• 문화기술의 융합
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• 제9권4호
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• pp.549-555
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• 2023

공용중인 고속철도의 PSC Box 교량의 긴장력 관리는 교량 성능에 있어 매우 중요한 기능으로 교량 유지관리시 세밀한 관리가 필요하다. 이에 본 연구에서는 열차(활하중) 재하시험 없이 측정한 상시처짐 결과를 이용하여 PSC Box girder 내부의 긴장력 감소 수준과 긴장력 손실에 다른 재긴장 예측 시기를 연구하고자 한다. PSC Box 거더의 긴장력 감소에 따른 재긴장 시기 예측결과, 준공 이후 약 17년 이전에서는 긴장력 감소(Jacking force loss) 곡선이 완만한 것으로 나나낫다. 그러나 17년 이후에서는 긴장력 감소 곡선이 급격하게 변화되는 것으로 나타났다. 따라서 공용연수 증가에 따라 긴장력이 감소하는 것으로 확인되었고, 구조물의 노후화가 진행될수록 긴장재의 손신을 더 급격하게 증가되는 것으로 분석되었다. 향후 공용중인 PSC Box 교량중에서 준공 이후 18년 이상 경과된 구조물의 경우 긴장재 및 주변 손상에 대한 정밀조사가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권4호통권56호
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• pp.137-147
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• 2009

본 논문에서는 프리스트레스트 콘크리트 거더의 긴장력 변화에 따른 몇 가지 휨 진동 응답 특성을 실험적으로 분석하였다. 이를 위해, 먼저 구조물의 진동응답특성을 추출하기 위한 기법들을 선정하였다. 진동응답특성은 기존에 많이 이용되는 고유진동수도 포함하였다. 다음으로, 프리스트레스트 콘크리트 거더의 긴장력과 휨 진동 응답 사이의 관계를 살펴보기 위해 모형 프리스트레스트 콘크리트 거더를 제작하고, 긴장력 변화 시나리오에 따라 진동응답실험을 수행하였다. 마지막으로, 긴장력 변화 시나리오에 따라 취득된 동적응답신호를 이용하여 선정된 진동응답특성 분석기법을 적용하였으며, 긴장력과 휨 진동 응답특성 관계를 분석하였다. 선정된 기법들에 의한 진동응답특성은 전체적으로 긴장력 감소에 따라 감소하는 경향이 있으며, 긴장력 감소가 나타나는 초기에는 비교적 선형적으로 감소하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권11호
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• pp.19-24
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• 2023

그라운드 앵커 공법은 최근 깎기 비탈면과 교대 등의 보강을 목적으로 사용이 증가하고 있다. 그라운드 앵커는 구조물의 사용연한 이상의 내구성을 확보하여야 하지만 국내 고속도로에 시공된 대부분의 앵커에서 장기적인 긴장력 손실이 발생하여 안정성이 문제가 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 실규모 모형실험을 통하여 긴장력 감소원인에 대한 분석을 수행하였다. 실험결과 물-결합재 비가 55%가 되는 시점부터 부착력의 감소현상이 나타났으며, 인장쐐기의 영향으로 강연선 파단강도의 14%의 감소현상이 나타났다. 지반강도, 앵커형식, 지하수의 유무에 따라 극한인발력이 차이를 보였으며, 특히 지하수의 유무는 그라우트의 강도 및 품질에 관여하여 앵커의 거동특성에 미치는 영향이 가장 높은 것으로 나타났다. 장기거동에서는 초기 정착이 안정되는 시점까지 급격하게 하중이 감소하다가 이후에는 일정하게 긴장력이 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.77-83
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• 2014

PSC거더교는 탁월한 안정성, 사용성 등의 특징으로 전세계적으로 가장 많이 사용되는 교량의 한 형식이다. 그러나, 긴장재 (강연선)의 시공오차나 곡률반경 등에 의하여 절곡되는 상황이 발생하는 경우가 생기며, 이는 국부적인 긴장력의 손실울 유발한다. 그러나, 일반적으로 설계와 시공과정에서는 긴장재의 국부적인 절곡으로 발생하는 긴장력의 손실에 대하여는 간과하고 있다. 이 연구에서는 PSC 거더 연속화 지점부에서 시공오차와 선형반경으로 인하여 발생하는 긴장력 손실량을 실험적으로 규명하였다. 또한, 국부적 긴장력 손실을 감소시킬수 있는 공법을 제안하고 이에 대한 효용을 실험으로 검증하였다. 실험결과에 따르면 국부적 절곡에 의해 최대 10%의 긴장손실이 나타났고, 블록아웃 공법을 통해 손실률을 최대 약 5% 감소시킬 수 있는 것으로 나타났으며, 이는 블록아웃 공법으로 연속화 교량의 긴장효율을 향상시킬 수 있음을 의미한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3A호
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• pp.315-322
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• 2008

본 연구에서는 외부 후 긴장 보강 공법을 공용중인 무도상 철도 판형교 보강 방안으로서 적용 할 경우 긴장재 강성 및 도입 긴장력의 크기가 동적 거동 특성 변화에 미치는 영향을 실험 및 해석적으로 평가 하였다. 연구 결과 긴장재 강성에 의해 고유 진동수가 증가하나 긴장력 크기 증가에 의한 고유 진동수 감소에 의해 필요 긴장력 도입시 최종적으로 고유 진동수가 미소하게 감소하는 것으로 나타났으며, 외부 후 긴장력과 고유 진동수 변화 양상에 대한 명확한 관계 정립을 위한 추가적인 연구가 필요한 것으로 나타났다. 또한, 외부 후 긴장에 의해 동적 처짐, 동적 휨 응력 및 중력 방향 가속도가 감소하는 것으로 나타났다. 한편, 외부 후 긴장에 의하여 중력 방향 가속도의 70% 수준인 횡 방향 가속도가 최대 20% 정도 증가하는 것으로 나타나 이에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.87-92
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• 2019

본 논문에서는 안정적인 전력공급이 어려운 실제 현장에 적용하기 위해서 PSC 내부 텐던의 긴장력 관리를 위한 저전압 EM센싱기법을 검증하였다. 지난 국내외 PSC 구조물 사고 사례를 볼 수 있듯이, 공용간 구조적 안정성을 확보하기 위해서는 PS텐던의 긴장력 관리가 매우 중요함을 알 수 있었다. 이에 본 논문에서는 EM센서를 통해 탄성-자기이론을 기반한 강자성체의 자기변형과 응력의 관계를 이용하여 전압 크기에 따른 긴장력에 대한 자기이력곡선을 계측하고자 하였다. 이를 위해 이중 원통코일형태의 EM센서를 제작하고 유압식 인장기를 이용한 PS텐던 인장 실험 장비를 구성하였다. 실험은 단계적으로 전압을 감소시켜 긴장력 크기에 따른 자기이력곡선의 변화를 계측하면서 최대/최소 전압값에 대한 계측결과에 따른 투자율의 변화와 긴장력의 관계를 비교 분석하였다. 그 결과, 전압이 감소하여 자기장의 크기가 작아짐에 따라 추정식에 대한 상수는 상이하지만 유사한 형태의 자기이력곡선 투자율의 변화를 확인할 수 있었다. 이를 통해 본 연구에서는 저전압 상태에서 EM센싱기법을 이용한 PSC 내부 텐던에 대한 긴장력 관리가 가능할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.533-543
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• 2014

최근 들어, 지하주차장과 같은 모듈화 건물에 프리캐스트 콘크리트와 현장타설 콘크리트가 함께 사용되는 복합공법의 사용이 증가하고 있다. 일반적으로 프리캐스트 콘크리트는 공장에서 선 제작되기 때문에 재료의 효율성을 극대화하기 위해 프리텐션을 도입하여 사용한다. 현행 구조기준이 긴장력이 가해진 단일 단면의 전단 강도식은 제시하지만 긴장력이 가해진 프리캐스트와 현장타설 콘크리트 합성단면의 전단강도식은 제시하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 긴장력이 가해진 합성 부재의 전단강도 실험을 통해 긴장력이 전단강도에 미치는 영향과 합성부재의 전단강도 산정시 고려해야할 사항에 대해 알아보았다. 변수로는 콘크리트의 면적비, 긴장재의 긴장력, 전단 경간비, 그리고 전단철근비를 고려하였다. 실험 결과를 분석해보면, 전단강도는 긴장력 크기와 긴장력이 가해진 단면의 면적비가 커질수록 증가하였고 전단경간비가 증가할수록 감소하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1A호
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• pp.135-146
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• 2008

본 논문에서는 가속도 및 임피던스 신호를 이용하여 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 거더교에 적합한 하이브리드 손상 모니터링 체계를 제안하였다. PSC 거더교의 주된 손상유형으로 텐던의 긴장력 감소와 콘크리트 거더의 휨 강성 저하를 고려하였다. 제안된 하이브리드 체계는 손상경보, 손상분류 및 손상평가와 같이 크게 3단계로 구성하였다. 첫 번째 단계에서는 가속도 특성 변화를 모니터링하여 전역적인 손상의 발생을 경보한다. 두 번째 단계에서는 임피던스 특성 변화를 모니터링하여 손상유형이 긴장력 감소인지 휨 강성 저하인지를 분류한다. 세 번째 단계에서는 손상유형에 적합한 손상평가기법을 이용하여 손상의 위치와 크기를 평가한다. 손상유형이 휨 강성 저하인 경우에서는 모드형상기반 손상검색 기법을 적용하였고, 손상유형이 긴장력 감소인 경우에서는 고유진동수기반 긴장력 추정 기법을 적용하였다. 모형 PSC 거더 실험을 통해 제안된 하이브리드 손상모니터링 체계의 유용성을 평가하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.182-182
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• 2011

현재 국내에서 PSC 거더의 제작은 주로 포스트텐션방식을 사용하고 있다. 포스트텐션방식은 콘크리트 양생 후 긴장력을 도입하여 제작회전율이 높은 특성을 가지나 쉬스, 그라우팅, 정착장치 등이 요구되어 조립과정이 복잡하고 제작단가가 높다. 교량에 적용되는 PSC 거더를 포스트텐션방식 대신에 프리텐션방식으로 제작한다면 제작단가를 대폭 감소시킬 수 있을 것이나, 교량용 PSC 거더의 길이가 일반적으로 30~50m이므로 공장에서 제작하여 현장으로 운반하는 것은 운반비용의 상승 및 운반 가능한 크기의 제한을 받게 된다. 운반의 문제를 해결하기 위해서는 현장에서 PSC 거더를 제작하여야 하는데 현장에 긴장대를 고정식으로 설치하는 것은 제작단가의 상승으로 이어져 경제성을 잃게 된다. 따라서 현장에서 사용할 수 있도록 이동식 긴장대를 제작한다면 경제성을 갖춘 프리텐션방식의 PSC 거더 생산이 가능할 것이다. 50m급 이동식 긴장대에는 약 10MN에 이르는 매우 큰 긴장력이 가해져 이동식 긴장대가 콘크리트 양생전까지 이 긴장력을 저항하여야 한다. 본 논문에서는 유한요소 해석프로그램인 ABAQUS를 사용하여 50m급 PSC 거더를 생산할 수 있는 이동식 긴장대를 모델링하여 약 10MN에 이르는 긴장력이 가해질 때에 이동식 긴장대의 각 구성요소의 거동특성 및 하중에 대한 안전성 및 좌굴에 대한 안정성 확보 여부를 해석적으로 파악하고자 한다. 이동식 긴장대는 구성요소인 정착블럭(긴장BOX)과 중간연결블럭으로 나누어 모델링하였다. 정착블럭(긴장BOX)은 다수의 강판을 4절점 쉘요소(S4R)를 사용하여 직육면체의 BOX 형상에 내부를 보강한 단면으로 구성하였고, 중간연결블럭은 H형강 2개를 일체화한 긴장대 거더와 콘크리트 바닥판 블록이 볼트로 합성된 구조이며, H형강은 4절점 쉘요소(S4R), 바닥판블럭은 8절점솔리드요소(C3D8R)를 사용하였다. 긴장대거더와 바닥판블럭은 합성거동을 하도록 weld option을 사용하여 부분적으로 결합하였다. 정적해석결과 이동식 긴장대에 발생하는 응력은 도로교 설계기준에 SS400 강재의 허용응력 140MPa 보다 작으며 선형탄성좌굴 해석결과 가력하중의 2.22배 약 21MN의 하중이 가력되어야 전체좌굴이 발생하게 될 것으로 추정된다. 해석결과를 보아 50m급 PSC 거더를 생산할 수 있는 이동식 긴장대는 하중에 대한 안전성 및 좌굴에 대한 안정성을 확보하고 있는 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.43-51
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• 2019

현재 국내에서는 비탈면의 안정성 확보를 위해 그라운드 앵커공법을 적용하고 있다. 그라운드 앵커는 시간이 지남에 따라 노후화 및 환경적 영향에 의한 부식, 릴렉세이션, 크립 등으로 긴장력 감소현상이 발생하며, 이로 인해 앵커의 긴장력은 설계앵커력 이하로 감소할 가능성을 내포하고 있다. 이에 국내에서는 정기적인 점검 시 또는 이상 징후가 발생한 앵커를 대상으로 리프트오프 시험을 수행하여 앵커의 잔존긴장력을 확인하고 있으나, 현재 국내 리프트오프 시험기준(국토해양부, 2010)은 수행 및 평가방법이 자세히 명시되어 있지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 선행연구들을 바탕으로 하중 재하 제하 사이클, 하중 증분방법, 긴장재 긴장 방법 등을 고려하여 리프트오프 시험을 수행하였으며 현장에서의 시공성과 시간적 제한을 고려하여 효율적인 리프트오프 시험 및 평가방법 개선안을 제시하였다.