• 제목/요약/키워드: steel bridge deck

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Modal parametric changes in a steel bridge with retrofitting

  • Walia, Suresh Kumar;Vinayak, Hemant Kumar;Kumar, Ashok;Parti, Raman
    • Steel and Composite Structures
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    • 제19권2호
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    • pp.385-403
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    • 2015
  • This paper presents the status improvement of an old damaged deck type rural road steel truss bridge through the modal parametric study after partial retrofitting. The dynamic and static tests on bridge were carried out as in damaged state and after partial retrofitting. The dynamic testing on the steel bridge was carried out using accelerometers under similar environmental conditions with same speed of the moving vehicle. The comparison of the modal parameters i.e., frequency, mode shape mode shape curvature, modal strain energy, along with the deflection parameter are studied with respect to structural analytical model parameters. The status up gradation for the upper and downstream truss obtained was different due to differential level of damage in the bridge. Also after retrofitting the structural elemental behavior obtained was not same as desired. The damage level obtained through static tests carried out using total station indicated further retrofitting requirement.

프리캐스트 콘크리트 바닥판 교량의 전단연결부 설계 (Design of Shear connection in Full-Depth Precast Concrete Deck Bridge)

  • 장승필;심창수;김종희;김영진
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제10권4호통권37호
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    • pp.759-767
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    • 1998
  • 프리캐스트 콘크리트 바닥판을 갖는 교량은 각각의 프리캐스트 바닥판에 전단연결재를 위한 흠을 두어서 강주형과 합성시키는 시스템을 갖는다. 전단연결재를 위한 홈을 무수축모르터로 채울 경우의 전단연결재 설계에 필요한 전단연결부의 강도와 강성의 산정식에 대한 해석적 검토를 수행한다. 허용응력 설계법을 프리캐스트 콘크리트 교량 바닥판에 적용할 경우에 대해 전단연결재의 배치방법을 단순교에 대해 신설과 보수의 경우로 나누어 교량 시스템에 적합하도록 제시하고 지점부 프리캐스트 바닥판의 상세를 제안한다. 강도설계 및 피로설계에 의한 설계방법을 적용할 경우에 대해서 부분합성 이론을 이용한 변수연구를 통해서 프리캐스트 콘크리트 바닥판 교량에 적합한 전단연결재의 배치방법을 제안한다. 실험 및 해석적 연구결과로부터 무수축모르터의 강도 영향을 제시하고 실제 적용시 적절한 강도기준을 제시한다.

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동적해석에 의한 강판형교의 동적응답 (Dynamic Response of Steel Plate Girder Bridges by Numerical Dynamic Analysis)

  • 정태주;신동구;박영석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1A호
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    • pp.39-49
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    • 2008
  • 본 연구에서는 교량의 노면조도 및 교량과 차량 사이의 상호작용을 고려한 수치해석방법을 사용하여 여러 매개변수에 대한 강판형교의 동적응답을 연구하였다. 대상교량은 건설교통부에서 제정한 "도로교 상부구조 표준도"에 수록되어 있는 지간이 20 m, 30 m와 40 m인 단순 강판형교를 사용하고, 여러 종류의 도로에 대하여 생성시킨 노면조도를 사용하였다. 차량은 2축과 3축 덤프트럭 및 5축 트랙터-트레일러인 표준트럭(DB-24)을 3차원으로 모델링하고, 교량은 주형을 보요소로, 콘크리트 바닥판은 쉘요소로 이상화시켰으며 주형과 콘크리트 바닥판 사이는 Rigid Link를 사용하여 3차원으로 모델링하였다. 이와 같은 차량 및 노면조도를 사용하여 강판형교의 지간별, 통행 차종별 및 노면조도별 충격계수와 DLA를 구하고 각국의 설계기준과 비교 검토하였다.

강바닥판 교량의 U리브 피로균열 해석 및 보강 (An Analysis and Retrofit of U-rib Fatigue Cracks in the Steel Deck Bridge)

  • 유덕용;정희영
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.176-183
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    • 2010
  • 강바닥판 박스거더에서 바닥틀은 강바닥판, 종방향 리브 및 횡방향 리브로 구성된다. 본 연구 대상 교량은 약 40년 동안 공용되어온 교량으로 바닥틀을 구성하는 U리브의 연결부에서 피로균열이 발생하여 다이어프램 사이에 U리브를 지지하기 위한 횡방향 리브 플레이트와 종방향 프레임을 설치하여 보강하였으나 추가적인 균열이 발생하였다. 균열이 발생된 U리브에는 볼트 연결 강판접착에 의한 보강이 수행되었으나 일부 보강된 리브에서 균열 및 응력집중이 발생되어 보강방법을 맞대기용접에 의한 보강방법으로 변경하였다. 본 연구에서는 U리브의 응력 변화를 파악하기 위해 프레임 보강 전후 구조해석을 수행하였고, 상시교통하중에 의한 응력변화를 파악하기 위해 변동응력을 측정하여 보강방법에 따른 영향을 분석하였다.

폴리머 콘크리트 포장을 적용한 강바닥판의 피로응력에 관한 해석적 연구 (Analysis Study on Fatigue Stress on the Orthotropic Steel Deck Applied Polymer Concrete Pavement)

  • 한범진;윤상일;최병진;최진웅;박선규
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권5호
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    • pp.68-77
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    • 2014
  • 본 연구에서는 초박층 교면포장으로 폴리설파이드 에폭시 폴리머 콘크리트 포장을 선정하여, 에폭시 아스팔트 포장, SFRC 포장과의 비교 분석을 통해 폴리머 콘크리트 포장이 강바닥판의 피로응력범위에 어떠한 영향을 미치는 지 분석하였다. 강바닥판의 피로응력범위를 산정하기 위해 Abaqus를 사용한 유한요소해석을 사용하여 비교평가하였으며, 용접부에 교축방향 및 교축직각방향의 다축응력이 발생하는 점을 감안하여 Signed Von-Mises 응력을 도입하여 피로 검토에 활용하였다. 강바닥판의 피로응력범위를 산정하기 위해 Abaqus를 사용한 유한요소해석을 사용하여 포장 재료 및 두께에 따라 비교평가하였으며, 용접부에 교축방향 및 교축직각방향의 다축응력이 발생하는 점을 감안하여 Signed Von-Mises 응력을 도입하여 피로 검토에 활용하였다.

윤하중조건에서의 프리캐스트 콘크리트 바닥판 피로특성 (Fatigue Characteristics of Precast Concrete Bridge Decks under Wheel Load Condition)

  • 주봉철;박흥석;김영진;송재준
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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    • pp.394-397
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    • 2006
  • For checking fatigue safety and endurance of precast concrete deck and loop joint system in the steel plate girder composite bridge, the test composite bridge model was made for the fatigue experiment by the wheel load machine. The fatigue tests of 1,000,000 cycles were implemented according to wheel load condition of DB24 rear axle of Korea Highway Design Code. From the test results, the loop joint system for the precast deck has a sufficient flexural capacity. Although a little lower longitudinal continuity capacity is evaluated than general sound cast-in-place RC bridge deck, there is no problem about the safety. The overall fatigue level of safety defined by the code is satisfied.

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고속철도 교량 바닥판의 온도신축작용이 궤도처짐에 미치는 영향과 대책에 관한 연구 (The Effect and Countermeasures of the Vertical Track Settlement Caused by Expand and Contract Behavior of the High-Speed Railway Bridge Girder)

  • 강기동
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제17권6호통권79호
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    • pp.673-679
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    • 2005
  • 교량상의 장대레일은 온도변화에 따른 교량 바닥판의 온도신축 작용에 따라 궤도의 축력이 더해질뿐 아니라 교량 바닥판의 길이의 변화로 인하여 구조물 단부(교량신축이음부)에서 궤도자갈이 이완되는 현상이 발생한다. 이러한 영향은 교량 바닥판의 길이가 클수록 더욱 커지며 궤도자갈의 이완을 가중시키고 결국 궤도 고저틀림에 영향을 미쳐 승차감을 악화시킨다. 교량상 자갈이완에 따른 궤도틀림과 교량구조물 자체적 측면을 감안하여 경부고속철도에서는 프랑스 고속철도의 경우와 동일하게 교량경간의 최대 길이를 80m로 제한하여 시공하였다. 본 논문에서는 고속철도구간의 검측결과 나타나고 있는 현상과 그 동안의 유지보수 작업경과를 바탕으로 교량 바닥판의 온도신축작용과 궤도처짐의 상관관계를 분석하였다. 본 연구에서 검토한 결과 종방향 자갈막이와 플레이트 설치는 시공상의 어려움으로 인해 현재상태의 선로조건에서는 적절한 방안인 것으로 볼 수 없다. 반면에 종방향 활동체결구의 설치 또는 도상고결제 살포는 비교적 쉽게 시행할 수 있으나 그 효과가 뚜렷하지 않다. 따라서 그간의 보수작업경과와 작업효과 분석결과 스위치 타이탬핑이나 소형장비에 의한 인력다짐작업이 다른 것들에 비해 가장 효과적이라는 결론을 얻었다.

Seismic fragility of a typical bridge using extrapolated experimental damage limit states

  • Liu, Yang;Paolacci, Fabrizio;Lu, Da-Gang
    • Earthquakes and Structures
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    • 제13권6호
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    • pp.599-611
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    • 2017
  • This paper improves seismic fragility of a typical steel-concrete composite bridge with the deck-to-pier connection joint configuration at the concrete crossbeam (CCB). Based on the quasi-static test on a typical steel-concrete composite bridge model under the SEQBRI project, the damage states for both of the critical components, the CCB and the pier, are identified. The finite element model is developed, and calibrated using the experimental data to model the damage states of the CCB and the bridge pier as observed from the experiment of the test specimen. Then the component fragility curves for both of the CCB and the pier are derived and combined to develop the system fragility curves of the bridge. The uncertainty associated with the mean system fragility has been discussed and quantified. The study reveals that the CCB is more vulnerable than the pier for certain damage states and the typical steel-concrete composite bridge with CCB exhibits desirable seismic performance.

강합성 철도교량의 주행안전성 및 승차감 평가 (Evaluation for the Running Safety and Ride Comfort of Steel Composite Railway Bridge)

  • 김정훈;강영종;김대혁;한상윤;차경렬
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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    • pp.2814-2820
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    • 2011
  • Railway bridge, contact of vehicle needs to design considering the running safety about the running train load of the railway bridge, ride comfort and dynamic safety. Also, upper structure of the railway bridge has to satisfy design standard about moving load(train). So, the railway bridge has to satisfy the requirement for vertical acceleration of the bridge deck, vertical displacement of the bridge and face distortion, which is suggested railway design standard in Korea(2011.5.). In this study, it was investigated and evaluated to the running safety about the running train load of the railway bridge, ride comfort and dynamic safety with railway design standard for steel composite(Steel Box Girder) railway bridge considering KTX, freight train and standard train load.

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Comparison of the Fatigue Behaviors of FRP Bridge Decks and Reinforced Concrete Conventional Decks Under Extreme Environmental Conditions

  • Kwon, Soon-Chul;Piyush K. Dutta;Kim, Yun-Hae;Anido, Roberto-Lopez
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제17권1호
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    • pp.1-10
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    • 2003
  • This paper summarizes the results of the fatigue test of four composite bridge decks in extreme temperatures (-30$^{\circ}C$ and 50$^{\circ}C$ ). The work was performed as part of a research program to evaluate and install multiple FRP bridge deck systems in Dayton, Ohio. A two-span continuous concrete deck was also built on three steel girders for the benchmark tests. Simulated wheel loads were applied simultaneously at two points by two servo-controlled hydraulic actuators specially designed and fabricated to perform under extreme temperatures. Each deck was initially subjected to one million wheel load cycles at low temperature and another one million cycles at high temperature. The results presented in this paper correspond to the fatigue response of each deck for four million load cycles at low temperature and another four million cycles at high temperature. Thus, the deck was subjected to a total of ten million cycles. Quasi-static load-deflection and load-strain responses were determined at predetermined fatigue cycle levels. Except for the progressive reduction in stiffness, no significant distress was observed in any of the composite deck prototypes during ten million load cycles. The effects of extreme temperatures and accumulated load cycles on the load-deflection and load-strain response of FRP composite and FRP-concrete hybrid bridge decks are discussed based on the experimental results.