• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.375-384
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• 2016

현행, 도로교설계기준에서는 교량바닥판에 대해 지간이 짧은 다거더 플레이트 거더교 위주의 규정을 두고 있으며, 강합성 소수 거더교에 적용되는 장지간 바닥판에 대한 설계규정은 명확하게 없는 실정이다. 이는 소수 거더교의 장지간 바닥판에 적용하기에는 한계가 있으므로 합리적인 설계를 위해서는 관련 규정을 보완할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 내측부 교량바닥판의 지간 6.0~12.0m 범위를 대상으로 도로교설계기준의 KL-510 하중을 적용하여 교축방향(종방향)과 교축직각방향(횡방향)에 대한 설계휨모멘트를 제안하였다. 설계휨모멘트는 바닥판의 직교 이방성, 거더의 강성, 그리고 다차로재하계수의 영향이 반영되었으며, 이를 기존의 DB-24 하중에 대한 설계휨모멘트와 비교하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1084-1089
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• 2004

Recently, Orthotropic steel deck bridges, which have long span decks, have been regarded as one of economical as well as durable bridge types. However, Orthotropic steel deck bridge is used by a lot of welding, which may cause welding defect and deformation of connections. This kind of system happens some damages by the fatigue cracks of welding. The cross-connection of longitudinal rib and transversal rib is one of the weakest point because of the fatigue. The secondary stresses which are from the out-plane deformation of transversal rib and the torsion of longitudinal rib make the topical stress concentration phenomenon. But, it is principle that a Bulkhead Plate is not established in the domestic design standard. Therefore, it is estimated that a study for the installing of Bulkhead Plate is needed. This study with considering these circumstances proves efficiency of Bulkhead Plate and will be presented optimal design details through finite element analysis according to change the geometrical system of Bulkhead Plate and the cross-connection area of longitudinal and transversal rib

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.343-350
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• 1999

Orthotropic steel bridge decks are potentially liable to cause fatigue cracks due to weld defects, residual stresses, and in-plane or out-of-plane stresses. In particular, the cracks propagated through deckplate in longitudinal rib to deckplate joints occur at weld toe and weld root due to stress concentrations. Numerical parametric studies are performed to show the Influence of the parameters on the stress concentration at the connection between the longitudinal rib and the deckplate. The parameters include root gap, toe angle $\theta$, toe radius $\rho$, and weld penetration. This study provides a fundamental point for the improvement of fatigue resistance and the estimation of the fatigue crack propagation in wekded joint details.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권2호
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• pp.357-374
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• 2015

Orthotropic decks composed of deck plate, ribs, cross beams and wearing surface are frequently used in industry to span long distances due to their light structures and load carrying capacities. As a result they are broadly preferred in industry and there are a lot of bridges of this type exist in the world. Nevertheless, some of them cannot sustain the anticipated service life and damages in form of cracks develop in steel components and wearing surface. Main reason to these damages is seen as the repetitive wheel loads, namely the fatigue loading. Solutions to this problem could be divided into two categories: qualitative and quantitative. Qualitative solutions may be new design methodologies or innovative materials, whereas quantitative solution should be arranging dimensions of deck structure in order to resist wheel loads till the end of service life. Wearing surface on deck plate plays a very important role to avoid or mitigate these damages, since it disperses the load coming on deck structure and increases the bending stiffness of deck plate by forming a composite structure together with it. In this study the effect of Elastic moduli, Poisson ratio and thickness of wearing surface on the stresses emerged in steel deck and wearing surface itself is investigated using a FE-model developed to analyze orthotropic steel bridges.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2004년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.163-170
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• 2004

The main objective of this research is to determine the optimal sections of infrastructure (the pier and foundation) for orthotropic steel decks which is a part of prefabricated passenger car overpasses. Since the bridge to be designed allows only passenger cars, design loads are determined according to this condition. The total volume of the infrastructure is formulated as the objective function and the design constraints are based on the 'Korean Bridge Design Code' and 'Design Manual of Steel Framed Pier'. The programs used in this research are MATLAB 6.5 and MIDAS CIVIL.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.262-271
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• 1998

Recent, more and more steel deck bridges are adopted for the design of long span bridges and the upgrading of existing concrete deck bridges, mainly because of reduced self weight, higher stiffness and efficient erection compared to concrete decks. The main objective of this study is to propose on formulation of the design optimizations to develop an optimal desist program required for optimum desist for orthotropic steel-deck bridges. The objective function of the optimization is formulated as a minimum initial cost design problem. The behavior and design constraints are formulated based on the ASD and LRFD criteria of the Korean Bridge Design Code(1996). The optimum design program developed in this study consists of two steps. In the first step the system optimization of the steel box girder bridges is carried out. And in the second step the program provided the optimum design of the orthotropic steel-deck with close ribs. In the optimal design program the analysis module for the deck optimization is based on the Pelican Esslinger method. The optimizer module of the program utilizes the ADS(Automated Desist Synthesis) routines using the optimization techniques fuor constrained optimization. From the results of real application examples, The cost effectiveness of optimum orthotropic steel-deck bridges designs based on both ASD and LRFD methods is investigated by comparing the results with those of conventional designs, and it may be concluded that the design developed in this study seems efficient and robust for the optimization of orthotropic steel-deck bridges

• Steel and Composite Structures
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• 제7권1호
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• pp.1-18
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• 2007

Additional cutouts in the floorbeam webs of orthotropic plated bridge decks relieve the highly stressed lower flange of the ribs passing through these floorbeam webs from possible fatigue damage. Conversely, the floorbeam webs themselves suffer from high stress concentrations, especially along the free edges of the additional cutouts. These stresses result from a combination of direct introduction of vertical traffic loads in the weakened web and from the truss action of the floorbeam. The latter differs from a simple beam action due to the presence of the openings and corresponds more to the behaviour of a Vierendeel truss. Close assessment of the appearing stresses, highly relevant for fatigue resistance, requires the use of elaborate finite element modelling. However, a full finite element analysis merely provides the results of total stresses, leaving the researcher or designer the difficult task of finding the origin of these stress components. This paper presents a calculation method for cutout stresses based on a combination of a framework analysis and a two dimensional finite element analysis of much smaller parts of the floorbeam. This method provides more insight in the origin of the stress components, as well as it simplifies any comparison of different additional cutout geometries, independent of the floorbeam topology.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.98-106
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• 2011

강박스거더의 바닥틀은 바닥강판, 종방향 리브 및 횡방향 리브로 구성된다. 강바닥판 교량은 용접 접합부의 개소가 많고 중차량 접지하중과 반복응력의 증가에 의해 피로손상의 발생 가능성이 매우 높다. 일반적으로 강바닥판의 피로균열은 중차량 트럭하중의 반복적인 재하하중으로 인한 국부응력에 의하여 발생한다. 또한 중차량 통행량의 증가 및 통행차량의 대형화는 피로균열 발생 가능성을 촉진한다. 따라서 교량에 영향을 미치는 실제 통행 차량하중의 하중재하 패턴을 고려한 하중 접지면적에 따른 교량의 거동을 정확히 평가하는 것은 매우 중요하다. 본 연구는 강바닥판 교량에서 통행 차량의 접지면적과 하중재하 효과를 고려하여 설계하중에 의한 접지면적과 실제 통행 차량의 접지면적을 유한요소해석을 통하여 비교 평가하였다. 유한요소해석은 강바닥판 교량의 4가지 하중 재하패턴에 대하여 수행하였다, 또한 해석은 다이아프램의 설치 유무에 따른 통행트럭의 접지면적 영향을 비교 평가하였다. 유한요소해석 결과, 실제 싱글타이어의 하중재하면적이 설계하중의 접지면적보다 보다 큰 국부응력을 보였고, 바닥강판은 전륜하중인 싱글타이어 재하에 의해 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 다이아프램의 설치 유무는 탄성영역에서 다이아프램 설치가 강바닥판 가로리브와 세로리브 교차부의 피로저항에 대한 구조성능 개선에는 효과가 없는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.443-451
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• 2007

강바닥판 피로손상을 억제할 수 있는 유효한 방법의 하나로 데크 플레이트의 판 두께를 증가시키거나 세로리브의 보강 등에 의한 강성 증가를 고려할 수 있는데, 이 강성증가는 일반적으로 윤하중에 의한 강바닥판의 국부변형 억제 등에 효과가 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 강바닥판교의 피로균열이 빈번히 발생해 가장 문제가 되는 U-rib와 가로리브 연결 상세부의 발생응력을 최소화할 수 있도록 벌크헤드플레이트나 수직리브와 같은 보강상세의 부착에 따른 변수로 정밀 구조해석을 수행하였다. 그 결과, 벌크헤드플레이트는 전체적으로 연결 상세부의 주응력을 경감시키나, 피로균열이 발생되는 용접 지단부에서는 오히려 응력집중이 커지는 경향을 나타내는 것을 알 수 있었다. 그러나 수직리브는 용접 지단부에서 응력집중을 경감시키는 효과를 나타내어 벌크헤드플레이트의 보강보다는 수직리브의 보강이 더 효율적일 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권3호통권70호
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• pp.333-344
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• 2004

복합재료는 건설공학 분야의 해석, 설계, 제작, 건설, 품질 제어 등에서 경제적이고 효율적인 재료로 사용될 수 있다. 많은 교량 구조물중 거더, 가로보로 이루어진 콘크리트 상판은 특별직교이방성판으로 거동한다. 이러한 경계조건을 갖는 단면 혹은 불규칙한 단면을 갖는 시스템은 해석적인 해를 구하기가 매우 어렵다. 이러한 문제에 대한 해석을 위해서 유한차분법이 이용되었다. 본 논문에서는 인장강도 감소율을 적용하여 파괴강도 해석을 수행하였다. 또한 이러한 경우에 대한 수치해석을 수행하였다. 응력영역에 대한 Tasi-Wu의 파괴기준을 적용하였다.