• 대한토목학회논문집
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• 제30권2A호
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• pp.137-148
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• 2010

본 연구에서는 기존 엑스트라도즈드교와 PSC 사장교 사이의 영역인 주탑고비 1/6~1/7의 고주탑을 적용하여 엑스트라도즈드교의 구조적, 경제적 특성을 평가하였다. 주탑고가 증가함에 따라 사재의 연직하중 분담율의 증가와 함께 변동응력도 증가하여 사재의 피로안정성이 주요 설계변수임을 알 수 있었다. 국내에서는 엑스트라도즈드교의 설계기준 부재로 인하여 일본 설계기준을 준용하고 있다. 또한, 피로 검토하중도 정립되지 않고 있어 본 연구에서는 일본 피로 검토하중에 대응하는 국내 활하중을 적용 검토하여 DL24 하중이 피로 검토하중으로 적정함을 알 수 있었다. 제시된 피로 검토하중을 적용하여 주탑고, 주거더의 강성, 케이블 면수 등을 매개변수로 엑스트라도즈드교의 구조적, 경제적 특성을 검토하였다. 본 연구의 결과로써 일면 케이블 배치가 이면 케이블 배치보다 경제적임을 알 수 있었다. 또한, 주탑고비가 1/6의 변단면 고주탑 엑스트라도즈교에서 연직 하중분담율이 30~50% 이내로 모든 사재가 허용변동응력 이내로 들어와 사재를 효율적으로 사용할 수 있어 가장 경제적임을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 기존의 엑스트라도즈드교보다 높은 주탑고를 적용함에 따라 구조적, 경제적으로 효율성을 높일 수 있음을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.635-642
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• 2003

최근들어 노후화된 교량의 증가에 따라 바닥판의 보강효과에 대한 많은 연구가 이루어지고 있으나 대부분의 연구는 실험실 수준에 국한되어 있으며, 구조물의 피로거동은 이동하중이 아닌 고정반복하중에 의한 연구가 집중적으로 시행되고 있다. 본 연구에서는 이동하중의 영향을 반영하기 위하여 국내에서 실측된 축하중으로 활하중 모델을 제시하였다. 확률론적 해석과 신뢰성 해석을 적용하여 탄소섬유쉬트와 격자형 탄소섬유로 성능향상된 바닥판의 보강효과 및 연장수명을 예측한 결과 성능향상 된 설계 2등급의 교량바닥판은 일반적인 증가 차량하중에 대하여 사용기간동안 충분한 내하력뿐만 아니라 충분한 피로거항성을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.211-221
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• 2007

교량의 피로파괴에 대한 Miner의 피로손상법칙을 적용하여 여러 확률변수로 표현된 피로파괴 한계상태함수에 대한 신뢰도해석을 국내에서 측정된 통행차량의 통계적 특성을 반영하여 수행하였다. 신뢰도지수의 산정에 필요한 확률변수 가운데 등가모멘트, 충격계수비, 등가하중비는 국내의 최근 측정자료를 분석하여 통계치를 산정하였으며, 피로강도, 활하중 횡분배비, 연행하중비는 국외에서 측정된 문헌자료의 통계치를 적용하였다. 신뢰도해석을 통하여 피로설계트럭의 종류, 교량수명, ADTT, 피로상세, 등가하중비, 피로설계트럭의 총중량 등의 피로손상에 관련된 여러 파라미터가 신뢰도지수에 미치는 영향을 분석하였다. 본 논문의 피로파괴에 대한 신뢰도해석 결과는 국내 LRFD 설계기준의 피로설계트럭모형과 피로한계상태의 하중계수를 결정할 때 기초 자료로 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제3권4호
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• pp.103-109
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• 2003

사장교 설계에서 최적의 지지조건을 결정하기 위해 사장교 전체구조계의 교축방향에 대해서 주형의 지지조건에 따른 활하중, 풍하중과 지진하중에 의한 주형, 주탑단면력 및 케이블력의 변화를 3차원 수치해석을 통해 검토하였다. 교축방향의 적합한 경계조건 도입은 주형의 지지점과 주탑의 기초부의 반력뿐만 아니라 주형의 휨모멘트에서 많은 변화를 유도할 수 있다. 본 수치해석의 예에서, 종방향 탄성계수값은 활하중이 작용 할 경우는 약 100tonf/m/bearing, 지진하중이 작용 할 경우는 약 100tonf/m/bearing 에서 최적의 지지조건임을 알 수 있다. 즉 본 해석대상 교량에서 종방향 탄성계수값이 $100{\sim}1000tonf/m/bearing$ 일 경우의 지지조건에서 최적의 지지조건을 얻었으며, 이 조건에서 주탑의 단면력을 합리적으로 결정할 수 있음을 알 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.469-481
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• 2008

연속경간 강합성 플레이트 거더교를 내측 교각 위 부모멘트부에서의 모멘트 재분배 효과를 고려하는 LRFD 비탄성설계법으로 설계하고 탄성설계법에 의한 설계결과와 비교하였다. 탄성 및 비탄성 설계 시에 교량은 3경간 연속교로 가정하였으며 경간비를 4:5:4로 중앙 경간 최대 경간장은 40m-70m를 고려하였다. 설계방법은 AASHTO-LRFD 규정을 적용하였으나 설계활하중은 최근 국내에서 새로이 제안된 활하중을 사용하였다. 탄성설계법으로 최대정모멘트 단면과 내측 교각 위 최대부모멘트 단면을 설계한 후에 내측 교각 위에서의 재분배모멘트를 계산하고 이를 최대정모멘트부의 설계모멘트에 추가하여 최대정모멘트부 단면에 대한 강도한계상태와 사용성한계상태에 대하여 검토하였다. 최대부모멘트부는 탄성설계법으로 구한 강거더 단면의 강재량을 감소시키고 비탄성설계법에 규정한 사용성한계상태 설계요구조건을 검토하였다. 5개의 연속교를 비탄성설계법으로 설계한 결과 최대부모멘트부의 강거더 단면적이 탄성설계에 비해 23% 내외 감소하는 것으로 분석되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.290-297
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• 2010

현재 국내 표준열차하중은 일반철도와 고속철도로 나뉘어져 있으며, 일반철도의 경우 미국의 표준열차하중 혹은 과거 일본의 K하중을 기반으로 하는 L22, 고속철도의 경우 Eurocode의 LM71를 기반으로 하는 HL25 하중 모델을 적용하고 있다. 표준열차하중의 구조물 설계의 출발점이 되는 것으로 매우 중요한데 반하여 국내에서는 표준열차하중 개발과 관련한 연구가 진행된 바가 전무한 상황이다. 반면, 유럽과 일본에서는 선진 설계법 도입과 병행하여 합리적 표준열차하중에 대한 연구가 지속적으로 수행되고 있다. 최근 유럽에서는 새로운 표준열차하중인 LM2000 모델 개발 시 결정론적, 확률론적, 비용효과 분석 등 종합적이고 합리적인 방법에 의해 표준열차하중을 개발한 사례가 있다. 본 논문에서는 국내 표준열차하중 개발을 위한 단계적 접근 중 하나로서 결정론적 분석에 의한 표준열차하중 결정 과정을 분석하였다. 현재 국내 운행 중인 실열차를 기반으로 교량 단면력에 대한 여유도를 평가하여 합리적인 표준열차하중을 제시하고자 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3D호
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• pp.499-509
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• 2006

프리캐스트 콘크리트 바닥판은 일반적인 현장타설 바닥판과 비교할 때 많은 장점을 가지고 있으며, 최근 국내에서도 도로교의 노후 바닥판 교체 공사 및 신설 도로교에 성공적으로 적용되고 있다. 하지만, 철도교에 프리캐스트 바닥판을 적용하기 위해서는 활하중, 장대레일 종하중, 시제동하중, 온도변화, 건조수축 등 도로교와 철도교의 하중 특성의 차이를 적절히 반영한 설계가 요구되며, 특히 횡방향 이음부의 연속성을 확보하여 일체화시키기 위해 바닥판 내부에 배치한 종방향 텐던의 적정한 프리스트레스 수준을 평가하는 연구가 요망된다. 따라서 본 연구에서는 철도교에 빈번히 적용되는 PSC 합성거더 철도교에 대하여 정밀한 3차원 유한요소해석을 통해 주요 설계하중이 유발하는 바닥판의 종방향 응력을 산정하였다. 그 결과 종방향 인장응력을 유발하는 지배적인 요인은 활하중보다는 바닥판의 온도 저하나 시동하중으로 나타났으며, 특히 온도의 영향은 설계기준상의 제안식 또는 이론식과도 비교해 가며 중점적으로 분석하였다. 종방향 인장응력을 상쇄하여 올바른 구조거동을 유도하기 위한 프리스트레스의 범위를 고찰한 결과, 대상 철도교에 대해 2.4 MPa 이상의 프리스트레스를 도입하는 것이 적정한 것으로 나타났으며 이는 도로교의 경우와 유사한 수준으로 평가되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3A호
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• pp.199-207
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• 2009

본 논문에서는 신뢰도기반 도로교설계기준을 위한 새로운 활하중모형을 개발하였다. 합리적 하중모형과 함께 하중의 통계적 특성의 구축은 신뢰도기반 설계기준의 개발에 매우 중요하다. 이전 논문에서는 WIM 또는 BWIM시스템을 이용하여 수집된 국내 8개 지역의 자료를 분석하여 교량수명기간동안의 예상최대중량을 구하였다. 차종별 총중량의 확률분포는 상위 20%의 자료를 이용하여 극한분포(Gumbel분포)로 가정되었으며 이 확률분포를 사용하여 교량수명기간동안의 최대중량을 예측하였다. 이 논문에서는 교량상에 두 대 이상의 차량이 동시에 재하되는 경우를 분석하였다. 여러 자료를 이용하여 동시재하의 확률을 구하였으며 이에 따른 동시재하차량의 총중량을 이전 논문과 같은 확률분포를 이용하여 구하였다. 10-200 m까지의 지간별로 예측된 하중효과를 모사할 수 있는 공칭하중모형이 제안되었다. 제안된 하중모형은 기존의 하중모형 뿐만 아니라 국외의 여러 기준들과 비교분석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.247-254
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• 2010

이 연구는 댑단부 설계방법, 덧침 콘크리트 접합면의 상태, 댑단부의 형상 등의 구조상세가 MRS 연속단 접합부의 하중저항 메커니즘과 거동 특성에 미치는 영향을 평가하였다. 댑단부의 전단설계를 위한 계수하중으로서 고정하중과 활하중을 고려한 실험체와 고정하중만을 대상으로 설계한 실험체는 모두 접합부의 연성적인 휨파괴를 보여주었다. 따라서 MRS 연속단 접합부의 댑단부는 시공단계에 따라 변화하는 응력상태에 맞게 댑단부의 전단설계를 한다면 실제 사용상태의 하중은 연속단의 휨저항 메커니즘에 의해 저항할 수 있다고 판단된다. 또한 접합면의 거칠기는 MRS 연속단 접합부의 휨강도에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났지만 MRS 단부에 전단키를 설치한 구조상세는 변형능력을 향상시키는 결과를 보여주었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.111-123
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• 2006

교량의 설계에 있어서 정확한 하중의 산정은 교량의 안전성 확보에 가장 핵심적인 사항이며 향후 유지관리 측면에서도 매우 중요하다. 교량구조물에서 차량에 의한 하중효과는 주로 활하중(충격하중 포함) 및 피로하중으로 나타난다. 이들 하중의 정형화를 위해서는 실제 교량상을 주행하는 중차량의 중량 및 통행특성을 정확히 파악하는 것이 중요하다. 이를 위해서 주행중인 차량을 정지시키지 않고 중량을 계측할 수 있는 시스템(Bridge Weigh-In-Motion, BWIM)의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 다양한 기능을 갖는 BWIM시스템을 국내실정에 맞게 개발하고 이를 고속도로상의 교량에서 검증하였다.