• Steel and Composite Structures
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• 제49권2호
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• pp.215-230
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• 2023

Cable-girder anchorage joint is the critical part of cable-supported bridges. Tensile-plate anchorage (TPA) is one of the most commonly used types of cable-girder anchorage joints in steel girder cable-supported bridges. In recent years, it has been proposed by bridge designers to apply TPA to concrete girder cable-supported bridges to form composite cable-girder anchorage joint (CCGAJ). In this paper, the mechanical performance of CCGAJ under tensile force is studied through experimental and numerical analyses. Firstly, the effects of the external prestressing (EP) and the bearing plate (BP) on the mechanical performance of CCGAJ were investigated through three tests. Then, finite element model was established for parametrical study, and was verified by the experimental results. Then, the effects of shear connector forms, EP, BP, vertical rebar rate, and perforated rebar rate on the tensile capacity of CCGAJ were investigated through numerical analyses. The results show that the tensile capacity of CCGAJ depends on the first row of PR. The failure mode of CCGAJ using headed stud connectors is to form a shear failure surface at the end of the studs while the failure mode using PBLs is similar to the bending of a deep girder. Finally, based on the strut-and-tie model (STM), a calculation method for CCGAJ tensile capacity was proposed, which has a high accuracy and can be used to calculate the tensile capacity of CCGAJ.

• 한국안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.84-92
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• 2012

Anchorage zone in prestressed concrete cable stayed bridges is very important area due to the more accurate analysis is needed to estimate the behavior. In the study, since the cable anchorage zone in the prestressed concrete cable-stayed bridge is subject to a large amount of concentrated tendon forces, it shows very complicated stress distributions and causes a serious local cracks. Accordingly, It is necessary to investigate the parameters of affecting the stress properties, such as the cable inclination, the position of anchor plate, the modeling method and the three dimensional effect. The tensile stress distribution of anchorage zone is compared to the actual design condition by varing the stiffness of spring element in the local modeling and an appropriate position of anchor plate is determined. These results would be elementary data to the stress state of anchorage zone and more efficient design.

• Smart Structures and Systems
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• 제9권6호
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• pp.489-504
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• 2012

For the safety of prestressed structures such as cable-stayed bridges and prestressed concrete bridges, it is very important to ensure the prestress force of cable or tendon. The loss of prestress force could significantly reduce load carrying capacity of the structure and even result in structural collapse. The objective of this study is to present a smart PZT-interface for wireless impedance-based prestress-loss monitoring in tendon-anchorage connection. Firstly, a smart PZT-interface is newly designed for sensitively monitoring of electro-mechanical impedance changes in tendon-anchorage subsystem. To analyze the effect of prestress force, an analytical model of tendon-anchorage is described regarding to the relationship between prestress force and structural parameters of the anchorage contact region. Based on the analytical model, an impedance-based method for monitoring of prestress-loss is conducted using the impedance-sensitive PZT-interface. Secondly, wireless impedance sensor node working on Imote2 platforms, which is interacted with the smart PZT-interface, is outlined. Finally, experiment on a lab-scale tendon-anchorage of a prestressed concrete girder is conducted to evaluate the performance of the smart PZT-interface along with the wireless impedance sensor node on prestress-loss detection. Frequency shift and cross correlation deviation of impedance signature are utilized to estimate impedance variation due to prestress-loss.

• Earthquakes and Structures
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• 제14권6호
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• pp.493-503
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• 2018

With the further increase of span length, the cable-stayed bridge tends to be more slender, and becomes more susceptible to the seismic action. By taking a super long-span cable-stayed bridge with main span of 1400m as example, structural response of the bridge under the E1 horizontal and vertical seismic excitations is investigated numerically by the multimode seismic response spectrum and time-history analysis respectively, the seismic behavior and also the effect of structural nonlinearity on the seismic response of super long-span cable-stayed bridge are revealed. Furthermore, the effect of structural parameters including the girder depth and width, the tower structural style, the tower height-to-span ratio, the side-tomain span ratio, the auxiliary piers in side spans and the anchorage system of stay cables etc on the seismic performance of super long-span cable-stayed bridge is investigated numerically by the multimode seismic response spectrum analysis, and the favorable earthquake-resistant structural system of super long-span cable-stayed bridge is proposed.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.747-761
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• 2011

본 논문에서는 강사장교의 케이블이 단선된 후 정역학적인 구조 거동 및 극한 거동 변화에 대해 기술한다. 사장교의 케이블은 화재, 차량의 충돌, 케이블 본선 및 정착구의 피로에 의해 단선이 가능하다. 이에 더하여 필요시 케이블의 교체 작업 시 일시적인 단선이 나타날 수 있다. 케이블이 구조물 본체에서 단락되면 결과적으로 케이블이 분담해야할 힘을 지지하지 못하여 이 힘은 다른 구조체로 전달되고 결과적으로 구조 상태의 변화가 발생한다. 그리고 케이블의 단선은 결국 구조물의 지지력의 손실을 의미하므로 케이블 단선 후 구조물의 내하력이 저하될 것이다. 본 연구에서는 엄밀한 비선형 유한요소해석 이론을 근간으로 하여 케이블 단선 후 구조물의 새로운 평형상태를 찾는 단선 해석기법을 제시한다. 그리고 케이블이 단선된 후 활하중에 대한 구조물의 극한거동을 해석할 수 있는 극한 해석 기법 역시 제시한다. 보다 합리적인 해석 연구를 위해 본 연구에서는 초기형상해석, 케이블 단선해석, 활하중에 대한 비선형해석을 순차적으로 수행하는 총 세단계의 해석 절차를 거친다. 본 해석기법을 이용하여 각 케이블의 단선이 사장교의 구조 상태 및 극한 거동의 변화에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.609-616
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• 2008

국가경제력 향상과 함께 바다와 섬에 대한 관심이 높아지면서 육지와 섬, 섬과 섬을 연결하는 해상 장대교량이 많이 건설되고 있다. 장대교량은 현수교, 사장교, 아치교, 트러스교 등으로 대변할 수 있는데 그 중에서도 사장교는 주탑(Pylon)과 케이블(Cable), 보강형(Stiffened Girder)이 조화를 이루면서 외관이 아름다워 매력적인 교량형식의 하나로 최근 많이 계획되고 있다. 장력측정은 케이블에 설치한 가속도 센서로부터 케이블의 고유진동수 변화를 이용하는 간접법인 진동법을 적용하였다. 본 연구에서는 댐퍼 설치 케이블의 유효길이 산정식을 제안하였는데 이는 케이블의 유효길이 변화를 실측치와 해석값을 비교하여 분석한 것으로 기존의 유효길이 산정방법인 댐퍼와 정착단간의 순간격에 의한 것은 최종 케이블 장력값 추정에 있어서 신뢰도가 떨어짐을 확인할 수 있었다. 그러므로 향후 유지관리 단계에서는 본 연구에서 제안한 케이블의 유효길이 산정식을 활용하여 장력을 정확하게 파악하는 것이 케이블의 재긴장 및 교체시기 결정 등에도 합리적인 의사결정 자료로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.313-321
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• 2007

본 연구에서는 공용 중인 현수교에서 측량된 데이터를 이용하여 현수교의 형상오차 원인을 추정하는 방법을 제시하였다. 주케이블의 여러 점에서 측량된 데이터와 설계시의 형상과의 차이를 형상오차로 정의하고, 현수교의 형상오차 원인으로 보강형 자중의 변동과 지반의 크리프로 인한 앵커리지 기초의 변형으로 가정하였다. 보강형 자중의 변동 및 앵커리지 기초의 변형에 대한 현수교 구조계의 영향행렬을 이용하여 주케이블의 형상오차를 유발한 자중의 변동량 및 기초의 변형량을 추정하였다. 공용 중인 광안대교를 대상으로 본 기법의 타당성을 검토한 후 실제 측량 데이터를 이용하여 동 교량의 형상오차 원인 분석에 적용하였다.