• Computers and Concrete
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• 제30권3호
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• pp.175-183
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• 2022

To study the working mechanism and size effect of an innovative dovetail UHPC joint originated from the 5th Nanjing Yangtze River Bridge, a large-scale testing subject to negative bending moment was conducted and compared with the previous scaled specimens. The static responses, i.e., the crack pattern, failure mode, ductility and stiffness degradation were analyzed. It was found that the scaled specimens presented similar working stages and working mechanism with the large-scale ones. However, the post-cracking ductility and relative stiffness degradation all decrease with the enlarged length/scale, apart from the relative stiffness after flexural cracking. The slab stiffness at the flexural cracking stage is 90% of the initial stiffness while only 24% of the initial stiffness reserved in the ultimate stage. Finite element model (FEM) was established and compared with the experiments to verify its effectiveness in exploring the working mechanism of the innovative joint. Based on this effective method, a series of FEMs were established to further study the influence of material strength, pre-stressing level and ratio of reinforcement on its deflection-load relationship. It is found that the ratio of reinforcement can significantly improve its load-carrying capacity among the three major-influenced factors.

• Geomechanics and Engineering
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• 제27권6호
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• pp.561-571
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• 2021

Cofferdams made of teel sheet piles are commonly utilized as support structures for excavation of sea-crossing bridge foundations. As cofferdams are often subject to tide variation, it is imperative to consider potential effects of tide on stability and serviceability of sheet piles, particularly, ultralong steel sheet piles (USSPs). In this study, a real USSP cofferdam constructed using new construction technology in Nanxi River was reported. The design of key parts of USSP cofferdam in the presence of tidal action was first introduced followed by the description of entire construction technology and associated monitoring results. Subsequently, a three-dimensional finite-element model corresponding to all construction steps was established to back-analyze measured deflection of USSPs. Finally, a series of parametric studies was carried out to investigate effects of tide level, soil parameters, support stiffness and construction sequence on lateral deflection of USSPs. Monitoring results indicate that the maximum deflection during construction occurred near the riverbed. In addition, measured stress of USSPs showed that stability of USSP cofferdam strengthened as construction stages proceeded. Moreover, the numerical back-analysis demonstrated that the USSP cofferdam fulfilled the safety requirements for construction under tidal action. The maximum deflection of USSPs subject to high tide was only 13.57 mm at a depth of -4 m. Sensitivity analyses results showed that the design of USSP cofferdam system must be further improved for construction in cohesionless soils. Furthermore, the 5th strut level before concreting played an indispensable role in controlling lateral deflection of USSPs. It was also observed that pumping out water before concreting base slab could greatly simplify and benefit construction program. On the other hand, the simplification in construction procedures could induce seepage inside the cofferdam, which additionally increased the deflection of USSPs by 10 mm on average.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권3호
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• pp.287-295
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• 2023

교량은 지진에 의해 붕괴가 일어나면 많은 수의 인명피해와 재산피해가 발생할 수 있어 정확한 지진거동 예측과 대비가 필요하다. 특히, 교각은 교량의 지진거동에 있어서 지배적인 역할을 한다. 또한, 교각의 겹침이음 길이 부족과 같은 설계적인 문제가 있다면 지진에 대한 위험성이 더욱 증대하게 된다. 본 연구에서는 교각에서 겹침이음 특성을 분석하기 위해, 겹침이음 길이가 부족한 교각의 수치해석 모델을 정의하고 실험데이터를 통해 검증하였다. 제시된 교각 모델을 일반적으로 사용되는 RC 슬래브 교량에 적용하였다. 교각의 비선형 정적해석을 수행하여 겹침이음에 따른 성능점 변화를 평가하였다. 또한, 지진취약도 곡선을 산정하여 교각의 겹침이음 길이에 따른 지진취약도 비교분석을 수행하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3A호
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• pp.421-428
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• 2006

본 연구는 일체형과 분절형 거더의 거동차이 최소화 및 PSI(Precast PSC-Segmental I Grider)거더의 역학적 거동 특성을 실험적으로 검증하기 위하여 실물 크기의 거더를 일체형(CG)실험체 1본, 분절형(SGT1, SGT2, SGT3)실험체 3본을 제작하여 실험을 수행하였다. 일체형(CG)실험체는 단 경간으로 25 m의 길이로 제작하였고, 분절형 실험체는 각 세그멘트를 5 m 길이로 제작하고 1차 긴장력을 도입하여 하나의 거더로 일체화 시킨 후, 슬래브를 타설한 다음 2차 긴장력을 도입하는 방법으로 제작하였다. 실험결과 모멘트는 실험값과 이론값의 오차가 매우 작거나 실험값이 이론값에 비해 약간 더 큰 것으로 나타나 PSI거더의 이론이 신뢰성이 있는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1A호
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• pp.15-24
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• 2008

본 논문에서는 프리캐스트 바닥판을 사용한 단순 강합성보에 교축방향으로 프리스트레스를 도입하는 경우, 콘크리트의 장기거동과 PS강재의 릴렉세이션에 의해 발생하는 프리스트레스의 손실과 장기처짐을 계산하기 위한 장기거동해석방법을 제시하였다. 또한 제시된 해석방법을 이용하여 장기거동해석을 수행하였으며, 이를 통해 합성보의 기하형상, 콘크리트강도 및 초기프리스트레스가 프리캐스트 바닥판을 사용한 강합성보의 장기거동에 미치는 영향을 평가하였다. 해석결과 합성보 기하형상의 영향에서 프리스트레스의 손실과 장기처짐에 영향을 미치는 주요인자는 각각 보의 단면적과 단면2차모멘트였다. 마지막으로, 총 프리스트레스 손실에서 크리프에 의한 손실과 건조수축에 의한 손실의 특성을 분석하여 소요 초기프리스트레스의 산정방법을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.433-445
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• 2009

프리캐스트 패널은 교량바닥판의 합성 구조부재로서 사용된다. 프리캐스트 패널의 횡방향 강재는 교량바닥판의 주철근 역할을 하며, 또한, 패널은 상부의 현장타설 콘크리트 시공시 거푸집 대용으로 적용된다. 이 연구에서는 프리캐스트 패널과 현장타설 바닥판의 합성효과를 위해 패널 상부에 도입되는 전단철근 필요성을 확인하였다. 또한, 프리캐스트 패널을 갖는 합성바닥판에서 패널간에는 횡방향 이음부의 연속적인 거동이 요구된다. 본 연구에서는 전단철근과 루프이음을 갖는 합성바닥판의 정적실험을 수행하였다. 실험결과로부터 바닥판의 연속성 확보를 위한 루프철근 이음부의 연속성을 확인하고, 패널과 현장타설 바닥판 사이의 합성효과를 확인하였다. 전단철근이 있는 합성바닥판은 합성효과의 증가로 인해 전단철근이 없는 바닥판에 비해 약 140~164%의 극한내력을 보인다. 따라서 접합면에 도입되는 전단철근은 파괴시까지 합성거동을 확보해주는 역할을 하는 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.221-231
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• 2011

강섬유보강 초고성능 콘크리트(UHPC)는 압축강도가 200MPa에 이르고, 강성 및 인성이 크기 때문에 이를 이용하면 구조 부재를 얇고 가볍게 설계하는 것이 가능하다. 본 논문은 UHPC를 교량의 바닥판 슬래브에 적용하기 위해서 뚫림전단(punching shear)에 대한 저항능력을 평가한 것이다. 6개의 정사각형 슬래브를 제작하여 4변 완전고정 상태에서 뚫림전단 실험을 수행하였다. 슬래브의 두께는 40mm와 70mm였고, 재하판의 형상비는 1.0~2.5 범위였다. 40mm 실험체는 최대하중 이후에 연성적인 변형률 연화구간이 길고, 70mm 실험체는 상대적으로 더 취성적인 뚫림파괴를 보였다. 기존의 여러 뚫림전단강도 평가식을 이용하여 실험결과를 분석하였는데, 두께가 작은 40mm 실험체에서는 Ductal$^{(R)}$ 및 JSCE의 식이, 그리고 70mm 실험체에서는 Harajli et al. 및 ACI-Ductal$^{(R)}$의 제안식이 상대적으로 실험에 근접한 값을 예측하였다. 그러나 전반적으로 실험결과를 잘 예측하지 못하였으므로 실제 파괴메커니즘에 근거한 새로운 식을 제안하였다. 새로 제안한 식은 실험결과를 비교적 잘 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.92-103
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• 2015

최근 들어 FRP 판을 영구 거푸집 및 주요 인장보강재로 활용하기 위한 새로운 콘크리트 교량 바닥판 시스템 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 영구거푸집과 인장 보강재로의 병행이용은 기존의 콘크리트 바닥판 보다 공사비와 공사기간을 절감 할 수 있다. 본연구에서는 영구거푸집 및 주요인장재로 활용한 FRP 판의 종류에 따른 현장타설 콘크리트와 부착응력에 대해 실험을 수행하였다. 부착성능 평가를 실시하였고, 부착특성을 나타내는 중요한 변수중에 하나로서 부착 강도 및 부착면의 파괴 매커니즘 특성을 알 수 있는 계면 파괴에너지를 나타내었다. 일반콘크리트에서 계면 파괴에너지는 GF11의 경우 0.24kN/m이고, GF21의 경우에는 0.43kN/m, GF31과 CF11의 경우에는 각각 0.46kN/m와 0.44kN/m로 나타났고, RFCON에서는 GF12의 경우 0.52kN/m, GF22와 CF12에서는 각각 0.36kN/m와 0.51kN/m로 나타났다.