• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.67-74
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• 2021

본 논문에서는 노후화된 PSC I형 교량을 대상으로 철근부식에 대한 구조적 안전성을 평가하였다. 대상 PSC I형 교량은 실제 구조물을 참고하여 철근을 배근하고 해석 시 콘크리트의 파괴와 철근의 항복을 고려하였다. 한국시설안전공단 정밀안전진단의 교량 평가 기준을 참고하여 철근노출면적률과 철근부식률로 구분하여 총 32가지의 철근부식 시나리오를 구성하였다. 철근노출은 교량의 바닥판 하부 인장철근이 콘크리트 피복 탈락에 의해 노출된 것으로 가정하였다. 각 시나리오별 해석 결과, PSC I형 교량의 안전율과 내하율은 철근노출면적률과 철근부식률이 증가함에 따라 감소하였다. 철근부식률이 50% 이상일 경우는 모든 철근노출면적률에 대해서 안전성등급을 세밀하게 분석할 필요가 있었으며, 철근부식률 57%이상인 경우는 철근노출면적률에 관계없이 모두 E등급으로 산정되었다. 철근노출면적률 2%에 대해서 상관도 분석을 실시한 결과,철근부식률이 약 55.8% 까지는 A등급, 56.9% 까지는 C등급, 58.5% 까지는 D등급, 58.5% 이상인 경우 E등급으로 평가되었다. 본 연구를 통해 노후화된 교량에 대한 철근부식의 정량적인 구조적 안전성 평가가 필요할 것으로 판단된다.

• Smart Structures and Systems
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• 제10권2호
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• pp.131-154
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• 2012

In this paper, it is aimed to determine the seismic behaviour of highway bridges by nondestructive testing using ambient vibration measurements. Eynel Highway Bridge which has arch type structural system with a total length of 216 m and located in the Ayvaclk county of Samsun, Turkey is selected as an application. The bridge connects the villages which are separated with Suat U$\breve{g}$urlu Dam Lake. A three dimensional finite element model is first established for a highway bridge using project drawings and an analytical modal analysis is then performed to generate natural frequencies and mode shapes in the three orthogonal directions. The ambient vibration measurements are carried out on the bridge deck under natural excitation such as traffic, human walking and wind loads using Operational Modal Analysis. Sensitive seismic accelerometers are used to collect signals obtained from the experimental tests. To obtain experimental dynamic characteristics, two output-only system identification techniques are employed namely, Enhanced Frequency Domain Decomposition technique in the frequency domain and Stochastic Subspace Identification technique in time domain. Analytical and experimental dynamic characteristic are compared with each other and finite element model of the bridge is updated by changing of boundary conditions to reduce the differences between the results. It is demonstrated that the ambient vibration measurements are enough to identify the most significant modes of highway bridges. After finite element model updating, maximum differences between the natural frequencies are reduced averagely from 23% to 3%. The updated finite element model reflects the dynamic characteristics of the bridge better, and it can be used to predict the dynamic response under complex external forces. It is also helpful for further damage identification and health condition monitoring. Analytical model of the bridge before and after model updating is analyzed using 1992 Erzincan earthquake record to determine the seismic behaviour. It can be seen from the analysis results that displacements increase by the height of bridge columns and along to middle point of the deck and main arches. Bending moments have an increasing trend along to first and last 50 m and have a decreasing trend long to the middle of the main arches.

• Earthquakes and Structures
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• 제1권1호
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• pp.21-41
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• 2010

Multi-span steel-concrete composite (SCC) bridges are very sensitive to earthquake loading. Extensive damage may occur not only in the substructures (piers), which are expected to yield, but also in the other components (e.g., deck, abutments) involved in carrying the seismic loads. Current seismic codes allow the design of regular bridges by means of linear elastic analysis based on inelastic design spectra. In bridges with superstructure transverse motion restrained at the abutments, a dual load path behavior is observed. The sequential yielding of the piers can lead to a substantial change in the stiffness distribution. Thus, force distributions and displacement demand can significantly differ from linear elastic analysis predictions. The objectives of this study are assessing the influence of piers-deck stiffness ratio and of soil-structure interaction effects on the seismic behavior of continuous SCC bridges with dual load path, and evaluating the suitability of linear elastic analysis in predicting the actual seismic behavior of these bridges. Parametric analysis results are presented and discussed for a common bridge typology. The response dependence on the parameters is studied by nonlinear multi-record incremental dynamic analysis (IDA). Comparisons are made with linear time history analysis results. The results presented suggest that simplified linear elastic analysis based on inelastic design spectra could produce very inaccurate estimates of the structural behavior of SCC bridges with dual load path.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.91-97
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• 2006

본 연구에서는 강-콘크리트 합성 바닥판용 유공판재형 전단연결재의 전단성능을 평가하기 위한 전단실험을 수행하고 그 실험결과를 고찰하였다. 전단 실험체는 절곡된 강판, 유공판재형 전단연결재, 철근, 콘크리트로 구성되었으며, 절곡된 강판과 콘크리트 사이에 작용하는 수평전단력에 저항할 수 있도록 다수의 구멍이 가공된 유공판재형 전단연결재가 적용되었다. 실험체설계에 적용된 변수는 구멍의 간격과 위치, 구멍관통 철근의 유무이며, 총 12개의 실험체를 제작하여 전단실험을 수행하였다. 제한적 범위 내에서 수행한 실험결과에 따르면 유공판재형 전단연결재가 강-콘크리트 합성 바닥판에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제6권2호
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• pp.123-138
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• 2006

This paper proposes a model for the analysis of the construction sequences of steel-concrete composite decks in which the slab is cast-in-situ for segments. The model accounts for early age shrinkage, such as thermal and endogenous shrinkage, drying shrinkage, tensile creep effects and the complex sequences of loading due to pouring of the different slab segments. The evolution of the structure is caught by suitably defining the constitutive relationships of the concrete and the steel reinforcements. The numerical solution is obtained by means of a step-by-step procedure and the finite element method. The proposed model is then applied to a composite deck in order to show its potential.

• Steel and Composite Structures
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• 제32권4호
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• pp.479-495
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• 2019

In tied-arch bridges, the way the arch and the deck are connected may become crucial. The deck is usually suspended from hangers made out of steel pinned cables capable of resisting axial forces only. However, a proper structural response may be ensured by fixing and stiffening the hangers in order to resist, additionally, shear forces and bending moments. Thus, this paper studies the effect of different pinned and stiffened hanger arrangements on the structural behavior of the tied-arch bridges, with the intention of providing designers with useful tools at the early steps of design. Longitudinally and transversally stiffened hangers (and the effect of hinges at the hangers and their locations) are studied separately because the in-plane and the out-of-plane behavior of the bridge are uncoupled due to its symmetry. As a major conclusion, regarding the in-plane behavior, hangers composed of cables (either with vertical, $Nielsen-L\ddot{o}hse$ or network arrangements) are recommended due to its low cost and ease of erection. Alternatively, longitudinally stiffened hangers, fixed at both ends, can be used. Regarding the out-of-plane behavior, and in addition to three-dimensional arrangements of cables, of limited effectiveness, transversally stiffened hangers fixed at both ends are the most efficient arrangement. A configuration almost as efficient and, additionally, cheaper and easier to build can be achieved by locating a hinge at the end corresponding to the most flexible structural element (normally the arch). Its efficiency is further improved if the cross-section tapers from the fixed end to the pinned end.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.92-99
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• 2011

초고성능콘크리트(Ultra High Performance Concrete, UHPC)는 높은 강도와 내구성을 가지는 우수한 구조재료이다. 이러한 새로운 재료의 활용 기술은 경량의 슬림한 구조로서 우수한 성능을 가지는 구조물의 건설을 실현할 수 있는 효과적인 방안으로 주목받고 있다. 이 연구는 하이브리드 사장교 적용을 위한 UHPC프리캐스트 바닥판 시스템 개발의 일부로서 정모멘트 구간에서 철근겹침이음 방식에 의하여 연결되는 이음부의 거동 특성을 실험적으로 규명하는데 주된 목적이 있다. 주요 실험변수는 철근겹침이음길이이며 실험변수의 영향을 검증하기 위하여 총 12개의 휨실험체를 제작하였고, 이에 대한 4점 휨재하실험을 수행하였다. 현행 도로교설계기준에서 철근겹침이음에 대한 최소길이 규정은 UHPC를 적용한 프리캐스트 바닥판 시스템에서는 매우 보수적인 규정임을 실험결과로부터 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.602-608
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• 2019

본 연구에서는 강박스거더교 바닥판의 아스팔트 두께에 따른 단면 상하 온도차를 산정하고, 이에 따른 설계기준의 자료를 제공하고자 하였다. 아스팔트 두께 0mm, 50mm, 100m, 150mm의 4개 강박스거더 모형시험체를 제작하였다. 각 모형에 17~23개의 온도 센서를 상부 콘크리트와 강박스거더에 부착하였다. 이 센서 중 Euro code와 온도차를 비교 할 수 있는 6개의 온도 게이지를 선정하였다. 각 모형의 기준 대기온도에서 최대 온도와 최저 온도를 계산하고, 이를 바탕으로 온도차(경사)를 산정하여, 4개 각 모형에서 온도차 모델을 제시하였다. 0mm ~ 100mm 온도차 모델은 슬래브 최상단에서 Euro code의 온도차와 비교할 때 -0.9~-1.5도 더 낮은 온도차를 보였다. 전체적으로 측정된 온도차는 Euro code와 비교하여 5.45%~8.33%정도의 오차가 있음을 확인하였다. 산정된 온도와 평균온도의 차를 표준오차의 배수로 산정한 표준오차 계수는 최상단과 최하 단에서 평균 2.50 ~ 2.51배의 값으로 일정한 범위에서 산정되었다. 제시된 온도차 모델은 국내 교량 온도설계 온도차 기준 산정 시 기본 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.93-103
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• 2009

2거더 플레이트교는 주부재인 바닥판과 거더, 2차부재인 가로보, 수직보강재 및 수평보강재 등으로 구성되어 있다. 2거더교는 AASHTO와 국내의 도로교설계기준에는 하나의 거더가 손상되면 그 교량의 기능과 안전성에 문제가 야기되는 단재하 경로 구조로 규정되어 있다. 이러한 이유 때문에 2거더교의 피로균열은 교량의 안전성에 심각한 영향을 줄 수 있다. 따라서 본 논문에서는 2거더교에서 피로균열 발생 가능성이 높은 수직보강재와 거더 복부의 연결부를 대상으로 수직보강재 스캘럽 곡률반경 및 복부두께를 변화시키면서 피로 평가를 수행하였다. 이 결과에 기초하여 피로에 유리한 구조상세 및 간이 평가식을 제안하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1171-1176
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• 2005

The latest technical development of steel plate girder railway bridge are developing in ways to maximize its durability of materials in use of high strength steel and efficiency of maintenance and management by the introduction of simplified and standardization ideas. In addition to this, it is also expected to reduce the cost of bridge construction and to simplify the process of bridge manufacturing. Referring to this, composite few plate girder railway bridge is highly recommendable that is very economical with the fine exterior. In this paper, it will analyse the variation of dynamic behavior of existing composite few plate girder railway bridge with ballast caused by modified Slab Track through interpretation of limited enzyme in order to obtain the existing data for improvement of Slab Track system from Ballast Track system. Consequently, it can help maximize economic efficiency and structural capability. As a results, although the natural frequency by modified Slab Track are decreased, it is hardly influencing on the safety of railway bridges. It is also evident in the case of slab deck with a reduced scale in comparison with Ballast Track. Therefore, it is expected to reduce the cost of a railway bridge plan. And, it can expect the synergistic effect of the ensure long term durability of bridge caused by decreased stresses of bottom flange due to reduced dead load. As a result, the analytical study are carried out to investigate the composite few plate girder railway bridge could be the optimal design method for the dynamic safety of a girder section.