• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권2호
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• pp.163-177
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• 2023

The design of segmental bridges, a structure that typically employs precast prestressed concrete elements and the balanced cantilever construction method for the deck, may demand a highly complex structural analysis for increased precision of the results. This work presents a comprehensive numerical analysis of a 3D finite element model using the software ANSYS, version 21.2, to simulate the constructive deck stages of the New Guaiba Bridge, a structure located in Porto Alegre city, southern Brazil. The materials concrete and steel were considered viscoelastic. The concrete used a Generalized Kelvin model, with subroutines written in FORTRAN and added to the main model through the customization tool UPF (User Programmable Features). The steel prestressing tendons used a Generalized Maxwell model available in ANSYS. The balanced cantilever constructive steps of a span of the New Guaiba Bridge were then numerically simulated to follow the actual constructive sequence of the bridge. A comparison between the results obtained with the numerical model and the actual vertical displacement data monitored during the bridge's construction was carried out, showing a good correlation.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권2호통권35호
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• pp.263-277
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• 1998

최근 교량상 주행 차량의 중량화 및 대형화 그리고 교통량의 증대로 교량의 바닥판 등의 피로 손상이 문제화되고 있다. 이러한 손상의 주 요인은 교량의 노면 및 신축 이음부의 단차 위를 주행하는 차량의 동적 접지력으로 볼 수 있다. 이에 대해 바닥판의 거동을 적절하게 해석 할 수 있는 삼차원 동적 응답 해석이 필요하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 삼차원 차량 및 교량 모델을 구축하여 바닥판의 동적 응답 및 차량의 동적 접지력을 계산하고, 신축 이음부에 개재된 단차의 영향에 따른 바닥판의 응답을 평가 해보았다. 해석치는 일본 오오사카의 판신(Hanshin)고속도로 매전(Umeda) 입로교에서 수행한 실측치와 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.749-758
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• 1998

현장타설 콘크리트 바닥판 교량의 전단연결부의 강성 평가를 분석하고 프리캐스트 콘크리트 바닥판 교량의 전단연결부의 강성을 평가하기 위한 실험을 통해 전단강성을 구하였다. 전단연결부 채움재료의 강도특성에 대한 변수연구와 국부적인 응력분포를 파악하기 위하여 push-out 실험부재에 대한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 해석을 통해 구한 하중-슬립관계를 실험에서 구한 것과 비교하여 타당성을 검증하고 프리캐스트 바닥판 교량 전단연결부의 초기 강성에 대한 평가식을 제안하였다. 선형해석을 수행하여 전단연결재 지름과 모르터의 강도에 따른 손상의 양상과 전단연결재와 무수축모르터에 각각 파괴기준을 적용하여 파괴하중을 예측하고 실험값과 비교하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.60-68
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• 2012

본 연구에서는 미국 뉴욕주 로체스터시 소재 강합성 데크 트러스 보도교를 대상으로 사용성을 평가하기 위한 상시진동 실험(ambient vibration test)을 수행하였고 이를 해석적 방법에 의한 결과와 비교하였다. 교량전체에 대한 상시진동실험은 수치모델 작성 시 도입되는 여러 가정들에 대한 타당성을 평가하는데 있어서 유용한 방법이며, 교량의 고유진동수나 모드형상과 같이 구조 동력학에서 중요한 구조적인 변수를 결정하는데 있어 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 교량의 수직방향 및 수평방향 진동 특성과 변위를 측정하기 위하여 실제 교량에서 보행자에 의해 발생하는 진동을 입력하중으로 사용하였다. 교량 구조물에 대한 모델링을 위하여 3차원 유한 요소법을 사용하여 해석을 수행하였으며, 이를 통하여 현장실험 결과와의 유효성을 입증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3D호
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• pp.421-431
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• 2011

본 논문에서는 폴리머 콘크리트 박막 교면포장의 적용성을 알아보기 위한 하나의 방법으로 SMA(Stone Mastic Asphalt) 교면포장으로 시공된 실제 교량 및 이와 동일한 조건에서 교면포장을 박막의 폴리머 콘크리트로 대체한 가상의 교량에 대해 정적 해석을 실시하였다. 다양한 교량형식에 대한 평가를 위하여 SMA 교면포장으로 시공된 PSC(Prestressed Concrete) 거더교, 강박스 거더교, PSC 박스 거더교, RC(Reinforced Concrete) 라멘교를 해석하고 비교하였다. 바닥판과 교면포장은 완전히 접착된 것으로 가정하였으며 시공 중 발생한 응력과 처짐은 무시하고 교면포장의 자중과 차량하중으로 인하여 발생된 응력과 처짐을 분석하였다. 해석 결과, 가벼운 단위중량과 얇은 두께로 포장자중이 더 작았던 폴리머 콘크리트를 사용한 교량의 응력과 처짐은 SMA를 사용한 교량보다 작은 것으로 해석되었다. 차량하중으로 인해 폴리머 콘크리트를 사용한 교량에 발생한 응력과 처짐은 얇은 포장 두께로 인한 단면이차모멘트의 감소 때문에 SMA를 사용한 교량보다 크게 나타났다. 포장의 자중과 차량하중이 동시에 작용하는 경우에는 자중 감소효과가 지배적으로 작용하여 폴리머 콘크리트를 사용한 교량의 응력과 처짐이 더 작게 나타났다. 향후 교면포장의 공용성 조사와 경제성 분석을 통한 비교 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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• pp.505-510
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• 2008

The design of noncomposite construction for skew bridges with large skew angels has been often checked because composite construction may cause large stresses in the bridge deck. In this study, the analytical model considered dynamic behaviors for noncomposite skew bridges was proposed. Using the proposed analytical model, the effects of interactions between the concrete deck and steel girders such as composite construction, and noncomposite construction on the dynamic characteristics of simply supported skew bridges were investigated. A series of parametric studies for the total 27 skew bridges was conducted with respect to parameters such as girder spacing, skew angle, and deck aspect ratio. The slip at the interfaces between the concrete deck and steel girders may bring about longer vibration periods that result in the reduced total seismic base shear.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.443-451
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• 2007

강바닥판 피로손상을 억제할 수 있는 유효한 방법의 하나로 데크 플레이트의 판 두께를 증가시키거나 세로리브의 보강 등에 의한 강성 증가를 고려할 수 있는데, 이 강성증가는 일반적으로 윤하중에 의한 강바닥판의 국부변형 억제 등에 효과가 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 강바닥판교의 피로균열이 빈번히 발생해 가장 문제가 되는 U-rib와 가로리브 연결 상세부의 발생응력을 최소화할 수 있도록 벌크헤드플레이트나 수직리브와 같은 보강상세의 부착에 따른 변수로 정밀 구조해석을 수행하였다. 그 결과, 벌크헤드플레이트는 전체적으로 연결 상세부의 주응력을 경감시키나, 피로균열이 발생되는 용접 지단부에서는 오히려 응력집중이 커지는 경향을 나타내는 것을 알 수 있었다. 그러나 수직리브는 용접 지단부에서 응력집중을 경감시키는 효과를 나타내어 벌크헤드플레이트의 보강보다는 수직리브의 보강이 더 효율적일 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.211-217
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• 2006

본 연구는 복합재료 교량의 온도변화에 따른 정밀해석과 이를 통한 복합재료 교량의 파괴거동을 조사하였다. 그 결과 매우 높은 주변 온도에서 복합재료 상 하부 표면의 파괴지표가 Core 요소의 파괴지표에 비하여 상대적으로 작은 값을 나타내어 충분한 온도 수용력이 있음이 나타났으며, 화재로 인해 급격한 온도변화 발생 할 경우 vinyl ester resin의 유리변화 온도 즉, $504^{\circ}C$에 근접함에 따라 국부적인 지역의 큰 온도경사가 발생하여 Tsai-Hill 파괴지표 또한 크게 변함을 나타났다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.719-726
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• 2005

The optimal design was performed for the bridge superstructure composed of steel box girders and concrete deck considering life cycle cost. The service life of the superstructure was estimated, after load carry capacity curves for steel girder and concrete deck were derived on the basis of condition grade curves and maintenance histories. The object function was determined as life cycle cost, including initial cost, total maintenance cost, disposal cost and user cost, for a period of the estimated service life. The optimal design of the superstructure was performed for the various service lifes. The annual costs were used to compare calculated results and to get the most economical design. Also this paper presents reasonable idea for the use of user cost with uncertainty.

• Steel and Composite Structures
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• 제3권2호
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• pp.111-122
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• 2003

The paper presents a model for analysing the shear-lag effect on the slab of twin-girder composite decks subjected to static actions, support settlements and concrete shrinkage, which are the main actions of interest in composite bridge design. The proposed model includes concrete creep behaviour and shear connection flexibility. The shear-lag in the slab is accounted for by means of a new warping function. The considered actions are then applied to a realistic bridge deck and their effects are discussed. The proposed method is utilised to determine the slab effective widths for three different width-length ratios of the deck. Finally, a comparison between the results obtained with the Eurocode EC4-2 and those obtained with the proposed model is performed.