• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.437-446
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• 2006

철도판형교는 한국철도 교량에서 약 40%를 차지하고 있는 중요교량 형식중의 하나이다. 그러나 판형교의 대표적인 교량받침은선받침으로 거동 및 유지관리에 상당한 문제들을 발생시키고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안연구의 일환으로 본 연구에서는 판형교의 실교량을 선정하여 선받침을 폴리우레탄 디스크 받침으로 교체하였다. 폴리우레탄 디스크 받침은 탄성받침의 일종으로 폴리우레탄 패드를 사용하여 탄성을 구현한다. 철도 판형교에 이와 같이 탄성받침을 설치하는 경우 실교량의 동특성의 변화 및 동적 거동의 변화를 디젤기관차 재하실험 및 운행차량에 의한 거동 계측을 통해서 분석 평가하였다. 탄성받침에 의해서 판형교의 1차모드 고유진동수가 3% 감소하였으며, 2차 및 3차모드의 고유진동수는 7 및 15% 감소하였다. 디스크 받침에 의해서 판형교의 동적 수직 처짐은 증가하였으나, 디스크의 변형을 제거한 교량의 순수 변형에 의한 처짐은 거의 증가하지 않는다. 교축직각방향의 변위는 디스크 받침의 전단핀 역할에 의해서 감소하는 경향을 보였다. 또한, 수평방향의 가속도도 탄성 받침에 의해서 거의 변화가 없었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.127-149
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• 2003

본 교량은 교축방향에 대해 사각 60도인 90m 3경간 연속 완전 일체식 교대교량이다. 이 교량의 상부슬래브 콘크리트 타설후, 7일간의 콘크리트 양생에 따른 H말뚝의 수평거동을 알아보기 위하여, H말뚝 축방향으로 매설형 경사계와 변형률계를 설치하여 계측을 실시하였다. 이때 계측 결과를 수화열 및 건조수축 전용프로그램인 HACOM의 해석결과와 H말뚝의 횡방향 비선형 p-y 모델해석 거동에 비교하였다. 그 결과에 의하면, 실측한 H말뚝의 수평변위는 상부슬래브 콘크리트가 양생함에 따라 발생하는 수화열과 건조수축에 영향을 받았고, 그 크기는 각각 2.2mm, 1.4mm이었다. 말뚝 축방항 수평변위의 변곡점은 교대 기초저면에서 1.3m 위치에서 발생하였다. 이는 이 교량의 교대말뚝은 말뚝머리 고정조건으로 거동하는 것이 아니라 이와 매우 유사한 거동을 보였다. 그리고 실측한 말뚝의 휨응력 거동은 말뚝머리 회전구속과 같은 거동을 보이지 않고, 연직방향의 하중전이와 같은 거동을 나타내었다. 또한 교대말뚝의 비선형 p-y 모델해석으로 구한 최대휨응력 증분량의 크기는 약 300(kgf/$\textrm{km}^2$)이었고, 교대말뚝의 계측기 부착위치와는 무관하게 실측한 값보다 약 2배 크게 발생하였다. 그리고 말뚝의 비선형 p-y 모델해석에서 말뚝의 수평하중, 최대수평 변위, 최대휨응력, 최대휨모멘트는 콘크리트 양생시간에 따라 모두 선형적인 거동을 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.10-15
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• 2017

굴절형 신축이음장치는 신축이음장치의 문제점인 충격, 소음, 교체성, 교축직각방향 변위, 단차발생등을 보완하여 새롭게 개발되었다. 굴절형 신축이음장치는 주행면이 연속화 되어 충격이 작고 소음이 작은 것이 특징이다. 굴절형 신축이음장치의 거동 방식은 링크의 회전으로 신축 거동을 수행한다. 링크의 회전 거동 시 거동의 중심 축이되는 것은 볼트이다. 그러므로 굴절형 신축이음 장치는 볼트의 내구성이 매우 중요하다고 할 수 있다. 하지만 굴절형 신축이음장치의 볼트 내구성은 이론적, 실험적 검증이 부족한 실정이다. 본 논문에서는 볼트의 피로 내구성을 검증 하기 위해 신축량 300 mm 굴절형 신축이음장치 시험 시편을 제작 하였다. 제작된 시험 볼트 내부에는 볼트 전용 스트레인게이지를 설치하였다. 시험 방법은 KS F 4425를 준용 하여 시험 하였다. 200만회 피로 반복 시험을 통해 굴절형 신축이음장치 내부에 조립된 볼트의 피로 내구성을 확인 하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.41-47
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• 2009

강바닥판의 횡리브 복부판에서는 전단력과 비틀림 모멘트가 작용하는 동시에 종리브의 비틀림으로 인한 면내외 변형이 작용하기 때문에 교차부와 컷아웃부에 응력집중현상이 발생한다. 본 연구는 피로균열 발생사례가 가장 높은 교차부와 컷아웃부에서의 응력집중현상 완화를 통하여 피로성능을 향상시킬 수 있는 구조상세를 개발하기 위하여 수행되었다. 다이아프램의 설치는 교차부와 컷아웃부에서의 응력집중현상 완화효과에 유리한 구조상세이다. 다이아프램의 위치에 대한 응력집중의 양상을 분석하기 위해서 다이아프램 위치를 횡리브 복부판과 일치된 곳으로부터 교축방향으로 이동시켜 가며 그 응답을 수치적으로 분석하였다. 또한 컷아웃폭을 대상으로 매개변수해석을 수행하여 최대응력 감소효과를 분석하였다. 그 결과 다이아프램은 횡리브 복부판과 횡리브 축 방향으로 일치되도록 설치하는 것이 응력집중현상을 완화시켜 구조성능 개선에 유리한 구조상세임을 알 수 있었다. 그러나 어떤 경우에도 다이아프램을 설치하지 않은 경우보다는 설치한 경우가 피로성능에 유리함을 알 수 있었다. 컷아웃폭은 바닥강판으로부터 종리브 바닥판면까지의 거리($y_{gotal}$)에 대한 바닥강판으로부터 컷아웃부의 종리브와 횡리브 교차점까지의 거리($y_i$)의 비($y_i/y_{total}$) 0.85가 되도록 컷아웃폭을 설정하는 경우가 구조성능 개선에 유리한 구조상세임을 알 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권5_2호
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• pp.831-840
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• 2019

최근 장대교량의 경간장이 길어지면서 주탑간 거리(span)가 기존의 한계를 넘는 교량에 대해 초장대교량이라는 개념이 새롭게 제시되었다. 또한 장대교량의 구조가 복잡해지고, 안전성이 중요해지면서 시공 중 계측의 필요성이 더욱 커졌다. 하지만 장대교량에 기존 계측센서를 지속적으로 적용하는 데는 한계가 있다. 이에 기존 계측센서들의 한계를 보완하고자 위성항법시스템(GNSS: Global Navigation Satellite System)을 활용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 최종적으로 2축경사계, 변형률계, 풍향풍속계와 GNSS를 혼용하여 초장대현수교의 거동 특성을 파악하고, 세부 모니터링 방법을 제시하고자 하였다. 이를 위해 GNSS를 이용하여 주탑의 절대좌표와 교축진행방향을 산출하였고, 장기거동을 분석하여 시공 직후 주탑의 영구 변위와 안정화 여부를 평가하였다. 또한 풍향이 대상교량의 거동에 미치는 영향을 수치적으로 나타냈으며, 이를 통해 대상교량의 거동특성을 분석하였다. 본 연구 결과, GNSS를 활용한 교량 계측은 분석 목적에 따라 데이터 처리가 용이한 것으로 나타났다. 또한, 초장대교량의 유지관리에 있어 기존의 계측센서와 GNSS을 활용한다면 각 계측 데이터의 오차 파악 및 보정을 통한 모니터링 시스템의 개선과 정확한 변위관측, 그리고 거동특성을 함께 파악하는 효과적인 모니터링 시스템을 구축 할 수 있다는 점을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.84-95
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• 2019

본 논문은 5경간 라멘형 교량의 지진취약도 분석을 위한 해석적 연구이다. 연구를 위하여 한국에서 공용중인 교각 높이 72m의 교량을 선정하였으며 범용 구조해석 프로그램인 OpenSEES를 이용하여 비선형시간이력해석을 실시하였다. 비선형시간이력해석은 총 50개의 지진을 사용하였으며, 지진파의 최대지반가속도를 0.1g에서 2.0g까지 0.1g 간격으로 증가시켜 다양한 강도 범위의 지진파를 고려하였다. 또한 단면해석을 통해 각 교각의 항복변위와 극한변위를 산출하였으며 시간이력해석 결과 및 단면해석 결과를 바탕으로 Barbat 등이제시한 손상상태 정의에 따라 대상교량의 손상상태를 분류하였다. 해석결과 0.731g의 지진이 교축방향으로 작용하였을 때 P1교각에서 Extensive Damage가 발생하는 것으로 예측되었다. 또한 지진위험도 평가결과를 국내 내진설계 기준에 적용한 결과 구조물의 기능을 수행할 수 없는 Extensive Damage가 발생할 확률은 4,800년 주기 지진에서 약 4.2%로 대상교량은 충분한 내진성능을 확보하고 있을 것으로 예상된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권11호
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• pp.61-69
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• 2021

본 연구는 교각의 고유진동수를 통해 교각에 인접한 지반의 세굴 발생여부를 판단하기 위해 축소모형교각을 제작하여 충격하중을 이용해 일련의 비파괴 실험을 수행하였다. 축소모형교각은 길이별로 총 3개의 교각을 제작하였으며, 관입깊이는 0.35m로 일정하게 지반에 관입하였다. 세굴은 크게 2가지로 교각의 측면세굴과 기초바닥세굴을 모사하였으며, 0.05m씩 굴착하여 단계별로 step 0에서 step 12 까지 총 13단계의 실험을 모든 교각에 대해 수행하였다. 또한 고유진동수를 도출하기 위해 모형교각에 총 3개의 가속도계를 부착하여 충격하중을 측정하였다. 충격하중은 impact hammer를 사용하였으며, 타격방향은 모형교각 상단을 교축직각방향으로 타격하였다. 이 때 측정된 가속도 값을 바탕으로 고속 푸리에 변환(FFT)를 이용해 세굴진행도에 따른 고유진동수를 산정했다. 그 결과 세굴이 진행됨에 따라 모든 교각의 고유진동수는 감소하는 경향을 보였다. 세굴이 진행됨에 따라 최초 고유진동수의 70% 이상 수준에서는 측면세굴, 70% 미만에서는 기초바닥세굴이 발생하는 것을 판단할 수 있었다. 이 결과를 토대로 전도에 대한 안전율과 비교하여 교각기초의 피해정도를 분석할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.30-37
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• 2023

PSCB 거더교는 상하부 플랜지와 복부가 일체화된 폐합된 단면으로 일반적으로 거더와 바닥판이 분리된 교량과 구조적 특성이 상이하여 PSCB 거더교의 특성을 반영한 유지관리 방안이 필요하다. 고속도로 PSCB 거더교의 정밀안전진단 보고서를 수집하여 손상 유형을 분석한 결과, 공용 중 발생되는 열화·손상은 대부분 상부플랜지에 집중되어 있다. 특히 상부플랜지 하면의 교축방향 균열은 분석대상 PSCB 거더교의 약 70 %에서 발생되었고, 이는 외부하중에 의한 구조적 균열 보다 수화열, 건조수축 등 간접하중에 의한 균열로 판단된다. 공용중인 PSCB 거더교의 내구성 향상 및 유지관리 비용 절감 등을 위해서는 설계단계부터 구속 건조수축 균열의 제어가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 PSCB 거더교 상부플랜지 하면 균열의 주요 원인인 구속 상태에서의 건조수축으로 인하여 발생되는 균열에 대하여 Gilbert Model을 이용하여 직접 계산하고, 철근량, 철근직경 및 간격 등 영향인자를 분석하였다. 분석결과, 간접하중으로 인하여 발생되는 균열폭은 H16 철근 기준 철근비 0.01 이하, 철근비 0.01 기준 H19보다 직경이 큰 철근의 경우 허용 균열폭 0.2 mm를 초과하는 것으로 나타났으며, 최종적으로 균열폭 검토 결과를 바탕으로 PSCB 거더교 상부플랜지의 균열폭 제어 방안을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.183-190
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• 2006

2거더교를 위한 장지간 바닥판의 설계에서 바닥판의 안전성과 사용성을 만족시키면서 두께를 줄여 자중을 최소화하는 것은 중요한 요소 중의 하나이다. 이 논문에서는 2거더교를 위한 횡방향 프리스트레스트 콘크리트 바닥판의 설계 최소두께와 배근상세를 안정성, 사용성을 고려하여 제시하였다. 대상 교량은, 실용적인 2거더교를 대표할 수 있는 교량으로, 교량길이 40 m의 단순교이다. 대상교량의 바닥판의 지간을 4 m~12m로 변화시켜 가며 분석하였다. 바닥판의 이방성 거동을 고려하여 최소단면을 일방향 슬래브로 설계하고, 균열폭과 피로강도를 평가하였으며, 처짐제한을 충족시킬 수 있는 최소 수준의 두께와 비교하였다. 연구결과, 피로내구성의 확보를 위해서는 직경 16 mm이하의 철근을 사용하는 것이 좋으며, 지간이 8 m를 넘는 장지간 바닥판은 처짐에 대한 사용성이 두께 결정의 지배적 요소임을 확인하였다. 또한, 현행 도로교 설계기준의 배력 철근량 규정을 적용하면 지간 4 m 이상의 바닥판에서는 지간 3 m 이하의 바닥판에서 기대되는 정도의 교축방향의 구조적 연속성을 확보할 수 없는 것으로 나타났다.