• 한국도로학회논문집
• /
• 제11권1호
• /
• pp.247-256
• /
• 2009

본 연구는 포스트텐션드 프리스트레스트 콘크리트 포장(PTCP: Post-Tensioned prestressed Concrete Pavement) 공법의 국내 적용을 위해 수행한 시험시공시에 현장실험을 통해 PTCP의 긴장시 구조적 거동을 분석하기 위하여 수행되었다. 실험을 위해 온도측정센서 및 변위측정게이지를 슬래브에 장착하여 환경하중 및 긴장력 도입에 따른 슬래브의 변위변화를 측정하였다. 총 세 차례에 걸쳐 긴장력을 도입하였으며 긴장작업의 적절성을 온도와 변위의 상관관계 횡방향 균열거동, 일일 종방향 변위변화량 등을 분석하여 판단하였다. 실험결과 타설초기 1차 긴장시에는 슬래브와 하부층과의 마찰 및 콘크리트의 소성성질 등의 요인에 의해 슬래브의 양끝단 부분에서만 큰 변위가 발생하였으나 이후 어느 정도의 시간이 경과한 후 가해진 긴장에서는 슬래브 전체에 뚜렷한 변위가 발생되나 여전히 마찰저항의 영향을 받는 것으로 분석되었다. 또한 긴장이 제대로 가해지면 균열이 존재하더라도 비활성화되어 슬래브가 일체의 거동을 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제31권3A호
• /
• pp.163-172
• /
• 2011

CFTA 거더는 아치형상을 갖는 콘크리트 충전 강관구조이며 초기처짐 및 공용 중 응력제어를 위해 외부긴장재를 배치한 거더 형식이다. 본 연구에서는 차량진행에 따른 거더의 동적거동에 긴장재가 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 유한요소 프로그램을 이용하여 거더 및 긴장재 등을 수치모델링하였으며 긴장재의 양과 긴장력을 다양한 값으로 변화시켰다. 차량하중은 도로교설계기준의 DB-24 하중을 고려하였으며 3축-2트랙으로 모델링하였다. 차량하중은 등가절점하중으로 적용시켰으며 차량하중의 이동은 차량통과 시간 및 절점수를 고려한 각 절점에서의 시간함수로 나타내었다. 차량속도는 40 km/hr에서 100 km/hr까지 20 km/hr씩 증가시켰다. 해석결과 긴장재의 긴장력 변화는 거더의 동적거동에 영향을 주지않았으며 초기처짐에만 영향을 주었다. 긴장재의 양에 따라서는 거더의 동적거동이 다르게 나타났으며 긴장재의 양이 적을수록 동적처짐은 증가하였다. 이를 바탕으로 거더의 동적증폭계수(DAF)를 산출하였으며 긴장재가 없는 경우에도 AASHTO LRFD와 도로교 표준시방서에서 정한 기준값보다 매우 작은 안정적인 거동을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제21권4호
• /
• pp.513-521
• /
• 2009

최근 들어 외부 강선을 이용한 프리스트레스트 콘크리트구조물의 건설이 증가하고 있다. 그러나 극한거동 해석시 단면 적합조건을 이용하는 내부 부착 강선과는 다르게 외적 비부착 강선은 부재의 전체거동에 의해서 응력 증 가량이 결정된다. 또한 편향부에서의 미끌림 효과와 강선의 편심 변화 효과 등이 발생하게 된다. 따라서 본 연구는 외 부 강선을 가지는 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 보의 거동 특성을 평가하기 위하여 강선량, 긴장력 등을 변수로 하여 정적 휨실험을 수행하여 외부 강선 부재의 휨거동 특성을 얻었다. 실험 결과에 의하면 균열발생 이전의 외부 강선 PSC 부재는 부착 강선 PSC부재와 거동 차이가 크지 않음을 알 수 있었다. 그러나 균열이 발생한 이후의 거동에서는 철근의 항복하중, 극한하중, 강선 응력 등이 외부 강선 부재에서의 값이 부착 강선 부재에 비해서 작게 나타나고 있다. 하중-강 선 변형률 관계에서 보면, 외부 강선 부재들의 경우, 하중 증가에 따른 외부 강선 변형률의 증가량은 초기 긴장력의 크 기 순서와 거의 반대의 순서로 외부 강선의 변형률이 증가한 것으로 나타났으나, 다만 초기 긴장력이 크다할지라도 강 선의 유효응력이 작은 경우의 강선 변형률은 강선의 유효응력이 큰 부재들보다는 다소 작게 증가하고 있는 것으로 나 타났다. 외부 강선 부재의 콘크리트에 발생된 압축 변형률의 크기는 외부 강선의 유효응력 크기 순서와 일치하는 것으 로 나타나, 콘크리트의 압축변형률은 외부 강선의 유효응력에 비례함을 알 수 있다. 실험 결과와 기존의 설계식과 비교 해본 결과, ACI-318에 의한 결과는 긴장력 혹은 유효응력이 차이를 전혀 반영하지 못하고 있고 특히, 그 결과가 실험 결과보다 상당히 작게 나타나, 지나치게 보수적인 것으로 판단된다. 한편 AASHTO 1994는 ACI-318과는 다르게 강선량, 초 기 힘 및 유효응력 등의 변화에 적절하게 영향을 받고 있는 것으로 나타났지만 내부 비부착 강선의 실험 결과를 이용 하여 작성된 이유로 외부 강선 실험 결과보다 지나치게 큰 결과를 유발하고 있는 것으로 평가된다. 이러한 이유로 외 부 강선의 극한응력을 정확하게 예측할 수 있는 새로운 규정이 필요하다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제21권2호
• /
• pp.135-144
• /
• 2009

본 논문은 기존 SC합성보에 비부착 긴장재의 정착위치와 도입된 긴장량을 변수로하여 포스트텐션 공법으로 휨보강을 실시한 실험체의 보강성능을 평가하여 적절한 휨보강 방법을 제시하고자 하였다. 실험은 각 유형별 실험체를 항복하중까지 가력하고 항복 이후 비부착 포스트텐션 보강을 실시 추가 가력하여 보강성능을 조사하였다. 실험결과 보강된 SC합성보는 보강전에 비해 향상된 항복내력 및 초기강성을 나타냈으며 최대내력의 실험값/이론값은 보강 후 ${0.95{\sim}1.13}$으로 나타났다. 보강 전 중립축과 그 상부에 정착구를 설치한 실험체(D160, 240계열)는 최대내력에서 긴장력의 차이에 따른 변화는 거의 없고 오히려 긴장력이 증가하면 연성이 감소하였으며 보강 후 중립축에 졍착구를 설치한 실험체(D120계열)는 긴장력이 증가하면 최대내력이 증가하고 또한 연성도 증가하여 보강 후 중립축에 대한 적절한 긴장력 보강이 매우 유효함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제14권6호
• /
• pp.1309-1317
• /
• 1994

앵커리지 (Anchorage)가 주케이블을 지지하는 전형적인 현수교에서는 행거를 가설한 후에 보강형을 순차적으로 가설하기 때문에 시공시 행거에 별도의 긴장력이 필요없다. 이와는 달리 자정식 현수교는 가교각으로 보강형을 지지한 후 행거를 설치하게 된다. 따라서 행거 가설시 초기 긴장력을 가할 필요가 있으며 이 후 계속되는 시공과정에 의해 장력이 지속적으로 변화하게 된다. 따라서 행거의 가설방법을 변화시켜가며 이에 따른 행거장력의 변화 양상을 파악하여 가장 효율적으로 행거를 가설할 수 있는 방법을 결정할 필요가 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 해석적인 방법을 제시하였다. 현수교 시공의 진행에 따라 단계적으로 변화하는 구조계를 모사할 수 있는 사공단계해석 알고리즘을 제시하였다. 또한 자정식 현수교에서 발생할 수 있는 기하비선형 해석모델을 제시하였다. 실물 교량을 대상으로 제시된 해석방법에 따라 가장 효과적이라고 생각되는 시공방법을 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제13권3호통권55호
• /
• pp.225-231
• /
• 2009

본 연구는 기존의 CFT구조, 아치구조, 프리스트레스구조를 조합을 통해 복합구조를 이루는 CFTA거더를 소개하고, 25m의 CFTA거더의 실험결과와 유한요소해석 프로그램인 Strand7을 이용하여 해석결과를 비교 분석하였다. 실험체의 정적재하실험으로 거더 중심부에서 양쪽으로 1m 이격한 거리에 58kN, 88kN, 148kN, 207kN, 298kN의 하중을 재하 하고, 발생하는 변위와 변형률을 측정하였다. 또한, 실험결과를 바탕으로 구조해석 프로그램인 Strand7로 구조안정성을 검토하고, 긴장재의 긴장력과 콘크리트의 탄성계수를 각각 20%증감하여 해석을 수행 하여 변형률과 변위값을 계산하였다. 초기 변위와 변형률은 긴장재의 긴장력의 증감에 따라 영향이 나타났으며, 추가적인 정적 하중이 재하 되었을 경우에는 콘크리트의 탄성계수만이 변위와 변형률에 영향을 미치는 것으로 확인 되었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.963-974
• /
• 2005

본 논문은 고강도 콘크리트로 타설된 2개의 대형 프리스트레스트 콘크리트 보로부터 얻어진 4개의 전단실험 결과를 고찰하였다. 특히 경사진 프리스트레싱 긴장재가 부재의 전단거동에 미치는 영향을 세밀히 분석하였다. 본 실험에서 경사진 프리스트레싱 긴장재를 사용한 부재는 직선 프리스트레싱 긴장재를 사용한 부재에 비해 높은 초기전단균열강도와 전단강도를 가졌다. 또한 실험 결과는 경사진 프리스트레싱 긴장재의 사용이 부재 단부에서 긴장재의 미끄러짐을 감소시켜주는 것으로 관찰되어 부재 단부에서 크게 요구되는 단부 정착력을 분산시키는데 효과적임을 보여주었다. 실험 결과로부터 얻어진 부재의 전단강도는 ACI 318-02와 AASHTO LRFD의 전단설계기준에 의하여 계산된 값과 비교 분석되었다. 두 전단설계기준은 모든 시험체에 대해 안정적인 전단강도를 제공하였으며, 특히 경사진 프리스트레싱 긴장재를 가진 부재들에 대해서 실험결과에 비해 매우 낮은 전단강도를 제공하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권3C호
• /
• pp.91-96
• /
• 2009

본 연구는 흙막이 가시설 구조물의 기본 요소가 되는 띠장의 강성을 증진시키기 위한 새로운 방법을 도출함에 목적이 있다. 이를 위하여, 띠장 부재에 탄소섬유판을 부착하고 또한 강연선을 통하여 프리스트레스 긴장력을 도입하는 실험을 수행하였으며, 탄소섬유판 및 프리스트레스 강선으로 긴장력이 도입된 부재는 보강되지 않은 부재보다 더 높은 하중에 이르기까지 선형구간이 확대되며 초기강성 및 극한강성이 크게 향상되는 것으로 실험결과 나타났다. 또한 탄소섬유판에 발생하는 변형율은 $8,000-11,000{\mu}{\epsilon}$의 범주로 나타나, 탄소섬유판과 띠장 부재의 부착능력이 탁월하고 탄소섬유판의 보강효과가 매우 우수한것으로 나타났다. 본 연구에서는 띠장 구조체의 휨 강성을 높이고자 하는 새로운 방법이 제시되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.79-91
• /
• 2005

본 논문에서는 프리스트레스를 이용한 가시설 공법(IPS)에 적용되는 띠장의 거동의 해석 및 설계절차에 대한 연구를 수행하였다. 띠장에 초기장력이 도입되는 구조계는 탄성지반위에 놓인 보이론에 의하여 부재력이 산출되고, 토압에 의한 부재력은 장력을 부정정력으로 취하여 부정정 구조해석을 통하여 띠장의 축력 및 휨모멘트를 계산하였다. 지반은 압축력 전담요소, 케이블은 인장력 전담요소를 사용하여 등분포 토압 및 편토압을 받는 띠장의 전산해석을 수행하였다. 기존의 가시설 설계에 적용되는 토압을 적용하여 IPS 띠장설계를 실시하였고, 긴장력과 설계토압에 의한 축력과 휨모멘트를 계산하여 축응력과 휨응력을 도출하고 합성응력검토를 수행하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권4호
• /
• pp.47-52
• /
• 2017

PSC(Prestressed Concrete)는 전단면을 유효하게 사용할 수 있으므로 교량 및 암거와 같은 구조물에 가장 많이 사용되고 있다. 그러나 내부의 텐던은 항상 높은 인장하중을 받는 상태에 노출되므로 부식환경에서 더욱 주의를 해야한다. 본 연구는 동일한 부식조건에서 프리스트레싱 하중에 따라 변화하는 부식전류 및 내력저하에 대한 연구이다. 이를 위해 초기 프리스트레싱 하중의 0.0%, 20.0%, 40.0%수준으로 가력한 뒤, ICM(Impressed Current Method)를 이용하여 촉진부식실험을 수행하였다. 초기 하중이 증가할수록 부식전류와 부식량은 증가하였으며 최대하중의 감소가 선형적으로 발생하였다. 초기하중이 20%에서 40%로 증가할 때, 부식전류량은 124.4%와 168.0% 수준으로 증가하였으며, 최종 파괴시의 하중은 87.8% 및 78.4%수준으로 감소하였다. 동일한 전압인가 시 부식속도와 내력저하는 인가한 초기 프리스트레싱 하중에 비례함을 알 수 있다.