• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.35 no.2
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• pp.275-285
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• 2015

This experimental study presents the fatigue evaluation of a precast deck connected using Ultra-High Performance, Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC). Four types of two identical large-scale specimens were fabricated with simplified splice rebar details which had a short splice length of ten times rebar diameter. The flexural behavior of each type of specimens until failure was investigated and fatigue behavior of the same type of specimens was then evaluated using two-million cyclic loading. In the flexural tests, tensile rebars exhibited the deformation exceeding yielding strain but failure mode related to the splice details was not observed in spite of such a short splice length. In the fatigue tests, damage was not appreciably accumulated by the cyclic loading except initial flexural cracks and the stress variations in tensile rebars was less than the allowable stress range. These experimental results demonstrate that all types of specimens exhibited acceptable fatigue performance and indicate that enhanced mechanical properties of ultra-high performance material permits to use a simplified splice details along with short joint width.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.26 no.4
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• pp.491-497
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• 2014

The corrosion of steel reinforcement in reinforced concrete bridge decks significantly affects the degradation of the capacity. Due to the advantageous characteristics such as high tensile strength and non-corrosive property, fiber reinforced polymer (FRP) has been gathering much interest from designers and engineers for possible usage as a alternative reinforcement for a steel reinforcing bar. However, its application has not been widespread, because there data for short- and long-term performance data of FRP reinforced concrete members are insufficient. In this paper, seven full-scale decks with dimensions of $4000{\times}3000{\times}240mm$ were prepared and tested to failure in the laboratory. The test parameter was the bottom reinforcement ratio in transverse direction. The decks were subjected to various levels of concentrated cyclic load with a contact area of $577{\times}231mm$ to simulate the vehicle loading of DB-24 truck wheel loads acting on the center span of the deck. It was observed that the glass FRP (GFRP) reinforced deck on a restraint girder is strongly effected to the level of the applied load rather than the bottom reinforcement ratio. The study results showed that the maximum load less than 58% of the maximum static load can be applied to the deck to resist a fatigue load of 2 million cycles. The fatigue life of the GFRP decks from this study showed the lower and higher fatigue performance than that of ordinary steel and CFRP rebar reinforced concrete deck. respectively.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 2009.05a
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• pp.421-422
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• 2009

This study investigated the fatigue test of domestic CFRP Tendon and anchorages. Test results revealed that fatigue capacity of anchorages with swage-type and bond-type satisfied the specifications. In domestic CFRP Tendon, fatigue strength of 1 million and 2 million cycle showed 992, 871MPa, respectively.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.20 no.6
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• pp.731-740
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• 2008

This paper deals with the fatigue behavior and strength of a new-type of steel-concrete composite bridge deck. The new-type composite bridge deck consists of corrugated steel plate, welded T-beams, stud-type shear connectors and reinforced concrete filler. A total of eight composite bridge deck specimens were fabricated, the fatigue tests were conducted under four-point bending test with three different stress ranges in constant amplitude. According to the test results, the fatigue crack generated at the welding part of the corrugated steel plate, progressed down to the bottom of the steel plate and encountered the crack, which came out from the opposite side at the same position. After the two cracks were connected at the bottom of the steel plate, the lower flange was cut off and the fatigue crack developed up to the T-beam. And the displacements and strains of fatigue test specimens were increasing with cyclic loading number, these were changed sharply at the fatigue failure. The fatigue results are compared with the design S-N curves specified in the Korea Highway Bridge Design Specifications and data in NCHRP 102 and NCHRP 147 report. The new-type composite bridge deck has a stress category of C, which means that new-type composite bridge deck can be designed by the current fatigue design specifications provided for steel members.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.6
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• pp.669-676
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• 2014

A three-way catalyst substrate for domestic passenger car satisfies the design criteria for exhaust gas exchange and pressure drop but does not have satisfactory thermal fatigue performance. Prefracture faults in this three-way catalyst substrate has often been discovered in vehicle repair or vehicle inspection facilities. This paper presents a thermal fatigue performance estimation method for a three-way catalyst substrate using a probabilistic strength reduction factor model. This method is superior to the thermal fatigue performance estimation method for a three-way catalyst substrate that uses a deterministic strength model.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 2008.11a
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• pp.69-72
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• 2008

Bridge bearings are devices absorbing the displacements of the superstructure. Elastomeric bearings used generally as bridge bearings absorb the displacements of the superstructure using their rubber characteristics. Elastomeric bearings should make sure their shear fatigue performance not to impede the durability of bridge system. In this paper shear fatigue tests were performed and stiffness were measured through the shear fatigue tests. Tests results show the measured stiffness of elastomeric bearings have no specific tendency. This paper found that elastomeric bearings show bad shear performance or fail early if elastomeric bearings are manufactured with a doublefold elastomeric layer.

• 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.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 2008.04a
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• pp.333-336
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• 2008

CFRP tendons have been attempted in concrete structures as a substitute for steel tendons considering their many advantages such as the corrosion-resistance, light weight etc. However, the elastic behavior up to failure is likely to result in ductility problems. To overcome such problems, prestress concrete beams with partially bonded tendons have been developed and suggested. In this new system, the un-bonded part near the mid-span contributes to the improvement of ductility. And the bonded parts at both ends play a role as a safe anchorage. According to the previous research on the static behavior, the suggested method has demonstrated enough ductility and strength. However it is essential to verify the long-term safety for repetitive fatigue loads under service states. For this purpose, flexural fatigue loading tests were carried out in this research. This paper includes an experimental investigation on the static load-carrying capacities of the beams with or without fatigue tests. The results showed that the beams prestressed with partially bonded CFRP tendons possessed good fatigue capacity under the constant cyclic loads.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.669-672
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• 2011

본 논문은 사하중 절감이 중요한 장지간 교량에 있어서 유리한 구조를 가지는 강바닥판의 성능 강화를 위한 수치해석 연구를 실시하였다. 이미 국내외에서는 다수의 강바닥판을 이용한 교량의 시공 사례가 많으며, 앞으로도 시공 또는 계획될 해상 장지간 교량에서도 강바닥판 교량의 사례가 많을 것으로 판단된다. 강바닥판 교량은 공기를 단축할 수 있으며, 들보의 높이가 작아서 날씬한 형상으로 할 수 있기 때문에 미관을 향상 시킬 수 있을 뿐만 아니라 가설 공사비를 절감시킬 수 있는 등 많은 장점을 갖고 있다. 하지만 강바닥판은 이상과 같이 장점을 갖는 구조이지만 비교적 얇은 강판을 복잡한 형상으로 용접하여 조립함에 용접 결함, 잔류응력, 면내 및 면외 변형의 발생 등의 문제점이 지적되고 있다. 따라서 외국에서는 강바닥판의 피로 손상에 대한 실험 및 연구로 많은 자료를 확보하고 있으며, 국내에서도 국내 현실에 맞는 강바닥판의 피로거동 및 피로강도 향상방안에 관한 연구가 더욱더 필요하다. 본 연구에서는 국내교량에 적용되고 있는 구조상세 및 구조해석을 실시하여 강바닥판의 피로거동과 응력 특성을 파악하고, 피로강도를 향상하는 방법으로 Bulkhead Plate와 수직리브 형상 및 부착에 따른 거동을 분석하고, 최적상세를 도출하여 강바닥판의 적극적인 활용화에 그 목적이 있다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.19 no.6
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• pp.559-573
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• 2007

Orthotropic steel decks are manufactured by welding thin plates therefore it is inevitable that there are abundant works of welding process. On connection of transverse rib web, crossing point of longitudinal rib, transverse rib and deck plate and cut-out parts of transverse rib are the significant position of stress concentration because of out of plane and oil-canning deformation caused by longitudinal rib distortion with shear force and distortion. At the current research, the crossing point where the orthotropic steel decks's effect of improving fatigue performance are high, not placing scallop and diaphragm which have same plane with transverse rib placed inside of longitudinal rib at the same time, the reduce effects of stress concentration at the cut-out section and the crossing are high. Especially the installation of the diaphragm causing great effects based on research results to stress concentration appearance reduce effects at the cut-out section, putting radius of curvature of the diaphragm's top and bottom as a target, as a result of carrying out the parametric analysis an optimal diaphragm form that has great effects in fatigue performance came to a conclusion. Also based on optimal diaphragm form, an advantage of the diaphragm optimal setting position for improvement of the fatigue performance came to a conclusion.