• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.53-60
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• 2010

ILM 교량의 경우 압출 중에 발생하는 일시적 응력을 흡수하기 위해 일반적으로 압출추진코가 이용된다. 압출 중에 발생되는 ILM 교량의 상부단면력은 압출추진코의 길이, 중량, 강성에 따라 크게 달라진다. 따라서 설계와 시공시에 단면의 안전성 확보를 위해서는 상부구조와 압출추진코와의 상호작용에 따른 응력변화를 반드시 고려해야 한다. 그러나 국내에서는 ILM 교량의 설계시에 경간분할 및 지간길이 등을 전례의 설계결과에 따라 결정하는 경우가 많다. 따라서 상부구조와 압출추진코의 단면들이 프로젝트에 따라 크게 달라지지 않는다. 그러므로 상부단면의 최적설계에 영향을 주는 압출 중 상호작용을 고려한 압출추진코의 최적설계에 관한 필요성도 크게 인식되지 못하고 있는 실정이다. 이 연구에서는 변단면 압출추진코와 교량 상부구조의 상호작용을 고려한 해석식을 이용하여 압출추진코의 최적화를 위한 설계식을 제안하였고 활용가능성을 확인하였으며, 국내 공용중인 ILM 교량의 설계수준을 평가하여 ILM 상부단면의 최적설계를 위해 제언하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.47-53
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• 2010

초속경 LMC(Very-Early Strength Latex-Modified Concrete ; VES-LMC)는 작업성, 강도발현 및 장기 내구성 측면에서 콘크리트 타설 후 3시간 이내에 교통개방을 가능하게 할 목적으로 개발되었고, 교량바닥판 긴급보수 공사에 유용하게 사용되고 있다. 그러나 초속경 LMC에서 라텍스의 사용이 콘크리트의 내구성은 향상시키지만 다량의 갇힌 공기를 양산한다는 단점이 있다. 따라서 취약한 공극구조를 개선하기 위해서는 특별한 방법이 필요하며, 본 논문에서는 울트라파인 플라이 애시가 사용되었다. UFFA VES-LMC의 공기량은 재령 1일에 포졸란 반응의 대부분이 발생하여 재령 1일 공기량이 경화전 공기량보다 저하되었다. 또한 재령 28일 공기량은 재령 1일 공기량의 공극구조와 동일하게 나타나, 포졸란 반응에 의해 콘크리트의 전체 공기량이 감소함을 확인하였다. 수산화칼슘의 첨가는 200 ${\mu}m$이하 크기의 연행공기를 현저하게 증가시키고, UFFA를 15%이상 사용하면 간격계수를 200 ${\mu}m$ 이하까지 확보할 수 있어 VES-LMC의 공극구조 개선에 매우 효과적인 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권2A호
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• pp.65-73
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• 2012

본 연구에서는 PSC 거더교의 장경간 적용을 위해 개발된 Half-Decked PSC 거더의 구조적 성능을 실험하였다. 이를 위해 힌지-롤러의 지점 조건의 단순교로 설계된 60 m 경간의 실물 크기 거더를 제작하여 4점 재하실험을 수행하였다. 거더의 중앙을 기준으로 양쪽으로 5.5 m 씩 떨어진 위치에 가력장치를 설치 후 1 kN/sec의 속도로 하중을 재하하여 총 4단계에 걸쳐 반복하중을 가하였다. 1단계부터 4단계까지 1,000 kN, 1,200 kN, 1,500 kN, 2,000 kN의 하중을 재하하고 제거하기를 반복하며 거더의 변위, 콘크리트와 철근의 변형률, 균열 등을 확인하였다. 이를 분석하여 거더의 내하력을 평가하고 하중 제거 시 나타나는 복원력 등을 살펴보았다. 1,400 kN 인근에서 초기 휨균열이 발생하여, 이 시점부터 하중 재하 시 비선형 성이 나타나며 뚜렷한 잔류변형이 계측되었다. 초기 균열이 1등교 기준의 사용하중보다 2배 이상 큰 하중에서 계측되어 충분한 내하력을 갖고 있는 것으로 나타났다. 실험 결과의 검증을 위해 수치해석을 수행하여 결과 값을 비교하였고 그 결과 실험 결과와 해석 결과의 유사한 거동을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 거더의 정적재하실험을 통하여 그 구조적 성능을 입증하였으며, 이를 바탕으로 Half-Decked PSC 거더 형식의 60 m 경간 실교량 설계 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국안전학회지
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• 제18권2호
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• pp.132-138
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• 2003

고속철도교량에서 장대레일의 사용은 연결부 근처에서 레일과 교량상판사이의 비선형 거동으로 인하여 부가적인 응력을 유발한다. 고속철도 교량의 지진응답해석에서, 구조물응답은 지반운동특성에 매우 영향을 많이 받으므로, 지반운동의 위치에 따른 변화가 구조물의 응답에 영향을 미치게 되고, 그 결과는 레일에 응력을 유발하게 된다. 또한 고속철도에서 사용지진 수준의 지진발생 시에 열차의 긴 제동거리가 필요하므로 열차의 안전한 정지를 확보하는 것이 요구된다. 이러한 관점에서 장대레일에 의해 부가적으로 발생하는 응력, 지반운동의 공간변화에 대한 구조물 응답의 영향, 그리고 안전하게 정지하기 위해 필요한 열차의 제동거리 등의 사항이 레일의 응력해석에 고려될 필요가 있다. 본 논문에서는 지진하중을 받는 고속철도교량의 장대레일 응력해석을 위하여 제동하중, 지반운동의 공간적 변화, 그리고 레일의 재료 비선형을 고려한 시간영역에서의 비선형 동적해석방법을 개발하고 적용하였다. 제시된 방법을 한국고속철도의 특정부지에 적용하여 지반운동의 공간변화에 따른 응답의 타당성을 보였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.67-77
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• 2022

국내에서는 I형 거더의 장경간화를 위한 수단으로써 U형 거더 개발을 시도하였으나, 포스트텐션 긴장방식에 따라 큰 자중으로 인하여 30 m이하 철도교 적용 사례가 대표적이며, 도로교는 시공 편의성과 보급성 논리에 따라 U형 거더의 적용 사례는 많지 않다. 본 연구는 이러한 포스트텐션 방식에 제한을 두지 않고 프리텐션 방식을 적용하여 단면 감소에 따른 자중 감소와 사용재료 절감을 유도하고자 한다. 또한, U형 거더 내부 반력대를 이용한 현장 프리텐션 긴장방법을 적용하고자 한다. 프리스트레스트 콘크리트 U형 단면 거더 교량은 콘크리트 바닥판 슬래브와 합성단면으로 구성된다. 단면이 폐합되어 개방형 단면인 PSC I형 대비 저항 강성 등의 구조적 성능향상과 제작 및 가설 단계에서 시공의 안전성 증대, 그리고 자중 경감에 기인하는 형고비 감소와 교량의 미적 경관성 확보가 가능하여 매우 효율적이고 경제적인 교량이다. 이로 인하여 고품질의 공장제작 부재와 현장에서 일체 타설로 효율적인 시공이 가능할 것으로 기대된다. 본 논문에서는 프리텐션 현장 긴장 방식 소개 및 긴장을 위한 정착블럭의 해석적 성능 검증에 대한 내용을 수록하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권3호
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• pp.633-640
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• 2023

본 연구는 운행선 경전철 직결식 궤도 부설구간에서 발생한 도상블록의 변위거동 특성을 분석하여 적정 보강 방안을 도출하고자 현장조사를 바탕으로 한 수치해석을 수행하였다. 본 연구의 대상선로는 교량상 급곡선 직결식 콘크리트 궤도로서 교량바닥판에 부설된 도상블록이 종방향 및 횡방향으로 이동하는 문제가 발생하여 이에 대한 메커니즘을 분석하였다. 본 연구에서는 3D Solid요소를 이용한 궤도구조 모델링을 바탕으로 운행하중 조건에서 발생가능한 직결식 궤도의 거동을 분석하고 다양한 보강방안에 대한 보강효과를 해석적으로 분석하였다. 도상블럭의 보강 전, 후 횡변위 분석결과, 극한 횡압 작용 시 보강 후 최대 횡변위는 보강 전 대비 약 3% 수준(약 0.1mm)으로 크게 감소하는 것으로 분석되었다. 또한 채움 모르타르, 교량 바닥판, 보강철근의 발생응력 검토결과, 모두 2.6 이상의 충분한 안전율을 확보하는 것으로 분석되어 보강방안에 대한 최적 조건을 도출하였다. 따라서 본 연구에서 검토한 앵커링 보강 수량 및 대칭형 앵커배치는 도상블록 횡방향 변위 발생 제어 및 교량, 도상블록의 구조적 건전성 확보에 효과적일것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3A호
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• pp.555-563
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• 2006

최근 많은 교량들이 점증하는 교통량에 의해 상부슬래브 폭이 부족해지거나 침식으로 인해 하부구조가 구조적으로 취약해지는 경향이 있다. 이 경우 상부슬래브나 교각을 확장하여 보강하는 것이 경제적이기 때문에 실험 자료와 현장의 시공경험 등을 통해 적절한 교량의 확장방안을 확립할 필요가 있다. 그렇지만, 부착식 앵커를 사용하여 교량의 하부구조를 보수 보강하는 경우 신 구 콘크리트의 일체성 확보와 관련된 기존 실험자료는 매우 부족한 실정이며, 이에 따라 부착식 앵커를 사용하여 구조적인 일체성을 확보하기 위한 실험적인 연구가 매우 시급하다고 할 수 있다. 이와 관련하여 본 논문에서는 부착식 앵커를 사용할 경우의 인발 및 전단 특성을 실험을 통해 밝히고자 하였다. 이를 위해 부착길이, 앵커직경 및 앵커경사를 포함한 다양한 실험변수를 가진 시편을 제작하여 인발 및 전단실험을 수행하였다. 실험결과 부착길이가 길어지고 앵커직경이 커질수록 부착력은 증가하고 부착강도는 감소하였다. 또한, 앵커경사가 커질수록 부착력 및 부착강도가 증가하지만 경사가 $5^{\circ}$ 이상인 경우 경사에 의한 효율이 감소하는 것을 알 수 있었다. 전단실험을 통해서는 앵커직경이 D19 이상을 사용하는 것이 적절할 것으로 판단되었다. 결론적으로, 향후 모델실험을 포함한 관련 자료의 축적이 이루어지는 경우 본 연구에서 수행한 실험 자료와 함께 부착식 앵커를 사용하여 보강된 신 구 콘크리트의 일체성을 확보하는데 많은 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권5호통권78호
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• pp.549-559
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• 2005

철도교는 강성이 주요한 설계인자이기 때문에 기존의 2거더 교량의 구조적 효율성을 높이기 위해서 이중합성 구조를 가진 철도교를 제안하였다. 일반적으로 강합성 연속교를 설계할 경우, 부모멘트 구간에 존재하는 콘크리트 바닥판은 인장에 저항하지 못한다고 가정하고 바닥판 단면을 무시하게 된다. 부모멘트 구간에서는 합성단면의 강성이 감소하게 되므로 이를 보완하기 위해 강재단면이 커지게 되는데, 이러할 경우 변단면의 적용이 불가피하게 되고 강합성형으로서의 장점이 반감된다고 할 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 다양한 접근법이 존재하지만 그 중에서도 경간을 확대하고 강성이 중요한 설계인자가 되는 경우에 적절하게 사용될 수 있도록 제안된 교량의 형태가 이중합성구조이다. 따라서 본 연구에서는 이중합성 전단연결부의 거동을 파악하기 위하여 수평스터드, 수평스터드와 수직스터드가 함께 배치된 복합스터드 부재에 대한 push-out 실험을 수행하였다. 실험결과의 분석을 통하여 기존의 설계식과의 비교를 수행하고 정적 거동을 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권3호통권55호
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• pp.173-180
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• 2009

초속경 라텍스개질 콘크리트는 교량바닥판 보수 후 조기교통개방을 가능하도록 하기위해 개발되었다. 본 논문의 목적은 초속경 라텍스개질 콘크리트에 발생하는 망상형, 횡방향 및 종방향 균열에 대한 원인을 분석하여 균열발생을 최소화 할 수 있는 방안을 마련하고, 현장 시험시공을 통하여 균열 억제방안을 검증하는 것이다. 횡방향 균열발생을 최소화하기 위하여 시멘트 성능의 개선과 더불어 단위시멘트량을 390kg/$m^3$에서 360kg/$m^3$으로 줄이고 굵은 골재의 최대치수를 13mm에서 19mm로 변경하였다. 시공측면에서 망상형 균열발생을 억제하기 위하여 강섬유와 와이어 메시를 사용하였고, 콘크리트 타설 직후 양생이 이뤄질 수 있도록 하였다. 검증실험 대상교량의 현장 균열조사결과 미세한 크기의 횡방향 균열과 종방향 균열을 제외하면, 3년 동안 구조적 균열이 발생하지 않은 것으로 조사되었다. 따라서 제안된 균열억제 방안이 균열억제에 효과적임을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.175-185
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• 2003

사장교의 정확한 초기형상을 결정하기 위하여 초기부재력법과 TCUD법을 효과적으로 결합시킨 개선된 해석방법을 제시한다. 먼저 사장재, 주탑 그리고 주형을 모델링하기 위하여 무응력길이의 변화를 고려한 탄성현수선요소, 보-기둥요소의 힘-변형관계식과 접선강성 행렬 산정법을 간략히 제시한다. 이제 케이블의 무응력길이를 변수로 취급하여 교량 전체의 접선강성행렬을 산정하고, 경계조건 이외에 케이블 개수만큼의 절점변위를 설계자의 초기형상에 가깝게 되도록 추가적으로 절점변위를 구속하여 절점변위 및 무응력길이의 증분을 산정하고 이를 토대로 케이블 부재력과 주형 및 주탑의 부재력을 산정한다. 이렇게 계산된 부재력으로부터 불평형하중을 산정하고 수렴이 될 때까지 다시 반복계산이 이루어진다. 수렴이 되었을 때 사장교의 주탑 및 주형의 축방향 변위를 제거하기 위하여 초기부재력법을 적용한다. 결론적으로, 케이블의 무응력길이를 변수로 추가함으로써 사장재 주형정착부의 수직변위와 주탑의 수평변위를 설계목적에 적합하도록 제어하여 휨모멘트를 최소화할 수 있었고, 초기부재력법을 결합시켜 주형, 주탑의 축방향변위가 발생하지 않는 해석결과를 얻었다.