• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.343-351
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• 2010

도로교설계기준(건설교통부, 2005)에 따르면 바닥판 경간비(B/L)가 0.5이하인 박스거더교에서는 상부플랜지의 전폭이 휨 압축응력 또는 축압축응력에 대하여 유효한 것으로 볼 수 있다. 그러나 세그먼트 자중 등에 의한 휨모멘트와 케이블 수직압축력에 의한 합성응력이 발생되고 바닥판 경간비가 변하는 사장교의 시공단계에서는 전단지연의 영향범위가 다를 수 있다. 이 연구에서는 1면 케이블 콘크리트 박스 사장교를 대상으로 시공단계시 보강형에 고려되어야 할 합성응력에 의한 유효플랜 지폭을 분석하였다. 그 결과 바닥판 경간비가 0.38이하의 범위에서 보강형의 전폭을 유효플랜지폭으로 적용할 수 있는 것으로 해석되었다. 즉, 1면 케이블 박스 사장교의 경우 전단지연을 고려하여 할 범위가 박스거더교보다 커야할 것으로 분석되었다. 따라서 시공단계시 변화되는 바닥판 경간비의 크기에 관계없이 전폭을 유효플랜지폭으로 반영하는 실무관행은 안전측 설계가 되지 못할 수 가 있다. 또한 시공단계시 선단부를 제외한 영역의 합성응력에 대한 검토는 바닥판 경간비가 크게 나타나는 초기 시공단계에서는 단경간 구조계로 보고 산정한 유효플랜지폭을 적용할 경우 안전측 설계가 된다. 그러나 바닥판 경간비가 작아짐에 따라서는 전폭과 캔틸레버 구조계로 유효플랜지폭을 결정하는 것이 타당한 것으로 분석되었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.74-74
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• 2011

본 연구에서는 중앙경간 54m, 교폭 4m의 사장교형식의 보도교로 측경간은 계단으로 이루어진 1경간 케이블교량을 대상으로 보행하중에 의한 수직진동을 제어하기 위해 제진장치(TMD)를 적용하기로 하고 실물 TMD의 설계 및 제작 그리고 설치 및 제어성능실험을 수행하였다. 우선 사장교형식의 교량. 그리고 1경간 교량이라는 점에서 상대적으로 감쇠율이 낮을 것으로 예측되었고 또한 54m의 경간장이 보행자가 가진 주파수에 근접한 고유진동수를 나타낼 것으로 사료되어 Eurocode 2 part 2(EC5-2)의 규준에 따라 1인 및 다수 보행하중에 의한 보도교의 발생가속도를 산출하였다. 이 경우 최대가속도는 다수의 보행자가 연속적으로 진행할 때 발생하였으며, 수직방향의 가속도가 사용성기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한 구조해석프로그램에 의한 고유치 해석결과, 보행하중의 주파수대역내에 진동모드가 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 본 교량의 설계단계에 있어서 보행진동을 제어하기 위하여 유지관리가 용이한 수동형의 동조질량감쇠장치(Tuned Mass Damper)를 적용하기로 하였으며 TMD의 설계에서는 TMD의 제어목표를 만족시킬 수 있는 TMD의 가동질량(moving mass)을 우선적으로 결정하였고, 이로부터 Den Hartog의 제안식에 따라 TMD의 고유진동수비, 유효감쇠비를 산정하였다. 산정된 변수들을 이용하여 설계된 TMD는 현장설치 및 튜닝의 편의성을 고려하여 수평 외팔보형식으로 설계, 제작되었으며 제작된 TMD의 경우 회전축에 대해 질량, 스프링, 댐퍼의 중심거리를 조정함으로써 TMD의 진동수, 강성, 감쇠력을 상대적으로 매우 용이하게 조절할 수 있으며, 조정범위 또한 광범위하여 일반 TMD에 비해 현장설치시 대상구조물에 동조시키기가 용이하며, 작동시 마찰감쇠가 거의 없다는 장점이 있다. 현장설치전에 제작된 TMD를 대상으로 자유진동 시험을 통하여 질량의 중심거리, 스프링 크기 그리고 댐퍼의 설치유무를 각각 변화시키며 TMD의 자유진동 데이터를 취득하였다. 각각의 시험에서 얻어진 데이터로부터 스펙트럼해석을 통하여 고유진동수를 구하였고, 자유진동 파형으로 부터 감쇠비를 구하였다. TMD는 일반적으로 제어모드의 변형형상이 가장 큰 곳에 설치되었을 때 최대의 제진효과를 발휘할 수 있다. 그러나 현장여건상 설치가 불가능하거나 미관을 해치는 경우에는 가능한 범위 내에서 TMD 제어효율이 가장 크게 발휘할 수 있는 곳을 선택하여야 한다. 본 보도교의 경우, 중앙경간 중심부에서 가장 큰 모드변형형상을 나타내지만, 보도교의 상판 연결부 등에 따른 TMD 시공문제로 인하여 TMD 설치위치는 교량 중앙에서 양 방향으로 1.25m 떨어진 곳에 대칭으로 총 2기를 설치하기로 하였다. 일반적으로 TMD의 모든 설계변수는 구조물의 설계단계에서 수행된 구조해석결과에 근거하여 설정하므로 완공된 구조물, 즉 실제보도교의 동적특성을 계측하여 정확하게 진동수를 튜닝하여야 한다. 구조해석에 의한 보도교의 수직방향(TMD 작동방향) 고유진동수는 1.5225 Hz이며, 감쇠비는 규준에 의하여 0.6 %로 가정하였다. 그러나 이 값들은 구조해석모델 및 재료적 특성과 시공상의 오차에 의하여 실제와 다를 수 있으므로 현장계측에 의한 확인이 요구된다. 또한 TMD의 제진효율이 설계시의 목표대로 확보되었는지도 확인해야 하므로 현장튜닝 및 성능시험을 실시하였다. 보도교의 가진은 사전에 실시한 상시 미진동계측결과를 토대로 2Hz를 목표로 하여 인력가진실험을 수행하였고, 탁월진동 주파수는 1.9896Hz로 나타나 구조해석결과와 오차가 있음을 알 수 있다. 가진실험결과를 토대로 TMD의 진동수를 최적진동수비로 튜닝하고 인력가진 실험을 다시 실시하여 TMD의 진동제어성능을 검토하였다. TMD 튜닝 전, 후의 보도교 감쇠비를 비교한 결과, TMD를 설치함으로써 약 4.218%의 감쇠비 증가가 있음을 알 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.62-68
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• 2001

본 연구는 비부착 긴장재의 응력 변화와 균열분포 구간길이에 영향을 미치는 변수에 관한 연구로서, 일반철근의 양, 긴장재양, 경간/깊이 비, 작용하중 형태 등의 변수를 중심으로 실험을 실시하였다. 실험은 일련의 기존연구를 토대로 재검증이 필요한 부분에 관하여 이루어졌다. 실험결과, 일반철근의 양과 긴장재 양은 비부착 긴장재의 응력 변화에 영향을 미치는 중요한 변수인 것으로 나타났으며, 경간/깊이 비와 작용하중의 형태는 일반철근의 양에 따라 국부적으로 비부착 긴장재의 응력 변화에 영향을 미치는 변수로서 역할을 하는 것으로 나타났다. 실험결과는 Moon/Lim의 설계식과 ACI 규준식, AASHTO LRFD 규준식, Allouche 등의 설계식에 의하여 상호 비교되었다. 그 결과, AASHTO LRFD 규준식과 Moon/Lim의 설계식이 적절하게 비부착 긴장재의 응력을 평가하고 있었다.

• 전산구조공학
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• 제10권2호
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• pp.233-242
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• 1997

이 논문은 연속보의 동적 최적설계에 관한 연구이다. 본 연구에서는 연속보의 근사적인 최적제원을 결정하기 위하여 컴퓨터 프로그램의 실행결과를 이용한 기법을 이용하였다. 경간길이, 질량 및 휨강성이 변화하는 연속보의 자유진동해석과 이동 집중하중이 작용하는 경우 동적응답해석을 실행할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 모형실험 결과와 이론적인 해석결과가 잘 일치하여 해석결과의 타당성을 검증할 수 있었다. 설계효율을 나타내기 위하여 최대 동적응력, 경간사이의 응력차이, 이동 집중하중이 작용하는 점에서의 rms 처짐 및 전체지간의 총질량 등 4가지의 무차원 변수들의 선형결합으로 이루어지는 최적함수를 정의하였다. 3경간 연속보에 대한 해석결과 개략적인 최적제원을 갖는 연속보로 설계하는 경우 등간격의 등단면 연속보에 비해 설계효율을 개선할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.363-365
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• 2015

우리나라 연안에서 육지와 섬 사이를 연결하는 해상교량은 계속해서 건설하고 있는 추세이며 해상교량이 선박의 안전한 운항에 새로운 위험요소로 대두되고 있다. 반면에 내항여객선 선장 및 항해사는 무중 레이더만 믿고 항해하여야 하나, 레이더가 해상교량의 주경간 항로와 해상교량 건너편 상황을 탐지하기 어렵다는 레이더의 한계를 인식하지 못하고, 경험과 관행에 의해 무리하게 선박을 운항하고 있다고 판단된다. 이 글은 목포지방해양안전심판원의 관할해역에서 발생한 여객선 비금농협카페리호가 신안1교의 교각과 접촉한 사건의 개요와 원인을 살펴보고, 레이더에 의해 해상교량의 주경간 항로를 식별할 수 있는 대책마련의 필요성, 선박의 해상교량 통항을 위한 최소 가시거리 인식 필요성, 해상교량 주변에 피항지 지정 및 관리, 내항여객선의 VHF청취능력 개선, VTS센터와 한국해운조합 운항관리실의 업무협력 강화, 연안 여객선의 안전문화 정착 필요성, GPS Plotter 과신 주의 등의 교훈 및 개선사항을 제시하고 있다.

• 발명특허
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• 제30권2호통권344호
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• pp.56-61
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• 2005

1970년대 눈부신 경제발전을 이룬 한국은 고도의 경제성장을 통해 도시의 균형있는 발전을 이루게 되면서 경제선진국의 대열로 들어서게 되었다. 꾸준히 지속된 한국의 경제발전은 서울올림픽을 통해 정점을 이루었다. 이 결과 국민소득의 증가는 마이카 시대로 바뀌면서 도로 및 교량이 발달하게 되면서 외국 언론에서는 이를 "한강의 기적" 또는 "아시아의독일"이라 부르며 한국을 칭찬하였다. 그러나 1994년 10월 21일 아침에 일어난 성수대교 붕괴사고는 교각 10번과 교각 11번 사이의 현수경간 행거가 끊어지면서 경간의 48m가 붕괴되어 32명의 귀중한 생명을 빼앗음과 동시에 성장 한국의 이미지는 크게 훼손 되었다. 이에정부는 성수대교의 붕괴에 따라 기존 교량의 안전이 사회문제로 제기됨에 따라 1995년에 "시설물의 안전관리에 관한 특별법"을 제정하여 교량의 유지 및 안전관리에 일관되고 통일된 제도적 장치를 마련하였다. 이렇게 끔직한 사고가 발생한 성수대교의 붕괴원인은 트러스구조물의 철구조물 제작 및 용접과정에서 일어난 원천적인 부실시공과 준공 이후 설계하중을 초과한 과부하의 지속과 취약한 접합부위의 방치 등 관리 잘못이 복합적으로 작용해 일어난 것으로 밝혀지면서 우리사회의 부실관행에 경종을 울린 비극적인 사건이었으며 건설기술인에게는 반성의 계기로 교량 건설에 대한 새로운 신기술을 요구하게 되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.663-664
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• 2007

지중송전선로 건설공사에 154kV 장조장 케이블 드럼개발 및 트레일러 일체형 Under Roller 방식을 이용한 포설장비를 개발하여 현장에 적용함으로써 신기술 신개발 공법 적용으로 인한 국제경쟁력 향상 뿐만 아니라 접속경간의 장조장 설계로 케이블 접속개소 감소로 인한 공사비절감과 공사기간 단축에 크게 기여하였다. 이와 동시에 공사를 위한 도로점용 단축으로 민원발생을 크게 감소시켰다. 현행 도로법 규제로 케이블의 운반중량이 제한되었던 케이블 표준 경간을 450m에서 최대 700m까지 가능하여 접속개소의 유연성이 확보되었을 뿐만 아니라 토목구조물(전력구,관로등)공사의 다양한 설계방법을 적용할 수 있게 되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.874-882
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• 2002

현재, 깊은 보의 전단설계는 보통강도 콘크리트를 사용한 일반 보의 사인장 균열내력에 대한 실험식인 ACI 기준에 기본을 두고 시행되고 있지만, 고강도 철근콘크리트 깊은 보의 전단거동에 대한 자료는 매우 제한적이다. 따라서, 본 실험연구의 목적은 고강도 철근콘크리트 깊은 보의 전단거동을 이해하고 ACI 설계 기준의 안전율을 파악하기 위한 것이다. 상부 2점 대칭하중을 받는 22개의 고강도 콘크리트 깊은 보의 전단내력에 대한 실험결과를 나타내었다. 콘크리트 압축강도는 800kgf/$\textrm{cm}^2$이며, 주요 변수로는 전단경간비, 전단철근의 양 및 배근 형태 등이다. 실험결과로부터 전단철근의 전단저항에 대한 효율성은 ACI 기준에서 제시하는 순 경간깊이비(1n/d) 보다는 전단경간비가 크게 관계되었으며 전단경간비가 0.75 이상에서 수직 전단철근이 수평 전단철근보다 전단저항에 더 효율적이었다. 고강도 철근콘크리트 깊은 보의 전단내력을 예측하기 위하여 실험결과들과 전단마찰이론에 근거해서 ACI 기준식을 수정, 제시하였다.

• 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.