• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1992년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.105-110
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• 1992

This study deals with the effect of a series of moving trucks on the Dynamic Load Factor (DLF). The DLF is calculated by investigating the load effect of moving trucks. Therefore, analytical models for frocks, bridge, and road profiles were developed and dynamic structural analysis computer program were developed. Then the DLFs are calculated as a ratio of maximum dynamic load effect and maximum static load effect. Trucks used in this study are 5 axle semi tractor-trailer with the weight of 36 and 54 ton. Simply supported prestressed concrete box girder bridges with 20 and 40m span length are selected. From the results of the DLF for various headway distances, they show a very scattered and relatively high values of the DLF in case of a 20m span length bridge. For a 40m span length bridge, the results show less scattered and small increase of the DLF compared to a 20m span length bridge.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.680-689
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• 2011

A dynamic analysis procedure is developed to provide a comprehensive estimation of the dynamic response spectrum for locomotive's wheels running over a Pre-Stressed Concrete (PSC) box girder bridge on the Korea high speed railway. The wheel force spectrum with the bridge behavior are analyzed as the dynamic procedure for various running speeds (50~450km/h). The high-speed railway locomotive (KTX) is used as 38-degree of freedom system. Three displacements(vertical, lateral, and longitudinal) and three rotational components (pitching, rolling, and yawing). For one car-body and two bogies as well as five movements except pitching rotation components for four wheel axes forces are considered in the 38-degree of freedom model. Three dimensional frame element is used to model of the PSC box girder bridges, simply supported span length of 40m. The irregulation of rail-way is derived using the exponential spectrum density function under assumption of twelve level tracks conditions based on the normal probability procedure. The dynamic responses of bridge passing through the railway locomotive with high-speed analyzed by Newmark-${\beta}$ method and Runge-Kutta method are compared and contrasted considering the developed models of bridge, track and locomotive comprehensively. The dynamic analyses of wheel forces by Runge-Kutta method which are able to analyze the forces with high frequency running on the bridge and ground rail-way are conducted. Additionally, wheel forces spectrum and three rotational components of vehicle body for three typical running speeds is also presented.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제34권5호
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• pp.635-662
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• 2010

In this study, the effect of superstructure-abutment continuity on the distribution of live load effects among the girders of integral abutment bridges (IABs) is investigated. For this purpose, two and three dimensional finite element models of several single-span, symmetrical integral abutment and simply supported (jointed) bridges (SSBs) are built and analyzed. In the analyses, the effect of various superstructure properties such as span length, number of design lanes, girder size and spacing as well as slab thickness are considered. The results from the analyses of two and three dimensional finite element models are then used to calculate the live load distribution factors (LLDFs) for the girders of IABs and SSBs as a function of the above mentioned parameters. LLDFs for the girders are also calculated using the AASHTO formulae developed for SSBs. Comparison of the analyses results revealed that the superstructure-abutment continuity in IABs produces a better distribution of live load effects among the girders compared to SSBs. The continuity effects become more predominant for short span IABs. Furthermore, AASHTO live load distribution formulae developed for SSBs lead to conservative estimates of live load girder moments and shears for short-span IABs.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.217-220
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• 2008

FRP-콘크리트 합성 바닥판을 개선하여 사장교에 경제적으로 적용 가능한 바닥판을 개발하고, 이의 설계 및 경제성 등을 제시한다. 기존의 FRP-콘크리트 합성 바닥판은 탄성계수가 낮은 GFRP 패널의 채용으로 인하여 낮은 단면 강성을 갖게 되는데, 이는 바닥판의 처짐 등과 같은 사용성 문제를 야기할 수 있다. 그래서 기존 FRP-콘크리트 합성 바닥판의 양단을 콘크리트로 감싸서 순지간이 줄어드는 효과를 얻을 수 있는 프리캐스트 FRP-콘크리트 바닥판을 고안하였다. 이 바닥판은 기존 바닥판에 비해 바닥판 지간은 늘어나면서 자중은 크게 늘지 않는 장점을 가진다. 이러한 개선된 바닥판에 대해 거더와 합성하는 경우, 거더 위에서 단순지지하는 경우로 나누어 단면 최적화를 수행하였다. 최적화된 바닥판을 중앙지간 540m인 사장교에 적용한 결과, 상부구조 및 케이블 물량의 감소 효과를 얻을 수 있어 경제적으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.13-23
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• 2008

본 논문에서는 거더교 형식을 갖는 교량구조물의 격자 유한요소모델에 대한 모델개선을 위해 하이브리드 유전자 알고리즘에 기초한 유한요소 모델개선기법을 제안하였다. 하이브리드 유전자 알고리즘은 유전자 알고리즘과 심플렉스 최적화방법에 기초한 직접탐색기법으로 구성하였다. 제안된 기법에 적용할 수 있도록 고유진동수, 모드형상 및 정적 처짐에 대한 계측값과 유한요소해석 결과를 사용한 적합함수를 제시하고, 강성과 질량을 동시에 개선할 수 있도록 이들 세 가지 적합함수의 선형 조합 형태를 갖는 다중목적함수를 제시하였다. 제안된 방법은 2경간 연속 격자 유한요소모델의 수치예제와 단경간 플레이트 거더교에 대하여 검증하였다. 수치예제의 경우, 랜덤 노이즈를 고려한 계측오차의 영향을 수치해석적으로 평가하였다. 수치해석과 실험적 검증을 통해, 제안된 방법이 거더교 형식의 교량에 대한 유한요소 모델개선에 적합하고 효과적임을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3A호
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• pp.305-313
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• 2008

본 연구에서는 교량의 노면조도 및 교량과 차량 사이의 상호작용을 고려한 수치해석방법을 사용하여 구한 도로교의 동적하중허용계수(DLA)를 LRFD 형식으로 신뢰도이론의 2차 모멘트법을 적용하여 보정하였다. 대상교량은 건설교통부에서 제정한 "도로교 상부구조 표준도"에 수록되어 있는 단순 PSC빔교와 단순 강판형교, 그리고 LRFD로 설계된 개구제형 단면을 갖는 강박스형교를 사용하고, "보통의 도로"에 대하여 생성시킨 10개의 노면조도를 사용하였다. 차량은 5축 트랙터-트레일러인 표준트럭(DB-24)을 3차원 차량모델로 모델링하고, 교량은 주형을 보요소로, 콘크리트 바닥판은 쉘요소로 이상화시켰으며 주형과 콘크리트 바닥판 사이는 Rigid Link를 사용하여 3차원으로 모델링하였다. 3가지 형식에 대한 10개의 교량에 각각 10개의 노면조도를 사용하여 해석적 방법으로 구한 100개의 해석결과와 OHBDC에서 사용한 보정 식을 사용하여 PSC빔교, 강판형교, 강박스형교 및 전체 대상교량에 대한 LRFD 형식의 DLA를 통계적으로 추정하였다.

• Wind and Structures
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• 제17권2호
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• pp.203-225
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• 2013

An analysis framework for vehicle-bridge dynamic interaction system under turbulent wind is proposed based on the relevant theory of wind engineering and dynamics. Considering the fluctuating properties of wind field, the stochastic wind velocity time history is simulated by the Auto-Regressive method in terms of power spectral density function of wind field. The bridge is represented by three-dimensional finite element model and the vehicle by a multi-rigid-body system connected by springs and dashpots. The detailed calculation formulas of unsteady aerodynamic forces on bridge and vehicle are derived. In addition, the form selection of wind barriers, which are applied as the windbreak measures of newly-built railways in northwest China, is studied based on the suggested evaluation index, and the suitable values about height and porosity rate of wind barriers are studied. By taking a multi-span simply-supported box-girder bridge as a case study, the dynamic response of the bridge and the running safety indices of the train traveling on the bridge with and without wind barriers are calculated. The limit values of train speed with respect to different wind velocities are proposed according to the allowance values in the design code.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제67권1호
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• pp.9-20
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• 2018

In this paper, a framework is proposed for dynamic analysis of train-bridge systems with a damaged pier after barge collision. In simulating the barge-pier collision, the concrete pier is considered to be nonlinear-inelastic, and the barge-bow is modeled as elastic-plastic. The changes of dynamic properties and deformation of the damaged pier, and the additional unevenness of the track induced by the change of deck profile, are analyzed. The dynamic analysis model for train-bridge coupling system with a damaged pier is established. Based on the framework, an illustrative case study is carried out with a $5{\times}32m$ simply-supported PC box-girder bridge and the ICE3 high-speed train, to investigate the dynamic response of the bridge with a damaged pier after barge collision and its influence on the running safety of high-speed train. The results show that after collision by the barge, the vibration properties of the pier and the deck profile of bridge are changed, forming an additional unevenness of the track, by which the dynamic responses of the bridge and the car-body accelerations of the train are increased, and the running safety of high-speed train is affected.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.517-528
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• 2013

모듈러 기술은 자동차, 플랜트, 조선산업 분야에서 이미 오래전부터 적용해 오던 기술로, 최근 교량 분야에도 적용되고 있다. 모듈러교량은 부재별 세부설계 과정이 생략되고, 모듈별로 표준화 된다는 점에서 기존의 조립식교량과는 차별화 된다. 거더형식 프리캐스트 모듈러교량은 단순지지 교량 형식으로 개발되었으며, 다경간 교량에 적용할 경우 단순지지 교량 형식의 모듈러교량을 연속화하는 방법으로 적용할 수 있다. 거더형식 프리캐스트 모듈러교량의 연속화는 시공이 간편하고 급속시공에 적합한 연결슬래브를 적용하는 방법으로 이루어진다. 연결슬래브는 1950년부터 미국에서 RC 형식으로 사용되기 시작하였으며, 2000년대에는 ECC를 적용한 연결슬래브(ECC 연결슬래브)가 개발된 바 있다. 이 연구에서는 ECC에 비해 재연성이 좋고 경제적인 RC를 적용한 연결슬래브를 다경간 거더형식 프리캐스트 모듈러교량에 적용하였으며, 기존의 RC 형식 연결슬래브를 보완한 형태의 연결슬래브와 수정된 연결슬래브의 설계방법을 제안하였다. 제안된 연결슬래브 설계방법의 검증을 위하여 연결슬래브 바닥판 실험체를 제작하고 연결슬래브의 휨성능 및 균열 사용성 검증실험을 수행하였으며, 이후 실제 교량시스템을 모사한 실험체를 이용하여 200만회 피로성능 검증실험을 수행하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제54권5호
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• pp.1017-1044
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• 2015

This study aimed to investigate the random vibration characteristic of train-slab track-bridge interaction system subjected to both track irregularities and earthquakes by use of pseudo-excitation method (PEM). Each vehicle subsystem was modeled by multibody dynamics. A three-dimensional rail-slab- girder-pier finite element model was created to simulate slab track and bridge subsystem. The equations of motion for the entire system were established based on the constraint condition of no jump between wheel and rail. The random load vectors of equations of motion were formulated by transforming track irregularities and seismic accelerations into a series of deterministic pseudo-excitations according to their respective power spectral density (PSD) functions by means of PEM. The time-dependent PSDs of random vibration responses of the system were obtained by step-by-step integration method, and the corresponding extreme values were estimated based on the first-passage failure criterion. As a case study, an ICE3 high-speed train passing a fifteen-span simply supported girder bridge simultaneously excited by track irregularities and earthquakes is presented. The evaluated extreme values and the PSD characteristic of the random vibration responses of bridge and train are analyzed, and the influences of train speed and track irregularities (without earthquakes) on the random vibration characteristic of bridge and train are discussed.