• Advances in concrete construction
• /
• 제15권6호
• /
• pp.377-389
• /
• 2023

In this study, an improved modular arch system with the lower arch space composed of a precast arch block and an outrigger was proposed as an underground culvert, and its applicability and structural behaviors were confirmed. This modular arch culvert structure with vertical walls was designed using precast blocks and by adjusting the placement spacing of concrete blocks to the upper part form an arch shape and the lower part form a vertical wall shape, based on previously researched modular arch systems. Owing to the vertical wall of the proposed modular arch system, it is possible to secure a load-carrying capacity and an arch space that can sufficiently resist the earth pressure generated from the backfill soil and loading on the arch system. To verify the structural characteristics, and applicability of the proposed modular precast arch culvert structure, a full-scale modular culvert specimen was fabricated, and a loading test was conducted. By examining its construction process and loading test results, the applicability and constructability of the proposed structure were analyzed along with its structural characteristics. In addition, its the structural predictability and safety for the applicability were evaluated by comparing the construction process and loading test results with the FE analysis results.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제26권3호
• /
• pp.55-63
• /
• 2022

모듈러 지중아치 구조는 시공과정이 단순하며 강재와 콘크리트를 이용하여 시공 및 공용 중에 발생하는 단면력에 대하여 효과적으로 저항할 수 있는 구조로 제안되어 15m 이하의 지간에 대하여 3차원 구조해석 및 실험을 통하여 구조적 거동이 평가되었다. 일반적으로 지중아치와 터널 등의 구조해석의 경우 2차원이나 3차원 구조해석 방법이 적용될 수 있다. 하지만, 모듈러 지중아치 구조의 구조적 안전성 평가를 위하여 2차원이나 3차원 구조해석 방법을 적용할 경우 구조해석을 위한 모형화가 어렵고, 해석시간이 과도하게 오래 걸릴 수 있으므로, 모듈러 지중아치 구조의 설계과정에서 필요한 구조 안전성 및 토압 등을 고려한 구조해석 방법으로는 합리적이지 않을 수 있다. 또한, 사전에 결정된 단면이 적용가능한 지간에 대하여 모듈러 지중아치 구조를 구성하는 경우 지간과 하중조건에 따른 단면과 구조적 안전성만을 평가하는 것이 합리적일 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 효율적인 구조 안전성 평가를 위하여 프레임 요소를 이용한 구조해석 모델을 제안하고, 2차원 구조해석모델과 프레임 요소를 이용한 간략해석모델의 구조해석 결과를 비교하였으며, 간략해석 방법을 이용하여 20m지간의 모듈러 지중아치구조의 구조적 안전성을 평가하였다.