• Smart Structures and Systems
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• 제18권3호
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• pp.601-623
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• 2016

Precast concrete elements are widely used in the construction of buildings and civil infrastructures as they provide higher construction quality and requires less construction time. However, any abnormalities in precast concrete surfaces such as non-flatness or distortion, can influence the erection of the elements as well as the functional performance of the connections between elements. Thus, it is important to undertake surface flatness and distortion inspection (SFDI) on precast concrete elements before their delivery to the construction sites. The traditional methods of SFDI which are conducted manually or by contact-type devices are, however, time-consuming, labor-intensive and error-prone. To tackle these problems, this study proposes techniques for SFDI of precast concrete elements using laser scanning technology. The proposed techniques estimate the $F_F$ number to evaluate the surface flatness, and estimate three different measurements, warping, bowing, and differential elevation between adjacent elements, to evaluate the surface distortion. The proposed techniques were validated by experiments on four small scale test specimens manufactured by a 3D printer. The measured surface flatness and distortion from the laser scanned data were compared to the actual ones, which were obtained from the designed surface geometries of the specimens. The validation experiments show that the proposed techniques can evaluate the surface flatness and distortion effectively and accurately. Furthermore, scanning experiments on two actual precast concrete bridge deck panels were conducted and the proposed techniques were successfully applied to the scanned data of the panels.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.985-988
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• 2008

자기부상열차는 궤도 위에 부상하여 운행하는 시스템이다. 자기부상열차의 특성상 주행 중 부상공극을 일정하게 유지하는 것이 사용성 및 승객의 승차감 면에서 매우 중요하다. 이 연구는 2006년 출범한 도시형 자기부상열차 실용화 사업단의 3-1 세부과제 선로구축물 성능개선 과제의 협동연구과제로 자 기부상열차교량 상부구조의 급속시공법 개발을 목표로 연구를 수행하였다. 현재 도로교에서 프리캐스트 바닥판은 품질, 공기 면에서 현장타설 바닥판에 비해 우수하며, 널리 사용되고 있다. 따라서, 연구진은 3-1세부과제의 주관기관인 한국철도기술연구원과 협업을 통하여 1차년도에 PSC-U형 거더 및 개구제형 강재 거더에 프리캐스트 바닥판을 적용하여 자기부상열차 가이드웨이의 기본 시스템을 제안한 바 있다. 이 연구에서는 프리캐스트 바닥판과 체일 체결구조의 구조안전성 검토를 목적으로 실대형 요소실험체를 제작, 이들 실험체의 사용하중 상태 및 극한하중 상태의 정적성능평가 실험을 수행하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.92-99
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• 2011

초고성능콘크리트(Ultra High Performance Concrete, UHPC)는 높은 강도와 내구성을 가지는 우수한 구조재료이다. 이러한 새로운 재료의 활용 기술은 경량의 슬림한 구조로서 우수한 성능을 가지는 구조물의 건설을 실현할 수 있는 효과적인 방안으로 주목받고 있다. 이 연구는 하이브리드 사장교 적용을 위한 UHPC프리캐스트 바닥판 시스템 개발의 일부로서 정모멘트 구간에서 철근겹침이음 방식에 의하여 연결되는 이음부의 거동 특성을 실험적으로 규명하는데 주된 목적이 있다. 주요 실험변수는 철근겹침이음길이이며 실험변수의 영향을 검증하기 위하여 총 12개의 휨실험체를 제작하였고, 이에 대한 4점 휨재하실험을 수행하였다. 현행 도로교설계기준에서 철근겹침이음에 대한 최소길이 규정은 UHPC를 적용한 프리캐스트 바닥판 시스템에서는 매우 보수적인 규정임을 실험결과로부터 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.657-665
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• 2011

프리캐스트 콘크리트 페널의 일종인 LB-DECK은 콘크리트 교량 바닥판의 시공시 LB-DECK 위에 현장타설되는 콘크리트와 합성 거동하는 영구 콘크리트 거푸집이다. 현행 LB-DECK은 두께가 60 mm인 콘크리트 슬래브와 슬래브 내부에 높이 125 mm인 lattice-girder들의 일부가 매립되어 있는 구조이다. 이러한 LB-DECK은 시공하중에 의해 종방향 균열이 발생하지 않도록 거더 간격이 충분히 작은 교량 바닥판 시공시 주로 적용되고 있다. 이 논문에서는 최근 강박스 교량과 같이 교량 바닥판의 지간장이 긴 교량에 LB-DECK를 적용할 경우 콘크리트 하부에 발생될 수 있는 종방향 균열을 최소화시키기 위하여, LB-DECK의 균열강도를 평가하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. LB-DECK 콘크리트 슬래브의 두께, lattice-girder의 높이, 그리고 top-bar의 지름을 변수로 하는 8종류 24개의 비합성 보부재와 4가지 종류의 합성 보부재 4개를 제작한 후 정적하중 재하실험을 수행하였다. 실험체에 대한 정적하중 재하 실험을 통해 각 실험체의 균열하중과 극한하중을 평가하였으며, 또한 최종 파괴시까지 중앙부 처짐, top-bar의 변형률, 콘크리트 슬래브의 균열 진전 양상 그리고 최종 파괴 형태를 살펴보았다. 각 실험체로부터 얻은 균열하중의 크기는 탄성해석을 통해 얻은 해석치와 비교하였다. 또한 콘크리트 건조수축이 균열강도에 미치는 영향을 파악하기 위하여 AEMM 방법을 이용한 장기 거동 해석을 수행하였다. 실험 결과를 토대로, 지간장이 긴 교량 바닥판에 LB-DECK 적용시, 균열 발생을 예방할 수 있도록 LB-DECK 콘크리트 슬래브의 균열강도와 설계상세를 검토하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.21-31
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• 2018

이 논문은 철도교 교량 바닥판의 영구거푸집 목적으로 개발된 리브가 부착된 프리캐스트 콘크리트 패널과 그 패널을 적용한 교량바닥판의 구조 성능 검증을 위한 정적하중재하실험을 수행결과를 정리하였다. 영구거푸집 용도의 리브가 부착된 프리캐스트 패널을 대상으로 폭 400mm 보부재와 폭 1200mm 판부재를 각각 3개씩 제작하였고 후타설 콘크리트와 리브가 부착된 프리캐스트 콘크리트 패널이 합성된 교량 바닥판 부재를 대상으로 폭 400mm 보부재와 폭 1200mm 판부재를 각각 3개씩 제작하여 총 12개의 실험체에 대하여 정적하중재하 실험을 수행하였다. 모든 실험체의 단면은 바닥판 설계지간 1.6m를 갖는 두께 240mm의 철도교 바닥판을 가정하여 결정하였고, 시공하중이 작용하는 프리캐스트 패널에 대하여 콘크리트 표준시방서에 따른 거푸집 설계하중을 재하하였을 때 리브가 부착된 프리캐스트 콘크리트 패널 하면의 인장응력이 콘크리트 인장강도를 초과하지 않도록 단면을 설계하였다. 각 실험체에 대하여 하중에 따른 철근변형률, 콘크리트 변형률, 균열폭, 처짐, 합성부재의 시공이음면의 슬립량을 계측하여 그 결과로부터 구조물의 안전성과 사용성 평가를 수행하였다. 모든 실험체는 현행 설계기준에서 요구되는 안전성 및 사용성 기준을 만족하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3D호
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• pp.499-509
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• 2006

프리캐스트 콘크리트 바닥판은 일반적인 현장타설 바닥판과 비교할 때 많은 장점을 가지고 있으며, 최근 국내에서도 도로교의 노후 바닥판 교체 공사 및 신설 도로교에 성공적으로 적용되고 있다. 하지만, 철도교에 프리캐스트 바닥판을 적용하기 위해서는 활하중, 장대레일 종하중, 시제동하중, 온도변화, 건조수축 등 도로교와 철도교의 하중 특성의 차이를 적절히 반영한 설계가 요구되며, 특히 횡방향 이음부의 연속성을 확보하여 일체화시키기 위해 바닥판 내부에 배치한 종방향 텐던의 적정한 프리스트레스 수준을 평가하는 연구가 요망된다. 따라서 본 연구에서는 철도교에 빈번히 적용되는 PSC 합성거더 철도교에 대하여 정밀한 3차원 유한요소해석을 통해 주요 설계하중이 유발하는 바닥판의 종방향 응력을 산정하였다. 그 결과 종방향 인장응력을 유발하는 지배적인 요인은 활하중보다는 바닥판의 온도 저하나 시동하중으로 나타났으며, 특히 온도의 영향은 설계기준상의 제안식 또는 이론식과도 비교해 가며 중점적으로 분석하였다. 종방향 인장응력을 상쇄하여 올바른 구조거동을 유도하기 위한 프리스트레스의 범위를 고찰한 결과, 대상 철도교에 대해 2.4 MPa 이상의 프리스트레스를 도입하는 것이 적정한 것으로 나타났으며 이는 도로교의 경우와 유사한 수준으로 평가되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.390-393
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• 2006

LB-DECK is used for both of permanent formwork and structural component with cast-in place concrete of concrete bridge decks. Current Korean design code recommends that concrete bridge deck with precast concrete panels have to be designed only using conventional flexural design method and does not allow the empirical design method which is based on punching shear strength of bridge deck. This paper present experimental test results of punching shear strength of concrete bridge decks with LB-DECKs. Six full-scaled concrete bridge decks, which are designed with the empirical design method, are fabricated with variation of girder spacings. Test results are presented in the paper and compared with the code predictions of ACI 318, CEB-FIP MC90. Based on the test results, it is proposed that LB-DECK is suitable to apply the empirical design method for concrete bridge decks.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 1998년도 창립기념 춘계학술대회 논문집
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• pp.564-571
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• 1998

The function of diaphragms at abutments and piers of prestressed concrete (PSC) box girder train bridge is to transfer forces from the superstructure onto bearings or column and to stiffen the superstructure cross-section against in-plane deformation. Due to large stress disturbance at diaphragm, the design for the diaphragm using conventional design method is relatively irrational than designs for other structual members. And, due to contribution to boundary condition of deck slab by the diaphragm, the behavior of deck slab near the diaphragm is different from behavior of the deck slab obtained from two dimensional analysis of the bridge, which is basis far the design of deck slab. In this paper, three dimensional behavior of deck slab near diaphragm of PSC box girder train bridge constructed by the precast span method are analyzed by using three dimensional finite element modeling. Then, strut-and-tie model is applied to design the diaphragm of PSC box girder train bridge. The modeling techniques in this paper can be applied effectively to examine the causes of cracks at deck slab near diaphragm and to design diaphragm rationally.

• Earthquakes and Structures
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• 제16권4호
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• pp.455-468
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• 2019

The behavior of pile-deck connections of pile-supported marginal wharfs subjected to earthquake loading is of key importance to ensure a good performance of this type of structures. Two precast-pretensioned pile-deck connections used in the construction of pile-supported marginal wharfs were tested under cyclic loading. The first is a connection with simple reinforcement details and light steel ratio developed for use where moderate pile-deck rotation demands are expected in the wharf. The second is specifically developed to sustain the large rotation, shear force and bending moment demands, as required for the shortest piles in a marginal wharf. Data obtained from the test program is used in the paper to calibrate an equivalent plastic hinge length that can be incorporated into nonlinear analysis models of these structures when prestressed pile-deck connections with duct embedded dowels are used.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.451-460
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• 2019

우리나라는 제한된 국토 면적에 비해 인구 밀도가 높고 그에 따른 교통량 증가로 인한 효율적인 공간 이용의 필요성이 시급하다. 이를 위해 여러가지 지하구조물의 건설이 증가하고 있으며 그 대표적인 것이 복층터널이다 대심도에 구축되는 복층터널에서 중간슬래브의 시공기간은 전체 공정에서 터널 라이닝 구축 다음으로 중요한 부분이라 할 수 있다. 복층터널에서 중간슬래브를 구축하는데 소요되는 공기를 최소화할 수 있는 방안으로는 공장에서 제작된 프리캐스트 중간슬래브를 현장으로 운반하여 설치하는 공법이 제시되었으며, 현장에서 중간슬래브를 가설함에 있어서 기존의 크레인을 이용한 가설공법보다 안전하고 시공성을 향상시키기 위한 전용가설장비가 개발되어 인력투입을 최소화한 기계화가설 공법을 이 연구에서 제시하였다.