• 대한토목학회논문집
• /
• 제41권2호
• /
• pp.93-100
• /
• 2021

본 논문은 교량 하부에서 발생된 화재에 대한 강합성 교량 및 PSC 교량 상부구조의 화재손상평가를 위한 수치해석적 연구이다. 수치해석의 정확성 및 효율성을 높이기 위해 구성재료의 과도 비선형 열적 특성이 고려된 열유동 해석 기법이 제안되고, 이를 통해 국내 실제 화재가 발생된 강합성 교량인 부천고가교 및 PSC 교량인 양산고가교에 대한 열유동 화재해석이 수행된다. 해석결과 강합성 교량 상부구조의 콘크리트 슬래브 및 강재 거더 하부 플랜지의 경우 임계온도를 초과하였고, PSC 교량 상부구조의 슬래브, 상부 및 하부 플랜지, 그리고 복부의 경우 전부 임계온도를 초과하였으나, 주요 부재인 텐던의 경우 임계온도를 초과하지 않았다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제41권6호
• /
• pp.627-635
• /
• 2021

본 논문은 교량 하부에서 발생된 화재에 대한 강합성 교량 상부구조의 화재손상 및 구조성능평가를 위한 수치해석적 연구이다. 수치해석의 정확성 및 효율성을 높이기 위해 구성재료의 비선형 열적·열역학적 특성이 고려된 유체-구조 연성 화재해석 기법이 제안되고, 각각 ANSYS FLUENT 및 Mechanical solver에 연결되어 해석이 수행된다. 이는, 실제 강합성 교량 화재사고와 비교·검증되며, 검증된 해석기법을 통해 화원에서 교량 하부 플랜지까지 이격거리에 따른 화재별 부재의 온도분포 및 구조성능이 평가된다. 해석결과, 강합성 교량 상부구조의 콘크리트 슬래브 및 강재 거더 하부 플랜지의 경우 실제 화재사고에 대하여 임계온도를 초과하였다. 또한, 화원 이격거리가 13 m 이상일 경우 유조차 화재사고에 대한 강합성 교량 구조물의 화재손상이 안전한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제27권2호
• /
• pp.195-205
• /
• 2015

라멘교는 모든 부재의 접합부가 강절점으로 구성되어 있는 잘 알려진 교량으로, 교량받침이 불필요하고, 유지관리가 용이하며, 상부구조의 단면을 감소시킬 수 있고, 기타 구조형식에 비해 상대적으로 건설비가 적다는 점 등 많은 장점을 가지고 있기 때문에 다양한 현장에서 시공되고 있다. 또한 최근 경간을 증가시키기 위해 강합성 부재를 상부구조로 사용한 강합성 라멘교의 적용 사례가 증가하고 있다. 그러나 강합성 라멘교는 교량의 경간이 증가하여 부재력이 증가하고, 그에 따라 하부구조가 비경제적으로 설계, 시공되고 있다. 이 연구에서는 교대벽체와 기초 사이에 힌지구조를 적용하여 기초의 모멘트를 감소시킨 신형식 강합성 라멘교를 제안하고, 구조적 성능 및 힌지구조의 성능을 검증하기 위한 실험적 연구를 수행하였다.

• 전산구조공학
• /
• 제12권4호
• /
• pp.69-69
• /
• 1999

Design of Dangsan Steel Railway Bridge(a part of Seoul Subway Line NO. 2), which is supposed to be replaced after its 15years survice, was done, and the reconstruction has begun in Dec. 1997. The design include new superstruc-ture and bridge piers, retrofitting of the foun-dation, rail system, electric and signal, etc. In this paper, design of the structure is mainly summarized. The main span superstructure, across Han river, is composite section which is com-posed of steel box and reinforced concrete deck slab with 9 span continuous. The superstructure for the approaches is bottom througth type 2-cell steel box girder with steel floor system and concrete deck slab with 3 or 4 span continuous. The bridge piers was planned to be reconstructed based upon the result from the various investi-gations, while the foundation(cassion and pile foundation) was planned to be retrofitted. For superstructure erection, the method of combination of barge bent and heavy lifting and the launching truss method was investigated for the main span and approach spans, respectively.

• Advances in concrete construction
• /
• 제3권4호
• /
• pp.295-316
• /
• 2015

A bridge widening technology using steel-concrete composite system was developed and is presented in this paper. The widened superstructure system consists of a newly built composite steel-concrete girder with concrete deck and steel diaphragms attached to the existing concrete girders. This method has been applied in several bridge widening projects in China, and one of those projects is presented in detail. Due to the higher stiffness-to-weight ratio and the rapid erection of composite girders, this widening method reveals benefits in both mechanical performance and construction. As only a few methods for the design of bridges with different types of girders are recommended in current design codes, a more accurate analytical method of estimating live load distribution on girder bridges was developed. In the analytical model, the effects of span length, girder pacing, diaphragms, concrete decks were considered, as well as the torsional and flexural stiffness of both composite box girders and concrete T girders. The study shows that the AASHTO LRFD specification procedures and the analytical models proposed in this paper closely approximate the live load distribution factors determined by finite element analysis. A parametric study was also conducted using the finite element method to evaluate the potential load carrying capacities of the existing concrete girders after widening.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제52권2호
• /
• pp.199-215
• /
• 2024

The Caynarachi Bridge is a 130 m long posttensioned steel-concrete composite bridge built in Peru. The structural performance of this bridge under construction loads is reviewed in this paper using numerical simulation. Hence, a numerical model using shell finite elements to trace its deformational behavior at service conditions is proposed. The geometry and boundary conditions of the superstructure are updated according to the construction schedule. Firstly, the adequacy of the proposed model is validated with the field measurements obtained from the static truck load test. Secondly, the study of other scenarios less explored in research are performed to investigate the effect of some variables on bridge performance such as time effects, sequence of execution of concrete slabs and type of supports conditions at the abutments. The obtained results show that the original sequence of execution of the superstructure better behaves mechanically in relation to the other studied scenarios, yielding smaller stresses at critical cross sections with staging. It is also demonstrated that an improper slab staging may lead to more critical stresses at the studied cross sections and that casting the concrete slab at the negative moment regions first can lead to an optimal design. Also, the long-term displacements can be accurately predicted using an equivalent composite resistance cross section defined by a steel to concrete modulus ratio equal to three. This article gives some insights into the potential shortcomings or advantages of the original design through high-fidelity finite element simulations and reinforces the understating of posttensioned composite bridges with staging.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제37권4호
• /
• pp.493-501
• /
• 2020

The paper describes an optimization method based on the mathematical model of interaction within multibody 'bridge-track-cars" dynamic system. The interaction is connected with considerable dynamic phenomena influenced by high traffic speed (up to 400 km/h) on high-speed railroads. The trend analysis of a structure is necessary to determine the direction and resource of optimizing the system. Thus, scientific methods of decision-making process are necessary. The process requires a great amount of information analysis dealing with behavior and changes of the "bridge-track-cars system" that consists of mechanisms and structures, including transitions. The paper shows the algorithm of multi-criteria optimization that can essentially reduce weight of a bridge superstructure using big data analysis. This reduction is carried out in accordance with the constraints that have to be satisfied in any case. Optimization of real steel-concrete beam is exemplified. It demonstrates possibility of measures that are offered by the algorithm.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제1권1호
• /
• pp.21-41
• /
• 2010

Multi-span steel-concrete composite (SCC) bridges are very sensitive to earthquake loading. Extensive damage may occur not only in the substructures (piers), which are expected to yield, but also in the other components (e.g., deck, abutments) involved in carrying the seismic loads. Current seismic codes allow the design of regular bridges by means of linear elastic analysis based on inelastic design spectra. In bridges with superstructure transverse motion restrained at the abutments, a dual load path behavior is observed. The sequential yielding of the piers can lead to a substantial change in the stiffness distribution. Thus, force distributions and displacement demand can significantly differ from linear elastic analysis predictions. The objectives of this study are assessing the influence of piers-deck stiffness ratio and of soil-structure interaction effects on the seismic behavior of continuous SCC bridges with dual load path, and evaluating the suitability of linear elastic analysis in predicting the actual seismic behavior of these bridges. Parametric analysis results are presented and discussed for a common bridge typology. The response dependence on the parameters is studied by nonlinear multi-record incremental dynamic analysis (IDA). Comparisons are made with linear time history analysis results. The results presented suggest that simplified linear elastic analysis based on inelastic design spectra could produce very inaccurate estimates of the structural behavior of SCC bridges with dual load path.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.25-28
• /
• 2008

교량건설 기간의 단축과 공사비 절감의 효과를 가지고 있는 조립식 교량에 대한 연구가 최근 국내에서 활발히 수행되고 있으며, 선진국에서는 조립식 교량의 부품 부재 및 시공 기술이 이미 개발되어 현장에 보급되고 있다. 프리캐스트 바닥판을 주형에 고장력 볼트로 고정시키고 마찰저항 부재를 이용하여 수평전단에 저항하도록 하는 교량 상부구조의 조립식 공법 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 조립식 교량의 구조해석 모델을 개발하고, 실대형 실험을 통해 조립식 교량의 실제적인 구조 거동을 파악하고 이를 구조해석 모델과 비교하는 데 목적이 있다. 프리캐스트 바닥판과 볼트 접합된 강거더의 설계 개념을 제시하고 이 개념에 의한 18개의 프리캐스트 바닥판과 20m 실대형 시험체를 2가지 Type으로 설계, 제작하여 실험 결과를 이론값, 유한요소 해석값과 비교 분석하였다. 해석 모델은 범용구조해석 프로그램을 이용하여 교량 상부구조의 바닥판과 주형과의 연결부분 특성을 표현하였고, 이와 같이 만들어진 해석모델은 조립식 교량의 거동에 대한 실대형 실험과 비교 분석 하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제40권3호
• /
• pp.186-193
• /
• 2012

목재-콘크리트 하이브리드 부재는 특히 목조 거더교의 상부구조 등으로 유용하게 적용될 수 있으며, 이를 위한 핵심 사항은 상판으로 사용되는 콘크리트 및 거더로 사용되는 목재의 전단성능 부여에 따른 일체화 거동이다. 현재까지 북미 및 유럽 등을 중심으로 관련 연구가 진행되어 왔으나 대부분의 경우 시공성의 담보를 목적으로 한 것으로 목재와 콘크리트의 전단성능을 확보하기 위한 기초적인 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 목재-콘크리트 하이브리드 구조의 역학적인 거동을 평가하기에 앞서 가장 중요한 사항 중 하나인 부재 간 전단성능을 평가하기 위한 목적으로 수행되었다. 실제 시험에 앞서 EYM을 통해 목재 내 철근의 정착 길이별 항복모드 및 기준허용전단내력 값을 확인하였으며, 사용한 SD30A 철근에 대한 모드 전환이 이루어지는 철근의 정착 길이 등을 확인할 수 있었다. 전단시험을 통해 초기강성 및 항복하중 값은 정착길이 20 mm 이상인 경우 정착 길이에 무관하게 유사한 값을 나타냈으나, 최대하중의 경우에는 철근의 인발 저항과 복합적으로 작용하여 정착 길이 60 mm 이상과 이하에서 다른 거동을 나타냈다. 시험 후 X선 직접촬영법의 적용을 통해 이를 검증할 수 있었다.