• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.201-209
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• 2010

일반적으로 PSC 거더 교량은 철근 콘크리트 부재와 달리 전단면을 사용하여 외부하중을 저항한다. 또한 설계와 시공의 용이성, 구조적 안전성, 경제성, 유지관리의 편리성 등의 장점 때문에 30 m 이하의 중/소 경간 교량에 많이 적용되고 있다. 그러나, 최근 전세계적으로 환경, 미관 등에 관심이 높아짐에 따라, 교량의 경간은 점점 길어지는 추세이다. 이러한 추세는 케이블 교량뿐만 아니라 PSC 교량에서도 나타난다. 본 연구는 시대적 흐름에 맞춰 PSC 거더를 50 m 이상의 장경간에 적용하기 위한 연구의 일환으로 상부에 H형 강재가 도입된 중공 박스 합성거더를 개발하였다. 개발된 거더는 타설 전 상부에 H형 강재에 미리 비부착 압축 프리스트레스를 주어 거더의 성능저하 시 프리스트레스력을 제거하여 성능을 회복시키는 방법이다. 개발된 거더는 실제 교량에 사용하기위한 필수적인 정적실험을 3점 재하로 4단계로 구분하여 수행하였다. 1차 하중은 균열발생시점까지로 하였으며, 하중 제거 후 미리 상부강재에 도입된 프리스트레스력을 제거하여 거더의 성능회복력을 확인하였다. 그 후, 거더가 파괴될 때까지 하중을 재하하였다. 실험 결과, 18.7 mm의 잔류변형이 발생하였으나, 상부 강재의 PS 제거에 의해 7.7 mm로 회복되었다. 즉, 상부 H형 강재에 도입된 비부착 압축프리스트레스의 제거에 의한 거더 하연의 추가 압축응력으로 하중 증가에 따른 잔류변형을 약 60%가량 회복시키는 성능향상을 보였다. 상부에 H형 강재를 시공함으로써 추후 보수보강을 용이하게 할 수 있고, 비용도 절감할 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.545-553
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• 2016

이 논문에는 교량바닥판의 지간장이 짧은 단지간용 프리캐스트 콘크리트패널에 대해 수행한 정적하중 재하실험 결과들을 나타내었다. 단지간용 콘크리트패널은 콘크리트패널 하면에 콘크리트리브가 부착되어 있으며, 기존 LB-DECK과 달리 콘크리트패널 상면에 Top bar가 없는 단면이다. 콘크리트패널에 부착되는 콘크리트리브의 개수와 단면 상세는 교량바닥판의 지간장과 철근콘크리트바닥판 두께 변화에 따른 설계하중에 대해 변수해석 결과를 토대로 결정하였다. 콘크리트패널 상면에는 현장타설되는 콘크리트와 합성거동을 위해 전단철근을 배치하였다. 변수해석을 통해 산정된 콘크리트패널이 설계하중에 대해 사용성과 안전성을 만족하는 가를 확인하기 위해 정적하중 재하실험을 수행하였다. 지간장 1.6 m인 단지간 콘크리트패널 실험체 3개 제작한 후 정적하중 재하하면서 각 실험체의 처짐, 균열, 그리고 최종 파괴양상을 살펴보았다. 설계하중이 작용할 때 각 실험체의 처짐, 균열하중, 그리고 균열폭을 토대로 사용성을 평가하였다. 또한 각 실험체의 최종 파괴양상과 극한강도를 토대로 계수설계하중에 대한 안전성을 평가하였다. 실험 결과 단지간용 콘크리트패널이 사용성과 안전성을 만족하는 것을 확인할 수 있었다. 추가적으로 단지간용 콘크리트패널을 적용할 수 있는 교량바닥판의 지간장 범위를 검토하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.179-186
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• 2007

본 연구에서는 교량 건설 중 가설되는 가교에 집적되는 유송잡물로 인한 교량 상 하류간의 수위상승량에 대한 분식을 수행하였다. 가교에 집적되는 유송잡물을 크기에 따라 몇 가지 형태로 구성하였으며, 교량의 물막이로 가설되는 시트파일의 설치와 철거에 따른 교량 상 하류간의 수위상승량을 1차원 수리모형인 HEC-RAS를 이용하여 분석하였다. 분석결과 평수량의 흐름에는 유송잡물이 수위상승에 크게 영향을 주지 않는 것으로 분석되었으며, 시트파일의 영향 또한 미미한 것으로 나타났다. 홍수량 적용시에는 평수량이 흐를때와 같이 시트파일의 영향은 작은 것으로 나타났지만 80년 빈도 이상의 홍수량에서는 유송잡물의 영향으로 교량 상 하류간의 최대 수위차가 1m이상 크게 발생하는 것으로 모의되었다. 또한 국가하천의 설계빈도인 100년 빈도의 홍수량을 적용하여 가교 단면에서부터의 상류부 수위상승량을 검토한 결과 유송잡물의 영향으로 인해 상류측 17.84km지점까지 영향을 미치는 것으로 분석되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.92-101
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• 2020

제한 중량을 초과하는 분리 불가능한 기중기 차량의 통행에 대한 교량 안전성 평가를 위한 합리적인 방법의 개발이 필요하다. 이 연구에서는 최근 도입된 신뢰도기반 도로교설계기준 한계상태설계법 개발에 적용된 동일한 방법을 기중기 차량 활하중계수 보정에 적용한다. 콘크리트 교량을 대상으로 구조해석을 수행하여 기존 설계기준에 의한 소요강도와 현행 설계기준 및 AASHTO LRFD에 의한 소요강도를 비교하고 실교량 단면의 설계강도를 비교하였다. 비계수 활하중 효과를 비교하면, 기중기 활하중이 현행 설계기준의 활하중과 기존 설계기준의 활하중보다 더 컸다. 보정된 활하중계수를 적용한 소요강도를 비교하면, 기존 설계기준의 소요강도가 가장 크고 기중기 활하중 효과는 현행 설계기준의 소요강도와 비슷하다. 기중기 통행 후보 노선 상의 실교량에 대한 안전성 평가 결과는 모든 교량에 대하여 설계기준에서 요구하는 목표신뢰도지수와 동일한 신뢰도를 확보하고 있으며, 실교량 강도는 기중기 통행에 필요한 소요강도보다 커서 대상 기중기 통행에 대한 안전성이 확인된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제64권4호
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• pp.449-459
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• 2017

High-rise buildings are generally sensitive to strong winds. The evaluation of wind loads for the structural design, structural health monitoring (SHM), and vibration control of high-rise buildings is of primary importance. Nevertheless, it is difficult or even infeasible to measure the wind loads on an existing building directly. In this regard, a new inverse method for evaluating wind loads on high-rise buildings is developed in this study based on a discrete-time Kalman filter. The unknown structural responses are identified in conjunction with the wind loads on the basis of limited structural response measurements. The algorithm is applicable for estimating wind loads using different types of wind-induced response. The performance of the method is comprehensively investigated based on wind tunnel testing results of two high-rise buildings with typical external shapes. The stability of the proposed algorithm is evaluated. Furthermore, the effects of crucial factors such as cross-section shapes of building, the wind-induced response type, errors of structural modal parameters, covariance matrix of noise, noise levels in the response measurements and number of vibration modes on the identification accuracy are examined through a detailed parametric study. The research outputs of the proposed study will provide valuable information to enhance our understanding of the effects of wind on high-rise buildings and improve codes of practice.

• Smart Structures and Systems
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• 제25권1호
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• pp.23-35
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• 2020

It is important to take into account the thermal behavior in assessing the structural condition of bridges. An effective method of studying the temperature effect of long-span bridges is numerical simulation based on the solar radiation models. This study aims to develop a time-varying solar radiation model which can consider the real-time weather changes, such as a cloud cover. A statistical analysis of the long-term monitoring data is first performed, especially on the temperature data between the south and north anchors of the bridge, to confirm that temperature difference can be used to describe real-time weather changes. Second, a defect in the traditional solar radiation model is detected in the temperature field simulation, whereby the value of the turbidity coefficient t_u is subjective and cannot be used to describe the weather changes in real-time. Therefore, a new solar radiation model with modified turbidity coefficient γ is first established on the temperature difference between the south and north anchors. Third, the temperature data of several days are selected for model validation, with the results showing that the simulated temperature distribution is in good agreement with the measured temperature, while the calculated results by the traditional model had minor errors because the turbidity coefficient t_u is uncertainty. In addition, the vertical and transverse temperature gradient of a typical cross-section and the temperature distribution of the tower are also studied.

• Steel and Composite Structures
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• 제32권4호
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• pp.479-495
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• 2019

In tied-arch bridges, the way the arch and the deck are connected may become crucial. The deck is usually suspended from hangers made out of steel pinned cables capable of resisting axial forces only. However, a proper structural response may be ensured by fixing and stiffening the hangers in order to resist, additionally, shear forces and bending moments. Thus, this paper studies the effect of different pinned and stiffened hanger arrangements on the structural behavior of the tied-arch bridges, with the intention of providing designers with useful tools at the early steps of design. Longitudinally and transversally stiffened hangers (and the effect of hinges at the hangers and their locations) are studied separately because the in-plane and the out-of-plane behavior of the bridge are uncoupled due to its symmetry. As a major conclusion, regarding the in-plane behavior, hangers composed of cables (either with vertical, $Nielsen-L\ddot{o}hse$ or network arrangements) are recommended due to its low cost and ease of erection. Alternatively, longitudinally stiffened hangers, fixed at both ends, can be used. Regarding the out-of-plane behavior, and in addition to three-dimensional arrangements of cables, of limited effectiveness, transversally stiffened hangers fixed at both ends are the most efficient arrangement. A configuration almost as efficient and, additionally, cheaper and easier to build can be achieved by locating a hinge at the end corresponding to the most flexible structural element (normally the arch). Its efficiency is further improved if the cross-section tapers from the fixed end to the pinned end.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권12호
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• pp.35-43
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• 2020

현재 국내에서 하천/해상 교량 공사시 교량기초 설치를 위한 가시설로서 원형 단면의 가물막이(cofferdam)를 많이 적용하고 있다. 기존 케이슨(caisson), 시트파일(sheet pile), 셀(cell) 식 등의 가물막이 공법이 많이 활용되고 있으나 이러한 공법은 설치 및 해체시 많은 시간과 비용이 소요된다. 해상공사에서 가장 보편적으로 사용되고 있는 시트파일 공법의 경우 지반 관입에 의한 시트파일 손상과 요소 부재 연결 작업의 어려움으로 내적 및 외적 안정성 확보를 위해 주의가 필요하다. 본 연구에서는 서해안 연약지반을 대상으로 원형강관의 석션관입성 설계를 수행하였고, 현장실험을 통하여 원형강관 석션관입 시공이 가능한 것을 확인하였다. 그리고 표준관입시험(N치) 결과보다 콘관입시험(CPTu)을 이용한 지반 분석 결과를 설계에 적용하는 것이 현장 실험 결과와 보다 유사한 결과를 나타내는 것을 확인하였다. 또한 실트질 사질토 지반에서 상한석션압 이상의 석션압을 적용시 가물막이 내부의 국부적인 파괴(piping 현상)를 유발하는 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.611-620
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• 2006

강합성 플레이트 2-거더교는 피로균열에 의해 한 개의 거더에 심각한 손상이 발생되는 경우 교량의 붕괴가 유발되는 단재 하경로 구조로 인식되고 있다. 본 논문에서는 강합성 2-거더교의 거더 손상시 교량의 여유도를 평가하기 위한 해석적 연구를 수행하였다. 여유도 평가는 단경간 및 3경간 연속교를 대상으로 하였으며, 수직브레이싱은 I-단면 가로보로 적용하고 하부 수평브레이싱이 설치되는 경우와 설치되지 않는 경우를 고려하였다. 정상 상태 및 손상 상태의 교량에 대해 하부 수평브레이싱의 유 무에 따른 내하 성능을 재료 및 기하비선형 해석으로 구하고 각 경우의 여유도를 비교 평가하였다. 해석 결과에 따르면 정상 상태의 2-거더 교량은 단순교와 연속교 모두 수평브레이싱이 없어도 여유도가 충분하며, 손상 상태의 교량에서는 수평브레이싱이 여유도 향상에 중요한 역할을 하는 것으로 분석되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권4호
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• pp.813-832
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• 2016

This research deals with the behavior of Composite Box Girder Bridges (CBGBs) subjected to environmental effects such as solar radiation, atmospheric temperature, and wind speed. It is based on temperature and thermal stress results, which were recorded hourly from a full-scale experimental CBGB segment and Finite Element (FE) thermal analysis. The Hemi-cube method was adopted to achieve the accuracy in temperature distributions and variations in a composition system during the daily environmental variations. Analytical findings were compared with the experimental measurements, and a good agreement was found. On the other hand, parametric investigations are carried out to investigate the effect of the cross-section geometry and orientation of the longitudinal axis of CBGB on the thermal response and stress distributions. Based upon individual parametric investigations, some remarks related to the thermal loading parameters were submitted. Additionally, some observations about the CBGB configurations were identified, which must be taken into account in the design process. Finally, this research indicates that the design temperature distribution with a uniform differential between the concrete slab and the steel girder is inappropriate for describing the thermal impacts in design objective.