• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권6호통권73호
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• pp.725-736
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• 2004

최근 국내에서 I형 거더의 외부가 강재로 이루어지고 내부에 무근콘크리트가 채워져 합성된 거더에 프리스트레스를 도입하여 경간을 장대화할 수 있는 새로운 개념의 합성거더인 '강재로 구속된 프리스트레스트 콘크리트 합성거더(Steel-Confined Prestressed Concrete Girder; SCP Girder)'가 개발되었다. 또한 개발된 거더를 실물크기로 제작하여 시공성을 확인하고 정적하중 재하에 의한 파괴실험을 통해 공용 중 안전성에 대한 실험적 검증이 수행되었다(김정호 등, 2002). 그러나 SCP 합성거더의 실용화를 위해서는 교량 파손의 주원인이 주행하중의 영향에 의한 피로파손인 점을 고려하여 반복하중에 대한 피로거동의 연구 및 피로 안전성 확보가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 SCP 합성거더에 대한 피로거동 특성을 파악하고 피로설계를 위한 기초적인 자료를 제시하기 위해 피로실험을 실시하였다. 피로실험을 위한 시험체의 제작은 1등교에 해당하는 설계활하중(DB-24)에 대하여 10m 지간으로 설계 제작하였으며, 실험결과 도로교설계기준(한국도로교통협회, 2000)의 상세피로범주에 따른 허용피로응력범위를 초과하지 않는 것으로 나타났다. 또한 초기정적재하를 통해 설계의 타당성과 구조적 거동을 분석하였으며, 피로실험 종료 후 거더 외부를 이루고 있는 강재를 제거하여 내부콘크리트의 상태를 관찰하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제10권6호
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• pp.140-146
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• 2011

지능형교통체계(ITS) 정책의 일환으로 도로전광표지의 보급이 확대됨에 따라 그에 따른 유지보수의 비용 증가하고 있다. 본 논문은 도로전광표지의 공기저항 저감을 위하여 곡면 U형, 곡면 C형, 통풍형 공기저항 저감 구조를 제안하였으며 유동해석을 통해 제안한 공기저항 저감 표출부 함체의 풍하중 영향을 분석하였다. 풍직각 방향과 좌우 $45^{\circ}$ 방향, 상하 $45^{\circ}$ 방향에 대한 유동해석 결과, 곡면 C형 모델과 통풍형 세 가지 모델의 경우 풍방향 전 방향에 걸쳐 기본형 도로전광 표지에 대해 약 30% 정도의 풍하중 저감율이 있는 것으로 분석되었다. 또한 곡면 U형 모델은 기본형 도로전광표지 대비풍직각 방향과 풍방향 좌우 $45^{\circ}$ 방향에 대해서는 풍하중 저감효과가 있으나 풍방향이 상하 $45^{\circ}$ 방향으로 작용할 경우 풍하중 저감 효과가 미비한 것으로 나타났다. 향후 본 연구의 분석 결과를 토대로 도로전광표지의 공기저항을 줄여 태풍으로 인한 피해가 예상되는 곳에 적용 가능하고, 나아가 도로전광표지 지지구조물의 경량화가 가능해짐으로써 도로전광표지의 설치장소 제약을 완화시킬 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권10호
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• pp.63-72
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• 2011

초고층 건축물 기초의 고용량 하중 지지능력을 확인할 수 있는 가장 현실적인 방안인 고유압방식의 고용량 양방향 말뚝재하시험을 2개 현장에서 실시하였다. 고유압 복동식 양방향 말뚝재하시험은 정재하시험 시 재하용량 한계와 현장조건의 제약을 극복 할 수 있는 가장 현실적인 방안으로 볼 수 있었으며 고용량이 필요한 시험말뚝에 대한 재하시험에 매우 유용한 시험방법으로 판단되었다. 2개의 사례에서 계산된 설계하중 충족비는 각각 3.3, 2.1이었으므로 사례(P-2)에서 1방향 재하하중을 다소 작게 재하하였더라면 말뚝기초의 안정성을 실증적으로 확인하지 못하였을 것으로 판단되었다. 초고용량의 양방향 말뚝재하시험에서 설정한 최대하중까지 재하하더라도 말뚝 및 지반의 극한상태를 확인하는 것은 쉽지 않았으므로 대구경 현장타설말뚝의 극한지지력을 추정하기 위하여 2개의 고용량 대구경 현장타설말뚝에 대한 수치해석을 실시하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권6호
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• pp.667-674
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• 2022

침목플로팅궤도(STEDEF)의 콘크리트침목은 2개의 콘크리트블럭을 타이바로 연결하여 구성된 형태이며 침목방진패드 및 침목상자와 도상 콘크리트층에 매립되어 레일로 전달되는 열차하중을 지지하고 하중을 도상으로 분산시키는 역할을 수행하는 주요 궤도구성품이다. 침목방진패드는 열차의 반복운행에 따른 누적하중 증가, 장기간 사용에 따른 열화로 인해 재료적 성능이 저하되어 다른 궤도구성품의 손상을 유발할 수 있다. 실제 형상과 동일한 3D 모델링으로 운행하중 조건에서 발생되는 침목플로팅궤도구조의 거동을 파악하고, 수치해석을 통해 침목방진패드의 스프링강성 변화가 콘크리트침목의 손상에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과, 침목방진패드의 좌·우측 스프링강성 증가는 콘크리트침목의 최대 응력 및 인장응력, 변위는 증가하고 레일 직하부 침목의 최대 압축응력은 감소하며, 타이바접촉부 콘크리트에서 응력집중이 되는 것으로 분석되었다. 이는 현장조사결과의 콘크리트침목 손상유형과도 일치하는 것으로서 침목방진패드의 장기간 사용에 따른 스프링강성 변화는 콘크리트침목의 응력 증가를 초래할 수 있으며, 좌우 침목의 침하량의 차이가 증가되어 콘크리트침목의 손상에 영향을 미칠 수 있음을 해석적으로 입증하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.47-54
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• 2011

절토비탈면에서 발생되는 낙석에 대한 안정성을 확보하기 위해 설치되는 낙석방지 울타리는 기본적으로 12.5m 높이에서 400kg인 암괴가 낙하될 때 발생되는 50kJ의 충격에너지를 가정하여 설계되고 있다. 그러나 암괴의 크기가 커지거나 높이가 높은 곳에서 낙하하는 경우에는 기존의 낙석방지울타리로는 안정성 확보가 어려운 실정이다. 본 논문은 낙석해석프로그램을 이용하여 암괴중량에 따른 비탈면 높이, 울타리와의 이격거리, 경사각 등의 변화를 주어 낙석에 대한 안정성 분석을 실시하여 보았다. 해석결과 기존의 2.5m 높이의 낙석방지울타리는 설계하중 조건인 400kg 암괴가 낙석 될 때, 비탈면 높이가 20m 이내의 일부를 제외하고 대부분 낙석에 대해 안정성이 확보될 수 있으나, 20m 이상인 경우 낙석의 튀는 높이가 낙석방지울타리를 넘는 경우가 빈번하고 낙석의 충격에너지도 설계충격에너지 이상인 경우가 발생되는 결과를 얻을 수 있었다. 그러므로 낙석방지울타리의 설계 시 표준도에 준하여 설계하는 방식보다 지반조건에 따른 낙석의 안정성 검토를 실시한 후에 낙석 도약높이 및 충격에너지를 평가하여 낙석방지울타리를 설계하는 것이 적절할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권4호
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• pp.537-548
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• 2022

중하중의 교통하중은 포장체에 과도한 응력과 변형을 발생시키므로 이에 대응할 수 있는 포장 단면 설계가 중요하다. 항만 배후도로와 산업도로는 일반도로에 비해 중하중 교통의 비율이 높아 포장의 조기 파손으로 인한 문제가 다수 발생되고 있다. 국외의 경우 중차량의 통행이 많은 도로의 포장설계는 복합포장을 많이 적용하고 있다. 복합포장은 기존 포장의 설계수명을 2배 이상 증대시켜 보수비용 및 사용자 비용을 절감할 수 있는 경제적 포장 형식으로 인식되고 있다. 본 연구에서는 중하중 교통의 비율이 높은 산업도로와 항만 배후도로의 포장 장기 공용성을 확보할 수 있도록 롤러전압콘크리트 기층을 활용한 복합포장의 두께 설계 방안을 제안하고자 한다. 3차원 유한요소해석을 이용하여 포장의 재료물성 변화에 따른 역학적 거동과 장기 공용성을 검토하였으며, 계절별 컨테이너 트레일러에 의해 발생되는 롤러전압콘크리트 기층의 누적피로손상도을 고려하여 사용자가 쉽게 사용할 수 있는 카탈로그 설계를 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.9-20
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• 2023

고속도로 콘크리트 구조물은 제설제 사용량 증가로 구조물의 열화가 가속되고 있어 성능회복을 위해 단면복구공사를 실시하고 있다. 하지만, 보수공사 이후 보수부위에 균열, 들뜸 및 부착성능 저하 등의 재손상이 나타나고 있다. 본 연구에서는 먼저 해외 기준을 분석하였고, 공용 중인 콘크리트 구조물의 현장조사, 실내실험, 폐교량에 대한 시험시공을 통해 균열 방지 및 부착성능향상을 위해 강화된 기준을 제시하였다. 요구성능이 충족되는 재료는 모두 적용이 가능하도록 성능기반의 품질기준을 제시하였고, 재료별 상이한 시험방법도 일관성 있는 시험결과 분석을 위해 콘크리트 시험법으로 통일하여 제시하였다. 고려된 품질기준은 하중 저항을 위해 역학특성 분야로는 압축강도, 휨강도, 부착강도 기준을 마련하였고, 체적안정성을 위해 길이변화율, 균열저항성, 열팽창계수, 탄성계수를 기준을 마련하였다. 제설염해에 대한 저항성을 위해 내구성능 분야로는 염분침투저항성과 동결융해저항성 기준을 제시하였다. 본 연구에 의해 제시된 콘크리트 보수재료의 기준은 국내의 단면복구공사 품질향상에 기여할 것으로 기대된다.

• 대한교통학회지
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• 제22권5호
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• pp.75-87
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• 2004

우리나라 해안지역은 강풍의 빈도가 높고 세기도 크지만 아직까지 바람을 고려한 적정속도를 안내하는 시스템은 전무한 상태이다. 강풍이 부는 곳에서의 무리한 주행은 핸들 조작의 어려움으로 인한 사고 위험과 풍속을 고려하지 않은 과속으로 인한 전복사고 등의 위험이 크다. 이러한 측면에서 바람 잦은 곳 중 주요지점에 기상정보센서(WIS:Weather Information Sensor)를 설치하고 이로부터 실시간으로 측정된 기상정보를 바탕으로 차량의 구동력과 주행저항의 크기를 극대화하는 적정속도를 VMS를 통하여 제공하는 방안이 필요하다. 목포시에 건설예정인 목포대교를 대상으로 풍속별 적정 속도를 산출한 결과, 연중 평균 풍향인 남풍일 경우 교량의 입지(정남-북)에 따라 남측으로 주행하는 차량에 대하여 풍속이 8m/h이상일 경우에는 평상시와 달리 돌풍을 대비한 여유구동력이 큰 60km/h의 속도를 안내해 주는 것이 바람직 한 것으로 나타났다. 또한 2003년도에 발생한 태풍 매미 시 목포시의 풍속인 18m/s 일 경우 시속 40km/s에서의 주행저항은 1131N으로써, 이미 변속 4단에서의 구동력(약 1054N)으로는 극복할 수 없으므로 3단 이하에서 변속을 하여야 하며, 이때의 적정속도는 주행저항과 구동력간의 차이가 가장 크게 발생하는 40km/h인 것으로 분석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.430-437
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• 2001

최근 교량상 통과하중의 증대 및 교통량증대로 공용중의 교량의 바닥판은 가혹한 하중하에서 펀칭등의 파괴가 발생하여 사용상에 중대한 영향을 미치고 있는 실정이다. 이로 인한 바닥의 보수나 교체공사등이 급격히 증가되어 신속 간편하며, 보수시 교통통제를 최소화 할 수 있고 또한 신뢰성이 있는 바닥판 시공법이 필요하게 되었다. 따라서 본 연구의 목적은 교량구조물 바닥판의 신설/교체공사에 있어서 신속한 시공과 신뢰성 있는 품질관리, 교통통제의 최소화를 위해 공장 또는 제작장에서 바닥판 구조물의 주부재로서 I형강을 배치하고 거푸집(저판)을 조립하여 패널을 제작한 후 현장에서는 패널의 설치 및 연결부에 콘크리트를 타설하여 바닥판을 시공하는 공법을 개발하는데 그 목적이 있다. 따라서 본 연구에서는 I형강 합성바닥판 개발에 필요한 I형강 자체의 역학적, 구조적 특성에 대하여 기초적인 물성 실험인 정적. 피로성능 실험을 수행하였으며, I형강 합성바닥판 및 유사한 성능의 바닥판 시험체를 제작하여 정적실험을 수행 비교하였다. 그리고 본 실험 연구 결과 I형강 합성바닥판의 우수성을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권2호통권75호
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• pp.227-241
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• 2005

본 논문에서는 생애주기동안 발생하는 부식이나 일평균교통량 및 중차량의 통행량와 같은 사용환경에 의존하는 강교의 생애신뢰성에 기초한 생애주기비용(Life-Cycle Cost: 이하 LCC) 최적설계 방법론을 제안하였다. 강교 최적설계를 위한 LCC는 초기비용, 생애주기 기대유지관리비용, 생애주기 기대직접복구비용과 인적 혹은 물적손실비용, 도로이용자비용, 그리고 사회-경제 손실비용을 포함하는 간접복구비용을 현재가치의 합으로 정식화하였다. 이러한 LCC비용항목 중에서 생애주기 복구비용의 산정을 위해서는 하중과 저항이력에 의존하는 누적손확률로부터 산정되는 연파손확률이 고려되어야한다. 이를 위해 본 논문에서는 Nowak의 활하중 모델(1993)과 부식개시, 부식률, 그리고 재도장영향을 고려한 수정된 부식모델을 제안하였다. 이와같이 본 연구에서 제안된 LCC 최적설계 방법론은 3 경간연속(40m+50m+40m= 130m)의 실제 강박스거더교에 적용되었고, 사용환경에 대한 LCC의 효율성에 대해 비교 고찰하였다. 적용예를 통해 부식환경, 일평균교통량, 그리고 중차량의 통행량는 강교 LCC최적설계에 매우 중요한 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었으며, 이러한 교량의 사용환경인자들은 경우에 따라 LCC 최적설계에 대한 주요 변수로 고려되어야 할 것으로 판단된다.