• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.21 no.4
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• pp.325-334
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• 2008

The standard prestressed concrete I-girder bridge (PSC I-girder bridge) is one of the most prevalent types for small and medium bridges in Korea. When determining the member forces in a section to assess the safety of girder in this type of bridge, the general practice is to use the simplified practical equations or the live load distribution factors proposed in design standards rather than the precise analysis through the finite element method or so. Meanwhile, the live load distribution factors currently used in Korean design practice are just a reflection of overseas research results or design standards without alterations. Therefore, it is necessary to develop an equation of the live load distribution factors fit for the design conditions of Korea, considering the standardized section of standard PSC I-girder bridges and the design strength of concrete. In this study, to develop an equation of the live load distribution factors, a parametric analysis and sensitivity analysis were carried out on the parameters such as width of bridge, span length, girder spacing, width of traffic lane, etc. As a result, the major variables to determine the size of distribution factors were girder spacing, overhang length and span length in case of external girders. For internal adjacent girders, the determinant factors were girder spacing, overhang length, span length and width of bridge. For internal girders, the factors were girder spacing, width of bridge and span length. Then, an equation of live load distribution factors was developed through the multiple linear regression analysis on the results of parametric analysis. When the actual practice engineers design a bridge with the equation of live load distribution factors developed here, they will determine the design of member forces ensuring the appropriate safety rate more easily. Moreover, in the preliminary design, this model is expected to save much time for the repetitive design to improve the structural efficiency of PSC I-girder bridges.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.86-86
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• 2011

토목 기술의 발달로 장대교량이 증가함에 따라 교면 포장도 더 심각한 진동 및 충격, 기상조건에 노출되게 된다. 교면 포장은 차량의 주행의 편리성뿐 아니라 교량 구조물을 보호해야 하는 역할도 함께 수행하기 때문에 일반 토공부의 포장과 다른 성능을 필요로 한다. 교면 포장의 특수함을 감안하여 교면 포장의 품질을 평가하고, 설계와 적용시 반영 한다면 교량의 내구 연한 및 시공, 유지관리 비용을 절감 할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 교면 포장에 요구되는 성능을 조사하고, 교면 포장 특히, 장대 교량 적용시 교면 포장의 성능 평가를 위한 평가 방법을 고찰하였다. 교면 포장의 가장 큰 구조적 특징은 교량의 진동과 휨에 의해 포장이 받게 되는 휨응력이다. 특히 교량의 장경간화에 따라 더 큰 진동과 변형을 경험하게 되는 교면 포장은 그에 따른 충분한 휨 추종성과 피로 저항성을 확보하여야 한다. 기존 토공부 포장에서는 실험이 간단한 원통형 공시체를 이용한 간접인장강도 모드의 실험으로 피로 성능을 평가하였으나, 교면 포장은 실제 거동 특성과 유사한 빔 피로 시험 모드가 보다 신뢰성이 높을 것으로 판단된다. 빔 피로시험 모드로는 3점, 4점, 5점 휨 피로 시험 모드가 있으며, 각각의 모드는 지지점의 개수, 재하점의 개수에 따라 다른 거동 특성을 평가 할 수 있다. 최근 개발된 5점 휨 시험의 경우 교량에서 발생하는 부(-)모멘트를 모사할 수 있어 보다 현실적인 검증이 가능할 것으로 예상된다. 이 외에도 실제 크기 모형을 이용하여 윤하중을 가하는 Full-scale 모델의 경우 비용과 시간이 많이 소요되는 단점이 있으나 가장 신뢰성이 높은 방법이라고 할 수 있다. 교면 포장은 교량구조부로 수분이 침투되는 것을 막아주는 역할을 하여야 하며, 특히 해상 교량의 경우의 염분과 겨울철 사용되는 제빙화학제는 콘크리트의 열화와 강구조물의 부식을 발생시키므로 교면 포장의 방수 성능 검토는 매우 중요한 역할을 한다. 일반 토공부 포장과 달리 교면 포장은 하부층이 대기에 노출되어 있기 때문에 겨울철에 더 낮은 온도로 포장체의 온도가 내려가게 되고, 온도가 떨어진 포장층은 스티프니스가 증감함에 따라 저온 균열의 발생확율이 높아지며, 휨추종성도 나빠질 가능성이 높다. 따라서 저온에서의 균열 저항성 및 스티프니스를 평가하는 것은 교면 포장 재료의 중요한 인자 중 하나이다. 포장과 포장 하부층의 접착은 포장층의 일체화된 거동을 할 수 있게 하기 때문에 내구성 향상에 중요하다. 특히 교량과 같이 진동과 변형이 많은 경우에 있어 포장 접착층의 성능은 포장과 교량 구조물의 파손에 더 큰 영향을 미치게 된다. 접착성능은 실내에서의 직접인장모드와 전단접착강도 시험 모드의 실험이 있으며, 현장에서 측정하는 Pull-off 실험 등이 있다. 최근에 교통량과 중차량의 증가와 더불어 교량이 장경간화 되어 가면서 평가방법과 기준을 과거보다 엄격하게 할 필요성이 있다. 하지만 현실은 교면포장에 대한 시방규정이 모호하기 때문에 본 논문에서 제시한 국내외의 다양한 평가방법을 통해 적절한 교면포장의 성능을 평가하고 교면포장의 거동특성에 대한 이해를 함으로써 보다 발전된 교량기술을 확보할 수 있을 것이다.

• Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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• v.11 no.4
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• pp.355-363
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• 2023

In safety assessment of a aged bridge, dynamic characteristics and displacement are directly related to the rigidity of the structural system, especially displacement is the most important factor as the physical quantity that the bridge user can directly detect. However, in order to measure the displacement of the bridge, it is difficult to install displacement sensors at the bottom of the bridge and conduct traffic blocking and loading tests, resulting in increased costs or impossible measurements depending on the bridge's environment. In this study, a method of measuring the displacement of a bridge using only accelerometers without installing displacement sensors and ambient vibration without a loading test was proposed. For the analysis of bridge dynamic characteristics and displacement using ambient vibration, the mode shape and natural frequency of the bridge were extracted using a TDD technique known to enable quick analysis with simple calculations, and the unit load displacement of the bridge was analyzed through flexibility analysis to calculate static displacement. To verify this proposed technology, an on-site test was conducted on C Bridge, and the results were compared with the measured values of the loading test and the structural analysis data. As a result, it was confirmed that the mode shape and natural frequency were 0.42 to 1.13 % error ratio, and the maximum displacement at the main span was 3.58 % error ratio. Therefore, the proposed technology can be used as a basis data for indirectly determine the safety of the bridge by comparing the amount of displacement compared to the design and analysis values by estimating the displacement of the bridge that could not be measured due to the difficulty of installing displacement sensors.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.360-363
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• 2009

토목구조물의 설계 패러다임이 2차원에서 3차원으로 전환될 때 효율성과 재활용성의 관건이 되는 기술적 제약사항이 호환성이다. 대부분의 캐드 엔진이 형상모델 수준에서 호환성 혹은 연계성을 지원하고 있지만 3차원 정보모델에서 요구하는 정보모델의 호환성은 지원하고 있지 않은 실정이다. 이 논문에서는 콘크리트 박스 교량에 대해서 3차원 교량 정보 모델을 구성하고 건설 프로세서에서 이를 활용할 수 있는 방안을 시범적으로 적용한 사례를 정리하였다. 적용 대상 구조물은 FSM 공법으로 시공되는 경간 40미터의 콘크리트 박스거더 교량이다. 견적, 시공시뮬레이션, 해석 등의 프로세서의 요구사항을 반영한 분류체계에 따라 형상모델의 체계를 정의하고 각각의 형상모델 단위에 정보를 부여하는 방식을 사용하였다. 개별 프로세서를 위한 솔류션에서 이러한 형상과 정보가 연계된 내용을 받아들이거나 캐드 엔진에서 필요한 형태로 내보내는 방식을 모두 시도하였다. 3차원 형상 모델과 시간이 부여된 4D 시뮬레이션을 활용하여 공사 스케쥴에 따라 모델 레이어 분류 작업으로 공사 진행 단계가 가상으로 보여진다. 시범 적용을 통해서 가상건설 시스템의 구성하는 개별 솔류션 혹은 정보체계에 대한 문제점과 개선사항을 도출하였다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.14 no.1
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• pp.113-120
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• 2002

A shear connection in composite bridges with precast decks has considerable characteristics different from cast-in-place deck bridges such as shear pocket and bedding layer. Thus, it is necessary to build design basis of the shear connector in precast decks through the experiments. In order to estimate fatigue life of shear connector in precast deck bridges, push-out fatigue tests were conducted with parameter, bedding layer thickness. As a result of the tests, failure modes of shear connector were observed. Consequently, empirical S-N curve equations of stud shear connector in precast deck bridges were proposed in this paper.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.10 no.2
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• pp.111-123
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• 2006

In the design of bridges, exact evaluation of traffic loading is very important for the safety and maintenance of bridges. In general, traffic loading is represented by live load (including impact load) and fatigue load. For exact evaluation of traffic loading, it is important to get reliable and comprehensive truck data including the traffic and weight information. It requires the development of Bridge Weigh-In-Motion (BWIM), which measures the truck weights without stopping the traffic. Objectives of the study is (1) to develop the BWIM system, (2) to verified the system in bridges in Highways.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.4 no.3
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• pp.67-81
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• 2000

서해대교는 국내에 교량구조물에 관한 내진설계가 도입되기 전 설계된 교량으로서 현재 내진설계 규준에 적합하지 않은 종방향철근 및 횡방향 철근이 겹침이음된 중공육각형 단면의 철근콘크리트 기둥으로 이미 시공이 완료된 상태이다. 최근, 지진에 대한 사회적 관심이 대두됨으로서 내진 설계 규준에 적합하지 않은 철근상세를 가지 서해대교 PSM교 교각의 내진성능이 의문시되었다. 따라서, 비내진 철근상세를 가진 서해대교 PSM교 교각의내진성능 평가를 위하여 교각의 축소모형 실험을 수행하였으며, 실험결과 종방향철근 겹침이음이 교각의 전체적인 내진거동에는 큰 영향을 미치지 않으며 기대 이상의 연성을 발휘할 수 있는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 축소모형 실험결과에 의한 시험체의 파괴양상, 유효강성, 연성, 응답수 정계수 및 등가점성감쇠비를 분석하였으며, 아울러 가속도변위 응답스펙트럼을 이용하여 서해대교 PSM교 교각의 내진성능을 평가하였다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.14 no.2
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• pp.1-13
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• 2010

This paper proposes an optimal design method for the nonlinear seismic isolated bridge. The probabilities of failure at the pier and the seismic isolator are considered as objective functions for optimal design, and a multi-objective optimization technique is employed to efficiently explore a set of multiple solutions optimizing mutually-conflicting objective functions at the same time. In addition, a stochastic linearization method is incorporated into the multi-objective optimization framework in order to effectively estimate the stochastic responses of the bridge without performing numerous nonlinear time history analyses during the optimization process. As a numerical example to demonstrate the efficiency of the proposed method, the Nam-Han river bridge is taken into account, and the proposed method and the existing life-cycle-cost based design method are both applied for the purpose of comparing their seismic performances. The comparative results demonstrate that the proposed method not only shows better seismic performance but also is more economical than the existing cost-based design method. The proposed method is also proven to guarantee improved performance under variations in seismic intensity, in bandwidth and in the predominant frequency of the seismic event.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.20 no.2
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• pp.333-345
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• 2008

concrete deck bridges are increasingly aplied to twin- girder bridges and open-stel box girder bridges.One of the most dificult isues in the design of shear conect ors is the mater of achieving ful composite action. Many connectors in smal area require a significant section los of precast decks resulting in difficult reinforcement details. In this closer spacing than the required minimum spacing in the design codes was evaluated through static tests. Test results s howed that the ultimate strength decreased as the conector spacing was reduced. The strength enhancement was observed due to aditional reinforcement for precast slabs or for shear pockets. Thus, the design of group stud shear connection needs to anticipate failure modes and the conector failure should be induced. Based on the test results, an empirical equation consi dering stud spacing was proposed to evaluate the ultimate strength of group stud shear conection. Fatigue tests showed n o reduction in fatigue life of the group stud shear conection in the range of this research. Details of the precast decks wer e enhanced using the findings of the study.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.1A
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• pp.1-9
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• 2006

An analysis of the annual frequency of collapse(AF) is performed for each bridge pier exposed to ship collision. From this analysis, the impact lateral resistance can be determined for each pier. The bridge pier impact resistance is selected using a probability-based analysis procedure in which the predicted annual frequency of bridge collapse, AF, from the ship collision risk assessment is compared to an acceptance criterion. The analysis procedure is an iterative process in which a trial impact resistance is selected for a bridge component and a computed AF is compared to the acceptance criterion, and revisions to the analysis variables are made as necessary to achieve compliance. The distribution of the AF acceptance criterion among the exposed piers is generally based on the designer's judgment. In this study, the acceptance criterion is allocated to each pier using allocation weights based on the previous predictions. To determine the design impact lateral resistance of bridge components such pylon and pier, the numerical analysis is performed iteratively with the analysis variable of impact resistance ratio of pylon to pier. The design impact lateral resistance can vary greatly among the components of the same bridge, depending upon the waterway geometry, available water depth, bridge geometry, and vessel traffic characteristics. More researches on the allocation model of AF and the determination of impact resistance are required.