• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.165-178
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• 2013

이 논문에는 정모멘트를 받는 강합성거더의 공칭휨강도를 평가하기 위한 연구를 수록하였다. 한계상태설계법을 적용한 현행 도로교설계기준(2012)에 제시된 합성거더의 휨강도 규정은 국내에서 생산되는 일반구조용 강재를 사용한 합성거더에 적용할 수 있다. 고성능 강재 HSB600뿐만 아니라 HSB800를 적용한 강합성거더에 적용하기 위해서는 현행 공칭휨강도 평가식을 개선해야될 필요성이 있다. 강합성거더의 공칭휨강도를 평가하기 위하여, 기존에 수행된 연구들을 고찰하였으며 모멘트-곡률해석방법을 이용하여 다양한 단면을 갖는 강합성거더의 극한휨강도와 연성비를 평가하기 위한 변수해석을 수행하였다. 변수해석결과를 토대로 일반강재를 적용한 강합성거더에 대해 기존 평가식보다 덜 보수적인 공칭휨강도 평가식을 제안하였다. 또한 고성능 강재 HSB600과 HSB800을 적용한 강합성거더의 새로운 공칭휨강도 평가식도 함께 제안하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.208-215
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• 2021

본 연구에서는 북한 건설환경을 고려한 초고성능 콘크리트 프리캐스트 교량 시스템을 개발하고자 한다. 맞춤형 교량 시스템은 최근에 개발된 압축강도 120MPa 이상, 직접인장강도 7MPa 이상을 갖는 초고성능 콘크리트를 적용하여 설계, 제작 및 구조성능평가를 통하여 북한의 적용 가능성을 분석하였다. 설계를 위해 북한의 자동차짐(30, 40, 55)을 남한의 KL-510 하중과 비교한 결과, 하중이 증가함에 따라 단면이 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 구조성능평가를 위하여 지간장 30m 교량 실험체를 초고성능 콘크리트를 이용하여 제작하였다. 휨 실험을 통하여 하중 분석을 수행한 결과, 설계하중 대비 측정하중은 초기균열하중상태에서 약 167%의 단면성능과 극한한계상태에서 약 134% 이상의 내하력을 확보하여 본 실험에서 요구하는 성능을 만족하였다. 이러한 결과는 기존의 강합성 거더교로 제작하는 장지간 교량 대비 약 11%의 상부공사비가 감소하는 것으로 분석되었다. 그러므로, 본 연구를 통하여 개발된 60m 이상 장지간 맞춤형 교량 시스템을 활용한다면 충분한 가격 경쟁력을 확보 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.845-856
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• 2020

이 연구에서는 분리불가능한 허가차량의 통행에 대한 교량의 안전성 평가 체계를 정립하여 제안하였다. 대상으로 하는 허가차량의 하중효과와 도로교설계기준(한계상태설계법)의 설계차량하중의 계수하중효과를 비교하여, 허가차량의 체계를 일상허가와 두 개의 특별허가로 분류하였다. 일상허가 및 특별허가 1에서는 일반차량과 동시 통행하도록 제안하였으며, 특별허가 2에서는 허가차량이 단독 통행하도록 제안하였다. 허가차량의 전후에 동시 통행하는 일반차량의 연행을 고려하기 위하여 도로교설계기준의 표준차로하중을 이용하여 허가 하중 모형을 제안하였다. 제안된 허가 하중 모형을 적용하여 공용중인 프리스트레스트빔교 및 강박스교의 구조해석을 수행하였으며, 도로교설계기준의 하중·저항계수를 이용하여 허가하중 및 설계차량하중의 내하율 계산을 수행하였다. 교량 거더의 휨 및 전단에 대한 내하율 검토 결과 모든 차량하중의 내하율이 크게 계산되어 통행 가능한 것으로 확인되었다. 허가하중 및 설계차량하중의 휨 및 전단에 대한 교량의 신뢰도해석을 수행하여 신뢰도관점에서 충분한 안전성을 확보하는지 여부를 확인하였다. 도로교설계기준의 하중·저항계수를 이용하여 허가하중에 대한 최소요구강도를 계산하였으며, 최소요구강도의 신뢰도해석을 수행하였다. 최소 요구강도의 신뢰도해석 결과 대부분의 허가차량에 대하여 도로교설계기준의 목표신뢰도지수를 확보하는 것으로 확인되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.57-60
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• 2008

자기부상열차는 궤도 위에 부상하여 운행하는 시스템이다. 자기부상열차의 특성상 주행 중 부상공극을 일정하게 유지하는 것이 사용성 및 승객의 승차감 면에서 매우 중요하다. 이 연구는 2006년 출범한 도시형 자기부상열차 실용화 사업단의 3-1 세부과제 선로구축물 성능개선 과제의 협동연구과제로 자기부상열차교량 상부구조의 급속시공법 개발을 목표로 연구를 수행하였다. 현재 도로교에서 프리캐스트 바닥판은 품질, 공기 면에서 현장타설 바닥판에 비해 우수하며, 널리 사용되고 있다. 따라서, 연구진은 3-1세부과제의 주관기관인 한국철도기술연구원과 협업을 통하여 1차년도에 PSC-U형 거더 및 개구제형 강재 거더에 프리캐스트 바닥판을 적용하여 자기부상열차 가이드웨이의 기본 시스템을 제안한 바 있다. 이 연구에서는 PSC-U형 거더, 프리캐스트 바닥판 및 새로운 형식의 가이드레일 시스템을 적용한 자기부상열차 가이드웨이의 시공성, 사용성, 유지관리성을 평가하고자 거더-바닥판-궤도로 이루어진 목업 실험체를 실대형 크기로 제작하여 실제 시공 환경과 비슷한 모의 시공을 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권5호통권78호
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• pp.549-559
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• 2005

철도교는 강성이 주요한 설계인자이기 때문에 기존의 2거더 교량의 구조적 효율성을 높이기 위해서 이중합성 구조를 가진 철도교를 제안하였다. 일반적으로 강합성 연속교를 설계할 경우, 부모멘트 구간에 존재하는 콘크리트 바닥판은 인장에 저항하지 못한다고 가정하고 바닥판 단면을 무시하게 된다. 부모멘트 구간에서는 합성단면의 강성이 감소하게 되므로 이를 보완하기 위해 강재단면이 커지게 되는데, 이러할 경우 변단면의 적용이 불가피하게 되고 강합성형으로서의 장점이 반감된다고 할 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 다양한 접근법이 존재하지만 그 중에서도 경간을 확대하고 강성이 중요한 설계인자가 되는 경우에 적절하게 사용될 수 있도록 제안된 교량의 형태가 이중합성구조이다. 따라서 본 연구에서는 이중합성 전단연결부의 거동을 파악하기 위하여 수평스터드, 수평스터드와 수직스터드가 함께 배치된 복합스터드 부재에 대한 push-out 실험을 수행하였다. 실험결과의 분석을 통하여 기존의 설계식과의 비교를 수행하고 정적 거동을 평가하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.595-603
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• 2012

본 연구에서는 재하시험에 의하여 얻어지는 측정데이터를 적극적으로 활용하고 다양한 방법을 통하여 내하력을 평가하기 위하여 탄성지점을 적용하였다. 스프링력에 의한 구조해석의 적정성을 확인하고 실험결과의 신뢰도를 향상시키기 위하여 내민보로 제작한 탄성빔을 대상으로 처짐시험을 실시하였으며 이를 토대로 공용중인 교량의 내하력 평가 방법의 개선을 위하여 실제 공용중인 교량에 대한 정밀안전진단을 통한 검증을 실시하였다. 휨시험 결과 기존방법에 의하여 계산된 처짐보다 탄성지점을 적용하여 구한 처짐이 실측한 처짐과 근접한 것으로 나타났다. 준공 직후 초기점검 대상인 3경간 연속 강박스형교에 대한 내하력을 평가한 결과 탄성지점에 의한 내하력이 기존의 방법에 의한 내하력보다 최대 9.7% 작게 평가되었다. 본 연구는 기존 방법에 따라 교량의 내하력을 평가할 경우 응력보정계수의 적용과 같이 지침에 명확하게 제시되지 않은 부분으로 인하여 공학자에 따라 내하력이 상이하게 평가되는 경우가 빈번하므로 이에 대한 연구가 더욱 활발해 져야 한다는 취지에서 수행하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.31-38
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• 2010

본 연구에서는 교량 구조물-궤도 종방향 상호작용, 교량 구조물-차량 상호작용을 고려한 신뢰성 최적설계 방법을 제안하고, 알고리즘의 개발을 통하여 본 연구에서 제안한 방법의 효율성을 검증하였다. 구조해석 프로그램은 ABAQUS를 사용하였으며, 최적화 방법은 Automated Design Synthesis(ADS)에서 신뢰성면에서 우수한 ALM-BFGS방법을 사용하였다. 일반적으로 ALM-BFGS방법은 최적해 방향을 탐색하는데 있어 1방향 탐색을 하지 않으며 Push-Off Factor 값이 보통 0.1~0.2에서 대부분 수렴하나 본 연구에서는 'Heuristic Decision Method' 의하여 결정된 Push-Off Factor 값이 90일 때 1방향 탐색인 Golden Section Method의 적용이 필요하였으며, 알고리즘이 잘 수렴함을 확인하였다. 구조물-궤도 종방향 상호작용, 구조물-차량의 상호작용에 의한 응답을 제약조건으로 설정하여 단면 설계시 반영될 수 있도록 하였다. 본 연구는 구조물-궤도 종방향 상호작용 및 구조물-차량 상호작용을 고려한 설계기법에 대한 효율성 및 경제성을 증명하기 위하여 5${\times}$(1@50m) 2주형 강합성 거더교에 대한 최적설계를 수행하였으며, 본 연구에서 제안하는 상호작용을 고려하는 설계기법이 기존의 상호작용을 고려하지 않은 설계방법보다 경제적이며 효율적임을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.231-237
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• 2008

복합 구조 형식인 PSC-강 혼합 거더는 신형식 구조로서 비대칭 경간 구조물이나 장대교량에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 매입길이, 보강철근, 스터드, 프리스트레스 힘 등을 변수로 총 14개의 실험체를 제작하여 혼합 거더의 접합부 거동을 분석하고자 하였다. 모든 실험체는 보강철근, 스터드, 강판 등의 순서로 기능을 손실하면서 파괴되었다. 실험 결과에 의하면 접합부의 성능에는 스터드 배치와 보강철근에 비해 프리스트레싱 힘이 상대적으로 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 이와 함께 매입길이에 비하여 스터드의 배치가 접합부 성능에 보다 중요한 역할을 하는 것으로 평가되었다. 실험적 연구와 함께 슬립을 고려한 3차원 비선형해석을 수행하였다. 경계면의 거동은 인터페이스 요소와 슬립 물성을 통하여 완전 합성, 부분합성, 비합성으로 분석할 수 있는데 혼합 거더의 접합부 설계에 따른 경계면 거동을 해석과 실험 결과를 통하여 분석하였다. 특히, 스터드 전단연결재가 적용된 혼합 거더는 극한하중 단계에서 부분합성 거동을 나타내며 보강 철근 또한 혼합 거더의 극한강도 증진에 기여하는 것으로 분석되었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.553-556
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• 2009

최근 우리나라의 건설 분야에서는 생애주기비용(Life Cycle Cost;이하 LCC)/가치공학(Value Engineering; 이하 VE)을 적용한 구조물 설계가 실시되고 있다. 이는, 건설교통부에서 공공건설사업의 효율성을 제고하기 위하여 실시하고 있으며, 대통령령에 따라 "건설기술관리법시행령"을 제정하여 공공사업분 수행 절차와 기준을 법제화 하였으며 이후 시행령 38조 13의 "설계의 경제성등 검토" 실시를 의무화하는 시행지침을 작성하여 수행하고 있다. 이러한, LCC/VE의 검토에서 보수 보강 공사비 산정은 유지보수공사 프로파일링을 통한 보수 보강 시기를 산정(건설교통부, 2003)하여 교량 구성요소별 보수 교체 주기를 산정(건설교통부, 2001)에서 제시한 기간을 적용하여 LCC/VE를 평가하고 있다. 하지만, 이러한 보수 보강 공사비의 적용은 일괄적인 적용이며, 예전 국내의 교량 건설기술이 현재와 같이 발전된 상태에서의 현황이 아니므로 본 연구에서는 현재 고속국도에 완공되어 운용중인 교량 구조물을 시설물의 안전관리에 관한 특별법 시행령(2008)에 따른 "시설물의 안전점검 및 정밀안전진단 지침"에 의한 교량의 초기점검, 정밀점검 및 정밀안전진단 자료를 조사 분석하여 보수 보강 공사비 곡선을 추정하려 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.625-633
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• 2003

For the construction of open-topped steel box girder bridges, prefabricated concrete slab could offer several advantages over cast-in-situ deck including good quality control, fast construction, and elimination of the formwork for concrete slab casting. However, precast decks without reinforcements at transverse joints between precast slabs should be designed to prevent the initiation of cracking at the joints, because the performance of the joint is especially crucial for the integrity of a structural system. Several prestressing methods are available to introduce proper compression at the joints, such as internal tendons, external tendons and support lowering after shear connection. In this paper, experimental results from a continuous composite bridge model with precast decks are presented. Internal tendons and external tendons were used to prevent cracking at the joints. Judging from the tests, precast decks in negative moment regions have the whole contribution to the flexural stiffness of composite section under service loads if appropriate prestressing is introduced. The validity of the calculation of a cracking load fur serviceability was presented by comparing an observed cracking load and the calculated value. Flexural behavior of the continuous composite beam with external prestressing before and after cracking was discussed by using the deflection and strain data.