• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.45-53
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• 2017

토압분리형 일체식 교대 교량은 일체식 교대 교량의 문제점을 개선하고자 Nam et al.(2016)에 의해 개발되었다. 본 연구에서는 IPM Bridge의 파일벤트의 돌출높이(H), 근입심도(L) 및 지반의 조건에 대한 매개변수 특성을 검토하기 위해 p-y 해석을 수행하였다. 그 결과, IPM Bridge의 파일벤트 두부는 상부구조와 일체화되어 최대 휨모멘트가 발생되었다. 해석에 사용된 지반조건에 따르면, 지중의 사질토와 풍화토의 경계면에서 최대 전단력이 발생되었다. 파일벤트의 최대 부재력과 비지지길이는 돌출높이와 근입심도의 비(L/H)가 1.0일 때 수렴되었으며, 파일벤트의 돌출높이보다 근입심도가 작을 경우에는 부재력이 과다하게 발생된다. p-y 해석 결과, 횡 방향 변위는 파일벤트의 근입깊이가 커질수록 뚜렷한 변곡점을 나타내었으며, 근입깊이가 작아질수록 완만한 곡선이 되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 2차
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• pp.122-130
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• 2010

In recent days, the foundations of huge structures in general and mega foundations of grand bridges in particular are required in geotechnical engineering. However, previous design method based on virtual fixed point theory cannot adequately predict Pile-Bent structure‘s physical behavior. Therefore, this paper describes a new analysis and design of Pile-Bent structure for grand bridges. A detailed analysis was performed for column-pile interactions using FB-Pier program and Midas program. As a result, the behavior of a column-pile is estimated and highlighted. Moreover, based on this study, it is found that the minimum reinforcement ratio(=0.4%) is applicable for plastic behavior of columns.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.357-367
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• 2010

In this study, several design and construction cases of the pile bent system for bridges were introduced. The lateral displacement of the pile bent system is larger than the displacement of pile cap system, due to the smaller bending stiffness and the longer unsupported length. So, the analysis of the lateral pile displacement is main factor for the design of pile bent system and superstructure. For the accurate estimation of the pile displacement, an iterative analysis method was developed. The superstructure was analyzed regarding the pile foundation as $6{\times}6$ spring and the substructure was analysed using non-linear load transfer curves (p-y, t-z, q-z curve). And, to verify this analysis method, the estimated displacements are compared with the results of lateral load test. This analysis method is expected to be a viable alternative approach for the design of bridge foundation hereafter.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권6호
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• pp.601-614
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• 2018

This study presents structural and parametric analyses on the behavior of an integrated and pile-bent abutment with mechanically stabilized earth wall (IPM) bridge. The IPM bridge is an integral abutment bridge (IAB) with partially protruded piles, which excludes earth pressure by means of a mechanically stabilized earth wall developed by the authors. The results of the analysis indicate that the IPM bridge, as any other IAB, is influenced to a large extent by temperature and time-dependent loads. When these loads are applied, the stress on a pile in the IPM bridge decreases as the displacement of the pile top increases, because the piles protrude from the ground surface and no soil reaction is generated on the protruded pile. Because the length of an IAB is restricted by the forces acting on its piles, the IPM bridge is an effective alternative to extend its length.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.534-544
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• 2019

IPM Bridge는 파일벤트가 지표면으로부터 돌출되어, 교대의 과도한 변위가 유발될 수 있다. 본 연구에 사용된 교량의 형상은 IPM Bridge의 설계지침에 제시된 최대 적용 조건인 경간 120.0m, 사각 30도, 파일벤트의 돌출높이 최대 10.0m를 적용하였다. 이 교량모델을 이용하여, IPM Bridge의 최대 경간 적용조건에 따른 최대 변위를 산정하였으며, Bozozuk가 제시한 허용 변위에 근거하여 IPM Bridge의 수평변위의 안정성을 검토하였다. IPM Bridge의 최대 수평변위는 여름철의 팽창 조건보다는 겨울철의 수축 조건에서 더 크게 산정되었으며, 수평변위는 사각보다는 교량의 길이에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 그리고 수직 변위는 사각과 연장에 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 경간의 증가에 따라 수평변위가 크게 증가되었으며, 연장 120.0m에서의 수평변위는 Bozozuk가 제시한 허용 변위를 초과하는 것으로 나타났다. 하지만, 파일벤트에 발생되는 모멘트가 소성모멘트를 초과하지는 않았다. IPM Bridge는 설계지침에 제시된 최대 적용조건인 파일벤트의 돌출높이 10.0m, 연장 120.0m에서는 수평변위가 과도하게 발생될 수 있으므로, 설계단계에서 면밀한 검토가 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.137-144
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• 2019

근단층 지역에 위치한 교량은 근단층지반운동에 대한 내진안전성을 확보하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 연약지반이 두껍고 다양한 지층으로 구성된 지역에 건설되는 단일형 현장타설말뚝 교량의 지진거동특성과 내진안전성을 분석하였다. 근단층지반운동을 생성하고 지반해석을 수행하여 각 지층에서의 지반가속도이력을 산정하였다. 이 가속도이력을 이용하여 각 지층의 지반을 등가스프링으로 모델화하고, 각 지층에서의 가속도시간이력을 입력지반운동으로 하는 다지점 가진 지진해석을 수행하였다. 근단층지반운동의 특성으로 인하여 교량은 탄성영역 내에서 거동하였지만 최대모멘트의 발생 위치 등이 설계지반운동을 고려할 때와는 상이한 특성을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.425-434
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• 2019

연약지반이 두껍고 다양한 지층으로 구성된 지역에 건설되는 단일형 현장타설말뚝 교량은 다양한 지층을 통해서 단일형 말뚝으로 입력되는 지반운동에 대해서 내진안전성을 확보하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 설계지반운동에 부합되는 다수의 인공합성지진을 생성하여 이를 암반의 입력지반으로 하여 지반해석을 수행하여 각 지층에서의 지반가속도이력을 산정하였다. 이 가속도이력을 이용하여 각 지층의 지반을 등가스프링으로 모델화하고, 각 지층에서의 가속도시간이력을 입력지반운동으로 하는 다지점 가진 지진해석을 수행하였다. 연약층의 비선형거동특성으로 입력지반운동의 세기는 크게 증폭되지 않아서 교량은 탄성영역 내에서 거동하였다. 한편, 특정 지층에서 산정된 가속도이력을 모든 지반스프링에 동시에 입력하면 응답이 감소하였다. 따라서, 다지점가진 해석을 수행하지 않으면 이러한 형식의 교량의 내진성능을 과대평가할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.597-605
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• 2019

IPM Birdge는 경간장 30.0m에서부터 최대 120.0m까지 적용이 가능한 일체식 교량으로, 이러한 교량의 형상 조건은 라멘교에서도 적용가능하다. 교량의 형상조건은 유사하나 거동이 다른 IPM Bridge와 라멘교를 현장에 적용하기 위해, 두 교량의 공학적 우수성을 비교분석하는 과정이 필요하다. 본 연구에서는 라멘교와 IPM Bridge의 구조해석을 수행하여, IPM Bridge와 라멘교의 하중, 모멘트, 및 변위 등의 분포 형태를 비교분석하였다. 입력조건의 차이가 두 교량 형식의 거동에 영향을 미치지 않도록 동일한 조건에서 구조해석을 수행하였다. 구조해석은 경간 30.0m를 기준으로 단경간 교량부터 4경간 120.0m까지로 각 4개의 모델로 구조해석을 수행하였다. 본 연구로부터 도출된 결론은 다음과 같다. 1) 휨모멘트는 라멘교가 크게 산정되었고, 수평변위는 IPM Bridge가 크게 산정되었다. 2) 라멘교는 교량의 연장보다는 경간장에 의해 휨모멘트가 크게 도출되므로, 설계에서 경간장에 대한 허용 휨모멘트가 고려되어야 한다. 3) IPM Bridge의 파일벤트는 120.0m 경간에서도 강관말뚝의 소성모멘트를 초과하지 않았지만, 수축방향의 수평변위가 조인트 교량의 허용기준인 25mm에 근접하므로 설계 시 고려가 필요하다. 4) 실제 설계에서는 부재력에 대한 안정성을 확보하는 것이 중요하므로, 부 모멘트에 대한 검토가 가장 중요한 것으로 나타났다.

• Smart Structures and Systems
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• 제20권5호
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• pp.549-562
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• 2017

The US railroad network carries 40% of the nation's total freight. Railroad bridges are the most critical part of the network infrastructure and, therefore, must be properly maintained for the operational safety. Railroad managers inspect bridges by measuring displacements under train crossing events to assess their structural condition and prioritize bridge management and safety decisions accordingly. The displacement of a railroad bridge under train crossings is one parameter of interest to railroad bridge owners, as it quantifies a bridge's ability to perform safely and addresses its serviceability. Railroad bridges with poor track conditions will have amplified displacements under heavy loads due to impacts between the wheels and rail joints. Under these circumstances, vehicle-track-bridge interactions could cause excessive bridge displacements, and hence, unsafe train crossings. If displacements during train crossings could be measured objectively, owners could repair or replace less safe bridges first. However, data on bridge displacements is difficult to collect in the field as a fixed point of reference is required for measurement. Accelerations can be used to estimate dynamic displacements, but to date, the pseudo-static displacements cannot be measured using reference-free sensors. This study proposes a method to estimate total transverse displacements of a railroad bridge under live train loads using acceleration and tilt data at the top of the exterior pile bent of a standard timber trestle, where train derailment due to excessive lateral movement is the main concern. Researchers used real bridge transverse displacement data under train traffic from varying bridge serviceability levels. This study explores the design of a new bridge deck-pier experimental model that simulates the vibrations of railroad bridges under traffic using a shake table for the input of train crossing data collected from the field into a laboratory model of a standard timber railroad pile bent. Reference-free sensors measured both the inclination angle and accelerations of the pile cap. Various readings are used to estimate the total displacements of the bridge using data filtering. The estimated displacements are then compared to the true responses of the model measured with displacement sensors. An average peak error of 10% and a root mean square error average of 5% resulted, concluding that this method can cost-effectively measure the total displacement of railroad bridges without a fixed reference.

• 전산구조공학
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• 제12권4호
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• pp.69-69
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• 1999

Design of Dangsan Steel Railway Bridge(a part of Seoul Subway Line NO. 2), which is supposed to be replaced after its 15years survice, was done, and the reconstruction has begun in Dec. 1997. The design include new superstruc-ture and bridge piers, retrofitting of the foun-dation, rail system, electric and signal, etc. In this paper, design of the structure is mainly summarized. The main span superstructure, across Han river, is composite section which is com-posed of steel box and reinforced concrete deck slab with 9 span continuous. The superstructure for the approaches is bottom througth type 2-cell steel box girder with steel floor system and concrete deck slab with 3 or 4 span continuous. The bridge piers was planned to be reconstructed based upon the result from the various investi-gations, while the foundation(cassion and pile foundation) was planned to be retrofitted. For superstructure erection, the method of combination of barge bent and heavy lifting and the launching truss method was investigated for the main span and approach spans, respectively.