• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.779-788
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• 1998

본 논문은 강교량 부재에 번번하게 사용되는 용접상세로 비교적 낮은 피로강도를 보이는 부재에 대해 실험과 해석적 연구를 수행하였다. 측정응력을 고려해보면, 피로균열은 복부에 연결되는 거셋판의 필렛용접 지단부에서 시작하였으며, 용접단면의 기하학적 조건과 불연속성으로 인하여 집중응력이 발생하는 것으로 나타났다. 비드단면의 기하학적 형상을 고려한 FEM 모델의 해석결과와 동일한 위치에서 게이지에 의한 측정응력은 둘다 비슷한 수준의 응력집중이 용접지단부에서 발생하고 있음을 보여주고 있다. 피로실험 결과를 AASHTO와 JSSC의 피로설계기준과 비교한 결과, 80mm와 150mm 부착 시험편 모두에서 AASHTO의 D와 E등급, JSSC의 F와 G등급을 만족하거나 상회하는 것으로 나타났다. 또한, WG1와 WG3 시험편은 AASHTO와 JSSC의 S-N선도 보다 완만한 -0.3의 기울기를 갖는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권1호통권34호
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• pp.1-10
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• 1998

교량의 신설 또는 보수를 위한 작업차량의 진출입로나 기존 통행차량의 우회를 목적으로 한시적으로 사용되는 가교량은 일반적으로 상부구조로 H-Beam, 하부구조로 H-Pile을 사용하여, 이들 각 부재를 고장력볼트로 연결한 강구조 형식을 채택하고 있다. 그러나 이러한 교량은 상부구조에 신축이음부를 두지 않고 있어 일일기온차에 의해 발생하는 온도응력이 전체 구조거동에 미치는 영향이 클 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 상부구조인 H-Beam에 온도와 변형률의 상시계측을 위한 모니터링 시스템을 도입하여 측정된 온도 및 변형률 데이터로부터 발생온도와 온도응력의 관계를 조사하였으며, 구조해석을 통한 이론치와의 비교를 실시하여 각 부재에서 발생하는 온도응력이 전체 구조거동에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과, 본 구조물에서 발생하는 응력의 변화는 부재의 온도변화에 의한 온도응력이 주원인인 것으로 나타났으며, 하부구조인 H-Pile의 충분한 교축방향 변위로 인하여 상부구조인 H-Beam의 온도변형 구속은 이루어지지 않는 것으로 나타났다. 한편, 상부구조인 H-Beam간의 연결 강성이 충분하지 않아 전체 구조계보다는 부분 구조계에 대한 해석으로부터 얻어진 변형량이 측정 온도 및 응력으로부터 계산된 변형량과 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.77-85
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• 2020

본 연구에서는 2주탑 콘크리트 사장교를 대상으로 경계조건에 따른 지진 취약도 곡선을 작성하고, 경계조건이 교량의 지진 취약도에 미치는 영향을 평가하고자 한다. 대상교량에 대한 해석모델이 Midas Civil을 사용하여 구축되었고 Fiber요소와 콘크리트, 철근의 재료모델을 적용하여 비선형 시간이력해석을 수행하였다. 주탑과 보강형 사이의 경계조건을 강결, 비구속, 포트받침, 면진받침의 총 4가지로 구분하여 각각의 경계조건에 대해 지진 취약도 곡선을 작성하였다. 주탑의 소성힌지구간과 연결부, 케이블을 취약부재로 선정하고 이 부재들에 대해 지진 취약도 곡선을 작성하였다. 분석결과 주탑의 소성힌지구간과 연결부에서는 면진받침모델이 가장 낮은 손상확률을 나타내고, 케이블의 지진 취약도는 경계조건에 의한 영향이 다른 부재에 비해 크지 않은 것을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4A호
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• pp.581-590
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• 2008

프리캐스트 패널은 교량바닥판의 합성 구조부재로서 사용된다. 프리캐스트 패널의 횡방향 철근은 교량바닥판의 주철근 역할을 하며, 또한 패널 상부의 현장타설 콘크리트 시공시 거푸집 대용으로도 적용된다. 이 논문에서 3가지 이음부 형상을 적용한 합성보 시험체에 대해서 정적실험을 수행하여 강도 및 균열폭을 검토하였다. 실험결과, 루프이음을 적용한 반단면 프리캐스트 부재의 연속성이 우수함을 확인하였고, 루프이음의 겹이음 길이와 횡방향 보강철근의 영향도 검토하였다. 루프이음의 겹이음 길이가 증가할수록 루프이음 반단면 프리캐스트 부재의 휨강도가 증가하였다. 또한, 루프이음부에 횡방향 보강철근은 균열제어에 매우 효율적임을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.55-66
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• 1991

본 논문에서는 교량의 합리적인 설계하중결정과 설계기준을 유도하기 위한 연구를 수행하였다. 현행의 설계기준은 하중과 부재저항의 불확실성을 합리적으로 고려하지 못하고 있어 교량의 지간길이에 따라 안전도 수준이 서로 다르게 나타나고 있다. 따라서, 본 논문에서는 교량의 일반적인 지간길이에 따라 일정한 안전도수준을 갖을 수 있는 교량의 합리적인 설계하중과 설계기준을 유도하여 제시하였다. 본 연구에서 제시한 설계하중은 우리나라 도로상의 실제 통행차량 조사자료에 근거하였으며, 이에 따른 설계기준도 진보된 개념의 하중-저항계수형식으로 유도하였다. 또한, 통행량증가에 따른 영향을 고려하기 위하여 통행량에 따른 활하중계수를 유도하였다. 본 논문에서 유도된 설계하중과 설계기준은 교량의 지간길이에 따라 일정한 안전도로수준을 나타내고 있으며, 활하중 증가에 따른 영향을 합리적으로 고려하고 있어 앞으로 우리나라 도로설계기준에 유용한 자료를 제공할 것으로 사료된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.7-13
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• 2011

지진에 대한 장대 교량의 정확한 반응 해석은 지진 방재에 있어서 중요한 역할을 한다. 본 논문은 비동기 다지지점 지진입력에 의한 교량의 반응을 진동수 영역방법과 시간 영역방법으로 해석하였으며 그 결과를 동기 입력 결과와 비교하였다. 시간영역방법에서는 선형모드 중첩 법으로 최대반응 값을 계산하였다. 진동수영역방법에서는 선형랜덤진동 이론을 사용하여 교량 성능에 영향을 미치는 모드와 다지지점 지진입력의 상호상관관계를 고려한 반응의 제곱평균근(RMS값)을 계산하였다. 교량 성능 반응 중, 변위 및 부재의 내력에 대한 시간 영역해석 결과와 진동수영역 해석 결과로부터 최대반응 값과 RMS값의 비로 정의된 최대반응 계수의 실용적인 값과 계산 방법을 요약하였다. 신뢰 있는 최대 반응계수가 있으면, 교량의 성능기반설계에서 구체적인 임의의 입력을 고려한 시간영역방법보다 결과의 일반성 및 수치적인 장점을 갖은 진동수영역방법이 더 효율적이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.175-185
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• 2003

사장교의 정확한 초기형상을 결정하기 위하여 초기부재력법과 TCUD법을 효과적으로 결합시킨 개선된 해석방법을 제시한다. 먼저 사장재, 주탑 그리고 주형을 모델링하기 위하여 무응력길이의 변화를 고려한 탄성현수선요소, 보-기둥요소의 힘-변형관계식과 접선강성 행렬 산정법을 간략히 제시한다. 이제 케이블의 무응력길이를 변수로 취급하여 교량 전체의 접선강성행렬을 산정하고, 경계조건 이외에 케이블 개수만큼의 절점변위를 설계자의 초기형상에 가깝게 되도록 추가적으로 절점변위를 구속하여 절점변위 및 무응력길이의 증분을 산정하고 이를 토대로 케이블 부재력과 주형 및 주탑의 부재력을 산정한다. 이렇게 계산된 부재력으로부터 불평형하중을 산정하고 수렴이 될 때까지 다시 반복계산이 이루어진다. 수렴이 되었을 때 사장교의 주탑 및 주형의 축방향 변위를 제거하기 위하여 초기부재력법을 적용한다. 결론적으로, 케이블의 무응력길이를 변수로 추가함으로써 사장재 주형정착부의 수직변위와 주탑의 수평변위를 설계목적에 적합하도록 제어하여 휨모멘트를 최소화할 수 있었고, 초기부재력법을 결합시켜 주형, 주탑의 축방향변위가 발생하지 않는 해석결과를 얻었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.779-789
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• 2015

케이블교량은 교량길이가 길고 규모가 크기 때문에 온도에 의한 이동량과 형상변화는 일반교량보다 훨씬 크다. 따라서 공용 중 온도영향을 분석, 평가하는 것이 중요하며, 온도영향은 온도변화에 따라 교량 상부구조계가 늘어나거나 줄어드는 온도신축거동을 평가하는 것이 가장 기본이다. 이에 공용 중인 사장교에서 장기간 계측된 온도와 이종 변위 데이터를 활용하여 실제적인 온도신축거동을 평가하고자 하였다. 변위 데이터는 기존 신축변위계와 함께 새롭게 도입된 GNSS(Global Navigation Satellite System) 수신기에서 계측된 데이터를 활용하였다. 먼저 외기온도, 개별온도, 평균온도, 유효온도의 다양한 온도 조합에 대한 신축거동의 상관성을 분석하여 부재의 평균온도나 유효온도를 사용하는 것이 합리적임을 확인하였다. 부재 유효온도와 신축량의 선형회귀분석으로부터 단위온도신축량을 산정하고, 추가적으로 신축길이와 계측 단위온도 신축량의 선형회귀분석으로부터 선팽창계수와 중립점의 위치를 산정할 수 있었다. 이를 이론과 해석 결과와 비교함으로써 케이블교량의 실제 온도신축거동의 건전성을 평가할 수 있는 방안을 제시하였다.

• 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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• 제9권4호통권33호
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• pp.489-500
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• 1997

현재 국내에서 공용되고 있는 철도 교량은 약 3,000여개이며, 그 가운데 강교량이 차지하는 비율은 47% 정도로서 도로교에 비해 강교량이 차지하는 비율이 훨씬 높은 것을 알 수 있다. 또한, 강철도교의 장지간 교량의 대부분이 강판형과 트러스 형식을 채택하고 있으며, 이들 교량은 대부분이 30년 이상의 공용이력을 갖고 있어 각 교량에서 피로 및 부식에 의한 손상이 진행되고 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 강철도교의 내하력과 내구성에 기초한 유지관리의 구축 및 이들의 데이터 베이스화를 위한 기초적인 단계로서 철도교에서의 응력빈도 특성 및 충격의 영향을 조사하는 것을 목적으로 하고 있다. 이들을 수행하기 위해 강철도 교량을 대상으로 시험차량에 의한 동적 주행시험을 통하여 충격계수를 산정하였으며, 이로부터 교량지간별, 교량형식별 그리고 차량의 주행 속도별 충격의 영향을 평가하였다. 또한, 공용하중하의 실동응력파를 획득하고 Rainflow Counting Method에 의한 빈도해석을 실시하여 응력범위 히스토그램을 산출하였으며, 트러스 형식별, 통과 열차별, 구조 부재별에 따른 응력분포 특성을 비교, 고찰하였으며, 이로부터 피로손상의 정도를 평가하였다. 그 결과, 트러스교에 있어서는 하현재와 세로보의 응력범위가 가장 큰 것으로 나타났으며 응력빈도 분포의 형태는 교량의 형식, 하중체계 그리고 통과량에 따라 크게 달라짐을 알 수 있었다. 또한 충격의 영향은 지간뿐만 아니라 차량의 주행속도에 크게 좌우됨을 알 수 있었다.