• 제목/요약/키워드: steel girders

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플레이트 거더의 수평보강재 필요 강성에 관한 해석적 연구 (Numerical Study on Required Stiffness of Longitudinal Stiffener in Plate Girders)

  • 이건준;박용명;김병준;박찬희
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.43-52
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    • 2016
  • 본 연구에서는 판 형상의 수평보강재가 한쪽에만 설치되는 통상적인 보강 웨브에서 수평보강재의 필요 강성에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 실제 교량용 플레이트 거더는 대부분 비대칭 단면이지만 제작성을 감안하여 수평보강재를 통상 웨브 높이의 1/5인 0.2D 부근에 설치하고 있다. 이러한 점을 감안하여 보강재가 0.16D~0.24D 범위에 설치되는 조건에 대해 단면의 비대칭성과 웨브의 형상비를 고려하여 수평보강재의 강성비(${\gamma}^*$)에 따른 고유치 해석을 수행하고 좌굴강도를 평가하였다. 이로부터 AASHTO LRFD 기준의 좌굴강도를 만족하는 수평보강재의 필요 강성을 제안하였다.

Reliability improvement of nonlinear ultrasonic modulation based fatigue crack detection using feature-level data fusion

  • Lim, Hyung Jin;Kim, Yongtak;Sohn, Hoon;Jeon, Ikgeun;Liu, Peipei
    • Smart Structures and Systems
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    • 제20권6호
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    • pp.683-696
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    • 2017
  • In this study, the reliability of nonlinear ultrasonic modulation based fatigue crack detection is improved using a feature-level data fusion approach. When two ultrasonic inputs at two distinct frequencies are applied to a specimen with a fatigue crack, modulation components at the summation and difference of these two input frequencies appear. First, the spectral amplitudes of the modulation components and their spectral correlations are defined as individual features. Then, a 2D feature space is constructed by combining these two features, and the presence of a fatigue crack is identified in the feature space. The effectiveness of the proposed fatigue crack detection technique is experimentally validated through cyclic loading tests of aluminum plates, full-scale steel girders and a rotating shaft component. Subsequently, the improved reliability of the proposed technique is quantitatively investigated using receiver operating characteristic analysis. The uniqueness of this study lies in (1) improvement of nonlinear ultrasonic modulation based fatigue crack detection reliability using feature-level data fusion, (2) reference-free fatigue crack diagnosis without using the baseline data obtained from the intact condition of the structure, (3) application to full-scale steel girders and shaft component, and (4) quantitative investigation of the improved reliability using receiver operating characteristic analysis.

H형강 교량의 성능개선을 위한 다단계 온도프리스트레싱 효과 분석 (Effects of Multi-stepwise TPSM on Improving the Behavior of H-beam bridge)

  • 안진희;김준환;정치영;김상효
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.527-537
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    • 2007
  • H형강 교량은 공장에서 압연 제작한 H형강을 주형과 가로보로 사용함에 따라 품질 및 관리가 용이하고 공장제작으로 현장작업 및 공사기간의 단축과 보강재의 설치량이 적은 단순하고 경제적인 교량형식이다. 본 연구는 기존 H형강 교량의 지간 및 단면 효율 개선을 위한 방법으로 다단계 온도프리스트레싱(Multi-Stepwise TPSM) 공법을 H형강 교량에 적용하여 도입효과 및 적용지간을 분석하였다. 구조해석결과 H형강교의 다단계 온도프리스트레싱 효과는 H-$900{\times}300$형강을 이용한 30m 5주형 H형강교량을 기준으로 기존 플레이트 거더 교량의 높이를 50.7~55.1%, 중량을 24.1~26.2% 수준으로 감소시킬 수 있는 것으로 평가되었다. 또한 7주형 H형강교량의 주형수를 5주형으로 감소시켜 경제적인 교량건설이 가능한 것으로 나타나 온도프리스트레싱이 도입된 H형강 교량은 기존 H형강과 비교하여 중소지간용 교량으로 충분한 경제성을 가질 수 있을 것으로 판단된다.

온도 효과를 이용한 일부 타정식 사장교의 키-세그먼트 폐합법 (New Key-Segment Closing Method Using Thermal Effect for Partially Earth-Anchored Cable-Stayed Bridges)

  • 원정훈;윤지현;조광일;김상효
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.121-129
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    • 2008
  • 본 연구에서는 FCM 공법으로 건설되는 사장교의 최종 시공 단계인 키-세그먼트 폐합 방법으로 기존의 set-back과 reset-back 방법 대신 온도 효과를 이용한 폐합방법을 제안하여, 이를 일부 타정식 사장교에 적용하였다. 제안된 방법은 키-세그먼트 폐합 전 캔틸레버 상태인 교량 시스템의 중앙 경간부 거더 내부에 인위적인 가열 작업을 하여 거더를 신장시킨 후 키-세그먼트 폐합 후 연속교 상태에서 가열을 제거하는 방법으로, 가열 작업과 가열 제거 작업시의 시스템 변화를 이용하여 교량 시스템에 인위적인 부재력을 발생시키는 방법이다. 기존의 자정식 사장교를 일부 타정식 사장교로 변경 후 시공단계 해석을 수행한 결과, 인위적으로 발생된 부재력은 일부 타정식 사장교의 구조 시스템 특징에 부합하여 거더부의 압축력을 감소시키므로 제안된 방법은 일부 타정식 사장교에 효과적으로 적용될 수 있는 것으로 판단된다.

단면변형의 효과를 포함한 강상자형 거더의 엄밀한 해석 (An Exact Analysis of Steel Box Girders with the Effects of Distortional Deformation of Sections)

  • 진만식;이병주;김문영
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.11-20
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    • 2004
  • 본 연구에서는 직선 강상자형 거더의 단면변형에 의한 변형 및 응력계산을 위한 Matlab 해석프로그램을 개발하고자 한다. 이를 위하여 단면변형이론을 요약하고 빔유사이론을 제시한다. 이후 탄성지반위의 보-기둥부재의 지배방정식을 제시하고, 일반화된 고유치해석을 통하여 집중 및 분포하중을 받는 보요소의 엄밀한 강성행렬을 계산한다. 본 연구의 효율성과 정확성을 입증하기 위하여 격벽을 갖는 상자형 거더의 뒤틀림응력을 계산하고 유한요소해와 비교한다.

장지간 교량을 위한 PSC-I형 거더의 단면 설계변수 연구 (A Study on the Design Parameters of the PSC I-Type Girders for Long Span Bridges)

  • 심종성;오홍섭;김민수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제12권6호
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    • pp.13-22
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    • 2000
  • In order to resolve the problem of increasing traffic entailed by the economic development, road system is reorganization and new highways are built, and long span bridges over 40m are being constructed in environmental and aesthetic considerations. Most long span bridges that are currently being constructed are in general steel box girder and preflex girder bridges; however these types of breiges are less efficiency than PSC I-type girder bridges in terms of construction cost and maintenance. Therefore, in these study, structural efficiency of PSC I-type girders based on section parameters, concrete compressive strength and other design parameter is observed to develope new PSC I-type girder for long span bridges. As a results of analysis, most important design parameters that control the stress of the girder are found to be the top flange width and the height of girder. In this light, the relationship between the two variables is determined and cross-section details of the girder that most appropriates for the long span bridges are proposed. The use of high strength concrete appears to increase the general design span however the increase rate of the span from increasing concrete ultimate strength appears to be reduced depending on the span. Also, the optimal girder spacing is determined through the parameter studies of design span using the proposed girder.

Field distribution factors and dynamic load allowance for simply supported double-tee girder bridges

  • Kidd, Brian;Rimal, Sandip;Seo, Junwon;Tazarv, Mostafa;Wehbe, Nadim
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제82권1호
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    • pp.69-79
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    • 2022
  • This paper discusses the field testing of two single-span double-tee girder (DTG) bridges in South Dakota to determine live load distribution factors (LLDFs) and the dynamic load allowance (IM). One bridge had seven girders and another had eight girders. The longitudinal girder-to-girder joints of both bridges were deteriorated in a way that water could penetrate and the joint steel members were corroded. A truck traveled across each of the two bridges at five transverse paths. The paths were tested twice with a crawl speed load test and twice with a dynamic load. The LLDFs and IM were determined using strain data measured during the field tests. These results were compared with those determined according to the AASHTO Standard and the AASHTO LRFD specifications. Nearly all the measured LLDFs were below the AASHTO LRFD design LLDFs, with the exception of two instances: 1) An exterior DTG on the seven-girder bridge and 2) An interior DTG on the eight-girder bridge. The LLDFs specified in the AASHTO Standard were conservative compared with the measured LLDFs. It was also found that both AASHTO LRFD and AASHTO Standard specifications were conservative when estimating IM, compared to the field test results for both bridges.

철도용 SCP합성거더교의 LCC 분석에 관한 연구 (Life Cycle Cost Analysis of SCP Composite Girder Bridge for Railroad)

  • 김대성;조선규;권책;최영민
    • 한국철도학회논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.244-249
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    • 2006
  • Recently, the SCP(Steel Confined Prestressed concrete) composite girders are developed to improve the characteristic such as displacement, vibration, and heavy dead load due to influence of self weight, and inefficiency of steel section of exiting girder-type railroad bridges. It is needed to verify the economical effciency of newly developed SCP composite girder bridge compared with the conventional girder-type bridges. In this paper, LCC analysis for alternative railroad bridges Is performed and its technique based on level of risk(probability of failure) is suggested. From the results, it may be stated that SCP composite girder bridge is more economical than a conventional one.

LRFD에 의한 2경간 연속 강교량 주부재의 최적화 설계 (Optimal Design of I-type Girder in 2 Span Continuous Steel Bridges by LRFD)

  • 국중식;신영석
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.78-85
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    • 1999
  • In this study, I-type girders used as main members of a two span continuous steel bridge, are optimally designed by a Load and Resistance Factor Design method(LRFD) using an numerical optimization method. The width, height web thickness and flange thickness of the main girder are set as design variables, and light weight design is attempted by choosing the cross-sectional area as an object function. The main program is coded with C++ and connected with optimization modul ADS, which is coded with FORTRAN. The results of the program show that the stress constraints of noncomposite section during the initial construction stage become active in the positive moment area and the service limit state constaints become active in the negative moment area.

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ILM 시공시 발생할 수 있는 하중조합에 대한 강교량 주형의 국부좌굴 연구 (A Study of Local Buckling of Steel Bridge Girders subtended to Possible Load Conditions during Construction by Incremental Launching Method)

  • 염응준;강민철;황민오;강영종
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2004년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.203-209
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    • 2004
  • Recently, various and new special methods of construction about steel bridges have been tried, and the study about local buckling under this methods have been performed too. But because of various cases, structural analysis is performed to check safety for each step of construction, and this is not efficient and economical method for time and manpower. So, for solution of this problems, general method about checking safety needs to he developed. In this study, local buckiling of web of girder due to various load cases under construction by ILM(Incremental Launching Method) will be studio considering various parameters such as forces, aspect ratio, boundary condition and so on. Also interaction curve will he plotted for each case.

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