• 제목/요약/키워드: steel box girder

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차세대 고속철도 특수교량의 설계 및 기술사양 조사 (Investigation of Design and Technical Specifications on Cable Supported Bridges for Next-Generation High-Speed Railways)

  • 박만호;문제우;김성일;홍성모;김종태
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.206-213
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    • 2008
  • Mo-Am arch bridge is only the long-span bridge (with 125m span) in the Kyong-Bu high-speed line in service, while other bridges are PSC box girder bridges and steel composite bridges with span lengths of $25\sim50m$. However, in foreign high-speed lines, special cable-supported bridges like cable-stayed bridges and extradosed bridges are being adopted in earnest with technical specifications. The cable supported bridge is recognized as one of the indices of technology in civil engineering field, and thus it is being adpoted with a sense of rivalry in countries with advanced technology in railway engineering. In this paper, to apply the top-level cable-supported bridge technology to the domestic high-speed line up to 400km/h by establishing the technical specifications on cable-supported bridges including span length, the requirements for securing the dynamic stability and running safety of high speed train are analyzed through case studies for domestic and foreign cases.

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상시 온도변화 효과를 고려한 모드 유연도행렬 기반의 교량의 손상탐색기법 (Damage Detection in Bridges Using Modal Flexibility Matrices Under Temperature Variation)

  • 구기영;이종재;윤정방
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2007년도 정기 학술대회 논문집
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    • pp.651-656
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    • 2007
  • Changes in measured structural responses induced by a damage could be significantly smaller than those by environmental effects such as temperature and temperature gradients. It is highly desirable to develop a methodology to distinguish the changes due to the structural damage from those by the environmental variations. In this study, a novel method to extract the damage-induced deflection under temperature variations is presented using the outlier analysis on the deflections obtained using the modal flexibility matrices. The main idea is that temperature change in a bridge would produce global increase or decrease in deflections over the whole bridge while structural damages may cause local variations in deflections near the damage locations. Hence, the correlation between the deflection measurements may show high abnormality near the damage locations. A series of laboratory tests were carried out on a bridge model with a steel box-girder for 14 days. It has been found that the damage existence assessment and localization can carried out for a case with relatively small damage under the temperature variations

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Fragility characteristics of skewed concrete bridges accounting for ground motion directionality

  • Jeon, Jong-Su;Choi, Eunsoo;Noh, Myung-Hyun
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제63권5호
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    • pp.647-657
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    • 2017
  • To achieve this goal, two four-span concrete box-girder bridges with typical configurations of California highway bridges are selected as representative bridges: an integral abutment bridge and a seat-type abutment bridge. A detailed numerical model of the representative bridges is created in OpenSees to perform dynamic analyses. To examine the effect of earthquake incidence angle on the fragility of skewed bridges, the representative bridge models are modified with different skew angles. Dynamic analyses for all bridge models are performed for all earthquake incidence angles examined. Simulated results are used to develop demand models and component and system fragility curves for the skewed bridges. The fragility characteristics are compared with regard to earthquake incidence angle. The results suggest that the earthquake incidence angle more significantly affects the seismic demand and fragilities of the integral abutment bridge than the skewed abutment bridge. Finally, a recommendation to account for the randomness due to the ground motion directionality in the fragility assessment is made in the absence of the predetermined earthquake incidence angle.

환경영향인자를 고려한 강교의 생애주기비용 최적설계 (Life-Cycle Cost-Effective Optimum Design of Steel Bridges Considering Environmental Stressors)

  • 이광민;조효남;차철준
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제17권2호통권75호
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    • pp.227-241
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    • 2005
  • 본 논문에서는 생애주기동안 발생하는 부식이나 일평균교통량 및 중차량의 통행량와 같은 사용환경에 의존하는 강교의 생애신뢰성에 기초한 생애주기비용(Life-Cycle Cost: 이하 LCC) 최적설계 방법론을 제안하였다. 강교 최적설계를 위한 LCC는 초기비용, 생애주기 기대유지관리비용, 생애주기 기대직접복구비용과 인적 혹은 물적손실비용, 도로이용자비용, 그리고 사회-경제 손실비용을 포함하는 간접복구비용을 현재가치의 합으로 정식화하였다. 이러한 LCC비용항목 중에서 생애주기 복구비용의 산정을 위해서는 하중과 저항이력에 의존하는 누적손확률로부터 산정되는 연파손확률이 고려되어야한다. 이를 위해 본 논문에서는 Nowak의 활하중 모델(1993)과 부식개시, 부식률, 그리고 재도장영향을 고려한 수정된 부식모델을 제안하였다. 이와같이 본 연구에서 제안된 LCC 최적설계 방법론은 3 경간연속(40m+50m+40m= 130m)의 실제 강박스거더교에 적용되었고, 사용환경에 대한 LCC의 효율성에 대해 비교 고찰하였다. 적용예를 통해 부식환경, 일평균교통량, 그리고 중차량의 통행량는 강교 LCC최적설계에 매우 중요한 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었으며, 이러한 교량의 사용환경인자들은 경우에 따라 LCC 최적설계에 대한 주요 변수로 고려되어야 할 것으로 판단된다.

Pure Bending이 작용하는 H-Beam의 도입축력 변화에 따른 고장력볼트 연결부 거동 분석 (Analysis on the Sliding Load for Hign-Tension Bolt Joint of the H-Beam in Pure Bending)

  • 김춘호;김상훈
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2006년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.541-544
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    • 2006
  • 고장력볼트에 의한 부재연결 방법 중 가장 대표적인 마찰이음은 사용성 측면에서의 한계상태는 미끄러짐이 발생한 상태라고 할 수 있다. 따라서, 한계상태를 고려한 설계를 위해서는 미끄러짐 내력을 정확히 파악할 필요가 있다. 현재 공용중인 강교에서 발생하는 볼트 연결부의 결함 중 볼트 도입축력 부족의 발생빈도가 가장 크지만 도입축력부족에 따른 결함의 연구는 미비한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 고장력 볼트 연결부의 미끄러짐 거동을 파악할 수 있는 모델 제시하기 위하여 범용 유한요소 구조해석 프로그램인 LUSAS를 이용하여 수치해석을 실시하였고, 오직 축력만이 작용하는 표준 시험체와 교량보다 비교적 구조계가 간단한 단순경간 강상형교를 모사한 full-size의 H-Beam시험편을 설계하여 설계볼트 도입축력 100%인 시험편의 도입축력을 기준으로 75%, 50%, 25%의 축력을 도입하여 정적 시험을 실시하여 마찰 문제로 인한 고장력 볼트 연결부의 내력을 수치해석한 결과와 비교 분석하고자 한다.

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Sm 490A강으로 제작된 T형 편면용접이음재의 굽힘피로강동에 관한 연구 (A Study on Bending Fatigue Strength of One Side Fillet Welded T-Joint by SM 490A steel)

  • 엄동석;강성원;이태훈;이해우;조수형
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제16권5호
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    • pp.134-141
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    • 1998
  • In this study, a fillet size for bending fatigue strength of one side fillet welded T-joint, used in box type girder and other welding structure, was investigated by bending fatigue test with or without edge preparation and burn through, with variation of joint shape. As a result, the following conclusions were obtained. (1) In one side fillet welded T-joint, the larger the leg length, the greater the bending fatigue strength. The increase in bending fatigue strength. (2) One side filet welded T-joint with edge preparation showed higher bending fatigue strength than that with twofold-large leg length and without edge preparation. (3) In one side fillet welded T-joint without edge preparation, both manual welding and automatic welding were carried out with same condition. In this case, automatic welding shoed deeper penetration and more increased horizontal leg length than manual welding, so that automatic welding offers grater bending fatigue strength. (4) For one side fillet welded T-joint without edge preparation, the ratio(h/t) of the leg length (h) and the main plate thickness (t) in which toe crack can occur was 1.2 over. (5) In one side fillet welded T-joint with edge preparation, the burn through led to reduced bending fatigue strength. However, this bending fatigue strength was higher than that of one side fillet welded T-joint without edge preparation and with a larger leg length.

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합성 박스형 교량의 온도 예측 (The Prediction of Temperature in Composite Box Girder Bridges)

  • 장승필;임창균
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제9권3호통권32호
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    • pp.431-440
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    • 1997
  • 본 논문에서는 교량 단면 내의 시간 종속적 온도 분포를 결정하기 위해, 기존의 열 전달 이론 및 태양 에너지 전달에 대한 이론을 바탕으로 기상관측소 및 현장에서 측정한 기상 자료로부터 교량 온도의 예측에 관한 이론적 모델에 대해 기술하였다. 특히 이 모텔에서는 주간에 교량의 온도 상승에 지배적인 영향을 미치는 태양일사(solar radiation)에 대해 태양 에너지 관련 분야의 여러 실험적 연구 결과를 바탕으로 태양일사량의 계산에 대해 기존에 연구되어 있는 식들 중에서 가장 적합한 식을 제시하였다. 이 해석 모델의 타당성은 사당 고가차도의 장기 계측된 온도 측정 결과와 비교 검토되었다. 또한 장기간 측정된 온도 결과로부터 교량 온도 예측에 대한 해석적 기준(analytical criteria)을 제시하기 위해, 교량의 축 방향 신축의 원인이 되는 단면평균온도, 그리고 곡률 변형을 유발하는 단면온도차 등 교량 단면의 온도 분포와 관련된 변수들과 대기온도, 일사량 등 기상 자료와 관련된 변수들 간의 선형 상관관계(linear correlation)에 대해 기술하였다.

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강재 교량의 노후화에 따른 확률적 보수.보강 주기 추정에 관한 연구 (A Study on the Estimation of Probabilistic Repair.Reinforcement Cycles from Rating Curve of Steel Girder Bridges)

  • 김현배;김용수
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.102-110
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    • 2009
  • 교량구조물의 유지관리비용은 크게 증가하는 추세이며 이에 대한 교량의 점검은 많은 비용뿐만 아니라 시간과 노력이 소요된다. 따라서 사전에 교량의 보수 또는 보강이 필요한 시점을 파악하고 그 주기를 예측하는 것은 비용의 절감뿐만 아니라 교량 구조물에 대한 안전성을 확보하는데 크게 도움이 된다. 따라서 본 연구에서는 강박스 도로교량에 대한 신뢰성 있는 보수 또는 보강 주기를 추정하기 위하여 노후화에 따른 기존의 성능등급 곡선을 우선적으로 분석하였다. 이를 바탕으로 보수보강 확률함수를 정의하고 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 확률적으로 보수보강 주기를 추정하는 독자적인 방법을 정립하여 제시 하였다. 또한 결과에 대한 통계적 분석을 통하여 신뢰성을 검증하였으며 강박스 도로교량에 대한 통계자료에서 얻어진 보수 또는 보강 주기와 그 결과가 유사하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 강재 교량 구조물에 대한 신뢰성 있는 보수 또는 보강 주기를 예측하는데 크게 기여할 것으로 판단된다.

알루미늄 보강판의 압축 최종강도 붕괴 해석 (Collapse Analysis of Ultimate Strength for the Aluminium Stiffened Plate subjected to Compressive Load)

  • 박주신;고재용;김윤영
    • 한국항해항만학회지
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    • 제31권10호
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    • pp.825-831
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    • 2007
  • 일반적으로 선박 및 해양구조물에서 사용하고 있는 고강도 알루미늄 재료들은 일반 강재에 비해서 많은 이점들을 가지고 있다. 이러한 알루미늄 재료들은 여러 분야에 걸쳐서 폭넓게 사용되고 있으며, 특히, 초고속 선박의 선체와 갑판부에 많이 이용되어지고 있고, 교량구조물에 사용되는 박스 거더, 그리고 해양구조물의 갑판부와 선측구조에도 널리 이용되고 있다. 이러한 알루미늄 구조는 전체적인 구조부재의 중량을 감소하게 하면서 선속의 증가를 가져온다. 일반적인 강구조물의 응력-변형률 관계와 비교하여 보면, 용접가공에 의하여 발생되는 열영향부의 존재로 인하여 상당히 다르게 나타난다. 왜냐하면, 강구조물에 비해 열전도율이 높아서, 열영향부(heat affected zone, HAZ)의 영향이 크게 작용하기 때문이다. 본 논문에서는 종방향 압축하중을 받는 알루미늄 보강 판넬의 최종강도 특성에 대하여, 열영향부의 범위를 변화한 유한요소해석을 통하여, 열영향부의 범위와 파굴 및 최종강도 거동의 관계에 대해서 고찰하였다.

생애 신뢰성에 기초한 강교의 LCC최적설계 (Lifetime Reliability Based Life-Cycle Cost-Effective Optimum Design of Steel Bridges)

  • 이광민;조효남;차철준;김성헌
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권1A호
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    • pp.75-89
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    • 2006
  • 본 논문에서는 생애주기동안 발생하는 부식이나 일평균교통량 및 중차량의 통행량와 같은 사용환경에 의존하는 강교의 생애신뢰성에 기초한 생애주기비용(Life-Cycle Cost: 이하 LCC) 최적설계 방법론을 제안하였다. 강교 최적설계를 위한 LCC는 초기비용, 생애주기 기대유지관리비용, 생애주기 기대직접복구비용과 인적 혹은 물적손실비용, 도로이용자비용, 그리고 사회-경제 손실비용을 포함하는 간접복구비용을 현재가치의 합으로 정식화하였다. 이러한 LCC비용항목 중에서 생애주기 복구비용의 산정을 위해서는 하중과 저항이력에 의존하는 누적손상확률로부터 산정되는 연파손확률이 고려되어야한다. 이를 위해 본 논문에서는 Nowak의 활하중 모델(1993)과 부식개시, 부식률, 그리고 재도장영향을 고려한 수정된 부식모델을 제안하였다. 이와같이 본 연구에서 제안된 LCC 최적설계 방법론은 3 경간연속(40 m+50 m+40 m=130 m)의 실제 강박스거더교에 적용되었고, 강재종류, 부식환경, 교통량 및 할인율에 따른 LCC의 효율성에 대해 비교 고찰하였다. 적용예를 통해 부식환경, 일평균교통량, 그리고 중차량의 통행량, 할인율 등은 강교 LCC최적설계에 매우 중요한 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었으며, 이러한 교량의 사용환경인자들은 경우에 따라 LCC 최적설계에 대한 주요 변수로 고려되어야 할 것으로 판단된다.