• Journal of KIBIM
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• v.12 no.1
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• pp.10-22
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• 2022

Prefabricated bridges require strict management of tolerance during fabrication and assembly. In this paper, digital engineering models for prefabricated bridge components such as deck, girder, pier, abutment are suggested to support information delivery through the life-cycle of the bridge. Rule-based modeling is used to define geometry of the members considering variable dimensions due to fabrication and assembly error. DfMA(design for manufacturing and assembly) provides the rules for ease of fabrication and assembly. The digital engineering model consists of geometry, constraints and corresponding parameters for each phase. Alignment and control points are defined to manage tolerances of the prefabricated bridge during fabrication and assembly. Quality control by digital measurement of dimensions was also considered in the model definition. A pilot bridge was defined virtually to validate the suggested digital engineering models. The digital engineering models for DfMA showed excellent potential to realize prefabricated bridges.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.19 no.3
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• pp.1-9
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• 2015

Due to the increasing number of deteriorated bridges worldwide, the importance of maintenance and replacement of existing bridges are being emphasized. Cast-in-place concrete deck which is mainly applied to deck replacement of existing bridges have problems such as deterioration concerns by initial crack, labor cost increase, difficulties of maintenance and replacement, construction time increase, and indirect cost increase by traffic congestion. On the contrary, a precast concrete deck is considered as an effective alternative because of its quality assurance and accelerated construction. The connection method ensuring the required strength and durability is especially important, because the connection part of the precast concrete deck is vulnerable to cracks and leakage. Therefore, this study proposes precast bridge decks with ribbed connection which are more improved than existing bridge deck joints, and flexural performance is verified through various parameter tests.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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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.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.27 no.1
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• pp.55-63
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• 2015

Prefabrication technologies are making bridge construction safer and less disruptive to the environment and traveling public, making bridge designs more constructible and, improving the quality and durability by shifting site work to a more controllable environment. Modular bridge substructures with concrete-filled steel tube (CFT) piers and composite pier caps were suggested to realize accelerated bridge construction. The precast segmental pier cap consists of a composite pier table and precast prestressed segments on the table. The pier table has embedded steel section to mitigate stress concentration at the connection by small tubes. Each bridge pier has four or six CFT columns which connect to the pier cap. Shear strength of the pier cap was obtained by extending vertical reinforcing bars from the table to the precast segment. Transverse prestressing was introduced to control tensile stresses by service loadings. Structural performance of the proposed modular system was evaluated by static tests. Design requirements of the composite pier cap were satisfied by continuous reinforcing bars and prestressing tendons. Standardized modular substructures can be effectively utilized for the fast replacement or construction of bridges.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.11 no.2
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• pp.241-249
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• 1999

To estimate the compressive strength of concrete more realistically, relative large number of data are necessary. However, it is very common in practice that only limited data are available. The purpose of the present paper is therefore to propose a realistic method to estimate the compressive strength of concrete with limited data in actual site. The Bayesian method of statistical analysis has been applied to the problem of the estimation of compressive strength of concrete. The mean compressive strength is considered as the random parameter and a prior distribution is selected to enable updating of the Bayesian distribution of compressive strength of concrete reflecting both existing data and sampling observations. The updating of the Bayesian distribution with increasing data is illustrated in numerical application. It is shown that by combining prior estimation with information from site observation, more precise estimation is possible with relatively small sampling. It is also seen that the contribution of the prior in determining the posterior distribution depends on its sharpness or flatness in relation to the sharpness or flatness of the likelihood function. The present paper allows more realistic determination of concrete strength in site with limited data.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.19 no.4
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• pp.57-66
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• 2015

This paper is a preliminary study to apply the lightweight concrete slabs reinforced with GFRP (glass fiber reinforced polymer) bars to the bridge deck slabs or some other concrete structures. So, some different behaviors between the conventional steel reinforced concrete slab and the lightweight concrete slab reinforced with GFRP bars were investigated. For this purpose, a number of slabs were constructed and then the three point bending test and numerical analysis for these slabs were performed. The flexural test results showed that the lightweight concrete slabs reinforced with GFRP bars were failed by the shear failure due to the over-reinforced design. The weight and failure load of the GFRP bar reinforced lightweight concrete slabs were 72% and 58% of the steel reinforced concrete slab with the same dimensions, respectively. Results of the numerical analysis for these slabs using a commercial program, midas FEA, showed that the load-deflection curve could be simulated well until the shear failure of the slabs, but the applied loads and the deflections continuously increased even beyond the shear failure loads.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.3
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• pp.312-320
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• 2020

3D scanning began in the field of manufacturing. In the construction field, a BIM (Building Information Modeling)-based 3D modeling environment was developed and used for the overall construction, such as factory prefabrication, structure construction inspection, plant facility, bridge, tunnel structure inspection using 3D scanning technology. LiDARs have higher accuracy and density than mobile scanners but require longer registration times and data processing. On the other hand, in interior building space management, relatively high accuracy is not needed, and the user can conveniently move with a mobile scan system. This study derives considerations for the development of Simultaneous Localization and Mapping (SLAM)-based Scan Backpack systems that move freely and support real-time point cloud registration. This paper proposes the mobile scan system, framework, and component structure to derive the considerations and improve scan productivity. Prototype development was carried out in two stages, SLAM and ScanBackpack, to derive the considerations and analyze the results.

• Korean Journal of Construction Engineering and Management
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• v.15 no.3
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• pp.128-135
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• 2014

This paper studied design of slip form system considering the erection of a pylon mock-up. The height of the pylon is 10 m. A rectangular hollow cross-section was considered. The outer and inner dimensions of the pylons were varied with respect to the height. The thickness of 1 sides among the 4 faces were varied. Accordingly the slip form was designed to respond to continuous changes in its dimensions and thickness. Structural analysis was conducted to examine structural safety of the slip form. Virtual construction by BIM proved its practicality. The developed design technologies were successfully applied to the erection of a 10m high pylon executed for field verification test.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.23 no.3
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• pp.281-287
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• 2011

Recently, bridge construction technology has made great progress from development of high performance materials and new bridge types. However, most technology are based on methods of cast-in-place and material cost saving. The method of cast-in-place concrete causes environmental damages and costumer complaints. Especially, under bad weather conditions, the construction can not proceed. To overcome these disadvantages, new construction methods were developed to reduce construction time. These methods are called precast method. Most prefabricated methods have been applied to superstructure constructions of bridges, but very minutely applied to substructure constructions. The most important agendas on precast method are light weight and transportability of the precasted members, because very strict transporting specifications exist for road transportation of the precasted members. For example, the weight and length of coping members may be larger than the available transporting vehicles. Although column is constructed by precast method to save construction time, if coping member is constructed by cast-in-place method, then the column construction time reduction becomes meaningless. Therefore, in this study, a new precast coping member and a connecting system of column-coping member are proposed. The proposed method is verified by analyzing their ultimate performance through analysis and experimental study.

• 주택과사람들
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• no.54 s.71
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• pp.185-206
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• 1996

1.건설제도의 국제화와 경쟁기반 구축 $\bullet$건설산업을 기획$\cdot$설계$\cdot$시공$\cdot$감리$\cdot$사후관리 등 전 분야에 걸쳐 경쟁력 있는 산업으로 육성-기획$\cdot$설계$\cdot$시공$\cdot$감리$\cdot$유지관리 등 건설산업 전반에 관한 기본사항을 법제화-대규모 공사의 경우 발주자를 대신하여 건설공사의 기획$\cdot$설계$\cdot$발주$\cdot$감리$\cdot$시공관리 등 업무의 전부 또는 일부를 종합적으로 조정$\cdot$관리하는 $\lceil$건설사업관리$\rfloor$제도를 도입 $bullet$건설공사 $\lceil$현장실명제$\rfloor$도입을 통한 하도급제도의 정비-전문건설업자로부터 하도급, 위탁, 고용 등의 형태로 공사에 참여하는 현장근로자를 신고 받아 권익을 보호하고 시공책임도 부과하는 $\lceil$현장실명제$\rfloor$도입 $\bullet$공사완성보증제, 손해배상보증제도를 도입하고, 신용상태 $\cdot$시공능력에 따라 보증 요율 등을 차등화 하여 부실업체를 배제 $\bullet$건설공사관련 각종 계약서와 시방서 등 제기준을 정비하여 발주자$\cdot$시공자 등 건설주체간의 역할과 책임을 명확화$\bullet$건설분쟁을 신속하고 객관적으로 조정$\cdot$중재하기 위하여 $\lceil$건설분쟁중재원$\rfloor$으로 확대 개편 2. 건설인력의 육성과 고용안정$\bullet$경쟁력 제고의 관건인 우수인력 확보를 위하여 대학교육 제도의 개선을 포함한 건설 인력 수급대책을 추진 - 대학의 건설관련 학과 정원을 2000년까지 매년 일정규모로 증원하여 고급기술 인력을 배출 현재 50$\%$에 불과한 건설관련 국가기술자격자를 2000년에 70$\%$까지 제고 - 감리 등 전문인력을 양성하고, 선진외국 감리 회사를 활용하여 국내 업계와의 경쟁을 유도 $\bullet$건설현장의 최일선에서 품질을 담당하고 있는 건설기능공의 고용안정과 복지향상을 위한 획기적인 대책을 마련 - 건설기능공의 자긍심과 사회적 책임의식을 고취하기 위해 기능공이 여러 현장을 전전하여 근무하더라도 경력관리, 공제금 등의 합산 관리가 가능하도록 $\lceil$건설 근로자 복지카드$\rfloor$제도를 도입 *$\lceil$건실시연구단$\rfloor$을 구성$\cdot$구체적인 운영방안을 수립 - 건설 업체 실정에 맞는 현장위주의 기능검정제도 도입 $\cdot$자격증이 현장에서 요구되는 기능수준과 숙련도를 제대로 반영할 수 있도록 검정방법을 현장 실기위주로 개선하고 자격검정업무도 건설협회 등의 자격 검정능력을 향상시켜 위탁$\cdot$시행하는 방안을 검토 3. 공사시행기관의 전문성과 책임성 제고 $\bullet$시장이 개방되어 건설공사가 국제적인 관행에 따라 이루어질 것에 대비하여 시행기관에 계약$\cdot$공사관리 등 전문직공무원을 집중 교육하여 양성 $\bullet$ 조달청이 대행하여 공사계약을 하는 경우라도 설계변경은 발주기관이 자체적으로 할 수 있도록 허용 $\bullet$ 기술직 공무원의 기술향상을 위하여 관련 공무원의 확충, 해외연수, 현장교육 강화 등을 지속적으로 추진 $\bullet$ 충분한 사전조사를 거쳐 사업계획을 수립하도록 $\lceil$건설공사 시행절차$\rfloor$를 규정 $\bullet$ 공사기간 3년 이상의 공사에 대하여는 최대한 계속비사업으로 편성토록 계속비제도의 운영을 활성화 4. 건설현장의 품질관리체제 구축 $\bullet$ 현장배쳐플랜트 설치를 확대하여 레미콘의 품질관리를 일원화하고 현장에서 레이콘을 배합하는 건식공법을 채택 - 현장레미콘생산시설(B/P)설치 확대로 콘크리트 하자에 대한 책임한계 일원화 유도 - 레미콘 재료인 골재$\cdot$시멘트$\cdot$물을 공장에서 혼합하여 공급하는 현행 습식배합 대신에 물만을 현장에서 혼합하는 건식 배합방식을 도입 $\bullet$철강재$\cdot$철구조물의 품질을 보증하기 위하여 일정기술을 갖춘 공장에서만 제작토록 하는$\lceil$공장인증제$\rfloor$를 도입 - 제작시설과 품질관리 등을 심사하여 제작공장을 등급화하고 등급에 따라 철강재 등의 제작업무 범위를 차등화 $\bullet$시설물에 대하여도 시공업체가 제작공장을 등급화하고 등급에 따라 철강재 등의 제작업무 범위를 차등화 $\bullet$시설물에 대하여도 시공업체가 사후관리를 일괄 책임질 수 있도록 $\lceil$시공 및 유지관리 일괄계약제도$\rfloor$를 도입 - 대형교량$\cdot$소각로$\cdot$하수처리장 등 유지관리에 전문성이 요구되는 분야부터 시범적으로 도입 $\bullet$건설자재의 표준화$\cdot$정보화사업을 조속히 추진 5. 건설업체에 대한 지원 강화 $\bullet$일부 공공사업자의 경우 관행화되어 있는 대금일부의 어음 또는 채권지급방법을 단계적으로 축소 $\bullet$매월 감독이나 감리원의 기성확인에 의하여 시공자에게 공사대금을 직접 지급토록 하는 등 대금 지급절차를 간소화 6. 민간 건축물에 대한 안전확보 $\bullet$충실한 설계가 이루어지도록 제도를 개선 - 설계도서 작성기준을 제정하고 다중이용시설에 대하여는 건축심의단계에서 구조검토 등 설계심의를 의무화 $\bullet$대형다중이용시설에 대한 감리 강화 - 감리전문회사 수준의 감리체제로 전환하고 감리대가도 공공수준으로 인상하고 적용요율대로 지도$\cdot$감독 강화