알고리즘은 SUMT기법을 사용하였으며, 지간장이 60m로 모두 같은 1경간, 2경간 및 3경간 LB-Deck 플레이트 합성 거더교와 일반적인 철근콘크리트 강재 합성교에 대하여 1등교로 최적설계하고, 이를 수치적으로 상호 비교하였다. 이렇게 함으로써 구조해석과 단면설계 및 최적설계를 동시에 수행하고, LB-Deck 플레이트의 거푸집 역할에 의한 시공성과 프리캐스트 부재에 의한 안정성 및 최적설계에 의한 경제성을 모두 확보할 수 있도록 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.18-24
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• 2016

본 연구에서는 기존의 가속도 등을 이용하여 변위를 추정하는 방법의 문제점을 개선시키기 위해 단순지지 거더교의 실측 변형률로 부터 변위를 추정할 수 있는 간단한 방법을 제안하였다. 제안된 변위 추정 방법의 기본 개념은 변위와 변형률의 관계로부터 유도되었으며, 해석적 방법을 부가적으로 도입하여 일반화시켰다. 실교량과 유사한 동적 거동특성을 갖는 단순지지 강판에 대한 정 동적 실내실험을 수행하였으며, 실험을 통해 실험체 중앙점의 변위 및 변형률을 측정하였다. 실험체에 대한 실측 변형률을 이용하여 추정된 변위는 실측 변위와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 변위 추정 방법은 변위계 설치를 위한 고정된 기준점 확보가 곤란한 실교량(단순지지 거더교)의 변위 측정에 적합하다고 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.271-280
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• 2007

본 연구에서는 단재하경로 구조로 인식되는 2-거더교에서 한 개 거더의 손상 시 여유도를 평가하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 실험변수는 하부 수평브레이싱으로 하여 하부 수평브레이싱이 설치된 경우와 설치되지 않은 경우의 단경간 1/5 모형 시험체 2개를 제작하였다. 먼저 균열이 없는 정상상태 시험체에 대해서 탄성범위 내에서 재하실험을 수행하였으며, 이후 지간 중앙부의 한 개 거더에 인위적인 손상을 가한 후 종국상태에 이르기까지 재하 실험을 수행하였다. 실험으로부터 정상상태의 교량에서도 수평브레이싱은 하중 재분배 역할을 수행하였으며, 한 개 거더에 심각한 손상이 발생한 경우에는 가로보와 바닥판이 비균열 거더 측으로 하중 재분배 기능을 일부 수행하였으나, 특히 하부 수평브레이싱은 2-거더교의 손상 시 여유도 향상에 매우 중요한 기능을 하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.151-160
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• 2005

현재의 교량설계기준에서는 연속거더교량에 대한 활하중 분배계수 규정에 대해 명확한 언급이 되어있지 않다. 따라서 이 논문의 목적은 단순교에 사용되는 시방서 규정 활하중 분배계수가 연속거더교에도 적용이 가능한지를 유한요소해석에 의해 검증하는 것이다. 연속거더교에 대한 활하중 분배의 영향을 검증하기 위해 5개의 공용중인 연속교에 대한 유한요소해석을 실행하였으며 그 결과 연속교에서 정모멘트 구역과 부모멘트 구역에서 활하중의 분배 형태는 매우 비슷하다는 결론을 내릴 수 있었다. 또한 처짐값의 비교에서 얻어진 활하중의 분배와 변형율에 기본한 활하중의 분배 양상의 차이가 거의 없는 것으로 나타났다. 해석 결과 현재 사용되고 있는 설계기준의 활하중 분배에 대한 규정은 연속거더교에 대해 매우 보수적이라고 판단된다.