• 제목/요약/키워드: large steel pipe

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현장 열성능 평가시험을 통한 강관 에너지파일의 적용성 평가 (Evaluation of Applicability of Steel-pipe Energy Piles Through Thermal Performance Test (TPT))

  • 이석재;최항석
    • 한국지열·수열에너지학회논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.1-9
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    • 2022
  • A novel steel-pipe energy pile is introduced, in which the deformed rebars for main reinforcing are replaced with steel pipes in a large diameter cast-in-place energy pile. Here, the steel pipes act as not only reinforcements but also heat exchangers by circulating the working fluid through the hollow hole in the steel pipes. Under this concept, the steel-pipe energy pile can serve a role of supporting main structures and exchanging heat with surrounding mediums without installing additional heat exchange pipes. In this study, the steel-pipe energy pile was constructed in a test bed considering the material properties of steel pipes and the subsoil investigation. Then, the thermal performance test (TPT) in cooling condition was conducted in the constructed energy pile to investigate thermal performance. In addition, the thermal performance of the steel-pipe energy pile was compared with that of the conventional large diameter cast-in-place energy pile to evaluate its applicability. As a result, the steel-pipe energy pile showed 11% higher thermal performance than the conventional energy pile along with much simpler construction processes.

해상 LNG 인수시설 대구경 강관말뚝 시공 사례 연구 (A Case Study of large diameter steel pipe pile Foundation for Offshore LNG Facility)

  • 류대영;김형욱;장우영;최기병;조성한
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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    • pp.70-77
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    • 2010
  • In this paper, a case study of drivability and bearing capacity of large diameter steel pipe piles at PTT LNG site in Thailand is introduced. The LNG facilities were designed to be founded on steel pipe pile foundations driven into the weathered rock formation overlaid by sand layers. The drivability analyses of open ended pipe piles were carried out using GRL WEAP program and the bearing capacities of the piles were estimated. Dynamic load tests were performed to evaluate end bearing resistance, and it is shown that the measured end bearing resistance is smaller than the calculated end bearing because the plugging does not develop sufficiently in case of large diameter pipe piles.

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공항하부 토사 병설 쉴드터널에서 대구경 강관추진에 의한 횡갱 설계/시공사례 연구 (Case study on design and construction for cross-connection tunnel using large steel pipe thrust method in soil twin shield tunnels underneath airport)

  • 안창윤;박두희
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.325-337
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    • 2021
  • 도로와 철도터널에서는 비상시 대피를 위한 시설이 필수적이며, 제연 및 화재 진압을 위한 설비와 승객의 피난 통로가 그것이다. 장대 병설터널에서는 횡갱을 배치하여 화재 발생 반대편 터널로 대피하도록 계획된다. 병설 쉴드터널에서는 횡갱의 시공을 위해 기 시공된 본선터널의 영구 구조물인 세그먼트 라이닝을 철거하여 원지반을 노출하여야 한다. 현대의 대부분의 쉴드TBM이 막장을 격벽으로 차단한 폐쇄형 쉴드TBM임을 감안할 때, 원지반이 노출되는 횡갱의 시공은 쉴드터널의 시공단계에서 위험도가 높은 과정 중 하나이다. 특히, 지하수위 아래의 토사 쉴드터널의 횡갱 시공에서는 세그먼트 철거 및 굴착 중 토사지반의 안정성 확보를 위한 차수 및 굴착공법에 대한 면밀한 검토가 요구된다. 본 사례 연구에서는 토사지반에서 대구경 강관추진을 활용한 횡갱 굴착 공법의 시공 중 유의사항을 소개하고 시공 후 계측결과를 분석하였다. 본 사례 연구에서 소개되는 횡갱 굴착공법은 그라우팅으로 보강된 토사지반에 대구경 강관 추진 후 내부 굴착하는 공법으로써, 두 가지 메커니즘에 의해 토사지반에서 굴착 중 막장의 안정성을 확보한다. 첫 번째는 대구경 강관을 추진하여 막장 전방 토사지반의 전주면을 강관에 의해 선 지보 한다. 두 번째는 대구경 강관 추진으로 내부로 압입된 토사의 Plugging 효과에 의해 막장 전면의 지지효과를 얻을 수 있다. 추진력에 의한 강관의 변형 및 강관의 관통 완료 후 응력발생 계측결과로부터 대구경 강관 추진에 의한 횡갱 굴착공법이 토사지반에서 충분한 시공성과 안정성을 확보함을 확인하였다. 본 사례 연구의 토사 쉴드터널의 횡갱 시공공법은 유사한 현장조건에서 널리 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

해상교량기초용 대형원형강관 가물막이의 동적 안정성 모니터링을 위한 실내모형실험 (Small-Scaled Laboratory Experiments for Dynamic Stability Monitoring of Large Circular Steel Pipe Cofferdam of Marine Bridge Foundation)

  • 박민철;이종섭;김동호;유정동
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제35권12호
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    • pp.123-134
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    • 2019
  • 본 연구의 목적은 충격에 의한 모형 원형강관의 동적 반응을 조사하는 것이며, 선박충돌에 의한 대형원형강관의 동적 안정성 모니터링을 위한 기초연구로써 수행되었다. 실내실험은 직경, 두께, 높이가 각각 30cm, 0.4cm, 90cm인 스테인레스 재질의 단본 모형 원형강관과 3개의 세그먼트를 볼트로 조립한 모형 원형강관으로 수행되었다. 각 세그먼트의 높이는 30cm이다. 대형원형강관이 해상에 설치된 것을 모사하기 위하여 모형 원형강관을 가로, 세로, 높이가 각각 1m인 토조에 설치하였으며, 흙의 높이는 23cm로 하였다. 선박 충돌을 모사하기 위하여 모형 원형강관을 해머로 타격하였으며, 토조 내의 수위를 25cm, 40cm, 55cm, 70cm로 변화시키면서 모형 원형강관의 동적 반응 특성을 비교하였다. 실험결과, 수위가 증가할수록 측정된 신호의 에너지가 감소하였으며, 단본의 모형 원형강관보다 볼트로 조립된 모형 원형강관이 더 큰 감소폭을 보였다. 주파수 특성의 경우, 단본 모형 원형강관에서 측정된 주파수 신호는 수위가 증가할수록 우세 주파수가 감소하는 경향을 보였다. 볼트로 조립된 모형 원형강관의 경우도 수위가 증가할수록 우세 주파수가 감소하였다. 하지만, 수위에 따른 우세 주파수의 감소폭이 상대적으로 작았으며, 수위가 상부 세그먼트에 접할 때 높을 때 급격한 감소를 보였다. 본 연구의 결과는 가속도계로 측정된 신호의 에너지와 주파수 변화 특성이 해상교량기초용 가물막이 대형원형강관의 동적 안정성 모니터링에 유용하게 활용될 수 있음을 보여준다.

해상 교량기초용 대형 원형강관 가설공법의 무선 원격 안정성 모니터링을 위한 현장실험 (Field Study on Wireless Remote Sensing for Stability Monitoring of Large Circular Steel Pipe for Marine Bridge Foundation)

  • 박민철;이종섭;유정동
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제36권11호
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    • pp.71-81
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    • 2020
  • 해상 교량기초용 대형 원형강관 가설공법은 가물막이와 작업대의 역할을 함께 수행할 수 있는 공법으로 개발되었다. 본 연구의 목적은 현장실험을 통해 시공과 운용 중 대형 원형강관의 안정성을 모니터링하기 위한 무선 원격계측시스템을 검증하는 것이다. 현장실험을 위해 수심 4m의 인공 해상 지반을 조성하였으며, 직경 5m, 높이 9.5m인 대형 원형강관을 석션 관입하였다. 대형 원형강관의 근입 깊이는 5m이다. 경사계와 변형률계는 상부 모듈의 서로 다른 네 면에 설치되었으며, 강관의 운반, 시공, 해체 전 과정에 걸쳐 경사각과 응력을 모니터링하였다. 실험결과, 경사계로 측정된 경사각은 석션 관입 중 일정하게 유지되었으나 x축 방향으로 더 크게 기울어진 것으로 나타났다. 또한, 서로 다른 면에 설치되어 있어도 같은 축 방향의 경사각은 거의 같게 측정되었다. 변형률계로 측정된 응력은 석션 관입 시 증가하였고, 인발 시 감소하였다. 또한, 측정된 응력으로부터 강관에 편심이 작용하고 있음을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 경사계와 변형률계로 구축된 무선 원격계측 시스템이 대형 원형강관의 안정성 모니터링에 유용하게 활용될 수 있음을 보여준다.

지보공법에 따른 토사터널의 거동에 관한 수치해석 (Numerical Analysis on the Behavior of the Earth Tunnel due to Supporting Methods)

  • 김진태;박병수;정길수;유남재
    • 산업기술연구
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    • 제24권A호
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    • pp.239-250
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    • 2004
  • Numerical analysis were performed to investigate the stability and internal movement of tunnel located beneath the base of abutment of bridge according to the method of supporting tunnel. Two supporting methods of the multi-staged grouting method with steel pipes and the large diameter of pipe supporting method were used in the centrifuge model tests. The slip form of model lining, specially built to simulate the process of tunnel excavating under the condition of accelerated g-level, was used in the centrifuge model tests. Four centrifuge model tests were performed, changing the supporting methods of the multi-staged grouting method with steel pipes and the large diameter of pipe supporting method and the location of model abutment base of bridge. For internal displacement of tunnel, movements of the crown. The left and the right sides of spring line were measured during the proceeds of excavating tunnel in centrifuge model tests. Test results were compared with numerically estimated values of internal displacement of tunnel by using the commercially available FEM software of PENTAGON-3D. It was found that they were in good agreements and the large diameter of pipe supporting method was more stable than the multi-staged grouting method with steel pipes with respect to the internal movement of tunnel.

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수도용 대형 강관 용접부의 응력분포에 미치는 각장(leg of fillet)의 영향 (Effect of leg of fillet on stress distribution in weldments of large steel water pipes)

  • 김성도;배강열;나석주
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제10권3호
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    • pp.54-62
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    • 1992
  • Large steel water pipes are joined prevalently by bell and method and welded at inside and outside of lapped parts. According to the Korean Standard(KS) for fabrication of water pipes, the weldments are designed to have the length of leg which is same as or larger than the thickness of the pipe. It is recently pointed out that the standard size of weldments is too large, which results in an excessive consumption of material and labor. In this study, several cases of weldments having different sizes were investigated to reduce the length of leg to the effective size. For each case, the analysis of stresses was carried out to evaluate the safety of the welded pipes by using a package program, ANSYS, under the consideration of the loading condition of water pipes which includes the soil pressure on the pipe, the load over the road, and temperature change of the pipe. The results of this study revealed that the weldment which has the length of leg of the size over 0.7*thickness of the pipe could provide a stress level below the yield strength. Especially when the length of leg is 85% of the wall thickness, the maximum equivalent stress is only slightly higher than that of the leg of fillet of the size of 1.0*pipe thickness.

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Manufacturing and Temperature Measurements of a Sodium Heat Pipe

  • 이병인;이성홍
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제15권11호
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    • pp.1533-1540
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    • 2001
  • A high-temperature sodium stainless steel heat pipe was fabricated and its performance has been investigated. The working fluid was sodium and it was sealed inside a straight tube container made of stainless steel. The amount of sodium occupied approximately 20% of the total volume of the heat pipe and its weight was 65.7gram. The length of a stainless steel container is 1002mm and its outside diameter is 25.4mm. Performance tests were carried out in a room air condition under a free convective environment and the measured temperatures are presented. The start-up behavior of the heat pipe from a frozen state was investigated for various heat input values between 600W and 1205W. In steady state, axial temperature distributions of a heat pipe were measured and its heat transfer rates were estimated in the range of vapor temperature from 50$0^{\circ}C$ to 63$0^{\circ}C$. It is found that there are small temperature differences in the vapor core along the axial direction of a sodium heat pipe for the high operating temperatures. But for the range of low operating temperatures there are large temperature drops along the vapor core region of a sodium heat pipe, because a small vapor pressure drop makes a large temperature drop. The transition temperature was reached more rapidly in the cases of high heat input rate for the sodium heat pipe.

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강관압입후 슬롯 홀을 갖는 비개착 터널공법의 현장적용에 관한 연구 (A Study on Sites Application of Non-open-cut Tunnel Method with Slot Holes in Steel Pipe Pumping)

  • 채영석;송관권;민인기
    • 한국안전학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.47-51
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    • 2015
  • In the study, a new non-open cut tunnel steel pipe method using slot hole has been developed. As is overcomes shortcomings of conventional methods, it is applied to the field. The main concept of the new method is the steel pipe pumping system with slot holes which, by means of formation slot holes between each steel pipe, applied to the magnitude of the relaxed earth pressure caused by excavation to the ground to prevent ground displacement. The stability of the support members and effect of displacement control of the new method were verified through several ways as numerical analysis and site test. The new method was applied to the construction of a 11.5m wide, 7.4m high and 50m long section that passes side subway and large buildings in inner city. By applying the new method, tunnel construction was successfully completed in 6 months. It decreases the construction period to 30% compared to that of conventional methods, and ground was almost negligible.

대구경 곡관 두께감소율 제어를 위한 온도점프 벤딩 공정의 최적화에 관한 연구 (Study on Optimization of Temperature Jump-Bending Process for Reducing Thickness Attenuation of Large-Diameter Steel Pipe)

  • 허철수;김래성;전정환;양용군;최효규;류성기
    • 한국기계가공학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.21-27
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    • 2015
  • Induction bending is a method that allows the bending of any material that conducts electricity. This technology applies a bending force to a material that has been locally heated by an eddy current induced by a fluctuating electromagnetic field. Induction bending uses an inductor to locally heat steel through induction. This results in a narrow heat band in the shape to be bent. In general, the reduction of thickness attenuation of a large-diameter steel pipe is not allowed to exceed 12.5%. In this paper, in order to meet the standard of thickness attenuation reduction, a non-uniform heating temperature jump-bending process was investigated. As a result, the developed bending technique meets the requirements of thickness attenuation reduction for large-diameter steel pipes.