• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.335-346
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• 2013

AASHTO LRFD 및 도로교한계상태설계기준에서는 신뢰도 기반 활하중 모델로부터 결정된 트럭하중과 차로하중을 동시에 재하하도록 하고 있으며, 트럭하중은 충격계수를 고려하되 차로하중은 충격계수를 적용하지 않도록 규정하고 있다. 본 연구에서는 중앙경간 230m, 400m 및 540m의 멀티케이블 강합성 사장교를 대상으로 트럭하중과 차로하중이 동시에 주행하는 경우에 대해 차량-교량 상호작용 해석을 수행하고 케이블과 보강거더의 충격계수를 평가하였다. 트럭하중은 6-자유도의 차량 모델을 사용하였으며, 차로하중은 일련의 1축 차량이 연행해서 주행하는 것으로 모사하였다. 교량의 감쇠비가 충격계수에 미치는 영향을 평가하였으며, 충격에 영향을 미치는 주요 인자인 노면조도와 주행속도를 해석변수로 고려하였다. 노면조도는 ISO 8608 규정에 근거하여 랜덤 생성하였으며, 차량-교량 상호작용해석 시 노면조도는 트럭하중에만 적용하였다. 한편, 사장교의 충격계수 평가를 위해 실무에서 사용되고 있는 영향선 기법에 의한 충격계수를 동적 상호작용 해석에 의한 결과와 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3A호
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• pp.305-313
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• 2008

본 연구에서는 교량의 노면조도 및 교량과 차량 사이의 상호작용을 고려한 수치해석방법을 사용하여 구한 도로교의 동적하중허용계수(DLA)를 LRFD 형식으로 신뢰도이론의 2차 모멘트법을 적용하여 보정하였다. 대상교량은 건설교통부에서 제정한 "도로교 상부구조 표준도"에 수록되어 있는 단순 PSC빔교와 단순 강판형교, 그리고 LRFD로 설계된 개구제형 단면을 갖는 강박스형교를 사용하고, "보통의 도로"에 대하여 생성시킨 10개의 노면조도를 사용하였다. 차량은 5축 트랙터-트레일러인 표준트럭(DB-24)을 3차원 차량모델로 모델링하고, 교량은 주형을 보요소로, 콘크리트 바닥판은 쉘요소로 이상화시켰으며 주형과 콘크리트 바닥판 사이는 Rigid Link를 사용하여 3차원으로 모델링하였다. 3가지 형식에 대한 10개의 교량에 각각 10개의 노면조도를 사용하여 해석적 방법으로 구한 100개의 해석결과와 OHBDC에서 사용한 보정 식을 사용하여 PSC빔교, 강판형교, 강박스형교 및 전체 대상교량에 대한 LRFD 형식의 DLA를 통계적으로 추정하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권4호
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• pp.457-468
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• 2017

When studying the vibration of a suspension bridge based on the traffic-bridge coupled system, most researchers ignored the contribution of the pavement response. For example, the pavement was simplified as a rigid base and the deformation of pavement was ignored. However, the action of deck pavement on the vibration of vehicles or bridges should not be neglected. This study is mainly focused on establishing a new methodology fully considering the effects of bridge deck pavement, probabilistic traffic flows, and varied road roughness conditions. The bridge deck pavement was modeled as a boundless Euler-Bernoulli beam supported on the Kelvin model; the typical traffic flows were simulated by the improved Cellular Automaton (CA) traffic flow model; and the traffic-pavement-bridge coupled equations were established by combining the equations of motion of the vehicles, pavement, and bridge using the displacement and interaction force relationship at the contact locations. The numerical studies show that the proposed method can more rationally simulate the effect of the pavement on the vibrations of bridge and vehicles.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권2호통권35호
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• pp.263-277
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• 1998

최근 교량상 주행 차량의 중량화 및 대형화 그리고 교통량의 증대로 교량의 바닥판 등의 피로 손상이 문제화되고 있다. 이러한 손상의 주 요인은 교량의 노면 및 신축 이음부의 단차 위를 주행하는 차량의 동적 접지력으로 볼 수 있다. 이에 대해 바닥판의 거동을 적절하게 해석 할 수 있는 삼차원 동적 응답 해석이 필요하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 삼차원 차량 및 교량 모델을 구축하여 바닥판의 동적 응답 및 차량의 동적 접지력을 계산하고, 신축 이음부에 개재된 단차의 영향에 따른 바닥판의 응답을 평가 해보았다. 해석치는 일본 오오사카의 판신(Hanshin)고속도로 매전(Umeda) 입로교에서 수행한 실측치와 비교하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제12권4호
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• pp.409-428
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• 2001

The characteristics of dynamic wheel loads of heavy vehicles running on bridge and rigid surface are investigated by using three-dimensional analytical model. The simulated dynamic wheel loads of vehicles are compared with the experimental results carried out by Road-Vehicles Research Institute of Netherlands Organization for Applied Scientific Research (TNO) to verify the validity of the analytical model. Also another comparison of the analytical result with the experimental one for Umeda Entrance Bridge of Hanshin Expressway in Osaka, Japan, is presented in this study. The agreement between the analytical and experimental results is satisfactory and encouraging the use of the analytical model in practice. Parametric study shows that the dynamic increment factor (DIF) of the bridge and RMS values of dynamic wheel loads are fluctuated according to vehicle speeds and vehicle types as well as roadway roughness conditions. Moreover, there exist strong dominant frequency resemblance between bounce motion of vehicle and bridge response as well as those relations between RMS values of dynamic wheel loads and dynamic increment factor (DIF) of bridges.

• Advances in concrete construction
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• 제15권6호
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• pp.391-404
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• 2023

In this study, the modeling of the transverse connection of fully precast steel-UHPC (Ultra-High-Performance Concrete) lightweight composite bridges were conducted. The transverse connection between precast components plays a critical role in the overall performance and safety of the bridge. To achieve an accurate and reliable simulation of the interface behavior, the cohesive model in ABAQUS was employed, considering both bending-tension and compression-shear behaviors. The parameters of the cohesive model are obtained through interface bending and oblique shear tests on UHPC samples with different surface roughness. By validating the numerical simulation against actual joint tests, the effectiveness and accuracy of the proposed model in capturing the interface behavior of the fully precast steel-UHPC lightweight composite bridge were demonstrated.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1055-1067
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• 1994

본 연구에서는 교량과 차량을 3차원으로 모델링하고, 교량의 노면조도 및 교량과 차량 사이의 상호작용력을 고려하여 이동차량이 교량올 통과할 때 교량의 선형 동적해석을 수행할 수 있는 해석방법을 제시하였다. 교량의 노면조도는 평균값이 영인 정상확율분포로 가정한 지수 스팩트럴 밀도(PSD)를 사용하여 생성시켰다. 이 때 지수 스팩트럴 밀도는 양호한 도로에 대하여 C.J. Dodds와 J.D. Robson이 제안한 PSD값을 사용하였다. 차량은 트럭과 트랙터-트레일러를 각각 7-자유도와 12-자유도를 갖는 3차원차량으로 모델링하였고, 차량의 운동방정식은 Lagrange 방정식을 사용하여 유도하였다. 교량은 주형을 보요소로 이상화시키고 콘크리트 바닥판을 쉘요소로 이상화시켰으며 주형과 콘크리트 바닥판을 Rigid Link로 연결하여 3차원으로 모델링하였다. 차량의 운동방정식은 Newmark ${\beta}$법을 사용하고 교량의 운동방정식은 모우드 중첩법을 사용하여 풀었다. 본 연구에서 제시한 해석방법의 타당성을 검토하기 위하여 "AASHO Road Test"에서 실시한 단순 강합성교의 실험결과와 본 연구에서 제시한 해석적인 방법으로 구한 값을 비교하였다. 해석 결과, 본 연구에서 제시한 해석적인 방법으로 구한 값과 실험값이 매우 잘 일치하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.199-210
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• 2011

사장교의 케이블은 타 부재에 비해 단면적이 매우 작고 고응력 상태이므로 진동에 매우 민감한 부재이다. 따라서 사장교 케이블의 충격계수는 실제 차량의 주행으로 발생하는 동적 효과를 반영하여 평가하는 것이 합리적이다. 이에 본 연구에서는 차량 중량, 케이블 모델, 노면조도, 차량속도 및 차량간격의 설계변수를 고려하여 중앙경간 230m 및 540m의 강합성 사장교를 대상으로 차량 이동하중 해석을 수행하여 케이블의 충격계수를 평가하고, 현재 실무에서 사용되고 있는 영향선을 이용한 방법과 비교하였다. 본 연구에 사용된 노면조도는 ISO 8608 규정에 근거하여 랜덤 생성하였으며, 생성 회수에 따른 케이블 충격계수의 수렴 추이를 분석함으로써 결과의 신뢰도를 확보하였다. 또한, 차량모델은 9-자유도를 갖는 트랙터-트레일러 형식의 트럭 모델을 적용하였으며 차량의 운동방정식은 Lagrange운동방정식으로부터 유도하였다. 해석 대상 교량은 3차원 유한요소모델로 구축하였으며 보강형과 주탑은 보요소, 케이블은 등가탄성계수를 갖는 트러스요소를 사용하였다. 이동하중으로 인한 교량-차량 상호작용 해석에는 직접적분법을 사용하였으며, 교량의 변위 오차율이 허용 범위 내에 수렴될 때까지 반복 해석을 수행하였다. 그 결과, 실제 차량의 주행으로 발생하는 동적 효과를 고려하지 못하는 영향선 기법은 차량 이동하중 해석에 비해 측경간 단부 케이블의 충격계수를 과소평가할 수 있는 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제49권2호
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• pp.203-223
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• 2014

The extensive use of prestressed reinforced concrete (PSC) highway bridges in marine environment drastically increases the sensitivity to both fatigue-and corrosion-induced damage of their critical structural components during their service lives. Within this scenario, an integrated method that is capable of evaluating the fatigue reliability, identifying a condition-based maintenance, and predicting the remaining service life of its critical components is therefore needed. To accomplish this goal, a procedure for fatigue reliability prediction of PSC highway bridges is proposed in the present study. Vehicle-bridge coupling vibration analysis is performed for obtaining the equivalent moment ranges of critical section of bridges under typical fatigue truck models. Three-dimensional nonlinear mathematical models of fatigue trucks are simplified as an eleven-degree-of-freedom system. Road surface roughness is simulated as zero-mean stationary Gaussian random processes using the trigonometric series method. The time-dependent stress-concentration factors of reinforcing bars and prestressing tendons are accounted for more accurate stress ranges determination. The limit state functions are constructed according to the Miner's linear damage rule, the time-dependent S-N curves of prestressing tendons and the site-specific stress cycle prediction. The effectiveness of the methodology framework is demonstrated to a T-type simple supported multi-girder bridge for fatigue reliability evaluation.

• 물과 미래
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• 제26권4호
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• pp.35-46
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• 1993

홍수시 교량에 의한 수위상승 효과를 해석하기 위하여 1차원 동역학적 방정식을 방정식으로 하고 교량부의 수위변동에 따른 흐름조건식을 내부경계조건으로 도입하였으며 이에 대한 Jacobian 메트릭스를 유도하여 해석하였다. 가상하도에 대한 모의실험결과 교량에 의한 수위상승에 영향을 미치는 주요인자는 교량에 의한 하도단면의 수축정도, 하도경사, 하도부의 조도계수, 유량계수등으로 나타났고 교량을 월류하는 경우에 유량계수의 영향은 비교적 작은 것으로 검토되었다. 본 연구에서의 해석기법을 태풍 그래디스(Gladys)로 인한 수영강 상류부의 홍수에 적용하여 그 활용성을 입증하였다. 계산결과치는 그 당시 조사된 홍수흔적치 등과 비교하여 합리적인 범위내에서 일치되었으며, 교량 상류부에서의 수위상승효과는 1.08~1.53m로 나타났다.