• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.227-238
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• 2003

Due to deterioration of bridge, usually be using the external prestressing method among repair reinforcement method. But, there is much to be desired about a detailed account, almost it has analysed by cambers of girders, deflections of middle span and upper, bottom stresses of girders. Also, it is not examined closely that effect of internal prestress by external prestressing. The purpose of this study is confirmed the effect of internal tendons by external prestressing, estimation of additional external prestressing force and look for exact external prestressing force.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.369-374
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• 2015

본 논문에서는 PSC 거더의 Prestress를 관리하기 위하여 EM 센서를 활용한 PSC 텐던 긴장력 손실 관리 기법을 소개한다. PSC 거더는 콘크리트 거더에 Prestress를 도입함으로써 기존 콘크리트 거더보다 높은 성능을 가지며 보다 저비용의 거더 설계가 가능해 짐으로 현재 많은 교량에 사용되고 있는 거더이다. 그러나 PS 텐던의 긴장력 관리는 거더 성능 관리에 있어 매우 중요한 항목이나 현재는 시공시 설계 긴장력의 도입 여부만을 검증한 후 공용시에는 그 관리가 이루어지지 않는 실정이다. 이에 본 연구에서는 강자성 재료가 인장력에 따라 비투자율이 변화하는 특성을 이용하여 EM 센서를 이용해 PS 텐던의 투자율을 계측하여 PS 텐던의 긴장력을 계측하는 기법을 제안하였다. PSC 거더 내부에서 PS 텐던의 투자율을 계측하기 위하여 EM 센서 시작품을 제작하였으며 MTS 실험을 통해 PS 텐던으로 주로 사용되는 7연선 1가닥의 0, 40, 80, 120, 160, 200kN의 긴장력에 따른 투자율 변화를 계측하였다. 계측 결과 각 긴장력 단계마다 EM 센서를 통해 계측된 B-H Loop가 정량적으로 변화하는 것을 확인하였으며 계측된 투자율과 긴장력을 회귀분석한 결과 투자율과 긴장력은 선형 관계를 나타내었다. 이를 활용하여 EM 센서를 이용하여 PS 텐던의 긴장력 관리가 가능함을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.691-697
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• 2015

본 논문에서는 PSC 거더 내부 긴장재의 Prestress 변화를 계측하고, 그 손실을 관리하기 위하여 PSC 거더 내부에 매립이 가능한 매립형 EM 센서를 연구 및 제작하였다. 현재까지의 PSC 내부 긴장재의 긴장력 손실관리는 시공 시 설계 긴장력 도입 여부 검증에 머물러 있으며, 시공 후에는 관리가 제대로 이루어지고 있지 않다. 이에 본 논문에서는 강자성체에 자기장이 작용하면 비투자율인 강자성체 고유의 특성이 변화한다는 탄성-자기 이론을 기초로, PSC 거더의 정착구와 쉬스관 외관의 특성을 반영하여 PSC 거더 내부에 매립이 가능한 매립형 EM 센서를 설계하여 제작하였다. 제작 후에는 그 성능을 검증하기 위하여 소형 PSC 거더 모형에 제작된 매립형 EM 센서를 설치한 후 콘크리트를 타설하였다. 양생이 종료된 후 7가닥의 PS 텐던을 삽입한 후 텐던에 200, 710, 1070, 1300kN의 긴장력을 도입하면서 매립형 EM센서를 통해 비투자율의 변화를 계측하였다. 계측 결과 도입한 긴장력이 커질수록 PS 텐던의 비투자율이 낮아지는 변화가 있음을 확인하였으며, 도입 긴장력에 따른 투자율이 도입 긴장력을 충분히 추정할 수 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 제안한 매립형 EM 센서는 PSC 교량 내부로 매립이 가능함을 확인하였으며 매립형 EM 센서를 통한 비투자율 변화 계측을 통하여 PS 텐던의 긴장력 변화를 추정할 수 있음을 확인하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제1권2호
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• pp.103-114
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• 2001

PSC box girder의 정착부 설계방법들을 비교해본 결과, 기존 시방서에 따른 설계방법에서는 다수의 정착구에 긴장력이 작용할 때 긴장력의 작용순서와 그 크기에 따른 응력의 중첩효과를 고려할 수 없는 단점을 가지고 있었고, 3차원 유한요소해석을 이용한 설계에서는 응력집중부와 응력흐름을 정확히 파악할 수는 있지만 부재의 단면력을 산정하기가 매우 번거롭고 까다롭다는 단점을 가진다. 그러나 strut-tie 모델을 이용한 설계법에서는 긴장력의 긴장순서에 따른 응력중첩효과를 고려할 수 있고 부재의 단면력의 산정 또한 매우 간편하여 긴장력의 도입순서에 의해 변화하는 응력의 흐름을 잘 파악하여 strut-tie로 구성된 트러스 부재들의 기하학적 조건을 만족하도록 유의한다면 정착부의 설계에 가장 적합한 설계방법이라 할 수 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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• pp.156-159
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• 2008

This paper introduces a remained tensile force estimation method using SI technique based on evolutionary algorithm for externally prestressed tendon. This paper applies the differential evolutionary scheme to SI technique. A virtual model test using ABAQUS 3 dimensional frame model has been made for this work The virtual model is added to the tensile force(28.5kN). Two set of frequencies are extracted respectively from the virtual test and the self-coding FEM 2 dimension model. The estimating tendon tension for the FEM model is 28.31kN. It is that the error in the tendon tension is 1% through the differential evolutionary algorithm. The errors between virtual model and the self-coding FEM model are assumed as the model error.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제9권3호
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• pp.369-379
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• 2015

Friction in a post-tensioning system has a significant effect on the distribution of the prestressing force of tendons in prestressed concrete structures. However, attempts to derive friction coefficients using conventional electrical resistance strain gauges do not usually lead to reliable results, mainly due to the damage of sensors and lead wires during the insertion of strands into the sheath and during tensioning. In order to overcome these drawbacks of the existing measurement system, the Smart Strand was developed in this study to accurately measure the strain and prestressing force along the strand. In the Smart Strand, the core wire of a 7-wire strand is replaced with carbon fiber reinforced polymer in which the fiber Bragg grating sensors are embedded. As one of the applications of the Smart Strand, friction coefficients were evaluated using a full-scale test of a 20 m long beam. The test variables were the curvature, diameter, and filling ratio of the sheath. The analysis results showed the average wobble and curvature friction coefficients of 0.0038/m and 0.21/radian, respectively, which correspond to the middle of the range specified in ACI 318-08 in the U.S. and Structural Concrete Design Code in Korea. Also, the accuracy of the coefficients was improved by reducing the effective range specified in these codes by 27-34 %. This study shows the wide range of applicability of the developed Smart Strand system.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.487-494
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• 2009

PSC 구조물에 사용되는 긴장재의 마찰계수는 긴장작업시 긴장력 관리를 위한 기본적인 정보가 된다. 그러나, 마찰계수는 국내외 설계기준별로 큰 차이가 있어 실무자들에게 혼란을 주어 왔다. 이 연구에서는 먼저 국내외의 관련 설계기준을 비교 분석하여 현재 통용되고 있는 마찰계수의 범위를 파악해 보았다. 그리고 긴장시의 신장량과 긴장력과 같은 실측값과 마찰계수에 대한 이론식을 조합하여 파상 및 곡률 마찰계수값을 역으로 유추할 수 있는 절차를 제안하였다. 예제로서 ILM, FCM 및 MSS 공법으로 시공된 국내 PSC 교량들을 대상으로 다양한 형상을 가진 텐던들에 제안된 절차를 적용하였다. 이를 통해 계산된 마찰계수값들을 설계기준이나 긴장시 가정되었던 값들과 비교하였으며, 이를 바탕으로 합리적인 마찰계수값의 범위에 대해 논하였다. 이 때 몇몇 교량에서는 lift-off 시험으로 고정단 긴장력을 추가적으로 측정하여 결과를 검증하는데 참조하였다. 파상 마찰계수의 경우 AASHTO 기준만큼 작은 값은 아니지만 국내 기준의 하한값에서 중간값 정도에 분포했다. 한편, 곡률 마찰계수는 국내 기준의 상한값에 가깝거나 이를 다소 상회하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.111-120
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• 2001

This paper aims at estimating instantaneous prestress losses by measuring the actual prestress forces in prestressed concrete (PSC) box girder bridges. Measurement were taken to study initial prestress losses such as friction losses and slip losses. A new strain gauge system was developed to measure strains in internal tendons. The system was installed on a total of 20 tendons in a PSC box girder bridges. The variation of prestress forces were monitored during prestressing tendon and after prestress transfer. The prestress losses are also calculated including friction losses and slip losses. The measured data were compared with the theoretical values. The result shows that the measured prestress forces agree well with the theoretical values. It is shown that prestress force of each strand in the same tendon is a bit different. This study also shows that prestress losses of continuity tendons during prestress transfer are significantly different each other, which results from the variety of buttress location and tendon profile. The present study provides realistic information on the estimation of actual prestress forces and losses in PSC box girder bridges.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.1723-1730
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• 2014

최근 건설기술이 발전함에 따라 강연선을 이용한 구조물 시공이 증가하고 있는 추세이다. 현재 강연선의 긴장력 계측을 위한 방법으로는 로드셀과 가속도계를 이용한 간접 추정방식을 주로 이용하고 있다. 그러나, 강연선이 PSC거더 내부에 삽입되어 시공되는 경우에는 장력측정에는 많은 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 강연선의 긴장력을 효과적으로 계측하기 위해 전기저항식 스트랜드미터를 개발하였다. 변형률 센서 부착 위치별, 스트랜드미터의 두께와 재료에 따른 영향을 실험을 통해 검토하여 최적의 스트랜드미터를 제안하였다. 또한, 29.9m의 PSC거더에 대한 실규모 검증실험을 수행하여 현장 적용성을 평가한 결과, 하중-변형률의 신뢰도가 높게 평가되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.727-735
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• 2012

최근 국내 기술로 기존의 PS 강연선보다 인장강도가 크게 증가한 2400 MPa급 고강도 강연선이 세계 최초로 개발되었다. KS D 7002는 2011년 고강도 강연선을 반영하는 개정을 통하여 고강도 강연선의 실용화를 뒷받침하였다. 그러나 고강도 강연선의 역학적 특성과 구조물 적용시 실제 성능에 대한 논의와 검증이 아직 미비한 실정이고 고강도 강연선의 적용을 위한 설계기준의 개정 여부 역시 자세한 검토가 이루어지지 않았다. 고강도 강연선의 실용화를 위해서는 이러한 성능 검증과 설계기준 검토가 우선 수행될 필요가 있다. 이 연구에서는 휨성능 검증 실험에 앞서 단면해석을 통해 휨거동을 예측하였으며 해석 결과를 바탕으로 국내외 설계기준을 비교 검토하였다. 또한 고강도 강연선의 적용에 따른 현 설계기준의 개정 필요성을 논의하였다. 휨거동 측면에서 집중적으로 논의된 부분은 강연선의 응력 추정이었으며 이와 관련하여 강연선의 항복점 정의방법, 고강도 강연선의 장기 손실, 부재 파괴시 강연선 응력 추정식, 부재 연성파괴를 보장하기 위한 인장지배변형률 한계를 논의하였다. 논의 결과 일부 개정 필요성이 제기되었으며 이에 대한 추가의 연구가 필요할 것으로 판단된다.