• 한국지진공학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.9-17
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• 2004

기존 교량 중 내진 설계가 되어 있지 않은 교량의 내진 성능에 관한 평가는 향후 발생 가능한 지진에 대한 대비로써 중요하다. 성능평가 결과, 소요의 내진 성능을 보유하고 있지 못하다면 그에 대한 보강이 필요하며 보강방법으로는 여러 가지가 있다. 그 중 지진격리증기를 이용한 내진 보강은 교량에서 교각이나 기초 등에 추가적인 시공 없이 기존 받침을 교체함으로써 비교적 간단하게 수행할 수 있다. 본 논문에서는 최근 그 시공사례가 증가하고있는 지진격리증기를 기존 비내진 교량의 보강에 사용할 때 교량의 내진 성능향상을 합리적으로 규명하기 위해 기존상태의 교량 및 지진격리장치로서 내진 보강된 교량의 내진 성능을 비교하였다. 이를 위해 기존 교량 및 내진 보강된 교량에 대해 비선형 정적ㆍ동적 해석을 수행하였으며 목표 수준의 지진에 대하여 각각의 응답을 산정하고 이를 비교하여 내진 성능 향상을 확인하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권2호
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• pp.119-130
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• 2017

This paper presents a numerical investigation on the seismic behavior of isolated bridges with supplemental viscous damping. Usually very large displacements make seismic isolation an unfeasible solution due to boundary conditions, especially in case of existing bridges or high risk seismic regions. First, a suggested optimal design procedure is introduced, then seismic performance of three real bridges with different isolation systems and damping levels is investigated. Each bridge is studied in four different configurations: simply supported (SSB), isolated with 10% damping (IB), isolated with 30% damping (LRB) and isolated with optimal supplemental damping ratio (IDB). Two of the case studies are investigated under spectrum compatible far-field ground motions, while the third one is subjected to near-fault strong motions. With respect to different design strategies proposed by other authors, results of the analysis demonstrated that an isolated bridge equipped with HDLRBs and a total equivalent damping ratio of 70% represents a very effective design solution. Thanks to confirmed effective performance in terms of base shear mitigation and displacement reduction under both far field and near fault ground motions, as well as for both simply supported and continuous bridges, the suggested control system provides robustness and reliability in terms of seismic performance also resulting cost effective.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.907-913
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• 1994

철도교량은 도로교량과는 달리 궤도가 부설되어 있고 일반적으로 이 궤도는 레일을 연속적으로 용접하여 침목위에 고정시키므로 온도변화에 따라 종방향으로 큰 힘이 작용하게 된다. 따라서 철도교량의 설계는 수직방향의 열차하중 뿐만 아니라 종방향의 궤도축력을 고려하여야만 하고, 특히 장대교량의 경우 교량형식, 경간, 교각단면, 지점배치방법 등의 결정은 궤도축력에 의하여 지배된다. 본 연구는 교량상의 궤도축력에 대하여 이론적인 해석을 하고, 이 해석방법을 고속철도 교량설계에 이용할 수 있도록 하기 위하여 장대레일이 부설되어 있는 철도교량에서 궤도축력을 실측하여 이론해석결과치와 비교하였다. 최근 유럽철도에서는 궤도의 종방향해석모델을 유한요소로 하여 개발된 해석방법이 사용되고 있으나, 이 방법은 입력에 많은 시간이 소요되고 교량구조물의 세부설계가 완료되어야 하므로 계산결과 장대레일 허용응력이 만족되지 않을 때는 교량설계를 다시 해야 하는 동 교량의 설계 과정상 불편한 면이 많다. 따라서 일시에 수많은 교량의 형식에 대한 검토가 필요한 경부고속철도의 프로젝트의 경우 좀더 간단한 해석방법의 개발이 필요하게 되었다. 이 방법에 의한 해석결과는 유한요소법에 의한 해석결과치와도 큰 차이가 없으며, 또한 운행선상에서의 실측결과와도 잘 일치하므로 교량의 예비적인 설계에 매우 유용한 방법으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권3호통권76호
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• pp.295-306
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• 2005

본 연구에서는 '철도교용 고무패드의 강성추정기법'에서 결정된 각 고무패드의 강성과 가정된 감쇠비를 이용하여 두 판형교에서의 동적 거동을 분석하였다. 또한 패드에 의한 판형교의 동적 거동 변화가 철도교량의 거동의 한계를 규정하고 있는 규준에 적합한지도 판단하였다. 고무패드를 교좌로 판형교에 설치하면 판형교의 동적 처짐은 증가하였다. 그러나 처짐이 증가하더라도 규정에 있는 한계를 넘지는 않아 차량의 안정적 주행에 영향을 주지는 않는다. 천연고무나 크로로프렌 고무패드는 변형이 크게 발생하여 교좌로서 활용이 부적합하나, 폴리우레탄 고무패드는 변형이 작게 나타나 사용성이 우수한 것으로 판단되었다. 그러나 고속 주행을 위해서는 패드의 면적을 증가 시켜서 패드변형을 제한해야 하는 것으로 나타났다. 고무패드의 강성증가 및 감쇠비 증가가 교량의 동적 거동에 미치는 영향에 대해서 분석을 실시하였다. 고무패드의 감쇠비 증가는 교량의 동적 거동에 거의 영향을 주지 않았다. 패드의 강성 증가는 상대적으로 자중이 크고 강성이 작은 교량에서는 응답 개선 효과가 적지만, 자중이 작고 강성이 큰 즉 경간이 짧은 교량에서 상대적으로 응답 개선 효과가 크게 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.47-56
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• 2006

지진응답 제어를 위하여 사장교 구조물에 장착된 준능동MR 댐퍼의 경제적 효율성 평가기법을 제안하였으며, 다양한 지반운동 특성에 대하여 비용효율성을 극대화하는 MR 댐퍼의 최적용량에 대한 분석을 수행하였다. MR 댐퍼의 비용효율성 평가를 위하여 생애주기비용 개념을 적용하였으며, 생애주기비용을 이루는 비용항목 중 손상비용의 기대값을 평가하기 위하여 지진재해로 인한 사장교의 파괴확률을 추정하였다. 사장교의 파괴로 인한 직 간접 손상비용의 규모를 매개변수로 하여 비용효율성을 평가하였다. 비용효율성 평가지수는 MR 댐퍼의 장착으로 인한 추가 투자비용과 사장교 구조물의 손상비용으로 이루어진 함수로서, 탄성받침이 사용된 기존의 설계에 대한 경제적 효율성을 나타내도록 정의하였다. 사장교의 지진응답 제어를 위하여 장착된 MR 댐퍼는 경제적으로 효율적인 대안인 것으로 나타났다. 지반운동의 특성과 손상비용 규모에 대한 MR 댐퍼의 최적 용량을 분석한 결과, 지진위험도 및 손상비용 규모가 커짐에 따라 가장 높은 비용효율성을 가지는 MR 댐퍼용량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.13-22
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• 1998

본 연구는 지진격리장치의 일종인 마찰 단진자 시스템(FPS)의 교량에의 적용에 관한 연구이다. FPS에 의하여 지진 격리된 교량과 지진 격리되지 않은 교량의 지진하중 작용시의 응답을 비교하기 위하여 축소모델 교량을 이용한 진동대 실험을 수행하였다. 연구결과, 본 장치를 설치한 경우 지진하중에 대한 지지능력이 향상하는 것으로 나타났다. 또한, 활동면 곡류반경에 의해 조절이 가능한 F.P.S 베어링의 강성은 입력된 kwlsfur의 강도와는 무관하며, 활동면의 마찰계수에 따라 속도가 변화하여 약진시에는 활동면에서의 속도가 작으므로 강진시와 비교하여 지진하중에 의하여 발생하는 마찰력도 감소하게 되었다. 한편 F.P.S 베어링의 마찰특성은 반복된 실험에서도 변화하지 않았고, 영구변형은 약적으로도 작았을 뿐만 아니라 누적되지도 않았다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.574-577
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• 2004

This paper presents a hybrid system combining lead rubber bearings and hydraulic actuators controlled by a $\mu-synthesis$ method for seismic response control of a cable-stayed bridge. A hybrid system could alleviate some of restrictions and limitations that exist when each system is acting alone because multiple control devices are operating. Therefore, the overall control performance of a hybrid system may be improved compared to each system, however the overall system robustness may be negatively impacted by active device in the hybrid system or active controller may cause instability due to small margins. Therefore, a $\mu-synthesis$ method that guarantees the robust performance is considered to enhance the possibility of real applications of the control system. The performances of the proposed control system are compared with those of passive, active, semiactive control systems and hybrid system controlled by a LQG algorithm. Furthermore, an extensive robust analysis with respect to stiffness and mass matrices perturbation and time delay of actuator is performed. Numerical simulation results show that the performances of the proposed control system are superior to those of passive system and slightly better than those of active and semiactive systems and two hybrid systems show similar control performances. Furthermore, the hybrid system controlled by a f-synthesis method shows the good robustness without loss of control performances. Therefore, the proposed control system could effectively be used to seismically excited cable-stayed bridge which contains many uncertainties.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1180-1187
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• 2004

Relative displacements between decks should be within the allowable limit under horizontal forces in high-speed railway bridges. Longitudinal force transmitters(LFT) have been introduced ih high-speed railway bridges for test track. The horizontal forces on the pier supporting the fixed bearing are transmitted to the near piers supporting the sliding bearings by LFT, The performance of LFT was investigated by field test in which the braking and acceleration tests using KTX were conducted in Baebang viaduct. The relative displacements between decks were measured infield test and were compared with the numerical results and the allowable limit.

• 한국철도학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.276-285
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• 2005

This study discussed the effect on rail's axial force due to thermal and seismic loads according to supporting conditions of railway bridges; the considered supporting conditions are 1)simply supported, 2)roller at both ends, and 3)roller with horizontal spring at both ends. Closed form solutions are used to calculate the axial farces on rails. The roller at both ends of a bridge span decreases the compressive axial force on rail due to thermal load compared with the simply supported condition. However, the lateral springs at roller are not helpful to decrease the rail's compressive axial force.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.102-110
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• 2023

국내 고속도로 교량 중 가장 많은 비중을 차지하고 있는 PSC-I 거더교의 최근 10년간 정밀 안전진단 데이터의 상태등급을 분석한 결과 41.3%가 C등급으로 나타났다. 노후화되는 교량이 증가함에 따라 선제적 관리가 중요시되고 있다. 바닥판과 거더는 손상 및 열화 발생 시 교체 주기가 길어 교량의 서비스 및 노후도에 미치는 영향이 매우 크다. 또한 신축이음과 교량받침 등의 장치 손상 발생 비율도 높아 교량 부재에 미치는 영향에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 단경간 및 다경간 대표 PSC-I 거더 교량을 선정하여, 교량의 주요부재 및 부재 장치의 단일손상과 바닥판의 열화가 결합된 이종손상 시나리오를 정의하였다. 이종손상이 발생한 경우 단일손상이 발생한 경우보다 균열 발생 면적이 증가하였으며, 단경간 교량의 경우 교량받침 손상으로 인해 거더 균열 분포가 크게 확산되었으며, 다경간 교량의 경우 신축이음 양면손상으로 인해 바닥판의 균열분포가 크게 확산되었다. 이를 통해 교량 장치 손상이 발생하였을 때, 신속한 보수 및 교체가 이루어지지 않으면 손상 발생과 손상 확산으로 2차 피해를 유발할 수 있어, 바닥판 및 거더의 응답에 대한 지속적인 관찰과 대응이 필요할 것으로 판단된다.