• Steel and Composite Structures
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• 제10권3호
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• pp.223-243
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• 2010

This paper reports recent developments concerning the application of Generalised Beam Theory (GBT) to the structural analysis of steel-concrete composite bridges. The potential of GBT-based semi-analytical or finite element-based analyses in this field is illustrated/demonstrated by showing that both accurate and computationally efficient solutions may be achieved for a wide range of structural problems, namely those associated with the bridge (i) linear (first-order) static, (ii) vibration and (iii) lateral-torsional-distortional buckling behaviours. Several illustrative examples are presented, which concern bridges with two distinct cross-sections: (i) twin box girder and (ii) twin I-girder. Allowance is also made for the presence of discrete box diaphragms and both shear lag and shear connection flexibility effects.

• Advances in concrete construction
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• 제3권4호
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• pp.295-316
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• 2015

A bridge widening technology using steel-concrete composite system was developed and is presented in this paper. The widened superstructure system consists of a newly built composite steel-concrete girder with concrete deck and steel diaphragms attached to the existing concrete girders. This method has been applied in several bridge widening projects in China, and one of those projects is presented in detail. Due to the higher stiffness-to-weight ratio and the rapid erection of composite girders, this widening method reveals benefits in both mechanical performance and construction. As only a few methods for the design of bridges with different types of girders are recommended in current design codes, a more accurate analytical method of estimating live load distribution on girder bridges was developed. In the analytical model, the effects of span length, girder pacing, diaphragms, concrete decks were considered, as well as the torsional and flexural stiffness of both composite box girders and concrete T girders. The study shows that the AASHTO LRFD specification procedures and the analytical models proposed in this paper closely approximate the live load distribution factors determined by finite element analysis. A parametric study was also conducted using the finite element method to evaluate the potential load carrying capacities of the existing concrete girders after widening.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.659-672
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• 1997

합성 박스형 교량의 비선형 온도분포로부터 유발되는 열응답(thermal response)은 여러 변수들의 영향을 받는다( 기상조건, 재료상수, 교량의 위치 및 방향, 단면형상 등). 본 논문에서는 계절, 교량의 위치 및 방향, 단면형상 그리고 몇 가지 재료특성치의 변화가 합성 박스형 교량의 축변형 곡률 및 응력에 미치는 영향 파악을 위해 매개변수해석을 수행하였으며, 이 해석을 수행하기 위한 2차원 시간 종속적 유한요소모델에 대해 간략히 언급하였다. 먼저, 매개변수들이 하루동안의 곡률 변화에 미치는 영향에 대해 고려하고, 최대 곡률을 나타내는 시간의 합성 박스형 단면의 은도 및 응력분포에 미치는 영향에 대해 고려하였다. 최종적으로, 이 매개변수들의 변화가 온도에의한 축변형, 곡률 및 응력의 일최대값에 미치는 영향에 대해 고려하였다. 온도에의한 영향은 경우에따라서는 사하중이나 활하중이 구조물에 주는 영향만큼 클 수 있고 또한 강합성교의 설계시 바닥판 콘크리트 슬래브와 강재들보와의 온도차를 $10^{\circ}C$로 가정하고, 동시에 온도의 분포가 콘크리트 슬래브단면과 강재들보단면에서 일정하다고 가정하고 구한 온도응력은 실제 온도하중의 영향을 과소평가할 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권5호통권48호
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• pp.475-485
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• 2000

본 연구에서는 시공성을 고려한 변단면을 갖는 합성형 강상자형교의 최소비용을 구하기 위한 자동화 최적설계 프로그램을 개발하였다. 강상자형교 설계에 필요한 설계 제약조건은 도로교 표준 시방서를 비롯한 각종 설계기준과 실무자의 경험을 바탕으로 정식화하였다. 최적화의 효율성을 위해 강상자형교의 특성을 고려한 제약조건 소거기법, 설계 변수 연결기법, 응력 재해석 기법을 적용하였다. 본 연구에서 개발된 프로그램은 구조해석 모듈, 최적설계모듈, 사용자의 입력 편의를 위한 전처리모듈 설계 업무자동화를 위한 후처리모듈로 구성되어 있으며, 구조해석은 신뢰성이 입증된 상업용 구조해석 프로그램인 RM-SPACEFRAME을 이용하여 격자모델에 대해 실시하도록 하였다. 또한 개발된 최적 설계 프로그램의 효율성과 실용성을 확인하기 위하여 몇 가지의 수치예제를 적용하였다. 본 연구에서 개발된 최적설계 시스템은 향후 타 형식의 교량에 최적설계 프로그램의 모형으로 활용될 수 있으리라 사료된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.427-432
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• 2003

An analytical method to predict the flexural behavior of composite girder is presented in which the early-age properties of concrete are specified including maturing of elastic modulus, creep and shrinkage. The time dependent constitutive relation accounting for the early-age concrete properties is derived in an incremental format by expanding the total form of stress-strain relation by the first order Taylor series with respect to the reference time. The sectional analysis calculates the axial and curvature strains based on the force and moment equilibriums. The deflection curve of the box girder approximated by the quadratic polynomial function is calculated by applying to the proper boundary conditions in the consecutive segments. Numerical applications are made for the 3-span double composite steel box girders which is a composite bridge girder filled with concrete at the bottom of the steel box in the negative moment region. The one dimensional finite element analysis results are compared with those of the three dimensional finite element analysis and the analytical method based on the sectional analysis. Close agreement is observed among the three methods.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.681-693
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• 2007

본 연구에서는 연속거더교량에 적용되고 있는 가설공법을 이중합성 박스거더교에 적용하여 발생 단면력을 검토하고, 적용성 측면에서 개선사항을 도출하고자 하였다. 하부콘크리트의 타설높이 및 타설범위는 각각 이중합성단면에 대한 소성모멘트 및 부모멘트영역에 의하여 결정되었다. 검토 가설공법은 일반적인 가설조건을 고려하여 크레인 가설공법, 켄틸레버 가설공법, 압출가설공법 등을 대상으로 하였으며, 이중합성 박스거더 가설 전의 하부콘크리트 타설유무에 따라 두가지의 경우로 구분하여 각각 시공중에 발생하는 단면력을 검토하였다. 또한, 압출가설공법 적용시의 단면력 저감방안으로 압출노즈에 의한 가설방안을 검토하였으며, 가설거더에 대한 압출노즈의 길이비, 단위중량비, 휨강성비 등의 변화에 따른 단면력의 저감정도를 검토하였다. 압출노즈에 의한 가설공법은 이중합성 박스거더교량에도 유효하게 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집(II)
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• pp.995-1000
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• 2000

Segmentally erected prestressed concrete box girder bridges have been widely used in Korean high speed railway. Segmental erection has been accomplished along the longitudinal direction and across the depth of cross section. The cross section is similar to a composite cross section, composed of old and new segments. Because these segments have different time-dependent creep and shrinkage properties, a stress redistribution takes place during the construction period. It is the main objective in this research to investigate this behavior. An actual bridge was instrumented with 96 vibrating wire embedded type strain gauges, 6 electronic type steel strain gauges, and 75 thermocouples. Two span continuous high speed railway bridge was selected. Two points of importance, such as the midpoint of the first span and the point of interior support, along the span of the girder were chosen to monitor the time dependent behaviors for an extended period of time. The data collection was starting just after concrete girder were cast and is still going on. According to the measured results, the strain distributions across the depth of the section at midspan and interior support were not continuous and the important redistribution of stresses takes place. Thus, rational design of prestressed concrete composite box girder bridges need.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.590-593
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• 2006

• Steel and Composite Structures
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• 제37권2호
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• pp.117-136
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• 2020

Curved steel-concrete composite box girder has been widely adopted in urban overpasses and ramp bridges. In order to investigate its mechanical behavior under complicated and combined bending, shear and torsion load, two large-curvature composite box girders with interior angles of 25° and 45° were tested under static hogging moment. Based on the strain and deflection measurement on critical cross-sections during the static loading test, the failure mode, cracking behavior, load-displacement relationship, and strain distribution in the steel plate and rebar were investigated in detail. The test result showed the large-curvature composite box girders exhibited notable shear lag in the concrete slab and steel girder. Also, the constraint torsion and distortion effect caused the stress measured at the inner side of the composite beam to be notably higher than that of the outer side. The strain distribution in the steel web was approximately linear; therefore, the assumption that the plane section remains plane was approximately validated based on strain measurement at steel web. Furthermore, the full-process non-linear elaborate finite element (FE) models of the two specimens were developed based on commercial FE software MSC.MARC. The modeling scheme and constitutive model were illustrated in detail. Based on the comparison between the FE model and test results, the FE model effectively simulated the failure mode, the load-displacement curve, and the strain development of longitudinal rebar and steel girder with sufficient accuracy. The comparison between the FE model and the test result validated the accuracy of the developed FE model.

• 한국안전학회지
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• 제23권2호
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• pp.87-97
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• 2008

일선대교는 복부 파형강판 복합교랑 형식으로서 연장파 폭원으로는 세계 최대의 규모이다. 총 14개 경간으로 구성된 일선대교는 압출공법(ILM)에 의하여 12개 경간이 연속구조로 건설되고 나머지 2개 경간은 동바리공법(FSM)에 의하여 건설된다. 본 논문에서는 동일한 구조형식으로는 국내에서 최초로 건설되며 해외에서도 유례가 없는 광폭과 장경간의 복부 파형강판 복합교량인 일선대교를 압출공법에 의하여 시공하면서 수행된 구조 안전성분석과 관련된 주제들을 다루고 있다. 이러한 과정을 통하여 지간-형고비, 복부 파형강판의 전단응력, 그리고 압출추진코의 최적 길이 등이 파형강판 복합구조 교량의 시공중 및 사용중 안전성에 큰 영향을 미칠 수 있는 것으로 분석되었다. 특히, 일선대교와 같은 복부 강재구조를 갖는 복합교량은 박스거더, 추진코, 그리고 연결 격벽의 강성차가 크기 때문에 기존의 방법에 의한 단면력 분석은 적합하지 않은 것으로 확인되었다. 이에 따라 압출 추진코의 길이, 구조물의 강성 등을 변수로 압출중 최대 부모멘트에 대한 검토를 수행하였으며 최종적으로는 상세 구조해석을 통하여 구조물의 시공 중 안전성을 확인하였다.