• 제목/요약/키워드: Prestressing

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EM센서를 활용한 PSC 텐던 긴장력 손실 관리 (Prestressing Loss Management for PSC Girder Tendon Based on EM Sensing)

  • 김준경;박주영;장오기;이환우;박승희
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권4호
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    • pp.369-374
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    • 2015
  • 본 논문에서는 PSC 거더의 Prestress를 관리하기 위하여 EM 센서를 활용한 PSC 텐던 긴장력 손실 관리 기법을 소개한다. PSC 거더는 콘크리트 거더에 Prestress를 도입함으로써 기존 콘크리트 거더보다 높은 성능을 가지며 보다 저비용의 거더 설계가 가능해 짐으로 현재 많은 교량에 사용되고 있는 거더이다. 그러나 PS 텐던의 긴장력 관리는 거더 성능 관리에 있어 매우 중요한 항목이나 현재는 시공시 설계 긴장력의 도입 여부만을 검증한 후 공용시에는 그 관리가 이루어지지 않는 실정이다. 이에 본 연구에서는 강자성 재료가 인장력에 따라 비투자율이 변화하는 특성을 이용하여 EM 센서를 이용해 PS 텐던의 투자율을 계측하여 PS 텐던의 긴장력을 계측하는 기법을 제안하였다. PSC 거더 내부에서 PS 텐던의 투자율을 계측하기 위하여 EM 센서 시작품을 제작하였으며 MTS 실험을 통해 PS 텐던으로 주로 사용되는 7연선 1가닥의 0, 40, 80, 120, 160, 200kN의 긴장력에 따른 투자율 변화를 계측하였다. 계측 결과 각 긴장력 단계마다 EM 센서를 통해 계측된 B-H Loop가 정량적으로 변화하는 것을 확인하였으며 계측된 투자율과 긴장력을 회귀분석한 결과 투자율과 긴장력은 선형 관계를 나타내었다. 이를 활용하여 EM 센서를 이용하여 PS 텐던의 긴장력 관리가 가능함을 검증하였다.

인공신경망을 이용한 온도프리스트레싱 공법의 적정 가열구간 설정에 관한 연구 (Determination of Optimum Heating Regions for Thermal Prestressing Method Using Artificial Neural Network)

  • 김준환;안진희;김강미;김상효
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.695-702
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    • 2007
  • 온도프리스트레싱 공법은 강합성거더교 또는 강구조물에 인위적인 온도경사를 가하여 프리스트레싱력을 도입하기 위해 개발된 공법으로, 연속 강합성거더교에 적용할 경우 부모멘트 발생지점인 연속지점부 부근의 바닥판에 프리스트레스를 도입함으로써 콘크리트 바닥판의 인장균열을 억제하는 한편, 교축방향 보강철근 사용량 및 강거더 단면을 감소시킬 수 있어 경제성과 시공성의 향상이 가능한 공법이다. 이전의 연구에서 가열구간을 설정하기 위해 사용한 시행오차법은 비효율적인 것으로 온도프리스트레싱 공법을 적용한 설계가 효율적으로 이루어지기 위해서는 보다 합리적인 적정 가열구간의 설정기법이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 패턴인식, 최적화, 진단 및 예측 등을 수행하는데 많이 사용되고 있는 인공신경망 이론을 적용하여 온도프리스트레싱 공법을 적용한 연속 강합성거더교의 가열구간을 효과적이고 경제적으로 설정하는 기법을 제안하고자 한다. 인공신경망 이론을 학습시키기 위한 학습알고리즘으로는 일반적으로 널리 사용되는 오차역전파 알고리즘을 사용하였으며, 이를 이용하여 2경간 및 3경간 연속 강합성거더교의 가열구간을 예측하고 유한요소해석과의 비교를 통하여 학습알고리즘의 특성 및 예측의 정확도를 분석하였다.

연속음향감지기법을 이용한 긴장력이 감소된 10 m PSC보의 PS 강선 파단음파 감지 (Detection of Fracture Signals of Low Prestressed Steel Wires in a 10 m PSC Beam by Continuous Acoustic Monitoring Techniques)

  • 윤석구;이창노
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.113-122
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    • 2010
  • 후 긴장된 PS 강재의 부식과 파단은 프리스트레스 콘크리트 교량의 안전에 매우 심각한 문제를 발생시키고 있다. 따라서 교량의 내하력 평가시 PS 강재의 부식 상태를 조사해야 하며, 부식된 PS 강재가 발견되는 경우, 부식에 의한 강재의 단면적 감소량을 극한강도 평가시 고려해야만 한다. 선행 연구에서는 연속음향감지기법을 그라우팅되고 후 긴장된 PS 강연선의 부식과 파단을 감지할 수 있는 신뢰할 만한 비파괴검사방법으로 평가하였다. 이 연구에서는 긴장재에 도입된 응력 수준이 현행 설계기준에 제시된 수준보다 낮게 도입된 PS 강연선에 대해 부식에 의한 강선 파단을 감지하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 이를 위해 프리스트레스의 크기가 각각 인장강도의 66%와 40%로 도입된 PS 강연선이 포함된 길이 10 m의 PSC 보를 제작하였다. 부식 촉진 장비를 이용하여 긴장재를 인위적으로 부식시켰으며, 7개의 음향센서와 연속음향감지장치를 이용하여 실험부재를 모니터링하였다. 부식 촉진 실험 동안 각 PS 강연선으로부터 2번의 강선 파단음파를 성공적으로 감지하였으며, 또한 오차범위 20 mm 이하로 음원 위치를 표정할 수 있었다. 이상의 실험 결과를 토대로 그라우팅되고 후 긴장된 PSC 보에서 발생되는 PS 강선 파단을 감지하는데 연속음향감지기법을 적용할 수 있다고 판단된다.

슬래브 형식 프리캐스트 모듈러교량 종방향 연결부의 휨강도 및 균열 사용성에 관한 정적재하실험 (Static Load Tests on Flexural Strength and Crack Serviceability of a Longitudinal Joint for the Slab-Type Precast Modular Bridges)

  • 이정미;이상윤;송재준;박경훈
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제27권2호
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    • pp.137-145
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    • 2015
  • 슬래브 형식 프리캐스트 모듈러교량은 횡방향으로 분절되어 제작된 프리캐스트 모듈을 현장에서 조립하는 형태의 교량으로서 분절된 프리캐스트 모듈 사이에는 종방향 연결부가 형성되며, 프리캐스트 모듈의 조립은 모듈 사이에 고성능 무수축 모르타르를 주입한 후에 횡방향으로 긴장력을 도입함으로써 이루어진다. 본 연구에서는 연결부의 휨 거동을 바탕으로 설계단계에서 산정된 횡방향 도입 긴장력 수준의 적정성 및 연결부의 형상이 휨 거동에 미치는 영향을 검토하기 위해 슬래브 형식 프리캐스트 모듈러교량의 연결부를 적용한 실험체를 이용한 4점 재하 휨 실험과 3점 재하 휨 실험을 수행하였다. 4점 재하 휨 실험은 긴장력의 변화가 연결부의 휨강도에 영향을 미치며 연결부의 형상은 순수한 휨모멘트가 작용하는 단면의 휨강도에는 영향을 미치지 않는다는 결과를 보여주었다. 3점 재하 휨 실험은 연결부에 휨모멘트와 전단력을 동시에 작용시키는 실험 방법으로, 연결부의 형상이 휨강도와 균열 사용성에 영향을 미친다는 결과를 보여주었다. 두 가지의 휨 실험 결과로부터 본 연구에서 적용한 긴장력은 적정하였으며 두 개의 전단키를 갖는 연결부가 균열 사용성 측면에서 유리하다는 것을 확인할 수 있었다.

네트형 슬래브교 외부강선 보강 공법 연구 (A Study of Net Type External Prestress Strengthening Method for Slab Bridges)

  • 한만엽;황태정
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.475-480
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    • 2002
  • This study is to develop a strengthening method for slab bridges with external prestressing. There are so many different strengthening methods for damaged slab bridges, external prestressing method is the most effective, economical and durable strengthening method among them. But, its problem lies in anchoring devices, so recently, an effective anchoring method was developed and showed its improvements. In this study, a more improved method is suggested. Longitudinal tendons placed on both side of slab strengthens the whole bridge, and lateral tendons placed under the slab strengthens the middle of slab, and conveys the load at middle slab to both sides. Structural analysis for the tensile force for strengthening were analysed. Generally, 200-280tons for longitudinal tendon and 130-190 tons for lateral tendons are good enough to strengthen the damaged slab. This method has no upward roof work, so it is very convenient for installing. And no spaces under the slab are need, so it is good for shallow slabs which has less space under the slab.

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상용압연 형강과 콘크리트 합성거더의 다단계 긴장력 최적설계 (Optimal Tension Forces of Multi-step Prestressed Composite Girders Using Commercial Rolled Beams)

  • 정홍시;김영우;박재만;신영석
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2004년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.95-102
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    • 2004
  • The 1st and 2nd tension forces of the PSSC(Prestressed Steel and Concrete) girder constructed with commercial rolling beams and concrete are optimally designed. The design variables are the 1st and 2nd tension forces due to multi-step prestressing and live load. The objective function is set to the maximum live load. Design conditions are allowable stress at the top and bottom of slab, beam and infilled concrete due to a construction step. An Optimization of Matlab based program Is developed. The results show that the tendon position and concrete compression strength etc are important.

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압축강도 및 피복두께에 따른 프리텐션 부재의 전달길이 변화에 관한 연구 (An Experimental Study on Influence of Concrete Strength and Cover Size on Transfer Length of Prestressing Strand in Pretensioned Prestressed Concrete Members)

  • 오병환;김동백;김의성;최영철
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1999년도 학회창립 10주년 기념 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.355-358
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    • 1999
  • In recent times, large strands have become increasingly popular in the pretensioned prestressed industry and have found wide applications in varying geometries of sections. However, use of such elements and their behavior in several situations have been questioned with respect to anchoring of these strands in concrete. In addition, the experimental results available on bond are limited and information relating to large strands is rare. This study was conducted to determine the influence of some of the inadequately examined properties on transfer length of prestressing strand. The principle variables considered were strand size, concrete strength and clear bottom cover. The experimental results indicate clearly that concrete strength at transfer and cover size influence transfer length significantly. An attempt was made to suggest prediction equation for transfer length including above parameters.

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콘크리트 구조물의 비선형해석을 위한 재료모델 비교연구 (A Study on the Stress-Strain Relationships for Nonlinear Analysis of Concrete Structures)

  • 오병환;김영진;이형준;홍기중;박승진;임선택
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1994년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.65-70
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    • 1994
  • Reinforced concrete and prestressed concrete structures consist of different materials, namely concrete, reinforcing steel and/or prestressing steel. Reinforcing and prestressing steels can be considered homogeneous materials, and their properties are generally well defined. Howefer, concrete is a heterogeous materials, and it is difficult to define its properties accurately. Both concrete and steel exhibit various nonlinear materials properties. The stress-strain relationship of concrete is not only nonlinear, but it differs in compression and tension. And, tensile cracking is one of the most importnat factors which contribute to the nonlinear behavior of reinforced concrete structrures. In this strudy, the various stress-strain relationships of concrete and reinforcing steel in nonlinear analysis of RC and PC structures are examined.

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