• Title/Summary/Keyword: 교량 설계

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An Equivalent Fatigue Load Model for Prestressed Concrete Bridges Girders (프리스트레스트 콘크리트 교량거더의 등가피로하중모델)

  • 김지상
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.6 no.2
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    • pp.148-158
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    • 1994
  • The goal of this study is to develop an equivalent fatigue load model for prestressed concrete composite girder bridges in Korea. To meet this goal, the probabilistic characteristics of traffics which cause fatigue damage in bridges are properly modeled. An equivalent fatigue load inodel for prestressed concrete composite girder bridges with constant. amplitude and frequency is established. The model proposed in this paper is very simple to use and gives fairly good results.

Effects of Restrainer upon Bridge Motions under Seismic Excitations (지진하중을 받는 교량시스템에서의 Restrainer 보강효과분석)

  • 김상효;원정훈;마호성
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.2
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    • pp.13-22
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    • 2001
  • 지진하중을 받는 다경간 단순형교의 낙교방지대책으로 적용되는 cable restrainer를 적절하게 설계하기 위해서는 restrainer의 보강효과에 대한 분석이 우선적으로 이루어져야한다. 본 연구에서는 단순지지 다경간 교량시스템을 중심으로 restrainer로 보강된 교량의 보강효과와 다양한 교량의 영향 요소를 고려할 수 있는 단순화된 해석모형을 개발하였으며, 이를 바탕으로 대상교량의 인접 진동계간의 상대거리, 충돌력, 하부교각으로 전달되는 전단역과 휨모멘트의 변화 등의 동적거동특성을 조사하여 restrainer의 보강효과를 분석하였다. 또한, restrainer의 여유길이 변화, 강성변화, 그리고 restrainer 길이변화에 따른 응답특성을 분석하였다.

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Augmented Reality Based Bridge Information System using Smartphone (스마트폰을 이용한 증강현실 기반 교량 정보 시스템)

  • Bae, Sung-Han;Lee, Gi-Yeol;Lee, Hwa-Min
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.696-699
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    • 2011
  • 증강현실은 가상세계와 현실세계를 혼합한 기술로, 현재 여러 분야에서 증강현실을 접목한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 건설산업은 복잡한 설계와 시설물을 기반으로 모든 업무가 행해지는 특징으로 인해 증강현실의 활용 가능성이 높은 분야로 주목되고 있다. 이에 본 논문에서는 스마트폰를 이용하여 교량의 정보를 제공하는 증강현실 기반 교량 정보 시스템(InfoBridge)을 제안한다. 스마트폰 사용자는 제안하는 InfoBridge 시스템을 이용하여 언제 어디서나 정보를 얻고자 하는 교량에 대해 검색할 수 있으며, 증강현실 기술을 이용하여 교량의 다양한 정보를 실시간으로 제공받을 수 있다. 본 논문에서는 제안한 InfoBridge 시스템을 안드로이드를 기반으로 구현하였다.

Design Thermal Loads In Composite Box Girder Bridges (합성형교량의 설계온도하중)

  • Chang, Sung Pil;Im, Chang Kyun
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.10 no.3 s.36
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    • pp.537-551
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    • 1998
  • The intention of this paper is to provide realistic values of design thermal loads applicable to composite box girder bridges on the basis of the statistical analysis of long-term measured temperature data. For this purpose, temperatures were recorded at a newly constructed composite box girder bridge during about 20 months. Before analyzing the extreme values, major thermal loading parameters that characterize the temperature profile are defined, and a seasonal behavior of those is examined in detail. The limit distributions of the thermal loading parameters are then determined by the tail-equivalence method, and the thermal loading parameters corresponding to selected return period are calculated. Finally, the results are compared to the specifications suggested in a current design code for thermal loads, and it is concluded that the current design code is unsuitable for representing the self-equilibrated thermal stresses in composite bridges, and the horizontal temperature difference which is not suggested in current design code should be taken Into account in particular cases.

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LCA-based Environmental Impact Analysis for Prestressed Concrete Girders (프리스트레스 콘크리트 거더의 LCA기반 환경영향 분석)

  • Choi, Gyeong-Chan;Kim, Do-Hoon;Park, Jin-Young;Kim, Byung-Soo
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.40 no.1
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    • pp.69-76
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    • 2020
  • Bridges which are components of road network consume large amounts of resources such as concrete and steel materials, which have large environmental impacts during construction. This causes a great environmental burden. In order to reduce the environmental impact caused by the construction of the bridge, the environmental impact should be reviewed based on reasonable data in the early design stage. The purpose of this study is to provide basic data for LCA-based environmental impact assessment in the process of selecting bridge type in the early design stage. For this purpose, design data for four types of PSC bridges (general PSC girder, IPC girder, e-Beam, DR girder) were collected and LCA was performed to analyze the basic unit value and impact factors of environmental load. The results of the analysis showed that the environmental impact of IPC girder was the smallest, and the environmental impact of e-Beam was 133.7% higher than that of IPC girder. In addition, concrete, reinforcement, PC strand, square timber, sheath pipe, and steel plate were derived as the main factors that generate 98.5% of the overall environmental impact of PSC girder.

Temperature Distribution and It's Contribution to Self-equilibrium Thermal Stress in Bridge (교량 단면 내 온도분포에 따른 자체평형 열응력 해석)

  • Kwak, Hyo-Gyoung;Kwon, Se-Hyung;Ha, Sang-Hee
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.24 no.5
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    • pp.531-542
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    • 2011
  • The time-dependent temperature distribution across the section in bridges is determined on the basis of the three-dimensional finite element analyses and numerical time integration in this study. The material properties which change with time and thermal stress of concrete are taken into account to effectively trace the early-age structural responses. Since the temperature distribution is nonlinear and depends upon many material constants such as the thermal conductivity, specific heat, hydration heat of concrete, heat transfer coefficients and solar radiation, three representative influencing factors of the construction season, wind velocity and bridge pavement are considered at the parametric studies. The validity of the introduced numerical model is established by comparing the analytical predictions with results from previous analytical studies. On the basis of parametric studies for four different bridge sections, it is found that the creep deformation in concrete bridges must be considered to reach more reasonable design results and the temperature distribution proposed in the Korean bridge design specification need to be improved.

Structural Characteristics of Pultruded Composite Bridge Deck of Hollow Section (인발성형 중공단면 복합소재 교량 바닥판의 구조적 특성 분석)

  • Lee, Sung Woo;Kim, Byung Suk;Jo, Nam Hoon
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.26 no.1A
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    • pp.35-43
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    • 2006
  • In this paper, procedures and research results involved in the development of glass reinforced composite bridge deck of hollow section were presented. Laminate design for the 3 cell deck section was performed. Structural characteristics such as serviceability, strength, failure and stability for DB24 load were analytically studied through the finite element analysis for the composite deck plate girder bridge. Composite deck tube was fabricated with pultrusion and extensive tests such as flexural test, girder-connection test, barrier-connection test, compression fatigue test and flexural fatigue test were carried out to evaluate structural behavior experimentally. Also, field load test was conducted for the demonstration plate girder bridge with composite deck and requirements for the strength and serviceability were reviewed.

The Examination of Load Carrying Capacity Based on Existing Data for Improved Safety Assessment Method of Expressway Bridges (고속도로 교량의 개선된 안전성 평가방안을 위한 실측자료에 기초한 공용 내하력 검토)

  • Lee, Jong Ho;Han, Sung Ho;Sin, Jae Chul
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.29 no.6A
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    • pp.597-605
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    • 2009
  • The safety of expressway bridges was estimated by checking the external condition rank based on the nondestructive inspection and material test and by measuring load carrying capacity based on the result of load test. Although the load carrying capacity of the bridges was clearly low compared to the design standard, it was examined that many of the bridges have good external condition rank relatively. Also, it can be assured that load carrying capacity shows a considerable difference according to various condition even though the bridges have similar construction year and a structural type. Therefore, this study showed various problems of the current safety measurement of expressway bridges by considering the status of the expressway bridges, external condition rank, and method of safety diagnosis and repair, rehabilitation for maintenance. Based on the existing data of over 400 expressway bridges, the load carrying capacity was analyzed quantitatively considering bridge type, serviced life, design live load, external condition rank and traffic count as variables. The result of this study will be expected to provide the basic information for a reasonable safety assessment of expressway bridge.

Application of Tuned Mass Damper to Suppress Man-Induced Vibrations of Cable Stayed Foot-bridge (사장교형식 보도교의 보행진동제어를 위한 TMD 적용)

  • Kim, Yun-Seok;Lee, Seung-Woo;Kim, Jae-Min;Chang, Seong-Kyu
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.74-74
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    • 2011
  • 본 연구에서는 중앙경간 54m, 교폭 4m의 사장교형식의 보도교로 측경간은 계단으로 이루어진 1경간 케이블교량을 대상으로 보행하중에 의한 수직진동을 제어하기 위해 제진장치(TMD)를 적용하기로 하고 실물 TMD의 설계 및 제작 그리고 설치 및 제어성능실험을 수행하였다. 우선 사장교형식의 교량. 그리고 1경간 교량이라는 점에서 상대적으로 감쇠율이 낮을 것으로 예측되었고 또한 54m의 경간장이 보행자가 가진 주파수에 근접한 고유진동수를 나타낼 것으로 사료되어 Eurocode 2 part 2(EC5-2)의 규준에 따라 1인 및 다수 보행하중에 의한 보도교의 발생가속도를 산출하였다. 이 경우 최대가속도는 다수의 보행자가 연속적으로 진행할 때 발생하였으며, 수직방향의 가속도가 사용성기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한 구조해석프로그램에 의한 고유치 해석결과, 보행하중의 주파수대역내에 진동모드가 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 본 교량의 설계단계에 있어서 보행진동을 제어하기 위하여 유지관리가 용이한 수동형의 동조질량감쇠장치(Tuned Mass Damper)를 적용하기로 하였으며 TMD의 설계에서는 TMD의 제어목표를 만족시킬 수 있는 TMD의 가동질량(moving mass)을 우선적으로 결정하였고, 이로부터 Den Hartog의 제안식에 따라 TMD의 고유진동수비, 유효감쇠비를 산정하였다. 산정된 변수들을 이용하여 설계된 TMD는 현장설치 및 튜닝의 편의성을 고려하여 수평 외팔보형식으로 설계, 제작되었으며 제작된 TMD의 경우 회전축에 대해 질량, 스프링, 댐퍼의 중심거리를 조정함으로써 TMD의 진동수, 강성, 감쇠력을 상대적으로 매우 용이하게 조절할 수 있으며, 조정범위 또한 광범위하여 일반 TMD에 비해 현장설치시 대상구조물에 동조시키기가 용이하며, 작동시 마찰감쇠가 거의 없다는 장점이 있다. 현장설치전에 제작된 TMD를 대상으로 자유진동 시험을 통하여 질량의 중심거리, 스프링 크기 그리고 댐퍼의 설치유무를 각각 변화시키며 TMD의 자유진동 데이터를 취득하였다. 각각의 시험에서 얻어진 데이터로부터 스펙트럼해석을 통하여 고유진동수를 구하였고, 자유진동 파형으로 부터 감쇠비를 구하였다. TMD는 일반적으로 제어모드의 변형형상이 가장 큰 곳에 설치되었을 때 최대의 제진효과를 발휘할 수 있다. 그러나 현장여건상 설치가 불가능하거나 미관을 해치는 경우에는 가능한 범위 내에서 TMD 제어효율이 가장 크게 발휘할 수 있는 곳을 선택하여야 한다. 본 보도교의 경우, 중앙경간 중심부에서 가장 큰 모드변형형상을 나타내지만, 보도교의 상판 연결부 등에 따른 TMD 시공문제로 인하여 TMD 설치위치는 교량 중앙에서 양 방향으로 1.25m 떨어진 곳에 대칭으로 총 2기를 설치하기로 하였다. 일반적으로 TMD의 모든 설계변수는 구조물의 설계단계에서 수행된 구조해석결과에 근거하여 설정하므로 완공된 구조물, 즉 실제보도교의 동적특성을 계측하여 정확하게 진동수를 튜닝하여야 한다. 구조해석에 의한 보도교의 수직방향(TMD 작동방향) 고유진동수는 1.5225 Hz이며, 감쇠비는 규준에 의하여 0.6 %로 가정하였다. 그러나 이 값들은 구조해석모델 및 재료적 특성과 시공상의 오차에 의하여 실제와 다를 수 있으므로 현장계측에 의한 확인이 요구된다. 또한 TMD의 제진효율이 설계시의 목표대로 확보되었는지도 확인해야 하므로 현장튜닝 및 성능시험을 실시하였다. 보도교의 가진은 사전에 실시한 상시 미진동계측결과를 토대로 2Hz를 목표로 하여 인력가진실험을 수행하였고, 탁월진동 주파수는 1.9896Hz로 나타나 구조해석결과와 오차가 있음을 알 수 있다. 가진실험결과를 토대로 TMD의 진동수를 최적진동수비로 튜닝하고 인력가진 실험을 다시 실시하여 TMD의 진동제어성능을 검토하였다. TMD 튜닝 전, 후의 보도교 감쇠비를 비교한 결과, TMD를 설치함으로써 약 4.218%의 감쇠비 증가가 있음을 알 수 있다.

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A Study on the Fatigue Behavior of RC Slabs of Widened Bridges (확폭교량 RC 상판의 피로거동에 관한 연구)

  • 홍순길;장동일
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.6 no.6
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    • pp.143-150
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    • 1994
  • Most widened bridges have been constructed by the joining-construction method that makes new and existmg bridges structurally a single structure. Since the joining-constructiori method has several problems in design and construction viewpoint, this study is conducted in order to investigate the flexural fatigue behavior of RC slabs, which are widened and influenced by traffic-induced vibration of existmg bridge during placing and curing of new concrete, with the prototype fatigue test. It was found that stress concentration at the jclmts anti slips between steel bar and concrete are occured. Hut, the general tx:havinrs are similar to the original state and joining-construction method using expansive concrete nut~gated the influence of the trafflc-induced vibration.