• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.86-86
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• 2011

토목 기술의 발달로 장대교량이 증가함에 따라 교면 포장도 더 심각한 진동 및 충격, 기상조건에 노출되게 된다. 교면 포장은 차량의 주행의 편리성뿐 아니라 교량 구조물을 보호해야 하는 역할도 함께 수행하기 때문에 일반 토공부의 포장과 다른 성능을 필요로 한다. 교면 포장의 특수함을 감안하여 교면 포장의 품질을 평가하고, 설계와 적용시 반영 한다면 교량의 내구 연한 및 시공, 유지관리 비용을 절감 할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 교면 포장에 요구되는 성능을 조사하고, 교면 포장 특히, 장대 교량 적용시 교면 포장의 성능 평가를 위한 평가 방법을 고찰하였다. 교면 포장의 가장 큰 구조적 특징은 교량의 진동과 휨에 의해 포장이 받게 되는 휨응력이다. 특히 교량의 장경간화에 따라 더 큰 진동과 변형을 경험하게 되는 교면 포장은 그에 따른 충분한 휨 추종성과 피로 저항성을 확보하여야 한다. 기존 토공부 포장에서는 실험이 간단한 원통형 공시체를 이용한 간접인장강도 모드의 실험으로 피로 성능을 평가하였으나, 교면 포장은 실제 거동 특성과 유사한 빔 피로 시험 모드가 보다 신뢰성이 높을 것으로 판단된다. 빔 피로시험 모드로는 3점, 4점, 5점 휨 피로 시험 모드가 있으며, 각각의 모드는 지지점의 개수, 재하점의 개수에 따라 다른 거동 특성을 평가 할 수 있다. 최근 개발된 5점 휨 시험의 경우 교량에서 발생하는 부(-)모멘트를 모사할 수 있어 보다 현실적인 검증이 가능할 것으로 예상된다. 이 외에도 실제 크기 모형을 이용하여 윤하중을 가하는 Full-scale 모델의 경우 비용과 시간이 많이 소요되는 단점이 있으나 가장 신뢰성이 높은 방법이라고 할 수 있다. 교면 포장은 교량구조부로 수분이 침투되는 것을 막아주는 역할을 하여야 하며, 특히 해상 교량의 경우의 염분과 겨울철 사용되는 제빙화학제는 콘크리트의 열화와 강구조물의 부식을 발생시키므로 교면 포장의 방수 성능 검토는 매우 중요한 역할을 한다. 일반 토공부 포장과 달리 교면 포장은 하부층이 대기에 노출되어 있기 때문에 겨울철에 더 낮은 온도로 포장체의 온도가 내려가게 되고, 온도가 떨어진 포장층은 스티프니스가 증감함에 따라 저온 균열의 발생확율이 높아지며, 휨추종성도 나빠질 가능성이 높다. 따라서 저온에서의 균열 저항성 및 스티프니스를 평가하는 것은 교면 포장 재료의 중요한 인자 중 하나이다. 포장과 포장 하부층의 접착은 포장층의 일체화된 거동을 할 수 있게 하기 때문에 내구성 향상에 중요하다. 특히 교량과 같이 진동과 변형이 많은 경우에 있어 포장 접착층의 성능은 포장과 교량 구조물의 파손에 더 큰 영향을 미치게 된다. 접착성능은 실내에서의 직접인장모드와 전단접착강도 시험 모드의 실험이 있으며, 현장에서 측정하는 Pull-off 실험 등이 있다. 최근에 교통량과 중차량의 증가와 더불어 교량이 장경간화 되어 가면서 평가방법과 기준을 과거보다 엄격하게 할 필요성이 있다. 하지만 현실은 교면포장에 대한 시방규정이 모호하기 때문에 본 논문에서 제시한 국내외의 다양한 평가방법을 통해 적절한 교면포장의 성능을 평가하고 교면포장의 거동특성에 대한 이해를 함으로써 보다 발전된 교량기술을 확보할 수 있을 것이다.

• Computational Structural Engineering
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• v.13 no.2
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• pp.29-35
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• 2000

• Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.104-408
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• 2003

케이블 장대 교량의 해석에 있어서 기하적인 비선형만을 고려한 해석이 보편적이었다. 하지만 이 연구에서는 내진 해석시 케이블지지 교량이 비탄성적으로 거동 할 수 있기 때문에, 기하적인 비선형 이외에 재료적인 비선형을 고려할 필요가 있음을 보이고자 한다. 극한 하중 상태를 모사하기 위하여 사하중에 하중계수를 곱하여 하중을 증가시켜 중력방향으로 하중을 가하였고, 지진에 대한 하중 상태를 모사하기 위하여 교축방향의 지진 하중에 대한 등가의 등분포 하중과 이의 0.3배에 해당하는 수직 방향 하중을 동시에 가하였다. 이러한 해석을 통하여 자중의 2배 이상의 하중이 가해지면 거더가 비탄성적으로 거동 할 수 있고, 또한 교축 방향과 수직 방향의 설계지진하중을 고려할 경우 수평방향의 구속이 모두 풀리면 주탑이 비탄성적으로 거동 할 수 있음을 알 수 있다. 따라서 케이블지지 교량의 지진 해석시 특정한 경우에 있어서는 비탄성 거동을 고려해야 할 필요가 있을 것으로 보인다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.16 no.11
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• pp.7870-7877
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• 2015

In the case of CWR (Continuous welded rail) located on the railway bridge, the CWR has additional axial force due to interaction of bridge and track. Therefore, the CWR tracks located on the bridge have to secure the safety of running train and CWR track through mitigating influence for interaction of bridge and track. The railway design guide in Korea (KR C-08080) provides a certain value for property of longitudinal friction behavior of rail fastening system that is major parameter of interaction behavior by applying European codes. However, in order to apply to domestic railway, it is necessary to review property characteristics of the rail fastening system in actual use. In this paper, the experiment for longitudinal friction behavior of rail fastener applied to concrete track on the railway bridge in Korea was carried out, and statistical characteristic for property of the rail fastener was analyzed from the result of the experiment.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.25 no.2
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• pp.155-162
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• 2012

Recently, building of long span bridge is increasing and cable stayed bridges have large portion in civil projects. As the spans of bridges become longer, steel cable-stayed bridges have been constructed mainly for slim structure. But in many case, pylons are constructed by concrete for the stability of structures and the economy. Concrete is greatly influenced by the long-term behavior like creep and drying shrinkage, so analysis of stress redistribution and structural change in construction is required. In this study, as a cable stayed bridge with concrete pylon, Incheon Bridge is analyzed by nonlinear FEM analysis program RCAHEST. Through this analysis, time dependent effect of concrete pylon to whole cable stayed bridge system is studied.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.19 no.5
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• pp.638-646
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• 2016

CWR (continuous welded rail) tracks on high-speed railway bridges have much more complicated axial force distributions caused by track-bridge interaction than those behaviors on embankments, and additional problems caused by track-structure interaction with the axial force of the CWR. In order to analyze and limit other physical phenomena caused by track-bridge interaction, a design guideline (KR C-08080, longitudinal track-bridge interaction analysis) is used when designing CWR track on bridges. Domestic analysis and design methods for track-bridge interaction follow the UIC 774-3R, and they suggest conservative methods and deterministic properties. Recently, many studies analyzing the methods of track-bridge interaction considering the loading history are being carried out; however, there has been insufficient studies of the variation of the resistance properties with a consideration of the actual loading history. In this study, the performances of rail fastening systems used for concrete track on bridges were tested and analyzed while considering the loading history. For this purpose, longitudinal and vertical loading combinations, applied in order to simulate the practical conditions and resistance characteristics (stiffness and elastic limit displacement), are analyzed through the experimental results. Also, a comparison study was conducted with the properties in the KR Code.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.16 no.1
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• pp.807-813
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• 2015

The CWR(Continuous Welded Rail) on a bridge shows complex structural behavior compared to those on the roadbed. The influence factors on the track-bridge interaction are the variation of temperature and vehicle load. The analysis methods for track-bridge interaction, material property, modeling method, loads and combination method are indicated in the domestic railway design principle, KR C-08080. The vehicle load in KR C-08080 was changed in 2014. In this study, to evaluate the effect of the changed vehicle load on the track-bridge interaction, the track-bridge interaction analyses were performed for 22 bridges by using finite element method.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.35 no.4
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• pp.759-768
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• 2015

The ground motions of large dimensional structures such as long span bridges at different stations during an earthquake, are inevitably different, which is known as the ground motion spatial variation effect. There are many causes that may result in the spatial variability in seismic ground motion, e.g., the wave passage effect due to the different arrival times of waves at different locations; the loss of coherency due to seismic waves scattering in the heterogeneous medium of the ground; the site amplification effect owing to different local soil properties. In previous researches, the site amplification effects have not been considered or considered by a single-layered soil model only. In this study, however, the ground motion amplification and filtering effects are evaluated by multi-layered soil model. Spatially varying ground motion at the sites with different number of layers, depths, and soil characteristics are generated and the variation characteristics of ground motion time histories according to the correlation of coherency loss function and soil conditions are evaluated. For the bridge system composed of two unit bridges, seismic behavior characteristics are analyzed using the generated seismic waves as input ground motion. Especially, relative displacement due to coherency loss and site effect which can cause the unseating and pounding between girders are evaluated. As a result, considering the soil conditions of each site are always important and should not be neglected for an accurate structural response analysis.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.340-343
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• 2011

장대 케이블 교량의 풍응답을 계측할 수 있는 무선센서네트워크 기반의 풍응답 계측시스템을 개발하고, 이를 사용하여 인천대교의 시공단계별로 고유진동수, Mode Shape과 같은 Modal Parameters의 변화를 추정하고 보강형에서의 풍압분포와 보강형, 주탑, 케이블의 가속도를 계측하여 내풍 성능을 분석하였다. 개발된 계측 시스템은 인천대교 사장교의 전체 거동을 계측할 수 있도록, 1.5km 범위에 넓게 분포된 최대 55 Nodes에서 최대 1kHz의 동기화된 계측을 수행할 수 있으며, 각 Node별로 3축가속도나 풍압을 측정할 수 있다. 전체 Node에서 가속도를 계측하는 경우에는 최대 165 Channel을 1kHz로 측정할 수 있다. Modal 해석의 경우에, 고가교, 접속교, 사장교 주탑, 보강형, 케이블의 시공 단계별 동특성의 변화를 추정하였으며, 고가교에서는 모드해석을 통해 역추정한 구조계수를 정적재하실험 및 실험실에서의 Mold 시험결과와 비교하였으며 사장교 케이블에서는 케이블 댐퍼의 성능을 분석하였다. 또한 인천대교 보강형에서의 풍압분포를 계측하였으며, 풍압의 공간상관관계를 분석하였고, 풍하중 및 풍진동 특성을 분석하여 가속도 계측 결과와 비교하였다. 계측 및 분석 결과를 바탕으로 장대교량의 내풍성능을 확보하고 향상시키는데 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.5
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• pp.173-178
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• 2016

When a ballast track of a high-speed train is constructed on a bridge, the displacement of the bridge decks can occur because they are not fixed to the rails. Moreover, relative displacements occur between the bridge and rails caused by temperature changes and external loads. The current longitudinal resistance criteria (UIC Code 774-3, KR C-08080) on ballast tracks with continuous welded rails (CWRs) do not take into account the longitudinal movement of the bridge and the frictional force between the ballast and slabs. In addition, the magnitude of the longitudinal resistance, k, is calculated somewhat conservatively and, (therefore?) it acts as an unfavorable element in the design of long span and continuous railway bridges. Thus, in order to replicate the actual behavior more effectively, the longitudinal resistance of CWRs should take into account the additional rigidity between the slab and track. In this study, the longitudinal resistances of the ballasted track on the bridge were analyzed by carrying out an experimental study with a test setup designed to simulate the deck and bed track. In the test results, the maximum longitudinal resistances of the tests were similar to the resistances of the current codes, however, the measured longitudinal stiffness designed to limit the displacement of the tests were much smaller in comparison with the longitudinal stiffness on the codes.