• Advances in concrete construction
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• 제4권3호
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• pp.173-194
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• 2016

This paper consists in a study of a new contructive sequence of road viaducts with Movable Scaffolding System (MSS) using numerical tools based on finite element method (FEM). Traditional and new sequences are being used in Spain to build viaducts with MSS. The new sequence permits an easier construction of one span per week but implies some other issues related to the need of two prestressing stages per span. In order to improve the efficiency of the new sequence by reducing the number of prestressing stages per span, two solutions are suggested in this study. Results show that the best solution is to introduce the 100% of the prestressing force at the self-supporting core in order to improve the road viaduct construction with movable scaffolding system by reducing execution time without increasing economic costs.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2006년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.445-450
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• 2006

It is proposed that the electromechanical relation of the conductive materials with high electrical resistance may be used to estimate the current stress of prestressing tendons. To choose the best conductive material to this end, we studied the electromechanical relations of carbon fibers and metalic heat wires experimentally. It is found that the relation of carbon fibers can be modelled by a parabolic(or hyperbolic) function in the early stage of deformation. However because the relation is not consistent when it is unloaded and reload, carbon fibers are not suitable for this purpose. Metallic heat wires show a consistent linear relation during loading and unloading in the elastic deformation and are suitable for this purpose. To estimate the electromechanics relation of metallic wires, we developed a simple formula based on the rigid plasticity. We propose a new kind of prestressing tendons whose stress can be monitored.

• Computers and Concrete
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• 제19권1호
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• pp.1-6
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• 2017

Prestressed concrete I-girders are subject to different load types at their construction stages. At the time of strand release, i.e., detensioning, prestressed concrete girders are under the effect of dead and prestressing loads. At this stage, the camber, total net upward deflection, of prestressed girder is summation of the upward deflection due to the prestressing force and the downward deflection due to dead loads. For the calculation of the upward deflection, it is generally considered that prestressed concrete I-girder behaves linear-elastic. However, the field measurements on total net upward deflection of prestressed I-girder after detensioning show contradictory results. In this paper, camber calculations with the linear-elastic beam and elastic-stability theories are presented. One of a typical precast I-girder with 120 cm height and 31.5 m effective span length is selected as a case study. 3D finite element model (FEM) of the girder is developed by SAP2000 software, and the deflections of girder are obtained from linear and nonlinear-static analyses. Only geometric nonlinearity is taken into account. The material test and field measurement of this study are performed at prestressing girder plant. The results of the linear-elastic beam and elastic-stability theories are compared with FEM results and field measurements. It is seen that the camber predicted by elastic-stability theory gives acceptable results than the linear-elastic beam theory while strand releasing.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.201-209
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• 2010

일반적으로 PSC 거더 교량은 철근 콘크리트 부재와 달리 전단면을 사용하여 외부하중을 저항한다. 또한 설계와 시공의 용이성, 구조적 안전성, 경제성, 유지관리의 편리성 등의 장점 때문에 30 m 이하의 중/소 경간 교량에 많이 적용되고 있다. 그러나, 최근 전세계적으로 환경, 미관 등에 관심이 높아짐에 따라, 교량의 경간은 점점 길어지는 추세이다. 이러한 추세는 케이블 교량뿐만 아니라 PSC 교량에서도 나타난다. 본 연구는 시대적 흐름에 맞춰 PSC 거더를 50 m 이상의 장경간에 적용하기 위한 연구의 일환으로 상부에 H형 강재가 도입된 중공 박스 합성거더를 개발하였다. 개발된 거더는 타설 전 상부에 H형 강재에 미리 비부착 압축 프리스트레스를 주어 거더의 성능저하 시 프리스트레스력을 제거하여 성능을 회복시키는 방법이다. 개발된 거더는 실제 교량에 사용하기위한 필수적인 정적실험을 3점 재하로 4단계로 구분하여 수행하였다. 1차 하중은 균열발생시점까지로 하였으며, 하중 제거 후 미리 상부강재에 도입된 프리스트레스력을 제거하여 거더의 성능회복력을 확인하였다. 그 후, 거더가 파괴될 때까지 하중을 재하하였다. 실험 결과, 18.7 mm의 잔류변형이 발생하였으나, 상부 강재의 PS 제거에 의해 7.7 mm로 회복되었다. 즉, 상부 H형 강재에 도입된 비부착 압축프리스트레스의 제거에 의한 거더 하연의 추가 압축응력으로 하중 증가에 따른 잔류변형을 약 60%가량 회복시키는 성능향상을 보였다. 상부에 H형 강재를 시공함으로써 추후 보수보강을 용이하게 할 수 있고, 비용도 절감할 수 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.98-101
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• 2006

As an alternative of conventional prestressed concrete (PSC) girders, various types of PSC girders are being developed and applied in bridge structures. Incrementally prestressed concrete girder is one of these newly developed girders. According to design concept, these new types of PSC girders have considerable advantages to reduce their self-weight and make spans longer. However, dynamic interaction between bridge superstructures and passing trains would be sometimes one of critical issues in these more flexible railway bridges. Therefore, it is very important to evaluate modal parameters of newly designed bridges before conducting dynamic analyses. In the present paper, a 25 meters long full scale PSC girder was fabricated as a test specimen and modal testing was carried out to evaluate modal parameters including natural frequencies and modal damping ratios at every prestressing stage. In the modal testing, a digitally controlled vibration exciter as well as an impact hammer is applied to obtain frequency response functions more exactly and the modal parameters are evaluated varying with construction stages. Prestressed force effects on changes of modal parameters are analyzed at every incremental prestressing stage.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.570-573
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• 2006

It is proposed that the electromechanical relation of the conductive materials with high electrical resistance may be used to estimate the current stress of prestressing tendons. To choose the best conductive material to this end, we studied the electromechanical relations of carbon fibers and metalic heat wires experimentally. It is found that the relation of carbon fibers can be modelled by a parabolic(or hyperbolic) function in the early stage of deformation. Metallic heat wires show a consistent linear relation during loading and unloading in the elastic deformation and are suitable for this purpose. We propose a new kind of prestressing tendons whose stress can be monitored.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.290-297
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• 2017

압축강도 160MPa와 길이 15.4m를 가진 분절형 U거더와 합성 U거더의 휨거동 실험을 수행하였다. 실험 변수로는 강섬유 혼입률과 U거더 상부의 슬래브이다. U거더의 복부와 하부플랜지에 종방향 철근을 배근하였다. 상부플랜지에 2개의 15.2mm 강연선을 포함한 2개의 프리스트레싱 텐던 그리고 하부플랜지에 7개의 15.2mm 강연선을 포함한 2개의 프리스트레싱 텐던이 배치되고 U거더 접합 시 한차례 긴장 작업을 하였다. 초고강도 콘크리트 강도로 인해 U거더에 도입한 충분히 강한 프리스트레싱 긴장력은 U거더 시공단계에서 자중과 고정하중을 부담할 수 있다. U거더의 취성적 거동에 비해 합성 U거더는 안정적이고 연성적인 하중처짐 관계를 보여주고 있다. U거더 상부에 슬래브를 시공한 후, U거더 접합 시 도입했던 프리스트레싱 긴장력에 의한 합성 U거더의 휨하중 내하력은 마지막 하중 단계에서 설계하중을 부담할 수 있다. 초고강도 콘크리트로 인한 간단한 프리스트레싱 방법은 시공단계와 공사비 면에서 장점을 가지고 있다. 간격이 작은 전단키는 초고강도 콘크리트 U거더와 고강도 콘크리트슬래브간의 완전한 합성관계를 가져와 파괴하중 직전까지 슬립현상이나, 벌어짐 현상을 보이지 않았다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권4호
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• pp.311-321
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• 2017

이 논문은 거푸집의 설치없이 간편하게 합성단면을 형성하고 다단계의 자중 프리플렉스 및 프리스트레싱을 비교적 쉽게 구현할 수 있도록 고안된 합성거더 시스템의 휨성능에 관한 것이다. 시공단계를 고려한 3차원 유한요소해석모형을 수립하고 콘크리트 타설방법과 강연선 긴장방법을 변수로 지정하여 합성거더 단면에 작용하는 선응력 분포와 강연선에 의해 도입되는 긴장효과를 수치 해석적으로 분석하였다. 변수 해석 결과를 비교하여 응력분포가 가장 유리한 해석모델의 제작과정을 표준제작단계로 선정하여 비선형비탄성 해석을 통해 극한휨강도를 평가하였다. 이를 국내 설계기준에서 제시하는 기준강도와 비교 검토해보니, 적정 공칭내하력을 보유하는 것으로 확인되어 소요 안전율을 충분히 확보 가능할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3A호
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• pp.235-241
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• 2009

PSC 거더교는 타 공법에 비해 매우 경제적인 교량 형식이지만 국내에서는 PSC 빔 표준도에 근거하여 도로교의 경우 25~35 m 경간에 주로 적용되어 왔다. 이러한 경간상의 제약사항을 극복하기 위해 다양한 신형식 거더교들이 개발되었지만 주로 50 m 이하 경간에 적용되고 있는 실정이다. 따라서, 이 연구에서는 PSC 거더교를 50 m 이상의 경간까지 확장할 수 있는 장경간화 기법들을 재료, 설계 및 시공 측면으로 나누어 분석함으로써 장경간화의 가능성을 고찰해 보았다. 이 때 각 기법이 경간 증가에 미치는 기여도를 일목요연하고 용이하게 평가할 수 있는 방법론을 제안하였다. 제안된 방법은 허용응력 설계법에 근거한 PSC 거더의 단계별 안전성 평가식을 프리스트레싱 텐던의 개수와 경간의 관계를 나타내는 그래프로 치환하여 설계 가능 영역을 찾아내는 방식이며, 일반 PSC 거더, 다단계 긴장식 PSC 거더, Decked PSC 거더로 구분하여 수식을 전개하였다. 후속 논문에서는 이를 실교량 예제에 적용하여 경간 증가량을 분석하였다.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제5권4호
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• pp.463-488
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• 2018

In the last decades, research efforts have been spent to investigate the effect of prestressing on the dynamic behaviour of prestressed concrete (PSC) beams. Whereas no agreement has been reached among the achievements obtained by different Researchers and among the theoretical and the experimental results for simply supported beams, very few researches have addressed this problem in continuous PSC beams. This topic is, indeed, worthy of consideration bearing in mind that many relevant bridges and viaducts in the road and railway networks have been designed and constructed with this structural scheme. In this paper the attention is, thus, focused on the dynamic features of continuous PSC bridges taking into account the effect of prestressing. This latter, in fact, contributes to the modification of the distribution of the bending stress along the beam, also by means of the secondary moments, and influences the flexural stiffness of the beam itself. The dynamic properties of a continuous, two spans bridge connected by a nonlinear spring have been extracted by solving an eigenvalue problem in different linearized configurations corresponding to different values of the prestress force. The stiffness of the nonlinear spring has been calculated considering the mechanical behaviour of the PSC beam in the uncracked and in the cracked stage. The application of the proposed methodology to several case studies indicates that the shift from the uncracked to the cracked stage due to an excessive prestress loss is clearly detectable looking at the variation of the dynamic properties of the beam. In service conditions, this shift happens for low values of the prestress losses (up to 20%) for structure with a high value of the ratio between the permanent load and the total load, as happens for instance in long span, continuous box bridges. In such conditions, the detection of the dynamic properties can provide meaningful information regarding the structural state of the PSC beam.