• Steel and Composite Structures
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• 제49권4호
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• pp.419-430
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• 2023

This paper is aimed at investigating the effect of multiple longitudinal stiffeners on the patch loading resistance of slender steel plate girders. Firstly, a numerical study is conducted through geometrically and materially nonlinear analysis with imperfections included (GMNIA), the model is validated with experimental results taken from the literature. The structural responses of girders with multiple longitudinal stiffeners are compared to the one of girders with a single longitudinal stiffener. Thereafter, a patch loading resistance model is developed through machine learning (ML) using symbolic regression (SR). An extensive numerical dataset covering a wide range of bridge girder geometries is employed to fit the resistance model using SR. Finally, the performance of the SR prediction model is evaluated by comparison of the resistances predicted using available formulae from the literature.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.133-144
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• 2009

Incheon Bridge, 18.4 km long sea-crossing bridge, will be opened to the traffic in October 2009 and this will be the new landmark of the gearing up north-east Asia as well as the largest & longest bridge of Korea. Incheon Bridge is the integrated set of several special featured bridges including a magnificent cable-stayed girder bridge which has a main span of 800 m width to cross the navigation channel in and out of the Port of Incheon. Incheon Bridge is making an epoch of long-span bridge designs thanks to the fully application of the AASHTO LRFD (load & resistance factor design) to both the superstructures and the substructures. A state-of-the-art of the geotechnologies which were applied to the Incheon Bridge construction project is introduced. The most Large-diameter drilled shafts were penetrated into the bedrock to support the colossal superstructures. The bearing capacity and deformational characteristics of the foundations were verified through the world's largest static pile load test. 8 full-scale pilot piles were tested in both offshore site and onshore area prior to the commencement of constructions. Compressible load beyond 30,000 tonf pressed a single 3 m diameter foundation pile by means of bi-directional loading method including the Osterberg cell techniques. Detailed site investigation to characterize the subsurface properties had been carried out. Geotextile tubes, tied sheet pile walls, and trestles were utilized to overcome the very large tidal difference between ebb and flow at the foreshore site. 44 circular-cell type dolphins surround the piers near the navigation channel to protect the bridge against the collision with aberrant vessels. Each dolphin structure consists of the flat sheet piled wall and infilled aggregates to absorb the collision impact. Geo-centrifugal tests were performed to evaluate the behavior of the dolphin in the seabed and to verify the numerical model for the design. Rip-rap embankments on the seabed are expected to prevent the scouring of the foundation. Prefabricated vertical drains, sand compaction piles, deep cement mixings, horizontal natural-fiber drains, and other subsidiary methods were used to improve the soft ground for the site of abutments, toll plazas, and access roads. Light-weight backfill using EPS blocks helps to reduce the earth pressure behind the abutment on the soft ground. Some kinds of reinforced earth like as MSE using geosynthetics were utilized for the ring wall of the abutment. Soil steel bridges made of corrugated steel plates and engineered backfills were constructed for the open-cut tunnel and the culvert. Diverse experiences of advanced designs and constructions from the Incheon Bridge project have been propagated by relevant engineers and it is strongly expected that significant achievements in geotechnical engineering through this project will contribute to the national development of the longspan bridge technologies remarkably.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.221-232
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• 2009

본 논문에서는 압엽형강(H형강)을 이용한 초간편 강합성 교량에 대한 3차원 유한요소해석을 실시하여, 다양한 하중조건에 따른 하중분배값을 검토하였다. 유한요소해석에는 범용구조해석 프로그램 ABAQUS(2007)가 사용되었다. 하중분배계수 검토에 고려된 변수로는 콘크리트 슬래브 두께, 강판 두께, 주형길이, 바닥판 폭, 그리고 교량 연속성이 적용되었다. 해석을 통해 얻어진 하중 분배율은 AASHTO Standard 와 LRFD 설계기준의 제안식 및 기존 연구자들이 제안한 식들과 비교 검토되었다. AASHTO Standard는 매우 안전측의 하중분배율을 제안하고 있으며, AASHTO LRFD의 경우 내측주형의 경우 유사한 결과를 나타내기도 했으나 외측주형의 경우 대부분의 경우 큰 값을 나타내었다. 본 연구를 통해 제안된 하중분배값은 유한요소해석 결과를 토대로 안전측으로 제안되었으며, 설계변수별 상세설계에 적용가능하다. 또한 본 논문에서는 초간편 강합성 H형강 교량의 설계 간편성을 극대화하고 안전성을 고려하여 내측주형의 경우 0.42, 외측주형의 경우 0.32를 제안하였다. 본 연구내용에 검토된 매개변수 범위 내에서 간편 하중분배값의 적용이 가능하며, 본 연구의 결과는 초간편 강합성 H형강 교량의 설계 및 시공 활성화에 크게 기여할 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권2호통권31호
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• pp.269-275
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• 1997

본 연구에서는 자정식 현수교 주탑의 내풍 안정성을 보기 위하여 주탑 모형 실험과 전교 모형 실험을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 경사진 병렬 탑주를 가진 주탑의 경우에는 다양한 주파수대의 웨이크가 존재하므로 넓은 풍속대에서 진동이 발생한다는 사실을 확인하였다. 자정식 현수교의 경우에는 주형의 교축방향 지지조건에 따라 주탑 진동 모드가 매우 민감하게 변화하였다. 본 연구 대상 주탑은 면외 휨 모드와 비틈 모드의 고유진동수가 매우 근접해 있어서 넓은 범위의 풍속에서 연성진동이 발생하였다 주탑 진동을 완화하기 위한 공기역학적 수단으로 모서리 자르기를 시도하였는데, 탑주의 폭과 잘린 모서리의 비가 1/10일 때가 가장 효과적이었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1370-1378
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• 2007

고속철도 교량은 고속주행 열차의 차축 주기하중 효과와 교량 고유의 동적특성에 의한 동적 증폭 효과로 인하여 구조물의 안전성에 영향을 받는다. 그리고 교량의 과도한 변형으로 인하여 차륜과 레일의 접촉력 감소, 궤도틀림 등의 윤중 변동이 일어나 열차의 주행안전성 및 승차감을 저해할 수 있다. 이러한 궤도 안전성을 확보하기 위하여 동적거동에 대한 교량상판수준의 수직가속도 제한, 차륜-레일간의 접촉과 열차주행 안전성 확보를 위한 상판 면틀림 제한, 단부 회전각 변위 제한, 차량하중에 의한 교량의 수직 처짐 제한을 반드시 만족시켜야 하며, 필수적으로 공진에 대한 검토도 이루어져야 한다. 신설되는 호남고속철도에서는 기존의 경부고속철도와 다른 콘크리트 도상을 적용하고, 궤도간격, 설계열차하중 등이 변경되어 적용되므로 새로운 동적안정성 요구조건을 적용하게 된다. 본 연구에서는 콘크리트교량에 비해 진동특성이 취약한 것으로 알려진 강합성 거더 고속철도 교량의 동적거동 분석을 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권3호통권32호
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• pp.431-440
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• 1997

본 논문에서는 교량 단면 내의 시간 종속적 온도 분포를 결정하기 위해, 기존의 열 전달 이론 및 태양 에너지 전달에 대한 이론을 바탕으로 기상관측소 및 현장에서 측정한 기상 자료로부터 교량 온도의 예측에 관한 이론적 모델에 대해 기술하였다. 특히 이 모텔에서는 주간에 교량의 온도 상승에 지배적인 영향을 미치는 태양일사(solar radiation)에 대해 태양 에너지 관련 분야의 여러 실험적 연구 결과를 바탕으로 태양일사량의 계산에 대해 기존에 연구되어 있는 식들 중에서 가장 적합한 식을 제시하였다. 이 해석 모델의 타당성은 사당 고가차도의 장기 계측된 온도 측정 결과와 비교 검토되었다. 또한 장기간 측정된 온도 결과로부터 교량 온도 예측에 대한 해석적 기준(analytical criteria)을 제시하기 위해, 교량의 축 방향 신축의 원인이 되는 단면평균온도, 그리고 곡률 변형을 유발하는 단면온도차 등 교량 단면의 온도 분포와 관련된 변수들과 대기온도, 일사량 등 기상 자료와 관련된 변수들 간의 선형 상관관계(linear correlation)에 대해 기술하였다.

• 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.

• Smart Structures and Systems
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• 제17권6호
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• pp.1107-1127
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• 2016

Studies on dynamic characteristics of the hanger vibration using field monitoring data are important for the design and evaluation of high-speed railway truss arch bridges. This paper presents an analysis of the hanger's dynamic displacement responses based on field monitoring of Dashengguan Yangtze River Bridge, which is a high-speed railway truss arch bridge with the longest span throughout the world. The three vibration parameters, i.e., dynamic displacement amplitude, dynamic load factor and vibration amplitude, are selected to investigate the hanger's vibration characteristics in each railway load case including the probability statistical characteristics and coupled vibration characteristics. The influences of carriageway and carriage number on the hanger's vibration characteristics are further investigated. The results indicate that: (1) All the eight railway load cases can be successfully identified according to the relationship of responses from strain sensors and accelerometers in the structural health monitoring system. (2) The hanger's three vibration parameters in each load case in the longitudinal and transverse directions have obvious probabilistic characteristics. However, they fall into different distribution functions. (3) There is good correlation between the hanger's longitudinal/transverse dynamic displacement and the main girder's transverse dynamic displacement in each load case, and their relationships are shown in the hysteresis curves. (4) Influences of the carriageway and carriage number on the hanger's three parameters are different in both longitudinal and transverse directions; while the influence on any of the three parameters presents an obvious statistical trend. The present paper lays a good foundation for the further analysis of train-induced hanger vibration and control.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제43권5호
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• pp.637-655
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• 2012

In this study, stochastic responses of a cable-stayed bridge subjected to the spatially varying earthquake ground motion are investigated by the finite element method taking into account soil-structure interaction (SSI) effects. The considered bridge in the analysis is Quincy Bay-view Bridge built on the Mississippi River in between 1983-1987 in Illinois, USA. The bridge is composed of two H-shaped concrete towers, double plane fan type cables and a composite concrete-steel girder deck. In order to determine the stochastic response of the bridge, a two-dimensional lumped masses model is considered. Incoherence, wave-passage and site response effects are taken into account for the spatially varying earthquake ground motion. Depending on variation in the earthquake motion, the response values of the cable-stayed bridge supported on firm, medium and soft foundation soil are obtained, separately. The effects of SSI on the stochastic response of the cable-stayed bridge are also investigated including foundation as a rigidly capped vertical pile groups. In this approach, piles closely grouped together beneath the towers are viewed as a single equivalent upright beam. The soil-pile interaction is linearly idealized as an upright beam on Winkler foundation model which is commonly used to study the response of single piles. A sufficient number of springs on the beam should be used along the length of the piles. The springs near the surface are usually the most important to characterize the response of the piles surrounded by the soil; thus a closer spacing may be used in that region. However, in generally springs are evenly spaced at about half the diameter of the pile. The results of the stochastic analysis with and without the SSI are compared each other while the bridge is under the sway of the spatially varying earthquake ground motion. Specifically, in case of rigid towers and soft soil condition, it is pointed out that the SSI should be significantly taken into account for the design of such bridges.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.109-120
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• 2007

본 연구에서는 생애주기비용을 고려한 성능기반 최적 유지관리 전략 수립 시스템을 개발하였다. 교량 수명동안 비용과 성능이라는 상반되는 목적을 균형있게 만족시킬 수 있는 유지관리 시나리오의 생성을 다중목적 조합최적화 문제로 정식화하고 유전자알고리즘을 적용하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 국도 상 강거더 교량의 최적 유지관리 시나리오를 제공하는 과정을 제시하였다. 개발된 시스템은 현재의 교량 유지관리 전략 수립의 방법을 개선하여 교량 관리주체에게 다양한 제약 및 요구조건에 부합하는 최적의 교량 유지관리 시나리오를 제공할 수 있는 효율적인 도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.