• International Journal of Railway
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• 제5권1호
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• pp.10-21
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• 2012

Open steel plate girder (OPSG) bridges are the most prevalent railroad bridge type in Korea, constituting about 40% of all railroad bridges. Solid steel bearings, known as line type bearings, are placed in most OSPG railway bridges. However, the line type rigid bearings generate several problems with the bridge's dynamic behavior and maintenance in service. To compare and investigate the dynamic behaviors of line type, spherical and disk bearings, the vertical displacements of each bearing, including fixed and expansion type, under running vehicles are measured and analyzed. The displacements of disk and spherical bearings are measured after replacing the line type bearings with spherical and disk bearings. This study also analyzed dynamic behaviors of bridges. Furthermore, the deformation of the PTFE (Polytetrafluoroethylene) plate that is placed inside of expansion type spherical and disk bearings is measured and its effect on the dynamic behavior of the bridges is discussed. The up-lift phenomenon at the bearings installed for the steel bridges is estimated. The vertical displacements at mid-span of the bridges are compared according to the bearing types. Finally, the 1st mode natural frequencies are estimated, and the relationship to the vertical displacement is discussed.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.173-181
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• 2006

지진격리교량은 내진설계가 도입된 이후 실무에서 많이 설계, 시공되고 있으나 현재 실무에서 제시하고 있는 설계결과는 불필요하게 높은 기능수행수준과 취성파괴메커니즘으로 내진설계개념에 부합하는 설계라 할 수 없다. 이는 기존의 설계관행인 하부구조의 과다한 강성과 내진설계방식의 인식부족에 기인한 것이다. 이 연구에서는 기존의 설계관행에 의해 설계된 지진격리교량을 선정하고, 동일한 교량에 격리받침 대신 강재받침을 사용한 강재받침교량을 설정하여 비교내진설계를 수행하였으며, 이로부터 내진설계에서 요구되는 성능수준을 확보하기 위한 각 교량의 내진설계절차를 제시하였다. 강재받침교량에 비해 지진격리교량은 시산법과 반복해석을 적용해야 하는 복잡한 설계절차가 요구되는 반면 상대적으로 높은 기능수행수준을 제공한다는 것을 확인하였다. 그러나 강재받침교량도 하부구조 강성을 조정하면 요구되는 기능수행수준을 만족할 수 있으므로, 연성파괴메커니즘의 확보가 불가능한 경우 지진격리교량을 대안설계로 고려하는 것이 합리적인 내진설계과정이라는 것을 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.755-763
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• 2002

미국 중부 및 동남부에 위치한 많은 교량의 형식은 강거더와 콘트리트 슬래브의 복합 상부구조를 가지는 교량으로, 이들은 주로 라커베어링에 의해 상부구조가 지지 되어있다. 지진해석에서 이동식 라커베어링은 롤러나 마찰력으로 모델링 되는 것이 일반적이다. 그러나, 라커베이링은 일정 거리를 움직인 후 핀틀에 의해서 락킹되고, 이는 교량의 지진거동에 상당한 영향을 주리라고 판단된다. 본 연구는 이동식 라커베어링의 모델형식(롤러, 마찰력, 마찰력과 하드닝, 그리고 마찰력과 락킹)에 따른 다경간 단순지지 및 연속교에서의 지진거동을 고찰하였다. 락킹모델은 급격한 강성의 변화를 나타내는 요소를 포함하고 있어, 시간이력해석에서 발산의 위험이 있으므로 사용성이 떨어진다. 반면, 롤러나 마찰력은 모델이 간단하여 사용이 간편하고 수렴의 문제가 없으나, 지나치게 큰 지진응답을 발생할 우려가 있다. 본 연구의 목적은 이동식 라커베어링의 간단한 세 모델 중, 어느 모델이 실제에 가장 가까운 마찰력+락킹 모델에 유사한 응답을 발생시키는가를 살펴보고자 하는데 있다. 롤러모델은 락킹모델에 비해 큰 값을 나타내므로, 사용하는 것이 바랍직하지 않다. 마찰모델은 약한 지진운동에서 상부구조의 변위가 작아 라커베어링에 락킹현상이 발생하지 않을 때 적합하다. 중 또는 강진운동에서는 락킹현상이 발생하므로, 마찰력과 하드닝을 고려한 모델이 실제 응답에 가장 유사한 것으로 판단되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.437-446
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• 2006

철도판형교는 한국철도 교량에서 약 40%를 차지하고 있는 중요교량 형식중의 하나이다. 그러나 판형교의 대표적인 교량받침은선받침으로 거동 및 유지관리에 상당한 문제들을 발생시키고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안연구의 일환으로 본 연구에서는 판형교의 실교량을 선정하여 선받침을 폴리우레탄 디스크 받침으로 교체하였다. 폴리우레탄 디스크 받침은 탄성받침의 일종으로 폴리우레탄 패드를 사용하여 탄성을 구현한다. 철도 판형교에 이와 같이 탄성받침을 설치하는 경우 실교량의 동특성의 변화 및 동적 거동의 변화를 디젤기관차 재하실험 및 운행차량에 의한 거동 계측을 통해서 분석 평가하였다. 탄성받침에 의해서 판형교의 1차모드 고유진동수가 3% 감소하였으며, 2차 및 3차모드의 고유진동수는 7 및 15% 감소하였다. 디스크 받침에 의해서 판형교의 동적 수직 처짐은 증가하였으나, 디스크의 변형을 제거한 교량의 순수 변형에 의한 처짐은 거의 증가하지 않는다. 교축직각방향의 변위는 디스크 받침의 전단핀 역할에 의해서 감소하는 경향을 보였다. 또한, 수평방향의 가속도도 탄성 받침에 의해서 거의 변화가 없었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.165-175
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• 2008

철도판형교에 있어 선받침은 사용 중에 많은 문제를 야기하고 있으며, 구조적으로 불안정하다. 기존 선받침의 문제점을 파악하기 위해 수평저항능력 실험을 수행하였다. 유지보수에 용이하고 들림현상에 저항할 수 있는 개선된 스페리칼받침을 개발하여 기존받침을 교체하였다. 개선된 스페리칼받침의 교체성능 실험과 부반력 저항능력 실험이 수행되어, 유지보수 성능 및 부반력 저항능력이 증명되었다. 선받침 상태 및 스페리칼받침으로 교체된 상태에서 판형교의 동적 거동 및 각 교량받침의 동적 거동을 계측하여 거동의 차이를 분석하였다. 이러한 실험 및 분석을 통하여 개선된 스페리칼받침이 철도 판형교에 교량받침으로 사용하기에 적합함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권5A호
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• pp.399-406
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• 2010

본 논문에서는 내진설계되지 않은 교량의 내진보강에 사용될 수 있는 지진격리장치의 하나인 마찰받침의 설계최적화에 대하여 연구하였다. 강상형교와 콘크리트교에 대하여 El Centro지진파와 인공지진파를 적용하여 마찰받침을 가진 교량구조물의 비선형동적해석을 수행하고 유전자알고리즘을 사용하여 구조물의 응답을 최적화하였다. 이 때 마찰받침의 전단력과 변위를 동시에 고려할 수 있도록 목적함수를 작성하고 전단력과 변위의 가중치를 변화시키면서 최적화를 수행하였다. 그 결과 상대적으로 경량인 강교에서는 전단력에, 상대적으로 중량인 큰 콘크리트교에서는 변위에 큰 가중치를 주는 경우 최적의 응답을 얻을 수 있었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.568-573
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• 2005

To the installed CWR (Continuously Welded Rail) on steel plate girder bridges without ballast, shoes were replaced by the shoe for reduced axial force. During 9 months, from summer to winter, expansion by a temperature on girders, axial forces by a temperature on CWR, etc. are tested and the results are evaluated. Also, with the numerical analysis, the results - axial forces by a temperature on CWR, deformations of girders, etc. are compared and evaluated. From the longitudinal displacement on girders, occurred by run of trains, because of looking for the stability, the bearings for reducing axial forces are applied to the railway bridges. It is verified that the bearings for reducing axial forces disperse the axial forces by a temperature from the measurement of the forces on CWR of plate girder bridges,.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.207-212
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• 2015

사회기반시설물인 교량은 인적/물적 자원의 신속하고 원활한 이동을 위해 지장물을 극복하도록 설계/시공되는 구조물이다. 그러므로 교량의 교축방향으로 배열되는 교각의 형상과 규모는 지형의 제약을 받을 수밖에 없다. 이러한 교각의 형상과 규모는 지진하중의 전달경로를 결정하는 연결부분 배열과 함께 연결부분과 교각에 발생하는 작용력을 좌우하게 된다. 이 연구에서는 강재받침과 철근콘크리트 기둥을 연결부분과 교각으로 하는 일반교량을 대상으로 교각 및 강재받침 배열이 다른 해석모델을 설정하여 지진해석을 수행하였다. 해석결과로 구한 교각기둥과 강재받침의 강도/작용력 비로부터 각 해석모델의 연성파괴메카니즘을 구성하고 연결부분 및 교각 배열이 일반교량의 내진성능에 미치는 영향을 연성파괴메카니즘 구성 측면에서 제시하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권2호
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• pp.265-274
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• 2023

The spherical steel bearings (SSBs) has been gradually replaced traditional rubber bearings and extensively applied to high-speed railway (HSR) bridges in China, due to their durability and serviceability. Nevertheless, SSB is generally simplified to the ordinary constraints in the finite element model, which cannot reflect its detailed mechanical characteristics, especially its seismic performance. To provide a more precisely simulation, an innovative and simplified finite element simulation method is proposed and the combined element group is developed in ANSYS. The primary parameters were determined by means of the performance test of SSB. The finite element model of SSB applied to a single-span HSR simply supported girder bridge was established through the proposed method. The seismic performance of the SSB was further investigated. A shake table test was conducted to evaluate the accuracy of the proposed simulation method. It is found that the numerical results could have a good agreement with the experiment, namely, the proposed method is feasible and efficient.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권1호통권68호
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• pp.145-153
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• 2004

기존교량의 내진성능개선 및 신설교량의 지진보호에 납-고무 베어링은 좋은 효과를 보여주고 있다. 그러나 납-고무 베어링은 사용상에 있어 문제점이 있으며, 이를 개선하기 위하여 형상기억합금(shape memory alloy)을 이용한 면진장치를 본 연구에서 제시하였다. 3경간 연속 고속도로 강교량의 지진해석을 통하여 납-고무베어링과 고무베어링 및 형상기억합금 와이어와의 조합 면진장치의 지진거동을 비교하였다. 해석결과 형상기억합금 와이어+고무베어링 시스템이 납-고무베어링과 거의 유사한 거동을 보여주었으며, 특히 제시된 면진장치는 상대변위의 제어 및 잔류변형에 있어 기존의 납-고무 베어링에 비해 성능이 우수했다.