• 한국지진공학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.47-57
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• 2009

기존교량의 내진보강 우선순위 결정방법은 교량을 지진도 그룹으로 분류한 후 교량의 취약도 및 영향도를 고려하여 4개의 내진그룹으로 분류된다. 그러나, 현재 사용되고 있는 내진보강 우선순위 결정방법을 442개의 국도상 기존교량에 적용한 결과 비합리적인 부분이 조사되었다. 지진도를 정량화하여 좀 더 세분화할 필요가 있고, 연속경간장이 긴 PSC 박스거더교량의 취약도가 과소평가되는 모순점을 개선할 필요가 있었으며, 영향도 수준 또한 취약도 수준으로 증가시킬 필요가 있었다. 본 연구에서는 기존 교량의 조사 결과를 근거로 기존 평가기법을 수정 보완하여 개선된 내진보강 우선순위 결정방법을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권2호
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• pp.9-17
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• 2022

차세대 고속철은 주행 속도가 점점 증가하므로 이를 반영한 고속철 차량 통과교량에 대한 새로운 주행 안정성의 평가가 요구된다. 이를 위하여 현재 공용 중인 경부 고속철 구간의 대표 교량형식인 PSC (Pre-stressed Concrete) 박스거더 교량을 대상으로 관성질량을 고려한 38-자유도 차량과 궤도 불규칙성과 상호 작용력을 반영하여 모형화하였으며, 고속철 차량 주행속도 별로 동적 수치해석을 수행하여 주행 안정성을 평가하였다. 수치해석을 통해 단순교와 2 경간 연속교의 최대 수직 변위와 DAF (Dynamic Amplification Factor; 동적확대계수)를 산출하여 동적 안정성 여부를 판단하였으며, 또한 주행 속도 별 최대 수직 변위를 추정하기 위한 3차 다항 회귀 분석식을 제안하였다. 대표적인 주행 속도와 횡 단면 위치 별 수직 변위 차이를 비교하고, 종 방향 최대 면틀림을 분석하였다. 또한, 고속철 차량의 교량통과 중 교량의 수직변위에 대한 가속도 영향선과 각 항목 간의 연관성을 분석하여 주행 안정성을 평가하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.219-227
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• 2016

이 연구에서는 현장타설 캔틸레버공법(free cantilever method)을 적용한 PSC(prestressed concrete) 교량에 콘크리트의 장기거동을 고려한 시공 중 계측분석 방법을 제안하였다. 콘크리트 박스 거더의 장기 거동에 따른 응력을 확인하기 위해 온도센서와 변형률계를 함께 설치하고 계측된 데이터를 이용하여 크리프계수를 산출하였다. 또한 크리프계수를 적용한 콘크리트 박스 거더의 시공 중 응력을 분석하고 설치된 온도 센서의 변화 데이터를 비교하여 세그먼트 시공에 따른 연직변위를 분석하였다. 연구결과, 교량의 장기 거동을 고려한 FCM 교량의 시공 중 계측은 레이저 변위계나 처짐계를 사용하지 않고 온도와 변위 데이터만을 이용하여 효율적인 분석이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.9-12
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• 2008

PSC-I거더형태는 교량설계에 있어 널리 쓰이는 형태이다. 현재 일부 선진국가들은 고강도콘크리트를 교량에 적용하고 있는 반면 국내에는 다소 낮은 강도의 콘크리트(40MPa)를 사용하고 있다. 이에 따라 본 논문은 고강도 콘크리트를 실용화하기 위해 고강도 콘크리트를 타설한 부재의 특성과 거동에 대해 연구하였다. 이를 위해 4개의 거더를 제작하여 부재의 성능과 구조적 거동을 분석하였다. 실험에 앞서 상용프로그램을 이용하여 예상되는 거동을 구조해석을 통해 알아보았다. 스틸 게이지와 콘크리트 게이지를 매립하여 철근과 콘크리트의 종방향, 횡방향 변형율을 측정하였고. LVDT(Linear Variable Differential Transducer)을 중앙부와 지점에 설치해 부재의 처짐 및 변형을 측정하였다. 긴장작업시와 구조실험간 하중-처짐 관계와 균열하중의 실험결과를 구조해석 결과와 비교 분석하였다. 이를 통해 고강도 콘크리트를 부재에 적용하였을 때 거동변화와 긍정적인 효과에 대해 알아보았다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권6호통권73호
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• pp.725-736
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• 2004

최근 국내에서 I형 거더의 외부가 강재로 이루어지고 내부에 무근콘크리트가 채워져 합성된 거더에 프리스트레스를 도입하여 경간을 장대화할 수 있는 새로운 개념의 합성거더인 '강재로 구속된 프리스트레스트 콘크리트 합성거더(Steel-Confined Prestressed Concrete Girder; SCP Girder)'가 개발되었다. 또한 개발된 거더를 실물크기로 제작하여 시공성을 확인하고 정적하중 재하에 의한 파괴실험을 통해 공용 중 안전성에 대한 실험적 검증이 수행되었다(김정호 등, 2002). 그러나 SCP 합성거더의 실용화를 위해서는 교량 파손의 주원인이 주행하중의 영향에 의한 피로파손인 점을 고려하여 반복하중에 대한 피로거동의 연구 및 피로 안전성 확보가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 SCP 합성거더에 대한 피로거동 특성을 파악하고 피로설계를 위한 기초적인 자료를 제시하기 위해 피로실험을 실시하였다. 피로실험을 위한 시험체의 제작은 1등교에 해당하는 설계활하중(DB-24)에 대하여 10m 지간으로 설계 제작하였으며, 실험결과 도로교설계기준(한국도로교통협회, 2000)의 상세피로범주에 따른 허용피로응력범위를 초과하지 않는 것으로 나타났다. 또한 초기정적재하를 통해 설계의 타당성과 구조적 거동을 분석하였으며, 피로실험 종료 후 거더 외부를 이루고 있는 강재를 제거하여 내부콘크리트의 상태를 관찰하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집(I)
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• pp.251-256
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• 1999

In the preliminary design stage of Prestressed Concrete (PSC) Box Girder Bridges, the design factors(including depth, thickness of web, and jacking force) decided by inexperience designer could heavily affect the final design factors. So there is a possibility that the design ends up with an excessively wasteful design. To aim at an economical design with preventing an excessive design, the optimal design program has been developed by using ADS optimal program and SPCFRAME(PSC Bridge analysis program) in these studies. The optimal design program automatically calculates economically optimized design studies. The optimal design program automatically calculates economically optimized design factors by introducing the optimal design techniques of PSC box girder bridge design. The objective function for optimal design is material cost of box girder and constrained functions are constituted with design specifications and workability. The optimal design techniques used the Sequential Unconstraint Minimization Technique (SUMT) with performing the optimal design program. In this study, We designed unprismatic section bridge and prismatic section bridge in the same design condition by optimal design program developed in this study. By analyzing the results we suggested the practical form of tendon's layout comparing the optimal desingns on the basis of each tendon's layout.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.961-966
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• 2003

In recent, the design of diaphragm which is representative disturbed region in PSC box girder bridge have been performed according to the empirical method or beam theory. But, these methods couldn't be described the behavior of the end diaphragm, and placed reinforcements accurately. As the compressive stress transferred by the web concentrated on the lower parts of diaphragm, it was demonstrated that the basic assumption of 2-D strut-and-tie model for the diaphragm that the compressive stress acts on the upper parts of the diaphragm is wrong. Meanwhile, in this research, after analyzing the variables of end diaphragm, the 2-D strut-and-tie models appropriate to each cases are proposed. And, the problems of 2-D strut-and-tie model were analyzed, so 3-D strut-and-tie model is proposed as well. There is no codes which include the demonstration of safety of 3-D strut-and-tie model. Hence, for nodes, the stresses at the elements which included the singular node in strut-and-tie model were investigated using the finite element analysis. And, the stress states of strut has one direction, so effective stresses were considered at the stage, dimensioning of the model. From the results, 3-D strut-and-tie model could predict the behavior of end diaphragm accurately, and design of reinforcement could be performed economically.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.111-120
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• 2001

This paper aims at estimating instantaneous prestress losses by measuring the actual prestress forces in prestressed concrete (PSC) box girder bridges. Measurement were taken to study initial prestress losses such as friction losses and slip losses. A new strain gauge system was developed to measure strains in internal tendons. The system was installed on a total of 20 tendons in a PSC box girder bridges. The variation of prestress forces were monitored during prestressing tendon and after prestress transfer. The prestress losses are also calculated including friction losses and slip losses. The measured data were compared with the theoretical values. The result shows that the measured prestress forces agree well with the theoretical values. It is shown that prestress force of each strand in the same tendon is a bit different. This study also shows that prestress losses of continuity tendons during prestress transfer are significantly different each other, which results from the variety of buttress location and tendon profile. The present study provides realistic information on the estimation of actual prestress forces and losses in PSC box girder bridges.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.993-999
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• 2008

인구밀집지역인 도심부나 주거지역 인근에서 이루어지는 철도교량 신축에 있어서 급속시공은 매우 의미가 있다. 이러한 신속한 시공과 더불어 교량 거더의 형고의 유동적 조절도 중요하다. 기존 I형 거더는 단면에서 수직방향으로 중립축으로부터 떨어진 모멘트 팔 길이와 긴장력을 이용한 평형을 근간으로 하는 까닭에 형고 조절에 있어 다소 어려움이 있었다. 이에 기존 단일 박스거더의 축소형인 확폭플랜지를 갖는 U형 프리캐스트 보는 긴장력 조절과 콘크리트 압축강도에 따라 경간길이 및 형고 변화가 상대적으로 I형보에 비해 용이하다. 확폭플랜지를 갖는 U형 프리캐스트 거더의 철도교 적용성을 확인하기 위해 지간 30m, 형고 1.7m, 폭 3.63m의 실물크기 거더를 제작하였고 하중재하/변위재하를 이용하여 총 6,200kN의 하중을 유사정적으로 가력하였다. 실험은 4점재하시험으로 하중-변위곡선, 하중-변형율을 이용하여 휨성능을 기본적으로 확인하였고 1차 하중제거와 재재하를 통해 긴장재의 역할을 확인 하였다. 유사정적거동을 본질적으로 확인하기 위해 쉘요소를 이용한 3차원 재료비선형해석을 통하여 실험결과와 평행하게 비교하였다. 콘크리트의 비선형성은 손상-소성모델(Lee & Fenves,1998)을 이용하여 콘크리트 인장/압축 소성연화거동, 인장강화거동을 묘사하였다. 실제 균열패턴과 해석 손상패턴을 비교검토 하였고 하중-변위, 단면에 따른 하중-변형율 관계를 실제 실험결과와 비교검토 하였다. 비선형 해석에 사용된 재료물성치와 해석모델의 보유 탄성에너지 조율은 실제 거더에 가진실험을 통해 획득한 고유주파수를 통하여 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.503-512
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• 2002

본 연구는 PSC 바닥판의 설계 및 시공기술의 기초자료를 제공하고, 안전성을 평가하기 위해, 시험체를 제작하고, 정적 재하실험을 통해 거동특성과 파괴양상을 분석하였다. 대상교량은 40m 단경간 강합성 2거더교이며, 총폭원은 12m이고 거더간격은 6m이다. 본 연구에서는 교량의 주형부분을 제외한 바닥판 부분만을 대상으로 하였으며, 교축직각방향 중앙5m, 교축방향 중앙3 m를 절단한 것과 같은 실물부분모델을 제작하였다. 바닥판 두께를 변수로 하고, 교축방향의 연속성을 모사하는 강성보강재의 유ㆍ무를 구분하였다. 실험결과, 본 연구에서 검토한 바닥판들은 소정의 극한 휨강도를 만족시키고 있으며, 교축방향의 연속성모사를 위한 강성보강재의 유무에 따라 파괴양상이 다르게 나타났다.