• Title/Summary/Keyword: 교량 설계

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Landscape Design Method and View Point Field of Suspension Bridges (현수교의 경관설계 방법과 시점장)

  • 양승현;김창환;한재익
    • Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture
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    • v.29 no.2
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    • pp.50-60
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    • 2001
  • 교량설계에 있어서는 교량의 기능과 안전성, 경제성 등 구조 광학적인 면을 고려하여 설계하게 되는데 최근에는 교량의 경관설계에 관해서도 많은 관심을 갖고 있다. 그러나, 국내에선 교량의 구조적인 측면에서의 연구는 활발하게 이루어지고 있으나 교량의 경관설계에 대한 연구는 거의 이루어지고 있지 않다. 따라서, 본 연구의 목적은 교량의 구조 공학적인 판단과 경관 공학적인 판단에 의해서 교량 형식을 결정하는 방법과 선호도가 높은 현수교의 시점장을 분석하는데 있다. 교량형식을 결정하는 방법은 기초설계단계에서 Seen 경관을 고려하여 교량의 유형을 결정하고, 교량의 구조적인 정.동역학적 검토와 Seen경관.Sequence 경관 등을 고려하여 교종의 형식을 결정하게 되는 각 단계별 설계조건에 따른 교량설계 방법을 흐름도로 제시하였다. 또한, 현수교의 시점장의 범위를 정량적으로 나타내기 위해서 교량전체에 대한 시선입사각, 가까운 쪽의 주탑에 대한 시선입사각, 가까운 쪽 주탑의 외관 크기에 대한 연직시각, 교량전체가 시야에 들어올 수 있는 수평시각 등을 주시실험 자료와 Professional 현수교의 사진에 의한 구조형태의 비율 등을 측정하여 분석 교차한 결과 교량전체에 대한 시선입사각 $\alpha$=(15$\pm$7.5)$^{\circ}$, 가까운 쪽의 주탑에 대한 시선입사각 V=(30$\pm$7.5)$^{\circ}$, 가까운 쪽 주탑의 외관 크기에 대한 연직시각 18$^{\circ}$$\leq$$\delta$27$^{\circ}$, 교량전체가 시야에 들어올 수 있는 수평시각 $\theta$$\leq$60$^{\circ}$의 시점장을 얻을 수 있었다.

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Comparative Seismic Design of Bridges with Lead Rubber and Steel Bearings for the Ductile Failure Mechanism (지진격리교량과 강재받침교량의 연성파괴메커니즘에 의한 비교내진설계)

  • Kook, Seung Kyu
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.26 no.1A
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    • pp.173-181
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    • 2006
  • Many isolated bridges are designed and constructed after the introduction of the seismic design. However those bridges designed in engineering fields have unnecessarily high serviceability limit and brittle failure mechanism, which do not satisfy the seismic design concept. Such design results are due to the excessive substructure stiffness of the conventional design method as well as the misunderstanding of the seismic design method. In this study an isolated bridge designed with the conventional design method is selected and the same bridge with steel bearings is modelled for the comparative seismic design. From the comparison, the seismic design procedures satisfying the required performance levels are provided for the two bridges. It is confirmed that the isolated bridge requires more complicated design procedure with trial and error methods and reanalyses but provides higher serviceability limit compared to the bridge with steel bearings. However, because the required serviceability limit can also be obtained by adjusting substructure stiffness, it is a resonable seismic design process that an isolated bridge is to be considered as an alternative design when the ductile failure mechanism is not obtained with a bridge with steel bearings.

Reliability-Based Optimum Design of High-Speed Railway Steel Bridges Considering Bridge/Rail Longitudinal Analysis and Bridge/Vehicle Dynamic Effect (교량/궤도 종방향 해석 및 교량/차량 동적영향을 고려한 고속철도 강교량의 신뢰성 최적설계)

  • Lee, Jong-Soon;Ihm, Yeong-Rok
    • Journal of the Korean Society for Railway
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    • v.12 no.6
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    • pp.974-982
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    • 2009
  • To improve the effectiveness and economics the bridge design methodology considering the bridge/rail longitudinal analysis and bridge/vehicle dynamic effect suggested in this study. The reliability-based Life-Cycle Costs(LCC) effective optimum design is applied to a 2-main steel girder bridge, 5$\times$(1@50m) for comparison with conventional design, initial cost optimization and equivalent LCC optimization. As a result of the optimum design based on reliability, it may be stated that the design of High-Speed railway bridges considering the bridge/rail longitudinal analysis and bridge/vehicle dynamic effect are more efficient than typical existing bridges and LCC optimization without respect to bridge/rail longitudinal analysis and bridge/vehicle dynamic effect. The result of optimization design considering the interaction, design methodology suggested in this study, is higher than result of initial cost optimization design in initial cost, but that has the advantage than result of initial cost optimization design in expected LCC.

A Study on the Standard Design Criterion and Discussing Procedure for the Construction of Bridge on the Water (해상교량 건설 설계 기준 및 절차에 관한 연구)

  • Lee, Yun-Sok;Park, Young-Soo;Cho, Ik-Soon;Jung, Chang-Hyun
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2007.12a
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    • pp.296-298
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    • 2007
  • 국내 해상교량에 건설에 있어서 일반적인 절계 기준에 대한 제도가 정착되지 않아 항만을 이용하는 관계자와 해상교량을 건설하는 주체와의 갈등이 지속적으로 반복되고 있는 실정이다. 이는 항만 이용자 측면에서는 항만의 경쟁력 확보를 위해 선박 통항에 지장을 초래할 수 있는 해상교량에 대해 보다 엄격한 설계 조건을 요구할 수밖에 없고, 반면 해상교량 건설자 입장에서는 교량 건설에 따른 경제성을 고려해야 하므로 일정 규모 이상의 교량건설이 현실적으로 불가능하기 때문이다. 본 연구에서는 국내외 해상교량 관련 기준 및 절차 등에 대한 분석을 기초로 설계 기준 초안을 작성하여 해상교량 건설 관계자(항만협회, 건설교통부, 건설회사, 지차체 등)와 항만 이용자(도선사협회, 선박회사 등), 그리고 해양계열 대학 전문가의 의견을 충분히 수립하여 국내 실정에 적합한 해상교량 설계 기준안을 제시하고자 한다.

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Verification of bridges Design criteria for Continuous PSC Box Bridge of High Speed Railway Using Field Test (고속철도 연속 PSC Box 교량에 적용한 설계기준의 현장계측에 의한 검증)

  • Kang, Kee Dong
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.18 no.1
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    • pp.53-58
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    • 2006
  • The aim of this paper is to verify the dynamics stability of the continuous PSC Box bridges on the high-speed Kyoung-bu railway when a high-sped train runs through it. An experimental study was carried out to investigate the dynamic behaviors of the PSC Box railway bridge, which had ben designed based on dynamic design criteria. As a result, it was determined that PSC Box railway bridges possess enough dynamics stability for use by high-speed trains. According to the result of a field test (dynamics measuring analysis) that was conducted, an application of the natural frequency of train speed and the adjustment of the bridge's span length will allow one to come up with a more economical and suitable bridge design. Furthermore, it was found that the continuous control of the bridge's dynamic behavior and the bridge's maintena nce require the recording of data. The results of this study are very important in evaluating the structural stability of high-speed line bridges.

Vibration Serviceability Assessment of High-performence Steel Bridge (고성능강 적용 교량의 진동사용성 평가)

  • Kim, Tae-Min;Kim, Dong-Hwan;Kim, Moon-Kyum
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.710-713
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    • 2011
  • 본 논문에서는 교량의 주부재에 교량용 고성능강을 적용하여 설계해 본 후, 이러한 적용이 교량의 진동사용성에 어떠한 영향을 미치는지 그 영향을 분석해 보고자 한다. 최근들어 교량상의 구조적인 결함이 없더라도 진동에 의해 교량을 통행하는 운전자나 보행자에게 불안감을 주는 경우가 빈번히 발생하기 때문에 진동사용성이란 문제는 보다 부각되고 있다. 특히 고성능강이 개발되고 이를 교량에 적용하게 되면 허용응력의 증가로 이어져 거더의 형고감소를 가능하게 한다. 그러나 이러한 형고의 감소는 교량의 휨강성을 저하시켜 사용성의 악화를 초래할 것이란 예측이 있었다. 따라서 본 연구는 차량-교량의 상호작용에 의해 발생하는 진동영향의 분석을 위해 유한요소해석 프로그램인 Abaqus 6.10을 이용해 수치해석을 수행하였고 이때의 진동영향을 평가했다. 차량-교량 상호작용의 해석을 위해 ASSHTO 기준의 HS 20-44 차량을 해석 대상교량 위로 주행하도록 하였다. 해석대상교량은 인장강도가 각각 600MPa와 800MPa인 교량용 고성능강재(HSB, High-Performance Steel for Bridge)를 적용하여 주거더를 설계한 강플레이트 거더교를 대상으로 삼았다. 차량이 교량을 통과하면서 발생하는 교량의 경간 중앙부에서 발생하는 수직진동의 시간이력을 분석하여 진동평가의 기준으로 삼았다. 해석결과 HSB600과 HSB800으로 각각 설계된 교량은 가속도이력에서는 큰 차이가 없었으나 변위이력에서는 HSB800적용 교량이 진동사용성 측면에서 매우 불리한 거동을 보였다. 따라서 고성능강 적용에 따른 교량의 진동사용성을 평가하기 위해서는 변위를 기준으로한 평가가 이루어져야하며, 변위의 진동을 제어하기 위한 방안이 모색되어야 할 것으로 판단된다.

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Strengthening of an Existing Bridge for Achievement of Seismic Performance (내진성능 확보를 위한 기존교량의 보강)

  • Kook, Seung-Kyu
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.22 no.2
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    • pp.181-187
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    • 2009
  • After introduction of the earthquake resistant design code, it is required to achieve seismic performance of existing bridges as well as earthquake resistant design of new bridges. The achievement of seismic performance for existing bridges should satisfy the no collapse requirement based on the basic concept of earthquake resistant design, therefore, various methods with different strengthening scale should be suggested according to bridge types and importance categories. At present for typical bridges, most studied and applied strengthening methods are bearing change, pier strengthening and shear key installation for improvement of seismic performance. In this study a typical existing bridge, for which earthquake resistant design is not considered, is selected as an analysis bridge. Design changes are carried out to satisfy the no collapse requirement by way of the ductile failure mechanism and seismic performances are checked. It is shown that the seismic performance of existing bridges can be achieved by way of redesign of bridge system, e.g. determination of pier design section for substructure and change of bearing function for connections between super/sub-structure.

Aesthetic Bridge Design using Creative Thinking (창의적 사고력을 이용한 미학적 교량 설계)

  • Kim, Nam-Hee;Koh, Hyun-Moo
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.29 no.3A
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    • pp.217-225
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    • 2009
  • Bridge design is a problem-solving process whose level of design quality strongly depends on how to relate design constraints with feasibile design objectives in conceptual design stage. This paper has focused on how to create bridge shapes using creativity toward better looking bridge appearances in conceptual design stage. The term creativity in this study does not refer to the creation of something from nothing but to the reorganization of existing concepts. Such creativity includes not only enlarging the number of structural forms which is established based on the relationship between form and statics but also combining bridge design with artistic components like an architectural style. Also, this study has investigated the usefulness of graphic statics as a structural analysis tool showing the analysis results visually to generate bridge forms in conceptual design stage. It is expected that the proposed way of generating bridge forms in this study to be used not only for practical purpose but also for educational purpose regarding the aesthetic bridge design serving as a new education paradigm.

Design Analysis of Launching Noses by the Proposed Design Equation (최적설계 제안식을 이용한 ILM 압출추진코의 설계분석)

  • Lee, Hwan-Woo;Ahn, Tae-Wook;Jang, Jae-Youp
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.404-407
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    • 2009
  • ILM(incremental launching method) 교량공법은 품질확보에 효과적인 프리스트레스 콘크리트 교량공법으로 인정받고 있다. 이 공법에 의해 시공되는 교량의 상부단면은 시공 중에 지간의 중앙부와 지점부에 일시적이나마 모두 위치하게 된다. 앞선 연구에서 압출 중인 ILM 교량의 상부단면에 발생하는 단면력의 변화를 간편하게 예측할 수 있는 해석식을 개발하였다. 그리고 개발된 해석식을 이용하여 매개변수들의 변화에 따른 상호작용의 영향을 분석하여 많은 대안들이 검토되는 초기 설계단계에 유용한 설계식도 제안하였다. 본 논문에서는 압출중인 ILM 교량의 상부단면에 발생하는 단면력을 효과적으로 제어위해 유도된 해석식을 이용하여 현재 국내 공용중인 ILM 교량의 설계수준을 검토하였고, 상부구조의 최적설계를 위한 방안을 제시하였다.

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Development of precast concrete barrier using drainage facility (배수시설을 내제한 프리캐스트 교량 방호벽 개발)

  • Han, Sejong;Hyeon, Jisu;Kim, Yoon Ki
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.221-221
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    • 2018
  • 국내에 대부분 교량은 빗물이 원활하게 배수되도록 사전에 강우에 대비하여 배수시설을 설계하도록 되어있다. 다수의 교량에서는 점배수와 선배수의 방식을 사용하여 설계 되고 있으나 외부로 노출되어야하는 구조적 문제로 인해 설계시에는 검토되지 않으나 도시미관을 저해하는 요소가 된다. 본 연구에서는 도시미관개선을 위해 교량의 배수시설을 내제한 프리캐스트 교량 방호벽의 개발과 내부에 내제된 배수관의 배수성능을 3차원 모형인 Fluent 모형을 통해 수치해석을 수행하였으며, 교량 측구에서의 흐름 및 횡배수관의 유입에 관해 3차원 흐름을 확인하였다.

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