• 대한토목학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.1741-1751
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• 2013

본 연구에서는 프리텐션 공법으로 제작된 프리스트레스 콘크리트 거더의 정적거동을 조사하는 것이 주요 목적이다. 이동식 제작대를 이용하여 현장에서 제작된 지간 30m의 프리텐션 거더에 대한 재하시험이 수행되었다. 모든 시험결과는 수치해석결과와 비교되었으며, 거더의 중앙부에 대한 변위와 변형률이 측정되었다. 실험결과에서 실물모형 시험체의 초기균열발생 하중은 사용하중 보다 1.75배 증가된 하중에서 발생하였다. 또한 연성설계기준을 만족하여 시험체는 초기균열 발생후에 취성파괴하지 않고 연성 파괴될 것으로 판단되었다. 사용성 검토에서 균열발생시의 처짐값이 도로교설계기준(2010)에서 제시한 활하중 재하시의 허용처짐량을 만족하였다. 유한요소 해석결과와 시험결과는 전체적인 거동이 매우 유사하게 나타났으며, 현장제작 프리텐션 거더의 사용성과 안전성 측면에서는 큰 문제가 없는 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3A호
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• pp.421-428
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• 2006

본 연구는 일체형과 분절형 거더의 거동차이 최소화 및 PSI(Precast PSC-Segmental I Grider)거더의 역학적 거동 특성을 실험적으로 검증하기 위하여 실물 크기의 거더를 일체형(CG)실험체 1본, 분절형(SGT1, SGT2, SGT3)실험체 3본을 제작하여 실험을 수행하였다. 일체형(CG)실험체는 단 경간으로 25 m의 길이로 제작하였고, 분절형 실험체는 각 세그멘트를 5 m 길이로 제작하고 1차 긴장력을 도입하여 하나의 거더로 일체화 시킨 후, 슬래브를 타설한 다음 2차 긴장력을 도입하는 방법으로 제작하였다. 실험결과 모멘트는 실험값과 이론값의 오차가 매우 작거나 실험값이 이론값에 비해 약간 더 큰 것으로 나타나 PSI거더의 이론이 신뢰성이 있는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.538-544
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• 2006

This paper is to investigate the dynamic characteristics of prestressed concrete (PSC) girder that has been spliced with precast box segments. A 20 m long full-scale spliced precast concrete box railway girder was fabricated and tested to identify its dynamic properties against a monolithic girder. The monolithic girder has the same geometric and material properties with respect to the spliced girder. Dynamic parameters including natural frequency, mode shape, and damping ratio were identified using the a digitally controlled exciter. Modal analyses were performed based on three-dimensional finite element models, and the calculated modal parameters were compared with test results. Finally, the characteristic decrease of natural frequency due to damage for each girder has been examined after the load test.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제4권2호
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• pp.77-87
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• 2010

Prestressed concrete (PSC) I-type girders have been used for span length around up to 40 m in domestic region. PSC girders are very cost effective girder type and extending their lengths more than 50 m will bring large benefit in cost. A new design method was proposed by combining two notable design concept in order to extend the applicable span length in this study. First of all, several numbers of openings was introduced in the girder web, and half of the anchorage devices were moved into the openings. In this way, large compressive stress developed at end zone was reduced, and the portion of design load coming from self-weight was reduced as well. Secondly, prestressing force was introduced in the girder not once at the initial stage, but through multiple loading stages. A full scale girder with the length of 50 m with the girder depth of 2 m was fabricated, and a flexural test was conducted in order to verify the performance of newly developed girder. Test results showed that the new holed web design concept can provide a way to design girders longer than 50 meters with the girder height of 2 m.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권2A호
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• pp.65-73
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• 2012

본 연구에서는 PSC 거더교의 장경간 적용을 위해 개발된 Half-Decked PSC 거더의 구조적 성능을 실험하였다. 이를 위해 힌지-롤러의 지점 조건의 단순교로 설계된 60 m 경간의 실물 크기 거더를 제작하여 4점 재하실험을 수행하였다. 거더의 중앙을 기준으로 양쪽으로 5.5 m 씩 떨어진 위치에 가력장치를 설치 후 1 kN/sec의 속도로 하중을 재하하여 총 4단계에 걸쳐 반복하중을 가하였다. 1단계부터 4단계까지 1,000 kN, 1,200 kN, 1,500 kN, 2,000 kN의 하중을 재하하고 제거하기를 반복하며 거더의 변위, 콘크리트와 철근의 변형률, 균열 등을 확인하였다. 이를 분석하여 거더의 내하력을 평가하고 하중 제거 시 나타나는 복원력 등을 살펴보았다. 1,400 kN 인근에서 초기 휨균열이 발생하여, 이 시점부터 하중 재하 시 비선형 성이 나타나며 뚜렷한 잔류변형이 계측되었다. 초기 균열이 1등교 기준의 사용하중보다 2배 이상 큰 하중에서 계측되어 충분한 내하력을 갖고 있는 것으로 나타났다. 실험 결과의 검증을 위해 수치해석을 수행하여 결과 값을 비교하였고 그 결과 실험 결과와 해석 결과의 유사한 거동을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 거더의 정적재하실험을 통하여 그 구조적 성능을 입증하였으며, 이를 바탕으로 Half-Decked PSC 거더 형식의 60 m 경간 실교량 설계 적용 가능성을 확인하였다.

• Wind and Structures
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• 제20권6호
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• pp.719-737
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• 2015

Full scale measurement on the structural dynamic characteristics and Vortex-induced Vibrations (VIV) of a long-span suspension bridge with a central span of 1650 m were conducted. Different Finite Element (FE) modeling principles for the separated twin-box girder were compared and evaluated with the field vibration test results, and the double-spine model was determined to be the best simulation model, but certain modification still needs to be made which will affect the basic modeling parameters and the dynamic response prediction values of corresponding wind tunnel tests. Based on the FE modal analysis results, small-scaled and large-scaled sectional model tests were both carried out to investigate the VIV responses, and probable Reynolds Number effects or scale effect on VIV responses were presented. Based on the observed VIV modes in the field measurement, the VIV results obtained from sectional model tests were converted into those of the three-dimensional (3D) full-scale bridge and subsequently compared with field measurement results. It is indicated that the large-scaled sectional model test can probably provide a reasonable and effective prediction on VIV response.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.747-757
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• 2015

이 연구에서는 이동식 곡선거푸집으로 제작된 현장제작 곡선 PSC 거더의 정적거동을 조사하는 것이 주요 목적이다. 다양한 곡선선형 제작이 용이한 이동식 곡선거푸집을 이용하여 현장에서 제작된 지간 30m, 곡선반경 80m인 곡선 PSC 거더에 대한 재하시험이 수행되었다. 모든 시험결과는 수치해석결과와 비교되었으며, 거더의 중앙부에 대한 변위와 변형률이 측정되었다. 실험결과에서 실물모형 시험체의 초기균열발생 하중은 사용하중보다 1.3배 증가한 하중에서 발생하였다. 또한, 연성설계기준을 만족하여 시험체는 초기균열 발생 후에 취성파괴되지 않고 연성 파괴될 것으로 판단되었다. 사용성 검토에서 균열발생 시의 처짐값이 도로교설계기준(2010)에서 제시한 활하중 재하 시의 허용처짐량을 만족하였다. 유한요소 해석결과와 시험결과는 전체적인 거동이 매우 유사하게 나타났으며, 현장제작 곡선 PSC 거더의 사용성과 안전성 측면에서는 큰 문제가 없는 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권3호
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• pp.427-436
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• 2017

This paper presents an experimental and analytical investigation on the behavior of a U-shaped girder subjected to operation, cracking and ultimate loads. A full-scale destructive test was conducted on a U-shaped girder to study the cracking process, load-carrying capacity, failure mechanism and load-deformation relationships. Accordingly, the tested U-shaped girder was modeled using ANSYS and a non-linear element analysis was conducted. The investigation shows that the U-shaped girder meets the specified requirements of vertical stiffness, cracking and ultimate load capacity. Unfavorable torsional effect is tolerable during operation. However, compared with box girders, the U-shaped girder has a more transverse mechanical effect and longitudinal cracks are apt to occur in the bottom slab.

• Advances in concrete construction
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• 제3권2호
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• pp.113-126
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• 2015

Holed-Incrementally Prestressed Concrete (H-IPC) girders are designed using the following new design concepts. At first, web openings reduce the self-weight of the girder, and also diffuse prestressing tendon anchorages. The reduced end anchoring forces decrease the web thickness of the end sections. Additionally, precast technology help to improve the quality of concrete and to reduce the construction period at the site. For experimentally verification, two 50 m full-scale H-IPC girders are manufactured with different concrete strength of 55 MPa and 80 MPa. The safety, stiffness, ductility, serviceability and crack development of H-IPC girder are measured and compared with each other for different strengths. Both girders show enough strength to carry live load and good stiffness to satisfy the design criteria. The experimental result shows the advantages of using high strength concrete and adopting precast girder. The test data can be used as a criterion for safety control and maintenance of the H-IPC girder.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권5호
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• pp.595-605
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• 2020

In this study, the flexural behaviors of full-scale prestressed concrete box girders are experimentally investigated. Four girders were fabricated using two types of concrete (compressive strengths: 50 MPa and 70 MPa) and tested under four-point bending until failure. The measured parameters included the deflection, the stress and strain in concrete and steel bars, and cracks in concrete. The measurement results were used to analyze the failure mode, load-bearing capacity, and deformability of each girder. A finite element model is established to simulate the flexural behaviors of the girders. The results show that the use of high-performance concrete and reasonable combination of prestressed tendons could improve the mechanical performance of the box girders, in terms of the crack resistance, load-carrying capacity, stress distribution, and ductility.