• 한국지진공학회논문집
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• 제6권5호
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• pp.19-27
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• 2002

본 연구에서는 지진하중을 받는 교량구조물의 동적거동을 보다 실제적으로 예측하기 위하여 받침의 손상여부는 물론 다양한 영향요소를 고려할 수 있는 이상화된 다자유도 교량해석모형을 개발하였으며, 이를 바탕으로 받침의 손상이 교량구조물의 지진응답에 미치는 영향을 분석하였다. 받침의 손상은 마찰요소를 이용한 단순화된 모형으로 고려하였으며, 발생가능한 받침의 손상조건에 따른 영향을 분석하기 위하여 다양한 마찰계수의 적용에 따른 교량구조물의 응답분포특성을 구하였다. 모의분석 결과로부터 받침손상의 고려여부 및 적용된 마찰계수에 따라 최대응답의 크기 및 발생위치가 서로 다르게 평가되었으며, 특히 교량구조물에서 낙교의 발생가능성이 큰 위치에서의 최대상대거리는 받침의 손상여부에 따라 상당한 영을 받는 것으로 나타났다. 그러나 최대응답의 증가량은 크지 않은 것으로 분석되었다. 그러므로 다경간 단순형 교량구조물에 있어서 받침의 손상에 따른 낙교의 발생가능성을 감소시키기 위한 부가적인 받침보강은 필요시 선택적으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.19-26
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• 2021

교량 받침장치부는 상부구조의 수직하중을 지지하여 하부구조에 전달하고, 교량의 붕괴사고를 방지하는 역할을 한다. 하지만, 포항지진에 의하여 총 12개 도로교량의 받침장치 몰탈 파손, 받침장치 파손 및 쐐기 손상이 보고되었다. 본 연구에서는 지진시 교량 받침장치부의 구조 시스템 특성을 고려하여 교각의 코핑부와 무수축몰탈을 포함한 면진받침 장치 실험체의 전단 거동특성 및 손상모드를 평가하였다. 받침장치 쐐기에 대한 영향을 확인하기 위하여 쐐기 설치 유무를 변수로 설정하였으며, 압축-전단 실험을 실시하여 면진장치의 전단 거동특성과 손상모드를 확인하였다. 또한 유한요소해석을 통하여 받침장치의 거동특성 및 각 구성요소별 손상원인을 분석하였다. 실험결과, 쐐기의 충돌 및 손상 발생 이후 급격한 하중변화가 발생하였으며, 받침장치와 무수축몰탈 경계부를 따라 균열이 발생하였다. 쐐기 유무에 따른 쐐기, 앵커 소켓 및 무수축볼탈의 응력거동을 비교함으로써 지진시 교량받침장치부의 손상원인을 규명하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.45-53
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• 2009

우리나라 기존철도 교량의 40% 이상이 무도상 강판형교로 구성되어 있으며, 이들 중 대부분은 1970년대 이전에 건설되었기에 일반적으로 지진하중의 고려 없이 설계되었다. 이들 무도상 강판형 철도교의 내진성능을 향상시키기 위해서는 내진성능이 부족한 요소들에 대하여 여러가지 방법의 내진보강을 수행할 수 있는데, 내진보강의 적정수위를 정하기 위해서는 이에 대한 지진위험도 평가가 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 확률적 지진 위험도 해석과 확률적 손상해석을 통해서 무도상 강판형교에 대한 지진위험도 평가를 수행하였다. 먼저 받침 및 교각을 교량의 지진 응답에 주 영향을 미치는 주요 요소로 정의하고 각 요소 별로 지진취약도를 작성하였다. 그 후 작성된 취약도를 지진재해도함수와 결합하여 각 손상상태에 해당하는 연간 손상확률을 산정하였다. 지진 위험도 해석을 통하여 50년 초과손상확률을 계산한 결과, 무근콘크리트로 되어 있는 무도상 강판형 철도교의 교각은 우리나라의 지진상황에서 위험도가 매우 낮게 나타났다. 이는 무도상 강판형교의 특성 상 가벼운 상부구조로 인하여 지진 시 하부구조에 전달되는 횡하중이 상대적으로 적기 때문인 것으로 분석된다. 반면에 선받침으로 구성된 무도상 강판형교의 받침요소들의 50년 초과 손상확률은 상대적으로 크게 나타났는데, 그 중 자유단 받침의 경우 slight damage에 대한 초과손상확률이 12.78%로 고정단 받침의 4.23%보다 높게 나타난 반면 complete damage에 대해서는 자유단 받침과 고정단 받침 모두 비슷한 수준의 초과손상확률($0.18%{\sim}0.19%$)을 보였다. 본 연구에서 수행한 지진 위험도 평가는 추후 강판형 철도교의 내진보강을 수행함에 있어서 의사결정을 뒷받침할 수 있는 자료로 효과적으로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.171-180
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• 2011

최근 발생한 일본 대지진으로, 지진에 대한 피해를 최소화 할 수 있는 내진 설계의 필요성과 기존 구조물의 성능 향상에 대한 관심이 더욱 증가하고 있다. 사회기반시설물인 교량 등의 손상 붕괴는 사회적 경제적으로 미치는 파급효과가 커 이러한 구조물에 대한 내진성능의 평가가 상당히 중요하게 부각되고 있다. 내진성능에 대한 검토방법들은 결정론적 방법에 의한 것이 대다수로 각각의 부재에 대한 안전성 수준의 평가에는 실용적이지만 전체의 안전성 평가에는 실용적이지 못해 지진에 대한 구조물의 안전성 평가에는 손상단계에 따른 취약성 또는 손상도를 평가하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 탄성마찰포트받침(RFPB)을 사용한 Steel Box 교량에 대하여 지진의 특성인 PGA, PGV, SA, SV, SI 에 대한 손상도 곡선을 구하고, 이를 마찰포트받침(FPB)을 갖는 교량의 손상도곡선과 비교함으로써 두 지진 격리 장치의 성능을 비교 평가하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.36-46
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• 2012

작년 3월에 발생한 일본 대지진으로 인해 우리나라 역시 간접피해 등을 우려하며, 지진에 대한 피해를 최소화 할 수 있는 설계방법의 필요성과 기존 구조물의 내진 성능 향상에 대한 관심이 더욱 증가하고 있다. 사회기반시설물인 교량 등의 손상 붕괴는 사회적 경제적으로 미치는 파급효과가 커 이러한 구조물에 대한 내진성능의 평가가 상당히 중요하게 부각되고 있다. 내진성능에 대한 검토방법들은 많지만 결정론적 방법에 의한 것이 대다수로, 지진에 대한 구조물의 안전성 평가에는 손상단계에 따른 취약성 또는 손상도를 평가하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 납면진받침(LRB)과 탄성마찰포트받침(RFPB)을 사용한 PSC Box Girder 교량에 대하여 지진의 특성인 PGA, PGV, SA, SV, SI에 대한 손상도 곡선을 구하고, 두 지진 격리 장치의 성능을 비교 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.96-106
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• 2014

철도차량에 의한 진동은 지반을 통해 주변 지역에 영향을 주고 피로균열등 구조적 손상을 주고 있다. 본 논문은 새롭게 개발된 탄성 스페리컬 받침을 기존 강재스페리컬 받침과의 비교를 통한 진동저감성능에 대해 평가하였다. 탄성스페리컬 받침은 반구형 곡률과 크기를 변경함으로써 현장 여건에 맞는 강성을 구현할 수 있는 장점이 있다. 탄성 스페리컬 받침은 반구형 고무 및 보강판의 적층 받침으로써 성능특성을 확인하기 위해 설계와 해석결과를 비교하고 특성시험을 실시하였다. 또한 진동저감성능 확인을 위해 열차의 실대차 축소모형 시험을 실시하였다. 해석적 검증비교를 통한 특성시험에서는 설계하중 500kN 시험체의 압축 및 회전 시험결과 압축보다 회전에 의한 강성 증가가 적은 것으로 확인되었다. 또한 압축 및 회전 시험 후 시험체에 외관변형 및 영구적인 손상, 찢어짐 등은 발견되지 않았다. 축소 스케일 진동 측정 시험에서는 실대차 모형을 1/50축소하여 교량의 진동을 측정하였다. 그 결과 강재 스페리컬 받침에 비해 탄성 스페리컬 받침의 진동 저감능력이 탁월한 것으로 판단되며, 거리별 진동감쇠 성능도 높은 것으로 확인되어 탄성스페리컬 받침의 철도교 적용 시 진동저감효과가 우수할 것으로 판단된다. 향 후 실제 철도교량에서의 현장실험을 통해 성능을 검증할 계획이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.440-446
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• 2010

본 논문은 적층고무받침을 이용하여 지진으로부터 교량의 손상피해를 줄이기 위한 연구이다. 적층고무 받침은 지진 발생시 변위를 증가시키고, 주기를 길게하여 하중을 전환시킨다. 적층고무받침과 같은 면진장치에 몇 가지 지진파를 가진하여 진동대 실험을 하였다. 이 실험에서는 가속도계와 하중계, 변위계를 설치하여 상판의 가속도 및 전단력 등을 측정하였다. 더구나 적층고무받침을 설치한 경우와 지진격리장치를 설치하지 않은 경우로 구분하여 진동대 실험하여 그 성능을 비교 평가하였다. 실험결과 상판의 가속도 및 전단력은 적층고무받침을 사용할 경우 응답이 감소하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권5A호
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• pp.417-424
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• 2010

격리장치로서 적층고무받침의 동적 특성은 고무 열 노화로 인한 미세 구조의 변화로 인해 악화 될 수 있다. 그 결과, 예기치 못한 지진의 발생으로 교량이나 건물들은 치명적이 손상을 입게 된다. 여기서, 적층 고무받침의 동적특성은 압축-전단하중 및 반복하중, 극한파괴시험은 열 노화 전 후에 시험하여 상호 비교하였다. 실험 결과, 적층고무받침에서의 열 노화 현상은 전단강성과 에너지의 감쇠 그리고 등가감소계수에 영향이 있음을 알 수 있었다. 이것은 적층고무받침의 열 노화에 의한 동적특성의 저하를 의미하고, 적층고무받침 설계시 고려해야할 필요가 있다고 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권4호
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• pp.251-258
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• 2024

이 논문은 포트 받침이 설치된 3경간 연속 콘크리트 거더교를 대상으로 받침의 노후화가 교량의 지진응답에 미치는 영향을 분석하였다. 포트 받침은 고정단 및 가동단의 강성을 반영해 교축방향, 교축직각방향, 수직방향의 탄성 스프링으로 모델링하였다. 포트 받침의 노후화를 고정단 받침의 수평강성 저하와 가동단 받침의 수평강성 증가로 나누어 받침의 노후화가 교량의 지진 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 수치해석으로부터 구한 고유진동수 값과 이 교량의 설계 고유진동수를 비교하여 해석 대상 3경간 연속 거더교의 유한요소모델이 타당함을 보였으며, 국내 도로교설계기준(한계상태설계법)의 설계응답스펙트럼에 부합하는 인공지진파를 이용해 받침 강성의 변화에 따른 교량 상부 및 받침의 지진응답을 계산하였다. 지진해석 결과, 받침의 노후화로 인해 고정단 받침의 수평강성이 감소할 경우 지진으로 인한 고정단 받침의 절대최대 상대변위가 증가하였다. 이는 받침을 지지하는 모르타르의 균열과 앵커 볼트의 탈락 가능성이 커짐을 의미한다. 받침의 노후화로 인해 가동단 받침의 수평강성이 증가하는 경우에는 지진으로 인한 고정단 받침의 절대최대 전단력이 감소하였다. 그러나 이 경우 가동단 바로 위 거더 단면에 추가의 휨인장응력이 발생할 수 있으며, 이러한 받침 성능의 변화로 인하여 지진 시 연속 콘크리트교에 예기치 못한 구조적 손상이 발생할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.855-864
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• 2013

지진격리장치로서 천연고무받침의 동적 특성은 주재료인 고무의 동적거동과 비선형 성질에 의존하고 있다. 역학적이나 환경적인 영향으로 인해 고무재료에 노화가 진행되고 결국에는 손상이 불가피하게 발생하게 된다. 고무재료의 노화에 주원인은 높은 온도에서 반응열로 인한 산화반응으로 알려져다. 이에 따라 천연고무받침에 대한 가속 열 노화실험을 수행하여 열 노화 전 후에 대해 받침의 특성값을 상호 비교하였다. 실험 결과 열 노화 현상은 전단강성과 에너지 감쇠 그리고 등가감소계수에 영향이 있음을 알 수 있었다. 또한 열 노화에 의한 동적특성의 저하를 실제 교량에 적용하여 천연고무받침의 열 노화가 교량의 내진성능에 미치는 영향을 수치해석을 통해 비교분석하였다. 그 결과 천연고무받침에 대하여 열 노화에 따른 기본 특성변화가 교량의 내진성능에 미치는 영향은 크지 않음을 알 수 있었다.