• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.119-128
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• 2012

본 연구에서는 실험적 모드해석 기법을 이용하여 외부환경에 직접 노출되어 있는 실제 철도판형교의 full-scale 동적 테스트가 수행되었다. 충격해머 모드실험에 의해 얻어진 철도판형교의 모드 매개변수를 유한요소해석으로부터 구한 고유진동수와 모드형상과 비교, 분석하였다. 실험적 모드해석에 의해 측정된 실험 데이터와 해석적 진동분석에서 얻어지는 출력만의 데이터를 교량 부재의 기하학적 특성 및 재료적 특성을 다양하게 고려하여 모델보정 테크닉에 적용하였다. 철도판형교의 실험적 모드해석 결과를 검증하기 위한 유한요소모델이 모드인식 기법을 이용하여 보정되었다. 실험 데이터와 유한요소해석 기준모델의 모델보정과정의 결과와 함께 부재특성의 변화를 통하여 이루질 수 있는 손상평가에 대한 기초적 데이터베이스가 제공된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권3호
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• pp.427-436
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• 2017

This paper presents an experimental and analytical investigation on the behavior of a U-shaped girder subjected to operation, cracking and ultimate loads. A full-scale destructive test was conducted on a U-shaped girder to study the cracking process, load-carrying capacity, failure mechanism and load-deformation relationships. Accordingly, the tested U-shaped girder was modeled using ANSYS and a non-linear element analysis was conducted. The investigation shows that the U-shaped girder meets the specified requirements of vertical stiffness, cracking and ultimate load capacity. Unfavorable torsional effect is tolerable during operation. However, compared with box girders, the U-shaped girder has a more transverse mechanical effect and longitudinal cracks are apt to occur in the bottom slab.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.1741-1751
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• 2013

본 연구에서는 프리텐션 공법으로 제작된 프리스트레스 콘크리트 거더의 정적거동을 조사하는 것이 주요 목적이다. 이동식 제작대를 이용하여 현장에서 제작된 지간 30m의 프리텐션 거더에 대한 재하시험이 수행되었다. 모든 시험결과는 수치해석결과와 비교되었으며, 거더의 중앙부에 대한 변위와 변형률이 측정되었다. 실험결과에서 실물모형 시험체의 초기균열발생 하중은 사용하중 보다 1.75배 증가된 하중에서 발생하였다. 또한 연성설계기준을 만족하여 시험체는 초기균열 발생후에 취성파괴하지 않고 연성 파괴될 것으로 판단되었다. 사용성 검토에서 균열발생시의 처짐값이 도로교설계기준(2010)에서 제시한 활하중 재하시의 허용처짐량을 만족하였다. 유한요소 해석결과와 시험결과는 전체적인 거동이 매우 유사하게 나타났으며, 현장제작 프리텐션 거더의 사용성과 안전성 측면에서는 큰 문제가 없는 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권5호
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• pp.595-605
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• 2020

In this study, the flexural behaviors of full-scale prestressed concrete box girders are experimentally investigated. Four girders were fabricated using two types of concrete (compressive strengths: 50 MPa and 70 MPa) and tested under four-point bending until failure. The measured parameters included the deflection, the stress and strain in concrete and steel bars, and cracks in concrete. The measurement results were used to analyze the failure mode, load-bearing capacity, and deformability of each girder. A finite element model is established to simulate the flexural behaviors of the girders. The results show that the use of high-performance concrete and reasonable combination of prestressed tendons could improve the mechanical performance of the box girders, in terms of the crack resistance, load-carrying capacity, stress distribution, and ductility.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.165-174
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• 2010

본 논문에서는 실물 콘크리트 거더 교량의 가속도 응답 신호를 이용하여 구조물의 상태변화를 경보한 후 그 위치 변화를 검색하는 2단계 구조건전성 모니터링 체계를 제시하였다. 먼저, 2경간 연속 콘크리트 거더 교량인 미호천교를 대상교량으로 선정하였으며, 볼링공을 이용한 강제진동 실험으로부터 동특성을 추출하였다. 다음으로, 미호천교의 2단계 구조건전성 모니터링 체계 구축을 위한 손상 발생 경보 및 손상 위치 검색 기법들을 선정하였다. 손상 경보 기법으로는 시간영역 특징을 이용하는 자기회귀모델과 주파수응답함수의 상관계수, 주파수응답비보증지수를 선정하였다. 손상 위치 검색 기법으로는 모드변형에너지기반 손상지수법을 선정하였다. 마지막으로, 덤프트럭을 이용한 정적 재하 실험을 통해 2단계 손상 모니터링 체계의 적합성을 검증하였다.

• Wind and Structures
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• 제20권6호
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• pp.719-737
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• 2015

Full scale measurement on the structural dynamic characteristics and Vortex-induced Vibrations (VIV) of a long-span suspension bridge with a central span of 1650 m were conducted. Different Finite Element (FE) modeling principles for the separated twin-box girder were compared and evaluated with the field vibration test results, and the double-spine model was determined to be the best simulation model, but certain modification still needs to be made which will affect the basic modeling parameters and the dynamic response prediction values of corresponding wind tunnel tests. Based on the FE modal analysis results, small-scaled and large-scaled sectional model tests were both carried out to investigate the VIV responses, and probable Reynolds Number effects or scale effect on VIV responses were presented. Based on the observed VIV modes in the field measurement, the VIV results obtained from sectional model tests were converted into those of the three-dimensional (3D) full-scale bridge and subsequently compared with field measurement results. It is indicated that the large-scaled sectional model test can probably provide a reasonable and effective prediction on VIV response.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제18권1호
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• pp.113-124
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• 2004

The information on local stress acting in a bridge is required in many occasions such as fatigue assessment. The analysis by beam elements cannot yield this class of information adequately, while the finite element modeling of an entire long-span bridge by shell elements is impractical. In the present study, the hybrid modeling is tried out: only part of a bridge in which the point of interest is located is discretized by shell elements and the remaining part is modeled by beam elements. By solving a simple box girder problem, the effectiveness of this approach is discussed. This technique is then applied to the Rama IX Bridge for local stress evaluation. The numerical results compare very well with the results of a full-scale static loading test. The present research thus offers a practical yet accurate technique for the stress analysis of a long-span cable-stayed bridge.

• 한국안전학회지
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• 제23권5호
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• pp.84-90
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• 2008

The occurrence of longitudinal cracking in concrete deck of box girder bridge is affected by many factors, but the most important factors are the shrinkage and thermal gradient of deck slabs. In this study, therefore, the tensile stresses at the bottom of deck were calculated from the experimental data(autogeneous shrinkage, drying shrinkage, and thermal gradient of deck slab). Also, the possibility of longitudinal cracks at bottom of deck was estimated. For this purpose, full-scale box girder segments have been fabricated and tested. The thermal gradients and shrinkage strains of deck slabs were measured after placement of concrete. Also, analytic program was conducted for the evaluation of longitudinal cracking in bridge deck considering differential shrinkage induced from non-uniform moisture distributions in concrete.

• Steel and Composite Structures
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• 제29권4호
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• pp.437-450
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• 2018

A bridge comprising of two girders, such as a twin steel box-girder bridge, is classified as fracture critical (i.e., non-redundant). In this study, the various bridge components of the twin steel box-girder bridge are investigated to determine if these could be utilized to improve bridge redundancy. Detailed finite-element (FE) models, capable of simulating prominent failure modes observed in a full-scale bridge fracture test, are utilized to evaluate the contributions of the bridge components on the ultimate behavior and redundancy of the bridge sustaining a fracture on one of its girders. The FE models incorporate material nonlinearities of the steel and concrete members, and are capable of capturing the effects of the stud connection failure and railing contact. Analysis results show that the increased tensile strength of the stud connection and (or) concrete strength are effective in improving bridge redundancy. By modulating these factors, redundancy could be significantly enhanced to the extent that the bridge may be excluded from its fracture critical designation.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.205-213
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• 2008

FRP 스트럿을 가진 PSC 박스거더 교량 구조는 기존의 PSC 박스거더를 효율적으로 변형시켜 넓어진 상부 슬래브의 캔틸레버 부분을 스트럿으로 지지하는 구조형식으로, 상부구조의 자중을 줄여 하부구조의 크기를 경감시키므로 경제적이고 미관이 뛰어난 교량 건설을 가능하게 한다. 본 연구에서는 국내에서 처음 시도되는 FRP 스트럿을 가진 PSC 박스거더의 실물모형 재하실험과 유한요소해석을 수행하여 상호 결과를 비교함으로써 FRP 스트럿을 가진 PSC 박스거더 교량 구조에서 FRP 스트럿과 스트럿 적용에 따른 상부 슬래브의 구조적 안전성에 대하여 평가하였다.