• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1669-1674
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• 2008

여수로는 방류량 월류시 한계류 상태와 고유속의 사류상태가 복합적으로 일어나는 흐름형태를 가지고 있어 여수로의 방류능력에 대한 평가시 수치해석 및 수리모형 실험을 통해 검증하고 있다. 여수로의 방류능력은 여수로 월류부 전면부 바닥고, 월류부 상 하류 경사, 월류웨어고 뿐만 아니라 교대 및 교각의 형상에 의해 영향을 받는다. 또한 월류웨어부를 지나 사류의 흐름양상을 보이는 천이부의 형상 및 후면 교각의 연장에 따라서도 급경사수로부의 흐름이 급변하게 된다. 국내 대부분의 여수로는 전면부의 교각(Pier)형상이 구조적인 안정성을 이유로 직벽형 설계방법을 일반적으로 채택하고 있으며 국내 및 미개척국(USBR)의 설계기준 또한 여수로 교각과 교대부의 평면 형상만을 고려할 수 있도록 제시하고 있어 국내 대부분의 수리 구조물들이 획일적인 구조물 형상을 벗어나지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 수치 및 수리모형 실험을 통해 국내 대댐에 설계되어 있는 직벽형태와 본 연구에서 제시하고 있는 켄틸러버형의 교각형상에 따른 여수로의 수리적 흐름양상 및 방류능력을 비교하여 그 효과를 검토하였다. 검토결과 켄틸러버형태의 교각이 설치된 여수로의 경우 직벽형에 비하여 전면부 수위상승 및 흐름교란이 적게 발생하였으며, 방류능력 또한 개선되는 결과를 나타내었고, 후면 교각의 연장이 길고 점차 축소될수록 급경사수로부의 흐름이 안정적인 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1601-1604
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• 2006

본 연구는 교각주위에 발생하는 국소 세굴의 특성을 파악하기 위해 세굴공의 형태, 범위, 최대세굴심의 특성을 분석하였으며, 이를 위한 교각 형태의 변화에 따른 교각주위의 국소세굴 변화 양상에 관한 실험을 수행 하였다. 정적세굴조건을 유지하면서 평형상태에 도달한 후 전형적인 세굴공의 형태는 교각전면부에서 반원이고, 교각후면부에서는 반타원의 형태를 나타내었으며, 교각형상으로 인한 상대세굴심은 마름모일 때 가장 크게 나타났다. 최대 세굴심은 흐름이 교각과 부딪쳐서 하강류가 발생하는 지점인 교각전면부에 발생되었다. 이는 하강류가 교각 전면부에 세굴공으로부터 하상물질을 세굴공 외부로 이송시키는 역할을 하기 때문으로 판단된다. 마지막으로 본 실험을 통해 교각 후면부의 하류구간에서 교각에 의해 교란된 물의 흐름의 영향으로 인한 세굴공의 형상을 분석하여 보면 세굴공의 경사가 후면부에서는 완만하게 형성되어 있었고, 하류구간에는 세굴공에서 침식, 이동된 토사가 퇴적되어 하상이 원 하상고보다 높게 형성된 것을 관찰할 수 있었다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.10 no.1
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• pp.216-222
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• 2006

This study is a simulative Paper on scour around piers. As materials on the river bed have been changing through erosion, transportation and accumulation, so does the waterway's section. Analyzing them through the BOSS SMS. this study deals with the local-scour characters with the change of shapes in row piers which have been built in the identical direction of water flow.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.963-966
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• 2008

본 연구에서는 최근까지 유사관측을 수행하고 있는 금강본류 하도구간의 금남$\sim$공주 지점을 대상으로 하였다. 분석을 위하여 이 지점의 총유사량 산정에 영향을 미치는 부유사량 관측 및 수위, 유량과 같은 하천 흐름 등에 관한 과거의 자료를 수집 정리 하였다. 본 연구에서 적용하고자 하는 교량의 교각에 대한 기하학적 형상은 원형, 정사각형, 정팔각형, 장방형으로 하였으며 분석 모형은 SED2D-WES 모형을 이용하여 유역에 대한 교각의 형상이 미치는 영향에 대하여 연구 하였다. 그 결과 지름이 6m, 경간장 57m인 원형교각의 경우 교각에서 약 14.3m 떨어진 곳에서 최고 유속 0.75m/s가 발생되었으며, $6{\sim}6m$의 정사각형교각의 경우 교각으로부터 약 15.8m떨어진 곳에서 0.68m/s의 최대 유속이 발생하고 $6{\sim}6m$ 정팔각형교각의 경우 교각으로부터 약 16.2m떨어진 곳에서 0.65m/s의 최대유속이 발생하고, 마지막으로 $3{\sim}6m$ 장방형교각의 경우 교각으로부터 약 21m 떨어진 구간에서 0.63m/s의 최고 유속이 발생하는 것으로 나타났다. 대상유역의 길이가 길고, 유속이 낮으므로 유출지점까지 흘러내려가는 유사량보다 하천내에 유입된 유사가 그대로 퇴적되는 경우가 많아 24시간 분석결과 하상변동량은 퇴적량과 침식량을 합하여 약 0.22%정도 변동되는 것으로 나타났으며, 교각형상에 따른 하상변동특성으로 원형교각의 경우 세굴이 일어나는 지점은 교각에서 약 16.88m떨어진 지점까지 하상변동이 일어났으며, 정사각형 교각의 경우 교각에서 약 10.96m떨어진 지점까지, 정팔각형 교각의 경우 교각에서 약 6.32m떨어진 지점까지, 장방형 교각의 경우 교각에서 약 18.23m떨어진 지점까지 하상변동이 나타남을 알 수 있었다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.31 no.5
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• pp.539-552
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• 1998

When the pier is constructed in the cohesive be, the accuracy maynot be obtained because the equation for calculating the scour at piers is based upon the results which are analyzed through the experiments in the non-cohesive bed. In this paper, the variation of the depth of the pier scour occurred by constructing 5 types of pier in the channel having the cohesive material is examined. The experimental results are analyzed based upon Froude numbers and non-dimensional numbers which are indicated as the flow depths compared to the pier width. The results are also compared with the results obtained using the existing pier scour equations. In this paper, the shape factors, which can be used for calculating the scour depth of the pier in the cohesive channel bed, are suggested. The shape factors are indicated through the ratios between the scour depth at the circular pier and the scour depths at the different types of pier, and are suggested as two stages. In the first stage, in which the water depth compared to the pier width is less than 1.2, the shape factors are given as the equations. However, in the second stage the shape factors are given as the constant values. It is understood that the shape factors suggested in this paper can be properly usd for calculating local scour at piers in the bridges which are constructed in the cohesive channel bed having the characteristics of the bed material which is used in these experiments. Keywords : local scour, maximum scour depth, cohesive bed material, pier shape, pier, shape factor.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.16 no.5
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• pp.41-53
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• 2012

The objective of this study is to evaluate the seismic capacity of RC piers with small aspect ratios. Test specimens were selected from the prototype piers among existing national roadway bridges which are expected to fail in shear and/or complex shear-flexural mode. Two groups of full scale RC pier models were constructed with aspect ratios of 2.25 and 2.67. Quasi-static tests have been implemented to investigate the failure behavior of the RC piers in terms of the lap-spliced longitudinal reinforcing steel and the aspect ratio. It is confirmed that regarding its shear-flexural behavior, the pier is very sensitive to the aspect ratio or details. In the case of a test pier with highly lap-spliced longitudinal bars, the bond failure of lap-splice steels was the dominant cause of failure before the occurrence of flexure or shear-flexural failure, despite a slight change in the aspect ratio. Finally, based on the test results and analysis, this paper proposes formulas for the yielding and ultimate displacements of circular reinforced concrete bridge piers without seismic details. These formulas will be useful for the investigation and upgrade of the seismic capacity of bridge piers without seismic details.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.16 no.7
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• pp.4936-4941
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• 2015

This study(I) has analyzed hydraulic characteristics with pier shapes by the bridge construction. The pier shapes are classified into total six types such as square, rhombus, octagon, oval, round, and no-piers. One-dimensional model(HEC-RAS) and two-dimensional model (RMA-2) were employed to analyze hydraulic characteristics around bridge piers. Square and rhombus shapes of piers showed velocity vectors in the upstream direction, which has a significant impact on the river bed changes by erosion and sediment transport around the piers. The flow characteristics of the oval type pier was most similar to that of no-pier situation almost without disrupting the river flow. This analysis can help to select pier types in the new bridge construction for the future.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.16 no.8
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• pp.5716-5720
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• 2015

This study has analyzed the backwater effect by the bridge pier on the basis of the result on hydraulic characteristics with pier shapes in study(I), using a two-dimensional model(RMA-2) and an one-dimensional model(HEC-RAS). The pier shapes are classified into total six types such as square, rhombus, octagon, oval, round, and no-piers. The result of the backwater effect analysis showed that the backwater length is about 150 and 50m from HEC-RAS and RMA-2, respectively for all pier types. Although it is difficult to directly compare between results from the two models, the oval shape pier has shown similar results to the no-pier situation before the bridge construction in hydraulic characteristics. This analysis can help to select pier types in the new bridge construction for the future.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.28 no.2
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• pp.207-212
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• 2015

Bridges are designed and constructed as infrastructures in order to overcome topographical obstructions for fast and smooth transfer of human/material resources. Therefore the shape and size of piers constructed along the longitudinal bridge axis should be restricted by topographical conditions. Action forces of connections and piers are affected by pier shapes and sizes together with connection arrangement which decides load carrying path under earthquakes. In this study a typical bridge is modelled with steel bearings and reinforced concrete piers and seismic analyses are performed with analysis models with different arrangement of steel bearings and piers. From analysis results ductile failure mechanisms for all analysis models are checked based on strength/action force ratios of steel bearings and pier columns. In this way the influences of arrangement of connections and piers on the earthquake resistant capacity of typical bridges are figured out in view of forming ductile failure mechanism.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1737-1741
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• 2008

하천 개수나 치수를 위한 기초 연구의 일환으로 수치모형을 이용한 검증 및 예측 과정이 요구되어 왔고, 고전적인 수치모의 방법으로 결과 산출이 용이한 1차원 모형을 적용시켜 왔다. 1차원 모형의 경우 모의영역을 쉽게 넓힐 수 있고, 입력 자료가 간단하다는 장점이 있지만, 수직적이고 수평적인 흐름특성 변화 및 난류 구조를 보이는 3차원적인 자연하천 흐름을 종방향의 1차원적인 모의 결과를 이용하여 평가한다는 점에서 비현실적이다. 하천을 가로질러 교각이나 보와 같은 구조물이 위치하고 있거나, 좌우 비대칭적인 형상의 수로를 모의할 경우 흐름특성의 공간적인 분포는 단순한 단면 평균적인 개념으로는 설명되기 힘들다. 최근에야 비로소 수공학 관련 실무자들에 의해서 최소한 2차원 수치모형을 기본적인 평가법으로 도입해야 한다는 분위기가 감지되고 있으며, 일반적으로 한강과 같은 대하천을 모의할 경우, 대다수의 실무자들과 연구자들이 축척을 문제 삼아 수로 내부에 위치한 교각을 생략하여 2차원 모의를 수행하기도 한다. 따라서 본 연구에서는 수로 내부에 위치한 교각을 2차원 모의하는 방법에 대한 비교 평가를 수행하고자 한다. 동일한 격자를 이용하여 교각을 고려하지 않았을 경우와 교각 형상을 모의 영역에서 삭제하여 경계처리를 하였을 경우, 마지막으로 교각이 위치하고 있는 영역에 항력을 적용하였을 경우에 대해서 비교 평가한다. 이를 위하여 2차원 천수방정식을 흐름방정식으로 하는 유한요소모형을 구축하였으며, 모형의 검증을 위해 교각이 수로에 위치할 경우에 대한 실내 실험 자료와 비교한다. 또한 검증된 모형을 이용하여 교각이 포함된 한강의 일부 구간을 선정하여, 교각 모의 방법에 대한 비교 평가를 수행한다. 본 연구에서 구축된 자료 및 제시된 수치모형은 하천복원, 치수관리 측면에서 매우 유용하게 사용될 것으로 기대된다.