• 제목/요약/키워드: steel bridge

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Behavior of a steel bridge with large caisson foundations under earthquake and tsunami actions

  • Kang, Lan;Ge, Hanbin;Magoshi, Kazuya;Nonaka, Tetsuya
    • Steel and Composite Structures
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    • 제31권6호
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    • pp.575-589
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    • 2019
  • The main focus of this study is to numerically investigate the influence of strong earthquake and tsunami-induced wave impact on the response and behavior of a cable-stayed steel bridge with large caisson foundations, by assuming that the earthquake and the tsunami come from the same fault motion. For this purpose, a series of numerical simulations were carried out. First of all, the tsunami-induced flow speed, direction and tsunami height were determined by conducting a two-dimensional (2D) tsunami propagation analysis in a large area, and then these parameters obtained from tsunami propagation analysis were employed in a detailed three-dimensional (3D) fluid analysis to obtain tsunami-induced wave impact force. Furthermore, a fiber model, which is commonly used in the seismic analysis of steel bridge structures, was adopted considering material and geometric nonlinearity. The residual stresses induced by the earthquake were applied into the numerical model during the following finite element analysis as the initial stress state, in which the acquired tsunami forces were input to a whole bridge system. Based on the analytical results, it can be seen that the foundation sliding was not observed although the caisson foundation came floating slightly, and the damage arising during the earthquake did not expand when the tsunami-induced wave impact is applied to the steel bridge. It is concluded that the influence of tsunami-induced wave force is relatively small for such steel bridge with large caisson foundations. Besides, a numerical procedure is proposed for quantitatively estimating the accumulative damage induced by the earthquake and the tsunami in the whole bridge system with large caisson foundations.

CALS oriented design/fabrication information system for steel bridges

  • Isohata, Hiroshi;Fukuda, Masahiko;Watanabe, Sueo
    • Steel and Composite Structures
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    • 제3권1호
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    • pp.13-32
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    • 2003
  • In this paper design and fabrication information system for steel bridge construction is studied and proposed according to the progress of Construction CALS/EC in the construction industry in Japan. The data exchange in this system bases on the text file as well as CAD data with simplified drawings. The concept of this system is discussed following the analysis on the issues of the conventional system. The application of the product model is also discussed including effects and issues on the inspection system. This paper is based on the study carried out by Special Committee on Construction CALS of JASBC to which author belong.

강합성 단면을 가진 사장교의 와류진동 발생 예측 (Prediction of Vortex-induced Vibration of the Cable-Stayed Bridge with Steel Composite Deck)

  • 조재영;조영래;이학은
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2007년도 정기총회 및 학술발표대회
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    • pp.449-453
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    • 2007
  • After over a century of effort by researchers and engineers, the problem of bluff body flow, in particular vortex shedding frequency, remains almost entirely in the empirical, descriptive realm of knowledge. Computational methods have been systematically applied for vortex-induced vibrations of the cable-stayed bridge with steel composite deck by unsteady wind loadings due to vortex-shedding. The focus of this paper is to predict the vortex-induced vibration of the cable-stayed bridge with steel composite deck based computational fluid dynamics(CFD).

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튜브형 트라이빔과 합성 지주를 사용한 교랑난간의 충격거동 (Impact Performance of Bridge Rail Composed of Composite Post and Tubular Thrie Beam)

  • 고만기;김기동
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.313-325
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    • 2001
  • 14TON 밴 형식의 트럭에 대응할 수 있는 튜브형 트라이빔 교량난감을 제안하였다. 이 교량난간은 합성형 지주에 연결된 튜브형 트라이빔과 철재 가드빔으로 구성되어 있는데, 튜브형 트라이빔은 다양한 범퍼 높이를 갖는 차량에 대응할 수 있고 기존의 교량 난간에 비해서 교량난간의 시종점부와 가드레일 사이를 보다 완벽하게연결할 수 있는 장점이 있다. 가드레일 지주로 사용되는 것과 동일한크기의 철재 파이프에 콘크리트를 충전한 합성형지주가 단순히 철재 파이프의 크기를 키운 것보다 강성 및 극한강도를 증대시키는데 효율적임을 확인하였다. 개발된 시스템에 대하여 $14Ton-80km/h-15Y^{\circ}$의 충돌조건으로 실차 충돌실험을 실시하였는데 NCHRP Report 350의 실험레벨 4의 평가항목을 모두 만족하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이 시스템이 국내의 S2 등급으로 분류될 수 있음을 보여주었다.

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단경간 강박스거더교의 교량형상계수별 경관선호도 분석에 관한 연구 (Landscape Preference over Single-Spaned Steel Box Girder Bridge by Bridge Shape Parameters)

  • 김락기;금기정;양계승;임성빈
    • 대한교통학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.7-18
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    • 2006
  • 본 연구는 단경간 강박스거더교를 대상으로 교량의 형태적 특성인 교량형상계수를 변화시켜가며 3D Simulation을 평가매체로 하여 경관선호도를 조사, 분석하고 경관선호도를 결정하는 시각적 선호인자와 물리적 선호인자를 분석하여 경관선호도를 향상시킬 수 있는 방안을 제시하고자 하였다. 그 결과 경관선호도가 가장 높은 것으로는 거더가 얇고 곡률이 많이 적용되며 교대를 내측으로 기울인 내측형 경사벽으로 구성된 경관으로 나타났고, 경관선호도가 가장 낮은 것으로는 거더가 가장 두껍고 곡률이 적용되지 않았으며 교대를 내측으로 기울인 내측형 경사벽으로 구성된 경관으로 나타났다. 경관선호도에 차이를 나타내는 시각적 선호인자는 높이에 관한 개방성에서 가장 큰 차이를 보이고 있으며, 독특함에 관한 심미성에서 가장 작은 차이를 보이고 있는 것으로 분석되었다. 단경간 강박스거더교의 경관선호도에 영향을 미치는 인자를 추출한 결과 시각적 선호인자로는 심미성과 개방성이 추출되었으며, 물리적 선호인자인 교량형상계수로는 거더의 높이비, 거더의 곡률, 교대의 각도 모두가 경관선호도에 영향을 미치는 인자로 간주될 수 있었다. 연구의 결과, 경관을 고려한 단경간 강박스거더교를 설계할 때는 거더의 높이를 구조적으로 안전한 수준범위내에서 가장 얇게 적용하고, 거더에 곡률을 안전한 수준범위내에서 최대 값을 적용하며. 교대의 각도는 수직형 면벽보다 외측형 경사벽을 적용하는 것이 경관선호도를 향상시키는 것으로 분석되었다.

횡방향철근 상세에 따른 원형기둥의 내진성능 (Seismic Performance of Circular Columns considering Transverse Steel Details)

  • 이재훈
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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    • pp.259-266
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    • 2000
  • This study was conducted to investigate the seismic behavior assessment of circular reinforcement concrete bridge piers particularly with regard to assessing the displacement ductility curvature ductility response modification factor(R) and plastic hinge region etc, The experimental variables of bridge piers test consisted of transverse steel details amount and spacing different axial load levels etc. The test results indicated that reinforcement concrete bridge piers with confinement steel by the code specification exhibited suffcient ductile behavior and seismic performance. Also it is found that current seismic design code specification of confinement steel requirements may be revised.

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교량용 강ㆍ콘크리트 합성 바닥판의 실험적 구조성능 (An Experimental Structural Performance of Steel Concrete Hybrid Deck for Bridge)

  • 정연주;정광회;구현본;김병석
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.524-529
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    • 2003
  • This paper presents a experimental structural performance of steel-concrete hybrid bridge deck, which has studs to connect steel plate and concrete and T beam to improve structural performance, by steel plate shape, studs and load location. It proved that steel-concrete hybrid deck has a high structural performance and lightweight due to the efficient use of steel plate as a structural member, which has only used as formwork. In failure mode, few specimen failed at punching shear and many specimen at concrete crushing, therefore proved it has sufficient stability to punching shear which is the most frequent damage of bridge deck. Steel-concrete hybrid deck of plane steel plate has a high structural performance, and that of corrugated steel plate has a high reduction of weight.

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특별직교이방성 이론에 의한 포스트 텐션된 교량의 해석(II) - 강 판형교 - (Analysis of Post-tensioned Bridge by Specially Orthotropic Laminate Theory (II) - Steel Plate Girder Bridge)

  • 김덕현;원치문;이정호
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2001년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.141-146
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    • 2001
  • A post-tensioned steel plate girder bridge with cross-beams is analyzed by specially orthotropic laminate theory. The cross-sections of both girders and cross-beams are WF types. The result is compared with that of the beam theory. This bridge with simple support is under uniformly distributed vertical load, and axial loads and moment due to post-tension. In this paper, finite difference method for numerical analysis of simple supported bridge is developed. Relatively exact solution is obtained even with small number of meshes. Theory and analysis method of specially orthotropic laminate plates used in this paper can be used in design of new bridges, and maintenance and repair of old bridges.

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강박스거더 지점부 다이아프램 맨홀의 보강방법에 따른 거동 (Behaviors According to the Reinforcing Method of the Support Diaphragm Manhole in Steel Box Girder Bridge)

  • 이성행;김경남;정경섭
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제17권6호통권79호
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    • pp.649-660
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    • 2005
  • 강박스거더교 다이아프램의 맨홀은 지금까지 경험적으로 설계하여, 강교제작에 과도한 비용을 유발시키는 한 요인이 되고 있다. 다이아프램 맨홀 제작의 경제성과 효율성을 제고시키기 위해서는 다이아프램 맨홀부의 정확한 거동분석을 통한 검토가 필요하다. 본 논문에서는 강상자형교 지점부의 다이아프램 맨홀의 거동 분석을 위해 현장실측과 구조해석이 수행되었다. 여러 가지 맨홀 형상들에 대한 상세 구조해석을 통하여, 강박스거더교의 지점부 다이아프램 맨홀의 적절한 보강방법에 대하여 제안하였다.

내진 모사하중에 의한 스테인레스강 와이어 보강 교각의 응답 (Response of Bridge Piers Retrofitted by Stainless Steel Wire under Simulated Seismic Loading)

  • 최준혁;김성훈;이도형
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제21권4호
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    • pp.343-350
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    • 2009
  • 본 연구에서는, 비내진 설계된 철근콘크리트 교각에 대해 스테인레스강 와이어 메쉬와 고강도 침투성 폴리머 몰탈을 사용한 내진보강 기법을 제안하였다. 본 연구의 목적을 위해, 총 6본의 비내진 설계된 교각 실험체에 대해 반복 가력 실험을 수행하였다. 실험결과, 주철근 겹이음을 갖는 비내진 설계된 교각 실험체에 대한 내진보강이 필요하다는 것을 알 수 있었고, 본 연구에서 제안된 보강 기법은, 비내진 설계된 교각의 강도, 강성 및 에너지 소산능력에 증진 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한, 제안된 보강 기법은 비탄성 변위 영역을 경험하는 교각의 강도 저감 완화와 함께 연성도 증진에도 효과가 있을 것으로 기대된다.