• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.133-139
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• 2016

합리적인 설계 온도하중을 산정하기 위하여, 강상자형교의 시험체가 실물 규모로 제작되었다. 박스단면의 크기는 폭 2.0m, 높이 2.0m, 길이 3.0m이며, 슬래브의 두께는 17 cm이다. 온도 게이지를 사용하여 1년간 온도를 측정하였다. 또한 인근에 시험체와 유사한 방향으로 설치된 같은 형식의 실교량에서도 같은 기간에 온도를 측정하였다. 교량시험체는 21지점, 실교량에서는 19지점에서 온도를 측정하고 각 측점에서 측정온도를 통계 처리하여 추세선과 표준 오차를 산정하고, Euro code에서 제시한 대기온도 $24^{\circ}C{\sim}38^{\circ}C$에서 각 지점의 유효온도를 산정하였다. 교량시험체 모형에서는 $35^{\circ}C$이상에서 Euro code와 실교량과 비교하여 유효온도가 $2^{\circ}C{\sim}3^{\circ}C$ 정도 높게 산정되었다. 제시된 시험체와 실교량에서 Euro code에 대한 유효온도의 상관계수는 87.4%, 93.2%로 계산되었다. 국내 도로교설계기준에 따르면 합성교에서 최고기온은 $40^{\circ}C$로 규정하고 있는데 이는 본 연구에서 산정된 실교량과 Euro code의 유효온도와 거의 근접하는 것으로 평가된다. 각 지역별 최고 온도에 대한 Contour map에서 산정한 대기온도별 최고온도와 본 연구에서 제시한 유효온도를 접목하면 국내 교량 설계 시 각 지역의 특성을 고려한 설계기준이 확립될 수 있을 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권6호
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• pp.449-458
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• 2016

강박스거더교의 온도하중을 위한 유효온도를 산정하기 위하여, 강박스거더교의 시험체와 실교량에서 온도 데이터가 2년간 측정되었다. 이 실험체와 실교량의 온도 측정결과를 바탕으로 대기온도에 대한 최고 및 최저 유효온도를 2014년, 2015년, 그리고 연속 2년간 산정하였다. 산정된 최고, 최저 유효온도는 EURO code, 그리고 현행 도로교 설계기준과 서로 비교 평가되었다. 2년간(2 year) 측정한 데이터 기준으로 최대 유효온도와 Euro code의 결정계수는 교량 시험체에서 R=0.894, 실교량에서 R=0.927이 산정되며, 최저 유효온도는 교량 시험체에서 R=0.992, 실교량에서 R=0.813이 산정되었다. 또한 연구 결과는 도로교설계기준(한계상태설계법)의 최고온도와 유사하든가 약간 초과하는 것으로 평가되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.77-87
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• 2013

국내 교량 설계에서 온도 하중에 대한 현재 LSD (한계 상태 설계법)는 다양한 교량 형식에 대한 동일한 기준을 적용하고 있다. 본 연구에서는 유효 온도를 산정하기 위해 실제 크기의 상판이 없는 강상자형거더교 시험체를 제작하였다. 1년동안 강상자형거더교모형의 18개 지점에서 온도데이터를 측정하였다. 측정된 데이터를 바탕으로 대기 온도에 따른 교량단면내 유효 온도를 산정 하였다. 유로 코드의 유효 온도와 비교할 때 실측 유효온도의 결과는 매우 유사한 상관 관계를 보였다. 따라서, 본 데이터를 기반으로 산정 된 유효 온도는 국내 교량 설계에 온도 하중에 적합한 설계 기준을 제시하기 위한 기초 자료로 사용할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.7350-7356
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• 2014

합리적인 온도 설계기준을 검토하기 위하여 콘크리트 슬래브가 없는 강박스거더 모형 시험체를 제작하고, 박스거더교의 웨브와 다이아프램에 높이별로 온도게이지를 부착하고 일년 중 최고 기온에서 온도를 측정하였다. 또한 실 교량에서 온도를 측정하고 모형시험체의 온도를 비교, 검증하였다. 콘크리트 슬래브가 없는 교량 시험체 박스거더의 웨브와 다이아프램의 높이에 따른 온도차를 분석하고, 온도경사 모델을 제시하였다. 제시된 모델은 Euro Code와 95.8%의 상관관계를 보였으며, 국내 온도설계의 기본 자료로 제공될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권5A호
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• pp.407-415
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• 2010

현재 국내에서 설계되고 있는 40~70 m 지간의 강도로교 90% 이상이 박스거더교 형식이며 박스거더교는 휨 강성과 비틀림 강성이 뛰어나 장경간이나 곡선을 갖는 교량 형식으로 적합할 뿐만 아니라 가설현장에서의 작업을 최소화 할 수 있어 현장 안전관리 면에서도 유리한 구조형식이다. 그러나 박스거더는 상하 플랜지와 복부판이 수직, 수평보강재로 보강되는 구조로 부재량과 용접량이 많이 소요되어 비경제적인 교량 형식으로 많이 지적되어 왔다. 따라서, 미국이나 일본에서는 상대적으로 부부재를 줄일 수 있는 보다 경제적인 플레이트거더교가 일반적으로 적용되고 있다. 이러한 플레이트거더교의 한 형식인 소수주거더교는 강합성교량의 합리화를 위해 많이 채용되는 형식으로, 주거더 간격을 종래의 3 m 정도에서 2배 정도인 6 m 이상으로 증가하여 주거더의 개수를 최소화시키는 경제적인 교량형식이다. 또한, 거더 단면의 단순화를 위하여 거더의 복부판에 부착되는 수평보강재와 수직보강재를 최대한 생략할 수 있다. 2주거더교는 소수주거더교의 대표적인 형식으로, 유효폭 10 m 전후의 교량에 적합하여 프랑스를 중심으로 유럽에서는 1960년대부터 본격적으로 개발되어왔다. 국내에서는 소수주거더교 적용시 안전율 확보를 위해 유럽이나 일본 등에 비해 많은 강재량을 사용하고 있으며, 설계자들의 친밀도 부족과 박스거더교에 비해 복잡한 설계 등과 같은 여러가지 실무적용 차원에서 적용이 제한되고 있는 실정이다. 이 연구에서는 합리화 강교량 형식인 소수주거더교의 제작방법을 개선하고 구속콘크리트를 활용하여 강교량에서 공사비와 직결되는 강중을 줄일 수 있는 신형식 강합성거더(Turn Over Composite Girder) 구조형식을 제안하고자 한다. 또한 실물 크기인 20 m 단면회전방법을 적용한 강합성 거더시험체 및 교량시험체를 제작하여 제작성을 평가하고 구조성능 실험을 하여 구조안전성을 평가하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제50권4호
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• pp.501-524
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• 2014

This paper presents a type of composite box girder with corrugated webs and concrete filled steel tube slab to overcome cracking on the web and reduce self-weight. Utilizing corrugated steel web improves the efficiency of prestressing introduced into the top and bottom slabs due to the accordion effect. In order to understand the loading capacity of such new composite structure, experimental and numerical analyses were conducted. A full-scale model was loaded monotonically to investigate the deflection, strain distribution, loading capacity and stiffness during the whole process. The experimental results show that test specimen has enough loading capacity and ductility. Based on experimental works, a finite element (FE) model was established. The load-displacement curves and stress distribution predicted by FE model agree well with that obtained from experiments, which demonstrates the accuracy of proposed FE model. Moreover, simplified theoretical analysis was conducted depending on the assumptions which were confirmed by the experimental and numerical results. The simplified analysis results are identical with the tested and numerical results, which indicate that simplified analytical model can be used to predict the loading capacity of such composite girder accurately. All the findings of present study may provide reference for the application of such structure in bridge construction.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.1-7
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• 2021

강 박스거더 교량의 연속지점부 바닥판은 상부플랜지와 합성되는 구조이며 장경간 교량에서는 지점부 바닥판에 인장균열이 발생할 수 있는 구조로서 내구성 저하 등의 문제가 발생하고 있다. 이는 장경간 적용시 고정하중 및 활하중의 영향으로 슬래브의 교축방향 인장응력이 설계인장강도를 초과하기 때문이다. 이에 지점부 슬래브에 교축방향 철근을 추가하여 인장균열을 제어하고 추가의 압축응력 도입이 필요하다. 이러한 문제점 해결을 위해 연속지점부 상부슬래브의 인장응력 구간에 PS강선 긴장으로 압축응력을 도입하는 강 박스거더교의 구조계를 제안하였고, 이에 따른 구조적 성능을 유한요소해석과 실물시험체의 강선긴장 실험을 통해서 비교 검증하였다. PS강선 긴장을 통해 부모멘트부에 발생하는 슬래브의 인장응력 및 균열을 제어할 수 있는 압축응력을 도입하면 기존 강 박스거더교에 비해 구조안전성 개선 및 내구성능을 강화할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.545-551
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• 2018

외국 설계기준에서 제시하고 있는 단면 온도 경사모델의 국내적용을 위하여, 강상자형 교량 시험체를 폭 2.0m, 높이 2.0m, 길이 3.0m, 상부슬래브 두께 0.2m로 제작하고, 2016년 여름동안 시험체의 온도를 측정하였다. 측정 데이터의 신뢰성을 검증하기 위하여 측정된 대기기온과 기상청의 대기기온을 비교 검토하였다. 측정된 24개의 온도 측정 게이지 중 Euro code와 온도차를 비교 할 수 있는 4개의 온도 게이지를 선정하고, 측정온도의 분포를 분석하였다. 각 지점에서 최대 온도차를 선정하기 위한 기준 대기온도를 결정하여, 최대 최저 온도를 계산하고, 이를 바탕으로 온도차(경사)를 산정하고 온도차 모델을 제시하였다. 제시된 온도차 모델은 Euro code의 온도분포와 비교할 때 슬래브 최상단에서 $0.9^{\circ}C$, 중앙 경사부에서 $0.3{\sim}0.4^{\circ}C$의 온도차를 보여 Euro code와 유사한 결과를 보였다. 산정한 표준오차 계수는 표준오차의 2.71~2.84배로 산정되었고, 일정한 범위의 값을 보였다. 제시된 온도차 모델은 국내 온도설계의 온도차 산정 시 기본 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.96-103
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• 2018

교량의 온도 설계하중의 기준이 되는 유효온도는 통계적 방법에 의한 분석이 일반적으로 사용된다. 본 연구에서는 통계적 방법을 개선할 수 있는 인공신경망을 구축하여 유효온도를 산정하였다. 강상자형교 시험체를 폭 2.0m, 높이 2.0m, 길이 3.0m, 상부슬래브 0.2m로 제작하였다. 21개의 온도 게이지를 부착하여 3년간(2014~2015) 온도를 측정하였다. 2014~2015년 측정된 온도데이터를 바탕으로 인공신경망을 학습시키고, 그 결과를 Euro code와 비교하였다. Euro code와 통계분석값과의 오차율은 전체 측점에 대하여 4.1%로 분석되었다. 2016년 측정된 온도데이터를 이용하여 인공신경망을 검증하고, 교량 유효온도를 산정하였다. 이 결과는 통계분석 값과 약 3.97%의 차이를 보였다. 이 정도의 오차율은 인공신경망에 의한 분석이 공학적인 측면에서 수용할 수 있는 크기인 것으로 판단된다. 인공신경망은 교량의 온도하중 설계 시 그 지역의 최고 대기온도, 교량 형식, 상부 아스팔트 두께 등 입력 값만 알면 교량의 유효온도를 간편히 예측해 줄 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.99-106
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• 2014

합리적인 온도 설계하중을 연구하기 위하여, 실제 크기의 콘크리트 슬래브가 없는 강상형 거더 교량 시험체를 제작하였다. 높이에 따라 부착된 18개의 온도 게이지에서 5개월 동안 온도 데이터를 측정하였다. 강상형 거더 교량 시험체의 상단과 하단 사이의 온도 차가 계산되고, 온도 구배 모형이 확률 방법으로 제안되었다. 본 연구에서 제시된 모형은 유로 코드에 의해 제안 된 모델과 비교했을 때 약 97%의 상관관계를 보인다. 따라서, 본 연구의 결과로 제안 된 온도 구배 모델은 온도 설계 하중 계산시 기초 자료로 활용 될 수 있다.