• 한국안전학회지
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• 제32권4호
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• pp.28-33
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• 2017

A sharp curved ballasted track on earthwork that was connected with a direct fixation slab track on steel box railway bridges have been deformed and damaged despite the frequently maintenance by a restoring force of sharp curved rail and track-bridge interaction forces such as axial forces and longitudinal displacement of continuous welded rail(CWR) owing to their structural characteristics, calling for alternatives to improve the structural safety and track irregularity. In this study, the authors aim to prove a cause of deformation for the sharp curved ballasted tracks to enhance the structural safety and track irregularity of ballasted track in service. A track-bridge interaction analysis and a finite-element method analysis for the sharp curved ballasted track were performed to consider the axial force and longitudinal displacement of CWR, the temperature and the effect of restoring force of sharp curved rail. From the results, the deformation of the sharp curved ballasted track with adjusted sleeper spacing from 833mm to 590mm were significantly reduced.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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• pp.567-572
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• 2008

This paper's purpose is to improve determining of the critical response of curved bridge to multi-component seismic motion. There are several methods to combine responses by multi-component excitation response, 30%, 40% rules and square-root-of-sum (SRSS). These combination rules determine same value of critical response in straight bridges. However, each method has critical response value of different magnitude in curved bridges. Thus a study about critical response of curved bridges is required. This paper presents comparison critical responses value as each combination rule, 30%, 40% rules and SRSS on curved bridges with the different radiuses of curvature. This study was carried out by response spectrum analysis of OO IC steel box girder bridge using SAP2000. It is concluded as follows: 1) In curved bridges, 30% and 40% rules tend to underestimate the critical response relatively to SRSS. 2) When bridges have smaller radiuses than 100m, difference between SRSS and 30% or 40% rules let run errors up as radiuses of curvature decreased.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.1731-1741
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• 2014

교통수요의 증가에 따른 교통혼잡을 피하기 위하여 고가도로와 고속도로, 경전철 등이 활발히 건설되고 있으며, 이에 따라 접속부 등과 같은 곡률반경이 작은 곡선교 구간의 발생이 증가하고 있다. 초기에는 직선형의 주형을 연결하여 곡선을 이루는 방법을 사용하였으나, 공사비의 증가와 미관성 측면에서 용이하지 않아 강재를 사용한 곡선주형이 개발되어 적용되고 있다. 강재의 특성상 기하학적인 형상을 구현하는데 상대적으로 손쉽기 때문에 대부분의 곡선교에서는 강재를 이용한 강박스 거더교를 주로 사용하고 있다. 그러나 강박스 거더교는 초기 공사비가 고가이고, 도장과 같은 지속적인 유지관리가 필요한 문제점을 가지고 있다. 최근에는 I형 강재 플레이트 거더를 사용하는 방법이 활발히 연구되고 있으나 곡선 I형상의 특성상 개단면이고 얇은 플레이트를 사용하기 때문에 비틀림 강성이 매우 작아 안전성에 문제가 있는 것으로 지적되고 있다. 이러한 곡선강교의 대안으로 경제성과 안전성이 확보되는 프리캐스트 PSC 곡선거더가 제시되고 있다. 이에 본 연구에서는 프리캐스트 PSC 곡선거더를 효율적으로 제작할 수 있는 스마트 몰드 시스템을 개발하고 이를 적용한 2주형 40m 실물교량의 정적 휨 파괴 실험을 통하여 안전성을 확인하고자 한다. 제작단계에서 단일 거더는 곡률반경에 의해 거더의 전도에 대한 안정성이 문제가 있으나 가로보로 연결된 멀티거더는 하중분배가 적절히 이루어지며 안정성이 확보되는 것으로 나타났다. 정적구조 실험결과에서는 균열하중(1,400 kN)이 설계하중(450 kN)의 약 3배 이상 높은 것으로 나타났으며, 허용처짐량에 해당하는 하중은 설계하중의 4배인 1,800 kN에서 발생하여 사용성과 안전성이 모두 확보되는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2002년도 추계학술대회 논문집(I)
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• pp.721-726
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• 2002

The topic on today is dynamic response analysis of curved bridge-AGT(Automated Guide-way Transit) vehicle interaction system. Rubber wheel type AGT vehicle is adopted in this study, and the vehicle is idealized as three dimensional eleven DOF model. Three types of composited steel box girder bridges are modelized with F.E. method. And three types of artificially generated surface roughnesses are adopted for analysis. The dynamic equations of curved bridge, AGT vehicle and surface roughness are derived by using Lagrange's equation of motion. And the equations are solved by Newmark-${\beta}$ method. As a result, The dynamic increasement factor is inverse proportional to radius curvature.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.123-135
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• 2006

이 연구에서는 원형기둥-상자형보 접합부의 다이아프램 형상에 따른 거동특성과 다이아프램 설계방법에 관한 것이다. 강재 원형기둥-상자형보 접합부의 다이아프램은 상자형보 하부플랜지로부터 전달되는 집중력을 지지하게 되며, 보와 기둥의 강도 뿐만아니라 접합부의 거동에 큰 영향을 미치게 된다. 기존의 연구에서는 부정정 곡선보 모델로부터 유도된 다이아프램의 응력계산식이 제시되어 있으나, 설계식으로 활용되기에는 계산과정이 난해하고 유도과정이 비합리적이다. 또한 접합부 강도에 대한 다이 아프램의 역할을 고려하지 않음으로써 다이아프램의 합리적인 설계가 이루어 지지 못하고 있다. 따라서 이 연구에서는 접합부 다이아프램의 설계변수에 대한 비선형 유한요소 해석을 수행하여, 다이아프램의 형상에 따른 강도특성을 검토하였다. 또한 원형기둥-상자형보, 접합부 다이아프램의 이론식이 접합부의 실제 거동과 큰 차이를 나타냄을 확인하였고, 보와 기둥 및 다이아프램 강성을 고려한 강재 원형기둥 접합부 다이아프램의 설계방법을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.34-43
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• 2012

도로의 진출입로나 인터체인지에 널이 적용되고 있는 곡선교는 곡선반경, 사각 및 받침 간격 등에 따라 직선교보다 복잡한 거동을 나타낸다. 특히 상부구조물의 휨과 비틀림에 의해 솟음현상이 발생할 수 있고, 예각부 받침에는 부반력이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 곡선교에서 교량의 곡선반경, 받침간격 및 사각이 부반력에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 이를 위해 RAMP에 적용 가능한 지간(L)이 50m인 단경간의 강박스거더 곡선교를 대상으로 3차원 격자구조 모델을 이용하여 해석적인 방법으로 지점반력을 산출하였다. 부반력은 교량의 평면형상, 구조계의 형성, 받침의 조건 등에 의해 그 크기가 결정 되므로 매개변수는 곡선반경, 사각 및 받침간격으로 하였으며, 도로교설계기준에 제시된 하중조합에 의해 발생되는 반력의 크기를 계산하였다. 수치해석한 결과에 의하면 부반력은 곡선반경, 받침간격 및 사각이 작을수록 크게 발생하는 것으로 나타났으며, 사각 $60^{\circ}$ 일때 곡선반경 250m 이하에서는 받침간격에 관계없이 항상 부반력이 발생하였고, 사각 $75^{\circ}$일 때 곡선반경 180m에서는 ${\theta}/B$가 0.27 이하, 곡선반경 250m에서는 ${\theta}/B$가 0.32 이하에서 부반력이 발생하지 않았으며, 사각 $90^{\circ}$ 일 때 곡선반경 130m에서는 ${\theta}/B$가 0.38 이하 일 때와 곡선반경이 180m 이상일 때 부반력이 발생하지 않았다. 이상의 결과로부터 설계변수인 곡선반경, 받침간격 및 사각이 곡선교에서 부반력 발생과 밀접한 관계가 있음을 확인하였고, 곡선교의 설계시 설계변수들의 상호관계를 적절히 설정하면 부반력이 발생하지 않는 구조계로 설계가 가능함을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.205-215
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• 2006

본 연구는 3차원 쉘요소를 이용한 유한요소해석을 통해 다이아프램으로 보강된 곡선 강박스거더교의 거동을 분석하였다. 매개변수연구를 통해 기존의 제안식과 비교함으로써 모델링의 타당성을 검증하였고, 뒤틀림 응력에 크게 영향을 미치는 인자는 중심내각, 지간길이, 다이아프램간격임을 확인하였다. 또한, 다이아프램의 간격, 개구율, 형상을 변수로 하여 해석한 결과에서는 지간이 30m, 곡률 반경이 40m인 해석모델에 대한 적정 다이아프램간격은 5m인 것으로 나타났다. 다이아프램의 형상 효과에 대해서는 라멘식 다이아프램의 경우가 개구율 0.4~0.6의 범위에서 개구부가 없는 충복판식 다이아프램보다 휨과 뒤틀림의 응력비가 낮아 거동에 유리한 것으로 나타났으며, 충복판식 다이아프램과 X형 트러스 방식의 다이아프램 비교에서는 동일한 강성을 가지더라도 충복판식 다이아프램이 뒤틀림응력을 보다 효과적으로 제어하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.329-338
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• 2007

PSC 박스 교량은 콘크리트, 철근과 텐던으로 구성된 구조물로서 콘크리트의 인장 균열, 철근의 비선형 거동 등 재료의 비선형성 거동 특성 및 콘크리트의 시간 의존적 특성을 가지고 있는 복합 구조물이다. PSC 박스 교량의 시공 중 거동 특성을 고려하기 위하여 뼈대 요소(프레임 요소)를 이용한 시공단계의 설계가 수행되고 있다. 그러나 PSC 박스 교량 중 곡선램프교 등의 경우는 교량의 외측 및 내측의 변위 및 응력 값이 현저히 다르다. 따라서 PSC 박스 교량의 텐던량 및 시공 중 긴장력이 외측 및 내측에서 다르게 산정되어야 함에도 불구하고 현실적으로는 계산이 불가능하여 같은 양의 텐던과 부적절한 긴장력을 사용하고 있어 시공 중 항상 안전사고에 노출되고 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 3차원 해석이 필수적으로 요구되고 있으며 본 연구에서는 PSC 박스 교량의 해석 기법에 필요한 준 적합 쉘 요소를 제안하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권5A호
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• pp.407-415
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• 2010

현재 국내에서 설계되고 있는 40~70 m 지간의 강도로교 90% 이상이 박스거더교 형식이며 박스거더교는 휨 강성과 비틀림 강성이 뛰어나 장경간이나 곡선을 갖는 교량 형식으로 적합할 뿐만 아니라 가설현장에서의 작업을 최소화 할 수 있어 현장 안전관리 면에서도 유리한 구조형식이다. 그러나 박스거더는 상하 플랜지와 복부판이 수직, 수평보강재로 보강되는 구조로 부재량과 용접량이 많이 소요되어 비경제적인 교량 형식으로 많이 지적되어 왔다. 따라서, 미국이나 일본에서는 상대적으로 부부재를 줄일 수 있는 보다 경제적인 플레이트거더교가 일반적으로 적용되고 있다. 이러한 플레이트거더교의 한 형식인 소수주거더교는 강합성교량의 합리화를 위해 많이 채용되는 형식으로, 주거더 간격을 종래의 3 m 정도에서 2배 정도인 6 m 이상으로 증가하여 주거더의 개수를 최소화시키는 경제적인 교량형식이다. 또한, 거더 단면의 단순화를 위하여 거더의 복부판에 부착되는 수평보강재와 수직보강재를 최대한 생략할 수 있다. 2주거더교는 소수주거더교의 대표적인 형식으로, 유효폭 10 m 전후의 교량에 적합하여 프랑스를 중심으로 유럽에서는 1960년대부터 본격적으로 개발되어왔다. 국내에서는 소수주거더교 적용시 안전율 확보를 위해 유럽이나 일본 등에 비해 많은 강재량을 사용하고 있으며, 설계자들의 친밀도 부족과 박스거더교에 비해 복잡한 설계 등과 같은 여러가지 실무적용 차원에서 적용이 제한되고 있는 실정이다. 이 연구에서는 합리화 강교량 형식인 소수주거더교의 제작방법을 개선하고 구속콘크리트를 활용하여 강교량에서 공사비와 직결되는 강중을 줄일 수 있는 신형식 강합성거더(Turn Over Composite Girder) 구조형식을 제안하고자 한다. 또한 실물 크기인 20 m 단면회전방법을 적용한 강합성 거더시험체 및 교량시험체를 제작하여 제작성을 평가하고 구조성능 실험을 하여 구조안전성을 평가하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제35권1호
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• pp.37-52
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• 2010

Special-shape arch bridge for self-balance (SBSSAB) in Zhongshan City is a kind of new fashioned spatial combined arch bridge composed of inclined steel arch ribs, curved steel box girder and inclined suspenders, and the mechanical behavior of the SBSSAB is particularly complicated. The SBSSAB is aesthetic in appearance, and design of the SBSSAB is artful and particular. In order to roundly investigate the mechanical behavior of the SBSSAB, 3-D finite element models for spatial member and shell were established to analyze the mechanical properties of the SBSSAB using ANSYS. Finite element analyses were conducted under several main loading cases, moreover deformation and strain values for control section of the SBSSAB under several main loading cases were proposed. To ensure the safety and rationality for optimal design of the SBSSAB and also to verify the reliability of its design and calculation theories, the 1/10 scale model tests were carried out. The measured results include the load checking calculation, lane loading and crowd load, and dead load. A good agreement is achieved between the experimental and analytical results. Both experimental and analytical results have shown that the SBSSAB is in the elastic state under the planned test loads, which indicates that the SBSSAB has an adequate load-capacity. The calibrated finite-element model that reflects the as-built conditions can be used as a baseline for health monitoring and future maintenance of the SBSSAB.