본 논문에서는 수직 및 수평 브레이싱을 생략하고 I-형 거더를 가로보만으로 연결한 다주형 강합성 플레이트거더교 형식에서 가로보의 적정 배치 간격 및 소요 휨강성의 산정을 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 지간 40m의 단순교와 40+50+40m의 2차로 4주형 연속교를 예제교량으로 시산 설계하였다. 본 교량에 대해 중간가로보의 배치 간격과 휨강성를 매개변수로 하여 합성전 후 고정하중, 활하중 및 지진하중을 포함하는 설계하중에 대한 응력 해석을 수행한 후 강재 주형 및 라로보의 격자구조에 대해 합성전 고정하중을 고려한 재료-기하비선형해석으로부터 횡비틀림 좌굴강도를 평가하였다. 이상의 두 가지 국면 해석 결과를 토대로 단부 및 중간가로보의 적정 배치 간격과 소요 휨강성을 제안하였다.
Section model wind tunnel test is currently the main technique to investigate the flutter performance of long-span bridges. Further study about applying the wind tunnel test results to the aerodynamic optimization is still needed. Systematical parameters and test principle of the bridge section model are determined by using three long-span steel truss suspension bridges. The flutter critical wind at different attack angles is obtained through section model flutter test. Under the most unfavorable working condition, tests to investigate the effects that upper central stabilized plate, lower central stabilized plate and horizontal stabilized plate have on the flutter performance of the main beam were conducted. According to the test results, the optimal aerodynamic measure was chosen to meet the requirements of the bridge wind resistance in consideration of safety, economy and aesthetics. At last the credibility of the results is confirmed by full bridge aerodynamic elastic model test. That the flutter reduced wind speed of long-span steel truss suspension bridges stays approximately between 4 to 5 is concluded as a reference for the investigation of the flutter performance of future similar steel truss girder suspension bridges.
복부 파형강판 거더와 복합 트러스 거더의 정적 및 동적거동 특성을 분석하기 위해 3차원 유한요소해석을 수행하였고, 이 결과를 등가보 이론에 의한 해석결과와 비교하였다. 등가보 이론은 트러스 구조의 모든 단면제원을 등가의 보로 치환함과 동시에 전단계수 등의 단면특성을 고려한 이론이다. 등가보 이론 적용 시 복부 파형강판 거더의 전단계수는 복부 단면적에 대한 전체 단면적의 비로 산정하였고, 복합 트러스 거더의 전단계수는 Abdel의 계산식을 사용하여 산정하였다. 정적해석 및 자유진동해석 결과 3차원 유한요소모델을 이용한 해석결과가 전단변형을 고려한 등가보 이론에 의한 해석결과와 잘 일치하였다.
Steel laminated elastomeric bearings are commonly used in bridge structures to control displacements and rotations and transfer forces from the superstructure to the substructure. Proper knowledge of design, fabrication and erection procedures is important to ensure stability and adequate structural performance during the lifetime of the bridge. Difference in elevations sometimes leads to large size gaps between the bearing and the girder which makes the grout thickness that is commonly used for leveling deviate beyond standards. This paper investigates the structural response of High Strength Fiber Reinforced Cementitious (HSFRC) thin plinths that are used to close gaps between bearing pads and precast girders. An experimental program was developed for this purpose where HSFRC plinths of different size were cast and tested under vertical loads that simulate bridge loading in service. The structural performance of the plinths was closely monitored during testing, mainly crack propagation, vertical reaction and displacement. Analytically, the HSFRC plinth was analyzed using the beam on elastic foundation theory as the supporting elastomeric bearing pads are highly compressible. Closed form solutions were derived for induced displacement and forces and comparisons were made between analytical and experimental results. Finally, recommendations were made to facilitate the practical use of HSFRC plinths in bridge construction based on its enhanced load carrying capacity in shear and flexure.
The steel shows plastic deformation after the yield point exceeds. Because of overloads, the plastic deformation occurs at the interior support of a continuous bridge. The plastic deformation is concentrated at the interior support, and the permanence deformation at the interior support remains after loads pass. Because local yielding causes the positive moment at the interior support, it is called "auto moment". Auto moment redistributes the elastic moment. Because of redistribution, auto moment decreases the negative moment at the interior support of a continuous bridge. In this paper, the moment-rotation curve from Schalling is used. The Plastic rotation is computed by using Beam-line method, and auto moment is calculated based on the experiment curve. The design example is presented using limit state criterion.
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.
본 연구에서는 교량의 노면조도 및 교량과 차량 사이의 상호작용을 고려한 수치해석방법을 사용하여 여러 매개변수에 대한 강판형교의 동적응답을 연구하였다. 대상교량은 건설교통부에서 제정한 "도로교 상부구조 표준도"에 수록되어 있는 지간이 20 m, 30 m와 40 m인 단순 강판형교를 사용하고, 여러 종류의 도로에 대하여 생성시킨 노면조도를 사용하였다. 차량은 2축과 3축 덤프트럭 및 5축 트랙터-트레일러인 표준트럭(DB-24)을 3차원으로 모델링하고, 교량은 주형을 보요소로, 콘크리트 바닥판은 쉘요소로 이상화시켰으며 주형과 콘크리트 바닥판 사이는 Rigid Link를 사용하여 3차원으로 모델링하였다. 이와 같은 차량 및 노면조도를 사용하여 강판형교의 지간별, 통행 차종별 및 노면조도별 충격계수와 DLA를 구하고 각국의 설계기준과 비교 검토하였다.
In steel and concrete composite girders, the load transfer between the steel beam and the concrete slab is commonly ensured by installing shear connectors. In this paper, to investigate the nonlinear behavior of perfobond connectors, a total of 60 push-out specimens were fabricated and tested with the variables for the hole diameter, the concrete strength, the thickness of concrete slab, the diameter, strength and existence of perforating rebar, the thickness, height and distance of perfobond ribs. The failure mode and the load-slip behavior of perfobond connectors were obtained. A theoretical model was put forward to express the load-slip relationship. Analytical formulas of shear capacity and peak slip were also proposed considering the interaction between the concrete dowel and the perforating rebar. The calculation results of the proposals agreed well with the experimental values.
The behavior of steel-concrete composite beams is strongly influenced by the type of shear connection between the steel beam and the concrete slab. For accurate analytical predictions, the structural model must account for the interlayer slip between these two components. This paper focuses on a procedure for response sensitivity analysis using state-of-the-art finite elements for composite beams with deformable shear connection. Monotonic and cyclic loading cases are considered. Realistic cyclic uniaxial constitutive laws are adopted for the steel and concrete materials as well as for the shear connection. The finite element response sensitivity analysis is performed according to the Direct Differentiation Method (DDM); its analytical derivation and computer implementation are validated through Forward Finite Difference (FFD) analysis. Sensitivity analysis results are used to gain insight into the effect and relative importance of the various material parameters in regards to the nonlinear monotonic and cyclic response of continuous composite beams, which are commonly used in bridge construction.
22mm까지의 두께를 갖는 HR Plate의 사용량을 증대시키기 위해서는 HR Plate가 강교량의 주부재를 포함한 모든 부재에 적용되는 것이 요망되어진다. 본 연구에서는 HR Plate의 적용가능 폭을 갖는 경량전철 협폭 박스거더의 가능성을 검토하였다. 빔요소와 플레이트 요소를 적용한 15개 경량전철 교량 모델들에 대해 풀모델링과 서부모델링을 적용하여 전산 구조해석을 수행하였다. 해석결과 HR Plates의 협폭박스거더는 경량전철에 적용될 수 있다는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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