• 한국철도학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.71-77
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• 2010

대부분의 선진국에서 교량의 유지보수 및 보강(Maintenance Repair & Rehabilitation-MR&R)으로 인한 비용은 해마다 증가하고 있다. 전산화된 교량유지관리 및 의사결정시스템(Bridge Management System-BMS)은 가능한 최저의 생애주기비용(Life Cycle Cost - LCC)에 최적의 안정성를 확보하기 위해 개발되었다. 본 논문에서는 제한된 현존하는 교량진단기록을 이용하여 현존하지 않는 과거의 교량상태등급 데이타를 생성하기 위해 Backward Prediction Model(BPM)이라 불리는 인공신경망(Artificial Neural Network-ANN)에 기초한 예측모델을 제시한다. 제안된 BPM은 한정된 교량 정기점검기록으로부터 현존하는 교량진단기록과 연관성을 확립하기 위해 교통량과 인구, 그리고 기후 등과 같은 비구조적 요소를 이용하며, 제한된 교량진단기록과 비구조적 요소 사이에 맺어진 연관성을 통해 현존하지 않는 과거의 교량상태등급 데이타를 생성할 수 있다. BPM의 신뢰도를 측정하기 위하여 Maryland DOT로 부터 얻어진 National Bridge Inventory(NBI)와 BMS 교량진단자료를 이용하였다. 이중 NBI자료를 이용한 Backward comparison 에 있어서 실제 NBI기록과 BPM으로 생성된 교량상태등급과의 차이(상판: 6.68%, 상부구조부: 6.61%, 하부구조부: 7.52%)는 BPM으로 생성된 결과의 높은 신뢰도를 보여준다. 이 연구의 결과는 제한된 정기점검 기록으로 야기되는 BMS의 장기 교량손상 예측에 관련된 사용상의 문제를 최소화하고 전반적인 BMS 결과의 신뢰도를 높이는데 기여 할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2A호
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• pp.281-288
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• 2008

콘크리트와 강재의 특성을 살린 복합구조 교량에 있어서 새로운 구조 형식인 복부 파형강판 PSC 박스거더 교량은 시공성 및 경제적인 측면에서 우수한 장점이 있다. 그러나 이와 관련된 기존 연구는 전단 좌굴에 대한 복부 파형강판의 거동 및 접합부의 형상 개발과 관련하여 한정된 측면이 있으며, 교량 자체로서의 비틀림 거동에 대한 연구는 다소 부족한 실정으로 합리적인 비틀림 해석모델의 개발과 거동 예측에 대한 연구가 필요하다고 판단된다. 본 연구에서는 복부 파형강판 PSC 박스거더 교량에 대하여, 공간트러스 모델을 이용한 Rausch의 제안식과 RC 요소의 연화효과가 고려된 평형 방정식, 적합 조건식을 활용하고 복부 파형강판 구조 형태에 의하여 추가적으로 고려해야 할 구성 방정식과 모델, 제안식 등을 적용한 비틀림 해석모델을 제시하고 기존에 수행된 부재 실험결과와의 비교를 통하여 해석모델의 합리성을 검토하였다. 또한 복부 파형강판 PSC 박스의 비틀림 거동에 영향을 미치는 프리스트레싱 힘과 콘크리트 압축강도를 변수로 한 해석을 진행하였으며, 제안된 비틀림 해석모델을 이용하여 복부 파형 강판과 프리스트레스 된 콘크리트 부재의 단면 형상비(H/B)에 따른 해석을 수행하여 보다 합리적인 비틀림 정수와 이와 관련한 수정식을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.365-373
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• 2002

이 논문에서는 교량의 수명을 예측하기 위한 시스템 신뢰성 이론이 설명되고, 생애 분포 함수를 이용하여 현존하는 교량의 잔존 수명을 예측하는 방법이 설명된다. 시스템 이론과 생애함수 (survivor functions) 를 이용하여 LIFETIME 이라는 프로그램을 개발하였다. Survivor functions은 주어진 시간 t에 대해 신뢰성을 산출한다. 이 프로그램을 이용하여 콜로라도주에 있는 교량의 수명을 예측하였다. 이 교량은 직렬과 병렬로 구성된 시스템으로 컴퓨터 모델링 되었으며 이 모델을 이용하여 시스템 파괴 확률을 시간에 대해 계산하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.117-123
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• 2000

열차와 교량의 3차원 모델링을 사용한 고속철도 교량의 동적해석이 수행되었다. 철도교의 모델인은 판요소와 3차원 뼈대요소로 모델링되었다. 상판과 주형 사이의 offset은 기하학적인 구속조건을 사용하여 고려하였다. 본 연구에서 사용된 고속철도는 2량의 동력차와 2량의 모터차와 16량의 객차로 구성되어 있다. 관절형 대차로 연결되어 전체 열차계의 운동방정식은 Lagrange 방정식을 이용하여 유도되었으며, 차제와 대차 그리고 자축의 3차원인 운동을 고려하였다. 이동 열차에 의한 교량의 응답은 predictor-corrector 반복법에 의한 Newmark-$\beta$ 법에 의해서 그 해가 구해진다. 매개변수해석에 의해서 열차의 이상화방법, 열차의 제동, 철도교량의 주행면 조도에 의한 영향이 고찰되었다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2003년도 추계 학술발표회논문집
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• pp.352-359
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• 2003

철도나 고속철도 교량에 사용되는 장대레일은 차량에 의한 동적충격의 완화, 주행시 승차감의 향상과 같은 장점을 가져온 반면에, 인접한 교량의 연결부에서 레일과 교량 상부구조간의 거동 불일치로 인해 레일에 부가적인 응력을 발생시킨다. 이러한 부가적인 레일응력과 지반운동의 특성에 따른 구조적 응답의 민감도 및 열차의 안전한 정지를 고려하여, 지진 발생시 고속철도교량의 장대레일 응력을 해석하기 위해 레일의 재료비선형성, 지반운동의 위상차 등을 고려한 비선형 시간이력해석 방법을 제시하였다. 그리고 우리나라의 여러 지반조건을 고려하고 고속철도의 대표적인 연속교량 모델에 적용하여 제시한 방법의 타당성을 검토하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.9-18
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• 2012

정보 모델링이라 일컫는 BIM은 단순히 이미지를 표현할 뿐만 아니라 교량의 전 생애주기에 발생하는 정보를 저장하는 도구로 활용된다. 최근 발주부터 유지관리까지 교량의 전 생애주기 동안에 BIM을 활용하여 건설 생산성을 향상시키려는 시도가 증가하고 있다. 현재 BIM에 대한 이점은 어느 정도 인지하고 있는 상태이지만, BIM구축 및 활용에 대한 정보가 부족한 상태에서 도입하면 오히려 이익보다는 추가적인 업무발생에 의한 손실을 일으키게 되므로 아직까지는 조심스러운 단계이다. 따라서 본 연구에서는 교량에 관한 BIM을 실제로 작성하여 토목분야의 객체를 모델링할 수 있는지를 평가하고 BIM을 적절하게 활용하기 위한 개선점 및 향후 활용방안에 대해 고찰하고자 한다. 연구결과 BIM은 도면과 물량산정에 있어서 일관성, 효율성, 정확성에 기여할 수 있었고 파라메트릭 모델을 활용한 치수 설정으로 모델의 재활용이 가능한 것으로 나타났다. 도입 초기에는 모델작성에 따른 노력이 소모되지만 그 이후에는 작성된 모델을 활용하므로 생산성을 증가시키는데 도움이 될 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권3A호
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• pp.161-169
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• 2012

본 연구에서는 중 소규모 교량에 적용이 가능한 초간편 H형강 강합성 교량의 안전성 및 성능평가를 위하여 유한요소해석 및 종국강도실험을 수행하였다. 범용유한요소해석 프로그램 ABAQUS(2007)를 사용하여 강합성 단위주형 모델과 4주형 모델이 검토되었으며, 해석결과를 토대로 모델별 거동특성을 분석하고, 실험체에 설치될 변위계(LVDT)와 변형률 게이지 위치를 결정하였다. 두 개의 실험체 정적하중실험을 통하여 신형식 초간편 H형강 강합성 교량의 하중 횡분배율을 분석 및 제안하였다. 강합성 단위주형 실험체의 H형강 하부플랜지가 항복응력에 도달하는 시기의 재하하중은 500 kN으로 나타났으며, 실험체 종국하중은 840 kN이다. 강합성 4주형 실험체 재하하중에 의한 항복모멘트와 소성모멘트는 도로교설계기준(2005)을 토대로 산정된 활하중 설계모멘트에 각각 2.4배, 4.1배의 강도를 나타내었다. 초간편 H형강 강합성 교량 실험을 통하여 본 신형식 교량은 시공 중 및 시공 후 안전성과 강도가 충분히 발휘됨을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권2호
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• pp.61-68
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• 2024

국내 경부선 및 호남선의 고속철도교량은 대부분 PSC-box 형식으로 설계되어 있고, 경간장35~40m인 경우 약 4~5Hz 정도의 1차 휨 고유진동수를 가지고 있다. 이때 KTX 고속열차가 290~310 km/h 속도로 주행할 경우, 열차에 의한 가진 진동수가 교량의 1차 휨 고유진동수에 근접하면서 공진 유사 현상이 발생하게 된다. KTX와 함께 향후 운행예정인 EMU-320 고속열차의 증속에 대해서도 철도교량의 동적 응답을 통한 안전성 분석이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 실제 철도교량에서 계측된 응답을 기반으로 구조해석모델 개선 기법을 통해 대상 철도교량과 거동이 유사한 해석모델을 구현하였다. 개선된 구조해석모델은 고속철도교량에 KTX가 주행할 때 계측된 응답과 비교하여 검증하고, 이를 통해 KTX와 EMU-320 고속열차가 증속할 경우 동적 응답 특성을 분석하였다. 또한, 결과적으로, 교량 중앙부의 최대 수직변위와 가속도의 변화는 철도설계기준과 비교하여 주행 안전성을 평가하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.91-101
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• 2008

I형 프리스트레스트 콘크리트 거더 교량의 활하중 분배계수식을 개발하기 위한 구조해석 모델은 해석결과의 적정성과 함께 모델링의 용이성도 동시에 가지고 있어야 한다. 그 이유는 활하중 분배계수식의 개발 과정에서 무수히 많은 횟수의 구조해석이 필요하기 때문이다. 본 연구에서는 기존 연구와 설계실무에서 사용하고 있는 모델들을 비교하여 적정한 구조해석모델을 선정하였다. 또한 수치해석과 재하시험 결과와의 비교를 통하여 방호벽과 가로보의 휨 강성이 활하중분배에 미치는 영향을 분석하였다. 연구결과로서 I형 프리스트레스트 콘크리트 거더 교량의 구조해석에는 편심을 반영한 거더, 방호벽 및 가로보를 바닥판에 연결시킨 모델이 해석결과의 정확성과 모델링의 편이성을 동시에 만족시키는 측면에서 적합하였다. 그러나 방호벽은 강성변화에도 불구하고 활하중분배에 미치는 영향이 미소한 것으로 분석되었다. 편심을 고려한 가로보는 휨 강성 25% 이상에서는 강성변화에 따른 영향이 적었다. 따라서 거더는 바닥판과의 편심을 고려하여 강체요소로 연결하고, 방호벽은 무시하고, 가로보는 전 단면이 유효한 것으로 가정한 상태에서 편심을 주지 않는 모델을 I형 프리스트레스트 콘크리트 거더 교량의 활하중 분배계수식의 개발을 위한 최종 구조해석 모델로서 선정하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.417-424
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• 2010

변단면을 갖는 FCM(Free Cantilever Method) 교량의 초기 설계단계에서 설계변경에 따른 반복적 작업에 대한 효율성 향상을 위하여 박스거더의 종방향 형상을 자동조정할 수 있도록 하는 파라메트릭 모델링 방법을 연구하였다. FCM 교량의 종방향 형상을 표현하기 위한 매개변수를 정의하였으며, 기존 FCM 교량의 설계 시 적용된 매개변수의 통계치 적용을 통해 매개변수들 간의 내재적, 외재적 구속조건 및 함수관계를 정의하였다. 정의한 구속조건 및 관계를 적용한 파라메트릭 모델링 구현을 통해 그 적용 가능성을 검증하였으며, 기존 설계된 교량을 대상으로 파라메트릭 모델링을 수행한 결과로 생성된 3차원 교량 모델의 콘크리트 물량과 대상교량의 설계문서 상의 물량 비교를 통해 모델의 정확성을 확인하였다.