• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.731-740
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• 2008

본 연구는 하부 절곡강판과 T형강을 D16mm 스터드 전단연결재를 이용하여 콘크리트와 일체화시킨 교량용 강합성 바닥판의 피로 거동 및 피로성능을 평가하기 위한 것이다. 제안된 강합성 바닥판의 피로성능 평가를 위하여 총 8본의 시험체가 제작되었으며, 각각의 시험체에 3 종류의 일정진폭을 가진 피로하중이 재하되었다. 피로실험결과, 피로균열은 강합성 바닥판 하부 절곡강판의 절곡점에서 발생하여 상부 T형강으로 진전되는 것으로 나타났으며, 피로하중에 따라 시험체의 변위 및 변형률이 증가하고 피로균열발생 후 변위와 변형률이 급격히 변화하였다. 제안된 강합성 바닥판의 피로강도는 도로교설계기준 및 도로교설계기준 피로상세 범주의 자료가 된 NCHRP 102와 NCHRP 147 보고서의 피로실험결 과와 비교하여 평가한 결과 대상 강합성 바닥판은 피로상세 범주 C에 해당하는 것으로 평가되었다.

• International Journal of Railway
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• 제3권3호
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• pp.83-89
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• 2010

This paper attempts to extract the fundamental dynamic properties, i.e. natural frequencies, damping ratios of the 48 m-long, $20^{\circ}$ skewed real bridge with PSC girders wrapped by a steel plate. The forced vibration test is achieved by mounting 12 Hz-capacity of artificial oscillator on the top of bridge deck. The acceleration histories at the 9 different locations of deck surface are recorded using accelerometors. From this full-scaled vibration test, the two possible resonance frequencies are detected at 2.38 Hz and 9.86 Hz of the skewed bridge deck by sweeping a beating frequency up to 12 Hz. The absolute acceleration/energy exhibits much higher in case of higher-order twist mode, 9.86 Hz due to the skewness of bridge deck which leads asymmetric situation of vibration. This implies the test bridge is under swinging vertically in fundamental flexure mode while the bridge is also flickered up and down laterally at 9.86 Hz. This is probably by asymmetric geometry of skewed deck. A detailed 3D beam-shell bridge models using finite elements are performed under a series of train loads for modal dynamic analyses. Thereby, the effect of skewness is examined to clarify the lateral flickering caused by asymmetrical geometry of bridge deck.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제12권3호
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• pp.267-281
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• 2001

Transient and quasi-steady-state vertical vibrations of a multi-span beam steel bridge located on a single-track railway line are considered, induced by a superfast passenger train, moving at speed 120-360 km/h. Matrix dynamic equations of motion of a simplified model of the system are formulated partly in the implicit form. A recurrent-iterative algorithm for solving these equations is presented. Excessive vibrations of the system in the resonant zones are reduced effectively with passive dynamic absorbers, tuned to the first mode of a single bridge span. The dynamic analysis has been performed for a series of types of bridges with span lengths of 10 to 30 m, and with parameters closed to multi-span beam railway bridges erected in the second half of the $20^{th}$ century.

• 한국안전학회지
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• 제23권2호
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• pp.87-97
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• 2008

일선대교는 복부 파형강판 복합교랑 형식으로서 연장파 폭원으로는 세계 최대의 규모이다. 총 14개 경간으로 구성된 일선대교는 압출공법(ILM)에 의하여 12개 경간이 연속구조로 건설되고 나머지 2개 경간은 동바리공법(FSM)에 의하여 건설된다. 본 논문에서는 동일한 구조형식으로는 국내에서 최초로 건설되며 해외에서도 유례가 없는 광폭과 장경간의 복부 파형강판 복합교량인 일선대교를 압출공법에 의하여 시공하면서 수행된 구조 안전성분석과 관련된 주제들을 다루고 있다. 이러한 과정을 통하여 지간-형고비, 복부 파형강판의 전단응력, 그리고 압출추진코의 최적 길이 등이 파형강판 복합구조 교량의 시공중 및 사용중 안전성에 큰 영향을 미칠 수 있는 것으로 분석되었다. 특히, 일선대교와 같은 복부 강재구조를 갖는 복합교량은 박스거더, 추진코, 그리고 연결 격벽의 강성차가 크기 때문에 기존의 방법에 의한 단면력 분석은 적합하지 않은 것으로 확인되었다. 이에 따라 압출 추진코의 길이, 구조물의 강성 등을 변수로 압출중 최대 부모멘트에 대한 검토를 수행하였으며 최종적으로는 상세 구조해석을 통하여 구조물의 시공 중 안전성을 확인하였다.

• 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.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.41-42
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• 2010

최근 강구조 형식에 상단부가 강재로 구속된 콘크리트로 이루어진 획기적인 교량형식인 S.B합성거더가 개발된 바 있다. S.B합성거더는 강재로 구속된 콘크리트가 압축력을 받아 강성이 높고 강재의 좌굴에 대한 저항력을 증강시키며 압축부가 강재대신 콘크리트로 일부 대체되어 강재소요량이 적어 경제적인 강-콘크리트 합성 구조이다. 본 논문에서는 최근 개발된 S.B 합성거더의 특징을 조사하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권1호
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• pp.59-71
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• 2023

Corrosion of the headed studs shear connectors is an important factor in the reduction of the durability and mechanical properties of the steel-concrete composite structure. In order to study the effect of stud corrosion on the mechanical properties in the negative moment region of steel-concrete composite beams, the corrosion of stud was carried out by accelerating corrosion method with constant current. Static monotonic loading was adopted to evaluate the cracking load, interface slip, mid-span deflection, and ultimate bearing capacity of four composite beams with varying corrosion rates of headed studs. The effect of stud corrosion on the stiffness of the composite beam's hogging moment zone during normal service stage was thoroughly examined. The results indicate that the cracking load decreased by 50% as the corrosion rate of headed studs increase to 10%. Meanwhile, due to the increase of interface slip and mid-span deflection, the bending stiffness dropped significantly with the same load. In comparison to uncorroded specimens, the secant stiffness of specimens with 0.5 times ultimate load was reduced by 25.9%. However, corrosion of shear studs had no obvious effect on ultimate bending capacity. Based on the experimental results and the theory of steel-concrete interface slip, a method was developed to calculate the bending stiffness in the negative bending moment region of composite beams during normal service stage while taking corrosion of headed studs into account. The validity of the calculation method was demonstrated by data analysis.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권6호
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• pp.745-757
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• 2023

In order to study the fatigue performance of the flat steel plate-lightweight aggregate concrete hollow composite bridge slab subjected to fatigue load, both static test on two specimens and fatigue test on six specimens were conducted. The effects of the arrangement of the steel pipes, the amplitude of the fatigue load and the upper limit as well as lower limit of fatigue load on failure performance were investigated. Besides, for specimens in fatigue test, strains of the concrete, residual deflection, bending stiffness, residual bearing capacity and dynamic response were analyzed. Test results showed that the specimens failed in the fracture of the bottom flat steel plate regardless of the arrangement of the steel pipes. Moreover, the fatigue loading cycles of composite slab were mainly controlled by the amplitude of the fatigue load, but the influences of upper limit and lower limit of fatigue load on fatigue life was slight. The fatigue life of the composite bridge slabs can be determined by the fatigue strength of bottom flat steel plate, which can be calculated by the method of allowable stress amplitude in steel structure design code.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.133-139
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• 2016

합리적인 설계 온도하중을 산정하기 위하여, 강상자형교의 시험체가 실물 규모로 제작되었다. 박스단면의 크기는 폭 2.0m, 높이 2.0m, 길이 3.0m이며, 슬래브의 두께는 17 cm이다. 온도 게이지를 사용하여 1년간 온도를 측정하였다. 또한 인근에 시험체와 유사한 방향으로 설치된 같은 형식의 실교량에서도 같은 기간에 온도를 측정하였다. 교량시험체는 21지점, 실교량에서는 19지점에서 온도를 측정하고 각 측점에서 측정온도를 통계 처리하여 추세선과 표준 오차를 산정하고, Euro code에서 제시한 대기온도 $24^{\circ}C{\sim}38^{\circ}C$에서 각 지점의 유효온도를 산정하였다. 교량시험체 모형에서는 $35^{\circ}C$이상에서 Euro code와 실교량과 비교하여 유효온도가 $2^{\circ}C{\sim}3^{\circ}C$ 정도 높게 산정되었다. 제시된 시험체와 실교량에서 Euro code에 대한 유효온도의 상관계수는 87.4%, 93.2%로 계산되었다. 국내 도로교설계기준에 따르면 합성교에서 최고기온은 $40^{\circ}C$로 규정하고 있는데 이는 본 연구에서 산정된 실교량과 Euro code의 유효온도와 거의 근접하는 것으로 평가된다. 각 지역별 최고 온도에 대한 Contour map에서 산정한 대기온도별 최고온도와 본 연구에서 제시한 유효온도를 접목하면 국내 교량 설계 시 각 지역의 특성을 고려한 설계기준이 확립될 수 있을 것이다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.928-933
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• 2004

Despite the number of steel bridges being under in service more than 50 years reaches about 50$\%$ in present, the quantitative estimation in maintenance on steel railway bridges is not possible because a ton of the field data in the bridges have not been plentifully accumulated. Therefore, a series of field tests on the steel plate girder bridge, the typical types of steel railway bridges, are executed, and the stress characteristics of main members in steel plate girder railway bridges are quantitatively estimated in this study.