• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.93-96
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• 2008

이 논문은 근단층지반운동(NFGM)하에서 내진성능을 평가하기 위한 RC교각의 진동대, 준정적, 유사동적 실험을 다룬다. 5개의 실험체가 수행되었다. 축소 모형을 제작하고 상부구조물의 중량 에 의한 축력의 효과는 프리스트레스에 의해 구현하였다. 지진이 발생할 때 상부 구조물의 횡방향 관성력은 진동대의 제한된 용량 때문에 교각 실험체에 연결한 질량 프레임으로 모사하였다. 특히, 진동대 실험에서 질량 모사 프레임이 교각 모델과 같은 변위로 움직이면서 마찰 효과를 최소화할 수 있도록 고려하였고 이에 대한 검증을 실시하였다. RC교각의 축소 계수를 4.25로 설정 하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제55권5호
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• pp.1015-1035
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• 2015

A three-dimensional (3D) numerical analysis for the train-bridge interaction (TBI) system is actively developed in this study in order to investigate the vibration characteristics of rigid-frame reinforced concrete (RC) viaducts in both vertical and lateral directions respectively induced by running high-speed trains. An analytical model of the TBI system is established, in which the high-speed train is described by multi-DOFs vibration system and the rigid-frame RC viaduct is modeled with 3D beam elements. The simulated track irregularities are taken as system excitations. The numerical analytical algorithm is established based on the coupled vibration equations of the TBI system and verified through the detailed comparative study between the computation and testing. The vibration responses of the viaducts such as accelerations, displacements, reaction forces of pier bottoms as well as their amplitudes with train speeds are calculated in detail for both vertical and lateral directions, respectively. The frequency characteristics are further clarified through Fourier spectral analysis and 1/3 octave band spectral analysis. This study is intended to provide not only a simulation approach and evaluation tool for the train-induced vibrations upon the rigid-frame RC viaducts, but also instructive information on the vibration mitigation of the high-speed railway.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권4호
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• pp.147-155
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• 2002

교량의 안전성과 사용성을 검토하기 위해서는 외적 하중에 대한 구조 부재의 거동 특성과 정확한 저항 능력 평가가 반드시 고려 되어야 한다. 구조 부재의 거동 특성과 저항능력을 평가하기 위해서는 구조물의 변형률과 변위가 반드시 측정 되어야 한다. 변형률 측정을 위해서 전기 저항식 변형률 게이지를 사용하는 것이 보통이다. 그러나 교량의 교각이 높고, 장지간을 갖는 경우 변형률 게이지 부착은 매우 어렵고 경제적이지 못하다. 또한 구조 부재에 균열이 많이 발생되어 있거나 습윤 상태라면 전기 저항식 변형률 게이지에 의한 변형률 계측은 추천할만한 방법이 못된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 단점을 보완 할수 있도록 측정 변위를 이용한 변형률 해석 알고리즘을 제안 하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제17권5호
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• pp.435-445
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• 2019

The collapses of curved bridges are mainly caused by the damaged columns, subjected to the combined loadings of axial load, shear force, flexural moment and torsional moment, under earthquakes. However, these combined loadings have not been fully investigated. This paper firstly investigated the mechanical characteristics of the bending-torsion coupling effects, based on the seismic response spectrum analysis of 24 curved bridge models. And then 9 reinforced concrete (RC) and circular column specimens were tested, by changing the bending-tortion ratio (M/T), axial compression ratio, longitudinal reinforcement ratio and spiral reinforcement ratio, respectively. The results show that the bending-torsion coupling effects of piers are more significant, along with the decrease of girder curvature and the increase of pier height. The M/T ratio ranges from 6 to 15 for common cases, and influences the crack distribution, plastic zone and hysteretic curve of piers. And these seismic characteristics are also influenced by the compression ratio, longitudinal reinforcement ratio and spiral reinforcement ratios of piers.

• Earthquakes and Structures
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• 제24권5호
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• pp.333-343
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• 2023

Various seismic isolation and reduction devices have been applied to suppress the longitudinal vibration of continuous girder bridges. As representative devices, lead rubber bearing (LRB) and fluid viscous damper (FVD) might suffer from deterioration during the long-term service. This study aims to evaluate the impact of device deterioration on the seismic responses of continuous girder bridges and investigate the seismic behavior of deteriorated LRBs and FVDs. Seismic performance of a simplified bridge model was investigated, and the influence of device deterioration was evaluated by the coefficient of variation method. The contribution of LRB and FVD was assessed by the Sobol global sensitivity analysis method. Finally, the seismic behaviors of deteriorated LRBs and FVDs were discussed. The result shows that (i) the girder-pier relative displacement is the most sensitive to the changes in the deterioration level, (ii) the deterioration of FVD has a greater effect on the structural responses than that of LRB, (iii) FVD plays a major role in energy dissipation with a low degradation level while LRB is more essential in dissipating energy when suffering from high degradation level, (iv) the deteriorated devices are more likely to reach the ultimate state and thus be damaged.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.675-682
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• 2015

미국 AASHTO LRFD(AASHTO, 2012)나 국내의 도로교설계기준(2012)의 차랑충돌에 대한 교각설계기준을 참조하면 교각 설계 시 차량충돌에 대해 정적인 하중을 고려하도록 제시하고 있다. 한편 2003년 미국 네브래스카 주에 트럭이 교각에 충돌하여 교각 및 교량 상부구조가 붕괴되는 사고가 발생하는 등 차량충돌에 의한 교량붕괴사고는 홍수에 의한 교량붕괴사고에 이은 두 번째 요인으로 분류되기도 한다. 화물차량의 대형화와 도로시스템의 개선으로 인하여 이러한 사고가 발생할 가능성이 중가하고 있다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 교각 설계시 차량충돌에 대한 동적 해석을 수행하게 되면 많은 비용과 시간이 소요되어 실용적인 측면에서 연구결과가 쉽게 반영되지 못하고 있으므로 충돌해석 비용과 시간을 저감할 수 있는 모델축소법(model reduction)을 이용한 해석방법을 개발하였으며 그 효용성을 최종변위에 대해 직접충돌해석결과와 비교함으로써 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.907-913
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• 1994

철도교량은 도로교량과는 달리 궤도가 부설되어 있고 일반적으로 이 궤도는 레일을 연속적으로 용접하여 침목위에 고정시키므로 온도변화에 따라 종방향으로 큰 힘이 작용하게 된다. 따라서 철도교량의 설계는 수직방향의 열차하중 뿐만 아니라 종방향의 궤도축력을 고려하여야만 하고, 특히 장대교량의 경우 교량형식, 경간, 교각단면, 지점배치방법 등의 결정은 궤도축력에 의하여 지배된다. 본 연구는 교량상의 궤도축력에 대하여 이론적인 해석을 하고, 이 해석방법을 고속철도 교량설계에 이용할 수 있도록 하기 위하여 장대레일이 부설되어 있는 철도교량에서 궤도축력을 실측하여 이론해석결과치와 비교하였다. 최근 유럽철도에서는 궤도의 종방향해석모델을 유한요소로 하여 개발된 해석방법이 사용되고 있으나, 이 방법은 입력에 많은 시간이 소요되고 교량구조물의 세부설계가 완료되어야 하므로 계산결과 장대레일 허용응력이 만족되지 않을 때는 교량설계를 다시 해야 하는 동 교량의 설계 과정상 불편한 면이 많다. 따라서 일시에 수많은 교량의 형식에 대한 검토가 필요한 경부고속철도의 프로젝트의 경우 좀더 간단한 해석방법의 개발이 필요하게 되었다. 이 방법에 의한 해석결과는 유한요소법에 의한 해석결과치와도 큰 차이가 없으며, 또한 운행선상에서의 실측결과와도 잘 일치하므로 교량의 예비적인 설계에 매우 유용한 방법으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.273-286
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• 2019

신라의 수도인 경주에 서기 760년에 건설된 것으로 알려진 월정교에 대한 복원공사가 최근 완료되었다. 고문헌에 따르면, 월정교는 축조 이후 고려시대인 서기 1280년까지 약 520년 동안 사용된 것으로 보인다. 월정교지에서는 양측 교대와 4개의 교각기초 및 한두단의 교각석이 발견되었다. 발견된 교각기초 중 하나는 상당한 부등침하가 일어난 상태였다. 따라서 월정교의 안전한 복원을 위해서는 부등침하의 원인을 밝히는 것이 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 월정교 복원공사에 앞서, 지층상태 파악을 위한 시추조사, 2차원 지반강성 평가를 위한 표면파시험, 지지력 평가를 위한 대형평판재하시험 등 광범위한 현장조사를 수행하였다. 지반조사 결과를 바탕으로 기초안정성 평가를 위한 3차원 유한요소해석을 실시하였다. 연구결과, 월정교 교각기초의 하부지반은 월정교 복원에 따른 하중에 대해 지지력 및 침하에 충분한 안전율을 가진 것으로 평가되었다. 따라서 교각기초 하부지반에 대한 추가적인 보강은 필요하지 않은 것으로 판단되며, 복원에 앞서 부등침하가 발생한 교각기초 하부에 자갈을 이용한 평탄화 작업은 실시할 필요가 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.13-23
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• 2022

교량 기초의 지반-구조물 상호작용은 지진 시 교량의 거동에 영향을 미치는 주요한 요인으로 지적되어 왔다. 본 연구에서는 지반의 특성 및 기초의 특성이 교량 기초의 지진취약도에 미치는 영향을 분석하였다. 지반의 특성 변화 및 기초의 크기 변화를 고려한 등가정적해석 결과, 상재하중이 작용하는 경우 같은 수준의 횡방향 변위를 발생시키기 위해 요구되는 하중이 증가되는 것을 확인할 수 있었으며, 비선형성은 상재하중이 없는 경우가 더 큰 것으로 나타났다. 느슨한 지반에서 조밀한 지반으로 갈수록 기초의 크기가 증가할수록 동일한 변위를 발생시키기 위해 더 큰 하중을 필요로 하는 것으로 나타났다. 또한, 교량의 지진취약도를 합리적으로 획득하기 위한 접근법을 도출하기 위하여 교량 기초의 지진취약도를 4가지의 조건(고정단 조건, 도로교 설계기준-등가선형강성, 상재하중 고려 시 및 미고려 시 비선형 강성)을 고려하여 비교하였다. 단주교각에 대한 지진해석은 Opensees를 이용하여 수행하였다. 지진취약도 분석 결과, 보수적인 접근법으로 확대기초는 고정단으로 고려할 수 있으며, 말뚝기초의 크기가 작은 경우는 고정단으로 고려하여 안전측 설계를 검토할 수 있으나, 말뚝의 크기가 대형화 하는 경우는 비경제적인 설계가 될 수 있으므로, 지반조건에 따라 기초의 강성을 평가할 수 있는 도로교 등가 선형 스프링 강성을 고려하는 것이 합리적인 접근법으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권7호
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• pp.61-73
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• 2008

다수의 말뚝을 캡(확대기초)으로 연결하여 하중을 지지하는 다주식 기초에 대하여 캡의 연결부를 강결합 조건과 힌지결합 조건으로 구분하여 말뚝 반력 해석의 합리성을 분석하였으며, 널리 사용 중인 탄성변위법과 라멘식 프레임 해석에 기반한 비선형 해석기법을 비교하여 검토하였다. 특히 실제 해상 장대교량의 조건을 대상으로 상부구조와 기초를 연계한 전체 구조계 해석 결과를 분석하여 말뚝머리 구속 조건에 대한 기초 부재 단면력 산정의 적정성을 파악하였다. 이를 위해 캡과 연결된 각 말뚝에서 발생하는 휨모멘트, 전단력, 압축력 등 반력을 산정하고 PM상관도 분석과 지지력 산정을 통해 말뚝 부재의 안정성을 검토하였다. 일반적인 규모의 교량, 또는 강성이 크지 않은 말뚝을 적용한 기초에서는 말뚝-캡 결합 조건에 따른 말뚝 단면 설계의 차이가 현저하지 않으나, 말뚝이 지면 위로 일정 길이 이상 돌출되는 다주식 기초의 해상교량에서는 말뚝머리를 힌지로 고려할 경우 지중부에서 매우 큰 휨모멘트와 전단력이 유발되며, 말뚝머리의 수평변위량이 극단적으로 증가하였다. 해상 장대교량에 대해서는 비현실적 가정조건에 기반한 탄성변위법 보다는 말뚝머리를 캡에 강결합하고 말뚝이 탄성판에 지지된 보로 간주하는 라멘(rahmen) 모델링을 통해 상부구조와 연계한 전체 구조계 해석을 수행하는 것이 바람직하다.