• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.587-596
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• 2006

한국 철도교량의 약 46%를 차지하고 있는 강판형교는 노후화 및 진행성 열화로 인해 유지보수에 많은 비용과 노력이 요구되고 있다. 본 연구에서는 강철도교의 다양한 열화조건 중에서 이음부위의 볼트탈락현상을 비파괴 검사방법인 파전달을 이용하여 감지하는 과정을 유한요소해석을 통해 구현하고자 한다. 충격전압이 PZT 패치에 입력되고 이에 의해 발생된 판파(plate wave)인 비대칭 Lamb파의 전달과정을 해석하고 전달시간(time of flight)의 차이와 전달된 에너지(wavelet coefficient)의 변화를 통하여 손상여부와 손상정도 등을 확인하였다. 3차원 유한요소 상세모델을 통해 기본 모드해석, 열린회로(open circuit loop) 동적이력해석을 실행하였고 각 손상 시나리오에 따라 기존 실험결과와 비교분석을 하였다.

• Wind and Structures
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• 제12권5호
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• pp.413-424
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• 2009

A series of wind tunnel free-decay sectional model dynamic tests were conducted to examine the effects of torsional-to-vertical natural frequency ratio of 2DOF bridge dynamic systems on the aerodynamic and dynamic properties of bridge decks. The natural frequency ratios tested were around 2.2:1 and 1.2:1 respectively, with the fundamental vertical natural frequency of the system held constant for all the tests. Three 2.9 m long twin-deck bridge sectional models, with a zero, 16% (intermediate gap) and 35% (large gap) gap-to-width ratio, respectively, were tested to determine whether the effects of frequency ratio are dependent on bridge deck cross-section shapes. The results of wind tunnel tests suggest that for the model with a zero gap-width, a model to approximate a thin flat plate, the flutter derivatives, and consequently the aerodynamic forces, are relatively independent of the torsional-to-vertical frequency ratio for a relatively large range of reduced wind velocities, while for the models with an intermediate gap-width (around 16%) and a large gap-width (around 35%), some of the flutter derivatives, and therefore the aerodynamic forces, are evidently dependent on the frequency ratio for most of the tested reduced velocities. A comparison of the modal damping ratios also suggests that the torsional damping ratio is much more sensitive to the frequency ratio, especially for the two models with nonzero gap (16% and 35% gap-width). The test results clearly show that the effects of the frequency ratio on the flutter derivatives and the aerodynamic forces were dependent on the aerodynamic cross-section shape of the bridge deck.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.769-782
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• 2006

상시 운행 열차는 운행 속도 대역폭이 한정되어 있기 때문에 속도에 따른 교량의 동적응답 특성 파악에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 교량상을 통과하는 열차 속도와 교량의 동적응답의 상관관계를 파악하기 위하여 실운행 디젤 기관차 1량에 의한 증속실험을 실시하였다. 가속도 응답특성 분석을 위하여 지점부를 제외한 전구간에 걸쳐 등간격으로 7개의 수직가속도와 중앙부에 1개의 수평가속도계를 부착하였다. 교량의 중앙부에는 연직방향과 횡방향 거동특성 파악을 위하여 수직 변위계, 수평 변위계, 휨변형률계를 각각 1개씩 설치하였다. 실험 차량을 대상 교량의 중앙부와 지점부에 정적재하 후 5km/h부터 90km/h까지 10km/h씩 증속하였고, 각 속도 대역별로 2회씩 반복하여 실험을 실시하였다. 실측 데이터의 필터링 방법에 따른 진동 평가 방법의 적절성을 검토하였고, 연직방향 진동가속도 대비 횡방향 진동수준을 평가하였으며, 속도에 따른 처짐, 변형률 및 윤중변동 특성을 검토하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.93-101
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• 2012

교량에서의 바닥판은 통행차량의 쾌적하고 안전한 주행성 확보하는 역할을 가진다. 동시에 교통하중의 충격 등에 의한 마모 및 전단에 저항하여 상부 구조를 보호하거나 빗물 등의 기타 기상작용이나 화학약품 등 상판의 악영향으로부터 바닥판을 보호하는 역할을 한다. 현재 일반국도상 교량은 총6,248개소로서 이를 효과적으로 관리하기 위하여 현재 차량탑재형 GPR시스템의 도입이 검토되고 있다. 본 연구에서는 교량 및 터널 현황조서 및 기타 국토해양부의 자료를 바탕으로 교량의 재령별, 상부구조형식별, 지역별, 경간장별 바닥판 상태평가등급을 분석하였다. 결과적으로 교량 바닥판 조사 우선순위 결정인자로는 바닥판 상태평가등급, 상부구조 형식, 재령, 연장이 주요 인자인 것으로 도출되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.25-28
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• 2008

교량건설 기간의 단축과 공사비 절감의 효과를 가지고 있는 조립식 교량에 대한 연구가 최근 국내에서 활발히 수행되고 있으며, 선진국에서는 조립식 교량의 부품 부재 및 시공 기술이 이미 개발되어 현장에 보급되고 있다. 프리캐스트 바닥판을 주형에 고장력 볼트로 고정시키고 마찰저항 부재를 이용하여 수평전단에 저항하도록 하는 교량 상부구조의 조립식 공법 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 조립식 교량의 구조해석 모델을 개발하고, 실대형 실험을 통해 조립식 교량의 실제적인 구조 거동을 파악하고 이를 구조해석 모델과 비교하는 데 목적이 있다. 프리캐스트 바닥판과 볼트 접합된 강거더의 설계 개념을 제시하고 이 개념에 의한 18개의 프리캐스트 바닥판과 20m 실대형 시험체를 2가지 Type으로 설계, 제작하여 실험 결과를 이론값, 유한요소 해석값과 비교 분석하였다. 해석 모델은 범용구조해석 프로그램을 이용하여 교량 상부구조의 바닥판과 주형과의 연결부분 특성을 표현하였고, 이와 같이 만들어진 해석모델은 조립식 교량의 거동에 대한 실대형 실험과 비교 분석 하였다.

• Wind and Structures
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• 제10권5호
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• pp.463-479
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• 2007

A series of wind tunnel sectional model dynamic tests of a twin-deck bridge were conducted at the CLP Power Wind/Wave Tunnel Facility (WWTF) of The Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) to investigate the effects of gap-width on the self-excited vibrations and the dynamic and aerodynamic characteristics of the bridge. Five 2.9 m long models with different gap-widths were fabricated and suspended in the wind tunnel to simulate a two-degrees-of-freedom (2DOF) bridge dynamic system, free to vibrate in both vertical and torsional directions. The mass, vertical frequency, and the torsional-to-vertical frequency ratio of the 2DOF systems were fixed to emphasize the effects of gap-width. A free-vibration test methodology was employed and the Eigensystem Realization Algorithm (ERA) was utilized to extract the eight flutter derivatives and the modal parameters from the coupled free-decay responses. The results of the zero gap-width configuration were in reasonable agreement with the theoretical values for an ideal thin flat plate in smooth flow and the published results of models with similar cross-sections, thus validating the experimental and analytical techniques utilized in this study. The methodology was further verified by the comparison between the measured and predicted free-decay responses. A comparison of results for different gap-widths revealed that variations of the gap-width mainly affect the torsional damping property, and that the configurations with greater gap-widths show a higher torsional damping ratio and hence stronger aerodynamic stability of the bridge.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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• pp.197-202
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• 2008

In this paper, a hybrid vibration-impedance approaches is newly proposed to detect the occurrence of damage, the location of damage, and extent of damage in steel plate-girder bridges. The hybrid scheme mainly consists of three sequential phases: 1) to alarm the occurrence of damage, 2) to classify the alarmed damage, and 3) to estimate the classified damage in detail. Damage types of interest include flexural stiffness-loss in girder and bolts-loose in supports. In the first phase, the global occurrence of damage is alarmed by monitoring changes in acceleration features. In the second phase, the alarmed damage is classified into subsystems by recognizing patterns of impedance features. In the final phase, the location and the extent of damage are estimated by using modal strain energy-based damage index method and root mean square deviation method. The feasibility of the proposed system is evaluated on a laboratory-scaled steel plate-girder bridge model for which hybrid vibration-impedance signatures were measured for several damage scenarios.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.291-297
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• 2006

매우 작은 브릿지 형상을 무수히 지닌 용융탄산염 연료전지용 쉴드슬롯판이 생산 과정 중 일정한 곡률을 가지게 되는데, 자중으로 인해 본래의 곡률을 알 수 없게 되어 교정 작업에 지장을 초래한다. 본 연구에서는 이러한 쉴드슬롯판의 유효 물성치를 실험을 통하여 구하고, 이를 바탕으로 수치해석을 통해 쉴드슬롯판의 원래 곡률을 추정하였다. 구한 유효 물성치를 검증하기 위하여 정방향 및 역방향으로 놓인 쉴드슬롯판의 자중 처짐 형상을 계산을 통해 구하여 실험 결과와 비교하였다. 비교 결과 추정된 유효 물성치는 매우 타당하였고 이로부터 쉴드슬롯판의 원래 곡률을 추정할 수 있었다. 본 연구에서 추정된 유효 물성치는 추후 쉴드슬롯판의 편평도 향상에 대한 연구에서 유용한 자료로 활용될 수 있다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권2호
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• pp.59-65
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• 2010

단순지지된 슬래브교량의 경우 특별직교이방성 판이론에 의하여 해석하였다. 이 방법은 일반 기술자들에게는 너무 어려워서 현장에서 기술자들이 실무적으로 접근하기에는 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 일반 현장의 실무 기술자들이 사용할 수 있는 보 이론을 사용하여 단순지지된 콘크리트 슬래브를 단위 폭을 가진 보로 해석이 가능하도록 수정계수를 만들어서 실무에 적용할 때의 사용 가능한 자료를 만들고자 하였다. 본 연구에서는 1 : 1 ~ 1 : 6 까지 형상비를 변화 시켜가며 해석을 수행하였다. 본 논문의 연구의 결과는 단순지지된 슬래브교량의 해석에 이용할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.6521-6526
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• 2013

판형보강재의 강성 및 세장비의 영향이 보강판시스템의 면내압축강도에 미치는 영향을 살펴보기 위해 탄성 및 비탄성 극한강도해석이 수행되었다. 탄성좌굴해석에서는 보강재의 국부좌굴현상이 고려될 수 없지만 보강재의 강성이 일정정도 확보되면 역대칭모드 좌굴형상이 발생되면서 보강판의 면내압축강도가 확보되는 것으로 파악되었다. 초기결함 및 잔류응력이 고려된 극한강도해석에서는 초기결함의 모드형상이 극한강도에 민감하게 영향을 미친다는 사실이 확인되었다. 도로교설계기준에서 제시하는 판형보강재의 세장비제한은 해석 결과와 비교하였을 때 보수적인 수치로 평가되었다.