• 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
• /
• 제13권4호
• /
• pp.241-252
• /
• 2013

Because of financial and safety concerns, there are needs for more accurate prediction of bridge behavior. Underestimation of the bridge load carrying capacity can have serious economic consequences, as deficient bridges must be repaired or rehabilitated. Therefore, the knowledge of the actual bridge behavior under live load may lead to a more realistic calculation of the load carrying capacity and eventually this may allow for more bridges to remain in service with or without minor repairs. The presented research is focused on the reliability evaluation of the actual load carrying capacity of existing bridges based on the field testing. Seventeen existing bridges were tested under truck load to confirm their adequacy of reliability. The actual response of existing bridge structures under live load is measured. Reliability analysis is performed on the selected representative bridges designed in accordance with AASHTO codes for bridge component (girder). Bridges are first evaluated based on the code specified values and design resistance. However, after the field testing program, it is possible to apply the experimental results into the bridge reliability evaluation procedures. Therefore, the actual response of bridge structures, including unintentional composite action, partial fixity of supports, and contribution of nonstructural members are considered in the bridge reliability evaluation. The girder distribution factors obtained from the tests are also applied in the reliability calculation. The results indicate that the reliability indices of selected bridges can be significantly increased by reducing uncertainties without sacrificing the safety of structures, by including the result of field measurement data into calculation.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.71-79
• /
• 2008

The concrete track is being used at the Phase II of the Kyeongbu High Speed Railway and New Constructed Honam High Speed Railway. When it makes a decision of bridge type, It has to consider about longitudinal forces of Continuous Welded Rail, Displacement at the end of bridges, Up-lift forces for fastener on the track. If it is installed turnout on the bridge, There is likelihood of the deck twist by applying the each difference longitudinal forces at the 4 each rails and the buckling by concentration of rail stress at the turnout. Moreover, If it is installed turnout on the continuous bridge and REJ(Rail Expansion Joint) on the main track or turnout track. It is hard to keep a safety for rail because of coming to twist or folding at the expansion of deck on the turnout track. Therefore when it is a design of bridge with turnout. It need to take bridge type to minimize an additional axial force and a displacement at the turnout. This paper makes a study of the composite steel arch bridge that is able to resolve criteria requirements of safety for track with turnout and suggest a helpful design method for bridge considering track with turnout by being based on design and construction method of Eonyang Bridge at the north part of Ulsan Station in Phase II of the Kyeongbu High Speed Railway.

• Computers and Concrete
• /
• 제11권4호
• /
• pp.351-364
• /
• 2013

This paper presents results from an analytical investigation of the behavior of steel reinforced concrete circular column sections with additional Glass Fiber Reinforced Polymers (GFRP) bars. The primary application of this composite section is to relocate the plastic hinge region from the column-footing joint where repair is difficult and expensive. Mainly, the study focuses on the development of the full nominal moment-axial load (M-P) interaction diagrams for hybrid concrete sections, reinforced with steel bars as primary reinforcement, and GFRP as auxiliary control bars. A large parametric study of circular steel reinforced concrete members were undertaken using a purpose-built MATLAB(c) code. The parameters considered were amount, location, dimensions and mechanical properties of steel, GFRP and concrete. The results indicate that the plastic hinge was indeed shifted to a less critical and congested region, thus facilitating cost-effective repair. Moreover, the reinforced concrete steel-GFRP section exhibited high strength and good ductility.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제47권2호
• /
• pp.239-251
• /
• 2023

The stiffness evaluation of cracked base metal is of great guidance to fatigue crack reinforcement. By carrying out fatigue tests and numerical simulation of typical cracking details in steel box girder, the strain-degradation law of cracked base metal was analyzed and the relationship between base metal stress and its displacement (stiffness) was explored. The feasibility of evaluating the stress of cracked base metal based on the stress field at the crack tip was verified. The results demonstrate that the stiffness of cracked base metal shows the fast-to-slow degradation trend with fatigue cracking and the base metal at 50mm or more behind the crack tip basically lose its bearing capacity. Drilling will further accelerate stiffness degradation with the increase of hole diameters. The base metal stress has a negative linear relation with its displacement (stiffness), The stress of cracked base metal is also related to stress intensity factor and its relative position (distance, included angle) to the crack tip, through which the local stiffness can be effectively evaluated. Since the stiffness is not uniformly distributed along the cracked base metal, the reinforcement patch is suggested to be designed according to the stiffness to avoid excessive reinforcement for the areas incompletely unloaded.

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

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제33권5호
• /
• pp.319-329
• /
• 2020

현재 우리나라에서 운영 중인 교량 중 30년 이상 된 교량이 전체의 약 11%를 차지할 정도로 노후교량의 수가 증가하고 있다. 따라서 교량의 노후화에 따른 영향을 고려한 내진성능 평가방법의 개발이 필요하다고 볼 수 있다. 예제 교량으로는 포트받침, 탄성고무받침과 납-고무받침을 가진 3가지의 강합성 상자형 거더교를 선정하고, opensees 프로그램을 사용하여 구조해석모델을 작성하였다. 본 연구에서는 교량의 노후도를 교각의 주철근과 띠철근의 부식에 의한 면적의 감소로 반영하였다. 교각의 노후화 정도로는 5%, 10%, 25%, 50%의 4가지 조건을 사용하였다. 입력지진으로는 근거리 지진과 원거리 지진을 각각 40개씩 사용하였으며, 노후화 정도에 따른 예제교량의 교각에 대한 최대변위와 최대 전단력 응답을 구하여 비교하였다. 노후도가 증가할수록 힘-변위 관계에서 교각의 강도 저하가 발생함을 알 수 있으며, 이로 인하여 교각의 변위응답이 증가함을 알 수 있다. 교각의 노후도에 따른 변위응답과 전단저항능력의 영향을 분석하기 위하여 변위비(D_ratio)와 전단력비(F_ratio)를 정의하여 평가하였다. 예제교량의 고유주기가 길어질수록 노후도에 따른 변위비(D_ratio)의 증가가 크게 나타남을 알 수 있으며, 전단력비(F_ratio)의 감소 경향은 작게 나타남을 알 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제20권2호
• /
• pp.231-237
• /
• 2008

복합 구조 형식인 PSC-강 혼합 거더는 신형식 구조로서 비대칭 경간 구조물이나 장대교량에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 매입길이, 보강철근, 스터드, 프리스트레스 힘 등을 변수로 총 14개의 실험체를 제작하여 혼합 거더의 접합부 거동을 분석하고자 하였다. 모든 실험체는 보강철근, 스터드, 강판 등의 순서로 기능을 손실하면서 파괴되었다. 실험 결과에 의하면 접합부의 성능에는 스터드 배치와 보강철근에 비해 프리스트레싱 힘이 상대적으로 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 이와 함께 매입길이에 비하여 스터드의 배치가 접합부 성능에 보다 중요한 역할을 하는 것으로 평가되었다. 실험적 연구와 함께 슬립을 고려한 3차원 비선형해석을 수행하였다. 경계면의 거동은 인터페이스 요소와 슬립 물성을 통하여 완전 합성, 부분합성, 비합성으로 분석할 수 있는데 혼합 거더의 접합부 설계에 따른 경계면 거동을 해석과 실험 결과를 통하여 분석하였다. 특히, 스터드 전단연결재가 적용된 혼합 거더는 극한하중 단계에서 부분합성 거동을 나타내며 보강 철근 또한 혼합 거더의 극한강도 증진에 기여하는 것으로 분석되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제15권1호
• /
• pp.115-134
• /
• 2003

The Ting Kau Bridge in Hong Kong is a cable-stayed bridge comprising two main spans and two side spans. The bridge deck is supported by three towers, an end pier and an abutment. Each of the three towers consists of a single reinforced concrete mast which reduces its section in steps, and it is strengthened by transverse cables and struts in the transverse vertical plane. The bridge deck is supported by four inclined planes of cables emanating from anchorages at the tower tops. In view of the threat from typhoons, the dynamic behaviour of long-span cable-supported bridges in the region is always an important consideration in their design. This paper is devoted to the ambient vibration measurements of the bridge for evaluation of dynamic characteristics including the natural frequencies and mode shapes. It also describes the modelling of the bridge. A few finite element models are developed and calibrated to match with the field data and the results of subsequent structural health monitoring of the bridge.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제5권1호
• /
• pp.43-53
• /
• 1985

강도로교(鋼道路橋)에 있어서 가장 보편적으로 사용(使用)되고 있는 강교(鋼橋)(구형(矩形)보, 판항(鈑桁), 합성항(合成桁))에 대한 신뢰성설계규준(信賴性設計規準)을 제안(提案)하고, 또 하중(荷重)-저항계수(抵抗係數) 및 공칭안전율(公稱安全率)에 대한 이론적(理論的)인 근거를 제시(提示)하는 것이 본(本) 연구(硏究)의 주요(主要) 내용(內容)이다. Cornell의 MFOSM과 Lind-Hasofer의 AFOSM을 포함하는 주요 2차(次)모멘트 신뢰성(信賴性) 이론(理論)을 비교(比較) 분석(分析)함으로써 Lind-Hasofer의 근사식(近似式)과 대수정규형(對數正規型) 근사식(近似式)을 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)하는 신뢰성(信賴性) 해석(解析) 및 설계규준(設計規準)의 유도에 사용함이 적절하다는 것을 알 수 있었다. Galambo의 이론(理論)에 의해 강구조부재(鋼構造部材)의 불확실량(不確實量) 산정(算定) 알고리즘을 유도하여 저항(抵抗)의 불확실량(不確實量)을 LRFD Format 및 SGST Format로 산정(算定)했으며, 하중(荷重)의 불확실량(不確實量)은 우리의 실정(實情)을 고려한 적절한 값을 택했다. 현행(現行) 강도로교(鋼道路橋) 설계규준(設計規準)에 따라 calibration함으로써 목표신뢰성지수(目標信賴性指數) ${\beta}_0=3.5$를 우리의 현실(現實)을 반영하는 최적치(最適値)로 선택하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 강도로교(鋼道路橋)의 LRFD 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準)은 일정(一定)한 신뢰성(信賴性)을 주는 보다 합리적(合理的)인 설계(設計)가 됨을 알 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제9권6호
• /
• pp.499-518
• /
• 2009

The present paper investigates the stochastic seismic responses of steel structure systems with Partially Restrained (PR) connections by using Perturbation based Stochastic Finite Element (PSFEM) method. A stiffness matrix formulation of steel systems with PR connections and PSFEM and MCS formulations of structural systems are given. Based on the formulations, a computer program in FORTRAN language has been developed, and stochastic seismic analyses of steel frame and bridge systems have been performed for different types of connections. The connection parameters, material and geometrical properties are assumed to be random variables in the analyses. The Kocaeli earthquake occurred in 1999 is considered as a ground motion. The connection parameters, material and geometrical properties are considered to be random variables. The efficiency and accuracy of the proposed SFEM algorithm are validated by comparison with results of Monte Carlo simulation (MCS) method.