• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.393-399
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• 2007

교량 바닥판은 공용 기간 동안 차량하중 및 다양한 환경 조건 (동결융해, 우수 및 융빙제)에 직접적으로 노출되어 있는 부재이다. 이로 인해, 교량 바닥판은 다른 주요부재에 비해서 다양한 결함 및 손상이 자주 발생하여 고속도로 상의 문제 교량은 대부분 바닥판에 결함을 지니고 있다. 따라서 교량 바닥판의 내구성을 확보하기 위한 방안으로 고성능콘크리트 (high performance concrete, HPC)가 대안으로 제시되었다. 교량 바닥판의 내구성을 향상하기 위해, 배합된 고성능콘크리트에 대한 내구성능 실험이 수행되었다. 본 연구에 사용된 배합 변수는 총 4가지로, 1) 보통시멘트 (OPC) 2) 시멘트 중량의 20%의 플라이애쉬 치환(FA), 3) 20%의 플라이애쉬와 4%의 실리카퓸 치환 (FS), 그리고 4) 40%의 고로슬래그미분말 치환 (BS)에 대해서 내구성 실험을 실시한 후 비교 평가를 실시하였으며, 사용된 설계 압축강도는 각각 27 MPa와 35 MPa이다. 고성능콘크리트를 시험 배합한 결과, 결합재의 양을 증가시켜 강도를 증진시키는 것보다는 혼화재를 사용하는 것이 내구 성능이 크게 향상되는 것으로 나타났다. 특히 혼화재 중, 플라이애쉬와 실리카퓸을 함께 결합재로 사용하는 경우가 균열 저감 및 내구 성능 증진에 가장 효율적인 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.271-280
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• 2007

본 연구에서는 단재하경로 구조로 인식되는 2-거더교에서 한 개 거더의 손상 시 여유도를 평가하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 실험변수는 하부 수평브레이싱으로 하여 하부 수평브레이싱이 설치된 경우와 설치되지 않은 경우의 단경간 1/5 모형 시험체 2개를 제작하였다. 먼저 균열이 없는 정상상태 시험체에 대해서 탄성범위 내에서 재하실험을 수행하였으며, 이후 지간 중앙부의 한 개 거더에 인위적인 손상을 가한 후 종국상태에 이르기까지 재하 실험을 수행하였다. 실험으로부터 정상상태의 교량에서도 수평브레이싱은 하중 재분배 역할을 수행하였으며, 한 개 거더에 심각한 손상이 발생한 경우에는 가로보와 바닥판이 비균열 거더 측으로 하중 재분배 기능을 일부 수행하였으나, 특히 하부 수평브레이싱은 2-거더교의 손상 시 여유도 향상에 매우 중요한 기능을 하는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.993-999
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• 2008

인구밀집지역인 도심부나 주거지역 인근에서 이루어지는 철도교량 신축에 있어서 급속시공은 매우 의미가 있다. 이러한 신속한 시공과 더불어 교량 거더의 형고의 유동적 조절도 중요하다. 기존 I형 거더는 단면에서 수직방향으로 중립축으로부터 떨어진 모멘트 팔 길이와 긴장력을 이용한 평형을 근간으로 하는 까닭에 형고 조절에 있어 다소 어려움이 있었다. 이에 기존 단일 박스거더의 축소형인 확폭플랜지를 갖는 U형 프리캐스트 보는 긴장력 조절과 콘크리트 압축강도에 따라 경간길이 및 형고 변화가 상대적으로 I형보에 비해 용이하다. 확폭플랜지를 갖는 U형 프리캐스트 거더의 철도교 적용성을 확인하기 위해 지간 30m, 형고 1.7m, 폭 3.63m의 실물크기 거더를 제작하였고 하중재하/변위재하를 이용하여 총 6,200kN의 하중을 유사정적으로 가력하였다. 실험은 4점재하시험으로 하중-변위곡선, 하중-변형율을 이용하여 휨성능을 기본적으로 확인하였고 1차 하중제거와 재재하를 통해 긴장재의 역할을 확인 하였다. 유사정적거동을 본질적으로 확인하기 위해 쉘요소를 이용한 3차원 재료비선형해석을 통하여 실험결과와 평행하게 비교하였다. 콘크리트의 비선형성은 손상-소성모델(Lee & Fenves,1998)을 이용하여 콘크리트 인장/압축 소성연화거동, 인장강화거동을 묘사하였다. 실제 균열패턴과 해석 손상패턴을 비교검토 하였고 하중-변위, 단면에 따른 하중-변형율 관계를 실제 실험결과와 비교검토 하였다. 비선형 해석에 사용된 재료물성치와 해석모델의 보유 탄성에너지 조율은 실제 거더에 가진실험을 통해 획득한 고유주파수를 통하여 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.423-430
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• 2008

최근 들어 고속도로를 중심으로 하여 교량상판 보수재료로 초속경 라텍스개질콘크리트 (Very-Early Strength Latex-Modified Concrete : 이하 VES-LMC)가 개발되어 이용되고 있고, 그 활용 빈도가 커지고 있다. 이는 VES-LMC의 특징상 보수 후 3시간 만에 교통개방이 가능하며, 라텍스 첨가로 기존의 보수재료가 갖는 장기 내구성의 문제를 해결하였기 때문이다. 그러나 위와 같은 장점으로 보수 보강 재료로 사용되고 있는 VES-LMC에 대한 구조적인 연구에 대해서는 미비한 상태이다. 본 연구에서는 VES-LMC를 기존보의 덧씌우기 형태와 열화된 콘크리트의 보수 형태로 나누어 시험체를 제작하고, 4점 휨 실험을 수행하여 휨 거동 및 신 구 콘크리트의 부착 특성과 균열 진전 양상, 보수 보강효과를 확인하고자 하였다. 그 결과 보수 보강두께가 증가함에 따라 보수 보강효과가 증가하는 경향을 보였으며 이는 강성이 증가하여 휨에 대한 저항 능력이 증대되는 것을 확인하였다. 보수 시험체의 경우 철근의 피복두께 이상으로 보수 되었을 경우 강성이 최대 40% 이상 증가 되는 결과는 얻을 수 있었으나 80 mm와 120 mm의 경우 그 값이 비슷한 양상을 보여 보강 두께 선정 시 고려되어야 할 요소라 판단된다. 계면거동을 확인한 결과 보수 및 보강 시험체 모두 계면에서의 상대 변위량이 감소되는 것을 확인하였으며, 두 재료가 비교적 일체로 거동하는 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6A호
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• pp.417-424
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• 2011

본 연구에서는 60 m 급의 장경간 PSC 거더의 개발을 위하여 단면 개선부터 텐던 배치 형상까지 구조적인 성능뿐만 아니라 경제성과 시공성 등을 고려해가며 거더 개발에 관한 연구를 진행하였다. 단면 최적화를 통해 Bulb-T 형의 단면을 도출하였고 단면 평가를 통해 실제 설계 가능성을 평가하였다. 또한 텐던의 배치를 효율적으로 구성하여 사용하중에 대해 효과적으로 대처할 수 있도록 하였다. 실제 대상교량을 선정한 후 개발 거더를 적용해 유한요소해석을 수행한 결과, 모든 하중단계에서 설계 허용응력을 만족하였다. 또한 사용하중에 의해 발생하는 응력이 허용하중보다 작아 안전측 설계가 가능한 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 실물 크기의 60 m 거더를 제작해 4점 실험을 실시한 결과 초기 균열이 사용하중의 2배 이상에서 발생하여, 실험 결과를 통해서도 충분한 구조적 성능을 입증하였다. 본 연구를 통해 개발된 Half-Decked PSC 형식의 60 m 거더는 단면개선과 효율적인 텐던 배치로 경간대비 매우 낮은 형고를 갖게 되었고, 구조적인 이점은 물론 경제성이나 시공성 등에서도 큰 장점을 가질 것으로 판단된다.