• 전산구조공학
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• 제5권1호
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• pp.28-33
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• 1992

현수교는 상당히 오래전부터 가설되어온 교량형식이기 때문에 구조해석이론도 일찍부터 개발되어 왔다. 그러나 외부 하중에 민감한 구조물이어서, 특히 동적인 하중에 대한 정확한 구조해석방법, 내풍설계방법 등은 아직도 연구가 계속되고 있다. 본 고에서는 현수교의 기본 형상을 소개하고 미력하나마 구조해석방법, 내풍설계방법, 설계시 고려해야 할 기본적인 사항들에 대하여 간략히 정리하여 보았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.845-856
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• 2020

이 연구에서는 분리불가능한 허가차량의 통행에 대한 교량의 안전성 평가 체계를 정립하여 제안하였다. 대상으로 하는 허가차량의 하중효과와 도로교설계기준(한계상태설계법)의 설계차량하중의 계수하중효과를 비교하여, 허가차량의 체계를 일상허가와 두 개의 특별허가로 분류하였다. 일상허가 및 특별허가 1에서는 일반차량과 동시 통행하도록 제안하였으며, 특별허가 2에서는 허가차량이 단독 통행하도록 제안하였다. 허가차량의 전후에 동시 통행하는 일반차량의 연행을 고려하기 위하여 도로교설계기준의 표준차로하중을 이용하여 허가 하중 모형을 제안하였다. 제안된 허가 하중 모형을 적용하여 공용중인 프리스트레스트빔교 및 강박스교의 구조해석을 수행하였으며, 도로교설계기준의 하중·저항계수를 이용하여 허가하중 및 설계차량하중의 내하율 계산을 수행하였다. 교량 거더의 휨 및 전단에 대한 내하율 검토 결과 모든 차량하중의 내하율이 크게 계산되어 통행 가능한 것으로 확인되었다. 허가하중 및 설계차량하중의 휨 및 전단에 대한 교량의 신뢰도해석을 수행하여 신뢰도관점에서 충분한 안전성을 확보하는지 여부를 확인하였다. 도로교설계기준의 하중·저항계수를 이용하여 허가하중에 대한 최소요구강도를 계산하였으며, 최소요구강도의 신뢰도해석을 수행하였다. 최소 요구강도의 신뢰도해석 결과 대부분의 허가차량에 대하여 도로교설계기준의 목표신뢰도지수를 확보하는 것으로 확인되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.211-221
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• 2007

교량의 피로파괴에 대한 Miner의 피로손상법칙을 적용하여 여러 확률변수로 표현된 피로파괴 한계상태함수에 대한 신뢰도해석을 국내에서 측정된 통행차량의 통계적 특성을 반영하여 수행하였다. 신뢰도지수의 산정에 필요한 확률변수 가운데 등가모멘트, 충격계수비, 등가하중비는 국내의 최근 측정자료를 분석하여 통계치를 산정하였으며, 피로강도, 활하중 횡분배비, 연행하중비는 국외에서 측정된 문헌자료의 통계치를 적용하였다. 신뢰도해석을 통하여 피로설계트럭의 종류, 교량수명, ADTT, 피로상세, 등가하중비, 피로설계트럭의 총중량 등의 피로손상에 관련된 여러 파라미터가 신뢰도지수에 미치는 영향을 분석하였다. 본 논문의 피로파괴에 대한 신뢰도해석 결과는 국내 LRFD 설계기준의 피로설계트럭모형과 피로한계상태의 하중계수를 결정할 때 기초 자료로 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.329-338
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• 2007

PSC 박스 교량은 콘크리트, 철근과 텐던으로 구성된 구조물로서 콘크리트의 인장 균열, 철근의 비선형 거동 등 재료의 비선형성 거동 특성 및 콘크리트의 시간 의존적 특성을 가지고 있는 복합 구조물이다. PSC 박스 교량의 시공 중 거동 특성을 고려하기 위하여 뼈대 요소(프레임 요소)를 이용한 시공단계의 설계가 수행되고 있다. 그러나 PSC 박스 교량 중 곡선램프교 등의 경우는 교량의 외측 및 내측의 변위 및 응력 값이 현저히 다르다. 따라서 PSC 박스 교량의 텐던량 및 시공 중 긴장력이 외측 및 내측에서 다르게 산정되어야 함에도 불구하고 현실적으로는 계산이 불가능하여 같은 양의 텐던과 부적절한 긴장력을 사용하고 있어 시공 중 항상 안전사고에 노출되고 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 3차원 해석이 필수적으로 요구되고 있으며 본 연구에서는 PSC 박스 교량의 해석 기법에 필요한 준 적합 쉘 요소를 제안하고자 한다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.76-76
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• 2011

현재까지 시공된 사장교 중, 주경간이 가장 긴 교량은 중국의 수통대교(1088m)이다. 이에 버금가는 사장교로 홍콩의 스톤커터교(1018m) 역시 주경간장이 1000m가 넘는다. 바야흐로 사장교 역시 주경간 1000m의 시대가 열린 것이다. 우리나라 역시 세계적 흐름에 맞추어 주경간 800m의 인천대교(세계 5위)를 시공한바 있다. 이와 같이 교량의 초장대화는, 교량 건설 분야에서 기술경쟁력의 지표가 될 뿐만 아니라 세계 건설 시장의 큰 흐름이라고 할 수 있다. 이에 본 연구는 세계적 추세에 발맞추어, 국내 각계의 건설 전문가들이 모여 만든 초장대 교량 사업단의 기술 혁신 사업의 일환으로 이루어졌다. 교량이 장대화 되면서 바람의 의한 영향이 중요해진다는 것은 주지의 사실이다. 특히 사장교와 현수교 같은 특수 교량의 경우, 정적 및 동적 내풍 성능이 반드시 고려되어야만 한다. 본 연구에서는 주경간 1200m의 사장교를 가정하고, 이 사장교의 내풍 단면을 개발, 그 단면에 대한 정적 및 동적 내풍 성능을 평가하고자 하였다. 정적 내풍 성능으로는 단면의 형상에 따른 풍하중을 파악하고자 했으며, 동적 내풍 성능으로는 풍속에 따른 교량의 연직방향 변위 및 플러터 속도를 파악하고자 하였다. 이 실험은 추후에 3차원 전교모형실험의 기본 데이터로 활용하였다. 본 실험을 통해 개발된 단면의 등류 및 난류 상태에서의 영각별 정적 공기력계수를 계산해내었고, 설계풍속이 54.7m/s일때 한계풍속 65.64m/s(거마대교 기준)하에서의 중앙 경간의 풍속별 평균 변위를 측정하였으며, 이를 토대로 이 교량의 영각별 플러터 속도를 계산해 내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.711-720
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• 2006

FCM 교량 상부구조의 거동은 콘크리트의 크리프와 건조수축 등에 의해 시간 의존적 거동을 나타내며, 이에 의해 하부구조 즉, 교각에는 시간에 따른 추가의 과도한 모멘트가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 FCM 공법으로 시공되는 콘크리트 교량의 크리프와 건조수축에 의한 교각의 모멘트를 감소시킬 수 있는 기법을 제안하였다. 제안 기법은 교량의 체계적인 시간의존적 거동 해석과 교량 시공중의 제어하중 재하로 이루어진다. 제어하중의 크기 및 교각 유연도에 따른 교각의 거동 분석을 수행하였다. 교각 유연도에 따른 수치해석 결과는 교각의 유연도가 작을수록 시간에 따른 교각 모멘트 값은 증가하여 설계시 불리한 측면을 나타내고 있다. 제어하중을 도입하지 않은 경우에 비해 제어하중을 도입한 경우의 모멘트는 감소하고 있다. 또한, 실제 교량에 대한 수치해석 분석을 통하여 제안기법의 효용성을 제시하였다. 따라서, FCM 공법으로 시공되는 교량에서, 유연도가 작은 교각의 시간에 따른 모멘트 변화를 효율적으로 제어할 수 있다고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.47-53
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• 2014

이 연구에서는 중소지간 합성형 강거더교량에 대한 신뢰성 해석을 위해 강거더와 콘크리트슬래브의 강성을 토대로 처짐을 고려한 한계 함수를 구축하여 신뢰성해석을 수행하였다. 확률적 하중과 저항모델을 통해 처짐을 예측하기 위해 계산에 필요한 변수들을 확률변수로 고려하였다. 강재의 부식에 의한 단면의 감소, 그리고 콘크리트의 크리프는 합성형교의 처짐에 많은 영향을 미친다. 따라서 이 연구에서는 AASHTO LRFD 기준으로 설계된 교량에 대해 시간에 따른 변수를 고려하여 강재단면의 감소와 크리프의 영향을 통계적 모델에 반영하기 위해 몬테-카를로 시뮬레이션 기법을 이용하였으며, 처짐과 사용성을 고려하여 다양한 지간과 거더간격을 가진 교량에 신뢰성 해석을 수행하였다. 그 결과, 장지간 교량의 경우, 단지간 교량과 비교해 보았을 때 상대적으로 크리프와 강재단면감소의 처짐에 대한 영향이 작았으며, 이에 반해 단지간 거더 교량의 경우 크리프의 진행에 따라 처짐에 많은 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.1-11
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• 2021

국내 대형 SOC 시설물의 노후화가 가속화됨에 따라 시설물 유지관리도 현재 상태 기준의 안전성 평가에서 미래 노후도 수준 예측을 기반으로 한 성능 중심의 예방적·선제적 유지 관리로 전환되고 있다. 특히, 교량의 경우 1·2종 교량은 많은 연구와 함께체계적으로 관리되고 있으나, 중소형 3종 교량은 사용 연한 동안 성능저하를 대변하는 이력 데이터 수집과 활용은 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 부재별 외관 손상에 대해 생애주기별 유지관리 이력을 3차원 교량 객체에 등록함으로써 손상 위치의 손상변화율 등을 직관적으로 확인 할 수 있고, API 기반 종합성능평가가 가능하도록 3D 교량모델 기반의 실증 DB시스템을 설계하여 개발하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권5호통권78호
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• pp.511-518
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• 2005

원곡선교의 거동은 일반적인 직선교보다 복잡하여 교량의 해석 및 설계와 시공에 있어서 많은 주의를 요한다. 곡선교의 설계에는 일반적인 구조해석 프로그램이나 전용 프로그램에 의한 격자 해석이 주로 이용되는데 이들 해석 프로그램의 결과와 실제 곡선 교량의 거동에 대한 정합성을 비교 검토한 연구는 국내에서 아직까지 이뤄지지 않았다. 본 연구에서는 두 개의 교량-단경간 교량과 3경간 연속교-을 대상으로 현장 계측 및 범용 구조해석 프로그램과 3차원 정밀 해석 프로그램을 이용한 해석을 실시하여 곡선교의 거동에 대한 연구와 현 설계 방법에 대한 검증을 실시하였다. 공정별 계측과 해석 결과는 서로 정량적인 차이를 보이고 있지만 정성적으로는 유사한 관계를 가지고 있었다. 플랜지의 횡 방향에 대한 응력의 변화가 관찰되었고, 격자 해석 모델이 3차원 정밀 해석 모델보다 보수 측의 해석 결과를 갖는 것으로 나타났다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.51-57
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• 2019

최근 이상기후로 인한 집중호우, 대규모 태풍 등의 증가로 국지성 집중호우의 발생빈도가 높아지고 있다. 이로 인하여 국내 중소규모 하천의 유량이 급격하게 증가함에 따라 교량의 안전성에 영향을 미치고 있으며, 세굴에 대한 위험성도 증가하고 있다. 그러나 국내 교량건설기술에서는 교각 세굴심을 산정하기 위하여 해외의 교각 세굴심 산정식을 활용하고 있어 국내 하천의 유역특성을 반영하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 세굴현상에 따른 교량피해를 예방하기 위한 기초연구로써, 수리모형실험을 통해 측정된 실험자료와 국내에 적용되고 있는 세굴 산정식들간의 비교 분석을 수행하였다. 또한 실험자료와 세굴 산정식의 통계분석을 통하여 Coleman(1971) 공식이 가장 우수하게 세굴심을 산정하고 있는 것을 확인하였다. 본 연구의 결과는 향후 하천설계 및 교량설계에 있어 보다 정확한 교각 세굴심을 산정하는데 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.