• 제목/요약/키워드: 교량 설계

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진동사용성을 고려한 철도교량구조물의 강성한계 분석 (Estimation of Stiffness Limit for Railway Bridge Vibration Serviceability)

  • 전법규;김남식;김성일
    • 한국철도학회논문집
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    • 제11권5호
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    • pp.489-498
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    • 2008
  • 일반적으로 허용처짐 기준은 정적 사용성과 구조적안전성에 그 기반을 두고 있으며 진동사용성에 대한 고려는 부족하다. 따라서 진동사용성을 고려할 수 있는 교량의 허용처짐 기준이 필요하다고 판단된다. 본 논문에서는, 한국철도교설계기준의 허용처짐기준을 주파수영역의 진동사용성 기준과 비교하였으며, 프랑스 및 일본의 철도교설계기준의 진동사용성 허용기준 또한 분석하였다. 그 결과, 한국철도교설계기준의 경우 열차의 속도에 따른 기준으로 진동지속시간이 부분적으로 고려되었지만 진동사용성은 만족하지 못하고 있는 것으로 판단되었으며, 국외 철도교설계기준비 분석결과, 진동사용성을 고려한 허용처짐기준을 제시할 수 있을 것으로 판단하였다. 공용중인 철도교량의 진동사용성을 평가하기위하여 다양한 형식의 철도교량의 진동신호를 측정하였다. 그리고, 현장에서 적용하기 편리한 진동사용성 처짐 및 강성한계를 제시하기 위하여 공용중인 교량을 대상으로 차량 교량 상호작용해석을 수행하였다.

중공단면 복합소재 교량 바닥판의 제작성, 내구성 및 구조거동평가 (Fabrication, Durability and Structural Characteristics of Composite Bridge Deck of Hollow Section)

  • 이성우
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제18권4호통권70호
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    • pp.427-434
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    • 2005
  • 본 논문에서는 경량, 고내구성 특성을 지니고 있고 신속시공이 가능한 인발성형 복합소재 교량 바닥판의 단면설계와 제작공정에 관해 기술하였으며, 구조해석을 동해 구조안전성과 사용성을 검토하였다. 단면설계에는 바닥판 단면 형상 설계와 복합소재 적층설계 절차를 기술하였고, 해석은 5주형 복합소재 바닥판 거더 교량에 대해 실시하였으며, 처짐 사용성, 파괴지수, 좌굴안정성에 대한 검토를 실시하였다. 설계된 복합소재 바닥판 단면은 인발성형으로 제작하였으며, 제작시편에 대한 재료시험을 실시한 후 그 결과를 기술하였다.

공용 사장교의 동적특성을 반영하는 버페팅 응답보정법 (Buffeting Response Correction Method based on Dynamic Properties of Existing Cable-Stayed Bridge)

  • 김병철;임성순
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.71-80
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    • 2013
  • 설계를 위한 교량의 해석모델은 구조물의 안전성을 확보하기 위해 자중 및 외부하중은 되도록 크게, 구조물의 강성은 되도록 작게 평가하는 것이 일반적이다. 때문에 설계모델을 이용한 버페팅 응답은 실제 공용교량의 버페팅 응답과 차이를 나타낸다. 공용교량의 버페팅 응답을 정확하게 예측하기 위해서는 공용교량의 동적특성을 계측하여 해석모델이 계측값을 반영하도록 수정하여야 한다. 일반적으로, 실제교량과 동일한 고유진동수를 갖는 MBM(Measurement -based Model)을 구축하기 위해 설계모델의 다양한 물성치를 파라미터로 조정하며 계측된 고유진동수와 일치시키는 MTM(Manual Tuning Method)이 사용되고 있다. MTM은 파라미터의 초기치 설정에 따른 임의성이 높고 여러 수렴점을 가질 수 있어 분석에 상당한 노력이 소요된다. 본 연구는 버페팅해석에 널리 적용되고 있는 단일모드 주파수영역 해석법이 구조물의 모드형상, 고유진동수 및 감쇠비의 동적특성만을 이용하는 점에 착안하여 MTM과정 없이 설계모델의 버페팅 응답을 공용교량의 버페팅 응답으로 보정하는 BRCM(Buffeting Response Correction Method)을 제안하였다. BRCM은 설계모델의 모드형상 별 버페팅 응답을 공용교량의 고유진동수만으로 보정하는 방법이다. 공용교량의 고유진동수는 상시진동에 의한 계측 가속도로부터 산정하였다. BRCM의 적용성을 단순보 모델의 시간이력 버페팅해석을 수행하여 수치적으로 평가하였으며 공용교량모델을 이용한 버페팅해석결과, BRCM과 MTM의 응답 차이는 3% 이하로 나타났다. 공용교량의 실시간 계측시스템에 BRCM을 도입할 경우 사장교의 유지관리 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

모노레일 교량의 계획 및 설계 (Planning and Design of Monorail Bridges)

  • 한녹희;유제남;이성민
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1174-1187
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    • 2007
  • 모노레일시스템은 차량외관의 친밀성, 교량 상하부의 슬림한 구조, 저렴한 공사비, 짧은 시공기간 등 미관, 경제성, 시공성에서 다양한 장점이 인정되어 시가지 경량전철의 유력한 대안으로서 여러도시에서 검토 및 제안되고 있다. 또한, 최근에 대구시에서는 도시철도3호선의 시스템으로 모노레일을 채택하여 기본설계를 진행하고 있다. 이러한 국내의 추세에 맞추어 본 고에서는, 해외사례와 현재 수행중인 대구도시철도 기본설계를 중심으로 하여, 모노레일교량의 계획 및 설계에 관한 주요사항을 소개하였다. 먼저, 해외의 모노레일 교량 사례를 분석하였으며, 대구도시철도3호선 기본설계에서 적용하고 있는 주요설계기준을 소개하였다. 또한, 과좌형 모노레일의 대표적인 구조형식인 PSC궤도빔과 강궤도빔에 대하여 계획, 설계 및 제작 방법을 개괄적으로 설명하였다. 본 고의 내용이 모노레일 교량의 계획 및 설계에 관심이 있는 기술자들에게 도움이 되기를 기대한다.

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한계상태설계법에 의한 기존 강박스거더교의 내하력 환산 (A Conversion of Load Carrying Capacity for Existing Steel Box Girder Bridge Based on Limit State Design Method)

  • 노동오;경갑수;박진은
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권6호
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    • pp.89-96
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    • 2018
  • 교량 시설물은 사회적으로 중요한 기반 시설물로서 공용기간 동안 안전한 관리가 중요하다. 도로교량의 많은 비율을 차지하고 있는 강박스거더교량의 경우 허용응력설계법으로 설계되고 내하력이 평가되어 왔으나, 최근 한계상태설계법으로 설계기준이 변경되었음에도 불구하고 내하력 평가에서는 아직까지 허용응력법을 대부분 사용하고 있는 실정이다. 이에 이 연구에서는 2 가지 설계 방법을 이용하여 다수의 교량에 대한 내하율 평가 결과를 비교하고, 기존의 허용응력법에 의한 내하력을 한계상태법에 의한 내하력으로 환산하는 방법을 모색하고자 하였다. 이 결과는 추후 교량을 관리함에 있어 보강 필요성 판단 및 한계상태법에 의한 내하력 평가에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

충돌위험분배모델을 이용한 해상교량의 설계선박 선정 (Design Vessel Selection of Maritime Bridges using Collision Risk Allocation Model)

  • 이성로;이병화;배용귀;신호상
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.123-134
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    • 2006
  • 본 연구에서는 해상교량의 선박충돌 해석을 위한 설계선박을 결정하기 위한 선박충돌 위험도 분석을 수행하였다. 확률기반 해석과정을 포함하는 Method II를 이용하여 선박충돌 위험도 해석결과로부터 선박충돌에 대한 설계선박을 선정하였다. 계산연간파괴빈도와 허용기준을 반복 비교하는 해석과정에서는 연간파괴빈도 허용기준의 분배방법이 포함된다. 주탑집중 분배방법이 주탑에 비해 과대평가되는 교각의 설계 수평내하력을 적절히 수정할 경우에는 보다 경제적인 결과를 가져오지만, 교량부재의 중요도를 고려한 가중치에 의한 분배방법이 설계인자의 특성들을 정량적으로 고려하기 때문에 보다 합리적인 것으로 보인다. 선박충돌에 노출된 교각 각각에 대한 선박충돌위험도 평가로부터 교량의 대표 설계선박이 선정되었다. 설계선박은 같은 교량에서도 선박통행량 특성에 따라 많은 차이가 있다.

전이학습 기법을 이용한 철도교량의 동적응답 예측 (Predicting Dynamic Response of a Railway Bridge Using Transfer-Learning Technique)

  • 김민수;최상현
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제36권1호
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    • pp.39-48
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    • 2023
  • 철도교량의 설계는 장기간에 걸쳐 수행되고 대규모의 부지를 대상으로 하기 때문에 다양한 환경적인 요인과 불확실성을 동반하게 된다. 이러한 연유로 초기 설계단계에서 충분히 검토하였더라도 설계변경이 종종 발생하고 있다. 특히 철도교량과 같은 대규모 시설물의 설계변경은 많은 시간과 인력을 소모하며, 매번 모든 절차를 반복하는 것은 매우 비효율적이다. 본 연구에서는 딥러닝 알고리즘 중 전이학습을 통해 설계변경 전의 학습 결과를 활용하여 설계변경 후의 학습의 효율성을 향상시킬 수 있는 기법을 제안하였다. 분석을 위해 기개발한 철도교량 딥러닝 기반 예측 시스템을 활용하여 시나리오들을 작성하고 데이터베이스를 구축하였다. 제안된 기법은 설계변경 전 기존 도메인에서 학습에 사용한 8,000개의 학습데이터 대비 새로운 도메인에서 1,000개의 데이터만을 학습하여 유사한 정확도를 나타내었고 보다 빠른 수렴속도를 가지는 것을 확인하였다.

교량진단을 위한 새로운 Linux 실장 지능형 제어기 및 원격 모니터링 시스템 개발 (Development of New Linux Embedded Intelligent Controller and Remote Monitoring System for Bridge Diagnosis)

  • 박세현;송근영
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제7권3호
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    • pp.526-531
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    • 2003
  • 교량 진단을 위한 새로운 Linux 실장 지능형 제어기 및 원격 모니터링 시스템을 구현한다. Linux 실장 지능형 제어기의 하드 코어는 32비트 CPU로서 구성되었고 교량 진단을 위해 실시간 모니터링과 FFT를 수행 할 수 있도록 설계되었다. 그리고 모니터링 시스템은 Java에 의한 인터넷 환경 및 GUI 환경에서 수행되도록 설계되었다. 상세 설계와 기능적 해석을 시스템 기반에서 수행되었다.

모듈러 강교량 상부모듈 구성파트의 3차원 조립설계를 위한 파라메트릭 모델링 방법 (Parametric Modeling Method for 3D Assembly Design of Parts Composing Superstructure Module on Modular Steel Bridge)

  • 이상호;안현정
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.35-46
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    • 2013
  • 본 연구에서는 모듈러 강교량 상부모듈 구성파트의 효율적인 3차원 조립설계를 위하여 BIM(Building Information Modeling)의 핵심기술 요소인 파라메트릭 모델링 방법을 연구하였다. 모듈러 강교량 상부모듈 구성파트의 3차원 조립설계를 위하여 모듈의 조립체계를 상세수준(LoD: Level of Details) 3단계로 정의하였다. 모듈을 구성하는 각 파트들의 3차원 형상구성을 위한 요소들을 추출하여 매개변수, 매개변수에 따라 변하는 종속변수, 매개변수에 따라 변하지 않는 고정 값으로 구분하여 정의하였으며, 조립체계 단계에 따라 파트간의 공간적 조립규칙을 정의하였다. 공간적 위치를 구속하기 위하여 3차원 형상구성 요소간의 위치관계를 정의하였으며, X, Y, Z 축에 대한 자유도를 구속하기 위하여 기하학적 관계를 정의하였다. 또한, 정의한 조립규칙을 적용하여 모듈러 강교량 상부모듈의 3차원 조립설계를 위한 표준템플릿을 구축하였으며, 정의한 매개변수의 변화에 따른 강교량 상부모듈의 형상변화 검토를 통하여 파라메트릭 모델링 방법의 적용성을 검증하였다.

2거더 연속강합성 교량의 프리캐스트 바닥판 종방향 프리스트레스 설계 (Design of longitudinal prestress of precast decks in twin-girder continuous composite bridges)

  • 심창수;김현호;하태열;전승민
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제18권5호
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    • pp.633-642
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    • 2006
  • 연속 강합성 교량에 종방향 프리스트레스를 도입해야 하는 프리캐스트 바닥판을 적용하기 위해서는 균열제어를 위한 사용성 설계가 이루어져야 한다. 특히, 2거더 교량의 경우에는 장지간 바닥판의 설계에서 요구되는 주철근 및 횡방향 프리스트레스와 합성설계를 위해 요구되는 전단포켓의 존재로 인해서 상세가 복잡해지게 된다. 이 논문에서는 2거더 연속강합성 교량의 프리캐스트 바닥판 채용을 위해서 필요한 유효 프리스트레스 크기의 산정과 상세의 단순화를 이루기 위해서 부착강도를 인정할 수 있는 채움재료의 선정 및 그 기준을 제시하였다. 또한, 장기거동에 대한 평가 방안을 제시하고 그 결과로부터 초기 프리스트레스의 크기 결정을 수행하여 기존의 설계의 개선 정도를 평가하였다. 일정 수준이상의 부착강도를 갖는 채움재료를 부모멘트가 크게 발생하는 영역에 사용하면 연속 강합성 교량의 전구간에 걸쳐서 일정한 종방향 프리스트레스 도입이 가능하고 이로 인해 상세의 단순화 및 경제성을 높일 수 있다.