• 대한토목학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.1-10
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• 1992

프리스트레스트 콘크리트 교량을 압출공법으로 가설하는 과정에서는 구조계가 계속하여 변하므로 교량의 주형에는 사용하중 상태에서와는 상이한 교번 단면력이 발생하게 된다. 이러한 단면력의 크기는 경간 길이, 추진코의 길이 및 강성등에 영향을 받게 된다. 본 논문에서는 많은 예제를 해석하여 이러한 요소들이 주형에 발생하는 최대 단면력에 미치는 영향을 연구하였다. 주프로그램의 복잡한 입력작업을 쉽게 처리할 수 있는 선처리 프로그램과 더불어 주형압출시 변화되는 구조계의 다단계 해석을 수행하여 최종적인 결과를 종합 출력할 수 있는 전산프로그램을 개발하였다. 압출공법으로 시공되는 박스거더교를 대상으로 하여 여러 가지 경간길이에 대한 구조해석을 수행한 결과로부터 경간 길이에 따른 최적 추진코길이와 강성비의 상호 관계를 제안하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제71권6호
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• pp.603-625
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• 2019

Main cable configurations under final dead load and in the unloaded state and critical construction parameters (e.g. unstrained cable length, unstrained hanger lengths, and pre-offsets for tower saddles and splay saddles) are the core considerations in the design and construction control of a suspension bridge. For the purpose of accurate calculations, it is necessary to take into account the effects of cable strands over the anchor spans, arc-shaped saddle top, and tower top pre-uplift. In this paper, a method for calculating the cable configuration under final dead load over a main span, two side spans, and two anchor spans, coordinates of tangent points, and unstrained cable length are firstly developed using conditions for mechanical equilibrium and geometric relationships. Hanger tensile forces and unstrained hanger lengths are calculated by iteratively solving the equations governing hanger tensile forces and the cable configuration, which gives careful consideration to the effect of hanger weight. Next, equations for calculating the cable configuration in the unloaded state and pre-offsets of saddles are derived from the cable configuration under final dead load and the conditions for unstrained cable length to be conserved. The equations for the main span, two side spans and two anchor spans are then solved simultaneously. In the proposed methods, coupled nonlinear equations are solved by turning them into an unconstrained optimization problem, making the procedure simplified. The feasibility and validity of the proposed methods are demonstrated through a numerical example.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.137-140
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• 2008

최근 교량분야에서는 강교량의 합리적인 개선을 위해 복잡한 구조의 단순화 및 표준화 방안으로 거더수를 최소화하여 시공성 및 유지보수성을 향상시킨 소수거더교에 대한 관심이 급증하고 있다. 소수 거더교는 거더수를 최소화하여 미관상 유리하며, 다주형교에 비해 상대적으로 부재수가 줄어들게 되어 제작 상에도 유리하다. 그러나 바닥판의 지간과 캔틸레버의 길이가 길어지게 되어 장지간 바닥판의 성능확보에 대한 검증이 필요하며, 다주형교에 비해 형고가 증가하게 된다. 본 연구에서는 이러한 한계를 극복하고 소수거더교의 구조적 성능을 극대화하기 위하여 기존 현장타설 바닥판을 대체하여 프리캐스트 콘크리트 바닥판을 적용하였다. 프리캐스트 콘크리트 바닥판은 공장에서 제작하므로 고강도, 고내구성의 고품질 바닥판 생산이 가능하다. 또한 내부긴장재에 의해 도입된 압축응력으로 인해 단순교 뿐만 아니라 연속교의 부모멘트 구간에서도 바닥판의 전단면이 유효하여, 바닥판의 단면을 주거더 단면의 일부로 고려할 수 있으므로 강거더의 중량 뿐만 아니라 형고를 경감시킬 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 프리캐스트 콘크리트 바닥판을 적용한 소수거더교의 설계개념과 이를 적용한 부산-거제 연결도로 현장의 저도교, 전주우회도로 현장의 구증교의 설계사례에 대하여 소개하고자 한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제13권1호
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• pp.47-70
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• 2012

To enhance cable stiffness, this paper proposed a combined application of carbon fiber reinforced polymers (CFRP) and steel materials, resulting in a novel type of hybrid stay cable system especially for the cable-stayed bridges with main span lengths of 1400~2800 m. In this combination, CFRP materials can conserve all their advantages such as light weight and high strength; while steel materials help increase the equivalent stiffness to compensate for the low elastic modulus of CFRP materials. An increase of the equivalent stiffness of the hybrid stay cable system could be further obtained with a reasonable increase of its safety factor. Following this concept, a series of parametric studies for the hybrid stay cable system with the consideration of stiffness and cost were carried out. Three design strategies/criteria, namely, best equivalent stiffness with a given safety factor, highest ratio of equivalent stiffness to material cost with a given safety factor, and best equivalent stiffness under a given cost were proposed from the stiffness and cost viewpoints. Finally, a comprehensive design procedure following the proposed design strategies was suggested. It was shown that the proposed hybrid stay cable system could be a good alternative to the pure CFRP or traditional steel stay cables in the future applications of super long span bridges.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권5A호
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• pp.407-415
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• 2010

현재 국내에서 설계되고 있는 40~70 m 지간의 강도로교 90% 이상이 박스거더교 형식이며 박스거더교는 휨 강성과 비틀림 강성이 뛰어나 장경간이나 곡선을 갖는 교량 형식으로 적합할 뿐만 아니라 가설현장에서의 작업을 최소화 할 수 있어 현장 안전관리 면에서도 유리한 구조형식이다. 그러나 박스거더는 상하 플랜지와 복부판이 수직, 수평보강재로 보강되는 구조로 부재량과 용접량이 많이 소요되어 비경제적인 교량 형식으로 많이 지적되어 왔다. 따라서, 미국이나 일본에서는 상대적으로 부부재를 줄일 수 있는 보다 경제적인 플레이트거더교가 일반적으로 적용되고 있다. 이러한 플레이트거더교의 한 형식인 소수주거더교는 강합성교량의 합리화를 위해 많이 채용되는 형식으로, 주거더 간격을 종래의 3 m 정도에서 2배 정도인 6 m 이상으로 증가하여 주거더의 개수를 최소화시키는 경제적인 교량형식이다. 또한, 거더 단면의 단순화를 위하여 거더의 복부판에 부착되는 수평보강재와 수직보강재를 최대한 생략할 수 있다. 2주거더교는 소수주거더교의 대표적인 형식으로, 유효폭 10 m 전후의 교량에 적합하여 프랑스를 중심으로 유럽에서는 1960년대부터 본격적으로 개발되어왔다. 국내에서는 소수주거더교 적용시 안전율 확보를 위해 유럽이나 일본 등에 비해 많은 강재량을 사용하고 있으며, 설계자들의 친밀도 부족과 박스거더교에 비해 복잡한 설계 등과 같은 여러가지 실무적용 차원에서 적용이 제한되고 있는 실정이다. 이 연구에서는 합리화 강교량 형식인 소수주거더교의 제작방법을 개선하고 구속콘크리트를 활용하여 강교량에서 공사비와 직결되는 강중을 줄일 수 있는 신형식 강합성거더(Turn Over Composite Girder) 구조형식을 제안하고자 한다. 또한 실물 크기인 20 m 단면회전방법을 적용한 강합성 거더시험체 및 교량시험체를 제작하여 제작성을 평가하고 구조성능 실험을 하여 구조안전성을 평가하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.15-24
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• 2004

일반적으로, 2개의 I형 거더로 이루어진 ${\pi}$형거더는 공기역학적으로 불안하여 내풍설계에 있어 매우 불리 한 것으로 알려져 있다. 공기역학적 진동은 구조물의 강성이나 감쇠의 향상, 단면 형상의 연구 등에 의해 억제될 수 있으므로 본 연구에서는 ${\pi}$ 형단면을 가진 4경간 사장교에 대해 영각과 공기역학적 제진장치의 추가로 인한 단면의 변화에 따른 2차원 진동실험을 통하여 공기역학적 특성을 파악하도록 하였다. 등류와 난류에서의 실험결과 본 교량단면은 기본단면만으로도 내풍안정성을 충분히 갖추고 있기 때문에 페어링(Fairing) 및 베플(Baffle Plate) 등의 추가적인 공기역학적 제진장치가 필요하지 않을 것으로 판단된다. 이는 본 교량의 경우 주경간이 230m인 4경간으로 이루어져 있어 비슷한 단면을 가진 교량에 비하여 수직 및 비틀림 진동수가 크고 강성이 크기 때문에 설계풍속 내에서 공기역학적으로 안정한 것으로 보여진다.

• International Journal of Safety
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• 제9권1호
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• pp.12-20
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• 2010

In this study, a series of random field test and dynamic analysis in the time domain were carried out in order to find in the reason of fatigue damage of the main and the secondary members in the 3-span continuous steel plate girder railway bridge being under in service over 60 years. From the measured and the analyzed results, the stress distribution patterns were investigated for the members with fatigue damage. In addition, global and local numerical stress analysis was performed for the members damaged severely by corrosion, to estimate variation of the distribution by corrosion. Finally, a reasonable cut-off ratio in the steel plate railway bridge will be proposed by analyzing the equivalent stress ranges according the ratio.

• 한국안전학회지
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• 제30권6호
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• pp.70-77
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• 2015

In this study, the governing design factors of GFRP-reinforced concrete bridge deck are analyzed for typical bridges in Korea. The adopted bridge deck is a cast-in-situ concrete bridge deck for the prestressed concrete girder bridge with dimensions of 240 mm thickness and 2.75 m span length from center-to-center of supporting girders. The selected design variables are the diameters of GFRP rebar, spacings of GFRP rebars and concrete cover thicknesses, Considering the absence of the specification relating GFRP rebar in Korea, AASHTO specification is used to design the GFRP-reinforced concrete bridge deck. The GFRP-reinforced concrete bridge deck is proved to be governed by the criteria about serviceability, especially maximum crack width, while steel reinforced concrete bridge deck is governed by the criteria on ultimate limit state. In addition, GFRP rebars with diameter of 16 mm ~ 19 mm should be used for the main transverse direction of decks to assure appropriate rebar spacings.

• Wind and Structures
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• 제7권6호
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• pp.421-447
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• 2004

This paper presents a time domain approach for predicting buffeting response of long suspension bridges under skew winds. The buffeting forces on an oblique strip of the bridge deck in the mean wind direction are derived in terms of aerodynamic coefficients measured under skew winds and equivalent fluctuating wind velocities with aerodynamic impulse functions included. The time histories of equivalent fluctuating wind velocities and then buffeting forces along the bridge deck are simulated using the spectral representation method based on the Gaussian distribution assumption. The self-excited forces on an oblique strip of the bridge deck are represented by the convolution integrals involving aerodynamic impulse functions and structural motions. The aerodynamic impulse functions of self-excited forces are derived from experimentally measured flutter derivatives under skew winds using rational function approximations. The governing equation of motion of a long suspension bridge under skew winds is established using the finite element method and solved using the Newmark numerical method. The proposed time domain approach is finally applied to the Tsing Ma suspension bridge in Hong Kong. The computed buffeting responses of the bridge under skew winds during Typhoon Sam are compared with those obtained from the frequency domain approach and the field measurement. The comparisons are found satisfactory for the bridge response in the main span.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.499-504
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• 2003

Future bridge decks must have high load-resistance capacity as well as fatigue strength to withstand the increase in traffic loading and the increase in span length between girders due to the decrease in the number of main girders. Steel-concrete composite bridge decks may be proper deck types to satisfy such requirements. To promote the application of composite bridge decks, a rational process to predict and evaluate the fatigue behavior of steel concrete composite bridge deck is required. Various types of steel-concrete composite bridge decks have been developed in many countries. In this study, combining advantages of the existing composite deck types, a new type of composite bridge deck is proposed. An experimental study is performed to examine the fatigue behavior of the proposed composite bridge deck. This composite bridge deck consists of corrugated steel sheet, welded T-beams, stud-type shear connectors and reinforced concrete filler. The fatigue tests are conducted under four-point bending test with three different stress ranges in constant amplitude. The fatigue category of the fillet welding between corrugated steel sheet and the T-beam is evaluated based on the S-N data obtained from the experiment.