• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.148-156
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• 2018

교량 구조물 거동의 건전성 평가는 하중재하-처짐의 정적특성과 충격계수와 고유진동수 등의 동적특성으로 평가하는 것이 일반적이며, 이를 수치해석적 방법으로 비교 분석하는 것이 합리적인 방법이라 할 수 있다. 사용하중에 대한 거동은 탄성영역에서 이루어지므로 실물구조체와 수치해석의 결과는 일체성을 보이지만, 동적특성의 경우 특히, 진동학적 분석에 있어서는 구조물의 기하형상과 사용재료의 이질성에 기인하여 실물 구조체의 결과와 다소 차이를 보인다. 이러한 오차를 수렴시키기 위하여 본 연구는 실물 모형체의 실험결과를 바탕으로 다양한 수치해석적 모델을 제시하고 그 예민도를 분석함으로써, 교량 구조물 평가를 위한 실용적인 모델링 기법을 도출하여 안정적인 예비 해석 결과를 제공하는데 그 목적이 있다. 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 긴장재를 환산단면으로 치환한 모델을 기반으로 긴장재의 탄성적 특성을 반영한 모델과 수정된 탄성계수를 적용한 모델의 고유진동수가 실물 모형체의 그것과 가장 유사한 결과를 얻을 수 있었다.

• 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.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.79-85
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• 2002

본 연구에서는 기존에 사용된 H-Beam 교량을 편향부와 외부 긴장력을 도입하여 보강효과에 의하여 지간을 증가시킬 수 있고 단면을 축소할 수 있다는 근거를 제시하였고, 유연도법을 이용하여 편향부의 효과에 의한 추가 긴장량을 산정하였다. 또한, 실험변수(긴장량, Tendon의 개수, 편향부의 유 무)에 의해서 표준실험체(기존 H-Beam)와 외부 긴장된 H-Beam 등 5개의 실험체를 제작하여 휨 실험을 실시하여 외부 긴장된 H-Beam의 역학적 거동을 연구하였다. 특히, 보강효과 및 편향부의 효과를 실험적으로 검증하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.105-115
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• 2017

PURPOSES : The occurrence of unexpected disasters, including fire events, increases as the road network becomes complicated and traffic volume increases. When a fire event occurs on and under bridges, the damage extensively influences direct damage to structures, vehicles, and human life and secondary socioeconomic issues owing to traffic blockage. This study investigated potential fire-hazard risks on bridges of the Korean national route road. METHODS : The investigation was conducted using field investigation and analysis with satellite pictures and road views from commercial websites and the Bridge Management System (BMS). From the filed investigation, various potential fire resources were identified. The satellite pictures and road views were helpful in measuring and recognizing conditions underneath bridges, stowage areas, etc. RESULTS : There are various potential fire resources underneath bridges such as piled agricultural products, parked petroleum tanks, construction equipment, and attached high-voltage cables. A total of 94.6% of bridges have underneath clearances of less than 15 m. A bridge underneath volume that can stow a potential fire hazard resource was $7,332m^3$ on average, and most bridges have about $4,000m^3$ of space. Based on the BMS data, the amounts of PSC and steel girders were 29% and 25%, respectively. CONCLUSIONS : It was found that the amount of stowed potential fire hazard resources was proportional to the underneath space of bridges. Most bridges have less than 15 m of vertical clearance that can be considered as a critical value for a bridge fire. The fire risk investigation results should be helpful for developing bridge fire-protection tools.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.151-158
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• 2002

외부 후 긴장 공법은 설계에 수반되는 구조해석이 비교적 명확하여 강교량 구조물뿐만 아니라 건축 구조물 등 그 적용범위가 매우 넓다. 본 연구에서는 외부 비부착 강연선 및 강봉을 가진 Steel I-Beam의 휨거동과 보강효과를 연구하기 위하여 우선 합리적인 이론해를 제시하고, 긴장력 도입 후 정적 휨 재하 실험을 수행하여 긴장력 도입 정도에 따른 휨 보강정도를 분석하였다. 또한, 강봉을 사용한 경우와 강연선을 사용한 경우로 시험체를 분류하여, 긴장재 종류에 따른 휨거동 특성과 보강효과를 비교 분석하였다. 아울러 강봉의 개수와 편향부 유.무에 따른 Beam의 휨거동 특성과 부재의 처짐의 증가에 따른 Tendon 위치의 편심량 값이 변화하고, 그에 따른 프리스트레스트 I-Beam의 휨 거동에 미치는 영향을 규명하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권3호
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• pp.323-331
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• 2022

PS 긴장재의 긴장률, 온도 그리고 자속투과율의 상호관계가 실험적으로 조사되었다. 자속투과율은 두 지점 사이의 자속이 통과하는 비율이다. 실험에 사용된 긴장재는 케이블 교량에 주로 사용되는 ϕ7 mm 고강도 강선과 PSC 긴장재로 사용되는 ϕ12.7 mm 강연선이다. 다양한 도입 긴장률과 온도 조건하에서 강선과 강연선의 자속투과율 실험이 수행되었다. 실험결과로부터, PS 긴장재의 자속투과율은 도입 긴장률에 선형 비례하고, 온도에 선형 반비례함을 알 수 있다. PS 긴장재의 자속투과율-온도-긴장률 사의의 실험적 관계를 미리 알게 되면, 현장에서 PS 강재의 자속투과율과 온도만을 계측함으로써, PS 긴장재의 현재 긴장응력 수준을 변형률 계측 없이 직접 평가할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권1호
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• pp.61-69
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• 2024

고가의 혼화재 투입 없이 원심성형 공정 활용으로 콘크리트의 수밀성 증대를 통한 콘크리트 압축강도가 100MPa급인 초고강도 프리스트레스 각형보를 개발하였다. 피암터널 상부구조로 개발된 원심성형 각형보를 지역 소하천의 라멘교에 시공하였으며, 본 연구에서는 정적재하시험을 통하여 계측한 결과와 대상 구조물의 수치해석 결과를 바탕으로 비교, 분석하여 원심성형 각형보 라멘교의 공용내하력과 안전성을 평가하였다. 본 교량의 정·동적 재하시험과 수치해석 결과가 유사하게 나타났으며 원심성형 각형보의 거동을 잘 모사하는 것으로 확인되었다. 합성 라멘교를 구성하는 모든 원심성형 각형보는 설계활하중 하에서 충분한 내하력을 확보하는 것으로 평가되었고 안전성을 확보하여 구조적인 신뢰성을 입증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.485-496
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• 2013

2001년 9.11테러로 인한 미국 세계무역센터 및 미국 국방성 펜타곤이 붕괴된 이후, 전 세계적으로 충돌, 폭발 등의 극한하중에 의한 테러가 빈번하게 발생하고 있으며, 극한하중에 의한 구조물의 거동에 대한 사회적 불안감은 더욱 증가되고 있다. 그러나 지금까지의 사회기반시설구조물에는 폭발 및 충돌 등과 같은 극한하중에 대한 방호 및 방재개념을 설계에 고려하지 못하고 있는 실정이며, 원전격납건물, 가스탱크, 교량, 터널 등에 널리 사용되는 프리스트레스트 콘크리트 구조물에 대한 극한하중 연구는 전 세계적으로 미흡하다. 충돌과 같은 극한하중은 집약된 에너지의 급작스런 방출로 인한 높은 충돌압력을 형성하므로, 극한하중의 특성 및 전파 메커니즘을 이해하는 것이 필요하다. 그러므로 이 연구에서는 이방향 비부착 프리스트레스트 콘크리트 패널의 충돌저항성능을 비교검토하기 위하여, $1400mm{\times}1000mm{\times}300mm$의 철근콘크리트(RC), 프리스트레스 텐던으로만 보강된 콘크리트(PS), 프리스트레스 텐던과 철근으로 보강된 콘크리트(PSR, 일반적인 PSC) 시편을 제작하였다. 실험 조건에 맞춰 14 kN의 추를 10 m, 5 m, 4 m 높이에서 낙하하는 예비 실험과 3.5 m 높이의 본 실험으로 구성하여 충돌하중에 대한 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 실험적 평가를 수행하였다. 또한, 충돌실험을 위한 기본적인 실험 구성 및 계측시스템을 구축하였다. 충돌 저항성능은 균열형상, 손상면적, 에너지 흡수, 처짐, 변형률, 가속도 등의 충돌에 의한 계측데이터를 이용한 거동분석 뿐만 아니라, 충돌 후 잔류구조성능 실험을 수행하여 이방향 비부착 프리스트레스트 콘크리트 패널의 충돌저항성능을 검토하였다. 본 실험은 향후 국내외 프리스트레스트 콘크리트에 대한 충돌 방호설계 및 충돌해석 등 관련 연구분야의 기초자료가 될 것이라고 판단되는 바이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.21-29
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• 2023

본 연구에서는 FCM 공법에서 교각과 캔틸레버 세그먼트의 임시고정을 위하여 주로 적용하고 있는 "내부 프리스트레싱 긴장재에 의한 임시 고정시스템(Stiching System)"에서 강봉의 응력특성을 분석하였다. 본 시스템에서 강봉은 교각과 PSC BOX를 내부에서 연결하여 인장 및 장착하므로 초기 긴장력의 변화 추이를 확인하기 어려웠다. 따라서, 강봉에 부착하여 강봉의 미세 길이변화를 측정할 수 있는 FBG센서를 활용하여 각 세그먼트 완료 전후에 계측 및 분석을 수행하였다. 분석 결과 캔틸레버 세그먼트 완료까지 발생한 강봉의 최대 연직 수축량의 75% ~ 90%가 강봉의 정착 ~ 1세그먼트에서 발생되었고, 이때 도입 긴장력의 최대 손실은 39%로 나타났다. 이와 같은 강봉의 정착 ~ 1세그먼트 완료까지의 긴장력의 과대 손실은 강봉 정착 중 시공의 정밀도 향상과 1세그먼트의 완료 이후 캔틸레버 세그먼트의 전도에 대한 안정성 확보를 위하여 재 긴장이 필요함을 의미한다. 2 ~ 마지막 세그먼트에서는 강봉의 응력이 완만하게 감소하였고 하절기에는 주두부 콘크리트의 연직방향 체적 증가에 상응한 강봉의 길이 증가로 인하여 응력의 감소가 일부 회복되는 경향을 보여 2~마지막 세그먼트에서는 대기 온도에 따른 강봉의 길이변화가 응력변화의 지배적인 요인인 것으로 판단된다. 강봉의 길이변화와 달리 강봉의 릴랙세이션에 의한 응력이완은 1.2 ~ 2.7%로서 매우 작은 비율로 나타났고, 강봉의 온도응력에 상응하는 반대방향 응력(강봉의 상하부 고정, 강봉과 콘크리트의 열팽창계수가 상이한 영향으로 발생)으로 대부분 상쇄되었다. 따라서, 강봉 정착 시기 조절 등 강봉의 내부응력 향상을 위한 방안을 제시하였다.